CN115803664A - 光连接器用插芯 - Google Patents

Abstract

提供光连接器用插芯。光连接器用插芯具备插芯主体部。在上述插芯主体部形成有供光纤插入的多个光纤孔。将上述多个光纤孔延伸的方向作为前后方向，将上述多个光纤孔排列的方向作为左右方向，将与上述前后方向和上述左右方向双方正交的方向作为上下方向。将上述前后方向上上述插芯主体部的连接端面所在这侧作为前方，将上述前方的相反侧作为后方。此时，上述多个光纤孔的后端开口的内径处于204.6μm～230.0μm的范围内。上述插芯主体部的上表面和下表面全部由壁面覆盖。

Description

光连接器用插芯

技术领域

本发明涉及光连接器用插芯。

本申请基于2020年12月8日于日本申请的特愿2020-203498号和2020年11月24日于日本申请的特愿2020-194493号主张优先权，并在此处引用其内容。

背景技术

专利文献1公开有光连接器用的插芯。在该插芯上形成有多个光纤孔、多个光纤槽、粘合剂注入窗。在光纤孔中插入光纤。光纤槽从各光纤孔起朝向后方延伸。在组装光连接器时，光纤槽将光纤朝光纤孔引导。粘合剂注入窗形成于插芯的上表面或者下表面。粘合剂注入窗为了将光纤的固定用的粘合剂注入插芯内而使用。通常，插芯通过注射成型而成形。

专利文献1：日本特开2015-179267号公报

为了在有限的空间内连接更多的光纤彼此，谋求使插芯小型化。本申请发明人进行了认真研究，知道了：若使插芯小型化，则从模具的强度上的观点考虑，难以形成用于将光纤导入光纤孔的光纤槽。在没有光纤槽的插芯中，确保光连接器的组装作业性成为课题。

发明内容

本发明是考虑到这样的状况而完成的，目的在于提供小型且能够确保光连接器的组装作业性的光连接器用插芯。

为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的光连接器用插芯具备插芯主体部，上述插芯主体部上形成有供光纤插入的多个光纤孔，在将上述多个光纤孔延伸的方向作为前后方向，将上述多个光纤孔排列的方向作为左右方向，将与上述前后方向和上述左右方向双方正交的方向作为上下方向，将上述前后方向上上述插芯主体部的连接端面所在这一侧作为前方，将上述前方的相反侧作为后方时，上述多个光纤孔的后端开口的内径处于204.6μm～230.0μm的范围内，上述插芯主体部的上表面和下表面全部由壁面覆盖。

根据上述方式，即便由于除去带状芯线的外皮而使各光纤的末端的位置不一致，也能够通过使光纤孔的后端开口的内径为204.6μm以上而在光纤孔中插入光纤。因此，插芯主体部的上表面和下表面全部由壁面覆盖，即便难以形成引导槽，也能够确保光连接器的组装作业性。此外，上述内径为230.0μm以下，由此能够使相邻的光纤孔的后端开口彼此的间隔成为20μm以上。因此，能够确保用于使插芯注射成型的模具的强度。

此处，也可以是，上述后端开口的内径为225.0μm以上。

此外，也可以是，在上述多个光纤孔的后端部形成有随着趋向上述前方而内径变小的圆锥状的倾斜面，上述后端开口为上述倾斜面的后端部。

本发明的根据上述方式，能够提供小型且能够确保光连接器的组装作业性的光连接器用插芯。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的光连接器的立体图。

图2是从后方观察图1所示的光连接器用插芯的图。

图3是图2所示的光连接器用插芯的沿着III-III线的局部剖视图。

图4是图2所示的光纤孔的周边的放大图。

图5是变形例所涉及的光连接器用插芯的与图3对应的局部剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本实施方式的光连接器用插芯和光连接器进行说明。

如图1所示，光连接器1具备插芯2(光连接器用插芯)和带状芯线3。带状芯线3具有被捆束的多个光纤3a。图1所示的带状芯线3是多个光纤3a被外皮3b一体被覆的所谓的总体被覆型。但是，带状芯线3也可以是多个光纤3a间断地粘合固定的所谓的间断粘合型。或者，若捆束有多个光纤3a，则可以使用其他类型的带状芯线3。

插芯2具备形成有供光纤3a插入的多个光纤孔14的插芯主体部10。另外，插芯2也可以具备除插芯主体部10以外的部位。插芯主体部10具有连接端面11，各光纤孔14在上述连接端面11开口。

(方向定义)

在本说明书中，将多个光纤孔14延伸的方向称为前后方向X，将多个光纤孔14排列的方向称为左右方向Y。将与前后方向X和左右方向Y双方正交的方向称为上下方向Z。在前后方向X上，将插芯主体部10的连接端面11所在这侧(+X侧)称为前方或者末端侧。将末端侧的相反侧(-X侧)称为后方或者基端侧。将上下方向Z上的一侧(+Z侧)称为上方。将上方的相反侧(-Z侧)称为下方。将左右方向Y上的一侧(+Y侧)称为左方。将左方的相反侧(-Y侧)称为右方。

如图1、图2所示，插芯主体部10具有作为前方的端面的连接端面11、后端面12、2个引导孔13、多个光纤孔14、凹部15。连接端面11具有沿着上下方向Z的基准区域11a和相对于基准区域11a而倾斜的倾斜区域11b。该倾斜区域11b防止因从光纤3a出射的光的返回光产生的影响。倾斜区域11b以随着趋向上方而趋向后方的方式倾斜。

2个引导孔13配置为在左右方向Y上在它们之间隔着多个光纤孔14。各引导孔13在前后方向X上延伸，并贯通插芯主体部10。如图1、图2所示，引导孔13的前端部在连接端面11开口，引导孔13的后端部在后端面12开口。在引导孔13中插入有导销(未图示)。在公侧的光连接器1中，导销在插入引导孔13内的状态下固定于插芯主体部10。固定的单元能够适当地变更。例如，作为固定的单元，也可以使用粘合剂等。在母侧的光连接器1的引导孔13插入有公侧的光连接器1的导销。由此，完成2个光连接器1的定位。此外，光纤3a在插芯主体部10的连接端面11暴露。因此，若连接光连接器1彼此，则光纤3a彼此光学地连接。

如图2所示，在本说明书中，将引导孔13的直径表达为D，将插芯主体部10的在上下方向Z上的厚度表达为Tf。为了确保利用导销形成的光连接器1之间的定位精度，谋求使引导孔13的直径D一定程度变大。这是由于导销的直径(粗细)与引导孔13的直径D大致一致，导销越粗则定位精度越稳定。此外，为了在优选的空间内连接更多的光纤3a彼此，谋求减少插芯主体部10的厚度Tf。本申请发明人进行了认真研究，知道了：通过以满足D/Tf＞0.4的方式决定插芯主体部10的各尺寸，能够满足上述要求。

如图3所示，光纤孔14具有小径部14a和扩径部14b。扩径部14b内径比小径部14a大。扩径部14b位于比小径部14a靠后方的位置。在小径部14a中插入有光纤3a的玻璃部的局部。在本实施方式中，玻璃部的外径(后述的尺寸d)为125μm。在扩径部14b中插入有覆盖玻璃部的被覆层的局部。另外，光纤孔14也可以不具有小径部14a和扩径部14b，而内径遍及全长恒定。

如图2、图3所示，凹部15从后端面12朝向前方凹陷。从后方观察时，凹部15的内部空间为横长的扁平的形状。即，凹部15的内部空间的在左右方向Y上的尺寸大于在上下方向Z上的尺寸。各光纤孔14的后端开口R位于凹部15的底面15a(朝向后方的面)。

在底面15a形成有以随着趋向前方而趋向光纤孔14的方式倾斜的2个倾斜面15b。2个倾斜面15b配置为在上下方向Z上在它们之间隔着多个光纤孔14。各倾斜面15b以在左右方向Y上与形成有多个光纤孔14的区域重叠的方式在左右方向Y上延伸。位于上方的倾斜面15b以随着趋向前方而趋向下方的方式倾斜。位于下方的倾斜面15b以随着趋向前方而趋向上方的方式倾斜。

虽省略图示，但在带状芯线3的前端部，将外皮3b除去，各光纤3a暴露。带状芯线3的前端部插入凹部15内，各光纤3a插入各光纤孔14内。此时，形成于凹部15内的倾斜面15b发挥将光纤3a朝光纤孔14引导的作用。在光纤3a插入光纤孔14内的状态下，在凹部15内注入粘合剂。作为注入粘合剂的方法，例如，使用点涂器，从凹部15的后端的开口部与带状芯线3之间的缝隙，向凹部15内注入粘合剂。通过使注入的粘合剂固化，将光纤3a与插芯主体部10固定。

这样，在本实施方式中，通过凹部15的后方的开口部将粘合剂注入插芯主体部10内。在现有的通常的连接器用插芯中，在上表面10a或者下表面10b形成有用于注入粘合剂的粘合剂注入窗。在本实施方式中，使插芯主体部10的厚度Tf极小(例如2mm以下)。因此，若如以往那样在上表面10a或者下表面10b形成粘合剂注入窗，则难以确保插芯主体部10的强度。此处，成为没有在插芯主体部10的上表面10a和下表面10b形成粘合剂注入窗而从凹部15的后方的开口部注入粘合剂的方式。换句话说，凹部15也作为粘合剂注入孔发挥功能。

带状芯线3的外皮3b的前端部插入凹部15内。因此，通过粘合剂，不仅将光纤3a在凹部15固定于插芯主体部10，还将外皮3b在凹部15内固定于插芯主体部10。如图1所示，在本说明书中，将带状芯线3的在上下方向Z上的厚度(外皮3b的厚度)表达为Tc。此外，如图3所示，将凹部15的内部空间的在上下方向Z上的尺寸表达为L。本申请发明人进行了认真研究，知道了：通过以满足1＜L/Tc＜2的方式设定各尺寸，容易在上下方向Z上，使光纤3a的位置与光纤孔14对齐，组装作业性良好。此外，更优选通过满足1＜L/Tc＜1.1，能够使组装作业性更加良好。能够实现作为尺寸的一例而满足L＝0.35mm、Tc＝0.32mm的插芯2。在这种情况下，L/Tc＝1.094。

此外，知道了：优选在上下方向Z上，插芯主体部10的厚度Tf和凹部15的内部空间的尺寸L满足L/Tf＜0.3。并且，在现有的通常的光连接器用插芯中，设置有从插芯主体部向左右突出的凸缘部，但在本实施方式的插芯2中没有设置这样的凸缘部。通过这些努力，能够使插芯2的大小更小。

在凹部15的内表面没有形成有沿前后方向X延伸而将光纤3a导入光纤孔14的光纤槽。此处，如图1所示，被外皮3b覆盖的状态的光纤3a以相互保持预定的相对位置的方式固定。然而，在将光纤3a插入光纤孔14时，在带状芯线3的末端部处将外皮3b除去。若除去外皮3b，则光纤3a之间的相对位置不稳定，因此，有时将各光纤3a插入光纤孔14的作业变难。

此处，本申请发明人针对用于容易地将光纤3a插入光纤孔14的条件进行了认真研究。以下，使用图4和表1，更详细地进行说明。

如图4所示，在以下的说明中，将邻接的光纤孔14的中心彼此之间的间隔表达为间距P。将邻接的光纤孔14的后端开口R彼此的间隔表达为间隙G。将光纤孔14的后端开口R的内径表达为H。虽省略图示，但将光纤3a的玻璃部的外径表达为d。图4的例子中，间隙G是邻接的光纤孔14的扩径部14b的后端开口R彼此的间隔。

[表1]

如表1所示，准备5个带状芯线3(样本1～5)。各样本1～5具有16个光纤3a。针对16个光纤3a，从左右方向Y上的一方的端部起依次赋予1～16的编号。对各样本1～5的末端部处除去了外皮3b时的各光纤3a相对于设计位置的偏离量(μm)进行了测定。“设计位置”是光纤3a本来应该位于的左右方向Y和上下方向Z的位置。设计位置与被外皮3b覆盖的状态的光纤3a的位置大致相同。除去了外皮3b的末端部之后，成为光纤3a的末端部没有被通过外皮3b固定的状态，因此，各光纤3a相对于设计位置偏离。以第1个光纤3a的位置为基准，其他光纤3a相对于设计位置的偏离量在表1中记载。例如，样本1的第2个光纤3a相对于设计位置偏离了9.1μm。

表1的下部示出汇总了各样本1～5中包含的各光纤3a相对于设计位置的偏离量的结果。具体而言，偏离量的最大值(以下，也记载为Max)成为39.8μm。此外，偏离量的平均值(以下，也记载为Ave)为17.2μm，3σ的值成为32.8μm。3σ是标准偏差(σ)的3倍的值。

此处，若光纤孔14的后端开口R的内径(尺寸H)和光纤3a的玻璃部的外径(尺寸d)满足以下的数学式(1)，则相对于设计位置偏离的光纤3a也能够容易地插入光纤孔14。

H≥d+2×Max...(1)

在本实施方式中，尺寸d为125μm。另外，根据表1，Max的值为39.8μm。若将这些数值代入数式(1)，则得到以下的数式(1)’。

H≥204.6[μm]...(1)’

换句话说，若光纤孔14的后端开口R的内径大于204.6μm，则相对于设计位置偏离最大的光纤3a也能够插入光纤孔14内。另外，光纤孔14的后端开口R的形状为圆形。因此，若满足数式(1)’，则即便光纤3a相对于设计位置在左右方向Y和前后方向X中任一方向上偏离了39.8μm，也能够将光纤3a插入光纤孔14内。

接下来，对尺寸H的上限值进行说明。插芯主体部10通过注射成型而成形。因此，若间隙G过小，则无法保证模具的强度。本申请发明人进行了研究，知道了：为了确保模具的强度，需要间隙G为20μm以上。间隙G、间距P和尺寸H的关系通过以下的数学式(2)来表达。

P＝G+H...(2)

在本实施方式中，间距P为250μm。因此，用于使间隙G成为20μm以上的条件通过以下的数式(2)’表示。

H≤230[μm]...(2)’

从数学式(1)’和(2)’，得到以下的数学式(3)。

204.6[μm]≤H≤230[μm]...(3)

在本实施方式的插芯2中，以满足数式(3)的方式设定尺寸H。

如以上说明的那样，本实施方式的插芯2具备插芯主体部10，上述插芯主体部10形成有供光纤3a插入的多个光纤孔14。在将多个光纤孔14延伸的方向设为前后方向X，将多个光纤孔14排列的方向设为左右方向Y，将与前后方向X和左右方向Y双方正交的方向设为上下方向Z，将前后方向X上插芯主体部10的连接端面11所在这侧设为前方，将前方的相反侧设为后方时，多个光纤孔14的后端开口R的内径(尺寸H)处于204.6μm～230.0μm的范围内，插芯主体部10的上表面10a和下表面10b全部由壁面覆盖。另外，在本实施方式中，上表面10a(下表面10b)与壁面不是不同的面，而是同一面。换言之，在上表面10a没有形成有贯通上表面10a的孔。同样，在下表面10b没有形成有贯通下表面10b的孔。

根据上述结构，即便由于除去带状芯线3的外皮3b而使各光纤3a的末端的位置不一致，也能够通过使尺寸H为204.6μm以上而在光纤孔14插入光纤3a。因此，插芯主体部10的上表面10a和下表面10b全部由壁面覆盖，即便难以形成引导槽，也能够确保光连接器1的组装作业性。此外，尺寸H为230.0μm以下，由此光纤孔14的后端开口R彼此的间隔(间隙G)成为20μm以上，能够确保用于使插芯2注射成型的模具的强度。

此外，也可以将数学式(1)中的“最大值(Max)”置换为表1所示的“Ave+3σ”的值(50.0μm)。在这种情况下，尺寸H的下限值成为225.0μm。在使光纤孔14的后端开口R的内径(尺寸H)为225.0μm以上的情况下，即便除去了外皮3b之后的光纤3a的位置进一步不一致，也能够将光纤3a插入光纤孔14内。

另外，本发明的技术的范围不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如，如图5所示，也可以在光纤孔14的后端部14c形成有随着趋向前方而内径变小的圆锥状的倾斜面15b。在这种情况下，“光纤孔14的后端开口R”是倾斜面15b的后端部。通过使倾斜面15b的后端部的内径成为204.6μm～230.0μm的范围内，从而获得如上述实施方式中说明的那样的效果。并且，通过使光纤3a沿着倾斜面15b向前方移动，能够更顺畅地将光纤3a插入光纤孔14内。

此外，在上述实施方式中，光纤孔14的后端开口R位于凹部15的底面15a。然而，也可以不形成凹部15，而使光纤孔14的后端开口R位于插芯2的后端面12。

此外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当地将上述的实施方式中的结构要素置换为公知的结构要素，此外，也可以将上述的实施方式、变形例适当地组合。

例如，也可以在插芯主体部10形成有图3所示的横长的倾斜面15b和图5所示的圆锥状的倾斜面15b双方。

附图标记说明

1...光连接器；2...插芯；3...带状芯线；3a...光纤；10...插芯主体部；10a...上表面；10b...下表面；11...连接端面；14...光纤孔；14c...后端部；R...后端开口；15b...倾斜面；X...前后方向；Y...左右方向；Z...上下方向。

Claims (3)

1.一种光连接器用插芯，其特征在于，

具备插芯主体部，所述插芯主体部形成有供光纤插入的多个光纤孔，

在将所述多个光纤孔延伸的方向设为前后方向，将所述多个光纤孔排列的方向设为左右方向，将与所述前后方向和所述左右方向双方正交的方向设为上下方向，将所述前后方向上所述插芯主体部的连接端面所在这一侧设为前方，将所述前方的相反侧设为后方时，

所述多个光纤孔的后端开口的内径处于204.6μm～230.0μm的范围内，

所述插芯主体部的上表面和下表面全部由壁面覆盖。

2.根据权利要求1所述的光连接器用插芯，其特征在于，

所述后端开口的内径为225.0μm以上。

3.根据权利要求1或2所述的光连接器用插芯，其特征在于，

在所述多个光纤孔的后端部形成有随着趋向所述前方而内径变小的圆锥状的倾斜面，

所述后端开口为所述倾斜面的后端部。

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