JP2008515000A - ジェンダーニュートラルなｍｔ型フェルール、アダプタ、及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

光ファイバコネクタ−アダプタシステムは、少なくとも１本の光ファイバを受け入れる第１の面と、少なくとも１本の光ファイバの端が露出する第２のほぼ平行な突き合せ面とを有する本体を有することで、突き合せする第２のフェルールにより光伝送するようにする、第１のフェルールを備える。第１のフェルール本体は、実質的にジェンダーニュートラルであるように突き合せ面に近接して動作可能に位置するとともに第２のフェルールと突き合せ接続することが可能な、固定取付けされた２つの位置合わせピンをさらに備える。フェルール位置合わせピンは、適正な研磨手順を行うための基準として用いられる。アダプタは、フェルールの位置合わせピンの２つとの間がゼロギャップとなる位置合わせで係合するピンホルダを備える。ピンホルダは、２つの異なるフェルールの２つの位置合わせピンをピンホルダとの間がゼロギャップの位置合わせで係合可能にすることで、フェルールを接合して突き合せ接続状態にするように構成される。

Description

本願は、２００４年９月２７日に出願された米国非仮特許出願第１０／９５１、１０５号を基礎として優先権を主張する。
本発明は、多心光ファイバコネクタの分野に関し、より詳細には、ジェンダーニュートラル（neutral gender）なＭＴ型フェルール及びアダプタ構成（design）並びに対応する研磨方法に関する。

光ファイバ分野では、多くの場合、或る１本のファイバから別のファイバに光を伝送する必要性が生じる。この問題に対する一解決策は光コネクタの使用である。光コネクタは、単心又は多心ファイバ構造（configuration）を有することができる。単心ファイバコネクタは、ただ１本のファイバから別の単心ファイバへの接続を行う。多心ファイバコネクタでは、複数のファイバが別の組の同様の複数のファイバと同時に結合する。本明細書に開示される本発明は、多心ファイバ用途に適用される。

多心ファイバコネクタは、実装密度が高いため、光ファイバ用途において非常に普及している。フェルール内にあるチャネルの内部にファイバを固定することによって接続が行われる。ファイバを位置合わせするとともに相互の接続を保つ機能を有するアダプタの内部で、２つのフェルールが結合される。一対のコネクタは、突き合せしたとき、端どうしが適正に位置合わせさられた光ファイバを各自が含有するようになっていなければならず、それにより、突き合せされた一対のコネクタにおける他のコネクタのファイバと効率的な光伝送が行われるようになっている。かかるタイプのコネクタの１つは、ＭＴ（すなわち「機械的伝送」）型コネクタであり、これは、７２本までのファイバに対して様々な数に（すなわち「線形アレイ」で）製造される。

７２個のチャネルを有するコネクタであれば、それぞれ１２本のファイバから成る６つのアレイの配列となる。チャネルの数が１２以上の任意の数であれば、１２、２４、３６、４８、６０、及び７２等、１２の倍数となる。

従来技術のＭＴコネクタは、前面の突き合せ面と平行な後面とを有するほぼ直線の本体を有する。保護緩衝物がファイバの端から取り外され、ファイバがファイバリボンケーブルの一部として後面からコネクタに挿入される。個々のファイバを前面の突き合せ面にて露出する穴が、非常に厳密な公差で形成される。ファイバは、エポキシ又は他の適した接着剤によって穴の所定位置に設置される。露出したファイバの端及び前面の突き合せ面が研磨される。多くの場合、コネクタばねを用いて、突き合せされた一対のコネクタを合わせて保持し、嵌合ファイバの端が標準的な突き合せ力下で接触状態に確実に保たれるようにする。

必要とされる位置合わせは通常、ＭＴ型コネクタでは、フェルールのうち一方のフェルールの穴に２つのピンを取り付けることによって達成され、そのフェルールにおいて各ピンはピンホルダにより所定位置に保持される。この組立作業後、このフェルールはオスフェルールとなる。他方のフェルールの対応する穴の背後にスペーサ（図示せず）を設けることで、第２のフェルールはメスフェルールとなる。オスフェルールとメスフェルールとが突き合わされると、オスフェルールからのピンがメスフェルールの穴に挿通されることで、所望の位置合わせが達成される。この構成は、従来技術である図１に示す。ピンを導入するため、穴は通常、直径がピンよりも若干大きくなっており、そのため、位置合わせの精度が下がり、結果として、光学的接続性能の精度が下がる。従来のＭＴ型コネクタ構造の別の不利点は、光ファイバを成端するのに必要な研磨プロセスの際に、フェルール本体を基準として用いなければならないという点である。これにより、フェルール本体（通常、プラスチック材料から成形される）の製造の際により高い精度が必要となる。本発明の新規の構造により、この必要性はなくなる。さらに、従来のＭＴ型コネクタでは、穴の周りの領域を含めた、フェルールの表面全体が研磨されねばならない。この場合、穴は、研磨後に清掃される必要がある。

本発明の目的は、より簡便であるとともにより精度の高いＭＴ型フェルールを提供することである。これは、ジェンダーニュートラルな構成により達成される。ガイドピンは、フェルール本体の凹状領域に位置し、フェルール本体にオーバーモールドされるか又は他の方法で動かないように固定される。

ガイドピンは、ファイバチャネルと同じ金型でオーバーモールドされ、そのため、ファイバチャネルに対するこれらのピンの位置決めが非常に正確となる。ピンの長さは、ピンが接触面を越えて突出しないようなものとなっており、その結果、フェルールは取り付けられたピンで成端することができる。こうして、ピンは、研磨機内にフェルールを配置するための基準として用いることができるため、フェルール本体に対して厳密な公差を必要としない。伝達精度のための従来技術方法が用いられる場合は、さらなる精度を達成することができる。当該方法では、治具を用いてファイバ通路内でファイバを互いに整列させ、次いで、接着剤を塗布してファイバの位置を保持する。

ケーブルを保持するコネクタの両端が同一であることにより、取付者は使用しやすくなる。ジェンダーニュートラルなＭＴ型の一タイプのコネクタしか在庫に保持しておく必要がない。また、部品（ピンホルダはない）の数が少ないほど、在庫削減に有利である。

本発明では、位置合わせピン及びＶ溝アダプタ本体間のゼロギャップ構成により位置合わせが達成される。ピンは、ばね又はばねクリップにより圧力下に保たれることで、ゼロギャップ位置決めが得られる。さらに、高精度なスリーブ又は穴にピンを配置することによってギャップを小さくすることができ、また望ましくはＶ構内にピンを配置することによって、ギャップをなくすようにすることができる。その結果、従来のガイドピンと従来のＭＴ型コネクタのガイド穴との間のギャップの問題がなくなり、そのため、より精度の高いコネクタが提供される。

本発明では、従来のＭＴ型コネクタにおけるよりも挿抜力が一定であるが、その理由は、挿抜力がアダプタの内側のばねによって決まるのであって、ガイドピン及びガイド穴間の常に異なるギャップによって決まるのではないからである。かかる対ごとのガイドピン及びガイド穴の不可避的公差のため、従来のＭＴ型コネクタのガイドピン及びガイド穴がないことが有意な利点となる。本発明の構造では、フェルールのメス面のうちファイバとともに研磨される領域は小さくなっている。かかる穴がないため、ガイド穴の周りには研磨すべきプラスチック材料はない。したがって、研磨処理がより高速、より一定、より高精度となり、必要であれば、より簡便に自動化することもできる。

研磨後の清浄作業がより簡便且つ高速となる。特に、従来のオスフェルールを清浄する際に回避すべきピンもなく、また、従来のようにメスフェルールの深いガイド穴を清浄する困難性もない。

新規のフェルール用の金型は、研磨の際にフェルールの外部本体を基準として用いないため、フェルールの外部本体がもはや厳密な公差を必要としないことから廉価である。したがって、本発明のフェルールの外部本体は、従来のＭＴ型コネクタと同レベルの精度を必要としない。

上記に挙げた目的は、本発明のジェンダーニュートラルなＭＴ型フェルール、アダプタ、及び研磨方法により達成又は克服される。光ファイバコネクタ−アダプタシステムは、少なくとも１本の光ファイバを受け入れる第１の面と、少なくとも１本の光ファイバの端が露出する第２のほぼ平行な突き合せ面とを有する本体を有することで、突き合せする第２のフェルールにより光伝送するようにする、第１のフェルールを備える。第１のフェルール本体は、実質的にジェンダーニュートラルであるように突き合せ面に近接して動作可能に位置するとともに第２のフェルールと突き合せ接続することが可能な、固定取付けされた２つの位置合わせピンをさらに備える。

第１のフェルールは、突き合せ面を越えて突出しないように本体の凹状領域に位置する位置合わせピンをさらに備える。アダプタは、フェルールの位置合わせピンの２つとの間がゼロギャップとなる位置合わせで係合するピンホルダを備える。ピンホルダは、２つの異なるフェルールの２つの位置合わせピンをピンホルダとの間がゼロギャップの位置合わせで係合可能にすることで、フェルールを接合して突き合せ接続状態にするように構成される。

ピンホルダは、位置合わせピンのそれぞれをしっかりと受け入れるように少なくとも１つのＶ溝を含む。アダプタは、位置合わせピンの少なくとも１つを付勢するとともにアダプタ内に保持し、アダプタに対するフェルールの特定の挿抜力を維持する、少なくとも１つの付勢部材をさらに有する。位置合わせピンは、フェルールを適正に研磨するための基準としての役割を果たす。

光ファイバコネクタを研磨する方法は、研磨機に、突き合せ面及び位置合わせピンを有するフェルールを配置することを含む。研磨機は、フェルール保持治具に研磨面及び穴を有する。研磨方法は、フェルールを研磨機に載置すること、位置合わせピンを適正な位置合わせのための基準として用いるために位置合わせピンをフェルール保持治具の穴に押し込むこと、フェルールをフェルール保持治具に締結固定すること、及び制御された力により研磨面にフェルールを押し当てることを含む。

光ファイバコネクタ−アダプタシステムの別の実施形態は、少なくとも１つのマイクロレンズを受け入れる第１の表面と、少なくとも１つのマイクロレンズの端が露出するほぼ平行な第２の突き合せ面とを有する本体を有することで、突き合せする第２のフェルールにより光伝送するようにする、第１のフェルールを備える。第１のフェルール本体は、実質的にジェンダーニュートラルであるように突き合せ面に近接して動作可能に位置するとともに第２のフェルールとの突き合せ接続が可能な、固定取付けされる２つの位置合わせピンをさらに備える。

したがって、他の光ファイバコネクタ−アダプタシステムに比して、本発明、特にかかるＭＴ型フェルール、アダプタ、及び研磨方法により有意な利点が提供される。

添付の図面は、従来技術及び本発明の好適な実施形態を詳細に示す。

図１は、従来技術を示し、同図では、２つの標準ＭＴフェルール１０（１つはオス１２であり、もう１つはメス１１である）が突き合せ位置にある。オスフェルール１２からのガイドまたは位置合わせピン１３、１４がメスフェルール１１の穴１５に挿通されている。位置合わせピン１３、１４の作用は、光伝播を可能にするよう、２つのフェルール１１、１２の一方からのファイバ（図示せず）が他方のフェルールの対応するファイバと位置合わせするように、これら２つのフェルール１１、１２を位置決めすることである。この位置合わせ、及びこの位置合わせによる接続の効率は、双方のピン１３、１４、穴１５、及びフェルール１１、１２に対するピン各自の位置決めによって制限される。

図２は、本発明の主題であるジェンダーニュートラルなフェルール２１の斜視図を示す。図２では、ピン２２、２３が位置する領域２５、２６は、突き合せ面２４に対し窪んで凹状となっていることが示されている。位置合わせピン２２、２３は、フェルール２１の本体に固定されており、突き合せ面２４を越えては突出していない。明確にするため、本図及び以下の図では、突き合せ面２４には一列のみのファイバ穴２７しか示されていない。フェルール２１は、複数列のファイバ２７を有し得る。この実施形態は、研磨されたファイバを有する従来構造のフェルールにも、また、マイクロレンズを有するフェルールにも適用される。

図２ａは、ジェンダーニュートラルなフェルール２１の突き合せ面２４の端面を示す。また、位置合わせピン２２及び２３、並びに凹状領域２５、２６も示されている。図２ａのセクションＡは、穴又はＶ溝２７（Ｖ溝しか図示せず）内に含まれるファイバ２８及び２９の上方及び下方の硬質材料インサート３０、３１（上方の硬質材料インサート３１及び下方の硬質材料インサート３０）も含む本発明の代替的な実施形態の拡大図を示す。

図３は、突き合せ位置３０にある２つのジェンダーニュートラルなフェルールを示す。フェルール３１のガイドピンすなわち位置合わせピン３３、３４、及びフェルール３２のピン３５、３６が、Ｖ溝下部ホルダ３７にあるＶ溝３８、３９によって位置合わせされる。

図３の線Ａ−Ａに沿った断面図が図４に示されている。ここでは、ピン３３、３４は、上部ホルダ４１及びＶ溝下部ホルダ３７間で下部ホルダ３７のＶ溝３８、３９に位置して示されており、且つ、それらのピンは、特定の力ＦによってＶ溝３８、３９内に押圧されている。上部ホルダは、下部ホルダのＶ溝３８、３９と合致する平坦面又は別のＶ溝（図示せず）を有することができる。力Ｆは、任意のタイプの板ばね、ゴムスリーブ、又は波形ばね（図示せず）により与えられることができる。本発明のこの形態では、Ｖ溝３８、３９は、傾斜側面４２、４３及びほぼ平坦な底面４４を有する。Ｖ溝の他の構成も、本発明の範囲内にあるものと解釈されるべきである。

図５は、研磨治具５８、及び研磨機６２の対応プロセス５０の、考えられ得る一実施形態を示す。位置合わせピン５３、５４は、治具５８の対応する穴６０、６１の基準として用いられ、移動台５５が必要速度でサイクロイド状（cycloidal）（すなわち極線（polar））の「８の字」運動で回転する際、移動台５５の研磨面５６に対して垂直にフェルール５１を維持するようにする。ラッピングフィルム５７が、研磨作業を行うために移動台５５に取り付けられる。フェルール５１は、制御された力Ｐによりラッピングフィルム５６の研磨面に押し当てられる。研磨作業５０の開始前に、位置合わせピン５３、５４は、穴６０、６１に入るまで押し込まれ、治具５８に締結固定されて、フェルール５１が不所望に動かないようにする。

本発明は、本発明の精神又は主旨から逸脱しない限り、他の特定の形態に具現されることができることを理解されたい。したがって、本発明の例及び実施形態は、すべての点において、例示と見なされるべきであって、限定されるものと見なされるべきではなく、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されない。

突き合せされた一対の従来技術ＭＴ型フェルールの頭上の一部を切り欠いた図である。 本発明のジェンダーニュートラルなフェルールの斜視図である。 硬質材料インサート（すなわち、金属、シリコン、又はセラミック）内のファイバの詳細図を含む、本発明の一形態のジェンダーニュートラルなフェルールの端面図である。 突き合せ状態の２つのジェンダーニュートラルなフェルールを示す、頭上の一部を切り欠いた図である。 図３の線Ａ−Ａに沿った、図３の突き合せされた一対のコネクタの矢印の方向の断面図である。 ジェンダーニュートラルなフェルールを研磨するための考えられ得る治具の１つを部分的に切り欠いた図である。

Claims (9)

1. 少なくとも１本の光ファイバを受け入れる第１の面と、該少なくとも１本の光ファイバの端が露出するほぼ平行な第２の突き合せ面とを有する本体を有することで、突き合せする第２のフェルールにより光伝送するようにする、第１のフェルールを備え、且つ、
   前記第１のフェルール本体は、実質的にジェンダーニュートラル（gender neutral）であるように前記突き合せ面に近接して動作可能に位置するとともに前記第２のフェルールと突き合せ接続することが可能な、固定取付けされる２つの位置合わせピンをさらに備える、光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
2. 前記第１のフェルールは、前記位置合わせピンが前記突き合せ面を越えて突出しないように前記本体の凹状領域に位置することをさらに含む、請求項１に記載の光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
3. 前記位置合せピンと前記ピンホルダとの間がゼロギャップとなる位置合わせで前記フェルールの位置合わせピンの２つと係合するピンホルダを備えたアダプタをさらに備えてなる、請求項１に記載の光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
4. 前記ピンホルダは、突き合せ接続状態で前記フェルールを接合するために前記位置合わせピンと前記ピンホルダとの間がゼロギャップとなる位置合わせで２つの異なるフェルールの２つの位置合わせピンと係合可能となるように構成されている、請求項３に記載の光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
5. 前記ピンホルダは、前記位置合わせピンのそれぞれをしっかり受け入れるように少なくとも１つのＶ溝を含む、請求項４に記載の光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
6. 前記アダプタは、前記位置合わせピンの少なくとも１つを付勢するととともに該アダプタ内に保持し、該アダプタに対する前記フェルールの特定の挿抜力を維持する、少なくとも１つの付勢部材をさらに有する、請求項５に記載の光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
7. 前記位置合わせピンは、前記フェルールを適正に研磨するための基準としての役割を果たす、請求項１に記載の光ファイバコネクタ−アダプタシステム。
8. フェルール保持治具に研磨面及び穴を有する研磨機で、突き合せ面及び位置合わせピンを有するフェルールを含む光ファイバコネクタを研磨する方法であって、
   前記研磨機に前記フェルールを載置すること、
   位置合わせピンを適正な位置合わせのための基準として用いるために前記位置合わせピンを前記フェルール保持治具の穴に押し込むこと、
   前記フェルールを前記フェルール保持治具に締結固定すること、
   制御された力により前記研磨面に前記フェルールを押し当てること
   を含む、光ファイバコネクタの研磨方法。
9. 少なくとも１つのマイクロレンズを受け入れる第１の面と、該少なくとも１つのマイクロレンズの端が露出するほぼ平行な第２の突き合せ面とを有する本体を有することで、突き合せする第２のフェルールにより光伝送するようにする、第１のフェルールを備え、且つ、
   前記第１のフェルール本体は、実質的にジェンダーニュートラル（gender neutral）であるように前記突き合せ面に近接して動作可能に位置するとともに前記第２のフェルールと突き合せ接続することが可能な、固定取付けされる２つの位置合わせピンをさらに備える、光ファイバコネクタ−アダプタシステム。

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