JP2005241956A - フェルール - Google Patents

Abstract

【課題】現場における光ファイバの接続および組立加工がきわめて簡便で、しかも安定した接続性能を有するフェルールを提供する。
【解決手段】現場で接続、組立可能なフェルールであって、光ファイバ素線を固定する固定孔１Ｂが中心軸に形成され、さらに外周から中心軸にまで達した窓部１Ａを設け、固定孔１Ｂ先端の接続端から窓部１Ａの任意の位置まで内蔵ファイバ５が固定されたキャピラリ１と、前記窓部１Ａには押え駒２が嵌め込まれ、この押え駒２を保持固定する摺動可能な前フランジ３とから構成し、前記押え駒２の下面には突起状の弾性部材６を設け、上面の前部２Ａと後部２Ｂの間に段差を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバを機械的に接続する光コネクタ用のフェルールに関するものである。

光通信の普及に伴い、光コネクタを現場で接続、組立加工することが求められている。一般に接続に用いる光コネクタの製造は、光ファイバ素線をフェルールに接着、固定し、フェルールの接続端面を鏡面研磨することによって得られるのであるが、この場合研磨機や接着剤を硬化させるための加熱機などが必要となって、現場での作業ではきわめて煩雑で面倒なものとなる。

上記問題を解決するため、研磨機や加熱手段を用いずに、その場で容易に接続可能な光コネクタ用のフェルールが検討されており、例えばその一例として、フェルールのキャピラリ内にあらかじめ光ファイバ素線を内蔵し、接続端面を研磨しておいて、現場で光ファイバを接続する際、キャピラリ内に光ファイバ素線を挿入、接続させ、キャピラリの後端部に設けられたスリーブに窓部を構成し、嵌め込み部品によってスリーブ内の光ファイバ芯線を押圧、固定する構造を有するフェルールが知られている（特許文献１参照）。

また別の例としては、フェルールを前半部と後半部に分け、従来のキャピラリに相当する前半部には内蔵ファイバが固定されると共に接続端面が研磨され、後半部は上半分が開放され、その上面には光ファイバ素線および光ファイバ芯線が位置決めされる溝が形成され、光ファイバ素線と内蔵ファイバとを接続したあと、開放された上半分に蓋部材を被着して光ファイバ素線の接続部および光ファイバ芯線を保持固定する構造を有するフェルールも知られている（特許文献２参照）。
特開平６−３３７３２５号公報 特開平１１−１４２６８６号公報

上記構造を有するフェルールは、現場において接続、組立加工することがきわめて簡便となり、好ましい特徴を有するものとなっている。しかしながら、特許文献１のフェルール構造においては、キャピラリ内で接続している光ファイバ素線が、温度や湿度などの外部環境の変化により離間してしまうなど接続性に問題が生じてしまう。これに対し、特許文献２の構造では光ファイバ素線の接続部を蓋部材で固定しているので、前記のような問題は生じない。ところが、後半部において光ファイバ素線を接続させる溝の精度は、キャピラリに相当する前半部の固定穴と同等のサブミクロンオーダーの精度が要求され、さらに光ファイバ芯線を保持する溝もこれに応じてそれなりの精度が必要とされる。つまり、前半部ばかりでなく後半部も時間と手間をかけて精密に作製しなければならず、接続安定性に問題が生じ易く、またコストも高いものとなってしまう。さらに、光ファイバを挿着するときには、くさびのような工具が必要となる。

本発明は、光ファイバの接続、組立加工がきわめて簡便で、外部環境に影響されず、安定性に優れた接続が得られる光コネクタ用のフェルールであり、光ファイバ素線を固定する固定孔が中心軸に形成されると共に、外周から中心軸にまで達した窓部が設けられ、固定孔先端の接続端から窓部の任意の位置まで内蔵ファイバが固定されたキャピラリと、窓部には光ファイバ素線を押圧する押え駒が嵌め込まれ、この押え駒を保持固定する摺動可能なフランジから構成されることを第１の要旨とする。

また、キャピラリの窓部に嵌め込まれる押え駒の下面には、突起状の弾性部材が設けられてなることを第２の要旨とする。

さらに、キャピラリの窓部に嵌め込まれる押え駒の上面には、前部と後部の間に段差が設けられ、前部あるいは後部の押圧により押え駒を仮止めあるいは本締めとなすように構成されてなることを第３の要旨とする。

本発明の光コネクタ用のフェルールによれば、簡潔な構造であるため光ファイバ挿着など現場での作業性が良好となると共に、光ファイバの接続安定性に優れるなどの好ましい特徴を有する。

キャピラリ自体に上半分が開放された窓部を設け、接続している光ファイバを固定する押え駒を前記窓部に嵌め込むことにより、現場での接続が容易でかつ簡便となり、しかも安定した接続性能を有するフェルールを得るという目的を実現した。

図１は、本発明の光コネクタ用のフェルールであって、仮止め状態を示す第１実施例の断面図。図２は、図１のＡ−Ａ線を示す断面図。図３は、図１の押え駒を示す左側面図である。また図４は、光ファイバ素線を接続し固定した時の本締め状態を示す第１実施例の断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ線を示す断面図である。なお、図１の左側を前方、右側を後方とする。

本発明のフェルールは、図１に示すように円筒状のキャピラリ１と、このキャピラリ１の中央よりほぼ後方よりに設けられた窓部１Ａと、この窓部１Ａに嵌め込まれた押え駒２および押え駒２を押圧する摺動可能な前フランジ３と、キャピラリ１の後端部を内包する後フランジ４とから構成される。

キャピラリ１は、軸方向に光ファイバ素線が固定される固定孔１Ｂが形成され、さらにキャピラリ１の中央よりほぼ後方よりに設けられた窓部１Ａは、キャピラリ１の中心軸と垂直をなす方向に外周から中心軸にまで達した上半分が開放された構成を有する。キャピラリ１の固定孔１Ｂには、内蔵ファイバ５がキャピラリ１の先端面から前記窓部１Ａのほぼ中央部にかけてあらかじめ内蔵され、接着剤により固定された構造となっている。ここで、前記内蔵ファイバ５の後方側の端面は鏡面研磨又は鏡面カットされており、前方側の端面はキャピラリ１の先端面と共に鏡面に研磨されている。

窓部１Ａに嵌め込まれる押え駒２は、図２および図３に示すように断面が半円状であり、さらに半円周状の上面は前部２Ａと後部２Ｂの間に段差を設け、本実施例では上面の後部２Ｂは、窓部１Ａに完全に嵌合した時キャピラリ１の外周面と同一円周面となすように形成され、前部２Ａは後部２Ｂより小径の半円周面となり、後部２Ｂとの間にテーパー部２Ｃが設けられている。押え駒２の下面には、中心軸の両側に２個づつ穴２Ｄを設け、それぞれの穴２Ｄにゴム製の弾性部材６を接着剤にて取り付ける。また、その中心軸にそって溝２Ｅが設けられている。この溝２Ｅは断面がほぼ半円状で、窓部１Ａに嵌合した時キャピラリ１側の固定孔１Ｂを軸方向に半分に割ったファイバ溝１Ｃと合致させることで、光ファイバ素線を押圧するように構成される。なお図示していないが、溝の形状としては断面がＶ字形、楕円形、角形のものも挙げられる。

一方窓部１Ａの前方には、キャピラリ１を内包する筒部３Ａを有する前フランジ３がキャピラリ１に対して摺動可能に設置され、筒部３Ａが押え駒２の上面の前部２Ａを押圧することで、図１および図２に示すように仮止め状態を維持する。つまり仮止め状態では、押え駒２の下面と窓部１Ａのキャピラリ面との間には、弾性部材６の作用により上面の後部２Ｂと前部２Ａとの最頂部における段差の長さ分だけ間隔が形成され、光ファイバ素線の挿入、引き抜きが自在となる。この構造とすることにより、余分な治具を用いずに簡単な作業で、押え駒２を紛失することなく組立が容易となるのである。キャピラリ１の後端部には、キャピラリ１を内包する大筒部４Ａと光ファイバ芯線を保護する小筒部４Ｂからなる後フランジ４が設けられ、接着剤あるいは圧入によりキャピラリ１に固着している。ここで本実施例では、図３のように押え駒２の前部２Ａおよび後部２Ｂを半径の異なった半円周面としたが、この形状に限定されるものではなく、前フランジ３の筒部３Ａに押圧される前部２Ａと後部２Ｂの下面と垂直をなす方向での段差（好ましくは最頂部における段差）が、仮止めの状態における窓部１Ａのキャピラリ面と押え駒２の下面との差に等しくなるように構成されていればよく、その場合他の上面全域においては、前記段差もしくはそれ以上の値を有するように前部２Ａと後部２Ｂの外面形状を任意定めればよい。

図４は、光ファイバ素線７を接続し固定した時のフェルールの状態を示し、図１の状態から光ファイバ素線７をキャピラリ１の後端から固定孔１Ｂに挿入し、窓部１Ａのファイバ溝１Ｃにおいて内蔵ファイバ５と突き合わせて接続させた上で、押え駒２の前部２Ａを押圧して仮止めしていた前フランジ３をさらに後方に移動させることにより、前フランジ３の筒部３Ａが押え駒２の前部２Ａからテーパー部２Ｃを通って後部２Ｂを押圧する。この時、押え駒２の下面の弾性部材６が圧縮されて、図５のようにキャピラリ１と押え駒２とが前フランジ３の筒部３Ａ内において外周面を一致させて完全に嵌合即ち本締めの状態となり、接続している光ファイバ素線７が確実に固定され、また光ファイバ芯線は、後フランジ４の小筒部４Ｂにより保護されることになる。

ここで接続自体は、窓部１Ａにおいてキャピラリ１の固定孔１Ｂを軸方向に略半分に割ったファイバ溝１Ｃ中で行われるため、もともと固定孔１Ｂ自体の精度がサブミクロンオーダーであることから、きわめて精密な接続が可能となるのである。なお前フランジ３の後方への移動は、後フランジ４の大筒部４Ａの先端に前フランジ３の筒部３Ａが当接することで停止され、さらに前フランジ３の筒部３Ａは、弾性部材６の反発力に抗して押え駒２を嵌合させているので、押え駒２からの作用による力を受けるため、衝撃等により移動することなくその状態が維持される。図４の状態から、前フランジ３を前方に移動させ、前フランジ３の筒部３Ａを押え駒２の前部２Ａに位置させることで、弾性部材６の復元力により図１のように窓部１Ａ内において押え駒２が本締めから仮止めの状態に変わり、光ファイバ素線７の引き抜き、挿入が可能となるのである。

図６は、本発明の他のフェルールの仮止め状態を示す第２実施例の断面図。また図７は、光ファイバ素線を接続し固定した時の本締め状態を示す第２実施例の断面図である。図６に示すようにキャピラリ１の中央よりほぼ後方よりに窓部１Ａが設けられ、この窓部１Ａに嵌め込まれる押え駒１２の上面は前部１２Ａと後部１２Ｂの間に段差が設けられ、本実施例では押え駒１２が窓部１Ａに完全に嵌合して本締め状態となった時に、上面の前部１２Ａがキャピラリ１の外周面と同一円周面となすように形成され、後部１２Ｂは前部１２Ａより小径の半円周面となり、前部１２Ａとの間にテーパー部１２Ｃが設けられている。また、押え駒１２の下面には中心軸の両側に２個づつ突起状の弾性部材６が設けられ、さらに中心軸にそって溝１２Ｅが設けられている。一方窓部１Ａの後方には、キャピラリ１の後端部を内包する大筒部１４Ａと光ファイバ芯線を保護する小筒部１４Ｂからなる後フランジ１４が摺動可能に設置され、後フランジ１４の大筒部１４Ａが押え駒１２の後部１２Ｂを押圧して押え駒１２を仮止めしている。なお、キャピラリ１の窓部１Ａより前方には、キャピラリ１を内包する穴を有する前フランジ１３がキャピラリ１に固定されている。

押え駒１２が仮止めの状態で、光ファイバ素線７をキャピラリ１の後端から固定孔１Ｂに挿入し、窓部１Ａにおいて内蔵ファイバ５と突き合わせて接続させた後、後フランジ１４をさらに前方に移動させることにより、後フランジ１４の大筒部１４Ａが押え駒１２の後部１２Ｂからテーパー部１２Ｃを通って前部１２Ａを押圧し、図７のように窓部１Ａに押え駒１２を完全に嵌合させて本締めの状態となし、光ファイバ素線７を押圧固定し、後フランジ１４の小筒部１４Ｂで光ファイバ芯線８を保護する。なお、後フランジ１４の大筒部１４Ａの先端がキャピラリ１に固定された前フランジ１３に当接することで、後フランジ１４の移動は停止され、接続状態が維持される。ここで、押え駒の上面を押圧する実施例１の前フランジの筒部、あるいは実施例２の後フランジの大筒部としては、真円の筒状部材としたが、この他に軸方向にスリットを設け、弾性を有した断面がＣリング状の筒部を用いることもできる。この構造とすることにより、仮止めから本締めへの移行がスムーズに行われるのである。

図８は、本発明の他のフェルールの仮止め状態を示す第３実施例の断面図。図９は、光ファイバ素線を接続し固定した時の本締めの状態を示す第３実施例の断面図。図１０は、図９のＣ−Ｃ線を示す断面図であり、キャピラリ１の窓部１Ａに押え駒２が嵌め込まれ、押え駒２の前方にはキャピラリ１を内包しかつ摺動可能な前フランジ２３が設けられ、押え駒２の後方には、キャピラリ１の後端部を内包する後フランジ２４が接着剤又は圧入によりキャピラリ１に固着されている。

前フランジ２３は、キャピラリ１を内包する穴を有する摺動可能な本体２３Ｂと、本体２３Ｂから後方に延びた２つの撓み可能な係合片２３Ｃが対向して構成され、係合片２３Ｃの先端には直角に曲がった爪２３Ｄが形成されている。前フランジ２３の本体２３Ｂが押え駒２の前部２Ａを押圧して押え駒２を仮止めしている。後フランジ２４は、キャピラリ１の後端部を内包する大筒部２４Ａと光ファイバ芯線を保護する小筒部２４Ｂから構成され、キャピラリ１に固定されている。また大筒部２４Ａの外周には、軸方向にそって２個の係合溝２４Ｃが対向して設けられ、係合溝２４Ｃ内に前フランジ２３の係合片２３Ｃが係合される。

図８の仮止めの状態で、光ファイバ素線７をキャピラリ１の後端から固定孔１Ｂに挿入し、窓部１Ａにおいて内蔵ファイバ５と突き合わせて接続させたのち、前フランジ２３の本体２３Ｂをさらに後方に移動させて、押え駒２の上面の前部２Ａからテーパー部２Ｃを通って後部２Ｂを押圧することにより、図９のように押え駒２を窓部１Ａに完全に嵌合させて本締めの状態とし、接続された光ファイバ素線７を押圧固定し、後フランジ２４の小筒部２４Ｂで光ファイバ芯線を保護する。前フランジ２３の本体２３Ｂは、後フランジ２４の前端に当接して移動が停止し、同時に係合片２３Ｃの爪２３Ｄが後フランジ２４の段部２４Ｄに係止することで、前フランジ２３はより激しい衝撃等にも移動することなく確実に固定される。この時、後フランジ２４の係合溝２４Ｃの幅および長さと、爪２３Ｄを除いた係合片２３Ｃの幅および長さとが等しくなるように構成し、さらに本体２３Ｂの外径と後フランジ２４の大筒部２４Ａの外径を等しく構成する。光ファイバの引抜きや挿入する場合には、後フランジ２４の段部２４Ｄより爪２３Ｄをはずし、前フランジ２３を前方に移動して押え駒２の上面の前部２Ａに載置させ、押え駒２の下面に設けた弾性部材６の復元力により押え駒２を仮止め状態とすることで、光ファイバ素線の引き抜きや再度の挿入が可能となるのである。

上記各実施例では、押え駒の上面に段差を設けて仮止めあるいは本締めの状態となすようにしたが、前記構造の他に、押え駒の上面は段差をなくし、その代わり例えば第１実施例における前フランジの筒部の後部内面、第２実施例では後フランジの大筒部の前部内面、第３実施例では前フランジの後部内面にそれぞれ段差を設けて押し駒の上面を押圧し、仮止めあるいは本締めの状態となすこともできる。

また上記各実施例においては、押え駒の下面の弾性部材としてゴムなどの弾性体を用いたが、窓部に嵌合することで収縮する構造を有するものであればいずれも適用できる。例えば図１１、図１２、図１３、図１４はそれぞれ押え駒の他の弾性部材を示す断面図であり、図１１の押え駒２２の弾性部材１６は、押え駒２２本体と一体に設けられたＬ字形の樹脂製弾性片が中心軸を対称にして両側に軸方向全域にわたって形成された構造であり、図１２の押え駒３２の弾性部材２６は、図１１のＬ字形の弾性片をコの字形に形成した構造である。図１３の弾性部材３６は、押え駒４２の下面から上面に貫通した穴に、穴の側方から突出したＬ字形の樹脂製弾性片が、中心軸を対称にして両側に複数個づつ押え駒４２と一体に形成されたものであり、図１４の押え駒５２の弾性部材４６は、図１３のＬ字形の弾性片をコの字形に形成した構造である。なお実施例では、中心軸を対称にしてその両側に弾性部材を設けたが、片側にのみ弾性部材を形成してもよい。

現場での接続、組立加工において簡潔でかつ安定した接続性能が得られるフェルールを作製することができ、光通信分野の普及化の要請に対して十分適用できる。

本発明のフェルールの仮止め状態を示す断面図である。（実施例１） 図１のＡ−Ａ線を示す断面図である。（実施例１） 図１の押え駒を示す左側面図である。（実施例１） フェルールの本締め状態を示す断面図である。（実施例１） 図４のＢ−Ｂ線を示す断面図である。（実施例１） 他のフェルールの仮止め状態を示す断面図である。（実施例２） 他のフェルールの本締め状態を示す断面図である。（実施例２） さらに他のフェルールの仮止め状態を示す断面図である。（実施例３） さらに他のフェルールの本締めの状態を示す断面図である。（実施例３） 図９のＣ−Ｃ線を示す断面図である。（実施例３） 押え駒の他の弾性部材を示す断面図である。 押え駒のさらに他の弾性部材を示す断面図である。 押え駒のさらに他の弾性部材を示す断面図である。 押え駒のさらに他の弾性部材を示す断面図である。

符号の説明

１ キャピラリ
１Ａ キャピラリ１の窓部
１Ｂ キャピラリ１の固定孔
２ 押え駒
２Ａ 押え駒２の前部
２Ｂ 押え駒２の後部
３ 前フランジ
４ 後フランジ
５ 内蔵ファイバ
６ 弾性部材
７ 光ファイバ素線
１２ 押え駒
１２Ａ 押え駒１２の前部
１２Ｂ 押え駒１２の後部
１３ 前フランジ
１４ 後フランジ
１６ 弾性部材
２２ 押え駒
２３ 前フランジ
２４ 後フランジ
２６ 弾性部材
３２ 押え駒
３６ 弾性部材
４２ 押え駒
４６ 弾性部材
５２ 押え駒

Claims (3)

1. 光ファイバ素線を固定する固定孔が中心軸に形成されると共に、外周から中心軸にまで達した窓部が設けられ、固定孔先端の接続端から窓部の任意の位置まで内蔵ファイバが固定されたキャピラリと、前記窓部には光ファイバ素線を押圧する押え駒が嵌め込まれ、この押え駒を保持固定する摺動可能なフランジから構成されることを特徴とするフェルール。
2. 押え駒の下面には、突起状の弾性部材が設けられてなる請求項１記載のフェルール。
3. 押え駒の上面には、前部と後部の間に段差が設けられ、前部あるいは後部の押圧により押え駒を仮止めあるいは本締めとなすように構成されてなる請求項１又は２記載のフェルール。

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