JP2014510313A - ファイバクランプ開溝を有する光ファイバコネクタフェルール - Google Patents

Abstract

光ファイバクランプ開溝（２４）を有する、光ファイバコネクタ（１０）用フェルール（１２）。フェルールは光ファイバ（２０）の終端部をクランプするための複数本の開溝（２４）を有する本体（１３）を有する。溝の縦長開口の少なくとも一区画に、クランプ効果を与えるための対向するリップが設けられる。溝の少なくとも一区画に沿うリップ間に定められる縦長開口の幅は、締り嵌めを生じさせるため、光ファイバの直径より狭い。溝及び縦長開口の幅は、溝に対するファイバの動きを可能にするためのいかなるクリアランスも無しにファイバを保持するための形状及び寸法につくられる。位置合せガイドピン（１８）用の同様の溝をフェルール本体に設けることができる。溝は、型打ち及び押出のような、高スループットプロセスによって精密形成される。

Description

関連出願の説明

本出願は２０１１年４月５日に出願された米国仮特許出願第６１/４７２１３３号の優先権を主張する。

本発明は光ファイバコネクタに関し、特に光ファイバコネクタのフェルールに関する。

光ファイバ導波路を介する光信号の伝送には多くの利点があり、その用途は多様である。単に可視光を離れた場所に送るだけに一本または複数本のファイバ導波路を用いることができる。複雑な電話及びデータ通信システムは複数の特定の光信号を伝送することができる。これらの装置はファイバをエンドツウエンド関係で結合し、結合は光損失の一因である。ファイバリンクの総光損失がシステムに対する指定された光コネクタ損失バジェット以下であることを保証するには、２本のファイバの研磨端の精密な位置合せが必要である。単一モード遠距離通信級ファイバに対し、これは一般に１０００ｎｍより小さいコネクタファイバ位置合せ許容精度に対応する。これは、マルチギガビットレートで動作する平行ファイバリンク及び単ファイバリンクのいずれにおいても、ファイバの位置合せに適用されるコンポーネントがサブミクロン精度で組立て及び製作されなければならないことを意味する。

光ファイバ接続において、光ファイバコネクタは１本ないし複数本のファイバを収めるケーブルの末端を終端し、永久接続より迅速な接続及び切離しを可能にする。コネクタは、光がエンドツウエンドで通り得るように、ファイバのコアを機械的に結合し、位置合せする。優れたコネクタではファイバの反射または位置ずれによる光損失が非常に少ない。マルチギガビットレートで動作する、平行／複ファイバリンク及び単ファイバリンクのいずれにおいても、コネクタはサブミクロン精度で製作されたサブコンポーネントから組み立てられなければならない。そのような精密レベルでのパーツの作製は、それほど達成困難ではなく、得られる最終製品が経済的であるように、完全に自動化された、非常に高速なプロセスでなされなければならない。

現在の光ファイバコネクタは多年にわたり基本設計に変更がなされていない。基本コネクタユニットはコネクタアセンブリである。図８は、ＵＳ Ｃｏｎｅｃ社(US Conec Ltd.)から販売されている、光ファイバ１１２を収めているケーブル１１０のための光ファイバコネクタ１００の一例を示す。コネクタは、フェルール１０２，フェルールハウジング１０４，ケーブル外被またはブーツ１０６，位置合せガイドピン１０８及び、ハウジングの内外に備えられる、その他のハードウエア（例えば、ケーブル歪逃げ、圧着具、バイアス印加ばね、スペーサ、等）からなるコンポーネントのアセンブリを有する。フェルール１０２及びファイバ１１２の終端面は研磨される。光ファイバコネクタ１００のフェルール１０８は、軸方向バイアスを与えて２つのコネクタ内のファイバの研磨端面をエンドツウエンド構成で相互に押し付けるため、バネ装荷される。ほとんどの場合、目的は結合されるファイバ間に物理的接触を確立して光の損失を防止することである。物理的接触により、コネクタ挿入損失及び反射損失を高めるであろう、２本のファイバ間に閉じ込められる空気層を回避することができる。２つのコネクタのフェルールを確実に結合させるためには、図示されていない、アダプタが必要である（それぞれのコネクタのフェルールハウジング１０４がアダプタに差し込まれる）。

ＵＳ Ｃｏｎｅｃ社で製造された、図８に示される光ファイバコネクタは、日本電信電話株式会社に譲渡された、特許文献１に開示されている構造によるとされている。特許文献１に示されているように、光ファイバコネクタは、複数本の個光ファイバを有する光ファイバリボンを受け入れ、個光ファイバをあらかじめ定められた関係に保つ。光ファイバコネクタは別の光ファイバコネクタと、一方の光ファイバコネクタの複数本の個光ファイバを他方の光ファイバコネクタの複数本の個光ファイバと位置合せするように、（例えばアダプタを用いて）嵌合することができる。

ＵＳ Ｃｏｎｅｃ社によるフェルール１０２は一般に、光ファイバ１１２の終端及び位置合せピン１０８をブロックに挿入するに十分なクリアランスを与える、一連の有余スルーホールを有するプラスチックブロックの形態にある。フェルール１０２はガラス粒子で強化されていることが多い可塑性ポリマーのモールド成形によって形成される。フェルールブロック１０２の穴を通して複数本の光ファイバ１１２の終端を挿入するため、光ファイバの保護外被及び緩衝（樹脂）層が剥ぎ取られて終端近傍のクラッド層が露出され、クラッド層はエポキシ樹脂層で被覆される。光ファイバの終端は次いで、フェルールの有余穴に通される。エポキシ樹脂を硬化させると、光ファイバ１１２はフェルール１０２に確実に保持される。同様に、位置合せピン１０８の末端はピン用に設けられたフェルール１０２の有余穴に挿入される前にエポキシ樹脂で被覆される。

上述したフェルールにはいくつかの重大な欠点がある。射出成形構造では本質的に十分な許容精度が確保されない。ポリマーは堅くなく、ファイバケーブルまたはコネクタハウジングに荷重（力またはモーメント）がかかると変形する。ポリマーは長期間にわたるクリープ及び熱膨張／収縮も受け易い。フェルールの有余穴のクリアランスはさらにファイバのエンドツウエンド位置合せの許容精度に影響する。エポキシ樹脂は硬化時に収縮し、収縮はプラスチックフェルールの曲げを生じさせる。さらに、エポキシ樹脂は時間の経過とともにクリープし、コネクタ内で印加されるバネ荷重の軸方向バイアスの下で、フェルールの穴内の（隣接するファイバの末端に押し付けられている）光ファイバ端の往復運動または引込みを生じさせる。これは対向するファイバ端面の表面接触インターフェースの完全性を弱める。上記及びその他の欠陥の結果、得られる許容精度は低く、現今の光ファイバ用途に一層望ましい高い許容精度が得られない。

現在、現行のファイバコネクタは製造コストが高すぎること並びに信頼性及び損失特性の向上が望ましいことが一般に認められている。ファイバコネクタの許容精度は改善されなければならず、光ファイバが短距離／超短距離用通信媒体に選ばれることになるとすれば、ファイバコネクタの製作コストは引き下げられなければならない。通信システム、データ処理及びその他の信号伝送システムにおける、比較的広汎で増加し続ける光ファイバの利用は、ファイバ端子を相互結合する、満足できる有効な手段への要求を生じさせた。

米国特許第５２１４７３０号明細書

したがって、低挿入損失及び低反射損失が得られ、使用の容易さ及び高信頼性を低環境敏感性とともに提供し、低コストで作製できる、新規な光ファイバコネクタ構造、特に新規なフェルール構造を開発することが望ましい。

本発明は、従来技術のフェルール及びコネクタの欠点の多くを克服する光ファイバコネクタ用フェルールを提供する。本発明にしたがうフェルールは、低挿入損失及び低反射損失が得られ、使用の容易さ及び高信頼性を低環境敏感性とともに提供し、低コストで作製できる、光ファイバフェルールを有する光ファイバコネクタを提供する。

本発明の一態様において、フェルールは、エポキシ樹脂または相補形精密パーツを必要とせずに光ファイバを確実にクランプすることができる、精密構造がその上に形成された開放構造、すなわちファイバクランプ開溝を有する。一実施形態において、フェルールは、光ファイバの終端部を受け入れてクランプするための複数本の開溝がその一表面上に平行に形成されている、本体を有する。本発明の別の態様において、溝の縦長開口の少なくとも一区画に、クランプ効果を与えるための対向するリップが設けられる。溝の少なくとも一区画に沿うリップ間で定められる縦長開口の幅は、溝の縦長開口への光ファイバの末端部の横からの挿入を可能にするが、光ファイバを溝内に安静に保持する、堅嵌め（例えば締り嵌め）をファイバに対してつくるため、光ファイバの直径より狭い。溝及び縦長溝開口の幅は溝に対するファイバの動きを可能にするようなクリアランスは全くなしにファイバを保持するための形状及び寸法につくられる。溝は光ファイバの外形と合致するように丸底を有することができ、あるいは平底またはＶ字溝を有することができる（すなわちファイバと溝の壁の間に空間が生じる）。ファイバとの接触面積を大きくし、ファイバ内により一様な弾性応力を与えるから、丸底が好ましい。

一実施形態において、溝の縦長開口の幅は溝の全長に沿って一様である。別の実施形態において、溝開口の一区画またはいくつかの区画だけが（例えば、光ファイバの端面に近い溝の端、及び／または溝の他方の端において）リップで狭められる。

別の実施形態において、同様の溝を位置合せガイドピンのためにフェルール本体に設けることができる。

本発明の別の態様において、溝は、型打ち及び押出のような、高スループットプロセスによって精密形成される。一実施形態において、初めに精密型打ちで形成され、続いて、例えば、開口の対向する２つの縁において材料を開口側に寄せてリップを形成するためにフェルール本体の上面を型打ちするかまたは叩くことによるか、あるいは開口のコーナーにおいて材料を溶融させ、溝の開口側に流動させてリップを形成するためにレーザ加工することによって、溝の開口が狭められる。

別の実施形態において、開口が狭められた溝はダイを通すブランクの押出によって形成される。

一実施形態において、フェルール本体は金属材料でつくられ、金属材料は、高い剛性を有するか（例えばステンレス鋼）、化学的に不活性であるか（例えばチタン）、高温で安定であるか（例えばニッケル合金）、熱膨張が小さいか(例えばインバー)、あるいは他の材料と熱膨張が整合する（例えばガラスとの整合のためのコバール）ように、選ぶことができる。

本発明にしたがうフェルールは従来技術の欠陥の多くを克服し、この結果、低挿入損失及び低反射損失が得られ、使用の容易さ及び高信頼性を低環境敏感性とともに提供し、低コストで作製することができる、光ファイバコネクタが得られる。

本発明の本質及び利点を、また好ましい使用態様も、さらに十分に理解するためには、添付図面とともに読まれる、以下の詳細な説明が参照されるべきである。図面において、同様の参照数字は全図面を通して同様または類似の要素を指す。

図１は本発明の一実施形態にしたがう光ファイバコネクタ内で使用するためのフェルールを含むアセンブリの斜視図を示す。 図２は本発明の一実施形態にしたがうフェルール及び光ファイバアセンブリの分解組立図である。 図３Ａは本発明の一実施形態にしたがうフェルールの斜視図である。 図３Ｂは、ファイバ及びガイドピンを含む、図１の線３Ｂ−３Ｂに沿ってとられたフェルールの断面図である。 図３Ｃは溝の拡大断面図である。 図３Ｄは図１の線３Ｄ−３Ｄに沿ってとられたフェルールの断面図である。 図３Ｅはフェルールの溝の別の実施形態の断面図である。 図３Ｆは溝及び位置合わせピンの拡大断面図である。 図４は、本発明の一実施形態にしたがう、型打ちによってフェルールの構造を形成するプロセスを簡略に示す。 図５は、本発明の別の実施形態にしたがう、レーザ加工によって溝の開口を狭める別のプロセスを簡略に示す。 図６は、本発明の別の実施形態にしたがう、押出によりフェルールの構造を形成する別のプロセスを簡略に示す。 図７は本発明の一実施形態にしたがうフェルールを形成するためのブランクの押出のために用いられるダイを示す。 図８は従来技術の光ファイバコネクタを示す。

以下に本発明を様々な実施形態に関し図面を参照して説明する。本発明は本発明の課題を達成するための最善の態様に関して説明されるが、本発明の精神または範囲を逸脱することなく本明細書の教示の下で変形がなされ得ることは当業者には当然であろう。

本発明は、従来技術のフェルール及びコネクタの欠点の多くを克服する、光ファイバコネクタ用のフェルールを提供する。本発明にしたがうフェルールは、低挿入損失及び低反射損失が得られ、使用の容易さ及び高信頼性を低環境鋭敏性とともに提供し、低コストで作製することができる、光ファイバフェルールを有する光ファイバコネクタを提供する。

図１は、本発明の一実施形態にしたがうフェルール１２を含むコンポーネントのアセンブリを有する、光ファイバアセンブ１０の斜視図を示す。コネクタ１０はさらに、（破線で示される）フェルールハウジング１４，（破線で示される）ケーブルブーツ１６及び位置合わせガイドピン１８を有する。フェルール１２は複数本の光ファイバ２０（例えばスリーブ２７内に保持されて光ファイバリボンケーブル２２を形成する１２本のファイバ）のための構造につくられる。リセス２８がスリーブ２７をリセス２８に完全に受け入れるような大きさにつくられる。図１は光ファイバ１０の単純化した図である。本発明にしたがう構造につくられたフェルール１２以外の、光ファイバアセンブリ１０の他のコンポーネントには、図８に示される光ファイバアセンブリに見られるコンポーネントを含めることができる（すなわち、本発明にしたがうフェルールはＵＳ Ｃｏｎｅｃ社によって提供されるＭＴＯ/ＭＰＯ光ファイバコネクタに後付け互換で使用できるようにつくることができる）。

本発明の一態様において、フェルールは、エポキシ樹脂または相補形精密パーツを必要とせずに光ファイバを確実に保持できる、精密構造がその上に形成されている開放構造を有する。図２は本発明の一実施形態にしたがうフェルール１２及び光ファイバアセンブリの分解組立図である。図３Ａ〜３Ｄも参照すれば、フェルール１２は本体１３を有し、本体１３には複数本の縦長開溝２４フェルール本体１３のリセス２８内の表面上に平行に形成されている。図３Ｄに一層明確にみられるように、溝２４はリセス２８内の高台２９上に形成される。溝２４は光ファイバ２０の終端部（保護緩衝層及び外被層がない、クラッド層が露出された剥出し区画）を受け入れる。ファイバリボン２２のスリーブ２７は、スリーブ２７並びにスリーブ内のファイバ２０上の保護緩衝層及び外被層を収容するための別の余地を提供する、リセス２８のフロア区画３０内に嵌め込まれる。

溝２４は、ファイバ２０を、例えば締り嵌め（または圧入）により、クランプすることによってファイバ２０（保護緩衝層及び外被層がない、クラッド層が露出された剥出し区画）を確実に保持するための構造につくられる。本明細書を通して言及されるように、本発明の文脈において、また機械工学分野における通常の用法と変わらず、用語「締め代」は個々のパーツの許容精度をこえる、嵌合パーツ間の寸法関係を指す。許容精度は制御されたプロセスによるパーツの作成に関する公称寸法からの寸法変動または偏差の所期限界である。実寸法は公称寸法周りの許容範囲内にあるであろう。対照的に、締め代は２つの嵌合パーツ間の所望の締り嵌めを与えるために２つの嵌合パーツの少なくとも一方を所期公称諸元の寸法及び形状に意図的につくることによって達成される。所期の締め代の達成が意図された公称寸法に対する製造許容精度があるであろう。言い換えれば、製造プロセスにおける許容差がゼロであっても、実寸法は嵌合パーツの公称寸法であって、それでも所期通りの締め代が得られるであろう。締り嵌めは、ファイバ２０が所定の場所にクランプされ、したがって、ファイバの位置及び方位が溝２４の場所及び平行度によって設定されることを保証する。締り嵌めの使用は、光ファイバの直径より大きくしなければならない穴を有する、図８に示されるようなモールド成形フェルールの使用と対照的である。したがって、有余穴は光ファイバの位置を律しない。

図３Ｅに示されるような一実施形態において、フェルール２１２の本体２１３の溝２２４は一般に、半円底８４から延びるほぼ平行な壁８２をそれぞれが有する、概ねＵ字形のチャネルとすることができる。平行壁８２間の距離Ｘ（すなわち縦長開口２２３の幅Ｘ）は、締り嵌めを与えるため、光ファイバ２０（保護緩衝層及び外被層がない、クラッド層が露出された剥出しファイバ）の直径よりも若干小さくなるような寸法につくられる（本明細書を通して言及されるように、光ファイバの直径は、保護緩衝層及び外被層がない、クラッド層が露出された剥出しファイバの直径、例えば１２５μｍ、を指す）。この締り嵌めだけで、ファイバ２０の末端を溝２２４内にクランプするに十分であり得る。

本発明の別の態様において、溝２４によるファイバ２０のクランプを容易にするため、溝２４の縦長開口２３の幅Ｗは光ファイバ２０の直径より若干狭くつくられる。特に、開口２３は縦長２３の対向する縦長の縁につくられるリップ２５によって定められる。縦長開口２３の幅Ｗは、光ファイバの終端部の締り嵌めによる溝への縦長開口への横方向挿入を可能にするように、若干小さい寸法につくられる。締め代の大きさは、溝内へのファイバの装填がリップの弾性変形または僅かな塑性変形だけを生じるように、製造プロセスによって設定することができる。溝は塑性変形するべきではなく、塑性変形するとファイバ位置の正確度に影響を与えるであろう。

詳しくは、ファイバ２０をフェルール１２に取り付けるため、ファイバ２０の終端部が縦長開口２３を通して（すなわち溝の軸方向ではなく）スナップ作用により長さに沿って溝２４に押し込まれ、ファイバ２０の先端はフェルール本体１３の端面の先に若干突き出る。さらに、縦長開口２３の幅Ｗ及び溝２４は、２本の隣接するファイバの端面間の光結合に対する厳しい許容値を確保するため、溝に対するファイバ端面の軸方向及び横方向の動きに対するクリアランスを全く与えずに、光ファイバ２０の終端部を安静に保持するような寸法及び形状につくられる。ファイバ２０と溝２４の間の嵌合面に沿って締め代が与えられていれば、溝内に剥き出しファイバを保持するためにエポキシ樹脂は全く必要ではないであろう。

締め代を与える別の方法がある。一方法は、溝２４の半円部にファイバが押し込まれるように、リップ２５をファイバの上面に向けて押し下げることである。別の方法は、溝の側壁にファイバを側方からクランプさせることである。第１の手法において、リップの弾性変形がクランプ力を与える。第２の手法において、縦壁からの締め代が弾性変形して、ファイバ側面をクランプする。溝及びリップを適切な形状及び寸法につくることによって両手法を合わせて実施することができる。溝とファイバの間の締め代によって生じる接触圧はファイバの強度をこえるべきではないことに注意されたい。接触圧は、ファイバを溝内に保持し、溝内のファイバの軸方向滑動に対抗する摩擦を発生するに十分に大きいだけとすべきである。数μｍの締まり代しか必要ではない。一般に、締め代は数μｍより小さく、さらには１ないし２μｍである。

限定ではなく、例として、一実施形態において、コバール（５４％Ｆｅ，２９％ＮＩ，１７％Ｃｏ）でつくられたフェルール内の、シリカでつくられ、直径が１２５μｍの光ファイバ２０に対し、溝２４の長さは１〜３ｍｍとすることができ、溝２４の直径または幅（すなわち最大横寸法Ｄ）は０．１２４ｍｍであり、縦長開口２３の幅は１０５μｍである。与えられる締め代は約１μｍであり、シリカ及びコバール材料に対して適切である。石英ガラスは圧縮強度が非常に高く、したがって、締り嵌めによる高い接触圧に耐えるであろう。

図３Ｃに示される実施形態を参照すれば、円筒形光ファイバ２０に対し、溝２４はファイバ２０の円筒面に一致する（開口２３部を除いて）概ね円形の断面を有する円筒形である。それぞれのファイバ２０の上面において縦長部はそれぞれの縦長開口２３によって露出される。ファイバ２０のこの露出部は開口２３の平面３２より上に若干突き出すか、好ましくは、開口２３の平面３２と共面であるかまたは平面３２より下にある。特に、溝２４は、縦長開口２３を定める縦長リップ２５で終端する円筒壁によって定められる概ね円形の断面を有する円筒形空間であると見なすことができる。あるいは、溝２４は、ファイバ２０の外形に一致する、丸い（例えば半円の）底及び縦長開口２３を定める内向きの縦長リップ２５で終端する円筒壁によって定められる概ねＵ字形の断面を有する円筒形空間であると見なすことができる。いずれの場合も、溝２４の側壁はリップ２５の近くでファイバ２０の垂直接線に対して約５°〜２０°の角θをなして開口２３に向けて内側に傾く。

図３Ｃに示される実施形態は、ファイバ２０の本体に概ね一致する、溝２４の断面形状を示す。ファイバ２０は、溝２４の底及び他の部分にファイバ２０の上部を押し付けているリップ２５により、溝２４内に確実に「クランプ」される。図示される実施形態において、ファイバ２０は、開口２３の近くを除き、溝２４の壁全体に押し付けられて示される。これにより、ファイバの実質的に全周に実質的に一様な圧力が与えられ、ファイバまたはコアの屈折率における応力誘起変化による、ファイバ２０を通って伝送される光信号への影響は小さい。しかし、やはりファイバ２０を溝内に確実に保持するに十分な締り嵌めを与えるであろう異なる断面をもつ溝構造をフェルールに形成することは十分に本発明の範囲及び精神の内にある。例えば、溝は、平坦であるかまたは湾曲した底、湾曲した側壁あるいは平坦な底に対して垂直であるかまたは若干の発散角をなす側壁（例えばＶ字底）、及び溝の縦長開口を定める内向きリップを有することができる。これらの溝形状は、湾曲するファイバ壁と溝の平坦であるかまたは湾曲した側壁の間にいくらかの空間を生じさせるであろうが、それにもかかわらず、ファイバに対する溝のリップ２５及び／または垂直壁によるクランプ作用が溝内のファイバの動きを可能にするクリアランスを全く与えないであろう。

ファイバ２０が溝２４内に完全に保持されていて、溝のリップ２５及び底のような溝のプロファイルが溝内のファイバ２０の位置を規定していれば、ファイバ２０は溝によってフェルールに高精度で位置決めされる。したがって、例えば対向する光ファイバコネクタにおけるファイバの位置合せのため、フェルール１２内のファイバ２０の相対位置（例えば間隔）はフェルール内で高精度で維持される。

図３Ｃに示される実施形態において、縦長開口２３の幅Ｗは溝２４の全長に沿って一様である。別の実施形態（図示せず）においては、溝開口に沿うある区画またはいくつかの区画に狭められた幅Ｗが存在し、溝開口の残り部分の幅はＤである。例えば、フェルール本体１３の端面近くの縦長溝開口に沿う区画（例えば０.５〜２.０ｍｍ長区画）の幅を縦長開口の残り部分の幅より狭くすることができる。したがって、光ファイバ２０の端面近くの小部分だけは締り嵌めによって溝内に確実にクランプされるが、ファイバにかかる横方向圧力が軽減されてファイバの歪開放が可能になるように、ファイバ２０の残り部分の溝内のある程度の動きを可能にする。この実施形態においては、狭められた開口幅Ｗになっていない、溝が広い区画内のファイバ部分に対し、広い溝区画内のファイバに緩衝を与えるため、緩衝層及び／または外被層をファイバに残すことができる。この実施形態にしたがうフェルールは光学的位置合せが厳格なファイバの端面近くにだけクランプ圧力をかけ、よって光ファイバの応力誘起変化による信号劣化を生じさせる光学収差へのクランプ圧力の影響を小さくすることができる。別の実施形態において、溝開口に沿う他の区画にも狭められた幅Ｗを与えることができる。例えば、溝の逆端において溝開口の幅を狭められた幅Ｗとすることができる。溝の両端において溝をきつくすることにより、リボンケーブルにかけて印加され得るであろう小さなモーメントに耐えるための手段が与えられる。

図３Ｆも参照すれば、相接する光ファイバコネクタの位置合せを容易にするため、位置合せピン１８のための縦長開口５４をフェルール本体１３に設けることができる。溝５４は上で論じたファイバ溝２４と同様の構造を有する。詳しくは、溝５４には縦長開口５３が設けられる。溝５４は、例えば締り嵌めにより、位置合せピン１８を確実にクランプするための寸法及び形状につくることができる。ファイバ溝２４に対するリップ２５と同様の、縦長リップ５５を溝５４の対向する縦長縁に設けることができる。位置合せピン１８は光パーツではないから、信号劣化に関する要件を除き、上で論じたものと同様の要件を位置合せピン１８のための溝５４に適用することができる。それにもかかわらず、縦長開口５４に沿うリップ５５の場所に関していえば、ファイバが終端するフェルール本体の端面の近くの区画において、さらに溝５４の逆端において、あるいはさらに溝の両端において、開口５３にリップ５５を設けることができる。ピン溝５４の断面プロファイルは同じフェルール上のファイバ溝２４の断面プロファイルと異なり得る。

限定ではなく、例として、一実施形態において、コバール材でつくられたフェルール内の、ステンレス鋼でつくられ、直径が０.７ｍｍの位置合せピン１８に対し、溝５４の長さは５〜１５ｍｍとすることができ、溝５４の直径または幅（すなわち最大横寸法Ｄ_ｐ）は０.６９８ｍｍであり、縦長開口５３の幅Ｗ_ｐは０.５６０ｍｍである。与えられる締め代は約２μｍであって、コバール及びステンレス鋼材料に対して適切である。

本発明にしたがうフェルールに対し、ファイバ２０及び位置合わせピン１８を光ファイバコネクタ内に確実かつ精確に位置決めするための保持プレートまたは相補形フェルールは必要ではない。図２，３Ｂ及び３Ｃを参照すれば、ファイバ位置合せ機能を全く果たさず、ファイバ２０及び位置合わせピン２０を位置決めするに有効な支持には全く役に立たない、防塵カバー２６を備えることができる。言い換えれば、カバー２６には、光ファイバを別の光ファイバに精密に位置合せするように保持するためのフェルールの役割は与えられていない。カバー２６は、リセス２８の平坦面３０からのファイバの曲りを防止するためにファイバ本体１３のリセスに緩めに嵌めることができる、低精度パーツとすることができる。しかし、カバー２６はフェルール本体１３のリセス２８へのファイバリボン２２のクランプを提供することができる。カバー２６は、リセス２８に嵌り込む突出部３６を有することができる。突出部３６が開口２４の表平面３２上に載るか、カバー２６の薄い周縁部９０が開口５４の表平面５２上に載るか、または両者ともそれぞれの表平面３２及び５２上に載ることができるかのいずれかである。別の実施形態（図示せず）において、突出部３６は省くことができ、これによりカバー２６は一様な厚さを有する平板の形態になる。

本発明の別の態様において、ファイバ溝及び位置合わせピン溝５４は、型打ちまたは押出のような高スループットプロセスによって精密形成される。図４は、本発明の一実施形態にしたがう、上で論じたフェルール１２の溝構造を精密型打ちによって形成する工程を簡略に示す断面図を簡略に示す。ファイバ溝２４及び位置合わせピン溝５４に同じ型打ち手順が適用される。図４は、ファイバ溝または位置合せピンとすることができる、１本の溝の領域を示すために簡略化されている。実際には、全てのファイバ溝（例えば１２本の溝）及び２本の位置合せピン溝が同時に形成される。したがって、図４には詳しくは示されていないが、同じブランク上に形成されるべき複数本のファイバ溝２４及びピン溝５４に対応する様々なパンチに適切な寸法の多くの構造があるであろう（図４(Ｆ)を見よ）。

工程(Ａ)において、（全体的にはフェルール本体１３であるが溝はない外形にあらかじめ形成することができる）金属ブランク２００が突出している縦長Ｕ字形構造２０４を有するパンチ２０２の下に置かれる。工程(Ｂ)において、型打ちすると、Ｕ字形構造２０４によって縦長Ｕ字形溝２０６がブランク２００に形成される。Ｕ字形溝２０６の深さは、溝が最終的に、溝の開口に隣接する接上平面に対して、ファイバ／ピンの上部を若干上に突き出させるか、共面にするかまたは若干下にして、ファイバ／ピンを保持するに十分に深くなるように、選ばれる。例えば、Ｕ字形溝は、ファイバ溝２４に対しては（所望の締め代を可能にするため）約１２５μｍの幅を、また位置合せピン溝５４に対しては（所望の締め代を可能にするため）約７００μｍの幅を有する。工程(Ｃ)において、Ｕ字形溝２０６をもつブランク２００が、Ｕ字形溝２０６の開口より広い距離で隔てられた２本の平行な縦長突出構造２１０（例えば突出構造２１０の中心線はＵ字形溝２０６の縁から約４０μｍにある）を有する別のパンチ２０８の下に置かれる。工程(Ｄ)において、型打ちすると、突出構造２１０がブランク２００の上面に当たり、縦長リップ２０５が形成されるようにブランクの材料を押して、溝２０６の開口を狭める。工程(Ｅ)において、パンチ２０８を取り外した後、出来上がった溝は、上で論じたファイバ溝２４または位置合せピン溝５４のような、所望の形状、寸法及び締め代を有するであろう。図４(Ｆ)は、パンチ２０２全体及び、型打ちによる全体フェルールの形成プロセスにおいて上の工程(Ｂ)にかけられている、ブランク２００の例の略図である。

上述から、従来技術で実施されるプラスチックフェルールにおけるスルーホールの形成に比較して、開放チャネルまたは溝がより容易かつ精密に形成され得ることを理解することができる。

所望の寸法及び形状を有する型打ち品を提供するための寸法及び形状へのパンチ２０２及び２０８の製作のような、上記型打ちプロセスの普通に知られているその他の詳細は省略した。例えば、パンチ２０２は、ファイバ／ピンの挿入を容易にするために溝２０６の縦長開口の縁が若干丸められるに適する形状につくることができる。さらに、図４のそれぞれの工程はそれぞれの工程の結果を達成するための２つ以上の副工程を含むことができる。例えば、工程(Ｂ)における溝２０６の形成には、仕上パンチ２０２で叩く工程が続く前打ち工程を含めることができる。他にも上の議論から省略されている中間工程があり得る。

精密型打ちプロセス及び装置は、本発明の譲受人に共通に譲渡されている、米国特許第７３４３７７０号の明細書に開示されている。この特許明細書はその全体が参照として本明細書に含められる。上記特許明細書に開示されているプロセス及び型打ち装置は本発明のフェルールの精密型打ちに適合させることができる。

図５は図４の工程(Ｂ)後に形成された溝の開口を狭める別のプロセスを簡略に示す。この実施形態においては、レーザ溶接と同様に、工程(Ａ)において、縦長リップ２０５'を形成するために溝２０６の縦長開口の縦長縁においてブランクの材料をスポット溶融するため、レーザビーム３００が当てられる。溶融した材料は溝２０６の開口に向けて流れ込んで、溝開口を狭める。工程(Ｂ)において、溶融した材料が固化した後、リップ２０５'が形成される。

図６は、押出によりフェルールの構造を形成する、別のプロセスを簡略に示す。この実施形態にしたがえば、フェルール本体１３並びに溝２４及び５４の外形が単一押出工程で形成される。容器７４内のビレットまたはブランク（例えば金属ブランク）をラム７０がダイ７６を通して押し出して、押出品７８を形成する。適切なダイ７６を与えることで、上に論じた溝構造を有するフェルール１２が形成される。図７は本発明の一実施形態にしたがうフェルール１２を形成するためのビレットまたはブランク７２の押出に用いたダイ７６の断面図を示す。ダイ７６はフェルール１２の溝及びその他の本体構造に相補的な構造を有するパンチ８０を含む。ブランク７２がダイを押し通らされて、フェルール１２が得られる。

一実施形態において、フェルール本体は金属材料でつくられ、金属材料は良好な温度寸法安定性を有するように選ぶことができる（例えばインバー）。

本発明にしたがうフェルールは従来技術の欠陥の多くを克服する。フェルールの溝とファイバ及び位置合わせピンの間の、パーツ間の動きを生じさせるであろう、クリアランスを全く無くすことにより、位置合せピン及びファイバを互いに対して一層正確に配置することができる。例えばフェルールは指定された位置合せ余裕に影響を与えずにより大きな寸法変動に順応することができるから、ファイバ及びピンの間隔は環境条件の変化の下で一層良く維持され得る。このようにして形成された光ファイバコネクタにより、低挿入損失及び低反射損失が達成される。本フェルール構成により、従来技術のフェルールの穴にエポキシ樹脂被覆ファイバを通す態様に比較して、ファイバ終端のフェルールへの容易な取付けも可能になる。エポキシ樹脂を用いないことで、光ファイバコネクタの信頼性はエポキシ樹脂材料の経時変化／クリープの影響を全く受けない。フェルールに対して適切な材料を選ぶことにより、光ファイバコネクタの性能は温度変動にほとんど感応しない。フェルールの開放構造は、低コスト／高スループットプロセスである、型打ち及び押出のような大量生産プロセスに適している。

好ましい実施形態を参照して本発明を詳しく示し、説明したが、本発明の精神、範囲及び教示を逸脱することなく形態及び詳細に様々な変更がなされ得ることが当業者には当然であろう。したがって、開示された発明は、単に説明と見なされるべきであり、添付される特許請求の範囲に指定される範囲だけに限定されるべきである。

１０ 光ファイバコネクタ
１２ フェルール
１３ フェルール本体
１４ フェルールハウジング
１６ ケーブルブーツ
１８ 位置合わせガイドピン
２０ 光ファイバ
２２ 光ファイバリボンケーブル
２３ 縦長開口
２４ 開溝
２５ リップ
２６ 防塵カバー
２７ スリーブ
２８ リセス

Claims (22)

1. 光ファイバコネクタ内で光ファイバを支持するためのフェルールにおいて、
   本体、及び
   前記本体の表面に設けられた複数本の縦長開溝、
   を有し、
   それぞれの前記溝が縦長開口を有し、
   それぞれの前記溝は光ファイバをクランプすることによって前記溝内に前記光ファイバを確実に保持するための寸法につくられる、
   ことを特徴とするフェルール。
2. 前記溝が、前記溝内に前記光ファイバを確実に保持して前記溝に対する前記ファイバの動きを防止するための寸法及び形状につくられることを特徴とする請求項１に記載のフェルール。
3. 前記溝が、前記溝に対する前記光ファイバの動きを可能にするための前記光ファイバとの間のいかなるクリアランスも無しに、前記溝内に前記光ファイバを確実に保持することを特徴とする請求項２に記載のフェルール。
4. 前記溝が、エポキシ樹脂または補助体を必要とせずに、前記溝内に前記光ファイバを確実に保持することを特徴とする請求項３に記載のフェルール。
5. 前記縦長開口が、前記開口の少なくとも一区画に沿って対向する縁に形成された、２つの対向するリップによって定められる幅を有し、前記幅が前記光ファイバの直径より小さく、よって前記光ファイバが締り嵌めによって前記溝内に確実に保持されることを特徴とする請求項１に記載のフェルール。
6. 前記幅が前記リップを含む同じ断面内の前記溝の最大幅より小さいことを特徴とする請求項５に記載のフェルール。
7. 前記溝が、前記溝内に前記光ファイバを確実に保持して前記溝に対する前記ファイバの動きを防止するための寸法及び形状につくられることを特徴とする請求項６に記載のフェルール。
8. 前記溝が、前記溝に対する前記光ファイバの動きを可能にするための前記光ファイバとの間のいかなるクリアタンスも無しに、前記溝内に前記光ファイバを確実に保持することを特徴とする請求項７に記載のフェルール。
9. 前記溝が、エポキシ樹脂または補助体を必要とせずに、前記溝内に前記光ファイバを確実に保持することを特徴とする請求項８に記載のフェルール。
10. 前記溝が断面において半円形の底を有することを特徴とする請求項９に記載のフェルール。
11. 前記縦長開口の前記幅が前記溝の全長に沿って一様であることを特徴とする請求項５に記載のフェルール。
12. 前記リップが前記縦長開口の全体に沿って縦方向に延びることを特徴とする請求項１１に記載のフェルール。
13. 前記溝が底及び前記底から延びる対向する側壁を有する、断面プロファイルを前記溝が有し、前記側壁が垂直線より内向きに傾けられることを特徴とする請求項１に記載のフェルール。
14. 前記対向する側壁が、前記溝の前記縦長開口の幅を定める、対向するリップで終端し、前記幅が同じ断面プロファイル内の最大幅より小さいことを特徴とする請求項１３に記載のフェルール。
15. 前記本体の前記表面に複数本のピン溝をさらに有し、それぞれの前記ピン溝が縦長開口を有し、それぞれの前記ピン溝は位置合せピンをクランプすることによって前記ピン溝内に前記位置合わせピンを確実に保持するための寸法及び形状につくられることを特徴とする請求項１に記載のフェルール。
16. 光ファイバコネクタにおいて、
    請求項１に記載のフェルール、及び
    前記フェルールを支持するハウジング
    を有することを特徴とする光ファイバコネクタ。
17. 請求項１６に記載のフェルールを作製する方法において、
    複数本の溝を有する前記本体をブランクから形成する工程、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 前記形成する工程が、それぞれが縦長開口を有する複数本のＵ字形チャネルを形成するためにブランクを型打ちする工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記形成する工程が、前記Ｕ字形チャネルの前記縦長開口の少なくとも一区画を狭める工程をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記狭める工程が、前記Ｕ字形チャネルの前記開口に隣接する材料を前記開口に向けて内側に押し込んで前記開口の前記区画を狭めるために、前記材料を型打ちする工程を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記狭める工程が、材料を前記開口に向けて流し込んで前記開口の前記区画を狭めるために前記開口の前記区画の対向する縁をスポット溶融する工程を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. 前記形成する工程が、前記溝を形成するために前記ブランクを押し出す工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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