JP2004258191A

JP2004258191A - 光ファイバ接続装置

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Publication number: JP2004258191A
Application number: JP2003047483A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Yoshida; 光宏吉田
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】光ファイバを確実に接続し、かつ、接続のための部品点数を可能な限り少なくし、さらに、接続のための作業時間も迅速に行えるような接続装置を提供すること。
【解決手段】接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成し、この差込口３から先端の研磨された光ファイバ３２をそれぞれ差し込み、相互の先端を突き合わせた後、差込口３の隙間の部分に固着材４を充填して固着する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ同士を簡単な部品により確実に突き合わせて接続するようにした光ファイバ接続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ同士を接続するには、図５に示すように、直径０．１２５ｍｍの２本の光ファイバ３２、３２をそれぞれ２個の管状部品（以下、フェルールという）１１、１１の貫通孔１２に差し込み、これらのフェルール１１、１１を整列部３３に差し込み、２本の光ファイバ３２、３２の先端を突き合わせて保持するようにしたコネクタが用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、複数本の光ファイバ同士を接続する場合において、図６に示すように、２つの嵌合用孔４０を有する一方のフェルール１１をソケットとし、また、２つの嵌合用孔４０に嵌合ピン４２を一部突出させて固定的に取り付けた他方のフェルール１１をプラグとすることで、２つのフェルール１１、１１を整列部３３を用いること無く接合するようにしたコネクタが用いられていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−５３０３１号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の図５に示すような２本の光ファイバ３２、３２を接続するのに、２個のフェルール１１、１１を整列部３３に差し込み保持するようにしたコネクタを用いる方法による場合も、また、図６に示すように、一方のフェルール１１をソケットとし、他方のフェルール１１をプラグとするようにしたコネクタを用いル方法による場合も、いずれも光ファイバ３２同士の位置合わせが不正確になったり、突き合わせが不十分になったりすること、部品点数が多いこと、部品の加工時間とコストがかかること、さらに、光ファイバの接続のための作業時間がかかることなどの問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、光ファイバを接続するのための部品点数を可能な限り少なくし、かつ、接続のための作業時間も迅速に行えるような接続装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成したことを特徴とする光ファイバ接続装置である。
【０００８】
このように構成された接続用アダプタ１において、この接続用アダプタ１の両端の差込口３から先端の研磨された光ファイバ３２をそれぞれ差し込み、相互の先端を突き合せる。２本の光ファイバ３２を突き合わせた状態で、差込口３の隙間の部分に固着材４を充填して固着する。前記固着材４は、合成樹脂接着剤や半田を用いることができる。また、光ファイバ３２が差込口３の固着部分で折曲することで光の伝達に損失が生じるおそれがある場合には、固着材４を柔軟性を有するものとすることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明による光ファイバ接続装置の実施例を図１乃至図４に基づき説明する。
第１実施例（図１）
図１（ａ）において、接続用アダプタ１は、金属、プラスチック、セラミックなどのパイプからなる接続用アダプタ１である。この接続用アダプタ１には、中心に光ファイバ３２の差し込まれる接続孔２が穿設されている。前記光ファイバ３２は、通常、直径が０．１２５ｍｍであるから、接続孔２は、がたつきなく、しかも、容易に差し込まれる直径とする。この接続用アダプタ１は、光ファイバ３２の直径にもよるが、０．１２５ｍｍである場合には、例えば、直径が１．２５〜２．５０ｍｍで、長さが１０．０〜５０．０ｍｍ程度とする。
前記接続孔２の両端部には、光ファイバ３２の挿入の案内、接着剤の充填隙間、光ファイバの折曲防止のため、内部の接続孔２から開口端側に向かって連続して滑らかにラッパ状に全周囲に拡開した差込口３が形成されている。
【００１０】
このように構成された接続用アダプタ１において、この接続用アダプタ１の両端の差込口３から先端の研磨された光ファイバ３２をそれぞれ差し込み、相互の先端を突き合せる。挿入に先駆けての光ファイバ３２の先端の研磨方法は、先端を丸くする方法、垂直に切断する方法、斜めにカットする方法など任意である。また、２本の光ファイバ３２が突き合わされる位置は、必ずしも接続用アダプタ１の正確な中間点である必要はない。２本の光ファイバ３２を突き合わせた状態で、差込口３の隙間の部分に固着材４を充填して固着する。前記固着材４は、エポキシ樹脂などの合成樹脂接着剤であれば、接続用アダプタ１が金属、プラスチック、セラミックなどの材料の如何に拘わらず用いることができる。また、固着材４として半田を用いることもできる。この場合、光ファイバ３２の表面に金などのメッキを施す。接続用アダプタ１が金属以外のプラスチック、セラミックなどである場合にも、少なくとも差込口３の部分に金などをメッキすることが好ましい。また、光ファイバ３２が差込口３の固着部分で折曲することで光の伝達に損失が生じるおそれがある場合には、固着材４を柔軟性を有するものとし、極端な折曲を防止することもできる。ただし、光ファイバ３２の突き合わせ部分が離れることの無いように確実に固着することが必要である。
【００１１】
第２実施例（図２）
図２（ａ）（ｂ）において、この例では、接続用アダプタ１に複数本の接続孔２が穿設されている場合を示している。これらの接続孔２の配置は、中心点とその外周としたが、これに限られるものではなく、円形、直角、三角、直線など任意である。また、接続用アダプタ１の外形は、円形である必要はなく、四角、三角、楕円など任意である。
また、図１と同様、前記接続孔２の両端部には、接続孔２から滑らかに湾曲して全周囲にラッパ状に広がった差込口３が形成されており、それぞれの接続孔２に、２本ずつの光ファイバ３２を突き合わせた状態で、差込口３の隙間の部分に固着材４を充填して固着する。
【００１２】
第３実施例（図３）
光ファイバ３２が接続用アダプタ１の両端の固着部分で折曲することで光の伝達に損失が生じるおそれがある場合には、図３に示すように、接続用アダプタ１の両端にブーツ５を連結することができる。このブーツ５は、一端部が接続用アダプタ１の外径よりやや大きな径で、他端部に行くに従い光ファイバ３２よりやや大きな径となるように小径となり、前記一端部には、接続用アダプタ１に嵌合する嵌合凹部７が形成され、中心には、光ファイバ３２を差し込む挿入孔８が穿設され、外周囲には、所定間隔で大きな曲率で湾曲させるための湾曲用溝６が形成されている。
【００１３】
このような構成において、ブーツ５の挿入孔８に多端部の小径側から光ファイバ３２を差し込み、一端部側から光ファイバ３２の先端を突出させ、嵌合凹部７の内部に固着材４を充填して、この固着材４が固まらないうちに接続用アダプタ１の接続孔２に光ファイバ３２を差し込む。すると、嵌合凹部７内の固着材４が差込口３に圧入して接続用アダプタ１と光ファイバ３２とブーツ５が一体に固着される。接続用アダプタ１の他方端側からも同様にしてブーツ５に光ファイバ３２を差し込み固着する。このとき、接続用アダプタ１の内部で光ファイバ３２の先端部同士が確実に突き合わせられていることが必要であり、そのためには、ブーツ５の挿入孔８内で光ファイバ３２がやや動く程度であることが望ましい。
なお、図３に示した実施例では、１本の光ファイバ３２を接続する接続用アダプタ１の両端にブーツ５を連結したが、図２に示すような２本以上の光ファイバ３２を接続する接続用アダプタ１の両端にブーツ５を連結するようにしてもよい。
【００１４】
次に、前記接続用アダプタ１の製造方法を図４に基づき説明する。
図４（ａ）において、十分長いパイプであって、中心に接続孔２が穿設された電鋳物３０が用意される。前記光ファイバ３２は、通常、直径が０．１２５ｍｍであるから、接続孔２は、がたつきなく、しかも、容易に差し込まれる直径とする。この接続用アダプタ１は、光ファイバ３２の直径にもよるが、０．１２５ｍｍである場合には、例えば、直径が１．２５〜２．５０ｍｍである。この電鋳物３０は、長さｄが１０．０〜５０．０ｍｍ程度に切断される。
図４（ｂ）に示すように、切断された電鋳物３０の接続孔２の両端部には、内部の接続孔２から滑らかに湾曲して全周囲にラッパ状に広がるように差込口３が形成され、接続用アダプタ１となる。
【００１５】
図４（ａ）では、１本の接続孔２だけを穿設したが、図４（ｃ）に示すように、複数本の光ファイバ３２の接続に対応できるように、複数本の接続孔２を穿設して所定の長さに切断し、その後、両端に差込口３を形成するようにしても良い。
【００１６】
図４（ａ）に示した電鋳物３０は、従来より公知の図７に示す電鋳装置１０によって形成することができる（再公表００／０３１５７４号公報）。
この電鋳装置１０により電鋳物３０を形成する方法を詳しく説明する。
電鋳装置１０は、電鋳浴２６と、この電鋳浴２６の中に充填された電鋳液１３と、電鋳浴２６内に配置された陽極１４及び陰極１８とを備える。前記陽極１４は、電鋳浴２６の底部に設置されたベース３４上に、陰極１８の電極線材１９を取り巻くように４本設けられている。この陰極１８は、支持治具１５上に設けられており、支持治具１５の上下端部間に張られた電極線材１９に電気的に接続されている。ベース３４上には、撹拌用の空気ノズル１６が電極線材１９の外周方向に９０度の間隔で設けられている。
【００１７】
電鋳液１３は、電極線材１９の周囲に電鋳しようとする金属の材質に応じて決定される。
前記陽極１４は、電鋳しようとする金属に応じて選択され、ニッケル、鉄、銅、コバルトなどから選定され、板状、球状のものを適宜使用することができる。球状の電極を使用する場合は、例えば、チタン製のバスケットに入れ、ポリエステル製の布袋で覆って使用する。
【００１８】
前記空気ノズル１６は、その孔から少量のエアーを吹き出して電鋳液１３を攪拌する。ただし、電鋳液１３の攪拌はエアーによるものに限定されず、他にプロペラ、超音波、超振動などの手法を採用できる。
【００１９】
電極線材１９は、鉄またはその合金、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金などの金属線からなるもの、この金属線の上に薄いハンダメッキをしたもの、ポリアミド樹脂、ポリエステル、四フッ化エチレン樹脂などのプラスチック線からなるものなど適宜選択使用される。このうちプラスチック線の場合は、表面に導電性の付与のためニッケル、銀などの無電解メッキが必要となる。電極線材１９は、電鋳で得られるフェルール１１の内径を決定することになるので、線の太さ、真円度及び直線性において高精度のものが要求される。電極線材１９は、ダイスによる押し出しや伸線による方法、センタレス加工などにより太さと真円度と、直線性の調整を実施することができる。現時点では、直径１２５μｍのステンレス線の場合には、例えば、±０．５μｍ程度の誤差範囲のステンレス線材製品が入手可能である。
【００２０】
上記のような構成において、電鋳装置１０を用いて電鋳物３０を電鋳により形成する操作を説明する。
電鋳浴２６に、電鋳液１３を充填した後、４〜２０Ａ／ｄｍ^２程度の電流密度になるように陽極１４及び陰極１８間にＤＣ電圧を印加する。この電流密度でほぼ１日間電鋳することにより電極線材１９の周囲に直径３ｍｍの太さの電着物３０を成長させることができる。電鋳の終了後、支持治具１５を電鋳浴２６から取り出して、電極線材１９を支持治具１５から取り外す。取り外す方法として、電着物３０から引き抜く方法、押し出す方法、加熱した酸またはアルカリ水溶液によって溶かす方法などがある。
得られた電鋳物３０は、所定の長さに、例えば、薄刃カッターを用いて切断し、かつ、差込口３を形成することにより接続用アダプタ１となる。差込口３を形成するには、例えば、ＮＣ機械加工で切削する。
【００２１】
図８は、図４（ｃ）に示した複数本の接続孔２を有する電鋳物３０を形成するための電鋳装置１０を示すもので、この装置は、本発明の出願人が先に提案した通電する電極線材と、通電しないダミー線材とを混在して電鋳液の中に配置して多芯タイプのフェルールを製造する技術を応用したものである。
図８に基づきさらに詳しく説明する。
支持治具３５は、電気絶縁材料からなる上板２０と下板２１が金属又はプラスチックからなる４本の支柱２２を介してネジで連結されて構成されている。これらの上板２０と下板２１との間の上下２か所に補助部材２７が設けられ、これらの補助部材２７には、それぞれその中央部３か所に細孔２９の穿孔された線保持部材２８が埋設されている。
【００２２】
前記上板２０の中央の１本のネジ２３ａと、その周りの複数本のネジ３７ａとが互いに電気的に絶縁されて上板２０を貫通して設けられている。これらのうち中央のネジ２３ａの上板２０の下面まで貫通突出した下端部には、バネ１７の一端１７ａが固定されている。また、前記中央のネジ２３ａの上端部が陰極１８としてマイナス電源に接続される。
前記ネジ２３ａの周りの複数本のネジ３７ａの上板２０の下面まで貫通突出した下端部にも、それぞれバネ１７の一端１７ａが固定されている。
前記下板２１の中央の１本のネジ２３ｂと、その周りの複数本のねじ３７ｂとが互いに電気的に絶縁されて下板２１を貫通して設けられている。これらの中央のネジ２３ｂとその周りのねじ３７ｂの上板２０の上面まで貫通突出した上端部には、それぞれクリップ２５が固定されている。また、下板２１には、空気ノズル１６を嵌合するための円孔２４が４か所に穿設されている。
【００２３】
中央のバネ１７の下端には、前記電極線材１９の上端が引掛けられ、この電極線材１９を引っ張ってバネ１７を伸ばしながら電極線材１９の下端は、中央のクリップ２５で把持される。その他のバネ１７の下端には、前記ダミー線材３６の上端が引掛けられ、このダミー線材３６を引っ張ってバネ１７を伸ばしながらダミー線材３６の下端は、その他のクリップ２５で把持される。
ここで、ダミー線材３６は、鉄またはその合金、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金などの金属線、及び、ポリアミド樹脂、ポリエステル、四フッ化エチレン樹脂などのプラスチック線など適宜選択使用できる。金属線の場合には、フッ素コーティングや酸化膜のような絶縁膜を設けるようにすることで、電気的に絶縁性を持たせるとともに、電鋳後に抜きやすくすることができる。しかし、ダミー線材３６は、電極線材１９の影響を受けないよう、できれば絶縁性を持った材料であることがより望ましい。
このように、本発明は、陰極として通電した電極線材１９の周りにこの電極線材１９と平行に、ダミー線材３６を設けた点に特徴を持っているものである。
【００２４】
このような装置において、支持治具３５に、電極線材１９と、その両側に所定の間隔を持ってダミー線材３６を固定する。電極線材１９とダミー線材３６は、ともに挿入される光ファイバ３２と同径サイズのものが使用される。
電鋳装置１０で電鋳をし始めると、電極線材１９の周りに同心円状に徐々に電着物３０が付着していく。電着物３０の付着成長が進んでくると、ダミー線材３６が徐々に電着物３０に覆われ始める。さらに電着物３０が付着すると、ダミー線材３６は完全に覆われてしまう。ここまでの電着物３０の成長は、通電する電極線材１９が１本なので、その電極線材１９を中心に常に同心円状に電着物３０が成長する。その後、目的の太さに成長するまで電鋳を続け、所定の太さになったら終了する。この電鋳終了後、電極線材１９とダミー線材３６を従来公知の方法で共に引き抜き、押し出し、溶解などによって取り除くことで、複数本の接続孔２を持った電鋳物３０が形成される。
この電鋳物３０を所定の長さに切断し、両端に差込口３を形成して図４（ｃ）に示す接続用アダプタ１となることは、前述した通りである。
【００２５】
前記実施例では、接続用アダプタ１を貫通する接続孔２を直線的に穿設したが、これに限られるものではなく、使用目的に応じて、湾曲して光ファイバ３２を突き合わせたり、屈曲して光ファイバ３２を突き合わせたりして貫通するものであっても良い。また、３本以上の光ファイバ３２を内部で突き合わせるものであっても良い。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成したので、光ファイバ３２同士の位置合わせが極めて正確で、また、部品点数が少なくなり、部品の加工時間がかからず安価になり、さらに、光ファイバの能率的な接続作業が可能となる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、接続孔２の端部に、光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成し、この差込口３を内部の接続孔２から開口端側に向かって連続して滑らかにラッパ状に全周囲に拡開したので、光ファイバ３２の差込み作業が簡単になり、固着材４の充填により確実に固着でき、さらに、光ファイバ３２の極端な折曲を防止することができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、接続用アダプタ１の両端に、固着部分で光ファイバ３２が屈折するのを防止するためのブーツ５を連結したので、硬質の接続用アダプタ１と湾曲し易い光ファイバ３２との結合部分での極端な折曲を無くし、光ファイバの光損失を防止するとともに、折曲などの損傷を防止することができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、ブーツ５は、一端部が接続用アダプタ１の外径より大きな径で、かつ、接続用アダプタ１を嵌合する嵌合凹部７を有し、一端部から他端部に向かって光ファイバ３２よりやや大きな径となるように次第に小径となり、内部に光ファイバ３２を差し込む挿入孔８を貫通して穿設し、外周囲に所定間隔で湾曲用溝６を形成したので、光ファイバは光損失の無い大きな曲率で湾曲し、光ファイバの接続部分での損傷をより確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１本の接続孔２を形成した本発明による光ファイバ接続装置の第１実施例を示したもので、（ａ）は、光ファイバ３２を差し込む前の断面図、（ｂ）は、光ファイバ３２を差し込み固着した後の断面図である。
【図２】複数本の接続孔２を形成した本発明による光ファイバ接続装置の第２実施例を示したもので、（ａ）は、光ファイバ３２を差し込み固着した後の断面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図３】接続用アダプタ１の両端にブーツ５を連結した本発明による光ファイバ接続装置の断面図である。
【図４】本発明による光ファイバ接続装置の製造過程の説明図で、（ａ）は、電鋳物３０の正面、（ｂ）は、（ａ）により形成した電鋳物３０を切断し、差込口３を形成した接続用アダプタ１の断面図、（ｃ）は、複数本の接続孔２を形成した接続用アダプタ１の断面図である。
【図５】光ファイバを挿入したフェルールを整列部３３で接合する様子を示した従来のコネクタの断面図である。
【図６】複数本の光ファイバ３２を接続する場合であって、ソケットとプラグとからなるコネクタで接続する従来例を示す断面図である。
【図７】従来の電鋳装置の説明図である。
【図８】本出願人が先に提案した複数本の光ファイバ３２を同時に接続するためのフェルールを製造する電鋳装置における支持治具を示した正面図である。
【符号の説明】
１…接続用アダプタ、２…接続孔、３…差込口、４…固着材、５…ブーツ、６…湾曲用溝、７…嵌合凹部、８…挿入孔、１０…電鋳装置、１３…電鋳液、１４…陽極、１５…支持治具、１６…空気ノズル、１７…バネ、１８…陰極、１９…電極線材、２０…上板、２１…下板、２２…支柱、２３…ネジ、２４…円孔、２５…クリップ、２６…電鋳浴、２７…補助部材、２８…線保持部材、２９…細孔、３０…電着物、３２…光ファイバ、３３…整列部、３４…ベース、３５…支持治具、３６…ダミー線材、３７…ネジ。

Claims

接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成したことを特徴とする光ファイバ接続装置。
接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成し、この差込口３を内部の接続孔２から開口端側に向かって連続して滑らかにラッパ状に全周囲に拡開したことを特徴とする光ファイバ接続装置。
接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成し、前記接続用アダプタ１の両端に、固着部分で光ファイバ３２が屈折するのを防止するためのブーツ５を連結したことを特徴とする光ファイバ接続装置。
接続用アダプタ１の内部に、少なくとも両端部からそれぞれ光ファイバ３２を差し込むための接続孔２を貫通して形成し、この接続孔２の端部に、前記光ファイバ３２の差込みの案内と固着材４を充填して固着するための拡開した差込口３を形成し、前記接続用アダプタ１の両端に、固着部分で光ファイバ３２が屈折するのを防止するためのブーツ５を連結し、このブーツ５は、一端部が接続用アダプタ１の外径より大きな径で、かつ、接続用アダプタ１を嵌合する嵌合凹部７を有し、一端部から他端部に向かって光ファイバ３２よりやや大きな径となるように次第に小径となし、内部に光ファイバ３２を差し込む挿入孔８を貫通して穿設し、外周囲に所定間隔で湾曲用溝６を形成したことを特徴とする光ファイバ接続装置。