JP3549466B2

JP3549466B2 - 光コネクタ用フェルール、光コネクタ及び光コネクタの製造方法

Info

Publication number: JP3549466B2
Application number: JP2000203278A
Authority: JP
Inventors: 健一郎大塚; 渉桜井; 洋勝占; 俊昭柿井; 雅昭高谷; 真二長沢; 幸司柴田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: JP2002023017A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単心または多心の光ファイバ心線の先端から被覆を除去して露出させた光ファイバを、フェルールに組み付け固定させるための光コネクタ用フェルール、光コネクタ及び光コネクタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ挿入孔を有して、この光ファイバ挿入孔に光ファイバ心線の先端の被覆を除去した光ファイバを挿入して固定する形式の光コネクタが用いられている。
【０００３】
図４は、そのような光コネクタの一例であるＭＴコネクタを示すものであり、図４（Ａ）はフェルールの斜視図、図４（Ｂ）はテープ状光ファイバ心線を取り付けた多心光コネクタの斜視図である。図中、１１はフェルール、１２は光ファイバ挿入孔、１３はガイドピン挿入孔、１４は接着剤充填窓、１５は光ファイバ挿入ガイド溝、１６はテープ状光ファイバ心線、１７は接着剤である。
【０００４】
フェルール１１は、図４（Ａ）に示すように、先端面に開口する光ファイバ挿入孔１２およびガイドピン挿入孔１３が設けられ、上部に形成された接着剤充填窓１４から見える内部空間に、光ファイバ挿入穴１２の後部に設けられた光ファイバ挿入ガイド溝１５が形成されている。この例では、図４（Ｂ）に示すように、テープ状光ファイバ心線１６が取り付けられている。接着剤充填窓１４から接着剤１７が注入され、テープ状光ファイバ心線１６およびそれぞれの光ファイバを固定した後、先端面が研磨される。先端面の研磨は、光ファイバ軸に直角、あるいは、反射戻り光を低減させるため、直角面に対して斜め、例えば、８゜の角度の斜めに研磨される。
【０００５】
このような従来から一般的に利用されている光コネクタを組み立てる方法としては、光ファイバ心線の被覆を加熱機等で除去して光ファイバを露出させた後、接着剤を付着させた状態のフェルールの光ファイバ挿入孔に光ファイバを挿入し、フェルールの接続端面から光ファイバの先端面を突き出すようにしておき、接着剤を硬化させて、フェルールと光ファイバを接着剤により固定する方法も行なわれている。フェルールの接続端面は、機械的に精密研磨加工しながら、光コネクタの接続端面と光ファイバの先端面とを面一にしていた。
【０００６】
また、近年では、光ファイバ心線を所定の長さに切断し、その光ファイバをフェルールに挿入、正確に位置決めした状態で、光ファイバを固定し、研磨を行なわずに端面を形成するという技術も開発されている。
【０００７】
しかしながら、上述したようなフェルールの光ファイバ挿入孔に光ファイバを接着剤で固定する方法で光コネクタを組み立てた場合、以下のような問題点があった。すなわち、フェルール内部の光ファイバを固定する光ファイバ挿入孔に接着剤を完全に充填することが困難で、気泡等が残っている状態が多々あり、そのような状態で組み立てられた光コネクタは、実環境で使用されると、部品の膨張収縮等で光ファイバに対し応力がかかり、最悪の事態では、光ファイバの断線という状態が引き起こされる。また、光ファイバを光ファイバ挿入孔に正確に位置決めした状態で接着剤を接着剤充填窓から流し込んで光ファイバを固定する方法では、光ファイバ挿入孔の端面側まで接着剤が十分流れ込まないといった問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、特に、組立時間の短縮を可能にし、簡単かつ安定した特性を有する光コネクタの組立が行なえるようにした光コネクタ用フェルール、光コネクタ及び光コネクタの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、接続端面に形成した１つもしくは複数の光接続口から内部に向けて延びる光ファイバ位置決め孔を有する光コネクタ用フェルールにおいて、前記光ファイバ位置決め孔の後方に、前記光ファイバ位置決め孔よりも径が大きい接着剤充填孔を設けるとともに、前記接着剤充填孔の中間点よりも前方に、前記接着剤充填孔の延びる方向に直交して、前記接着剤充填孔とフェルールの外部とを連通する空気抜き用スリット孔を設けるとともに、前記空気抜き用スリット孔の底面側に突起部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光コネクタ用フェルールにおいて、前記空気抜き用スリット孔が前記接着剤充填孔の先端部に設けられたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光コネクタ用フェルールにおいて、前記空気抜き用スリット孔の前記接着剤充填孔の長さ方向に沿う幅が０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、光コネクタにおいて、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光コネクタ用フェルールに、光ファイバがシアノアクリレート系接着剤により固定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、光コネクタにおいて、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光コネクタ用フェルールに、光ファイバが熱硬化型接着剤により固定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、光コネクタの製造方法において、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光コネクタ用フェルールを用い、光ファイバ心線の端末を処理して光ファイバを露出させ、前記光コネクタ用フェルールに前記光ファイバを挿入した後、位置決めした状態で接着剤を滴下し、前記空気抜き用スリット孔に接着剤がしみだしたところで前記接着剤を硬化させて光ファイバを固定することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光コネクタの製造方法において、前記接着剤として、シアノアクリレート系接着剤を用いることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の光コネクタの製造方法において、前記接着剤として、熱硬化型接着剤を用いることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光コネクタの実施の形態の一例を説明するための光コネクタ用フェルールを示すもので、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面図、図１（Ｃ）は背面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。図中、１は光ファイバ位置決め孔、１ａは光接続口、２は接着剤充填孔、３は光ファイバ挿入ガイド溝、４はガイドピン挿入孔、５は接着剤充填窓、６は空気抜き用スリット孔、７は光ファイバ心線導入口、８は接着剤充填用凹部である。
【００１９】
この実施の形態のフェルールは、ＭＴコネクタに利用させるものであり、合成樹脂により一体成形されている。このフェルールは、８心のテープ状光ファイバ心線の先端部分に固定され、光ファイバ同士の光接続を可能にする部品である。そして、テープ状光ファイバ心線をこのフェルールに組み付けたものが光コネクタを構成することになる。なお、８心のテープ状光ファイバ心線に適用するものであるから、光ファイバ位置決め孔１は、８つ設けられているが、図１では、図を見やすくするために光ファイバ位置決め孔１は４つを図示している。しかし、本発明は、８心のテープ状光ファイバ心線に適用することに限られるものではなく、他の適宜の心数のテープ状光ファイバ心線に用いることができるもので、光ファイバ位置決め孔１の数は、それに応じた数に設計される。また、必ずしもテープ状光ファイバ心線に限られるものではなく、単心の光ファイバ心線の１本、または、複数本に適用されてもよいものである。したがって、本発明においては、光ファイバ位置決め孔１の数は、１つ、もしくは、複数である。
【００２０】
フェルールの接続端面には、光ファイバ位置決め孔１の先端が臨んでいる。光ファイバ心線の光ファイバの外径が１２５μｍのものを用いることとして説明する。光ファイバ位置決め孔１の径は、１２６〜１２７μｍである。光ファイバ位置決め孔１の先端は光接続口１ａであり、この例では８つの光接続口１ａが横一列に整列するように並んでいる。したがって、各光接続口１ａからフェルールの内部に向けて光ファイバ位置決め孔１が延在している。各光ファイバ位置決め孔１の径は、各光接続口１ａの径と同径である。各光ファイバ位置決め孔１の後方に、各光ファイバ位置決め孔１の径よりも拡大した径をもつ接着剤充填孔２が形成されている。光ファイバ位置決め孔１と接着剤充填孔２とは同一の中心軸線上に設けられ、両者の間には、光ファイバ位置決め孔１から接着剤充填孔２にかけて徐々に径が拡大するようにロート状の部分が連結部として設けられている。
【００２１】
上述したように、光ファイバ位置決め孔１は、光ファイバの先端部分の位置決めを行なって心出しを達成させる関係上、光ファイバと略同径であり、接着剤充填孔２の径は、接着剤の充填を容易にするために、光ファイバ位置決め孔１の径の１．２倍以上である。接着剤充填孔２の径が光ファイバ位置決め孔１の配列ピッチよりも大きくなると、隣接する接着剤充填孔２と連続した孔となってしまう。隣接する接着剤充填孔同士が多少の連通を生じてもよいが、強度等も考慮すると、接着剤充填孔２の径の上限値は、光ファイバ位置決め孔１の配列ピッチと同程度の値とするのがよい。
【００２２】
フェルールが１本の光ファイバに適用される場合は、光ファイバ位置決め孔の配列ピッチは存在しない。この場合は、接着剤充填孔２の径は、接着剤の充填を容易にするために、光ファイバ位置決め孔１の径の１．２倍以上がよい。接着剤充填孔２の径が光ファイバの径の２倍よりも大きくなると、強度上の問題も生じるから、接着剤充填孔２の径の上限値は、光ファイバ位置決め孔１の径の２倍とするのがよい。
【００２３】
具体例では、光ファイバ位置決め孔１の径が１２６μｍであり、これに対する接着剤充填孔２は、１５０〜２５０μｍの径である。接着剤充填孔２の径が、光ファイバの外径に比して大きく形成されていることによって、光ファイバと接着剤充填孔２との空間に接着剤の充填を容易にしている。したがって、光ファイバは、接着剤充填孔２において接着剤により固定され、光ファイバ位置決め孔１において、位置決めされる。光ファイバ位置決め孔１に挿入された光ファイバの周囲には、接着剤の粘度によっては多少の接着剤が導入されることがあるが、接着剤が充填される状態にはならない。本発明では、接着剤充填孔２の後方に光ファイバ挿入ガイド溝３が形成されている。光ファイバ挿入ガイド溝３は、接着剤充填孔２に挿入する光ファイバを挿入しやすくするために設けられたもので、この実施の形態では、接着剤充填孔２の下半分がそのまま延びているように、半円形の溝として形成されている。光ファイバ挿入ガイド溝３をＶ溝や半楕円形状など、適宜の形状に形成してもよい。
【００２４】
接着剤充填孔２の前方側、すなわち、コネクタ端面側にスリット状の空気抜き用スリット孔６が設けられている。接着剤は、空気抜き用スリット孔６が設けられた位置よりも前方には充填されにくくなる。したがって、空気抜き用スリット孔６の位置は、接着剤充填孔２の中間位置よりも前方のみに設けられる。図２の断面図に示すように、空気抜き用スリット孔６の最前方、すなわち、最もコネクタ端面側に寄った位置に設けるのがよい。空気抜き用スリット孔６は、接着剤充填孔２の延びる方向に直交するように設けられ、全ての接着剤充填孔２に跨るように、かつ、全ての接着剤充填孔２に連通している。空気抜き用スリット孔６の幅（接着剤充填孔２の軸方向の長さ）は、０．１〜０．５ｍｍである。スリット幅の下限値を０．１ｍｍ程度の値とすることによって、空気抜き用スリット孔６に流れこんでくる接着剤を確認できる大きさであるからである。スリット幅の上限値を０．５ｍｍ程度とした根拠は、スリットの幅をこれ以上大きくすると製品の強度が低下するという問題を招くからである。
【００２５】
さらに、フェルールの内部には、その後部において、光ファイバ心線の被覆部に装着されるゴム製のブーツを固定させるための光ファイバ導入口７が設けられている。この光ファイバ導入口７と光ファイバ位置決め孔１との間には、粘度が１００〜３０００ｃｐ程度の接着剤を収容させるための接着剤充填用凹部８が設けられ、この凹部の頂部には、接着剤を流し込むための矩形の開口をなす接着剤充填窓５が形成されている。
【００２６】
フェルールの接続端面において、８個の光接続口１ａの両側には、ガイドピンを挿入させるためのガイドピン挿入孔４が形成され、各ガイドピン挿入孔４は、光ファイバ位置決め孔１と平行で、フェルールの全長にわたって貫通している。
【００２７】
次に、上述したフェルールを利用した光コネクタの組立方法の一例について説明する。光コネクタを取り付けるための光ファイバ心線をホルダにセットし、光ファイバ心線の被覆を加熱式リムーバ等で除去する。被覆を除去して露出した光ファイバの表面には樹脂屑が残っているためアルコール等のついた脱脂綿で拭いて清掃する。その後、所定の長さに揃え、良好な切断面を得るため光ファイバカッタを用いて切断する。切断した光ファイバはホルダごと専用の組立工具にセットして、取り付けるフェルールの中に挿入する。挿入して光ファイバ端面をフェルールの端面とほぼ同じ位置に位置決めした状態で、シアノアクリレート系接着剤（俗に言う瞬間接着剤）をフェルールの接着剤充填窓５から滴下する。空気抜き用スリット孔の底部に接着剤が流れてくることを確認して、接着剤が十分充填されたことが分かる。この状態で光ファイバを固定するため、アミンを含んだ硬化促進剤を滴下する。この状態で数十秒〜１分程度保持した後、ホルダによる位置決め状態を開放し、コネクタは完成する。
【００２８】
なお、接着剤はシアノアクリレート系接着剤に限られる必要性はなく、熱硬化型接着剤など、適宜の接着剤を用いることができる。フェルールの接続端面に研磨等を施してＰＣ接続等を実施する場合などは、エポキシ系の接着剤を用いてもよい。それにより強度等のアップを図ることも可能である。
【００２９】
図３は、本発明の光コネクタの他の実施の形態の一例を説明するためのもので、図３（Ａ）は接着剤を充填していない状態のフェルールの断面図、図３（Ｂ）は接着剤を充填して状態のフェルールの断面図、図３（Ｃ）は空気抜き用スリット孔を上から見た図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。９は突起部、１０は接着剤である。
【００３０】
この実施の形態では、空気抜き用スリット孔６の底部に突起部９が張り出している。接着剤が充填されていない図３（Ａ）の状態では、図３（Ｃ）に示すように、空気抜き用スリット孔６の内部を覗くと、突起部９が認識できる。図３（Ｂ）に示すように、接着剤１０の充填につれて、空気抜き用スリット孔６の底部にまで接着剤１０が達して、突起部９の上まで充填されると、突起部９は接着剤１０に覆われて認識できない状態となる、この状態を認識することによって、接着剤１０の充填の完了状態の認識が容易となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１，２に記載の発明による光コネクタ用フェルールは、光ファイバ位置決め孔の後方に位置する光ファイバの径より大きい径の接着剤充填孔に接着剤を導入して光ファイバを固定できるから、接着剤の充填時間を短縮でき、さらに、接着剤の充填に際して、接着剤充填孔の内部の気泡を空気抜き用スリット孔から逃がしながら接着剤を充填できるので、充填がより容易かつ迅速にできるとともに、確実に光ファイバを接着剤で固定できるので、組み立てた光コネクタは安定した特性をもたらすことができる。さらに、空気抜き用スリット孔の底面側に突起部が設けられたことにより、接着剤の量が確認出来るため作業性が良い。また、硬化した接着剤が突起部に引き留められ、アンカー効果と似た効果が得られ、強度アップにもつながる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、空気抜き用スリット孔の幅が０．１〜０．５ｍｍであることにより、強度を低下させることなく空気抜き用スリット孔を形成でき、接着剤がスリットまで流れてきたことを確認できる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、接着剤がシアノアクリレート系接着剤であることにより、非常に高速に組立が可能となる。また、請求項５に記載の発明は、接着剤が熱硬化型接着剤であることにより、研磨による端面形成が可能となる。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、接着剤充填孔の内部の気泡を接着剤充填孔から逃がしながら接着剤を充填でき、空気抜き用スリット孔に接着剤がしみだしたところで前記接着剤を硬化させて光ファイバを固定することにより、安定した特性を有するコネクタを製造することが可能である。
【００３５】
請求項７に記載の発明によれば、接着剤がシアノアクリレート系接着剤であることにより、非常に高速に組立が可能となる。また、請求項８に記載の発明は、接着剤が熱硬化型接着剤であることにより、研磨による端面形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光コネクタの実施の形態の一例を説明するための光コネクタ用フェルールを示すもので、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は正面図、図１（Ｃ）は背面図、図１（Ｄ）は図１（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２】図１の光コネクタ用フェルールの変形例を説明するための断面図である。
【図３】本発明の光コネクタの他の実施の形態の一例を説明するためのもので、図３（Ａ）は接着剤を充填していない状態のフェルールの断面図、図３（Ｂ）は接着剤を充填して状態のフェルールの断面図、図３（Ｃ）は空気抜き用スリット孔を上から見た図である。
【図４】従来の光コネクタの一例であるＭＴコネクタを示すものであり、図４（Ａ）はフェルールの斜視図、図４（Ｂ）はテープ状光ファイバ心線を取り付けた多心光コネクタの斜視図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ位置決め孔、１ａ…光接続口、２…接着剤充填孔、３…光ファイバ挿入ガイド溝、４…ガイドピン挿入孔、５…接着剤充填窓、６…空気抜き用スリット孔、７…光ファイバ心線導入口、８…接着剤充填用凹部、９…突起部、１０…接着剤。

Claims

接続端面に形成した１つもしくは複数の光接続口から内部に向けて延びる光ファイバ位置決め孔を有する光コネクタ用フェルールにおいて、前記光ファイバ位置決め孔の後方に、前記光ファイバ位置決め孔よりも径が大きい接着剤充填孔を設けるとともに、前記接着剤充填孔の中間点よりも前方に、前記接着剤充填孔の延びる方向に直交して、前記接着剤充填孔とフェルールの外部とを連通する空気抜き用スリット孔を設けるとともに、前記空気抜き用スリット孔の底面側に突起部を設けたことを特徴とする光コネクタ用フェルール。
前記空気抜き用スリット孔が前記接着剤充填孔の先端部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ用フェルール。
前記空気抜き用スリット孔の前記接着剤充填孔の長さ方向に沿う幅が０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ用フェルール。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光コネクタ用フェルールに、光ファイバがシアノアクリレート系接着剤により固定されていることを特徴とする光コネクタ。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光コネクタ用フェルールに、光ファイバが熱硬化型接着剤により固定されていることを特徴とする光コネクタ。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光コネクタ用フェルールを用い、光ファイバ心線の端末を処理して光ファイバを露出させ、前記光コネクタ用フェルールに前記光ファイバを挿入した後、位置決めした状態で接着剤を滴下し、前記空気抜き用スリット孔に接着剤がしみだしたところで前記接着剤を硬化させて光ファイバを固定することを特徴とする光コネクタの製造方法。
前記接着剤として、シアノアクリレート系接着剤を用いることを特徴とする請求項６に記載の光コネクタの製造方法。
前記接着剤として、熱硬化型接着剤を用いることを特徴とする請求項６に記載の光コネクタの製造方法。