JP2005010420A - フェルールとその製造方法ならびにそれを用いた光ファイバの接続方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】接続する光ファイバの端面同士を高精度に接合させる。
【解決手段】光ファイバ３５を挿入するスリーブ３２と該スリーブ３２の上面に穴３１ａとを有するフェルール３１の両端に、被覆を除去してなる光ファイバ心線３５ｃの側面に接着剤を塗布した状態で挿入し、穴３１ａから該光ファイバ３５の端面を見て調整する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの接続技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信は、インターネットの利用者の増加や多種多様なサービスの拡大によって、より高速化した、且つ大容量化した通信技術が必要とされている。しかし、従来の光ファイバを利用した光通信速度およびその通信容量が限界にいたることは既に予想されている。そのため、より高速化した、且つ大容量化した通信技術を有する新たな光ファイバが開発されている。最近は、光ファイバの端面に様々な穴形態を施した穴付き光ファイバが開発されている（例えば、非特許文献１を参照）。このような光ファイバは、光関係の機器や通信機器に使用されている。
【０００３】
しかし、光ファイバ同士を高精度に接続する必要がある中継系や加入者系の光通通信網には、使用されていない。
よって、このような穴付き光ファイバ同士を高精度に接続するため、この光ファイバの研究開発や実用化において、新たな接続技術の開発やその技術の簡易性、経済性、信頼性に十分な配慮がなされたものでなければならない。そのうえ、研磨技術、寸法精度、接続損失、信頼性、経済性、操作性において、従来の光ファイバの接続技術よりも向上させることが必要である。
【０００４】
上記接続技術には、２種類の技術がある。一つは、融着機の放電時に発生する熱を利用して、光ファイバ心線を直接溶かして接続する融着技術である。他の技術は、フェルールを取り付けた該光ファイバ心線の端面を研磨機により研磨し、研磨したフェルール同士をハウジングにより接合させるコネクタ組み立て技術（例えば、非特許文献２および非特許文献３を参照）である。このハウジングは、メカニカルコネクタ、例えばＭＴコネクタがある。
【０００５】
これらの接続技術は穴無し光ファイバを対象として開発されてきた。
上記融着技術を穴付き光ファイバの接続に適用した場合には、接続時に穴付き光ファイバの穴が潰れてしまい、接続損失が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
上記コネクタ組み立て技術を穴付き光ファイバの接続に適用した場合、研磨作業時において穴付き光ファイバの穴内に研磨により生成される光ファイバ屑や研磨材などの異物が入り込んでしまい、超音波洗浄を用いても取り除くことができず、光通信特性を低減してしまうという問題がある。
【０００７】
しかし、コネクタを光ファイバに接続しても、コネクタ同士の接続には、コネクタの嵌合ピンによるクリアランスが必要となり誤差が生じ、高精度接続が困難である。
即ち、一体構造ではないため、長期間使用し続けると、安定した接合と外力に対する影響が比較的大きくなるおそれがある。そのうえ、フェルールの劣化による変形で接合面のずれも大きくなるおそれがある。さらに、ハウジング時の部品数が多くなると共に、より複雑な形状になるため、接続作業時間がかかり、経済性も悪くなる。
【０００８】
つまり、従来の光ファイバ接続技術である融着技術およびコネクタ組み立て技術を、そのまま穴付き光ファイバに適用することができない。
【０００９】
【非特許文献１】
長谷川健美著、「ホーリーファイバーの展望」、雑誌「Ｏ ｐｌｕｓｅＥ」、ｖｏｌ．１２３、Ｎｏ．９、２００１年９月、ｐ．１０６７〜１０７１
【非特許文献２】
石原廣司監修、「光ファイバ技術２００のポイント」、電気通信協会、１９９７年３月２０日、ｐ．２５８
【非特許文献３】
西村憲一、白川英俊編著、「やさしい光ファイバ通信」、電気通信協会、１９９２年１月２０日、ｐ．８１〜８２
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、従来の光ファイバの接続技術をそのまま利用すると、光ファイバの穴の中に異物が浸入してしまい、光信号の異常、減衰、遮断に繋がる可能性が大きくなってしまうおそれがある。また、穴付き光ファイバの端面の穴同士を正確に一致させて接続する技術は、全く存在しなかった。
さらに、従来のコネクタは、接続のときにクリアランス（コネクタと光ファイバとの間の隙間）を２、３μｍ程度必要とするため、コア部に相当する光信号を伝送する径が半分程度になっている穴付き光ファイバでは接続損失が大きくなってしまうおそれがある。
【００１１】
また、コネクタ接続方法において、フェルール同士を接合させて長期間使用すると、フェルールが変形して接続損失が２倍以上になるおそれがある。そして、従来のコネクタは、フェルール自体の構造も複雑である。光ファイバとフェルールとの結合に接着剤が使用される。この接着剤の結合力は、この接着剤の劣化と、主剤と硬化剤の混ぜ具合とに依存している。
以上、上述したような従来の接続方法では、穴付き光ファイバの接続技術に適用することが殆ど不可能である。
【００１２】
そこで、穴付き光ファイバの接続を実現するために、解決されなければならない課題は、以下の通りである。
▲１▼長期間に亘ってフェルールを使用しても、該フェルールの劣化による寸法精度の影響をできるだけ小さくする。
▲２▼長時間使用しても接合状態は、１つの要因で大きく左右されないような構成にする。
▲３▼接続部品数を少なくして、安価で信頼性があり、専門的な作業及び操作を必要としない。
▲４▼接続作業が失敗しても損害が少なく、やり直し作業が可能である。
▲５▼将来考えられる光通信方式の変更、および大容量通信への応用拡大を見込める。
▲６▼この接続技術の開発に新たに開発しなければならない技術が存在しない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、円筒フェルールを用いた接続法とフェルールの製作とその特徴、応用範囲、応用拡大、接続技術の研究開発で得られた技術、現在の光ファイバ製造技術の応用でより効果的な接続技術の確立、安価で多量生産の可能性、実用化、信頼性への配慮を十分に取り入れて課題の解決に当たった。
【００１４】
前述した課題を解決する第１の発明に係るフェルールは、光ファイバを挿入するスリーブの長手方向全長に亘ってスリットまたは該スリーブの内面の長手方向全長に亘って凹部を設けてなることを特徴とする。
【００１５】
また、第２の発明に係るフェルールは、光ファイバを挿入するスリーブに内外面を貫通する貫通穴を設けてなることを特徴とする。
【００１６】
また、第３の発明に係るフェルールは、第１の発明または第２の発明に記載のフェルールを穴付き光ファイバ同士の接続に適用したことを特徴とする。
【００１７】
また、第４の発明に係るフェルールの製造方法は、フェルールを製造する製造方法であって、中心に空洞を有する円筒状の母材の内壁面に該母材の長手方向の全長に亘って切り欠きを形成した後、線引きすることを特徴とする。
【００１８】
また、第５の発明に係るフェルールの製造方法は、上金型部材と下金型部材とが形成するキャビティ内に円柱状部材を配設し、前記上金型部材と前記下金型部材とを密着させて加熱した後、前記キャビティ内に前記フェルールの母材を投入し、前記上金型部材と前記下金型部材とを冷却した後、前記円柱状部材を取り除いてフェルールを得ることを特徴とする。
【００１９】
また、第６の発明に係るフェルールの製造方法は、上金型部材と下金型部材とが形成するキャビティ内に複数の円柱状部材を該円柱状部材の側面が隣接するように配設し、前記上金型部材と前記下金型部材とを密着させて加熱した後、前記キャビティ内に前記フェルールの母材を投入し、前記上金型部材と前記下金型部材とを冷却した後、前記円柱部材を取り除いてフェルールを得ることを特徴とする。
【００２０】
また、第７の発明に係るフェルールの製造方法は、上金型部材と下金型部材とが形成する円柱状キャビティ内に複数の円柱状部材を該キャビティの同心円上に配設し、前記上金型部材と前記下金型部材とを密着させて加熱した後、前記キャビティ内に前記フェルールの母材を投入し、前記上金型部材と前記下金型部材とを冷却した後、前記円柱部材を取り除いてフェルールを得ることを特徴とする。
【００２１】
また、第８の発明に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法は、第１の発明乃至第３の発明に記載のフェルールを用い、光ファイバの被覆を除去してなる光ファイバ心線の側面に無定形物質を塗布し、前記フェルールの両端から前記光ファイバ心線をそれぞれ挿入して、前記光ファイバの端面同士を接合させると共に、前記無定形物質により前記スリーブの内周面と前記光ファイバ心線の側面とを密着させることを特徴とする。
【００２２】
また、第９の発明に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法は、スリットまたは貫通穴を有するフェルールの両端から位置決め穴を有する光ファイバをそれぞれ挿入し、前記スリットまたは貫通穴を通して前記光ファイバの位置決め穴同士を一致させることにより前記光ファイバの端面同士を位置決めすることを特徴とする。
【００２３】
また、第１０の発明に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法は、第９の発明において、前記位置決め穴を有する光ファイバが光信号を通す複数の空孔を有する穴付き光ファイバであることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係るフェルールおよびその製造方法ならびにそれを用いた光ファイバの接続方法について、以下に説明する。
【００２５】
光ファイバ同士を接続する技術は、フェルールの形状として、円筒状フェルールと、角型フェルールとがある。
この円筒状フェルールは、現在の穴付き光ファイバの製造技術である線引き法を応用することにより製造することができる。つまり、フェルール相似形の母材を線引きし、形成された長尺のスリーブを使用目的に合わせて切断する。そのまま使用したり、多少機械加工を加えて使用したりすることができる。また、角型フェルールは、現在のプラスチック製造技術である金型加工を応用することにより製造することができる。つまり、フェルールに合せた金型を使用することにより製造することができる。
本発明のフェルールは、従来のフェルールとは異なり、構造が簡単であり、光ファイバの端面を接合する箇所が一体と成っている。
【００２６】
このような光ファイバ接続方法では、穴付き光ファイバ心線を超精密に合せて、長期間に亘って安定した接続を可能にするために、フェルールのクリアランスを極限にまで小さくした。そして、光ファイバ同士が接合した状態を維持するために、フェルール内を低圧や真空状態にする方法を採用した。また、穴付き光ファイバの位置を正確に合わせることができる簡単で著しく安価な手法を駆使している。
なお、穴なし光ファイバにもそのまま応用することができる。
【００２７】
本発明では、円筒状フェルールを用いた光ファイバの接続方法と、フェルールの製造方法と、その特徴、応用範囲、応用拡大、接続技術の研究開発で得られた技術、現在の光ファイバ製造技術の応用でより効果的な接続技術の確立、安価で大量生産の可能性、実用化、信頼性への配慮を十分に取り入れて課題の解決に当たり、以下に示す多くの問題点を全て解決した。
【００２８】
▲１▼研磨時の異物を穴付き光ファイバの穴内に浸入させないようにした。異物が浸入しても完全に排除できるようにした。
▲２▼クリアランスを極力小さくして、円筒状フェルール構造で一体型になるようにした。
▲３▼一体構造で長期期間のフェルールの劣化による寸法精度の影響をできるだけ小さくするようにした。
▲４▼長時間の使用で接合状態が、１つの要因で大きく左右されない様に、真空または接着剤を使用して密閉構造になるようにした。
▲５▼接続部品を少なくして、安価で信頼性があり、専門的な技術、操作を必要としないようにした。
▲６▼作業の失敗による損害が少なく、やり直し作業が容易であるようにした。
▲７▼将来考えられる光通信方式の変更、大容量通信に応用拡大が見込める。
▲８▼この接続技術の開発において新たに開発しなければならない技術が存在しない。
つまり、既に開発された技術の応用、特許出願済みの技術、独自に開発して確認された技術の総合的な利用で達成するようにした。
【００２９】
［フェルール］
以下に、本発明に係るフェルールについて、３つの実施形態を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るフェルールを示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその端面図である。図２は、本発明の他の実施形態に係るフェルールを示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその端面図である。図３は、本発明の更に他の実施形態に係るフェルールを示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその端面面図、（Ｃ）はその側面図である。
【００３０】
光ファイバのフェルール（以下、フェルールと略す）は、図１に示すように、光ファイバを挿入するスリーブ２の内周面に、長手方向の全長に亘って該フェルール１の外周面に向かって凹んでいる凹部１ａを有する形状である。凹部１ａを設けたことにより、光ファイバをフェルール１の両端に挿入するときに、フェルール１内の空気を排出することができる。なお、線引き法によりフェルール１を製造する場合には、この凹部１ａをフェルール１のプリフォーム（母材）に設けても良く、光ファイバの挿入や接合精度には全く影響がない。
【００３１】
この空気を逃がす凹部１ａの代わりに、図２に示すように、スリーブ２２の長手方向の全長に亘ってスリット２１ａを設けても良い。スリット２１ａを設けたことにより、光ファイバをフェルール２１の両端に挿入するときに、フェルール２１内の空気を排出することができる。
【００３２】
また、この空気を逃がす凹部１ａおよびスリット２１ａの代わりに、図３に示すように、フェルール３１の略中央部にスリーブ３２の内周面と外周面とを貫通する貫通穴３１ａを設けても良い。貫通穴３１ａを設けたことにより、光ファイバをフェルール３１の両端に挿入するときに、フェルール３１内の空気を排出したり、光ファイバ同士が接合する端面を顕微鏡で直視したりすることができる。なお、この貫通穴３１ａの寸法精度は必要とされない。
【００３３】
フェルール１によれば、フェルール１に光ファイバを挿入するときに、フェルール１の中の空気を排出する凹部１ａを設けたことにより、容易にフェルール１の中に光ファイバを挿入することができるようになる。また、フェルール２１によれば、フェルール１と同様に、スリット２１ａを設けたことにより、容易にフェルール２１の中に光ファイバを挿入することができるようになる。また、フェルール３１によれば、フェルール１と同様に、貫通穴３１ａを設けたことにより、容易にフェルール３１の両端から光ファイバを挿入することができるようになる。
これらフェルール１、２１、３１の両端部には、穴付き光ファイバ心線を挿入しやすいように、開口端を広げたテーパ部を設けても良い。
【００３４】
［線引き法によるフェルールの製造］
以下に、本発明に係るフェルールの製造方法の一実施形態である線引き法について説明する。
なお、従来の穴付き光ファイバの製造技術をそのまま利用することができる。
最初に図１乃至図３に示すようなフェルール１、２１、３１の約１０００倍に当たる相似形の母材を製作する。次に、線引き装置により、前記母材を設計寸法通り線引きする。続いて、線引きしたフェルールを所定の長さに切断する。なお、フェルール３１が有する貫通穴３１ａの加工作業は、この切断作業終了後に行われる。
【００３５】
［フェルールを用いた穴付き光ファイバの接続］
以下に、本発明の図３に示したフェルールを用いた穴付き光ファイバ（以下、光ファイバと略す）の接続手順について説明する。
図４（Ａ）〜（Ｅ）は、光ファイバの接続方法を示す工程図である。
【００３６】
最初に、接続すべき対の光ファイバ３５、３８の端部の被覆３５ｂ、３８ｂを除去して、光ファイバ心線３５ａ、３８ａを露出させる。次に、一方の光ファイバ３５に、収縮チューブ３６を通す。次に、図４（Ａ）に示すように、光ファイバ心線３５ａの側面に無定形物質３７、例えば真空オイルや接着剤などを塗布して、この光ファイバ３５をフェルール３１の一端から挿入する。このとき、貫通穴３１ａに光ファイバ３５の端面３５ｃが位置するように配置する。図４（Ｂ）に示すように、光ファイバ心線３５ａとスリーブ３２との間のクリアランスが無定形物質３７により、密閉される。次に、図４（Ｃ）に示すように、もう一方の光ファイバ３８をフェルール３１の他端から挿入して、光ファイバ３５の端面３５ｃと光ファイバ３８の端面とを接合させる。このとき、貫通穴３１ａを無定形物質３７で塞ぐ。次に、図４（Ｄ）に示すように、フェルール３１と重なる位置（光ファイバ接続部）まで収縮チューブ３６を移動する。最後に、図４（Ｅ）に示すように、収縮チューブ３６はドライヤなどによる熱が加えられ収縮して、光ファイバ３５、３８とフェルール３１と収縮チューブ３６とは一体構造になる。
【００３７】
この接続方法によれば、光ファイバ心線３５ｃ、３８ｃの側面に塗布された無定形物質３７により、収縮チューブ３６およびフェルール３１内に空気が入り込むのを遮断して、該フェルール３１内は真空状態になる。よって、光ファイバ同士の接着力が低下するのをふせぐと共に、光ファイバ３５、３８がフェルール３１から脱落するのをふせぐ効果がある。
【００３８】
［２つのフェルールを用いた光ファイバの接続方法］
以下に、本発明に係るフェルールを２つ用いた光ファイバの接続手順について説明する。
【００３９】
図５は、光ファイバの接続部品を示し、（Ａ）は調心フェルールの斜視図、（Ｂ）は保護フェルールの斜視図、（Ｃ）はフェルールを覆う収縮チューブの斜視図である。図６は、本発明の実施の形態に係るフェルールの一端から光ファイバを挿入した状態を示し、（Ａ）はその側断面図、（Ｂ）はその端面図である。図７は、本発明の実施の形態に係るフェルールを用いた光ファイバの接続工程を示す要部拡大図である。図８は、本発明の実施の形態に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法を示す工程図である。
【００４０】
ここでは、調心フェルール５１と保護フェルール５９とを用いた。図５に示すように、保護フェルール５９の直径は調心フェルール５１の直径より大きい。また、保護フェルール５９は調心フェルール５１より長尺である。収縮チューブ５６の直径は保護フェルール５９の直径より大きい。収縮チューブ５６は保護フェルール５９より長尺である。
最初に、接続すべき対の光ファイバ５５、５８の端部の被覆５５ｂ、５８ｂを除去して、光ファイバ心線５５ａ、５８ａを露出させる。次に、一方の光ファイバ５５に保護フェルール５９および収縮チューブ５６を通す。次に、図６（Ａ）に示すように、光ファイバ心線５５ａの側面に無定形物質５７、例えば、真空オイルまたは接着剤などを塗布して、この光ファイバ５５を調心フェルール５１の一端から挿入する。このとき、貫通穴５１ａに光ファイバ５５の端面５５ｃが位置するように配置する。また、図６（Ｂ）に示すように、光ファイバ心線５５ａとスリーブ５２との間のクリアランスが無定形物質５７により、密閉される。次に、もう一方の光ファイバ５８を調心フェルール５１の他端から挿入して、光ファイバ５５の端面５５ｃと光ファイバ５８の端面とを接合させる。このとき、調心フェルール５１の貫通穴５１ａを無定形物質５７などで塞ぐ。次に、図７（Ａ）、図８（Ａ）に示すように、調心フェルール５１の側面に無定形物質５７を塗布して、調心フェルール５１と重なる位置まで保護フェルール５９を移動する。このとき、保護フェルール５９の貫通穴５９ａを無定形物質５７などで塞ぐ。次に、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）に示すように、保護フェルール５９と重なる位置（光ファイバ接合部）まで収縮チューブ５６を移動する。最後に、図７（Ｃ）、図８（Ｃ）に示すように、収縮チューブ５６はドライヤなどによる熱が加えられ収縮して、光ファイバ５５、５８と調心フェルール５１と保護フェルール５９と収縮チューブ５６とは一体構造になる。
【００４１】
この接続方法によれば、調心フェルール５１より長い保護フェルール５９および収縮チューブ５６を用いたことにより、外力が光ファイバ心線５５ｃ、５８ｃに加わらないように防いでいる。
【００４２】
［フェルールを用いた光ファイバの高精度接続］
以下に、本発明に係るフェルールを用いた光ファイバの高精度接続手順について説明する。ここでは、位置合わせ穴と区別するために、光特性を左右する穴を光特性孔と呼ぶ事とする。
【００４３】
図９（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施の形態に係るフェルールを用いた光ファイバの高精度接続工程を示す。図１０は、本発明の実施の形態に係るフェルールの両端から挿入した光ファイバを位置合わせ調整した状態を示す要部拡大図である。図１１は、図１０におけるＸＩ−ＸＩ矢視図である。図１２は、図１０におけるＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。
【００４４】
ここでは、図１１および図１２に示した位置合わせ穴を有する光ファイバを用いる。
最初に、接続すべき対の光ファイバ７５、７８の端部の被覆７５ｂ、７８ｂを除去して、光ファイバ心線７５ａ、７８ａを露出させる。次に、図９（Ａ）に示すように、フェルール７１が有する貫通穴７１ａを上になるように鉄製Ｖ溝治具７９のＶ溝７９ａの上に載せ、該フェルール７１の両端部にゴム製マグネットシート８０を載せる。つまり、ゴム製マグネットシート８０の磁力を利用して、フェルール７１をＶ溝７９ａ上に固定する。なお、ゴム製マグネットシート８０の磁力を利用して、Ｖ溝７９ａ上にフェルール７１を固定しているので、容易にフェルール７１を取り外すことができる。次に、図９（Ｂ）に示すように、もう一方の光ファイバ心線７５ａの先端を残した側面に無定形物質７７、例えばオイルまたは接着剤を塗布した光ファイバ７５をフェルール７１の一端から挿入する。このとき、貫通穴７１ａに光ファイバ７５の端面７５ｃが位置するように配置する。次に、図９（Ｃ）に示すように、フェルール７１の他端からもう一方の光ファイバ７８を挿入する。次に、図９（Ｄ）に示すように、この光ファイバ７５、７８にマグネットシート８０を載せて、光ファイバ７５、７８が軸回転可能に固定する。次に、図示しない顕微鏡を用いてフェルール７１の貫通穴７１ａから光ファイバ７５、７８の端面７５ｄ、７８ｄを見る。このとき、図１０乃至図１２に示すように、光ファイバ７５の位置あわせ穴７５ｅと光ファイバ７８の位置あわせ穴７８ｅとを合せる。そして、光ファイバ７５の端面７５ｃと光ファイバ７８の端面７８ｃとを接合する。なお、この方法による位置合わせが約１μｍ／２ｍｍの確度で可能であることを拡大倍率２０００倍のレーザ顕微鏡を用いて確認している。次に、図９（Ｅ）に示すように、フェルール７１の貫通穴７１ａを無定形物質７７などで塞ぐ。
よって、鉄製Ｖ溝治具７９を用いることにより、光ファイバ７５の端面７５ｃと、光ファイバ７８の端面７８ｃとをそれぞれ微調整することができるようになるので、光ファイバ７５、７８を高精度で接合することができる。
【００４５】
［円筒型マルチガラスフェルール］
以下に、本発明の一例である円筒型マルチガラスフェルール（以下、円筒型フェルールと略す）について説明する。
図１３は、本発明の実施の形態に係る円筒型フェルールに光ファイバを接続する方法を示す説明図である。
図１３に示すように、円筒型フェルール９１は、光ファイバ心線を挿入するスリーブ９２と、光ファイバの端面を位置あわせする位置合わせ穴９３と、凹部９１ａと、凹部９１ａを円筒型フェルール９１の端面で密閉する凹部止め１０１を固定する止め具１００を挿入する空洞９１ｂとを有している。空洞９１ｂは、円筒型フェルール９１の中心に形成される。空洞９１ｂの外側に、円筒型フェルール９１の同心円状にスリーブ９２が形成される。スリーブ９２の側面の空洞９１ｂの側には凹部９１ａが配設され、円筒型フェルール９１の外周面側には位置決め穴９３が配設される。
【００４６】
この円筒型フェルール９１に穴無し光ファイバを接続する手順について、以下に説明する。
最初に、穴無し光ファイバの端部の被覆を除去して、光ファイバ心線を露出させる。次に、円筒型フェルール９１の一端に接続すべき穴無し光ファイバに、この円筒型フェルール９１全体を覆う収縮チューブを通す。次に、光ファイバ心線に無定形物質、例えばオイルまたは接着剤を塗布する。次に、この円筒型フェルール９１の両端から光ファイバを挿入して、光ファイバの端面同士を接合させる。この円筒型フェルール９１が有するスリーブ９２の全てに光ファイバを挿入した後、この円筒型フェルール９１の空洞９１ｂに止め具１００を挿入する。次に、この止め具１００に凹部９１ａを塞ぐ凹部止め１０１を付けて固定する。次に、この円筒型フェルール９１を覆う位置まで収縮チューブを移動する。最後に、収縮チューブはドライヤなどの熱が加えられ収縮して、円筒型フェルール９１と光ファイバと収縮チューブとは一体構造になる。
【００４７】
この円筒型フェルール９１を用いて穴付き光ファイバを接続する手順について、以下に説明する。
最初に、顕微鏡の対物レンズ直下にこの円筒型フェルール９１を固定する。次に、穴付き光ファイバの被覆を除去して、光ファイバ心線を露出させる。次に、円筒型フェルール９１の一端に接続すべき穴付き光ファイバに、この円筒型フェルール９１全体を覆う収縮チューブを通す。次に、この光ファイバ心線にオイルまたは接着剤を塗布する。次に、この円筒型フェルール９１の両端から光ファイバを挿入する。このとき、この穴付き光ファイバの位置合わせ穴と円筒型フェルール９１の位置合わせ穴９３とを、上記顕微鏡を用いて合致させる。これにより、挿入した穴付き光ファイバの端面の光特性孔が自動的に一致する。次に、この円筒型フェルール９１の空洞９１ｂに止め具１００を挿入する。次に、この止め具１００に凹部９１ａを塞ぐ凹部止め１０１を付けて、固定する。次に、この円筒型フェルール９１を覆う位置まで収縮チューブを移動する。最後に、収縮チューブはドライヤなどの熱を加えられ収縮して、円筒型フェルール９１と光ファイバと収縮チューブとは一体構造になる。
【００４８】
［角型マルチフェルール］
次に、角型マルチフェルール（以下、角型フェルールと略す）について説明する。
図１４は、本発明の実施の形態に係る角型フェルールの斜視図である。図１５は、本発明の実施の形態に係る角型フェルールを示し、（Ａ）はその側断面図、（Ｂ）はその空気溝に空気溝止め具を付けた状態の側断面図である。図１６は、本発明の実施の形態に係る角型フェルールを積み重ねた状態の斜視図である。
図１４に示すように、角型フェルール１１１は、光ファイバ心線を挿入するスリーブ１１２と、空気溝１１１ａとを有する。スリーブ１１２は、該スリーブ１１２の側面が隣接するように複数設けられる。空気溝１１１ａは、角型フェルール１１１の上面に、光ファイバの挿入方向を横断する方向に形成される。図１５（Ａ）に示すように、この空気溝１１１ａは、スリーブ１１２の内面と角型フェルール１１１の上面とを貫通する。この空気溝１１１ａは、空気止め１２１で塞がれ、該空気止め１２１の上から空気溝止め具１２０で固定される。
【００４９】
この角型フェルール１１１に穴無し光ファイバを接続する手順について、以下に説明する。
最初に、穴無し光ファイバの端部の被覆を除去して、光ファイバ心線を露出させる。次に、角型フェルール１１１の一端に接続すべき穴無し光ファイバに、この角型フェルール１１１の全体を覆う収縮チューブを通す。次に、光ファイバ心線に無定形物質、例えばオイルまたは接着剤を塗布する。次に、この角型フェルール１１１の両端から光ファイバを挿入して、光ファイバの端面同士を接合させる。この角型フェルール１１１が有するスリーブ１１２に全ての光ファイバを挿入した後、空気溝１１１ａを空気止め１２１で塞ぎ、その上から空気溝止め具１２０により固定する。なお、１つの角型フェルール１１１を用いて、接続すべき光ファイバを全て接続することができない場合は、角型フェルール１１１を複数個使い、これら角型フェルール１１１を積み重ねても良く、図１６に示すように、２つの角型フェルール１１１を積み重ねても良い。次に、この角型フェルール１１１を覆う位置まで収縮チューブを移動する。最後に、収縮チューブはドライヤなどの熱を加えられ収縮して、角型フェルール１１１と光ファイバと収縮チューブとは一体構造になる。
【００５０】
この角型フェルールを用いて穴付き光ファイバを接続する手順について、以下に説明する。
最初に、顕微鏡の対物レンズ直下にこの角型フェルール１１１を固定する。次に、穴付き光ファイバの被覆を除去して、光ファイバ心線を露出させる。次に、角型フェルール１１１の一端に接続すべき穴付き光ファイバに、この角型フェルール１１１の全体を覆う収縮チューブを通す。次に、この光ファイバ心線に無定形物質、例えばオイルまたは接着剤を塗布する。上記顕微鏡を用いて、接続すべき対の光ファイバの位置合わせ穴同士を合致させる。次に、空気溝１１１ａを空気止め１２１で塞ぎ、その上から空気溝止め具１２０により固定する。次に、上記角型フェルール１１１に穴付き光ファイバを接続するときと同様に、必要に応じて、複数の角型フェルール１１１を用いても良い。複数の角型フェルール１１１を用いたときには、該角型フェルールを積み重ねても良い。次に、この角型フェルール１１１を覆う位置まで収縮チューブを移動する。最後に、収縮チューブはドライヤなどの熱を加えられ収縮して、角型フェルール１１１と光ファイバと収縮チューブとは一体構造になる。
【００５１】
［角型フェルールの製造］
以下に、本発明の一例である角型フェルールの製造手順について説明する。
図１７（Ａ）〜（Ｃ）および図１８（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の実施の形態に係る角型フェルールの製造工程の一例を示す。図１９は、キャビティ内部を示す斜視図である。
【００５２】
角型フェルールを製造する成型機は、上金型部材１５１と、下金型部材１５２と、金型基盤１５３と、成型ピン固定部材１５４と、ホット兼金型押さえ板１５５（以下、押さえ板と略す）とを有する。
上金型部材１５１の上面１５１ａには、上金型部材１５１と下金型部材１５２とが形成するキャビティ内に溶融成形材を流入する溶融成形流入口１５１ｂを有する。下面１５１ｃには、角型フェルールの空気溝を成形する空気溝成形部１５１ｄと、成形ピンを固定するフェルール成形ピン置きＶ溝１５１ｅとを有する。下金型部材１５２は上金型部材１５１と嵌合する形状であり、上金型部材１５１に対向する位置に、スリーブ成形ピン置きＶ溝１５２ａとを有する。
成型ピン固定部材１５４は、複数の円柱状の成形ピン１５６と該成形ピン１５６の端部を固定する固定部材１５７とからなる。複数の成型ピン１５６は、該成形ピン１５６の側面が隣接するように固定部材１５７に固定される。成型ピン１５６は、光ファイバ心線と略同じ形状を有する。
押さえ板１５５は、上金型部材１５１と下金型部材１５２とを金型基盤１５３に押さえつけるためのものである。また、この押さえ板１５５は、上金型部材１５１と下金型部材１５２とを加熱することもできる。押さえ板１５５は、成形材投入口１５５ａを有する。上金型部材１５１の上に押さえ板１５５を配設したとき、成形材投入口１５５ａと溶融成形流入口１５１ｂとが連通する。
【００５３】
（１）図１７（Ａ）に示すように、上金型部材１５１と下金型部材１５２とで形成されるキャビティと、成形ピン１５６とに離形剤１５８を噴霧する。この離形剤１５８により、成形品がキャビティから容易に取り出すことができる。
（２）図１７（Ｂ）に示すように、成形ピン固定部材１５４をキャビティ内に押し込み、成形ピン１５６所定の位置に配設する。
（３）図１７（Ｃ）に示すように、上金型部材１５１と下金型部材１５２とを密着させる。この上金型部材１５１の上に押さえ板１５５を置き、該押さえ板１５５と金型基盤１５３とで挟み込んで金型一式１５０とする。このとき、キャビティは、図１９に示すように、直方体の空洞の中に円柱を複数有する形状となる。
（４）図１８（Ｄ）に示すように、成形機に金型一式１５０をセットして金型の温度が設定温度に達し、成形時間に達したら成型材投入口１５５ａからフェルールの母材である成形タブレット（溶融成形材）を投入する。
（５）最適な成形圧力を加え最適な時間に達したら、押さえ板１５５を外し、上金型部材１５１を開ける。
（６）成形ピン固定部材１５４を取り出し、図１８（Ｅ）に示すように、角型フェルール１５９が成形される。
【００５４】
よって、角型フェルールの製造手順によれば、従来の光ファイバ製造技術をそのまま応用するだけなので、経済的である。また、角型フェルールの構造が簡単であるので、大量生産が可能であり、フェルールの製造コストを低減することができる。
【００５５】
［フェルールの製造］
以下に、本発明の一例であるフェルールの製造手順について説明する。
図２０（Ａ）〜（Ｃ）および図２１（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の実施の形態に係るフェルールの製造工程の一例を示す。
【００５６】
フェルールを成型する成型機は、上金型部材１７１と、下金型部材１７２と、金型基盤１７３と、成型ピン固定部材１７４と、ホット兼金型押さえ板１７５（以下、押さえ板と略す）とを有する。
上金型部材１７１の上面１７１ａには、溶融成形材を流入する溶融成形流入口１７１ｂを有する。下面１７１ｃには、フェルールの空気溝を成形する空気溝成形部１７１ｄを有する。下金型部材１７２は上金型部材１７１と嵌合する形状であり、上金型部材１７１に対向する位置に、スリーブ成形ピン置きＶ溝１７２ａを有する。
成型ピン固定部材１７４は、成形ピン１７６と該成形ピン１７６の端部を固定する固定部材１７７とからなる。成型ピン１７６は円柱状であり、光ファイバ心線と略同じ形状を有する。
押さえ板１７５は、上金型部材１７１と下金型部材１７２とを金型基盤１７３に押さえつけるためのものである。また、この押さえ板１７５は、上金型部材１７１と下金型部材１７２とを加熱することもできる。押さえ板１７５は、成形材投入口１７５ａを有する。上金型部材１７１の上に押さえ板１７５を配設したとき、成形材投入口１７５ａと溶融成形流入口１７１ｂとが連通する。
【００５７】
（１）図２０（Ａ）に示すように、上金型部材１７１と、下金型部材１７２とで形成されるキャビティと、成形ピン１７６とに離形剤１７８を噴霧する。この離形剤１７８により、成形品がキャビティから容易に取り出すことができる。
（２）図２０（Ｂ）に示すように、成形ピン固定部材１７４をキャビティ内に押し込み、成形ピン１７６を所定の位置に配設する。
（３）図２０（Ｃ）に示すように、上金型部材１７１と下金型部材１７２とを密着させる。この上金型部材１７１の上に押さえ板１７５を置き、該押さえ板１７５と金型基盤１７３とで挟み込んで金型一式１７０とする。このとき、キャビティは、図２２に示すように、円筒状となる。
（４）図２１（Ｄ）に示すように、成形機に金型一式１７０をセットして金型の温度が設定温度に達し、成形時間に達したら成型材投入口１７５ａからフェルールの母材である成形タブレット（溶融成形材）を投入する。
（５）最適な成形圧力を加え最適な時間に達したら、押さえ板１７５を外し、上金型部材１７１を開ける。
（６）成形ピン固定部材１７４を取り出し、図２１（Ｅ）に示すように、フェルール１７９が成型される。
【００５８】
よって、フェルールの製造手順によれば、従来の光ファイバ製造技術をそのまま応用するだけなので、経済的である。また、フェルールの構造が簡単であるので、大量生産が可能であり、フェルールの製造コストを低減することができる。
【００５９】
［円筒型マルチガラスフェルールの製造］
以下に、本発明の一例である円筒型マルチガラスフェルールの製造工程について説明する。
図２３（Ａ）〜（Ｃ）および図２４（Ｄ）、（Ｅ）は、本発明の実施の形態に係る円筒型マルチガラスフェルールの製造工程の一例を示す。
【００６０】
（１）図２３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、線引き装置で製造可能な、円筒型マルチガラスフェルール相似形の母材１９１を設計し製作する。母材１９１は、光ファイバ心線を挿入するスリーブ１９２と、光ファイバの端面を位置あわせする位置合わせ穴１９３と、凹部１９１ａと、凹部１９１ａを母材１９１の端面で密閉する凹部止めを固定する止め具を挿入する空洞１９１ｂとを有している。ただし、位置合わせ穴１９３は、目視が正確にできるように可能な限り表面に設ける。
（２）母材１９１を線引き装置にかけて約４００倍の長さに引き伸ばす。
（３）図２３（Ｃ）に示すように、外形約５００μｍの円筒型マルチガラスフェルールの母材１９４を製作する。
（４）図２４（Ｄ）に示すように、カッタ１９５などで、この母材１９４を使用用途に応じた長さに切断する。
（５）図２４（Ｅ）に示すように、用途に応じた円筒型マルチガラスフェルール１９６を製作する。
【００６１】
よって、円筒型マルチガラスフェルールの製造方法によれば、従来の光ファイバ製造技術である線引き法をそのまま応用できるので、経済的である。
【００６２】
なお、本発明では、最後に収縮チューブを用いることにより、光ファイバにかかる外力を防ぎ、且つ光ファイバ端面の接合状態を安定化させている。
また、収縮チューブの代わりに既存の真空封じ機を利用すれば密閉度は強化され、光ファイバ接合面の密着性も増して、より長期間安定した接合が保たれる構造になる。
なお、上金型部材と下金型部材とが形成する円柱状キャビティ内に複数の円柱状部材を該キャビティの同心円上に配設することができる成形機を用いることにより、フェルールを製造しても良い。この製造方法によれば、従来の光ファイバの製造技術を応用するだけなので、経済的である。
【００６３】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明に係るフェルールによれば、従来の穴なし光ファイバはもとより、穴付き光ファイバの光特性を左右する穴を一致させる構造を有したスリーブ型フェルールを使用して光ファイバの端面を超精密に接合させることが可能になった。
【００６４】
マグネットシートで光ファイバを押さえた状態で光ファイバの回転を超精密に操作でき、光ファイバ端面同士を超精密に合わせることができるようになった。また、安価で簡単な構成が達成された。
【００６５】
フェルールと光ファイバとが一体になっているために、外圧に対して光ファイバ同士を接合する接合部のずれも殆ど起こらない構造になり、長期間にわたって安定した接合状態が維持できるようになった。
【００６６】
また、ガラス円筒形のフェルールの製作は、従来の光ファイバ製造技術をそのまま応用できるので、経済的である。とくに、角型フェルールは、金型製造に適するので、安価で多数の光ファイバを効率良くできると共に、小さなスペースにマウントするのに優れている。
また、本発明に係るフェルールによれば、将来穴付き多心光ファイバが開発された時にそのまま応用が可能である。フェルールの構造が単純であるため大量生産が可能になり、従来のコネクタとは比較にならないほどに安価になる可能性がある。
【００６７】
また、本発明に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法によれば、収縮チューブで覆ったことにより、外力から光ファイバ同士の接続を保護し、長期間に渡ってより安定した状態が維持するので、信頼性の向上が図れる。そして、真空パック機を利用すれば、さらに光ファイバの接合状態が安定して、高信頼性の光ファイバ接続が確立可能である。
【００６８】
また、本発明に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法によれば、光ファイバ端面の研磨が精密に行われれば、さらに安定した光ファイバの密着接合が可能になる。
さらに、光ファイバの特性を殆ど損なうことなく、光ファイバを接続するができるので、今後より高性能な穴付き光ファイバの開発に大きな貢献が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフェルールを示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその端面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るフェルールを示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその端面図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係るフェルールを示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその端面図、（Ｃ）はその側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法を示す工程図である。
【図５】光ファイバの接続部品を示し、（Ａ）は調心フェルールの斜視図、（Ｂ）は保護フェルールの斜視図、（Ｃ）はフェルールを覆う収縮チューブの斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るフェルールの一端に光ファイバを挿入した状態を示し、（Ａ）はその側断面図、（Ｂ）はその端面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るフェルールを用いた光ファイバの接続工程を示す要部拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るフェルールを用いた光ファイバの接続方法を示す工程図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るフェルールを用いた光ファイバの高精度接続工程を示し、（Ａ）はＶ溝治具にフェルールを固定した状態を示す上面図、（Ｂ）はフェルールの一端に光ファイバを挿入した状態を示す側断面図、（Ｃ）はフェルールの他端に光ファイバを挿入した状態を示す上面図、（Ｄ）は光ファイバを位置合わせ調整した状態を示す上面図、（Ｅ）はフェルールに光ファイバを固定した状態を示す上面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るフェルールの両端に挿入した光ファイバを位置合わせ調整した状態を示す要部拡大図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ矢視図である。
【図１２】図１０におけるＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る円筒型マルチガラスフェルールに光ファイバを接続する方法を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る角型マルチフェルールの斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る角型マルチフェルールを示し、（Ａ）はその側断面図、（Ｂ）はその空気溝に空気溝止め具を付けた状態の側断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る角型マルチフェルールを積み重ねた状態の斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る角型フェルールの製造工程の一例を示し、（Ａ）は離形剤を塗布する状態を示す斜視図、（Ｂ）は成型ピン固定部材を配設した状態を示す斜視図、（Ｃ）は上金型部材と下金型部材とを密着した状態を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る角型フェルールの製造工程の一例を示し、（Ｄ）は成形タブレットを投入した状態を示す斜視図、（Ｅ）は成形した角型フェルールの斜視図である。
【図１９】キャビティ内部を示す斜視図である。
【図２０】本発明の実施の形態に係るフェルールの製造工程の一例を示し、（Ａ）は離形剤を塗布する状態を示す斜視図、（Ｂ）は成型ピン固定部材を配設した状態を示す斜視図、（Ｃ）は上金型部材と下金型部材とを密着した状態を示す斜視図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係るフェルールの製造工程の一例を示し、（Ｄ）は成形タブレットを投入した状態を示す斜視図、（Ｅ）は成形したフェルールの斜視図である。
【図２２】キャビティ内部を示す斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態に係る円筒型マルチガラスフェルールの製造工程の一例を示し、（Ａ）は円筒型マルチガラスフェルールの母剤の側断面図、（Ｂ）はその母剤の端面図、（Ｃ）はその母剤を線引きした状態を示す側断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態に係る円筒型マルチガラスフェルールの製造方法の一例を示し、（Ｄ）は線引きした状態の円筒型マルチガラスフェルールの母材を切断する状態を示す斜視図、（Ｅ）はその円筒型マルチガラスフェルールの母材を切断した状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
３１ フェルール
３１ａ 貫通穴
３２ スリーブ
３５ 光ファイバ
３５ａ 光ファイバ心線
３５ｂ 被覆
３５ｃ 端面
３６ 収縮チューブ
３７ 無定形物質
３８ 光ファイバ

Claims (10)

1. 光ファイバを挿入するスリーブの長手方向全長に亘ってスリットまたは該スリーブの内面の長手方向全長に亘って凹部を設けてなることを特徴とするフェルール。
2. 光ファイバを挿入するスリーブに内外面を貫通する貫通穴を設けてなることを特徴とするフェルール。
3. 請求項１または請求項２に記載のフェルールを穴付き光ファイバ同士の接続に適用したことを特徴とするフェルール。
4. フェルールを製造する製造方法であって、
   中心に空洞を有する円筒状の母材の内壁面に該母材の長手方向の全長に亘って切り欠きを形成した後、線引きすることを特徴とするフェルールの製造方法。
5. 上金型部材と下金型部材とが形成するキャビティ内に円柱状部材を配設し、前記上金型部材と前記下金型部材とを密着させて加熱した後、前記キャビティ内に前記フェルールの母材を投入し、前記上金型部材と前記下金型部材とを冷却した後、前記円柱状部材を取り除いてフェルールを得ることを特徴とするフェルールの製造方法。
6. 上金型部材と下金型部材とが形成するキャビティ内に複数の円柱状部材を該円柱状部材の側面が隣接するように配設し、前記上金型部材と前記下金型部材とを密着させて加熱した後、前記キャビティ内に前記フェルールの母材を投入し、前記上金型部材と前記下金型部材とを冷却した後、前記円柱部材を取り除いてフェルールを得ることを特徴とするフェルールの製造方法。
7. 上金型部材と下金型部材とが形成する円柱状キャビティ内に複数の円柱状部材を該キャビティの同心円上に配設し、前記上金型部材と前記下金型部材とを密着させて加熱した後、前記キャビティ内に前記フェルールの母材を投入し、前記上金型部材と前記下金型部材とを冷却した後、前記円柱部材を取り除いてフェルールを得ることを特徴とするフェルールの製造方法。
8. 請求項１乃至請求項３に記載のフェルールを用い、光ファイバの被覆を除去してなる光ファイバ心線の側面に無定形物質を塗布し、前記フェルールの両端から前記光ファイバ心線をそれぞれ挿入して、前記光ファイバの端面同士を接合させると共に、前記無定形物質により前記スリーブの内周面と前記光ファイバ心線の側面とを密着させることを特徴とするフェルールを用いた光ファイバの接続方法。
9. スリットまたは貫通穴を有するフェルールの両端から位置決め穴を有する光ファイバをそれぞれ挿入し、前記スリットまたは貫通穴を通して前記光ファイバの位置決め穴同士を一致させることにより前記光ファイバの端面同士を位置決めすることを特徴とするフェルールを用いた光ファイバの接続方法。
10. 請求項９において、
    前記位置決め穴を有する光ファイバが光信号を通す複数の空孔を有する穴付き光ファイバであることを特徴とするフェルールを用いた光ファイバの接続方法。

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