JP2020144309A - メカニカルスプライスおよび当該メカニカルスプライスを備えた光ファイバ接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減できるとともに、光ファイバ接続部の光学特性の劣化を防止することができるメカニカルスプライスを提供する。【解決手段】光ファイバ１００同士を突き合わせて接続するメカニカルスプライス２は、光ファイバを収容するファイバ溝を有するベース部３と、ファイバ溝に収容された光ファイバをベース部に対して押さえる単一の蓋部４と、を備えている。単一の蓋部には、ベース部に面した第一面以外の面に凹部が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ同士を機械的に接続するメカニカルスプライスおよび当該メカニカルスプライスを備えた光ファイバ接続構造に関する。

特許文献１は、現地での組み立てが容易な光コネクタとして、短尺光ファイバとコネクタ付けする光ファイバとが機械的に接続（メカニカルスプライス）される光ファイバ接続構造が開示されている。特許文献１に記載の光ファイバ接続構造では、光ファイバ同士がＶ溝基板と押さえ蓋との間で突き当てられた状態で、押さえ蓋がＶ溝基板の上面に押圧されて断面Ｕ字状のクランプバネにより挟持されることにより、光ファイバの機械的な接続がなされている。

特開２０１０−６１１２１号公報 特開２０１４−１２３０５７号公報

特許文献１に開示のような一般的な光ファイバ接続構造では、光ファイバはガラス製であり、光ファイバを挟持するＶ溝基板および押さえ蓋がプラスチック製であるため、ガラスとプラスチックとの間には熱膨張率の大きな差がある。そのため、高温環境下などの温度変化に伴ってファイバの伸縮とＶ溝基板および押さえ蓋の伸縮に差が出ると、光ファイバの位置ずれが生じ、光学特性（接続ロスや反射）が劣化する可能性がある。

特許文献２では、押さえ蓋を、第１蓋部と、第２蓋部との２部品に分離して、ファイバと押さえ蓋との伸縮の差によるファイバの位置ずれを防止するメカニカルスプライスが開示されている。
しかしながら、特許文献２の構成では、押さえ蓋が２部品から構成されるため、部品点数が増加してコストアップにつながるとともに、Ｖ溝基板と２部品から成る押さえ蓋とをバネ部材により挟持する際の作業性に改善の余地がある。

そこで、本発明は、部品点数を削減できるとともに、光ファイバ接続部の光学特性の劣化を防止することができるメカニカルスプライスおよび当該メカニカルスプライスを備えた光ファイバ接続構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のメカニカルスプライスは、
光ファイバ同士を突き合わせて接続するメカニカルスプライスであって、
前記光ファイバを収容するファイバ溝を有するベース部と、
前記ファイバ溝に収容された前記光ファイバを前記ベース部に対して押さえる単一の蓋部と、
を備え、
前記単一の蓋部には、前記ベース部に面した第一面以外の面に凹部が形成されている。

本発明によれば、部品点数を削減できるとともに、光ファイバ接続部の光学特性の劣化を防止することができるメカニカルスプライスおよび当該メカニカルスプライスを備えた光ファイバ接続構造を提供することができる。

本発明に係る光ファイバ接続構造の一実施形態が適用される光コネクタを示す概略断面図である。 図１に示した光コネクタの分解斜視図である。 図１に示した光コネクタが備えるベース部と蓋部とが接した状態を示す側面図である。 図３の状態の平面図である。 蓋部の側面図である。 蓋部の平面図である。

＜本発明の実施形態の概要＞
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
（１）本実施形態に係るメカニカルスプライスは、
光ファイバ同士を突き合わせて接続するメカニカルスプライスであって、
前記光ファイバを収容するファイバ溝を有するベース部と、
前記ファイバ溝に収容された前記光ファイバを前記ベース部に対して押さえる単一の蓋部と、
を備え、
前記単一の蓋部には、前記ベース部に面した第一面以外の面に凹部が形成されている。
なお、ここでいう「第一面以外の面に凹部が形成されている。」とは、「第一面とは異なる面に凹部が形成されている。」という意味であり、「第一面には凹部が形成されていない。」という意味ではない。ベース部に面した蓋部の第一面には、凹部は形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。

この構成によれば、このように本発明のメカニカルスプライスにおいては、蓋部は、ベース部に面した第一面以外の面に凹部が形成されていることにより、薄肉化されている。これにより、温度変化時の光ファイバと蓋部との熱膨張率の差による光ファイバと蓋部との相互の影響を低減し、高温環境下においても、突き合わされた光ファイバ同士の位置ずれを防ぐことができる。その結果、光学特性の劣化を防止することができる。また、蓋部は一部品から構成されているため、メカニカルスプライスの部品点数を削減することができる。

（２）また、本実施形態に係るメカニカルスプライスにおいて、
前記単一の蓋部の前記第一面と反対側に位置する第二面に、前記凹部が形成されていてもよい。

（３）また、本実施形態に係るメカニカルスプライスにおいて、
前記単一の蓋部は、前記第一面と前記第一面と反対側に位置する第二面と、前記第一面と前記第二面との間を繋ぐ第三面および第四面を有し、
前記第三面および前記第四面の少なくとも一方に、前記凹部が形成されていてもよい。

これらの構成によれば、簡便な構成でメカニカルスプライスの蓋部の薄肉化を好適に図ることができる。

（４）また、本実施形態に係るメカニカルスプライスにおいて、
前記ベース部は、前記光ファイバ同士が接続されるファイバ接続領域と、前記ファイバ接続領域に対して前記ファイバ溝の延在方向両側に位置するファイバ非接続領域とを有し、
前記凹部は、前記ファイバ非接続領域に対応する領域に形成されていてもよい。
この構成によれば、ファイバ非接続領域に対応する領域に凹部を形成することで、光ファイバ同士の接続へ与える影響を抑え、接続不良を防止することができる。

（４）また、本実施形態に係る光ファイバ接続構造は、
上記に記載のメカニカルスプライスと、
一方の前記光ファイバが内蔵されたフェルールと、
を備えている。
この構成によれば、部品点数を削減できるとともに、光ファイバ接続部の光学特性の劣化を防止することができるメカニカルスプライスを備えた光ファイバ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、本発明に係るメカニカルスプライスおよび当該メカニカルスプライスを備えた光ファイバ接続構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「前後方向」、「上下方向」、「左右方向」について適宜言及する。これらの方向は、図１に示す光コネクタ１について設定された相対的な方向である。ここで、「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。

図１は、本実施形態に係る光ファイバ接続構造の一実施形態である光コネクタ１を示す断面図である。図２は、光コネクタ１の分解斜視図である。
図１および図２に示すように、光コネクタ１は、現地付け用のメカニカルスプライス型の光コネクタである。光コネクタ１は、２本の光ファイバ同士を突き合わせて機械的に接続および固定するメカニカルスプライス２と、メカニカルスプライス２を覆うハウジング（図示せず）と、メカニカルスプライス２に接続固定されるフェルール８と、を備えている。

メカニカルスプライス２は、ベース部３と、蓋部４と、断面Ｕ字状のクランプバネ５と、を有している。ベース部３および蓋部４は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＳＵ（ポリサルフォン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）等の樹脂材料により形成されている。ベース部３は、その上面３ａに光ファイバ１００を収容して位置決めするＶ字状のファイバ溝６を有している。蓋部４は、ファイバ溝６に収容された光ファイバ１００をベース部３に対して押さえるための部材である。クランプバネ５は、ベース部３および蓋部４を挟み込むための部材である。光ファイバ１００の先端部分は、被覆除去されて裸ファイバ１００ａが露出している。

ベース部３の前端部には、フェルール８が固定されている。フェルール８は、被覆除去された短尺状の内蔵ファイバ２００を保持している。内蔵ファイバ２００は、フェルール８の後端面（接続端面）からファイバ溝６まで延びている。図１に符号Ｓで示す部分において、光ファイバ１００から露出された裸ファイバ１００ａの先端がフェルール８の後端から突出した内蔵ファイバ２００の先端に突き当てられる。

クランプバネ５は、上下一対のクランプ部９を前後方向の２箇所に有しており、上下のクランプ部９によりベース部３と蓋部４とが挟持される。

ベース部３は、光ファイバ１００と内蔵ファイバ２００とが接続されるファイバ接続領域Ｐと、ファイバ接続領域Ｐに対してファイバ溝６の延在方向（メカニカルスプライス２の前後方向）の両側に位置するファイバ非接続領域Ｑとを含んでいる。

ファイバ接続領域Ｐにおけるベース部３と蓋部４との間の空間には、光ファイバ１００と内蔵ファイバ２００との間での光学的な不連続性を無くすための屈折率整合剤（グリス）が充填されていることが好ましい。

図３は、ベース部３に蓋部４が接した状態でのメカニカルスプライス２の側面図である。図４は、ベース部３に蓋部４が接した状態でのメカニカルスプライス２の上面図である。図３および図４において、クランプバネ５の図示は省略している。図５は、蓋部４の側面図であり、図６は、蓋部４の上面図である。

図３に示すように、ベース部３の蓋部４と面する上面３ａと上下方向において反対側に位置する下面３ｂには、前後方向に沿った断面において下方に向かって突出する矩形状の２つの突起部１１ａ，１１ｂが形成されている。一方の突起部１１ａは、ファイバ接続領域Ｐに設けられており、他方の突起部１１ｂは、２つのファイバ非接続領域Ｑのうち後方側のファイバ非接続領域Ｑに設けられている。

蓋部４において、ベース部３の上面３ａと面する下面４ａ（第一面の一例）と上下方向において反対側に位置する上面４ｂ（第二面の一例）には、前後方向に沿った断面において上方に向かって突出する矩形状の２つの突起部１２ａ，１２ｂが形成されている。一方の突起部１２ａは、ベース部３のファイバ接続領域Ｐ（突起部１１ａ）に対応する領域に設けられており、他方の突起部１２ｂは、ベース部３の２つのファイバ非接続領域Ｑのうち後方側のファイバ非接続領域Ｑ（突起部１１ｂ）に対応する領域に設けられている。

蓋部４の上面４ｂの突起部１２ａと突起部１２ｂとの間には、メカニカルスプライス２の上方向から下方向に向かって形成された凹部１５が形成されている。すなわち、凹部１５は、ファイバ接続領域Ｐよりもメカニカルスプライス２の後方側のファイバ非接続領域Ｑに対応する領域において、クランプバネ５のクランプ部５同士の間に形成されている。
また、図４および図６に示すように、蓋部４の下面４ａと上面４ｂとを繋ぐ面、すなわちメカニカルスプライス２の左右方向に直交する左面４ｃ（第三面の一例）および右面４ｄ（第四面の一例）には、メカニカルスプライス２の幅方向外側から幅方向中心側に向かって略逆台形状にくびれるように形成された凹部１６，１７がそれぞれ形成されている。凹部１６，１７は、ファイバ接続領域Ｐよりもメカニカルスプライス２の後方側のファイバ非接続領域Ｑに対応する領域において、凹部１５と連続するように形成されている。
このように、蓋部４において、ベース部３のファイバ非接続領域Ｑに対応する領域の一部が他の領域に比べてメカニカルスプライス２の高さ方向（上下方向）にも幅方向（左右方向）にも薄肉化されている。

このような光コネクタ１において、フェルール８に保持された内蔵ファイバ２００に光ファイバ１００を接続する方法について、以下、簡単に説明する。まず、前端部にフェルール８が固定されたベース部３に対してファイバ溝６を覆うように蓋部４を載置させる。そして、ベース部３と蓋部４とをクランプバネ５により挟持する。このとき、ベース部３の突起部１１ａ，１１ｂと蓋部４の突起部１２ａ，１２ｂが、クランプバネ５に設けられた上下のクランプ部９と接触する。次に、不図示の楔部材をメカニカルスプライス２のベース部３と蓋部４との間に挿入する。これにより、ベース部３および蓋部４がクランプバネ５の付勢力に抗して開いた状態となる。そして、図１に示すように、メカニカルスプライス２の後側から光ファイバ１００をメカニカルスプライス２内に導入し、光ファイバ１００の先端面を内蔵ファイバ２００に突き合わせる。その状態で、ベース部３と蓋部４との間に差し込まれた楔部材を抜去する。すると、ベース部３および蓋部４がクランプバネ５の付勢力により閉じられ、光ファイバ１００と内蔵ファイバ２００とがファイバ接続領域Ｐに充填された屈折率整合剤を介して光学的に接続された状態でベース部３および蓋部４により押圧固定される。

ところで、蓋部４を一部品で作製した場合には、高温環境下などの温度変化に伴い、メカニカルスプライス２により把持された光ファイバ１００や内蔵ファイバ２００とメカニカルスプライス２の構成部品（例えば、蓋部４）との熱膨張率の差異により、突き当てられた光ファイバ１００と内蔵ファイバ２００との位置がずれて、突き当て不良となり、光損失を招く可能性がある。すなわち、図５および図６において破線で示したような蓋部４の上面４ｂや左右側面４ｃ，４ｄに凹部が形成されていない構造では、熱膨張率の差による影響が大きくなる可能性がある。

これに対して、本実施形態に係るメカニカルスプライス２の構成では、図３〜図６に示すように、蓋部４には、下面４ａ以外の面である上面４ｂ、左面４ｃ、右面４ｄにそれぞれ凹部１５〜１７が形成されて、蓋部４が薄肉化されている。そのため、温度変化時の光ファイバ１００，２００と蓋部４との熱膨張率の差による影響を低減することができる。その結果、高温環境下においても、メカニカルスプライス２内で突き合わされた光ファイバ１００，２００同士の位置ずれを防ぐことができ、光学特性の劣化を防止することができる。また、蓋部４は一部品（単一の部品）から構成されているため、メカニカルスプライス２の部品点数を削減することができる。

また、蓋部４に形成される各凹部１５〜１７は、ファイバ非接続領域Ｑに対応する領域に形成されている。すなわち、光ファイバ１００と内蔵ファイバ２００との突き合わせ接続部Ｓを含むファイバ接続領域Ｐに対応する領域以外の領域においては蓋部４を薄肉化している。これにより、蓋部４の薄肉化がメカニカルスプライス２のファイバ固定力に与える影響をできる限り抑えることができるため、光ファイバ１００と内蔵ファイバ２００との接続不良をさらに防止することができる。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

上記の実施形態では、蓋部４の上面４ｂ、左面４ｃ、右面４ｄにそれぞれ凹部１５〜１７が形成されているが、この例に限られない。上面４ｂ、左面４ｃ、右面４ｄの少なくとも一面に凹部が設けられている構成としてもよい。また、蓋部４の耐久性を損なわない限り、凹部１５〜１７の形状は図５や図６に図示された逆台形状に限られず、異なる形状を採用し得る。

また、上記実施形態の光コネクタ１は、光ファイバ１００を内蔵ファイバ２００に接続するメカニカルスプライス型の光コネクタであるが、本発明は、２本の光ファイバを両側からメカニカルスプライス内に導入して接続・固定するタイプのものにも適用可能である。

１…光コネクタ（光ファイバ接続構造）、２…メカニカルスプライス、３…ベース部、４…蓋部、５…クランプバネ、６…ファイバ溝、８…フェルール、１１ａ，１１ｂ…突起部、１２ａ，１２ｂ…突起部、１５〜１７…凹部、１００…光ファイバ、２００…内蔵ファイバ、Ｐ…ファイバ接続領域、Ｑ…ファイバ非接続領域

Claims (5)

1. 光ファイバ同士を突き合わせて接続するメカニカルスプライスであって、
   前記光ファイバを収容するファイバ溝を有するベース部と、
   前記ファイバ溝に収容された前記光ファイバを前記ベース部に対して押さえる単一の蓋部と、
   を備え、
   前記単一の蓋部には、前記ベース部に面した第一面以外の面に凹部が形成されている、メカニカルスプライス。
2. 前記単一の蓋部の前記第一面と反対側に位置する第二面に、前記凹部が形成されている、請求項１に記載のメカニカルスプライス。
3. 前記蓋部は前記第一面と前記第一面と反対側に位置する第二面と、前記第一面と前記第二面との間を繋ぐ第三面および第四面を有し、
   前記第三面および前記第四面の少なくとも一方に、前記凹部が形成されている、請求項１または請求項２に記載のメカニカルスプライス。
4. 前記ベース部は、前記光ファイバ同士が接続されるファイバ接続領域と、前記ファイバ接続領域に対して前記ファイバ溝の延在方向両側に位置するファイバ非接続領域とを有し、
   前記凹部は、前記ファイバ非接続領域に対応する領域に形成されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のメカニカルスプライス。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のメカニカルスプライスと、
   一方の前記光ファイバが内蔵されたフェルールと、
   を備えた、光ファイバ接続構造。

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