JP2008282055A - 光コネクタフェルール、光コネクタ、光部品及び光配線システム - Google Patents

Abstract

【課題】 光ファイバ孔の配置精度を向上させる光コネクタフェルールを提供する。
【解決手段】 光コネクタフェルール２ｆは、前端面（接続端面）２０から後端側に延び、ガイドピンが挿入される１対のガイド孔２１と、前端面２０から後端側に延びるように各ガイド孔２１間に配置され、光ファイバが挿入される複数本の光ファイバ孔２２とを有している。これらの光ファイバ孔２２は、上下２段に配列されている。このような光コネクタフェルール２ｆにおいては、前端部における各光ファイバ孔２２の配列ピッチよりも後端側における各光ファイバ孔２２の配列ピッチが大きくなっている。
【選択図】 図１６

Description

本発明は、光コネクタフェルール、光コネクタ、光部品及び光配線システムに関する。

光コネクタフェルールの１つにＭＴ（Mechanically Transferable）コネクタフェルールがある。このＭＴコネクタフェルールは、IEC60874-16(1994)およびJIS C5981として規格化されており、ガイドピンが挿入される１対のガイド孔と、このガイド孔間に配置され、光ファイバがそれぞれ挿入される複数のファイバ孔とを有している。

このようなＭＴコネクタフェルールを成形するための成形用金型の一例を図２９に示す。この成形用金型６０は、上金型６９ａ、下金型６９ｂとその間に挿入される中金型６５から構成されている。中金型６５は、板状の一対の把持部材６５ａ、６５ｂで光コネクタフェルールのガイド孔を形成する２本のガイド孔形成ピン６１を挟み込んで把持しており、これらガイド孔形成ピン６１の間には、把持部材６５ａ、６５ｂより薄く、幅の狭い一対の把持部材７０ａ、７０ｂが挟み込まれている。そして、把持部材７０ａ、７０ｂの先端から突出して光コネクタフェルールの光ファイバ孔を形成する複数本の光ファイバ孔形成ピン６３が配置される。上金型６９ａと下金型６９ｂの内面は、全金型を組み合わせたときに、光コネクタ用フェルールの外形に対応する空間を形成するよう加工されており、さらに、各ガイド孔形成ピン６１を位置決めするための溝７２、６２と、各光ファイバ孔形成ピン６３を位置決めするための溝６４がそれぞれ設けられている。下金型６９ｂには、フェルールの窓枠部を形成するための突起部７１が設けられている。

このような成形用金型６０を用いて、光コネクタフェルールを成形する際には、まず、上金型６９ａと下金型６９ｂの間に中金型６５を配置する。具体的には、中金型６５のガイド孔形成ピン６１を上金型６９ａの溝７２と下金型６９ｂの６２内に、光ファイバ孔形成ピン６３を溝６４内に配置する。このとき、図３１に示されるように、中金型６５の把持部材７０ｂが下金型６９ｂの突起部７１上に保持される。そして、溶融樹脂を上金型６９ａと下金型６９ｂの間の空間内に充填し固化させて金型から抜き取ることによって光コネクタフェルールを形成することができる。

こうして形成されるＭＴコネクタフェルールは、光伝送路上の光ファイバ同士や光ファイバと光部品とを接続するために使用される。その際、ＭＴコネクタフェルール同士をそのまま接続する方法に加え、同フェルールにハウジングを施してコネクタ化して接続することも広く行われている。このような光コネクタの例としては、特許文献１に記載されているコネクタ（通称：ＭＰＸコネクタ）や、TIA/EIA-604-5-Aに規定されている多心コネクタ（通称：ＭＰＯコネクタ）が広く知られている。また、これらの多心光コネクタを用いることで、単心光コネクタよりも大幅に機器や配線系の小型化・高密度化が図れるため、これらの光コネクタをインターフェースに用いたＷＤＭ機器のバックプレーン配線や光インターコネクト配線等も広く利用されている。
特表２０００−５１５９８６号公報

ところで、中金型６５の把持部材７０ａ、７０ｂは、形成される光ファイバコネクタ用フェルールにおいて光ファイバテープ心線のテープ被覆を収納する穴部に対応している。このテープ被覆は薄く、それを収容する孔部は細くなるため、把持部材７０ａ、７０ｂも薄くする必要があり、その結果、比較的剛性が不足する。そのため、図３０Ａ、２９Ｂに示されるように、光ファイバ孔形成ピン６３を把持したときに、把持部７０ａと７０ｂの先端部が開いて隙間が生じることがある。この場合には、成形時に溶融樹脂が注入されると、把持部７０ａ、７０ｂ間に生じた隙間に溶融樹脂が入り込んで光ファイバ孔形成ピン６３の配列が乱れることがある。具体的には、図３１に示すように、成形時の樹脂が光ファイバ孔形成ピン６３の下に入り込むことで、光ファイバ孔形成ピン６３が浮いて配列され、光ファイバ孔形成ピン６３の先端部が斜めに曲がった状態となり、その結果、光ファイバ孔が曲がった光コネクタフェルールが作り出されることがある。この場合には、光ファイバ孔に光ファイバを挿入して光接続を行うときに、接続損失の増大を招く等の問題が生じる。

本発明の目的は、光ファイバ孔の配置精度を向上させる光コネクタフェルールを提供することであり、このフェルールを用いた光コネクタ、光部品及び光配線システムを提供することにある。

本発明は、光ファイバが挿入され、固定される複数の光ファイバ孔が配列された樹脂成形の光コネクタフェルールにおいて、光ファイバ孔は、フェルール奥の挿入端側における配列位置が接続端側の配列より配列中心から外側にずらされて屈曲して配置されているものである。この光ファイバ孔の接続端面における屈曲角度は０．２度以下であることが好ましい。これによれば、接続損失が十分に低減される。

本発明は、さらに、以上の光コネクタフェルールを用いた光コネクタ、光部品、光配線システムを含む。

本発明によれば、光コネクタフェルールの光ファイバ孔の配置精度を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第１の実施形態１を示す分解斜視図である。本実施形態の光コネクタフェルール成形用金型１（以下、単に成形用金型１と称する。）は、多心ＭＴ光コネクタフェルール（以下、単にフェルールと称する。）を成形するものである。この成形用金型１によって成形されるフェルールを図２に示す。フェルール２は、ガイドピン（図示せず）が挿入される２本のガイド孔２１を有し、このガイド孔２１の内側には、４心テープ心線から露出された各光ファイバ（図示せず）がそれぞれ挿入される４つの光ファイバ孔２２が設けられている。この光ファイバ孔２２の後端側には、露出光ファイバを光ファイバ孔２２に挿入するときのガイドとなる光ファイバ溝２３が設けられており、これにより光コネクタを形成する際、光ファイバを光ファイバ孔２２に挿入しやすくなる。また、フェルール２の上面部には、接着剤注入用の窓孔２５が形成される。

成形用金型１は、上金型１０、下金型１１、中金型１２から構成される。中金型１２には、フェルール２のガイド孔２１を形成する２本のガイド孔形成ピン１２５の間にフェルール２の光ファイバ孔２２を形成する４本の光ファイバ孔形成ピン１２６が突出して配置される。各ピン１２５、１２６は、一対の把持部材１２１、１２２に挟み込まれて把持されており、中央に配置される光ファイバ孔形成ピン１２６の基端部はさらに、把持部材１２１、１２２より薄い把持部材１２３、１２４（把持部材１２１、１２２によって把持されている。）によって把持されている。ここで、把持部材１２１、１２２は、例えばネジ止めによって固定されている。光ファイバ孔形成ピン１２６は、基端部側に位置する大径部１２６ｂと、この大径部１２６ｂの先端部に設けられた小径部１２６ａとから構成される。小径部１２６ａの径は、挿入される光ファイバの外形よりわずかに大きく、この部分の位置、角度の精度が、成型されるフェルールのファイバ孔の位置、角度の精度をほぼ決定する。小径部１２６ａは長すぎると、ファイバ挿入性の悪化や成型ピンの強度低下を招くので、挿入される光ファイバの角度を固定するために、必要最小限の長さであることが好ましい。

上金型１０及び下金型１１は、図３に示すように、中金型１２を挟みこんで樹脂が導入される空間（キャビティ）１５を形成する。下金型１１の両端部には、各ガイド孔形成ピン１２５を位置決めするためのＶ溝１１２が形成されている。また、下金型１１の一端部のＶ溝１１２の間には、各光ファイバ孔形成ピン１２６を位置決めするためのＶ溝１１３が形成され、他端部には、把持部１２３、１２４を位置決めするための収納用凹部１１９が形成されている。

さらに、下金型１１の中央には、フェルール２の接着剤注入用の窓孔２５を形成するための突起部１１４が設けられている。この突起部１１４には、各光ファイバ孔形成ピン１２６が挿通される４つの挿通孔１１５が設けられている。また、突起部１１４の上端部は、Ｖ溝１１３側に切欠部１１８が形成されており、これにより、挿通孔１１５はＶ溝１１３側では、上部が開口されたＵ溝とされている。また、上金型１０の両端部には、各ガイド孔形成ピン１２５を下金型１１に押圧固定するための溝１０１が配置されている。

このような成形用金型１を用いて、フェルール２を成形する場合は、まず、把持部材１２１、１２２により、ガイド孔形成ピン１２５及び光ファイバ孔形成ピン１２６を把持する。ここで、ガイド孔形成ピン１２５の間で光ファイバ孔形成ピン１２６を把持している把持部１２３、１２４は把持部材１２１、１２２により把持される別体であっても、把持部材１２１、１２２から延長された一部であってもよい。そして、ガイド孔形成ピン１２５を図１に示す状態でＶ溝１１２に配置し、中金型１２をガイド孔形成ピン１２５、光ファイバ孔形成ピン１２６の先端方向へと押し出すことで、光ファイバ孔形成ピン１２６を下金型１１の突起部１１４に設けられた挿通孔１１５に挿通させる。そして、中金型１２の把持部１２３、１２４の先端面（光ファイバ孔形成ピン１２６が突出している側の端面）が突起部１１４の収納用凹部１１９側の端面に当接させ、光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部をＶ溝１１３内に配置する。このとき、ガイド孔形成ピン１２５の先端部は、Ｖ溝１１３をはさむＶ溝１１２内にそれぞれ配置される。この状態で、図３に示すように上金型１０と下金型１１とを閉じる。このとき、上金型１０と下金型１１とを固定することが好ましい。なお、上金型１０と下金型１１とを軽く閉じておいて中金型１２を挿入し、上金型１０と下金型１１とを固定してもよい。

そして、上金型１０、下金型１１および中金型１２によって形成される空間１５内に溶融樹脂を充填させる。尚、溶融樹脂としては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が用いられる。その後、空間２０内の樹脂が固化した後、上金型１０と下金型１１の固定を解き、中金型１２を引き抜いた後、上金型１０と下金型１１とを開けば、図２に示すようなフェルール２が得られる。

本実施形態においては、光ファイバ孔形成ピン１２６を下金型１１から突出する突起部１１４に設けた挿通孔１１５に挿通させて固定しているので、光ファイバ孔形成ピン１２６が空間１５内で確実に固定される。また、固定箇所も従来に比べて光ファイバ孔形成ピン１２６の先端面に近い位置とすることができる。

従来は、図２９や図３１に示されるように、形成ピン６３の基端部は、上下の金型６９ａ、６９ｂに対して移動し得る把持部材６５によって把持されていたため、先端位置決め部との位置関係を精密に決めることが困難であった。本発明によれば、形成ピン１２６の基端部側の保持部が突起部１１４となるため、下金型１１に対して移動することがない。そして、常に下金型１１と一体化されているため、基端部の先端位置決め部に対する配置精度を確保することがきわめて容易になる。これにより、フェルール２の成形時に空間２０内に溶融樹脂を充填させた状態における光ファイバ孔形成ピン１２６の曲がり、変形を抑制することができる。すなわち、成型時における光ファイバ孔形成ピン１２６の配列の乱れが抑制されるため、成形されたフェルール２において光ファイバ孔２４の曲がり、変形の発生を抑制することができる。そのため、フェルール２の各光ファイバ孔２２に光ファイバを挿入して光コネクタを形成し、光コネクタの端面同士を突き合わせて光接続を行うときに、光ファイバの接続損失が増大することがない。

さらに、従来の成形用金型では、形成ピン６３は、把持部材６５ａ、６５ｂによって基端部で挟み込まれて固定されているだけなので、多心化によって形成ピン６３の本数が増えるとともに、各形成ピン６３を均等な力で安定して保持することが困難になる。その結果、光ファイバ孔の変形が増大してしまう傾向があった。本発明によれば、形成ピン１２６は、それぞれ独立して挿通孔１１５内に挿入され、固定されるので、形成ピン１２６の数が増大した場合であっても、少なく場合と同様に確実な保持を行うことができ、配列精度を維持することができる。

さらに、挟み込みのみによる固定では形成ピンのピン径が細くなるほどその安定した把持が困難となるが、本発明では、挟み込みだけでなく、挿通孔１１５による挿通固定を併用しているので、このように形成ピンのピン径を細くした場合にも安定した保持が可能である。例えば、近年、使用が増えているクラッド径が８０〜１００μｍの細径ファイバや、１２心以上の本数を有するコネクタ、例えば１次元１６心コネクタ等の超多心コネクタの製作に好適である。

特に、超低損失グレードと呼ばれるＭＴコネクタに好適である。この超低損失グレードとは、光ファイバを一列に配置する１次元コネクタの場合で０．３５ｄＢ、複数列に配置する２次元コネクタの場合で０．５ｄＢの損失補償が目安となっているが、本発明によれば、こうした低損失の光コネクタを安定して製造することができる。

本発明によれば、ＭＴフェルール等において、ファイバ挿入位置に接着剤を充填するために用いられる本体中央部に設けられる窓孔部２４を形成するための突起部１１４を用いて形成ピン１２６を固定している。この窓孔部２４は、本体の略中央部に設けられるため、光ファイバ孔２２を精度よく製造することができる。また、これ以外の場所で形成ピン１２６を固定することも可能ではあるが、収縮歪みの観点から好ましくはない。形成ピンの固定は、固定部の強度を高めるために、大径部を固定することが好ましい。

また、突起部１１４の上面部に切欠部１１８を設けることで、成形されるフェルール２において、光ファイバ孔２２の手前に光ファイバ溝２３を形成することができ、光コネクタの形成時に光ファイバの挿入を容易に行える。

この成形用金型１によるフェルール２の成形時には、突起部１１４と把持部１２３、１２４との境界部分にわずかに樹脂が入り込むため、成形された光コネクタフェルール２の内部の床面２４には、入り込んだ樹脂によって形成された突起、つまり線が形成される。この線は、フェルールの機能上、問題とはならないわずかな突起であるが、この存在により、フェルール２が本実施形態の成形用金型１を用いて成形されたものであるか否かを容易に判別することができる。なお、把持部１２３、１２４を突起部１１４に当接させなくとも、フェルールとしては使用可能であるが、内部構造が複雑となり、ファイバ挿入性も悪化するので、通常は当接させることが好ましい。

（第２の実施形態）
図４、図５は、本発明に係る成形用金型の第２の実施形態１ａをそれぞれ示す分解斜視図と断面図である。そして、図６はこの成形用金型１ａによって成形されるフェルール２ａを示す斜視図である。

図６に示されるように本実施形態の成形用金型１ａによって成形されるフェルール２ａは、図２に示されるフェルール２と異なり、光ファイバ孔２２に通じる光ファイバ溝２３が設けられていない。つまり、窓孔２５内の床面２４はフラットになる。この実施形態の成形用金型１ａは、上金型１０と中金型１２が第１の実施形態の成形用金型１と共通し、下金型１１ａの構成のみが異なる。そして、下金型１１ａと成形用金型１の下金型１１との違いは、突起部１１４ａが切欠部を有しない構造である点のみである。つまり、挿通孔１１５は突起部１１４ａを貫通する構造となっている。

このような成形用金型１ａを用いることで、図６に示されるようなフェルール２ａの光ファイバ孔２２を精度よく製造することができ、第１の実施形態の成形用金型１、製造方法およびフェルールと同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明に係る成形用金型の第３の実施形態１ｂを示す分解斜視図である。この成形用金型１ｂの第１、第２の実施形態１、１ａとの最大の相違は、分割構造の中金型１２ｂと１３ｂとを採用している点にある。この金型１ｂによって製造されるフェルールは、第１の実施形態の製造用金型１によって製造されるフェルールと同様であり、図２に示される構成となる。

第１の中金型１２ｂは、第１、第２の実施形態の中金型１２、１２ａの基端部と類似の構成を採る。具体的には、一対の把持部材１２１、１２２によって把持されている２本のガイドピンパイプ１２７の間に一対の把持部１２３、１２４が突出し、その先端部に４本の形成ピン保持パイプ１２８が把持されている。ガイドピンパイプ１２７は第１、第２の実施形態の中金型１２、１２ａにおけるガイド孔形成ピン１２５の基端部に相当する外形を有し、形成ピン保持パイプ１２８は、それらにおける光ファイバ孔形成ピン１２６の基端部の大径部１２６ｂに相当する外形を有し、いずれもパイプ状に形成されている。

第２の中金型１３ｂは、第１、第２の実施形態の中金型１２、１２ａ、上金型１０、下金型１１、１１ａの先端部に類似する構成を有する。具体的には、２本のガイド孔形成ピン１３３の間に４本の光ファイバ孔形成ピン１３４を１対の把持部材１３１、１３２で挟み込んで把持する構成を有する。ガイド孔形成ピン１３３は把持部材１３２のＶ溝１３５と把持部材１３１の溝１３７により固定されており、光ファイバ孔形成ピン１３４は把持部材１３２のＶ溝１３６と把持部材１３２の底面とで固定されている。この構造は、図１における上金型１０と下金型１１の関係に相当する。

上金型１０ｂ、下金型１１ｂの構造は、基本的には、図１における上金型１０と下金型１１からＶ溝１１２、１１３側を除外した構造を有している。

この成形用金型１ｂを用いて、フェルール２を成形する場合は、まず、把持部材１２１、１２２により、ガイドピンパイプ１２７及び形成ピン保持パイプ１２８を把持する。そして、形成ピン保持パイプ１２８を下金型１１ｂの突起部１１４に設けられた対応する挿通孔１１５内に挿入し、把持部１２３、１２４の先端面を突起部１１４の収納用凹部１１９側の端面へと当接させる。これにより、ガイドピンパイプ１２７は下金型１１ｂのＵ溝１２内に配置される。このとき、形成ピン保持パイプ１２８の基端側の円筒部が突起部１１４から突出する寸法（図８におけるα）は、１ｍｍ程度とすることが好ましい。形成ピン保持パイプ１２８の突出長を１ｍｍ以下とすることで、製造時の形成ピン保持パイプ１２８の破損をより効果的に低減できる。

そして、第１の中金型１２ｂに対向するように第２の中金型１３ｂを下金型１１ｂ内へと挿入する。具体的には、各ガイドピンパイプ１２７に各ガイド孔形成ピン１３３を、各形成ピン保持パイプ１２８に各光ファイバ孔形成ピン１３４を、それぞれ挿入する。この状態で、図８に示すように上金型１０ｂと下金型１１ｂとを閉じる。なお、金型の組み立て順序はこの順序に限られるものではなく、第２の中金型１３ｂを先に下金型１１ｂへ固定してもよいし、上金型１０ｂと下金型１１ｂとを先に閉じてから中金型１２ｂ、１３ｂをそれぞれ差し込んでもよい。

そして、こうして組み立てられた成形用金型１ｂ内に形成されるキャビティ１５内に溶融樹脂を充填させる。キャビティ１５内の樹脂が固化した後、中金型１２ｂ、１３ｂを組み立てられた成形用金型１ｂから分離させ、上金型１０ａと下金型１０ｂとを開く。これにより、図２に示すようなフェルール２が得られる。

本実施形態にあっても、形成ピン保持パイプ１２８はフェルール２の成型時に、下金型１１ｂの中央部に位置する突起部１１４の挿通孔１１５で支持されるので、キャビティ１５内に溶融樹脂を充填させる際に、形成ピン保持パイプ１２８およびこれに挿入されて支持されている光ファイバ孔形成ピン１３４の変形を抑制することができ、製造されるフェルール２の光ファイバ孔２２の配列の乱れを抑制することができる。このため、このフェルールを用いた光ファイバコネクタでは低接続損失が実現できる。また、樹脂の流入によって形成ピン保持パイプ１２８に生じる応力が低減され、形成ピン保持パイプ１２８の破損を低減させることができる。

さらに、本実施形態では、光ファイバ孔形成ピン１３４が、成型されるフェルールにおける接続端面側で把持されているため、接続端面における光ファイバ孔位置の精度の高いフェルール２を製造することができる。

（第４の実施形態）
図９は、本発明に係る成型用金型の第４の実施形態を示す分解斜視図である。この成形用金型１ｃは、図２に示されるフェルール２と類似の構成を有するフェルールを成形するためのものである。ただし、この成形用金型１ｃで成形されるフェルールは、光ファイバ孔２２に通じる光ファイバ溝２３の径が光ファイバ孔２２の径と同一に形成されている点が図２に示されるフェルールと相違することになる。

この成形用金型１ｃは、第３の実施形態の成形用金型１ｂと同様に２つの中金型１２ｃ、１３ｃを有する。第１の中金型１２ｃには、フェルール末端部の光ファイバ心線挿入孔を形成するための当接部材１２９の両側に、フェルールのガイド孔２１を形成するための２本のガイド孔形成ピン１２５が設けられており、当接部材１２９と各ガイド孔形成ピン１２５とは、１対の把持部材１２１、１２２によって把持されている。

一方、第２の中金型１３ｃは、４本の光ファイバ孔形成ピン１３４を保持孔内に挿入して保持しており、光ファイバ孔形成ピン１３４の両側には、第１の中金型１２ｃに把持されているガイド孔形成ピン１２５が挿入されるガイド孔形成ピン孔１３８が設けられている。

上金型１０ｃ及び下金型１１ｃは、図１０に示すように、第１の中金型１２ｃのガイド孔形成ピン１２５と当接部材１２９、および、第２の中金型１３ｃの光ファイバ孔形成ピン１３４とを挟み込み、樹脂が注入されるキャビティ１５を形成するものである。下金型１１ｃの端部には、各ガイド孔形成ピン１２５を位置決めするためのＶ溝１２が形成されている。

下金型１１ｃの内面には、他の実施形態と同様に、フェルールに接着剤を注入するための窓孔２５を形成するための突起部１１４が設けられている。この突起部１１４には、各光ファイバ孔形成ピン１３４が挿通される４つの挿通孔１１７が設けられている。また、突起部１１４の上端部における光ファイバ孔形成ピン１３４が挿通される側には、切欠部１１８が形成されており、この切欠部１１８においては、挿通孔１１７は、上部が開口するＵ溝として形成される。

このような成形用金型１ｃを用いて、フェルールを成形する場合は、まず、把持部材１２１、１２２により、ガイド孔形成ピン１２５及び当接部材１２９を把持して第１の中金型１２ｃを作成する。そして、ガイド孔形成ピン１２５を下金型１１ｃのＶ溝１１２内に配置して、当接部材１２９の先端面が下金型１１ｃの突起部１１４のＶ溝１１２側の端面に当接するまで進入させる。さらに、第２の中金型１３ｃを第１の中金型１２ｃと対向するように下金型１１ｃ内に挿入することで、下金型１１ｃの突起部１１４に設けられた各挿通孔１１７内に各光ファイバ孔形成ピン１３４を挿入する。さらに、第２の中金型１３ｃを下金型１１ｃに挿入することで、各ガイド孔形成ピン孔１３８内に各ガイド孔形成ピン１２５を挿入して保持する。この状態で、図１０に示すように上金型１０ｃと下金型１１ｃとを閉じて、成形用金型１ｃを組み立てる。そして、成形用金型１ｃ内に形成されるキャビティ１５内に溶融樹脂を充填させる。その後、キャビティ１５内の樹脂が固化した後、中金型１２ｃ、１３ｃをスライドさせて成形用金型１ｃから分離し、上金型１０ｃと下金型１１ｃとを開く。これにより、所望の形状を有するフェルールが得られる。

以上のように、本実施形態においても、光ファイバ孔形成ピン１３４は、下金型１１ｃに設けられた突起部１１４の挿通孔１１７に固定、支持されているため、キャビティ１５内に溶融樹脂を充填させても、樹脂の流入によって光ファイバ孔形成ピン１３４に生じる応力が低減され、その変形が抑制される。従って、光ファイバ孔形成ピン１３４の配列が乱れることはなく、成形によって得られるフェルール２の光ファイバ孔２２の曲がりや変形を抑制できる。このフェルールを用いた光コネクタでは、光ファイバの接続損失を著しく低下させることができる。

（第５の実施形態）
図１１、図１２は、本発明に係る成型用金型の第５の実施形態を示す断面図と、その突起部１１４ｄの斜視図である。この実施形態の成形用金型１ｄは、第４の実施形態の成形用金型１ｃの下金型１ｃの突起部１１４の構成のみを変更したものである。この実施形態の突起部１１４ｄは、挿通孔１１７から光ファイバ孔形成ピン１３４が挿通される方向（第１の中金型１２ｃ方向）に向かって、光ファイバ孔形成ピン１３４に沿うように断面が半円形状の隆起部１１９が設けられている。また、隆起部１１９の端部は、挿通孔１１７の開口端に向かって勾配部１１９ａが形成されるように、その外周径が開口端に向かって漸減している。このようにすれば、第４の実施形態の成形用金型１ｃで成形した場合に比べて、フェルール２における光ファイバ溝２３の幅を図２に示されるように光ファイバ孔２２に比べて広くすることができ、かつ、光ファイバ孔２２に向かって溝２３の底面に勾配を形成することができるので、光ファイバの挿入をより容易に行える。

第１、第２の実施形態は、中金型１２の形状が簡単なため、金型の生産性に優れている。一方、第３〜第５の実施形態は、端面のファイバ位置精度を高くできる点で優れている。特に、第３の実施形態は、突起部の位置を変えることなく、形成ピンの小径部の長さを最適化できるという点で優れている。第４、第５の実施形態は、ファイバ孔のピッチが狭く、形成ピンを挿入できるほどの十分に大きな外径のパイプを配置できないときに有効である。

（第６の実施形態）
図１３は、本発明に係る成型用金型の第６の実施形態１ｅを示す断面図である。第１〜第５の実施形態では、光ファイバ孔２２が一列に配置される光ファイバコネクタ用フェルールを製造する成形用金型を説明してきたが、この成形用金型１ｅは、図１４に示されるような光ファイバ孔２２が２段に配置されている光ファイバコネクタ用フェルール２ｅを成形するためのものである。

この成形用金型１ｅの基本的な構成は図９、図１０に示される第４の実施形態の成形用金型１ｃと同一である。そして、図１３に示すように、下金型１１ｅの内面に設けられている突起部１１４ｅには、各光ファイバ孔形成ピン１３４が挿通される挿通孔１１７が２段にわたって設けられている。また、突起部１１４ｅの上端部における光ファイバ孔形成ピン１３４が挿通される側には、切欠部１１８が２段にわたって形成されている。これにより、この切欠部１８においては、挿通孔１１７は、上部が開口したＵ溝として形成される。

この成形用金型１ｅによるフェルールの製造方法は、第４の実施形態と同一であり、同様の効果が得られる。そして、これにより、光ファイバ孔２２が２段に配置されているフェルール２ｅを精度よく製造することができる。このように、本発明は、規格どおりのＭＴフェルールを成型する場合だけでなく、形状がＭＴフェルールに類似し、ファイバ心数が規格と異なる各種のフェルール（例えば、２次元２４心フェルール）に対しても好適である。

（第７の実施形態）
図１５は、本発明に係る成形用金型の第７の実施形態を示す断面図である。この成形用金型１ｆは、図１６、図１７に示されるようなフェルールを成形するものである。

このフェルール２ｆは、前端面（接続端面）２０から後端側に延び、ガイドピン（図示せず）が挿入される１対のガイド孔２１と、前端面２０から後端側に延びるように各ガイド孔２１間に配置され、光ファイバ（図２１参照）が挿入される複数本（ここでは２４本）の光ファイバ孔２２とを有している。これらの光ファイバ孔２２は、上下２段に１２本ずつ配列されている。

フェルール２は、内部に段部２６を有し、この段部２６の各段上面部には、各光ファイバ孔２２とつながる光ファイバ溝２３がそれぞれ設けられている。この光ファイバ溝２３は、光コネクタフェルール２の後端側から光ファイバ孔２２のそれぞれに光ファイバを挿入する（図２１参照）時のガイド溝となるものであり、これにより光ファイバを光ファイバ孔２２に挿入しやすくなる。また、光コネクタフェルール２の上面部には、接着剤注入用の窓孔２５が形成されている。

このように、一列の心数を多心化しようとする場合、図２９に示されるような従来の成形用金型６０と類似構造の金型を用いて成型を行ったフェルールを用いると、光コネクタの前端面（接続端面）で配列の端部に近いほど光ファイバ孔が外側へ向けて曲がってしまい、接続損失を増大させてしまうという問題点があった。本実施形態はこうした多心フェルールにおいて低接続損失を実現するためのものである。

成形用金型１ｆは、第１の実施形態の成形用金型１と基本的には同様の構成を有する。このうち、中金型１２ｆは、図１５、図１８に示すように、光コネクタフェルール２のガイド孔２１を形成する１対のガイド孔形成ピン１２５と、光コネクタフェルール２の光ファイバ孔２２を形成する２４本の光ファイバ孔形成ピン１２６と、各ガイド孔形成ピン９の基端側部分を把持する把持部材１２１、１２２と、各光ファイバ孔形成ピン１０の基端側部分を一括して保持するピン保持部１２３、１２４、１２９とを有している。

ピン保持部は、上側の把持部材１２１の前端面に突設された上把持部１２３と、この上把持部１２３の下方において下側の把持部材１２２の前端面に突設された下把持部１２４と、上把持部１２３と下把持部１２４との間に配置されたスペーサ１２９とからなっている。上把持部１２３及び下把持部１２４には、光ファイバ孔形成ピン１２６の基端側部分が挿入される複数のＶ溝（図示せず）が形成されている。これにより、複数本の光ファイバ孔形成ピン１２６は、上下２段に配列された状態で、上把持部１２３及び下把持部１２４とスペーサ１２９とにより把持される。

また、成形用金型１ｆは、図１５、図１９に示すように、各光ファイバ孔形成ピン１２６を保持した中金型１２ｆを挟んで、光コネクタフェルール２に対応する形状のキャビティ１５を形成する上金型１０ｆ及び下金型１１ｆを有している。下金型１１ｆの両側部には、樹脂注入ゲート１１９が設けられている。

下金型１１ｆの後端部には、中金型１２ｆの各ガイド孔形成ピン１２５が挿通される２つの位置決め孔１６０が設けられている。これらの位置決め孔１６０の内側には、各光ファイバ孔形成ピン１２６を保持した中金型１２ｆをキャビティ１５内に導入するためのガイド部１６１が形成されている。

下金型１１ｆの前端部には、各ガイド孔形成ピン１２５の先端部と各光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部とを位置決めするためのピン位置決め壁部１５０が設けられている。このピン位置決め壁部１５０は、各ガイド孔形成ピン１２５の先端部が挿入される２つの位置決め穴１５１と、これらの位置決め穴１５１間に配置され、各光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部が挿入される複数の位置決め穴１５２とを有している。これらの位置決め穴１５２は、上下２段に配列されている。

ここで、各位置決め穴１５２の上下方向の配列ピッチＡ、つまり上段側の位置決め穴１５２の中心と下段側の位置決め穴１５２の中心との間隔（図１５参照）は、例えば０．５ｍｍである。また、各位置決め穴１５２の左右方向（水平方向）の配列ピッチは、例えば０．２５ｍｍである。

なお、各光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部を位置決めするための構造としては、特に上記のピン位置決め壁部１５０には限られない。例えば、下段側の光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部が挿入される複数のＶ溝を下金型１１ｆの上面に設け、上段側の光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部が挿入される複数のＶ溝を上金型１０ｆの下面に設け、下金型１１ｆと上金型１０ｆとの間にスペーサを挟み込むようにしてもよい。この場合には、下金型１１ｆ及び上金型１０ｆに設けたＶ溝とスペーサとによって、光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部を位置決めするための孔部が形成される。

下金型１１ｆの内面部には、光コネクタフェルール２の接着剤注入用の窓孔２５を形成する突起部１１４ｆ（図２０参照）が設けられている。この突起部１１４ｆには、中金型１２ｆに保持された各光ファイバ孔形成ピン１２６を挿通させる複数の挿通孔１１５が形成されている。これらの挿通孔１１５は、ピン位置決め壁部１５０の位置決め穴１５２に対応して上下２段に配列されている。また、突起部１１４ｆ、下金型１１ｆの前端側に段部１１６を有している。この段部１１６の各段上面部には、各貫通孔１１５とつながる複数のＵ溝が設けられている。

ここで、各貫通孔１１５の配列ピッチは、ピン位置決め壁部１５０における位置決め穴１５２とは異なった配列となっている。図２１Ａ、図２１Ｂはこのことを模式的に示す図である。すなわち、ピン位置決め壁部１５０においては、位置決め孔１５２は上下方向にＡ、横方向Ｃの一様なピッチで配列されている。これに対して、突起部１１４ｆでは、各貫通孔１１５は、上下方向にＡ’、左右方向にＣ’と配列ピッチが拡大されている。なお、この結果、位置決め孔１５２に対応する貫通孔１１５は、中心から遠い貫通孔１１５ほど位置決め孔１５２との距離が拡大するよう配置される。

この成形用金型１ｆを用いて、フェルール２を成形する場合は、中金型１２ｆの各ガイド孔形成ピン１２５を下金型１１ｆの位置決め孔１６０に通し、更に各光ファイバ孔形成ピン１２６を図１８に示すように突起部１１４ｆの挿通孔１１５に通す。そして、把持部１２３、１２４、１２９の先端面が突起部１１４ｆの後端面に当たるように中金型１２ｆを下金型１１ｆ内に導入し、ピン位置決め壁部１５０の各位置決め穴１５１、１５２にガイド孔形成ピン１２５及び光ファイバ孔形成ピン１２６をそれぞれ挿入する。その状態で、図１５に示すように上金型１０ｆと下金型１１ｆとを閉じる。

続いて、樹脂注入ゲート１１９よりキャビティ１５内に溶融樹脂を注入する。このとき、各光ファイバ孔形成ピン１２６は突起部１１４ｆの挿通孔１１５に挿通されているので、光ファイバ孔形成ピン１２６の配列の乱れが抑制される。

キャビティ１５内の樹脂が固化した後、上金型１０ｆと下金型１１ｆとを開く。そして、中金型１２ｆを下金型１１ｆの後方に移動させて、各ガイド孔形成ピン１２５と各光ファイバ孔形成ピン１２６を下金型１１ｆ内から抜き出す。これにより、図１６、図１７に示すようなフェルール２ｆが得られる。

図２２は、このフェルール２ｆを用いた光コネクタを示す斜視図である。光コネクタ５０は、２枚の多心（ここでは１２心）光ファイバテープ心線５１の各光ファイバ５２を光コネクタフェルール２ｆの光ファイバ孔２２に後側から挿入することで形成されている。各光ファイバ５２は、その先端部の被覆を除去して裸ファイバを露出させた状態で光ファイバ孔２２に挿入され、接着剤で固定されている。

このような光コネクタ５０を用いて光接続を行う場合は、フェルール２のガイド孔２１にガイドピン（図示せず）を挿入し、光コネクタ５０の前端面２０同士をそのまま突き合わせる。あるいは、ＭＰＸコネクタやＭＰＯコネクタのように、フェルール２ｆにハウジングを施してコネクタ化して接続してもよい。

ところで、上記の成形用金型１ｆにより成形されたフェルール２ｆにおいては、図２３に示すように、光ファイバ孔２２が中間部で互いに接近する方向への曲がりが発生する。この原因としては、光ファイバ孔形成ピン１２６相互間の空間が微小なため、成形時にその空間へ樹脂が進入しにくく、その部分の樹脂密度が周囲の部分に比較して小さくなり、樹脂が固化される時の収縮率が大きくなる為と考えられる。また、溶融樹脂がキャビティ１５内に充填される際に、フェルール端に近い側から先に樹脂が流入してくるため、光ファイバ孔形成ピン１２６には、フェルール中心部に向かうような圧力を受ける。このとき、光ファイバ孔形成ピン１２６は、光ファイバ孔の両端部となる位置で把持されているため、内側へしなるように変形し、結果的に、端側（外側）の光ファイバ孔ほど内側へと曲がるような変形を起こすことになる。

このとき、各光ファイバ孔形成ピン１０の配列ピッチを、光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部と基端側とで同一に設定した場合には、図２４Ａに示すように、フェルール２の前端部（図中Ｆ部に相当）における光ファイバ孔２１（図中の点線に相当）の屈曲が大きくなる。この場合には、光接続を行うべく、各光ファイバ孔２２に光ファイバを挿入した状態で、光コネクタフェルール２の前端面２０同士を突き合わせたときに、光ファイバの接続損失が増大してしまう。

これに対し、本実施形態では、下金型１０ｆの内面部に設けた突起部１１４ｆの挿通孔１１５の配列ピッチを一定ではなく、図２１Ｂに示されるように、ピン位置決め壁部１５０の位置決め穴１５２の配列ピッチよりも上下方向、左右方向とも中央から遠ざかるに連れて大きくなるよう設定している。このため、この成形用金型１ｆにより成形された光コネクタフェルール２ｆにおいては、前端部における各光ファイバ孔２２の配列ピッチよりも後端側における各光ファイバ孔２２の配列ピッチが大きくなる。

このように、各光ファイバ孔形成ピン１２６の基端側の配列ピッチを先端側に比べて大きくすることで、隣接する光ファイバ孔形成ピン１２６の先端部同士は、図２４Ｂに示すように、樹脂が収縮する方向に対して反対の方向に予め曲げられることになる。このため、成形時に樹脂が収縮することで、成形された光コネクタフェルール２において隣接する光ファイバ孔２２（図中の点線に相当）の中間部が互いに近づくような曲がり（しなり）が発生しても、重要な光コネクタフェルール２の前端部（図中Ｆ部に相当）では光ファイバ孔２２の曲がりが相殺される。その結果、図２５に示すように、光コネクタフェルール２の前端部においては、光ファイバ孔２２が光コネクタフェルール２の後端側に向けてほぼ真っ直ぐに延びるようになる。

ＭＴフェルールの場合、各光ファイバ孔形成ピン１２６の上下・左右方向の配列ピッチは、基端部においては、先端部のそれより１〜１０μｍ程度大きく設定されていることが好ましい。なお、このピッチ範囲は、光ファイバ孔２２の長さによって左右され、上記数値は光ファイバ孔２２の長さが３ｍｍの場合の好適範囲である。光ファイバ孔２２の長さは、２〜５ｍｍ程度の範囲に設定することが好ましい。なぜなら、２ｍｍ未満とすると、基端部と先端部の配置精度を確保することが困難になり、また、窓孔部２４が大きくなりすぎ、フェルールの非対称性が増大して、成型歪みも増大するおそれがあるからである。また、５ｍｍを超えると、成型ピンのスパンが長くなり、ピンが変形しやすくなるほか、ピンの曲がり量自体が増大するおそれがあるからである。

このとき、光コネクタフェルール２の前端面２０における上下・左右の光ファイバ孔２２の相対曲がり角度θは、０．４°以下であることが好ましい。ここで、光ファイバ孔２２の相対曲がり角度θとは、図２３及び図２５に示すように、光コネクタフェルール２の前端面２０における両端に位置する光ファイバ孔２２の軸線同士の交差角度をいう。一方、各光ファイバ孔の出射角度δは、０．２°以下であることが好ましい。ここで、光ファイバ孔２２の相対曲がり角度θとは、図２３及び図２５に示すように、光コネクタフェルール２の前端面２０における垂線と光ファイバ孔２０の軸線との交差角度をいう。

こうした角度ずれに対する損失は、以下のMarcuseの式により求めることができる。

ここで、ｎはコアの屈折率、λは真空中の波長、ωはモードフィールド径＝ＭＦＤ（添字は１が出射側、２が入射側）、Δδが角度ずれ量を示す。通常用いられるＭＦＤが４．６μｍのＧｅＳＭ光ファイバを使用した場合、角度ずれと接続損失の関係は以下の表のようになる。

超低損失グレードと呼ばれる０．３５ｄＢ未満の接続損失を実現するためには、この角度ずれによる損失増加は約０．０５ｄＢ以下であることが好ましく、そのためには、光コネクタの端面における出射角度δを０．２°未満とする必要がある。本発明によれば、このような出射角度δを精度よく実現することができる。

このように光コネクタフェルール２の前端部における光ファイバ孔２２の曲がりを抑えることにより、このフェルールを用いた光コネクタ５０の前端面２０同士を突き合わせて光接続を行う時の光ファイバ５２の接続損失が低減される。

また、図２５に示すように、フェルール２の前端面２０における光ファイバ孔２２の相対曲がり角度θを増大させること無しに、フェルール２の後端側における上下の光ファイバ孔２２の距離を広げることができる。従って、結線時に、光ファイバテープ心線５１の各光ファイバ５２をフェルール２の光ファイバ孔２２に挿入する際に、光ファイバ孔２２の上段と下段とを間違えて挿入することが防止されるため、結線に要する作業時間等の短縮を図ることが可能となる。

図２６は、光コネクタフェルールの前端面における上下の光ファイバ孔の相対曲がり角度を示した実験データである。また、図２７は、左右の光ファイバ孔の相対曲がり角度を示した実験データである。図２６、図２７において、黒印は、各光ファイバ孔形成ピンの上下・左右方向の配列ピッチを一定にした場合の実験データを示したものである。白印は、各光ファイバ孔形成ピンの先端部における配列ピッチに対して各光ファイバ孔形成ピンの基端側における配列ピッチを上下方向の場合は８μｍ、左右方向の場合は２μｍそれぞれ大きくした場合の実験データを示している。なお、図の横軸は、光コネクタフェルールの光ファイバ孔の心番号を示し、図２６においては、Ｙ₁〜Ｙ₁₂が下段側の光ファイバ孔であり、Ｙ₁₃〜Ｙ₂₄が上段側の光ファイバ孔を、図２７においては、Ｘ₁〜Ｘ₁₂が光ファイバ孔を示している。図の縦軸は、光コネクタフェルールの端面の垂線（中心軸）に対する傾斜角度を示している。

同図から分かるように、各光ファイバ孔形成ピンの配列ピッチを一定にした場合は、上下の光ファイバ孔の相対曲がり角度θの平均値Ｐは約０．４４°である。一方、各光ファイバ孔形成ピンの先端部の配列ピッチに対して各光ファイバ孔形成ピンの基端側の配列ピッチを大きくした場合は、上下の光ファイバ孔の相対曲がり角度θの平均値Ｑは約０．１５°であり、大きく改善されている。

図２８は、図２２に示す光コネクタ５０を備えた光配線システムの一例を示した構成図である。同図において、光配線システム６０は、光コネクタ５０と、この光コネクタ５０と光ファイバテープ心線５１を介して接続された光回路６１とを有している。光回路６１は、発光素子、受光素子、光合分波器、光分岐・結合器、光スイッチ等で構成されている。このように光配線システム６０は、光コネクタ５０をインターフェースとして用いており、この光コネクタ５０には他の光コネクタ６２が接続される。

本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、各実施形態を組み合わせた変形もまた本発明の範囲に含まれる。以上の説明における各実施形態は、光ファイバ孔を１列または上下２段に配列した形態であるが、３段以上に配列された複数本の光ファイバ孔を有する光コネクタフェルールを成形するものにも適用可能である。また、第７の実施形態は光ファイバ孔を１列に配置する形態のフェルールにおいても好適に適用可能である。また、挿通孔も、必ずしも一本単位で設ける必要はない。例えば、形成ピンが大径部においてほとんど隣接する形成ピンに接しているような構成の場合には、１本単位で大径部を固定する孔を設けるのは困難であり、逆に、全体が一括して挿通される孔を設けても、形成ピンの配列方向にピンが移動することはない。このような場合は、形成ピンを一括して納めるような連続した孔（断面が矩形、もしくはカプセル形の孔となる。）を設けても構わない。本発明においては、突起部において形成ピンの軸方向に垂直な方向（上下左右方向）の移動が制限されるような構成になっていることが重要である。

本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第１の実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示す光コネクタフェルール成形用金型を用いて成形された多心ＭＴ光コネクタフェルールの一例を示す斜視図である。 図１の成形用金型の断面図である。 本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第２の実施形態を示す分解斜視図である。 図４に示す光コネクタフェルール成形用金型の断面図である。 図４に示す光コネクタフェルール成形用金型を用いて成形された多心ＭＴ光コネクタフェルールの一例を示す斜視図である。 本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第３の実施形態を示す分解斜視図である。 図７に示す光コネクタフェルール成形用金型の断面図である。 本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第４の実施形態を示す分解斜視図である。 図９に示す光コネクタフェルール成形用金型の断面図である。 本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第５の実施形態を示す断面図である。 図１１に示す光コネクタフェルール成形用金型の突起部を示す斜視図である。 本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第６の実施形態を示す断面図である。 図１３に示す光コネクタフェルール成形用金型によって製造される光コネクタフェルールの斜視図である。 本発明に係る光コネクタフェルール成形用金型の第７の実施形態を示す断面図である。 図１５に示す光コネクタフェルール成形用金型によって製造される光コネクタフェルールの斜視図である。 図１６に示す光コネクタフェルールの断面図である。 図１５に示す各光ファイバ孔形成ピンが突起部の貫通孔に貫通された状態を示す斜視図である。 図１５の下金型の構造を詳細に示す斜視図である。 図１５に示す突起部の斜視図である。 位置決め孔、貫通孔の配置を説明する図である。 図１６、１７に示す光コネクタフェルールを用いた光コネクタを示す斜視図である。 一般的な光コネクタフェルールにおいて光ファイバ孔の曲がりが生じた状態を示す概念図である。 図２３に示す光ファイバ孔の曲がりが発生する原理及び比較を示す図である。 図１７に示す光コネクタフェルールにおいて光ファイバ孔の曲がりが生じた状態を示す概念図である。 光コネクタフェルールの前端面における上下、左右の光ファイバ孔の相対曲がり角度を示した実験データである。 光コネクタフェルールの前端面における上下、左右の光ファイバ孔の相対曲がり角度を示した実験データである。 図２２に示す光コネクタを備えた光配線システムの一例を示す構成図である。 従来の成形用金型の一例を示す図である。 図２９に示す成形用金型を用いて光コネクタフェルールの成形を行うときに、光ファイバ孔形成ピンの配列が乱れる様子を示す断面図である。 図２９に示す成形用金型を用いて光コネクタフェルールの成形を行うときに、光ファイバ孔形成ピンの配列が乱れる様子を示す断面図である。

Claims (5)

1. 光ファイバが挿入され、固定される複数の光ファイバ孔が配列された樹脂成形の光コネクタフェルールにおいて、
   前記光ファイバ孔は、フェルール奥の挿入端側における配列位置が接続端側の配列より配列中心から外側にずらされて屈曲して配置されている光コネクタフェルール。
2. 前記光ファイバ孔の接続端面における屈曲角度は０．２度以下である請求項１記載の光コネクタフェルール。
3. 請求項１または２に記載の光コネクタフェルールを用いた光コネクタ。
4. 請求項１または２に記載の光コネクタフェルールを用いた光部品。
5. 請求項１または２に記載の光コネクタフェルールを用いた光配線システム。
   
   
   
   

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