JP4159968B2 - 光ファイバ接続工具 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ同士を突き合わせ接続可能に調心位置決めする光ファイバ同士の突き合わせ接続部を二つ割り構造の素子に挟み込んで素子に装着されているバネの弾性によってクランプ固定する光ファイバ接続器を用いて前記光ファイバ同士を突き合わせ接続する光ファイバ接続工具に関する。

図７、図８は、いわゆるメカニカルスプライスとも呼ばれる光ファイバ接続器の一例を示す図であり、図７は平面図、図８は同長手方向に沿った縦断面図である。この光ファイバ接続器１は、互いの長手方向を揃えて配置された二つ割り構造の素子２，２と、素子２，２を両側から挟むことにより該素子２，２間に挟持力を付与して光ファイバ（光ファイバ単心線）３，３を挟持、固定するコ字状のバネ４とにより構成されている。一方及び他方の光ファイバ３，３は、素子２，２の長手方向の中央部において、これら光ファイバ３，３の先端の被覆を除去して露出された裸ファイバ３Ａ，３Ａ同士が調心位置決めされた状態で、突き合わせられることで光接続（突き合わせ接続）させる。

素子２，２は、角柱状のベース側素子５と角柱状の蓋側素子６とを組み合わせた構造とされており、蓋側素子６は第１蓋側素子６Ａと、その両側に対向配置された第２蓋側素子６Ｂおよび第３蓋側素子６Ｃの３つに分割されている。ベース側素子５と蓋側素子６Ｂ，６Ｃには、素子２，２の長手方向に延在するＶ溝、Ｕ溝等の案内溝２ａが形成（ここでは、ベース側素子５に形成）され、光ファイバ３は、この案内溝２ａの端部から該案内溝２ａ内に案内されて素子２の長手方向中央部に形成された調心溝２ｃに導かれ、この調心溝２ｃにおいてベース側素子５と蓋側素子６の長手方向両端から挿入された光ファイバ３，３の端面同士が精密に調心位置決めされるようになっている。案内溝２ａは、調心溝２ｃの両側に存在し、光ファイバ３（光ファイバ心線）の被覆部を収納して位置決めするものである。３つの蓋側素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃのうち、中央に位置する第１の蓋側素子６Ａは、調心溝２ｃに挿入された裸光ファイバ３Ａ，３Ａをベース側素子５との間に挟みこむものであり、この第２の蓋側素子６Ａの両側の第１の蓋側素子６Ｂ，第３の蓋側素子６Ｃは、案内溝２ａに挿入された光ファイバ３の被覆部をベース側素子５との間に挟み込むものである。
ここで、バネ４は、断面コ字状のものに限定されず、断面Ｃ形のものであってもよい。また、素子２，２は、角柱状のものに限定されず、一体化時に断面円形となる２つ割り構造のものなどであってもよい。また、光ファイバ接続器１としては、単心用のものに限定されず多心用のものもある。

この光ファイバ接続器１では、その長手方向と直交する方向（図７中矢印Ｘの方向）から、例えば、楔（楔）を差し込むことで、この楔によってバネ４の付勢力に抗してベース側素子５と蓋側素子６を互いに離間する方向に押し広げて、素子２，２間を開放できる（図９（ａ），（ｂ）参照）。これにより、光ファイバ接続器１の長手方向側方からの光ファイバ３の挿入、光ファイバ接続器１の長手方向側方への光ファイバ３の引き抜き、あるいは光ファイバ３の交換等の作業が容易に達成される。なお、素子２，２の側面には、素子２，２同士の合わせ面に沿って楔挿入用の開口部２ｂ（凹所）が形成されている。この開口部２ｂは、バネ４の「コ」字形断面の開口部４ａ側に位置しており、楔の圧入にバネが邪魔にならない。

しかしながら、上述した従来の光ファイバ接続器１では、サイズが小さいためベース側素子５と蓋側素子６との間に楔を挿入するには、ベース側素子５と蓋側素子６の合わせ面に対する楔の位置決めに非常に高い精度が要求される。そこで、光ファイバ接続器のベース側素子５と蓋側素子６との間への楔の挿脱作業を簡便に行うことのできる光ファイバ接続工具が各種提案され実用に供されている。この光ファイバ接続工具としては、例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、先端に楔本体１０５が設けられているレバー付き楔部品１０１を採用し、このレバー付き楔部品１０１の板状部１０２を支持台１０３と押え板１０４との間に挟みこむようにしてスライド移動自在に支持した構成の楔支持機構１００を採用している。この楔支持機構１００は、レバー付き楔部品１０１の板状部１０２の後端部（楔本体１０５とは逆側の端部）に取り付けられているレバー１０６を操作することで、レバー付き楔部品１０１を、素子台１０７上に支持しておいた光ファイバ接続器１に対して進退動させることができるようになっており、レバー付き楔部品１０１の押し込み操作によって、レバー付き楔部品１０１先端の楔本体１０５を光ファイバ接続器１の素子２の開口部２ｂに挿入させて素子２，２間に差し込み、素子２，２間を互いに離間させて開放させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２１５３５３号公報

上述した特許文献１に記載の光ファイバ接続工具においては、楔本体を開口部及び素子間に精度よく差し込まなければならないので、楔を支持する支持部品を高精度に形成する必要があった。即ち、素子に対する楔の位置ズレが存在すると、楔が押し込みずらくなるため、無理な押し込みによって素子を破損したり変形や位置ズレを生じてしまう恐れがある。このため、前述の楔支持機構１００の場合、支持台１０３及び押え板１０４の両方にレバー付き楔部品１０１がガタ付くことなく摺動できるようにするための高精度の摺動面を形成する必要があり、しかも、楔本体１０５が素子２，２に対して正確に位置決めされるようにするために、支持台１０３全体の形成精度なども高精度に確保される必要があり、形成に非常に手間がかかるとともにコストも高くなるという問題があった。また、上述の楔支持機構を採用しても、やはり素子２，２間に楔本体１０５が入りにくい場合があり、無理な押し込みによる素子２，２の損傷、変形、位置ズレ等の問題を解消できないケースがあった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、構造が簡単で操作性に優れ、かつ低コスト化を実現する光ファイバ接続工具を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、光ファイバ同士の突き合わせ接続部を二つ割り構造の素子に挟み込んで素子に装着されているバネの弾性によってクランプ固定する光ファイバ接続器を用いた光ファイバ同士の接続作業あるいは接続解除の作業に利用される光ファイバ接続工具であって、前記光ファイバ接続器を支持する支持台と、前記光ファイバ接続器の素子に差し込むことで、前記バネの弾性に抗して素子間を開放する楔を、前記支持台に支持された前記光ファイバ接続器に対して進退自在に支持する楔支持機構とを有し、前記楔支持機構には、前記楔を前記支持台に支持されている光ファイバ接続器の前記素子の合わせ面に対する傾斜角度を変更できるように、揺動可能に支持する揺動支持部が設けられ、前記楔支持機構は、楔支持台と、この楔支持台上に取り付けられた蓋部材との間に前記楔の板状部を収容し、かつ、前記楔支持台と前記蓋部材との間に、前記素子への差し込みの際に前記楔の上下揺動を可能にするクリアランスを確保した構成になっており、このクリアランスは、前記楔の先端高さが前記素子の合わせ面の高さ位置に応じて変更可能となるように形成されていることを特徴とする光ファイバ接続工具である。
請求項２に係る発明は、前記揺動角度が前記素子の合わせ面に対して−５°〜５°の角度範囲に設定されていることを特徴とする光ファイバ接続工具である。

本発明によれば、揺動支持部によって楔を揺動させることで、光ファイバ接続器に対する楔の差し込み角度を調整できる。即ち、楔を揺動支持部によって揺動させて光ファイバ接続器の開口部に挿入しやすい角度に調整して差し込む、あるいは、楔に素子への押し込み力を与えながら繰返し揺動することで、無理に強い押し込み力を与えなくても楔を素子に円滑に差し込めるので、素子の破損や変形、位置ずれ等を防止できる。また、従来の光ファイバ接続工具のように楔を支持する高精度の部品を必要とせず、また、構造を簡単化できるので、低コスト化を実現した光ファイバ接続工具を提供することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の光ファイバ接続工具を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は楔の平面図、図４は図２において光ファイバ接続器の拡大断面図、図５は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ａ）は上向きに引き上げたときの断面図、（ｂ）は下向きに押し下げたときの断面図、図６は図１において光ファイバホルダを設置方法を示した側面図である。なお、これらの図において、図７、図８と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略する。
図１において符号１４は光ファイバ接続器１を支持する支持台、符号１５はホルダ載せ台であり、光ファイバホルダ１６が着脱可能に載置されるものであり、支持台１４の両側に設けられている。この光ファイバ接続工具１１は、板状のベース１７上に、支持台１４及びホルダ載せ台１５を搭載した構造になっている。

図１において、符号１２はレバー付き楔部品であり、図２に示すように光ファイバ接続器１の素子間２，２に差し込まれる刃体２３を先端に有する楔本体１３（楔。以下単に楔とも称する）の後端部（前記先端とは逆側の端部）にレバー２２が取り付けられているものである。符号２１は、レバー２２を楔本体１３に固定するネジである。
この光ファイバ接続工具１１は、楔支持機構１０を有している。この楔支持機構１０は、光ファイバ接続器１の素子２，２間に差し込むことで、バネ４の弾性に抗して素子２，２間を開放する楔１３を、支持台１４に支持された光ファイバ接続器１に対して進退自在に支持するものであり、楔１３を支持台１４に支持されている光ファイバ接続器１の素子２，２の合わせ面７に対する傾斜角度を変更できるように、揺動可能に支持する揺動支持部４２を有している。

レバー付き楔部品１２は、支持台１４に設けられた揺動支持部４２（後述）に支持されている。図３に示すように、楔１３の中央部には、図２に示す第１の係合ピン４５ａ及び第２の係合ピン４５ｂが挿入される係合穴２５が形成されている。また、楔１３の後端部に穿設されている貫通孔２４（小孔）は、レバー２２を取り付けるための前記ネジ２１の挿通穴である。刃体２３は、光ファイバ接続器１の長手方向と直交する方向から開口部２ｂを通して素子２，２間に差し込まれた際に、バネ４の付勢力に抗して素子２，２同士を互いに離間する方向に押し広げるものである。

図１及び図２に示すように、支持台１４は、ベース１７の中央部に設けられている。支持台１４の上部には、光ファイバ接続器１を載置するための接続器収納溝３２が形成されている。ここでは、光ファイバ接続器１は、素子２，２の開口部２ｂ及び素子２，２を付勢するバネ４の開口部４ａが楔１３に対向するようにして接続器収納溝３２に載置され、接続器収納溝３２の内面形状によって接続器収納溝３２内に安定した状態で支持される。なお、素子２，２の開口部２ｂは、接続器収納溝３２よりも上に位置され、素子２，２間への楔１３の挿脱作業に支持台１４が邪魔にならないようになっている。

支持台１４のうち、接続器収納溝３２付近は、光ファイバ接続器１を支持する素子台として機能する。また、レバー付き楔部品１２を接続器収納溝２３に支持した光ファイバ接続器１に対する進退方向にスライド移動可能に支持する摺動溝３３付近が、レバー付き楔部品１２を支持する楔支持台として機能する。なお、素子台と楔支持台とは別体でも良い。
支持台１４上には、楔１３を摺動させるための摺動溝３３が形成されており、この摺動溝３３の摺動面３４は、楔１３が光ファイバ接続器１に対して差し込み、引き抜き方向に摺動する摺動面３４とされている。揺動支持部４２は、支持台１４と、この支持台１４上に固定して前記摺動溝３３上に被せるようにして配置された蓋部材４１とによって構成されている。蓋部材４１は、摺動溝３３の摺動面３４から例えば数ｍｍ程度のクリアランスを介して上方に位置されている。楔１３は、摺動溝３３の両側（図４の左右両側）の摺動溝壁部３３Ｂ，３３Ｃにガイドされて、横方向（図４の左右方向）にガタ付きを生じることなく支持台１４の接続器収納溝３２に対して進退動されるようになっている。

レバー付き楔部品１２は、先端の刃体２３と後端のレバー２２との間の板状部２６が前記クリアランス４４に収納された状態で、揺動支持部４２に支持されている。即ち、図４に示すように、この支持台１４の摺動溝３３の両端側の摺動溝壁部３３Ｂ，３３Ｃの高さは、楔１３の断面厚さよりも若干高く設定されており、この摺動溝壁部３３Ｂ，３３Ｃの上端面には、前記蓋部材４１の底面４３が設置される。これにより、図２に示す摺動溝３３と蓋部材４１とにより形成された揺動支持部４２には、楔１３を挿入した状態において、楔１３と蓋部材４１の底面４３との間に若干のクリアランス４４が確保されており、このクリアランス４４の範囲内において、楔１３にあおり角を与えることができる。図４に示すようにクリアランス４４の高さｈは、楔１３を光ファイバ接続器１の開口部２ｂへ差し込む基準方向Ｐに対して−３°〜＋１°の角度範囲となるように設定されている。

ここで、楔１３のあおり角は、図５に示すようにレバー付き楔部品１２のレバー２２の上または下への操作によって得られるものであり、図５（ａ）に示すようにレバー２２を上に引き上げたときは、レバー付き楔部品１２の板状部２６が楔１３の刃体２３側に比べてレバー２２側が高くなるように傾動される。この場合のあおり角は、板状部２６のレバー２２側端部が蓋部材４１に当接したところ（図５（ａ）では、蓋部材４１の後端３５Ａ（接続器収納溝３２とは逆の側の端部）に当接）が最大であり、この実施の形態では、前記基準方向Ｐに対して最大３°のあおり角θ_１（レバー２２を上方に動かして得るあおり角をマイナス表示することとした。前記３°は「−３°」）が得られるようになっている。また、逆に、図５（ｂ）に示すようにレバー２２の下方への押し下げによってレバー付き楔部品１２を、支持台１４の後端（接続器収納溝３２とは逆の側の端部）、即ち、摺動溝３３の摺動面３４の後端３５Ｂを中心として回転させて刃体２３を上昇させることで、レバー付き楔部品１２の板状部２６が楔１３の刃体２３側に比べてレバー２２側が低くなるように傾動させることができる。この場合のあおり角は、板状部２６の刃体２３側端部（先端部）が蓋部材４１に当接したところが最大であり、この実施の形態では、前記基準方向Ｐに対して最大１°のあおり角θ_２（レバー２２を下方に動かして得るあおり角をプラス表示することとした。前記１°は「＋１°」）が得られるようになっている。なお、あおり角の範囲は−３°〜１°に限定されず適宜設定し得るが、おおむね−５°〜５°の範囲が適切である。あおり角が大きすぎると、素子２への楔１３の押し込み力が素子２に歪や変形を与える力として作用するため、基準方向Ｐに対する傾斜角度は５°以下であることが好ましい。また、楔１３を揺動（または傾動）によって素子２，２間への押し込みを容易にする効果を得るためには、基準方向Ｐに対する傾斜角度を０．５°以上とすることが好ましい（但し、傾斜角度が０．５°未満であっても、繰り返し揺動などによって、挿入を容易にする効果は得られる。）。

図２に示すように、楔１３の係合穴２５に挿入されている係合ピン４５ａ，４５ｂは、蓋部材４１と支持台１４との間に架設するようにして前記クリアランス４４を横切って設けられている。また、係合ピン４５ａ，４５ｂの位置は、光ファイバ接続器１に対する楔１３の挿入方向でずらされている。第１の係合ピン４５ａは、楔１３の光ファイバ接続器１に対する移動限界位置（押し込み限界位置）を設定するものであり、第２の係合ピン４５ｂは、楔１３の光ファイバ接続器１に対する引き抜き方向への移動限界位置（後退限界位置）を設定するものである。なお、係合ピン２５ａ、２５ｂは、図２では、蓋部材４１を貫通させて支持台１４に螺着されているネジであるが、楔１３の押し込み限界位置並びに後退限界位置を設定できる構成であれば特に限定はなく、例えば、蓋部材４１から突設した突起などであってもよい。

図１に示すようにホルダ載せ台１５は、接続器収納溝３２に支持される光ファイバ接続器１の中心軸線の延長上に存在する突条であるガイド部５１を有しており、光ファイバ３，３を固定した光ファイバホルダ１６は、ホルダ載せ台１５に載置した状態のまま、ガイド部５１にガイドさせつつ支持台１４に収納された光ファイバ接続器１に向けてスライドさせることができる。

この光ファイバ接続工具１１を用いて光ファイバ３，３同士を突き合わせ接続するには、光ファイバ接続器１を支持台１４の接続器収納溝３２に収容した後、図２（a）レバー付き楔部品１２を支持台１４上の光ファイバ接続器１に向かって、押し込み操作する。そして、図２（ｂ）に示すように楔１３の刃体２３を光ファイバ接続器１の開口部２ｂまで到達させたところで、レバー付き楔部品１２に押し込み力を与えつつ、刃体２３を開口部２ｂに挿入しやすいように、クリアランス４４の範囲内で揺動させる。

このとき、楔１３は、開口部２ｂへの差し込み基準方向Ｐに対して傾斜させる傾動又は揺動が可能であることにより、楔１３の刃体２３の素子２，２間に対する差し込み（押し込み角度）を自在に変更できる。従って、楔１３の刃体２３が素子２，２間に入りにくい場合でも、差し込み角度の調整あるいは繰り返し揺動によって、素子２，２間への楔１３の圧入を円滑かつ容易に行うことができる。その結果、無理な押し込みによって素子２を傷めたり、素子２に位置ズレを与えるといった不都合を回避でき、光ファイバ接続器１の機械的な特性（調心精度、クランプ力の安定等）を安定に維持できる。また、摺動溝３３と光ファイバ接続器１の開口部２ｂとの位置関係が若干ずれているような場合においても、楔１３を揺動させるか、もしくは自動的に角度調整されて開口部２ｂに差し込んで素子２，２間を開放できるといった利点もある。

図９（ｂ）に示すように、楔１３が光ファイバ接続器１の長手方向と直交する方向から開口部２ｂを通して素子２，２間に差し込まれると、バネ４の付勢力に抗して素子２，２同士を互いに離間する方向に押し広げることになる。なお、図２（ｂ）に示すように、楔１３に形成された係合穴２５の内面が第１の係合ピン４５ａと当接することにより、それ以上の楔１３の差し込み動作が規制されるため、素子２，２間に楔１３の刃体２３を差し込みすぎるのを防止できる。

次いで、図６に示すように、支持台１４の両側のホルダ載せ台１５に載置しておいた光ファイバホルダ１６を光ファイバ接続器１の長手方向にスライド移動させて、光ファイバ３の光ファイバホルダ１６から突出させておいた部分を光ファイバ接続器１の長手方向（軸方向）の端部から素子２，２の案内溝２ａに挿入し、光ファイバ３先端に露出させておいた裸ファイバ３Ａ，３Ａ同士を調心溝２ｃにて互いに突き合わせる。この突き合わせ状態を維持したまま、レバー２２を後退操作して楔１３を素子２，２の間から引き抜く。
楔１３が光ファイバ接続器１から引き抜かれると、光ファイバ３，３の裸ファイバ３Ａ，３Ａ同士は調心かつ突き合わされた状態で、光ファイバ３，３がバネ４の付勢力により素子２，２間にクランプ固定され、これにより、光ファイバ３，３同士の接続状態が維持される。また、各光ファイバ３，３の被覆部が案内溝２ａに収納された状態のまま、素子２，２間にクランプ固定され、これにより、光ファイバ接続器１からの光ファイバ３の引き抜きが規制される。

本実施形態の光ファイバ接続工具１１によれば、摺動溝３３の摺動面３４に楔１３を載置した状態で、蓋部材４１の底面４３と楔１３との間にクリアランス４４が形成されることにより、楔１３を揺動（または傾動）させて開口部２ｂに差し込むことができるので、従来の光ファイバ接続工具のような高精度の部品を必要とせず、構造を簡単化でき、低コスト化を実現した光ファイバ接続工具１１を提供することができる。
また、揺動支持部４２によりレバー付き楔部品１２を支持台１４に対して進退させるだけの簡単な操作で、光ファイバ３，３同士の調心及び突き合わせ接続を行うことができるので、操作性が向上し、作業効率を向上させることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。
光ファイバ接続器１、光ファイバホルダ１６としては、単心用のものに限定されず多心用のものであっても良い。多心の光ファイバ接続器の場合は、バネのクランプ力が強いものが多いため、本発明の光ファイバ接続工具の使用により、素子の開放を無理な押し込み力によって素子を傷めることなく円滑に行える作用効果が特に有効に機能する。
光ファイバ３としては、単心あるいは多心の各種のものが採用可能であり、単心の光ファイバ線以外、例えば光ファイバ素線、光ファイバコード等でも良く、また、光ファイバ心線等としては多心のものでも良い。
光ファイバ接続器としては、例えば、光コネクタに組み付けられたものなどであっても良い。これは、いわゆる現場付け光コネクタであり、光ファイバ接続器は、フェルールの後端側（突き合わせ接続用の端面とは逆側）に設けられ、フェルールに内挿固定されている光ファイバのフェルール後端側に突出した部分を収容し、このフェルール側の光ファイバと、別途、該光ファイバ接続器に、フェルールとは逆の側から挿入される光ファイバとの突き合わせ接続部をクランプ固定するものである。この場合、光ファイバ接続工具の支持台は、光コネクタ（現場付け光コネクタ）の安定支持に適した構造の接続器収納溝を有する構成とする。

本発明の単心線用の光ファイバ接続工具を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１における楔の平面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ａ）は上向きに引き上げたときの断面図、（ｂ）は下向きに押し下げたときの断面図である。 図１において光ファイバホルダを設置方法を示した側面図である。 従来の単心線用の光ファイバ接続器の一例を示す平面図である。 図７における同長手方向に沿った縦断面図である。 光ファイバ接続器の拡大断面図である。 従来の光ファイバ接続工具の要部を示す断面図である。

符号の説明

１…光ファイバ接続器、２…素子、３…光ファイバ、４…バネ、１０…楔支持機構、１１…光ファイバ接続工具、１２…レバー付き楔部品、１３…楔、１４…支持台、２６…板状部、４２…揺動支持部、４４…クリアランス

Claims (2)

1. 光ファイバ（３，３）同士の突き合わせ接続部を二つ割り構造の素子（２，２）に挟み込んで素子に装着されているバネ（４）の弾性によってクランプ固定する光ファイバ接続器（１）を用いた光ファイバ同士の接続作業あるいは接続解除の作業に利用される光ファイバ接続工具（１１）であって、
   前記光ファイバ接続器を支持する支持台（１４）と、前記光ファイバ接続器の素子に差し込むことで、前記バネの弾性に抗して素子間を開放する楔（１３）を、前記支持台に支持された前記光ファイバ接続器に対して進退自在に支持する楔支持機構（１０）とを有し、
   前記楔支持機構には、前記楔を前記支持台に支持されている光ファイバ接続器の前記素子の合わせ面（７）に対する傾斜角度を変更できるように、揺動可能に支持する揺動支持部（４２）が設けられ、
   前記楔支持機構は、楔支持台と、この楔支持台上に取り付けられた蓋部材（４１）との間に前記楔の板状部（２６）を収容し、かつ、前記楔支持台と前記蓋部材との間に、前記素子への差し込みの際に前記楔の上下揺動を可能にするクリアランス（４４）を確保した構成になっており、
   このクリアランスは、前記楔の先端高さが前記素子の合わせ面の高さ位置に応じて変更可能となるように形成されていることを特徴とする光ファイバ接続工具。
2. 前記揺動角度が前記素子の合わせ面に対して−５°〜５°の角度範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続工具。

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