JP2019095584A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】接続時にフェルールの後退を許容しながらも、伝送損失の増大を防止することができる光コネクタを提供する。【解決手段】光コネクタは、フェルール２１を接続方向に沿って後退可能に保持するコネクタハウジング１２を備え、コネクタハウジング１２内における光ファイバ２２は、接続方向に沿った接線を有するループ要素と、ループ要素に接続された接線部分とにより構成され、且つ、フェルール２１の接続方向に沿った後退に伴ってループ要素の曲率半径が大きくなることを妨げないように保持されている。【選択図】図３

Description

この発明は、光コネクタに係り、特に、接続時にフェルールの後退を許容する光コネクタに関する。

図１３に、光ケーブル１の端部に取り付けられた従来の光コネクタ２の構造を示す。光コネクタ２は、光ケーブル１から引き出された光ファイバ３の先端に配置されたフェルール４と、フェルール４を保持するコネクタハウジング５を有している。光ファイバ３の先端は、フェルール４に挿通された状態でフェルール４に保持されている。
光コネクタ２を、通信機器等の内部に設置された光モジュール、あるいは、他の光ケーブル等に取り付けられた相手側光コネクタに接続する場合には、フェルール４の先端面が、相手側光コネクタ内のフェルールの端面等の光学的基準面に突き合わされる。

このとき、接続損失を防ぐために、フェルール４を相手側光コネクタ内の光学的基準面に十分な力で押し当てる必要がある。そこで、フェルール４は、コネクタハウジング５内に接続方向Ｄ１に沿った後退が許容されるように保持され、コネクタハウジング５内に、フェルール４を接続方向Ｄ１に沿って前方に押しつけるバネ６が配置されている。
光コネクタ２が相手側光コネクタに接続されると、図１４に示されるように、フェルール４が相手側光コネクタ内のフェルールに押され、バネ６を弾性圧縮しながら、接続方向Ｄ１とは反対方向に距離ΔＬだけ後退する。これにより、フェルール４と相手側光コネクタ内のフェルールとが所定の接触圧で接触し、光ファイバ３の光接続がなされる。

特開２０００−２３５１３２号公報

しかしながら、フェルール４が接続方向Ｄ１とは反対方向に後退することにより、図１４に示されるように、光ケーブル１から引き出されている光ファイバ３がコネクタハウジング５内で撓んで、光ファイバ３に撓み部分７が形成される。この撓み部分７は、光コネクタ２の非接続時に比べて、光ファイバ３の曲率半径が小さくなった部分であり、光ファイバ３の曲率半径が局所的に光ファイバ３の最小許容半径よりも小さくなる場合には、光ファイバ３の伝送損失が大きくなるという問題がある。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、接続時にフェルールの後退を許容しながらも、伝送損失の増大を防止することができる光コネクタを提供することを目的とする。

この発明に係る光コネクタは、接続方向に沿って接続される際に、光ファイバの先端部を保持しているフェルールの接続方向に沿った後退を許容する光コネクタであって、フェルールを接続方向に沿って後退可能に保持するコネクタハウジングを備え、コネクタハウジング内における光ファイバは、接続方向に沿った接線を有する１つ以上のループ要素と、１つ以上のループ要素に接続された接線部分とにより構成され、且つ、フェルールの接続方向に沿った後退に伴ってループ要素の曲率半径が大きくなることを妨げないように保持されているものである。

光ファイバは、コネクタハウジング内に、接続方向を含む平面内に配置され且つ１つのループ要素からなる１巻きのループを形成することが好ましい。
あるいは、光ファイバは、コネクタハウジング内に、接続方向を含む平面内に配置され且つ複数のループ要素を有する渦巻き状のループを形成することが好ましい。
また、光ファイバは、コネクタハウジング内に、接続方向を含む平面に対して直交する中心軸を有し且つ複数のループ要素を有する螺旋状のループを形成するものでもよい。

コネクタハウジング内に配置され且つフェルールを接続方向に沿って前方に押しつけるためのバネを備えることが好ましい。
コネクタハウジングは、角筒形状を有するように構成することもできる。

この発明によれば、コネクタハウジング内における光ファイバは、接続方向に沿った接線を有する１つ以上のループ要素と、１つ以上のループ要素に接続された接線部分とにより構成され、且つ、フェルールの接続方向に沿った後退に伴ってループ要素の曲率半径が大きくなることを妨げないように保持されているので、光コネクタの接続時にフェルールの後退を許容しながらも、伝送損失の増大を防止することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る光コネクタを示す斜視図である。 実施の形態１に係る光コネクタを示す正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 実施の形態１に係る光コネクタのコネクタハウジング内における光ファイバを模式的に示す斜視図である。 図３の要部拡大図である。 相手側光コネクタとの接続時における実施の形態１の光コネクタを示す斜視図である。 相手側光コネクタとの接続時における実施の形態１の光コネクタを示す平面図である。 図７のＢ−Ｂ線断面図である。 図８の要部拡大図である。 実施の形態２に係る光コネクタのコネクタハウジング内における光ファイバを模式的に示す斜視図である。 実施の形態３に係る光コネクタのコネクタハウジング内における光ファイバを模式的に示す斜視図である。 実施の形態４に係る光コネクタを示す斜視図である。 非接続時における従来の光コネクタの側面断面図である。 接続時における従来の光コネクタの側面断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１および図２に、この発明の実施の形態１に係る光コネクタ１１の構成を示す。光コネクタ１１は、光ケーブルＣＡの端部に取り付けられており、ほぼ円筒形状のコネクタハウジング１２を有している。
光ケーブルＣＡとの接続部とは反対側に位置するコネクタハウジング１２の一端に、円形のコネクタ前面部１３が配置され、コネクタ前面部１３の周りに、図示しない相手側光コネクタの一部を収容するための環状で且つ凹状の相手側光コネクタ収容部１４が形成されている。また、コネクタ前面部１３には、円形のコネクタ前面部１３の中心１３Ａから偏った位置に、相手側光コネクタのフェルールが挿入される相手側フェルール挿入孔１５が形成されている。

光ケーブルＣＡとの接続部側に位置するコネクタハウジング１２の他端には、光ケーブルＣＡを固定するための光ケーブル固定部１６が配置されている。
ここで、便宜上、ほぼ円筒形状のコネクタハウジング１２に沿ってコネクタ前面部１３から光ケーブル固定部１６に向かう方向を＋Ｙ方向、コネクタ前面部１３において中心１３Ａから相手側フェルール挿入孔１５に向かう方向を＋Ｚ方向、ＹＺ面に垂直な方向をＸ方向と呼ぶことにする。

図３に示されるように、コネクタハウジング１２内の−Ｙ方向端部が円柱部材１７により閉じられており、円柱部材１７と光ケーブル固定部１６との間に光ファイバ収容室１８が形成されている。円柱部材１７の−Ｙ方向側の端面がコネクタ前面部１３を形成しており、円柱部材１７に、相手側フェルール挿入孔１５に連通し且つＹ方向に延びる貫通孔１９が形成されている。貫通孔１９は、光ファイバ収容室１８に向かって開口し、貫通孔１９内に、ほぼ円筒形状のフェルール保持部材２０が固定され、フェルール保持部材２０によりフェルール２１が保持されている。

光ケーブルＣＡから−Ｙ方向に引き出された光ファイバ２２は、光ファイバ収容室１８内において、ループ２３を形成し、光ファイバ２２の−Ｙ方向の先端部がフェルール２１に保持されている。
光ファイバ２２は、光ファイバ収容室１８の内壁に接触しないように光ファイバ収容室１８内に収容されており、光ファイバ２２のループ２３は、図４に示されるように、Ｙ方向に沿った接線を有する１つのループ要素２３Ａからなる１巻きのループであり、光ファイバ収容室１８内における光ファイバ２２は、ループ要素２３Ａと、ループ要素２３Ａに接続され且つ光コネクタ１１の接続方向であるＹ方向に沿った接線部分２３Ｂとにより構成されている。なお、ループ要素２３Ａは、光ファイバ２２の最小許容半径よりも大きい曲率半径を有するものとする。

図５に示されるように、貫通孔１９内に配置されているフェルール保持部材２０には、Ｙ方向に延び且つ一定の内径を有する貫通孔からなるフェルール収容部２０Ａが形成され、フェルール収容部２０Ａの−Ｙ方向端部に、フェルール収容部２０Ａの内径よりも小さな内径を有する環状の絞り部２０Ｂが形成されている。

フェルール２１は、Ｙ方向に延びるほぼ円柱状の部材で、＋Ｙ方向側の後半部２１Ａと、−Ｙ方向側の前半部２１Ｂとを有している。フェルール２１の後半部２１ＡにＹ方向に沿って形成されている心線部挿入孔２１Ｃに光ファイバ２２のファイバ心線部が挿入され、前半部２１ＢにＹ方向に沿って形成され且つ心線部挿入孔２１Ｃに連通する素線部挿入孔２１Ｄに光ファイバ２２のファイバ素線部が挿入された状態で、光ファイバ２２の−Ｙ方向の先端部がフェルール２１に保持されている。

フェルール２１の後半部２１Ａは、フェルール保持部材２０のフェルール収容部２０Ａの内径よりもわずかに小さく且つ絞り部２０Ｂの内径よりも大きい外径を有し、前半部２１Ｂは、フェルール保持部材２０の絞り部２０Ｂよりもわずかに小さな外径を有し、後半部２１Ａと前半部２１Ｂとの境界部分に環状の段差２１Ｅが形成されている。フェルール２１は、後半部２１Ａがフェルール収容部２０Ａ内に収容されると共に、前半部２１Ｂが絞り部２０Ｂを貫通してフェルール収容部２０Ａから−Ｙ方向に突出した状態で、Ｙ方向に移動可能にフェルール保持部材２０に保持されている。

さらに、フェルール保持部材２０には、フェルール２１を−Ｙ方向に向けて弾性的に押しつけるバネ２４が配置されており、フェルール２１に外力が作用しない限り、フェルール２１は、段差２１Ｅがフェルール保持部材２０の絞り部２０Ｂに押し当てられた状態にある。ただし、フェルール２１に、バネ２４の弾性力よりも大きく且つ＋Ｙ方向に向かう外力が作用すると、＋Ｙ方向へのフェルール２１の後退が許容されるように、光コネクタ１１は構成されている。

フェルール２１が＋Ｙ方向に後退すると、フェルール２１に保持されている光ファイバ２２の−Ｙ方向の先端部も、フェルール２１と共に＋Ｙ方向に後退することとなるが、このとき、後退した距離に応じて、ループ２３のループ要素２３Ａの曲率半径が大きくなるように構成されている。さらに、このようにしてループ要素２３Ａの曲率半径が大きくなった場合でも、光ファイバ２２は、光ファイバ収容室１８の内壁に接触することはなく、ループ要素２３Ａの曲率半径が大きくなることを妨げないように、光ファイバ収容室１８内に収容されている。

図６および図７に示されるように、相手側光コネクタ３１がＹ方向に沿って光コネクタ１１の−Ｙ方向端部に接続されると、図８に示されるように、相手側光コネクタ３１のコネクタハウジング３２の環状の＋Ｙ方向端部が、光コネクタ１１のコネクタハウジング１２の凹状の相手側光コネクタ収容部１４に挿入され、相手側光コネクタ３１のフェルール３３が、光コネクタ１１の相手側フェルール挿入孔１５に挿入される。

このとき、図９に示されるように、光コネクタ１１の相手側フェルール挿入孔１５に挿入された相手側光コネクタ３１のフェルール３３の＋Ｙ方向の端面が、光コネクタ１１のフェルール２１の−Ｙ方向の端面に突き当たり、光コネクタ１１のフェルール２１に、バネ２４の弾性力よりも大きく且つ＋Ｙ方向に向かう外力が作用する。このため、フェルール保持部材２０内に配置されているバネ２４が弾性圧縮され、フェルール２１は、相手側光コネクタ３１との非接続時に比べて、距離ΔＹだけ＋Ｙ方向に移動する、すなわち、光コネクタ１１と相手側光コネクタ３１との接続方向であるＹ方向に沿って距離ΔＹだけ後退する。

このフェルール２１の＋Ｙ方向への後退に伴い、フェルール２１に保持されている光ファイバ２２の−Ｙ方向の先端部も、フェルール２１と共に距離ΔＹだけ＋Ｙ方向に後退する。このため、光ファイバ収容室１８内に収容されている光ファイバ２２の全長が距離ΔＹに相当する長さだけ増加することとなるが、光ファイバ収容室１８内には、光ファイバ２２により、Ｙ方向に沿った接線を有し且つＹＺ面内に配置される１つのループ要素２３Ａからなる１巻きのループ２３が形成されており、光ファイバ２２の長さの増加分に応じて、ループ要素２３Ａの曲率半径が大きくなる。したがって、フェルール２１の後退に起因した光ファイバ２２の伝送損失の増大を防止することができる。

なお、光コネクタ１１と相手側光コネクタ３１の接続が解除されると、フェルール２１は、バネ２４の弾性力により、図５に示したように、段差２１Ｅがフェルール保持部材２０の絞り部２０Ｂに押し当てられた状態に戻り、光ファイバ２２のループ要素２３Ａの曲率半径も、当初の値に戻る。

実施の形態２
上述した実施の形態１では、コネクタハウジング１２の光ファイバ収容室１８内に収容される光ファイバ２２が、ＹＺ面内に配置される１つのループ要素２３Ａからなる１巻きのループ２３を有しているが、これに限るものではなく、例えば、図１０に示されるように、光ファイバ収容室１８内に収容される光ファイバ２２が、ＹＺ面内に配置される渦巻き状のループ４３を形成していてもよい。ループ４３は、それぞれＹ方向に沿った接線を有し且つ互いに異なる曲率半径を有する複数のループ要素４３Ａを有し、光ファイバ収容室１８内における光ファイバ２２は、複数のループ要素４３Ａと、光コネクタ１１の接続方向であるＹ方向に沿った接線部分４３Ｂとにより構成されている。なお、ループ要素２３Ａと同様に、それぞれのループ要素４３Ａは、光ファイバ２２の最小許容半径よりも大きい曲率半径を有するものとする。

光ファイバ２２が、このような渦巻き状のループ４３を有していても、実施の形態１と同様に、相手側光コネクタ３１との接続時におけるフェルール２１の後退に伴って、ループ４３のループ要素４３Ａの曲率半径が大きくなり、光ファイバ２２の伝送損失の増大を防止することが可能となる。

実施の形態３
上述した実施の形態１および２では、コネクタハウジング１２の光ファイバ収容室１８内に収容される光ファイバ２２が、ＹＺ面内に配置される１巻きのループ２３、または、ＹＺ面内に配置される渦巻き状のループ４３を有しているが、これに限るものではない。例えば、図１１に示されるように、光ファイバ収容室１８内に収容される光ファイバ２２が、ＹＺ面に対して直交するＸ方向に沿った中心軸Ｃを有する螺旋状のループ５３を形成していてもよい。ループ５３は、それぞれＹ方向に沿った接線を有し且つ互いに同一の曲率半径を有する複数のループ要素５３Ａを有し、光ファイバ収容室１８内における光ファイバ２２は、複数のループ要素５３Ａと、光コネクタ１１の接続方向であるＹ方向に沿った接線部分５３Ｂとにより構成されている。なお、ループ要素２３Ａおよび４３Ａと同様に、それぞれのループ要素５３Ａは、光ファイバ２２の最小許容半径よりも大きい曲率半径を有するものとする。

光ファイバ２２が、このような螺旋状のループ５３を有していても、実施の形態１および２と同様に、相手側光コネクタ３１との接続時におけるフェルール２１の後退に伴って、ループ５３のループ要素５３Ａの曲率半径が大きくなり、光ファイバ２２の伝送損失の増大を防止することが可能となる。
なお、螺旋状のループ５３は、互いに同一の曲率半径を有する複数のループ要素５３Ａの代わりに、互いに異なる曲率半径を有する複数のループ要素を有していてもよい。

実施の形態４
図１２に、実施の形態４に係る光コネクタ６１を示す。この光コネクタ６１は、実施の形態１の光コネクタ１１において、ほぼ円筒形状のコネクタハウジング１２の代わりに、ＸＺ面に沿ってほぼ矩形の断面形状を有する、いわゆる角筒形状のコネクタハウジング６２を用いたものであり、その他の部材は、光コネクタ１１と同様である。

図３および図４に示されるように、実施の形態１における光ファイバ２２のループ２３は、ＹＺ面内に配置されており、フェルール２１の後退時においても、ループ２３のループ要素２３Ａは、ＹＺ面内で曲率半径が大きくなる。そこで、コネクタハウジング６２が、ループ２３を収容するのに十分なＹ方向の長さとＺ方向の高さを有していれば、光ファイバ２２を、コネクタハウジング６２内の光ファイバ収容室の内壁に接触させることなく、ループ要素２３Ａの曲率半径が大きくなることを妨げないように保持することができる。このため、角筒形状のコネクタハウジング６２の使用が可能となる。

これに対して、図１３および図１４に示した従来の光コネクタ２においては、フェルール４の後退時に光ファイバ３の撓み部分７が形成される方向を特定することができないため、光ファイバ３がいずれの方向に撓んでもよいように、円筒形状のコネクタハウジング５を使用せざるを得なかった。
この実施の形態４においては、角筒形状のコネクタハウジング６２が用いられているので、円筒形状のコネクタハウジングに比べて空間利用効率に優れた光コネクタ６１を実現することができる。

なお、上述した実施の形態２における渦巻き状のループ４３も、図１０に示されるように、ＹＺ面内に配置されているので、同様にして、角筒形状のコネクタハウジングを用いた光コネクタを実現することができる。
さらに、実施の形態３における螺旋状のループ５３は、図１１に示されるように、ＹＺ面に対して直交するＸ方向に沿った中心軸Ｃを有しているが、ループ５３を形成する複数のループ要素５３Ａは、それぞれ、ほぼＹＺ面に沿って配置されているため、螺旋状のループ５３を収容するのに十分なＸ方向の幅を有していれば、角筒形状のコネクタハウジングを用いた光コネクタを実現することが可能となる。

１ 光ケーブル、２ 光コネクタ、３ 光ファイバ、４ フェルール、５ コネクタハウジング、６ バネ、７ 撓み部分、１１，６１ 光コネクタ、１２，６２ コネクタハウジング、１３ コネクタ前面部、１３Ａ 中心、１４ 相手側光コネクタ収容部、１５ 相手側フェルール挿入孔、１６ 光ケーブル固定部、１７ 円柱部材、１８ 光ファイバ収容室、１９ 貫通孔、２０ フェルール保持部材、２０Ａ フェルール収容部、２０Ｂ 絞り部、２１ フェルール、２１Ａ 後半部、２１Ｂ 前半部、２１Ｃ 心線部挿入孔、２１Ｄ 素線部挿入孔、２１Ｅ 段差、２２ 光ファイバ、２３，４３，５３ ループ、２３Ａ，４３Ａ，５３Ａ ループ要素、２３Ｂ，４３Ｂ，５３Ｂ 接線部分、２４ バネ、３１ 相手側光コネクタ、３２ コネクタハウジング、３３ フェルール、Ｄ１ 接続方向、ΔＬ 距離、ＣＡ 光ケーブル、ΔＹ 距離、Ｃ 中心軸。

この発明に係る光コネクタは、接続方向に沿って接続される際に、光ファイバの先端部を保持しているフェルールの接続方向に沿った後退を許容する光コネクタであって、フェルールを接続方向に沿って後退可能に保持するコネクタハウジングを備え、コネクタハウジング内における光ファイバは、接続方向に沿った接線を有する１つ以上のループ要素と、１つ以上のループ要素の接線上に配置され且つ１つ以上のループ要素に接続された接線部分とにより構成され、且つ、フェルールの接続方向に沿った後退に伴ってループ要素の曲率半径が大きくなることを妨げないように保持されているものである。

Claims (6)

1. 接続方向に沿って接続される際に、光ファイバの先端部を保持しているフェルールの前記接続方向に沿った後退を許容する光コネクタであって、
   前記フェルールを前記接続方向に沿って後退可能に保持するコネクタハウジングを備え、
   前記コネクタハウジング内における前記光ファイバは、前記接続方向に沿った接線を有する１つ以上のループ要素と、前記１つ以上のループ要素に接続された接線部分とにより構成され、且つ、前記フェルールの前記接続方向に沿った後退に伴って前記ループ要素の曲率半径が大きくなることを妨げないように保持されていることを特徴とする光コネクタ。
2. 前記光ファイバは、前記コネクタハウジング内に、前記接続方向を含む平面内に配置され且つ１つの前記ループ要素からなる１巻きのループを形成する請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記光ファイバは、前記コネクタハウジング内に、前記接続方向を含む平面内に配置され且つ複数の前記ループ要素を有する渦巻き状のループを形成する請求項１に記載のコネクタ。
4. 前記光ファイバは、前記コネクタハウジング内に、前記接続方向を含む平面に対して直交する中心軸を有し且つ複数の前記ループ要素を有する螺旋状のループを形成する請求項１に記載のコネクタ。
5. 前記コネクタハウジング内に配置され且つ前記フェルールを前記接続方向に沿って前方に押しつけるためのバネを備えた請求項１〜４のいずれか一項に記載のコネクタ。
6. 前記コネクタハウジングは、角筒形状を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のコネクタ。