JP2005114860A - 光コネクタ用フェルール及び光コネクタの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を可能にした光コネクタ用フェルール及びこのようなフェルールを利用した光コネクタ組立方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係るフェルール１には、フェルール本体２の長手方向に沿って進退するリング部材１２が設けらており、このリング部材１２をフェルール本体２に沿って前進させると、フェルール本体２に押さえ部材１０が圧着される。従って、フェルール本体２と押さえ部材１０との間に光ケーブル側光ファイバ心線２０ａを配置させた状態で、リング部材１２を前進させることにより、フェルール本体２と押さえ部材１０とで光ファイバ心線２０ａを挟み込むことができる。これに対し、リング部材１２を後退させることで、フェルール本体２から押さえ部材１０が解放され、光ケーブル側光ファイバ心線２０ａをフェルール１から抜き出すことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光ケーブル同士や光送受信装置などの光接続を可能にしている光コネクタの内部で利用されるフェルール及び、このフェルールがハウジング内に組み込まれた光コネクタを組み立てる方法に関するものである。

従来から一般的に採用されている光コネクタとしては、特開平１０−１７０７５６号公報、特開平１１−１６０５６３号公報がある。この公報に記載された光コネクタは、いわゆる「メカニカルスプライス」と呼ばれており、敷設現場などで簡易にかつ短時間で組み立てが完了することに配慮されている。このような現地組立て式光コネクタでは、円筒状のフェルールの後端にメカニカルスプライス部が連結されており、このメカニカルスプライス部は、断面Ｖ字状の光ファイバ挿入溝が設けられたベース部材と、光ファイバ挿入溝を塞ぐようにベース部材に押し当てられるカバー部材と、ベース部材及びカバー部材を挟み込むバネ性のクランプ部材とからなる。

このような光コネクタを現場で組み立てる際、先ず、クサビ部材をメカニカルスプライス部に差し込んで、ベース部材とカバー部材との分割部分を拡張し、光ファイバ挿入溝を開放させる。その後、光ファイバ挿入溝の後端側から光ケーブルの光ファイバ心線を差し込んで、この光ファイバ心線の先端をフェルール内の光ファイバ心線の後端に突き当てる。その後、クサビ部材を引き抜くことにより、ベース部材とカバー部材とで各光ファイバ心線が挟み込まれ、フェルール側の光ファイバ心線と光ケーブル側の光ファイバ心線とがメカニカルスプライス部において結合される。その後、フェルール及びメカニカルスプライス部を覆うようにプラスチック製のハウジングを装着し、光コネクタの組立ては完了する。

特開平１０−１７０７５６号公報 特開平１１−１６０５６３号公報 特開２００１−２０８９３７号公報 特開２０００−１２１８６３号公報 特開平０９−１２７３７１号公報 特開平１１−３３７７６０号公報

このようなメカニカルスプライス式の光コネクタを屋内の光コンセントやローゼットなどで利用する場合、規格などによって光コネクタの全長が規制される場合がある。しかしながら、従来の光コネクタでは、フェルールの後方にメカニカルスプライス部を有しているので、光コネクタの全長が長くなってしまうので、寸法的な制限が多い屋内で利用し難いといった問題点があった。

本発明は、部品点数の削減による小型化を可能にした光コネクタ用フェルール及びこのようなフェルールを利用した光コネクタ組立方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光コネクタ用フェルールは、内部に光ファイバ心線が内蔵された光コネクタ用フェルールにおいて、光ファイバ心線の後端から後方に向けて延在する第１の光ファイバ挿入溝を有すると共に、第１の光ファイバ挿入溝の位置に設けられた切欠き部を有するフェルール本体と、第１の光ファイバ挿入溝を覆うように切欠き部に装填される押さえ部材と、フェルール本体の長手方向に沿って前後方向に摺動すると共に、フェルール本体に押さえ部材を載置させた状態で、前進時においてフェルール本体に押さえ部材を圧着させ、後退時においてフェルール本体から押さえ部材を解放させるリング部材とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る光コネクタ用フェルールでは、その内部に光ファイバ心線の接続点が設けられ、フェルール自体にメカニカルスプライス部分を搭載しているので、フェルールの小型化を可能にする。このフェルールには、フェルール本体の長手方向に沿って進退するリング部材が設けらており、このリング部材をフェルール本体に沿って前進させると、フェルール本体に押さえ部材が圧着される。従って、フェルール本体と押さえ部材との間に光ケーブル側の光ファイバ心線を配置させた状態で、リング部材を前進させることで、フェルール本体と押さえ部材とで光ファイバ心線を挟み込むことができる。これに対し、リング部材を後退させることで、フェルール本体から押さえ部材が解放され、光ケーブル側の光ファイバ心線をフェルールから抜き出すことができる。このように、フェルール本体に沿って摺動するリング部材をフェルール自体が有することで、フェルールに対して光ケーブルの着脱をワンタッチで行うことができ、作業性が極めて良好になる。

また、フェルール本体と押さえ部材との間に形成された分割部分において、押さえ部材に設けられた分割面には、変形可能な脚部が設けられていると好適である。変形可能な脚部の採用により、フェルール本体と押さえ部材との間の分割部分に予め所定の隙間をもたせておくことができ、分割部分に光ファイバ心線を容易に装填することができる。また、脚部ゆえに、リング部材を介して押さえ部材に印加された荷重によって変形が容易である。

また、押さえ部材の後端部において、押さえ部材の外面には、押さえ部材の後端から前方に向けて延在する上り勾配をもって形成されたテーパ面が設けられ、リング部材の前進時にリング部材の前端は、テーパ面に乗り上げながら押さえ部材をフェルール本体に圧着させると好適である。テーパ面の採用により、リング部材をフェルール本体から押さえ部材へスムーズに移行させることができる。

また、テーパ面は、第１の光ファイバ挿入溝に対して３〜２０度の角度をもって延在すると好適である。このようなテーパ面の採用により、押さえ部材に徐々に荷重を加えることができるので、光ファイバ心線に悪影響を及ぼす急激な力の印加を防止することができる。

また、テーパ面の前端の位置は、光ファイバ心線の後端に対応する位置より後方であると好適である。これは、フェルール内における光ファイバ心線の接続点で光ファイバ心線同士を確実に結合させることを考慮した発明である。

また、第１の光ファイバ挿入溝に対して直交する方向で光ファイバ心線の後端に向けて延在すると共に、外部から第１の光ファイバ挿入溝まで貫通する屈折率整合剤注入孔を更に備えると好適である。このような構成は、フェルールの内部へ屈折率整合剤の注入を可能にしているので、光ケーブルの再接続を可能にする。

また、押さえ部材の分割面には、第１の光ファイバ挿入溝に対向するように延在する断面Ｖ字状の第２の光ファイバ挿入溝が形成されていると好適である。断面Ｖ字状の第２の光ファイバ挿入溝を採用することによって、フェルール内で光ケーブル側の光ファイバ心線を確実に保持することができる。

光コネクタ組立方法においては、請求項１記載のフェルールがハウジング内に組み込まれた光コネクタを組み立てる方法であって、光ケーブルの先端の外被を除去して光ファイバ心線を露出させる工程と、フェルール本体に設けられた第１の光ファイバ挿入溝に沿ってフェルールの後端から光ファイバ心線を挿入して、フェルール内に予め内蔵されている光ファイバ心線の後端に光ファイバ心線を当接させる工程と、リング部材を前進させてフェルール本体に押さえ部材を圧着させる工程とを備えたことを特徴とする。この方法は、光コネクタの初回の組立てに利用される。

光コネクタ組立方法においては、請求項１記載のフェルールがハウジング内に組み込まれた光コネクタを組み立てる方法であって、フェルール本体から押さえ部材を解放させるためにリング部材を後退させる工程と、光ケーブルの光ファイバ心線をフェルールの後端から抜き出す工程と、フェルール内に予め内蔵されている光ファイバ心線の後端に屈折率整合剤を付着させる工程と、光ケーブルの光ファイバ心線の先端を切断する工程と、フェルール本体に設けられた第１の光ファイバ挿入溝に沿ってフェルールの後端から光ファイバ心線を挿入して、フェルール内に予め内蔵されている光ファイバ心線の後端に光ファイバ心線を当接させる工程と、リング部材を前進させてフェルール本体に押さえ部材を圧着させる工程とを備えたことを特徴とする。この方法は、光コネクタの再度の組立てに利用される。

本発明に係るフェルールは小型化を可能にしている。本発明に係る光コネクタ組立方法によれば、フェルールの小型化に伴ってハウジングの小型化を可能にし、小型化された光コネクタに光ケーブル側の光ファイバ心線を装着することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る光コネクタ用フェルール及び光コネクタ組立方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、光コネクタ用フェルール１は、単心用として利用されると共に、ジルコニアセラミックからなる直径２．５ｍｍ程度の円筒状のフェルール本体２を有している。このフェルール本体２の中央部には半円柱状に切り欠かれた切欠き部４が形成され、フェルール本体２の後部には円筒状のガイド部３が形成されている。そして、フェルール本体２の外周面にはリング状のフランジ部５が圧入によって固定されている。

さらに、フェルール本体２の中心には、前端面２ａから内部に向かって延在する光ファイバ装填孔６が形成され、この光ファイバ装填孔６内には、接着剤を介して光ファイバ心線７が固定されている。また、切欠き部４によってフェルール本体２の後部に形成された第１の分割面２ｂには、光ファイバ装填孔６に対して一直線上に整列させた断面半円状の第１の光ファイバ挿入溝８が形成され、ガイド部３には、第１の光ファイバ挿入溝８に対して一直線上に整列させた光ファイバ挿入孔９が形成されている。そして、光ファイバ心線７の後端は、第１の光ファイバ挿入溝８内に挿入され、これによって、光ファイバ心線７の後端から後方に向けて第１の光ファイバ挿入溝８が延在することになる。なお、フェルール本体２の前端面２ａから突出した光ファイバ心線７の余剰部分は、前端面２ａの研磨加工の際に除去される。

さらに、フェルール１は、第１の光ファイバ挿入溝８を覆うように切欠き部４に装填される半円柱状の押さえ部材１０を有している。この押さえ部材１０の第２の分割面１０ａには、第１の光ファイバ挿入溝８に対向するように断面Ｖ字状の第２の光ファイバ挿入溝１１が形成され、第２の光ファイバ挿入溝１１を断面Ｖ字状に形成することで、後述する光ファイバ心線２０ａの位置決め及び保持が確実に達成される。そして、断面半円状の第１の光ファイバ挿入溝８と断面Ｖ字状の第２の光ファイバ挿入溝１１と断面円形の光ファイバ挿入孔９との協働で光ファイバ挿入路１３が形成される。

さらに、押さえ部材１０をフェルール本体２の切欠き部４に装填させると、フェルール本体２側の第１の分割面２ｂと押さえ部材１０側の第２の分割面１０ａとの協働で分割部分Ｓが形成され、この分割部分Ｓは、図４に示すように、押さえ部材１０側の第２の分割面１０ａに設けられた２本の脚部１４によって確保され、一対の脚部１４は、互いに平行であると共に、押さえ部材１０に一体的に形成されている。脚部１４による分割部分Ｓの高さが確保されることで、光ケーブル２０(図３参照)側の光ファイバ心線２０ａは、光ファイバ挿入路１３を通ってフェルール１内に容易に挿入することができる。

これに対し、図５に示すように、押さえ部材１０の加圧によって、脚部１４が押し潰された場合には、光ファイバ心線２０ａは、１の光ファイバ挿入溝８と断面Ｖ字状の第２の光ファイバ挿入溝１１とで挟み込まれる。この加圧を達成するため、フェルール１は、フェルール本体２のガイド部３の長手方向に沿って前後方向に摺動可能である金属製のリング部材１２を有し、このリング部材１２は、押さえ部材１０をフェルール本体２に押圧する。そこで、フェルール本体２に押さえ部材１０を載置させた状態で、リング部材１２をガイド部３から押さえ部材１０に向けて前進させると、フェルール本体２に押さえ部材１０が圧着され、リング部材１２を押さえ部材１０からガイド部３に向けて後退させると、フェルール本体２から押さえ部材１０が解放される。従って、リング部材１２の採用により、フェルール１に対して光ケーブル２０の着脱をワンタッチで行うことができ、作業性が極めて良好になる。そして、このようなリング部材１２と押さえ部材１０とでメカニカルスプライス部分Ｍが構成される。

メカニカルスプライス部分Ｍに利用される押さえ部材１０には、塑性変形可能で且つ弾性変形可能な部材としてアルミニウムが利用される。また、押さえ部材１０を熱硬化型エポキシ樹脂で形成すると、フェルール本体２と押さえ部材１０とで挟み込まれた光ファイバ心線２０ａ(図３参照)に発生し易いクリープ現象を抑制することができる。変形可能な脚部１４の採用により、フェルール本体２と押さえ部材１０との間の分割部分Ｓに予め所定の隙間を維持させておくことができるので、分割部分Ｓに光ファイバ心線２０ａを容易に挿入することができる（図４参照）。また、脚部１４は長手方向に細長い形状ゆえに、リング部材１２を介して押さえ部材１０に加えられた荷重によって容易に変形することができる（図５参照）。

さらに、図６に示すように、押さえ部材１０をリング部材１２によって適切に加圧する必要がある。そこで、押さえ部材１０の後端部において、押さえ部材１０の外面には、押さえ部材１０の後端から前方に向けて延在する上り勾配をもって形成されたテーパ面１６が設けられている。従って、リング部材１２の前進時において、リング部材１２の前端は、テーパ面１６に乗り上げながら押さえ部材１０をフェルール本体２に圧着させることができる。このとき、押さえ部材１０はフェルール本体２に向けて所定量だけ押し下げられ、このことによって、脚部１４が潰されることになる。このようなテーパ面１６の採用により、リング部材１２をフェルール本体２から押さえ部材１０へスムーズに移行させることができる。

さらに、テーパ面１６は、第１の光ファイバ挿入溝８に対して３〜２０度の角度αをもって延在する。このようなテーパ面１６の採用により、リング部材１２をフェルール本体２から押さえ部材１０へスムーズに移行させる際、押さえ部材１０に対し徐々に荷重を加えることができるので、光ファイバ心線２０ａに悪影響を及ぼすような急激な力の印加を防止することができる。また、光ファイバ心線７と光ファイバ心線２０ａとを確実に結合させることを考慮して、テーパ面１６の前端の位置は、光ファイバ心線７の後端に対応する位置より後方であると好適である。

さらに、光ファイバ挿入路１３の後端にはロート状のガイド部１９が形成され、組立て作業時において、光ケーブル２０(図３参照)の光ファイバ心線２０ａを光ファイバ挿入路１３へ導き易くしている。そして、フェルール１の後端には、光ケーブル２０の曲がりを適切に規制するために、ゴム又は弾性樹脂からなるブーツ部２１が装着されている。

さらに、組立て作業の失敗等による光ケーブル２０(図３参照)の再接続を考慮して、フェルール１には、屈折率整合剤Ｐの注入を可能にする屈折率整合剤注入孔２２が設けられている。この屈折率整合剤注入孔２２は、分割部分Ｓの位置において、第１及び第２の光ファイバ挿入溝８，１１に対して直交する方向で光ファイバ心線７の後端に向けて延在すると共に、外部から第１及び第２の光ファイバ挿入溝８，１１まで貫通する。

次に、前述したフェルール１に光ケーブル２０の光ファイバ心線２０ａを装着する手順について説明する。

図２に示すように、作業現場において、先ず、押さえ部材１０をフェルール本体２の切欠き部４内に装填し、フェルール本体２に後方からリング部材１２を装着する。その後、外被除去用工具いわゆるリムーバ(図示せず)を利用して、光ケーブル２０の先端の外被を除去し、所定長の光ファイバ心線２０ａを露出させる。その後、フェルール本体２に設けられた第１及び第２の光ファイバ挿入溝８，１１に沿ってフェルール１の後端から光ケーブル２０の光ファイバ心線２０ａを挿入し、フェルール本体２内に予め内蔵されている光ファイバ心線７の後端に、光ケーブル２０側の光ファイバ心線２０ａを当接させる(図３参照)。

このとき、フェルール１内において、光ファイバ心線７の後端には、工場出荷時において屈折率整合剤Ｐ(図２参照)が予め付着させられているので、この屈折率整合剤Ｐを介してフェルール１側の光ファイバ心線７と光ケーブル２０側の光ファイバ心線２０ａとがフェルール１内で適切に光接続されることになる。その後、リング部材１２を前進させてフェルール本体２に押さえ部材１０の脚部１４を圧着させることで、第１の光ファイバ挿入溝８と第２の光ファイバ挿入溝１１とで光ファイバ心線２０ａが挟み込まれ、フェルール１に光ケーブル２０がメカニカルに固定される。

以上の説明は、初回の組立てに関するものであるが、組立て作業の失敗によって再度の組立て作業を行う場合、先ず、フェルール本体２から押さえ部材１０を解放させるためにリング部材１２を後退させる。その後、光ケーブル２０の光ファイバ心線２０ａをフェルール１の後端から抜き出す。その後、フェルール１に設けられた屈折率整合剤注入孔２２から屈折率整合剤Ｐを注入して、フェルール１内に予め内蔵されている光ファイバ心線７の後端に屈折率整合剤Ｐを付着させる。

その後、外被除去用工具いわゆるリムーバ(図示せず)を利用して、光ケーブル２０の先端の外被を除去し、光ファイバ心線２０ａを所定の長さに切断する。その後、フェルール本体２に設けられた第１の光ファイバ挿入溝８に沿ってフェルール１の後端から光ケーブル２０側の光ファイバ心線２０ａを挿入して、フェルール１内に予め内蔵されている光ファイバ心線７の後端に光ファイバ心線２０ａを当接させる。その後、リング部材１２を前進させてフェルール本体２に押さえ部材１０の脚部１４を再圧着させ、フェルール１に光ケーブル２０がメカニカルに固定される。この場合、脚部１４に弾性復元力がある素材を利用すると再接続を容易にする。従って、前述したアルミニウムは有効な素材と言える。

次に、図７に示すような光コネクタ３０の組立て方法について説明する。

フェルール１に光ケーブル２０側の光ファイバ心線２０ａを固定する前述した作業に先立って、光ケーブル２０を、樹脂製のアウターハウジング３１、金属製のバネ３２及びゴム製のブーツ部２１の内部に突き通しておく。つまり、光ケーブル２０側にアウターハウジング３１、バネ３２及びブーツ部２１を保持させた状態しておく、このような準備ができた後に、前述した手順にしたがって、フェルール１に光ケーブル２０をメカニカルに固定する。その後、ブーツ部２１をフェルール１の後端に装着し、アウターハウジング３１及びバネ３２をフェルール１の位置まで移動させる。

その後、アウターハウジング３１の前端の開口部からインナーハウジング３３を押し込んで、アウターハウジング３１の係止爪３１ａをインナーハウジング３３の係止穴３３ａ内に嵌め込み、光コネクタ３０の組立て作業が完了する。なお、内部の視認性を良好にするために、アウターハウジング３１とインナーハウジング３３とからなるハウジングＨを透明な樹脂で形成することも可能である。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明を、複数本の光ファイバ心線７を並設した多心フェルールへ適用することも可能である。本発明に係るフェルール１では、第１の光ファイバ挿入溝８と第２の光ファイバ挿入溝１１とが両方存在する場合に限られず、第１の光ファイバ挿入溝８のみであってもよい。

本発明に係る光コネクタ用フェルールの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示したフェルールの縦断面図である。 本発明に係るフェルールに光ケーブルを装着した状態を示す断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 リング部材と押さえ部材との関係を示す要部拡大断面図である。 本発明に係るフェルールが組み込まれた光コネクタを示す断面図である。

符号の説明

１…光コネクタ用フェルール、２…フェルール本体、４…切欠き部、７…フェルール側の光ファイバ心線、８…第１の光ファイバ挿入溝、１０…押さえ部材、１１…第２の光ファイバ挿入溝、１２…リング部材、１４…脚部、１６…テーパ面、２０…光ケーブル、２０ａ…光ケーブル側の光ファイバ心線、２２…屈折率整合剤注入孔、３０…光コネクタ、Ｈ…ハウジング、Ｓ…分割部分、Ｐ…屈折率整合剤、Ｍ…メカニカルスプライス部分。

Claims (9)

1. 内部に光ファイバ心線が内蔵された光コネクタ用フェルールにおいて、
   前記光ファイバ心線の後端から後方に向けて延在する第１の光ファイバ挿入溝を有すると共に、前記第１の光ファイバ挿入溝の位置に設けられた切欠き部を有するフェルール本体と、
   前記第１の光ファイバ挿入溝を覆うように前記切欠き部に装填される押さえ部材と、
   前記フェルール本体の長手方向に沿って前後方向に摺動すると共に、前記フェルール本体に前記押さえ部材を載置させた状態で、前進時において前記フェルール本体に前記押さえ部材を圧着させ、後退時において前記フェルール本体から前記押さえ部材を解放させるリング部材とを備えたことを特徴とする光コネクタ用フェルール。
2. 前記フェルール本体と前記押さえ部材との間に形成された分割部分において、前記押さえ部材に設けられた分割面には、変形可能な脚部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ用フェルール。
3. 前記押さえ部材の後端部において、前記押さえ部材の外面には、前記押さえ部材の後端から前方に向けて延在する上り勾配をもって形成されたテーパ面が設けられ、前記リング部材の前進時に前記リング部材の前端は、前記テーパ面に乗り上げながら前記押さえ部材を前記フェルール本体に圧着させることを特徴とする請求項１又は２記載の光コネクタ用フェルール。
4. 前記テーパ面は、前記第１の光ファイバ挿入溝に対して３〜２０度の角度をもって延在することを特徴とする請求項３記載の光コネクタ用フェルール。
5. 前記テーパ面の前端の位置は、前記光ファイバ心線の後端に対応する位置より後方であることを特徴とする請求項３又は４記載の光コネクタ用フェルール。
6. 前記第１の光ファイバ挿入溝に対して直交する方向で前記光ファイバ心線の前記後端に向けて延在すると共に、外部から前記第１の光ファイバ挿入溝まで貫通する屈折率整合剤注入孔を更に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の光コネクタ用フェルール。
7. 前記押さえ部材の前記分割面には、前記第１の光ファイバ挿入溝に対向するように延在する断面Ｖ字状の第２の光ファイバ挿入溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の光コネクタ用フェルール。
8. 請求項１記載のフェルールがハウジング内に組み込まれた光コネクタを組み立てる方法であって、
   光ケーブルの先端の外被を除去して光ファイバ心線を露出させる工程と、
   前記フェルール本体に設けられた前記第１の光ファイバ挿入溝に沿って前記フェルールの後端から前記光ファイバ心線を挿入して、前記フェルール内に予め内蔵されている光ファイバ心線の後端に前記光ファイバ心線を当接させる工程と、
   前記リング部材を前進させて前記フェルール本体に前記押さえ部材を圧着させる工程とを備えたことを特徴とする光コネクタ組立方法。
9. 請求項１記載のフェルールがハウジング内に組み込まれた光コネクタを組み立てる方法であって、
   前記フェルール本体から前記押さえ部材を解放させるために前記リング部材を後退させる工程と、
   光ケーブルの光ファイバ心線を前記フェルールの後端から抜き出す工程と、
   前記フェルール内に予め内蔵されている光ファイバ心線の後端に屈折率整合剤を付着させる工程と、
   前記光ケーブルの前記光ファイバ心線の先端を切断する工程と、
   前記フェルール本体に設けられた前記第１の光ファイバ挿入溝に沿って前記フェルールの前記後端から前記光ファイバ心線を挿入して、前記フェルール内に予め内蔵されている光ファイバ心線の後端に前記光ファイバ心線を当接させる工程と、
   前記リング部材を前進させて前記フェルール本体に前記押さえ部材を圧着させる工程とを備えたことを特徴とする光コネクタ組立方法。

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