JP2010128489A

JP2010128489A - 光コネクタ

Info

Publication number: JP2010128489A
Application number: JP2008324684A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Momotake; 康弘百武
Original assignee: Adamant Kogyo Co Ltd
Current assignee: Adamant Co Ltd
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP5324910B2

Abstract

【課題】光コネクタのフェルール押圧時にフェルール組立体のフランジ部がハウジングの係合部から脱落するのを回避する。
【解決手段】光コネクタはハウジング２とフェルール組立体３と圧縮コイルバネ１２より構成される。フェルール組立体３のフランジ部はハウジング２の係合部に係合され、フェルール組立体３は圧縮コイルバネ１２により進退自在にハウジング２に保持されている。ハウジング２の一端開口部側はフェルール組立体３のフランジ部の案内部と関連して正対する嵌合部とフランジ部と係合する係合部とでフェルール組立体３の収容位置を規定し、ハウジング２の係合部に対するフランジ部の離脱位置が圧縮コイルバネ１２の密着高さに略一致するように構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、光信号の送受信等に使用される光ファイバを保持する光コネクタに関するものである。

従来より、光通信などの光信号を送受信する接続端として用いられるフェルールは、内部の貫通孔に光ファイバを保持・固定した組立体として利用されており、この種フェルールは一般的にはジルコニアを主成分としたセラミックスなどを射出成形等で所定形状に成形し、その後焼成して形成されて使用に供する。
そしてフェルールは光ファイバ同士を接続して通信経路を確立するために用いられる光コネクタもしくは、半導体レーザと光ファイバ等から構成される半導体レーザモジュール等にも広く用いられている。

上記したように光信号を伝送する光ファイバは半導体モジュール等から発信された光信号を、他の光要素部品としての光コネクタを介して伝播したり、長い距離を隔てた位置に送信したりするための中継部材として光コネクタが多用されている。
この種光コネクタは、一方のファイバからの光を他方のファイバに効率よく伝播するためには相互のフェルール端同士を正確に密着させると共にその軸線（詳細にはコア同士の軸線）を一致させることが好ましい接続形態である。光コネクタは接続現場での組立の安定性、及び接続部の保護が要求され、しかも相互接続による接続損失を最小にするためにも光ファイバのコアを正確に整列することが望ましく、製造での誤差は極力なくすことが要求されている。
光ファイバのコアの軸線の一致はμｍ（ミクロン）単位の接続誤差で規定されるため、接続端となる光コネクタ自体の各部品の構造は高精度の形状及び寸法が要求されるばかりか、光コネクタの組立にも細心の注意が払われるものである。

そして、上記した光コネクタは壁などのパネル上に配置された通信用のジャックソケットの開口に挿入されることにより通信経路を確立することができる。この挿入により光コネクタのハウジング上に一体形成されたラッチが開口内でパッチン係合して容易に脱落しないように保持されている。また、光コネクタはアダプタハウジングを介して相対向接続して延長して使用することも多々ある。

上記構成の光コネクタは例えば、特許３９９６３３５号公報（特許文献１）に一例として開示されている。
ここで、図６、図７、図８により従来の構造を説明する。光コネクタ５０は外形が矩形で且つ筒状に形成されたハウジング５１が主体部をなし、その内部にキャビティ５２が区画形成される。そして、ハウジング５１の上部には上記したラッチ５３が一体に設けられ、これがパネルなどに取り付けられたジャックソケットの開口内で係合されることによりハウジング５１は保持される。前記キャビティ５２内には通信経路を確立するためのフェルール５５を有するフェルール組立体５４が収容される。このフェルール組立体５４は圧縮コイルバネ５６が嵌挿されることにより、圧縮コイルバネ５６の弾性復帰力によりキャビティ５２内にて弾性的に進退自在に保持され、図示せぬ正対する他のフェルールと弾発的に接続されて通信経路が確立される。
６１は、フェルールを塵、埃、汚れなどから保護するダストキャップである。

上記したフェルール組立体５４は図７、図８に詳細に示されるように、フェルール５５とこれを保持するホルダ５７とより大略構成され、ホルダ５７は圧縮コイルバネ５６を案内する案内筒５７ａと、背側より圧縮コイルバネ５６が付勢される矩形状（六角形状）のフランジ部５７ｂとを有し、フェルール５５が取り付けられる前側は前記フランジ部５７ｂと連続した円錐状部５７ｃが形成されている。

そして、図示せぬ光ファイバが取り付けられたフェルール組立体５４のホルダ５７はその案内筒５７ａが挿入体５８にて支持された状態で圧縮コイルバネ５６と共にハウジング５１内に収納され、ハウジング５１の一端の開口５１ｂ側に形成され且つ前記円錐状部５７ｃ及びフランジ部５７ｂと密接に関連した形状の窪み５１ａ（５１ａ１）と係合すると共に他端の開口５１ｃが封止体６０にて閉鎖されることにより、フェルール５５のハウジング５１の端面からの突出位置が設定される。
上記封止体６０による封止により突出したトリガレバ６０ａが上記ラッチ５３上に関連づけられる。このトリガレバ６０ａを上方より押圧することにより対向するラッチ５３が弾性力に抗して下降し、ジャックソケットの開口に挿入された光コネクタ５０は係合が解除され抜去することができる。

特許３９９６３３５号公報

図６に示す光コネクタの組立後は、フランジ部５７ｂの回動位置調整により、光ファイバコアの微妙な偏心位置が調整され得る。そのためにはハウジング５１のキャビティ５２内に上記矩形状（六角形状）のフランジ部５７ｂと関連して規定された六角形状の窪み５１ａ１とフランジ部５７ｂとが正確に嵌合されていることが製品として当然要求されるものである。
上記したフェルール組立体５４はキャビティ５２内に正確に収納されて使用に供されるものである。フェルール組立体５４のその接続端部となるフェルール５５はハウジング５１内にて図７に示すような適切な組立収納状態であれば、被接続端との適切な通信経路が確立して高品位な信号の伝播を行うことができる。

上記したようにフェルール組立体５４は通常は圧縮コイルバネ５６が接続端に適切な押圧力を付勢するようにキャビティ５２内に収容されるため、圧縮コイルバネ５６は材料、バネ定数、自由長、巻数、密着高さなどの各種のバネ仕様が詳細に設計される。そして上記設計された圧縮コイルバネ５６の付勢力によりフランジ部５７ｂがハウジング５１の窪み５１ａ１に弾発的に直線的に落とし込まれるようにして組立てられる。

しかしながら、光コネクタを組立てる製造工程でフェルール組立体５４はキャビティ５２内に収容される際に、図８に示すように六角形状のフランジ部５７ｂが関連する適切な窪み５１ａ１に対応しないままの状態で圧縮コイルバネ５６の付勢力にて保持されることがある。また、光コネクタをジャックソケットとの間で挿入・抜去を繰り返したり、中継用のアダプタに接続操作したり繰り返しの操作により、ややもすると図８に示す不完全な状態に保持される場合がある。この状態で作業者が接続作業を行うと適切な光信号の伝播が不可能になるばかりか、接続不良の原因が分からずに作業にも多大なる時間を要することになる。また、このような不完全な状態になる要因としての接続損失を軽減するために光コネクタを使用する前に、フェルールの接続端面を研摩することがある。この研摩は接続端面を研摩面に押し付けるためフェルールが後退してフランジ部５７ｂは窪み５１ａ１より離脱し、往々にして正常の復帰位置が阻害される場合がある。

上記したように光ファイバコアの微妙な偏心位置調整を行う必要性から幅（Ｐ）１ｍｍのフランジ部５７ｂの窪み５１ａ１からの退避した回動調整の必要性及び光コネクタの組立の簡便さから圧縮コイルバネ５６の取付け高さ等を設計している。
即ち、図９（ａ）組立状態に詳細に示すように、ハウジング５１内に正規に組立てられたフェルール組立体５４のフェルール５５の接続端面の突出量Ｌは１．８ｍｍ程である。コネクタ接続時は同図（ｂ）に示すようにフェルール組立体５４のフェルール５５の接続端面が、圧縮コイルバネ５６の弾性力に抗して矢印Ａ方向に退避した位置にて、図示せぬ正対する他のフェルール接続端面と当接されることにより光の伝播は実施される。

一方、光ファイバコアの微妙な偏心位置調整を行う時、これまではフランジ部５７ｂの窪み５１ａ１から十分に離脱させられるよう調整具にてＡ方向に更に押し込んで回転操作を行えるように圧縮コイルバネ５６が設定されていた。この調整時の状態を図９（ｃ）バネ密着状態に示す。幅（Ｐ）１ｍｍのフランジ部５７ｂが十分に後退し且つ回動操作が容易となった時はフェルール５５の接続端面がハウジング５１の端面より僅かに０．２ｍｍ程突出した状態となるため、フランジ部５７ｂは関連する窪み５１ａ１より０．６ｍｍ程の余裕を持って完全に離脱する。また上記したようにフェルール端面の研摩時にも工具の圧力によりフランジ部５７ｂは窪み５１ａ１から十分に退避する。図９（ｃ）バネ密着状態ではフェルール５５を圧縮コイルバネ５６の密着高さまで押し込んだ状態となり、正規の組立状態へと復帰ができない状態となる場合がある。

そこで発明者は上記のような諸事情を勘案しつつ適切な設計を模索し続けて、以下に示すような信頼性の高い構成に帰結したのである。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものであり、組立の信頼度が高く且つ光コネクタとして繰り返しの着脱を行っても接続信頼性の高い構成の光コネクタを提供するものである。
そのためには、本発明の請求項１にあっては、
光ファイバを終端させる光コネクタにおいて、
フェルールの貫通孔の一端部に前記光ファイバが終端処理されると共に他端部を収容保持するホルダとよりフェルール組立体を構成してなり、前記ホルダは背面が圧縮コイルバネを案内する案内筒と弾性力が付勢される矩形状のフランジ部とを有し、ファイバが終端処理される前側は前記フランジ部と連続した案内部を呈しており、
キャビティ内に前記フェルール組立体を収納するよう所定形状に形成してなり、前記フェルール組立体はその光ファイバの終端側が一端開口部に突出保持されると共に他端開口部を閉蓋する蓋体との間に架設した前記圧縮コイルバネにより進退自在にて保持するハウジングを備えてなり、
前記ハウジングの一端開口部側は前記フェルール組立体のフランジ部の案内部と関連して正対する嵌合部と前記矩形状のフランジ部と係合する係合部とで前記フェルール組立体の収容位置を規定し、
前記キャビティの係合部に対する前記フランジ部の離脱位置が前記圧縮コイルバネの密着高さに略一致するように構成してなることを特徴とする光コネクタ。

また、本発明の請求項２では、
前記ホルダのフランジ部と連続した案内部は円錐台である光コネクタ。

そして、本発明の請求項３では、
前記矩形状のフランジ部は、
前記フェルールの貫通孔を中心として等角度分割形状である光コネクタを提供するものである。

本発明構成の光コネクタによれば、光コネクタを組立てる製造工程でフェルール組立体はキャビティ内に円滑に収容されるよう、フランジ部と関連する窪みに適切に対応し、しかも一度正規の状態に組立てられたフェルール組立体は安定したバネの付勢力にて保持されるので、組立て後の必要に応じた光ファイバコアの偏心位置調整、あるいはフェルール端面の仕上げ研摩作業後にもフェルールの突出位置は安定し、光コネクタの組立て時及び接続作業時の信頼性はすこぶる良好なものとなる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら順次説明する。
図１は本発明に係る光コネクタの分解斜視図、図２は本発明に係る光コネクタのハウジングの縦断面図、図３はハウジングとフェルール組立体との関係を示す半部縦断面、図４はフェルール組立体の平面図、図５は本発明における圧縮コイルバネを採用したハウジングとフェルール組立体との関係を示す操作説明図である。

図１に示すように、本発明となる光コネクタ１はポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）を含んで形成された主筐体であるハウジング２、該ハウジング２内に収容されるフェルール組立体３、該フェルール組立体３を案内する挿入体４及びポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）を含んで形成された封止体５とより大略構成される。
ハウジング２は内部に後述するキャビティ１３が形成された矩形状を呈し、上部には接続端側を基端として肩持ち状態に突出成形されたラッチ６を備えて一体形成されており、フェルールが臨む一端開口側７にはダストキャップ８を装着可能とする。

フェルール組立体３は図４に併せて示すように、フェルール９及び当該フェルール９を堅固に保持するホルダ１０とより主体部が構成され、フェルール９はセラミックスまたはジルコニアにて射出成形などの周知の方法で形成される一方、ホルダ１０はステンレスまたは真鍮などから形成されている。フェルール９は軸方向に図示せぬ光ファイバを挿通するための貫通孔を有し、ホルダ１０に圧入または接着により保持される。

ホルダ１０の案内筒１０ｃには可撓性のチューブ１１が嵌挿され、その上には本発明の要部の一部を構成する圧縮コイルバネ１２が外嵌される。この圧縮コイルバネ１２によりフェルール組立体３がキャビティ１３内で弾性的に進退自在に収容されることになる。
管状の挿入体４は上記チューブ１１の後端部を嵌挿して圧縮コイルバネ１２の端部を押圧し、封止体５とハウジング２とを長手方向にパッチン係合することによりフェルール組立体３がキャビティ１３内に収納されると共に、挿入体４の端部は封止体５の端部より突出して、上記図６に示した従来の光コネクタと同様に組立てられる。この組立てによりフェルール組立体３は図３に示すようにキャビティ１３内に弾性的に収容され、従来と同様にラッチ６の上にはトリガレバ５ａが対応する。尚、図３において封止体５の図示は、省略してある。

フェルール組立体３のホルダ１０の詳細は図４に拡大して示すように、ホルダ１０は矩形状（六角形状）のフランジ部１０ａを介して後側が圧縮コイルバネ１２を案内する案内筒１０ｃと、光ファイバが終端処理される前側は前記フランジ部１０ａと連続した円錐状部（案内部）１０ｂとを呈して上記と同様にステンレスまたは真鍮などから一体形成されている。
円錐状部（案内部）１０ｂにはフェルール９を軸対象とした一対の切欠部１０ｂ１が形成されている。この切欠部１０ｂ１が後述する回動調整具（チューニング）の挿入部となってフェルール組立体３に所定の回動力を付与する。
フェルール９は、円筒状に形成されており、例えば外径Ｄ：φ１．２５ｍｍ、長さＬ：６．４ｍｍ、内径ｄ：φ０．１２５ｍｍとしてある。

ここで、上記フェルール組立体３を収容するハウジング２について図２を用いて詳細に説明する。
ハウジング２内には前記フェルール組立体３等が収容されるよう環状円筒の略四角形のキャビティ１３が形成されており、フェルール９が臨む一端開口部７とキャビティ１３との間には規定された六角形状の窪み１４が形成されている。
窪み１４は上記したホルダ１０の形状と対応するように関連付けられている。
即ち、窪み１４はホルダ１０の円錐状部（案内部）１０ｂとフランジ部１０ａと夫々対応するよう円錐壁（嵌合部）１４ｂ及び幅１ｍｍの六角壁（係合部）１４ａが隣接して形成されている。そして、係合部１４ａの各稜線には略０．１ｍｍの曲率半径が夫々形成されている。

上記したホルダ１０のフランジ部１０ａはファイバの偏心位置をミクロン単位で位置調整するチューニングとして機能する。この調整には他の技術及び強制回動用の工具が本発明の光コネクタと共に用いられる。ハウジング２内にフェルール組立体３を正しく組立てると図３に示すようにホルダ１０は窪み１４内に規定され、この状態で光コネクタは正規な接合が可能となるのである。また、組立時、上記圧縮コイルバネ１２は図５（ｃ）バネ密着状態に示すように、係合部１４ａに対するホルダ１０のフランジ部１０ａの離脱位置がバネの密着高さに略等しくなるように設計されている。
これは上記従来の圧縮コイルバネのバネ仕様を基本的に変えることなく総巻数を増加させることで実現できるものである。因みに、上記従来の圧縮コイルバネの巻数は１１．５巻であったのに対して本発明にあっては１４．５巻でフランジ部の離脱位置を規定した。

上記構成の本発明になる光コネクタにあっては、図５の操作説明図に示すような動作をする。図５においてトリガレバ５ａは省略してある。
通常の正規組立状態では図５（ａ）に示すように、フェルール９の接続端面は従来と同様にハウジング端面より１．８ｍｍ程（突出量Ｌ）の位置に突出している。そして図５（ｂ）のコネクタ接続状態にあっても従来のコネクタと同様に接続損失のない光の伝播を実施することができる。

ここで、本発明構成においてホルダ１０のフランジ部１０ａの係合部１４ａとの離脱位置は、バネの密着高さに略等しくなるように設計されている。図５（ｃ）バネ密着状態に示すように図示せぬ調芯用の工具がＡ方向に挿入されるとフェルール組立体は調芯可能位置まで後退する。即ち圧縮コイルバネ１２の略密着高さまで後退した時には上記ホルダ１０のフランジ部１０ａが正に係合部１４ａより離脱した状態となってフェルール組立体３の回動を許可することができる。そして、図示せぬ調芯用の工具が切欠１０ｂ１を掛止して回動操作することによりフェルール組立体３が強制的に回動され適宜位置での調芯が行われる。この調芯作業時にあってもフェルール９の接続端はハウジング２の端面より０．８ｍｍ程突出している。このためフェルール端面の研摩時にフェルールが押圧されても従来の光コネクタに比べてホルダ１０のフランジ部１０ａの係合部１４ａに対する脱落を十分に回避し得る。

上記は本発明を好ましい実施例について詳述しており、上記本実施例のホルダについてフランジ部が六角形状として説明したが四角形状またはその他の多角形状でも良く、フェルールの貫通孔を中心として等角度分割形状であれば適宜設定可能であるから、本実施例は限定的に解釈されるものでもないことは明白である。

本発明に係る光コネクタの分解斜視図である。本発明に係る光コネクタのハウジングの縦断面図である。ハウジングとフェルール組立体との関係を示す半部縦断面である。フェルール組立体の平面図である。本発明に係るフェルール組立体の操作説明図である。従来の光コネクタの平面図である。従来のハウジングとフェルール組立体の関係を示す縦断面図である。従来の光コネクタの組立不良状態を示す断面図である。従来のフェルール組立体の操作説明図である。

符号の説明

１光コネクタ
２ハウジング
３フェルール組立体
４挿入体
５封止体
６ラッチ
９フェルール
１０ホルダ
１０ａフランジ部
１２圧縮コイルバネ
１３キャビティ
１４窪み
１４ａ係合部
１４ｂ嵌合部

Claims

光ファイバを終端させる光コネクタにおいて、
フェルールの貫通孔の一端部に前記光ファイバが終端処理されると共に他端部を収容保持するホルダとよりフェルール組立体を構成してなり、前記ホルダは背面が圧縮コイルバネを案内する案内筒と弾性力が付勢される矩形状のフランジ部とを有し、ファイバが終端処理される前側は前記フランジ部と連続した案内部を呈しており、
キャビティ内に前記フェルール組立体を収納するよう所定形状に形成してなり、前記フェルール組立体はその光ファイバの終端側が一端開口部に突出保持されると共に他端開口部を閉蓋する蓋体との間に架設した前記圧縮コイルバネにより進退自在にて保持するハウジングを備えてなり、
前記ハウジングの一端開口部側は前記フェルール組立体のフランジ部の案内部と関連して正対する嵌合部と前記矩形状のフランジ部と係合する係合部とで前記フェルール組立体の収容位置を規定し、
前記キャビティの係合部に対する前記フランジ部の離脱位置が前記圧縮コイルバネの密着高さに略一致するように構成してなることを特徴とする光コネクタ。
前記ホルダのフランジ部と連続した案内部は円錐台である請求項１記載の光コネクタ。
前記矩形状のフランジ部は、
前記フェルールの貫通孔を中心として等角度分割形状である請求項１及び２記載の光コネクタ。