JP2519244B2 - 光フアイバコネクタ - Google Patents

光フアイバコネクタ

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光フアイバコネクタ、とくに、外部圧力から
光フアイバ接続体を隔離、安定化させる圧力除去装置を
内蔵した光フアイバコネクタに関する。
（従来の技術） 通信網、集積化光学システム、照明、画像形成束、走
査デイスプレー、光学電子システム、暗視（ナイトビジ
ヨン）システムなどにおいて用いられる光フアイバの突
合せ継手（スプライス）を形成する必要性はよく知られ
ている。光フアイバを接合（スプライス）しながら適当
な配列および近接性をもつてこれらのフアイバを固定す
る種々の装置が提案された。Trambaruloの米国特許第3,
734,594およびGarlsenの米国特許第4,325,607号に開示
されているように、スプライスされるべき２本のフアイ
バは、それらを適所に固定するエラストマ部材を介して
チヤンネルの両端に挿入できる。また、フアイバは整列
溝または２個以上の並置した円筒によつて画定されたダ
クト内に整列でき、また、Cocito等の米国特許第4,274,
708号のように保持部材によつて、Gauthierの米国特許
第4148559号のようにケーブルクランプによつて、また
はStancasiの米国特許第4,129,932号のように熱収縮ス
リーブによつてそこに固定できる。Dalgoutteは米国特
許第4,078,910号、第4124364号において、接合されるべ
き光フアイバを整列、固定するのに熱破壊ガラススリー
ブを使用することを開示している。Blomgrenは米国特許
第4,470,180号において、貫通する内部通路を画定する
第１、第２の内壁部を有する変形可能なハウジングによ
つて２本の光フアイバを接続配列で固定できる装置を開
示している。
しかし、これらの装置は、しばしば複雑すぎて利用し
にくかつたり、フアイバが通常用いられる限られた空間
での利用に大きすぎることが多い。多くは外部歪（スト
レイン）からの損傷を受ける接続を提供し、たとえばフ
アイバの１つに対する長さ方向の応力（ストレス）はス
プライスされたフアイバを適切な配列から引張つて、ス
プライスを通した信号の効果的な伝幡をそこなうことが
ある。
（発明の概要） 本発明は圧力除去装置を内蔵した簡単で安価光フアイ
バコネクタを提供する。新規なコネクタでは、１本以上
の光フアイバが適当な配列で解放可能に固定され、接続
体たとえばスプライスを通した信号の効果的な伝幡が可
能になる。コネクタは、光フアイバ接続体を外部圧力か
ら隔離、安定化させる圧力除去装置を含み、それによつ
て、障害が生じる危険（たとえば、フアイバが接続体と
の適当な配列から引張り出されたり、その接続体に加わ
つた圧力によつて損傷、破壊されたりして、信号の減
衰、損失が生じること）を減少させる。
本発明による新規なコネクタはガラス光フアイバ、重
合光フアイバの両方ととも用いることができ、また、し
ばしばガラス光フアイバ上に備えられた保護プラスチツ
クバツフア被覆をもつた光フアイバとともに用いること
ができる。新規なコネクタは、２本のフアイバのスプラ
イスのような光フアイバ接続体、フアイバカプラ、フア
イバスプリツタまたは、光もしくは光学電子パツケージ
のような何らかの遷移装置への接続体を与えるように用
いることができる。
要約すると、本発明の新規なコネクタの一般的な実施
例は、貫通通路を有する細長く、弾力的に変形可能なハ
ウジングおよびその通路の両端に配列された一対のチヨ
ツクを含む。ハウジングは圧縮力の印加によつて変形可
能で、また、圧縮力が除去された後、元の輪郭に戻ろう
とする点において弾力的に変形可能である。チヨツクは
各々、前記ハウジングと協働して１本以上の光フアイバ
を解放可能に固定できるようになつている。好適実施例
ではコネクタはさらに、２つのチヨツク間の通路内に配
置された心棒を含み、これはフアイバ整列用手段とな
る。
２本のフアイバのスプライスは、第１のフアイバをハ
ウジングの通路の第１端および心棒（もしあれば）の整
列溝に挿入し、そのフアイバを第１のチヨツクで固定す
ることによつて組立てられる。フアイバがチヨツクで固
定される前に、余分のフアイバは心棒とチヨツクの間に
備えられる。第２のフアイバは同様に、通路の両端およ
び心棒の整列溝内に挿入され、第２のチヨツクで固定さ
れる。そのように組立てられると、スプライスは、フア
イバの１つに対する長手方向引張力のような何らかの外
部圧力（これはスプライスされたフアイバを適当な整列
から引つ張り出そうとする）からハウジング内において
効果的に隔離、安定化される。
（実施例） ２本の光フアイバ12,14の圧力除去装置を含むスプラ
イスを与えるために用いられる、本発明による光フアイ
バコネクタの一実施例が第１図に示されている。第１図
には中空で細長く、ほぼ円筒のハウジング16が示され、
その中にはフアイバ12,14のスプライス18が含まれてい
る。ハウジング16は、弾力的に変形可能な（すなわち変
形された後元の形に戻ろうとする）、かつ低いクリープ
を有する（すなわち、一定の荷重を受けたときに永久的
な変形に対抗しようとする）重合体でできているのが望
ましい。たとえば、ポリカーボネート、ポリスルホン、
ポリアクリレート、ポリエーテルイミド、ポリイミドス
ルホンなどである。有用な材料は、約−40℃〜約90℃の
温度（光フアイバが通常用いられる周囲温度）でかなり
の寸法安定性を有しなければならないし、またコネクタ
10がさらされることがある化学薬品による破壊に抵抗で
きなければならない。現在の形状に押出し成形またはモ
ールド可能でもある材料は装置のコストを下げ、それに
よつて本発明の利点が大きくなる。
ハウジング16は望ましくは可視光を透過するのでフア
イバ12,14の挿入、それらのスプライス18での適当な配
列を目で監視できる。必要に応じて、スプライス18が配
置される近くの領域でハウジング16内にレンズ要素（図
示せず）を挿入してフアイバ12,14の挿入およびスプラ
イス18の観察のための視覚による監視を容易にすること
ができる。
ハウジング16は適当な放射にも透明で、米国特許第4,
425,375、4,445,753号、および4,445,753号に開示され
たような接着剤（これはスプライス18、チヨツク20,22
または心棒24を固定するのに用いることができる）の放
射による硬化が可能となることが望ましい。
ハウジング16の通路（通常、その真中へ向う）には、
心棒24（これは整列溝26を有し、この溝にはスプライス
されたフアイバ12,14がそれらの突合せ端の光学的に効
果的なスプライスのために適当な配列、近接状態におい
てで固定される）が配列される。第２図において、ハウ
ジング16の通路16は大体円筒となつているが、心棒24は
通常、卵形（その長軸が通路の静止直径より大きく、そ
の短軸がそれより小さい）となつている。心棒24は非常
に堅いのが望ましく、また接続体が受けやすい温度でか
なりの寸法安定性を有する。適当な材料はたとえば、ス
テアタイト、チタンカルシウムまたは窒化シリコンのよ
うなモール可能セラミツク、およびカーボンまたはガラ
ス充填エポキシのような高充填熱硬化性プラスチツクで
ある。
心棒24は、それの短軸にほぼ平行にハウジング16に外
部圧縮力28を加えることによつてハウジング16の通路に
挿入される。圧縮力28のためにハウジング16が加圧点で
内側へ変形し、心棒24の長軸にほぼ平行なハウジング16
のやや外側に向かつた運動が生じる。心棒24（これは、
外部の圧縮力28が続いて加えられるとハウジング16の通
路内で自由に移動できる）はその所望の位置にハウジン
グ16の通路の中央へ向かつて移動され、その後圧縮力28
は解除される。弾力的に変形可能なハウジング16は元の
形状に戻ろうとし、心棒24をその内部に固定する。
整列溝26（これは、望ましくは卵形心棒24の長軸上で
それの一端に配置される）は、スプライスされる光フア
イバの直径に対して十分な幅のほぼＶ形の輪郭を有し、
光フアイバはその溝26に挿入されるとき、第３図に示さ
れるように、ハウジング16の内壁と密接して心棒24の表
面からやゝ突出る。こうして、フアイバ12は、ハウジン
グ16と協働して心棒24によつて第２のフアイバ（第１図
に示された14）との効果的なスプライスのために適正な
光学的配列で固定される。Ｖ形輪郭を有する配列溝26
は、フアイバ12と心棒24およびフアイバを協働して固定
するハウジング16との間に３点接触を与え、モールデイ
ング、機械加工、押出成形、輪郭研摩などによつて形成
できる。
第１図を再び参照する。整列溝26の端部は円錐形開口
30,32に広げて、光フアイバ12,14のその中への挿入を容
易にするのが望ましい。第２図には、フアイバ14がハウ
ジング16と協働して心棒24によつて固定される整列溝26
から円錐開口32へ延びているフアイバ14が示されてい
る。
チヨツク20,22も卵形で、圧縮力の印加によつてハウ
ジング16の対向端に挿入され、心棒24と同様にそこに固
定される。チヨツク20,22はポリカーボネート、アクリ
ルのような材料によつて形成され、光フアイバ12,14に
対する安定した支持体を与えながら、機械的保全性およ
び寸法安定性を与える。ハウジング16は弾力的に変形可
能でなければならないが、チヨツク20,22は剛体がよ
い。各チヨツク20,22は、心棒24と同じ態様で、ハウジ
ング16の内壁と協働して少なくとも１本のワイヤを受入
れ溝34,36に解放可能に固定するようになつている。
第４図において、解放可能に固定される光フアイバ14
がバツフア（緩衝）被覆38を有する場合、受入れ溝36は
Ｃ形または円筒の一部が望ましい（それの直径はバツフ
ア被覆38の外径よりいくぶん大きい）。受入れ溝36は十
分に浅く、バツフア被覆38はハウジング16の内壁と密接
してチヨツク22の表面からいくぶん突出る。バツフア被
覆38は受入れ溝36の輪郭をとるようになることが可能
で、フアイバ14はハウジング16と協働してチヨツク22に
よつてその溝中に解放可能に固定される。固定されてい
る光フアイバがバツフア被覆を有しない場合は、受入れ
溝は、第３図に示すような心棒24の整列溝26と同様にＶ
形になつているのが望ましい。フアイバ14がバツフア被
覆38を有する場合は、受入れ溝36はＶ形になつていない
のがよい（バツフア被覆38が変形しようとする傾向はフ
アイバ14が十分に堅固に固定されるのを妨げる傾向を生
じ、フアイバ14が滑るのを許す。フアイバ14が滑ろうと
する傾向は、コネクタ10による接続によつて与えられた
外部ひずみに対する安定性を害することがある。
再び第１図を参照する。受入れ溝34および36は異なつ
た寸法を有していて、異なつた外径の光フアイバ12,14
（たとえば異なつた厚さのバツフア被覆38,39を有する
フアイバ）または、バツフア被覆をもたないフアイバに
接続されているバツフア被覆を有するフアイバを解放可
能に固定するものでよい。光フアイバ14の挿入およびチ
ヨツク22のハウジング16内への着座を容易にするため
に、受入れ溝36の各端は広がつたまたは円錐の開口40,4
2を有してもよい。
チヨツク20,22はハウジング16への過挿入を防ぐ手段
を備えている。たとえば、チヨツク20は、チヨツク20本
体またはハウジング16の通路より大きな直径を有する肩
44を備えている。過挿入を防ぐ別の手段（これは接続体
の後続の解体を阻止し得る）は心棒24へ延びるチヨツク
上の突起（図示せず）によつて備えるか、必要に応じて
除いてもよい（これは本発明に好適な特性にすぎないか
ら）。
チヨツク20,22はまた、取扱い、調整を容易にする手
段を備えているのが望ましい。たとえば、チヨツク20
は、手工具たとえばピンセツト（ニードルノーズプライ
ヤ）（図示せず）でチヨツク20をつかむ手段を与えるノ
ツチ46を有している。
本発明により、２本の光フアイバのスプライスは次の
ように組立てられる。バツフア被覆38が存在する場合、
それは、第１フアイバ14の、少なくとも整溝26に延入す
る部分から除去する。第１チヨツク22の受入れ溝22内に
固定されたフアイバ14の部分上のバツフアはそのまゝに
しておく。フアイバ14の露出端をハウジング16に静かに
導入し、圧縮力（第２図の28）を加えたとき、心棒24の
整列溝26に挿入する。フアイバ14は通常、整列溝26のほ
ぼ中間点まで挿入してその後圧縮力を除くが、各フアイ
バ12,14が十分に固定されて光学的に効率のよいスプラ
イス18に対する適正な配列を与えるような溝26内の任意
の点に挿入してもよい。
通常ゲル状になつたかなりの量のインデツク整合材料
を与えて、フアイバ12,14の光学的に効率のよいスプラ
イスを確保するのが望ましい。（インデツク整合材料は
たとえば、Dusil S G-308,Ducey Chemical.Inc.から発
売されているシリコンをベースとした結合化合物であ
る）。このような材料によつて不規則な端部を有する
か、正確に突合せられない光フアイバのスプライシング
が可能となる。接着剤としても働き、光または紫外線で
硬化できるインデツクス整合材料が望ましい。このよう
な材料はシリコンをベースとしており、たとえば、Norl
and Products Inc.から発売されているNorland Optical
Adhesive No.61またはNo.81である。
第１のフアイバ14がそこを通して挿入されたハウジン
グ16の端部は、フアイバ14を受入れ溝36に置いたまゝチ
ヨツク22を挿入したときに圧縮力を受けさせる。望まし
くは、フアイバ14を心棒24の整列溝26に挿入し、チヨツ
ク22をハウジング16に挿入した後、チヨツク22をハウジ
ング16内で少し回転してチヨツク22と心棒24の間のフア
イバに浅い“S"カーブ48を与える。この浅い“S"カーブ
は少ないが重要な量の“たるみ”を与え、コネクタ10に
対するフアイバ14の全ての長手方向移動または変位（こ
れらは、機械的な力によつて生じた引張力または、周囲
の温度変化によるハウジング16の膨張、収縮による）を
補償するのに用いることができる。圧縮力が除かれる
と、変形可能なハウジング16は元の形に戻ろうとし、そ
れによつて光フアイバ14をチヨツク22と協働して固定す
る。
必要に応じて、接着剤（図示せず）を用いて、アンカ
ーチヨツク22とフアイバ14をより堅固に固定することも
できる。また、接着剤を用いると外圧がフアイバに加え
られたときフアイバ14が受入れ溝36内で滑らないように
することができる。また、このような接着剤を用いて、
本発明の光フアイバ接続体が密閉されるように組立てて
周囲の環境による劣化を受けないフアイバ光接続体を与
えるようにすることもできる。たとえば、接続体10に湿
気が入ると、スプライスされた（接続又は継がれた）フ
アイバ12,14で凝縮が生じ、それによつて光学的に効率
のよいスプライスに必要な光関係を害する。また、ある
種の光フアイバ（特に、重合フアイバ）の光学特性がフ
アイバが湿気を吸収するにつれて変化し、フアイバを通
して送られる信号の減衰が生じる。適当な接着剤として
は、エポキシ、シアノアクリレート、さらにホツトメル
ト（たとえばコポリアミド、コポリエステル）である。
接着剤の選択は一部は、ハウジング16およびチヨツク22
用に選択された材料に依存する。後で分解できるスプラ
イスが望まれる場合は、それに応じた接着剤、たとえ
ば、加熱してチヨツク22および光フアイバ14をハウジン
グ16からはずすことができるホツトメルトを選択すべき
である。
第２のフアイバ12も同様にハウジングの対向端に挿入
し、第２のチヨツク20で同様に固定する。
チヨツク20,22の挿入の前に、中空ハウジング16の通
路をシリコンゲルのような密閉剤で満たしてスプライス
18の回りにより堅固な密閉体を与えるようにするのが望
ましい。
組立体が完成すると、スプライス18はコネクタ10内で
全ての外部圧力から隔離、安定化される。矢印50の方向
における引張力のような、いずれかのフアイバに与えら
れた外部圧は、第１フアイバ14から第２フアイバ12へハ
ウジング16を経由してスプライス18を害することなしに
伝達される。
本発明は、上記したスプライス以外の光フアイバ接続
体を与えるのに用いることもできる。たとえば、本発明
のコネクタは第１のフアイバが一対のフアイバに分離さ
れているフアイバ光スプリツタを与えるのに用いること
ができる。
この場合、一対のフアイバを解放可能に固定するチヨ
ツクは、たとえば、チヨツクの本体の対向側面上に配置
された２つの受入れ溝内に両方のフアイバを固定するよ
うになつていなければならない。第１の光フアイバ内の
信号が第２の光フアイバに送られるフアイバ光結合器を
与えるために、各チヨツクは通常、少なくとも２本のフ
アイバを解放可能に固定するようになつている。別の例
は、光フアイバと光電子パツケージの接続体、たとえ
ば、光信号を電気信号に変換する装置である。ここで
は、光電子パツケージがコネクタハウジングの通路内に
配置され、通常、上記した心棒と同様に固定され、第１
のチヨツクは光電子パツケージに接続された少なくとも
１本のワイヤを解放可能に固定し、第２のチヨツクは光
電子パツケージに接続された少なくとも１本の光フアイ
バを解放可能に固定する。
本発明の他の有用な応用は当業者には明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第１図は、２本の光フアイバのスプライスを与えるため
に用いられる本発明のコネクタのハウジング部断面を有
する側面図である。 第２図は第１図の透視図に垂直な軸2-2に沿つた第１図
の光フアイバコネクタの横断面図で、ハウジングの通路
およびそれと協働して、スプライスされる２本の光フア
イバを整列させる手段となる心棒のプロフイルを示す。 第３図は第１図の透視図に垂直な軸3-3に沿つた第１図
の光フアイバコネクタの部分横断面図であり、ハウジン
グと協働して心棒によつてそれの整列溝内に固定された
光フアイバを示す。 第４図は第１図の透視図に垂直な軸4-4に沿つた第１図
の光フアイバコネクタの部分横断面図であり、ハウジン
グと協働してチヨツクによつてそれの受入れ溝に解放可
能に固定されたバツフア被覆を有する光フアイバを示
す。 これらの図面は、比例尺ではないが、単に便宜上のもの
で、限定する趣旨ではない。 12,14……光フアイバ、16……ハウジング、21,22……チ
ヨツク、24……心棒

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（イ）貫通通路を有する、細長く、弾力的
    に変形可能なハウジング、 （ロ）前記ハウジングの第１端に近接して前記通路内に
    固定され、そのハウジングと協働して少なくとも第１の
    光ファイバを解放可能に固定するようになっている受入
    溝を持つ第１のチョック、および （ハ）前記ハウジングの第２端に近接して前記通路内に
    固定され、そのハウジングと協働して少なくとも第２の
    光ファイバを解放可能に固定するようになっている受入
    溝を持つ第２のチョックを備え、各チョック内の受入溝
    はチョックの周辺部分に位置づけられてハウジング通路
    の内表面とファイバ受入溝との間にファイバが固定され
    るように形成され、前記チョックの間でハウジングの中
    間部分に空間を形成して、前記第１のチョック、前記第
    ２のチョック及び前記ハウジングは分離可能にされてお
    り、それによって、前記第１のチョックと前記第２のチ
    ョックとの間の前記通路内に配置された前記光ファイバ
    の接続体が前記ハウジングの外部圧力から隔離、安定化
    される、光ファイバコネクタ。
  2. 【請求項２】前記チョックの少なくとも１つが接着剤で
    固定される特許請求の範囲第（１）項に記載のコネク
    タ。
  3. 【請求項３】前記ハウジングは可視光をほぼ透過させる
    ように成った、特許請求の範囲第（１）項〜第（２）項
    のいずれかに記載のコネクタ。
  4. 【請求項４】前記光ファイバの接続体が設けられるべき
    場所に近接するレンズ要素を前記ハウジングが含み、前
    記レンズ要素が前記接続体の調査を容易にするように成
    った、特許請求の範囲第（３）項に記載のコネクタ。
  5. 【請求項５】前記第２のチョックが解放可能に固定する
    ようになっている光ファイバとは異なった外径の光ファ
    イバを解放可能に固定するようになっている受入溝を前
    記第１のチョックが持つ特許請求の範囲第（１）項〜第
    （４）項のいずれかに記載のコネクタ。
  6. 【請求項６】前記第１のチョック、第２のチョック間の
    通路内に配置され、前記光ファイバを適正な光学配列で
    受入れ、支持するようになっている心棒をさらに含む特
    許請求の範囲第（１）項〜第（５）項のいずれかに記載
    のコネクタ。
  7. 【請求項７】前記通路は密閉物で充填されている特許請
    求の範囲第（１）項〜第（６）項のいずれかに記載のコ
    ネクタ。
  8. 【請求項８】前記第１及び前記第２のチョックの少なく
    とも一方は少なくとも２本の光ファイバを固定するよう
    になっている、特許請求の範囲第（１）項〜第（７）項
    のいずれかに記載のコネクタ。
  9. 【請求項９】（イ）貫通通路を有する、細長く、弾力的
    に変形可能なハウジング、 （ロ）前記ハウジングの第１端に近接して前記通路内に
    固定され、そのハウジングと協働して少なくとも１本の
    ワイヤを解放可能に固定するようになっている受入溝を
    持つ第１のチョック、 （ハ）前記ハウジングの第２端に近接して前記通路内に
    固定され、そのハウジングと協働して少なくとも１本の
    光ファイバを解放可能に固定するようになっている受入
    溝を持つ第２のチョック、 （ニ）各チョック内の受入溝はチョックの周辺部分に位
    置づけられてハウジング通路の内表面とファイバ受入溝
    との間にファイバが固定されるように形成され、前記チ
    ョックの間でハウジングの中間部分に空間を形成して、 （ホ）前記第１、第２のチョック間の通路内に配置され
    て前記ワイヤおよび光ファイバが接続されるべき光学電
    子パッケージを備え、前記第１のチョック、前記第２の
    チョック及び前記ハウジングが分離可能にされており、
    それによって、前記光学電子パッケージに対する前記ワ
    イヤおよび前記光ファイバの接続体が前記ハウジングの
    外部圧力から隔離、安定化される、前記光ファイバコネ
    クタ。
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