JP2005004168A - 光レセプタクル - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の光通信に用いられる光レセプタクルにおいて、剛体スリーブを使用するタイプは剛体スリーブと挿入するプラグフェルールとのクリアランスにより接続する光ファイバー同士の軸ずれ発生により光信号の損失が起こる。また割スリーブを使用するタイプはクリアランスの問題を解決する一方、その弾性特性のために、挿入したプラグフェルールへのモーメント荷重に対し光ファイバーの接続軸が傾倒し、剛体スリーブと同じく損失変動が大きくなる。また過剰な荷重に対して応力限界を越えると破損するといった問題がある。
【解決手段】 光レセプタクル内にて構成される割スリーブのプラグフェルール挿入側の端部外周に、割スリーブの弾性変形による拡開を抑制あるいは制限する構造により、上記問題を解決する事を目的とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シングルモード光ファイバを具備する内蔵フェルールを有し、シングルモード光ファイバをレーザーダイオードなどの素子にコネクタ形式で光学的に接続する用途に最適な光レセプタクルに係り、プラグフェルールのスムーズな挿抜性や挿抜時の光信号の伝達損失再現性に優れ、かつ装着したプラグフェルールに、光軸に対するモーメント力が作用した場合でも光信号の伝達損失の変動が少ないことを特徴とする光レセプタクルに関する。

従来、光レセプタクルでは、剛体スリーブを用いたものや、図５に示すスリーブの軸方向にスリットが形成された割スリーブを用いたものが主流であった。
また、本出願人は先の出願において、図６に示す光レセプタクルを開示した。すなわち、中空筒状で、径方向に弾性伸縮しやすいフェルール挿入用内孔を有する割スリーブと、該内孔の一端（基端）に挿入された内蔵フェルールと、該割スリーブ基端部外周に圧入された把持リングとを具備し、同部の自由な変形を拘束する光レセプタクルである。（特許文献１参照）

特開平１０−３３２９８８号公報

従来の剛体スリーブを用いた光レセプタクルにあっては、挿入されるプラグフェルールの外径寸法と剛体スリーブの内径寸法のギャップとバラツキにより挿入損失変動が大きく、また、割スリーブを用いた光レセプタクルにあっては、プラグフェルールの外径寸法と割スリーブとのギャップがなくなり挿入損失は低いものであるが、割スリーブがフリーな状態のためプラグフェルールを挿抜した場合の繰り返しによる安定性にバラツキがあった。
また、図６に開示したレセプタクルにより、剛体スリーブや割スリーブを用いたレセプタクルの問題が解決され、プラグフェルールを挿入し光学的に接続される際に、信号の伝達ロスを安定的に少なくでき、また、光レセプタクル全体を小型化することができた。
しかしながら、図７に開示したレセプタクルの状態の様に挿入されるプラグフェルール側に長いケーブルがつながれる等の荷重が加わる場合は、プラグフェルール挿入側の割スリーブに負荷がかかり挿入損失が悪化する場合がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プラグフェルールのモーメント荷重に対して低く安定した挿入損失の光レセプタクルを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の光レセプタクルは、中空筒状でプラグフェルール挿入用内孔を有し、該内孔の一端（基端）に内蔵フェルールを挿入された割スリーブを圧入により具備した光レセプタクルにおいて、前記割スリーブの他端側の外周には、前記プラグフェルール挿入され径方向に荷重が加わった際に前記割スリーブが広がらないための拡張防止手段を有していることを特徴とする。
プラグフェルール挿入され径方向に荷重が加わった際に割スリーブが広がらないための拡開（拡張）防止手段を有する構成とすることにより、挿入されたプラグフェルールに倒れ方向への荷重がかかっても挿入損失が低く安定した光レセプタクルを提供できる。

本発明の好ましい態様として、前記拡開防止手段が嵌合リングであることを特徴とする。
具体的には、割スリーブの外周の一部に嵌合する拡開制限剛体リングを装着して局所的に剛体スリーブという手段である。
上記構成とすることにより、発光素子から出射されたレーザビームの内蔵シングルモードファイバー端への高精度入射が可能であり、結合パワー効率が向上することによる光信号の長距離伝送化の効果がある。

本発明の好ましい態様として、割スリーブのプラグフェルール挿入側の端部外周に設けた嵌合リングに光軸方向に１本のスリットを有するものとする。
上記構成とすることにより、割スリーブのバネ係数に加え、嵌合リングのばね係数により、挿入されたプラグフェルールの保持力を部分的に増強する効果がある。但しプラグフェルールを抜去する際にかかる負荷荷重が規定より越えないこととする。

本発明の好ましい態様として、当該リングが光軸方向にズレない構造を有することとする。
上記構成とすることにより、割スリーブとリングの相対位置を一定とし、挿入されたプラグフェルールに掛かる倒れ荷重に対する抑制力を意図した局所部にてに補強する効果がある。

本発明の好ましい態様として、前記拡開防止手段を割スリーブを外包するハウジング内に設けたことを特徴とする。
具体的には、割スリーブを外包するハウジングの内径部に割スリーブの外周の一部を拡開制限するリング状の突起を施すという手段である。
上記構成とすることにより、ハウジングと拡開（拡張）制限リングを一体化でき部品点数を削減する効果がある。

本発明によって、光信号の伝達損失が低く、小型化できまた低コストで実装密度を高くすることができる光レセプタクルが提供できる。

以下、図面を参照しつつ説明する。
図１の光レセプタクルにおいて、円柱状の内蔵フェルール１は中心に穿設された細孔にシングルモード用ファイバを内包し、割スリーブ２の内孔の基端部に把持されている。
割スリーブ２の基端部外周には、割スリーブ２の外径寸法より小さい内径を有する把持リング３が圧入により外挿されている。
把持リング３の圧入による締め付けにより割スリーブ基端部が縮み内蔵フェルールを把持する。
こららの組立体を割スリーブ側からハウジング６に挿入し、把持リング３部分をハウジング６の端部内面に圧入して固定する。
割スリーブ基端部の反対側より、嵌合リング７を割スリーブ外径にはめ込み、リングの抜け止めおよびプラグフェルールの挿入口となるキャップ８をハウジング６に圧入固定して光レセプタクルができあがる。

光レセプタクルの割スリーブ内孔の先端側にはプラグフェルール４が挿入され、プラグフェルール４が内包する光ファイバー５と、内蔵フェルール１の光ファイバー５とが、各々の端面において接触し、光学的に接続される。
尚、内蔵フェルール１の光ファイバー５の反対側には、図示せぬ発光素子や受光素子が配置され、光ファイバー５を介して光ファイバーに光信号をやり取りする。
内蔵フェルール１がシングルモード用ファイバを内包することで発光素子から出射されたレーザビームの内蔵シングルモードファイバー端への高精度入射が可能であり、結合パワー効率が向上することによる光信号の長距離伝送化の効果がある。

ここで、嵌合リングがスリットなしの場合、嵌合リングの内径寸法とプラグフェルールを挿入し拡張した割スリーブの外径寸法との差をａとすると、０＜ａ≦３μｍ大きいこととする。挿入したプラグフェルールに倒れ方向への荷重が掛かる際に、割スリーブの径方向への拡開（拡張）を嵌合リング内径までに制限する。
また嵌合リングがスリットありの場合、嵌合リングの内径寸法とプラグフェルールを挿入した割スリーブの外径寸法との差をｂとすると、０＜ｂ≦５μｍ小さいこととする。スリットなしのタイプと同様に、プラグフェルールに倒れ方向への荷重が掛けられた際に、一部２重構造のバネ弾性効果によりプラグフェルールの倒れに対する抵抗力を補強する。またリングの材質としては金属・セラミック・プラスチックなどを用いる。

把持リングの長さＬ１、内蔵フェルールの外径円筒長さＬ２、嵌合リングの長さＬ３、スリーブの長さＬ４とすると、長さの関係は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ４およびＬ２＋Ｌ３＜４Ｌとなるように設計する。また内蔵フェルールとプラグフェルールとの接合面近傍における割スリーブの外周面が、嵌合リングや把持リングにより拘束されないこととし、嵌合リングおよび割スリーブのプラグフェルール挿入側における端面がほぼ同一面となるよう、ハウジング内周面の形状にて嵌合リングを光学軸方向に拘束し、そのクリアランスが０．５ｍｍ以下となるようにした。
この構造により割スリーブの弾性保持力により、内蔵されたフェルールとプラグフェルールに固定された光ファイバー同士の接続精度を保証し、ハウジング内周部と割スリーブ外周部との隙間に設けた嵌合リングにより、割スリーブ内周面にて弾性拘束されたプラグフェルールに倒れ荷重が加わった際の傾き量を嵌合リングの抑制効果により制限し、上記光ファイバーの接続面の密着を常に確保する特徴を持つ方法である。

図２は嵌合リングの例を示す投影図である。
（ａ）はスリットなし嵌合リングの例であり、（ｂ）はスリット付き嵌合リングの例である。

図３は別の拡開（拡張）防止手段の例を示す図である。
割スリーブにプラグフェルールを挿入後、ハウジングに備えた拡開（拡張）防止ネジを回転させネジの先端を割スリーブの外周に当接させる。この拡開（拡張）防止ネジは割スリーブのスリットに対して直交する略９０°の位置でプラグフェルール挿入側に設けると良い。

図４は別の拡開（拡張）防止手段の例を示す図である。
プラグフェルールを挿入した状態の割スリーブの外径寸法より、数ミクロン大きい内径寸法を拡開（拡張）制限位置に持ち、さらに基端側における把持部の内径寸法を数ミクロン小さめに施したハウジングの内孔部に、内蔵フェルールを挿入した割スリーブを圧入し保持する。この場合、ハウジングと把持リングを一体化することにより、拡開（拡張）制限部の内径中心軸と割スリーブ把持部の内径中心軸との同心度を向上する。

（実施例）
外径寸法が３．２ｍｍ、内径寸法が２．５００ｍｍ長さが８ｍｍの割スリーブに、外径寸法が２．４９９５ｍｍ、損失測定のためシングルモード用ファイバを基端部後方へ延長して内包した長さ３ｍｍの内蔵フェルールを基端側に入れ、内径寸法が３．１９５ｍｍ、外径寸法が４ｍｍ厚みが２ｍｍの把持リングを圧入した。それを内径寸法３．９９５ｍｍのハウジングに圧入し、その反対側の割スリーブ他端側より、外径寸法が３．６ｍｍ、内径寸法が３．２０２ｍｍ、長さが１ｍｍの嵌合リングを挿入し、キャップで封止し実施例とした。

（比較例）
外径寸法が３．２ｍｍ、内径寸法が２．４９２ｍｍ、長さが８ｍｍの割スリーブに、外径寸法が２．４９９５ｍｍ、損失測定のためシングルモード用ファイバを基端部の後方へ延長して内包した長さ３ｍｍの内蔵フェルールを基端側に入れ、内径寸法が３．１９３ｍｍ、外径寸法が６ｍｍ厚みが２ｍｍの把持リングを圧入した。それをハウジングに圧入し比較例とした。

それぞれの光レセプタクルにプラグフェルールを挿入し、次いで、プラグフェルールの挿入側と反対の端部に圧入された金属フランジに１００ｇ、３００ｇ、５００ｇの倒れ方向への荷重を加え、損失を測定した。

表１より、比較例ではプラグフェルールへの倒れ荷重１〜５Ｎに対し、損失が比例的に悪化しているのに対して、本発明の実施例では、プラグフェルールの倒れ抵抗を補強する効果により、約４倍程度の悪化に留まり、損失の影響を効果的に抑制している。挿入損失自体も比較例の約１／２の０．３ｄＢであり、耐荷重性能がよいことがわかる。

本発明の光レセプタクルの構造を示す側面断面図である。 本発明の光レセプタクルの嵌合リングの例を示す投影図。 本発明の別な拡開防止例を示す図。 本発明の別な拡開防止例を示す図。 従来の割スリーブのみを使用した光レセプタクルの構造を示す側面断面図である。 従来の割スリーブのみを使用した光レセプタクルの構造を示す側面断面図である。 挿入したプラグフェルールに倒れ荷重を掛けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１…内蔵フェルール
２…半割スリーブ
３…把持リング、
４…プラグフェルール
５…ファイバー
６…ハウジング
７…嵌合リング
8…キャップ
９…拡開（拡張）防止ネジ

Claims (5)

1. 中空筒状でプラグフェルール挿入用内孔を有し、該内孔の一端（基端）に内蔵フェルールを挿入された割スリーブを圧入により具備した光レセプタクルにおいて、
   前記割スリーブの他端側の外周には、前記プラグフェルール挿入され径方向に荷重が加わった際に前記割スリーブが広がらないための拡開防止手段を有していることを特徴とする光レセプタクル。
2. 前記拡開防止手段が嵌合リングであることを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
3. 前記嵌合リングがスリットを有することを特徴とする請求項２に記載の光レセプタクル。
4. 前記嵌合リングが光軸方向にズレない手段を有することを特徴とする請求項２または３に記載の光レセプタクル。
5. 前記拡開防止手段を割スリーブを外包するハウジング内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の光レセプタクル。
   

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