JP3654972B2

JP3654972B2 - 光ファイバの融着接続機

Info

Publication number: JP3654972B2
Application number: JP28369595A
Authority: JP
Inventors: 一美佐々木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: JPH09127357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバの融着接続機に関するもので、特に接続後に実施する引張強度試験いわゆるスクリーニングを精度良く行ない得る融着接続機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般の融着接続機の要部概略構成を図４を参照して説明する。図４は接続対象の光ファイバ１をクランプしてその軸線方向に移動させるための機構を示しているが、これは中心線ＣＬを挟んで左右対称形をなしているので、図４には右半分のみを図示している。
【０００３】
図中符号１は接続対象の光ファイバ、１ａはその先端部の裸ファイバ部分である口出部、２は光ファイバ１を光ファイバの軸方向の所定の位置に位置決めして保持するためのクランプ台、３はクランプ蓋、４は対向する１対の光ファイバの軸が一致するように口出部１ａを位置決めして保持するＶ溝台、５はファイバクランプ、６はクランプアームである。上記のクランプ台２は基台たるブラケット７にスライドベアリング８を介して水平前後方向（図４において左右方向）にスライド可能な状態で支持され、駆動機構９により駆動されてスライドするようになっている。
【０００４】
駆動機構９は、ブラケット７に固定されたモータ１０、その回転軸に取り付けられたモータギア１１、ブラケット７の壁部７ａに取り付けられたマイクロメータ１２、そのマイクロメータ１２の周囲に取り付けられて上記モータギア１１に噛合しているマイクロメータギア１３とにより構成され、モータ１０を駆動するとモータギア１１，マイクロメータギア１３を介してマイクロメータ１２が作動し、その操作杆たるロッド１２ａが前進してクランプ台２の前壁部２ａを押圧し、以てクランプ台２を前方（図４において左方）にスライドさせるようになっている。
【０００５】
また、クランプ台２の前壁部２ａの下部とブラケット７の前壁部７ｂとの間には、クランプ台２をブラケット７に対して後方側（図４において右側）へ付勢する押しバネとしてのコイルバネ１４が介装されており、上記のマイクロメータ１２によりクランプ台２を前方にスライドさせた際にはそのコイルバネ１４が弾性的に圧縮され、マイクロメータ１２による押圧を解除した際にはそのコイルバネ１４の弾性復元力によりクランプ台２を後退せしめて元の位置に復帰させるようになっている。
【０００６】
上記構成からなる従来の融着接続機では、光ファイバ１をクランプ台２に保持してクランプ蓋３により押えて位置決めし、口出部１ａをＶ溝台４にセットしてファイバクランプ５によりスライド可能に押え、駆動機構９によりマイクロメータ１２を作動せしめてクランプ台２を対向する１対の光ファイバの先端部どうしが、融着接続に最適な所定の位置に達するまで前方にスライドさせて光ファイバ１を前方に押出しつつ、図示を略した電極により接続対象の双方の光ファイバ１の先端どうしを融着接続する。この結果、クランプ台はストロークＬ1だけ前方にスライドすることになり、上述したように上記のコイルバネ１４は弾性的に圧縮される。
【０００７】
上記のようにして光ファイバ１を接続した後、モータ１０を逆転させてマイクロメータ１２のロッド１２ａを一定ストロークＬ2（Ｌ2＜Ｌ1）だけ後退させる。すると、マイクロメータ１２によるクランプ台２に対する前方への押圧力が解除され、クランプ台２はコイルバネ１４の弾性復元力により後方へ押し戻されるように付勢される。しかし、クランプ台２に保持されている光ファイバ１が既に接続されているためにクランプ台２の後方へのスライドは拘束され、したがって接続された光ファイバ１にはコイルバネ１の弾性復元力により引張応力が生じ、その引張応力をスクリーニング力として接続部の引張強度試験つまりスクリーニングを行なうのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の場合、スクリーニング力となるコイルバネ１４の弾性復元力Ｔは、コイルバネ１４の弾性係数をＫとすると、
Ｔ＝Ｋ（Ｌ1−Ｌ2）
なる式で与えられる。そして、通常は融着時の前進ストロークＬ1およびスクリーニング時の後退ストロークＬ2を一定に維持するので、スクリーニング力となるコイルバネ１４の弾性復元力Ｔも一定になる。そこで、弾性復元力Ｔが所定の引張応力に一致するようＬ1、Ｌ2を適切な値に設定している。ここで、Ｌ1は、対向するクランプ台の初期位置、光ファイバのセット位置、裸ファイバ部分すなわち口出部の長さ、先端部どうしの最終位置、等から決められる。
【０００９】
しかし、上記従来の融着接続機においては、対向するクランプ台に対する光ファイバのセット位置が前後にずれ、光ファイバ先端の口出部の長さがわずかに変化する等の余地があり、このため、光ファイバの先端部どうしを所定の最終位置になるまでスライドさせた時にクランプ台２の前進ストロークＬ1が変化してしまう構成となっている。このため、前進ストロークＬ1が変化した場合には融着後にスクリーニング力として光ファイバ１に与えられる弾性復元力Ｔの値が上式から明らかなように変化してしまうことになる。つまり、光ファイバ１が適正位置よりも前方にずれてセットされた場合には、クランプ台２の前進ストロークＬ1が小さくなってその分だけコイルバネ１４の弾性変形量が小さくなり、したがってその弾性復元力Ｔも適正な場合に比して小さくなるのである。逆に、光ファイバ１が適正位置よりも後方にずれてセットされた場合には、クランプ台２の前進ストロークＬ1が大きくなる分だけコイルバネ１４の弾性変形量が大きくなり、したがってその弾性復元力Ｔも大きくなってしまうのである。このようなことは、光ファイバ１が適正位置にセットされたとしても、その光ファイバ１の口出し長（口出部１ａの長さ）が適正値に対して誤差がある場合にも、融着時におけるクランプ台２の前進ストロークＬ1が変化するので同様に生じる。
【００１０】
そして、上記のようにクランプ台２に対する光ファイバ１のセット位置や口出し長に応じてスクリーニング力が変化してしまうと、常に同一条件でスクリーニングが行なえないことになり、このためスクリーニングの精度や信頼性をより向上させるための有効な改善策が要望されていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、本発明は、一対のクランプ台を互いに接近離反するように対向配置し、それらクランプ台に接続対象の光ファイバをそれぞれ保持し、少なくとも一方のクランプ台を駆動機構により前進させて前記光ファイバの先端どうしを融着接続する構成の光ファイバの融着接続機であって、前記駆動機構は、軸方向に前後進可能なロッドと、該ロッドの先端部と前記クランプ台との間に介装されて前記クランプ台を前記ロッドに対して後退する方向に付勢する弾性材と、前記ロッドを前後進させるための駆動源を具備し、前記駆動源は前記ロッドを前進させることにより該ロッドを介して前記クランプ台を前記弾性材と離れないように一体に前進させるとともに、前記弾性材は前記駆動源が前記ロッドを後退させた際に弾性変形してその弾性復元力を前記クランプ台に対して後退する方向の付勢力として与える構成とされていることを特徴としている。前記駆動源としてはマイクロメータ、あるいはカムの回転により前記ロッドを前後進させる構成のものが好適である。前記弾性材は、前記クランプ台に連結固定された連結機構を構成する連結体の内部に組込まれて、前記クランプ台と一体をなしている構成のものが好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明するが、本実施例の融着接続機は図４に示した従来のものを基本としてそれを改良したものであるので、従来と共通する構成要素については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１３】
まず図１を参照して第１実施例を説明する。本第１実施例の融着接続機が従来のものと異なる点は、クランプ台２をスライドさせるための駆動機構の構成にある。すなわち、従来の駆動機構９は単に駆動源としてのマイクロメータ１２のロッド１２ａの先端をクランプ台２に当接せしめて前方に押出す構成のものであったのに対し、本実施例における駆動機構２０は、駆動源としてのマイクロメータ１２のロッド１２ａの先端に押圧体２１を連結固定し、その押圧体２１の先端部を連結機構２２を介してクランプ台２に対して連結した構成とされている。
【００１４】
その連結機構２２は、クランプ台２の前壁部２ａの後面側に筒状をなす連結体２３を後方へ突出するように固定して、その内部に上記押圧体２１を内包させ、かつ、押圧体２１の先端に設けられているフランジ部２１ａの後面側に、スラストベアリング２４、バネ受け２５を配し、そのバネ受け２５と連結体２３の後方側端部との間に押しバネとしてのコイルバネ（弾性材）２６を介装した構成とされている。したがってこの連結機構２２は、コイルバネ２６の付勢力によって押圧体２１およびそれに連結固定されているロッド１２ａを、バネ受け２５およびスラストベアリング２４を介してクランプ台２に対して前方（図１において左方）へ常に付勢するようになっている。
【００１５】
上記のような連結機構２２を介して押圧体２１の先端部をクランプ台２に対して連結した構成の本第１実施例の駆動機構２０では、融着時にクランプ台２を前方へ押出すに際しては、従来の場合と同様に、モータ１０を駆動させてモータギア１１、マイクロメータギア１３を介してマイクロメータ１２を作動させると、ロッド１２ａおよび押圧体２１が前進して押圧体２１の先端がクランプ台２の前壁部２ａに当接し、押圧体２１がクランプ台２を直接的に押圧して前方へ移動させ、対向する光ファイバの先端部どうしが所定の最終位置になるまで移動させる。この際の前進ストロークＬ1は従来の場合と同様にクランプ台２に対する光ファイバ１のセット位置や口出し長に対応して変化する。なお、ロッド１２ａを前進させて押圧体２１によりクランプ台２を前進させた際には、クランプ台２に固定されている連結体２３やその内部に組込まれているスラストベアリング２４、バネ受け２５、コイルバネ２６も当然に一体に前進し、この時点ではコイルバネ２６は弾性変形することはない。また、マイクロメータ１２の作動により押圧体２１はロッド１２ａとともに回転するが、押圧体２１の回転はスラストベアリング２４により許容され、コイルバネ２６およびバネ受け２５は回転することはない。
【００１６】
そして、融着接続終了後におけるスクリーニングに際しては、モータ１０を逆転させてロッド１２ａおよび押圧体２１を一体に一定ストロークＬ2だけ後退させる。すると、クランプ台２は後退しようとするが、既に光ファイバ１が接続されているのでクランプ台２の後退は拘束され、このため、コイルバネ２６が弾性的に圧縮されてその弾性復元力Ｔが連結体２３を介してクランプ台２に作用し、したがってコイルバネ２６の弾性復元力Ｔにより光ファイバ１に引張応力が生じ、これがスクリーニング力となる。
【００１７】
この場合のコイルバネ２６の弾性復元力Ｔすなわち光ファイバ１に与えられるスクリーニング力は、融着時にはコイルバネ２６は単に前進するのみで弾性変形しないことから融着時の前進ストロークＬ1とは何等係わりがなく、スクリーニング力はスクリーニングに際してのロッド１２ａの後退ストロークＬ2のみにより決定されることになる。つまり、本第１実施例においては、スクリーニング力となるコイルバネ２６の弾性復元力Ｔは、コイルバネ２６の弾性係数をＫとするとＴ＝ＫＬ2
で与えられ、後退ストロークＬ2を一定にすれば光ファイバ１に生じる引張応力Ｔつまりスクリーニング力も自ずと常に一定になる。
【００１８】
そして、ロッド１２ａの後退ストロークＬ2はマイクロメータ１２の作動量により決定されるから、そのマイクロメータ１２の作動量、もしくはマイクロメータ１２を作動させるモータ１０の回転量、さらにはその回転速度が一定である場合にはその作動時間を常に一定に維持することのみで、常に一定のスクリーニング力を得ることができ、その結果、スクリーニングの精度とその信頼性を向上させることができる。なお、上記のように、マイクロメータ１２の作動量、あるいはモータ１０の回転量や作動時間を一定に維持することは手動操作によっても容易に行い得るが、たとえば図２に示すように、マイクロメータギア１３と噛合するギア３０を介してマイクロメータ１２の作動量をエンコーダ３１により検出し、その検出値に基づき制御回路３２によってモータ１０をフィードバック制御するよう構成すれば、より容易かつ高精度の制御を行い得る。しかも、そのような構成とすれば、必要とあらばマイクロメータ１２の作動量を意図的に変化させてスクリーニング力を可変としたり、回転速度を意図的に変化させてスクリーニング時間を調節することも容易に行い得る。
【００１９】
なお、上記第１実施例では、クランプ台２を前後進させるための駆動源としてマイクロメータ１２を用いたが、高精度で所定のストロークだけ前後進させ得るものである限りにおいてマイクロメータ１２に限らず他の形式の駆動源を採用することも勿論可能である。また、上記第１実施例ではマイクロメータ１２のロッド１２ａの先端に押圧体２１を連結固定した構成としたが、押圧体２１の形態は適宜の変更が可能であることは言うに及ばず、ロッド１２ａの先端部自体を押圧体２１の形態に形成することでも勿論良い。さらに、上記第１実施例では駆動源としてマイクロメータ１２を採用し、したがってそのロッド１２ａはマイクロメータ１２の作動時には回転するものであることからスラストベアリング２４を併用したが、スラストベアリング２４を省略してグリース等の潤滑材を用いることも可能であるし、駆動源としてマイクロメータ１２を用いることに代えてロッド１２ａが回転することなく単に前後進する形式のものを採用する場合にはそれも不要である。さらに、連結機構２２を構成する連結体２３やコイルバネ２６の形態も上述したような機能を有するものである限りにおいて任意であり、特にコイルバネ２６に代えて板バネや皿バネ、捩りバネ、ベローズ等の形態の弾性材を任意に採用し得ることはいうまでもない。
【００２０】
更に上記第１実施例で、マイクロメータを手動で駆動することもできる。この場合の後退ストローク長は、マイクロメータの目盛りを読み取ることで調節できる。
【００２１】
図３は本発明の第２実施例を示すものである。本第２実施例においてはクランプ台２を前後進させるための駆動機構３９の構成が第１実施例とは異なり、その駆動機構３９は駆動源としてのカム４０と、ロッド４１と、コイルバネ（弾性材）４４とを備えた構成とされている。すなわち、本第２実施例では、ブラケット７の壁部７ａにロッド４１が前後進可能に装着され、そのロッド４１の基端部に形成されたフランジ部４１ａとブラケット７の壁部７ａとの間に押しバネとしてのコイルバネ４２が介装され、そのコイルバネ４２の付勢力によりロッド４１は常に後方側へ付勢されてその基端がカム４０の周面に押し当てられている。カム４０は螺旋状の周面を有し、モータ１０によりモータギア１１およびカムギア４３を介して回転するようになっている。そしてこのカム４０は、図３に示す状態から時計回りに回転することで、その周面によりコイルバネ４２の付勢力に抗してロッド４１を前進させ、ロッド４１の中間部に形成されているフランジ部４１ｂをクランプ台２の前壁部２ａに当接させてクランプ台２を押出して前進させることができるものとなっている。また、ロッド４１の先端部にもフランジ部４１ｃが形成され、そのフランジ部４１ｃとクランプ台２の前壁部２ａとの間にも押しバネとしてのコイルバネ（弾性材）４４が介装されている。このコイルバネ４４はスクリーニング力を与えるためのもので、その弾性係数は上記のコイルバネ４２の弾性係数よりも小さく設定されている。つまりこのコイルバネ４４は上記のコイルバネ４２よりも弱いバネとされている。なお、これらのコイルバネ４２，４４に代えて板バネや皿バネ、捩りバネ、ベローズ等の形態の弾性材を採用することが可能である。
【００２２】
本第２実施例では、融着に際しては上記のようにカム４０を回転させてロッド４１を前方へ押出し、それによりロッド４１の中間部のフランジ部４１ｂによりクランプ台２を前方へ押出して前進させ、対向する光ファイバの先端部どうしが所定の最終位置になるまで前進させる。この際の前進ストロークＬ1は従来のものや第１実施例のものと同様に光ファイバ１のセット位置や口出し長に応じて変化するものであって、その前進ストロークＬ1に対応してカム４０の回転角度は変化する。また、ロッド４１の前進に伴ってコイルバネ４２は弾性的に圧縮されるが、コイルバネ４４はクランプ台２とともに単に前進するのみでそれが弾性変形することはない。
【００２３】
融着後のスクリーニングの際には、モータ１０によりカム４０を逆方向に回転させる。すると、コイルバネ４２の付勢力によりカム４０周面に押圧されているロッド４１は後退し、それに伴い、コイルバネ４４によってロッド４１に対して後方側へ付勢されているクランプ台２も後退しようとするが、既に光ファイバ１が接続されているのでクランプ台２の後退は拘束され、かつ、そのコイルバネ４４の弾性復元力よりも上記のコイルバネ４２の弾性復元力が勝るために、コイルバネ４４は弾性的に圧縮されることになり、その弾性復元力Ｔがクランプ台２にスクリーニング力として作用する。この際に生じるスクリーニング力は融着時における前進ストロークＬ1には係わりがなく、スクリーニングに際してのロッド４１の後退ストロークＬ2のみにより決定されるから、第１実施例の場合と同様にその後退ストロークＬ2を一定に維持することのみで常に一定のスクリーニング力が得られることになる。
【００２４】
ここで、後退ストローク長とカム４０の回転角との関係は、カム４０周面のカム曲線によって決定され、後退ストローク長はモータ１０の回転量によって制御できる。従って第１実施例と同様に、スクリーニング力を容易にかつ高精度に制御できるようになる。
【００２５】
なお、上記第２実施例でカム４０を手動で駆動することもできる。この場合、後退ストローク長はカム４０に目盛り付きのダイヤル等を設けることで調節できる。
【００２６】
以上で本発明の実施例を説明したが、本発明は上記各実施例に限定されることなくさらに種々の設計的な変更を行ない得るものである。たとえば第１実施例において例示したエンコーダ３１および制御回路３２は、第２実施例に対しても、前記カム曲線を制御回路３２に記憶させておく等により、同様に適用できる。また、第１実施例および第２実施例に例示した構成を適宜組合わせても良く、たとえば第１実施例における駆動源としてのマイクロメータ１２に代えて第２実施例のようなカム４０を採用したり、第２実施例におけるロッド４１に代えて第１実施例のようなロッド１２ａ、押圧体２１、連結機構２２を採用する等、種々の構成が考えられる。
【００２７】
さらに、以上の実施例は、軸方向に駆動機構を備えたクランプ台が中心線ＣＬを挟んで左右対称形に１対設置されている融着接続機へ本発明を適用した場合の実施例であった。この場合、本発明の後退ストロークによるスクリーニング力付勢手段、すなわち、第１実施例におけるコイルバネ２６や第２実施例におけるコイルバネ４４等は、双方のクランプ台の駆動機構に取り付けてもよいし、どちらか片方のクランプ台の駆動機構に取り付けてもよい。
【００２８】
又、簡易型の融着接続機の場合のように、駆動機構が一方のクランプ台にのみ備えられ、他方のクランプ台は固定されている場合は前記の後退ストロークによるスクリーニング付勢手段を、一方のクランプ台の駆動機構に取り付けることで本発明を実施することができる。
【００２９】
更に本発明は、単心用又は多心用のどちらの融着接続機にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明は、クランプ台を前後進させるための駆動機構を、軸方向に前後進可能なロッドと、クランプ台をロッドに対して後退する方向に付勢する弾性材と、ロッドを前後進させるための駆動源とにより構成し、駆動源がロッドを介してクランプ台を弾性材とともに押出して前進させるとともに、スクリーニングの際には弾性材が弾性変形してその弾性復元力がクランプ台に対して後退する方向の付勢力として与えられる構成としたので、スクリーニングの際における駆動源のロッドの後退ストロークを一定に維持することのみで、弾性材の弾性復元力が一定に維持されてスクリーニング力を常に一定に維持できるものであり、したがって融着時におけるクランプ台の前進ストロークの如何に拘らず常に同一条件でスクリーニングを実施でき、その結果、スクリーニングの精度向上、信頼性向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である光ファイバの融着接続機の要部概略構成図である。
【図２】同接続機における駆動源の制御機構の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例である光ファイバの融着接続機の要部概略構成図である。
【図４】従来一般の光ファイバの融着接続機の一例を示す要部概略構成図である。
【符号の説明】
１光ファイバ
１ａ口出部
２クランプ台
１０モータ
１２マイクロメータ（駆動源）
１２ａロッド
２０駆動機構
２６コイルバネ（弾性材）
３１エンコーダ
３２制御回路
３９駆動機構
４０カム（駆動源）
４１ロッド
４４コイルバネ（弾性材）

Claims

一対のクランプ台を互いに接近離反するように対向配置し、それらクランプ台に接続対象の光ファイバをそれぞれ保持し、少なくとも一方のクランプ台を駆動機構により前進させて前記光ファイバの先端どうしを融着接続する構成の光ファイバの融着接続機であって、
前記駆動機構は、軸方向に前後進可能なロッドと、該ロッドの先端部と前記クランプ台との間に介装されて前記クランプ台を前記ロッドに対して後退する方向に付勢する弾性材と、前記ロッドを前後進させるための駆動源を具備し、前記駆動源は前記ロッドを前進させることにより該ロッドを介して前記クランプ台を前記弾性材と離れないように一体に前進させるとともに、前記弾性材は前記駆動源が前記ロッドを後退させた際に弾性変形してその弾性復元力を前記クランプ台に対して後退する方向の付勢力として与える構成とされていることを特徴とする光ファイバ融着接続機。
請求項１に記載の光ファイバの融着接続機であって、
前記駆動源はマイクロメータであることを特徴とする光ファイバの融着接続機。
請求項１に記載の光ファイバの融着接続機であって、
前記駆動源はカムの回転により前記ロッドを前後進させる構成とされていることを特徴とする光ファイバの融着接続機。
請求項１に記載の光ファイバの融着接続機であって、
前記弾性材は、前記クランプ台に連結固定された連結機構を構成する連結体の内部に組込まれて、前記クランプ台と一体をなしていることを特徴とする光ファイバの融着接続機。