(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製光ファイバの端面を平坦な熱板に押圧して成端する熱板加熱器であって、
前記光ファイバの端面を押圧して成端する平坦な表面を有する熱板と、この熱板の裏面に離着自由に密着する伝熱面を有する加熱ブロックと、この加熱ブロックに形成された挿入孔に抜き差し自由に挿入された電熱体とを有し、
前記電熱体は、挿入孔に挿入された状態で前記加熱ブロックから外方に延びる延長部を有し、かつ、一方の端部から引き出されたコードが電源部に着脱自由に接続され、
前記加熱ブロックに、前記電熱体の抜け落ちを防止する係止部材が装着され、
前記係止部材が、前記電熱体の延長部を挿通する開口を有し、この開口が、前記電熱体の軸心に直交する面から常時傾斜するように付勢され、傾斜時には開口の縁辺が前記電熱体の延長部と接触して抜け落ちを防止し、付勢に逆らって前記開口を電熱体の軸心に直交させる時は電熱体を自由に抜き差しできるようにしたことを特徴とする光ファイバ成端用熱板加熱器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製光ファイバの端面を溶融成端するための熱板加熱器、特に熱板加熱用の電熱体が容易に交換できるようにした光ファイバ成端用熱板加熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック製の光ファイバ（以下、単に「光ファイバ」という）は、例えばメタクリル樹脂などのファイバからなる芯材に、該芯材よりも屈折率の低いフッ素化メタクリル樹脂を被覆したものであり、光通信やライトガイドなど光伝送の分野で多く利用されている。
この種の光ファイバの光通信などへの適用に際して、端面の仕上げが粗雑であると受発光素子などとの結合損失が増加する要因になるので、出来るだけ平滑に仕上げることが要求される。この端面の平滑仕上げ処理は一般に「成端」と呼ばれている。
【０００３】
前記成端方法の例としては、研磨法、フリーカット法、熱板法などを挙げることができる。これらのうち研磨法は端面を研磨するもので、高い精度の平滑面が得られるが処理に時間がかかる。フリーカット法は端面を平滑に切断するもので、短時間で処理できるが高度な平滑性は得難い。
熱板法は、プラスチック製光ファイバの特性を生かした成端法であり、端面を平滑な熱板に押し当てて熱軟化または溶融し、平坦化する方法である。この熱板法は、フリーカット法よりも高い精度の平滑端面が、研磨法よりも短時間で得られる利点を有している。
【０００４】
前記熱板成端法の一具体例を、図面を参照しながら説明する。
図４に概略を示すように、先ずカッターで切断した光ファイバ１の先端部をコネクタプラグ（図示せず）のフェルール４に形成された挿通孔４ａに挿通し、光ファイバ１の端面２を前記フェルール４の先端面より例えば約０．３ｍｍ突出させる。フェルール４の先端部には、前記挿通孔４ａから外に向かって拡径するテーパ孔４ｂが形成され、光ファイバ１を挿通した状態で、このテーパ孔４ｂによって形成される間隙空間７の容積は、光ファイバ１の前記突出部分の体積と略等しくされている。
【０００５】
次に、前記フェルール４に支持された光ファイバ１の端面２を、熱板加熱器１００の例えば約１６０℃に加熱された熱板１０１に、例えば５秒間〜１０秒間押し当てる。この間に光ファイバ１の突出部は熱軟化〜溶融し、軟化溶融した部分は前記フェルールの間隙空間７を満たし、最終的には図５に示すように、フェルール４の先端面が熱板１０１に当接するようになる。
この状態で光ファイバの端面２は、平滑な熱板１０１に密着して平坦に成形される。この押圧状態を保ったまま熱板１０１の温度を下げると、光ファイバの端面２は平滑性を保ったまま冷却固化し、成端処理が完了する。
【０００６】
前記熱板成端法に用いられる従来の熱板加熱器の一例を図６に示す。この熱板加熱器１００は、筐体の頂面に前記の熱板１０１が装着され、また筐体の側面からは電源コード１０２が引き出されると共に、熱板１０１の温度を制御するためのノブ１０３などが装着されている。
【０００７】
熱板１０１は、前記のように約１６０℃に加熱した後で光ファイバ１の熱軟化温度以下に冷却するヒートサイクルが繰り返されるので、成端処理の生産効率を向上するためにはこの加熱〜冷却ヒートサイクルの迅速化が求められる。そこで、熱板１０１は電熱手段によって直接加熱するのではなく、熱板加熱器１００の筐体内部で、電熱体を組込んだ加熱ブロックを常時所定温度に加熱しておき、熱板１０１を加熱する際には前記ノブ１０３を手で押し込み、連動機構により前記加熱ブロックを上昇させて熱板１０１の裏面に密着させ、伝熱により熱板１０１を加熱し、熱板１０１を冷却する際にはノブ１０３の押圧を解除し、前記加熱ブロックを連動機構により下降させて熱板１０１から引き離し、熱板１０１を自然放冷または通風放冷などにより冷却する機構が採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記熱板１０１は、光ファイバの成端作業中きわめて高い頻度でヒートサイクルが繰り返され、この間、前記加熱ブロックは、上下運動を繰り返しながら常時加熱され続ける。この状態では、加熱ブロック内部に組込まれた電熱体は劣化または断線しやすい。しかし、従来の加熱ブロックにおいては、電熱体が加熱ブロックに組込まれて固定されているために、使用者が簡単に電熱体のみを交換することができず、加熱ブロックごと交換するかまたは熱板加熱器の製造業者に持ち込んで修理するしかなく、いずれの場合にも多くの時間と経費とを要し、生産効率を著しく低下させていた。
本発明は前記の課題を解決するためになされたものであって、従ってその目的は、使用者が電熱体のみを簡単に交換することができて、時間と経費とを節減することができる光ファイバ成端用熱板加熱器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、光ファイバの端面を押圧して成端する平坦な表面を有する熱板と、この熱板の裏面に離着自由に密着する伝熱面を有する加熱ブロックと、この加熱ブロックに形成された挿入孔に抜き差し自由に挿入されかつ電源部に着脱自由に接続された電熱体とを有する光ファイバ成端用熱板加熱器（以下、単に「熱板加熱器」という）を提供する。
【００１０】
この熱板加熱器は、加熱ブロックが熱板の裏面に離着自由に密着する伝熱面を有しているので、この加熱ブロックが電熱体によって所定の温度に加熱されていれば、加熱ブロックを熱板に密着させることで熱板を急速に所定温度に加熱することができ、また加熱ブロックを熱板から引き離すことで熱板を急速に光ファイバの軟化点温度以下に冷却することができる。
またこの熱板加熱器は、電熱体が加熱ブロックに抜き差し自由に挿入され、かつ電源部にも着脱自由とされているので、作業中に電熱体が劣化または断線した際には、この電熱体を加熱ブロックから引き抜き、かつ電源部から切り離すだけで、成端作業者が現場できわめて容易かつ短時間に電熱体の交換を行うことができる。交換の際は、電源部と接続するコネクタ付きの電熱体をスペアとして用意しておけばよいので、保守のための時間と経費も著しく軽減することができる。
【００１１】
前記加熱ブロックには、前記電熱体の抜け落ちを防止する係止部材が装着されていることが好ましい。
前記加熱ブロックは成端作業中、熱板を加熱冷却するために離着運動が繰り返され、この離着運動に伴う振動によって電熱体が挿入孔から抜け落ちる可能性がある。加熱ブロックに前記係止部材が装着されていれば、この抜け落ちを防止することができる。
【００１２】
特に前記電熱体が、前記挿入孔に挿入された状態で前記加熱ブロックから外方に延びる延長部を有し、前記係止部材は、前記電熱体の延長部を挿通する開口を有し、この開口が、前記電熱体の軸心に直交する面から常時傾斜するように付勢され、傾斜時には開口の縁辺が前記電熱体の延長部と接触して抜け落ちを防止し、付勢に逆らって前記開口を電熱体の軸心に直交させる時には電熱体を自由に抜き差しできるようになっていることが好ましい。
【００１３】
前記の係止部材は、開口が常時傾斜するように付勢され、開口の縁辺が電熱体の延長部と接触しているので、成端作業中に加熱ブロックが熱板に対する離着運動を繰り返しても、その運動によって電熱体が挿入孔から抜け落ちることはない。電熱体を交換する際には、係止部材を指で押すなどして開口が軸心に直交するようにすれば、電熱体はこの開口を通して自由に抜き差しできるようになる。
【００１４】
前記加熱ブロックの伝熱面は、前記熱板の裏面全体を実質的に覆う寸法形状に成形されていることが好ましい。これによって、熱板を加熱する際に、加熱ブロックから熱板への伝熱がより急速かつ均一に行われるようになる。
【００１５】
前記加熱ブロックには、温度測定用のサーミスタが埋設されていることが好ましい。光ファイバ端面の軟化〜溶融速度は熱板の表面温度に依存するが、急速なヒートサイクルを繰り返す熱板の表面温度を測定しても実質的な温度管理は困難である。熱板の表面温度は加熱ブロックの伝熱面の温度と接触時間とをパラメータとして決定できるので、常時加熱されている加熱ブロックの伝熱面温度をサーミスタで測定し、所定の温度となるように電熱体に供給する電力量を制御しかつ熱板との接触時間を一定に設定すれば、特定の光ファイバに関して常に適切な温度で光ファイバの成端を行うことができ、また、光ファイバ端面への熱板の押圧時間も一定にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を用いて説明する。
図１において、この熱板加熱器１０は、フェルール４に挿通された光ファイバ１の端面２を平坦な熱板１１に押圧して成端する器具であって、前記光ファイバ１の端面２を押圧して成端するための平坦な表面を有する熱板１１と、この熱板１１の裏面に離着自由に密着する伝熱面１２ａを有する加熱ブロック１２と、この加熱ブロック１２に形成された挿入孔１２ｂに抜き差し自由に挿入される円柱状の電熱体１３とを有し、この電熱体１３は、一方の端部からコード１４が引き出され、このコード１４はコネクタ１５に接続されている。そして、このコネクタ１５を介して、電源部となる制御回路基板３０に着脱自由に接続されている。
【００１７】
この熱板加熱器１０は、加熱ブロック１２が熱板１１の裏面に離着自由に密着する伝熱面１２ａを有しているので、この加熱ブロック１２が電熱体１３によって常に所定の温度に加熱されていれば、熱板１１と加熱ブロック１２との離着によって熱板１１を急速に加熱または冷却することができ、高い生産効率で光ファイバ１を成端することができる。
またこの熱板加熱器１０は、電熱体１３が加熱ブロック１２に抜き差し自由に挿入され、かつコネクタ１５を介して電源部である制御回路基板３０にも着脱自由とされているので、成端作業中に電熱体１３が劣化または断線した時は、この電熱体を加熱ブロック１２から引き抜き、かつコネクタ１５により制御回路基板３０から切り離すだけで、成端作業者が現場できわめて容易かつ短時間に電熱体１２の交換を行うことができる。交換の際は、コネクタ付きの電熱体をスペアとして用意しておけばよいので保守のための時間と経費も著しく軽減できる。
【００１８】
前記電熱体１３は、前記加熱ブロックの挿入孔１２ｂに挿入された状態で、前記加熱ブロック１２から外方に同軸的に延びる延長部１３ａを有し、この延長部１３ａは、図２および図３（ａ）（ｂ）で詳しく説明する係止部材１６によって加熱ブロック１２に係止されている。
【００１９】
図２に示すように、前記係止部材１６は板バネ材から成形され、中央部に電熱体の延長部１３ａを挿通する開口１６ａが形成されている。この開口１６ａから左右方向に延びる部材の一方の端部１６ｂは加熱ブロック１２の側面に固定され、他方の端部は自由端になっていて指押し部１６ｃを形成している。この係止部材の開口１６ａは、図３（ａ）に示すように、電熱体１３の軸心Ｘに直交する面Ｙから傾斜するように付勢されている。そしてこの傾斜した状態では、開口１６ａの外側縁辺が、延長部１３ａの側面と接触して、延長部１３ａの側面が軟質であればこれに食い込むように押圧し、電熱体１３が加熱ブロック１２から抜け落ちないように防止している。従って成端作業中に加熱ブロック１２が熱板１１に対する離着運動を繰り返しても、またはその他の原因によって振動しても、その運動または振動によって電熱体１３が加熱ブロックの挿入孔１２ｂから抜け落ちることはない。
【００２０】
電熱体１３を交換する際には、係止部材の開口１６ａが軸心Ｘに直交する面Ｙと合致するように付勢に逆らって前記指押し部１６ｃを手で押せば、電熱体１３は係止部材の開口１６ａを通して自由に抜き差しできるようになり、この係止部材が電熱体の交換の妨げになることはない。
【００２１】
図１に示すように、前記の加熱ブロック１２は、手動レバー２１の上下運動に連動して昇降する昇降機構２０の上に装着されている。この昇降機構２０は、加熱ブロック１２の下面に装着され、加熱ブロックが上昇したときその伝熱面１２ａが熱板１１の裏面に一様に密着するように、上下方向に弾発性が付与された弾発性架構２６と、この弾発性架構２６を下方から支えるスライド枠体２２と、筐体に固定され前記のスライド枠体２２を上下動自由に摺動支持する支持枠２３と、加熱ブロック１２を常時下方に引っ張るように付勢されたコイルバネ２４とを有している。前記手動レバー２１の筐体外部に延びた端部には指で押し下げるためのツマミ２１ａが装着され、他方の端部２１ｂは前記スライド枠体２２の底部に連結され、また手動レバー２１の中間部は、筐体から延びる支点部材２５によって上下方向に回動するよう支持されている。
【００２２】
加熱ブロック１２の内部にはサーミスタ３１が内蔵され、このサーミスタ３１は、リード３２を介して制御回路基板３０の測温回路に接続されている。また、筐体上面には点滅灯３３が装着され、リード３４を介して制御回路基板３０のタイマー回路に接続されている。
制御回路基板３０は、電源コード３５から給電を受けて、サーミスタ３１によって監視された所定の温度が維持されるように電熱体１３に制御された電力を供給し、また点滅灯３３を、例えば１秒間隔で点滅する。
【００２３】
成端作業は、制御回路基板３０によって加熱ブロック１２が例えば１６０℃の所定温度に加熱され点滅灯３３が作動した後に開始される。先ず手動レバーのツマミ２１ａを押し下げると手動レバー２１が回動してスライド枠体２２が上昇し、これに伴って弾発性架構２６上に装着された加熱ブロック１２が、コイルバネ２４の付勢に逆らって上昇しその伝熱面１２ａが熱板１１の裏面に一様に密着して熱板１１を所定温度まで上昇させる。この熱板１１の表面に光ファイバ１の端面２を押し当て、押圧を続けながら点滅灯３３によって計数される所定時間後にツマミ２１ａから手を離すと、コイルバネ２４によって加熱ブロック１２は熱板１１から引き離され、熱板１１の表面温度は光ファイバ１の熱軟化温度以下に急速に降下する。これによって光ファイバの端面２は平滑状態を保ったまま冷却固化され、１回の成端処理が完了する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ成端用熱板加熱器は、電熱体が、光ファイバの端面を成端する熱板の裏面に離着自由に密着する加熱ブロックに抜き差し自由に挿入されかつ電源部に着脱自由に接続されているので、作業中に電熱体が劣化または断線した際には、この電熱体を加熱ブロックから引き抜き、かつ電源部から切り離すだけで、成端作業者が現場できわめて容易かつ短時間に電熱体の交換を行うことができる。
加熱ブロックに、電熱体の軸心に直交する面から傾斜するように付勢された開口を有する係止部材が装着されていれば、簡単な構造でありながら効果的に電熱体の抜け落ちを防止し、しかも電熱体を交換する際にその交換作業を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す断面図
【図２】  前記実施形態における係止部材を示す斜視図
【図３】  （ａ）（ｂ）はいずれも前記実施形態における係止部材の態様を示す断面図
【図４】  光ファイバの一般的な成端作業の一過程を示す断面図
【図５】  前記成端作業の他の一過程を示す断面図
【図６】  従来の光ファイバ成端用熱板加熱器を示す斜視図
【符号の説明】
１：光ファイバ
２：端面
４：フェルール
１０：熱板加熱器
１１：熱板
１２：加熱ブロック  １２ａ；伝熱面  １２ｂ；挿入孔
１３：電熱体  １３ａ；延長部
１５：コネクタ
１６：係止部材  １６ａ；開口  １６ｃ；指押し部
３０：制御回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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