JP2007041181A - 光ファイバ接続用カプセル、及びこれを用いた光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 屈折率整合剤の取り扱い性を向上させ、また、漏れや滲みの問題を解消する。
【解決手段】 フェルール１４の光ファイバ穴１４ａに予め短尺の内蔵光ファイバ１２が内装固定されている。光ファイバ穴１４ａ内に、光透過性薄膜からなるカプセル内に屈折率整合剤を封入して光ファイバ接続用カプセル１３を配置する。外部光ファイバ１６の裸ファイバ１６ａを光ファイバ穴１４ａに挿入し光ファイバ接続用カプセル１３に突き当てると、光ファイバ接続用カプセル１３の薄膜が壊されて内部の屈折率整合剤がファイバ端面間に充填される。グリス状あるいは液状の屈折率整合剤をそのまま用いるものと異なり、接続作業前に（接続作業を行うまでの間に）、屈折率整合剤が漏れたり滲んだりする問題は生じない。内蔵光ファイバがフェルール１４の後端から露出しているものでは、光ファイバ穴に連続して設けた位置決め溝上に光ファイバ接続用カプセル１３を配置する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、接続損失の少ない光ファイバ接続を行うために光ファイバ端面間に配置する光ファイバ接続用カプセル、及び、これを用いた光コネクタに関する。

光ファイバの接続においては、グリス状あるいは液状の屈折率整合剤を介在させて突き合せるのが一般的である。また、現場付け光コネクタやメカニカルスプライス等のファイバ突き当て部には、グリス状の屈折率整合剤を使用している。

一方、グリス状あるいは液状の屈折率整合剤を用いない光接続方法として、図１５に示すように、多心の光接続部に屈折率整合用の樹脂フィルムを介在させる方法が知られている（特許文献１）。同図において、対向する多心用の整列部材１、２の各光ファイバ穴１ａ、２ａに挿入固定された光ファイバ３、４は、一方の整列部材２の端面部に設けた凹部２ｂに配置した、コアとほぼ同一の屈折率を有する屈折率整合シート（屈折率整合用の樹脂フィルム）５を介して接続される。６は両整列部材１、２を結合させるクリップである。
特開２００４−２２６４３８

グリス状あるいは液状の屈折率整合剤を介在させる接続方法は、次のような問題がある。
例えば、フェルール部とメカニカルスプライス部とを一体化した構造の現場付け光コネクタでは、工場出荷時に、メカニカルスプライス部の光ファイバ接続部にグリス状の整合剤を塗布しておくが、使用環境によっては整合剤の洩れ、滲みが生ずる場合がある。

また、メカニカルスプライス部は開閉機構等が複雑なので、メカニカルスプライス方式以外に、内蔵光ファイバをプリアセンブルした光フェルールの光ファイバ穴に予め屈折率整合剤としてのグリスを塗り込んでおき、接続現場で、フェルール外部から光ファイバを光ファイバ穴に挿入して光ファイバ同士を接続する方式も考えられている。しかし、この方式では、光ファイバ穴に塗り込まれるグリスの充填不良や、使用環境によっては、グリスの滲み、洩れ等の問題が発生するおそれがある。グリスが滲むと、光学特性が劣化する恐れがあり、また、光ファイバと光ファイバ穴を接着するときに接着不良が発生するおそれがある。また、予め塗り込んだグリスが接続作業を行う前に変質して、光接続部の光学特性が劣化する恐れがある。

一方、特許文献１のように屈折率整合シート５を用いる構造は、整合剤の洩れ滲みが生ずる問題を回避できるが、屈折率整合シートの厚みは数百ミクロン程度であり、光ファイバ端面間のギャップとしてはかなり大きい。光ファイバ端面間に大きなギャップがあると液状やグリス状の整合剤を塗布する場合と比較して光学特性が劣化する。

本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、屈折率整合剤の充填不良の問題、あるいは漏れや滲みの問題、あるいは屈折率整合剤の劣化の問題が発生せず、また、整合剤の取り扱い性が良好で光接続部の光学特性を向上させることができる光コネクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決する請求項１の発明は、光透過性薄膜からなるカプセル内に屈折率整合剤を封入して光ファイバ接続用カプセルを構成したことを特徴とする。

請求項２は、請求項１において、カプセル外形が球状又は円筒状をなすことを特徴とする。
請求項３は、請求項２において、カプセル径がファイバクラッド径より小さくコア径より大きいことを特徴とする。

請求項４の発明は、フェルールの光ファイバ穴に、予め接続端面から穴途中までの短尺の内蔵光ファイバが内装固定された光コネクタであって、
前記光ファイバ穴内に請求項１又は３記載の光ファイバ接続用カプセルが配置されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、フェルール部とこれに連続する延長部と前記延長部の上面に合体する蓋部とを有し、前記蓋部は少なくとも２分割されており、前記延長部の上側面には、フェルール部の光ファイバ穴に連続する位置決め溝を有し、この位置決め溝内に、フェルール部の光ファイバ穴に予め内装固定した短尺の内蔵光ファイバの光ファイバ穴から露出した部分を配置し、外側から導入される外部光ファイバを前記位置決め溝内に配置して前記内蔵光ファイバと対向させ、バネ部材の力を受ける蓋部で締め付けるように押さえ込んで、前記内蔵光ファイバと外部光ファイバとを接続する光コネクタであって、
前記位置決め溝の途中に、請求項１〜３記載の光ファイバ接続用カプセルが配置されていることを特徴とする。

請求項６の発明は、光ファイバ方向に沿った光ファイバの位置決め溝が少なくとも１本形成された位置決め台と、前記位置決め台上に配置されて前記位置決め溝内で位置決め接続される光ファイバを押さえ付けるための蓋と、前記位置決め台と蓋とを弾性的に挟持するバネとを有する光コネクタであって、
前記位置決め溝の光ファイバ接続位置に、請求項１〜３記載の光ファイバ接続用カプセルが配置されていることを特徴とする。

請求項７は、請求項４〜６の光コネクタにおいて、光ファイバどうしを光ファイバ接続用カプセルを介して突き合わせることで、光ファイバ接続用カプセルの薄膜を壊してその内部の屈折率整合剤をファイバ端面間に充填したことを特徴とする。

請求項１の光ファイバ接続用カプセルは、これを用いて光ファイバ接続を行う場合、屈折率整合剤は、光ファイバ接続時に光ファイバ接続用カプセルが壊されるまでカプセルに封入されているので、屈折率整合剤の取り扱い性が良好である。

請求項２あるいは３のように、カプセルの外形を球状あるいは円筒状にすることは、十分な量の屈折率整合剤を供給するために適切である。

請求項４〜７の光コネクタにおいて、光ファイバどうしの接続作業時に、光ファイバどうしをカプセルを介して突き合わせてカプセルを壊すことで、光ファイバ端面間に必要量の屈折率整合剤を供給することができる。したがって、光ファイバ接続作業が簡単になる。
屈折率整合剤は、光ファイバ接続時に光ファイバ接続用カプセルが壊されるまでカプセルに封入されているので、接続作業前に屈折率整合剤の漏れや滲みの問題、あるいは変質の問題が発生する恐れはない。
また、屈折率整合シートを配置する場合と比較して、光ファイバ端面間のギャップを小さくできる。したがって、光接続部の光学特性を向上させることができる。
また、現場付け光コネクタに適用した場合には、現場でのコネクタ組立性を向上させることができる。

以下、本発明を実施した光ファイバ接続用カプセル及び光コネクタについて、図面を参照して説明する。

図１〜図３に第１実施例を示す。この実施例の光コネクタ１１は、光ファイバ穴１４ａをあけたジルコニアなどからなる円筒状のフェルール１４を、ステンレスなどからなるフェルールホルダ１５に一体固定してなり、フェルール１４の光ファイバ穴１４ａにあらかじめ接続端面１４ｂから穴途中までの短尺の内蔵光ファイバ（裸ファイバ）１２が内装固定され、そして、光ファイバ穴１４ａの内蔵光ファイバ１２の後端面近傍に光ファイバ接続用カプセル１３が配置されている。この光ファイバ接続用カプセル１３は、光透過性薄膜からなる例えば球状のカプセル１３ｂ内に液状又はグリス状の屈折率整合剤１３ａを封入したものである。カプセル１３ｂの外形は円筒状でもよく、またその他の形状であってもよい。フェルールホルダ１５は、外部から挿入される外部光ファイバ（光ファイバ心線）１６の被覆部１６ｂを収容する被覆部収容穴１５ｂを持つ。１６ａは外部光ファイバ１６の裸ファイバである。フェルールホルダ１５のフランジ部１５ａには回転止め用切欠き１５ｃが形成されている。
前記カプセル１３ｂを形成する光透過性薄膜の材質は特に限定されないが、屈折率が光ファイバコアに近く、薄膜成形が可能で、容易に破壊できるものを用いるとよい。例えばシリコン樹脂による弾性薄膜を利用できる。なお、カプセルの光透過性薄膜は必ずしも弾性膜である必要はなく、例えばナノ粒子のシリカによる薄膜を作ることも可能である。この場合、カプセルを容易に壊すことができ、また、良好な透過性を期待できる。また、カプセルの膜厚、容積も特に限定されないが、カプセルの壊れ易さ、屈折率整合剤の必要充填量などを考慮して、適宜設定するとよい。
また、カプセルに封入される屈折率整合剤１３ａは、一般的なシリコン系あるいはパラフィン系の液状又はグリス状の屈折率整合剤を用いることができる。また、前記球状の光ファイバ接続用カプセル１３の直径は、内蔵光ファイバ１２のクラッド１２”
（図３（ｂ）参照）の径より小さくコア１２’の径より大きい。

上記の光コネクタ１１の光ファイバ穴１４ａに外部光ファイバ１６の裸ファイバ１６ａを挿入し適度の押し込み力で押し込んで、光ファイバ１２、１６ａどうしを光ファイバ接続用カプセル１３を介して突き合わせると、光ファイバ接続用カプセル１３の薄膜（カプセル１３ｂ）が壊されて、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、その内部の屈折率整合剤１３ａがファイバ端面間に充填される。こうして、光ファイバ端面間に十分な量の屈折率整合剤１３ａが充填されて、接続損失の少ない光ファイバ接続が行われる。
また、屈折率整合剤１３ａは、接続作業時にカプセル１３ｂが壊されるまでカプセル１３ｂに封入されているので、予め光ファイバ穴１４ａに光ファイバ接続用カプセル１３を配置していても、接続作業前に（接続作業を行うまでの間に）、屈折率整合剤が漏れたり滲んだりする問題が解消され、この点でも光学特性の向上が図られるとともに、光ファイバを光ファイバ穴内に接着固定する際に、接着不良が発生する問題を回避できる。また、グリスの充填不良などの問題も発生せず、整合剤の取り扱い性が悪いという問題を解消できる。

図４〜図８に第２実施例を示す。この実施例の光コネクタ２１はフェルール部２２とメカニカルスプライス部２３とを一体に設けた基本構造を持つ。すなわち、フェルール部２２とこれに連続する延長部２４と、この延長部２４の上面に配置される蓋部２５、２６と、前記延長部２４と蓋部２５、２６とを弾性的に把持するＣ形板バネ２８とを有している。延長部２４と蓋部２５、２６とＣ形板バネ２８とはメカニカルスプライス部２３を構成する。図６にフェルール部２２と延長部２４とが一体化された一体化部品５１のみを示す。図６（ａ）は一体化部品５１の断面図、図（ｂ）は同平面図、図（ｃ）は図６（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。また、前記延長部２４の上面にフェルール部２２の光ファイバ穴２２ａに連続する例えばＶ溝あるいはＵ溝等の位置決め溝２４ａを有し、蓋２５、２６側には前記位置決め溝２４ａに対向する溝２５ａが形成されている。また、延長部２４及び蓋２６に被覆収容溝２４ｃ、２６ｃが形成されている。前記延長部２４はフェルール部２２が一体固定されるフランジ状部２４ｂを持つ。さらに、延長部２４の位置決め溝２４ａ内に、フェルール部２２の光ファイバ穴２２ａ内にあらかじめ内装固定した短尺の内蔵光ファイバ（裸ファイバ）２７の光ファイバ穴２２ａから露出した部分２７ｃを収容し、外部から導入される外部光ファイバ１６の裸ファイバ１６ａを前記位置決め溝２４ａ内に収容して前記内蔵光ファイバ２７と対向させ、Ｃ形板バネ２８のグリップ力で蓋部２５、２６を締め付けるように押さえ込んで、前記内蔵光ファイバ２７と外部光ファイバ１６とを接続する構造である。
そして、この実施例では前記位置決め溝２４ａの途中に前記光ファイバ接続用カプセル１３を配置する。光ファイバ接続用カプセル１３は、工場出荷前に予め図４のように内蔵光ファイバ２７の端面位置に配置しておくとよい。

前記光コネクタ２１の内蔵光ファイバ２７に外部光ファイバ１６（１６ａ）を接続する場合、図５に示すように開閉部材である楔部材３７を、メカニカルスプライス部２３における延長部２４と蓋２５、２６との境界部の側部に設けた楔挿入凹所２９に押し込んで蓋２５、２６を延長部２４に対して若干開いた状態とし、次いで外部光ファイバ１６を挿入してその裸ファイバ１６ａを位置決め溝２４ａ内に収容しかつ押し込んで、光ファイバ２７、１６ａどうしを光ファイバ接続用カプセル１３を介在させて適度の力で突き合わせると、光ファイバ接続用カプセル１３の薄膜（カプセル１３ｂ）が壊されて、その内部の屈折率整合剤１３ａがファイバ端面間に充填され、続いて楔部材３７を抜いてＣ形板バネ２８のバネ力で延長部２４と蓋２５、２６とを挟持すると、光ファイバ接続作業が完了する。図７は接続した状態の縦断面図、図８は同正面図である。
この場合、前記実施例と同様に、光ファイバ端面間に十分な量の屈折率整合剤１３ａが充填されて、接続損失の少ない光ファイバ接続が行われる。また、接続作業前に、屈折率整合剤が漏れたり滲んだりする問題が解消され、この点でも光学特性の向上が図られる。
なお、詳細は省略するが、この光コネクタ２１のメカニカルスプライス部２３は、通常、図５に２点鎖線で示すような円筒状のストップリング３８内に収容される。

図９〜図１２に第３実施例を示す。この実施例の光コネクタ３１はいわゆるメカニカルスプライスである。すなわち位置決め溝３２ａを中央に形成した位置決め台３２の上で接続される光ファイバの接続部近傍を押さえるための中央の蓋部３３と、その両側で各光ファイバ４１、４２の被覆部４１ｂ、４２ｂを押さえるための蓋部３４とを備え、前記位置決め台３２と蓋部３３、３４とを弾性的に挟持するＣ形板バネ３５とを有する基本構造を持つ光コネクタである。
そして、この実施例では位置決め台３２の位置決め溝３２ａの中央部（光ファイバ接続位置）に前述の光ファイバ接続用カプセル１３が配置される。光ファイバ接続用カプセル１３は、工場出荷前に予め図９のように位置決め溝３２ａの中央部に配置しておくとよい。

この光コネクタ３１により光ファイバ４１、４２どうしを接続する場合、図１１に示すように楔部材３７を位置決め台３２と蓋３３、３４との境界部の側部に設けた楔挿入凹所３９に押し込んで蓋３３、３４を位置決め台３２に対して若干開き、両側からそれぞれ光ファイバ４１、４２を挿入してそれぞれの裸ファイバ４１ａ、４２ａを位置決め溝３２ａ内に収容し、光ファイバ４１、４２どうしを光ファイバ接続用カプセル１３を介在させて適度の力で突き合わせると、光ファイバ接続用カプセル１３の薄膜（カプセル１３ｂ）が壊されて、その内部の屈折率整合剤１３ａがファイバ端面間に充填され、続いて楔部材３７を抜いてＣ形板バネ３５のバネ力で位置決め台３２と蓋３３、３４とを挟持すると、光ファイバ接続作業が完了する。図１２に接続した状態の縦断面図を示す。こうして、前記実施例と同様に、光ファイバ端面間に十分な量の屈折率整合剤１３ａが充填されて、接続損失の少ない光ファイバ接続が行われる。

図１３、図１４は実施例１の光コネクタ１１あるいは実施例２の光コネクタ２１が使用される箇所の一例を示す。この例は、例えば家屋の外壁や内部壁等に設置するアウトレット４５内の光コネクタ装置４６に内蔵させる場合である。この光コネクタ装置４６は、プラグ挿入部４７とハウジング本体部４８と光ファイバ１６を直角に屈曲させて固定する光ファイバ固定部４９とからなり、前述の光コネクタ１１（２１）は、ハウジング本体部４８とプラグ挿入部４７とにまたがった態様で内蔵される。光ドロップケーブルあるいはインドアケーブルに取り付けたプラグをプラグ挿入部４７内に挿入して、光コネクタ１１（２１）と付き合せ、光ファイバ接続を行う。

上述の実施例では単心用の光コネクタとして説明したが、多心光コネクタに適用することも可能である。いわゆるＭＴコネクタ（JIS C 5981のＦ12形多心光ファイバコネクタに相当)の光ファイバ穴内に本発明の光ファイバ接続用カプセルを配置して、組み立て性を向上させることができる。
また、図４〜図８の光コネクタ２１や図９〜図１２の光コネクタ３１等のようなメカニカルスプライス部のある光コネクタにおいて位置決め溝２４ａ、３２ａを複数設け、それぞれの位置決め溝に光ファイバ接続用カプセルを配置して、組み立て性を向上させることができる。

本発明の一実施例の光コネクタを示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１における光ファイバ接続用カプセルの拡大断面図である。 図１の光コネクタの内蔵光ファイバに外部光ファイバを接続する要領を説明するもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の光接続部の要部拡大図である。 本発明の他の実施例の光コネクタを示すもので、フェルール部とメカニカルスプライス部とが一体化した構造の光コネクタの要部を示す縦断面図である。 図４のＢ−Ｂ拡大断面図である。 図４の光コネクタの要部を示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。 図４の光コネクタの光ファイバに外部光ファイバを接続した状態を示す図である。 図７の正面図である。 本発明のさらに他の実施例を示すもので、メカニカルスプライスである光コネクタの縦断面図である。 図９の平面図である。 図９のＤ−Ｄ拡大断面図である。 図９の光コネクタを用いて光ファイバどうしを接続した状態を示す縦断面図である。 図１〜図３の光コネクタ、あるいは図４〜図８の光コネクタの使用箇所の一例を説明するもので、それらの光コネクタを内蔵する例えばアウトレット用等の光コネクタ装置の斜視図である。 図１３の正面図である。 従来の光コネクタを示すもので、（ａ）は一部切り欠き平面図、（ｂ）は縦断面図である。

符号の説明

１１、２１、３１ 光コネクタ
１２ 内蔵光ファイバ（裸ファイバ）
１２' コア
１２” クラッド
１３ 光ファイバ接続用カプセル
１３ａ 屈折率整合剤
１３ｂ カプセル（光透過性薄膜）
１４ フェルール
１４ａ 光ファイバ穴
１４ｂ 接続端面
１５ フェルールホルダ
１５ａ フランジ状部
１５ｂ 被覆部収容穴
１６ 外部光ファイバ
１６ａ 光ファイバ（裸ファイバ）
１６ｂ 被覆部
２１ 光コネクタ
２２ フェルール部
２２ａ 光ファイバ穴
２３ メカニカルスプライス部
２４ 延長部
２４ａ 位置決め溝
２４ｂ フランジ部
２５、２６ 蓋
２５ａ 溝
２７ 内蔵光ファイバ
２７ｃ （内蔵光ファイバの）後方に露出した部分
２８ Ｃ形板バネ
２９ 楔挿入凹所
３１ 光コネクタ
３２ 位置決め台
３２ａ 位置決め溝
３３、３４ 蓋
３３ａ 溝
３５ Ｃ形板バネ
３７ 楔部材
３９ 楔挿入凹所
４１、４２ 光ファイバ
４１ａ、４２ａ 光ファイバ（裸ファイバ）
４５ アウトレット
４６ 光コネクタ装置
４７ プラグ挿入部
４８ ハウジング本体部
４９ 光ファイバ固定部

Claims (7)

1. 光透過性薄膜からなるカプセル内に屈折率整合剤を封入したことを特徴とする光ファイバ接続用カプセル。
2. カプセル外形が球状又は円筒状をなすことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続用カプセル。
3. カプセル径がファイバクラッド径より小さくコア径より大きいことを特徴とする請求項２記載の光ファイバ接続用カプセル。
4. フェルールの光ファイバ穴に、予め接続端面から穴途中までの短尺の内蔵光ファイバが内装固定された光コネクタであって、
   前記光ファイバ穴内に請求項１又は３記載の光ファイバ接続用カプセルが配置されていることを特徴とする光コネクタ。
5. フェルール部とこれに連続する延長部と前記延長部の上面に合体する蓋部とを有し、前記蓋部は少なくとも２分割されており、前記延長部の上側面には、フェルール部の光ファイバ穴に連続する位置決め溝を有し、この位置決め溝内に、フェルール部の光ファイバ穴に予め内装固定した短尺の内蔵光ファイバの光ファイバ穴から露出した部分を配置し、外側から導入される外部光ファイバを前記位置決め溝内に配置して前記内蔵光ファイバと対向させ、バネ部材の力を受ける蓋部で締め付けるように押さえ込んで、前記内蔵光ファイバと外部光ファイバとを接続する光コネクタであって、
   前記位置決め溝の途中に、請求項１〜３記載の光ファイバ接続用カプセルが配置されていることを特徴とする光コネクタ。
6. 光ファイバ方向に沿った光ファイバの位置決め溝が少なくとも１本形成された位置決め台と、前記位置決め台上に配置されて前記位置決め溝内で位置決め接続される光ファイバを押さえ付けるための蓋と、前記位置決め台と蓋とを弾性的に挟持するバネとを有する光コネクタであって、
   前記位置決め溝の光ファイバ接続位置に、請求項１〜３記載の光ファイバ接続用カプセルが配置されていることを特徴とする光コネクタ。
7. 光ファイバどうしを光ファイバ接続用カプセルを介して突き合わせることで、光ファイバ接続用カプセルの薄膜を壊してその内部の屈折率整合剤をファイバ端面間に充填したことを特徴とする請求項４〜６記載の光コネクタ。
   

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