JP2787225B2 - 光ファイバ接続装置 - Google Patents

光ファイバ接続装置

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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、光ファイバの接続に用いられる光コネクタ
の構造、さらに詳しく言えば、長距離、大容量通信に適
用されるシングルモード光ファイバ用コネクタ等の接続
部の挿入損失の大幅な低減を図ることができる光ファイ
バ接続装置に関する。
（従来の技術と発明が解決しようとする課題） 伝送損失を少なくするために、シングルモード用光フ
ァイバは光信号を伝える光ファイバコアの直径が一般的
に７〜10μｍのものを採用している。
光コネクタによる接続時の挿入損失に影響する要因は
多くある。
最大の要因は対向して接続した光ファイバコアの軸心
のズレ量であることがわかっている。例えば、光ファイ
バコアの直径が10μｍの場合、軸心のズレが１μｍ生じ
ると挿入損失は約0.25dB、同じく２μｍの場合は約0.75
dB、３μｍの場合は約1.8dBになると言われている。
目標値としては、最大値0.5dB、平均値0.2dB以内が要
求されている。これを満足する光ファイバコアの軸心ズ
レは最大値が1.6μm,平均値が0.9μｍ以内になければな
らない。
しかしながら、実際には、光ファイバ自体の製作誤
差、フェルールの製作誤差、光ファイバをフェルールに
取りつける時の嵌め合い誤差などが加算されるために、
フェルール外径に対する光ファイバコアの軸心のズレは
最大で約３〜４μｍ、平均値で約1.5μｍ程度であり、
現状のままでは目標値の達成は不可能である。
以上の避けがたい累積誤差により光ファイバを取りつ
けた光コネクタのほとんどが多少なりとフェルール外径
軸心に対して光ファイバコアの軸心が偏心している現象
に着目して、一対の光コネクタのフェルール外径軸心に
対する光ファイバコア軸心の最大偏心位置の角度を一致
させることにより光ファイバコアの軸心ズレ量を最小に
する方法について、種々の提案がなされている。
しかし、これらの方法は、光コネクタの製作技術的に
困難であったり、また数段階の調整のみに限定されたり
して不十分であった。
本発明の目的は簡単な構造で光ファイバ用コネクタの
接続部の挿入損失の大幅な低減を図ることができる光フ
ァイバ接続装置を提供することにある。
（発明の概要） 前記目的を達成するために、本発明による光ファイバ
接続装置は、 外径部分にねじが設けられており中心に光ファイバを
支持しているフェルールと、 前記ねじに係合するねじ孔および位置決めキーを設け
た位置決めリングと、 前記フェルールに後端位置を規定されて嵌められてい
る係合ナットと、 前記フェルールの外周で前記係合ナット内に前記位置
決めリングと前記ナットの底部間に設けられたコイルば
ねと、 前記フェルールの先端を回転可能に受け入れる貫通孔
をもち前記フェルールの受入れ側端に、前記位置決めキ
ー受入れ用のキー溝と前記係合ナットに結合されるねじ
を設けた整列スリーブとを含んで構成されている。
また、それぞれフェルールに支持された一対の光ファ
イバを対面整列接続するための光ファイバ接続装置にお
いては、 外径部分にねじが設けられており中心に光ファイバを
支持する一方のフェルールと、 前記ねじに係合するねじ孔および位置決めキーを設け
た位置決めリングと、 前記一方のフェルールに後端位置が制限されて嵌めら
れている係合ナットと、 前記一方のフェルールの外周で前記係合ナット内で前
記位置決めリングと前記ナットの底部間に設けられたコ
イルばねと、 前記他方のフェルールと前記一方のフェルールの先端
を対向させて受け入れる貫通孔をもち前記一方のフェル
ールの受入れ側端に、前記位置決めキー受入れ用のキー
溝と前記係合ナットに結合されるねじを設けた整列スリ
ーブとを含んで構成されている。
前記光ファイバ接続装置において、 前記一方のフェルールに係合ナットを被せた後に前記
コイルばねを前記一方のフェルールの外周で前記係合ナ
ット内に挿入し、前記位置決めリングを前記フェルール
のねじに結合させて光ファイバコネクタプラグを構成す
ることができる。
前記光ファイバ接続装置において、前記一方および他
方のフェルールを前記整列スリーブに結合し、一方の光
ファイバ端を光源に、他方を光パワーメータに結合して
出力を測定し、前記一方のフェルールを回転して光パワ
ーメータの出力が最大になる位置を決定し、前記一方の
光ファイバの位置決めリングとフェルールを固定して構
成することができる。
前記光ファイバコネクタプラグの組立手順は次の通り
行う。
最初にフェルールに部材の外径部に係合ナット、次に
フェルール部材付勢用コイルばねを嵌める。最後に位置
決めナットをねじこんで完成する。ただし、位置決めリ
ングはフェルール部材のねじ端面位置から2mm程度余分
にねじこんでフェルール部材のねじ部先端部に微量のエ
ポキシ接着剤を塗布してから位置決めリングを元位置ま
で戻しておく。
次に、それぞれフェルールに支持された一対の光ファ
イバを対面整列接続するための光ファイバ接続装置の整
列スリーブへの取付け手順は次のとおりである。整列ス
リーブの左端（図１参照）から、前記他方の光コネクタ
のフェルール先端部を整列スリーブの整列孔に挿入して
係合ナットを整列スリーブ外径部のねじ部にねじこんで
完了する。
同様にして前記一方の光コネクタプラグも取り付け
る。ただし、この一方の光コネクタは係合ナットをねじ
こまないでおく（図１参照）。
この状態で、前記一方の光コネクタを整列スリーブの
中央部方向に軽く押し付けることにより、各光コネクタ
のフェルール先端部は圧着されるような状態で密着す
る。したがって、フェルール先端面の光ファイバ面も同
時に密着して接続される。
この時、光源に他方の光ファイバコネクタプラグの光
ファイバの他端（図示しない。）を接続し、前記一方の
光ファイバコネクタプラグの光ファイバを光パワーメー
タに接続する。そして挿入損失を測定しながら、読み取
り値が最良値を示すまで前記一方の光コネクタのフェル
ール部材を無段階に回転させる。
これにより、整列スリーブのキー溝に保持された位置
決めキーを基準として前記他方の光ファイバコネクタプ
ラグのフェルール外径軸心に対する光ファイバコア軸心
の最大偏心位置の角度に対して、前記一方の光コネクタ
のフェルールの外径軸心に対する光ファイバコア軸心の
最大偏心位置の角度を正確に合致させることができる。
調整後、位置決めリングは予め塗布してあるエポキシ
接着剤を加熱によるキュアリングまたは自然硬化により
強固にフェルール部材のねじ部に固定できる。したがっ
て、光ファイバコネクタプラグの繰り返し着脱に際して
も調整した角度の変動は皆無であり、その都度再調整を
必要としない。
（実施例） 以下、図面等を参照して、本発明をさらに詳しく説明
する。
第１図は、本発明による光ファイバ接続装置の一実施
例の接続状態を示す図である。
第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明による
光コネクタの整列スリーブの一実施例の断面図である。
第３図（ａ）および（ｂ）は、光ファイバコア軸心の
調整原理の説明図である。
第２図を参照して本発明の光コネクタおよび整列スリ
ーブの構造を説明する。
円筒形のフェルール部材１の一端に整列スリーブ孔に
挿入するフェルール部２、中心に光ファイバ３を挿入す
るマイクロホール４および光ファイバ３の保護被覆５を
挿入する段付き孔６が設けられている。
そしてこのフェルール部材１の外径側には一端にねじ
部７、他端にはフランジ部８が設けられている。
係合ナット10には整列スリーブ15に係合するねじ孔９
が設けられている。
フェルール付勢用の圧縮コイルばね11、ねじ孔12およ
び外径面に位置決めキー13を設けた位置決めリング14の
部材を組み立てて本発明の光コネクタを構成する。
組立手順としては、最初に保護被覆５の先端部を一部
除去して光ファイバ３を露出させた状態でマイクロホー
ル４および段付き孔６に接着剤で固定してから光ファイ
バ端面を研摩仕上げする。
次に係合ナット10、圧縮コイルばね11の順序でフェル
ール部材１の外径部に嵌める。
次いで、位置決めリング14をフェルール部材１のねじ
部７にねじこんで完成する。
位置決めリング14をフェルール部材１のねじ部７に固
定するには、位置決めリング14を2mm程度余分にねじこ
んで、ねじ部７にエポキシ接着剤を薄く塗布してから位
置決めリング７を戻すことによりねじ噛み合い部にエポ
キシ接着剤が浸透して強固に固定できる。
整列スリーブ15の中心部にフェルール部２の外径部を
精密に挿入する貫通孔16、その両端部に位置決めリング
14を挿入する段付き孔17a,17b、外径両端部に係合ナッ
ト14を係合するねじ部18a,18bおよび位置決めキー13を
挿入するキー溝19a,19bを設けて構成されている。
本発明の光コネクタを整列スリーブに取りつけて光フ
ァイバを接続した状態を第１図に示す。
まず、第１の光コネクタＢ（一部のみ図示）の位置決
めキー13bを整列スリーブ15のキー溝19bに挿入しながら
係合ナット10bを整列スリーブ15のねじ部18bにねじこん
で取りつける。もし、光ファイバコアの軸心調整を必要
とする時は、光コネクタＢの他端の光コネクタを光源に
接続し、第２の光コネクタＡの他端の光コネクタを光パ
ワーメータに接続してから、図のように係合ナット10を
整列スリーブに取りつけないで位置決めキー13とフェル
ール部２のみを整列スリーブのキー溝19a,貫通孔16に挿
入して、軽くフェルール先端部を接触させて光パワーメ
ータの読み取り値が最良の数値になるまでフェルール部
材１のフランジ部８を左右に丁寧に回転させる。最良値
が得られたら、そのまま光コネクタＡを整列スリーブか
ら引き抜いて外して、位置決めリング14とフェルール部
材１のねじ部７のねじこみ部のエポキシ接着剤を乾燥固
化する。
このような簡単な作業により光コネクタＢと光コネク
タＡの間の挿入損失を最小にすることが容易にできる。
次に、第３図を参照して光ファイバコア軸心の調整原
理を説明する。
第３図（ａ）は、光ファイバコアの軸心ズレが最大と
なった調整前の状態を示す図である。
すなわち、図示のようにフェルール2a,2bが整列スリ
ーブ15の貫通孔16に挿入された状態を示す。
キー13a,13bはそれぞれ各フェルール2a,2bの位置決め
キーであり、キー溝19a,19bは整列スリーブ15に設けら
れたキー溝である。Ｏは貫通孔16の中心点、Oaはフェル
ール2aに取りつけられた光ファイバコアFaの軸心であ
る。そしてこの光ファイバコアFaの軸心は、Ｏ点よりEa
だけ偏心した点にある。
同様にObはフェルール2bに取りつけられた光ファイバ
コアFbの軸心であり、Ｏ点よりEbだけ偏心した点にある
と仮定する。
さらに、Oa点とOb点の角度は180゜ずれているとする
と、Oa点とOb点の軸ズレ量Ｅは、Ｅ＝Ea＋Ebと最大とな
ることは容易に理解できる。
第３図（ｂ）は、調整後の状態を示す図である。すな
わち、フェルール2aを180゜右方向または左方向に回転
することによって、Oa点とOb点の軸ズレ量Ｅ′は、Ｅ′
＝|Ea−Eb|となり、最小にすることができる。
さらに、本発明の光コネクタは単に挿入損失の性能改
善の用途のみならず、特殊な光ファイバ、例えば光ファ
イバ断面のある決まった角度の面しか光信号を伝えない
定偏波光ファイバにも利用できる。
定偏波光ファイバの場合は、光コネクタの接続面の角
度位相を正確に一致させる必要がある。
このような場合、本発明の光コネクタは無段階に連続
した角度位相の調整および調整角度の固定が容易である
とともに、繰り返し着脱をしても調整位置は狂わず、安
定した着脱再現性を得ることができる。
（発明の効果） 本発明では、光コネクタの光ファイバの軸心の最大偏
心位置の角度を、整列スリーブのキー溝に挿入した光コ
ネクタの位置決めキーを基準として、無段階に回転調整
を可能とした光コネクタ構造により、接続する一対の光
ファイバコアの軸心ズレ量を各光コネクタのフェルール
外径軸心に対する光ファイバコアの偏心量の絶対値の差
（最小軸ズレ値）のみに正確に改善することができた。
さらに、調整後、光コネクタの位置決めキーをフェル
ール部材に強固に固定できるので、光コネクタの繰り返
し着脱に際しても調整角度の変動は皆無であり、その都
度調整を要しない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による光ファイバ接続装置の一実施例
の接続状態を示す図である。 第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、本発明による光
コネクタの整列スリーブの一実施例の断面図である。 第３図（ａ）および（ｂ）は、光ファイバコア軸心の調
整原理の説明図である。 １……円筒形のフェルール部材 ２……フェルール部 ３……光ファイバ ４……マイクロホール ５……光ファイバの保護被覆 ６……段付き孔 ７……ねじ部 ８……フランジ部 ９……ねじ孔 10……係合ナット 11……圧縮コイルばね 12……ねじ孔 13……位置決めキー 14……位置決めリング 15……整列スリーブ 16……貫通孔 17a,17b……段付き孔 18a,18b……ねじ部 19a,19b……キー溝

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外径部分にねじが設けられており中心に光
    ファイバを支持しているフェルールと、 前記ねじに係合するねじ孔および位置決めキーを設けた
    位置決めリングと、 前記フェルールに後端位置を規定されて嵌められている
    係合ナットと、 前記フェルールの外周で前記係合ナット内に前記位置決
    めリングと前記ナットの底部間に設けられたコイルばね
    と、 前記フェルールの先端を回転可能に受け入れる貫通孔を
    もち前記フェルールの受入れ側端に、前記位置決めキー
    受入れ用のキー溝と前記係合ナットに結合されるねじを
    設けた整列スリーブとを含む光ファイバ接続装置。
  2. 【請求項２】それぞれフェルールに支持された一対の光
    ファイバを対面整列接続するための光ファイバ接続装置
    において、 外径部分にねじが設けられており中心に光ファイバを支
    持する一方のフェルールと、 前記ねじに係合するねじ孔および位置決めキーを設けた
    位置決めリングと、 前記一方のフェルールに後端位置が制限されて嵌められ
    ている係合ナットと、 前記一方のフェルールの外周で前記係合ナット内で前記
    位置決めリングと前記ナットの底部間に設けられたコイ
    ルばねと、 前記他方のフェルールと前記一方のフェルールの先端を
    対向させて受け入れる貫通孔をもち前記一方のフェルー
    ルの受入れ側端に、前記位置決めキー受入れ用のキー溝
    と前記係合ナットに結合されるねじを設けた整列スリー
    ブとを含む光ファイバ接続装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載の光ファイバ接続装置におい
    て、 前記一方のフェルールに係合ナットを被せた後に前記コ
    イルばねを前記一方のフェルールの外周で前記係合ナッ
    ト内に挿入し、前記位置決めリングを前記フェルールの
    ねじに結合させて光ファイバコネクタプラグを構成した
    光ファイバ接続装置。
  4. 【請求項４】請求項２記載の光ファイバ接続装置におい
    て、前記一方および他方のフェルールを前記整列スリー
    ブに結合し、一方の光ファイバ端を光源に、他方を光パ
    ワーメータに結合して出力を測定し、前記一方のフェル
    ールを回転して光パワーメータの出力が最大になる位置
    を決定し、前記一方の光ファイバの位置決めリングとフ
    ェルールを固定して構成した光ファイバ接続装置。
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