JPS622281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学繊維の切断方法及び切断装置に関
するものであり、より具体的には光学繊維をその
軸線に斜め又は垂直をなす平面に沿つて順次刻み
目を入れ、折損させる方法及び装置に関するもの
である。

光学繊維の主たる用途の１つは長距離の広域通
信である。この用途においては光学繊維はあらゆ
る点において同軸ケーブルをしのいでいる。光学
繊維はリピータを用いなくてもより長い距離にわ
たつてより広域のバンド幅を提供するし、何らの
高価な材料も使用しないし、並行線間における混
信や電磁気的干渉を全く受けない。かくて光学繊
維データ伝送を用いたシステムの設置コストはあ
らゆる形成の電線データ伝送よりも低いものとな
る。

特に長距離広域バンドデータ伝送においては、
繊維束とくらべてもつぱら単一光学繊維が用いら
れる。単一繊維伝送路は直径が通常16〜100ミク
ロンのガラス又は溶融硅素の単一繊維から構成さ
れている。２本のこのような繊維が伝送乃至受信
装置と界面を接するか又は継線器乃至コネクタ内
に結合される時には端部表面は光学的に平滑状態
にかつ繊維軸線に垂直をなして仕上げられ低接続
損失を達成しなければならない。光学繊維ケーブ
ルは通常その製造の際ワイヤと同様に糸巻き状に
貯蔵された状態で供給される。かくてコネクタの
設置及び継線器の製造はユーザにまかされる。し
ばしばこのような作業はマンホール内における如
く極端に悪い環境下で行なわなければならず、従
つて作業は単純なものに限られ、しかも結果は良
好かつ再現性のあるものでなければならない。

単一繊維は通常いわゆる「傷をつけて破損させ
る」技法により切断される。一般的に言つてこの
技法は繊維の円周の一点においてダイヤモンド又
は超硬ナイフエツジにより該繊維に傷を付けるか
乃至は刻みを入れることによつて実施される。そ
の後十分な張力が加えられて破損が生じる。これ
は実験室用途としてガラス棒やチユーブを切断す
るのに古くから用いられている技法に大変良く似
ている。この方法は単純なようであるが、この技
法を実際に適用して満足な結果を得るためには極
めて一様な繊維を用意しなくてはならないし、刻
み目の深さ、適用張力、及びあるとすれば曲げ半
径を極めて正確に制御しなければならない。これ
らの因子を制御することはかなりむずかしく、実
験室的条件のもとでも、破壊時に満足な品質の表
面を得るために切断プロセスを何度か繰返す必要
がしばしばある。一般的に言つて、破壊は無制御
的に最小抵抗の通路中を伝播して行くので、理想
的な垂直かつ平坦な表面はめつたに得られない。

「傷付け破壊する」従来の技術の別の欠点は、
許容出来る品質の切断表面が得られたとしても円
周エツジが極めてシヤープになつてしまうという
ことである。このシヤープなエツジは繊維をコネ
クタ内に挿入する時しばしばチツピング（欠け）
を生ずる。即ち繊維のコネクタ内への挿入の際往
往にして前記エツジが破損するか又はコネクタ材
料が削り取られ、小さなチツプが繊維とコネクタ
間に堆積して接続条件が悪化するのである。

本発明は前述のシヤープエツジの発生を防止出
来るという本質的利点を備えている。本発明によ
ればシヤープエツジの代りに斜切されたか丸味を
帯びたコーナが繊維の外側表面と切断品の垂直又
は斜めの平面からなる表面との間に生ずる。

光学繊維の高品質切断を行なうための類似の方
法及び／又は装置は従来技術には見当らない。

前述の如く、繊維はその軸線に垂直をなすか又
は斜めをなす完全な平面として切断され、最小の
損失を有するカプリングを作れるようにする必要
がある。多くの場合、垂直方向の破壊が必要とさ
れるので、以下の記載はそのための好ましい実施
例について説明する。

かくて切断すべき繊維の一部分は２つの保持部
材間に保持される。最初の保持部材乃至構体は繊
維を傷付けはしないがしつかりクランプ出来るよ
うに好ましくは弾性表面によつて被覆されたクラ
ンプ装置を有している。

第２の保持乃至拘束部材にも又繊維の自由端を
保持するも繊維材をクランプはしない柔らかい材
料が設けられている。前記保持部材はモータに接
続されている。この接続部分は可撓性に富んでお
り、繊維部分と同軸をなすように整合されてい
る。前記保持部材にはオフセツト質量を設けて、
モータの作動の際保持部材が回転して、速度が増
大するにつれて、該部材が誘起された遠心力の効
果で惑星運動を行なうようにすることが出来る。
かくて、前記保持部材はらせん運動による軌道運
動を行ない、らせんの半径はモータの速度が増大
するにつれて増大する。

前記クランプ装置及び保持装置の間には繊維部
分の軸線に垂直をなして切断ナイフが設けられて
いる。該ナイフは繊維部分から所定の半径をなし
て配置された円形切断エツジを備えている。

らせん軌道運動の半径が増大すると、繊維は前
記切断エツジに近付いて順次これと接触するので
繊維のまわりには円周方向の刻み目が作られる。

いつたん繊維が切断エツジと接触すると、モー
タが更に加速された場合には切断エツジが支点と
なつて保持部材により繊維には曲げモーメントが
誘起される。前記曲げモーメントは繊維内に内部
応力を生じ、この応力は刻み線の領域に集中す
る。更にモータが加速されると、前記応力は上昇
を続け遂には繊維が破壊する。生ずる破壊は刻み
線に沿つてであり、破壊表面は繊維の軸線に垂直
をなす平面を形成する。

理想的な破壊を生ずるためには繊維の円周方向
が破壊の前に完全に傷付けられなければならな
い。もしも本装置がモータで駆動されており、繊
維に加えられる力が遠心力である場合にはモータ
は破壊を生ずるのに十分な内部応力が形成される
前に完全な刻み線形成が行なわれるのを保証する
ために十分ゆるやかに加速されなければならな
い。別法として、前記モータには比較的低速度に
おいて円周刻み線の形成が行なわれ、比較的高速
度において破壊が生ずるように出来る速度制御手
段を設けても良い。更に別法として、比較的一定
速度のモータを切断ナイフと保持部材の間の軸線
方向間隔を変化させ得る部材と接続しても良い。
かくすれば繊維は小さな曲げモーメントのみを生
ずる小さな間隔により円周刻みを入れられ、破壊
は前記間隔を増大させ従つて曲げモーメントを増
大させることによつて達することが出来る。

前記モータの加速度は電気的、電子的に制御す
ることも出来るし、単に回転部材に十分大きな質
量を付与して加速が回転慣性により限定されるよ
うにすることによつても制御可能である。

更に前述の態様で繊維の円周方向刻み入れを行
ない、破壊はその後に引張り力、曲げモーメン
ト、機械的シヨツク又は熱的シヨツクを与えるこ
とによつて達成され得ることも又明白である。か
くて得られた平面状の垂直表面はその外側エツジ
においてわずかに丸味を帯びたコーナ乃至半径部
を示す。この本質的に発生する半径部乃至丸味コ
ーナは好ましいものである。というのはシヤープ
な円形エツジの存在は後におけるエツジ部の望ま
しくない破損を誘起するからである。

前述の操作は手に持つ懐中電灯の寸法の装置に
よつて行なわれ、完全な切断作業は５〜10秒以内
で行ない得る。

本発明は光学繊維の切断方法であつて、繊維の
一部分を第１の位置において保持する段階と、第
２の位置において前記繊維に円周方向に刻み目を
入れる段階とを有する方法において、前記繊維を
第３の位置においてらせん路をなして運動させる
段階にして、前記第２の位置は前記第１及び第３
の位置の中間に配置されている運動段階と、前記
らせん運動を続けることにより前記繊維の円周方
向に刻み目を入れる段階と、前記らせん運動を続
けることにより円周方向に作成した前記刻み目の
まわりにおいて前記繊維に徐々に曲げ、破壊を生
じさせ以つて該繊維を折損させる段階が含まれて
いることを特徴とする光学繊維の切断方法を提供
する。また本発明は光学繊維の切断装置であつ
て、切断されるべき繊維２０，５８，１５４の一
部分をクランプするためのクランプ装置２２，２
３，６０，１５２と、前記繊維の近傍に配置可能
な切断エツジ２７，７１を備えた切断装置２６，
７０，１５６とを有する切断装置において、繊維
保持装置３０，９２，１６２を担持し、該保持装
置３０，９２，１６２と、従つて繊維とをらせん
通路において移動させるようにされた装置２８，
８６，１５８，１６０が含まれていることを特徴
とする光学繊維の切断装置を提供する。

以下付図を参照して本発明のより具体的な説明
を行なう。

付図の第１図乃至第６図は前述の従来技術の欠
点を例示している。第１図及び第２図は現在行な
われている２つの方法を示している。例示の如く
繊維１０はアンビル１２上に支持しながらダイヤ
モンド又は超硬ナイフ１４で傷を付けられるか又
は刻みを付けられ、その後十分な張力を加えて破
壊を生じさせる。これらの技法は単純に見える。
しかしながら、繊維材質、非円形の傷又は刻み及
び張力の全ては極めて正確に制御しなければなら
ない。この方法では不良切断品が多く出る。実
際、一本の繊維が許容切断品となる迄繰返し切断
される。というのは刻みの深さ、曲げ半径、張
力、繊維材質等の全ては正確に制御するのが困難
な因子だからである。

光学繊維通信業界に精通する者なら、切断が理
想的に行なわれていない場合伝達される信号に損
失や混乱が発生するということ、更には本発明に
係る方法及び装置は光学繊維分野に著しい改良を
与える革命であるということを理解出来よう。

第３図、第４図及び第５図は従来技術の切断方
法を用いた場合に通常発生する典型的な欠陥を示
している。これらの欠陥が発生するのは傷又は刻
み付けの後に破壊が単に最小抵抗路に沿つて起
り、その態様を制御し得ないからである。典型的
な接続欠陥が第６図に示されている。この場合に
は、切断面は接続中には繊維軸線に垂直に見えた
が、接続が終了した際にはシヤープなコーナ１５
の故にチツプ１６が欠け落ちて切断表面１７及び
コネクタ１８との間にはさまつたものである。又
図には例示していないが、切断繊維のシヤープコ
ーナは該繊維の挿入の際金属チツプがコネクタ材
から掘り起される事態も発生する可能性があり、
これらのチツプは繊維から欠け落ちるチツプと同
一の問題を引き起す。

従つて、切断面又は破断面のエツジ偶部にわず
かの丸味を付けて両型式のチツプの形成が行なわ
れないようにするのが好ましい。

次に第８図に例示した本発明の方法の概略図に
ついて言及する。この方法においては、繊維端部
部分２０は好ましくは弾性的な内側表面を備えた
２つのクランプ部材２２及び２３の間で力２４を
加えてクランプされる。力２４は繊維２０をその
材質が破損したり傷損したりすることなくしつか
り定置せしめるのに十分な大きさである。次に繊
維は任意選択的なルース装着チユーブ２５中を通
過するが、このチユーブの目的は繊維２０を切断
ダイに対して実質的に軸線方向に整合することで
ある。

チユーブ２５のクランプ部材２２及び２３に最
も近い端部は繊維２０の挿入を容易にするために
より大きな径へと傾斜しているのが好ましい。切
断ダイ２６は切頭円錐又は複円錐形の穴を含んで
おり、その小径側の円周は繊維直径よりもわずか
に大きな直径の切断エツジ２７を形成している。

切断ダイ２６は工業ダイヤモンド、超硬又は実
質的に繊維２０よりも硬質の他の材料から作られ
ているのが好ましい。ロータ組立体２８は繊維２
０の軸線と一致する軸線２９のまわりを回転す
る。ロータ２８には半径方向において拘束された
部材３０が設けられており、該部材３０は繊維２
０の軸線とも同心の平滑な非切断用の穴３１を備
えている。

作動において、要素２２，２３，２５及び２６
は図示の如き関係位置にとどまつたままであり、
要素２８及び３０は軸線２９のまわりを回転す
る。繊維２０が図示の如く定位置にクランプされ
た状態で、要素２８及び３０は手動的に又は例え
ばモータ３０によつて連続的に増大する角速度を
以つて回転させられる。角度方向の加速度が発生
すると、部材３０上に作用する遠心力３２は角速
度に比例して増大する。部材３０は弾性的に拘束
されているので、半径方向に遠心力の大きさの関
数でありかくて又角速度の関数でもある量だけ偏
倚する。部材３０が半径方向に偏倚すると、穴３
１は繊維２０と接触してこれを半径方向に偏倚せ
しめ、かつ又回転はさせないが軌道運動せしめ
る。ある角速度において、繊維２０は十分偏倚さ
れて切断エツジ２７と接触させられて、繊維２０
は完全に円周方向に傷が付けられる。第９図に誇
張して例示するように、角速度が更に増大する
と、繊維２０は傷乃至線４０において切断エツジ
２７上で曲げられる。部材３０が回転するにつれ
て生ずる曲げ運動のため円周刻み線４０を横切つ
て、かつそのまわりに漸進的に増大する大きさの
交番する圧縮及び引張応力が発生する。ある角速
度において、繊維２０の破壊が生じ、この破壊は
繊維が円周方向に刻まれている線４０のまわりに
伝播する。一端破壊が生ずると、繊維２０の自由
端部は遠心力により繊維２０のクランプ部分から
完全に離脱する。クランプ部分３４はかくて円形
切断エツジと同心をなすその静止位置に復帰す
る。この事態の結果、繊維の軸線に垂直をなす平
面状の破壊が生ずる。更に付加的に、繊維２０の
まわりの刻み部の半分は繊維とともに残り、第７
図に示すようにわずかな半径乃至丸味端部３６が
形成される。この斜切部３６により繊維をコネク
タ又は継線ブロツクに挿入する際通常障害となる
シヤープエツジが排除される。

第８図に図式的に例示した装置は手のひらにの
るコンパクトさを有する機器乃至装置として構成
することが可能である。前述の操作を行なうのに
要する動力は極めて小さいので第８図の要素の全
てと、電池及び電気モータはシヤツポケツト内に
容易に収納することが出来る。

第１０図及び第１１図は支持シリンダ又はベー
ス５０を備えた実際に作成された装置の一部分を
例示している。密閉部材５２はシリンダ５０の入
口に装着されており、シリンダ５０の軸線７３に
同軸をなして延びる開口５６を備えた繊維挿入部
材５４を担持している。前記開口は繊維５８の挿
入を容易にするために入口においてじようごの形
状をなしている。ばね６２及び弾性クランプブロ
ツク６４を備えたクランプ部材６０が密閉部材５
２のシリンダ軸線内側に垂直をなして作動的に配
列、装着されている。ばね６２はブロツク６４を
して開口５６を閉鎖せしめる。押しボタン部分６
６にわずかな指圧力を加えると、開口５６は封鎖
が解かれて繊維５８を挿入して、指圧力が解放さ
れた時に実質的に強固にクランプすることが出来
る。

密閉部材５２には更に切断ダイ７０が設けられ
ており、該ダイ７０は内部の円形切断エツジとワ
ツシヤ７２とを備えている。ワツシヤ７２は傾斜
した（断面の）厚味（図示せず）を備えてもよ
く、かくすればエツジ７１はシリンダ軸線７３に
対して斜めの角度をなして配置される。かくて、
ワツシヤ７２は切断ダイの装着を変化させる大ま
かな手段の１つをなす。最も好ましい実施例及び
実際的な作業においては、切断ダイ７０は例示の
如くシリンダ軸線に垂直をなして装着されてい
る。シリンダ５０の側面においてかつシリンダ軸
線と交差する穴７６に対応して倍率調節可能なレ
ンズ８０付点検部材８０が設けられており、これ
は繊維切断作業を観察するために、特に得られた
切断品の結果を観察するために設けられている。

シリンダ５０の内側にはシリンダ軸受装置８２
及び８４が設けられて、ロータ装置乃至アクスル
８６を支持している。アクスル８６は部分８８の
ロータ端部において手動的に又はモータ（図示せ
ず）によつて駆動されている。

可撓性部材又はばね部材９０がロータ装置８６
上に装着されて繊維保持部材９２を担持してい
る。

前記繊維保持部材９２にはシリンダ軸線７３と
同軸状に移動する割溝又は開口９４が設けられて
おり、これは繊維５８の端部部分９８をそれが切
断ダイ７０の円形切断エツジ７１の中心を通過し
た後に保持するためのものである。開口９６は切
断作業が終了した時に繊維の残留部分９０を除去
乃至振り払う役目を行なつている。

繊維をその軸線に垂直をなして切断すると仮定
すれば、繊維はインサート５４の円錐形状又はじ
ようご形状の入口５６内に挿入され、同時にボタ
ン６６が押圧され弾性クランプブロツク６４が動
かされる。例示の如く、クランプ装置６４は繊維
をばね６２の力により第１のクランプ位置にクラ
ンプし、一方割溝９４は繊維を第３の位置に保持
する。ロータ装置８６を回転すると、繊維保持装
置９２は加速により増大する遠心力を受ける。

これ迄に述べたように、保持された繊維はらせ
ん軌道に沿つて移動し、第２の位置で円周方向に
刻みを入れられ、この位置でかつ繊維の軸線に垂
直をなす平面内で切断される。

第１２図はベース１５０と、その上に装着され
繊維１５４をクランプしているクランプ装置１５
２と、らせん形状のガイド機構１５８に装着され
た切断ナイフ１５６とを例示している。機構１５
８は例示の目的のため被駆動中空アクスル１６０
中を延びる非回転部材１５９に装着されている。
繊維保持装置１６２は連続的に減少する半径を有
するらせん路に沿つて繊維１５４を移動させる。
らせん運動の際、繊維は保持装置１６２のある位
置において切断ナイフ１５６と接触し、順次周辺
に刻み目を入れられ、折り曲げられ破壊される。
もし切断ナイフ１５６のエツジがクランプ装置１
５２内に保持され切断ナイフ１５６の中心に向け
て延びている繊維の軸線と垂直をなす平面内にあ
れば切断面は繊維軸線に垂直をなす平面内にあ
る。

例えば繊維を２つの位置でクランプし、両クラ
ンプ位置部分をその内側に配置された切断装置の
まわりで同軸状に軌道運動させる方法の如く多く
の他の変更例及び修整例が可能なることを理解さ
れたい。

更に又、切断ナイフが繊維のまわりを回転する
装置を構成することも可能であろう。

もちろん、中実の光学繊維の代りに中空光学繊
維又はチユーブも切断可能であり、任意の他の型
式の繊維も本方法及び装置によつて他の目的のた
めに用いることが可能であるということを理解さ
れたい。

従つて、本発明はその精神乃至基本的特徴から
離脱することなく他の形態で実施可能なることを
理解されたい。従つて本実施例は全ての点で例示
のためのものであつて限定のためのものではない
ことを理解されたい。即ち本発明の範囲は前述の
記載によつてというよりは特許請求の範囲によつ
て限定されるものであり、該請求の範囲と同等物
の意味するもの及び範囲に入る全ての変更例は該
請求の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術において行なわれている繊維
切断操作を示す図式図、第２図は従来技術におい
て行なわれている繊維切断操作を示す図式図、第
３図は非理想的切断面を示す図、第４図は非理想
的切断面を示す図、第５図は非理想的切断面を示
す図、第６図は非理想的切断面及び非理想的カツ
プリングを示す図、第７図は本発明の方法により
得られた理想的切断面を示す図、第８図は本発明
に係る垂直切断方法の操作の原理を開示している
装置の概略図、第９図は円周方向曲げ段階におけ
る繊維角度を誇張して描ける図、第１０図は本装
置の実際の好ましい実施例の一部の横断面図、第
１１図は第１０図に例示された図の斜視図、第１
２図は光学繊維を切断するための装置の別の概略
図である。 ２０…繊維、２２，２３…クランプ部材、２６
…切断ダイ、２７…切断エツジ、２８…ロータ組
立体、３０…拘束部材、３３…電気モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学繊維の切断方法であつて、繊維の一部分
   を第１の位置において保持する段階と、第２の位
   置において前記繊維に円周方向に刻み目を入れる
   段階とを有する方法において、前記繊維を第３の
   位置においてらせん路をなして運動させる段階に
   して、前記第２の位置は前記第１及び第３の位置
   の中間に配置されている運動段階と、前記らせん
   運動を続けることにより前記繊維の円周方向に刻
   み目を入れる段階と、前記らせん運動を続けるこ
   とにより円周方向に作成した前記刻み目のまわり
   において前記繊維に徐々に曲げ、破壊を生じさせ
   以つて該繊維を折損させる段階が含まれているこ
   とを特徴とする光学繊維の切断方法。 ２ 光学繊維の切断装置であつて、切断されるべ
   き繊維２０，５８，１５４の一部分をクランプす
   るためのクランプ装置２２，２３，６０，１５２
   と、前記繊維の近傍に配置可能な切断エツジ２
   ７，７１を備えた切断装置２６，７０，１５６と
   を有する切断装置において、繊維保持装置３０，
   ９２，１６２を担持し、該保持装置３０，９２，
   １６２と、従つて繊維とをらせん通路において移
   動させるようにされた装置２８，８６，１５８，
   １６０が含まれていることを特徴とする光学繊維
   の切断装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の切断装置にお
   いて、前記切断装置７０には前記繊維の軸線に関
   して斜めから垂直に至る迄の所定の平面上におい
   て前記繊維５８に円周方向の刻み目を入れるよう
   前記切断エツジ７１を配置するための調節装置７
   ２が設けられていることを特徴とする光学繊維の
   切断装置。