JP2017083674A

JP2017083674A - フェルール

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Publication number: JP2017083674A
Application number: JP2015212588A
Authority: JP
Inventors: 知弘彦坂; Tomohiro Hikosaka; 省一渡井; Shoichi Watai
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: JP6652812B2

Abstract

【課題】接着剤を均一に硬化させることができると共に、接着剤の固着力を向上させることのできるフェルールを提供する。【解決手段】光ファイバの芯線１４を収容するフェルール本体１６と、フェルール本体が挿入されるフェルール挿入孔１７ａと、光ファイバで導光される光線を屈折させるレンズ部２１とを有するレンズフェルール１７Ａとを備え、フェルール挿入孔の内周面に、梨地加工部１５０、１５１が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、光ファイバの端部を保持するフェルールに関する。

従来よりレーザ光などの光を伝達する光ファイバが光通信分野で広く用いられている。

このような光ファイバの端部は、筒状のフェルールにより保持され、光ファイバ同士を接続する光コネクタ等に適用されている。

この種のフェルールに関する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１等）。

図８および図９に示すように、特許文献１に係るフェルールＦ１００は、フェルール本体１１６と、フェルール本体１１６の先端に嵌合するレンズキャップ１１７とを備えている。

そして、フェルール本体１１６は、フェルール円筒部の中心軸線に沿って光ファイバ１４の挿入穴を備えると共にフェルール円筒部の前端部に嵌合用小径部の前端面に当接する基部１２０と、基部１２０の前端面に設けた中心軸線を頂点とする凸レンズ部１２１と、基部１２０の後端部の外周から突出する嵌合用小径筒に外挿する嵌合用筒部１１３を備えている。

また、フェルール本体１１６の嵌合用小径部１１６ａは、レンズキャップ１１７の嵌合用筒部１１７ａに嵌合されて固着されている。

特開２０１４−２２８８４６号公報

ここで、フェルール本体とレンズ付きフェルール（レンズフェルール）とは、紫外線硬化型透明接着剤等で固着されている。

ところが、接着剤に対して紫外線を均一に照射することが難しく、接着剤の硬化が不均一になり易いという不都合がある。

このため、不均一に硬化した接着剤の収縮により、フェルール本体およびレンズフェルールに歪みを生じ、光ファイバの調心ズレが発生して、光損失が増大するという問題があった。

さらに、紫外線硬化型透明接着剤等が塗布されるフェルール本体およびレンズフェルールの対向面は比較的平滑であるため、紫外線照射によって硬化した接着剤の固着力が弱く、剥がれ易いという難点があった。

そのため、フェルール本体とレンズフェルールが、光ファイバの接続作業時などに、接着剤の剥離等によって分離あるいは脱落してしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、接着剤を均一に硬化させることができると共に、接着剤の固着力を向上させることのできるフェルールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るフェルールは、光ファイバの芯線を収容するフェルール本体と、前記フェルール本体が挿入されるフェルール挿入孔と、前記光ファイバで導光される光線を屈折させるレンズ部とを有するレンズフェルールと、を備え、前記フェルール挿入孔の内周面に、梨地加工部が設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフェルールにおいて、前記光ファイバの芯線の先端と、該先端に対向配置される前記レンズフェルールの端面との間に形成される第１の接着剤貯留部と、前記レンズフェルールの後端部と、前記フェルール本体との間に形成される第２の接着剤貯留部と、をさらに備え、前記第１の接着剤貯留部に貯留される接着剤によって、前記光ファイバの芯線の先端のみと該先端に対向配置される前記レンズフェルールの端面との間を接着すると共に、前記第２の接着剤貯留部に貯留される接着剤によって、前記レンズフェルールの後端部のみと前記フェルール本体との間を接着することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフェルールにおいて、前記フェルール本体の先端面と、前記レンズフェルールの前記フェルール挿入孔内の端面との間には、紫外線硬化型透明接着剤が充填され、該紫外線硬化型透明接着剤は、前記光ファイバを介して導入される紫外線の照射によって硬化されるように構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフェルールにおいて、前記フェルール本体の外周面と、前記レンズフェルールの前記フェルール挿入孔の内周面との間に、紫外線硬化型透明接着剤が充填され、該紫外線硬化型透明接着剤は、外部から照射される紫外線によって硬化されるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、接着剤を均一に硬化させることができると共に、接着剤の固着力を向上させることのできるフェルールを提供することができる。

第１の実施の形態に係るフェルールを用いた光コネクタの構成例を示す概略構成図である。第１の実施の形態に係るフェルールの構成例を示す断面図（ａ）および一部拡大図（ｂ）である。第１の実施の形態に係るフェルールの調心および接着剤硬化の手順を示す概略説明図である。第２の実施の形態に係るレンズフェルールの構成例を示す断面図である。第２の実施の形態に係るレンズフェルールを備えるフェルールの構成例を示す側面図（ａ）および断面図（ｂ）である。第３の実施の形態に係るフェルールの構成例を示す断面図である。第３の実施の形態に係るフェルールの他の構成例を示す断面図である。従来技術に係るフェルールの構成を示す断面図である。従来技術に係るレンズ付きフェルール同士をコネクタハウジング内で突き合わせた状態を示す断面図である。

［第１の実施の形態に係るフェルールおよび光コネクタ］
図１を参照して、第１の実施の形態に係るフェルールＦ１を用いた光コネクタ１００について説明する。

図１は、第１の実施の形態に係るフェルールＦ１を用いた光コネクタ１００の構成例を示す概略構成図である。

光コネクタ１００は、フェルール本体（インナーフェルール）１６、レンズフェルール１７等の部材で構成される一対のフェルール組付体（フェルールアッシ）１と、フェルール組付体１のレンズフェルール１７（１７Ａ）等を収容するハウジング（コネクタハウジング）２と、一対のフェルール組付体１の位置決めを行うホルダ３とから構成されている。

なお、フェルール本体１６と、レンズフェルール１７との結合体をフェルールＦ１と呼ぶものとする。

各フェルール組付体１は、光ファイバ１１と、この光ファイバ１１の光ファイバ芯線１４の先端部が挿入される実施形態のフェルール本体１６と、光ファイバ１１の外側被覆部（二次被覆）１１ａおよび抗張力繊維線（図示せず）をフェルール本体１６に固定する加締めスリーブ１５および加締めリング１３とを備えている。

図１に示す光ファイバ１１は、中空タイプのものであり、光ファイバ芯線１４の外周を図示しない内側被覆部で被覆し、内側被覆部に沿って複数の抗張力繊維線と、抗張力繊維線をさらに被覆する外側被覆部１１ａとから構成されている。

光ファイバ芯線１４は、例えばプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ＝ＰｌａｓｔｉｃＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒ）等で形成される。

各フェルール本体１６の先端部１６ａは、各レンズフェルール１７の後端側に穿設されているフェルール挿入孔１７ａに挿入されて、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ１、Ｇ２（図２参照）によって固定されるようになっている。

なお、図２おいて、符号２０は、レンズ部２１を保護する保護筒部、符号２２は、多角形状の鍔部である。

また、フェルール挿入孔１７ａの内壁には、後出の図４に示すような梨地加工部１５０、１５１が設けられている。なお、梨地加工部１５０、１５１の詳細については後述する。

ここで、図２等を参照して、フェルールＦ１の製造方法および光コネクタ１００の作製方法について説明する。

まず、中空光ファイバ１１をカットし、加締めリング１３および加締めスリーブ１５を先通しする。

次いで、二次被覆１１ａを必要な長さにわたって除去した状態で、スリット加工する。

次に、抗張力繊維を所定長さカットし、ファイバ芯線１４をフェルール本体１６に挿入する。

フェルール本体１６とファイバ芯線１４を固着し、レンズフェルール１７Ａにファイバ付のフェルール本体１６を挿入する。

この際に、必要に応じてレンズフェルール１７Ａ内に屈折率整合材を注入するようにしてもよい。

次いで、光ファイバの芯線１４を収容するフェルール本体１６の先端面１０６と、レンズフェルール１７Ａのフェルール挿入孔内の端面１０７との間に、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ１を充填または塗布する。

さらに、フェルール本体１６の外周面１６ａと、レンズフェルール１７Ａのフェルール挿入孔１７ａの内周面との間に、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２が充填されている。

ここで、図３に示すように、光源（レーザ光源等）５０に接続されているフェルールＦ１ａからなるマスターＭＡと、パワーメータ５１および紫外線光源（ＵＶ光源）５２とに択一的に切換え可能に接続されているフェルールＦ１ｂからなるサンプルＳＡ（調心および接着剤の硬化処理を施される側のフェルール）とをレンズフェルール１７Ａ同士が対向するように配置する。

そして、光源５０をオンして、光源５０から出射されるレーザ光を、光ファイバ１１を介してフェルールＦ１ａに導入し、サンプルＳＡ側のフェルールＦ１ｂに入射させる。

次いで、サンプルＳＡ側のフェルールＦ１ｂから光ファイバ１１を介して接続されるパワーメータ５１の光出力値を確認しながら、光ファイバの芯線１４の位置および角度を調整する調心作業を行う。

そして、調心作業が完了すると、サンプルＳＡ側のフェルールＦ１ｂの光ファイバ１１から光ファイバ２０１に接続を切り換えてＵＶ光源５２に接続させる。

次いで、ＵＶ光源５２をオンして、ＵＶ光源５２から出射されるＵＶ光を、光ファイバ１０２を介してフェルールＦ１ｂに導入する。

これにより、図２（ｂ）に示すように、光ファイバの芯線１４の先端からＵＶ光をレンズ部２１側に出射させる。なお、芯線１４は、コア部１４ａと補強層１４ｂとを有しており、より正確には、ＵＶ光はコア部１４ａを伝播し、このコア部１４ａの先端から出射される。

そして、このＵＶ光は、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ１に照射され、この紫外線硬化型透明接着剤Ｇ１を硬化させる。

これにより、調心された光ファイバの芯線１４をいち早く紫外線硬化型透明接着剤Ｇ１によって固定することができる。

次いで、フェルール本体１６の外周面１６ａと、レンズフェルール１７Ａのフェルール挿入孔１７ａの内周面との間の紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２に対して、図２（ａ）に示すように外部のＵＶ光源５３から紫外線（ＵＶ）を照射して、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２を硬化させる。

ここで、挿入孔１７ａの内周面には、梨地加工部１５０、１５１が設けられているので、ＵＶ光源５３から照射されるＵＶ光を拡散させることができる。

これにより、図２（ｂ）に示すように、フェルール本体１６の外周面１６ａと、レンズフェルール１７Ａのフェルール挿入孔１７ａの内周面との間に充填されている紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２が、梨地加工部１５０、１５１によって拡散されたＵＶ光によって、均一に硬化される。

したがって、接着剤が不均一に硬化した場合に発生する局所的な収縮により、レンズフェルール１７Ａやフェルール本体１６に歪みが生じることを抑制することができ、光ファイバの芯線１４の調心ズレを低減して、光損失を抑制した光結合を行うことができる。

また、梨地加工部１５０、１５１は、表面が比較的粗いため、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２に対してアンカー効果を得ることができ、レンズフェルール１７Ａとフェルール本体１６との固着力をより高めることができる。

さらに、上述のように、調心された光ファイバの芯線１４の先端部およびフェルール１６の先端面１０６は、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ１によって既にレンズフェルール１７Ａの端面１０７に固着されているので、レンズフェルール１７Ａのフェルール挿入孔１７ａの内周面との間の紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２が硬化の際に収縮を生じたとしても、光ファイバ１４の調心ズレを抑制することができる。

次いで、二次被覆および抗張力繊維を加締めリング１３と加締めスリーブ１５の間に挟み、加締め処理をする。

同様の加工により、合計４つの端末加工が終わると、各端末をハウジング２に挿入し、ホルダ３を下側から嵌合させることにより、コリメートされた光コネクタ１００が完成される。

［第２の実施の形態に係るレンズフェルールおよびフェルール］
図４および図５を参照して、第２の実施の形態に係るレンズフェルール１７Ｂおよびこのレンズフェルール１７Ｂを用いたフェルールＦ２について説明する。

図４は、第２の実施の形態に係るレンズフェルール１７Ｂの構成例を示す断面図、図５（ａ）は、第２の実施の形態に係るレンズフェルール１７Ｂを備えるフェルールＦ２の構成例を示す側面図、図５（ｂ）はその断面図である。

なお、第１の実施の形態に係るフェルールＦ１と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。

図４に示すように、第２の実施の形態に係るレンズフェルール１７Ｂでは、フェルール挿入孔１７ａの内周面に梨地加工部１５０、１５１が設けられている。

梨地加工部１５０、１５１は、例えば、挿入孔１７ａの内周面にブラスト処理を施すことにより形成される。

挿入孔１７ａの内周面に、このような梨地加工部１５０、１５１を設けることにより、図５（ａ）に示すように外部に配置されるＵＶ光源５２ａ、５２ｂから照射されるＵＶ光を拡散させることができる。

これにより、図５（ｂ）に示すように、フェルール本体１６の外周面１６ａと、レンズフェルール１７Ｂのフェルール挿入孔１７ａの内周面との間に充填されている紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２が、梨地加工部１５０、１５１によって拡散されたＵＶ光によって、均一に硬化される。

したがって、接着剤が不均一に硬化した場合に発生する局所的な収縮により、レンズフェルール１７Ｂやフェルール本体１６に歪みが生じることを抑制することができ、光ファイバの芯線１４の調心ズレを低減して、光損失を抑制した光結合を行うことができる。

また、梨地加工部１５０、１５１は、表面が比較的粗いため、紫外線硬化型透明接着剤Ｇ２に対してアンカー効果を得ることができ、レンズフェルール１７Ｂとフェルール本体１６との固着力をより高めることができる。

一方、図４に示すように、レンズフェルール１７Ｂのフェルール挿入孔１７ａの前端側（図４上、左端側）には、梨地加工を施さない透明部１０８が設けられている。

これにより、透明部１０８を介してレンズフェルール１７Ｂの外部からフェルール本体１６の挿入位置を確認したり、接着剤に気泡を生じていないかなどの視認を行うことができる。

［第３の実施の形態に係るフェルール］
図６および図７を参照して、第３の実施の形態に係るフェルールＦ３ａ、Ｆ３ｂについて説明する。

ここで、図６は、第３の実施の形態に係るフェルールＦ３ａの構成例を示す断面図、図７は、他の構成例に係る第３の実施の形態に係るフェルールＦ３ｂを示す断面図である。

図６に示す第３の実施の形態に係るフェルールＦ３ａは、光ファイバの芯線１４を収容するフェルール本体１６と、フェルール本体１６が挿入されるフェルール挿入孔１７ａと、光ファイバ１１で導光される光線を屈折させるレンズ部２１とを有するレンズフェルール１７Ｃと、光ファイバ１１の芯線１４の先端１４ａと、先端１４ａに対向配置されるレンズフェルール１７Ｃの端面１０７との間に形成される第１の接着剤貯留部２５と、レンズフェルールの後端部２２ａと、フェルール本体１６との間に形成される第２の接着剤貯留部３５とを備えている。

そして、第１の接着剤貯留部２５に貯留される接着剤Ｇａによって、光ファイバ１１の芯線１４の先端１４ａのみと、先端１４ａに対向配置されるレンズフェルール１７Ｃの端面１０７との間を接着すると共に、第２の接着剤貯留部３５に貯留される接着剤Ｇｂによって、レンズフェルール１７Ｃの後端部２２ａのみとフェルール本体１６との間を接着するようになっている。

なお、接着剤Ｇａおよび接着剤Ｇｂとしては、紫外線硬化型透明接着剤を用いることができる。

また、フェルール挿入孔１７ａの内周面の一部（後端部２２ａ）に梨地加工部１５１が設けられている。

そして、紫外線硬化型透明接着剤を用いる場合には、第１の実施の形態で説明したように、接着剤Ｇａについては光ファイバ１１の芯線１４で導光されるＵＶ光の照射によって硬化させ、接着剤Ｇｂについては外部から照射されるＵＶ光によって硬化させるようにできる。

この際に、第２の接着剤貯留部３５に貯留される接着剤Ｇｂが、梨地加工部１５１によって拡散されたＵＶ光によって、均一に硬化される。

また、梨地加工部１５１は、表面が比較的粗いため、接着剤Ｇｂに対してアンカー効果を得ることができ、レンズフェルール１７Ｃとフェルール本体１６との固着力をより高めることができる。

このように本実施の形態では、第１の接着剤貯留部２５と第２の接着剤貯留部３５とに貯留される接着剤Ｇａおよび接着剤Ｇｂによって、芯線１４の固定、およびレンズフェルール１７Ｃとフェルール本体１６との固着を行っている。

したがって、フェルール本体１６の外周面１６ａと、レンズフェルール１７Ｃのフェルール挿入孔１７ａの内周面との間２００に接着剤を充填する場合に比して、より少ない量の接着剤で固定等を行うことができる。

これにより、本実施の形態では、接着剤Ｇａ、Ｇｂの収縮による影響を抑えることができ、レンズフェルール１７Ｃやフェルール本体１６の歪みを低減して、光損失を抑制した光結合を行うことができる。

図７に示す第３の実施の形態の他の構成に係るフェルールＦ３ｂでは、レンズフェルール１７Ｄのフェルール挿入孔１７ａの先端側（図７上は、左端側）に凹部を形成し、この凹部を第１の接着剤貯留部２６としている。

このような構成に係るフェルールＦ３ｂによっても、上述のフェルールＦ３ａと同様の効果を得ることができる。

以上、本発明のフェルールを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

Ｆ１、Ｆ１ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ２、Ｆ３ａ、Ｆ３ｂ…フェルール
１…フェルール組付体
２…ハウジング
３…ホルダ
１１…光ファイバ
１１ａ…二次被覆（外側被覆部）
１３…加締めリング
１４…光ファイバ芯線（芯線）
１４ａ…先端
１５…加締めスリーブ
１６…フェルール本体
１６ａ…先端部
１７（１７Ａ〜１７Ｄ）…レンズフェルール
１７ａ…フェルール挿入孔
２１…レンズ部
２２…鍔部
２５、２６…第１の接着剤貯留部
３５…第２の接着剤貯留部
５０…光源
５２、５２ａ、５２ｂ、５３…ＵＶ光源
１００…光コネクタ
１５０、１５１…梨地加工部
Ｇ１、Ｇ２…紫外線硬化型透明接着剤
Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ…接着剤

Claims

光ファイバの芯線を収容するフェルール本体と、
前記フェルール本体が挿入されるフェルール挿入孔と、前記光ファイバで導光される光線を屈折させるレンズ部とを有するレンズフェルールと、
を備え、
前記フェルール挿入孔の内周面に、梨地加工部が設けられていることを特徴とするフェルール。
前記光ファイバの芯線の先端と、該先端に対向配置される前記レンズフェルールの端面との間に形成される第１の接着剤貯留部と、
前記レンズフェルールの後端部と、前記フェルール本体との間に形成される第２の接着剤貯留部と、
をさらに備え、
前記第１の接着剤貯留部に貯留される接着剤によって、前記光ファイバの芯線の先端のみと該先端に対向配置される前記レンズフェルールの端面との間を接着すると共に、前記第２の接着剤貯留部に貯留される接着剤によって、前記レンズフェルールの後端部のみと前記フェルール本体との間を接着することを特徴とする請求項１に記載のフェルール。
前記フェルール本体の先端面と、前記レンズフェルールの前記フェルール挿入孔内の端面との間には、紫外線硬化型透明接着剤が充填され、
該紫外線硬化型透明接着剤は、前記光ファイバを介して導入される紫外線の照射によって硬化されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフェルール。
前記フェルール本体の外周面と、前記レンズフェルールの前記フェルール挿入孔の内周面との間に、紫外線硬化型透明接着剤が充填され、
該紫外線硬化型透明接着剤は、外部から照射される紫外線によって硬化されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のフェルール。