JP2005292540A - 光ファイバ用アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを損傷させることなく、光ファイバの取り付け／取り外しをすることができ、光伝送特性を高精度に測定することができる光ファイバ用アダプタを提供する。
【解決手段】光ファイバ２２を挿入させるための貫通孔を有するフェルール１２と、フェルール１２の外側に嵌合されて貫通孔を縮径させる締付リング２５とを備えた光ファイバ用アダプタであって、フェルール１２の先端側に、貫通孔に連通する複数の放射状スリット１８により分割された複数の締付片２０を形成し、フェルール１２に締付リング２５が嵌合されることで複数の締付片２０を内側に弾性変形させ、光ファイバ２２を保持する。締付リング２５に形成されたフェルール嵌合孔を長孔形状に形成し、締付リング２５を回すことで締付片２０を半径方向内側に弾性変形させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば光ファイバの光伝送特性を測定する場合に用いられ、光ファイバがフェルール内で取り出し可能に保持される光ファイバ用アダプタに関するものである。

この種の光ファイバ用アダプタに関連する従来の一例を図６及び図７に示す（特許文献１，２）。

図６に示す従来例（特許文献１）は、光ファイバ５８をフェルール５１に確実に固定することができ、光ファイバ５８が不用意に引っ張られてフェルール５１から抜け出すことを防止することができるものである。光ファイバ用アダプタ５０は、光ファイバ５８を挿通させるフェルール５１と、フェルール５１に装着されるファイバ固定部品５６とから構成されている。

光ファイバ５８は、プラスチック光ファイバであり、光ファイバ素線の外側に１次シース５８ａが被覆され、その外側に２次シースが被覆されている。フェルール５１には、２次シースが皮剥きされて１次シース５８ａを露出させた光ファイバ５８が保持されるようになっている。

フェルール５１は、段付き円柱状をなし、小径部５２と大径部５３とが長手方向に連続して形成されている。フェルール５１には、先端側から後端側に貫通するファイバ挿通孔５４と、大径部５３においてファイバ挿通孔５４に連通する開口部５３ａとが形成されている。開口部５３ａは、ファイバ固定部品５６が外側にはみ出さないように装着される形状に形成されている。

ファイバ固定部品５６は、ＰＢＴ等のプラスチック材料から成形されたものであり、樋形状を成している。ファイバ固定部品５６の前後両端部には、相対向するファイバ挟持部５７，５７が形成されている。対向するファイバ挟持部５７，５７の間隔は、光ファイバ５８の外径より幅狭に形成されており、光ファイバ５８はファイバ挟持部５７に挟まれて保持されるようになっている。ファイバ挟持部５７の内壁面５７ａは、凸部が複数形成された凹凸面となっている。

図７に示す従来例（特許文献２）は、光ファイバ６８の光伝送特性を劣化させることなく、光ファイバ６８を簡単に取り付けることができるものであり、フェルール６１と、ホルダ６２と、ファイバ固定部６３とからなっている。

フェルール６１は、ホルダ６２の先端から突出するように設けられていて、内側には光ファイバ６８を挿通させるファイバ挿通孔が貫通形成されている。ホルダ６２は、フェルール６１の外周に取り付けられて相手方のフェルールと嵌合される部品であり、内周面には相手側のアダプタと嵌合するねじが形成されている。

ファイバ固定部６３は、相対向する受け部６４と押圧部６５とからなり、光ファイバ６８を把持する部分である。受け部６４には弾性を有する下部把持部材６４ａが貼設され、押圧部６５には弾性を有する上部把持部材６５ａが貼設されている。下部把持部材６４ａは平板状に形成され、上部把持部材６５ａには矩形状の溝６７が形成されている。

光ファイバ６８は、下部把持部材６４ａと上部把持部材６５ａとの間に形成された開口部６６より挿入され、光ファイバ６８の先端面がフェルールの先端面と面一にされた後、押圧部６５が閉じ方向に回転し、下部把持部材６４ａと上部把持部材６５ａとの間で保持されるようになっている。
特開平２００２−１０７５７３号公報（第４−５頁、第１図） 特開平２００３−２９０８６号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら、上記従来の光ファイバ用アダプタは、解決すべき以下の問題点がある。
第１の従来例では、ファイバ固定部品５６がフェルール５１の開口部５３ａにスライド挿入され、２次シースが皮剥ぎされた光ファイバ５８の端末部分が相対向するファイバ挟持部５７，５７の間に挿入されるようになっているため、１次シース５８ａがファイバ挟持部５７の先端側のエッジに擦られて、１次シース５８ａが剥離したり、ファイバ素線に引っ掻き傷ができたりする心配があった。

また、相対向するファイバ挟持部５７，５７の間隔によって、光ファイバ５８の適用サイズが制限されることとなり、光ファイバ５８のサイズ変更に柔軟に対応することができず、汎用性が低いという問題があった。

さらに、光ファイバ５８をフェルール５１から取り出す際には、ファイバ固定部品５６をフェルール５１の開口部５３ａからスライドさせながら慎重に抜き出さなければならず、光ファイバ５８の取り出しが難しく、光ファイバ５８に傷が付く心配があった。

第２の従来例は、ファイバ固定部６３の押圧部６５が閉じ方向に回転することで、光ファイバ６８が下部把持部材６４ａと上部把持部材６５ａとの間で保持されるようになっているため、光ファイバ６８のサイズ変更にある程度柔軟に対応できるものであるが、光ファイバ用アダプタ６０の構成部品数が多くなり、構造が複雑化するという問題があった。

また、光ファイバ６８は、上下方向から拘束されるものであるため、接触面積が小さく、光ファイバ６８がずれ動く心配があって、光ファイバ用アダプタ６０に光ファイバ６８を保持させた状態で、光ファイバ６８の端面を鏡面加工するには無理があった。このため、端面が予め鏡面加工された光ファイバ６８をフェルール６１に挿入しなければならず、光ファイバ挿入時に端面に傷が付く心配があった。

本発明は、上記した点に鑑み、光ファイバを保持する際に傷を付けることなく、光ファイバを確実に保持することができ、光ファイバに傷を付けることなく光ファイバを容易に取り出すことができ、また、光伝送特性を高精度に測定することができ、汎用性が高く簡易な構造の光ファイバ用アダプタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、光ファイバを挿入させるための貫通孔を有するフェルールと、該フェルールの外側に嵌合されて該貫通孔を縮径させる締付リングとを備えた光ファイバ用アダプタであって、前記フェルールのファイバ挿入側に、該フェルールに前記締付リングが嵌合されることで半径方向内側に弾性変形する複数の締付片が形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、フェルールに締付リングが嵌合されると、複数の締付片が半径方向内側に弾性変形して貫通孔が縮径し、複数の締付片の締付力が光ファイバに均一に働いて光ファイバがフェルールに保持される。一方、フェルールから締付リングが外されると、複数の締付片が半径方向外側に弾性復元して貫通孔が拡径し（元に戻り）、フェルールから光ファイバを取り出すことができる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイバ用アダプタにおいて、前記フェルールの軸直角断面が円状または長円状に形成され、前記締付リングに形成されたフェルール嵌合孔は、軸直角断面の該孔中心を通る互いに直交する２軸のうち、一方の軸上の長さが他方の軸上の長さより短い長さに形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、フェルールに締付リングが嵌合された後、締付リングが回されることで、複数の締付片が半径方向内側に弾性変形してファイバ貫通孔が縮径し、締付リングの回転量に比例して締付力が強くなる。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ファイバ用アダプタにおいて、前記フェルールの外周面又は前記締付リングの内周面のいずれかの面が、テーパ面に形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、フェルールに締付リングが嵌合され、締付リングが押し込まれると、フェルールと締付リングがテーパ嵌合し、複数の締付片が半径方向内側に弾性変形してファイバ貫通孔が縮径し、締付リングのスライド量に比例して締付力が強くなる。

また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ用アダプタにおいて、前記複数の締付片の間に形成されて軸方向に延びるスリットの終端部が湾曲面に形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、締付片の根本側に曲げ応力が集中することが回避され、光ファイバの取り付け／取り外しを繰り返し行っても、疲労により締付片が根本側から破損することが防止される。

以上の如く、請求項１記載の発明によれば、フェルールのファイバ挿入側に、弾性変形可能な複数の締付片が形成されているから、フェルールに締付リングが嵌合されると、光ファイバが複数の締付片の締付力によりフェルールに保持される。一方、フェルールから締付リングが外されると、複数の締付片が半径方向外側に弾性復元し、光ファイバがフェルールから取り出される。したがって、光ファイバを損傷させることなく、光ファイバの取り付け／取り出しを容易に行うことができる。また、光ファイバの光伝送特性の測定を高精度に行うことができる。さらに、汎用性が高く簡易な構造の光ファイバ用アダプタを提供することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、フェルールに嵌合された締付リングが回されることで、複数の締付片が半径方向内側に弾性変形し、締付リングの回転量に比例して締付力が強くなる。したがって、締付リングの回転量を調整することで、光ファイバの締付力を変えることができるとともに、保持される光ファイバの適用サイズを広げることもできる。光ファイバが強く締め付けられた場合は、光ファイバがフェルールに挿入された状態で、光ファイバの端面を鏡面加工することができ、光伝送特性を高精度に測定することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、フェルールに締付リングが押し込まれつつ嵌合されることで、フェルールと締付リングがテーパ嵌合し、複数の締付片が半径方向内側に弾性変形し、締付リングのスライド量に比例して締付力が強くなる。したがって、締付リングのスライド量を調整することで、光ファイバの締付力を変えることができる。また、複数の締付片に曲がりやねじりが生じることを回避でき、締付片の破損を防止することができる。

また、請求項４記載の発明によれば、スリットの終端部が湾曲面に形成されているから、締付片の根本側に曲げ応力が集中することが回避される。したがった、光ファイバの取り付け／取り外しを繰り返し行っても、疲労により締付片が根本側から破損することが防止され、光ファイバ用アダプタを長期に亘り使用することができる。

以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて説明する。図１〜図３は、本発明に係る光ファイバ用アダプタの一実施形態を示すものである。

光ファイバ用アダプタ１０は、主として、有効受光面積の大きいオシロスコープ等の計測器により光ファイバ２２の光束や伝送損失等の伝送特性を測定するために用いられ、光ファイバ２２を接着剤やかしめ等により永久接続することなく、取り出し可能に保持することができる固定具である。

本実施形態に係る光ファイバ用アダプタ１０は、光ファイバ２２を損傷させることなく、光ファイバ２２の取り付け／取り外しをすることができ、光伝送特性を高精度に測定することができるものであり、光ファイバ２２を挿入させるための貫通孔を有するフェルール１２と、フェルール１２の外側に嵌合されて貫通孔を縮径させる締付リング２５とを備えた光ファイバ用アダプタであって、フェルール１２の先端側に、貫通孔に連通する複数の放射状スリット１８により分割された複数の締付片２０が形成され、フェルール１２に締付リング２５が嵌合されることで複数の締付片２０が内側に弾性変形し、貫通孔が縮径して光ファイバ２２が保持されることを特徴とするものであり、締付リング２５に形成されたフェルール嵌合孔２５ａが、長孔形状に形成されたことを有効とするものである。

以下に、光ファイバ用アダプタ１０の主要構成部分及びその作用について詳細に説明する。光ファイバ用アダプタ１０は、光ファイバ２２を挿通させる単芯のフェルール１２と、このフェルール１２の外側に嵌合される締付リング２５の２部材から構成されている。

光ファイバ２２は、プラスチック光ファイバ素線（以下、ＰＯＦという）２２ａと、ＰＯＦ２２ａを覆う一次シースと、一次シースの外側の二次シースとから構成されている。ＰＯＦ２２ａは、中心に透明なコアを有し、その外側にコアよりも屈折率の小さい透明なクラッドを有する導波路であり、断面円形状を成している。コア材には、光透過率の高いＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート。通称アクリル）や耐熱性を有するポリカーボネート（ＰＣ）等が適用され、クラッド材にはフッ素樹脂等が適用される。

内被としての一次シースは、例えばアラミド繊維等からなる抗張力体であり、外被としての二次シースは、例えば塩化ビニルやナイロン等の合成樹脂材からなる保護被覆である。一次シース及び二次シースは、光ファイバ２２の両端部において所定長さに皮剥きされていて、ＰＯＦ２２ａが露出されている。なお、本実施形態では、ファイバ素線にＰＯＦ２２ａが用いられているが、ガラス光ファイバを用いてもよく、光ファイバ２２の種類は任意である。

フェルール１２は、塩化ビニル、ポリプロピレン、ＰＢＴ等の合成樹脂材を構成材料として射出成形されたもの又はステンレスなどの金属を切削加工したものであり、光ファイバ２２の端部を保持する端末部品である。フェルール１２には、段付き形状の貫通孔が形成されていて、光ファイバ２２のＰＯＦ２２ａが一本ずつ取り出し可能に保持されるようになっている。

フェルール１２は、位置決め用のフランジ部１３を境にして先端側に素線保持部１４が形成され、後端側に被覆保持部１７が形成されている。素線保持部１４は円筒状に形成され、被覆保持部１７は円筒、テーパの付いた円筒または長円筒状に形成されている。被覆保持部１７は、周方向に等間隔で配置された複数の締付片２９が根本側を支点として弾性変形し易いようになっている。

素線保持部１４の内側には、ＰＯＦ２２ａを挿通させるファイバ挿通孔１５ａと、１次シース及び２次シースからなる被覆部を挿通させるファイバ導入孔１５ｃがそれぞれ連通して形成されている。ファイバ挿通孔１５ａの内径はＰＯＦ２２ａの外径より大きい寸法に形成され、ファイバ導入孔１５ｃの内径は光ファイバ２２の外径より大きい寸法に形成され、ＰＯＦ２２ａ及び光ファイバ２２がスムーズに挿通されるようになっている。

ファイバ挿通孔１５ａとファイバ導入孔１５ｃの結合される部分である段部は、テーパ角αで傾斜するテーパ部１５ｂとなっている。テーパ角αは任意であるが、ファイバ導入孔１５ｃに挿入された光ファイバ２２のＰＯＦ２２ａがテーパ部１５ｂに引っ掛かることなくスムーズにファイバ挿通孔１５ａに案内される角度に形成されている。

素線保持部１４の先端面１４ａは平坦面に形成されていて、この先端面１４ａとファイバ挿通孔１５ａから露出したＰＯＦ２２ａの先端面とが同一平面を形成するようになっている。素線保持部１４の先端面１４ａとＰＯＦ２２ａの先端面とが面一でない場合には、光ファイバ２２がフェルール１２に挿通された状態で、面一になるようにバフ研磨等により鏡面加工が行われる。鏡面加工されたフェルール１２の先端面は、受光器の薄膜デバイスであるフォトダイオードに接触され、光源として発光ダイオードから送信された光信号が導波路である光ファイバ２２を通ってフォトダイオードで受信され、測定対象である光ファイバ２２の光束や伝送損失等の伝送特性が高精度に測定されるようになっている。

被覆保持部１７には、フランジ部１３の根本側から先端側にかけて回転対称の位置に設けられた２本の放射状スリット１８が形成されている。放射状スリット１８の軸方向の先端部１８ａは開口端となっており、放射状スリット１８の軸方向の終端部１８ｂは閉端となっている。終端部１８ｂは湾曲面に形成されていて、締付片２０の根本側に曲げ応力が集中することが回避されている。

放射状スリット１８により、フェルール１２の先端側には、上下に相対向する締付片２０，２０が片持ち梁状に形成されている。一対の締付片２０，２０の内面には、半円状の凹面２０ａがそれぞれ形成されていて、相対向する凹面２０ａ，２０ａの隙間が光ファイバ２２のファイバ導入孔１５ｃとなっている。締付片２０の突出長さは、素線保持部１４の長さの２倍以上の長さに形成されているため、根本側を支点とする締付片２０が半径方向内側にたわみ易くなっている。

光ファイバ２２は、フェルール１２の後側から挿入され、細長いファイバ導入孔１５ｃに真直にガイドされつつ奥側へ深く挿入され、光ファイバ２２のＰＯＦ２２ａがテーパ部１５ｂに当接して中心に補正されつつファイバ挿通孔１５ａに挿通されるようになっている。なお、本発明に係る光ファイバ用アダプタ１０は、光ファイバ２２を取り出すことができるように保持するものであるため、接着剤が注入されたり、フェルール１２の周壁が加締められたりするものではない。このため、１本の光ファイバ２２の測定毎にフェルール１２が使い捨てられるものではなく、何回でも繰り返して使用することができ、光ファイバ２２の評価に使用されるフェルール１２の部品コストを大幅に減らすことが可能となる。

締付リング２５は、フェルール１２と同様にして合成樹脂材を構成材料として射出成形されたもの又はステンレスなどの金属を切削加工したものであり、フェルール１２の被覆保持部１７の外側に嵌合される締付部材である。フェルール嵌合孔２５ａは長孔に貫通形成されていて、軸直角断面における垂直軸上の長さはフェルール１２の被覆保持部１７の長軸上の長さ（外径）と同程度ないしはそれより長く形成されている。一方、水平軸上の長さは、被覆保持部１７の短軸上の長さ（上下一対の締付片２０，２０が軽く接触する程度の長さ）と同程度に形成されている。

なお、本実施形態のフェルール嵌合孔２５ａは、長孔に形成されているが、締付リング２５の軸直角断面において、孔中心を通る互いに直交する２軸のうち、一方の軸上の長さが他方の軸上の長さより短くなるものであれば、矩形孔やその他の形状の孔であってもよい。

この締付リング２５を用いて光ファイバ２２を保持する場合は、締付リング２５をフェルール１２の後側に浅く嵌合させ、フェルール１２に光ファイバ２２を挿通させた後、締付リング２５を回転させると、上下一対の締付片２０，２０が根本側を支点として半径方向内側に弾性変形してファイバ導入孔１５ｃが縮径し、光ファイバ２２が締付片２０で締め付けられて動かないように保持されるようになっている。締付片２０の内面には凹面２０ａが形成されているから、光ファイバ２２は外側から均一に締め付けられ、締付片２０と光ファイバ２２の境界面の接触圧力が一様になり、局所的に応力が集中しないようになっている。締付力は、締付リング２５の回転量によって調整されるようになっており、締付リング２５を１／４回転させ、フェルール嵌合孔２５ａの短軸が上下一対の締付片２０，２０の頂上（真上又は直下）にきたときに、最大の締付力が得られるようになっている。

フェルール１２から光ファイバ２２を取り出す場合は、フェルール嵌合孔２５ａの長軸が上下一対の締付片２０，２０の頂上にくるように、締付リング２５を反対方向に回転させる。そうすると、締付片２０が弾性復元してファイバ導入孔１５ｃが拡径し、光ファイバ２２が拘束状態から開放され、光ファイバ２２が引っ張られることでフェルール１２から抜き出される。

次に、図４に基づいてフェルールの変形例について説明する。このフェルール１２′は、４本の放射状スリット１８により分割された４つの締付片２０′，・・，２０′を有している点で、図２に示されるフェルール１２と相違している。放射状スリット１８がフェルール１２′の軸方向に切り込まれている点や、その他の構成については図２のフェルール１２と同様である。

この変形例のように、締付片２０′の数が４つに増えることで、光ファイバ２２が周方向からより均一に締め付けられ、締付力が円周方向に分散されることとなり、光ファイバ２２の変形が防止されて、より高精度に光ファイバ２２の光伝送特性を測定することが可能となる。

次に、図５に基づいて締付リングの変形例について説明する。この締付リング２５′は、前記フェルール１２′に適用されるものであり、フェルール嵌合孔２５ａ′がテーパ孔に形成されている点で、図３に示される締付リング２５と相違する。その他の構成は図３の締付リング２５と共通する。

この締付リング２５′を用いて光ファイバ２２を保持する場合は、締付リング２５′をフェルール１２′の後側に浅く嵌合させ、フェルール１２′に光ファイバ２２を挿通させた後、締付リング２５′を押し込むことで、複数の締付片２０′が根本側を支点として半径方向内側に弾性変形し、ファイバ導入孔１５ｃが縮径し、光ファイバ２２が締付片２０′で締め付けられて動かないように保持されるようになっている。締付リング２５′は、締付片２０′の延びる方向に沿ってスライド嵌合されるため、締付片２０′に曲がりやねじりが生じることを回避できる効果がある。

一方、フェルール１２′から光ファイバ２２を取り出す場合は、締付リング２５′を光ファイバ２２の挿入反対方向に動かすことにより、締付片２０′が弾性復元してファイバ導入孔１５ｃが拡径し、光ファイバ２２が引っ張られることでフェルール１２′から抜き出されるようになる。なお、フェルール１２′と締付リング２５′の摺動面には、低摩擦係数の潤滑材を塗布することが有効であり、締付リング２５′による光ファイバ２２の締め付けをスムーズに行うことができる。

以上のように本実施の形態によれば、フェルール１２（１２′）に締付リング２５（２５′）が嵌合されることで、光ファイバ２２が複数の締付片２０（２０′）の締付力によりフェルール１２に保持される。一方、フェルール１２から締付リング２５が外されると、複数の締付片２０が半径方向外側に弾性復元し、光ファイバ２２がフェルール１２から容易に取り出される。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で以下のように変形して実施することができる。
（１）フェルール１２（１２′）の締付片２０（２０′）は、２片や４片に限定されることなく、それ以上の数であってもよい。締付片２０の数が多くなる程、締付力が分散されて光ファイバ２２を変形させることなくバランス良く保持することができる。
（２）締付リング２５′のフェルール嵌合孔２５ａ′をテーパ孔とすることに代えて、フェルール１２′をテーパ形状に形成することも可能である。このような構成によれば、締付リング２５′にテーパ孔を形成した場合と同様の効果を奏することができる。

本発明の光ファイバ用アダプタの一実施形態を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示すフェルールの断面図、（ｂ）は同じくフェルールの側面図である。 （ａ）は図１に示す締付リングの断面図、（ｂ）は同じくフェルールの側面図である。 フェルールの変形例を示す側面図である。 締付リングの変形例を示す断面図である。 光ファイバ用アダプタの従来の一例を示す分解斜視図である。 光ファイバ用アダプタの従来の他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１２，１２′ フェルール
１８ 放射状スリット
２０，２０′ 締付片
２２ 光ファイバ
２５，２５′ 締付リング
２５ａ，２５ａ′ フェルール嵌合孔

Claims (4)

1. 光ファイバを挿入させるための貫通孔を有するフェルールと、該フェルールの外側に嵌合されて該貫通孔を縮径させる締付リングとを備えた光ファイバ用アダプタであって、
   前記フェルールのファイバ挿入側に、該フェルールに前記締付リングが嵌合されることで半径方向内側に弾性変形する複数の締付片が形成されたことを特徴とする光ファイバ用アダプタ。
2. 前記フェルールの軸直角断面が円状または長円状に形成され、前記締付リングに形成されたフェルール嵌合孔は、軸直角断面の該孔中心を通る互いに直交する２軸のうち、一方の軸上の長さが他方の軸上の長さより短い長さに形成されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ用アダプタ。
3. 前記フェルールの外周面又は前記締付リングの内周面のいずれかの面が、テーパ面に形成されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ用アダプタ。
4. 前記複数の締付片の間に形成されて軸方向に延びるスリットの終端部が湾曲面に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ用アダプタ。

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