JP2710397B2 - 光ファイバー接続用スプライス - Google Patents

光ファイバー接続用スプライス

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JP2710397B2 JP1095466A JP9546689A JP2710397B2 JP 2710397 B2 JP2710397 B2 JP 2710397B2 JP 1095466 A JP1095466 A JP 1095466A JP 9546689 A JP9546689 A JP 9546689A JP 2710397 B2 JP2710397 B2 JP 2710397B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバー接続用スプライスに関し、１つ
の特徴に於て光ファイバーの端部の接合及び整合を与え
る為の改良された光ファイバー接続用スプライスに関す
る。
〔従来の技術〕
この技術分野にはファイバーに沿って光線を連続して
伝達する為にファイバーの端部を接合するように光ファ
イバーの端部を整合させる目的で光ファイバーを中心合
せする装置が沢山ある。遠距離通信工業に使用される光
ファイバーは殆ど単一モードのガラスファイバー（sing
le mode glass fiber）である。このファイバーは典型
的には８μｍ±１μｍの直径の中央ガラスコアを含み、
これを通して光学的信号が伝達されるようになってい
る。このコアは125μｍ±３μｍの直径を有するガラス
のクラッディングによって包囲されている。このクラッ
ディングはコアと僅かに異なる屈折率を有する。
単一モードのグラスファイバーに永久的な連結即ち接
合を行うように設計された多数の従来技術がある。正し
く機能して損失の少ない接合を行う為にこれらの装置は
接合される２つのファイバーの端部のコア部分をコアの
直径の約10％即ち１μｍ以内で整合させなければならな
い。
従来技術の装置はファイバーをノンコンフォーマブル
「Ｖ」溝（nonconformable“V"groove）内又はノンコン
フォーマブルロッドの間に強制することによって中心合
せ及び整合を行うことを試みた。これらの装置は接合さ
れるファイバーが同じ直径である限り満足に機能する。
このような装置の例は米国特許第4,029,390号、第4,27
4,708号及び第4,729,619号に記載されている。
接合されるファイバーが公差範囲（122μｍ乃至128μ
ｍ）の対向端部の直径を有する場合には、ノンコンフォ
ーマブル「Ｖ」溝型式の装置は要求されるコアの整合の
精密さを与えるのが困難である。
他の従来技術の装置は３つの等間隔の延性又は弾性面
の間にファイバーの端部を位置決めすることによって２
つのファイバーの中心線を整合させるように押圧するも
のである。これらの面は正三角形断面の通路を作り、こ
れの中にファイバーが配置される。ファイバーの端部の
間の接合部は通常、通路の中央点に位置決めされる。こ
れらの装置は、ファイバーの直径の差に更に良好に順応
出来るからノンコンフォーマブル「Ｖ」溝型式の装置よ
りも良好な性能を与えるのである。これらの装置の例は
米国特許第4,391,487号，第4,435,038号及び第4,593,97
1号に見出される。
他の従来技術の特許は米国特許第4,339,172号である
が、この特許は折畳み可能の把持部材を使用し、この把
持部材が弾性スリーブ内に配置されて、弾性スリーブが
把持部材に圧縮力を与えて夫々のケーブルをその周囲の
多数の等間隔の点にて緊締するように把持部材に圧力を
与えるようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は従来技術の光ファイバー接続用スプラ
イスよりも更に性能の良好な光ファイバー接続用スプラ
イスを提供することである。
〔課題を解決する為の手段及び作用〕
本発明は２つの光ファイバーを突合せ接合するのに使
用される変形可能のスプライスを提供するが、このスプ
ライスの一方の面から凹まされたランドを有するリブを
中間に形成する収斂する壁部を有する２つの平行な溝を
前記一方の面に形成された折畳まれるシートを含んでい
る。これらの溝の他の壁部は基部の部分でシートを折畳
む他のランドによって前記収斂する壁部から離隔されて
いる。これらの他の壁部はシートが折畳まれるランドか
ら溝が形成されている方のシートの面まで延在して、２
つの附加支持面を形成し、これらの面がリブのランドと
共にシートが折畳まれた後で光ファイバーを受入れる為
の通路を形成するようになっている。シートは互いに離
れて通路を越えて延在する脚部を有する。これらの脚部
は互いに接近するように引寄せられて附加ファイバー支
持面及びリブのランドを光ファイバーの円周方向に離隔
した領域に持来たして通路の寸法を減少させ、光ファイ
バーの軸線を整合させると共にファイバーの端部をスプ
ライス内に変形するように緊締させる。
スプライスは41×107乃至55×107ダイン/cm2（41乃至
55MPa）（６乃至8ksi）以上の応力レベルで延性である
が、それよりも低い応力レベルで充分な弾性を有するよ
うに弾性的になされ、脚部が接近するように動かされた
ならば、光ファイバーに対して連続的な圧縮力を保持出
来るアルミニウムのような変形可能の材料によって作る
のが望ましい。
スプライスには脚部を共に押圧して脚部を光ファイバ
ーに当接させて弾性的に保持する装置が設けられてい
る。このような保持装置の１つは光ファイバーの端部が
通路内に挿入されて脚部が互いに接近するように圧迫さ
れた後で２つの縁部を一緒に保持するように通常他方の
縁部の上に折畳まれる一方の縁部上の延在されたタブで
ある。
脚部を互いに圧迫することはリブのランド及び附加フ
ァイバー支持面の部分を光ファイバーに充分な力で当接
させ、即ち更に一般的に言えば光ファイバーのクラッデ
ィングに対して充分な力で当接させて３つの面がファイ
バーによって変形されるようになす。２つのファイバー
の外径が異なる場合には、支持面の変形はファイバーの
２つの寸法の差によって変化するが、支持面は両方のフ
ァイバーによって変形されて２つのファイバーの軸線を
整合させるのである。
上述のように本発明のスプライスは、従来の他のスプ
ライスに於けると同様にファイバー中心合せ通路を形成
する３つの等間隔の支持面を利用しているが、本発明の
スプライスは従来技術よりも性能上の改良を含むもので
ある。このような構造及び作動方法の相違点が以下に説
明される。
本発明のスプライスは高精度の運動可能のファイバー
接触支持面及び単一の製造の容易な部品でこのような運
動を可能になす一体的な作動構造を与えるものである。
ファイバー緊締面は最初充分に離隔されてファイバーの
端面が接触するまでのファイバーが容易に通路内に挿入
され得るようになす。この構造は、第１のファイバーが
通路内の対向する第２のファイバーに当接するように押
される時を触感によるフィードバック及び／又は対向す
るファイバーの座屈によって検出するのを容易にする。
ファイバーの端部が接触した時にスプライスが閉じられ
てファイバーの端部が整合されて緊締されるものであ
る。米国特許第4,391,487号の装置及び米国特許第4,39
1,487号の譲受人によって販売されている商業的形態の
もののような他の従来技術の装置はファイバーを中心合
せして整合させるのにモールド成形の弾性材料のブロッ
クを使用している。これらのブロックはファイバーの直
径よりも僅かに小さい実質的に三角形の断面の通路を含
んでいる。ファイバーがモールド成形の通路内に挿入さ
れると、これらのファイバーは弾性材料の接触面を弾性
的に変形させることによって弾性材料の面を開放させる
ように強制する。このことはファイバーを通路内に押込
むファイバーに対する著しい圧縮力を必要とする。この
ような大なる挿入力の為に何時ファイバーの端面が実際
にスプライスの内側で接触したかを知ることが屡困難に
なる。更に又ファイバーが弾性中心合せブロック内に強
制される時にファイバーを圧縮座屈によって容易に破壊
させる可能性がある。
本発明のスプライスには正確なファイバーの中心合せ
及び緊締を行う為にファイバー支持面の甚だ小さい延性
又は弾性変形だけしか必要でない。この変形はファイバ
ーの軸線に平行な外部の材料の流れを生じさせず、又緊
締面の廻りのヒンジ構造の延性変形を生じさせない。米
国特許第4,435,038号の連結装置のような他の従来技術
の装置はファイバーの中心合せ及び緊締を行う為にファ
イバー支持面及びこれを取巻く構造部分に生ずる著しく
大なる変形を必要とする。不幸にしてこれらの大きい変
形はファイバー係合面に望ましくない歪み及び不均一な
緊締力を生じさせる恐れがある。このことは又ファイバ
ーの中心線のずれ及びファイバーの端面の軸線方向の離
隔を生じさせるのである。
本発明のスプライスの延性変形による夫々の緊締面内
へのファイバーの均一な埋設を行うのに充分な力はスプ
ライスの脚部によって形成されるヒンジレバー構造によ
って容易に発生されるのである。一度緊締されると、ス
プライスはファイバーに対する均一な圧縮負荷を保持
し、このことが大なるファイバーの張力負荷の保持及び
卓越した熱サイクル作用の安定性を与えるのである。フ
ァイバー緊締力はスプライスの脚部及び緊締構造部分に
貯えられる弾性エネルギーによって保持されるのであ
る。米国特許第4,435,038号の連結装置のような他の従
来技術の装置は接合緊締工具の力を除去した後で僅かし
か弛緩せず、即ち僅かしか弾性的に回復しない傾向を有
する。このような弛緩は位置決め通路内のファイバーの
僅かな緩みを生じて引出し力を減少させ、又熱サイクル
作用の間にファイバーの端面の離隔を生じさせる恐れが
ある。
本発明のスプライスのファイバーの中心合せ及び接合
工程の間に緊締負荷がファイバーに対して発生される。
ガラスは甚だ大なる圧縮強度を有するから、これらの負
荷はファイバーをスプライス内にファイバーの通路を形
成する３つの延性ファイバー支持面内に僅かに埋設させ
る傾向を有する。ファイバーのクラッディングに対する
これらの緊締負荷は接合部に対して卓越した張力負荷の
保持能力及び熱サイクル作用の安定性を与えるのであ
る。更に、緊締負荷を附与することは単にスプライスの
脚部を共に圧迫することによって容易に迅速に行われ
る。米国特許第4,391,487号のファイバー中心合せ装置
のような他の従来技術の装置はファイバー中心合せブロ
ックを越えてファイバーを外部の接合構造に接着させる
為の接着剤を必要とする。これらの接着剤はこれを附与
して均一に固化させるのが困難である。
本発明のスプライスは又再使用を可能になすように設
計されている。若しファイバーを接合部から取出し、又
は接合部内で再位置決めする必要がある場合には、スプ
ライスの脚部に与えられている緊締力が容易に除去され
て、脚部及びヒンジ部分の弾性的記憶がファイバー位置
決め及び緊締面を離隔するように動かし、又は再度開放
させるようになす。これによってファイバーに対する緊
締負荷が解除されて、ファイバーが引出され、回転さ
れ、再位置決めされることが出来るようになる。米国特
許第4,391,487号及び第4,435,038号の連結装置のような
他の従来技術の装置は永久的に緊縮され、又は接着され
て再使用することが出来ないのである。
〔実施例〕
本発明は添付図面を参照して以下に詳述される。
さて添付図面を参照し、第１図から第６図は全体を符
号11で示されたスプライスを示していて、このスプライ
スは延性の、変形可能の弾性材料のシート12によって形
成されている。このシート12はほぼ中心に形成された一
対の平行な溝14及び15を有し、これらの溝はその中間に
光ファイバー支持面18を有するリブ16を形成している。
シート12は溝14及び15の夫々の側に脚部20及び21を有
し、これらの脚部は、シートのファイバー支持面を互い
に接近させて支持面上に配置されたファイバーの軸線を
支持面に対して圧縮係合状態で整合させるように引寄せ
るレバー装置として役立つのである。
さて第５図を参照し、溝14及び15の形状が拡大尺度で
示されている。このシートはスタンプ加工、圧印加工又
はモールド成形加工されて、シート12の面即ち表面31に
形成される９つの面を設けるのが望ましい。面23は垂直
線即ちシートの面に垂直な線に対して55゜の角度に配置
されて光ファイバー支持面を形成し、面24は垂直線に対
して42.5゜の角度に配置されて面23と共に溝15の１つの
壁部を形成している。この溝の基部はランド25によって
形成され、このランド25に沿ってシート12が折畳まれて
脚部20を面26の近くに折曲げる。面26は溝15の一方の壁
部及びリブ16の一方の側部を形成している。リブ16は支
持面を形成する面18を有し、他方の面即ちリブを形成す
る面は面27である。溝14の基部は壁部27及び面24に対応
する第１の面29に接合させるランド28を有し、面23に対
応する面30が溝14の他方の壁部を形成している。面26及
び27は垂直線に対して42.5゜の角度に配置されている。
面18はシート12の表面31から充分に凹まされていて、シ
ート12がランド25及び28で折畳まれて脚部20及び21を15
゜乃至20゜離隔させるように配置される時に面23,18及
び30が通路を形成して所望の寸法のファイバーを容易に
その内部に受入れて、ファイバーの円周方向に約120゜
間隔をおかれた位置で通路内に配置される円筒形のファ
イバーの面に係合するように配置される。このことは第
６図にほぼ示されている。面18,23,24,25,26,27,28,29
及び30は又平らになされる代りに１つの軸線の廻りに僅
かに横方向に弯曲されるが、長手方向には直線状になさ
れることが出来る。このような面の唯１つの幾何学的な
拘束条件は、３つの支持面23,18及び30がチャンネルを
形成し、ファイバーとの接触線がファイバーの円周方向
に約120゜の間隔で配置されてスプライス内のファイバ
ーの端部に沿って実質的に均一にファイバーに係合する
ようになされることだけである。
シート12はリブ16及び溝14及び15の壁部の反対両端
に、傾斜されるか、平らにされるか、又は広がる面33及
び34を設けられている。これらの平にされた面33及び34
はスプライスの面23,18及び30によって形成される通路
内にファイバーを案内する漏斗状の入口部分を形成す
る。これらの面33及び34は又ファイバーに対する曲げの
量を制限して整合部が形成された後でスプライスにて最
初に15゜乃至20゜以上曲げられ得ないようになす装置を
与えるのである。
シート12は質別０の0.5mm（0.020in）の厚みのアルミ
ニウムシートのような金属によって形成されるのが望ま
しい。材料の硬度はブリネル硬度（BHN）で23乃至32の
間になすことが出来、引張り降伏強度は35×106乃至115
×106N/m2（35乃至115MPa）の間になすことが出来る。
他の合金は質別０、質別H14又は質別H15及び上述の範囲
の引張り降伏強度及び硬度を有する1100である。これら
の両方の合金は光ファイバー及びクラッディングのガラ
スよりも柔らかであるが光ファイバーに与えられる緊締
圧力状態で延性を有する材料を提供する。この変形は面
23,18及び30が、これに接触する光ファイバーに形状が
合致するようになすのに充分で、一方ファイバーが他方
のファイバーよりも大きい場合には、これらの面は充分
に変形して両方のファイバーの端部に対する緊締を行
い、２つのファイバーの内の最も小さい方によってもこ
れらの面が変形されるようになす。従って、スプライス
11は光ファイバーのコア部分を中心合せして、整合位置
にてコア90％又はそれ以上が整合されるようになるので
ある。シート12の材料は又脚部が折畳まれて内部のファ
イバーに接触する時にヒンジ部分及び脚部の材料の弾性
限界を超過しないような弾性を有する。この材料の弾性
は、接合が行われた後で脚部20及び21が光ファイバーに
対して圧縮力を保持してファイバーが引出されたり、又
はファイバーの中心が互いに整合した位置からずれない
ように拘束するようなものである。この引続くばね性の
圧縮作用は又温度変化による接合性能の変化を制限す
る。この保有されるばね性の圧縮力は接合が完了した時
にも常に存在するのである。
ファイバーは、引出す力がグラスファイバーの引張り
強度を超過るようにスプライス内に保持されるのであ
る。
スプライスは通常ファイバー受入れ通路の部分に配置
されるファイバーのコアと同様の、屈折率の合致した特
性を有するゲルを有し、接合部を通る伝達の連続性を改
善するようになされるのである。
望ましい例に於ては、面18は0.152mm（0.0060in）の
幅を有し、面31から0.109mm（0.00433in）だけ凹まされ
ている。リブ16を通る中心線から面26又は27の基部まで
は0.317mm（0.0125in）で、面25及び28の幅は0.0838mm
（0.0033in）である。リブ16を通る中心線から面23及び
24の間の連接部までの距離は0.582mm（0.0229in）で、
中心線から面23及び31の間の連接部までの距離は0.833m
m（0.0328in）である。シート12は通常大きい縁部に沿
って17.78mm（0.7in）の長さで及び7.62mm（0.3in）の
幅である。
試験に際して、20個の試料のスプライスが上述の幾何
学条件及び寸法で作られた。10個の試料は質別０の1100
のシリーズのアルミニウムによって作られ、10個の試料
が質別H15の1100シリーズのアルミニウムにて作られ
た。同じ単一モードのファイバーが総てのスプライスで
接合部を作るのに使用された。質別H15の試料に対する
平均挿入損失は約0.10dbで質別０の試料に対しては約0.
15dbであった。スプライスが１時間78℃に置かれ、１時
間室温に置かれ、１時間−40℃に置かれ、１時間室温に
戻される等の熱サイクル試験に於て、２週間にわたって
0.1dbより少ない損失の変化しか示さなかった。挿入損
失の試験はヒューレット・パッカード・モデル8154B、1
300nmの発光ダイオード光源及びヒューレット・パッカ
ード・モデル8152Aオプチカル・アベレジ・パワー・メ
ーターを使用して行われた。
第７図はスプライスを形成するシートの他の実施例を
示す。第７図に於て、シート42はほぼシート12に対応す
るように形成されて２つの溝44及び45、リブ46及び脚部
50及び51を有するようになされている。シート42の外側
の輪郭はシート12とは異なるが、脚部50が端部タブ54及
び55及び突出する縁部フラップ56,57及び58を有し、こ
れらの端部フラップが脚部51上のスロットを附された部
分60,61及び62内に折曲げられるようになっている。タ
ブ54及び55は第10図に示されるようにスプライスに対す
るハウジング65内で定位置にスプライス40を保持するの
に役立つのである。スプライス40の全体の大きさ及び寸
法はスプライス11に対応している。
フラップ56,57及び58はシート42が溝44及び45に沿っ
て折畳まれた後で脚部51の上の位置に折畳まれるのであ
る。次にスプライスはハウジング内に一端部から入れら
れ、タブ54及び55がハウジングの両端に係合するように
折畳まれる。ハウジング65は押出し加工材として形成さ
れ、切断され、穿孔されてアクセス用開口66を形成して
工具がフラップ56,57及び58に係合して脚部50及び51に
緊締圧力を与え、更にフラップを折曲げて脚部を閉じら
れた緊締位置に保持するのを可能になすのである。ハウ
ジング65は又射出成形されることが出来る。ハウジング
の附加開口68は工具がスロットを附された部分60,61及
び62の間の脚部51の舌片に係合して一時的な接合部を形
成し、この接合部がスプライス42の弾性によって再度開
放され、フラップ56,57及び58を変形させないようにな
すことが出来る。フラップ56,57及び58が変形された後
でも工具をハウジングの開口69（１つのみ図示されてい
る）を通して導入し、脚部50の開口70と整合されるよう
にすることによってスプライスを再度開放することが可
能である。これらの開口は工具によって圧力が脚部51に
与えられてこの脚部を脚部50から離隔し、フラップ56,5
7及び58を変形させて一対の光ファイバーに対する緊締
力を解除するのを可能になす。変形可能の金属材料のス
プライスのファイバー支持面の延性変形の為にスプライ
スが繰返し使用される回数には制限がある。この限界は
夫々の再使用の際に生ずるファイバーの直径の差及び夫
々の再使用の際のファイバー通路に沿うファイバーの端
部の界面位置に関係するのである。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように構成されているから、一方の面
から凹んだランドを有するリブを中間に形成する収斂す
る壁部を有する２つの平行な溝を前記一方の面に形成さ
れた折畳まれるシートを含み、シートが折畳まれてファ
イバー中心合せ通路を形成する、３つの等間隔の接触支
持面を形成するようになされた単一の製造の容易な部品
で構成される従来技術の光ファイバー接続用スプライス
よりも更に性能の良好な光ファイバー接続用スプライス
を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はスプライスを形成するシートの平面図。 第２図は第１図のシートの端面図。 第３図は本発明のスプライスの側面図。 第４図は光ファイバーを受入れられるように第１図のシ
ートを折畳むことによって形成されたスプライスの端面
図。 第５図は第１図のシートの拡大された部分的断面図。 第６図は光ファイバーがスプライス内に配置されて緊締
された状態のスプライスの端面図。 第７図は第１図のシートの第２の実施例の平面図。 第８は内部の部分を示す為に一部分断面図とした光ファ
イバーの突合せ接合を行う連結装置の平面図。 第９図は内部の部分を示す為に一部分断面図とした第８
図の接合連結装置の前面図。 第10図は第８図及び第９図の連結装置の端面図。 11,40……スプライス 12,42……シート 14,15,44,45……溝 16,46……リブ 18,23,30……ファイバー支持面 20,21,50,51……脚部 25,28……ランド 31……シート12の表面 54,55……端部タブ 56,57,58……縁部フラップ 60,61,62……スロットを附された部分 65……ハウジング 66……アクセス用開口。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】製造公差によって一般に異なる直径を有す
    る光ファイバーの２つの突合される端部を接合するのに
    使用されるスプライスっであって、各ファイバー支持面
    が隣のファイバー支持面に対して鋭角をなして配置さ
    れ、それらの間に突合わせ接合される２つの光ファイバ
    ーの端部を受入れるファイバー通路を形成する３つのフ
    ァイバー支持面を形成するように形成されているスプラ
    イスにおいて、 該スプライスが変形可能な材料の薄いシートから形成さ
    れ、 該シートには、その一面に、各々が、ランドと、該ラン
    ドから前記一面へ傾斜して延在する２つの壁部とを有し
    た一対の平行な溝が形成されており、 前記一対の溝の前記傾斜した壁部の内の隣り合う傾斜壁
    部が間に第一のファイバー支持面を有するリブを形成
    し、 前記壁部の内の他の壁部は前記３つのファイバー支持面
    の残りの２つのファイバー支持面を形成する表面を有し
    ており、 前記残りの二つのファイバー支持面は、前記シートが前
    記溝で折られる時、互いに対して及び前記第一のファイ
    バー支持面に対して角度を持って配置され、 前記３つのファイバー支持面は、前記シートが前記溝で
    折られる際、一緒に集まって光ファイバーの径より大き
    く、光ファイバーを受入れ、該光ファイバーの２つの端
    部を前記光ファイバー通路の軸線に整合させる前記光フ
    ァイバー通路を形成し、 前記一対の溝の外側に広がる前記シートの部分が、前記
    シートが折られる際にレバー装置を形成し、 該レバー装置は、互いの方向への動き時、前記３つのフ
    ァイバー支持面を互いに引き寄せ、前記３つのファイバ
    ー支持面を前記光ファイバーの端部の回りに均等に変形
    させ、前記光ファイバーの端部の内の径の大きい方が小
    さい方より僅かに深く前記ファイバー支持面内に埋没さ
    せて、製造公差による光ファイバーの径のばらつきを吸
    収させ、前記２つの光ファイバーの端部を同軸的に整合
    し、前記光ファイバーの端部が前記光ファイバー通路か
    ら引き出されないように拘束するのに十分な圧縮力で、
    しかも前記光ファイバーに対して悪影響を与えるには不
    十分な力で挟む装置であることを特徴とする光ファイバ
    ー接続用スプライス。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバ
    ー接続用スプライスにおいて、前記シートは35から115
    メガパスカルの弾性降伏強度を有したアルミニウムのシ
    ートである光ファイバー接続用スプライス。
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