光纤切断装置以及光纤切断方法.pdf

本发明提供一种光纤切断方法以及切断装置，其不需要光纤的外皮除去工序，可以容易地切断光纤。该光纤切断装置具有：夹具(11a、11b)，其在切断预定位置(CT)的两侧握持包含玻璃部(31)和外皮(32)的光纤(30)；圆板状的刃部件(12)，其沿与光纤(30)的轴线正交的方向移动，在切断预定位置(CT)处切入外皮(32)，进而在玻璃部(31)上形成切痕；以及枕部(20)，其在外皮(32)的切入和形成玻璃部(31)的切痕时，从刃部件(12)的相对侧以规定的压力按压切断预定位置(CT)，在枕部(20)的前端形成沿刃部件(12)的滑动方向的槽(22)。

1.  一种光纤切断装置，其具有：
夹具，其在切断预定位置的两侧握持包含玻璃部和外皮的光纤；
圆板状的刃部件，其沿与所述光纤的轴线正交的方向移动，在所述切断预定位置处切入所述外皮，进而在玻璃部上形成切痕；以及
枕部，其在所述外皮的切入和形成所述玻璃部的切痕时，从所述刃部件的相对侧以规定的压力按压所述切断预定位置，
其特征在于，
在所述枕部的前端形成沿所述刃部件的滑动方向的槽。

2.  根据权利要求1所述的光纤切断装置，其特征在于，
所述槽的宽度大于或等于1mm而小于或等于5mm。

3.  根据权利要求1或2所述的光纤切断装置，其特征在于，
所述枕部在内部具有用于压弯光纤的辅助枕。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的光纤切断装置，其特征在于，
在所述枕部的前端形成用于防止光纤位置偏移的槽。

5.  一种光纤切断方法，其利用夹具在切断预定位置的两侧握持包含玻璃部和外皮的光纤，在由枕部按压所述光纤的状态下，使圆板状的刃部件沿与所述光纤的轴线正交的方向移动，在所述切断预定位置处切入所述外皮，进而在所述玻璃部上形成切痕，然后将所述光纤向所述刃部件侧压弯而进行切断，
其特征在于，
在所述枕部的前端沿所述刃部件的滑动方向设置宽度大于或等于1mm而小于或等于5mm的槽，在所述玻璃部上形成切痕后，借助所述刃部件的压入以大于或等于50μm而小于或等于300μm的压入量将所述光纤压入所述槽，随后进行切断。

光纤切断装置以及光纤切断方法
技术领域
本发明涉及一种用于切断带外皮的光纤的光纤切断装置以及光纤切断方法。
背景技术
当前，已知如图14所示的光纤切断装置以及切断方法(例如，参照专利文献1)。在该光纤切断装置100中具有刃部101，在该刃部101的两侧分别具有上下一对的夹具104a、104b，其用于握持带状芯线102的裸纤103。另外，隔着裸纤103在刃部101的相对侧以可以沿上下方向移动的方式配置有枕部105。
在使用该光纤切断装置对光纤进行切断时，如图14(A)所示，在利用各夹具104a、104b、104a、104b握持裸纤103后，使刃部101沿与裸纤103的长度方向垂直的方向(从图面外侧朝向内侧的方向)移动，而在裸纤103的表面形成切痕。然后，如图14(B)所示，通过使枕部105向图中的下方移动，以使切痕位于外侧的方式向裸纤103施加外力使其断裂，从而将裸纤103切断。
专利文献1：日本公开专利“特开平11—264909”(图4，图6)
发明内容
然而，在上述专利文献1所记载的光纤切断装置以及切断方法中，在切断光纤时，通常在利用专用的剥离器除去外皮后，利用专用的刀具切断玻璃部。由于光纤的纤芯比较小，在单模时为φ10μm，在多模时为φ50～62.5μm，所以为了减少连接损耗，要求微米量级的定位精度。但是，在带外皮的状态下，由于外皮的变形以及厚度不均匀而难以确保位置精度。另外，由于切割端面的状态也影响连接损耗，所以要求利用专用工具形成镜面，非常麻烦。
另外，近年来，由于光纤连接的简单化的要求，当前采用在不除去外皮的状态下切断光纤的方式。在使用现有的刀具切断光纤的情况下，首先，必须在外皮上形成切口后，在玻璃部表面上形成切痕。但是，在以图14(A)所示的状态向外皮上形成切口时，仅利用2对夹具104a、104b、104a、104b握持光纤的两侧，由于光纤向刃部101的相反侧退避，因此抵抗力不足，无法在玻璃部表面形成切痕。另外，为了使玻璃部的断裂面形成镜面，必须向光纤施加适当的张力，不能过度地增加夹持力而增加抵抗力。
本发明的目的在于提供一种光纤切断方法以及切断装置，其不需要光纤的外皮除去工序，可以容易地切断光纤。
可以解决上述课题的本发明所涉及的光纤切断装置具有：夹具，其在切断预定位置的两侧握持包含玻璃部和外皮的光纤；圆板状的刃部件，其沿与所述光纤的轴线正交的方向移动，在所述切断预定位置处切入所述外皮，进而在玻璃部上形成切痕；以及枕部，其在所述外皮的切入和形成所述玻璃部的切痕时，从所述刃部件的相对侧以规定的压力按压所述切断预定位置，其特征在于，在所述枕部的前端形成沿所述刃部件的滑动方向的槽。
另外，在本发明所涉及的光纤切断装置中，优选所述槽的宽度大于或等于1mm而小于或等于5mm。
另外，在本发明所涉及的光纤切断装置中，优选所述枕部在内部具有用于压弯光纤的辅助枕。
另外，在本发明所涉及的光纤切断装置中，优选在所述枕部的前端形成用于防止光纤位置偏移的槽。
可以解决上述课题的本发明所涉及的光纤切断方法，其利用夹具在切断预定位置的两侧握持包含玻璃部和外皮的光纤，在由枕部按压所述光纤的状态下，使圆板状的刃部件沿与所述光纤的轴线正交的方向移动，在所述切断预定位置处切入所述外皮，进而在所述玻璃部上形成切痕，然后将所述光纤向所述刃部件侧压弯而进行切断，其特征在于，在所述枕部的前端沿所述刃部件的滑动方向设置宽度大于或等于1mm而小于或等于5mm的槽，在所述玻璃部上形成切痕后，通过所述刃部件的压入以大于或等于50μm而小于或等于300μm的压入量将所述光纤压入所述槽，从而进行切断。
发明的效果
根据本发明的光纤切断装置以及切断方法，由于在切断光纤时，可以通过刃部件切入外皮，进而在玻璃部上形成切痕，因此，不需要除去光纤的外皮的工序，可以实现简单的切断作业。另外，由于光纤的玻璃部不会露出，所以切断后的光纤的处理变得容易。另外，由于切断屑的光纤中的玻璃部也不会露出，所以处理变得容易。
另外，由于在通过刃部件的滑动而在光纤的外皮上形成切口，并在玻璃部上形成切痕时，设置在对光纤进行按压的枕部的前端上的槽的两侧壁部，起到与夹具相同的作用，所以可以缩小握持光纤的间隔。因此，由于与刃部件的压入相伴的光纤的弯曲半径变小，所以以较少的压入量就可以使光纤产生期望的抵抗力，可以在外皮上形成切口，同时在玻璃部上形成初始切痕。
另外，通过将槽宽度设为大于或等于1mm而小于或等于5mm，同时，将刃部件的压入量设为大于或等于50μm而小于或等于300μm，从而使与刃部件的压入相伴的光纤的弯曲半径变小，因此，即使压入量较小，也可以产生期望的抵抗力而在光纤上形成切口以及初始切痕。
附图说明
图1是表示本发明的光纤切断装置的实施方式的结构图。
图2是表示利用刃部件在切断预定位置的外皮上开设的切口及在玻璃部上形成的切痕的光纤剖面图。
图3是表示带外皮的光纤的通常的切断方法的说明图。
图4是表示增大切断时的光纤的抵抗力的方法的说明图。
图5(A)是表示在使刃压上升的情况下的状态的说明图，(B)是光纤的切断面的放大图。
图6(A)是表示在使刃压上升的情况下的其他状态的说明图，(B)是表示光纤的弯曲状态的放大侧视图。
图7是表示通过枕部按压光纤而进行切断时的状态的说明图。
图8是带槽的枕部的参数的说明图。
图9是表示在使参数变化的情况下的光纤压入量和载荷之间的关系的曲线图。
图10是表示使用设有槽的枕部进行光纤切断的方法的各工序的说明图。
图11是表示在枕部中设有辅助枕的情况下的光纤切断方法的各工序的说明图。
图12(A)是表示光纤的玻璃部弯曲的状态的说明图，(B)是表示玻璃部中的应力分布的曲线图。
图13是在前端面设有槽的枕部的正视图以及槽的放大图。
图14是现有的光纤切断方法的工序图。
标号的说明
10…切断装置，11a、11b…夹具，12…刃部件，20…枕部，22…槽，25…辅助枕，27…用于防止位置偏移的槽，30…光纤，31…玻璃部，31a…切痕，32…外皮，32a…切口，CT…切断预定位置
具体实施方式
下面，根据附图，详细说明本发明所涉及的实施方式。
图1是表示本发明的光纤切断装置的实施方式的例子的结构图，图2是表示利用刃部件在切断预定位置的外皮上开设的切口以及在玻璃部上形成的切痕的光纤剖面图，图3是表示带外皮的光纤的通常的切断方法的说明图，图4是表示增大切断时的光纤的抵抗力的方法的说明图，图5(A)是表示在使刃压上升的情况下的状态的说明图，图5(B)是光纤的切断面的放大图，图6(A)是表示在使刃压上升的情况下的其他状态的说明图，图6(B)是表示光纤的弯曲状态的放大侧视图，图7是表示通过枕部按压光纤而进行切断时的状态的说明图，图8是带槽的枕部的参数的说明图，图9是表示在使参数变化的情况下的光纤压入量和载荷之间的关系的曲线图。
如图1所示，本实施方式的光纤切断装置10具有：夹具11a、11b，其在切断预定位置CT的两侧握持包含作为玻璃纤维的玻璃部31(参照图2)和外皮32的光纤30，该玻璃部31具有纤芯和包层，该外皮32覆盖玻璃部31的外周；圆板状的刃部件12，其沿与光纤30的轴线正交的方向移动，在切断预定位置CT处切入外皮32，进而在玻璃部31上形成切痕31a；以及枕部20，其在形成外皮32的切口32a和玻璃部31的切痕31a时，从刃部件12的相对侧以规定的压力按压切断预定位置CT。另外，在枕部20的前端21形成沿刃部件12的滑动方向的槽22。
切断装置10具有在剖面观察下形状为大致“コ”字状的主体13，在该主体13的“コ”字状的内侧具有滑块14，其可相对于主体13而沿与光纤30的轴正交的方向(与图面正交的方向)自由滑动。该滑块14可以通过作业人员的操作而手动滑动，另外，也可以通过弹簧等弹性部件或电动机而自动滑动。另外，如图2所示，光纤30在中心具有玻璃部31，由外皮32覆盖玻璃部31的外侧。此外，光纤30可以使用单芯光纤、或多芯光纤。
在滑块14上，经由紧固部件14a安装形成为圆板形状的刃部件12。另外，如果松开紧固部件14a，则刃部件12可以上下调整。该刃部件12的外周缘即刃尖12a形成为锐角形状，利用该锋利的刃尖12a，可以如图2所示在光纤30的外皮32上形成切口32a，在玻璃部31的表面上形成切痕31a。因反复进行形成外皮32上的切口32a及玻璃部31表面的切痕31a的作业，有时会使刃尖12a的锐角消退，即，变得不易进行切割。这时，通过松开或去掉紧固部件14a，并使刃部件12旋转，可以将锋利的刃尖12a用于光纤30的外皮32及玻璃部31的切割。
此外，刃部件12可以是由硬质合金制成的直径(2R)为20mm、刃尖12a的角度为60°的圆刃。前端角度在30°～90°的范围内，为了整齐(变形较小)地切割形成外皮的切断面，优选为锐角(30°)。
隔着刃部件12而在主体13的两侧，设置握持光纤30的下夹具11a、11a，在该下夹具11a的上部前端安装下部橡胶15a、15a。在下夹具11a、11a的上侧相对地设置上夹具11b、11b，该上夹具11b、11b的上部相连而成为门型形状。上夹具11b、11b在其下方前端安装上部橡胶15b、15b，同时，可以向图1中的上下方向移动。在握持光纤30时，使上夹具11b、11b向上方移动，将光纤30载置在下夹具11a、11a上后，使上夹具11b、11b向下方移动，通过上下部橡胶15a、15b将光纤30夹入而进行握持。通过该上下部橡胶15a、15b，可以可靠地握持光纤30，同时，可以防止光纤30的意外变形。
在前后的上夹具11b、11b之间沿上下方向设置引导部17，在该引导部17中可沿上下方向移动地配置枕部20，其可以向光纤30施加侧压，以及在使玻璃部31断裂时施加外力。该枕部20设置在切断预定位置CT(参照图2)上，利用弹簧23向下方预紧。即，枕部20隔着光纤30与刃部件12相对。
在使用上述切断装置10切断多芯带外皮的光纤30的情况下，如图3所示，需要使光纤30产生大于或等于一定值的抵抗力，以使光纤30不会浮起。为了实现这一效果，存在从外部向光纤30施加应力的方法，但对于多芯光纤30，难以消除各个光纤30之间的偏差，所以优选由各光纤30自身产生抵抗力的简单的构造。
因此，作为增大抵抗力的方法，考虑如图4所示的下述2种方法。
(1)增大刃压(即，由刃部件12的刃尖12a将光纤30顶起的距离)。
(2)缩短夹具间隔。
在(1)中所示的增大刃压的情况下，由于导入刃部时的光纤顶起量变大，如图5所示，刃部件12有可能从侧方进入光纤30，相对于压弯方向(图5(B)中的正下方)而在倾斜方向上形成初始切痕31a，有时无法得到平滑的切断面。另外，有可能向光纤30作用扭力而使外皮32的变形变大。另外，如图6所示，由于在刃部件12将光纤30顶起时，在夹具11a、11a之间光纤30弯曲(参照图6(B))，所以有可能在切断面的一部分上作用压缩应力，因此不优选。
另一方面，在(2)中所示的缩短夹具间隔的情况下，由于对于相同的压入量，光纤的弯曲半径变小，所以在较低的刃压时也可以得到所需的抵抗力，但对于缩短夹具间隔，在装置的构造上存在上限。
因此，在本实施方式中，为了以简单的构造使光纤30产生一定的抵抗力，而不需要提高刃压或缩短夹具间隔，所以如图7所示，采用在枕部20的前端21上设置槽22的构造。即，枕部20例如是剖面为矩形的柱状部件，由于在前端设置沿刃部件12的滑动方向的槽22，所以在按压光纤30时，槽22的两侧壁部24、24起到夹具的作用。因此，可以容易地缩短光纤30的夹具间隔。
如图8所示，将枕部20的槽22的宽度记作W，将切断时的光纤30的压入量记作δB。图9中示出使W变化时的压入量δB和抵抗力F之间的关系。在这里，作为光纤30，使用带外皮的细径光纤(外皮/玻璃部＝125μm/80μm)，使夹具产生的张力T＝2N。另外，假定可以在带外皮的细径光纤上形成适当的初始切痕的刃部载荷设为50gf左右。其结果如图9所示，在标准夹具间隔(W＝10mm)的情况下，压入量δB非常大，为大于或等于500μm。另外，可知随着使枕部20的槽宽度W变小，则光纤30的压入量δB较小即可。因此，虽然期望压入量较小，但是从应尽量减小外皮变形的角度出发，枕部20的槽22的适当的宽度W为大于或等于1mm而小于或等于5mm。
根据上述实施方式中的光纤切断装置以及光纤切断方法，在通过刃部件12的滑动而在光纤30的外皮32上形成切口32a并在玻璃部31上形成切痕31a时，由于设置在对光纤30进行按压的枕部20的前端上的槽22的两侧壁部24起到与夹具11相同的作用，所以可以缩短握持光纤30的间隔。因此，由于与刃部件12的压入相伴的光纤30的弯曲半径变小，所以可以以较少的压入量而使光纤30产生期望的抵抗力，可以在外皮32上形成切口32a，同时在玻璃部31上形成初始切痕31a。
(第1实施例)
下面，说明第1实施例。图10(A)～(D)示出使用设有上述槽22的枕部20进行光纤切断的方法。
首先，如图10(A)所示，利用夹具11a、11b握持光纤30，使枕部20的下表面与光纤30抵接。然后，如图10(B)所示，使刃部件12滑动，在外皮32上形成切口32a，同时，在玻璃部31上形成初始切痕31a。这时，如上述所示，由于枕部20的前端21的槽22的两侧壁部24、24按压光纤30，而使实际的夹具间隔缩短，所以即使刃部件12的顶起量较小，也可以得到期望的抵抗力。然后，如图10(C)所示，使枕部20落下，使玻璃部31断裂，如图10(D)所示，切断光纤30。
(第2实施例)
下面，说明第2实施例。如上述所示，为了得到切断面整个平面平滑的镜面，期望以初始切痕31a为断裂起点，切断面整体在作用有拉伸应力的状态下进行断裂。因此，在该实施例中，在枕部20的内部、例如槽22的内部可自由上下移动地设置辅助枕25，并利用弹簧26向下方预紧。
图11(A)～(D)示出使用上述枕部20以及辅助枕25进行光纤切断的方法。
首先，如图11(A)所示，利用夹具11a、11b握持光纤30，使枕部20的下表面与光纤30抵接。这时，辅助枕25在槽22的内部被保持在上方，并不与光纤30接触。然后，如图11(B)所示，使刃部件12滑动，在外皮32上形成切口32a，同时，在玻璃部31上形成初始切痕31a。这时，如上述所示，由于枕部20的前端21的槽22的两侧壁部24、24按压光纤30，而使实际的夹具间隔缩短，所以即使刃部件12的顶起量较小，也可以得到期望的抵抗力。然后，如图11(C)所示，使辅助枕25落下，使玻璃部31断裂，如图11(D)所示，切断光纤30。
图12示出如图11所示切断光纤30时的光纤30的玻璃部31中的应力分布。
如图12(A)所示，光纤30的玻璃部31的剖面的半径为a。因此，距外侧面的距离为a的位置是玻璃部31的中性轴。如上述所示，期望切断面整体通过拉伸应力而进行断裂。如图12(B)所示，由于在使光纤30弯曲前，张力T大致均匀地作用在光纤30的整个剖面上(图12(B)中的(1))，所以在整个剖面上产生均匀的拉伸应力。
随着光纤30不断弯曲，从玻璃部31的外侧向内侧(即，以中性轴为中心进行转动(图中的箭头A))产生应力倾斜。然后，在玻璃部31的外侧的应力达到能够发生断裂的应力(Z0)的时刻(图12(B)中的(2))，玻璃部31断裂。这时，如图12(B)中的(3)所示，在玻璃部31剖面的一部分上作用有压缩力的情况下，无法期待平滑的切断面。另外，玻璃部31的直径越小，越需要增大应力倾斜度(图12(B)中的(4))。即，在玻璃部31的直径较小的情况下，需要使光纤30以较小的半径弯曲，因此，需要减小枕部20的槽22的宽度。
如上述所示，由于在枕部20的槽22的内部进一步设置上下移动的辅助枕25，所以可以借助枕部20在使光纤30较小地弯曲的状态下，通过刃部件12的滑动而切入外皮32，在玻璃部31上形成初始切痕31a，然后通过使辅助枕25落下，以初始切痕31a为断裂起点，使切断面整体在拉伸的状态下断裂。由此，可以得到切断面整个平面平滑的镜面。
下面，说明枕部20的前端面形状的优选的例子。
如图13所示，在枕部20的前端面21上，作为用于防止多芯光纤30的各个光纤30的位置偏移的槽而设置例如V型槽27。此外，V型槽27的形状为在V型槽27内收容有光纤30时，至少使设置初始切痕31a的玻璃部31部分相对于枕部20的前端面21向下方凸出。
如上述所示，由于在对光纤30进行按压的枕部20的前端面21上设置有用于防止光纤30的位置偏移的V型槽27，所以在通过刃部件12的滑动而切入外皮32，并在玻璃部31上形成初始切痕31a时，可以防止光纤12向滑动方向退避。
根据以上说明的光纤切断装置以及光纤切断方法，由于通过刃部件12，可以切入外皮32进而在玻璃部31上形成切痕，所以可以在光纤30具有外皮32的状态下进行切断作业。另外，由于在进行切断时，光纤30的玻璃部31不会露出，所以切断后的光纤30的处理变得容易。另外，成为切断屑的光纤中的玻璃部也不会露出，后续处理等的处理变得容易。
另外，由于设置在对光纤30进行按压的枕部20的前端上的槽22的两侧壁部24起到与夹具11相同的作用，所以与刃部件12的压入相伴的光纤30的弯曲半径变小，可以以较少的压入量在外皮32上形成切口32a，同时，在玻璃部31上形成初始切痕31a。
详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但对于本领域的技术人员而言，显然可以在不脱离本发明的精神和范围的范围内进行各种变更或修正。本发明是基于2006年10月4日提交的日本专利申请(特愿2006—273373)而提出的，在这里，作为参照而引用其内容。