JP3228352B2

JP3228352B2 - 光コネクタ

Info

Publication number: JP3228352B2
Application number: JP25432692A
Authority: JP
Inventors: 文彦安倍; 明野神; 真二長沢
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 2001-11-12
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JPH06102435A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光伝送線路を接続した
り、当該線路の切替に用いる光コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの一端に取り付けて光ファイ
バ相互の突合せ接続に用いる光コネクタ、例えば、多心
コネクタは、プラスチック製のフェルールに一定の配列
ピッチで形成される複数のファイバ挿入孔と、突合せ接
続の際の位置決め用のガイピンを挿通するピン孔とを有
し、前記複数のファイバ挿入孔のそれぞれに多心ファイ
バの各光ファイバを挿入し、これらを接着剤で固定した
ものである。ここで、ガイドピンは、通常、ステンレス
やセラミック素材が使用されている。

【０００３】この多心コネクタは、相手方の多心コネク
タと突合わせ、突合わせた相手方の多心コネクタのピン
孔との間に前記ガイドピンを掛け渡すようにして嵌合さ
せることにより、他の多心コネクタと突合せ接続され
る。ここで、光コネクタには、単心ファイバをプラスチ
ック製のフェルールのファイバ挿入孔に挿通固定した単
心コネクタもあるが、多心コネクタと同様にして突合せ
接続される。

【０００４】このような光コネクタにおいては、他の光
コネクタとの突合せ接続に伴う接続損失を極力抑え、ま
た、突合せ接続を繰り返したときに、接続損失がばらつ
くことなく常に略同じ程度となる必要がある。従って、
光コネクタにおいては、突合せ接続に伴う接続損失の高
い再現性を得るため、ガイドピンを挿通するピン孔の内
径を精密に形成し、精密加工によって製造されたガイド
ピンとの間隙が一定の誤差許容値内に入るように設計製
作されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光コ
ネクタのピン孔は、他の光コネクタとの突合せ方向と平
行で、内径が突合せ方向に一定となるよう、円筒形状に
ストレートに形成されている。このような構造上、光コ
ネクタは、ピン孔に挿通された１組のガイドピンの中心
を結ぶ線上に各ファイバ孔が存在し、ピン孔の位置はガ
イドピンの突合せ端面で規定されている。

【０００６】このため、光コネクタにおいては、ピン
孔、従って、ガイドピンの中心位置が製作誤差等により
設計位置よりもずれたときには、突合せ端面において光
ファイバコアの軸ずれが生ずるまた、上記のように突合
せ接続される光コネクタにおいては、ピン孔の内径及び
ガイドピンの外径に関する製作精度のばらつきを考慮し
て、ピン孔は内径の設計値がガイドピンの外径より大き
く設定されている。

【０００７】例えば、ガイドピンの外径を0.６９９ mm
φとしたときには、ピン孔の内径が0.７００mmφとなる
ように設定し、ピン孔とガイドピンとの間には予め１μ
ｍ程度の間隙（遊び）が形成されるように設計製作す
る。但し、言うまでもないことであるが、ガイドピン及
びピン孔の製作精度を厳しく管理することにより、設計
上互いの間隙を小さくすることは可能である。しかしな
がら、光コネクタは、ガイドピン及び円筒形状のピン孔
を、すべての部位に亘って一様な径を有するように高精
度に製作するためには、多大な労力に加えて高度な技術
と精密な製作装置を必要とすることになる。

【０００８】特に、光コネクタがプラスチック成形品で
ある場合には、成形樹脂の収縮等を考慮しなければなら
ず、ピン孔の内径を軸方向に一様に保証することは難し
い。しかも、ピン孔は、内径が微細であることから、内
径を軸方向の全範囲に亘って計測管理することも困難で
ある。以上のような理由から、光コネクタにおいては、
現在の製作精度や誤差許容値を変更することなく製作し
た場合、ピン孔とガイドピンとの間には理論上では最大
１μｍの間隙が生じ、光コネクタ相互をガイドピンで突
合せ接続すると、ガイドピンは、外周が円筒形状のピン
孔内のいずれかの位置でピン孔の内壁面に当接して固定
される。

【０００９】このため、ガイドピンをピン孔に嵌合した
ときのピン孔中心を基準とした嵌合に伴うガイドピン中
心のバラツキは最大で±0.５μｍ、相手側の光コネクタ
との相互軸ずれ量は、最大で±１μｍの値を有すること
になる。従って、ガイドピンとピン孔との間に生ずる間
隙により、光コネクタを突合せ接続したときに、光ファ
イバ相互間に軸ずれが生じて接続損失が大きくなり、し
かも、突合せ接続の繰り返しによる接続損失の再現性に
影響を及ぼす変動要因となり得る。

【００１０】ここで、光コネクタの突合せ接続に伴う光
ファイバ相互間のコア軸ずれ量ｄと接続損失Ｌ_iとの間
には高い相関関係が見られ、比例定数をｋとすると、一
般にＬ_i＝ｋｄ²となる関係が成立する。例えば、外径
１２５μｍφ，モードフィールド径１０μｍφのシング
ルモードファイバにおいて、コア相互間に１μｍの軸ず
れ量が生じた場合、上記関係式から求めた接続損失は約
0.２ｄＢとなる。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、ピン孔とガイドピンとの間の間隙に左右されること
なく、突合せ接続の際の接続損失を低く抑えると共に接
続損失の再現性に優れた光コネクタを提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
を達成するため、光ファイバの一端に取り付けられるフ
ェルールに、他の光コネクタとの突合せ接続の際に位置
決め用のガイドピンを挿通するピン孔が突合せ方向に形
成された光コネクタにおいて、前記ピン孔は、少なくと
も一部が、突合せ方向に対して幅方向に湾曲あるいは傾
斜させて形成されている構造としたものである。

【００１３】

【作用】光コネクタの突合せ接続に際して、ピン孔にガ
イドピンを挿通すると、湾曲あるいは傾斜させたピン孔
内でガイドピンが撓む結果、ガイドピンとピン孔との間
に実質的な間隙がない状態で光コネクタ相互が突合わさ
れる。このため、突合せ接続の繰り返しによる接続損失
の再現性が良く、突合わされる光コネクタの対応する光
ファイバコア相互は、設計基準通りに突合わされること
になり、突合せ接続の繰り返しによる接続損失が低く抑
えられる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図６に基づ
いて詳細に説明する。光コネクタ１は、図１及び図２に
示すように、複数の光ファイバ２をフェルール１ａの突
合せ端面１ｂに露出させて固定しており、フェルール１
ａの幅方向両側に、ピン孔１ｃ，１ｃが設けられてい
る。ピン孔１ｃ，１ｃは、図２に示すように、複数の光
ファイバ２の配列方向に沿った面内で、中間部分が内方
に凸で、突合せ方向に対して幅方向に湾曲形成された、
断面円形の孔である。

【００１５】この光コネクタ１は、同様に構成される他
の光コネクタ１と突合せ端面１ｂ，１ｂで突合わせ、図
２に示すように、先端にテーパを形成したガイドピン３
を各ピン孔１ｃに挿通して互いに突合わされる。これに
より、光コネクタ１，１は、各ガイドピン３を一方の光
コネクタ１のピン孔１ｃに挿通すると、湾曲形成された
ピン孔１ｃの形状に案内されてガイドピン３がピン孔１
ｃ，１ｃ内で撓む。これにより、ガイドピン３が、ピン
孔１ｃとガイドピン３との間に実質的な間隙がないよう
な状態でピン孔１ｃ，１ｃ間に跨るように掛け渡され、
各光ファイバ２が対応する他の光コネクタの光ファイバ
と適切に光接続される。

【００１６】また、本発明の光コネクタは、図３に示す
光コネクタ５のように、フェルール５ａの複数の光ファ
イバ６に対して両側に設けられるピン孔５ｃ，５ｃを、
複数の光ファイバ６の配列方向に沿った面内で、突合せ
端面側を突合せ方向と平行に形成し、後部側を幅方向外
方へ拡開するように傾斜させて形成してもよい。このと
き、各光ファイバ６は、一端がフェルール５ａの突合せ
端面５ｂに露出している。

【００１７】このように、光コネクタ５において、ピン
孔５ｃ，５ｃを突合せ方向に対して傾斜させて形成する
と、前記と同様に、光コネクタ５，５を突合せ端面５
ｂ，５ｂで突合わせ、一方の光コネクタ５のピン孔５ｃ
にガイドピン７を挿通したときに、ガイドピン７がピン
孔５ｃ形状に対応してピン孔５ｃ内で撓む。このため、
光コネクタ５，５においては、対応する光ファイバ６，
６相互が設計基準から大きくずれることなく適切に光接
続され、接続損失が小さく抑えられる。

【００１８】ここで、ガイドピン７の全長をＬ_A（＝11
ｍｍ）、ピン孔５ｃの内径をＤ（＝0.700 ｍｍ )、ガイ
ドピン７の外径をｄ（＝0.699 ｍｍ）とし、各ピン孔５
ｃがフェルール５ａの突合せ方向と平行にストレートに
形成され、対応するピン孔５ｃ，５ｃ間に軸ずれがない
とすると、ピン孔５ｃとガイドピン７との間には、両者
の径の差である１μｍの間隙が生ずる。

【００１９】従って、互いに対応するピン孔５ｃ，５ｃ
に一方の光コネクタ５側からガイドピン７を挿通したと
き、先端が他方の光コネクタ５のピン孔５ｃの内壁に接
するには、ガイドピン７がピン孔５ｃ，５ｃに対して僅
かに傾いている必要があり、その傾きは最低で（Ｄ−
ｄ）／Ｌ_A、即ち、１／11,000となる。よって、光コネ
クタ５において、ピン孔５ｃの一部に上記値を超える傾
斜部分があれば、ガイドピン７によって他の光コネクタ
５と精度良く突合わせることができ、対応する光ファイ
バ６，６相互間に軸ずれを生ずることがなく、接続損失
を小さく抑えることができる。

【００２０】ここで、光コネクタ５において、図４に示
すように、突合せ端面５ｂ側の突合せ方向と平行に形成
した部分（以下、「ストレート部」という）の長さをＬ
₁，これに続く傾斜した部分（以下、「傾斜部」とい
う）の長さをＬ₂，突合わされる他の光コネクタ５にお
けるピン孔５ｃのストレート部の長さをＬ₃，ガイドピ
ン７を挿通する側の光コネクタ５におけるピン孔５ｃに
関し、前記ストレート部と前記傾斜部とのピン孔中心の
軸ずれ量をαとすると、軸ずれ量α( μｍ）は次式から
求められる。

【００２１】（Ｄ−ｄ）／Ｌ_A＝α／Ｌ₂ より α＝Ｌ₂・（Ｄ
−ｄ）／Ｌ_A 従って、ストレート部の長さＬ₁が３ｍｍならば、１／
11,000＝α／5,000 より、α≒0.45μｍとなる。尚、図
４においては、ピン孔５ｃを傾斜部が分かり易いように
実際の傾斜より大きく表現して強調してあり、光ファイ
バ６は、簡単のため図示せずに省略してある。

【００２２】従って、ピン孔５ｃは、後部側をストレー
ト部の中心軸から少なくとも0.45μｍの軸ずれ量を有す
るように幅方向外方又は内方へ傾斜させる必要がある。
以上は、理論上の数字であり実際に製造される光コネク
タでは様々な製造誤差が生ずるが、ステンレスやセラミ
ック素材を用いたガイドピン７は、ピン孔との間に形成
される間隙の範囲において１μｍ程度容易に撓む。この
ため、ピン孔５ｃへの挿通に際し、ガイドピン先端のテ
ーパ部でガイドされて容易に挿通させることが可能であ
り、製造精度のばらつきを吸収できる。

【００２３】但し、ピン孔を湾曲させたり傾斜させたり
することなくストレートに形成し、かつ、ガイドピンと
の間隙が小さくなるように内径を小さくした光コネクタ
を製造することは可能である。しかし、光コネクタには
製造上のばらつきがあり、しかもガイドピン自体は規格
化されているため、より細く製造することはできないの
で、製造精度によってはピン孔に挿通できないガイドピ
ンが生じる可能性が大きい。

【００２４】本実施例からもわかる様に、ピン孔を傾斜
または湾曲させた場合、前記のように、ピン孔の少なく
とも一部において（Ｄ−ｄ）／Ｌ_Aの傾きが保証されて
いれば、光コネクタ相互はピン孔に挿通するガイドピン
によって適切な突合せ接続が達成される。この場合、ガ
イドピン７を挿通する他方の光コネクタ５のピン孔５ｃ
においてストレート部の長さＬ₃が0.５ｍｍ短いとする
と、ガイドピン７の長さＬ_Aに対する影響は、500/1100
0 ＝0.045 しかない。

【００２５】一方、ピン孔５ｃの内径が0.5 μｍ大きい
場合は、0.5 ×Ｌ₃/11000 ＝0.13(μｍ）分の遊びが増
加する。更に、軸ずれ量αが0.45μｍから0.５μｍに増
加したとすると、前記軸ずれ量αに関する式において、
ピン孔５ｃの傾き（Ｄ−ｄ）／Ｌ_Aが0.５／0.45≒1.11
より、0.11増加することになるが、このピン孔５ｃの傾
きの増加は、ガイドピン７の撓みで吸収されるので何ら
問題はない。

【００２６】ここで、ピン孔の傾き角度の最適性は製作
精度及び接続時の最大損失量の規定仕様により一概に論
じられないが、現在広く使用されているステンレス製ガ
イドピンは実施例のような使い方をした場合には、１μ
ｍ以上容易に撓むことが確認されている。このため、仮
に前記ガイドピンの倒れ角度が大きく、相手ピン孔に食
い込むような設計を行うと、前記のようにピン孔におけ
る前記ストレート部の長さが５mmの場合には、１／５０
００から２／５０００の範囲で結果的には同じ位置にガ
イドピンが固定されることになる。

【００２７】また、本発明の光コネクタは、ピン孔の形
状として、上記の他に、例えば、図５に示す光コネクタ
１０のように、複数の光ファイバ１１の両側に形成され
るピン孔１０ｃ，１０ｃが、複数の光ファイバ１１の配
列方向に沿った面内で全体に突合せ端面１０ｂ側に向か
って狭まり、突合わせ方向に向けて傾斜していたり、図
６に示す光コネクタ１２のように、複数の光ファイバ１
３の配列方向に沿った面内で、複数の光ファイバ１３の
両側に形成されるピン孔１２ｃ，１２ｃの中間部分が幅
方向外方へ凸となって彎曲している構造としても同様の
効果を得ることが可能である。

【００２８】更に、ピン孔の形状は本実施例では、断面
円形の孔としたが、断面形状が楕円や三角形を含む多角
形形状に適用できるのは言うまでもない。これらの実施
例の場合には、予めガイドピンの撓みの許容量を考慮し
て、ピン孔の傾斜量や湾曲量を厳しく設定することで、
コネクタの製作精度バラツキを吸収することが可能であ
る。

【００２９】尚、上記説明は、簡単のため、ピン孔が平
面内で傾斜し、互いに対応する位置に存在するピン孔相
互が平面内で軸ずれを生じている場合について説明した
が、３軸方向に傾斜あるいは湾曲し、ずれている場合に
も適用されることはいうまでもない。

【００３０】

【発明の効果】本発明の光コネクタによれば、ピン孔の
少なくとも一部を、突合せ方向に対して幅方向に湾曲あ
るいは傾斜させたので、ピン孔に挿通したガイドピン位
置が、ピン孔の湾曲量や傾斜量により一意に定まり、接
続損失の低下及び繰り返し接続時の接続損失の再現性が
格段に向上するという優れた効果を奏する。また、ガイ
ドピンの撓みにより製作精度の誤差バラツキを吸収でき
るので、ストレートなピン孔を有する光コネクタに比
べ、製作精度をより緩和することができ、ガイドピンの
外径と挿通時のガイドピンの倒れ角度を管理すれば、測
定の困難なピン孔形状及び内径を軸方向すべてにわたり
管理する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光コネクタを突合せ端面側から見た正
面図である。

【図２】図１に示す光コネクタを断面にして示した平面
図である。

【図３】本発明の光コネクタの他の実施例を、断面にし
て示した平面図である。

【図４】図３の光コネクタを突合せた状態を示す平面図
である。

【図５】本発明の光コネクタのピン孔形状に関する変形
例を示す平面図である。

【図６】本発明の光コネクタのピン孔形状に関する更に
他の変形例を示す平面図である。

【符号の説明】

１光コネクタ１ａフェルール１ｂ突合せ端面１ｃピン孔２光ファイバ３ガイドピン５光コネクタ５ａフェルール５ｂ突合せ端面５ｃピン孔６光ファイバ７ガイドピン１０光コネクタ１０ｂ突合せ端面１０ｃピン孔１１光ファイバ１２光コネクタ１２ｃピン孔１３光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長沢真二東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平５−249346（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバの一端に取り付けられるフェ
ルールに、他の光コネクタとの突合せ接続の際に位置決
め用のガイドピンを挿通するピン孔が突合せ方向に形成
された光コネクタにおいて、前記ピン孔は、少なくとも
一部が、突合せ方向に対して幅方向に湾曲あるいは傾斜
させて形成されていることを特徴とする光コネクタ。