JP2005292292A - 光ファイバー素線応力切断方法、光プラグ、光レセプタクルおよび光コネクタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが簡単で容易であり、短時間に組み立てられ、ひいては製造費の安価な光コネクタ構造を提供する。
【解決手段】光レセプタクル１２の下側嵌合凸部８１の上面には、Ｖ溝８４が設けてある。光プラグ１１と光レセプタクル１２とを矢印５０の方向から接近させるとき、露出光ファイバー素線２の先端部は、Ｖ溝に嵌まり、該Ｖ溝に案内されて光素子の光入出力面に当接する。このとき、露出光ファイバー素線２の先端部は、押圧部７５とＶ溝との間に挟持される。光プラグ１１と光レセプタクル１２とは、両者を矢印５０方向から近接させるだけで、光レセプタクル１２における下側嵌合凸部８１、クランプ突起８２および上側嵌合凸部８３は、プラグ１１における下側嵌合凹部７４、クランプ溝７２および上側嵌合凹部７３にそれぞれ嵌合し、強固に結合され、光コネクタ構造となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光素子、受光素子などの光素子の光入出力面に光ファイバを光結合させる光コネクタ構造、この光コネクタ構造における光プラグ及び光レセプタクル並びにこれらの製造に適用する光ファイバー素線応力切断方法に関する。

従来の光コネクタとして例えば、特許文献１乃至５に記載のものが開示されている。特許文献１に記載の多芯光コネクタでは、多芯光コネクタの組み立てにおいて、樹脂ブロックの接着固定と光接続面の研磨とを要する。特許文献２に記載の光コネクタでは、光ファイバー素線を所定の長さに切り揃えるときに、長さ測定用の尺を要する。特許文献３に記載の光コネクタでは、平坦な光接続面を形成するために、光ファイバー素線の端面を研磨により平坦にする工程が製造において必須である。特許文献５に記載の多芯光コネクタでは、多芯の光ファイバー素線をそれぞれ精度よく切断する必要がある。

図４は、従来の光ファイバーの接続構造において用いる一般的な光ファイバー端末加工工程を示す図である。まず、図４（Ａ）に示すように、光ファイバーコード１の端末における外被３を剥がし、光ファイバー素線２を一定の長さだけ露出させる。次に、図４（Ｂ）に示すように、フェルール５を光ファイバー素線２に通し、フェルール５を光ファイバー素線２に固定する。次に、図４（Ｃ）に示すように、フェルール５の端面近傍で光ファイバー素線２を切断する。そして、図４（Ｄ）に示すように、フェルール５の端面から僅かに突出している光ファイバー素線２を研磨することで、光ファイバー素線２の端面をフェルール５の端面に揃えられる。例えば、２本の光ファイバーを接続する光ファイバーコネクタでは、両光ファイバーの端面を図４（Ｄ）のように処理し、両方のフェルール５を１つの筒の両開口から挿入し、両方のフェルール５の端面を互いに当接させることにより、光ファイバー素線の端面も当接され、一方の光ファイバーからの光が他方の光ファイバーに効率良く入射される。

特開平０５−０２７１４４ 特開２００１−０３３６５９ 特開２００２−２０２４３６ 特開平０８−２４０７４６ 特開平０９−１９７１９５

前記特許文献１乃至５に記載の多芯光コネクタは、いずれも組み立てに時間がかかる。特許文献２に記載の光コネクタでは、光ファイバー素線を所定の長さに切り揃えることが難しく、そのためにコネクタの組み立てに時間がかかる。そこで、本発明は、組み立てが簡単で容易であり、短時間に組み立てられ、ひいては製造費の安価な光コネクタ構造、この構造に適用する光プラグ及び光レセプタクルの提供並びに、これらの製造に適用する好適な光ファイバー素線応力切断方法の提供を目的とする。

前述の課題を解決するために本発明は次の手段を提供する。

（１）光ファイバーコードにおける光ファイバー素線を露出させ、光ファイバーコードの基点から一定の距離の位置で該光ファイバー素線に応力切断を施す方法において、
前記光ファイバーコードにおける一部分の外被を除去することにより光ファイバー素線を露出させ、露出光ファイバー素線を形成する第１の工程と、
前記光ファイバーコードにおける前記露出光ファイバー素線側の外被の端部に固定スリーブを固定する第２の工程と、
前記固定スリーブを嵌める凹部が設けられた固定スリーブ保持部と、該固定スリーブ保持部から延びる弾性板部とを有するファイバー切断治具における該凹部に該固定スリーブを嵌める第３の工程と、
前記露出光ファイバー素線を前記弾性板部に添わせ、前記固定スリーブの一定位置を前記基点とし、該基点から前記一定距離の位置において該露出光ファイバー素線にキズを着け、該露出光ファイバー素線を沿わせた状態で該弾性板部を曲げることにより該キズの位置で該露出光ファイバー素線に応力切断を起こさせる第４の工程とを
有することを特徴とする光ファイバー素線応力切断方法。

（２）露出した光ファイバー素線を端部に有する光ファイバーコードにおける該露出光ファイバー素線側の外被の端部であって、該露出光ファイバー素線の先端から一定の距離の位置に固定される固定スリーブと、
前記固定スリーブ及び露出光ファイバー素線を収納するハウジングと、
光レセプタクルと嵌合し、該レセプタクルと一体的に結合させるプラグ側嵌合手段と
を有してなり、
前記ハウジングは、前記固定スリーブが嵌め合い又は接着により固定される固定スリーブ収納部と、前記露出光ファイバー素線を収納する露出光ファイバー素線収納部と、該露出光ファイバー素線収納部の壁面に設けられ、該露出光ファイバー素線の側面に当接し、該固定スリーブ中の光ファイバー素線に対し該露出光ファイバー素線を曲げる突起部とを有し、
前記プラグ側嵌合手段は、前記固定スリーブ中の光ファイバー素線に対し直交する方向から前記レセプタクルを近接させることにより、該レセプタクルに設けられたレセプタクル側嵌合手段と嵌合する
ことを特徴とする光プラグ。

（３）前記（２）に記載の光プラグのプラグ側嵌合手段に嵌合するレセプタクル側嵌合手段を備え、該プラグ側嵌合手段とレセプタクル側嵌合手段とを嵌合させたとき、前記露出光ファイバー素線の先端に光結合される光入出力面を有する光レセプタクルにおいて、
前記光入出力面に直交する方向に伸びるＶ溝が形成されたＶ溝部材が設けてあり、
前記レセプタクル側嵌合手段は、前記固定スリーブ中の光ファイバー素線に対し直交する方向から前記プラグ側嵌合手段に近接させることにより、該プラグ側嵌合手段に嵌合し、
前記レセプタクル側嵌合手段を前記方向から前記プラグ側嵌合手段に近接させるとき、前記露出光ファイバー素線の先端部は、前記Ｖ溝に嵌まり、該Ｖ溝に案内されて前記光入出力面に当接する
ことを特徴とする光レセプタクル。

（４）前記（２）に記載の光プラグと前記（３）に記載の光レセプタクルとを嵌合させてなり、
前記露出光ファイバー素線の先端部は、前記露出光ファイバー素線収納部の内壁面の一部分である押圧部と前記Ｖ溝との間に挟持してある
ことを特徴とする光コネクタ構造。

上述の本発明の採用により、組み立てが簡単で容易であり、短時間に組み立てられ、ひいては製造費の安価な光コネクタ構造、この構造に適用する光プラグ及び光レセプタクルを提供できる。

また、本発明の光ファイバー素線応力切断方法の採用により、固定スリーブを基点とし、該基点から光ファイバー素線の先端までの長さを一定にする光ファイバー素線切断方法を提供できる。この光ファイバー素線応力切断方法で基点から一定長さに切断された光ファイバー素線を有する光ファイバーは、前記の本発明の光ファイバー構造及びこの構造に適用する光プラグの組み立ておいて有用である。

次に本発明の実施の形態を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。図１は、本発明の光ファイバー素線応力切断方法の一実施の形態を示す図である。図１の工程は、本発明の光プラグの組み立ての前工程に相当する。図２は図１の工程で組み立てた構造を利用した本発明の光プラグ、光レセプタクル及び光コネクタ構造の一実施の形態の組み立て工程を示す図である。図３は図２の工程図における要部を示す図である。

図において、１は光ファイバーコード、２は光ファイバー素線、３は外被、４は固定スリーブ、６はファイバー素線切断治具、６ａはファイバー素線切断治具６の固定スリーブ保持部、６ｂはファイバー素線切断治具６の弾性板部、７はプラグハウジング、８は光レセプタクル本体、１０は位置指標、１１は光プラグ、１２は光レセプタクル、７１は突起部、７２はクランプ溝、７３は上側嵌合凹部、７４は下側嵌合凹部、７５は押圧部、８１は下側嵌合凸部、８２はクランプ突起、８３は上側嵌合凸部、８４はＶ溝、８５は光素子、１００は応力切断用キズ入れ位置、２００は拡大範囲指定円、２００ａは拡大された範囲を示す円、３００は拡大範囲指定円、３００ａは拡大された範囲を示す円である。

図１（Ａ）は光ファイバー素線剥ぎ出し工程（工程１）、図１（Ｂ），（Ｃ）は固定スリーブ取付け工程（工程２）、図１（Ｄ），（Ｅ）はファイバー素線切断治具取付け工程（工程３）、図１（Ｆ），（Ｇ）はファイバー素線切断工程（工程４）をそれぞれ示す図である。また、図１（Ｈ）は、ファイバー素線切断治具を固定スリーブ４から外し、光ファイバー素線応力切断方法を終了した（工程５）後の光ファイバの端部を示す図である。図１（Ａ）〜（Ｄ）及び（Ｆ）から（Ｈ）は側面図であり、図１（Ｅ）は底面図である。図１（Ａ）〜（Ｈ）に描かれている光ファイバーコード１は３本の光ファイバー素線２を外被３で収容してなり、図１（Ｅ）では３本の露出光ファイバー素線２が現れている。しかしながら、図図１（Ａ）〜（Ｄ）及び（Ｆ）から（Ｈ）は側面図であるから、これら図では露出光ファイバー素線２はそれら３本の内の１本だけが現われている。

図１の光ファイバー素線応力切断方法は、光ファイバーコード１における光ファイバー素線２を露出させ、光ファイバーコード１の基点から一定の距離の位置で該光ファイバー素線２に応力切断を施す方法である。工程１では、光ファイバーコード１の片端における或る長さの外被を除去することにより光ファイバー素線２を露出させ、露出光ファイバー素線を形成する。工程２では、光ファイバーコード１における露出光ファイバー素線２側の外被の端部に固定スリーブ４を固定する。固定スリーブ４は、光ファイバーコード１の外径より僅かに狭い内径の貫通穴を有し、露出光ファイバー素線２側の外被の端部がその貫通穴に圧入される。光ファイバーコード１は、弾力性のあるプラスチック製であるから、固定スリーブ４の貫通穴に圧入が可能である。

工程３及び工程４では、固定スリーブ４を嵌める凹部が設けられた固定スリーブ保持部６ａと、該固定スリーブ保持部から延びる弾性板部６ｂとを有するファイバー切断治具６により、露出光ファイバー素線２を応力切断する。この工程３では、固定スリーブ保持部６ａの凹部に固定スリーブ４を嵌める。この工程４では、露出光ファイバー素線２を弾性板部６ｂに添わせ、固定スリーブ４の一定位置（ここでは固定スリーブ４の左端４ａ）を前記基点とし、該基点から一定距離の位置指標１０において露出光ファイバー素線２に刃物でキズを着け、露出光ファイバー素線２を沿わせた状態で弾性板部６ｂを曲げることにより該キズの位置１００で露出光ファイバー素線２に応力切断を起こさせる。符合１００の位置は位置指標１０の位置に一致している。固定スリーブ４の左端４ａ[図１（Ｈ）参照]から位置指標１０まで距離は一定である。

光ファイバーコード１は３本の露出光ファイバー素線２を外被３で収容してなるので、図１（Ｅ）では３本の露出光ファイバー素線２が現れている。これら３本の露出光ファイバー素線２の径は同一である。但し、図１（Ｅ）では、隣接する露出光ファイバー素線２が互いに重なって描かれるのを避けるために、中心の１本の露出光ファイバー素線２だけを太く描き、両隣の露出光ファイバー素線２は細線で描いてある。図１（Ｆ）における破線は、弾性板部６ａおよび露出光ファイバー素線２が一体的に曲げられている状態を示している。

工程５では、ファイバー素線切断治具６を固定スリーブ４から外し、光ファイバー素線応力切断方法を終了する。図１の光ファイバー素線応力切断方法によれば、露出光ファイバー素線２が複数本であっても、固定スリーブ４の左端４ａ[図１（Ｈ）参照]]から露出光ファイバー素線２における応力切断面（応力切断された露出光ファイバー素線２の先端）２ａまでの距離は高い精度で同一の長さとなる。したがって、応力切断された複数本の露出光ファイバー素線２の先端２ａは、露出光ファイバー素線２の光軸に直交する平面上に揃う。

図２は、図１の工程で組み立てた図１（Ｈ）の構造を利用した本発明の光プラグ、光レセプタクル及び光コネクタ構造の一実施の形態の組み立て工程を示す図である。図２（Ａ）はプラグハウジング７を示す図である。図２（Ａ）の（Ａ１）は正面図であり、（Ａ２）は側面図である。プラグハウジング７は、固定スリーブ４が嵌め合い又は接着により固定される固定スリーブ収納部７ａと、露出光ファイバー素線２を収納する露出光ファイバー素線収納部７ｂとでなる。固定スリーブ収納部７ａには、突起部７１、クランプ溝７２、上側嵌合凹部７３、下側嵌合凹部７４および押圧部７５が設けてある。

突起部７１は、露出光ファイバー素線収納部７ｂの上側壁面に設けてある。図１（Ｈ）の構造における固定スリーブ４が固定スリーブ収納部７ａに収められ、本実施の形態の光プラグ１１が構成される[図２（Ｂ）参照]。この光プラグ１１では、突起部７１は、露出光ファイバー素線２の側面に当接し、固定スリーブ４中の光ファイバー素線に対し露出光ファイバー素線２を曲げる作用をしている。

クランプ溝７２、上側嵌合凹部７３、下側嵌合凹部７４および押圧部７５は、光レセプタクルと嵌合し、該レセプタクルと一体的に結合させるプラグ側嵌合手段をなしている。このプラグ側嵌合手段は、固定スリーブ４中の光ファイバー素線２に対し直交する方向５０[図２（Ｃ）参照]から光レセプタクル１２を近接させることにより、光レセプタクル１２に設けられたレセプタクル側嵌合手段と嵌合する。

図２（Ｃ）に現してある本実施の形態の光レセプタクル１２は、光プラグ１１のプラグ側嵌合手段に嵌合するレセプタクル側嵌合手段を備え、該プラグ側嵌合手段とレセプタクル側嵌合手段とを嵌合させたとき、露出光ファイバー素線の先端２ａに光結合される光入出力面を有している。光入出力面は、レーザダイオード等の発光素子の光出力面、フォトダイオード等の受光素子の光入力面、光ファイバーの光出力端面などである。

レセプタクル側嵌合手段は、下側嵌合凸部８１、クランプ突起８２および上側嵌合凸部８３でなる。下側嵌合凸部８１は、プラグ１１における下側嵌合凹部７４に嵌合する。クランプ突起８２は、プラグ１１におけるクランプ溝７２に嵌合する。また、上側嵌合凸部８３は、プラグ１１における上側嵌合凹部７３に嵌合する。符号８は、レセプタクル本体を示す。

図３は、図２の工程図における要部を示す図である。図３（Ａ）の（Ａ１）はレセプタクル１２の側面図であり、図３（Ａ）の（Ａ２）は（Ａ１）における円２００で囲んで示す領域の拡大図である。また、図３（Ｂ）の（Ｂ１）はレセプタクル１２の正面図であり、図３（Ｂ）の（Ｂ２）は（Ｂ１）における円３００で囲んで示す領域の拡大図である。図３（Ｂ）の（Ｂ２）に示すように、下側嵌合凸部８１の上面には、Ｖ溝８４が設けてある。図３（Ａ）の（Ａ２）における符号８４ａは、Ｖ溝８４の底を表している。また、図３（Ａ）の（Ａ２）における符号８５は、光素子を表している。

光プラグ１１と光レセプタクル１２とを嵌合させたとき、光素子８５の光入出力面は露出光ファイバー素線２の先端２ａに光結合される。Ｖ溝８４の長手方向は、その光入出力面に直交している。光レセプタクル１２を矢印５０方向から光プラグ１１に近接させるとき、露出光ファイバー素線２の先端部は、Ｖ溝８４に嵌まり、該Ｖ溝８４に案内されて光素子８５の光入出力面に当接する。このとき、露出光ファイバー素線２の先端部は、押圧部７５とＶ溝８４との間に挟持される。押圧部７５は、露出光ファイバー素線収納部７ｂの上側内壁面の一部分である。

光プラグ１１と光レセプタクル１２とは、両者を矢印５０方向から近接させるだけで、光レセプタクル１２における下側嵌合凸部８１、クランプ突起８２および上側嵌合凸部８３は、プラグ１１における下側嵌合凹部７４、クランプ溝７２および上側嵌合凹部７３にそれぞれ嵌合し、強固に結合され、光コネクタ構造となる。上述の光プラグ１１及び光レセプタクル１２の組み立て工程は簡単であり、また光プラグ１１と光レセプタクル１２とを結合させ光コネクタ構造を構成する操作も極めて簡単で、容易である。しかも、露出光ファイバー素線２の先端２ａは、図１の方法で応力切断された面であり、露出光ファイバー素線２の光軸に直交するから、光素子８５の光入出力面に押し当てられたとき、両者は光損失なく良好に光結合される。

１本の光ファイバーコード１に光ファイバー素線が納めてある本実施の形態では、Ｖ溝８４が光ファイバー素線の本数分だけ設けてある。そこで、光プラグ１１と光レセプタクル１２とを矢印５０方向から近接させるとき、各露出光ファイバー素線２は一斉にＶ溝８４に沿って光素子８５の光入出力面に向かって進み、各露出光ファイバー素線２の先端２ａは光入出力面に均一に接触し、ひいては各露出光ファイバー素線２と光入出力面との光結合損失は均一となる。もし、複数の露出光ファイバー素線２の先端２ａが僅かに不揃いであれば、各露出光ファイバー素線２は突起部７１で曲げられ、屈曲しているので、長い露出光ファイバー素線２が光入出力面に先に当接したとしても、最も短い露出光ファイバー素線２が光入出力面に当接するまで、長い露出光ファイバー素線２は屈曲の度合いを増すことにより、光入出力面との接触を安定に保ち続けることができる。したがって、本実施の形態の光コネクタ構造では、全ての露出光ファイバー素線２は光入出力面に良好に光結合される。この良好な光結合状態は、露出光ファイバー素線２の先端部が押圧部７５とＶ溝８４との間に挟持されているので、安定に維持される。

上述のように、図１から図３を参照して説明した本発明の実施の形態では、組み立てが簡単で容易であり、短時間に組み立てられ、ひいては製造費の安価な光コネクタ構造、この構造に適用する光プラグ及び光レセプタクルを提供できる。また、これらの製造に適用する好適な光ファイバー素線応力切断方法を提供できる。

本発明の光ファイバー素線応力切断方法の一実施の形態を示す工程図である。 図１の工程で組み立てた構造を利用した本発明の光プラグ、光レセプタクル及び光コネクタ構造の組み立て工程の一実施の形態を示す図である。 図３は図２の工程図における要部を示す図である。 従来の光ファイバーの接続構造において用いる一般的な光ファイバー端末加工工程を示す図である。

符号の説明

１ 光ファイバーコード
２ 露出光ファイバー素線（外被３で覆われている部分においては、光ファイバー素線とする）
３ 外被
４ 固定スリーブ
５ フェルール
６ ファイバー素線切断治具
６ａ 固定スリーブ保持部
６ｂ 弾性板部
７ プラグハウジング
７ａ 固定スリーブ収納部
７ｂ 露出光ファイバー素線収納部
８ 光レセプタクル本体
１０ 位置指標
１１ 光プラグ
１２ 光レセプタクル
５０ 光プラグ１１と光レセプタクル１２とを嵌合させ、光コネクタ構造を構成するために、光レセプタクル１２を光プラグ１１へ近接させる方向を示す矢印
７１ 突起部
７２ クランプ溝
７３ 上側嵌合凹部
７４ 下側嵌合凹部
７５ 押圧部
８１ 下側嵌合凸部
８２ クランプ突起
８３ 上側嵌合凸部
８４ Ｖ溝
８４ａ Ｖ溝８４の底
８５ 光素子
１００ 応力切断用キズ入れ位置
２００ 拡大範囲指定円
２００ａ 拡大された範囲を示す円
３００ 拡大範囲指定円
３００ａ 拡大された範囲を示す円

Claims (4)

1. 光ファイバーコードにおける光ファイバー素線を露出させ、光ファイバーコードの基点から一定の距離の位置で該光ファイバー素線に応力切断を施す方法において、
   前記光ファイバーコードにおける一部分の外被を除去することにより光ファイバー素線を露出させ、露出光ファイバー素線を形成する第１の工程と、
   前記光ファイバーコードにおける前記露出光ファイバー素線側の外被の端部に固定スリーブを固定する第２の工程と、
   前記固定スリーブを嵌める凹部が設けられた固定スリーブ保持部と、該固定スリーブ保持部から延びる弾性板部とを有するファイバー切断治具における該凹部に該固定スリーブを嵌める第３の工程と、
   前記露出光ファイバー素線を前記弾性板部に添わせ、前記固定スリーブの一定位置を前記基点とし、該基点から前記一定距離の位置において該露出光ファイバー素線にキズを着け、該露出光ファイバー素線を沿わせた状態で該弾性板部を曲げることにより該キズの位置で該露出光ファイバー素線に応力切断を起こさせる第４の工程とを
   有することを特徴とする光ファイバー素線応力切断方法。
2. 露出した光ファイバー素線を端部に有する光ファイバーコードにおける該露出光ファイバー素線側の外被の端部であって、該露出光ファイバー素線の先端から一定の距離の位置に固定される固定スリーブと、
   前記固定スリーブ及び露出光ファイバー素線を収納するハウジングと、
   光レセプタクルと嵌合し、該レセプタクルと一体的に結合させるプラグ側嵌合手段と
   を有してなり、
   前記ハウジングは、前記固定スリーブが嵌め合い又は接着により固定される固定スリーブ収納部と、前記露出光ファイバー素線を収納する露出光ファイバー素線収納部と、該露出光ファイバー素線収納部の壁面に設けられ、該露出光ファイバー素線の側面に当接し、該固定スリーブ中の光ファイバー素線に対し該露出光ファイバー素線を曲げる突起部とを有し、
   前記プラグ側嵌合手段は、前記固定スリーブ中の光ファイバー素線に対し直交する方向から前記レセプタクルを近接させることにより、該レセプタクルに設けられたレセプタクル側嵌合手段と嵌合する
   ことを特徴とする光プラグ。
3. 請求項２に記載の光プラグのプラグ側嵌合手段に嵌合するレセプタクル側嵌合手段を備え、該プラグ側嵌合手段とレセプタクル側嵌合手段とを嵌合させたとき、前記露出光ファイバー素線の先端に光結合される光入出力面を有する光レセプタクルにおいて、
   前記光入出力面に直交する方向に伸びるＶ溝が形成されたＶ溝部材が設けてあり、
   前記レセプタクル側嵌合手段は、前記固定スリーブ中の光ファイバー素線に対し直交する方向から前記プラグ側嵌合手段に近接させることにより、該プラグ側嵌合手段に嵌合し、
   前記レセプタクル側嵌合手段を前記方向から前記プラグ側嵌合手段に近接させるとき、前記露出光ファイバー素線の先端部は、前記Ｖ溝に嵌まり、該Ｖ溝に案内されて前記光入出力面に当接する
   ことを特徴とする光レセプタクル。
4. 請求項２に記載の光プラグと請求項３に記載の光レセプタクルとを嵌合させてなり、
   前記露出光ファイバー素線の先端部は、前記露出光ファイバー素線収納部の内壁面の一部分である押圧部と前記Ｖ溝との間に挟持してある
   ことを特徴とする光コネクタ構造。

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