光纤连接部强化加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤连接部强化加热装置。
[0002]本申请基于2013年3月25日在日本申请的日本特愿2013 — 063014号主张优先权，并将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003]在进行光纤的熔敷连接时，通常以下述那样的操作顺序进行。
[0004](I)从光纤线缆中抽出光纤芯线。
[0005](2)通过光纤包覆除去工具将对被抽出的光纤芯线进行覆盖的树脂包覆(前端部)除去。
[0006](3)利用以酒精弄湿了的布、纸将在除去了前端部的包覆后的光纤芯线的玻璃(裸光纤)表面残留的树脂包覆肩除去。
[0007](4)用光纤切断机将被清理过的光纤芯线切断。
[0008](5)通过光纤熔敷连接机将被切断后的光纤芯线熔敷连接。
[0009](6)使被熔敷连接的光纤芯线套上热收缩性的强化套筒，通过熔敷连接机的加热器进行加热强化。
[0010](7)将被加热强化后的光纤芯线收纳到连接部收纳壳体的收纳托盘。
[0011]在上述(6)的工序中，光纤的连接部的强化所采用的套筒通过外侧由热收缩管构成，并由配置于内侧的热熔胶在光纤周围形成来保护连接点。由外侧的热收缩管和内侧的热熔胶构成的套筒能够根据各种光纤的包覆直径来进行加热收缩。另外，通过从套筒长度方向大致中央开始进行加热收缩，能够在将套筒内的空气从套筒中央向外侧挤出的同时进行成形。被这样的套筒强化后的光纤的连接部还起到能够阻挡对光纤有害的水分等来自外部的物质的作用。在外侧的热收缩管和内侧的热熔胶之间，在单芯光纤的情况下不锈钢抗张力体被预先插入到套筒内，在多芯带状(tape)的情况下玻璃抗张力体被预先插入到套筒内，可实现耐弯曲、耐张力的构造。另外，通过使用以往被搭载于光纤熔敷连接机的光纤连接部强化加热装置，能够大致在30秒前后使其高速收缩。
[0012]为了对套筒进行加热收缩，作为光纤连接部强化加热装置(以下有时简称为强化加热装置)所具备的加热器，近年来使用对金属板粘接聚酰亚胺薄膜加热器而成的加热器，例如，提出了一种在I个平板型加热器中埋入2个以上加热电路图案而成的加热器(例如参照专利文献1、2)。这样，一般对平板型的加热器埋入多个加热电路图案。另外，还提出一种将平板型的加热器加工为U字型来进行加热的技术(例如参照专利文献3)。
[0013]另外，通常为了防止在套筒的加热收缩前从外部对光纤施加张力时套筒和光纤连接部的位置会发生偏移而对强化加热装置设置有夹紧部。作为这样的夹紧部，有时搭载张力附加机构，由此，防止了光纤在套筒中松弛。若在光纤松弛的状态下套筒收缩，则套筒中的光纤会残留应力，有可能会使光纤的长期可靠性降低，尤其在对带状芯线进行加热强化的强化加热装置中，为了防止排列的裸光纤彼此的接触，夹紧部也是重要且必要的构成。若没有对光纤赋予张力，则邻接的光纤在彼此接触的状态下收缩，由于双方的光纤彼此划伤，所以会使光纤的长期可靠性降低。
[0014]为了解决上述的问题，提出了一种在多芯带状光纤用的强化加热装置中，沿光纤的长度方向在加热器的两侧配置夹紧部，这些中的单侧的夹紧部沿光纤的长度方向能够滑动移动，并具有压缩盘簧的构成的技术(例如参照专利文献4)。在专利文献4中，成为按以下所示的顺序来使用夹紧部对光纤施加拉伸力的构成。
[0015]首先，作为第一个方法，在左右的夹紧部打开的状态下设置光纤，仅将可动的左侧的夹紧部关闭，接着，通过向右方向拉伸光纤而在将压缩盘簧缩短的状态下关闭右侧的夹紧部。此时，被设计成在可动的左侧夹紧部突出到可动范围的右端的位置，压缩盘簧的收缩量使光纤产生最佳的拉伸力，对光纤总是施加压缩盘簧的最佳张力。
[0016]另外，作为第二个方法，在左右的夹紧部打开的状态下用手指将可动侧的夹紧部的左侧面向右方向按压，在该左侧夹紧部向右方向突出的位置，压缩盘簧的收缩量被设计成使光纤产生最佳的拉伸力。然后，在用指按压的状态下将光纤设置到夹紧部，将可动的左侧夹紧部和固定的右侧夹紧部关闭。然后，如果手指离开可动的左侧夹紧部，则对光纤总是施加压缩盘簧的最佳的拉伸力。
[0017]然而，在上述那样的专利文献4所记载的方法中，在不松弛地用手指拉伸光纤将其设置到夹紧部，并关闭了左右的夹紧部后的状态下，成为对可动的左侧夹紧部几乎没留有用于向加热器侧进一步移动的前进可动范围，仅确保后退可动范围的状态。当在这样的状态下对光纤施加了过大的侧压时，存在显著损害光纤的长期可靠性的残留拉伸力附加于光纤、或者光纤立即断线的问题。
[0018]另外，还提出了一种代替上述那样的压缩盘簧而利用磁力将拉伸力附加到光纤的技术(例如参照专利文献5)。在专利文献5的图1等中，右侧的夹紧部可动，左侧的夹紧部被固定。可动侧的夹紧部通常被拉伸盘簧向加热器侧按压。而且，当光纤被把持(夹紧)，且加热器的盖部关闭时，在磁铁间产生斥力而对光纤赋予拉伸力。由此，无需上述的专利文献4所记载的2个方法那样的繁琐步骤，仅通过关闭夹紧部、盖部，便对光纤自动地产生拉伸力。
[0019]然而，在专利文献5所记载的技术中，也在不松弛地用手指拉伸光纤而将其设置到夹紧部，并关闭了左右的夹紧部后的状态下，成为在可动侧的夹紧部几乎未留有向加热器侧进一步移动的可动区域而仅确保了后退可动范围的状态。当在这样的状态下对光纤施加了过大的侧压时，存在显著损害光纤的长期可靠性的残留拉伸力附加于光纤或者光纤立即断线的问题。
[0020]此外，通常在单芯光纤用的强化加热装置中，几乎没有具备拉伸力的附加机构的装置。这是因为:由于在单芯光纤的情况下，没有邻接的光纤彼此接触的情况，所以为了减少装置成本而不搭载的情况较多。即，这些光纤的拉伸的附加机构主要被搭载于多芯光纤用的强化加热装置。
[0021]在此，在对光纤附加了拉伸力的状态下使套筒收缩的情况下，在光纤留有残留张力。在表面没有伤等的通常的光纤的情况下，长期可靠性在10gf以下的残留张力下不会降低，以往也推荐使光纤的残留张力为10gf以下(例如参照专利文献6)。不过，由于也存在对熔敷连接后的光纤造成因其作业等带来的损伤的情况，所以例如在光纤熔敷后的断裂确认试验的张力为200gf的情况下，推荐大致为30gf以下。
[0022]通常在将光纤连接的情况下，熔敷连接时间为10秒以内，但加热收缩需要25秒以上的时间。例如，假定为包括对强化加热装置设置光纤的设置时间、取出时间在内需要40秒。通常，由于I根光纤线缆容纳数十根光纤，所以例如在连接96根光纤的情况下，成为96根X40秒=3840秒?I小时，从为了连接I根线缆而套筒的加热强化作业就需要I小时来看，加热收缩时间的缩短也是很重要的。
[0023]通常，在光纤的连接部的强化加热装置中，通过将加热器按压到套筒而使套筒变形，来扩展加热器与套筒的接触面积，通过在易于导热的状态下进行加热，能够缩短加热时间。此前，提出了多种通过使加热器和套筒积极地接触来实现加热时间的缩短的技术。
[0024]在此，在上述的专利文献6中，记载了一种使用压缩盘簧将加热器按压到套筒而总获得接触的方法。在专利文献6中，具备在通过利用加热器按压来对光纤施加张力时，利用压缩盘簧来缓和张力的机构。另外，成为通过左侧的滑动夹紧部和压缩盘簧，与通常的加热装置同样地对光纤附加松弛防止的张力的构成。然而，在专利文献6中，虽然对左侧的滑动夹紧部确保了先前说明的后退可动范围，但没有前进可动范围。在使光纤的允许残留张力为10?10gf的情况下，需要加热器带来的按压力的合计为10?10gf以下。例如在光纤熔敷后的断裂确认试验的张力为200gf的情况下，需要允许拉伸力大致为30gf以下，加热器带来的按压力为30gf以下。如后所述，存在以30gf无法使套筒充分变形的问题。假设在从侧面对加热器附加了数百gf的按压力的情况下，附加30gf的拉伸力的压缩盘簧瞬时缩短完毕，对光纤附加数百gf的强力的张力，存在强化后的光纤的长期可靠性受损的问题。因此，在专利文献6中，不可能使加热器的按压力比光纤的允许残留张力大。
[0025]在此，提出了一种通过用磁铁紧贴套筒内的硬芯来总是获得加热器和套筒的接触的方法(例如参照专利文献7)。然而，在专利文献7所记载的方法中，虽然套筒内部的硬芯和加热器通过磁铁或者磁力而相互吸引，但具有在套筒的构造上无法附加使套筒整体压塌变形那样的按压力的问题。因此，虽可确保加热器和套筒的接触，但几乎没有使接触面积增加的效果。另外，在硬芯为玻璃的情况下不发挥作用。并且，在使用永磁铁的情况下，由于该磁铁被配置于加热器附加，所以因高温引起的磁力劣化成为问题。
[0026]另外，作为光纤连接部的强化加热装置，提出了一种具有用电机等驱动加热器的装置；和检测加热器向规定位置、即套筒收缩后的位置前进的装置，且加热器前进到套筒位置，若加热器到达规定位置则进行后退的构成(例如参照专利文献8)。根据专利文献8，能够用2个加热器按压套筒，使套筒和加热器的接触面积变宽而使套筒的加热收缩高速化。即，来自加热器的热传导效率高，能够缩短套筒的热收缩时间。如果是该方式，则能够使套筒充分变形。
[0027]本发明人对使套筒以怎样程度的按压力变形会使热收缩时间为最短进行了锐意研宄，结果发现在使套筒加热收缩时，需要使加热器带来的对套筒的按压力大致为500gf。
[0028]如图30的图表所示，由加热器引起的套筒的按压力越高，加热器和套筒的接触面积越增加，套筒的收缩时间越短。图30是用2个加热器夹持通常的单芯用60mm套筒，使两侧2个加热器的温度为230°C来进行加热的情况的图表，是一方加热器固定，另一方加热器可动的情况。从该图表可知，当按压力超过500gf时，按压的效果减少，套筒的收缩时间没有怎么缩短。其中，上述的按压力近似500gf这一变化点是根据套筒的构造而变化的变化点，若按压力超过近似500gf则收缩时间的变化变小只是通常的单芯用60mm套筒的情况。
[0029]然而，在专利文献8所记载的技术中，存在以下说明那样的问题。首先，成为第一问题的是加热器的移动控制引起的套筒的按压。加热器通过借助测微器的电机而前进，该前进量和前进速度需要根据套筒的收缩状况来控制。然而，套筒有各种各样的种类，例如，前进量和前进速度根据直径、材质的不同而不同。另外，套筒的收缩速度也根据外部空气温度、内置电池的电压而发生变化。并且，套筒通常在其长度方向上，收缩速度在中央部和外边缘部不同。因此，在加热器过度前进的情况下，过大的按压会到达内部的光纤而使光纤损伤。或者，如果加热器的前进缓慢，则在加热器和套筒之间产生间隙，也会发生套筒在短时间内没有收缩的问题。
[0030]为了使加热器为恒定的按压力，需要使用弹性部件将加热器压向套筒，在专利文献8中，记载了使用弹性部件和凸轮将加热器压向套筒。即，在专利文献8中还记载了在左右配置的加热器之间配置凸轮，用弹簧等弹性部件按压各个加热器，利用电机使凸轮旋转，由此将加热器按压到热收缩套筒的构成。
[0031]以下，参照图32(a)?(C)对上述那样的一边用弹簧按压2个加热器一边用插入其间的凸轮驱动加热器的方式进行说明。
[0032]图32(a)是刚刚将套筒312设置到2个加热器321、322间之后且加热开始前的状态。在图中，处于套筒312内的光纤311位于由单点划线表示的中心线S上。另外，该光纤311的位置由被配置在加热器321、322的近前和里侧的、省略图示的夹紧部把持固定。
[0033]而且，如图32(b)所示，使凸轮323旋转而以压缩盘簧324、325的力将2个加热器321,322按压到套筒312，利用加热器321、322开始加热。在图中，凸轮323和加热器可动台321A、322A不接触，被压缩盘簧324、325的力按压到套筒312。
[0034]此时，如果光纤311的位置位于由单点划线表示的中心线S上，则不会对光纤311附加过大的张力。
[0035]而且，套筒312在该状态下逐渐收缩，在完全收缩之后，加热强化结束，此时，如上所述，如果光纤311的位置不偏离中心线S，则不会给光纤311施加过大的张力。
[0036]然而，实际上不会实现使配置在图中左右的压缩盘簧324、325的按压力相同，并且套筒312停在中心线S，难以长期使2个压缩盘簧324、325总是在相同的位置持续均衡。例如，通常如图32(c)所示，因压缩盘簧324、325的力之差而成为靠向任意一方侧的状态。在图32(c)中，配置于图中左侧的加热器可动台321A为与左侧的框体抵接而停止的状态。由此，在图32(c)中，光纤311的位置偏离中心线S，但由于光纤311被省略图示的夹紧部固定，所以若稍微发生上述那样的偏移，则压缩盘簧324、325的过大的张力会附加到光纤311。
[0037]在专利文献8所记载的技术中成为第二问题的是附加到光纤的过大的按压力。由于按压套筒的大致500gf这一力与能够对上述的熔敷连接后的光纤附加的大致30gf的张力相比非常大，是断裂确认试验的张力200gf的2倍以上的力，所以在被附加按压力的瞬间光纤有可能断裂。即使假设没有断裂，强化后的光纤的长期可靠性也会受损。
[0038]在专利文献8所记载的技术中成为第三问题的是需要对光纤附加张力的机构。
[0039]在上述那样的从两侧按压套筒312的方法中，在通过加热器321、322进行按压前，需要预先通过附加了拉伸力的光纤311使套筒312为悬吊的状态。然而，如图33(a)、(b)所示，在未对光纤311附加拉伸力的状态下通过夹紧部326、327进行了把持(夹紧)的情况下，在刚刚夹紧之后光纤311会发生松弛，导致套筒312偏移到下方的位置。在这样的情况下，如图33(a)、(b)所示，套筒312没有在加热器321、322的适当的位置被按压，有可能在收缩未完成的状态下结束作业。
[0040]该情况下，考虑到套筒312偏移到下方的位置的情况，也可以考虑采取将加热器321,322沿上下方向较长地构成的对策，但存在热容量因加热器321、322大型化而增加，升温速度变慢的问题。
[0041]作为将上述那样的光纤的松弛除去的方法，例如要求通过弹簧等弹性部件或者磁铁等磁力部件对把持光纤的夹紧部附加一定的张力。即，在上述的专利文献4的说明所记载的2个方法、专利文献5所记载的使用了磁力的方法、专利文献6的方法中，需要对光纤附加拉伸力。
[0042]在专利文献8所记载的技术中成为第四问题的是装置的大小。作为加热器的驱动方式，如果使用测微器或丝杠机构，则能够发挥超过500gf的按压力。然而，由于将光纤连接的熔敷连接机在电线杆上、狭窄的窨井中等狭窄的空间内被使用，另外由于即便是短的余长的光纤也有必要进行连接，所以要求装置的小型化。因此，当在熔敷连接机中搭载了 2个电机和2个测微器或者2个丝杠机构时，产生装置大型化而不适于作业环境或者无法连接短余长光纤的问题。结果，搭载了可获得上述按压力的驱动机构的熔敷连接机无法被实用化。
[0043]专利文献1:日本专利第3293594号公报
[0044]专利文献2:日本特开2010 - 249887号公报
[0045]专利文献3:日本专利第4165375号公报
[0046]专利文献4:日本特开2000 - 321462号公报
[0047]专利文献5:日本专利第3337874号公报
[0048]专利文献6:日本特开平10 - 332979号公报
[0049]专利文献7:日本特开2010 - 217271号公报
[0050]专利文献8:日本特开2004 - 042317号公报
[0051]在为了对光纤施加拉伸力而使用了上述专利文献4、5、6所记载的任意技术的情况下，也由于在夹紧了光纤之后可动侧夹紧部变得不可向加热器方向前进移动，所以结果在通过加热器的按压对光纤附加了大的张力时，可动侧的夹紧部无法吸收该张力。因此，无法释放对光纤过度附加的张力，存在会引起光纤的断裂、长期可靠性降低的问题。即，在以往的强化加热装置中，由于光纤的长期可靠性的问题而无法进行使套筒变形那样的按压。
[0052]为了以超过断裂确认试验的张力的力来按压套筒，只要使用上述的专利文献8所记载的技术就能够实现，但除了电机之外还需要各种机构部件，结果导致装置大型化。即，在以往的强化加热装置中，由于装置的大小的限制，无法进行使套筒变形那样的按压。
【发明内容】
[0053]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种通过抑制对光纤附加过度的张力来防止产生光纤的断裂、长期可靠性降的低，另外，在防止装置大型化的基础上，操作性优异、且能够在短时间内使套筒加热收缩的光纤连接部强化加热装置。
[0054]本发明涉及的光纤连接部强化加热装置具备:左右一对夹紧部，对除去了包覆部后的光纤彼此被熔敷连接、且该熔敷后的连接部的包覆除去部分以及上述包覆部被套筒覆盖的上述光纤的、从上述套筒露出的上述包覆部的一方以及另一方进行把持；第五施力部件，被设置在夹着上述光纤对置配置的上述夹紧部的至少一侧，通过弹性部件或者磁力部件夹着上述光纤附加按压力；第一凸轮机构，通过电机的控制被旋转驱动；该第一凸轮机构的位移控制上述夹紧部的因上述第五施力部件的按压力引起上述光纤的把持的机构；夹着上述光纤或者套筒对置配置的至少2个以上加热器；第二施力部件，通过弹性部件或者磁力部件夹着上述套筒对夹着上述套筒对置配置的上述加热器的至少I个以上附加按压力；第三凸轮机构，其被配置在设有上述第一凸轮机构的凸轮轴上或者被配置在与上述凸轮轴平行的其他凸轮轴上，通过上述电机的控制被旋转驱动；以及该第三凸轮机构的位移控制上述加热器的因上述第二施力部件的按压力引起上述套筒的按压的机构，同一上述电机通过上述第一、第三凸轮机构来控制上述夹紧部和上述加热器的上述各施力部件的力。
[0055]在上述构成中，也能够采用在被同一上述电机旋转驱动的上述第一凸轮机构和上述第三凸轮机构所使用的2个以上凸轮机构中，通过设定为将需要旋转驱动转矩的正驱动和接受转矩的负驱动组合而削减的定时，来降低由上述驱动源引起的旋转驱动力的构成。
[0056]在上述构成中，也能够采用如下构成，在上述第一凸轮机构以及上述第三凸轮机构所使用的2个以上凸轮机构的至少一部分凸轮机构中，夹着上述凸轮轴在上述各工作部件的相反侧配置辅助可动部件，用弹性部件或者磁力部件将上述各工作部件和上述辅助可动部件连结，通过取代上述各工作部件而由上述各凸轮机构使上述辅助可动部件从动发生位移，来使上述各凸轮机构的旋转驱动转矩从正驱动系向负驱动反转，由此在上述2个以上凸轮机构中，将上述正驱动和上述负驱动组合而削减。
[0057]在上述构成中，上述左右一对夹紧部以及上述加热器分别能够采用为一方侧可动并且另一方侧为固定的构成。
[0058]在上述构成中，也能够采用如下构成，具备:第一施力部件，其以通过弹性部件或者磁力部件对上述光纤附加拉伸力的方式对上述夹紧部的至少一方施力；以及基于上述夹紧部对上述光纤的把持动作或者上述加热器对上述套筒的按压动作，来控制上述夹紧部的因上述第一施力部件的拉伸力引起的上述光纤的拉伸的机构，同一上述电机通过上述第一、第三凸轮机构以上述各施力部件的力控制上述夹紧部或者上述加热器，通过被控制的上述夹紧部或者上述加热器的动作，来控制上述拉伸机构。
[0059]在上述构成中，也能够采用如下构成，具备:第一施力部件，其以通过弹性部件或者磁力部件对上述光纤附加拉伸力的方式对上述夹紧部的至少一方施力；位置限制部件，其由用于对上述左右一对夹紧部的至少一方的前进可动范围或者后退可动范围进行限制的前进挡块或者后退挡块构成；第二凸轮机构，其被配置在与上述第一、第三凸轮机构同一的凸轮轴上或者被配置在与上述凸轮轴平行的其他凸轮轴上，通过上述电机控制被旋转驱动；上述第二凸轮机构的位移控制上述夹紧部的因上述第一施力部件的拉伸力引起的上述光纤的拉伸的机构；以及该第二凸轮机构的位移控制上述位置限制部件的移动的机构，同一上述电机通过上述第一?第三凸轮机构来控制上述夹紧部以及上述加热器。
[0060]在上述构成中，也可采用如下构成，具备:第一施力部件，其以通过弹性部件或者磁力部件对上述光纤附加拉伸力的方式对上述夹紧部的至少一方施力；第三施力部件，其以附加与该第一施力部件相反方向的拉伸力的方式进行施力；第六凸轮机构，其被配置在与上述第一、第三凸轮机构同一的上述凸轮轴上或者被配置在与上述凸轮轴平行的其他凸轮轴上，通过上述电机控制被旋转驱动；以及该第六凸轮机构的位移控制上述第一施力部件或者上述第三施力部件的作用力的机构，上述第一、第三施力部件分别以通过弹性部件或者磁力部件对上述光纤附加拉伸力的方式对上述夹紧部的至少一方施力，同一上述电机通过上述第一、第三、以及第六凸轮机构控制上述夹紧部、上述加热器以及上述作用力控制机构。
[0061]在上述构成中，也能够采用如下构成，具备:盖部，其对该光纤连接部强化加热装置进行开闭；第六施力部件，其通过弹性部件或者磁力部件来附加将上述盖部关闭的力；第四凸轮机构，其被配置在与上述第一及第三凸轮机构同一的上述凸轮轴上或者被配置在与上述凸轮轴平行的其他凸轮轴上；以及控制上述第四凸轮机构的位移，以便通过上述第六施力部件的作用力对上述盖部进行开闭的机构，同一上述电机通过上述第一?第四凸轮机构以上述各施力部件的力控制上述夹紧部、上述加热器以及上述盖部。
[0062]在上述构成中，也能够采用如下构成，上述夹紧部、上述加热器、上述盖部中的至少任意一个由以与上述光纤以及上述套筒平行的旋转支点为中心进行转动