(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断対象の光ファイバに張力を加える張力付与機構と、張力を与えた光ファイバに刃台に取り付けた刃具で応力破断のための初期傷を付ける傷入れ機構と、傷入れ機構を作動させる駆動手段を有し、
前記張力付与機構を、前記光ファイバに装着されたフェルールを引き留めるフェルール保持部と、フェルール先端から突出した光ファイバ素線を把持するファイバ長手方向にスライド可能なファイバ保持具と、そのファイバ保持具を前記フェルール保持部から離れる方向に付勢する張力スプリングと、その張力スプリングを介して前記ファイバ保持具に相対移動可能に連結するレバーとで構成し、前記駆動手段に前記ファイバ保持具と前記レバーの相対移動量をその相対移動量に対応した刃台運動量に変換して刃台位置を制御する運動変換機構を含ませ、
その運動変換機構は、前記ファイバ保持具と前記レバーのうちいずれか一方の要素の先端下部に形成したテーパ面と、前記刃台と前記テーパ面との間に介在する刃台拘束具を有し、前記ファイバ保持具と前記レバーのうち、前記テーパ面の無い他方の要素は前記フェルール保持部から離れる方向に動くときに前記刃台拘束具をファイバ長手方向に引き動かすように構成されており、
前記テーパ面と前記刃台拘束具がファイバ長手方向に相対的に移動したときにそのテーパ面と刃台拘束具の接触点が変動し、前記刃台拘束具が光ファイバ側に変位して刃台位置が制御されるように構成された光ファイバの切断装置。
【請求項２】
レバー戻し用の戻しスプリングを設け、その戻しスプリングの力が前記レバーを介して前記ファイバ保持具にも伝わるようにした請求項１に記載の光ファイバの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバを応力破断の原理によって切断する切断装置、詳しくは、光ファイバの切断が一定の条件下で安定してなされるようにして装置の故障や刃具の過剰切込みによる刃具の傷み、切断端面の傷付きなどを防止した切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コアが例えばガラスから成る光ファイバの素線を切断する方法のひとつに、応力破断の原理を利用する方法がある。その方法では、光ファイバに張力を加え、この状態で素線の外周に刃具で初期傷を付ける。すると、その傷が起点になってコアの応力破断が起こり、素線が軸直角に切断される。
【０００３】
この応力破断の原理で光ファイバの素線を切断する装置としては、例えば、特開平４−１２３００９号公報、ＵＳＰａｔＮｏ５，１０８，０２１号公報、ＵＳＰａｔＮｏ５，４６０，３１１号公報に示されるものや、本出願人が特開２０００−５６１４０９で提案しているものなどがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報等に示される従来の光ファイバ切断装置は、張力付与部に光ファイバが正しく確実にセットされていれば光ファイバに加わる張力が設計上考慮した値になったときに刃具が素線に切り込まれる。
【０００５】
ところが、従来装置はいずれも刃具が張力付与部の動きに無条件に連動するようにしているため、張力付与部の移動量と光ファイバに与えられる張力の大きさの関係が光ファイバの固定不良、セット不良、部品の不具合など想定外の事態や作業の小さなミスなどによって変動することがあり、そのために、光ファイバに適切な張力が付与されていない段階で刃具が素線に切り込まれることが起こり得る。この場合、素線に初期傷が付いてもその時点では応力破断が起こらず、さらに強い力で刃先が素線に押しつけられるようになる。
【０００６】
また、光ファイバの固定が不充分なときには引っ張られて動いている素線に刃具が当たって刃先が素線に擦られることがあり、両ケースとも、刃先が傷んで切断機能を失うなどの装置トラブルに結びつく。
【０００７】
また、適切な条件下で切断が正常に行われても、切断後に刃具が止まらずに動き続けるものは、刃具が素線の切断端面に触れて端面の傷付き、破壊を招くことがある。
【０００８】
その不具合を無くそうとするならば、適切な張力が加わったときに外径０．１〜０．３ｍｍの細い素線の外周に極く浅い傷を確実につけてなおかつそこで刃具を止める必要があるが、張力付与部に刃具を単純に連動させる従来の切断装置ではそのような要求に応えるのが難しい。
【０００９】
なお、ストッパを設けて適正位置で刃具を動き止めする方法では、厳密に素線外周に浅い傷をつけた直後に刃を止める必要があるが、光ファイバのセット位置は固定部品の寸法のばらつき等により微妙に変動するため、想定以上に大きな傷がついたり、逆に素線に刃が到達せず、傷を入れられないケースが生じてくる。
【００１０】
この発明は、上記の欠点、不具合を無くすことを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、切断対象の光ファイバに張力を加える張力付与機構と、張力を与えた光ファイバに刃台に取り付けた刃具で応力破断のための初期傷を付ける傷入れ機構と、傷入れ機構を作動させる駆動手段を有し、前記張力付与機構を、前記光ファイバに装着されたフェルールを引き留めるフェルール保持部と、フェルール先端から突出した光ファイバ素線を把持するファイバ長手方向にスライド可能なファイバ保持具と、そのファイバ保持具を前記フェルール保持部から離れる方向に付勢する張力スプリングと、その張力スプリングを介して前記ファイバ保持具に相対移動可能に連結するレバーとで構成し、前記駆動手段に前記ファイバ保持具と前記レバーの相対移動量をその相対移動量に対応した刃台運動量に変換して刃台位置を制御する運動変換機構を含ませ、
その運動変換機構は、前記ファイバ保持具と前記レバーのうちいずれか一方の要素の先端下部に形成したテーパ面と、前記刃台と前記テーパ面との間に介在する刃台拘束具を有し、前記ファイバ保持具と前記レバーのうち、前記テーパ面の無い他方の要素は前記フェルール保持部から離れる方向に動くときに前記刃台拘束具をファイバ長手方向に引き動かすように構成されており、
前記テーパ面と前記刃台拘束具がファイバ長手方向に相対的に移動したときにそのテーパ面と刃台拘束具の接触点が変動し、前記刃台拘束具が光ファイバ側に変位して刃台位置が制御されるように構成された光ファイバの切断装置を提供する。
【００１２】
この切断装置は、光ファイバに加わる張力をセンサで検出し、検出信号に基づくアクチュエータのストローク制御を行ってそのアクチュエータで刃具を移動させる型式のものも考えられるが、それよりは下記する形態のものが好ましい。
【００１３】
この装置は、レバー戻し用の戻しスプリングを設け、その戻しスプリングの力が前記レバーを介して前記ファイバ保持具にも伝わるようにしたものが好ましい。
【００１４】
【作用】
この発明の切断装置は、光ファイバに与えた張力に応じて刃具の位置制御を行なうので、適切な張力が付与されていない状況下や光ファイバが動いている状況下で刃具が切り込まれることが無くなる。
【００１５】
また、光ファイバが切断されると張力が開放されるためその時点で刃具の動きが止まり、そのために過剰切込みも無くなる。
【００１６】
この発明の装置は、光ファイバに張力が加わったときにのみファイバ保持具とレバーとの間に相対移動が起こり、そのときのレバーの動きに連動して傷入れ機構の刃台が動くので、張力検出用のセンサ等を用いなくても刃具位置が光ファイバに与えられる張力に応じて自動調整され、簡素、小型、安価なものを実現できる。
【００１７】
また、その装置は、光ファイバが切断されるとファイバ保持具を引き留める力が無くなり、張力スプリングの力でファイバ保持具がレバーとの相対移動量を小さくする方向に動いて刃具が切込み終点から瞬間的に戻される。従って、切断後の素線の端面が刃具に擦られて傷付くと云った事態も確実に回避できる。
【００１８】
このほか、レバー戻し用の戻しスプリングを設けたもの、刃台と刃具を弾性体の力で動かすものは、より簡素、安価で操作性にも優れたものになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に、この発明の光ファイバ切断装置の実施形態を示す。この切断装置は、図１に示すように、グリップ１を有する本体枠２と、この本体枠２の先端に設けるフェルール保持部３と、本体枠２に組付ける張力付与機構４と、被切断光ファイバに初期傷を付ける傷入れ機構５と、傷入れ機構の刃台５ａとカット刃５ｂを作動させる駆動手段６とから成る。
【００２０】
フェルール保持部３は、本体枠２の先端の端板にフェルール先端が途中で突き当たる段付きのフェルール挿入孔３ａを設けてなる。
【００２１】
また、傷入れ機構５は、Ｚ方向に移動可能な刃台５ａと、その刃台に取り付けたカット刃５ｂと、刃台５ａを案内するガイド５ｃとから成る。
【００２２】
張力付与機構４は、先端にチャック７を有するファイバ保持具８と、その保持具をフェルール保持部３から離れる方向（図のＹ方向）に付勢する張力スプリング９と、この張力スプリング９を介してファイバ保持具８にＹ方向相対移動可能に連結するレバー１０と、レバー１０とファイバ保持具８に貫通させたガイドシャフト１１と、レバー１０の戻しスプリング１２とで構成されている。
【００２３】
ファイバ保持具８は、本体枠２に設けたガイド１３で支えており、ファイバ長手方向（Ｙ方向）にスライド自在となっている。また、このファイバ保持具の先端に設けたチャック７は、支軸７ａを支点にして回転可能なカム式クランプ爪７ｂを設け、そのクランプ爪に形成されたクランプ面７ｃと固定側のクランプ面７ｄ間に光ファイバの素線を挾む構造にしてある。クランプ面７ｃ、７ｄ間の隙間は、フェルール挿入孔３ａの延長上にあり、フェルール挿入孔３ａを通り抜けた光ファイバの素線がその隙間に挿入される。
【００２４】
クランプ爪７ｂは、突起７ｅを有しており、その突起７ｅが本体枠２の先端の壁に当った図１の状態では、クランプ爪７ｂがやや反時計回りに回転してクランプ面７ｃ、７ｄ間の隙間が光ファイバの素線（外径例０．２３ｍｍ）を挿入できる大きさに開く。
【００２５】
また、ファイバ保持具８がＹ方向に移動するとクランプ爪７ｂがスプリング（図示せず）の力で時計回りに回転してクランプ面７ｃ、７ｄ間に素線が挟まれ、その状態でファイバ保持具８が更にＹ方向に動くとクランプ面７ｃが素線に引き留められてクランプ爪７ｂを時計回りに回す力が大きくなり、クランプ力が高まる。
【００２６】
レバー１０には、ファイバ保持具８の移動拘束部１０ａを設けており、その移動拘束部１０ａを介して戻しスプリング１２の力がファイバ保持具８にも伝わる。なお、クランプ爪７ｂを回転させるスプリングの力は、戻しスプリング１２の力に比べて充分に小さく、従って、図１の状態ではスプリング１２の力で突起７ｅが本体枠２の端壁に押し当てられて反時計回りに回転し、クランプ爪７ｂによるクランプが確実に解除される。
【００２７】
駆動手段６は、刃台５ａをスプリング（図示せず）の力でＺ方向に動かすものを用いている。この駆動手段６には、ファイバ保持具８とレバー１０の相対移動量を刃台５ａの運動量に変換して刃台の位置制御を行なう運動変換機構１４が含まれている。その機構１４は、刃台５ａとファイバ保持具８の先端下部に設けたテーパ面１４ａとの間に刃台拘束具１４ｂを介在し、この刃台拘束具１４ｂを、レバー１０の先端に設けた孔にＺ方向スライド自在に嵌めてレバー１０でＹ方向に動かしながらテーパ面１４ａの作用でＺ方向に変位させる（紙面に対して垂直なＸ方向には移動しない）構造にしてある。
【００２８】
以上のように構成した図１の切断装置は、図２に示すように、光ファイバがセットされていない状態、或いは、ファイバ保持具８による素線の保持が不充分な状態でレバー１０を引くと、引き留め力を受けていないファイバ保持具８がレバー１０に追従し、そのため、両者間に相対移動が起こらず、テーパ面１４ａと刃台拘束具１４ｂの位置関係が元のままに保たれて刃台５ａは動かない。
【００２９】
一方、フェルールｆを装着された光ファイバＡが図３に示すようにセットされて素線ａがチャック７に確実に掴まれた状態でレバー１０が引かれると、ファイバ保持具８が光ファイバに引き留められるためレバー１０のみがＹ方向に移動し、これにより張力スプリング９が圧縮されてそのスプリング９の力によって定まる張力、換言すればファイバ保持具８とレバー１０の相対移動量によって定まる張力が素線ａに加わる。
【００３０】
また、このときには、ファイバ保持具８とレバー１０の相対移動でテーパ面１４ａによる拘束点がＺ方向に変位して刃台５ａが拘束具１４ｂを押しながらＺ方向に動き、カット刃５ｂが素線ａに切り込まれる。
【００３１】
ファイバ保持具８とレバー１０の相対移動量に対する刃台５ａの運動量は、図の装置の場合、テーパ面１４ａの傾き角によって決まる。従って、その角度を適正に設定し、光ファイバに適切な張力が加わったときにカット刃５ｂが適正圧で素線ａに当たるようにしておけば、最善の条件で切断がなされた位置でカット刃が止まり、それ以上の切込みがなされない。それだけでなく、素線ａが切断されるとファイバ保持具８を引き留めている力が無くなるため、ファイバ保持具８がスプリング９の力でＹ方向に動き、レバー１０との相対移動量が小さくなって刃台５ａが強制的に押し戻される。従って、カット刃５ｂの過剰切込みが皆無となる。
【００３２】
また、今、仮に、レバー１０が途中まで引かれた後に素線の把持が安定してそこから光ファイバに張力が加わり出したとしたら、張力が加わるまではファイバ保持具８がレバー１０に追従し、張力が加わり出してからファイバ保持具８とレバー１０の相対移動が起こる。従って、このようなケースでも光ファイバに加わる張力の大きさとカット刃５ｂの切込み量の関係はほぼ一定し、張力不足やセット不良の状況下でカット刃が切り込まれることも無くなる。
【００３３】
切断後、レバー１０はスプリング１２の力で元に戻る。このとき、ファイバ保持具８も一緒に押し戻され、突起７ｅが本体枠２に当たってチャック７によるクランプが解除されるため、切断された素線は容易に除去できる。
【００３４】
図４〜図６は、第２実施形態、図７〜図９は参考形態、図１０〜図１２も参考形態を示している。これ等の切断装置は、刃台５ａの位置制御を行う運動変換機構が図１のものと異なる。その他の構成は図１の装置と変わらないので、同一部については同一符号を付して再説明を省く。
【００３５】
図４の切断装置に用いた運動変換機構２４は、レバー１０の先端に楔部２４ａを形成し、この楔部２４ａをファイバ保持具８の下面と刃台拘束具２４ｂとの間に挿入している。また、ファイバ保持具８の先端に刃台拘束具２４ｂをＺ方向に案内し、かつその拘束具をＹ方向に引き動かすガイド２４ｃを設け、レバー１０にはＹ方向に動いた刃台拘束具２４ｂを押し返す面２４ｄを設けている。
【００３６】
かかる運動変換機構２４を設けた図４の切断装置も、光ファイバをセットせずにレバー１０を引いたときにはファイバ保持具８と刃台拘束具２４ｂが追従して３者間に相対移動が起こらず、刃台５ａが初期位置に残る（図５）。
【００３７】
また、光ファイバＡを正しくセットしてレバー１０を引いたときには、ファイバ保持具８が光ファイバに引き留められてレバー１０のみが動き、そのために楔部２４ａが挿入部位から抜け、楔部２４ａによる拘束点の変位で刃台５ａが刃台拘束具２４ｂを押しながらＺ方向に動く（図６）。さらに、カット刃５ｂが当たって素線ａが切断されると、張力スプリング９の力でファイバ保持具８が刃台拘束具２４ｂを伴ってレバー１０との相対移動量を減ずる方向に動き、カット刃５ｂが戻り側に逃げる。
【００３８】
なお、図１と図４の切断装置は、刃台５ａの運動量がファイバ保持具８とレバー１０の相対移動量に比例したものになるが、そのことは必須の要件とはならない。相対移動量が目標値に達したときに刃台（カット刃）が目標点に到達していればよい。
【００３９】
図７の切断装置に用いた運動変換機構３４は、ファイバ保持具８の先端に支軸３４ａで回転可能に取り付けた半円形のカムを刃台拘束具３４ｂとして使用し、刃台５ａの押し上げ力で支軸３４ａを支点にして回転しようとするその刃台拘束具３４ｂをレバー１０の先端で回り止めする構造にしており、レバー１０とファイバ保持具８が相対移動を伴わずに動くときには、刃台拘束具３４ｂが回転せずに追従して刃台５ａが初期位置に保たれる（図８）。
【００４０】
また、光ファイバＡに張力が加わる状況下でレバー１０が引かれると、レバー１０による拘束点が変位して刃台５ａに押された刃台拘束具３４ｂが反時計回りに回転し、刃台５ａと共にカット刃５ｂが前進して素線ａに切り込まれる（図９）。
【００４１】
図１０の切断装置に用いた運動変換機構４４は、刃台拘束具４４ｂとなすバーを支軸４４ａでファイバ保持具８に回転可能に取付け、適度に傾けたこのバー形状の刃台拘束具４４ｂの先端下部の膨出部を刃台５ａの上面に当て、レバー１０に取付けたストッパピン４４ｃで刃台拘束具４４ｂの回転による持ち上がりを止めており、ファイバ保持具８とレバー１０が相対移動を伴わずに動くときには刃台拘束具４４ｂの支軸４４ａを支点にした回転を起こらず、刃台５ａが初期位置に保たれる（図１１）。
【００４２】
また、セットした光ファイバＡに張力が加わる状況下でレバー１０が引かれると、ストッパピン４４ｃの変位で刃台拘束具４４ｂが変位後のストッパピン４４ｃに拘束される位置まで押し動かされてその拘束具の先端が持ち上がり、カット刃５ｂが刃台５ａと共に動いて素線ａに切り込まれる（図１２）。
【００４３】
上述した各実施形態の切断装置は、光ファイバに加わる張力がファイバ保持具８とレバー１０の相対移動量によって決まるようにし、相対移動が生じたときに刃台がレバーの動きに連動して相対移動量に対応した量運動するようにしたものであり、簡単な機械的機構のみで光ファイバに適切な張力が加わったときに適切な切込みをかけることができ、従来装置の不具合が一掃される。
【００４４】
なお、この発明の切断装置による切断対象は、ガラスコア光ファイバに限定されない。応力破断の原理で切断できる光ファイバの全てにこの発明の装置を有効に利用できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の光ファイバ切断装置は、光ファイバに与えた張力に応じて刃具の切込み位置の制御がなされるようにしたので、刃先に必要以上の負担がかかったり、動いている素線に刃具が切り込まれたりすることを無くして不慮の故障等を防止することができ、安定した性能を長く維持できる。
【００４６】
また、刃具の過剰切込みが起こらないため、素線の切断面を刃先で傷付けたりすることも無くなる。
【００４７】
実施形態の装置は、切断と同時に刃具が押し戻されるので、刃具による切断端面の傷付き防止がより確実になされ、また、機械的な機構のみで構成されるので、簡素、小型、安価で信頼性の高いものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の切断装置の実施形態を示す断面図
【図２】図１の装置の光ファイバ未セット時の動作を示す図
【図３】図１の装置の光ファイバセット時の動作を示す図
【図４】第２実施形態の要部を示す断面図
【図５】図４の装置の光ファイバ未セット時の動作を示す図
【図６】図４の装置の光ファイバセット時の動作を示す図
【図７】参考形態の要部を示す断面図
【図８】図７の装置の光ファイバ未セット時の動作を示す図
【図９】図７の装置の光ファイバセット時の動作を示す図
【図１０】他の参考形態の要部を示す断面図
【図１１】図１０の装置の光ファイバ未セット時の動作を示す図
【図１２】図１０の装置の光ファイバセット時の動作を示す図
【符号の説明】
１  グリップ
２  本体枠
３  フェルール保持部
３ａ  フェルール挿入孔
４  張力付与機構
５  傷入れ機構
５ａ  刃台
５ｂ  カット刃
６  駆動手段
７  チャック
８  ファイバ保持具
９  張力スプリング
１０  レバー
１１  ガイドシャフト
１２  戻しスプリング
１３  ガイド
１４、２４、３４、４４  運動変換機構
１４ａ  テーパ面
２４ａ  楔部
１４ｂ、２４ｂ  刃台拘束具
Ａ  光ファイバ
ａ  素線
ｆ  フェルール
【図１】
0004300692.tif 000002
【図２】
0004300692.tif 000003
【図３】
0004300692.tif 000004
【図４】
0004300692.tif 000005
【図５】
0004300692.tif 000006
【図６】
0004300692.tif 000007
【図７】
0004300692.tif 000008
【図８】
0004300692.tif 000009
【図９】
0004300692.tif 000010
【図１０】
0004300692.tif 000011
【図１１】
0004300692.tif 000012
【図１２】
0004300692.tif 000013