JP2012027320A

JP2012027320A - 光ファイバコネクタ

Info

Publication number: JP2012027320A
Application number: JP2010167222A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tanazawa; 昌弘棚沢
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-02-09
Also published as: US20120020626A1

Abstract

【課題】従来に比べて組み付けの作業効率を改善し、光ファイバと光電変換素子との結合効率の低下を抑えること。
【解決手段】光ファイバコネクタ１０を、光ファイバ取り付け穴２１及び凸レンズ２４等、光学系に関係する箇所を有する光学系部品２０と、ストッパ受け部３１の底平面３３、オスネジ３４及びフランジ３５等、光学系に関係しない箇所を有するホルダ３０の２つの部品から構成し、光学系部品２０をホルダ３０に組み付けることにより光ファイバコネクタ１０を為す。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ファイバを取り付け、光ファイバと光電変換素子とをレンズによって光学的に結合する光ファイバコネクタに関する。

近年、データ通信量のさらなる高速化・大容量化にともなって、光ファイバと光電変換素子（発光素子又は受光素子）との間で光信号を伝送する光通信が急速に普及している。

光通信では、光ファイバ及び光電変換素子を固定し、レンズにより光ファイバと光電変換素子とを光学的に結合する光ファイバコネクタが用いられる。

光ファイバは、光ファイバコネクタに取り付けられるために、先端部分が光プラグに収納される。光プラグは、中心に貫通孔を有する円筒状のフェルールを有しており、光ファイバの先端部分はこの貫通孔に配設される。

一方、光ファイバコネクタには、光ファイバのフェルールを収容するための光ファイバ取り付け穴が設けられる。また、光ファイバコネクタには、光電変換素子を収容するための光電変換素子収容部が設けられる。

そして、光ファイバコネクタは、光ファイバ及び光電変換素子が固定された状態で、光ファイバの先端から出射された光をレンズで集光して光電変換素子（受光素子）へ出射し、光電変換素子（発光素子）から出射された光をレンズで集光して光ファイバの先端へ出射する。

従来の光ファイバコネクタ（レセプタクル）は、レンズの材質が他の部分（本体）と異なる場合が多く、レンズと本体とが別体で作成された後、レンズが本体に組み付けられることによって製造される（特許文献１参照）。

特開平７−６３９４８号公報

ここで、光ファイバと光電変換素子との光学的な結合効率を高めるためには、光ファイバのフェルールの軸線（中心線）と光ファイバコネクタのレンズの光軸とを高精度に配置する必要がある。

したがって、光ファイバコネクタの光ファイバ取り付け穴は、その内径がフェルールの外径とほぼ同じ大きさで、その中心線がレンズの光軸と一致するように、高精度に形成される必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示された従来の技術は、レンズが、光ファイバ取り付け穴を含む本体と別体であるため、レンズを本体に組み付ける際に、レンズの光軸と光ファイバ取り付け穴の中心線を合わせる調芯作業が困難であり、作業効率が悪いという問題を有する。

また、従来の技術は、フランジと光ファイバ取り付け穴を一体で製造するため、フランジに応力が加わったときに光ファイバ取り付け穴が歪み易く、光ファイバと光電変換素子との結合効率が低下するおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、従来に比べて組み付けの作業効率を改善することができ、光ファイバと光電変換素子との結合効率の低下を抑えることができる光ファイバコネクタを提供することを目的とする。

本発明の光ファイバコネクタは、光ファイバと光電変換素子とを光学的に結合するレンズと、前記光ファイバのフェルールを収容する光ファイバ取り付け部と、他の機器に固定するためのフランジと、を具備する光ファイバコネクタであって、前記光ファイバ取り付け部及び前記レンズを含む、光学系に関係する箇所を有する光学系部品と、前記フランジを含む、光学系に関係しない箇所を有するホルダと、から構成され、前記ホルダに前記光学系部品を組み付けることにより為る。

さらに、本発明の光ファイバコネクタは、前記光学系部品が、光透過性の樹脂材料を射出成形することによって形成される。

本発明によれば、光ファイバ取り付け穴とレンズを一体成形することができるので、組み立て時においてレンズの光軸と光ファイバ取り付け穴の中心線を合わせる調芯作業が不要となり、従来に比べて作業効率を改善することができる。

また、本発明によれば、光ファイバ取り付け穴及びレンズがフランジから独立しているため、フランジに応力が加わっても光ファイバ取り付け穴及びレンズが歪み難く、結合効率の低下を抑えることができる。

本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタの正面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタの側面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタの正面断面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタに取り付けられる光ファイバケーブルの正面部分断面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタの光学系部品の正面断面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのホルダの正面断面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのバリエーション１の正面断面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのバリエーション２の正面断面図本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのバリエーション３の正面部分断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

〔光ファイバコネクタの構成〕
図１から図３は、本実施の形態に係る光ファイバコネクタを示す図であり、図１は正面図、図２は側面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。

光ファイバコネクタ１０の軸線ＣＬに沿った方向の一方の端部（図１、図３において左端部）には、光ファイバをフェルール５１（図４参照）とともに取り付けるための光ファイバ取り付け穴２１が設けられる。光ファイバ取り付け穴２１は、その内径がフェルール５１の外径とほぼ同じ大きさの片端開口の穴である。光ファイバ取り付け穴２１の開口端には、フェルール５１を滑らかに案内するためにテーパ２２が設けられる。

一方、光ファイバコネクタ１０の軸線ＣＬに沿った方向の他方の端部（図１、図３において右端部）には、光電変換素子を収容した光電変換素子パッケージ（図示せず）を保持するための光電変換素子取り付け穴２３が設けられる。光電変換素子取り付け穴２３は、片端開口の穴である。

また、光ファイバ取り付け穴２１の底面中央部及び光電変換素子取り付け穴２３の底面中央部には、両凸形状のレンズ２４が形成される。光ファイバ取り付け穴２１の中心線および凸レンズ２４の光軸は軸線ＣＬと一致する。

光ファイバ取り付け穴２１の外周先端部には、円環状空隙のストッパ受け部３１が設けられる。ストッパ受け部３１は、第１案内面３２、第２案内面２５及び底平面３３からなる。

ストッパ受け部３１の外周には、光ファイバケーブル５０（図４参照）を螺設するため、光ファイバケーブル５０のメスネジ５６（図４参照）と螺合するオスネジ３４が加工される。

光ファイバコネクタ１０の中央部にはフランジ３５が設けられ、フランジ３５には、ビスによる取り付け用の貫通穴３６ａ、３６ｂが設けられる。

〔光ファイバケーブルの構成〕
図４は、図１から図３に示した光ファイバコネクタに取り付けられる光ファイバを有する光ファイバケーブルの正面部分断面図である。

光ファイバケーブル５０内の光ファイバは、光ファイバコネクタ１０に取り付けられるために、先端部分がフェルール５１に収納される。フェルール５１は、中心に貫通孔を有する円筒形状であり、光ファイバの先端部分は当該貫通孔に配設される。光ファイバは、光ファイバケーブル５０に対して軸線ＣＬを中心に回動自在である。また、光ファイバは、自然状態において図示しないバネ部材の付勢によってフェルール５１の先端が所定の位置になるように、光ファイバケーブル５０に、軸線ＣＬ方向に移動可能に保持される。

光ファイバを光ファイバコネクタ１０に取り付ける際、フェルール５１は、光ファイバ取り付け穴２１に挿入される。

光ファイバケーブル５０の、フェルール５１の外周部分には、円環状のストッパ５２（端面５５）が形成される。光ファイバケーブル５０を光ファイバコネクタ１０に取り付ける際、光ファイバケーブル５０のストッパ５２の外周面５３、内周面５４が、それぞれストッパ受け部３１の第１案内面３２、第２案内面２５に案内され、ストッパ受け部３１の底平面３３に、ストッパ５２の端面５５が当接する。

ストッパ５２の外周には、光ファイバコネクタ１０のオスネジ３４と螺合するメスネジ５６が加工される。

〔光ファイバコネクタの部品〕
図３に示すように、光ファイバコネクタ１０は、光学系部品２０とホルダ３０の２つの部品から構成され、光学系部品２０をホルダ３０に圧入することにより組み立てられる。

図５は、光ファイバコネクタ１０の光学系部品２０の正面断面図であり、図６は、光ファイバコネクタ１０のホルダ３０の正面断面図である。

光学系部品２０は、例えば、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等の光透過性の樹脂材料を射出成形することによって形成される。光学系部品２０は、簡易な形状であるので射出成形により容易に形成することができる。

光学系部品２０は、光ファイバ取り付け穴２１及び凸レンズ２４等、光学系に関係する箇所を有する。

また、光学系部品２０の側面は段付き円筒形状であり、光ファイバ取り付け穴２１の周辺外周にはホルダ３０に組み付けられるための第１の筒状部２６が形成され、段付き部２７を介して、光電変換素子取り付け穴２３の周辺外周には第１の筒状部２６よりも外径が大きい第２の筒状部２８が形成される。なお、第１の筒状部２６の先端部は、ストッパ５２の内周面５４を案内する第２案内面２５を兼ねる。

ホルダ３０は、光学系部品２０と同じ光透過性を有する樹脂材料で形成されても良く、ナイロンやアセタール等の機械強度特性に優れた樹脂材料やスチール等の金属材料等、光学系部品２０と異なる材料で形成されてもよい。

ホルダ３０は、ストッパ受け部３１（第１案内面３２及び底平面３３）、オスネジ３４及びフランジ３５等、光学系に関係しない箇所を有する。

また、ホルダ３０には、光学系部品２０を組み付けるための貫通穴３７と、光学系部品２０を組み付けた際に第２の筒状部２８と干渉しないための逃げ穴３８が形成される。

貫通穴３７の内径は、第１の筒状部２６の外径とほぼ同じ大きさである。貫通穴３７の逃げ穴３８側の開口端には、光学系部品２０を滑らかに案内するためにテーパ３９が設けられる。逃げ穴３８の内径は、第２の筒状部２８の外径よりも大きい。

光学系部品２０の第１の筒状部２６をホルダ３０の貫通穴３７に挿入し、光学系部品２０の段付き部２７をホルダ３０の逃げ穴３８の底面に当接させることにより、光ファイバコネクタ１０は組み立てられる。

〔本実施の形態の効果〕
以上のように、本実施の形態によれば、光ファイバコネクタ１０を、光学系に関係する箇所の光学系部品２０と光学系に関係しない箇所のホルダ３０とに分離し、光学系に関係する光ファイバ取り付け穴２１と凸レンズ２４を一体成形する。

これにより、組み立て時において、凸レンズ２４の光軸と光ファイバ取り付け穴２１の中心線を合わせる調芯作業が不要となり、従来に比べて作業効率を改善することができる。

また、光ファイバコネクタ１０全体としては複雑な形状であっても、光学系に関係する箇所の光学系部品２０は簡易な形状とすることができるので、射出成形する際の金型を作りやすく、同軸度の調整を行いやすく、精度を上げることができる。

また、ホルダ３０は、光学系に関係しないので、寸法精度を緩和することができ、フランジ３５の制作を容易に行うことができる。

また、光学系である光ファイバ取り付け穴２１及び凸レンズ２４が、フランジ３５から独立しているため、光ファイバ取り付け穴２１及び凸レンズ２４に直接負荷がかかる状況が少なくなり、光ファイバ取り付け穴２１及び凸レンズ２４が歪みにくく、光ファイバと光電変換素子との結合効率の低下を抑えることができる。

また、ストッパ受け部３１が、光学系部品２０をホルダ３０に組み付けた後は円環状となるが、光学系部品２０とホルダ３０が分離した状態では、円筒状になるので、底平面３３を座繰りにより容易に加工することができる。

〔バリエーション〕
上記では、光ファイバコネクタ１０の組み立てを、光学系部品２０をホルダ３０に圧入することにより行う場合について説明したが、本発明は、これに限られず、他の方法により組み立てを行うこともできる。以下では、光ファイバコネクタ１０の組み立て方法のバリエーションについて図面を用いて説明する。

図７は、本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのバリエーション１の正面断面図である。図７に示すように、バリエーション１では、光学系部品２０の第２の筒状部２８に１又は複数の突起６１を設け、ホルダ３０の逃げ穴３８の側面の、突起６１に対応する部分に突起６１と同数の貫通穴６２を設ける。そして、突起６１と貫通穴６２とを係合させることにより、光ファイバコネクタ１０の組み立てを行うこともできる。なお、貫通穴６２の代わりに凹みとすることもできる。

図８は、本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのバリエーション２の正面断面図である。図８に示すように、バリエーション２では、光学系部品２０の第１の筒状部２６に、先端部２５の外径が中央部の外径よりもやや大きくなるように段差７１を設ける。そして、段差７１部分においてホルダ３０のストッパ受け部３１の底平面３３と係合させることにより、光ファイバコネクタ１０の組み立てを行うこともできる。このとき、ホルダ３０の貫通穴３７に、ストッパ受け部３１側から逃げ穴３８側に向かって内径が拡がるようにテーパを付けても良い。

図９は、本発明の一実施の形態に係る光ファイバコネクタのバリエーション３の正面部分断面図である。図９に示すように、バリエーション３では、光学系部品２０の第２の筒状部２８に１又は複数の突起８１を設け、ホルダ３０の逃げ穴３８の側面の、突起８１に対応する部分にＬ字型の切り欠き部８２を設ける。また、切り欠き部８２の先端部分は先に行くほど細くなるようにテーパが付けられている。そして、突起８１を切り欠き部８２の位置に合わせて、光学系部品２０の第１の筒状部２６をホルダ３０の貫通穴３７に挿入し、光学系部品２０を回転させることにより、突起８１を切り欠き部８２の先端部分に嵌合させて光ファイバコネクタ１０の組み立てを行うこともできる。

本発明に係る光ファイバコネクタは、光ファイバと光電変換素子との間で光信号を伝送する光通信の分野に使用することができる。

１０光ファイバコネクタ
２０光学系部品
２１光ファイバ取り付け穴
２３光電変換素子取り付け穴
２４凸レンズ
３０ホルダ
３１ストッパ受け部
３５フランジ
５０光ファイバケーブル
５１フェルール
５２ストッパ

Claims

光ファイバと光電変換素子とを光学的に結合するレンズと、
前記光ファイバのフェルールを収容する光ファイバ取り付け部と、
他の機器に固定するためのフランジと、
を具備する光ファイバコネクタであって、
前記光ファイバ取り付け部及び前記レンズを含む、光学系に関係する箇所を有する光学系部品と、
前記フランジを含む、光学系に関係しない箇所を有するホルダと、
から構成され、
前記ホルダに前記光学系部品を組み付けることにより為る光ファイバコネクタ。
前記光学系部品は、光透過性の樹脂材料を射出成形することによって形成される、請求項１に記載の光ファイバコネクタ。
前記光ファイバの円環状のストッパの先端と底面で当接することにより、前記光ファイバの前記レンズの光軸方向の位置決めを行う円環状空隙のストッパ受け部を具備し、
前記ストッパの外周面を案内する前記ストッパ受け部の第１案内面を前記光学系部品により構成し、
前記ストッパの内周面を案内する前記ストッパ受け部の第２案内面及び前記底面を前記ホルダにより構成する、
請求項１または請求項２に記載の光ファイバコネクタ。
前記ホルダは、前記光学系部品の前記ストッパ受け部の第２案内面の外径とほぼ同じ内径の貫通穴を有し、
前記ホルダの貫通穴に前記光学系部品の前記ストッパ受け部の第２案内面部分を圧入することにより、前記光学系部品は前記ホルダに組み付けられる請求項３に記載の光ファイバコネクタ。
前記光学系部品は、突起を有し、
前記ホルダは、貫通穴または凹みを有し、
前記ホルダの貫通穴または凹みに前記光学系部品の突起を係合させることにより、前記光学系部品は前記ホルダに組み付けられる請求項３に記載の光ファイバコネクタ。
前記光学系部品の前記ストッパ受け部の第２案内面は、先端部の外径が中央部の外径よりもやや大きくなるように段差を有し、
前記ホルダは、前記光学系部品の前記ストッパ受け部の中央部の第２案内面の外径とほぼ同じ内径の貫通穴を有し、
前記ホルダの貫通穴に前記光学系部品の前記ストッパ受け部の第２案内面部分を挿入し、前記ホルダの前記ストッパ受け部の底面部分に前記光学系部品の前記段差部分を係合させることにより、前記光学系部品は前記ホルダに組み付けられる請求項３に記載の光ファイバコネクタ。
前記光学系部品は、突起を有し、
前記ホルダは、Ｌ字形の切り欠き部を有し、
前記ホルダのＬ字形の切り欠き部から前記光学系部品の突起を挿入し、前記光学系部品を回転させることにより、前記ホルダのＬ字形の切り欠き部の先端部分に前記光学系部品の突起を嵌合させることにより、前記光学系部品は前記ホルダに組み付けられる請求項３に記載の光ファイバコネクタ。