JP2014052490A - 多心コネクタ付テープ心線 - Google Patents

Abstract

【課題】テープ心線を構成する複数の光ファイバ心線が複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線を含み、そのマルチコアの光ファイバを軸回転方向に調整して捻り歪が加わっても、光ファイバが捻り歪による静疲労により破断するのを抑制する。
【解決手段】多心コネクタ付テープ心線１００は、複数の光ファイバ心線２０が並行に設けられて一体化したテープ心線１０と、テープ心線１０の複数の光ファイバ心線２０の一端部が接続された多心コネクタ４０とを備える。テープ心線１０の複数の光ファイバ心線２０は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線２０を含む。マルチコア光ファイバ心線２０は、多心コネクタ４０と接続された一端部において、所定長がテープ心線１０から単心に分離されて多心コネクタ４０に導入されている。
【選択図】図１

Description

本発明は多心コネクタ付テープ心線に関する。

テープ心線を構成する複数の光ファイバ心線を一括接続する際には多心コネクタが用いられる（非特許文献１）。

ＪＩＳ Ｃ５９８１「Ｆ１２形多心光ファイバコネクタ」

ところで、テープ心線を構成する複数の光ファイバ心線が中心に単一のコアを有するシングルコア光ファイバ心線の場合には、多心コネクタ内において、各光ファイバの中心位置の調整だけを行えばよい。

ところが、テープ心線を構成する複数の光ファイバ心線が複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線である場合、多心コネクタ内において、各光ファイバの中心位置の調整に加えて軸回転方向の調整も必要となる。そして、光ファイバを軸回転方向に調整すると、光ファイバに捻り歪が加わり、その状態が保持されると、光ファイバが静疲労により破断する虞がある。

本発明の課題は、テープ心線を構成する複数の光ファイバ心線が複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線を含み、そのマルチコアの光ファイバを軸回転方向に調整して捻り歪が加わっても、その捻り歪による静疲労により光ファイバが破断するのを抑制することである。

本発明は、
複数の光ファイバ心線が並行に設けられて一体化したテープ心線と、
前記テープ心線の前記複数の光ファイバ心線の一端部が接続された多心コネクタと、
を備えた多心コネクタ付テープ心線であって、
前記テープ心線の前記複数の光ファイバ心線は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線を含み、
前記マルチコア光ファイバ心線は、前記多心コネクタと接続された一端部において、所定長が前記テープ心線から単心に分離されて前記多心コネクタに導入されている。

本発明によれば、テープ心線を構成する複数の光ファイバ心線が複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線を含み、そのマルチコアの光ファイバを軸回転方向に調整して捻り歪が加わっても、マルチコア光ファイバ心線が、多心コネクタと接続された一端部において、所定長がテープ心線から単心に分離されて多心コネクタに導入されているので、光ファイバに加わる捻り歪がその部分で緩和され、その結果、捻り歪による静疲労により光ファイバが破断するのを抑制することができる。

実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線の一例の一端部の斜視図である。 テープ心線の斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）はテープ心線の変形例を示す横断面図である。 マルチコア光ファイバ心線の斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）はマルチコアの光ファイバの変形例の横断面図である。 マルチコアの光ファイバの別の変形例の横断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は多心コネクタの斜視図である。 実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線の変形例の正面図である。 （ａ）及び（ｂ）は光ファイバの軸回転方向の調整を示す説明図である。 光ファイバの軸回転方向への調整による捻り歪を説明するための図である。 実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線の変形例を示す平面図である。 実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線の別の変形例を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線の他の別の変形例を示す平面図である。 実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線の他の多心コネクタ付テープ心線への接続方法の説明図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線１００の一例を示す。

本実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線１００は、テープ心線１０とその両端部に設けられた多心コネクタ４０とを備える。多心コネクタ付テープ心線１００の長さは、用途にもよるが例えば１〜１０ｍである。

図２はテープ心線１０を示す。

テープ心線１０は、並行に設けられた複数の光ファイバ心線２０とそれらを被覆して一体化させる連結被覆層３０とを有する。テープ心線１０の横断面形状は、例えば、図１に示すように左右の一対の半円の円弧の上下をそれぞれ直線で連結した扁平形状である。テープ心線１０の幅は、複数の光ファイバ心線２０の心数にもよるが例えば０．６〜３．２ｍｍである。テープ心線１０の厚さは例えば０．３〜０．４ｍｍである。

複数の光ファイバ心線２０の心数としては、図２に示す４心の他、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示す２心、８心、１０心、及び１２心が挙げられる。相互に隣接する光ファイバ心線２０は、図１に示すように間隔を有さず且つ側面同士が接触するように設けられている。

複数の光ファイバ心線２０は、図１に示すように全てがマルチコア光ファイバ心線２０であってもよく、また、少なくとも１本のマルチコア光ファイバ心線２０が含まれていれば、シングルコアの光ファイバ心線２０が含まれていてもよい。

図４はマルチコア光ファイバ心線２０を示す。

マルチコア光ファイバ心線２０は、マルチコアの光ファイバ２１とそれを被覆する被覆層２２とを有する。マルチコア光ファイバ心線２０の横断面形状は典型的には円形である。マルチコア光ファイバ心線２０の外径は例えば２５０μｍである。

光ファイバ２１は、複数のコア２１ａとクラッド２１ｂとを有する。光ファイバ２１は例えば石英ガラスで形成されている。光ファイバ２１の横断面形状は、図４に示す円形であってもよく、また、図５（ａ）〜（ｃ）それぞれ示すいわゆるＤ形や六角形及び五角形等の多角形であってもよい。光ファイバ２１の外径は例えば１２５〜２００μｍである。

複数のコア２１ａのそれぞれにはゲルマニウム等のドーパントがドープされて相対的に高屈折率化されている。複数のコア２１ａの数としては、図４に示す７個の他、１９個、３７個が挙げられ、例えば２〜５０個である。複数のコア２１ａは、図４に示すように横断面において三角格子を形成するように配設されていてもよく、また、図６示すように横断面において正方格子を形成するように配設されていてもよく、つまり、回転対称或いは線対称に配設されていてもよく、さらに、規則性を有さずに配設されていてもよい。コア２１ａの直径は例えば８〜１１μｍである。

複数のコア２１ａの外径は、全てが同一であってもよく、また、異なるものが混在していてもよい。相互に隣接するコア２１ａ間の間隔は例えば２０〜５０μｍである。

クラッド２１ｂにはドーパントがドープされていない或いは屈折率を低くするフッ素等のドーパントがドープされて相対的に低屈折率化されている。

被覆層２２は、例えば紫外線硬化型のウレタンアクリル系樹脂で形成されている。被覆層２２の厚さは例えば２５〜６２．５μｍである。

連結被覆層３０は、例えば紫外線硬化型のウレタンアクリル系樹脂で形成されている。連結被覆層３０の厚さは例えば２５〜７５μｍである。

テープ心線１０の一端部及び他端部のそれぞれでは、一定長の連結被覆層３０が除去されてマルチコア光ファイバ心線２０が単心に分離されており、また、マルチコア光ファイバ心線２０の先端部で一定長の被覆層２２が除去されて光ファイバ２１が露出している。テープ心線１０の連結被覆層３０の除去長さ、つまり、マルチコア光ファイバ心線２０の単心分離長は、後述の捻り歪の低減の観点から、好ましくは１００ｍｍ以上、より好ましくは１５０ｍｍ以上である。マルチコア光ファイバ心線２０の被覆層２２の除去長さは４ｍｍ程度である。なお、テープ心線１０にシングルコアの光ファイバ心線２０が含まれている場合でも、その先端部の連結被覆層３０及び被覆層２２は除去されて光ファイバ２１が露出している。また、本出願におけるマルチコア光ファイバ心線２０の単心分離とは、テープ心線１０の一端部或いは他端部において、テープ心線１０の連結被覆層３０のみが除去されて少なくともマルチコア光ファイバ心線２０の所定長が単心に分離された部分を有する構造を意味し、連結被覆層３０及びマルチコア光ファイバ心線２０の被覆層２２の両方が同一長さだけ除去されて光ファイバ２１のみが単心に分離されただけの構造を含まない。

図７（ａ）及び（ｂ）は多心コネクタ４０を示す。

多心コネクタ４０はいわゆる樹脂製のＭＴコネクタで構成されている。多心コネクタ４０は、先端面に開口した幅方向に間隔をおいて配設された複数の光ファイバ保持孔４１と、後端面の中心に開口した単一の心線導入孔４２とが内部で連通した中空部材である。

光ファイバ保持孔４１の数はテープ心線１０の光ファイバ心線２０の心数と同じである。光ファイバ保持孔４１の横断面形状は光ファイバ２１の横断面形状に対応して同一であり、その形状は、例えば、図７（ａ）に示すように円形であってもよく、また、光ファイバ２１の横断面形状が正六角形等のような非円形の場合、図８に示すようにそれに対応した正六角形等の非円形であってもよい。つまり、マルチコア光ファイバ心線２０に含まれる光ファイバ２１の横断面形状が非円形であり、また、多心コネクタ４０に設けられた光ファイバ保持孔４１の横断面形状が光ファイバ２１の横断面形状に対応した非円形であり、マルチコア光ファイバ心線２０の光ファイバ２１が多心コネクタ４０の光ファイバ保持孔４１に回転不能に内嵌めされた構成であってもよい。このように光ファイバ保持孔４１の形状が非円形の場合、特にそれが対称性を有さない場合、後述の光ファイバ２１の軸回転方向の調整操作の容易化が図られることとなる。

多心コネクタ４０の内部には、各光ファイバ心線２０の先端部の光ファイバ２１が心線導入孔４２から導入されたとき、それを対応する光ファイバ保持孔４１に案内するファイバガイド溝が形成されている。多心コネクタ４０の上面には、コネクタ内部に連通した接着剤注入口４３が形成されている。多心コネクタ４０の先端面の複数の光ファイバ保持孔４１の両側のそれぞれには、後端面まで貫通したガイドピン孔４４が形成されている。

本実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線１００の組立においては、テープ心線１０の一端部及び他端部のそれぞれにおいて、所定長の連結被覆層３０を除去してマルチコア光ファイバ心線２０を単心に分離すると共にその先端部の一定長の被覆層２２を除去して光ファイバ２１を露出させ、それを、多心コネクタ４０の後端面の心線導入孔４２から導入する。このとき、マルチコア光ファイバ心線２０の先端部の露出した光ファイバ２１がコネクタ内部のガイド溝によって光ファイバ保持孔４１に内嵌めされるように案内される。しかしながら、この状態では、光ファイバ２１の中心位置は調整されるものの、複数のコア２１ａは、必ずしも他の多心コネクタと接続した際にコア２１ａ同士が突き合わされる正しい配置とはならず、また、テープ心線１０に複数のマルチコア光ファイバ心線２０が含まれる場合には、通常、図９（ａ）に示すように、光ファイバ２１間で軸回転方向の配置も揃わない。そこで、この段階で、光ファイバ２１を捻って軸回転方向の調整を行い、複数のコア２１ａを、他の多心コネクタと接続した際にコア２１ａ同士が突き合わされる正しい配置とし、また、図９（ｂ）に示すように、光ファイバ２１間で軸回転方向の配置を揃える。この軸回転方向の調整操作は、多心コネクタ４０の後方のマルチコア光ファイバ心線２０を捻ることにより行い、そして、軸回転方向の調整を行った状態で接着剤注入口４３からコネクタ内部に接着剤を注入して硬化させることにより光ファイバ２１を固定する。

本実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線１００によれば、テープ心線１０を構成する複数の光ファイバ心線２０が複数のコア２１ａを有するマルチコア光ファイバ心線２０を含み、その光ファイバ２１を軸回転方向に調整して捻り歪が加わっても、マルチコア光ファイバ心線２０が、多心コネクタ４０に接続された一端部及び他端部において、所定長がテープ心線１０から単心に分離されて多心コネクタ４０に導入されているので、光ファイバ２１に加わる捻り歪がその部分で緩和され、その結果、捻り歪による静疲労により光ファイバ２１が破断するのを抑制することができる。

ここで、光ファイバ２１の軸回転方向への調整による捻り歪について説明する。

図１０に示すように光ファイバ２１を半径ｒの円柱にモデル化し、基準面から長さ方向の距離ｄｘの面での捻れ角をｄφとすると、単位長さ当たりの捻れ角θは、
θ＝ｄφ／ｄｘ ・・・（１）
となる。

このとき、ファイバ側面における弧ＡＢ＝弧ＣＤ及びＡＤ＝ＢＣ＝ｄｘの曲面ＡＢＣＤは、捻れ角ｄφにより曲面ＡＢＣ’Ｄ’に歪む。これは、弧ＣＤが弧Ｃ’Ｄ’にずれて捻り歪γを生じる純剪断変形と見なせ、
γ＝ＣＣ’／ＡＣ＝ｒｄφ／ｄｘ＝ｒθ ・・・（２）
となる。

また、ポアソン比νを考慮すると（２）式は、
γ＝ｒθ／（１＋ν） ・・・（３）
となる。

例えば、マルチコア光ファイバ心線２０の単心分離長さが１０ｍｍの場合、外径０．１７ｍｍの光ファイバ２１を１０°捻ったとき、（１）式より、
θ＝π／１８（ｒａｄ）／１０（ｍｍ）＝π／１８０
となる。

また、石英ガラスのポアソン比は０．１７であり、（３）式より、
γ＝［｛（０．１７）／２×π／１８０｝／（１＋０．１７）］＝０．１２７（％）
となる。使用環境で光ファイバ２１に許容される捻り歪は０．２％とされており、従って、このγ＝０．１２７％は長期信頼性の確保に十分なものである。

光ファイバ２１に加わる捻り歪γは小さいことが好ましく、具体的には、光ファイバ２１に加わる捻り歪γは、０．２％よりも小さくすれば、１０ＦＩＴ（ｃｏｒｅ１００ｋｍ）の故障率となり長期信頼性が確保出来る。なお、光ファイバ２１の横断面形状が多角形等の非円形の場合には、半径ｒを最大外径の半分とすればよい。

本実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線１００では、テープ心線１０の一端部及び他端部のそれぞれにおいて、マルチコア光ファイバ心線２０の単心分離位置は、図１に示すように多心コネクタ４０外に位置付けられていてもよく、また、多心コネクタ４０内に位置付けられていてもよい。

マルチコア光ファイバ心線２０の単心分離位置が多心コネクタ４０外に位置付けられている場合、多心コネクタ４０外に露出した単心に分離されたマルチコア光ファイバ心線２０を保護する観点からは、図１１に示すように、マルチコア光ファイバ心線２０の単心に分離された部分を含むテープ心線１０の一端部及び／又は他端部は、ブーツ５０が被せられて多心コネクタ４０に導入されていてもよい。なお、マルチコア光ファイバ心線２０の単心分離位置が多心コネクタ４０内に位置付けられている場合であっても、テープ心線１０の一端部及び／又は他端部にブーツ５０が被せられて多心コネクタ４０に導入されていてもよい。

また、多心コネクタ４０外に露出した単心に分離されたマルチコア光ファイバ心線２０を保護する観点からは、図１２に示すように、マルチコア光ファイバ心線２０の単心に分離された部分を含むテープ心線１０の一端部は、後加工により単心に分離されたマルチコア光ファイバ心線２０を含む複数の光ファイバ心線２０が一体化した後加工一体化部６０が構成されていてもよい。

さらに、多心コネクタ４０外に露出した連結被覆層３０の端部からの縦裂けを防止する観点からは、連結被覆層３０の端部に補強手段が設けられていてもよい。かかる補強手段としては、例えば、図１３（ａ）に示すように、連結被覆層３０の端部に厚肉部３１を形成する構成、図１３（ｂ）に示すように、連結被覆層３０の端部を外嵌めして補強する補強部材７０等が挙げられる。

本実施形態に係る多心コネクタ付テープ心線１００を他の多心コネクタ付テープ心線１００’と接続する際には、多心コネクタ４０の一対のガイドピン孔４４にガイドピン８０を突出するように差し込み、それらのガイドピン８０を他の多心コネクタ付テープ心線１００’の同様に加工された他の多心コネクタ４０’のガイドピン孔４４に挿入し、そして、図１４（ａ）に示すように、それらのガイドピン８０による案内によって多心コネクタ４０の先端面と他の多心コネクタ４０’の先端面とを近接させた後に突き合わせて両方の光ファイバ２１の複数のコア２１ａ同士を接続し、最後に、図１４（ｂ）に示すように、両方の多心コネクタ４０間にクランプスプリング９０を係合させて固定する。

本発明は多心コネクタ付テープ心線について有用である。

１００ 多心コネクタ付テープ心線
１００’ 他の多心コネクタ付テープ心線
１０ テープ心線
２０ （マルチコア）光ファイバ心線
２１ 光ファイバ
２１ａ コア
２１ｂ クラッド
２２ 被覆層
３０ 連結被覆層
３１ 厚肉部
４０ 多心コネクタ
４０’ 他の多心コネクタ
４１ 光ファイバ保持孔
４２ 心線導入孔
４３ 接着剤注入口
４４ ガイドピン孔
５０ ブーツ
６０ 後加工一体化部
７０ 補強部材
８０ ガイドピン
９０ クランプスプリング

Claims (7)

1. 複数の光ファイバ心線が並行に設けられて一体化したテープ心線と、
   前記テープ心線の前記複数の光ファイバ心線の一端部が接続された多心コネクタと、
   を備えた多心コネクタ付テープ心線であって、
   前記テープ心線の前記複数の光ファイバ心線は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバ心線を含み、
   前記マルチコア光ファイバ心線は、前記多心コネクタと接続された一端部において、所定長が前記テープ心線から単心に分離されて前記多心コネクタに導入されている多心コネクタ付テープ心線。
2. 請求項１に記載された多心コネクタ付テープ心線において、
   前記マルチコア光ファイバ心線に含まれる光ファイバの横断面形状が非円形であり、
   前記多心コネクタに設けられた光ファイバ保持孔の横断面形状が前記光ファイバの横断面形状に対応した非円形であり、
   前記マルチコア光ファイバ心線の前記光ファイバが前記多心コネクタの前記光ファイバ保持孔に内嵌めされている多心コネクタ付テープ心線。
3. 請求項１又は２に記載された多心コネクタ付テープ心線において、
   前記マルチコア光ファイバ心線の単心分離位置が前記多心コネクタ外に位置付けられている多心コネクタ付テープ心線。
4. 請求項３に記載された多心コネクタ付テープ心線において、
   前記マルチコア光ファイバ心線の単心に分離された部分を含む前記テープ心線の一端部は、ブーツが被せられて多心コネクタに導入されている多心コネクタ付テープ心線。
5. 請求項３又は４に記載された多心コネクタ付テープ心線において、
   前記マルチコア光ファイバ心線の単心に分離された部分を含む前記テープ心線の一端部は、後加工により単心に分離された前記マルチコア光ファイバ心線を含む前記複数の光ファイバ心線が一体化している多心コネクタ付テープ心線。
6. 請求項３乃至５のいずれかに記載された多心コネクタ付テープ心線において、
   前記テープ心線は、前記複数の光ファイバ心線が連結被覆層で被覆されて構成されており、
   前記テープ心線の一端部における連結被覆層の端部に補強手段が設けられている多心コネクタ付テープ心線。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載された多心コネクタ付テープ心線において、
   前記マルチコア光ファイバ心線の単心に分離された部分に加わっている捻り歪が０．２％よりも小さい多心コネクタ付テープ心線。

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