JP2020056911A - 光コネクタユニット - Google Patents

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順也 渡辺
Junya Watanabe
順也 渡辺
タオ チ タン グエン
Thi Thanh NGUYEN Thao
タオ チ タン グエン
貴治 松田
Takaharu Matsuda
貴治 松田
藤原 邦彦
Kunihiko Fujiwara
邦彦 藤原
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Abstract

【課題】コネクタ接続によりフェルールが後退した時に、ハウジング内での光ファイバの撓みによる影響を低減する。【解決手段】光ファイバ13と、光ファイバ13の一方の端部を保持するフェルール12と、フェルール12を後退可能に収容するハウジング11と、光ファイバ13の他方の端部と別の光ファイバ2とが接続される接続部6を保護する保護スリーブ16とを有する光コネクタユニット10であって、別の光ファイバ2は、保護スリーブ16と共にハウジング15に保持され、フェルール12が最も後退した時に、光ファイバ13の他方の端部側におけるフェルール12の端面と、光ファイバ13の前記一方の端部側における保護スリーブ16の端面との間で、光ファイバ13の曲げ半径が7.5mm以上であることを特徴とする光コネクタユニットである。【選択図】図4

Description

本発明は、光コネクタユニットに関する。
近年、光ファイバ敷設現場において光ファイバコードの端末に容易に組み立てることができる現場組立型光コネクタが提案されている。このような現場組立型光コネクタの一例として、工場にてあらかじめ内蔵光ファイバがフェルールに内挿固定されると共に、内蔵光ファイバの端部と光ファイバコード内の光ファイバの端部とを融着接続することで組み立てられる融着接続型の現場組立型光コネクタがある。
このような融着接続型の現場組立型光コネクタとして、例えば、特許文献1には、光ファイバコードに付与される引っ張りや曲げ等に対する機械特性を強化するために、光ファイバコード内の抗張力繊維をハウジングに固定した光コネクタが開示されている。
特開2012−252365号公報
特許文献1に記載の光コネクタでは、光ファイバコード内から抗張力繊維を取り出し、ハウジングに固定しなければならず、作業性の低下が問題であった。このため、光ファイバコードを外被ごとハウジングに固定することにより、このような作業性の低下を抑制することができる。しかし、光ファイバコードを外被ごとハウジングに固定した場合、コネクタ接続によりフェルールが後退した時に、ハウジング内で局所的に光ファイバが撓んでしまい、光ファイバの曲げ損失の増大が問題となっていた。
本発明は、コネクタ接続によりフェルールが後退した時に、ハウジング内での光ファイバの撓みによる影響を低減することを目的とする。
本発明の幾つかの実施形態は、光ファイバと、前記光ファイバの一方の端部を保持するフェルールと、前記フェルールを後退可能に収容するハウジングと、前記光ファイバの他方の端部と別の光ファイバとが接続される接続部を保護する保護スリーブとを有する光コネクタユニットであって、前記別の光ファイバは、前記保護スリーブと共に前記ハウジングに保持され、前記フェルールが最も後退した時に、前記光ファイバの前記他方の端部側における前記フェルールの端面と、前記光ファイバの前記一方の端部側における前記保護スリーブの端面との間で、前記光ファイバの曲げ半径が7.5mm以上であることを特徴とする光コネクタユニットである。
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
本発明の幾つかの実施形態によれば、コネクタ接続によりフェルールが後退した時に、ハウジング内での光ファイバの撓みによる影響を低減することができる。
図1は、本実施形態の光コネクタユニット10の全体斜視図である。 図2は、本実施形態の光コネクタユニット10の分解斜視図である。 図3A及び図3Bは、クランプ部24を上側半部材25と下側半部材27とに分解した様子を示す斜視図である。 図4Aは、フェルール11の後退前の本実施形態の光コネクタユニット10の断面図である。図4Bは、フェルール11の後退時の本実施形態の光コネクタユニット10の断面図である。
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
光ファイバと、前記光ファイバの一方の端部を保持するフェルールと、前記フェルールを後退可能に収容するハウジングと、前記光ファイバの他方の端部と別の光ファイバとが接続される接続部を保護する保護スリーブとを有する光コネクタユニットであって、前記別の光ファイバは、前記保護スリーブと共に前記ハウジングに保持され、前記フェルールが最も後退した時に、前記光ファイバの前記他方の端部側における前記フェルールの端面と、前記光ファイバの前記一方の端部側における前記保護スリーブの端面との間で、前記光ファイバの曲げ半径が7.5mm以上であることを特徴とする光コネクタユニットが明らかとなる。このような光コネクタユニットによれば、コネクタ接続によりフェルールが後退した時に、ハウジング内での光ファイバの撓みによる影響を低減することができる。
前記光ファイバの曲げ半径が7.5mmのとき、曲げ損失が1.0dB以下であることが望ましい。これにより、コネクタ接続によりフェルールが後退した時に、ハウジング内での光ファイバの撓みによる影響を低減することができる。
前記別の光ファイバは、前記保護スリーブと共に前記ハウジングにかしめ固定されることが望ましい。これにより、光ファイバコードをハウジングに固定する際の作業性の低下を抑制することができる。
前記光ファイバの径が0.9mmであり、前記フェルールの挿通孔に前記光ファイバが挿通されることが望ましい。これにより、光ファイバをフェルールに固定するための接着剤をディスペンサ等で容易に挿通孔に注入することが可能となる。
===本実施形態===
図1は、本実施形態の光コネクタユニット10の全体斜視図である。図2は、本実施形態の光コネクタユニット10の分解斜視図である。図3A及び図3Bは、クランプ部24を上側半部材25と下側半部材27とに分解した様子を示す斜視図である。図4Aは、フェルール11の後退前の本実施形態の光コネクタユニット10の断面図である。図4Bは、フェルール11の後退時の本実施形態の光コネクタユニット10の断面図である。なお、図2において、保護スリーブ16は加熱収縮前の状態で図示されている。また、図4A及び図4Bにおいて、保護スリーブ16は加熱収縮後の状態で図示されている。
以下の説明では、図に示すように各方向を定義する。すなわち、光ファイバコード1や光ファイバ2の長手方向を「前後方向」とし、光コネクタユニット10から光ファイバコード1が延び出る側を「後」とし、逆側を「前」とする。また、クランプ部24が保護スリーブ16及び光ファイバコード1をクランプする方向を「上下方向」とする。なお、上下方向は、クランプ部24が上側半部材25と下側半部材27とに分離する方向でもある。また、「前後方向」及び「上下方向」と直交する方向を「左右方向」とする。
本実施形態の光コネクタユニット10は、融着接続により光ファイバを接続する現場組立型光コネクタである。また、本実施形態の光コネクタユニット10は、光ファイバコード1の端末に組み立てられる光コネクタである。光コネクタユニット10は、例えばSC形光コネクタである。但し、光コネクタユニット10は、SC形光コネクタ以外の単心用光コネクタであっても良い。例えば、光コネクタユニット10として、LC形光コネクタ、MU形光コネクタ等を使用することができる。
本実施形態の光コネクタユニット10が組み立てられる光ファイバコード1は、光ファイバ2と、外被3とを有する。光ファイバ2は、光コネクタユニット10に組み立てられる際、光ファイバコード1から口出しされる光ファイバである。なお、光ファイバ2は、後述するように光コネクタユニット10が組み立てられる際に、光コネクタユニット10のフェルール12に内挿固定された内蔵光ファイバ13と融着接続される。このため、光ファイバ2の前側の端部は、前後方向に所定の長さの分だけ被覆部5が取り除かれ、裸ファイバ部4が露出している。外被3は、光ファイバ2を被覆する部材である。なお、外被3の中に、光ファイバ2とは別の部材が埋設されていてもよい。例えば、外被3の中に、抗張力繊維が埋設されていてもよい。
光コネクタユニット10は、プラグフレーム11と、フェルール12と、内蔵光ファイバ13と、スプリング14と、後側ハウジング15と、保護スリーブ16とを有する。
プラグフレーム11は、フェルール12を後退可能に収容する部材である。本実施形態では、プラグフレーム11は、後側ハウジング15の前側の端部に取り付けられる。これにより、プラグフレーム11と後側ハウジング15とは、内部にフェルール12、内蔵光ファイバ13、スプリング14及び保護スリーブ16を収容する一体的なハウジングとして機能する。このように一体的なハウジングとして機能するプラグフレーム11と後側ハウジング15とを合わせて単に「ハウジング」と呼ぶことがある。なお、本実施形態では、プラグフレーム11と後側ハウジング15とが別部品により形成されるのではなく、一部品として形成されても良い。
図4A及び図4Bに示すように、プラグフレーム11には、前抜防止部29が設けられている。フェルール12のフランジ部18がプラグフレーム11の前抜防止部29に接することによって、スプリング14により前側へ押圧されているフェルール11の前抜けが防止されている。
フェルール12は、内蔵光ファイバ13の前側の端部が内挿固定される部材である。フェルール12は、フェルール本体17と、フランジ部18とを有する。フェルール本体17は、単心光コネクタに使用される円筒形状のフェルールである。フランジ部18は、フェルール本体17の外周面から外側に突出している部位である。このようにフェルール本体17の外周面から外側に突出しているフランジ部18が、プラグフレーム11の前抜防止部29に接することによって、スプリング14により前側へ押圧されているフェルール11の前抜けが防止されている。
内蔵光ファイバ13は、フェルール12に内挿固定される光ファイバである。前述したように、本実施形態の光コネクタユニット10は、現場組立型光コネクタである。内蔵光ファイバ13は、光コネクタユニット10が組み立てられる前に工場等にてあらかじめフェルール12に内挿固定されている。本実施形態の内蔵光ファイバ13は、低曲げ損失型光ファイバである。低曲げ損失型光ファイバについては、後述する。
内蔵光ファイバ13の前側の端部は、フェルール12の挿通孔(挿通孔20及び挿通孔30)に挿通され、フェルール12に接着固定される。なお、内蔵光ファイバ13の前側の端部は、前後方向に所定の長さの分だけ被覆部23が取り除かれ、裸ファイバ部22Aが露出している(図4Aに図示)。裸ファイバ部22Aがフェルール本体17(フェルール12)に形成された挿通孔30に挿通され、被覆部23の部分がフランジ部18(フェルール12)に形成された挿通孔20に挿通されることになる(図4Aに図示)。また、内蔵光ファイバ13の前側の端部は、フェルール12と共に端面が研磨されている。これにより、内蔵光ファイバ13の前側の端部は、フェルール21に内挿固定されることになる。
内蔵光ファイバ13の後側の端部は、光コネクタユニット10が組み立てられる際に光ファイバコード1から口出しされた光ファイバ2と融着接続される。なお、内蔵光ファイバ13の後側の端部は、前後方向に所定の長さの分だけ被覆部23が取り除かれ、裸ファイバ部22Bが露出している。そして、光ファイバ2との融着接続点である接続部6(図4A及び図4Bに図示)は、保護スリーブ16により保護される。なお、後述するように、保護スリーブ16は光ファイバコード1と共に後側ハウジング15のクランプ部24により固定されている。
スプリング14は、フェルール12と後側ハウジング15との位置関係を復元させるための弾性部材である。スプリング14は、フェルール12のフランジ部18と、後側ハウジング15に設けられたスプリング受け部(不図示)との間で圧縮可能な状態で配置されている。具体的には、スプリング14の前側端部はフェルール12のフランジ部18に保持されており、スプリング14の後側端部は後側ハウジング15に設けられたスプリング受け部(不図示)に保持されている。光コネクタユニット10のコネクタ接続時にフェルール12のフェルール端面19にコネクタ接続の相手側のフェルールのフェルール端面が突き当たり、フェルール12が後側ハウジング15に対して後側に移動すると、スプリング14が圧縮変形する。圧縮変形したスプリング14の弾性力によって、フェルール12が前方に付勢されることになる。また、スプリング14の弾性力に抗してフェルール12を後方に押し込み可能になっている。
後側ハウジング15は、スプリング14と、保護スリーブ16とを収容する部材である。後側ハウジング15は、プラグフレーム11の後側端部に取り付けられる。本実施形態の後側ハウジング15には、クランプ部24が取り付けられている。
クランプ部24は、光ファイバコード1の端部(口出し部)を、外被3ごと後側ハウジング15に保持する部材である。クランプ部24が光ファイバコード1の端部(口出し部)を外被3ごと上下方向から挟む(クランプする)ことにより、光ファイバコード1が後側ハウジング15に保持される。
クランプ部24は、上側半部材25と、下側半部材27とを有する(図3A及び図3Bに図示)。上側半部材25は、光ファイバコード1を挟む際に光ファイバコード1を外被3ごと上側から押さえつける部材である。上側半部材25には、リブ26が形成されている。上側半部材25と下側半部材27とで光ファイバコード1の端部(口出し部)を挟む際、リブ26が光ファイバコード1の外被3に食い込むことにより、光ファイバコード1がクランプ部24から引き抜かれることを抑制することができる。下側半部材27は、光ファイバコード1を挟む際に光ファイバコード1を載置する部材である。下側半部材27には、突起部28が形成されている。上側半部材25と下側半部材27とで光ファイバコード1の端部(口出し部)を挟む際、突起部28が光ファイバコード1の外被3に食い込むことにより、光ファイバコード1がクランプ部24から引き抜かれることを抑制することができる。但し、上側半部材25と下側半部材27とは、上下方向が逆に配置されても良い。
図3A及び図3Bに示すように、クランプ部24は、光ファイバコード1を保護スリーブ16と共に挟み込むことで、後側ハウジング15に保持している。なお、前述したように、光ファイバコード1の外被3の中には光ファイバ2が埋設されている。このため、クランプ部24が保護スリーブ16と共に光ファイバコード1を挟み込むことで、光ファイバ2もクランプ部24に挟み込まれ、後側ハウジング15に保持されることになる。言い換えれば、光ファイバ2は、保護スリーブ16と共に後側ハウジング15にかしめ固定されることになる。したがって、クランプ部24より前側に配置された光ファイバ2や、光ファイバ2に融着接続された内蔵光ファイバ13に撓みが発生しても、クランプ部24の後方の光ファイバ2に撓みが伝達しないようになっている。また逆に、クランプ部24より後側に配置された光ファイバ2に撓みが発生しても、クランプ部24の前方の光ファイバ2や、光ファイバ2に融着接続された内蔵光ファイバ13に撓みが伝達しないようになっている。
保護スリーブ16は、内蔵光ファイバ13と光ファイバコード1から口出しされた光ファイバ2との融着接続点(図4A及び図4Bに図示する接続部6)を保護するチューブ状の部材である。なお、図4A及び図4Bでは、接続部6を明確に示すために、接続部6を丸い点で模式的に図示している。保護スリーブ16の中央部は、接続部6を覆うと共に、内蔵光ファイバ13の端部や、光ファイバコード1から口出しされた光ファイバ2の端部を覆っている。保護スリーブ16は、後側ハウジング15の内部に収容されている。
保護スリーブ16は、熱収縮チューブにより構成されている。接続部6を保護スリーブ16で覆った後、保護スリーブ16を加熱収縮させることになる(図4Aおよび図4Bの保護スリーブ16は、加熱収縮後の状態で図示されている)。保護スリーブ16が加熱収縮することによって、保護スリーブ16で覆われた部分は屈曲しにくくなり、直線状態が維持される。言い換えると、保護スリーブ16が加熱収縮することによって、保護スリーブ16を介して内蔵光ファイバ13と光ファイバコード1から口出しされた光ファイバ2とが強固に接続される。すなわち、保護スリーブ16を介して接続部6が保護されることになる。
図4Aに示すように、フェルール11の後退前の光コネクタユニット10において、保護スリーブ16の前側端部と、フェルール12のフランジ部18の後側端部との間に所定の間隔が空くようにして、保護スリーブ16が配置されている。このように保護スリーブ16が配置されることにより、図4Bに示すように、フェルール11の後退時に内蔵光ファイバ13が撓むことができる。なお、保護スリーブ16の後側端部は、光ファイバコード1の外被3の端部を覆っている。
前述したように、本実施形態の光コネクタユニット10では、光ファイバコード1が外被3ごと後側ハウジング15に保持されている。これにより、光ファイバコード1内の抗張力繊維を後側ハウジング15に保持する場合と比べて、光ファイバコード1内から抗張力繊維を取り出し、後側ハウジング15に固定する作業が必要でない為、光ファイバコード1に光コネクタユニット10を組み立てる作業の作業性の低下を抑制することができる。また、光ファイバコード1内の抗張力繊維を後側ハウジング15に保持する場合、抗張力繊維を後側ハウジング15に保持する部材を後側ハウジング15の後側端部に設けなければならず、光コネクタユニット10の前後方向の長さが長くなってしまうことがあった。しかし、光ファイバコード1を外被3ごと後側ハウジング15に保持することにより、光コネクタユニット10の前後方向の長さを小型化することができる。
ところで、本実施形態では、前述したように、光ファイバ2が埋設された光ファイバコード1を、クランプ部24が保護スリーブ16と共に挟み込むことで、内蔵光ファイバ13に撓みが発生しても、クランプ部24の後方の光ファイバ2に撓みが伝達しないようになっている。さらに、保護スリーブ16で覆われた光ファイバ部分(内蔵光ファイバ13及び光ファイバ2)は屈曲しにくくなり、直線状態が維持されている。このため、図4Bに示すように、コネクタ接続時にフェルール12が後側ハウジング15に対して後側に移動すると、フェルール12に内挿固定された内蔵光ファイバ13が後側ハウジング15内で局所的に曲がることになる。
そこで、本実施形態では、内蔵光ファイバ13として低曲げ損失型光ファイバを使用することにより、コネクタ接続によりフェルール12が後退した時に、ハウジング内での内蔵光ファイバ13が撓んだ時の曲げ損失を抑制している。図4Bに示す光コネクタユニット10では、フェルール12が最も後退した時の状態を図示している。図4Bに示すように、A1地点とA2地点との間で内蔵光ファイバ13が撓んでいる。ここで、A1地点は、フランジ部18(フェルール12)の後側の端面の位置であり、A2地点は、保護スリーブ16の前側の端面の位置である。なお、A1地点より前側では内蔵光ファイバ13はフランジ部18の挿通孔20に挿通された状態であるので、A1地点より前側では内蔵光ファイバ13に撓みはほぼ発生しない。また、A2地点より後側では内蔵光ファイバ13は保護スリーブ16に覆われた状態であるので、A2地点より後側では内蔵光ファイバ13に撓みはほぼ発生しない。
本実施形態では、内蔵光ファイバ13として低曲げ損失型光ファイバを使用することにより、低曲げ損失型光ファイバ以外の光ファイバを使用する場合と比べて、内蔵光ファイバ13の曲げ半径Rの許容される最小値をさらに小さくすることができる。本実施形態では、内蔵光ファイバ13として低曲げ損失型光ファイバを使用することにより、A1地点とA2地点との間の内蔵光ファイバ13の曲げ半径Rの許容される最小値を7.5mmとすることができる。これにより、コネクタ接続によりフェルール12が後退した時に、ハウジング内での内蔵光ファイバ13の撓みによる影響を低減することができる。
ここで、内蔵光ファイバ13の曲げ半径Rを小さくすればするほど(内蔵光ファイバ13を曲げれば曲げるほど)、内蔵光ファイバ13の曲げ損失が増大することは明らかであるから、内蔵光ファイバ13の曲げ半径Rの許容される最小値とは、曲げ損失の許容される最大値における、内蔵光ファイバ13の曲げ半径Rの値である。本実施形態では、コネクタ接続によりフェルール12が最も後退した時に、A1地点とA2地点との間の内蔵光ファイバ13の曲げ半径が7.5mm以上であれば、ハウジング内での内蔵光ファイバ13の撓みによる影響を低減することができる。
なお、低曲げ損失型光ファイバの特性はITU‐T勧告G657で規定されている。本実施形態では、ITU‐T勧告G657で規定されているG657.A2光ファイバ及びG657.B2光ファイバを使用することができる。下記の表1は、G657.A2光ファイバ及びG657.B2光ファイバの光ファイバ特性のうち、マクロベンド損失に関する規格値を表したものである。なお、マクロベンド損失に関する規格値は、G657.A2光ファイバ及びG657.B2光ファイバにおいて表1の通り共通している。なお、G657.A2光ファイバ及びG657.B2光ファイバのマクロベンド損失以外の光ファイバ特性については、ITU‐T勧告G657で規定されている値を使用することができる。
Figure 2020056911
表1によると、光ファイバの曲げ半径が7.5mmの場合、曲げ損失の最大値が波長1625nmの場合は1.0dB、波長1550nmの場合は0.5dBである。したがって、光ファイバの曲げ半径が7.5mmの場合、曲げ損失が1.0dB以下であれば規定の範囲内の低曲げ損失型光ファイバとすることができる。
===その他===
図4A及び図4Bに示すように、内蔵光ファイバ13が挿通されるフランジ部18(フェルール12)の挿通孔20の入り口部分には、テーパ部21が形成されている。これにより、内蔵光ファイバ13がフランジ部18の挿通孔20の入り口部分で急激に曲がってしまうことを抑制し、内蔵光ファイバ13の曲げ損失の増大を抑制することができる。
低曲げ損失型光ファイバが使用される内蔵光ファイバ13では、被覆部23を含めた外径が0.9mm程度となっている。このため、フランジ部18の挿通孔20についても、0.9mmの外径の光ファイバが挿通可能な孔で形成されることになる。低曲げ損失型光ファイバ以外の光ファイバでは、被覆部23を含めた外径が0.25mm程度である。このため、本実施形態のフランジ部18(フェルール12)の挿通孔20は、低曲げ損失型光ファイバ以外の光ファイバを使用する場合と比べて大きくなっている。これにより、内蔵光ファイバ13をフランジ部18(フェルール12)に固定するための接着剤をディスペンサ等で容易に挿通孔20に注入することが可能となる。
前述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。
1 光ファイバコード、2 光ファイバ、3 外被、4 裸ファイバ部、
5 被覆部、6 接続部、10 光コネクタユニット、
11 プラグフレーム、12 フェルール、13 内蔵光ファイバ、
14 スプリング、15 後側ハウジング、16 保護スリーブ、
17 フェルール本体、18 フランジ部、19 フェルール端面、
20 挿通孔、21 テーパ部、22A・22B 裸ファイバ部、
23 被覆部、24 クランプ部、25 上側半部材、26 リブ、
27 下側半部材、28 突起部、29 前抜防止部、30 挿通孔

Claims (4)

  1. 光ファイバと、
    前記光ファイバの一方の端部を保持するフェルールと、
    前記フェルールを後退可能に収容するハウジングと、
    前記光ファイバの他方の端部と別の光ファイバとが接続される接続部を保護する保護スリーブと
    を有する光コネクタユニットであって、
    前記別の光ファイバは、前記保護スリーブと共に前記ハウジングに保持され、
    前記フェルールが最も後退した時に、前記光ファイバの前記他方の端部側における前記フェルールの端面と、前記光ファイバの前記一方の端部側における前記保護スリーブの端面との間で、前記光ファイバの曲げ半径が7.5mm以上である
    ことを特徴とする光コネクタユニット。
  2. 請求項1に記載の光コネクタユニットであって、
    前記光ファイバの曲げ半径が7.5mmのとき、曲げ損失が1.0dB以下である
    ことを特徴とする光コネクタユニット。
  3. 請求項1又は2に記載の光コネクタユニットであって、
    前記別の光ファイバは、前記保護スリーブと共に前記ハウジングにかしめ固定される
    ことを特徴とする光コネクタユニット。
  4. 請求項1又は2に記載の光コネクタユニットであって、
    前記光ファイバの径が0.9mmであり、前記フェルールの挿通孔に前記光ファイバが挿通される
    ことを特徴とする光コネクタユニット。
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