JP2005221670A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック光ファイバの端面を鏡面とする処理を不要としつつ端面における光学的な損失を低減する。
【解決手段】保持孔２に挿入される光ファイバ素線１０１を保持するフェルール１と、フェルール１の先端側の開口を閉塞する透光板３とを備える。保持孔２の先端部分には光ファイバ素線１０１のコアと同等の屈折率を有するゲル状の材料からなり、透光板３と光ファイバ素線１０１を光学的に接続する接続部４が配設されている。光ファイバ素線１０１をフェルール１の保持孔２に挿入すると接続部４が変形して光ファイバ素線１０１の端面と透光板３の表面に密接する。故に、光ファイバ素線１０１の端面が切断後の粗面のままであっても透光板３と光ファイバ素線１０１を接続部４を介して光学的に低損失で接続できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチック光ファイバ同士又はプラスチック光ファイバと光トランシーバなどの光デバイスとを接続するための光コネクタに関するものである。

一般に光ファイバを光コネクタに接続する場合、フェルールに保持させた光ファイバの端面をフェルールとともに研磨する必要があるが、かかる研磨作業を光ファイバの施工現場で行うことにより施工作業が煩雑になっていた。これに対してプラスチック光ファイバの先端を熱などで溶かし、その状態でガラス板のような平坦な板材に押しつけてプラスチック光ファイバの端面を鏡面とすることが提案されている（例えば、特許文献１又は特許文献２等参照）。

あるいは、予めフェルール内に光ファイバを固着しておき、接続しようとする光ファイバの端部をフェルール内に挿入し、固着されている前記光ファイバの端部と突き合わせて固定することにより施工現場での研磨作業を不要とした光コネクタも提案されている（特許文献３参照）。但し、このような光コネクタに接続する光ファイバとしては通常石英ガラスファイバが用いられる。
特開昭５７−１８１５１３号公報 特開昭５８−１８７９０３号公報 特開平９−１２７３６７号公報

ところが上記前者の従来例では、光ファイバの先端部分の径がテーパ状に拡大してしまい、この拡大された先端部分は光ファイバが存在しないのと同等であり、先端部分の端面が光学的に鏡面となっていたとしても損失を減らすことはできない。

また上記後者の従来例では、石英ガラスの劈開により光ファイバの切断面が鏡面となることを利用しているから、かかる劈開が生じ得ないプラスチック光ファイバには適用できない。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、プラスチック光ファイバの端面を鏡面とする処理を不要としつつ端面における光学的な損失を低減できる光コネクタを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、両端が開口した保持孔にプラスチック光ファイバの光ファイバ素線を挿入して保持するフェルールと、透光性を有しフェルールの先端側の開口を閉塞する透光板と、ゲル状であり且つ光ファイバ素線のコアと同等の屈折率を有し保持孔の先端部分に配設されて透光板と光ファイバ素線を光学的に接続する接続部とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、保持孔の後端側の開口からプラスチック光ファイバの光ファイバ素線を挿入すると保持孔内に配設されているゲル状の接続部が変形して光ファイバ素線の端面並びに透光板の表面に密接するから、光ファイバ素線の端面が切断後の粗面のままであっても透光板と光ファイバ素線を光学的に低損失で接続することができ、従来例のように研磨や熱溶融によって光ファイバ素線の端面を鏡面とする処理が不要となって施工作業が簡素化できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、フェルールの後部においてフェルールに保持された光ファイバ素線を固定する固定手段を備え、該固定手段は、フェルールの保持孔と連通し且つ光ファイバ素線の外径よりも内径が大きい挿通孔を有する筒状であって光ファイバ素線の軸方向に沿って挿通孔に連通し且つ後端が開放された割溝が側面に形成された保持部と、保持部の外径よりも内径が小さい環状に形成されて保持部に外挿されるリング部とからなることを特徴とする。

この発明によれば、光ファイバ素線を保持部の挿通孔を通して保持孔に挿入することによりフェルールに保持させた後にリング部を保持部に外挿すると、リング部の内径が保持部の外径よりも小さく且つ保持部の側面に割溝が形成されているため、挿通孔が縮径して光ファイバ素線を保持部に保持させて固定することができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、フェルールの後部においてフェルールに保持された光ファイバ素線を固定する固定手段を備え、該固定手段は、フェルールの保持孔と連通し且つ光ファイバ素線の外径よりも内径が小さい挿通孔を有する筒状であって光ファイバ素線の軸方向に沿って挿通孔に連通し且つ後端が開放された割溝が側面に形成された保持部からなることを特徴とする。

この発明によれば、例えば、くさび形の治具を割溝に差し込むことで挿通孔を拡径し、その状態で光ファイバ素線を保持部の挿通孔を通して保持孔に挿入することによりフェルールに保持させた後に治具を割溝から引き抜けば、挿通孔の径が光ファイバ素線の外径よりも小さくなり光ファイバ素線を保持部に保持させて固定することができる。

本発明によれば、保持孔の後端側の開口からプラスチック光ファイバの光ファイバ素線を挿入すると保持孔内に配設されているゲル状の接続部が変形して光ファイバ素線の端面並びに透光板の表面に密接するから、光ファイバ素線の端面が切断後の粗面のままであっても透光板と光ファイバ素線を光学的に低損失で接続することができ、従来例のように研磨や熱溶融によって光ファイバ素線の端面を鏡面とする処理が不要となって施工作業が簡素化できるという効果がある。

以下、本発明をプラグ−アダプタ−プラグ方式の光コネクタにおけるプラグに適用した実施形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、これに限定されるものではなく、本発明の技術思想はプラグ−ジャック方式などの他の方式も含めた光コネクタ全般に適用可能である。

（実施形態１）
本実施形態の光コネクタプラグ（以下、「プラグ」と略す）Ｐは、コア及びクラッドを共にプラスチックとするプラスチック光ファイバの光ファイバ素線１０１がシース１０２で被覆されてなる単心光ファイバコード（以下、「光ファイバコード」と略す）１００に取り付けられるものであって、図１〜図３に示すように両端が開口した保持孔２に光ファイバ素線１０１を挿入して保持するフェルール１と、透光性材料で矩形平板状に形成され、フェルール１の先端側の開口を閉塞する透光板３と、フェルール１の後端部に連結されて光ファイバコード１００を固定するプラグ本体１０と、プラグ本体１０の光ファイバコード１００への固定をサポートするリング部２０とで構成される。

フェルール１はプラスチック材料若しくは金属材料によって円筒形に形成され、軸方向に貫通する保持孔２に光ファイバコード１００の光ファイバ素線１０１を挿入保持する。また、図４に示すようにフェルール１の先端面には溜まり部１ａが設けられ、これらの溜まり部１ａに接着剤を注入して透光板３が接着固定され、この透光板３で保持孔２の先端側の開口が閉塞されている。但し、フェルール１に対する透光板３の固定方法は接着に限定されるものではなく、例えば、図５に示すようにフェルール１の先端面に設けた凹所１ｂに透光板３をかしめ若しくは圧入によって固定しても構わない。尚、光ファイバコード１００を流れる光信号として赤外光を使用する場合には、透光板３の形成材料として石英ガラス又はシリコン基板を用いることが望ましい。

また、フェルール１における保持孔２の先端部分には透光板３と光ファイバ素線１０１を光学的に接続する接続部４が配設されている。この接続部４は光ファイバ素線１０１のコアと同等の屈折率を有するゲル状の材料（例えば、シリコン樹脂）からなる。

プラグ本体１０は、フェルール１よりも外径の大きい円筒形であってフェルール１の後端に連結された連結部１１と、連結部１１よりも外径の小さい円筒形であって連結部１１の後端面から後方へ突出する素線保持部１２と、素線保持部よりも外径が小さく且つ光ファイバコード１００よりも外径の大きい円筒形であって素線保持部１２の後端面から後方へ突出するシース保持部１３とがプラスチック成型により一体に形成されて構成されいる。尚、フェルール１と連結部１１とは圧入又は一体成型などの適宜の方法で連結されている。

プラグ本体１０にはフェルール１の保持孔２と連通し且つシース保持部１３の後端面に開口する挿通孔１４が軸方向に沿って貫設されている。この挿通孔１４は、連結部１１並びに素線保持部１２に跨って設けられる素線挿通孔１４ａと、素線保持部１２並びにシース保持部１３に跨って設けられるシース挿通孔１４ｂとからなり、図７及び図８に示すように軸方向に直交する断面形状を何れも矩形とし、且つその径（各辺の長さ）を光ファイバ素線１０１並びにシース１０２の外径よりも大きくしてある。さらに、素線保持部１２とシース保持部１３の側面には、軸方向に沿って挿通孔１４に連通し且つ後端が開放された割溝１５が設けてある（図２参照）。

リング部２０はプラスチック成型によって円筒形に形成され、素線保持部１２の外径よりも小さい径を持つ第１の縮径孔２１と、シース保持部１３の外径よりも小さい径を持つ第２の縮径孔２２とが互いの中心を一致させるようにして軸方向に沿って貫設されている。

上述のように構成されるプラグＰを光ファイバコード１００に取り付ける手順について説明する。

まず、光ファイバコード１００の先端のシース１０２を剥いて光ファイバ素線１０１を露出させ、図６に示すような切断装置２００を用いて露出した光ファイバ素線１０１を適当な長さに切断する。この切断装置２００は、２枚の平板が僅かな隙間を空けて対向し中央に光ファイバ素線１０１を挿通して固定する固定孔２０１ａが設けられた装置本体２０１と、装置本体２０１の上部開口から挿入されて固定孔２０１ａに固定された光ファイバ素線１０１を切断する切断刃２０２とからなる従来周知の構成を有する。尚、この切断装置２００で切断した光ファイバ素線１０１の切断面（端面）は凹凸のある粗面であり、従来においては研磨や熱溶融などの方法で鏡面とする必要があった。

次に、切断した光ファイバ素線１０１をプラグ本体１０のシース挿通孔１４ｂから素線挿通孔１４ａを通過してフェルール１の保持孔２に挿入すると、図３（ａ）に示すように光ファイバ素線１０１の先端がフェルール１の保持孔２内に配設されている接続部４に当接し、ゲル状の接続部４が変形して光ファイバ素線１０１の端面と透光板３の表面に密接することになる。ここで、接続部４の屈折率が光ファイバ素線１０１のコアと同等の屈折率であるため、光ファイバ素線１０１の端面と透光板３の表面に接続部４が密接することによって、光ファイバ素線１０１の端面が切断後の粗面のままであっても透光板３と光ファイバ素線１０１を接続部４を介して光学的に低損失で接続することが可能となる。従って、従来例のように研磨や熱溶融によって光ファイバ素線１０１の端面を鏡面とする処理が不要となるから、従来例に比較して施工作業が簡素化できるものである。

そして、後方からプラグ本体１０にリング部２０を外挿すれば、素線保持部１２並びにシース保持部１３が各々その外径よりも径の小さい第１及び第２の縮径孔２１，２２に挿入（圧入）され、図７（ｂ）並びに図８（ｂ）に示すように割溝１５によって素線挿通孔１４ａとシース挿通孔１４ｂの何れもが縮径し、素線挿通孔１４ａ並びにシース挿通孔１４ｂの内周面に光ファイバ素線１０１及びシース１０２がそれぞれ圧接されることで光ファイバコード１００にプラグ本体１０が固定され、光ファイバコード１００にプラグＰが取り付けられる（図３（ｂ）参照）。

ところで、図９及び図１０に示すように、素線保持部１２並びにシース保持部１３を円錐台形とし、リング部２０に貫設した第１及び第２の縮径孔２１，２２の内周面を、素線保持部１２及びシース保持部１３の外周面に沿った円錐状のテーパ面とすれば、プラグ本体１０にリング部２０を外挿したときに第１及び第２の縮径孔２１，２２の内周面から素線保持部１２並びにシース保持部１３が受ける力の向きが光ファイバコード１００の軸方向に対して前方へ傾き、素線保持部１２並びにシース保持部１３から光ファイバ素子１０１及びシース１０２に対して軸方向に沿った前向きの分力が作用することになる。その結果、この前向きの分力によって光ファイバコード１００がフェルール１の方へ押されるから、光ファイバ素子１０１の端面と透光板３との距離を安定させることができる。尚、図９及び図１０ではリング部２０を円錐台形としているが、第１及び第２の縮径孔２１，２２の内周面が上述のようなテーパ面であれば円筒形であっても構わない。

次に、本実施形態のプラグＰとともに光コネクタを構成するアダプタＡについて説明する。アダプタＡは、図１１に示すように筒状の本体３０と、本体３０の外周面より突出し取付ねじを挿通するねじ挿通孔３１ａが貫通した取付部３１とがプラスチック成型によって一体に形成されている。本体３０は、軸方向の両端部にプラグＰのプラグ本体１０の一部（連結部１１）が収まる凹所３２がそれぞれ設けられ、両側の凹所３２の底面に貫通してプラグＰのフェルール１が挿入される貫通孔３３が設けられている。また本体３０の両端面における凹所３２の開口端縁には、内向きに突出する突起３４が形成されている。

而して、アダプタＡの両側の凹所３２から貫通孔３３にプラグＰのフェルール１を挿入し凹所３２内に連結部１１を収めることでアダプタＡにプラグＰが接続される。そして、アダプタＡに接続された２つのプラグＰは、アダプタＡの貫通孔３３内で互いの透光板３同士が突き合わされて光学的に接続されることになる。このとき、アダプタＡの凹所３２の開口端縁に形成した突起３４の先端がプラグＰの連結部１１の後端縁に係合し、プラグ本体１０を凹所３２内へ押し込むとともに抜け止めしている。

また、アダプタＡの他の形態を図１２に示す。このアダプタＡは本体３０の他に、プラグＰを本体３０に固定するためのキャップ４０を備えている。キャップ４０はプラスチック成型により有底円筒形に形成されており、底壁の中央にプラグＰを取り付ける取付孔４１が貫設されるとともに、その周壁には雌ねじ４２が設けられている。そして、本体３０の軸方向両端部の外周面に形成された雄ねじ３５に雌ねじ４２を螺合することでキャップ４０が本体３０に取り付けられる。尚、キャップ４０を本体３０に取り付ける取付構造はねじ構造に限定されるものではなく、図１３に示すようにキャップ４０の周壁に設けた嵌合孔４３と、本体３０の軸方向両端部の外周面に設けた嵌合突起３６とを凹凸嵌合するような取付構造でも構わない。この場合、キャップ４０を本体３０に取り付けた状態で本体３０の方へ押し込む向きの荷重がプラグＰが加わるように嵌合突起３６の位置を設定する。

（実施形態２）
実施形態１では、プラグ本体１０にリング部２０を外挿することで素線挿通孔１４ａとシース挿通孔１４ｂの双方を縮径し、光ファイバコード１００にプラグＰを取り付けていた。これに対して本実施形態は、リング部２０を用いずにプラグ本体１０に光ファイバコード１００を固定する構造とした点に特徴がある。尚、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、プラグ本体１０に貫設する素線挿通孔１４ａ及びシース挿通孔１４ｂの径（各辺の長さ）をそれぞれ光ファイバ素線１０１並びにシース１０２の外径よりも小さくしている。

従って、図１４に示すようにくさび形の治具５０を割溝１５に差し込むことで素線挿通孔１４ａ並びにシース挿通孔１４ｂを拡径し、その状態で光ファイバ素線１０１及びシース１０２を素線挿通孔１４ａとシース挿通孔１４ｂに挿通し（図１５（ａ）及び図１６（ａ）参照）、光ファイバ素線１０１をフェルール１の保持孔２に挿入して保持させた後、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）に示すように治具５０を割溝１５から引き抜けば、治具５０によって拡径されていた素線挿通孔１４ａ及びシース挿通孔１４ｂの径が光ファイバ素線１０１及びシース１０２の外径よりも小さい状態に戻るから、素線挿通孔１４ａ並びにシース挿通孔１４ｂの内周面が光ファイバ素線１０１及びシース１０２にそれぞれ圧接して光ファイバコード１００にプラグ本体１０が固定され、光ファイバコード１００にプラグＰを取り付ることができる。

このように本実施形態ではリング部２０が不要であるから、実施形態１に比較してプラグＰの小型化が可能になる。

本発明の実施形態１におけるプラグの断面図である。 同上のプラグの分解斜視図である。 同上のプラグを光ファイバコードに取り付ける取付手順の説明図である。 同上におけるプラグのフェルールと透光板の固定方法の説明図である。 同上におけるプラグのフェルールと透光板の他の固定方法の説明図である。 光ファイバコードの切断方法を説明する説明図である。 同上のプラグを光ファイバコードに取り付ける取付手順の説明図である。 同上のプラグを光ファイバコードに取り付ける取付手順の説明図である。 同上の他の構成のプラグを示す分解斜視図である。 同上の他の構成のプラグを光ファイバコードに取り付ける取付手順の説明図である。 同上の光コネクタの断面図である。 同上の他の構成の光コネクタの断面図である。 同上のさらに他の構成の光コネクタの断面図である。 本発明の実施形態２におけるプラグの斜視図である。 同上のプラグを光ファイバコードに取り付ける取付手順の説明図である。 同上のプラグを光ファイバコードに取り付ける取付手順の説明図である。

符号の説明

１ フェルール
２ 保持孔
３ 透光板
４ 接続部
１０１ 光ファイバ素線

Claims (3)

1. 両端が開口した保持孔にプラスチック光ファイバの光ファイバ素線を挿入して保持するフェルールと、透光性を有しフェルールの先端側の開口を閉塞する透光板と、ゲル状であり且つ光ファイバ素線のコアと同等の屈折率を有し保持孔の先端部分に配設されて透光板と光ファイバ素線を光学的に接続する接続部とを備えたことを特徴とする光コネクタ。
2. フェルールの後部においてフェルールに保持された光ファイバ素線を固定する固定手段を備え、該固定手段は、フェルールの保持孔と連通し且つ光ファイバ素線の外径よりも内径が大きい挿通孔を有する筒状であって光ファイバ素線の軸方向に沿って挿通孔に連通し且つ後端が開放された割溝が側面に形成された保持部と、保持部の外径よりも内径が小さい環状に形成されて保持部に外挿されるリング部とからなることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
3. フェルールの後部においてフェルールに保持された光ファイバ素線を固定する固定手段を備え、該固定手段は、フェルールの保持孔と連通し且つ光ファイバ素線の外径よりも内径が小さい挿通孔を有する筒状であって光ファイバ素線の軸方向に沿って挿通孔に連通し且つ後端が開放された割溝が側面に形成された保持部からなることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。

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