JP2006139209A - 光ファイバコード及び光ファイバコードと光コネクタとの接続方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送損失を増大させるなど通信特性に悪影響を及ぼすことなく、光ファイバコードと光コネクタとを接続する。
【解決手段】光ファイバコード2は、2本のPOF8を有している。POF8は、第1被覆層20によって覆われ、さらに第2被覆層21によって覆われている。POF8間には、抗張力線19が配置されている。POF8の間隔D2は、光プラグ3のフェルール5の間隔D1と同一とされている。これにより、接続の際にPOF8を平行に保つことができてPOF8が湾曲することがないため、POF8の伝送損失を抑えることができる。また、第2被覆層21の外周面には溝22が形成され、この溝22を介して第2被覆層21を容易に引き裂くことができるため、端末処理が簡易である。
【選択図】 図1
【解決手段】光ファイバコード2は、2本のPOF8を有している。POF8は、第1被覆層20によって覆われ、さらに第2被覆層21によって覆われている。POF8間には、抗張力線19が配置されている。POF8の間隔D2は、光プラグ3のフェルール5の間隔D1と同一とされている。これにより、接続の際にPOF8を平行に保つことができてPOF8が湾曲することがないため、POF8の伝送損失を抑えることができる。また、第2被覆層21の外周面には溝22が形成され、この溝22を介して第2被覆層21を容易に引き裂くことができるため、端末処理が簡易である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光ファイバコード及び光ファイバコードと光コネクタとの接続方法に関する。
大容量の情報を伝送する伝送媒体として光ファイバが知られている。光ファイバは、屋内や構内などの短距離の光通信から、国間や都市間を結ぶ長距離の光通信まで広く用いられている。
屋内や構内などの短距離の光通信に用いられる場合には、光ファイバは、光ファイバ素線に被覆を施して機械的強度を増加させた光ファイバコードの形態で配線される。この光ファイバコードの端部には光コネクタが取り付けられ、他の光ファイバコードや他の機器に着脱自在とされることが多い。光コネクタには、光ファイバコードの終端に取り付けられる光プラグ、送信回路または受信回路との接続を行うリセプタクル、光プラグ同士を接続するアダプタなどがある。
なお、屋内や構内などの短距離の光通信に用いられる場合には、光ファイバ素線にはプラスチック光ファイバ(以降、POFと称する)が多く用いられる。POFは、コアとクラッドが共にプラスチックで形成されている。POFは、石英系光ファイバと比較して、伝送損失がやや大きいものの、端末加工容易性、周辺機器との接続容易性、低価格等のメリットを有している。
従来では、短距離の光通信に用いられる光ファイバコードとして、図7に示すような断面のジップ型の2心プラスチック光ファイバコード50(以降、光ファイバコード50と称する)が多く使用されてきた。この光ファイバコード50は、コア51とクラッド52からなるPOF53を2本有している。POF53の間隔はd2とされている。POF53は第1被覆層54に覆われ、この第1被覆層54の周囲には抗張力線55が配置されている。抗張力線55は、光ファイバコード50が屋内や構内に配線される場合に、光ファイバコード50が配管内を通されて引っ張られたりすることから、充分な抗張力をもたせるためのものである。最も外側にはルースな第2被覆層56が形成されている。
しかし、図8に示すように、光ファイバコード50と光プラグ57とを接続する場合に、POF53の間隔d2が光プラグ57のフェルール58の間隔d1よりも小さかったため、第2被覆層56を引き裂いてPOF53を互いに分離して、POF53の間隔を部分的に広げた状態で接続しなければならなかった。これにより、POF53の一部が湾曲するため、伝送損失が増加したり伝送帯域が劣化するなど、通信特性に悪影響を及ぼすという問題が生じていた。また、光ファイバコード50の先端部において、POF53の一部を剥き出しにする端末処理の際に、抗張力線55が邪魔となり端末処理が煩雑となる問題が生じていた。
本発明では、光ファイバコードと光コネクタとの接続において、変形による伝送特性の悪影響を防ぐことができる光ファイバコード及び光ファイバコードと光コネクタとの接続方法を提供することを目的とする。また、端末処理の際に抗張力線を簡易に処理することができる光ファイバコードを提供することを目的とする。
本発明は、複数の光ファイバ素線を有しており、光コネクタと接続する光ファイバコードに関し、前記光ファイバ素線の間隔が、前記光コネクタの光結合位置の間隔とほぼ同一にされていることを特徴とする。前記光ファイバコード素線の間隔と前記光コネクタの間隔の差は、−0.2[mm]〜+0.2[mm]の範囲内であることが好ましい。本発明の光ファイバコードは複数本の素線を有しており、その本数は限定されない。機器間接続をする場合のコード構成としては素線を2本含むものや4本含むものが知られているが、2本の素線を含む2心光ファイバコードについて例示する。なお、光ファイバ素線としてはプラスチック光ファイバ(POF)を用いた場合を実施形態として例示するが、素線の材質や構造などは限定されない。また、前記光ファイバ素線間に、抗張力線が配置されていることが好ましい。抗張力線の材料としては、FRPなどの樹脂が好ましい。抗張力線の材料としては非金属であることが好ましい。また、抗張力線の材料としては、非ガラスであることが好ましい。
前記光ファイバ素線と前記抗張力線の周囲には、各線に密着した被覆部が形成されており、前記被覆部の外周面には、前記光ファイバ素線と前記抗張力線との間に、各線の軸に平行に形成された溝が設けられていることが好ましい。
前記光ファイバ素線は、開口数が0.15以上にされていることが好ましい。また、前記光ファイバ素線は、コア直径が90〜650μmの範囲内にされていることが好ましい。
前記光ファイバ素線は、マルチモード光ファイバ素線であることが好ましい。また、前記光ファイバ素線は、屈折率分布型光ファイバ素線であることが好ましい。さらに、前記光ファイバ素線は、プラスチック光ファイバ素線であることが好ましい。本発明の光ファイバコードは、屋内や構内用であると好適である。
本発明は、複数の光ファイバ素線を有する光ファイバコードと光コネクタとを接続する接続方法に関し、前記光ファイバ素線の間隔と、前記光コネクタの光結合位置の間隔とがほぼ同一にされており、前記光ファイバ素線同士を互いに平行にした状態で、前記光ファイバコードと前記光コネクタとを接続することを特徴とする。
前記光ファイバ素線間には抗張力線が配置されており、この抗張力線は、接続時に前記光コネクタに固定されることが好ましい。
本発明の光ファイバコードによれば、光ファイバコードの光ファイバ素線の間隔が、光ファイバコードと接続される光コネクタの光結合位置の間隔とほぼ同一にされているので、光ファイバ素線を互いに平行に保った状態で、光ファイバコードと光コネクタを接続することができる。これにより、光ファイバ素線は湾曲しないため、伝送損失が増大したり伝送帯域が劣化することを防ぐことができる。また、抗張力線を、光ファイバ素線の周囲ではなく、光ファイバ素線間に配したので、光ファイバコードの端末処理の際に抗張力線の加工が簡易となる。
特に、光ファイバ素線と抗張力線の周囲に各線に密着した被覆部が形成されており、この被覆部の外周面において、光ファイバ素線と抗張力線との間に各線の軸に平行に形成された溝が設けられていれば、光ファイバコードの端末処理の際に、光ファイバ素線と抗張力線を容易に分離することができるので、端末処理がより簡易となる。
本発明の光ファイバコードと光コネクタとの接続方法によれば、光ファイバ素線の間隔と、光コネクタの光結合位置の間隔とがほぼ同一にされており、ファイバ素線同士を互いに平行にした状態で、光ファイバコードと光コネクタとを接続するので、光ファイバ素線は湾曲せず、伝送損失が増大したり伝送帯域が劣化することを防ぐことができる。
光ファイバ素線間に抗張力線を配置し、この抗張力線を、接続時に光コネクタに固定すれば、光ファイバコードにかかるテンションは抗張力線が受けるため、光ファイバ素線に引っ張り張力がかかることがなく、さらにそれに伴う不均一な圧力がかかることも無く、通信特性に悪影響を及ぼすことがない。
図1に示すように、2心プラスチック光ファイバコード(以降、光ファイバコードと称する)2の端部には、光プラグ3が接続される。光ファイバコード2は、後述する端末処理が施された状態である。光プラグ3は、図示しない他の光コネクタ、例えば、リセプタクルやアダプタなどに着脱自在である。
光プラグ3は、プラグ本体4、2本のフェルール5、押え部材6から構成される。プラグ本体4は略直方体の形状をしている。プラグ本体4には光ファイバコード2が挿入される挿入部7が形成されており、プラグ本体4の端面が挿入口となっている。プラグ本体4には、光ファイバコード2の溝22に対応した突起4aが設けられており、この突起4aが、光ファイバコード2の挿入部7への挿入時に光ファイバコード2をガイドする。
フェルール5は、樹脂を材料としており、円筒状に形成されている。フェルール5は、POF8を位置決めするものである。円筒の内径は、光ファイバコード2のPOF8の外径とほぼ同一とされている。POF8については後述する。フェルール5は、一端部がプラグ本体4から突出するようにして、並べられてプラグ本体4に固定されている。フェルール5間の間隔(一方のフェルール5の中心軸から他方のフェルール5の中心軸までの距離)は、D1とされている。なお、光プラグ3のフェルール5間には、抗張力線19を固定する固定部を設けてもよい。
本例においては、フェルール5が配置されている位置が光プラグ3における光結合位置である。光結合位置とは、所定の光コネクタが他の光コネクタに接続されたときに、所定の光コネクタ内の光ファイバが、他の光コネクタ内の光ファイバや光部品と光結合することができる位置である。
押え部材6は、断面が略コ字形状をしており、幅方向における中央部に凸部9が形成されている。また、押え部材6には、幅方向における両端部に、固定爪11が設けられている。押え部材6は、プラグ本体4の上面の開口10から挿入される。プラグ本体4には、押え部材6をガイドするガイド壁12が設けられている。押え部材6を開口10から挿入して押し込むと、押え部材6の固定爪11がプラグ本体4のガイド壁12の下端部に係合する。これにより、押え部材6がプラグ本体から脱落することを防ぐことができる。なお、押え部材6には、金属の固定ピンを植設してもよい。この場合には、押え部材6をプラグ本体4に挿入したときに、固定ピンが光ファイバコード2の第2被覆層21に突き刺さり、光ファイバコード2と光プラグ3とを強固に固定することができる。また、押え部材6には、接着剤を流し込む穴を設けてもよい。この場合には、接続作業時に接着剤を流しこむことにより、光ファイバコード2と光プラグ3とを接着剤により強固に固定することができる。
光ファイバコード2は、2本のプラスチック光ファイバ(以降、POFと称する)8を光ファイバ素線として有している。POF8の間隔(一方のPOF8の中心軸から他方のPOF8の中心軸までの距離)は、D2とされている。ここで、本発明では、POF8の間隔と、光プラグ3のフェルール5の間隔とを同一、つまり「D2=D1」としている。このときの位置誤差は、−0.2[mm]〜+0.2[mm]の範囲内であることが好ましく、−0.1[mm]〜+0.1[mm]の範囲内であることがより好ましく、−0.05[mm]〜+0.05[mm]の範囲内であることがさらに好ましい。
光ファイバコード2の断面図である図2に示すように、POF8は、光を通すコア17と、外殻部であるクラッド18とから構成される。クラッド18は、厚みが均一の管形状とされている。クラッド18には、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)が材料として用いられる。クラッド18には、PVDF共重合体、PMMA等の重合体を用いてもよいし、他の材料を用いてもよい。また、重合体の混合物を用いてもよい。なお、クラッド18の外側に保護層を設けてもよい。保護層としては、例えば、PMMA、PVDF等の重合体やPVDF共重合体を用いてもよいし、他の材料を用いてもよい。
コア17は、内側のインナーコアと外側のアウターコアとからなる。コアの形態は本例で示す以外に、公知とされた他の形態でもよい。アウターコアは、厚みが均一の管形状とされており、屈折率がクラッド18よりも高くなっている。インナーコアは、径が均一の円柱形状とされている。インナーコアは、屈折率が、アウターコアとの境界でアウターコアと同一とされており、アウターコアの境界から中心に向かうにつれて高くなるようにされている。コア17の直径は特に限定されないが、90〜720[μm]の範囲内にすることが好ましい。コア17には、例えば、PMMA等の重合体やフッ素重合体が材料として用いられる。コア17には、他の材料を用いてもよい。
POF8は、GI型(屈折率分布型)である。2心のコードの場合、1心がGI型、もう1心がSI型であってもよい。これらは目的に応じて選択される。また、POF8は、複数の伝播モードを有するマルチモード光ファイバである。POF8の開口数は特に限定されないが、0.15以上とすることが好ましい。POF8の開口数は、0.20以上がより好ましく、0.28以上がさらに好ましい。
POF8間には、抗張力線19が配置されている。抗張力線19には、アラミド繊維を樹脂で被覆したFRP(Fiber Reinforced Plastic)を用いている。抗張力線19には、FRPの他、ポリマー抗張力線、ピアノ線等の鋼線、金属の単線、撚り線、ガラス繊維等を用いてもよい。
POF8は、第1被覆層20によって覆われ、さらに第2被覆層21によって覆われている。第1被覆層20は、厚みが均一の管形状とされており、内周面がPOF8に密着している。第1被覆層20には、例えば、黒色に着色されたポリエチレンが材料として用いられる。第1被覆層20には、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリアミド等を材料として用いてもよいし、他の材料を用いてもよい。
第2被覆層21は、第1被覆層20及び抗張力線19の外周面に密着し、これらを覆うようにして形成されている。第2被覆層21の外周において、上面21a及び下面21bには、三角形状の溝22が4本形成されている。溝22は、POF8と抗張力線19との間に、POF8と抗張力線19の軸に平行に形成されている。これらの溝22は、POF8と抗張力線19を容易に分離するためのものである。また、光プラグに挿入する際の位置合わせのためにも有用である。なお、溝22の形状はこれに限られない。また、溝22は、上面21aまたは下面21bのうち一方の面にだけ形成してもよい。また、左右の溝22が非対称であってもよい。第2被覆層21には、例えば、塩化ビニルが材料として用いられる。第2被覆層21には、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリアミド等を材料として用いてもよいし、他の材料を用いてもよい。
光ファイバコード2の具体的なサイズとしては、例えば、以下のようにする。SMI型光プラグに対応させる場合には、POF8の間隔D2を5[mm]とする。そして、例えば、コア17直径を316[μm]、抗張力線19の直径を0.45[mm]、第1被覆層20の外径を1.2[mm]、第2被覆層21の幅を7.2[mm]、第2被覆層21の高さを2.2[mm]とする。
また、PN型光プラグやF07型光プラグに対応させる場合には、POF8の間隔D2を10.16[mm]とする。LC型光プラグに対応させる場合には、POF8の間隔D2を6.25[mm]とする。もちろん、POF8の間隔D2のサイズは上記に限られない。
光ファイバコード2は、POF8を製造する工程と、製造されたPOF8に被覆を施す工程を経て製造される。POF8を製造する工程では、プリフォームを製造した後に、加熱溶融してプリフォームを延伸してファイバ化している。製造されたPOF8は、図示しないボビンに巻き取られる。
POF8に被覆を施す工程では、まず、ボビンからPOF8を引き出し、POF8を2本並べて図示しない1台目の被覆装置に搬送する。1台目の被覆装置には、円形状の押出部を備えた押出機が備えられ、2本のPOF8が第1被覆層20に覆われた状態で押し出される。第1被覆層20に覆われた2本のPOF8は、抗張力線19と共に、図示しない2台目の被覆装置に搬送される。2台目の被覆装置には、図2の外形形状の形状とされた押出部を備えた押出機が備えられ、第1被覆層20に覆われた2本のPOF8と、抗張力線19とが、第2被覆層21に覆われた状態で押し出される。これが冷却されて、光ファイバコード2となる。
なお、光ファイバコード2の製造に関しては、上記の製造方法に限られない。例えば、POF8を製造する工程において、プリフォームを用いることなく、押し出し(紡糸)によって材料をファイバ化してもよい。
以下では、光プラグ3と光ファイバコード2とを接続する接続作業を、図1及び図3を用いて説明する。接続作業では、始めに、光ファイバコード2の端末処理を行う。
端末処理では、まず、光ファイバコード2の端部において、第2被覆層21を軸方向に引き裂いて、POF8を有する部分と、抗張力線19を有する部分とに分離する。ここで、第2被覆層21には、溝22が形成されているため、容易に引き裂くことができる。POF8を有する部分に関しては、図示しないストリッパを用いて各被覆層20、21を所定長さだけ剥ぎ取り、POF8を部分的に剥き出しの状態にする。抗張力線19を有する部分に関しては、図示しないカッタを用いて所定長さだけ切断する。ここで、抗張力線19は、POF8の周囲に巻かれることなく単独で配置されており、さらに抗張力線19の周囲に第2被覆層21が密着しているため、容易に切断することができる。
端末処理を行った光ファイバコード2を、押え部材6を外した状態の光プラグ3へ、挿入口7から挿入する。部分的に剥き出しになったPOF8をフェルール5に通し、POF8の先端がフェルール5の端部から少しだけ突き出るようにして、光ファイバコード2を挿入する。ここで、POF8の間隔D2はフェルール5の間隔D1と同一とされているため、POF8を互いに平行に保ったまま、光ファイバコード2が挿入される。このため、POF8の間隔を特に広げる必要はなく、POF8に湾曲が生じることはない。なお、前述したように、光プラグ3のフェルール5間に抗張力線19を固定する固定部を設けた場合には、抗張力線19を部分的に剥き出しの状態にし、この剥き出しの部分を固定部に固定する。
光プラグ3に光ファイバコード2を所定の位置まで挿入した後、押え部材6を開口10から挿入する。押え部材6には、幅方向における中央部に凸部9が形成されており、この凸部9が、光ファイバコード2の抗張力線19を有する部分に圧接する。これにより、POF8に側圧をかけることなく、光ファイバコード2が光プラグ3に固定され、光ファイバコード2と光プラグ3とが接続される。なお、前述したように、押え部材6に固定ピンを設けた場合には、この固定ピンが第2被覆層21に突き刺さる。また、前述したように、押え部材6に穴を設けた場合には、この穴から接着剤を流し込む。
次いで、図示しないホットプレート加熱器を用いて、光ファイバコード2に端面処理を行う。端面処理では、光ファイバコード2を、光プラグ3ごと垂直に、ホットプレート加熱器の加熱面に押し付ける。フェルール5の端面から少しだけ突出したPOF8は溶融変形し、POF8の端面が平滑な面とされる。
以上により、図3に示すように、光ファイバコード2と光プラグ3との接続作業が完了する。この光プラグ3を他の光コネクタに接続すれば、POF8と、他の光コネクタ内の光ファイバや光部品とを光結合させることができる。この光ファイバコード2は、屋内や構内で用いると有利である。
このように、本発明によれば、POF8を湾曲させずに、光ファイバコード2と光プラグ3とを接続することができるので、伝送損失が増大したり伝送帯域が劣化することを防ぐことができる。また、光ファイバコード2と光プラグ3との接続作業が容易となる。なお、本発明の光ファイバコード2を用いれば、図7に示した光ファイバコード50を用いる場合と比較して、0.2[dB]分の伝送損失を防げることを実験により確認した。
なお、上記実施形態で説明した光ファイバコード2の替わりに、図4に示す断面の2心プラスチック光ファイバコード30であってもよい。この場合には、第1被覆層20を覆うようにして形成された第2被覆層31の外周面と、抗張力線19を覆うようにして形成された被覆層32の外周面とを接合するような製造方法がとられる。なお、POF8の間隔は、上記実施形態と同様にD2とされている。
上記実施形態で説明した光ファイバコード2の替わりに、図5に示す外観の2心プラスチック光ファイバコード40であってもよい。この2心プラスチック光ファイバコード40の断面を図6に示す。POF8の間隔は、上記実施形態と同様にD2とされている。2本のPOF8は、それぞれ第1被覆層41によって覆われており、この第1被覆層41は連結部42によって連結されている。連結部42はシート状に形成されており、一定間隔で穴43が形成されている。この穴43を形成することにより、光ファイバコード2をある程度曲げやすくしている。また、配線の際に2心プラスチック光ファイバコード40を柱や壁等に沿わせる場合には、シート状に形成された連結部42に釘等を打ちつければよい。
上記実施形態では、光コネクタに光プラグを用いたが、光プラグの替わりに、リセプタクル、アダプタ等、他の光コネクタを用いてもよい。
上記実施形態では、光ファイバ素線に、GI型(屈折率分布型)のPOFを用いたが、例えば、SI型のPOFを用いてもよい。また、上記実施形態では、光ファイバ素線に、マルチモードPOFを用いたが、例えば、シングルモードPOFを用いてもよい。さらには、光ファイバ素線に、石英系光ファイバを用いてもよい。
上記実施形態では、光ファイバコードに2心の光ファイバコードを用いたが、3心以上の多芯の光ファイバコードを用いてもよい。
2 光ファイバコード
3 光プラグ
5 フェルール
6 押え部材
8 POF
21 第2被覆層
22 溝
3 光プラグ
5 フェルール
6 押え部材
8 POF
21 第2被覆層
22 溝
Claims (12)
- 複数の光ファイバ素線を有しており、光コネクタと接続される光ファイバコードにおいて、
前記光ファイバ素線の間隔が、前記光コネクタの光結合位置の間隔とほぼ同一にされていることを特徴とする光ファイバコード。 - 前記光ファイバコード素線の間隔と前記光コネクタの間隔の差が、−0.2[mm]〜+0.2[mm]の範囲内であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線が2本であることを特徴とする請求項1または2記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線間に、抗張力線が配置されていることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線と前記抗張力線の周囲には、各線に密着した被覆部が形成されており、前記被覆部の外周面には、前記光ファイバ素線と前記抗張力線との間に、各線の軸に平行に溝が形成されていることを特徴とする請求項4記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線のうち少なくとも1本が、開口数が0.15以上にされていることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線のうち少なくとも1本が、コア直径が90〜650μmの範囲内にされていることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線のうち少なくとも1本が、マルチモード光ファイバ素線であることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線のうち少なくとも1本が、屈折率分布型光ファイバ素線であることを特徴とする請求項1ないし8いずれか1項記載の光ファイバコード。
- 前記光ファイバ素線のうち少なくとも1本が、プラスチック光ファイバ素線であることを特徴とする請求項1ないし9いずれか1項記載の光ファイバコード。
- 複数の光ファイバ素線を有する光ファイバコードと光コネクタとを接続する接続方法において、
前記光ファイバ素線の間隔と、前記光コネクタの光結合位置の間隔とがほぼ同一にされており、前記光ファイバ素線同士を互いに平行にした状態で、前記光ファイバコードと前記光コネクタとを接続することを特徴とする光ファイバコードと光コネクタとの接続方法。 - 前記光ファイバ素線間には抗張力線が配置されており、この抗張力線は、接続時に前記光コネクタに固定されることを特徴とする請求項11記載の光ファイバコードと光コネクタとの接続方法。
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