JP2007140190A - 光ファイバー接続用補強スリーブ及びその固定方法と固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバーの接続部分を自由に曲げることができ光ファイバーの自由な配線工事を可能とし、しかも従来の硬化した補強スリーブに匹敵する引張強度を有し、作業時間も短縮することができる光ファイバー接続用補強スリーブ及びその固定方法と固定装置を提供する。
【解決手段】本発明補強スリーブは、光ファイバー１の接続部分を加熱溶融されたホットメルトチューブ２が被覆する。該光ファイバー１の接続部分に沿って配した抗張力材が、該接続部分と共に、熱収縮した熱収縮性チューブ４内で一体化される。抗張力材は可撓性を有する抗張力材を使用し、加熱溶融されたホットメルトチューブ２で光ファイバー１と共に一体化され、屈曲自在に設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバーの融着接続部に用いることで、該接続部を補強する光ファイバー接続用補強スリーブ及びその固定方法と固定装置に関する。

従来、光ファイバーの接続部分を補強するために用いられる補強スリーブは、図１０に示されるように、熱収縮チューブ４０と抗張力材３０とホットメルトチューブ２０とからなり、光ファイバー１を接続する前に、ホットメルトチューブ２０の中に光ファイバー１を挿通させておく。そして、光ファイバー１を接続した後、ホットメルトチューブ２０で接続部分を被覆し、この被覆部に抗張力材３０を沿えて熱収縮チューブ４０で包み加熱する。すると、ホットメルトチューブ２０の中の光ファイバー１は、ホットメルトチューブ２０と一体になり、このホットメルトチューブ２０と抗張力材３０とが熱収縮チューブ４０の中で固定されるものである（図１１参照）。この結果、光ファイバー１の接続部に沿って抗張力材３０が固定されるので、該接続部分に所定の引張強度が補強されるものである。

ところが、従来の補強スリーブは、金属、ガラス、セラミックス等、剛性のある抗張力材を使用し、一体化した後、補強スリーブを直線状に硬化するものなので、例えば、光伝送モジュールの収納ケースに光ファイバーを丸めて収納するには、この収納ケースがどうしても大きくなり、装置の小型化が難しかった。すなわち、この直線状の補強スリーブは、収納ケースの角部に収めることができず、必ず収納ケースの長辺方向に沿うように収納する必要がある。その結果、この長辺は、少なくとも硬化された補強スリーブの長さ以上のサイズにする必要があるので収納ケースのサイズが大型化するものであった。

そこで、補強スリーブで接続した光ファイバーを小型の収納ケースに収納できるようにした光ファイバー融着補強材が特許文献１に記載されている。この融着補強材によると、光ファイバーの接続部分の近傍のみを直線状に固定すると共に、接続部分から離れた位置から融着補強材の両端部分にかけて湾曲形状に形成することで、収納ケースの角部に収まるようにしたものである。この結果、融着補強材を収納ケースのコーナー部に収納することができるようになり、収納ケース及び光伝送モジュールの小型化を図るものである。
特開平１０−４８４５５号公報

従来の補強スリーブは、光ファイバー接続部分の引張強度を強化するため、鋼線、ガラス材、セラミックス材等の抗張力材を一体化した構成であることから、当該接続部分に装着した補強スリーブが直線状に硬化されるものであった。そのため、この硬化した補強スリーブが、光ファイバーの自由な配線工事を妨げる原因になっている。

また、収納ケースを用いる光伝送モジュールの小型化には、前記特許文献１に記載の融着補強材などを使用することも可能であるが、この融着補強材では、予定された収納ケースに合わせた曲率半径に形成されるので、自由に折り曲げることはできず、曲率半径が異なった部分に適応させることは困難である。

更に、従来の補強スリーブは、光ファイバー１の接続部分を硬化するために、ホットメルトチューブ２０で接続部分を被覆しこのホットメルトチューブ２０と熱収縮チューブ４０との間に抗張力材３０を配して加熱する（図１０参照）。そのため、従来の加熱方法は、凹状の加熱器５０の中に熱収縮チューブごと吊るし入れ、底部と両側面との三方向から加熱し、ホットメルトチューブ２０が溶融すると共に、熱収縮チューブ４０が収縮するようにしている（図１１参照）。そのため、従来では、加熱の開始から一体化した後常温に戻るまでに、平均１分３０秒程の時間を要するものであった。この間、作業者は、光ファイバーの配線作業が中断することになる。この結果、１箇所の接続に最低１分３０秒の中断を要するので、接続箇所が増加するほど作業の中断時間が多くなるといった作業上の不都合も生じていた。

そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、光ファイバーの接続部分を自由に曲げることができ、光伝送モジュール類の小型化を実現すると共に、光ファイバーの自由な配線工事を可能とし、しかも従来の硬化した補強スリーブに匹敵する引張強度を有し、作業時間も短縮することができる光ファイバー接続用補強スリーブ及びその固定方法と固定装置の提供を目的とするものである。

本発明の第１の手段は、光ファイバー１の接続部分を収納したホットメルトチューブ２が加熱溶融されることで該接続部分がホットメルトに被覆され、該光ファイバー１の接続部分に沿って配した抗張力材が、被覆された接続部分と共に、熱収縮した熱収縮性チューブ４内に一体化される光ファイバー接続用補強スリーブにおいて、抗張力材は可撓性を有する可撓性抗張力材３を使用し、該可撓性抗張力材３を、加熱溶融されたホットメルト内に光ファイバー１と共に一体化することで、補強スリーブ全体を屈曲自在に設けたことにある。

第２の手段における前記可撓性抗張力材３は、金属材や熱変質性繊維材からなる可撓材が、縒り線状、単線状、シート状に形成された可撓性抗張力材３が選択使用される。

第３の手段の前記可撓性抗張力材３は、熱溶融前のホットメルトチューブ２のホットメルトに予め被覆されホットメルトチューブ２と一体に形成されたものとする。

第４の手段の前記可撓性抗張力材３は、熱溶融前の前記ホットメルトチューブ２の内部に前記光ファイバー１と共に収納するように設けられている。

第５の手段の前記可撓性抗張力材３は、熱収縮前の前記熱収縮性チューブ４と熱溶融前の前記ホットメルトチューブ２との間に収納するように設けられている。

第６の手段の固定方法は、光ファイバー１の接続部をホットメルトチューブ２内に収納し、該ホットメルトチューブ２を可撓性抗張力材３と共に熱収縮性チューブ４内に収納し、これら熱収縮性チューブ４とホットメルトチューブ３を加熱することで、光ファイバー１の接続部と可撓性抗張力材３とが加熱溶融されたホットメルトチューブ２内に被覆された状態で熱収縮性チューブ４内に一体化される光ファイバー接続用補強スリーブの固定方法において、熱収縮性チューブ４とホットメルトチューブ３との加熱手段は、前記熱収縮性チューブ４を略水平に支える下受台１０に向けて、熱収縮性チューブ４の上からリボンヒーター１１で直接加熱しながら押圧体１２で押圧するインパルス方式とすることにある。

第７の手段は、前記下受台１０に向けて押圧するリボンヒーター１１と押圧体１２により、補強スリーブの側面に、略扁平形状を成した屈曲面４Ａを形成するものである。

第８の手段の固定装置は、光ファイバー１の接続部をホットメルトチューブ２内に収納し、該ホットメルトチューブ２を可撓性抗張力材３と共に熱収縮性チューブ４内に収納し、これら熱収縮性チューブ４とホットメルトチューブ３を加熱することで、光ファイバー１の接続部と可撓性抗張力材３とが、加熱溶融されたホットメルトチューブ２内に被覆された状態で熱収縮性チューブ４内に一体化される光ファイバー接続用補強スリーブの固定装置において、ホットメルトチューブ２と可撓性抗張力材３とを挿通した熱収縮性チューブ４を下から略水平に支える下受台１０と、熱収縮性チューブ４の上方から下受台１０に向けて熱収縮性チューブ４の側面を押圧する押圧体１２と、該押圧体１２の下面に配されたリボンヒーター１１と、を設け、該熱収縮性チューブ４の上にリボンヒーター１１を接し、リボンヒーター１１で加熱しながら押圧体１２で押圧するように設けたものである。

第９の手段は、前記下受台１０に、前記光ファイバー１を挿通した熱収縮性チューブ４が載置される凹部１０Ｂを形成し、該凹部１０Ｂの内面に、凹部１０Ｂの長手中央部が高く長手両端部方向に低くなる略山形状の傾斜面１０Ａが形成され、熱収縮性チューブ４の上からリボンヒーター１１で加熱しながら押圧体１２で押圧する際に、傾斜面１０Ａに沿って熱収縮性チューブ４内のエアーを排出するように設けたことを課題解消のための手段とする。

本発明の第１乃至第５の手段に係る光ファイバー接続用補強スリーブよると、可撓性抗張力材３の使用により、従来の硬化した補強スリーブに匹敵する引張強度、すなわち、１本の光ファイバー１について１kg以上の引張強度が得られるものとなった。しかも、補強スリーブ自体を自由に曲げることができるので、光伝送モジュールの収納ケースに光ファイバーを丸めて収納する場合でも、収納ケースを小型にすることができるだけでなく、従来のように硬直化した接続部分が原因で規制されていたあらゆる不都合は一切なくなり、光ファイバーの自由な配線工事を可能にするものである。

本発明の第６乃至第７の固定方法によると、熱収縮性チューブ４やホットメルトチューブ２を加熱しながら押圧することで、本発明補強スリーブを屈曲しやすい形状など、自由な断面形状に成形することが可能になった。しかも、加工時間を極めて短くすることができる。すなわち、加熱を開始してから本発明補強スリーブが常温になるまでの待機時間が約１０秒になり、従来では、一つの接続部分に対して要していた１分３０秒程度の待機時間を飛躍的に短縮することに成功した。

本発明の第８及び第９の固定装置によると、従来の凹状の加熱器を使用した固定装置に比べて構造が簡単であり、操作も容易である。しかも、下受台１０に傾斜面１０Ａを形成したことで、傾斜面１０Ａに沿って熱収縮性チューブ４内のエアーを確実に排出することができる。

このように本発明によると、光ファイバーの接続部分を自由に曲げることができ、光ファイバーの自由な配線工事を可能とし、しかも、従来の硬化した補強スリーブに匹敵する引張強度を有し、作業時間も短縮することができるなどといった産業上有益な種々の効果を奏するものである。

本発明補強スリーブの最良の形態は、ワイヤを縒った可撓性抗張力材３を光ファイバー１の接続部分に沿って配し、該接続部分と共に熱溶融したホットメルトチューブ２で被覆し、且つ、熱収縮した熱収縮性チューブ４の内部全体に一体化されたものである。また、本発明の固定方法では、熱収縮性チューブ４とホットメルトチューブ３との加熱手段をインパルス方式とし、熱収縮性チューブ４の上から押圧体１２で押圧しながら加熱することにある。更に、本発明固定装置では、熱収縮性チューブ４を下から支える下受台１０と、該熱収縮性チューブ４の上から押圧しながら加熱するリボンヒーター１１とを設ける。そして、前記下受台１０の凹部１０Ｂ内に、下受台１０の長手略中央部分から長手両端部にかけて傾斜する傾斜面１０Ａを形成することで、当初の目的を達成するものである。

次に、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。本発明補強スリーブは、光ファイバー１相互を連結した際に、この連結部分の強度を補強するために装着されるものであり、ホットメルトチューブ２、可撓性抗張力材３、熱収縮性チューブ４を使用する（図１参照）。

ホットメルトチューブ２は、例えばホットメルト接着剤等にて形成されたチューブであり、このホットメルトチューブ２内に光ファイバー１の接続部分を挿通する。そして、このホットメルトチューブ２を加熱することで、溶融したホットメルトチューブ２が、後述する可撓性抗張力材３と共に光ファイバー１の接続部を被覆し、光ファイバー１の接続部と可撓性抗張力材３とが一体化されるものである（図２参照）。

可撓性抗張力材３は、所定の引張強度を有すると共に、たわみ特性若しくは屈曲特性を有する抗張力材を使用する。この可撓性抗張力材３は、金属材や熱変質性繊維材等の可撓材が、縒り線状、線状、シート状に形成された可撓性抗張力材３が選択使用される。例えば、ワイヤ、ピアノ線、金属製シートなどの金属製材料や、炭素ファイバーなどの熱変質性繊維素材、あるいは各種のテグス用素材として用いられる熱変質性可撓材を抗張力材として適宜形態又は適宜本数にして使用するものである。また、可撓性抗張力材３に、ワイヤ、繊維素材、テグス用素材等を細い縒り線状にして使用した場合は、可撓性抗張力材３の縒り目にホットメルトが食い込むので、ホットメルトの延びを防止し、可撓性抗張力材３をより一体化させることができる。このとき、ワイヤを縒った可撓性抗張力材３を使用したときに、１本の光ファイバー１について１kg以上の引張強度が得られるものとなっている。更に、可撓性抗張力材３に、薄い金属製シートを使用した場合は、該シートの両面方向に屈曲自在となる補強スリーブが形成される。

熱収縮性チューブ４は、光ファイバー１、ホットメルトチューブ２、可撓性抗張力材３を収納し、熱収縮することで一体化するもので、熱収縮した熱収縮性チューブ４の内部全体に溶融したホットメルトが充填された状態になる。この溶融したホットメルトの中に、光ファイバー１の接続部分と可撓性抗張力材３とが一体化されるものである（図２、図４参照）。このように、収縮した熱収縮性チューブ４内で、可撓性抗張力材３が光ファイバー１の接続部と共にホットメルトで一体化された結果、従来の硬化した補強スリーブと同等の引張強度、すなわち１本の光ファイバー１に対して１kg以上の引張強度が得られるものになった。

可撓性抗張力材３は、熱溶融前のホットメルトチューブ２に予め埋設することができる（図５参照）。この場合、可撓性抗張力材３をホットメルトにインサート成形してチューブを形成し、このチューブを所定の長さにカットすることで、予め可撓性抗張力材３を一体化したホットメルトチューブ２が形成される。このように、ホットメルトチューブ２と可撓性抗張力材３とが始めから一体化されていると、ホットメルトチューブ２内に光ファイバー１の接続部を収納してから本発明補強スリーブを加熱して可撓性抗張力材３と一体化するまでの作業を容易にすることができる。また、本発明補強スリーブを加熱する前に、所定長さの可撓性抗張力材３を、ホットメルトチューブ２の内部に光ファイバー１の接続部と共に挿入し（図６参照）、あるいは熱収縮性チューブ４とホットメルトチューブ２との間に挿入するように設けることも可能である（図７参照）。いずれの場合も、加熱後に光ファイバー１の接続部分と可撓性抗張力材３とが、溶融したホットメルトに被覆され、熱収縮性チューブ４内で一体化されるものである。

本発明の固定方法は、熱収縮性チューブ４とホットメルトチューブ３との加熱手段にインパルス方式を採用するものである。すなわち、光ファイバー１、ホットメルトチューブ２、可撓性抗張力材３を挿通した熱収縮性チューブ４を略水平に支える下受台１０に向けて、熱収縮性チューブ４の上から押圧体１２に配されたリボンヒーター１１で押圧しながら熱収縮性チューブ４を直接加熱すると共に、内部のホットメルトチューブ２を溶融する手段である。加熱手段にインパルス方式を採用したことで、実際に熱収縮性チューブ４の熱収縮やホットメルトチューブ２の加熱溶融に必要な加熱時間は２〜３秒となる。また、このような短時間でも、押圧体１２で押圧しながら加熱することで、熱収縮性チューブ４内部のエアーをほとんど瞬時に排出することができる。その後、溶融したホットメルトチューブ２や熱収縮した熱収縮性チューブ４は７〜８秒で常温になり、加熱開始から常温に至るまでの全工程は１０秒以内で終了する。

このとき、下受台１０に向けて押圧したリボンヒーター１１と押圧体１２により、記熱収縮性チューブ４の上面を略扁平形状に形成し、該扁平面を補強スリーブの屈曲面４Ａとして形成することにより（図４（イ）参照）、補強スリーブの柔軟性が更に向上し、例えば、接続した光ファイバー１の両端を持って補強スリーブを自由に曲げることができるようになる。また、本発明補強スリーブの断面形状は、この他、上下面が扁平な帯状や、略円形状、あるいは図４（ロ）に示す特殊な形状などのように、任意に変更することができるものである。

本発明固定装置は、下受台１０、リボンヒーター１１、押圧体１２を用いるものである（図１参照）。すなわち、下受台１０は、ホットメルトチューブ２と可撓性抗張力材３とを挿通した熱収縮性チューブ４を下から支える部材である。また、リボンヒーター１１はインパルス方式で使用するヒーターであり、該熱収縮性チューブ４の上に該リボンヒーター１１を直接接触させて加熱する。更に、押圧体１２は、このリボンヒーター１１を自身の下面に設けた部材で、リボンヒーター１１で熱収縮性チューブ４を加熱しながら、押圧体１２で下受台１０方向に押圧するものである。

下受台１０には、本発明補強スリーブを載置し、加熱時に任意の形状に加工するために、任意形状の凹部１０Ｂが形成されている（図１、図２参照）。この凹部１０Ｂは、本発明補強スリーブの断面形状を自由に整形するだけでなく、通常、巻き癖が付いている熱収縮性チューブ４の巻き癖を矯正する作用も奏するものである。

このとき、下受台１０の凹部１０Ｂに傾斜面１０Ａを設けることで、熱収縮性チューブ４内のエアーを確実に排出することが可能になる（図３参照）。この傾斜面１０Ａは、前記光ファイバー１の接続部近傍に接する下受台１０の長手略中央部分を頂部とし長手両端部にかけて、大きなＲがつくように設けたものである。加熱前の補強スリーブを、このような傾斜面１０Ａを設けた下受台１０の凹部１０Ｂに載置して、熱収縮性チューブ４の上から押圧体１２で押圧しながらリボンヒーター１１で加熱すると、この傾斜面１０Ａに沿って熱収縮性チューブ４内のエアーを確実に排出することができる。

表１は、本発明補強スリーブを曲げたときの光損失試験の結果を示すもので、１０Ｒまで曲げても問題が無かった事を示している。

この試験は、図８に示すように、２０Ｒ、１５Ｒ、１０Ｒの円盤Ｐに、それぞれ本発明補強スリーブを巻き付け、図９に示すように、本発明補強スリーブ内の光ファイバー１のロス値（ｄB）がストレート時点のロス値に対し、どのように変化をするのかを調査したものである。この結果、五つのサンプル全てが２０Ｒから１０Ｒの範囲で変化値は０．０２ｄB以下でストレートの時と変らなかった。これは、接続部分のない光ファイバー１（ファイバー芯線）を曲げたときとほとんど変わらない変化値であり、しかも、現在市販されている光ファイバーの屈曲可能な範囲が１０Ｒであることからも本発明補強スリーブの屈曲特性が極めて実用的な範囲であるといえる。尚、図中、符号Ｑは光パワーメーター、符号Ｒは安定化光源を示している。

尚、本発明は図示例に限定されるものではなく、たとえばホットメルトチューブ２や熱収縮性チューブ４の形状、寸法、あるいは可撓性抗張力材３の形状や収納数、光ファイバー１の収納数や収納態様など、本発明の要旨を変更しない範囲において自由に変更することができるものである。

本発明固定装置の一実施例を示す横断面図である。 本発明固定装置で形成された補強スリーブの横断面図である。 本発明固定装置の傾斜面の一実施例を示す縦断面図である。 本発明補強スリーブの一実施例を示す横断面図である。 本発明の可撓性抗張力材の位置を示す横断面図である。 本発明の可撓性抗張力材の位置を示す横断面図である。 本発明の可撓性抗張力材の位置を示す横断面図である。 本発明補強スリーブの光漏れ試験の試験方法を示す正面図である。 本発明光漏れ試験の判定方法を示す概略図である。 従来の固定装置の一実施例を示す横断面図である。 従来の補強スリーブの一実施例を示す横断面図である。

符号の説明

Ｐ 円板
Ｑ 光パワーメーター
Ｒ 安定化光源
１ 光ファイバー
２ ホットメルトチューブ
３ 可撓性抗張力材
４ 熱収縮性チューブ
４Ａ 屈曲面
１０ 下受台
１０Ａ 傾斜面
１０Ｂ 凹部
１１ リボンヒーター
１２ 押圧体
２０ ホットメルトチューブ
３０ 抗張力材
４０ 熱収縮チューブ
５０ 加熱器

Claims (9)

1. 光ファイバーの接続部分を収納したホットメルトチューブが加熱溶融されることで該接続部分がホットメルトに被覆され、該光ファイバーの接続部分に沿って配した抗張力材が、被覆された接続部分と共に、熱収縮した熱収縮性チューブ内で一体化される光ファイバー接続用補強スリーブにおいて、抗張力材は可撓性を有する可撓性抗張力材を使用し、該可撓性抗張力材を、加熱溶融されたホットメルト内に光ファイバーの接続部分と共に一体化することで、補強スリーブ全体を屈曲自在に設けたことを特徴とする光ファイバー接続用補強スリーブ。
2. 前記可撓性抗張力材は、金属材や熱変質性繊維材からなる可撓材が、縒り線状、単線状、シート状に形成された可撓性抗張力材が選択使用される請求項１記載の光ファイバー接続用補強スリーブ。
3. 前記可撓性抗張力材は、熱溶融前のホットメルトチューブのホットメルトに予め被覆されてホットメルトチューブと一体に形成された請求項１又は２記載の光ファイバー接続用補強スリーブ。
4. 前記可撓性抗張力材は、熱溶融前の前記ホットメルトチューブの内部に前記光ファイバーと共に収納するように設けられた請求項１又は２記載の光ファイバー接続用補強スリーブ。
5. 前記可撓性抗張力材は、熱収縮前の前記熱収縮性チューブと熱溶融前の前記ホットメルトチューブとの間に収納するように設けられた請求項１又は２記載の光ファイバー接続用補強スリーブ。
6. 光ファイバーの接続部をホットメルトチューブ内に収納し、該ホットメルトチューブを可撓性抗張力材と共に熱収縮性チューブ内に収納し、これら熱収縮性チューブとホットメルトチューブを加熱することで、光ファイバーの接続部と可撓性抗張力材とが加熱溶融されたホットメルトチューブで被覆された状態で熱収縮性チューブ内に一体化される光ファイバー接続用補強スリーブの固定方法において、熱収縮性チューブとホットメルトチューブとの加熱手段は、前記熱収縮性チューブを略水平に支える下受台に向けて、熱収縮性チューブの上からリボンヒーターで直接加熱しながら押圧体で押圧するインパルス方式とすることを特徴とする光ファイバー接続用補強スリーブの固定方法。
7. 前記下受台に向けて押圧するリボンヒーターと押圧体により、補強スリーブの側面に、略扁平形状を成した屈曲面を形成する請求項６記載の光ファイバー接続用補強スリーブの固定方法。
8. 光ファイバーの接続部をホットメルトチューブ内に収納し、該ホットメルトチューブを可撓性抗張力材と共に熱収縮性チューブ内に収納し、これら熱収縮性チューブとホットメルトチューブを加熱することで、光ファイバーの接続部と可撓性抗張力材とが、加熱溶融されたホットメルトチューブ内に被覆された状態で熱収縮性チューブ内に一体化される光ファイバー接続用補強スリーブの固定装置において、ホットメルトチューブと可撓性抗張力材とを挿通した熱収縮性チューブを下から略水平に支える下受台と、熱収縮性チューブの上方から下受台に向けて熱収縮性チューブの側面を押圧する押圧体と、該押圧体の下面に配されたリボンヒーターと、を設け、該熱収縮性チューブの上にリボンヒーターを接し、リボンヒーターで加熱しながら押圧体で押圧するように設けたことを特徴とする光ファイバー接続用補強スリーブの固定装置。
9. 前記下受台に、前記光ファイバーを挿通した熱収縮性チューブが載置される凹部を形成し、該凹部の内面に、凹部の長手中央部が高く長手両端部方向に低くなる略山形状の傾斜面が形成され、熱収縮性チューブの上からリボンヒーターで加熱しながら押圧体で押圧する際に、傾斜面に沿って熱収縮性チューブ内のエアーを排出するように設けた請求項８記載の光ファイバー接続用補強スリーブの固定装置。
   

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