JP2009008939A - 光ファイバ保持部材およびこれを用いた光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを挿入孔に入れて整列した状態で光ファイバ同士を融着接続することができるため、現場における光ファイバの接続作業が容易になる。
【解決手段】光ファイバ挿入孔部を有する筒状体１からなり、該筒状体１の両側から挿入される光ファイバ同士を保持し、かつ内部で一対の前記光ファイバを接続する光ファイバ保持部材であって、筒状体１は、それぞれが外周面と内周面に開口する一対の貫通孔部１ｂを有し、該一対の貫通孔部１ｂは、前記内周面の開口部が前記光ファイバ挿入孔部１ａを介して対向することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバを保持するための光ファイバ保持部材、および該光ファイバ保持部材を備えてなる光コネクタに関するものである。

近年、光ファイバによるアクセス網の構築では、製造工場と比べて作業性に制約のある現場、たとえば実際に光ファイバによる配線を構築する建物内で光コネクタを取付けることが要求されている。この要求に基づいた光コネクタとしては、予めフェルールに光ファイバを装着して端面処理したものを、現地で光ファイバ心線と融着にて接続する構成のものが知られている。

この光コネクタの構成の概略を図４により説明する。光コネクタ１００は、フェルール１０１、光ファイバ１０２、１０３、補強体１０４、ハウジング１０５、コイル状のばね１０６を備えている。

ハウジング１０５は、プラグハウジング１０５ａ、ストップリング１０５ｂ、およびブーツ１０５ｃで構成されている。プラグハウジング１０５ａは、フェルール１０１を保持する部材であり、ストップリング１０５ｂと係合されている。ブーツ１０５ｃは、ハウジング１０５の後部を構成するものであり、ストップリング１０５ｂに取付けられる。ばね１０６は、フェルール１０１とストップリング１０５ｂとの間に配置されており、フェルール１０１を軸方向に移動可能に保持する機能を担う。

光ファイバ１０２は、先端部がフェルール１０１の貫通孔内に挿入されており、フェルール１０１の先端面と該先端面に露出する光ファイバの先端面１０２とが、予め端面研磨処理されている。一方で、光ファイバ１０２の後端部（後端面）と、該後端部と融着接続される光ファイバ１０３の先端面の端面処理は、たとえば光ファイバクリーバーを用いて現場で行われている。すなわち、光コネクタ１００は、このような端面処理を行った後に、融着接続機のＶ溝基板上に光ファイバ１０２と光ファイバ１０３とを載置して位置決めし、光ファイバ１０２と光ファイバ１０３とを融着接続する工程を経て、最後に、光ファイバの融着部の外周部に補強体１０４を配置する作業を行うという手順で組み立てられている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００２−８２２５７号公報

しかしながら、光コネクタ１００では、光ファイバ１０２、１０３を融着接続機のＶ溝基板に載置して位置決めし、光ファイバ１０２、１０３を融着接続した後に、融着部に補強体を配置していたため、現場における作業が煩雑になっていた。すなわち、従来の光コネクタ１００では、光ファイバの位置決めと融着部の補強が別の工程でなされており、現場における簡易な光ファイバ接続という要求に応えるのが難しかった。

上記課題に鑑みて、本発明は光ファイバ挿入孔部を有する筒状体からなり、該筒状体の両側から挿入される光ファイバ同士を保持し、かつ内部で一対の前記光ファイバを接続する光ファイバ保持部材であって、前記筒状体は、それぞれが外周面と内周面に開口する一対の貫通孔部を有し、該一対の貫通孔部は、前記内周面の開口部が前記光ファイバ挿入孔部を介して対向することを特徴とする。

また、本発明において、前記貫通孔部は、前記光ファイバ挿入孔部と直交するように設けられていることが好ましい。

さらに、本発明において、前記貫通孔部は、前記筒状体の外周面に向かって、漸次、径が大きくすることが好ましい。

また、本発明において、前記筒状体は、金属またはセラミックスで構成されていることが好ましい。

本発明の光コネクタは、本発明の光ファイバ保持部材と、少なくとも先端部が前記光ファイバ保持部材の前記光ファイバ挿入孔部に挿入された一対の光ファイバと、を備え、一対の前記光ファイバの先端面同士が前記貫通孔部の直下で接続されていることを特徴とする。

また、本発明の光コネクタでは、好ましくは前記光ファイバ保持部材の外周面に、前記貫通孔部を覆う保護部材を設けることを特徴とする。

また、本発明の光コネクタでは、好ましくは前記貫通孔部を充填剤で封止したことを特徴とする。

また、本発明の光コネクタにおいて、前記充填剤が接着剤であることを特徴とする。

本発明の光ファイバ保持部材では、接続した一対の光ファイバを保持する筒状体に、それぞれが外周面と内周面に開口する一対の貫通孔部の内周面における開口部が前記光ファイバ挿入孔部を介して対向するように設けたことにより、一対の光ファイバを光ファイバ挿入孔部に入れて整列させた状態で、貫通孔部からたとえば放電によって光ファイバ同士を融着接続することができる。すなわち、本願発明の光ファイバ保持部材では、光ファイバを光ファイバ挿入孔部で精度よく位置決めながら、融着接続するとともに、光ファイバを保護することができるため、現場における光ファイバの接続作業が容易になる。

本発明の光コネクタでは、光ファイバ挿入孔部に挿入された一対の光ファイバの先端面同士が前記光ファイバ保持部材の貫通孔部の直下で接続されているため、光ファイバ挿入孔部に挿入された光ファイバを貫通孔部から目視しながら接続できることから、光ファイバ間で生じる光の損失を低減できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ保持部材Ｘを示す断面図であり、図１（ｂ）は斜視図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ-Ａ’における部分断面図である。光ファイバ保持部材Ｘは、略中央部に光ファイバ挿入孔部１ａを有する筒状体１を備えている。筒状体１は、その両側から一対の光ファイバ２、光ファイバ３がそれぞれ光ファイバ挿入孔部１ａに挿入され、内部で光ファイバ２および光ファイバ３を保持し、かつ保護する機能を担う。なお、光ファイバ保持部材Ｘは、光ファイバを有さない部材であるが、光ファイバ２、３が挿入される部材であることを説明するために、図１（ａ）において、便宜上、光ファイバ２、３を一点鎖線で示した。また、図１（ｂ）において、光ファイバ挿入孔部１ａは、点線で示している。

光ファイバ保持部材Ｘの一部を構成する筒状体１は、筒状体１の外周面および内周面にそれぞれ開口し、かつ内周面の開口部が光ファイバ挿入孔部１ａを介して対向する一対の貫通孔部１ｂを有している。貫通孔部１ｂは、図１（ｂ）において、筒状体１の軸方向（光ファイバ挿入孔部の軸方向）と交差する方向に設けられた点線で示している。貫通孔部１ｂは、図１（ａ）に示すように、光ファイバ挿入孔部１ａを挟んで対向するように対を成して形成されている。換言すれば、一対の貫通孔部１ｂは、光ファイバ挿入孔部１ａに互いに共有する連通部でもってつながっている。また、この一対の貫通孔部１ｂは、筒状体を外周面から平面視したときに、外周面に開口する開口部の少なくとも一部が重なるように設けられている。この貫通孔部１ｂは、光ファイバ挿入孔部１ａに挿入される光ファイバ２と光ファイバ３とを融着接続する際、たとえば放電による融着接続に利用する電極等の融着手段を挿入可能とするものである。また、図１（ａ）に示すように、貫通孔部１ｂを光ファイバ挿入孔部１ａと直交するように形成すれば、光ファイバ挿入孔部１ａに挿入された光ファイバ２と光ファイバ３との融着接続部に対して均一に融着加工を施すことができるため、融着不良によって生じる接続部の光の損失を低減することができる。

このように、光ファイバ保持部材Ｘでは、先端面同士を接続する一対の光ファイバ２、３を保持する筒状体１に、光ファイバ挿入孔部１ａと連通する一対の貫通孔部１ｂを設けることにより、一対の光ファイバ２、３を光ファイバ挿入孔部１ａに入れて整列させた状態で、貫通孔部１ｂからたとえば放電によって光ファイバ同士を融着接続することができる。その結果、光ファイバ保持部材Ｘでは、光ファイバ２、３を光ファイバ挿入孔部１ａで精度よく位置決めながら、貫通孔部１ｂを利用して融着接続するとともに、筒状体１で光ファイバ２、３を保護（補強）することができるため、光ファイバの位置決め、融着接続、および保護をほぼ同時に行うことが可能となり、現場における光ファイバの接続作業が容易になる。

光ファイバ保持部材Ｘを構成する筒状体１の材質は、たとえば銅合金、ニッケル合金、もしくはステンレス等の金属、または結晶化ガラス等のガラス、またはセラミックス等を使用することができるが、光ファイバの融着の際に放電加工を利用するのであれば、金属もしくはセラミックスを用いるのが好適である。特に、このような材質において、筒状体１は、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、ＺｒＯ2を主成分とし、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましい。

次に、光ファイバ保持部材の製造方法について説明する。まず、光ファイバ保持部材をジルコニアセラミックスで作製する場合について説明する。ジルコニアセラミックスの場合、ＺｒＯ2を主成分とし、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスにバインダを加えて、光ファイバ挿入孔部１ａを有した筒状体１の前駆体である成形体を作製し、その後、乾燥させる。次に筒状の成形体の長手方向の略中央部において、光ファイバ挿入孔部１ａに対して直交するように、外周面から光ファイバ挿入孔部１ａを挟んで対向する外周面まで到達する一対の貫通孔部１ｂを、たとえばドリルを用いて切削加工する。その後、貫通孔部１ｂの外周面につながる開口縁部に対してもドリル加工を施し、テーパ状の面取りを形成する。上記切削加工の終了した筒状の成形体を焼成炉にて１３００〜１５００℃で焼結させる。最後に、その焼結体となった筒状体１の光ファイバ挿入孔部１ａおよび外周面に仕上げ研磨加工を施すことにより、光ファイバ保持部材が作製される。

次に、光ファイバ保持部材を金属で作製する場合について説明する。ここでは、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）で作製する場合について説明する。まず、ＳＵＳ３０４製の円柱状の棒材を準備する。次に、この棒材の長手方向の略中央部において、光ファイバ挿入孔部１ａをドリルで切削し、その後、棒材に設けた光ファイバ挿入孔部１ａおよび外周面に仕上げ研磨加工を施す。次いで、光ファイバ挿入孔部１ａに対して直交するように、外周面から光ファイバ挿入孔部１ａを挟んで対向する外周面まで到達する一対の貫通孔部１ｂを、たとえばドリルを用いて切削加工する。その後、貫通孔部１ｂの外周面につながる開口縁部に対してもドリル加工を施し、テーパ状の面取りを形成することにより、光ファイバ保持部材が作製される。

次に、光ファイバ保持部材Ｘの他の実施形態（光ファイバ保持部材Ｘ’）について、図２を参照しつつ説明する。なお、図２においては、図１と同様の要素については同一の符号を付してある。

図２（ａ）は、貫通孔部１ｂが筒状体１の外周面に向かうにともない、漸次、径が大きくなっている点で光ファイバ保持部材Ｘと相違する。この実施形態によれば、たとえば放電によって光ファイバ同士を融着接続する場合、放電電極を貫通孔部１ｂから光ファイバの融着接続部に放電電極を近づけることができるため、精度よく融着加工を実施することができる。

貫通孔１ｂの形状は、図１および図２（ａ）に以外にも、たとえば図２（ｂ）に示す円柱形状、図２（ｃ）に示す開口部が方形（四角形）を有する四角柱形状、または図２（ｄ）に示す図２（ｃ）に貫通孔部１ｂの開口部をテーパ状とした形状、等を選択することができる。

また、図２（ｅ）で示された実施形態は、光ファイバ挿入孔部１ａの径の大きさが２段階に形成されている点で光ファイバ保持部材Ｘと相違する。この実施形態では、光ファイバ挿入孔部１ａの貫通孔部１ｂ側の径が筒状体１の端部側の径に比べて小さくなっている。この場合、貫通孔部１ｂ側の径を光ファイバ２、３の被覆が除去された裸ファイバ部と同等の大きさとし、端部側の径を光ファイバの被覆部と同等の径とすれば、光ファイバ被覆部までも筒状体１の内部で固定できるため、たとえば外部からの圧力等による光ファイバに作用する力を小さくし、光ファイバの損傷を低減するという観点で好適である。

次に、本発明の光ファイバ保持部材に光ファイバを融着し、光コネクタを製造する方法について図３を参照しつつ説明する。図３は光コネクタの製造方法を説明するための説明図である。

まず、図３（ａ）に示すように、光ファイバ２、３をそれぞれの先端部分の被覆を除去して、先端面を光ファイバクリーバー（フジクラ社製HKB-TL31）でクリーブエンド加工する。

次に、図３（ｂ）に示すように、光ファイバ保持部材Ｘの光ファイバ挿入孔部１ａに光ファイバ２、３の被覆を除去した先端部分を挿入して、それぞれの先端面を貫通孔部１ｂが形成されている光ファイバ保持部材Ｘの略中央部にて当接させて配置する。次に、放電電極２０を貫通孔部１ｂの両端から光ファイバ２、３の先端部分に近づけて、放電アーク２１を放出させて放電加熱し融着接続する。この際、光ファイバ２、３の先端面は光ファイバ保持部材Ｘの光ファイバ挿入孔部１ａ内で精度よく位置決めできる。

また、光コネクタは、図３（ｃ）に示すように、貫通孔部１ｂに充填剤４を充填して光ファイバの融着接続部を封止するのが好ましい。このような形態であれば、光ファイバの融着接続部のコンタミネーションを小さくすることができる。そして、この充填剤４をたとえばエポキシ接着剤やＵＶ硬化型接着剤のような接着剤にすれば、光ファイバの位置ずれを小さくすることができる。さらに、図３（ｃ）に示すようなリング状の保護部材５を設ければ、貫通孔部１ｂの形成された近傍部における光ファイバ保持部材Ｘの強度を増大させることができる。このような保護部材５は、たとえばジルコニア製もしくは金属製の割スリーブ状の部材を用いることができる。

次に、本発明の光ファイバ保持部材Ｘ用いた光コネクタＹについて、図４を参照しつつ説明する。図４は本発明の光コネクタの実施形態を示す断面図である。

光コネクタＹは、図４に示すように、光ファイバ保持部材Ｘと、先端部が光ファイバ保持部材Ｘの光ファイバ挿入孔部１ａに挿入された一対の光ファイバ２、３と、光ファイバ２の後端部を保持するフェルール６と、ハウジング７と、を備えている。一対の光ファイバ２、３は、先端面同士が貫通孔部１ｂの直下で接続されている。

フェルール６の細孔およびそのハウジング７内部側には光ファイバ２が接着固定されており、フェルール６の先端面は光ファイバ２の端面と共に球面状に研磨仕上げされている。

光ファイバ２の先端面は、現場にて取り付けられる光ファイバ３の先端面と光ファイバ保持部材Ｘの内部で融着接続されている。さらに、光ファイバ保持部材Ｘの貫通孔部１ｂには充填剤４が充填されている。

ハウジング７は、プラグハウジング８、ストップリング９、およびブーツ１０を有しており、フェルール６および光ファイバ保持部材Ｘの外部に装着されている。プラグハウジング８とストップリング９とは、互いに係合されている。ハウジング７の後部に配されたブーツ１０は、ストップリング９に取付けられている。ばね１１は、フェルール６を軸方向に移動可能に保持する。

光ファイバ２は、後端部側がフェルール６内に接着固定されている。この光ファイバ２の後端面は、フェルール６の端面と同時に研磨処理されている。フェルール６の材質は銅合金、ニッケル合金、もしくはステンレス等の金属、またはエポキシ樹脂、液晶ポリマー等のプラスチック、または結晶化ガラス等のガラス、またはセラミックス等を使用することができる。

また、光ファイバ２、３は、シングルモード光ファイバ、マルチモード光ファイバ、偏波依存ファイバ、分散シフトファイバ、ノンゼロ分散シフトファイバ等各種ファイバを用いることができ、また材料としても石英ガラス光ファイバに限らず、ＰＯＦ、ＰＣＦ等のプラスチック光ファイバ等も用いることが可能である。

また、プラグハウジング８はＰＢＴや液晶ポリマー等の樹脂を用いて射出成形にて製造することができる。ストップリング９はＰＢＴや液晶ポリマー等の樹脂を用いて射出成形にて製造するか、もしくは、ステンレス鋼、ニッケル合金、銅合金等の金属から切削にてせいぞうすることができる。また、ブーツ１０はＰＶＣ、ポリエステルエラストマー等の軟質の樹脂もしくはゴムで金型成形することにより製造することが可能である。最後にばね１１はステンレス鋼やピアノ線等のばね部材を用いてコイル成形することにより製造することが可能である。

このように、光コネクタＹでは、光ファイバ保持部材Ｘに設けられた一対の貫通孔部１ｂの直下で一対の光ファイバの先端面同士を接続しているため、光ファイバ挿入孔部に挿入された光ファイバを貫通孔部１ｂから目視しながら接続できることから、光ファイバ間で生じる光の損失を低減できる。

本発明の光ファイバ保持部材の実施形態を示すものであり、（ａ）は光ファイバ保持部材の断面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ’における部分断面図である。 本発明の光ファイバ保持部材の実施形態を示すものであり、（ａ）、（ｂ）、（e）は断面図、（ｃ）、（ｄ）は平面図である。 本発明の光コネクタの製造方法を説明する説明図である。 本発明の光コネクタの断面図である。 従来の光コネクタを示す断面図である。

符号の説明

Ｘ：光コネクタ
１：光ファイバ保持部材
１ａ：光ファイバ挿入孔部
１ｂ：筒状体
１ｃ：貫通孔部
２：光ファイバ
３：光ファイバ
４：充填剤
５：保持部材
６：フェルール
７：ハウジング
８：プラグハウジング
９：ストップリング
１０：ブーツ
１１：ばね
２０：放電電極
２１：放電アーク

Claims (8)

1. 光ファイバ挿入孔部を有する筒状体からなり、該筒状体の両側から挿入される光ファイバ同士を保持し、かつ内部で一対の前記光ファイバを接続する光ファイバ保持部材であって、
   前記筒状体は、それぞれが外周面と内周面に開口する一対の貫通孔部を有し、該一対の貫通孔部は、前記内周面の開口部が前記光ファイバ挿入孔部を介して対向することを特徴とする光ファイバ保持部材。
2. 前記貫通孔部は、前記光ファイバ挿入孔部と直交するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ保持部材。
3. 前記貫通孔部は、前記筒状体の外周面に向かって、漸次、径が大きくなることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ保持部材。
4. 前記筒状体は、金属またはセラミックスで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ保持部材。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバ保持部材と、
   少なくとも先端部が前記光ファイバ保持部材の前記光ファイバ挿入孔部に挿入された一対の光ファイバと、を備え、
   一対の前記光ファイバの先端面同士が前記貫通孔部の直下で接続されていることを特徴とする光コネクタ。
6. 前記光ファイバ保持部材の外周面に、前記貫通孔部を覆う保護部材を設けたことを特徴とする請求項５に記載の光コネクタ。
7. 前記貫通孔部を充填剤で封止したことを特徴とする請求項５または６に記載の光コネクタ。
8. 前記充填剤は、接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の光コネクタ。

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