JP2004012624A - 光フェルールおよび板ばねクランプ - Google Patents

Abstract

【課題】マルチモード光ファイバに適用した場合に要求される程度の位置決め精度を確保できる安価な光フェルールを提供する
【解決手段】光フェルール１１は、整列して貫通する複数の光ファイバ穴３を有する角形一体物の光フェルールであり、左右側面に、接続すべき光フェルール同士を精度よく位置決めするための例えばＶ溝１２を持つ。対向する１対の光フェルール１１同士を位置決めして接続するための板ばねクランプ１３は、底板部１４の幅方向両側に、光フェルール１１の側面のＶ溝１２に左右から嵌合して両者の位置決めをする位置決め嵌合部１８を持つ。光フェルール１１は、板ばねクランプ１３の位置決め嵌合部１８により、マルチモード光ファイバにとって十分な位置決め精度で位置決めされる。従来のピン嵌合位置決め方式の光フェルールと比較して、製作が容易になり、安価に製作できる。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、整列して貫通する少なくとも１つの光ファイバ穴を有して光コネクタや光ファイバアレイを構成する、例えば概ね角形で樹脂一体成形の光フェルールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に従来の光フェルール１を示す。この光フェルール１は、ＪＩＳ　Ｃ　５９７１に規定されるＦ１２形多心光ファイバコネクタを構成する光フェルールであり、鍔部２を有する角形をなし、横１列に整列する複数の光ファイバ穴３および左右２つのガイドピン挿通穴４を備えている。光ファイバ穴３に光ファイバを挿通固定し端面５を研磨して構成した光コネクタ同士の接続を行う場合、対向させた両光フェルール１のガイドピン挿通穴４にガイドピンを嵌入して、両者間の精密位置決めを行い、光ファイバ同士を正確に整列対向させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の光フェルール１は、ガイドピン挿通穴４にガイドピンを嵌入して位置決めを行うものであるから、高精度の位置決めをするためにはガイドピン外径とガイドピン挿通穴との間のクリアランスは一定値以内（数ミクロン以内）に保つ必要がある。クリアランスにばらつきがあると、ガイドピンがガイドピン挿通穴４の中でどのような位置に偏るか予想できないので、両光フェルールの精密位置決めができなくなるしガイドピン挿入が困難になる場合もある。しかし、ガイドピン挿通穴４の位置および穴径に歪みが生じないように高精度に成形し形状を安定させ、かつガイドピン径を高精度に加工することは必ずしも簡単でなく、コスト高となる。
【０００４】
一般に用いられているシングルモード光ファイバの場合はコア径が１０μｍと小さく上記方式の高精度の光フェルールが必要であるが、比較的近距離のデータ回線等に用いられるマルチモード光ファイバの場合、コア径が５０μｍと大きく光コネクタ接続におけるが軸ズレの許容度が大きいので、光フェルールの精度（光ファイバ整列の精度）を若干緩めることができる。したがって、マルチモード光ファイバの場合、コスト高となるピン嵌合位置決め方式の光フェルールに限らず、実用可能な精度を確保できかつ安価に製作できるものであれば、有用である。
【０００５】
なお、一体成形の光フェルールではないが、図１２に示すように、上下の対向面にそれぞれ光ファイバを嵌合させるＶ溝６ａ、７ａを形成し側面に傾斜面６ｂおよび７ｂを形成したフェルール上部６とフェルール下部７とを重ね合わせ、側面部に前記傾斜面６ｂ、７ｂで形成されるＶ溝にロッド８を嵌合させた状態で、板ばねクランプ９により保持する構造の光フェルール１０がある（米国特許第４，８１８，０５８号参照）。
この光フェルール１０は、上下２分割されているので、部品点数が多くなり、そのため製作に工数を要し、また機械的特性の安定性が若干低いと言える。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、主としてマルチモード光ファイバに適用するための安価に製作できる樹脂一体成形の光フェルール、およびこの光フェルールの接続に用いる板ばねクランプを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、整列して貫通する複数の光ファイバ穴を有する例えば概ね角形で樹脂一体成形の光フェルールにおいて、
左右側面に、接続すべき光フェルール同士を精度よく位置決めするための溝を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１の光フェルールにおいて、接続端面と反対側に光フェルールの胴部より突出した、例えば概ね角形の鍔部を持つことを特徴とする。
なお、この顎部は、光フェルールどうしを接続するクランプ用板ばねを受ける部分である。
請求項３は、請求項２の光フェルールにおいて、溝が鍔部を貫通していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、請求項１〜３の構造を持つ光フェルール同士を位置決めして接続するための板ばねクランプであって、
底板部の長手方向両側に、対向させた１対の光フェルールの背面に弾性的に接触して両者をクランプするクランプ部を備え、前記底板部の幅方向両側に、光フェルールの側面の前記溝に左右から嵌合して両者の位置決めをする位置決め嵌合部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の板ばねクランプは、請求項４の板ばねクランプにおいて、クランプ部と位置決め嵌合部とを、第１部材、第２部材という別部材に形成したものに相当する。
【００１１】
請求項６の光フェルールは、請求項１〜３の構造の光フェルールにおいて、これら光フェルールを向かい合わせて両フェルール間に連通する一対の溝に一対の押し圧部材を掛け渡し、前記一対の押し圧部材で前記両光フェルールを挟み込んで位置決めすることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態の光フェルール１１を示す。この光フェルール１１は、熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂等のプラスチック材料で一体成形したものであり、鍔部２を有する角形をなし、横１列に整列する１個あるいは複数の光ファイバ穴３を備えている。上記の構成は図１１の従来構造と同じであるが、本発明では、相向かい合った側面として例えば左右側面に、接続すべき光フェルール１１同士を精度よく位置決めするための例えばＶ溝１２を形成している。図示例では、鍔部２にはＶ溝１２を形成していない。なお、鍔部２は、光フェルール１１どうしを接続する時に後述の板ばねクランプ１３のクランプ力を受ける。
【００１３】
この光フェルール１１の光ファイバ穴３に光ファイバを挿通固定し端面５を研磨した光フェルール同士の接続を行う場合、向かい合わさった両光フェルールの例えば胴部（本体部）には連通する左右一対の溝が形成される、この一対の溝には一対の押し圧部材が掛け渡され両光フェルールを挟む込むようにして押圧し、位置決め固定する
この押し圧部材とは、例えば図２に示した板ばねクランプ１３を用いることができる。
この板ばねクランプ１３は、例えばりん青銅やステンレス鋼板の打ち抜き・折り曲げ加工により形成したものであり、光フェルール１１をクランプした状態で示した図３、図４にも示すように、底板部１４の長手方向両側に、対向させた１対の光フェルール１１，１１の背面１５に弾性的に接触して両者をクランプするクランプ部１６を備え、前記底板部１４の幅方向両側に、光フェルール１１の側面１７のＶ溝１２に左右から嵌合して両者１１、１１の位置決めをする位置決め嵌合部１８を備えている。なお、図３、図４において、２０は光ファイバ穴３に挿入し接着固定した光ファイバ、２１はテープ心線である。
【００１４】
前記位置決め嵌合部１８は、底板部１４の左右両側を上向きに折り曲げて立ち上げた立上げ部１８ａに、光フェルール１１の側面１７のＶ溝１２に嵌合する湾曲折返し内向き突部１８ｂを形成した構造である。
また、前記クランプ部１６は、底板部１４の長手方向両側から立ち上がって、対向させた１対の光フェルール１１の背面１５に弾性的に接触する、間隔をあけた２つのクランプ片１６ａからなっている。
【００１５】
上記の板ばねクランプ１３に、１対の光フェルール１１を対向させて上から嵌め込むと、図３に示すように、板ばねクランプ１３の長手方向両側のクランプ片１６ａが、対向する１対の光フェルール１１の背面１５を弾性的に押圧してクランプする。
その際、板ばねクランプ１３の左右の位置決め嵌合部１８の湾曲折返し内向き突部１８ｂが光フェルール１１の左右のＶ溝１２に嵌合して、２つの光フェルール１１間の相互の位置決めを行う。
【００１６】
板ばねクランプ１３の左右の湾曲折返し内向き突部１８ｂを光フェルール１１の左右側面のＶ溝１２に嵌合させて光フェルール間の位置決めを行う方式は、図１１の従来のピン嵌合位置決め方式の光フェルール１の場合と比較して、次のような特長を有する。
第１に、光ファイバ穴３に対して左右側面のＶ溝１２の形状および位置（相互間隔）を精度よく成形することは、樹脂内の空洞部が少なくなるから、小径の光ファイバ穴３に対して大径の２つの穴（ガイドピン挿通穴４）の径および位置（相互間隔）を精度よく成形することより容易である。したがって、不良品発生の割合も少なくなるので、製作コストを安くすることができる。
第２に、両側からクランプするので光ファイバ穴の軸ずれ方向がもっぱらクランプ方向、押し圧方向、挟み込み方向に向いて行くため、軸ズレ（偏心）の方向と大きさの管理が容易になる。すなはち、ガイドピン穴に位置決め用のピンを挿入掛け渡して光フェルールを位置決め接続する方式は、ピン径とピン穴にギャップが存在する。従って、ピンがピン穴内にて偏った状態で掛け渡されると、両光フェルールの光ファイバの位置がずれてしまう場合が発生するので、ピン穴径の精度管理は厳格にしなければならない。
側面から押さえて位置決めすれば、このような偏心問題は生ずる可能性は少なくなる。従って光フェルールの位置決め精度が、フェルール内部の光ファイバ穴の位置精度以外には、溝の成形精度など外部の要因だけを管理すれば良い。
これら外部の要因の管理は、ＭＴ型光コネクタフェルールではコネクタの精度が主としてガイドピン穴とファイバ穴の大きさ、配列ピッチ、位置および、これら穴の光ファイバ方向の直線性の精度によるため、これら精度を確保するための製造条件の厳格な管理が必要であることに比して比較的容易であるから、結果として製作が容易になり金型構造を簡略化することができるから、金型製作コストが低下し、製品コストを低下させることができる。
【００１７】
板ばねクランプの他の実施形態を図５、図６に示す。この板ばねクランプ２３は、図２の板ばねクランプ１３のクランプ部１６と位置決め嵌合部１８とを第１部材２４と第２部材２５との２つの別部材に分割した構成である。すなわち、第１部材２４は、底板部１４’の左右両側を上向きに折り曲げて立ち上げた立上げ部１８ａに、光フェルール１１の側面１７のＶ溝１２に嵌合する湾曲折返し内向き突部１８ｂを形成してなる位置決め嵌合部１８のみを持つ構造であり、第２部材２５は、底板部１４の長手方向両側から立ち上がって、対向させた１対の光フェルール１１の背面１５に弾性的に接触する、間隔をあけた２つのクランプ片１６ａからなるクランプ部１６のみを持つ構造である。
この場合、第１部材２４で対向する１対の光フェルール１１の位置決めをした後、下側から装着した第２部材２５で１対の光フェルール１１をその長手方向両側から挟持する。
この板ばねクランプ２３では、位置決め嵌合部１８を持ち断面形状を一様にする必要のある第１部材２４の形状が単純化されるので、製作が容易になる。
【００１８】
板ばねクランプの他の実施形態を図７、図８に示す。この板ばねクランプ３３は、図５、図６の板ばねクランプ２３と同様に第１部材と第２部材とに分割した構成であり、かつ第２部材３５は板ばねクランプ２３の第２部材２５ものと同じであるが、第１部材３４が若干異なる。この板ばねクランプ３３の第１部材３４は、底板部１４’の左右両側を上向きに折り曲げて立ち上げた立上げ部３８ａに、光フェルール１１の側面のＶ溝１２に嵌合させた位置決めロッド３６を左右から弾性的に挟み付ける円弧状凹面部３８ｂを形成してなるロッド挟持部３８を持つ構造である。
【００１９】
上記の板ばねクランプ３３によれば、位置決め精度自体は位置決めロッド３６で確保できるので、板ばねクランプ３３に対する加工精度の要求はさらに小さく、その製作はさらに容易になる。なお、位置決めロッド３６は、真直度が確保されれば、外径寸法の精度は特に強く要求されないので、その加工は容易である。
【００２０】
また、図示は省略するが、、図７、図８の板ばねクランプ３３における第１部材３４と第２部材３５とを一体にした構造、すなわち、図２の板ばねクランプ１３において、位置決め嵌合部１８に代えて図７、図８のロッド挟持部３８を形成した構造とすることもできる。
【００２１】
上記の各実施形態では、光フェルール１１の鍔部２にはＶ溝１２を形成していないが、図９に示した光フェルール１１’のように、鍔部２にも貫通するＶ溝１２を形成してもよい。この場合には、図３において、板ばねクランプ１３の長さをさらに長くして、位置決め嵌合部１８がＶ溝１２の鍔部２部分にも達するようにする。これにより、光フェルールを一層安定して位置決め保持できる。
また、図１０に示すように、鍔部を持たない光フェルール１１”にも適用可能である。
【００２２】
なお、光フェルールの左右側面に形成する溝は、実施形態のようなＶ溝に限定されず、例えばＵ溝その他の溝形状とすることも考えられるし、光フェルールの形状は角形には限定されず、アール面を有する概ね角形、楕円型、先端が細くなった筒型など種々の変形例が存在する。
また、鍔の形状も角形のみならず、アール面を有するもの、樹脂成形時のゲート部分となる一部が切り欠きとなった変形の鍔部等、胴部（本体部）より突出する種々の変形例が存在する。
すなわち、本発明の光フェルールとは、光ファイバを内蔵する樹脂一体成形の光フェルールを全て含むものである。
また、上述では光コネクタを構成する光フェルール１１として説明したが、光ファイバアレイとして適用することもできる。
さらにまた、各実施例において、クランプ部材は光フェルールの背面から両フェルールを押し圧しているが、光フェルール端面を押す機構を別途設けておき、左右クランプのみの機構を有するものも本発明の範囲に入るものである。
なお、本発明で使用される光ファイバは比較的大径のマルチモード型には限定されず、小径のシングルモードや、偏波保持型光ファイバのような特殊ファイバ、その他各種伝送モードの光ファイバの使用が可能である。
また、溝の断面はＶ形状には限定されない。Ｖ形状は精度出しが容易であるが、多角径溝やアールを有する溝など種々変形例を採用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の光フェルールによれば、少なくとも１心の例えば概ね角形一体物の光フェルールにおいて、左右側面に、接続すべき光フェルール同士を精度よく位置決めするためのＶ溝等の溝を持つ構成としたので、次のような効果を奏する。
▲１▼従来のピン嵌合位置決め方式の光フェルールのようにガイドピン挿通穴の精度が位置決め精度に大きく影響するものと異なり、両光フェルールの溝位置の一致などのフェルール外径精度にて、位置決めの精度が決めることができる。
したがって、フェルール寸法精度が若干低くても位置決め精度を確保し易い。
▲２▼従来のピン嵌合位置決め方式の一体成形光フェルールと比較して金型構造や精度も簡単になり、製造条件の管理も比較的容易になり、例えばマルチモード光ファイバに適用した場合に要求される程度の位置決め精度を確保できる安価な光フェルールを提供することができる。
▲３▼上下２分割形の従来の光フェルールと比べて、一体成形であるから部品点数が少なくなり、そのため上下部材それぞれに光ファイバを挟み込むための溝を精度良く製作するコスト、光ファイバを狭い溝ピッチに落とし込んで上下部材で挟み込む作業コストなどの製作工数が少なく済み、また機械的特性の安定性が向上する。また、従来型では困難であった、光フェルール全体の小型化と均一な品質の光フェルールを樹脂成形により大量安価に製造することが可能となった。
【００２４】
請求項４〜５の板ばねクランプによれば、上記の光フェルールを精度よく位置決めしてクランプすることができ、板ばねクランプ自体を安価に製作できる。
【００２５】
請求項５によれば、板ばねクランプが第１部材と第２部材とに分割されており、断面形状を一様にする必要のある第１部材の形状が単純化されるので、板ばねクランプの製作が容易になる。
【００２６】
請求項６の板ばねクランプによれば、左右の挟持部で、光フェルールの溝に嵌合させた位置決めロッドを弾性的に挟み付けて光フェルール位置決めを行うものであり、位置決め精度の確保がさらに容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光フェルールの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の光フェルール同士を接続するための板ばねクランプの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２の板ばねクランプで光フェルールを接続する要領を説明する図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】板ばねクランプの他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】図５の板ばねクランプで光フェルールを位置決めする要領を説明するもので、図４に対応する断面図である。
【図７】板ばねクランプのさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７の板ばねクランプで光フェルールを位置決めする要領を説明するもので、図４に対応する断面図である。
【図９】本発明の光フェルールのさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の光フェルールのさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】従来の光フェルールを示す斜視図である。
【図１２】他の従来の光フェルールの正面図である。
【符号の説明】
２　鍔部
３　光ファイバ穴
５　光フェルールの端面（接続端面）
１１　光フェルール
１２　Ｖ溝（溝）
１３、２３、３３　板ばねクランプ
１４、１４’、１４”　底板
１５　（光フェルールの）背面
１６　クランプ部
１６ａ　クランプ片
１７　（光フェルールの）側面
１８　位置決め嵌合部
１８ａ　立ち上がり部
１８ｂ　湾曲折返し内向き突部
２４　第１部材
２５　第２部材
３６　位置決めロッド
３８　ロッド挟持部
３８ａ　立ち上がり部
３８ｂ　円弧状凹面部

Claims (6)

1. 整列して貫通する少なくとも１つの光ファイバ穴を有する樹脂一体成形の光フェルールにおいて、
   相向かい合った側面に、接続すべき光フェルール同士を精度よく位置決めするための溝を形成したことを特徴とする光フェルール。
2. 接続端面と反対側に前記光フェルールの胴部より突出した鍔部を持つことを特徴とする請求項１記載の光フェルール。
3. 前記溝が前記鍔部を貫通していることを特徴とする請求項２記載の光フェルール。
4. 請求項１〜３の構造を持つ光フェルール同士を位置決めして接続するための板ばねクランプであって、
   底板部の長手方向両側に、対向させた１対の光フェルールの背面に弾性的に接触して両者をクランプするクランプ部を備え、前記底板部の幅方向両側に、光フェルールの側面の前記溝に左右から嵌合して両者の位置決めをする位置決め嵌合部を備えたことを特徴とする板ばねクランプ。
5. 請求項１〜３の構造を持つ光フェルール同士を位置決めして接続するための板ばねクランプであって、
   底板部の長手方向両側に、対向させた１対の光フェルールの背面に弾性的に接触して両者をクランプするクランプ部を備えた第１部材と、他の底板部の幅方向両側に、光フェルールの側面の前記溝に左右から嵌合して両者の位置決めをする位置決め嵌合部を備えた第２部材とを備えたことを特徴とする板ばねクランプ。
6. 請求項１〜３の構造の光フェルールを有し、これら光フェルールを向かい合わせて両フェルール間に連通する一対の溝に一対の押し圧部材を掛け渡し、前記一対の押し圧部材で前記両光フェルールを挟み込んで位置決めすることを特徴とする光フェルール。

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