JP2008256866A - メカニカルスプライス及びメカニカルスプライスの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業の安全性を確保しつつ接続工数を減少させ、接続信頼性を向上させることができるメカニカルスプライス及びメカニカルスプライスの組立方法を提供する。
【解決手段】メカニカルスプライス１０は、ガイド溝２１が形成された基板２０と、光ファイバ１１，１２を固定するファイバ固定部３０Ｒ，３０Ｌと、光ファイバ１１，１２同士を接続するＶ溝４２を有する接続部４０と、撓み空間５１が形成された撓み部５０と、基板２０と固定蓋３１Ｒ，３１Ｌとを挟持して接合させるクランプスプリング１３と、を備え、Ｖ溝４２が撓み空間５１の底部に対して下がった位置に設けられ、光ファイバ１１，１２をＶ溝４２へ向けて撓ませるとともに光ファイバ１１，１２に対して所定のクリアランスβを有する押さえ部４３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、対向する光ファイバ同士を突き合わせて接続するためのメカニカルスプライスに関する。

従来、光ファイバ同士を接続するための装置として、光ファイバの端面同士を突き合わせた状態で固定するメカニカルスプライスが知られている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１，２に記載の技術では、まず、接続する両光ファイバの端部の被覆を除去して端面を処理し、支持部の溝に挿入して両光ファイバの端面同士を接触させ、硬質部材によって押圧することにより両光ファイバを整合させる。この際、光ファイバを湾曲させて、光ファイバの伸びようとする反発力により接触面同士を押圧し、確実に接続できるようにしている。

特開昭５９−２１８４１５号公報 特開２０００−５６１７８号公報

ところで、特許文献１に記載のメカニカルスプライスにおいては、光ファイバの調心精度を確保するために、被覆を除去してガラスファイバの外径を基準として調心し、固定を行わねばならない。そのため、被覆を除去した後、露出したガラスファイバを清掃し、所定の長さに切断するといった作業が必要となり、接続作業の工数が多くなってしまう。また、光ファイバの被覆を剥いてガラスが剥き出しになるため、接続作業中に作業者の手等を傷付けるおそれがある。

さらに、被覆を除去してガラス状態で使用するため、接続作業中にガラス部分に傷が付くおそれがある。このような場合には、光ファイバの強度が低下して、最悪の場合には断線するおそれもある。

また、通常メカニカルスプライスはＰＰＳ、エポキシ等の樹脂材料で構成されているため、接続時にガラスファイバをメカニカルスプライスの基板のＶ溝に沿わせて挿入する際に、ガラスのエッジが樹脂を削り、樹脂ゴミを巻き込んだ状態で接続する可能性があり、初期特性が安定しにくい。

また、接続が完了したメカニカルスプライスにおいて、光ファイバの線膨張係数と樹脂製のメカニカルスプライス本体の線膨張係数が異なるため、温度変化に伴う各部材の収縮差から、接続端面が外れてロス増を招くおそれがある。

さらに、接続の確認ができないため、十分に光ファイバの端面が突き当っていない状態で接続作業を完了させるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、作業の安全性を確保しつつ接続工数を減少させ、接続信頼性を向上させることができるメカニカルスプライス及びメカニカルスプライスの組立方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係るメカニカルスプライスは、対向する光ファイバのそれぞれを基板上に固定するファイバ固定部と、前記光ファイバ同士を調心しつつ突き合わせて接続する突き合わせ部を有する接続部と、前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの撓みを許容する撓み空間が形成された撓み部と、を備え、前記接続部は、前記接続部へ導入された前記光ファイバが前記突き合わせ部に向けて撓んだ状態で収納可能に構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部は、前記光ファイバを前記突き合わせ部へ向けて撓ませる押さえ部が設けられていることが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記押さえ部は、前記突き合わせ部においては前記光ファイバに対して所定のクリアランスを有することが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記押さえ部における前記光ファイバの長手方向の両端部に対応する部分には、前記光ファイバを挿入方向に沿って前記接続部の底部へ導く挿入テーパ部が設けられていることが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部の底部と、前記撓み部の底部との間に段差を有し、前記接続部の底部に前記突き合わせ部を有していることが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記突き合わせ部は、断面がＶ字またはＵ字形状の溝からなることが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記撓み部は、前記接続部に対する一方側のみに設けられていることが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部には、前記突き合わせ部と繋がる空気逃げ用の溝が設けられていることが好ましい。

また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部の内部に屈折率整合材が設けられていることが好ましい。

上記課題を解決するための本発明に係るメカニカルスプライスの組立方法は、対向する被覆付きの光ファイバのそれぞれを基板上に固定するファイバ固定部と、前記光ファイバ同士を被覆付きの状態で調心しつつ突き合わせて接続する接続部を備えたメカニカルスプライスの組立方法であって、前記メカニカルスプライスの一方から被覆付きの光ファイバを挿入するとともに、他方からも被覆付きの光ファイバを挿入して、前記接続部において前記光ファイバを撓んだ状態で突き合わせる工程と、前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの少なくとも一方を撓ませる工程と、両方の前記光ファイバをそれぞれ前記ファイバ固定部に固定する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、接続部において、被覆が付いたままの光ファイバ同士を調心しつつ、突き合わせ部へ向けて撓ませて接続し、接続部とファイバ固定部との間で少なくとも一方の光ファイバを撓ませて、両方の光ファイバをそれぞれファイバ固定部に固定する。そのため、接続部では光ファイバを突き合わせ部へ向けて撓ませることで、光ファイバの端部を突き合わせ部内に安定して位置決めすることができる。さらに、撓み空間内で光ファイバを撓ませることで相手の光ファイバに向けて付勢されるため、光ファイバ同士の接続状態を高い信頼性で保つことができる。

以下、本発明に係るメカニカルスプライス及びメカニカルスプライスの組立方法の実施形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明のメカニカルスプライスに係る実施形態を示す概略構成図、図２はクランプスプリングを外した状態を示すメカニカルスプライスの斜視図、図３はメカニカルスプライスの分解斜視図、図４（Ａ）は接続部の軸線に沿った断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置の拡大断面図、図５は接続部における光ファイバの状態を示す断面図、図６は接続蓋を上方から見た斜視図、図７は接続蓋を下方から見た斜視図、図８は接続蓋及び固定蓋の組み付け状態を示す分解斜視図、図９（Ａ）は撓み部がＶ字形状の場合の光ファイバの移動状態を示す説明図、図９（Ｂ）は撓み部が矩形状の場合の光ファイバの移動状態を示す説明図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態のメカニカルスプライス１０は、全長にわたって全体矩形状の基板２０を有しており、基板２０の上面２０ａ（図１において上面）には、基板２０の長手方向、すなわち接続する光ファイバ１１，１２の軸方向（図１において左右方向）に沿って真っ直ぐなＶ溝形状のガイド溝２１が形成されている。これにより、光ファイバ１１，１２を対向した状態で同軸上にガイドすることが可能である。

基板２０の左右両端部に対応して、接続する光ファイバ１１，１２をそれぞれ固定するファイバ固定部３０Ｒ，３０Ｌが設けられており、各光ファイバ１１，１２を基板２０のガイド溝２１に押圧して固定するための固定蓋３１Ｒ，３１Ｌが基板２０に対向して設けられている。

また、ファイバ固定部３０Ｌに隣接して、光ファイバ１１，１２同士を調心しつつ突き合わせて接続する接続部４０が設けられており、基板２０に対向する接続蓋４１が設けられている。接続部４０は、この接続部４０へ導入された光ファイバ１１，１２が撓んだ状態で収納可能に構成されている。

さらに、接続部４０と右側のファイバ固定部３０Ｒとの間には、光ファイバ１１の撓みを許容して光ファイバ１１，１２同士の押圧力を発生させるための撓み空間５１が形成された撓み部５０が設けられている。なお、基板２０、固定蓋３１Ｒ，３１Ｌ、接続蓋４１は、ＰＰＳ樹脂やエポキシ樹脂等、硬質プラスチックにより形成されている。

左右の固定蓋３１Ｒ，３１Ｌの上面、接続蓋４１の上面、撓み部５０における基板２０の上端面２０ｃの高さ位置（基板２０の下面からの厚さ）は、全長にわたってほぼ同一面上にあり、固定蓋３１Ｒ，３１Ｌ、接続蓋４１を基板２０と共に挟持して接合させるとともに光ファイバ１１，１２を押圧して固定する断面コ字状のクランプスプリング１３が、基板２０のほぼ全長にわたって設けられている。なお、固定蓋３１Ｒ，３１Ｌの上面及び接続蓋４１の上面には、それぞれ水平面を有する押圧部３１ｂ，４１ａが設けられており、クランプスプリング１３によって確実に把持されるようになっている。クランプスプリング１３の材質は、例えば、ベリリウム銅である。

図３に示すように、基板２０の上面２０ａには、左右のファイバ固定部３０Ｒ，３０Ｌ及び撓み部５０に対応して前述したガイド溝２１が一直線に設けられており、接続部４０に対応してＶ溝４２が設けられている。また、撓み部５０においては基板２０の両側壁２０ｂはほぼメカニカルスプライス１０の全高の高さを有しており、中央部にはガイド溝２１を下端の底部とする断面Ｖ字形状の撓み空間５１が形成されている。

なお、基板２０の両端面においては、ガイド溝２１を頂点とする円錐形状のテーパ部２３が形成されている。また、固定蓋３１Ｒ，３１Ｌの端面にも、同様のテーパ部３１ａが設けられており、テーパ部２３とともに円錐形状を形成している。これにより、光ファイバ１１，１２のガイド溝２１への挿入を容易にしている。

図３及び図４に示すように、基板２０上面の接続部４０には深さＨの矩形状の凹部４５が設けられており、凹部４５の底部には調心用のＶ溝４２が設けられている。Ｖ溝４２は、左側固定部３０Ｌのガイド溝２１及び撓み部５０の撓み空間５１の底部との間に段差４２ａ（高さＨ）を有し、撓み空間５１及び基板２０の上面２０ａに設けられているガイド溝２１より下がった位置に設けられることになる。なお、Ｖ溝４２は、断面Ｕ字状のＵ溝としても良い。

一方、図６及び図７に示すように、接続蓋４１の下部には、接続部４０に設けられている凹部４５に嵌合する全体矩形状の押さえ部４３が下方へ突出して設けられている。押さえ部４３の中央には、光ファイバ１１，１２を導くスリット４６が軸方向に沿って凹状に設けられており、スリット４６の両端部には光ファイバ１１，１２を挿入方向に沿ってＶ溝４２へ導く挿入テーパ部４６ａ（図５及び図７参照）が設けられている。また、押さえ部４３の下面には、スリット４６から外側面にかけて、挿入方向に直交する空気逃げ用の溝４３ａが設けられている。これにより、スリット４６に沿って光ファイバ１１，１２を挿入する際の空気の逃げ道を形成し、光ファイバ１１，１２の挿入時に空気の圧縮抵抗を生じさせず、容易に挿入することができる。

図５に示すように、光ファイバ１１，１２は、挿入テーパ部４６ａの下端４６ｂによって押さえ込まれて下方への曲げ力が作用しており、光ファイバ１１，１２同士の突き合わせ部である接続位置４４においては光ファイバ１１，１２はＶ溝４２に向けて（図５における下向きに）付勢されるので、図４（Ｂ）に示すように、光ファイバ１１，１２とスリット４６との間にはクリアランスβが設けられることになる。このため、接続位置４４では光ファイバ１１，１２は押圧されないで調心されることになる。

なお、軸ずれを小さくして接続ロスを小さくするためには、クリアランスβを小さくすることが望ましいが、Ｖ溝４２の形成精度および接続蓋４１の成型精度は、共に樹脂成型品であるため数μｍの寸法精度を出すことは困難である。このため、成型の寸法のバラツキを見込んだクリアランスを設定しておき、光ファイバ１１，１２を高精度で調心して接続するとよい。

また、接続位置４４においては、屈折率整合材４７を設けておき、左右両側の光ファイバ１１，１２を突き合わせた際の端面間に屈折率整合材４７が含まれるようになっている。屈折率整合材４７は、屈折率整合用のグリスや薄膜シートを用いることができる。

このように、接続部４０の底部（Ｖ溝４２の底部）と撓み部５０の底部（撓み空間５１の底部）との間に段差を有し、接続部４０のＶ溝４２が撓み空間５１の底部よりも低く形成されているため、被覆が付いたままの光ファイバ１１，１２を撓み空間５１の底部を沿わせて接続部４０へと導入することができる。そして、接続部４０では押さえ部４３により光ファイバ１１，１２をＶ溝４２の底部へ向けて撓ませることで、光ファイバ１１，１２の端部をＶ溝４２内に安定して位置決めすることができる。これにより、光ファイバ１１，１２の軸ずれロスの低減を図ることができる。

また、光ファイバ１１，１２を挿入テーパ部４６ａに沿ってＶ溝４２に挿入した際に、Ｖ溝４２と押さえ部４３の間の空気が空気逃げ用の溝４３ａから押し出されて逃げるため、光ファイバ１１，１２の突き合わせ時に空気の圧縮抵抗を生じさせず、容易に挿入することができる。

図９（Ａ）に示すように、撓み部５０における撓み空間５１はＶ字形状とされている。これにより、ガイド溝２１に沿って挿入された光ファイバ１１に軸方向圧縮力を作用させた場合に、図９（Ｂ）に示す矩形状の場合と比較して、光ファイバ１１は撓み部５０の内側で引っ掛かることなくスムーズに上方へ移動して撓むことができ、両光ファイバ１１，１２の端面同士を互いに所定の押圧力で押圧して接触させることができる。

なお、図２及び図３に示したクランプスプリング１３は、撓み部５０の上面を覆う構造となっているが、図１に示したように撓み部５０の上面を覆わない構造とすれば、撓み空間５１内の光ファイバ１１の撓みの状態を目視で確認することができる。
また、本実施形態の例では、接続部４０の押さえ部４３によって、光ファイバ１１，１２を接続位置４４に向けて押しつけて撓ませる構成としたが、例えば接続部４０の両側に光ファイバ１１，１２を斜め下方に向けて接続位置４４（突き合わせ部）へ導入する通路が形成され、その通路を通して光ファイバ１１，１２を接続位置４４へ向けて撓ませる構成としても良い。

次に、本実施形態のメカニカルスプライスの組立方法について説明する。
図１０（Ａ）〜（Ｇ）はメカニカルスプライスの組立方法を示す工程図である。

図１０（Ａ）に示すように、メカニカルスプライス１０を位置決めして接続作業を行うための接続工具１４にメカニカルスプライス１０をセットし、図１０（Ｂ）に示すように、楔部材１５を２箇所に差し込んで、基板２０と固定蓋３１Ｒ，３１Ｌ及び接続蓋４１との間を開いて接合を解除する。次いで、図１０（Ｃ）に示すように、把持具１６によって把持された被覆付きの光ファイバ１１，１２を、メカニカルスプライス１０の左右の一方側から挿入するとともに他方側からも挿入する。

その際、把持具１６により把持された光ファイバ１１，１２は、把持具１６からの突出長さが所定長さとなるように、予めファイバカッタにより切断されている。また、接続部４０に対して撓み部５０が設けられている側（ここでは右側）の接続位置４４から接続工具１４の端面までの長さをＬとすると、把持具１６から突出している光ファイバ１１，１２の長さは、所定量αだけ長くなっている。また、接続部４０に対して撓み部５０が設けられていない側（ここでは左側）にスペーサ１７を取り付けて、接続位置４４からスペーサ１７の外側面までの長さがＬになるようにする。

次に、図１０（Ｄ）に示すように、把持具１６が接続工具１４またはスペーサ１７に当接するまで、すなわち光ファイバ１１，１２が固定される位置に配置されるまで、光ファイバ１１，１２をメカニカルスプライス１０のガイド溝２１に挿入する。光ファイバ１１，１２は、接続部４０において、接続蓋４１のスリット４６に沿って下方へ屈曲し、押さえ部４３によりＶ溝４２の底部へ向けて撓ませた状態で押さえられて、Ｖ溝４２によって調心される。

このとき、撓み部５０が設けられている側（右側）から先に一方側の光ファイバ１１を挿入して、その後、他方側（左側）の光ファイバ１２を挿入することが好ましい。これにより、両光ファイバ１１，１２は接続位置４４において当接し、光ファイバ１１，１２の余分な長さαを吸収するために、撓み空間５１において光ファイバ１１が所定量撓むことになる。光ファイバ１１は、撓み空間５１の中央部で撓み空間５１の底部（すなわちガイド溝２１）から離れる方向に撓むことにより（図１参照）、丸穴４３へと挿入された箇所では光ファイバ１１が撓み空間５１の底部に押し付けられるように力が作用する。そして、撓み部５０の上面がクランプスプリング１３により覆われていない場合には、光ファイバ１１が確かに撓んでいることを目視により確認する。

光ファイバ１１が撓んだ状態で、図１０（Ｅ）に示すように、楔部材１５，１５を取り外して、クランプスプリング１３の押圧力により固定蓋３１Ｒ，３１Ｌと基板２０を接合させて、両光ファイバ１１，１２をガイド溝２１に固定する。そして、把持具１６を取り外し（図１０（Ｆ）参照）、さらにスペーサ１７を取り外してメカニカルスプライス１０を接続工具１４から取り出すと（図１０（Ｇ）参照）、接続作業が完了する。

以上説明したメカニカルスプライス１０及びメカニカルスプライス１０の組立方法によれば、ファイバ固定部３０Ｒ，３０Ｌ及び撓み部５０に対応してガイド溝２１が一直線に設けられており、被覆が付いたままの光ファイバ１１，１２を撓み空間５１の底部を沿わせて接続部４０へと導入することができる。そして、接続部４０では撓み空間５１の底部（すなわちガイド溝２１）より下がった位置にＶ溝４２が設けられ、押さえ部４３により光ファイバ１１，１２をＶ溝４２の底部へ向けて撓ませることで、光ファイバ１１，１２の端部をＶ溝４２内に安定して位置決めすることができる。これにより、光ファイバ１１，１２の軸ずれロスの低減を図って接続信頼性を向上させることができる。

そして、接続部４０内では、押さえ部４３と光ファイバ１１，１２との間にはクリアランスβが設けられており、光ファイバ１１，１２を径方向に押し付けることがないため、光ファイバ１１，１２に側圧が作用せず、被覆の変形がない。そのため、Ｖ溝４２内の所定の位置で光ファイバ１１，１２の調心を高精度に行なうことができる。

さらに、撓み空間５１内で光ファイバ１１を撓ませることで相手の光ファイバ１２に向けて付勢されるため、メカニカルスプライス１０の各部の収縮差の影響を受けずに光ファイバ１１，１２自身による押圧力が常に接続面に作用し、光ファイバ１１，１２同士の接続状態を高い信頼性で保つことができる。

すなわち、被覆付きの光ファイバ１１，１２を少ない接続工数で容易に接続することができ、しかも接続信頼性が良好である。また、光ファイバ１１，１２を被覆付きのまま接続できるため、接続作業の安全性を確保することができ、光ファイバ１１，１２をメカニカルスプライス１０に挿入する時に、光ファイバ１１，１２のガラスがメカニカルスプライス１０の樹脂部分を削ることを防止することができる。

なお、上記実施形態では、光ファイバ１１を撓ませた撓み部５０を、接続部４０に対する一方側（右側）のみに設けたが、接続部４０の左右両側に設けることもできる。
また、撓み空間５１は、断面Ｖ字形状のものに限られず、例えば断面Ｕ字形状としても良い。
また、接続部４０の底部と撓み部５０の底部との間に設けられる段差は、上記実施形態では下方向としたが、上方向や横方向であっても良い。その場合、接続部４０内では、その段差の方向に光ファイバ１１，１２を撓ませれば良い。

次に、本発明に係るメカニカルスプライス１０の一実施例について説明する。
光ファイバ１１，１２としては、ガラス径が８０μｍで、被覆外径が１２５μｍのものを用いる。また、曲げに強い光ファイバが好ましく、例えば、シングルモードファイバの場合は、コア径が約１０μｍ、ＭＦＤ（モードフィールド径）が８〜９μｍである。また、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）の場合は、コア／クラッドの比屈折率差Δｎが１．９％である。また、被覆層は、例えば、ヤング率が９８０ＭＰａのウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂による一層コートである。この光ファイバは、被覆層が薄く（２２．５μｍ）、一層コートであるため、外径寸法は１μｍ以下で制御することができる。

（撓み部）
まず、撓み部５０においては、撓み空間５１の長さを短くすれば座屈力が大きくなるが、一方で光ファイバ１１の曲率半径が小さくなり、曲げロス増、曲げ破断の可能性が高くなる。適用する光ファイバ１１，１２に応じた撓み長さ及び押込み量の設定が必要である。ここでは、Δｎ＝１．９％の細径マルチモードファイバを使用する場合について説明する。
・ファイバ押込み量：カット長のバラツキを考慮して、０．４±０．３ｍｍ（０．１〜０．７μｍ）とする。
・撓みロス：低ロス性を考慮して、０．０５ｄＢ以下とする。
・曲率半径：破断強度を考慮して、３ｍｍ以上とする。

測定は、２個の単心キャピラリを用いて光ファイバのたわみ量を設定し、片側から固定されていない光ファイバを押し込んで撓みを作り、そのときの伝送ロスを測定した。なお、ここでは、波長０．８５μｍのＬＥＤ光源を使用した。その結果、上記条件を満たす撓み長さは６ｍｍ以上であった。また、各撓み長におけるファイバ押し込み量とファイバ曲率半径との計算結果から、上記条件を満たすたわみ長は、約１１ｍｍ以上となった。以上の結果から、撓み長は１１ｍｍ以上となるが、押し込み量の範囲はファイバカット精度の向上等により狭くできるので、撓み長の下限は６ｍｍ程度、上限はメカニカルスプライスの長さから制約されるが実使用上２０ｍｍ程度となる。
撓み部の断面形状はＶ字形状であり、角度は３０〜１２０°である。好適な範囲は４５〜９０°であり、実施例としては６０°である。

（接続部）
撓み力による結合維持のため、光ファイバ同士の接続箇所は撓み力の範囲で摺動可能なように、ファイバ外径と押さえ部４３との間には、ある一定以上のクリアランスβ（図４（Ｂ）参照）を確保することが好ましい。一方で、低ロス性を確保するためには、そのクリアランスで接続特性（ロス）が決まるため、極力、低クリアランスが望ましい。ここでは、細径ファイバの撓み時の座屈力が、ガラス径１２５μｍの通常の光ファイバと比べて１／９と小さく、設定たわみ長が１１ｍｍのときの座屈力は約４ｇｆである。このため、少なくとも０．１ｍｍ以上のクリアランスがあれば光ファイバの挿入が可能となる。従って、穴径は、被覆外径の最大値よりも０．１ｍｍ以上大きく、穴径公差は接続ロス（軸ずれ）の観点から±０．５ｍｍ以下が望ましい。

前述したように、Ｖ溝４２には段差４２ａ（高さＨ）が設けられており、撓み空間５１の底部及び基板２０上面２０ａに設けられているガイド溝２１の底部より下がった位置に設けられている。一般に、光ファイバ１１，１２のオフセット量、すなわち段差Ｈの高さが大きいほど光ファイバ１１，１２の曲げ力が増加して、Ｖ溝４２への接地精度が向上する。一方、光ファイバの曲げ力が大きくなると、挿入性が損なわれる。また、撓み部５０における撓み長の設計において、細径ファイバの撓み時の座屈力は例えば４ｇｆ程度と小さいため、この座屈力でファイバ挿入でき、かつ低ロス性（Ｖ溝接地性）を両立させる段差の高さＨ、ファイバ挿入角度θを設定する必要がある。

図５に示すように、押さえ部４３のスリット４６における挿入テーパ部４６ａの下端４６ｂからＶ溝４２の段差４２ａまでの距離をＬ１、段差の高さをＨとすると、光ファイバ１１，１２の挿入角度θ及びファイバ曲げ力（接地性≒ロス）が決定される。ここで、ファイバ接地部のＶ溝長Ｌ２をＬ２＝２ｍｍとし、Ｌ１＝２ｍｍ、Ｈ＝０．１〜０．５ｍｍとして接続ロスおよびファイバ挿入性（挿入の可否）を評価した。なお、光ファイバ１１，１２は細径ＭＭＦ、接続位置４４には屈折率整合材４７を塗布した。また、測定光源としては、０．８５μｍのＬＥＤを用いた。

その結果、段差４２ａの高さＨが増加するほど接続ロスが小さくなる傾向が確認され、さらに高さＨが５００μｍ以上では光ファイバ１１，１２の挿入ができなくなった。したがって、細径ＭＭＦファイバを用いた場合、段差４２ａの高さＨは、２００〜５００μｍ、好ましくは、３００〜４００μｍの範囲（例えば、Ｈ＝３５０μｍ）が良い。なお、ガラス径が１２５μｍの一般的な光ファイバの場合には、ファイバ座屈力が大きくなるため、その範囲は、細径ファイバに比して大きくなる。また、接続部４０におけるＶ溝４２の底部と押さえ部４３の底部との間隔は、押さえ部４３の底部と光ファイバ１１，１２とのクリアランスβ（例えば、５〜１００μｍ、好ましくは１５±１０μｍ）から、１３０〜２２５μｍの範囲となる。

（固定部）
従来のメカニカルスプライスでは、主にガラスファイバ部分で保持力を発生させていたが、本メカニカルスプライス１０では、被覆つき光ファイバ１１，１２を保持する。この場合、設計のポイントは、ファイバ把持力及び低ロス性を両立する固定蓋３１Ｒ，３１Ｌの長さ及び押し付け力である。Ｖ溝（ガイド溝）上にセットした細径の光ファイバ１１，１２を各長さの固定蓋３１Ｒ，３１Ｌで押し付けて、そのときのファイバ引き抜き荷重及び曲げロスを測定した。判断基準としては、ファイバ把持力＞５Ｎ、押し付け時ロス＜０．０５ｄＢとした。これらを満たすためには、固定蓋の長さは５ｍｍ以上、押し付け荷重は３ｋｇｆ以上となった。実使用上、固定蓋の長さはサイズの制約から１５ｍｍ以下、荷重の上限はロスの制約から５ｋｇｆ程度とする。以上から、各固定蓋３１Ｒ，３１Ｌの長さは８ｍｍとして、そのうち光ファイバを固定する固定部の長さを６ｍｍ、挿入テーパ部３１ａの長さを２ｍｍとする。また、ガイド溝２１の深さは、光ファイバ１１，１２の断面積とガイド溝２１の断面積がほぼ等しく（０．８〜１．２倍）なる深さとする。したがって、ガイド溝２１の角度は６０°で、深さは約１４０μｍとする。

本発明のメカニカルスプライスに係る実施形態を示す概略構成図である。 クランプスプリングを外した状態を示すメカニカルスプライスの斜視図である。 メカニカルスプライスの分解斜視図である。 （Ａ）は接続部の軸線に沿った断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置の拡大断面図である。 接続部におけるファイバの状態を示す断面概略図である。 接続部における接続蓋を示す上方から見た斜視図である。 接続部における接続蓋を示す下方から見た斜視図である。 接続蓋及び固定蓋の組み付け状態を示す分解斜視図である。 （Ａ）は撓み部がＶ字形状の場合の光ファイバの移動状態を示す説明図であり、（Ｂ）は撓み部が矩形状の場合の光ファイバの移動状態を示す説明図である。 メカニカルスプライスの組立方法を示す工程図である。

符号の説明

１０ メカニカルスプライス
１１，１２ 被覆付きの光ファイバ
１３ クランプスプリング
２０ 基板
２１ ガイド溝
３０ ファイバ固定部
３１Ｒ，３１Ｌ 固定蓋
４０ 接続部
４２ Ｖ溝
４２ａ 段差
４３ 押さえ部
４３ａ 空気逃げ用の溝
４４ 接続位置（突き合わせ部）
４６ａ 挿入テーパ部
４７ 屈折率整合材
５０ 撓み部
５１ 撓み空間
β クリアランス

Claims (10)

1. 対向する光ファイバのそれぞれを基板上に固定するファイバ固定部と、
   前記光ファイバ同士を調心しつつ突き合わせて接続する突き合わせ部を有する接続部と、
   前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの撓みを許容する撓み空間が形成された撓み部と、を備え、
   前記接続部は、前記接続部へ導入された前記光ファイバが前記突き合わせ部に向けて撓んだ状態で収納可能に構成されていることを特徴とするメカニカルスプライス。
2. 請求項１に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記接続部は、前記光ファイバを前記突き合わせ部へ向けて撓ませる押さえ部が設けられていることを特徴とするメカニカルスプライス。
3. 請求項２に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記押さえ部は、前記突き合わせ部においては前記光ファイバに対して所定のクリアランスを有することを特徴とするメカニカルスプライス。
4. 請求項２または３に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記押さえ部における前記光ファイバの長手方向の両端部に対応する部分には、前記光ファイバを挿入方向に沿って前記接続部の底部へ導く挿入テーパ部が設けられていることを特徴とするメカニカルスプライス。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記接続部の底部と、前記撓み部の底部との間に段差を有し、前記接続部の底部に前記突き合わせ部を有していることを特徴とするメカニカルスプライス。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記突き合わせ部は、断面がＶ字またはＵ字形状の溝からなることを特徴とするメカニカルスプライス。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記撓み部は、前記接続部に対する一方側のみに設けられていることを特徴とするメカニカルスプライス。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記接続部には、前記突き合わせ部と繋がる空気逃げ用の溝が設けられていることを特徴とするメカニカルスプライス。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載のメカニカルスプライスであって、
   前記接続部の内部に屈折率整合材が設けられていることを特徴とするメカニカルスプライス。
10. 対向する被覆付きの光ファイバのそれぞれを基板上に固定するファイバ固定部と、
    前記光ファイバ同士を被覆付きの状態で調心しつつ突き合わせて接続する接続部を備えたメカニカルスプライスの組立方法であって、
    前記メカニカルスプライスの一方から被覆付きの光ファイバを挿入するとともに、他方からも被覆付きの光ファイバを挿入して、前記接続部において前記光ファイバを撓んだ状態で突き合わせる工程と、
    前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの少なくとも一方を撓ませる工程と、
    両方の前記光ファイバをそれぞれ前記ファイバ固定部に固定する工程と、を有することを特徴とするメカニカルスプライスの組立方法。

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