JP2023114160A - バンドルファイバコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】フェルールに取り付けられた光ファイバにおける伝送損失を抑制することが可能なバンドルファイバコネクタを提供する。【解決手段】バンドルファイバコネクタ１は、先端側から小径部１３と、小径部１３よりも径寸法が大きい中径部１４と、中径部１４よりも径寸法が大きい大径部１５と、が順番に並ぶ光ファイバ１０を複数有する光ファイバ群と、光ファイバ群の複数の小径部１３を最密配置の状態で挿通可能なファイバ孔２１と、ファイバ孔２１の入口から離れるにしたがってテーパ状に広がる誘い孔２２と、を有するフェルール２０と、を備える。複数の光ファイバ１０の小径部１３がファイバ孔２１内に位置している状態で、光ファイバ１０の中径部１４がファイバ孔２１の外側であって少なくとも誘い孔２２内に位置し、かつ、光ファイバ１０の大径部１５がフェルール２０の外側に位置する。【選択図】図４

Description

本発明は、バンドルファイバコネクタに関する。

近年、データ伝送量の肥大化に伴って、データ通信を行うための複数の光ファイバの配置の高密度化が進められている。特許文献１には、複数の光ファイバを高密度に配置する一つの手法として、複数の光ファイバを束ねてフェルールのファイバ孔に挿入したバンドルファイバコネクタが開示されている。

特開２０１３－１２５１９５号公報

このようなバンドルファイバコネクタでは、複数の光ファイバが小さい径寸法のファイバ孔に対して挿入される。このため、複数の光ファイバをファイバ孔に挿入する際には、複数の光ファイバをファイバ孔に挿入する力がファイバ孔の入口付近に集中しやすくなる。その結果、光ファイバをファイバ孔に挿入する力によって、ファイバ孔の入口の外側において光ファイバが湾曲してしまう。そして、光ファイバが小さい曲げ半径で湾曲すると、当該光ファイバにおける伝送損失が大きくなってしまう、という問題がある、

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、フェルールに取り付けられた光ファイバにおける伝送損失を抑制することが可能なバンドルファイバコネクタを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るバンドルファイバコネクタは、先端側から小径部と、前記小径部よりも径寸法が大きい中径部と、中径部よりも径寸法が大きい大径部と、が順番に並ぶ光ファイバを複数有する光ファイバ群と、前記光ファイバ群の複数の前記小径部を最密配置の状態で挿通可能なファイバ孔と、前記ファイバ孔の入口から離れるにしたがってテーパ状に広がる誘い孔と、を有するフェルールと、を備え、複数の前記光ファイバの前記小径部が前記ファイバ孔内に位置している状態で、前記光ファイバの前記中径部が前記ファイバ孔の外側であって少なくとも前記誘い孔内に位置し、かつ、前記光ファイバの前記大径部が前記フェルールの外側に位置する。

本発明によれば、フェルールに取り付けられた光ファイバにおける伝送損失を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るバンドルファイバコネクタを模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るバンドルファイバコネクタのフェルール、光ファイバ及びフランジを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るバンドルファイバコネクタにおける光ファイバを示す側面図である。 図２のIV部を示す拡大断面図である。 図４のV－V線矢視図である。 図３の光ファイバの製造過程を示す図である。 図３の光ファイバの製造過程を示す図である。 図３の光ファイバの製造過程を示す図である。 図３の光ファイバの製造過程を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図１～９を参照して説明する。
図１，２に示すように、本実施形態のバンドルファイバコネクタ１は、複数の光ファイバ１０を有する光ファイバ群５と、フェルール２０と、フランジ３０を備える。

（方向定義）
本実施形態では、光ファイバ１０や後述するフェルール２０のファイバ孔２１の長手方向を軸方向Ｘにより示す。以下の説明では、軸方向Ｘの一方側（＋Ｘ）を前方または先端側と呼び、その反対側（－Ｘ）を後方又は基端側と呼ぶことがある。

図５に示すように、光ファイバ群５を構成する複数の光ファイバ１０は、それぞれコア１１及びクラッド１２を含むガラス体を有するシングルコアファイバである。各光ファイバ１０のガラス体は、光ファイバ１０の長手方向に直交する断面で円形となっている。

図３に示すように、各光ファイバ１０においては、ガラス体からなる小径部１３と中径部１４と大径部１５とが先端側から順番に並んでいる。中径部１４の径寸法は、小径部１３の径寸法よりも大きい。大径部１５の径寸法は、中径部１４の径寸法よりも大きい。小径部１３、中径部１４及び大径部１５の径寸法の違いは、クラッド１２（図５参照）の厚さの違いに基づいている。すなわち、小径部１３におけるクラッド１２の厚さが最も小さく、大径部１５におけるクラッド１２の厚さが最も大きい。小径部１３、中径部１４及び大径部１５の各径寸法は、それぞれ光ファイバ１０の長手方向において一定となっている。

本実施形態において、各光ファイバ１０は、第一テーパ部１６と、第二テーパ部１７と、を有する。第一テーパ部１６は、小径部１３と中径部１４との間に位置する。第一テーパ部１６は、光ファイバ１０の長手方向において、小径部１３から中径部１４に向かうにしたがって径寸法が大きくなるように形成されている。第二テーパ部１７は、中径部１４と大径部１５との間に位置する。第二テーパ部１７は、光ファイバ１０の長手方向において、中径部１４から大径部１５に向かうにしたがって径寸法が大きくなるように形成されている。
また、各光ファイバ１０は、ガラス体を被覆する被覆部１８を有する。被覆部１８は、ガラス体からなる大径部１５のうち少なくとも図１，２に示すフランジ３０の外側に延びる部位を被覆し、小径部１３、中径部１４を被覆しない。

図２，４に示すように、フェルール２０は、ファイバ孔２１及び誘い孔２２を有する。ファイバ孔２１は、軸方向Ｘに延びてフェルール２０を貫通している。ファイバ孔２１の長手方向の第一端は、先端に位置するフェルール２０の接続端面２０ａに開口する。ファイバ孔２１の長手方向の第二端は、光ファイバ１０が挿入されるファイバ孔２１の入口であり、フェルール２０の基端である。図５に示すように、ファイバ孔２１には、複数の光ファイバ１０の小径部１３を挿通可能である。ファイバ孔２１の長手方向に直交するファイバ孔２１の断面の大きさは、複数の小径部１３を最密配置の状態でファイバ孔２１に挿通させることができるが、複数の中径部１４を最密配置の状態でファイバ孔２１に挿通させることはできないように設定されている。図１，２に示すフェルール２０の接続端面２０ａには、ファイバ孔２１に挿通された複数の小径部１３の端面が露出する。

本実施形態において、ファイバ孔２１の長手方向に直交する断面におけるファイバ孔２１の断面形状は図５に示すように円形となっているが、これに限ることはない。ファイバ孔２１の断面形状は、例えば矩形や三角形など任意であってよい。また、本実施形態のフェルール２０におけるファイバ孔２１の数は、１つであるが、例えば複数であってもよい。

図２，４に示すように、フェルール２０の誘い孔２２は、ファイバ孔２１の第二端（入口）に連なる。誘い孔２２の軸線はファイバ孔２１の軸線と一致している。誘い孔２２は、ファイバ孔２１の長手方向においてファイバ孔２１の第二端から後方（－Ｘ側）に離れるにしたがってテーパ状に広がって形成されている。このため、誘い孔２２の内面は、ファイバ孔２１の長手方向に延びるファイバ孔２１の内面に対して傾斜して延びるテーパ面あるいは傾斜面となっている。図４に示す断面において、誘い孔２２の内面の開き角度は９０度となっているが、これに限ることはない。

ファイバ孔２１の第二端側に位置する誘い孔２２の内面の先端部分は、ファイバ孔２１の内面に滑らかに連なるように丸みを帯びている。
複数の光ファイバ１０の挿入口となる誘い孔２２の基端における誘い孔２２の大きさは、複数の中径部１４を誘い孔２２に挿入できる程度の大きさとなっている。なお、本実施形態では、誘い孔２２の基端における誘い孔２２の大きさが複数の大径部１５を挿入できる程度の大きさになっているが、これに限ることはない。

図２，４に示すように、複数の光ファイバ１０は、これらの小径部１３を上記したフェルール２０のファイバ孔２１に挿入することで、フェルール２０に取り付けられる。この状態では、図４に示すように、複数の光ファイバ１０の小径部１３がフェルール２０のファイバ孔２１内に位置する。また、この状態では、複数の光ファイバ１０の中径部１４が、ファイバ孔２１の第二端の外側であって少なくとも誘い孔２２内に位置する。図４では、中径部１４全体が誘い孔２２内に位置するが、例えば中径部１４の長手方向の一部が誘い孔２２内に位置し、中径部１４の長手方向の残部が誘い孔２２の外側、すなわちフェルール２０の外側に位置してもよい。複数の光ファイバ１０の大径部１５は、フェルール２０の外側に位置する。また、本実施形態では、複数の光ファイバ１０の第一テーパ部１６が、ファイバ孔２１の第二端側に位置する誘い孔２２の先端部分に嵌まっている。
上記のようにフェルール２０に取り付けられた複数の光ファイバ１０は、フェルール２０の基端から後方（－Ｘ側）に延びる。

図５に示すように、本実施形態では、フェルール２０の同一のファイバ孔２１に束ねて挿通される光ファイバ１０の数が、４つとなっている。なお、同一のファイバ孔２１に挿通される光ファイバ１０の数は、４つに限らず、任意であってよい。

図２に示すように、フランジ３０は、筒状に形成され、フェルール２０に取り付けられている。フランジ３０は、その軸方向に並ぶ筒状のフェルール挿入部３１とファイバ挿通部３２とを有する。フェルール挿入部３１には、誘い孔２２が開口するフェルール２０の基端部が挿入される。ファイバ挿通部３２は、フェルール挿入部３１の後方に連ねて形成される。ファイバ挿通部３２には、フェルール２０の基端から後方に延びる複数の光ファイバ１０が挿通される。フランジ３０の軸方向に直交するファイバ挿通部３２の内側の大きさは、誘い孔２２の基端における誘い孔２２の大きさよりも大きい。フランジ３０がフェルール２０に取り付けられることで、ファイバ挿通部３２がフェルール２０の基端から後方に延びる複数の光ファイバ１０の一部を保護する。

次に、上記したバンドルファイバコネクタ１に備え、小径部１３、中径部１４及び大径部１５を有する光ファイバ１０の製造方法の一例について、主に図６～９を参照して説明する。
バンドルファイバコネクタ１に用いる光ファイバ１０を製造する際には、はじめに、図６に示すように、コア１１及びクラッド１２（図５参照）からなるガラス体５１を被覆部５２によって覆った被覆付き光ファイバ５０を用意する（ファイバ準備工程）。次いで、被覆付き光ファイバ５０の先端に位置する第一先端部５５の被覆部５２を除去して、第一先端部５５に位置するガラス体５１を露出させる（第一露出工程）。

その後、露出した第一先端部５５のガラス体５１を、フッ酸を含むエッチング液に含侵することで、当該ガラス体５１のクラッド１２をエッチングする第一エッチング工程を実施する。第一エッチング工程後の状態では、図７に示すように、第一先端部５５のガラス体５１の径寸法が、第一先端部５５を除くガラス体５１（例えば後述の第二先端部５６）の径寸法よりも小さくなる。また、第一先端部５５のガラス体５１の基端部分５５Ａは、第一先端部５５のガラス体５１の基端と被覆部５２の先端との境界から、第一先端部５５の先端側に向かうにしたがって径寸法が小さくなるテーパ状に形成される。

第一エッチング工程後には、図８に示すように、被覆付き光ファイバ５０のうち第一先端部５５の後方に隣接する第二先端部５６の被覆部５２を除去して、第二先端部５６に位置するガラス体５１を露出させる（第二露出工程）。

その後、露出した第一先端部５５及び第二先端部５６のガラス体５１をエッチング液に含侵することで、当該ガラス体５１のクラッド１２をエッチングする第二エッチング工程を実施する。第二エッチング工程後の状態では、図９に示すように、第二先端部５６のガラス体５１の径寸法が、第二先端部５６よりも基端側に位置するガラス体５１の径寸法より小さい。また、第一先端部５５のガラス体５１の径寸法は、第二エッチング工程後における第二先端部５６のガラス体５１の径寸法よりもさらに小さい。また、第二先端部５６の先端に連なる第一先端部５５のガラス体５１の基端部分５５Ａは、テーパ状に維持されている。また、第二先端部５６のガラス体５１の基端部分５６Ａは、第二先端部５６のガラス体５１の基端と被覆部５２の先端との境界から、第二先端部５６の先端側に向かうにしたがって径寸法が小さくなるテーパ状に形成される。

最後に、被覆付き光ファイバ５０のうち第二先端部５６の後方に隣接する第三先端部５７の被覆部５２を除去して、第三先端部５７に位置するガラス体５１を露出させる（第三露出工程）。以上により、バンドルファイバコネクタ１に用いる光ファイバ１０の製造が完了する。

図３，９に示すように、製造後の光ファイバ１０における小径部１３には、２回エッチングされた第一先端部５５のガラス体５１が対応する。また、中径部１４には、１回エッチングされた第二先端部５６のガラス体５１が対応する。また、大径部１５には、第三先端部５７のガラス体５１が対応する。
さらに、製造後の光ファイバ１０における第一テーパ部１６には、テーパ状に形成された第一先端部５５のガラス体５１の基端部分５５Ａが対応する。第二テーパ部１７には、テーパ状に形成された第二先端部５６のガラス体５１の基端部分５６Ａが対応する。

上記した光ファイバ１０の製造方法において、第一先端部５５、第二先端部５６及び第三先端部５７の各長さは、フェルール２０におけるファイバ孔２１及び誘い孔２２の長さ、並びに、フェルール２０に取り付けられるフランジ３０のファイバ挿通部３２の長さに応じて適宜設定されてよい。

以上説明したように、本実施形態のバンドルファイバコネクタ１では、複数の光ファイバ１０の小径部１３がフェルール２０のファイバ孔２１内に位置している状態で、小径部１３よりも径寸法が大きい複数の光ファイバ１０の中径部１４が、ファイバ孔２１の外側であって少なくともフェルール２０の誘い孔２２内に位置する。また、大径部１５よりも径寸法が大きい複数の光ファイバ１０の大径部１５がフェルール２０の外側に位置する。これにより、ファイバ孔２１の入口の外側において、光ファイバ１０が小さな曲げ半径で湾曲することを抑制できる。以下、この点について説明する。

フェルール２０のファイバ孔２１に複数の光ファイバ１０の小径部１３を挿入する際には、複数の光ファイバ１０の小径部１３の先端が誘い孔２２のテーパ状の内面によってファイバ孔２１に向けて案内される。そして、複数の光ファイバ１０の小径部１３がファイバ孔２１に挿入された際には、光ファイバ１０をファイバ孔２１に挿入しようとする力がファイバ孔２１の入口付近に集中して、誘い孔２２内を含むファイバ孔２１の入口の外側において、図４に例示するように光ファイバ１０が湾曲しようとする。

ここで、複数の光ファイバ１０の小径部１３がファイバ孔２１に挿入された状態において、複数の光ファイバ１０の中径部１４は、ファイバ孔２１に挿入されず、ファイバ孔２１の入口の外側、すなわち誘い孔２２内に位置する。また、径寸法が小径部１３よりも大きい中径部１４の剛性は、小径部１３の剛性よりも高い。このため、光ファイバ１０の小径部１３がファイバ孔２１に挿入された際に、中径部１４がファイバ孔２１の入口の外側において湾曲することを抑制できる。言い換えれば、中径部１４がファイバ孔２１の入口の外側において小さい曲げ半径で湾曲することを抑制できる。例えば、図４に示す中径部１４が誘い孔２２のテーパ状の内面に沿う程度の小さな曲げ半径で光ファイバ１０の中径部１４が湾曲することを防ぐことができる。

また、複数の光ファイバ１０の小径部１３がファイバ孔２１に挿入された状態では、ファイバ孔２１の入口側に位置する誘い孔２２の先端部分に、小径部１３よりも大きな径寸法の中径部１４が嵌まる。これにより、誘い孔２２の先端部分に位置する中径部１４の部位がファイバ孔２１内に挿入された小径部１３に対して湾曲することを規制できる。これにより、光ファイバ１０が小径部１３と中径部１４との間で小さい曲げ半径で湾曲することを抑制することができる。例えば、図４に示す中径部１４が誘い孔２２のテーパ状の内面に沿う程度の小さな曲げ半径で光ファイバ１０が小径部１３と中径部１４との間（図４では第一テーパ部１６）で湾曲することを防ぐことができる。

さらに、複数の光ファイバ１０の大径部１５の先端側には、大径部１５よりも径寸法が小さく誘い孔２２に挿入可能な複数の中径部１４が形成されている。このため、誘い孔２２が複数の大径部１５を挿入できない程度の大きさであっても、複数の中径部１４が誘い孔２２に挿入されることで、複数の小径部１３を全てファイバ孔２１に挿入することができる。言い換えれば、複数の大径部１５が誘い孔２２に引っ掛かることで、小径部１３がファイバ孔２１の入口から誘い孔２２側にはみ出ししまうことを防ぐことができる。これにより、ファイバ孔２１から誘い孔２２側にはみ出した小径部１３が小さい曲げ半径で湾曲してしまうことを防止できる。
以上のことから、光ファイバ１０が、ファイバ孔２１の入口の外側において小さな曲げ半径で湾曲することを抑制できる。したがって、フェルール２０に取り付けられた光ファイバ１０の伝送損失を抑制することができる。

また、本実施形態のバンドルファイバコネクタ１では、光ファイバ１０の小径部１３と中径部１４との間に第一テーパ部１６が設けられ、光ファイバ１０の中径部１４と大径部１５との間に第二テーパ部１７が設けられている。このため、小径部１３と中径部１４とが段差状に接続されず、また、中径部１４と大径部１５とが段差状に接続されない。これにより、小径部１３をファイバ孔２１に挿入する際に、光ファイバ１０がファイバ孔２１の入口の外側において湾曲しても、この光ファイバ１０の湾曲に伴って、小径部１３と中径部１４との境界部分及び中径部１４と大径部１５との境界部分に応力が集中することを抑制できる。したがって、フェルール２０に取り付けられた光ファイバ１０の伝送損失をさらに抑制することができる。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

本発明のバンドルファイバコネクタは、少なくとも光ファイバ群と、フェルールと、を備えていればよく、上記実施形態のフランジ３０は備えなくてもよい。

１…バンドルファイバコネクタ、５…光ファイバ群、１０…光ファイバ、１３…小径部、１４…中径部、１５…大径部、１６…第一テーパ部、１７…第二テーパ部、２０…フェルール、２１…ファイバ孔、２２…誘い孔

Claims (2)

1. 先端側から小径部と、前記小径部よりも径寸法が大きい中径部と、中径部よりも径寸法が大きい大径部と、が順番に並ぶ光ファイバを複数有する光ファイバ群と、
   前記光ファイバ群の複数の前記小径部を最密配置の状態で挿通可能なファイバ孔と、前記ファイバ孔の入口から離れるにしたがってテーパ状に広がる誘い孔と、を有するフェルールと、を備え、
   複数の前記光ファイバの前記小径部が前記ファイバ孔内に位置している状態で、前記光ファイバの前記中径部が前記ファイバ孔の外側であって少なくとも前記誘い孔内に位置し、かつ、前記光ファイバの前記大径部が前記フェルールの外側に位置するバンドルファイバコネクタ。
2. 前記光ファイバは、前記小径部と前記中径部との間に位置し、前記小径部から前記中径部に向かうにしたがって径寸法が大きくなる第一テーパ部と、前記中径部と前記大径部との間に位置し、前記中径部から前記大径部に向かうにしたがって径寸法が大きくなる第二テーパ部と、を有する請求項１に記載のバンドルファイバコネクタ。

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