專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖熔接機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖熔接機(jī)，通過(guò)向一對(duì)電極供電而產(chǎn)生的放電，將兩條光纖的端面彼此熔接接合。
背景技術(shù)：
為了將兩條光纖的端面彼此連接，利用向保持規(guī)定間距配置的兩個(gè)電極供電而產(chǎn)生的電弧放電，以較高的熱能將光纖的端面熔化而進(jìn)行連接。作為光纖熔接機(jī)，提出了例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I、專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的構(gòu)造。
專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2005 - 234555號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平11 - 316315號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)反復(fù)放電時(shí)，電極前端逐漸損耗，需要經(jīng)常進(jìn)行觀察。電極壽命取決于電極前端的損耗程度。本發(fā)明的目的在于提供一種可延長(zhǎng)電極壽命的光纖熔接機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，用于向光纖外加放電的裝置具備隔著上述光纖相向配置的一對(duì)電極；為了支撐上述電極而構(gòu)成的臺(tái)；為了將上述電極固定地按壓在上述臺(tái)上而構(gòu)成的部件；及設(shè)置在上述部件上的散熱片。根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)抑制電極的溫度上升的方式來(lái)抑制電極前端的氧化和損耗，從而能夠延長(zhǎng)電極的壽命。


圖I是本實(shí)施方式的光纖熔接機(jī)的立體圖。圖2是在本實(shí)施方式的光纖熔接機(jī)中使用的電極的側(cè)視圖。圖3表示在以往的光纖熔接機(jī)中使用的電極的側(cè)視圖，圖3 Ca)是直徑為2mm、電極前端部的頂角為30度的例，圖3 (b)是直徑為3mm、電極前端部的頂角為30度的例。圖4 (a)是表示放電次數(shù)為10次時(shí)的圖2所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖，圖4 (b)是表示放電次數(shù)為50次時(shí)的圖2所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖。圖5 (a)是表示放電次數(shù)為10次時(shí)的圖3 (a)所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖，圖5 (b)是表示放電次數(shù)為50次時(shí)的圖3 (a)所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖。圖6 (a)是表示放電次數(shù)為10次時(shí)的圖3 (b)所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖，圖6 (b)是表示放電次數(shù)為50次時(shí)的圖3 (b)所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖。圖7 Ca)是表示具有散熱片的光纖熔接機(jī)中的溫度測(cè)定部位的圖，圖7 (b)是表示不具有散熱片的光纖熔接機(jī)中的溫度測(cè)定部位的圖。圖8 (a)是表示使用沒(méi)有散熱片的電極按壓部件、且放電次數(shù)為10次時(shí)的圖2所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖，圖8 (b)是表示使用具有散熱片的電極按壓部件、且放電次數(shù)為10次時(shí)的圖2所示的電極前端部的氧化狀態(tài)的、關(guān)鍵部位的放大側(cè)視圖。圖9是表示具有散熱片和不具有散熱片的情況下的電極各部位的溫度測(cè)定結(jié)果的特性圖。圖10是表示直徑為2mm、電極前端部的頂角為30度、45度、60度時(shí)的放電次數(shù)和
磨損量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的特性圖。圖11是表示直徑為3mm、電極前端部的頂角為45度、60度時(shí)的放電次數(shù)和磨損量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的特性圖?！?br> 具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)采用本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明?！补饫w熔接機(jī)的構(gòu)造說(shuō)明〕首先，參照?qǐng)DI對(duì)本發(fā)明涉及的光纖熔接機(jī)的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的光纖熔接機(jī)是如下裝置，對(duì)于使端面Ia彼此對(duì)接地配置的兩條光纖1，向一對(duì)電極(陽(yáng)電極和陰電極)2、2供電而進(jìn)行外加放電，將兩條光纖I的端面Ia彼此熔接接合。另外，該裝置也可以用于對(duì)端面進(jìn)行修補(bǔ)或凈化、除去其覆蓋層或?qū)饫w進(jìn)行熱處理。如圖I所不,本實(shí)施方式的光纖熔接機(jī)具備隔著光纖I相向配置的一對(duì)電極2、2 ；支撐電極2的支撐臺(tái)3 ;將電極2固定在支撐臺(tái)3上的電極按壓部件4 ;及對(duì)因向電極2供電并產(chǎn)生放電而產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱的散熱片5。電極2例如由可通電的鎢等構(gòu)成。上述電極2優(yōu)選為，如圖2所示，由呈圓棒形狀的主體部2A和前端形成圓錐狀的電極前端部2B構(gòu)成?；蛘?，主體部也可以為方棒形狀、平板狀或塊狀，前端部也可以為方錐狀或其他錐狀等。在本實(shí)施方式中，基于后述的理由，優(yōu)選將主體部2A的直徑(p設(shè)為3mm以上，將電極前端部2B的頂角0設(shè)為60度以上。與此相對(duì)，以往的電極2將主體部2A的直徑小設(shè)為2mm，將電極前端部2B的頂角0設(shè)為30度。在熔接接合小直徑的光纖I時(shí)，用以往的電極2可毫無(wú)問(wèn)題地熔接。然而，在熔接接合大直徑的光纖I時(shí)，由于需要通入更大的電力，所以電極2容易變得更加高溫。根據(jù)本發(fā)明人的研究，上述的高溫是造成電極前端部2B氧化并損耗的原因。因此，在本實(shí)施方式中，增大主體部2A的直徑并增大電極前端部2B的頂角0，以增大電極整體的熱容量。關(guān)于將主體部2A的直徑小設(shè)為3mm以上、并將電極前端部2B的頂角0設(shè)為60度的理由，基于后述的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明。在支撐臺(tái)3上形成有用于固定電極2的下側(cè)圓弧槽6。上述電極2通過(guò)配置于上述下側(cè)圓弧槽6而以使上述電極前端部2B朝向光纖I突出的方式配置在上述支撐臺(tái)3上。電極按壓部件4由例如散熱性?xún)?yōu)異的鋁等構(gòu)成。在該電極按壓部件4的下表面上形成有用于固定電極2的上側(cè)圓弧槽7。上述電極2通過(guò)配置于該上側(cè)圓弧槽7和下側(cè)圓弧槽6而以由電極按壓部件4和支撐臺(tái)3夾持的方式被保持。散熱片5在電極按壓部件4上設(shè)置有多個(gè)。上述的散熱片5呈向上方垂直立起的垂直壁形狀，通過(guò)對(duì)上述電極按壓部件4進(jìn)行切削而一體地形成。散熱片5的形狀并不限定于圖I所示的垂直壁形狀，也可以為除此之外的其他形狀。另外，只要能夠有效地對(duì)因放電而產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱，散熱片5的數(shù)量盡可能越多越好。另外，在電極按壓部件4上形成有螺紋孔(圖示省略)，用于將該電極按壓部件4固定在支撐臺(tái)3上的安裝螺釘8可與該螺紋孔螺合。安裝螺釘8經(jīng)由墊片9而螺紋緊固在電極按壓部件4上。在上述那樣構(gòu)成的光纖熔接機(jī)中，當(dāng)放電電流在兩個(gè)電極2、2中流動(dòng)時(shí)，從保持規(guī)定間距地相向配置的電極2、2的電極前端部2B產(chǎn)生電弧放電。與這些電極2、2的軸向正交配置的兩條光纖1、1的端面la、Ia通過(guò)上述電弧放電而熔化并熔接接合。在上述光纖熔接機(jī)中，當(dāng)反復(fù)放電而對(duì)光纖I進(jìn)行熔接接合時(shí)，電極2被加熱。蓄積于該電極2的熱量通過(guò)一體地設(shè)置于電極按壓部件4的散熱片5進(jìn)行散熱。其結(jié)果為，電極2被冷卻，可抑制電極前端部2B的氧化和磨損。 〔實(shí)施例I〕在實(shí)施例I中，改變電極2的主體部2A的直徑小和電極前端部2B的頂角0，研究使用不同的電極2進(jìn)行放電之后的電極前端部2B的氧化狀態(tài)。樣品A的電極為圖2所示的本實(shí)施方式的電極2，將主體部2A的直徑小設(shè)為3mm，將電極前端部2B的頂角0設(shè)為60度。樣品B的電極為圖3 Ca)所示的以往的電極2，將主體部2A的直徑小設(shè)為2mm，將電極前端部2B的頂角0設(shè)為30度。樣品C的電極為圖3 (b)所示的以往的電極2，將主體部2A的直徑小設(shè)為3mm，將電極前端部2B的頂角0設(shè)為30度。熔接條件為，將兩個(gè)電極的電極間距離設(shè)為4mm、放電電流設(shè)為3mA，放電時(shí)間設(shè)為10秒。另外，樣品A C的電極均使用沒(méi)有任何散熱片5的電極按壓部件4固定在支撐臺(tái)3上。圖4 圖6表示各個(gè)樣品A C的電極的電極前端部2B的氧化狀態(tài)。在這些圖中，用斜線表示的區(qū)域表示被氧化的部位。圖4是樣品A的電極，圖4 (a)表示放電次數(shù)為10次時(shí)的電極前端部2B的氧化狀態(tài)，圖4 (b)表示放電次數(shù)為50次時(shí)的電極前端部2B的氧化狀態(tài)。圖5是樣品B的電極，圖5 Ca)表示放電次數(shù)為10次時(shí)的電極前端部2B的氧化狀態(tài)，圖5 (b)表示放電次數(shù)為50次時(shí)的電極前端部2B的氧化狀態(tài)。圖6是樣品C的電極，圖6 (a)表示放電次數(shù)為10次時(shí)的電極前端部2B的氧化狀態(tài)，圖6 (b)表示放電次數(shù)為50次時(shí)的電極前端部2B的氧化狀態(tài)。觀察圖4 圖6的電極前端部2B的氧化狀態(tài)可知，主體部2A的直徑小為3mm的電極前端部(表示樣品A、C的電極前端部的圖4、圖6)的氧化比主體部2A的直徑小為2mm的電極前端部(表示樣品B的電極前端部的圖5)的氧化少。雖然放電次數(shù)越多氧化區(qū)域越大，但直徑3mm的電極前端部的氧化區(qū)域的增大比例比直徑2mm的電極前端部的氧化區(qū)域的增大比例小。另一方面，對(duì)于電極前端部2B的頂角9 ,頂角為60度的電極前端部(表不樣品A的電極前端部的圖4)的氧化比頂角為30度的電極前端部(表示樣品B、C的電極前端部的圖5、6)的氧化少。同樣，雖然放電次數(shù)越多氧化區(qū)域越大，但頂角為60度的電極前端部的氧化區(qū)域的增大比例比頂角為30度的電極前端部的氧化區(qū)域的增大比例小。另外，可知，與樣品B、C的電極相比，樣品A的電極的電極前端部2B的磨損量較小。在樣品B、C的電極中，當(dāng)放電次數(shù)增加時(shí)，磨損進(jìn)一步加劇。與此相對(duì)，在樣品A的電極中，放電10次和放電50次時(shí)，磨損量均沒(méi)有太大變化。根據(jù)該實(shí)施例I的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過(guò)將電極2的主體部2A的直徑小從以往的2mm增大至3mm、并將電極前端部2B的頂角0從以往的30度變更為60度，能夠抑制電極前端部2B的氧化，還能夠抑制電極前端部2B的磨損。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)增大主體部2A的直徑并增大電極前端部2B的頂角9，電極整體的熱容量增大?！矊?shí)施例2〕
在實(shí)施例2中，分別根據(jù)是否具有散熱片5來(lái)調(diào)查電極各部位的溫度變化和電極前端部2B的氧化狀態(tài)。圖7(a)表示具有散熱片的光纖熔接機(jī)中的溫度測(cè)定部位，圖7(b)表示不具有散熱片的光纖熔接機(jī)中的溫度測(cè)定部位。對(duì)于實(shí)驗(yàn)使用的電極2，將主體部2A的直徑小設(shè)為3mm，將電極前端部2B的頂角0設(shè)為60度。另外，熔接條件如下將兩個(gè)電極2的電極間距設(shè)為4_，將放電電流設(shè)為5mA，將放電時(shí)間設(shè)為10秒。將光纖熔接機(jī)的溫度測(cè)定部位設(shè)為電極前端SI、電極根部S2、電極按壓部件或散熱片的部位S3。結(jié)果如圖9所示。圖9的線LI是不具有散熱片時(shí)的電極各部位的溫度測(cè)定數(shù)據(jù)。圖9的線L2是具有散熱片時(shí)的電極各部位中的溫度測(cè)定數(shù)據(jù)。根據(jù)該結(jié)果可知，與不具有散熱片時(shí)相比，在具有散熱片的情況下，在電極的任意部位上溫度都較低。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)放電而產(chǎn)生的熱量從電極2經(jīng)由電極按壓部件4傳遞到散熱片5，并從該散熱片5向外部散熱。在具有散熱片5的情況下，與不具有散熱片時(shí)相t匕，能夠在電極的所有部位上降低溫度。圖8 (a)表示使用不具有散熱片的電極按壓部件、且放電次數(shù)為10次時(shí)的圖2所示的電極前端部的氧化狀態(tài)。圖8 (b)表示使用具有散熱片的電極按壓部件、且放電次數(shù)為10次時(shí)的圖2所示的電極前端部的氧化狀態(tài)。在這些圖中，由斜線表示的區(qū)域表示已被氧化的部位。當(dāng)不具有散熱片5時(shí)，如圖8 (a)所示，通過(guò)10次放電而導(dǎo)致電極前端部2B被氧化成白色。與此相對(duì)，當(dāng)具有散熱片5時(shí)，如圖8 (b)所示，同樣通過(guò)10次放電，在電極前端部2B未發(fā)現(xiàn)氧化?！矊?shí)施例3〕在實(shí)施例3中，改變電極2的主體部2A的直徑小和電極前端部2B的頂角0，調(diào)查電極前端部2B在使用不同電極2進(jìn)行放電時(shí)相對(duì)于放電次數(shù)的磨損量。對(duì)于樣品D的電極，將主體部2A的直徑小設(shè)為2mm，將電極前端部2B的頂角9設(shè)為30度、45度、60度。另外，該樣品D的電極利用設(shè)置有由銅構(gòu)成的散熱片5的電極按壓部件4固定在支撐臺(tái)3上。對(duì)于樣品E的電極，將主體部2A的直徑小設(shè)為3mm，將電極前端部2B的頂角9設(shè)為45度、60度。另外，該樣品E的電極利用設(shè)置有由鋁構(gòu)成的散熱片5的電極按壓部件4固定在支撐臺(tái)3上。使用樣品D的電極放電情況下的熔接條件如下將電極間距設(shè)為3mm，將放電功率設(shè)為lOObit，將預(yù)熔時(shí)間(預(yù)備放電時(shí)間)設(shè)為4秒，將主放電時(shí)間設(shè)為12秒，在電極存在擺動(dòng)的條件下進(jìn)行放電。使用樣品E的電極放電情況下的熔接條件如下將電極間距設(shè)為3mm，將放電功率設(shè)250bit，將預(yù)熔時(shí)間設(shè)為3秒，將主放電時(shí)間設(shè)為12秒，在電極存在擺動(dòng)的條件下進(jìn)行放電。 對(duì)于上述放電功率，以將AD轉(zhuǎn)換器的電壓按bit等分后的數(shù)值作為電壓而進(jìn)行外力口。例如，將電壓5V按1024bit等分后的電壓(5V/1024X300 =約I. 46V)外加在電極上。圖10表示使用樣品D的電極的情況下(直徑設(shè)為2mm，電極前端部2B的頂角0設(shè)為30度、45度、60度時(shí))的放電次數(shù)和磨損量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖10的線L3為頂角30度，線L4為頂角45度，線L5為頂角60度。圖11表示使用樣品E的電極的情況下(直徑設(shè)為3mm，電極前端部2B的頂角0設(shè)為45度、60度時(shí))的放電次數(shù)和磨損量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖11的線L6為頂角45度，線L7為頂角60度。另外，表I表不使用樣品D的電極的情況下的磨損量和判定結(jié)果。表2表不使用樣品E的電極的情況下的磨損量和判定結(jié)果。用X表示磨損劇烈、不耐用的情況，用〇表示磨損量小、耐用的情況?！脖鞩〕
權(quán)利要求
1.一種裝置，用于向光纖外加放電，其特征在于，具備隔著所述光纖相向配置的一對(duì)電極；為了支撐所述電極而構(gòu)成的臺(tái)；為了將所述電極固定地按壓在所述臺(tái)上而構(gòu)成的部件；及設(shè)置在所述部件上的散熱片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述電極具備直徑為3mm以上的主體部和頂角為60度以上的圓錐狀的前端部。
全文摘要
用于向光纖外加放電的裝置具備隔著所述光纖相向配置的一對(duì)電極；為了支撐所述電極而構(gòu)成的臺(tái)；為了將所述電極固定地按壓在所述臺(tái)上而構(gòu)成的部件；及設(shè)置在所述部件上的散熱片。
文檔編號(hào)G02B6/255GK102959444SQ20118003174
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者川崎博之, 吉田和行, 橫田耕一, 川西紀(jì)行 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)