JP4682496B2 - 融着接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ同士を接続する融着接続方法と、先端部を切断した光ファイバ同士を接続するための融着接続装置と、光ファイバ素線ホルダとに関するものである。

光ファイバ同士を接続する方法の１つとして、融着接続方法が行なわれている。この方法は、以下の３つの工程からなる。第１工程は、ストリッパ（リムーバ）と呼ばれる被覆除去装置を用いて、光ファイバ素線の先端部の被覆の除去を行う工程。第２工程は、露出された光ファイバを所定の長さとなるように光ファイバ切断装置で切断する工程。第３工程は、融着接続装置により、光ファイバの先端同士を突き合せて融着接続する工程である。
融着接続する工程では、最初に、光ファイバの先端同士が所定の間隔を保ち、融着開始位置に位置決めされた状態で放電が開始される。次いで、一方または双方の光ファイバの先端が端面間の間隔を狭める方向に押し込むように移動されるその後、融着完了位置で一体化されて、融着接続が完了する。光ファイバの先端同士を位置決めさせるためには、以下の２つの方法がある。第１の方法は、先端に光ファイバが露出された状態で、先端近傍の光ファイバ被覆部をＶ溝で位置決めする方法である。第２の方法は、露出された光ファイバ自体をＶ溝で位置決めする方法である。いずれの方法においても、光ファイバの先端の位置決めは厳密に行なわれる必要がある。

図９は、従来の融着接続装置における光ファイバの支持構造の説明図である。図９では、一方の光ファイバを支持する支持機構のみを図示してある。図９に付した符号において、１は光ファイバ素線、１ａは光ファイバ、３１は光ファイバ素線保持台、３２ａ，３２ｂはクランプ部材、３３はスライダー機構、３４は支持台である。
光ファイバ素線保持台３１には、溝（図示せず）が形成されており、その溝内には、保護被覆が施された光ファイバ素線１が収容されている。溝内に収容された光ファイバ素線１は、クランプ部材３２ａ，３２ｂによりクランプされる。光ファイバ素線保持台３１は、スライダー機構３３を介して、クランプされた光ファイバ素線１の軸方向に移動可能なように支持台３４に支持されている。また、一方の支持台３４と、他方の支持台（不図示）とは、対向して配置され、それぞれの光ファイバ素線保持台３１に保持されている。そして、光ファイバ素線１の露出された光ファイバ１ａの先端を調心するようにそれぞれ移動機構（不図示）によって移動可能に構成されている。

この融着接続装置では、最初に光ファイバ素線が、ストリッパにセットされて、先端部の被覆が除去される。次いで、切断機に光ファイバ素線がセットされ、その先端部が切断される。その後、図９で説明した融着接続装置の光ファイバ素線保持台３１に光ファイバ素線がセットされて融着接続を行なうものである。しかし、切断されたあとの光ファイバの長さ（ｃｌｅａｖｅｄ ｌｅｎｇｔｈ）そのものが一定ではない。また、融着接続装置においても、切断機から取り外してから光ファイバ素線保持台３１へ光ファイバ素線を移すという手順であるために、クランプ部材３２ａ，３２ｂにクランプされる光ファイバ素線１の長手方向位置が一定ではない。そのため、光ファイバの先端の位置調整に時間を要するという問題がある。さらに、光ファイバ素線１の先端側がクランプ部材３２ａでクランプされるため、クランプによる押さえ状態が悪いと、被覆の曲がり癖が残ってしまうことがある。その結果、光ファイバ１ａの先端位置の固定精度を良好にできないという問題があった。

図１０は、光ファイバの固定精度を良好にするための配慮をした融着接続装置のホルダ機構の一例である。図１０において、図９と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図１０に付した符号において、３４ａ，３４ｂは支持台、３５はＶ溝部材、３６はクランプ部材である。

図１０に示されるように、光ファイバ素線１を保持する光ファイバ素線保持台３１とクランプ部材３２ａとは別にＶ溝部材３５とクランプ部材３６とが設けられている。このＶ溝部材３５とクランプ部材３６とにより、光ファイバ素線１の被覆部の先端部近傍をクランプするようにした。このことにより、光ファイバ素線１の被覆部の先端部近傍のクランプ力を大きくでき、光ファイバ１ａの固定精度を上げることができる。Ｖ溝部材３５は、支持台３４ｂにより支持されており、支持台３４ｂと対向するように、別な支持台（不図示）が配置されている。そして、それぞれのＶ溝部材３５にクランプされた光ファイバ素線１の先端側の被覆が除去される。その後、露出された光ファイバ１ａの先端を調心するようにそれぞれ図示しない移動機構によって移動可能に構成されている。

このホルダ機構を用いた融着接続装置では、融着時にスライダー機構３３によって光ファイバ１ａを押し込む際に、光ファイバ素線保持台３１が前進する。しかし、Ｖ溝部材３５は移動しないので、光ファイバ素線１はＶ溝部材３５とクランプ部材３６とのクランプ力に抗して、Ｖ溝内を滑りながら前進する。したがって、クランプ力が大きい場合には、光ファイバ素線１の座屈を生じたり、Ｖ溝内を移動できなくなり、良好な融着が行なわれないという問題がある。逆に、クランプ力が小さいと、光ファイバ素線１の良好なクランプができないという問題がある。

図１１は、特開平９−１１３５７２号公報に記載されたホルダ機構を模式的に図示したものであり、図１１（Ａ）は概略構成図、図１０（Ｂ）は嵌合部の断面図である。図１１において、図９、図１０と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。図１１に付した符号において、３７はホルダ、３７ａはテーパピン、３８はホルダ取付台、３８ａはテーパホールである。

このホルダ機構では、先端部の被覆を除去した接続対象の光ファイバ素線１をホルダ３７にクランプさせる。ホルダ３７は、接続対象の光ファイバ素線１ごとに用意され、ホルダ３７の底面にテーパピン３７ａが設けられている。光ファイバ素線１の光ファイバ１ａを切断する切断機のホルダ取付部には、テーパピン３７ａを嵌合させるテーパホールが設けられており、テーパピン３７ａとテーパホールとによりホルダ３７が切断機に位置決めされる。したがって、光ファイバの切断位置は、ホルダ３７に対して一定の位置となる。
光ファイバ同士を接続するには、切断機から、光ファイバ素線１をクランプしたままのホルダを外し、図１１（Ａ）に示すように、融着接続装置のホルダ取付台３８に取り付ける。ホルダ取付台３８には、図１１（Ｂ）に示すように、切断機のホルダ取付部のテーパホールの位置に対応した位置にテーパホール３８ａが設けられている。このため、切断された光ファイバの切断長そのものが一定となり、融着接続装置でも、ホルダ取付台３８にホルダが位置決めされて取り付けでき、光ファイバ１ａの先端位置が常に一定位置で取り付けることができる。

しかし、光ファイバ素線１の被覆部の先端部近傍が図１０で説明したと同様のＶ溝部材３５を用いているから、図１０で説明した問題点を有している。
また、光ファイバ素線１の外径として、０．２５ｍｍ，０．４ｍｍ，０．９ｍｍ等の寸法の製品があり、図１１のホルダ機構では、光ファイバ素線１の外径に応じて、Ｖ溝部材３５を交換しなければならないという問題がある。これに加えて、接続部を顕微鏡で撮像してモニタ画面でモニタする場合には、光ファイバ素線１の外径により中心軸の高さが変わってしまう。そのため、外径の異なる光ファイバ素線１を接続するごとに、顕微鏡の高さや放電電極棒の位置を調整しなければならないという問題もある。
上述の例では、Ｖ溝部材を用いて光ファイバ素線の被覆部をＶ溝部材でクランプしているが、被覆の除去された光ファイバ自体をＶ溝部材でクランプする場合でも類似の問題が生じる。つまり、光ファイバ１ａの外径として、８０μｍ，１２５μｍ，１５０μｍ，２８０μｍなどの製品があり、外径の異なる光ファイバ１ａをＶ溝部材によってクランプさせる場合にも、顕微鏡の高さを調整せずに接続部をモニタするには、光ファイバ外径に応じてＶ溝部材を交換しなければならないという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ素線または光ファイバの異なる外径に対応でき、更に、融着接続の際に光ファイバの先端部を正確に位置決めできる、光ファイバ素線ホルダ、融着接続装置、切断装置及び光ファイバの接続方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 光ファイバ素線を挿入してクランプする溝を形成した光ファイバ素線ホルダを用い、該光ファイバ素線ホルダを装着可能にした二台のホルダ取付台が互いに対向して配置され、該ホルダ取付台のそれぞれに装着した前記光ファイバ素線ホルダのクランプする光ファイバ素線の先端同士を突き合わせて融着手段により融着接続する融着接続装置であって、前記光ファイバ素線ホルダは、前記溝に挿入した前記光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有したホルダ本体部と、該ホルダ本体部の前方に設けられて光ファイバ素線をバネ部材によりＶ溝に付勢して挿入させるＶ溝部とを有し、前記ホルダ本体部の溝と前記Ｖ溝部のＶ溝は、前記光ファイバ素線の外径に関わらず光ファイバ素線の中心軸線が同じ位置となるように、外径の異なる光ファイバ素線毎に形成された光ファイバ素線ホルダの一つが前記ホルダ取付台に装着され、前記ホルダ取付台は、前記光ファイバ素線ホルダを位置決めする位置決め部と、前記光ファイバ素線を前記バネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢するクランプ部材を支持する支持部とを有し、前記光ファイバ素線ホルダを一体に保持して移動可能に形成されていることを特徴とする融着接続装置。

（２） （１）の光ファイバ素線ホルダの一つを位置決めする位置決め部と、前記光ファイバ素線ホルダによってクランプされた光ファイバ素線をバネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢して挿入させるクランプ部材を支持する支持部とを有し、前記光ファイバ素線ホルダを一体に保持して移動可能に形成されているホルダ取付台を備えた被覆除去装置を用い、前記光ファイバ素線ホルダの一つによってクランプされた光ファイバ素線を前記被覆除去装置の被覆除去部に対向して配置させ、前記光ファイバ素線の被覆を除去した後、切断し、請求項１に記載の融着接続装置により光ファイバの接続作業を行い、被覆の除去、切断、融着接続の一連の工程を光ファイバ素線を前記光ファイバ素線ホルダから外すことなく行うことを特徴とする。

参考例では、被覆除去装置、切断装置および融着接続装置に共通して用いられる光ファイバ素線ホルダであって、光ファイバ素線を挿入する溝と該溝に挿入された光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と、該ホルダ本体部の前方に設けられ光ファイバ素線を挿入するＶ溝部を有し、該Ｖ溝部は、被覆除去装置、切断装置および融着接続装置のホルダ取付台に取り付けられバネ部材によりＶ溝部に向けて付勢されたクランプ部材によりクランプされるものであることを特徴とするものである。

更に、参考例では、前記光ファイバ素線ホルダは、外径が異なる複数種類の光ファイバ素線に適用されるよう各種類ごとに用意され、それぞれの光ファイバ素線ホルダの前記溝と前記Ｖ溝部のＶ溝は、光ファイバ素線の外径に応じて、クランプされる光ファイバ素線の中心軸線が同じ位置となるように形成されていることを特徴とするものである。
更に、本発明は、光ファイバの接続方法において、被覆の除去、洗浄、切断、融着接続の一連の工程を光ファイバ素線を前記光ファイバ素線ホルダから外すことなく光ファイバの接続作業を行なうことを特徴とするものである。

更に、参考例では、光ファイバ素線を挿入する溝と該溝に挿入された光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と該ホルダ本体部の前方に設けられ光ファイバ素線を挿入するＶ溝部とからなる光ファイバ素線ホルダと、該光ファイバ素線ホルダを取り付けるためのホルダ取付台とを有する融着接続装置であって、前記ホルダ取付台は、前記光ファイバ素線ホルダを位置決めする位置決め部と、バネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢されたクランプ部材を支持する支持部を有することを特徴とするものである。

更に、参考例では、光ファイバ素線を挿入する溝と該溝に挿入された光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と該ホルダ本体部の前方に設けられ光ファイバ素線を挿入するＶ溝部とからなる光ファイバ素線ホルダと、該光ファイバ素線ホルダを取り付けるためのホルダ取付台と、加傷刃と、光ファイバを挿入するＶ溝部材と、該Ｖ溝部材に挿入された光ファイバをクランプするクランプ部材とを有する切断装置であって、前記ホルダ取付台は、前記光ファイバ素線ホルダを位置決めする位置決め部と、バネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢されたクランプ部材を支持する支持部を有し、前記加傷刃は、前記Ｖ溝部と前記Ｖ溝部材との間に位置されて、前記Ｖ溝部と前記Ｖ溝部材にクランプされた光ファイバに傷をつけるものであることを特徴とするものである。

更に、参考例では、切断装置および融着接続装置に共通して用いられる光ファイバ素線ホルダであって、光ファイバ素線を挿入する溝と該溝に挿入された光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と、該ホルダ本体部の前方に設けられ光ファイバを挿入するＶ溝部を有し、該Ｖ溝部は、切断装置および融着接続装置のホルダ取付台に取り付けられバネ部材によりＶ溝部に向けて付勢されたクランプ部材によりクランプされるものであることを特徴とするものである。

更に、参考例では、前記光ファイバ素線ホルダは、光ファイバ素線外径または光ファイバ外径が異なる複数種類の光ファイバ素線に適用されるよう各種類ごとに用意され、それぞれの光ファイバ素線ホルダの前記溝は、光ファイバ素線の外径に応じて、クランプされる光ファイバ素線の中心軸線が同じ位置となるように形成されているとともに、前記Ｖ溝部のＶ溝は、光ファイバの外径に応じて、クランプされる光ファイバの中心軸線が同じ位置となるように形成されていることを特徴とするものである。

更に、参考例では、光ファイバの接続方法において、切断、融着接続の一連の工程を光ファイバ素線を前記光ファイバ素線ホルダから外すことなく光ファイバの接続作業を行なうことを特徴とするものである。

更に、参考例では、光ファイバ素線を挿入する溝と該溝に挿入された光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と該ホルダ本体部の前方に設けられ光ファイバを挿入するＶ溝部とからなる光ファイバ素線ホルダと、該光ファイバ素線ホルダを取り付けるためのホルダ取付台とを有する融着接続装置であって、前記ホルダ取付台は、前記光ファイバ素線ホルダを位置決めする位置決め部と、バネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢されたクランプ部材を支持する支持部を有することを特徴とするものである。

更に、参考例では、光ファイバ素線を挿入する溝と該溝に挿入された光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と該ホルダ本体部の前方に設けられ光ファイバを挿入するＶ溝部とからなる光ファイバ素線ホルダと、該光ファイバ素線ホルダを取り付けるためのホルダ取付台と、加傷刃と、光ファイバを挿入するＶ溝部材と、該Ｖ溝部材に挿入された光ファイバをクランプするクランプ部材とを有する切断装置であって、前記ホルダ取付台は、前記光ファイバ素線ホルダを位置決めする位置決め部と、バネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢されたクランプ部材を支持する支持部を有し、前記加傷刃は、前記Ｖ溝部と前記Ｖ溝部材との間に位置されて、前記Ｖ溝部と前記Ｖ溝部材にクランプされた光ファイバに傷をつけるものであることを特徴とするものである。

以下、図面を用いて、本発明を詳細に説明する。
図１（Ａ）は、本発明の融着接続装置の実施の形態の一例における光ファイバ素線の保持機構を説明するための概略構成図である。図１に付した符号において、１は光ファイバ素線、１ａは光ファイバ、２はホルダ、２ａはホルダ本体部、２ｂはＶ溝部、２ｃは位置決め部、３ａ，３ｂはクランプ部材、４はホルダ取付台、４ａは位置決め部、４ｂは支持部、５はスライダー機構、６は支持台、７はクランプ部材、８はバネ部材、９は磁石である。

図１では、一方側の保持機構のみを図示している。
ホルダ２には、接続対象の光ファイバ素線１をクランプさせることができる。ホルダ本体部２ａの先端側には、光ファイバ素線１の被覆部を収納できるＶ溝部２ｂが設けられており、クランプ部材７によって被覆部がクランプされる。Ｖ溝部２ｂに続く後部のホルダ本体部２ａにも光ファイバ素線１の被覆部を挿入できる溝が形成され、クランプ部材３ａ，３ｂによって光ファイバ素線１の被覆部がクランプされる。ホルダ本体部２ａの溝は、Ｖ溝部２ｂのＶ溝が延長するように形成されていてもよいが、必ずしもＶ溝には限られるものではない。長方形の溝等、適宜の断面形状の溝でもよい。クランプ部材７は、支持部４ｂに対してバネ部材８でＶ溝部２ｂに向けて付勢されるように支持されている。支持部４ｂは、ホルダ取付台４から延びる腕部材等（図示せず）により取り付けられており、ホルダ取付台４と一体化されている。

光ファイバ素線１をクランプしたホルダ２は、ホルダ取付台４に着脱可能に取り付けられて、位置決めされる。位置決め機構として、図１１で説明した位置決め構造を用いてもよい。図１に示す実施の形態では、ホルダ本体部２ａの角部を位置決め部２ｃとし、ホルダ取付台４側に段部として形成した位置決め部４ａによって前後方向（光ファイバ素線１の軸方向）の位置決めがされる。また、ホルダ本体部２ａには、係合部（不図示）と被係合部が設けられ、左右方向（光ファイバ素線１の軸に直交する方向）の位置決めもされている。係合部と被係合部とは、前後方向に延びる凸条とこの凸条を嵌合させる溝等、左右方向の相対移動を規制すると共に前後方向の移動を許容する適宜の係合構造を用いることができる。なお、図１では、ホルダ２とホルダ取付台４との間に隙間が見えるが、これは、図１を見やすくするために描いた隙間である。実際には、ホルダ本体部２ａの下方と前方はホルダ取付台４に密着され、Ｖ溝部２ｂの下方もホルダ取付台４に密着されて支持されている。しかし、Ｖ溝部２ｂの下方がホルダ取付台４に密着されていることは、必ずしも不可欠な要件ではない。例えば、Ｖ溝部２ｂがホルダ本体部２ａに強固に一体化されていれば、Ｖ溝部２ｂは、ホルダ取付台４で支持される必要はなく、Ｖ溝部２ｂとホルダ取付台４との間に隙間があってもよい。しかし、強度上は、Ｖ溝部２ｂの下方もホルダ取付台４に密着されて支持されているのがよい。ホルダ２の一部、例えば底部に、磁石９を埋め込むなどの方法により取り付け、ホルダ２を磁力によりホルダ取付台４に吸着させるようにしてもよい。この場合、ホルダ取付台４を磁性体で構成しても、あるいは、ホルダ取付台４の磁石９に対応する部分に磁性体を取り付けるようにしてもよい。

ホルダ取付台４は、支持台６にスライダー機構５により、クランプする光ファイバ素線１の軸方向に移動可能に支持されている。また、支持台６、および支持台６と対向して配置される別の支持台（不図示）とは、それぞれのＶ溝部２ｂにクランプされた光ファイバ素線１の先端側の被覆が除去されて露出された光ファイバ１ａの先端を調心するようにそれぞれの移動機構（不図示）によって移動可能に構成されている。

図１（Ｂ）に示されるように、ホルダ２は、接続対象の光ファイバ素線１の寸法等に応じて用意されるものである。図１（Ａ）で説明したホルダは、切断装置においても用いられるものであり、図３に示されるように、光ファイバの先端部の正確な位置決めが可能となる。さらに、光ファイバ素線の先端部の被覆を除去する被覆除去装置においても、上述したホルダを用いることによって被覆の除去位置も再現性のよい正確なものとなる。以下、被覆除去装置および切断装置についても、共通に上述したホルダを用いて実施した場合の融着接続のための光ファイバ素線の端末処理工程について説明する。

図２は、被覆除去工程に用いられる被覆除去装置の実施の形態の一例の概略構成図である。図２では、図１と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略する。図２に付した符号において、１０はホルダ取付台、１０ａは支持部、１０ｂはクランプ部材、１０ｃはバネ部材、１１は移動機構、１２は被覆除去部、１２ａは被覆除去刃、１２ｂは腕部、１３は取付台、１４は基台である。

ホルダ取付台１０は、図１（Ａ）に示されるホルダ取付台４と同じ取付構造によってホルダ２を取り付けるように構成されており、移動機構１１によって、基台１４に支持されている。移動機構１１は、モータ等の駆動源（不図示）を有し、ホルダ取付台１０を光ファイバ素線１の軸方向に前後移動ができる。被覆除去部１２は、開閉可能な腕部１２ｂに被覆除去刃１２ａを有しており、取付台１３によって、基台１４に取り付けられている。

図２（Ａ）は、セット状態を示しており、光ファイバ素線１をセットしたホルダ２を、被覆除去装置のホルダ取付台１０に取り付けた状態である。光ファイバ素線１のホルダ２へのセットは、ホルダ本体部２ａとクランプ部材３ａ，３ｂにより、および、光ファイバ素線１の被覆除去装置へのセットはさらにＶ溝部２ｂとクランプ部材１０ｂにより行われる。クランプ部材１０ｂは、図示しない支持部材により支持されてホルダ取付台１０に取り付けられ、バネ部材１０ｃでＶ溝に向けて付勢されている。ホルダ２にセットされた光ファイバ素線１は、融着接続が完了するまで、ホルダ２から外されることはない。ホルダ取付台１０における光ファイバ素線１の位置は、ホルダ２の光ファイバ素線１が位置決めされる位置であり、この位置が光ファイバ素線１の基準位置となっている。ホルダ２がホルダ取付台１０に位置決めされる位置決め機構は、図１（Ａ）に示される位置決め機構と同様である。

図２（Ｂ）は、ホルダ２が取り付けられたホルダ取付台１０が移動機構１１によって基台１４上を移動して、被覆を除去する設定位置に移動された状態である。この状態で、被覆除去部１２の腕部１２ｂが閉じられる。被覆除去部１２の腕部１２ｂが閉じられると、被覆除去刃１２ａが、光ファイバ素線１の被覆に食い込み、光ファイバ素線１の被覆に切れ込みを入れる。この状態では、光ファイバ素線１の被覆の一部が被覆除去刃１２ａにより食い込まれている。被覆除去部１２の腕部１２ｂの食い込み動作に連動して、図示しないスタートスイッチがＯＮされ、被覆を加熱するための加熱源の加熱が開始され、所定温度に加熱状態を維持する態勢になる。

図２（Ｃ）に示すように、ホルダ取付台１０が矢印で示される方向に後退することにより、切れ込み位置から光ファイバ１ａの先端部の被覆が除去されはじめる。ホルダ取付台１０がさらに後退し、所定の位置まで移動すると、図示しない電極保持移動部が上昇する。そして、電極が光ファイバ素線１の光ファイバ１ａを挟んだ位置で放電する。ホルダ取付台１０を後退させながら、電極間に放電が行なわれることによって、被覆除去された光ファイバ１ａの表面に残存する被覆カスを燃焼除去するクリーニングが行なわれ、被覆の除去工程が完了する。なお、クリーニングは、放電によらずともよい。アセトン溶液中で超音波洗浄させるなど、適切なクリーニング方法を採用できる。

なお、本実施の形態では、ホルダ取付台１０を移動させる構成としたが、被覆除去部１２とホルダ２との間に相対移動を生じさせる構成であればよい。一例として、被覆除去部１２が移動しても、あるいは、双方が移動できる構成でもよい。また、クランプ部材１０ｂは、被覆除去装置においては必ずしも設けなくてもよい。

図３は、切断工程に用いられる切断装置の実施の形態の一例の概略構成図である。図３の付した符号の中で、図１（Ａ）と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略する。図３に付した符号において、１５はホルダ取付台、１５ａは支持部、１５ｂはクランプ部材、１５ｃはバネ部材、１６は固定台、１７は加傷刃、１８はＶ溝部材、１９は固定台、２０はクランプ部材である。

ホルダ取付台１５は、図１（Ａ）に示されるホルダ取付台４と同じ取付構造により、ホルダ２を取り付けるように構成され、固定台１６によって、基台１４に支持されている。加傷刃１７は、光ファイバに直交する方向に出入可能に設けられているが、切断を行なう場合の位置は、光ファイバの長手方向について、一定位置である。このため、光ファイバ素線１の光ファイバ１ａは、ホルダ２にクランプされた基準位置に対して、正確に一定の先端位置となるように切断される。

光ファイバの切断は、光ファイバ素線の被覆除去を行なった時にホルダ２にクランプされた状態を維持したまま、ホルダ２を切断装置のホルダ取付台１５に取り付けて行われる。ホルダ２がホルダ取付台１５に位置決めされる位置決め機構は、図１（Ａ）で示される位置決め機構と同じである。位置決めされた光ファイバ１ａに対し、加傷刃１７が光ファイバ１ａと直角方向に移動して傷を付ける。従来、加傷刃で光ファイバに傷を付けるには、その両側が切断装置に設けられた２つのＶ溝部材とクランプ部材とによってクランプされていた。しかしながら、本実施の形態では、切断装置には、加傷刃の位置よりも光ファイバ１ａの端末側に配置されたＶ溝部材１８とクランプ部材２０が設けられている。そのため、加傷刃の位置に対して反対側のクランプは、ホルダ２に設けられているＶ溝部２ｂとクランプ部材１５ｂとによって被覆部をクランプするようにした。クランプ部材１５ｂは、図示しない支持部材によりホルダ取付台１５に取り付けられ、バネ部材１５ｃでＶ溝に向けて付勢されている。加傷刃１７によって傷が付けられた後、加傷刃１７が退避して、図示しない光ファイバ曲げ片が下降してくる。曲げ片により２つのクランプの中間で、光ファイバ１ａに押圧し、光ファイバを曲げると、加傷刃１７によって付けられた傷を起点にして破断が進み、光ファイバが切断される。切断面は鏡面となる。なお、加傷刃を用いた切断方式としては、先の方式以外にも光ファイバをクランプしたときに、長手方向に張力をかけて、その状態で加傷刃により傷を付ける方式も採用できるから、必ずしも、曲げ片により切断する方式に限定する必要はない。

このように、ホルダは、光ファイバ素線１を基準位置にセットされた状態に維持する。そして、被覆除去装置のホルダ取付台と同じ寸法関係で設けられた切断装置のホルダ取付台にクランプされて切断される。このことにより、光ファイバ素線１の被覆の先端と光ファイバ１ａ切断位置とは、常に一定の位置関係となる。

融着接続工程は、図１（Ａ）に示される融着接続装置の両側に配置されたホルダ取付台４に、ホルダ２にクランプされ切断された光ファイバ素線１の位置を維持したままのホルダ２が取り付けられる。ホルダは、光ファイバ素線１を基準位置にセットされた状態を維持する。このホルダが、融着接続装置では、被覆除去装置や、切断装置におけるホルダ取付台と同じ寸法関係で設けられたホルダ取付台４に取り付けられる。このことにより、融着接続装置における光ファイバ１ａの先端は、常に一定の融着接続位置となる。

ホルダ２について説明する。光ファイバ素線の外径に、０．２５ｍｍ，０．４ｍｍ，０．９ｍｍなど、種々のものがあることは、既述した。本実施の形態では、ホルダ２は、セットする光ファイバ素線の外径ごとに、それに適合したホルダを用意している。すなわち、それぞれの光ファイバ素線の外径に応じて、光ファイバ素線１の被覆を収容する溝の深さが変えることにより、ホルダ２にクランプされる光ファイバ素線１の中心軸の高さが一定となるようにした。

図１（Ｂ）は、外径の異なる光ファイバ素線１をクランプするＶ溝部２ｂの要部を拡大した断面図である。図１（Ｂ）の（ａ）（ｂ）（ｃ）において、Ｖ溝部を形成する基体の厚さを同じとして図示している。（ａ）は、外径０．２５ｍｍの光ファイバ素線１に用いられるホルダ、（ｂ）は、光ファイバ素線の外径０．４ｍｍの光ファイバ素線１に用いられるホルダ、（ｃ）は、外径０．９ｍｍの光ファイバ素線１に用いられるホルダの、それぞれのＶ溝と光ファイバ素線１との位置関係を示している。それぞれの光ファイバ素線１の外径が相違しても、光ファイバ素線１の中心位置は、変わることはない。ホルダ本体部２ａの溝においても、同様であり、光ファイバ素線１の外径の相違にかかわらず、クランプされる光ファイバ素線１の中心軸のホルダに対する位置は、一定となる。そのため、融着接続する光ファイバ素線として、異なる外径の光ファイバ素線に対しても、ホルダを選択することで対応でき、融着接続装置については、構成部品の位置を変更する必要がないという利点がある。

図４は、図１に示されるホルダの一実施例の概略の構成を説明するための斜視図であり、図４（Ａ）はクランプ部材を閉じた状態、図４（Ｂ）はクランプ部材を開けた状態、図４（Ｃ）は光ファイバ素線をクランプした状態を示す。図４に付した符号の中で、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図４に付した符号において、２ｅはＶ溝、２ｆは摺動溝、２ｇは磁石、３はクランプ部材、３ｃは弾性体である。

この実施例では、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｖ溝部２ｂはホルダ本体部２ａに一体的に形成されている。また、Ｖ溝２ｅがＶ溝部２ｂの先端からホルダ本体部２ａの後端まで連続して形成されている。クランプ部材３は、ホルダ本体部２ａに回動自在に取り付けられ、Ｖ溝２ｅに対応する部分に弾性体、例えば、天然ゴムや合成ゴムなど、弾性変形して光ファイバ素線１を押圧する材料が埋め込まれている。ホルダ２の底部には、摺動溝２ｆが全長にわたって形成され、ホルダ取付台（不図示）の摺動溝２ｆに適合する寸法や形状に形成された凸条と嵌合する。そして、クランプされた光ファイバ素線の軸線方向に対する直角方向の位置決めがされて、ホルダ２が、ホルダ取付台に対し摺動できる。

図４（Ｃ）に示すように、光ファイバ素線１がホルダ２にクランプされた状態では、クランプ部材３が閉じられ、磁石２ｇに吸着力によってクランプ部材３を吸着し、光ファイバ素線１をクランプする。光ファイバ素線１は、移動されることはなく、上述した基準位置を維持されている。

なお、この実施の形態のホルダでは、単心の光ファイバ心線である光ファイバ素線をクランプしているが、凹溝を形成することで、多心のテープ状光ファイバ心線の融着接続装置に用いることができる。多心のテープ状光ファイバ心線に適用されるホルダの構造は、テープ状光ファイバ心線の巾に対応して溝が形成される。

図５（Ａ）は、図４で説明したホルダを用いた融着接続装置の実施例の概略の構成を説明するための斜視図、図５（Ｂ）はクランプ部材７の要部の拡大図である。図５に付した符号の中で、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図５に付した符号において、４ｃは凸条、４ｄは腕部材、４ｅは軸部材、２１は押し込み用モータ、２２は調心用モータ、２３はスライダー機構、２４は放電電極、２５ａ，２５ｂは光源、２６は撮像装置である。

ホルダ２は、ホルダ取付台４の位置決め部４ａおよび凸条４ｃにより位置決めされて、図１（Ａ）に示されるように、磁石の吸着力によって取り付けられる。クランプ部材７は、ホルダ取付台４に回動可能に取り付けられた腕部材４ｄの先端の支持部４ｂの先端に上下動可能、かつ、揺動可能に取り付けられている。図５（Ｂ）の拡大図に示すように、支持部４ｂが鉛直下方に延び、クランプ部材７に開けられた孔に緩く挿入されている。下方に延び、クランプ部材７にもぐるように挿入された先端に横に延びる軸部材４ｅが取り付けられ、軸部材４ｅがクランプ部材７側面の長孔に嵌挿されている。クランプ部材７はバネ部材８により下方（Ｖ溝に向く方向）に付勢されている。これにより、クランプ部材７は、Ｖ溝部２ｂに対してなじみがよく、また、適当な押圧力で接触する。

ホルダ取付台４は、融着時に押し込み用モータ２１によって光ファイバ１ａの先端を押し込むことができる。支持台６は、スライダー機構２３により支持されており、調心用モータ２２により移動される。ホルダ取付台４の上面を水平面として見ると、光源２５ａ，２５ｂの光軸は、光ファイバ素線１に直交する面内において、水平面に対してそれぞれ４５°傾斜した角度としている。したがって、光源２５ａ，２５ｂは直交している。これに対して、スライダー機構２３による両側の支持台６の移動方向は、それぞれ光源２５ａ，２５ｂの光軸と平行な方向としている。なお、ホルダ２として多心のホルダを用いる場合には、調心は行なわれない。

図６（Ａ）は、本発明の融着接続装置の実施の形態の他の一例における光ファイバ素線の保持機構を説明するための概略構成図であり、図６（Ｂ）はその要部の拡大図である。図６に付した符号の中で、図１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。図６に付した符号において、１ｃは被覆のめくれ、２ｈは溝部である。

図１で説明したホルダ２では、ホルダ先端のＶ溝部２ｂで光ファイバ素線１の被覆の先端の近傍をクランプさせたが、この実施の形態では、ホルダ先端のＶ溝部２ｂで光ファイバ素線１の被覆が除去された露出された光ファイバ１ａをクランプさせるようにした点が、図１で説明したホルダ２と相違する。その他は、溝部２ｈを除いては基本的には相違はない。

被覆除去の際に残された被覆の先端には、図６（Ｂ）に示すように、被覆のめくれ１ｃや盛り上がりが生じやすい。このめくれ１ｃ等が生じている光ファイバ素線１を、光ファイバ１ａをクランプするＶ溝が形成されたＶ溝部に載置すると、めくれ１ｃ等の部分で、光ファイバが持ち上げられてしまう。そのため、正確な位置決めができないという問題がある。溝部２ｈは、めくれ１ｃ等を逃がすために形成されたものであり、溝部２ｈによって、被覆部から光ファイバ１ａにかけて、光ファイバの軸線を真っ直ぐにすることができる。

この実施の形態のホルダは、先端部の被覆が除去された後の光ファイバ素線をクランプするものである。したがって、図２に示すような、被覆除去装置には適用されない。ホルダ２に光ファイバ素線１をクランプした状態では、Ｖ溝部２ｂが邪魔になって、溝部２ｈのところから被覆を除去できないからである。図３で説明したように、切断装置のホルダ取付台１０に光ファイバ素線１をクランプさせたホルダ２を取り付けて基準位置に対して光ファイバ１ａの先端を所定位置で切断することができる。次いで、このホルダ２に光ファイバ素線１をクランプさせたまま、ホルダ取付台１０からホルダ２を外す。その後、図６で説明したホルダ取付台４にホルダ２を取り付けて融着接続を行なうことができ、融着接続装置における光ファイバ１ａの先端は、常に一定の融着接続位置となることは、図１、図３で説明したとおりである。

なお、この実施の形態のホルダ２におけるＶ溝部２ｂのＶ溝は、クランプする光ファイバのクラッド径に応じて、図１（Ｂ）で示されるように、その中心軸線が一定となるように設計される。また、光ファイバ素線１をクランプするホルダ本体部２ａの溝も、外径に応じて、図１（Ｂ）で説明したと同様に中心軸線がすべてのホルダにおいて一定の位置となるように設計される。

なお、この実施の形態においても、単心に限られるものではなく、心数に応じたＶ溝等を設けることによって多心にも適用できるものである。多心の場合のＶ溝等は、平行とするのがよく、多心のテープ状光ファイバ心線に適用されるホルダのＶ溝等のピッチは、テープ状光ファイバ心線における心線ピッチと同じにされる。

図７は、図６で説明したホルダの一実施形態の概略の構成を説明するための斜視図であり、光ファイバ素線をクランプした状態を示している。図７に付した符号の中で、図４，図６と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。

この実施の形態のホルダは、図４で示される実施の形態と同様であるが、図４に示される実施の形態と相違する点は、ホルダ先端のＶ溝部２ｂで光ファイバ素線１の被覆が除去された露出された光ファイバ１ａをクランプさせるようにした点と、溝部２ｈが設けられた点であり、基本的には相違はない。したがって、図７に表われていない細部は、図４により理解をすることができる。

図８は、図６で説明したホルダの一実施形態の概略の構成を説明するための斜視図であり、光ファイバ素線をクランプした状態を示している。図８に付した符号の中で、図４、図６、図７と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。

この実施の形態のホルダは、図７で示される実施の形態と同様であるが、図７に示される実施の形態と相違する点は、ホルダの先端部において、Ｖ型にカットされたストッパ部２ｉを設けた点である。ストッパ部２ｉの中央をＶ型にカットさせることで、光ファイバがＶ型カットによりガイドされて、Ｖ溝部２ｂに容易にセットできる。更に、ストッパ部２ｉにより、光ファイバ素線１の被覆部の先端が当接して、位置決めされるため、切断された後の光ファイバの長さやホルダから融着接続点までの距離を常に一定とすることができる。

以上、上述したように、本発明によれば、融着の際の押し込みによって光ファイバが座屈することもなく、また、光ファイバ素線の異なる被覆外径や光ファイバの異なる外径に対応でき、融着接続の際に光ファイバの先端部を正確に位置決めできるという効果がある。更に、接続部を顕微鏡で撮像する場合、撮像範囲の調整も不要にすることができ、工業的な価値は極めて大きい。

図１は、本発明の融着接続装置の実施の形態の一例における光ファイバ素線の保持機構を説明するための概略構成図である。図２は、被覆除去工程に用いられる被覆除去装置の実施の形態の一例の概略構成図である。図３は、切断工程に用いられる切断装置の実施の形態の一例の概略構成図である。図４は、図１で説明したホルダの一実施形態の概略の構成を説明するための斜視図である。図５は、図４で説明したホルダを用いた融着接続装置の実施例の概略の構成を説明するための斜視図である。図６は、本発明の融着接続装置の実施の形態の他の一例における光ファイバ素線の保持機構を説明するための概略構成図である。図７は、図６で説明したホルダの一実施例の概略の構成を説明するための斜視図である。図８は、ストッパ部を備えたホルダの概略の構成を説明するための斜視図である。図９は、従来の融着接続装置における光ファイバの支持構造の説明図である。図１０は、従来の融着接続装置のホルダ機構の説明図である。図１１は、従来例のホルダ機構を模式的に図示したものである。

尚、図中の符号、１は光ファイバ素線、１ａは光ファイバ、２はホルダ、２ａはホルダ本体部、２ｂはＶ溝部、２ｃは位置決め部、２ｅはＶ溝、２ｆは摺動溝、２ｇは磁石、３，３ａ，３ｂはクランプ部材、３ｃは弾性体、４はホルダ取付台、４ａは位置決め部、４ｂは支持部、４ｃは凸条、４ｄは腕部材、５はスライダー機構、６は支持台、７はクランプ部材、８はバネ部材、９は磁石、１０はホルダ取付台、１０ａは支持部、１０ｂはクランプ部材、１０ｃはバネ部材、１１は移動機構、１２は被覆除去部、１２ａは被覆除去刃、１３は取付台、１４は基台、１５はホルダ取付台、１５ａは支持部、１５ｂはクランプ部材、１５ｃはバネ部材、１６は固定台、１７は加傷刃、１８はＶ溝部材、１９は固定台、２０はクランプ部材、２１は押し込み用モータ、２２は調心用モータ、２３はスライダー機構、２４は放電電極、２５ａ，２５ｂは光源、２６は撮像装置である。

Claims (2)

1. 光ファイバ素線を挿入してクランプする溝を形成した光ファイバ素線ホルダを用い、該光ファイバ素線ホルダを装着可能にした二台のホルダ取付台が互いに対向して配置され、該ホルダ取付台のそれぞれに装着した前記光ファイバ素線ホルダのクランプする光ファイバ素線の先端同士を突き合わせて融着手段により融着接続する融着接続装置であって、
   前記光ファイバ素線ホルダは、前記溝に挿入した前記光ファイバ素線をクランプするクランプ部材を有するホルダ本体部と、該ホルダ本体部の前方に設けられたＶ溝部とを有し、前記光ファイバ素線ホルダの前記溝と前記Ｖ溝部のＶ溝は、前記光ファイバ素線の外径に関わらず光ファイバ素線の中心軸線が同じ位置となるように、外径が異なる光ファイバ素線毎に形成された光ファイバ素線ホルダの一つが前記ホルダ取付台に装着され、
   前記ホルダ取付台は、前記光ファイバ素線ホルダを位置決めする位置決め部と、前記光ファイバ素線をバネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢して挿入させるクランプ部材を支持する支持部とを有し、前記光ファイバ素線ホルダを一体に保持して移動可能に形成されていることを特徴とする融着接続装置。
2. 請求項１に記載の光ファイバ素線ホルダの一つを位置決めする位置決め部と、前記光ファイバ素線ホルダによってクランプされた光ファイバ素線をバネ部材により前記Ｖ溝部に向けて付勢して挿入させるクランプ部材を支持する支持部とを有し、前記光ファイバ素線ホルダを一体に保持して移動可能に形成されているホルダ取付台を備えた被覆除去装置を用い、
   前記光ファイバ素線ホルダの一つによってクランプされた光ファイバ素線を前記被覆除去装置の被覆除去部に対向して配置させ、
   前記光ファイバ素線の被覆を除去した後、切断し、請求項１に記載の融着接続装置により光ファイバの接続作業を行い、被覆の除去、切断、融着接続の一連の工程を光ファイバ素線を前記光ファイバ素線ホルダから外すことなく行うことを特徴とする光ファイバの接続方法。

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