JP2954574B1 - フェルール - Google Patents

フェルール

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JP2954574B1 JP16141898A JP16141898A JP2954574B1 JP 2954574 B1 JP2954574 B1 JP 2954574B1 JP 16141898 A JP16141898 A JP 16141898A JP 16141898 A JP16141898 A JP 16141898A JP 2954574 B1 JP2954574 B1 JP 2954574B1
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Abstract

【要約】 【課題】 フェルールの光ファイバ挿入口における光フ
ァイバのマイクロベンドや断線を防止する。 【解決手段】 光ファイバ挿入口での接着剤の占める体
積を、0<V≦0.0250mm3 とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの接続、あ
るいは光ファイバと受・発光素子、光ファイバと各種デ
バイスを接続する光コネクタ用あるいは端末に用いられ
るフェルールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来光コネクタ等に使用されるフェルー
ル101は、図2のように軸線方向に形成されたファイ
バ挿入孔101Aに光ファイバ2が挿入固着され、フェ
ルール101の後端がセラミック、ガラス、樹脂あるい
は金属製のフランジ4に支持されている。この時、フェ
ルール101の後端部には30度乃至150度など適宜
の挿入角度を有する円錐状の光ファイバ挿入口101B
が、光ファイバの挿入性を良くするという目的で形成さ
れており、この光ファイバ挿入口101B内に、接着剤
3が充填されて光ファイバ2が固定されている。この光
ファイバ挿入口101Bは、挿入性の問題以外に挿入時
に断線の元となる光ファイバの傷などを生成しないよう
に、必要以上に広い円錐状に形成されており、従来公知
のもの以外にも例えば特開平8−201654のように
光ファイバ挿入口の挿入角度を規定したり、あるいは光
ファイバ挿入口のテーパ形状を曲面状としたり、2段の
テーパを形成するなど、種々の形状が提案され工夫され
ている。光ファイバを光ファイバ挿入口に挿入する際、
光ファイバに与える傷を防止することにより、接着剤の
硬化応力や光コネクタを組み上げたあとの外部環境の変
化等による光ファイバの断線、さらに光特性の劣化をも
たらすマイクロベンドなどが阻止されるといわれてい
る。しかしこうした現象は、実際に光ファイバ挿入口の
挿入角度や形状に影響されることは少なく、光ファイバ
のプライマリー徐却時による直接的な光ファイバの傷が
最大の要因であると考えられる。FC、SC、MU、デ
バイス用端末、モジュール用端末を含む全てのフェルー
ルにおいて、光ファイバ挿入口から光ファイバをファイ
バ挿入孔に挿入する前に、光ファイバ挿入口内での光フ
ァイバをしっかりと固定するため、一定量の接着剤がフ
ェルールのファイバ挿入孔内および光ファイバ挿入口内
に充填される。これを所定の温度に上げ、接着剤を硬化
することで固定が完了する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に現在知られている光ファイバ挿入口から、傷なくプラ
イマリー徐却された光ファイバが傷つかないように注意
を払って正確に挿入、固着されたとしても、しばしば光
ファイバのマイクロベンドや極端な場合には断線が生ず
るのである。これまでこの原因は、主にフェルール内に
介在するエアーの影響が主要なものと考えられてきた。
そこで、前記マイクロベンドや断線が生ずる箇所を調べ
ると、主に接着剤が充填された光ファイバ挿入口内にお
いて生じており、この原因について検討した。 1)エアーの介在は、不良の端末にも正常の端末にもあ
ること。 2)意図的にエアーを介在するよう組立をしても、不良
の率は大きく変わらない。 3)全くエアーのないように組立をしても、不良の端末
は存在する。従って、エアーとの因果関係は絶対的では
なく、複合的な要素があることがわかった。さらに深く
検討したところ、次のような事実が判明した。 1)光ファイバのマイクロベンドあるいは断線の生ずる
箇所を子細に観察したところ、光ファイバ挿入口内のあ
る特定の点に集中しているのである。つまり、円錐形状
を有する光ファイバ挿入口101B内の重心部で、図2
においては断面が三角形を有する光ファイバ挿入口の重
心部にほぼ一致しており、この重心部において、光ファ
イバのマイクロベンドあるいは断線が最も起こり易いの
である。 2)光ファイバにはマルチモードファイバ、シングルモ
ードファイバ、パンダファイバなどの石英系ファイバと
多成分系のファイバとがあるが、このうちマルチモード
ファイバおよびパンダファイバは、マイクロベンドや断
線などのダメージを生じ易く、シングルモードファイバ
は同じ条件でありながら生じにくい。この理由について
考察したところ、マルチモードファイバは光の通る中心
のコアに比べてクラッドと呼ばれる外郭部の径がきわめ
て薄く、外からのストレスによりコアが応力による影響
を受けやすいこと、またパンダファイバはクラッド内に
テンションバーを入れ、コア自体が偏平な形をしている
ため、これも外からの応力による影響によりX−Y方向
に微妙な変化を受け易いこと、これに対し、シングルモ
ードファイバは内部のコアに比べてクラッドの径が非常
に大きいために、コア自体が外部からの応力による影響
を受けにくいものと考えられる。多成分系の光ファイバ
においても、同様なことがいえる。 以上の2点から、光ファイバ挿入口内の接着剤の応力変
化がこの重心部に集中して、光ファイバに接着剤硬化時
の応力による過剰のストレスがかかるものと考えられる
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の事実から、光ファ
イバ挿入口内に充填された接着剤の微小な変化が、重心
部で重ね合わされて最大となり、結果としてそのストレ
スが光ファイバにひずみを与えるという結論に達し、光
ファイバ挿入口に充填される接着剤の量を規定すること
により、光ファイバのひずみによるマイクロベンドや断
線という深刻な問題を解決できることを見出したもので
あり、光ファイバ挿入口内での接着剤の占める体積Vが
0<V≦0.0250mm3 の範囲にあることを特徴と
したものである。
【0005】
【実施例】以下、本発明の実施例を図によって説明す
る。図1は、本実施例の光コネクタ用フェルールを示す
断面図で、フェルール1はジルコニアから構成されてお
り、外径が2.5mmの円柱体で、その中央軸線方向に
光ファイバ2を収納固着するファイバ挿入孔1Aが設け
られている。フェルール1の先端部は平面もしくは曲面
で形成され、後端部には挿入角度が90度の円錐状の光
ファイバ挿入口1Bが設けられ、この光ファイバ挿入口
1Bの全域にわたって接着剤3が充填されて光ファイバ
2を固定している。なお、フェルール1の材質はジルコ
ニアとしたが、これに限定されるものではなく、他の酸
化物セラミック、非酸化物セラミックあるいは金属、ガ
ラス、樹脂なども適用できる。
【0006】光ファイバ挿入口1Bにおいて、接着剤3
の占める体積Vは0<V≦0.0250mm3 の範囲、
より好ましくは0<V≦0.0140mm3 であること
を特徴とする。0.0250mm3 を越えると、外部環
境による接着剤3の微小な変化が、接着剤3の占める体
積Vの重心部、即ち図1において断面が三角形を有する
光ファイバ挿入口1Bの重心部に集中し、その部分の光
ファイバ2に多大のストレスがかかり、マイクロベンド
や断線が生じ易くなってしまう。ここで、接着剤3の占
める体積Vとは、光ファイバ挿入口1B内において光フ
ァイバ2自体の体積を除いた接着剤3のみの体積を示
す。さらに光ファイバ挿入口1B内において、接着剤3
の占める体積Vと、光ファイバ2の体積を除いた光ファ
イバ挿入口1Bの体積とは略等しい。勿論必ずしも等し
くなくてもよいが、光ファイバを確実に固定するため、
さらには製造上の問題から、光ファイバ挿入口1B内の
全域にわたって接着剤3が充填されるのが好適である。
なお、体積Vが0の時、接着剤の占める体積と光ファイ
バの体積を除いた光ファイバ挿入口の体積とが等しいと
すると、光ファイバ挿入口1Bは形成されず、光ファイ
バ2の挿入も困難となるため、接着剤の占める体積は0
よりも大きいことが肝要である。0より大きければ、光
ファイバ2の挿入にはより注意深さが必要であるものの
挿入は可能であり、また光ファイバ2の固定もファイバ
挿入孔1A内で確実に保持されている。さらに接着剤も
きわめて少量であるため、マイクロベンドや断線も生じ
ない。
【0007】図1において、断面が三角形で示される光
ファイバ挿入口1Bの挿入角度は、適宜任意の値をとる
ことができ、加工上の問題や挿入の容易性あるいは傷つ
きにくいなどの特性を考慮して選択すればよいが、好ま
しくは光ファイバ挿入口の挿入角度が鋭角になるほど、
条件的には不利になるため、45〜135度の範囲、特
には90度前後以上の角度が好適である。なおこの挿入
角度は、断面が三角形の円錐形状の光ファイバ挿入口に
ついて適用したが、後述するように他の形状に対しても
適用できることは勿論である。
【0008】また光ファイバ挿入口1Bの形状も任意で
あり、例えば代表的には円錐形状のものや、テーパの形
状が曲面のもの、あるいはテーパが2段に分かれている
ものなどである。いずれにしろ光ファイバ挿入口1Bの
形状は、接着剤の占める体積Vが本発明の範囲にある限
り任意に設定可能となるが、好ましくは円錐形状のもの
が挿入性、製造上の点から好適である。
【0009】接着剤としては、従来からフェルール接着
用に用いることができるものであれば何でもよく、例え
ばエポキシ系接着剤(エポテック353ND)のほか、
UV系接着剤等を挙げることができる。ここで、ファイ
バ挿入孔への充填性、接着固定強度、耐環境性、硬化特
性等を考慮すると、エポキシ系接着剤が特に好ましい。
また、上記接着剤にフィラーが混入されたものでもよ
い。
【0010】次に、実施例のフェルールの光ファイバ挿
入口を円錐形状とし、挿入角度を90度と設定して、外
径が0.125mmの光ファイバ自身の体積を除いた光
ファイバ挿入口の体積がそれぞれ0.0104mm3
0.0129mm3 、0.0225mm3 、0.035
7mm3 、0.0511mm3 となるサンプルV1 〜V
5 を作製した。
【0011】ここで上記体積は、光ファイバ挿入口にお
いて円錐部の底面の径が光ファイバ挿入口の口径とな
り、さらに上面の径が光ファイバの外径となって、上面
と底面とが挿入角度90度のテーパで結ばれた円錐台形
として、光ファイバ挿入口内の全体の体積から光ファイ
バの体積を除いたものとして算定した。上記体積中に接
着剤が全て充填された時、接着剤の占める体積Vと等し
いことになる。なお、上記体積を有する円錐形状の光フ
ァイバ挿入口の口径は、0.0104mm3 の時は略
0.46mm、0.0129mm3 の時は略0.49m
m、0.0225mm3 の時は略0.58mm、0.0
357mm3 の時は略0.67mm、0.0511mm
3 の時は略0.75mmとなる。ちなみに、上記体積が
0.0250mm3 では、光ファイバ挿入口の口径は略
0.6mmとなり、0.0140mm3 の時は略0.5
mmとなる。従って、光ファイバ挿入口が円錐状で挿入
角度が略90度の時には、接着剤の占める体積Vと上記
体積が等しいとすると、本発明における光ファイバ挿入
口の口径の範囲は、光ファイバの外径よりも大きく、略
0.6mm以下、特には略0.5mm以下となる。
【0012】次に、上記体積を有するサンプルV1 〜V
5 のファイバ挿入孔内および光ファイバ挿入口内にエポ
キシ樹脂(エポテック353ND)を充填した後に光フ
ァイバを挿入し、エポキシ樹脂を硬化させて光ファイバ
を固定した後、熱衝撃試験を行った。試験条件は、−4
0℃〜85℃で1サイクル1時間の熱衝撃試験器に50
0サイクル投入した。この結果を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】表1より、光ファイバ挿入口に占める接着
剤の体積Vが0.0250mm3 を越えるサンプル
4 、V5 では光特性の劣化あるいは断線が生じ、サン
プルV1、V2 では劣化はなく、またサンプルV3 では
わずかにブロードが認められる程度であった。
【0015】
【発明の効果】以上、本発明によれば光ファイバ挿入口
に充填される接着剤の体積を0.0250mm3 以下と
することにより、光ファイバ挿入口内の接着剤による光
ファイバへのストレスを極力小さくすることができ、そ
の結果マイクロベンド等の光特性の劣化が防止されると
共に、光ファイバの断線も防止できるという優れた特徴
を有するものである。さらに、光ファイバ挿入口の形状
や挿入角度とは無関係に、光特性の向上と事故防止に役
立つものであって、ファイバアッセンブルコストを下げ
る効果も有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフェルールを示す断面図である。
【図2】従来のフェルールおよびフランジを示す断面図
である。
【符号の説明】
1・・フェルール 1A・・ファイバ挿入孔 1B・・光ファイバ挿入口 2・・光ファイバ 3・・接着剤

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバが挿入固着されるファイバ挿
    入孔を有するフェルールであって、該フェルールの後端
    部に形成された光ファイバ挿入口での接着剤の占める体
    積Vが、0<V≦0.0250mm3 の範囲にあること
    を特徴とするフェルール。
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