JP2003248136A - 光ファイバ用複合フェルール及び光ファイバ接続用コネクタ - Google Patents
光ファイバ用複合フェルール及び光ファイバ接続用コネクタInfo
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Abstract
て、フェルールの線膨張係数が大きいため、環境温度変
化により光ファイバに応力が加わり、フェルール内の光
ファイバが断線したり、接続ロスが増大したりするとい
う問題があった。本発明は、かかる問題を回避すること
ができる光ファイバ用複合フェルールを提供する。 【解決手段】 光ファイバ用複合フェルール基部1にお
いて、先端部材1Aをジルコニアセラミック等の硬質部
材にて、後端部材2Aを先端部材1Aと同等以下の線膨
張係数の合成樹脂により形成する。このことで、環境温
度変化により光ファイバにかかる応力を軽減することが
できる。
Description
するためのコネクタに使用される高特性の複合フェルー
ル及びその複合フェルールを用いた光ファイバ接続用コ
ネクタに関する。
使用されるフェルールは、図6(a)に示すように、光
ファイバ素線挿通孔1Bを有するフェルール基部1の一
端に光ファイバ心線ガイド部2Bを有するフランジ部3
を結合させた構造のものが一般に用いられている。
ール基部1を2つの部分に分け、先端部分をジルコニア
セラミック等の硬質部材にて、それ以外の後端部分を合
成樹脂等ジルコニアセラミックより低硬度の材料にて構
成された複合フェルールが提案されている。このような
複合フェルールとして、(1)特開2000−2885
6号公報(2)特開2000−98179号公報(3)
特開2001−215358号公報(4)特開2001
−208936号公報に記載のものが公知である。
号公報に開示された複合フェルールは、光ファイバを挿
通するための挿通孔が設けられたスリーブに樹脂成形品
をオーバモールドしたものであり、(2)特開2000
−98179号公報に開示された複合フェルールは、セ
ラミック素粒子あるいは金属粒子を原料として射出成形
によって製造されたフェルールと金属製のフランジ付筒
体の結合構造をなすものである。また、(3)特開20
01−215358号公報に開示された複合フェルール
は、光ファイバ素線を挿入する孔が形成された筒状のキ
ャピラリの外周部分に樹脂製の筒状フランジを設けたも
のであり、(4)特開2001−208936号公報に
開示された複合フェルールは、図6(b)に示すよう
に、セラミックで形成された先端部材1Aと、この先端
部材の後端部にプラスチックで一体的に形成された後部
部材2Aとで構成されたものである。
するために、先端部材1Aのみをジルコニアセラミック
等の硬質部材で形成し、後端部材2Aを、先端部材1A
より低硬度な材料、例えばステンレスや合成樹脂等によ
り構成している。
ール基部1の先端部材1Aのみをジルコニアセラミック
等の硬質部材で形成し、後端部材2Aを先端部材1Aよ
り低硬度な材料により構成された複合フェルールにおい
て、後端部材2Aは先端部材1Aに比べて一般に線膨張
係数が大きい。
れるジルコニアセラミックの線膨張係数は約0.9×1
0−5であり、後端部材2Aとして一般に使用される合
成樹脂の線膨張係数は約2.5×10−5である。一
方、光ファイバの線膨張係数は約0.4×10−5であ
る。
いては、フェルール基部1全部を硬質部材で形成した場
合に比べ、フェルール基部1全体としての線膨張係数が
大きくなるので、環境温度変化により光ファイバにかか
る圧縮又は引っ張り応力が大きくなり、フェルール内に
固定されている光ファイバーに大きなダメージを与え
る。その結果、光ファイバのフェルールでの断線や接続
ロスの増大の原因になる。
たもので、上記のような複合フェルールにおいて、フェ
ルール基部1の先端部材1A以外をフェルール基部の先
端部材1Aの材質と同等以下の線膨張係数の合成樹脂製
とすることで、環境温度変化によるフェルール内での光
ファイバーの断線や、接続ロス(インサーションロス及
び反射ロス)の増大を抑制することのできる光ファイバ
用複合フェルール及び光ファイバ接続用コネクタを提供
することを目的とする。
バー用複合フェルールは、光ファイバを挿入する光ファ
イバ素線挿通孔及び光ファイバ心線ガイド孔を有するフ
ェルール基部とフェルール基部の一端に形成されるフラ
ンジ部とを具備する光ファイバ接続用コネクタのフェル
ールであって、前記フェルール基部の先端部は中心に光
ファイバ素線挿通孔を有する硬質部材で形成され、その
他の部分は中心に光ファイバ心線ガイド孔を有し前記フ
ェルール基部の先端部と同等以下の線膨張係数をもつ合
成樹脂により形成されることを特徴とする。
複合フェルールによれば、フェルール基部の先端部以外
の部分をフェルール基部の先端部材料と同等以下の線膨
張係数の合成樹脂製としたので、環境温度変化により光
ファイバにかかる応力を軽減することができる。
用複合フェルールの一実施の形態について図1乃至図5
を参照して詳細に説明する。
イバ用複合フェルールの構成を示したもので、図1
(a)は一部断面図、図1(b)は側面図である。
ル4はフェルール基部1とフランジ部3とで構成されて
いる。フェルール基部1は、光ファイバ素線挿通孔1B
がその中心部に穿孔されている円柱状の先端部材1A
と、光ファイバ素線挿通孔1Bと連通する光ファイバ心
線ガイド孔2Bを有する後端部材2Aとで構成され、フ
ランジ部3は、フランジ3Aと該フランジ3Aから突出
する突出部3Bとから成り立っている。
ア、チタン、ステンレスを主成分とする金属合金、シリ
コン、あるいはアモルファスシリコン等、高い寸法精度
を確保することができる硬質部材を用いる。一方、後端
部材2Aは、先端部材とほぼ同じか又はそれ以下の線膨
張係数をもつ合成樹脂を用い、先端部材1Aと後端部材
2Aとは一体に接合されて、フェルール基部1を構成す
る。また、フランジ部3は後端部材2Aと同一の合成樹
脂が用いられ後端部材2Aと一体に形成される。
脂は、光ファイバの線膨張係数(0.4×10−5)と
同程度の線膨張係数のものを用いても良い、またジルコ
ニアセラミックの線膨張係数とほぼ同じか又はそれ以下
の線膨張係数の合成樹脂を用いても良い。
の形状は4箇所に溝部3Cが形成されているが、溝部3
Cの数が2箇所のもの或いはこのような溝部3Cを備え
ていないフランジであっても良い。
示す通り先端部材1Aの末端に先端部材1Aの外形より
小さい細径部1Cが形成され、細径部1Cの一部に半径
方向に向かう窪部1Dが設けられている。そして、この
細径部1C及び窪部1Dの外側を後端部材2Aの一部が
包被し、全体として先端部材1Aの外形と同一か幾分小
さくするようにして先端部材1Aに対して後端部材2A
が接合される。ここで、細径部1Cに窪部1Dが設けら
れているので、この窪部1Dに後端部材2Aの合成樹脂
が流入し、先端部材1Aに対して後端部材2Aを一層確
実に接合することができる。
C型コネクタあるいはMU型コネクタ、LC型コネクタ
との互換性を勘案すれば1.25mmもしくは2.5m
mであることが望ましい。また、先端部材1Aの長さL
と外径Dとの割合L/Dが1.5〜2.5程度であれば
光ファイバ用複合フェルールとして十分機能する。
3は後端部材2Aと同一合成樹脂により一体モールド成
形されているが、フランジ部3のフランジ3Aには、そ
の外周面状にスプリングが配置されるだけであり、また
機能上必ずしも高い寸法精度が要求されるわけではない
ので、後端部材2Aと同一合成樹脂による一体モールド
成形とはせず、別途製造したフランジ部3をフェルール
基部1に取り付けても良い。
ェルールについて温湿度サイクル試験を行った結果を、
図3に示す。また、本温湿度サイクル試験に用いた複合
フェルール等の外形寸法等を図4に示す。
る光ファイバ用複合フェルールは、先端部材1Aとして
線膨張係数0.9×10−5のジルコニアセラミック、
後端部材2Aとして線膨張係数0.9×10−5の合成
樹脂を採用し、後端部材2Aとフランジ部3とは、同一
合成樹脂により一体モールド成形されたものを採用して
いる。また、その寸法は、図4(a)に示すように外径
φは2.5mm、先端部材1Aの長さLは約5〜6mm
それ以外の部分(後部部材2Aとフランジ部3)の長さ
Mは約10〜11mmである。
設けられた素線挿通孔1Bの長さ分(約5〜6mm)だ
け被覆を剥ぎ素線をむき出しにした光ファイバが挿入さ
れ、素線部は素線挿通孔1Bに接着剤で固定され、残り
の被覆された部分は光ファイバ心線ガイド孔2Bに接着
剤で固定されている。
フランジ付き)フェルールは、図4(b)に示すように
フェルール基部1を一体として線膨張係数0.9×10
−5のジルコニアセラミックを用い、フェルール基部1
の後端に線膨張係数1.3×10−5のSUS製のフラ
ンジ部3が嵌合されている。その寸法は、外径φが2.
5mm、フェルール基部1先端からフランジ面までの長
さL’が約8mmそれ以外のフランジ部3の長さM’が
約8mmである。
ールには、フェルール基部1に設けられた素線挿通孔1
Bの長さ分(約10mm)だけ被覆を剥ぎ素線をむき出
しにした光ファイバが挿入され、素線部は素線挿通孔1
Bに接着剤で固定され、残りの被覆された部分はフラン
ジ部3に設けられた光ファイバ心線ガイド孔2Bに接着
剤で固定されている。
ェルール基部1は、図4(c)に示す通り現行型(SU
Sフランジ付き)フェルールから、ジルコニアセラミッ
ク製のフェルール基部1のみを取り出したもので、寸法
及び材質は図4(b)に示した現行型(SUSフランジ
付き)フェルールのフェルール基部1と同じである。ま
た、光ファイバは素線部のみフェルール基部1に設けら
れた素線挿通孔1Bに挿入され接着剤で固定されてい
る。
1Aは、図4(d)に示す通り本発明にかかる光ファイ
バ用複合フェルールから、ジルコニアセラミック製の先
端部材1Aのみを取り出したもので、寸法及び材質は図
4(a)に示した前記光ファイバ用複合フェルールの先
端部材1Aと同じである。また、光ファイバは素線部の
み先端部材1Aに設けられた素線挿通孔1Bに挿入され
接着剤で固定されている。
の下で周囲温度を−40℃から+85℃まで8時間周期
で変動させる温湿度サイクル試験を行った。ここで、評
価判断基準として、光ファイバをコネクタ接続した場合
における接続ロスに直接的な影響を及ぼす量であるこ
と、及び光ファイバとフェルールとの線膨張係数の相違
と相関があると考えられることから、先端部材1Aの端
面における光ファイバへこみ量を採用した。従って、へ
こみ量が小さいほどフェルールの特性がよいということ
になる。
Aの端面における光ファイバへこみ量がどのように推移
するかを示したものである。
合フェルールは、現行型(SUSフランジ付き)フェル
ール(図4(b))や現行型フェルール基部1(図4
(c))に比べて先端部材1Aの端面における光ファイ
バへこみ量が小さく、優れた特性を示していることが分
かる。
場合の方が、現行型フェルール基部1(図4(c))の
場合より端面における光ファイバへこみ量が少ないこと
から、同じ材料を採用した場合光ファイバ素線挿通孔1
Bの長さが短いほど特性が良くなることが分かる。
合フェルール(図4(a))は、フェルール基部1の後
端部2Aとフランジ部3とを先端部1A(ジルコニアセ
ラミック)と略同一の線膨張係数の材質を使ったので、
現行型(SUSフランジ付き)フェルール(図4
(b))より全体として線膨張係数が小さくなり、その
結果、先端部材1Aの端面における光ファイバへこみ量
が少なくなったものである。
ェルール(図4(a))の素線挿通孔1Bの長さは、現
行型フェルール基部1(図4(c))の素線挿通孔1B
の長さより短いため、現行型フェルール基部1(図4
(c))の場合より先端部材1Aの端面における光ファ
イバへこみ量が少ないという結果が得られたものであ
る。
素線挿通孔1Bの長さが現行型フェルール基部1(図4
(c))より短く、また、フェルール基部1における後
端部材2Aが先端部材1Aの線膨張係数と同等なので、
環境温度変化によるフェルール内での光ファイバーの断
線や、接続ロス(インサーションロス及び反射ロス)の
増大を抑制することができる。
説明する。図5は本発明の第2の実施の形態の光ファイ
バ用複合フェルールの構成を示したもので、図5(a)
は一部断面図、図5(b)先端部の断面図である。
較して、先端部材1Aの形状が異なっている。すなわ
ち、先端部材1Aの外周面は、後端部材2Aの外周面が
そのまま延長された形状を成している。そして、先端部
材1Aの中心に設けられている光ファイバ素線挿通孔1
Bに連通して、この先端部材1Aの後端面には尾部から
頭部に向けて、後端部2Aに設けられた光ファイバ心線
ガイド孔2Bの内径より大径をなす空洞孔1Fが刻設さ
れており、この空洞孔1Fの内周面には、少なくとも一
つの窪部1Gが形成されている。
成形する際に、この後端部材2Aの先端部分の一部2C
がこの窪部1Gに流入して、先端部材1Aに対する後端
部材2Aの相対的回転及び抜けを防止する作用効果を奏
するものである。
に延びる少なくとも一つの貫通孔又は凹部或いは空洞孔
1Fの内周面に、フェルールの軸方向に延びる溝をスパ
イラル状に刻設するものでも良い。第2の実施の形態に
おいては、空洞孔1Fの内周面にモールドされた後端部
材2Aの先端部分2Cが先端部材1Aの補強部として作
用するため、第1の実施の形態に比べて先端部材1Aの
長さを短くすることができるため、より製造コストを下
げることができる。
ールをコネクタハウジングやプラグケースの少なくとも
一方に組み込むことにより、新規な光ファイバ用コネク
タを得ることができる。
ファイバ用複合フェルールによれば、フェルール基部の
先端部材以外の部分をフェルール基部の先端部材料と同
等以下の線膨張係数をもつ合成樹脂製としたので、環境
温度変化により光ファイバにかかる応力が軽減され、環
境温度変化によるフェルール内での光ファイバーの断線
や、接続ロス(インサーションロス及び反射ロス)の増
大を抑制することができる。
光ファイバ複合フェルール4の一部断面図、図1(b)
は側面図である。
の先端部材1A断面図である。
ール4について温湿度サイクル試験を行った結果を示
す。
第1の実施の形態に係る光ファイバ複合フェルール4の
外形、図4(b)は従来のフェルールの外形、図4
(c)は従来のフェルールのフェルール基部1の外形、
図4(d)は第1の実施の形態に係る光ファイバ複合フ
ェルール4の先端部材1Aの外形を示す。
光ファイバ複合フェルール4の一部断面図、図5(b)
はその先端部材1Aの断面図である。
図6(b)は公知の複合フェルール断面図を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 光ファイバを挿入する光ファイバ素線挿
通孔及び光ファイバ心線ガイド孔を有するフェルール基
部とフェルール基部の一端に形成されるフランジ部とを
具備する光ファイバ接続用コネクタのフェルールであっ
て、 前記フェルール基部の先端部は中心に光ファイバ素線挿
通孔を有する硬質部材で形成され、その他の部分は中心
に光ファイバ心線ガイド孔を有し前記フェルール基部の
先端部と同等以下の線膨張係数をもつ合成樹脂により形
成されることを特徴とする光ファイバ用複合フェルー
ル。 - 【請求項2】 前記合成樹脂の線膨張係数は、光ファイ
バの線膨張係数(0.4×10−5)と略等しいことを
特徴とする請求項1記載の光ファイバ用複合フェルー
ル。 - 【請求項3】 前記合成樹脂の線膨張係数は、ジルコニ
アセラミックの線膨張係数以下であることを特徴とする
請求項1記載の光ファイバ用複合フェルール。 - 【請求項4】 前記フェルール基部の先端部外径が2.
5mm又は1.25mmであることを特徴とする請求項
1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光ファイバ用複
合フェルール。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に
記載の光ファイバー用複合フェルールをコネクタハウジ
ング及びプラグケースの少なくとも一方に組み込んだこ
とを特徴とする光ファイバ接続用コネクタ。
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