JP3620121B2

JP3620121B2 - 光コネクタ及び組立方法

Info

Publication number: JP3620121B2
Application number: JP28342095A
Authority: JP
Inventors: 芳享為國; 一郎松浦; 健一郎大塚
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: US5909528A; JPH09127371A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ファイバケーブル同士あるいは光送受信装置等を光ファイバを介して接続する光コネクタ及びその組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の普及に伴い、光コネクタを布設現場等で組立てることが重要となっている。従来より着脱可能に接続するには、光コネクタによる方法とＶ溝を利用して突き合わせる方法があるが、作業性あるいは耐久性の点から前者の場合が多い。また、光コネクタを用いて接続する場合、＜１＞光コネクタ側に予め固定されている光ファイバと光ケーブル側の光コネクタとを融着接続等により完成する場合と、＜２＞現地において光ケーブル側の光ファイバを光コネクタに組み込んで完成する場合とがある。（実開昭６０−７６３０５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記＜１＞の方法は、工事現場で融着接続する場合は作業性の点から好ましくない。また、＜２＞の方法は、コネクタ端面用の研磨機、あるいは検査用の顕微鏡等が必要となり、ケーブル布設の現地においては作業性が悪く、長時間を要していた。この点に関する改良発明として、特開平６−３３７３２５号公報があるが、結合特性が安定しないという問題があった。
そこで本発明は、これらの問題点を解決し、融着接続あるいは端面研磨等の必要のない光コネクタの構造及びその組立方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる光コネクタは、円柱状の先端部、中間部及び後方部の中心を貫通する穴を有し、中間部は断面が半円状の空間が設けられ、先端部の穴には予め光ファイバ素線を中間部まで突き出して挿入・固定されたフェルールと、フェルールの中間部に設けられた空間には前記光ファイバ素線と前記後方部の穴から挿入して端面を接合して光ファイバを保持する保持部材と、フェルールの中間部と中間部に嵌合された保持部材とをその外周から固定する固定部材とを備え、前記固定部材と中間部フェルールとの間隙を調整する調整治具を備え、光ファイバ素線と光ファイバとを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面近傍を保持・固定して形成されたことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明に係わる他の光コネクタは、先端部、中間部及び後方部を貫通する穴を有し、中間部には前記穴を横切って空間が設けられ、先端部の穴には予め光ファイバ素線を中間部まで突き出して挿入・固定されたフェルールと、フェルールの中間部に設けられた空間には前記光ファイバ素線と前記後方部の穴から挿入して端面を接合して光ファイバを保持する保持部材と、フェルールの中間部と中間部に嵌合された保持部材とをその外周から固定する固定部材とを備え、前記保持部材は平板状の押さえ板であり、該押さえ板と中間部フェルールの外周から包むように設けられた方形状のカラーを備え、光ファイバ素線と光ファイバとを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面近傍を保持・固定して形成されたことを特徴とする
【０００６】
また、本発明に係わる他の光コネクタは、直方体の先端部、中間部及び後方部を貫通して平行に設けられた複数個の穴を有し、中間部は前記穴を横切って空間が設けられ、先端部の穴には予め光ファイバ素線を中間部まで突き出して導入・固定されたフェルールと、フェルールの中間部に設けられた空間には前記光ファイバ素線と前記後方部の穴から挿入して端面を接合してリボン状の光ファイバを保持する保持部材と、フェルールの中間部と空間部に嵌合された保持部材とをその外周から固定する固定部材とを備え、前記保持部材は平板状の押さえ板であり、前記固定部材は該押さえ板と中間部フェルールの外周から包むように設けられた方形状のリング又は開放型リングで形成されたクランプであり、光ファイバ素線とリボン状光ファイバとを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面近傍を保持・固定して形成されたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係わる光コネクタの組立方法は、前述のフェルール、保持部材及び固定部材を準備する工程と、フェルール後部の穴に光ファイバを挿通し、光ファイバ素線と光ファイバの単面を突き合わせて接合する工程と、フェルール中間部に配置された光ファイバ素線と光ファイバの端面近傍を保持部材で押さえると共に、固定部材によって固定する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
上記の構成を採用することによって、本発明に係わる光コネクタは、接続される光ファイバの先端部の被覆除去及び表面処理等の簡単な準備だけで組立てることができるので、特に、ケーブル布設現場用に適する。
また、光コネクタを形成する光ファイバ素線と接続される光ファイバはそれらの端面近傍を保持部材によって固定するので、締め付け力等による端面位置のずれがなく、信頼性の高い光コネクタが得られる。
【０００９】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図１は第１の実施例に係わる光コネクタの構成を示す縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。
【００１０】
図において、円柱体の先端部１−１、中間部１−３及び後方部１−３の中心を貫通する穴１−４を有し、中間部１−３は断面が半円状の空間１−５が設けられ、先端部１−１の穴には予め光ファイバ素線４を中間部まで突き出して挿入・固定されたフェルール１と、フェルール１の中間部１−３に設けられた空間１−５には光ファイバ素線４と後方部の穴１−４から挿入して（矢印Ａ１）端面を接合して光ファイバ５を中間部のフェルール１−３の内面に押し付けて（矢印Ａ２）固定する保持部材２と、フェルールの中間部１−３と空間部１−５に嵌合された保持部材２とをその外周から矢印Ａ３の方向に摺動して固定する固定部材３とを備え、光ファイバ素線４と光ファイバ５とを接合可能に構成さると共に接続される光ファイバ５の端面近傍を保持部材２によって保持・固定している。
【００１１】
図２はフェルール中間部１−３における横断面図であり、同図（ａ）は空間部に保持部材を嵌合した状態、同図（ｂ），（ｃ）はその外周を固定部材で固定した状態を表す。図において、保持部材２は断面形状がフェルールの直径と略等しい径を有する半円状の押さえ具２０と中間部フェルール１−３の外周を覆い、これらを一体に締め付けて固定するリング又は開放型リングで形成されたクランプ３０、３１である。押さえ具２０と中間部フェルール１−３の内面はクランプ３０，３１によって締め付けられると素線４は押さえ具２０の内面に食い込み、略全面が接触状態になる。
【００１２】
クラッドガラスからなる光ファイバ素線４は、中間部フェルール１−３と押さえ具２０の間に所定の大きさの隙間を設けた状態で、先端部１−１の中心に設けられた穴に挿入され、押さえ具２０を押しつけて固定される。
光ファイバ素線４と光ファイバ５の素線部５−１の接合部は、円柱状フェルール１の中間部１−３を半割に加工し、形成された空間部１−５に押さえ具２０を嵌合し、中間部フェルール１−３と押さえ具２０の外周をばね鋼等で形成されたリングあるいは開放型リングで形成したクランプ３０，３１で覆い、その塑性変形によって固定する。
【００１３】
空間部１−５はフェルール１がセラミックあるいはガラスの場合は切削加工、プラスチックの場合は成形加工される。
押さえ具２０は耐蝕性、加工性に優れた純度が９９％以上のアルミニウム、あるいは線膨張係数の小さい液晶ポリマ、例えばベクトラが適当である。
【００１４】
次に、第２の実施例の光コネクタについて説明する。
図３はこの光コネクタの構成を示す縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。図４は図３に示した押さえ部材２１の斜視図、図５は図３のＸ−Ｘ断面図である。
第２の実施例の基本構成は第１の実施例と略同じであるが、接続される光ファイバをより確実に固定するための改良を加えたものである。従って、フェルール１はその構成と材質が第１の実施例と同一であり、また、押さえ部材２１の材質は押さえ具２０と同じである。
押さえ部材２１の内面には図４に示すように、フェルールの軸方向と直角方向に溝２１−１が設けられ、溝２１−１の高さは図５に示すように、調整治具７の外径より０．０７〜０．１０ｍｍ小さく加工され、この溝２１−１に調整治具７を矢印Ｂ２の方向に挿入した状態で初めて間隙６が確保され、直径１２５μｍの光ファイバ５の素線部５−１をフェルールの中間部１−３に挿入することができる。溝２１−１は間隙６を水平に確保するために２箇所設けることが好ましい。
【００１５】
次に、上記第２の実施例に係わる光コネクタの組立方法について説明する。
（１）まず、光ファイバ５の被覆を除去した後、有機溶剤で光ファイバのクラッド部を洗浄し、所定の長さに切断する。中間部フェルール１−３の接合部には、予め屈折率整合剤を注入しておく。ここで、図３（ａ）に示すように、押さえ部材２１を中間部フェルール１−３の空間部に嵌合し、その外周を覆うように開放型クランプ３１を配置すると共に調整治具７を溝２１−１に差し込み（矢印Ｂ２）、押さえ部材２と中間フェルール１−３との間隙６が広がった状態で保持する。
（２）現場においては、フェルール後部１−２の穴１−４に先端の被覆を除去した光ファイバ５を挿通し、光ファイバ素線４と光ファイバ５の端面を突き合わせて接合する。
（３）最後に、調整治具７を溝２−１から引き抜くと（矢印Ｂ３）、光ファイバ５の先端部は光ファイバ素線４と接合すると共に、クランプ３の塑性変形によって中間部のフェルール１−３に固定される。
この光コネクタは、構成しているフェルール１、押さえ部材２１、開放型クランプ３１及び調整治具７の全てを工場内で一体に組立てたものを保管し、運搬するので取り扱いが簡易であり、及び上記のように現地での組立てが非常に簡単にできる。
【００１６】
次に、第３の実施例の光コネクタについて説明する。
図６はこの光コネクタの縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。図７は図６のＹ−Ｙ断面図、図８は図６に示した止め具の平面図（同図（ａ））及び族面図（同図（ｂ））である。
第３の実施例の基本構成も第１の実施例と略同じであり、接続される光ファイバをより確実に固定するための改良を加えたものである。従って、フェルール１の構成及び材質は第１の実施例と同一であり、また、押さえ板２２の材質は押さえ板２０と同じである。ただし、止め具９の構成がリング３０、３１と異なっていることと、カラー８を新たに追加されている点が相違している。
【００１７】
即ち、この光コネクタの構成は、円柱状のフェルール１が先端部１−１及び後方部１−２の中心を貫通する穴１−４を有し、先端部の穴には予め光ファイバ素線４を挿入・固定し、中間部１１−３は断面が半円状の空間を設けるところまでは、第１の実施例と同じであるが押さえ板２２、カラー８、止め具９を有するところに特長がある。
【００１８】
さらに、フェルールの中間部１−３のエッジには、図７に示すように凸部１−３−１を有し、一方、カラー８の両端には凸部１−３−１を覆うように爪８−１を設けている。爪が凸部を覆っているので、通常カラー８がフェルールの中間部１−３から外れない。そして、カラー８とフェルールの中間部１−３の間に押さえ板２２が配置されており、これらの部品は接着あるいは融着・固定され一体として組み込まれている。これらの構成を採ることによって、小さい部品の数を実質的に減少することができ、保管あるいは取り扱いが容易となる。カラー８はばね鋼等で形成され、押さえ板２２は耐蝕性、加工性に優れた純度が９９％以上のアルミニウム、あるいは線膨張係数の小さい液晶ポリマ、例えばベクトラが適当である。
【００１９】
止め具９は、図８に示すように円筒体の内面に平行に２本の溝が設けられ、一方は断面が三角形の均一な溝９−２、他方は軸方向にテーパーを有する断面が三角形の溝９−１である。光ファイバ５を組立・固定する時は、まず、止め具９をフェルールの先端部１−１の位置に移動しておき、次いで、２つの溝９−１、９−２にカラー８の角部を沿わせて止め具９をフェルールの中間部１−３の位置まで摺動させる。この時、カラーの角部の一方は貫通している溝９−２の側を支点として働き、他方の溝９−１は徐々にテーパーがなくなるので、カラー８は圧縮され、塑性変形して押さえ板２２を介して光ファイバ５を圧迫・固定する。ここで、溝９−１、９−２の両方にテーパーがついていても同様の作用・効果を奏する。止め具９は、強靭で加工性がよく、変形の少ないステンレス鋼等が適している。
【００２０】
次に、複数本の光ファイバを同時に接続する第４の実施例の光コネクタについて説明する。
図９はこの実施例におけるフェルール中間部１０３の近傍の縦断面図であり、同図（ａ）は空間部に保持部材を嵌合した状態、同図（ｂ）は固定部材で固定した状態を示す。また、図１０はこの光コネクタの組立て状態を示す横断面図であり、同図（ａ）は保持部材である押さえ板２０１とフェルール中間部１０３とをクランプ３０１で固定する前、同図（ｂ）は固定後の状態を示す。図１１はフェルールの先端部１０１の端面の側面図である。
第４の実施例の基本構成は第１の実施例と略同じであるが、接続される光ファイバが複数本であるので、フェルール１００、保持部材２００、固定部材３００の横断面が図１０に示すように長方形となるが、材質等の点については第１の実施例と同じである。
また、この光コネクタは図１１に示すように通常光コネクタの端面には両側にガイドピン穴６００が設けられている。接続される２つのフェルールの正確な相対位置を確保するためである。
【００２１】
次に、第５の実施例の光コネクタについて説明する。
図１２はこの実施例に係わるフェルール中間部１−３−１の近傍の横断面図である。その他の部分、即ち、フェルールの先端部１−１、後方部１−２及び固定部材３の構成は第１の実施例と同じである。
この実施例に係わる光コネクタの構成は、図１及び図１２において、円柱体の先端部１−１、中間部１−３−１及び後方部１−２の中心を貫通する穴を有し、中間部１−３−１は断面が放射状の空間が設けられ、先端部１−１の穴には予め光ファイバ素線４を中間部１−３−１まで突き出して挿入・固定されたフェルールと、フェルールの中間部１−３−１に設けられた空間には前記光ファイバ素線４と前記後方部の穴１−４から挿入して端面を接合して光ファイバ５を保持する保持部材２−１と、フェルールの中間部と空間部に嵌合された保持部材２−１とをその外周から固定する固定部材３とを備え、光ファイバ素線４と光ファイバ５とを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面を保持・固定して形成されている。
このようにフェルールの中間部１−３−１に横断面が扇形の空間を設け、この空間部を嵌合する加圧部材２−２を設けることにより、より安定に光ファイバの端面近傍を保持・固定することができる。フェルール中間部に形成される溝形をＶ形にすると接合がより正確に行われる。
【００２２】
第１〜５の実施例の光コネクタを組立てる方法は、＜１＞まず、前記各実施例で説明したフェルール、保持部材及び固定部材を準備し、＜２＞フェルール後部の穴に光ファイバを挿通し、光ファイバ素線と光ファイバの端面を突き合わせて接合し、＜３＞フェルール中間部に配置された光ファイバ素線と光ファイバの端面近傍を保持部材で押さえると共に、固定部材によって固定する工程とを有することを特徴とする。
実際の構造としては、光ファイバ素線４と光ファイバ５の端面近傍だけでなく、光ファイバ５の被覆部とフェルール１とを固定し（図示せず）振動等による断線を防止している。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成を採用することによって光コネクタは、接続される光ファイバの先端部の被覆除去及び表面処理等の簡単な準備だけで組立てることができるので、特に、ケーブル布設現場用に適する。
また、光コネクタを形成する光ファイバ素線と接続される光ファイバはそれらの端面近傍を保持部材によって固定するので、締め付け力等による端面位置のずれがなく、信頼性の高い光コネクタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例に係わる光コネクタの構成を示す縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。
【図２】図１のフェルール中間部における横断面図であり、同図（ａ）は空間部に保持部材を嵌合した状態、同図（ｂ），（ｃ）は固定部材で固定した状態を表す。
【図３】第２の実施例に係わる光コネクタの構成を示す縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。
【図４】図３に示した押さえ部材の斜視図である。
【図５】図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】第３の実施例に係わる光コネクタの構成を示す縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。
【図７】図６のＹ−Ｙ断面図である。
【図８】図６に示した止め具の詳細図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。
【図９】第４の実施例に係わる光コネクタの構成を示す縦断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。
【図１０】図９のフェルール中間部の横断面図であり、同図（ａ）は組立前、同図（ｂ）は組立後の状態を示す。
【図１１】図９のフェルール先端部の側面図である。
【図１２】第５の実施例に係わる光コネクタのフェルール中間部の横断面図である。
【符号の説明】
１：フェルール
１−１：先端部フェルール
１−２：後部フェルール
１−３：中間部フェルール
１−３−１：凸部
１−４：穴
１−５：空間
２：保持部材
２０：押さえ具
２１：押さえ部材
２２：押さえ板
２−１：溝
２−２：加圧部材
３：固定部材
３−１：リング状クランプ
３−２：開放型クランプ
４：光ファイバ素線
５：光ファイバ
５−１：光ファイバの素線部
５−２：光ファイバの被覆部
６：間隙
７：調整治具
８：カラー
８−１：爪
９：止め具
９−１：テーパー付き溝
９−２：溝
１００：フェルール
１０１：先端部フェルール
１０２：後部フェルール
１０３：中間部フェルール
１０４：穴
１０５：空間
２００：保持部材
２０１：押さえ板
３００：固定部材
３０１：クランプ
４００：光ファイバ素線
５００：リボン状光ファイバ
６００：ガイドピン穴
１１−３−１：凸部
１１−４：穴
１１−５：空間
１２：押さえ板
１３：カラー
１３−１：爪
１４：止め具
１４−１：テーパー付き溝
１４−２：三角溝
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２：矢印

Claims

円柱状の先端部、中間部及び後方部の中心を貫通する穴を有し、中間部は断面が半円状の空間が設けられ、先端部の穴には予め光ファイバ素線を中間部まで突き出して挿入・固定されたフェルールと、
フェルールの中間部に設けられた空間には前記光ファイバ素線と前記後方部の穴から挿入して端面を接合して光ファイバを保持する保持部材と、
フェルールの中間部と中間部に嵌合された保持部材とをその外周から固定する固定部材と、
前記固定部材と中間部フェルールとの間隙を調整する調整治具とを備え、
光ファイバ素線と光ファイバとを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面近傍を保持・固定して形成されたことを特徴とする光コネクタ。
前記押さえ部材の内面にフェルールと直角方向に溝が設けられ、前記調整治具を該溝に出し入れして前記固定部材と前記中間部フェルールとの間隙を調整することを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
固定部材は押さえ部材と中間部フェルールの外周を覆い、これらを一体に締め付けて固定する開放型リングで形成されたクランプ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。
先端部、中間部及び後方部を貫通する穴を有し、中間部には前記穴を横切って空間が設けられ、先端部の穴には予め光ファイバ素線を中間部まで突き出して挿入・固定されたフェルールと、
フェルールの中間部に設けられた空間には前記光ファイバ素線と前記後方部の穴から挿入して端面を接合して光ファイバを保持する保持部材と、
フェルールの中間部と中間部に嵌合された保持部材とをその外周から固定する固定部材とを備え、
前記保持部材は平板状の押さえ板であり、該押さえ板と中間部フェルールの外周から包むように設けられた方形状のカラーを備え、
光ファイバ素線と光ファイバとを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面近傍を保持・固定して形成されたことを特徴とする光コネクタ。
前記カラーと前記中間部フェルールの外周を覆い、かつ、軸方向に摺動可動に設けられた円筒形をなし、円筒の内面にはテーパー状の溝を有し、軸方向に摺動して前記カラーを締め付けて押さえ板と中間部フェルールを一体に固定する止め具を有することを特徴とする請求項４に記載の光コネクタ。
押さえ板がカラーの内面に接着あるいは融着・固定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光コネクタ。
フェルールの中間部に凸部を有し、前記カラーの両端には、凸部を覆うように爪が設けられたことを特徴とする請求項４または５に記載の光コネクタ。
直方体の先端部、中間部及び後方部を貫通して平行に設けられた複数個の穴を有し、中間部は前記穴を横切って空間が設けられ、先端部の穴には予め光ファイバ素線を中間部まで突き出して導入・固定されたフェルールと、
フェルールの中間部に設けられた空間には前記光ファイバ素線と前記後方部の穴から挿入して端面を接合してリボン状の光ファイバを保持する保持部材と、
フェルールの中間部と空間部に嵌合された保持部材とをその外周から固定する固定部材とを備え、
前記保持部材は平板状の押さえ板であり、前記固定部材は該押さえ板と中間部フェルールの外周から包むように設けられた方形状のリング又は開放型リングで形成されたクランプであり、
光ファイバ素線とリボン状光ファイバとを接合可能に構成されると共に接続される光ファイバの端面近傍を保持・固定して形成されたことを特徴とする光コネクタ。
フェルール先端部の端面には接続される２つのフェルールの位置合わせをするためのガイドピンが設けられたことを特徴とする請求項８に記載の光コネクタ。
請求項１から９のいずれか一項に記載されたフェルール、保持部材及び固定部材を準備する工程と、
フェルール中間部に配置された光ファイバ素線と光ファイバの端面近傍を保持部材で押さえると共に、固定部材によって固定する工程とを有することを特徴とする光コネクタの組立方法。