JP2019066772A - 光コネクタおよび光接続構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数が少なくて済み、また、構造も簡単になる光コネクタおよび光接続構造を提供する。【解決手段】ガラスファイバと、ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、外側にフランジ14が設けられて、内側に光ファイバの一端部において樹脂被覆から露出したガラスファイバを保持したフェルール10と、フェルールを収容したプラグフレーム20と、を備えたフランジが、光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面(いずれも側面17で例示)と、第1平面および第2平面に対して直交方向に配置され、光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面(上面15で例示)および第4平面(下面16で例示)と、を有する。プラグフレームが、光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、第1平面および第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部28と、第3平面および第4平面との間にクリアランス部29とを有する。【選択図】図5

Description

本発明は、光コネクタおよび光接続構造に関し、詳細には、フランジ付きのフェルールと、フェルールを収容したプラグフレームとを備えた光コネクタおよび光接続構造に関する。
インターネット等の情報通信の普及による通信の高速化や情報量の増大に加え、双方向通信と大容量通信に対応するために、光ネットワークの構築が進展している。光コネクタは、データセンターのネットワーク機器同士の接続や、FTTH(Fiber To The Home)等における宅内受信装置への光ファイバを接続する際に使用される。
光コネクタは、光ファイバを保持したフェルールや、フェルールを収容するプラグフレームを有している。フェルールの外側にはフランジが設けられており、フランジは光ファイバの光軸方向に付勢されている。光コネクタはスリーブを介して例えば別の光コネクタに結合され、各光ファイバのコア同士が光学的に接続される。
プラグフレームに外力が加えられた場合にも、コア同士の光接続状態を維持することが要求される。このため、例えば、特許文献1には、フェルールの回転を防止する構造が開示されている。
国際公開第2014/148253号
しかしながら、特許文献1の構造では、断面視略四角形状のフランジが上下左右の4方向から板ばねで押圧されている。4個の板ばねが常に必要になると、光コネクタの部品点数が多くなり、また構造が複雑になるので、光コネクタの製造コストの低廉化を図り難い。
また、特許文献1には、フェルールの回転を防止する構造が開示されるのみであり、フランジに力が加わらないようにフローティングさせることについては開示されていない。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、部品点数が少なくて済み、また、構造も簡単になる光コネクタおよび光接続構造を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る光コネクタは、ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、外側にフランジが設けられて、内側に前記光ファイバの一端部において前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを保持したフェルールと、前記フェルールを収容したプラグフレームと、を備えた光コネクタであって、前記フランジが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面と、前記第1平面および前記第2平面に対して直交方向に配置され、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面および第4平面と、を有し、前記プラグフレームが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、前記第1平面および前記第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部と、前記第3平面および前記第4平面との間にクリアランス部とを有する。
本発明の一態様に係る光コネクタは、ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、外側にフランジが設けられて、内側に前記光ファイバの一端部において前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを保持したフェルールと、前記フェルールを収容したプラグフレームと、を備えた光コネクタであって、前記プラグフレームが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面と、前記第1平面および前記第2平面に対して直交方向に配置され、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面および第4平面と、を有し、前記フランジが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、前記第1平面および前記第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部と、前記第3平面および前記第4平面との間にクリアランス部とを有する。
上記によれば、光コネクタの部品点数が少なくて済み、また光コネクタの構造も簡単になる。
本発明の一態様に係る光コネクタの外観斜視図である。 光コネクタのフェルールの斜視図である。 光コネクタのプラグフレームの斜視図である。 (A)は図3のA−A線矢視断面図であり、(B)は図3のB−B線矢視断面図である。 図1のV−V線矢視断面図である。 フェルールをプラグフレームに収容する前の状態を示す断面図である。 フェルールをプラグフレームに収容した後の状態を示す断面図である。 フェルールに割りスリーブを装着した後の状態を示す断面図である。 他の実施形態によるフェルールの斜視図である。 バンドルファイバを説明するための図である。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明に係る光コネクタは、(1)ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、外側にフランジが設けられて、内側に前記光ファイバの一端部において前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを保持したフェルールと、前記フェルールを収容したプラグフレームと、を備えた光コネクタであって、前記フランジが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面と、前記第1平面および前記第2平面に対して直交方向に配置され、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面および第4平面と、を有し、前記プラグフレームが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、前記第1平面および前記第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部と、前記第3平面および前記第4平面との間にクリアランス部とを有する。プラグフレームが、フランジの第1平面および第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部を有しているので、フランジをプラグフレームに対して位置決めし、フランジの回転も防止できる。また、プラグフレームが、フランジの第3平面との間や第4平面との間にクリアランス部を有することから、フランジがプラグフレームから力を受けない。このように、2個の位置決め部を設けるだけでフェルールの位置決めを達成しており、光コネクタの部品点数が少なくて済み、また光コネクタの構造も簡単になる。
本発明に係る光コネクタは、(2)ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、外側にフランジが設けられて、内側に前記光ファイバの一端部において前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを保持したフェルールと、前記フェルールを収容したプラグフレームと、を備えた光コネクタであって、前記プラグフレームが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面と、前記第1平面および前記第2平面に対して直交方向に配置され、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面および第4平面と、を有し、前記フランジが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、前記第1平面および前記第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部と、前記第3平面および前記第4平面との間にクリアランス部とを有する。フランジが、プラグフレームの第1平面および第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部を有しているので、フランジをプラグフレームに対して位置決めし、フランジの回転も防止できる。また、フランジが、プラグフレームの第3平面との間や第4平面との間にクリアランス部を有することから、フランジがプラグフレームから力を受けない。このように、2個の位置決め部を設置するだけでフェルールの位置決めを達成しており、光コネクタの部品点数が少なくて済み、また光コネクタの構造も簡単になる。
(3)本発明の光コネクタの一態様では、前記位置決め部の幅は、前記第1平面および前記第2平面の幅よりも大きく形成されている。位置決め部は、幅方向で見て第1平面(あるいは第2平面)の全部を押圧できるため、フランジの回転を確実に防止でき、フェルールの位置がより一層安定する。
(4)本発明の光コネクタの一態様では、前記位置決め部が板ばね構造である。位置決め部を板ばね構造で形成すれば、光コネクタの製造が容易になる。
(5)本発明の光コネクタの一態様では、前記光ファイバが、シングルモードファイバ、マルチコアファイバ、偏波保持ファイバ、バンドルファイバのいずれかである。シングルモードファイバの他、マルチコアファイバ、偏波保持ファイバ、バンドルファイバを用いた場合にも、確実に位置決めできるので、接続損失の低下を防止できる。
(6)本発明の光コネクタの一態様では、前記フェルールがジルコニア製である。金属製のフェルールに比べてフェルールの端面の反射を抑えることができる。
本発明に係る光接続構造は、(7)上記いずれかの光コネクタと、スリーブを介して前記光コネクタに連結される接続対象物と、を備え、2本の前記光ファイバを光学的に接続する。フランジは、板ばね構造の位置決め部で押圧され、その押圧方向とは直交する方向にはクリアランス部が設けられていることから、プラグフレームに外力が加えられた場合でも2本の光ファイバによる光接続状態を維持できる。よって、構造が簡単で、光接続状態を維持しやすい光接続構造を提供することができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、添付図面を参照しながら、本発明による光コネクタおよび光接続構造の好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一態様に係る光コネクタの外観斜視図である。図2は、光コネクタのフェルールの斜視図であり、図3は、光コネクタのプラグフレームの斜視図である。また、図4(A)は図3のA−A線矢視断面図、図4(B)は図3のB−B線矢視断面図である。図5は、図1のV−V線矢視断面図、図6は、フェルールをプラグフレームに収容する前の状態を示す断面図である。なお、以下では、光コネクタをLCコネクタの例で説明する。
図1に示すように、光コネクタ1は、フェルール10を収容したプラグフレーム20を備え、プラグフレーム20の後端には、光ファイバFを保護するブーツ34が設けられている。
図2に示すように、フェルール10は、図示のX軸方向に延びたフェルール本体11を有する。フェルール本体11は、例えばジルコニア製で円筒状に形成され、フェルール本体11の内部には、光ファイバFの先端部分の樹脂被覆から露出したガラスファイバが保持される。光ファイバFは、例えば、複数コアを有するマルチコアファイバであり、フェルール本体11の後端13から挿入され、先端面が前端12から露出し、フェルール10の中心軸周りの所定の位置に複数コアが配置された状態で、フェルール10に固定されている。図示のX軸方向が光ファイバFの光軸方向に相当する。
フェルール本体11の略中央位置の外側には、フランジ14が設けられている。フランジ14は、断面視略四角形状に形成され、フランジ14の外周面をなす上面15、下面16、側面17を有している。上面15と下面16は、光ファイバFの光軸を挟んで対向しており、図示のZ軸方向で所定距離を置いて平行に形成された平坦面である。側面17は、上面15と下面16に対して直交方向に配置され、図示のY軸方向で所定距離を置いて平行に形成された平坦面である。なお、上面15と側面17との境界位置や、下面16と側面17との境界位置は面取りされている。また、フランジ14の側面17が本発明の第1平面、第2平面に相当し、上面15が本発明の第3平面に、下面16が本発明の第4平面にそれぞれ相当する。
図3に示すように、プラグフレーム20は、図示のX軸方向に延びた角筒状のフロントハウジング21を有する。
フロントハウジング21は、例えば樹脂製であり、フランジ14付きのフェルール10を受け入れ可能な後端開口24と、図2で説明したフェルール本体11の前端12を突出させる前端開口23を有する。フロントハウジング21の外周面には、可撓性を有したラッチアーム22が設けられている。
フロントハウジング21は断面視略四角筒形状に形成され、図4や図5に示すように、フロントハウジング21の内部には、上面25、下面26、側面27が形成されている。上面25と下面26は、図示のZ軸方向で所定距離を置いて平行に形成され、側面27は、上面25と下面26に対して直交方向に配置され、図示のY軸方向で所定距離を置いて平行に形成されている。なお、上面25と側面27との境界位置や、下面26と側面27との境界位置にはテーパが形成されている。
フロントハウジング21の側面27には、フランジ14を支持可能な位置決め部28がそれぞれ形成されている。詳しくは、位置決め部28は、フランジ14の側面17を図示のY軸方向にそれぞれ押圧可能な例えば板ばね構造であり、図4(A)に示すように、例えば湾曲した板状に形成され、板状の一端が側面27に固定され、板状の他端はフリーな状態で後端開口24に向けて延びている。
また、図5に示すように、位置決め部28は、例えば図示のZ軸方向で見た長さ(以下、幅と称する)が、フランジ14の側面17の幅とほぼ同じ大きさに形成され、側面17をそれぞれ支持可能である。フランジ14の側面17を押圧できるように位置決め部28を形成すれば、Y軸方向ではフランジ14をフロントハウジング21の中央に配置でき、フランジ14の回転を防止できる。また、位置決め部28を板ばね構造で形成すれば、フロントハウジング21の製造が容易になる。
なお、フロントハウジング21の側面27の幅をさらに大きくした場合、位置決め部28の幅をフランジ14の側面17の幅よりも大きく形成することも可能である。この場合には、フランジ14の回転を確実に防止でき、フェルール10の位置がより一層安定する。
また、本実施例では、1個の位置決め部28で側面17に当接する例で説明したが、複数の位置決め部をZ軸方向に沿って並設し、複数個の位置決め部で側面17を支持してもよい。
一方、フロントハウジング21の上面25や下面26には、位置決め部28が形成されていない。図5に示すように、フロントハウジング21の上面25とフランジ14の上面15との間や、フロントハウジング21の下面26とフランジ14の下面16との間には、クリアランス部29がそれぞれ形成されている。
このように、フロントハウジング21が、フランジ14の上面15との間や、フランジ14の下面16との間に、フランジ14がフロントハウジング21から力を受けないにようするためのクリアランス部29を有している。このため、フランジ14はZ軸方向ではフローティング状態になる。
図6に示すように、プラグフレーム20は、フロントハウジング21の後方に、リアハウジング31を有する。リアハウジング31は、例えば樹脂製で形成され、フェルール10の後端部分やコイルばね19を収容可能な円筒状のばね収容部33を有する。
コイルばね19は、フェルール10の後方に配置され、フランジ14の後端に当接してフェルール10を前方(図示のX軸の正方向、以下同じ)に付勢する。
リアハウジング31の外周面には、図3や図4(B)に示したラッチアーム22に係合可能なクリップ32が設けられている。
フェルール10の後端部分およびコイルばね19をリアハウジング31に収容し、フェルール10の先端部分をフロントハウジング21に挿入する。
次いで、クリップ32が図3や図4(B)に示したラッチアーム22に乗り上がると、フロントハウジング21がリアハウジング31にラッチされる。同時に、フランジ14は、コイルばね19の付勢力によって前方に押される。
フランジ14が前方に移動し、フランジ14がフロントハウジング21に挿入されると、図7に示すように、フェルール10は、その先端部分がフロントハウジング21から突出する。この場合、フランジ14の側面17が位置決め部28で押圧される。
ここで、光接続構造は、図7に示すように、光コネクタ1と、別の光コネクタ1’とを備えており、割りスリーブ40を用いて光コネクタ1側の光ファイバFと、光コネクタ1’側の光ファイバF’(図示省略)とを光学的に接続させる。光ファイバF’も、複数コアを有するマルチコアファイバであり、フェルール10’の中心軸周りの所定の位置に複数コアが配置された状態で、フェルール10’に固定されている。なお、割りスリーブ40が本発明のスリーブに相当する。
光コネクタ1’については断面図で示していないが、光コネクタ1と同様に構成され、プラグフレーム20’内に、光ファイバF’を保持したフェルール10’や、フェルール10’を付勢する弾性部材(図示省略)を有する。なお、光コネクタ1’が本発明の接続対象物に相当するが、光コネクタに替えて光プラグであってもよい。
割りスリーブ40は、その内径がフェルール10,10’の直径と略同等、あるいは、フェルール10,10’の直径よりも僅かに小さく形成されている。また、割りスリーブ40はスリット(図示省略)を有しており、このスリットを広げて内径を大きくすることが可能である。なお、割りスリーブ40をアダプタ(図示省略)に内蔵してもよい。
図7に示したフェルール10を割りスリーブ40の一端から挿入し、フェルール10’を割りスリーブ40の他端から挿入して、フェルール10側の光ファイバFの端面とフェルール10’側の光ファイバF’の端面とを割りスリーブ40内で面接触させる(コネクタ接続ともいう)。図8(A)に示すように、割りスリーブ40がフロントハウジング21内に入り、フェルール10が後方に移動した場合、フランジ14がコイルばね19の付勢力に抗して後方に移動して、フランジ14の側面17が位置決め部28で押圧される。
また、フェルール10は、上記光コネクタ1’側の弾性部材の付勢力とコイルばね19の付勢力によって保持された状態になり、フロントハウジング21やリアハウジング31に外力が加えられた場合でもフェルール10に伝わらず、2本の光ファイバによる光接続状態を維持できる。
より具体的には、図8(A)に示したY軸方向は、位置決め部28の弾性力で押圧されており、このY軸方向に外力が加わった場合であっても、フェルール10をフロントハウジング21の中央に配置できるため、光接続状態を維持できる。
また、光コネクタ1を側方から見た図8(B)に示すように、図示のZ軸方向には、クリアランス部29による空間が設けられている。よって、このZ軸方向に外力が加わった場合であっても、フランジ14がフロントハウジング21から力を受けないので、光接続状態を維持できる。
さらに、フェルール10を回転させるような外力が加わった場合でも、フェルール10の回転は位置決め部28の弾性力によって抑えられる。
このように、2個の位置決め部28を設けるだけでフェルール10の位置決めを達成しており、光コネクタ1の部品点数が少なくて済み、また光コネクタ1の構造も簡単になる。この結果、構造が簡単で、光接続状態を維持しやすい光接続構造を提供することができる。
ところで、上記実施形態では、フロントハウジング21に位置決め部28やクリアランス部29を形成した例で説明した。しかし、本発明はこの例に限定されない。例えば、フロントハウジング21に位置決め部を設けずに、フランジ14に位置決め部を形成してもよい。
具体的には、図9に示すように、フランジ14の例えば側面17には、フロントハウジング21を押圧する位置決め部18がそれぞれ設けられる。位置決め部18は、フロントハウジング21の側面27を図示のY軸方向にそれぞれ押圧可能な例えば板ばね構造であり、断面U字状に形成され、フランジ14の正面に位置してフェルール本体11に貫通される胴部18aと、胴部18aの両側に設けられてそれぞれ後方に延びた腕部18bとを有する。
そして、フランジ14の位置決め部18(腕部18b)が、フロントハウジング21の各側面27をそれぞれ押圧するように形成され、クリアランス部(図示省略)が、フロントハウジング21の上面25との間に形成されるとともに、フロントハウジング21の下面26との間に形成される。なお、この場合、フロントハウジング21の側面27が本発明の第1平面、第2平面に、上面25が本発明の第3平面に、下面26が本発明の第4平面にそれぞれ相当する。
また、上記実施形態では、光コネクタをLCコネクタの例で説明したが、本発明は、例えば、SCコネクタやMUコネクタを含む他の形式の光コネクタにも適用できる。
さらに、光ファイバFをマルチコアファイバの例で説明した。しかし、本発明の光ファイバは、例えば、シングルモードファイバ、偏波保持ファイバ、あるいはバンドルファイバであってもよい。マルチコアファイバ、偏波保持ファイバ、バンドルファイバは、光学的に接続させる際に、中心軸周りの回転角度の調整が必要な光ファイバである。
偏波保持ファイバ(例えば応力付与型偏波保持ファイバ)は、図示は省略するが、コアの両側に円形の応力付与部を配置している。シングルモードファイバには、直交する2つの偏波面を持つモード(偏波モード)が存在するが、偏波保持ファイバは、これら2つの偏波モード間に伝搬定数差を生じさせ、一方の偏波モードから他方の偏波モードへの結合を抑制して偏波保持能力を高めたファイバである。
バンドルファイバは、マルチコアファイバと光学的に接続させるために、複数のシングルコアファイバを集めたファイバである。詳しくは、例えばガラス径125μmのマルチコアファイバの先端を化学エッチングして例えばガラス径45μmに細径化にしたものを準備し、図10に示すように、複数本(例えば7本)を接着剤でまとめてフェルール10に挿入している。この例の場合、コア間の距離が45μmになるように配置できる。
このように、シングルモードファイバの他、マルチコアファイバ、偏波保持ファイバ、バンドルファイバを用いた場合にも、確実に位置決めできるので、接続損失の低下を防止できる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1,1’…光コネクタ、10,10’…フェルール、11…フェルール本体、12…前端、13…後端、14…フランジ、15…上面、16…下面、17…側面、18…位置決め部、18a…胴部、18b…腕部、19…コイルばね、20,20’…プラグフレーム、21…フロントハウジング、22…ラッチアーム、23…前端開口、24…後端開口、25…上面、26…下面、27…側面、28…位置決め部、29…クリアランス部、31…リアハウジング、32…クリップ、33…ばね収容部、34…ブーツ、40…割りスリーブ。

Claims (7)

  1. ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、
    外側にフランジが設けられて、内側に前記光ファイバの一端部において前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを保持したフェルールと、
    前記フェルールを収容したプラグフレームと、
    を備えた光コネクタであって、
    前記フランジが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面と、前記第1平面および前記第2平面に対して直交方向に配置され、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面および第4平面と、を有し、
    前記プラグフレームが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、前記第1平面および前記第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部と、前記第3平面および前記第4平面との間にクリアランス部とを有する、光コネクタ。
  2. ガラスファイバと、前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを含む光ファイバと、
    外側にフランジが設けられて、内側に前記光ファイバの一端部において前記樹脂被覆から露出した前記ガラスファイバを保持したフェルールと、
    前記フェルールを収容したプラグフレームと、
    を備えた光コネクタであって、
    前記プラグフレームが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角筒形状に形成されており、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第1平面および第2平面と、前記第1平面および前記第2平面に対して直交方向に配置され、前記光ファイバの光軸を挟んで対向する第3平面および第4平面と、を有し、
    前記フランジが、前記光ファイバの光軸に垂直な断面において略四角形状に形成されており、前記第1平面および前記第2平面をそれぞれ支持可能な位置決め部と、前記第3平面および前記第4平面との間にクリアランス部とを有する、光コネクタ。
  3. 前記位置決め部の幅は、前記第1平面および前記第2平面の幅よりも大きく形成されている、請求項1または2に記載の光コネクタ。
  4. 前記位置決め部が板ばね構造である、請求項1から3のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  5. 前記光ファイバが、シングルモードファイバ、マルチコアファイバ、偏波保持ファイバ、バンドルファイバのいずれかである、請求項1から4のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  6. 前記フェルールがジルコニア製である、請求項1から5のいずれか一項に記載の光コネクタ。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の光コネクタと、スリーブを介して前記光コネクタに連結される接続対象物と、を備え、2本の前記光ファイバを光学的に接続する、光接続構造。
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