JP2003014982A - 光通信用フェルール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】光ファイバーの接続部において、複数の光ファ
イバーを同時にかつ効率よく接続し、かつ安価に光ファ
イバーの結合を切り替え可能な光通信用コネクタに用い
るフェルールにおいて、容易に結合効率のとれる構造を
提供する。 【解決手段】円柱状体の中央に１つの貫通孔２０を有
し、その周囲に複数の光ファイバーの挿通孔２１を有す
るフェルール１０であって、上記各挿通孔２１が同心円
上に有り、かつ中央の貫通孔２０から等距離にある光通
信用フェルールを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光通信におけるフ
ァイバーチャネル、イサーネット等のパラレル転送に用
いられるリボンファイバー同士を接続する目的に用いら
れる光通信用フェルールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信分野においては、シリアル
データを転送する場合と、パラレルデータを転送する場
合があることが良く知られている。パラレルデータの転
送を行う場合、リボンファイバーが用いられ、このよう
な複数の光ファイバーを結合するコネクターとして図５
に示すような、角形のファイバー埋め込みフィルタ１を
用いていたが、２つのファイバー埋め込みフィルタ１
は、該ファイバー埋め込みフィルタ１の各々の一方の端
面２から複数の光ファイバー３を挿通して接続し、これ
らの該複数の光ファイバー３を結合する場合は、該ファ
イバー埋め込みフィルタ１に設けられた、位置決めピン
用貫通孔４を用いて、位置合わせを行い結合を取る方法
が取られていた。この角形のファイバー埋め込みフィル
タ１は樹脂で作成されている為、量産時の歩留りが悪
く、樹脂で作成されているにも関わらず、かなり高額で
市販されているものであった。

【０００３】この解決策として、特開２０００−２８８
６０号公報では図３に示すように、光フェルール１０の
中心に挿通孔５ｂを設け、そこからずれた位置で、かつ
直線状に、挿通孔５ａ〜５ｃを設け、かつフェルールの
端面に複数個の印６ａ，６ｂを設けた光フェルール１０
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の１つの挿通孔を
有する光フェルールは光ファイバー同士の結合を実現す
る部品としてよく知られている。この部品が採用された
理由は、材料として主にジルコニアが用いられ、その材
料の性質として、膨張係数が低く、必要な硬度を有し、
変形に強く、剛性も高いためである。また、その形状と
して、光ファイバーの挿通孔を有し、この挿通孔は、内
径研磨装置で±０．５μｍ以下の精度で研磨仕上げを行
うことが出来、さらに、この内径を利用して、外径は同
様に、±０．５μｍの寸法精度、ならびに、１μｍの同
心度を実現する事が出来るのである。

【０００５】加えて、光ファイバーとの結合を行う端面
は球面加工が行われ、光フェルール同士を圧接すること
で、光フェルールに微妙な変形を促し、もって、フィジ
カルコンタクトを実現し、接点で非常に反射の少ない結
合を実現している。

【０００６】上記、観点から図３の光フェルール１０を
検討すると、該各挿通孔５ａ、５ｂ、５ｃが直線上に整
列しているため、これらの挿通孔５ａ〜５ｃが平面上に
配置しないと結合が取れない事になる。

【０００７】ところが、これを実現する場合、図４
（ａ）、（ｂ）に示すような課題が出現する。図４
（ａ）は光フェルール１０を回転研磨により平面部分を
作成した場合で、研磨装置と光ファイバー１０の垂直度
を理想的なポイントへ調整する事は困難であるため、端
面７は図のように山型に形成される事になる。このよう
な場合、中央の挿通孔５ｂは結合が取れるものの、挿通
孔５ａと５ｃは結合が取れなくなる。また、直線運動に
よる研磨を行った場合は図４（ｂ）に示すように、端面
７‘は斜面状になり、傾きの方向が一致しないと結合が
取れないと言う欠点を有している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するもので、円柱状体の中央に１つの貫通孔を有し、
その周囲に複数の光ファイバーの挿通孔を有するフェル
ールであって、上記、各挿通孔が同心円状にあり、かつ
中央の貫通孔から等距離に配置したことを特徴とする。

【０００９】また、上記フェルールの先端面は、各挿通
孔部分が突出する形状とすることによって、良好な結合
を得る事が出来る。

【００１０】さらに、上記挿通孔は１個以上の同心円上
に位置し、かつ同心円上の距離を等間隔とすることによ
って、容易にその位置を正確に位置合わせする事がで
き、また、上記挿通孔は同心円上で連通して設けること
によって、多くの挿入孔を形成する要求に十分対応する
事が出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。

【００１２】図１（ａ）は挿通孔が４個の場合の光フェ
ルール１０の１例である。該光フェルール１０には中央
に貫通孔２０が設けられている。該貫通孔２０は従来の
１つの挿通孔を有する光フェルールと同じように、内径
研磨を行い、その内径が設定値の±０．５μｍ以下とな
るように研磨される。次に、貫通孔２０を利用して、光
フェルール１０の外径、ならびに同心度がそれぞれ、±
０．５μｍ、１．０μｍとなるように仕上げられる。貫
通孔２０は上記目的のため形成されたもので、光ファイ
バー挿通孔の役目を持たせてはいない。

【００１３】図に示すように、貫通孔２０の周りには光
ファイバーの挿通孔２１ａ〜２１ｄが同心円上で、か
つ、２つの挿通孔を結んだ線が互いに正確に直交する位
置に配置している。挿通孔の個数は４個の場合を例とし
ているが、２個、３個、さらに多数個の作成が可能であ
る事は容易に理解される。

【００１４】光フェルール１０の端面には、該挿通孔２
１ａ〜２１ｄの位置決めが出来るように印２２ａ、２２
ｂが設けられている。この印は、必要であれば２個以上
あっても問題にはならない。挿通孔２１ａ〜２１ｄは、
図のように光ファイバーのガイド孔２３に接続され、不
図示の光ファイバーは、このガイド孔２３を通して挿通
孔２１ａ〜２１ｄに挿入される。

【００１５】図１（ｂ）は光フェルール１０を端面から
見た場合の平面図である。図からわかるように、中央に
貫通孔２０が位置し、同心円状に４個の挿通孔２１ａ〜
２１ｄが配置されている。多数個の場合は、この中間に
挿通孔が形成される事になる。また、さらに多数となる
場合には、さらに外周部に同心円状に挿通孔が形成され
る事になる。

【００１６】図１（ｃ）は他の実施形態を示しており、
多数の挿通孔２１ｎが連通して配置されている。このよ
うにすれば密な多数の挿通孔２１ｎを形成する事が出来
る。

【００１７】上記、光フェルール１０の端面を球面研磨
した場合、所望の凸球面が出現するが、さらに挿通孔２
１ａ〜２１ｄの内側に凹部を設ける事により、挿通孔２
１ａ〜２１ｄ部分が突出した形状とする事が出来る。挿
入孔２１ａ〜２１ｄが同心円上にあるため、端面を回転
研磨することで挿通孔２１ａ〜２１ｄの接触位置を容易
に同一平面状に形成する事が出来、光フェルール１０同
士を良好に結合する事が出来る。

【００１８】この関係を図２によって示す。図２は光フ
ェルール１０の断面図である。挿通孔２１ａ〜２１ｄの
外側の端面は突出した凸曲面２４ａとなり、内側の端面
は凹部２４ｂとなっている。この構造は、結合時、フェ
ルール間で隙間が生じないようにするための配慮と、擬
似的なフィジカルコンタクトを実現させるためである。

【００１９】貫通孔２０は端面の凹部２４ｂの底部に位
置しており、これに光ファイバーを挿入しても結合を取
る事は出来ず、したがって、完成後は役に立たない孔で
ある。一方、挿通孔２１ａ〜２１ｃは、凸曲面２４ａと
凹部２４ｂの境界にあり、突出した鞍部に位置してい
る。したがって、挿通孔２１ａと２１ｃは光フェルール
１０の長手方向とは容易に直交する位置に形成する事は
容易である。

【００２０】また、その形状からわかるように、該挿通
孔２１ａ〜２１ｄは突出した鞍部に位置しているため、
球面によるフィジカルコンタクトには劣るものの、それ
に近いコンタクトを得る事ができる。

【００２１】次に、挿通孔の数について述べる。光通信
に用いられているモジュールとしてよく、知られている
ものとして、レセプタクルモジュール、サーキュレー
タ、２×２の光スイッチ等がある。これらに要求されて
いる挿通孔は２個である。また、マックス、デマックス
に用いられる１×Ｎ分岐には、４、８、１２、１６、２
４、３６、４８、６４、１２８、等がある。これらは、
制御回路であるＣＰＵの出力ポートの数と密接に関係し
ている。したがって、挿通孔の数量は、図３に示される
ような奇数ではなく、偶数がその基本となる。

【００２２】なお、フェルールの形状は、規格で決めら
れており、その外径は、２．５ｍｍφと１．２５ｍｍφ
である。２．５ｍｍφの場合、１つの同心円状に並べら
れる数量はほぼ３６個と計算される。したがって、２
つ、あるいは３つの同心円を用いて、ほぼ、６４個の挿
通孔を作成するのが限界と思われる。また、１．２５ｍ
ｍφでは、３６個がその限界と考えられる。

【００２３】さて、上述したように挿通孔が突出するよ
うに形成する方法であるが、これらは、レンズの加工、
あるいはフェルールの球面加工を応用する事により、実
現できる。従来のフェルールは、１５〜２５ｍｍＲの球
面加工を行っている。したがって、まず、球面加工機
で、１５〜２５ｍｍＲの球面加工を行う。この時、例え
ば、球面の大きさを２０ｍｍＲとすると、２．５ｍｍφ
のフェルールの球面の先端は約７０μｍ突出している事
となる。挿通孔を中心から０．５ｍｍ離れた位置に設定
すると、その位置での突出部は１２μｍ突出している事
となる。したがって、砥石を凹面砥石から凸面砥石に変
え、接触面から２４μｍ研削を行って凹部２４ｂを形成
すると、挿通孔部分が同心円状に突出して形成される事
になる。したがって、貫通孔２４は挿通孔より１２μｍ
へこんだ位置にあることになる。

【００２４】次に２つの同心円上の場合には、上記方法
で、２つの同心円の中点に合わせて研磨を行い、次に、
凸面砥石の位置を該中点に持ってゆき、突出している部
分を無くすような研磨を行うことにより実現する事が出
来る。

【００２５】印２２ａ、２２ｂは挿通孔との関係を正確
に決めておかなければならないため、射出成形で、形成
する場合には、コアピン側に型で形成しておく事が必要
である。また、レーザ加工等でピンの穴あけを行う場合
には、同時に印も同じ装置で行う必要がある。

【００２６】

【実施例】本発明実施例として図１に示す光フェルール
１０を作成した。図に示す貫通孔２０とガイド孔２３、
並びに印２２ａ、２２ｂを有するブランクフェルールを
射出成形により作成した。次に、内径研磨により貫通孔
２０の内径を研磨で、１２５μｍ±０．５μｍに仕上げ
た。この寸法を採用した理由は、従来の装置の流用が可
能だからである。次に、加工機で、外径加工を行い、２
５００μｍ±０．５μｍ、同心度１．０μｍを達成し
た。

【００２７】次に、内径を画像処理により取り込み、最
小二乗法を用いて、内径の中心を算出した。この中心と
印２２ａ、２２ｂがずれていない事を確認した。方法に
よっては、この時点で、逆に印を付ける方法も可能であ
る。

【００２８】次に、印２２ａ、２２ｂと中心を結ぶ線
上、ならびに垂直の線上でかつ等間隔の位置を割り出
し、その位置に固定した後、順番に挿通孔２１ａ、２１
ｂ、２１ｃ、２１ｄをレーザ加工により形成した。その
後、内径研磨装置により、各穴の径を１２５μｍ±０．
５μｍに仕上げた。

【００２９】次の工程で、まず、従来の球面研磨により
端面の凸曲面２４ａを形成し、その後、同装置の研磨治
具の入れ替えを行ない、端面の凹部２４ｂの形成を行
い、光フェルール１０を完成させた。

【００３０】完成した光フェルール１０に４本の光ファ
イバーを挿入し、接着剤で固定し、研磨により、ファイ
バー付きフェルールを完成させた。本フェルールと割ス
リーブを用いて、接合時に要求される挿入損失、並びに
反射特性を測定した所、挿入損失として０．３ｄＢ、反
射特性として４０ｄＢ以上を得る事が出来た．

【００３１】

【発明の効果】このように、本発明によれば、貫通孔に
より正確な外径加工を行うことが出来、また、その内径
から正確なフェルールの中心を算出する事が出来、それ
により、正しい位置に挿通孔を形成する事が出来る。ま
た、端面の突出部に同心円状に挿通孔を設ける事によ
り、位置精度が高く、擬似的なフィジカルコンタクトに
対応した複数ファイバーの結合コネクタを低コストで提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光通信フェルールを示しており、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は端面の平面図、（ｃ）は他の
実施形態の端面の平面図である。

【図２】本発明の光通信フェルールの断面図である。

【図３】従来の光通信フェルールの斜視図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は、従来の光通信フェルールの
結合状態の断面図である。

【図５】従来のファイバ埋め込みフィルタの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ファイバー埋め込みフィルタ ２ 端面 ３ 光ファイバー ４ 位置決めピン用貫通孔 ５ａ 挿通孔 ５ｂ 挿通孔 ５ｃ 挿通孔 ６ａ 印 ６ｂ 印 ７ 端面 ７' 端面 １０ フェルール ２０ 貫通孔 ２１ａ 挿通孔 ２１ｂ 挿通孔 ２１ｃ 挿通孔 ２１ｄ 挿通孔 ２２ａ 印 ２２ｂ 印 ２３ ガイド孔 ２４ａ 凸曲面 ２４ｂ 凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状体の中央に１つの貫通孔を有し、そ
   の周囲に複数の光ファイバーの挿通孔を有するフェルー
   ルであって、上記各挿通孔が同心円上に有り、かつ中央
   の貫通孔から等距離にある事を特徴とする光通信用フェ
   ルール。
2. 【請求項２】上記フェルールの先端面は、各挿通孔部分
   が突出する形状であることを特徴とする請求項１記載の
   光通信用フェルール。
3. 【請求項３】上記挿通孔は１個以上の同心円上に位置
   し、かつ同心円上での距離が等間隔である事を特徴とす
   る請求項１又は２記載の光通信用フェルール。
4. 【請求項４】上記挿通孔が同心円上で連通して設けられ
   ている事を特徴とする請求項１又は２記載の光通信用フ
   ェルール。