JP3675981B2 - 光ファイバ接続器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メカニカルスプライスなどの光ファイバの突き合わせ接続に用いられる光ファイバ接続器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ接続器には、突き合わせられた２本の光ファイバを同一のハウジング内に固定する構造が採用されている。このような光ファイバ接続器の位置決め調心構造としては、（１）精密細管（以下マイクロキャピラリーと呼ぶ）内にその両端から光ファイバを挿入して突き合わせる構造、（２）Ｖ字状の位置決め溝において光ファイバ同士を突き合わせる構造、（３）３本の精密ロッドあるいは３個の精密ボールの中心に光ファイバを担持して位置決めする構造、などがある。これらの調心機構において一対の光ファイバを調心、突き合わせして調心機構に接着または機械的に挟持固定することによって、光ファイバの接続が行われる。
【０００３】
上記のような光ファイバ接続器においては、例えば接着固定された光ファイバの着脱が不可能であり、接続切り替え時等に有効に機能しないこと、調心時には高い精度が要求されるため作業性が低下すること、などの問題点があった。これらの問題点を解決するために、本発明の出願人は図７、８に示す光ファイバ接続器を先に特願平７−３１３２４７号において提案した。
この先願発明の光ファイバ接続器２は、図７に示すような外観を持ち、内部は図８に示すような断面構造とされている。すなわち、この光ファイバ接続器２は、Ｃ型バネ１０とベース３と押さえ蓋４を備え、ベース３に設けられた断面Ｖ字状の溝５によって光ファイバ１の心線を位置決めし、押さえ蓋４を利用して位置決め状態で挟持するとともに、Ｃ型バネ１０の弾性力によって、ベース３と押さえ蓋４の間に光ファイバ１をクランプするクランプ力が常に作用するように構成されている。このような構成をとることによって、光ファイバ１の調心および突き合わせを容易かつ正確に行うことができるだけでなく、接続切り替えなどの作業の容易化を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記先願発明の光ファイバ接続器の調心精度は、調心機構を構成するベース３および押さえ蓋４の加工精度によって決定されることとなるが、これらの加工精度を高めるためには、変形性の少ない硬度の大きい材料を使用することが必要となる。しかし、単純にベース３および押さえ蓋４の硬度を大きくすると、これらと光ファイバ１との接触面積が小さくなり、その結果、これらが光ファイバを挟持するために充分な摩擦力が確保できず、光ファイバに対して安定的に引きとめ力を作用させることが困難となるという問題点があった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明においては、光ファイバを高精度に調心することが可能であり、かつ光ファイバに対して充分な引きとめ力を作用させることが可能な光ファイバ接続器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の光ファイバ接続器は、光ファイバ（１）に他の光ファイバ（１）を突き合わせ接続するための光ファイバ接続器（２）であって、ベース（３）と、該ベース（３）との間に前記突き合わせ接続された光ファイバ（１）を挟持する押さえ蓋（４）と、ベースと押さえ蓋とに外側からクランプ力を付与するＣ型バネとを備えてなり、前記ベース（３）と前記押さえ蓋（４）とのいずれか一方に前記突き合わせ接続された光ファイバ（１）が配置される溝（５）が形成され、同他方の前記光ファイバ（１）を挟持する挟持面（６）が、光ファイバの突き合わせ部（７）近傍に接触する中央挟持面（８）と前記光ファイバの突き合わせ部（７）から前記光ファイバ（１）の引き出し方向に離間した端部挟持面（９）とに区画され、前記中央挟持面（８）および前記端部挟持面（９）の材質が、端部挟持面（９）よりも中央挟持面（８）が高硬度とされていることを特徴とする。
【０００７】
この光ファイバ接続器においては、ベースまたは押さえ蓋のいずれか一方に設けられた溝に光ファイバが配置され位置決めされるとともに、この位置決めした状態で他方によって光ファイバが挟持される。このとき、ベースまたは押さえ蓋のうち溝の設けられていない方の光ファイバの挟持面は、光ファイバの突き合わせ部近傍に配置された中央挟持面とそこから光ファイバの引き出し方向に離間した端部挟持面とに区画されるとともに、中央挟持面は端部挟持面よりも硬度の高い材質で構成される。このことによって、中央挟持面においては、光ファイバの調心に必要とされる高精度の平面性を実現することができるとともに、端部挟持面が光ファイバよりも低硬度の材料により構成されていれば、光ファイバを押圧するために必要な挟持面と光ファイバとの接触面積を、端部挟持面において充分に確保することができる。なお、このときの中央挟持面および端部挟持面の硬度としては、中央挟持面がビッカーズ硬度１００程度もしくはそれ以上、端部挟持面がビッカーズ硬度２０程度もしくはそれ以下が好ましい。
【０００８】
請求項３記載の光ファイバ接続器は、請求項１記載の光ファイバ接続器において、前記中央挟持面（８）がセラミックチップ（１３）により構成され、前記端部挟持面（９）が合成樹脂により構成され、前記中央挟持面（８）が前記端部挟持面（９）内にインサート成形により配設されることを特徴とする。
【０００９】
この光ファイバ接続器においては、前記中央挟持面がセラミックチップにより構成されるため、機械加工等によってその外形を所定形状に高精度に形成することができ、したがって、中央挟持面に高精度の平面性をもたせることができる。また、前記端部挟持面が合成樹脂によって形成されることにより、端部挟持面を、光ファイバを挟持するために必要な光ファイバとの接触面積が実現できる適当な硬度のものとすることができる。さらに、中央挟持面のセラミックチップが端部挟持面の合成樹脂にインサート成形されることにより、両者が一体となって光ファイバを挟持することができる。
【００１０】
請求項２、５記載の光ファイバ接続器は、前記中央挟持面（８）がセラミックス（１５）により構成され、前記端部挟持面（９）が金属により構成され、前記端部挟持面（９）が前記中央挟持面（８）を構成するセラミックスに蒸着またはメッキにより形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この光ファイバ接続器においては、前記中央挟持面がセラミックスにより構成されるため、機械加工等によってその外形を所定形状に高精度に形成することができ、したがって、中央挟持面に高精度の平面性をもたせることができる。また、前記端部挟持面が中央挟持面を構成するセラミックスに蒸着またはメッキされた金属により構成されていることにより、端部挟持面を、光ファイバを挟持するために必要な光ファイバとの接触面積が実現できる適当な硬度のものとすることができる。
【００１２】
、
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の実施の形態を示す図であり、図１は光ファイバ接続器２を構成するＣ型バネ１０、ベース３、および押さえ蓋４を斜視図により示したものであり、また図２は、この光ファイバ接続器２の外観を示したものである。これらの図中に示すように、光ファイバ接続器２は、その外部が銅合金製のＣ型バネ１０によって構成され、また内部がベース３と押さえ蓋４によって構成されている。また、ベース３と押さえ蓋４には、Ｃ型バネ１０によって外側からクランプ力が付与されている。
図１において示すように、ベース３および押さえ蓋４は、ともに断面が半円状の合成樹脂からなる棒状部材であり、押さえ蓋４は中央部４ａとその両端に配置される端部４ｂとに分割されている。また、ベース３と押さえ蓋４は一体化することにより光ファイバ接続器２の内部構成体２ａを構成する。また、押さえ蓋４の材質は、光ファイバ１の心線１ａの材質よりも硬度の低いビッカーズ硬度２０程度のものにより、また、ベース３の材質は押さえ蓋４に比して硬度の高いものにより構成されている。
【００１３】
ベース３における押さえ蓋４との対向面３ａには断面Ｖ字状の溝５が形成されており、溝５に光ファイバ１を配置することにより、光ファイバ１の位置決めを行うことができる。また溝５は、押さえ蓋４の中央部４ａの配置対象部分５ａにおいては、その深さが光ファイバ１の心線１ａの直径と同程度とされており、また端部４ｂの配置対象部分５ｂにおいては、その深さが光ファイバ１の被覆補強された部分１ｂの直径と同程度とされている。すなわち、溝５は、符号５ａによって示した部分においては、光ファイバ１のそれぞれの先端の被覆を除去した心線１ａを収納するとともに、これらの位置決めを行うとともに突き合わせて調心することが可能とされており、また、符号５ｂによって示した部分においては、光ファイバ１の被覆部分１ｂをそのまま収納することが可能とされている。
一方、押さえ蓋４の中央部４ａのベース３との対向面の中心付近には、セラミックチップ１３が配設されている。
【００１４】
図２におけるＡ面での光ファイバ接続器２の断面を示した図が図３であり、押さえ蓋４のベース３対向面は光ファイバ１を挟持するための挟持面６とされている。また、セラミックチップ１３が押さえ蓋４の中央部４ａのベース３との対向面の中心付近に配置されている。このセラミックチップ１３はビッカーズ硬度１００程度の材質のものにより構成される。
【００１５】
図３におけるセラミックチップ１３の近傍を拡大図示したのが図４である。図４においては、光ファイバ１の心線１ａを溝５に配置したときの心線１ａの位置を二点鎖線によって表している。図４に示すようにセラミックチップ１３は、光ファイバの突き合わせ部７の近傍に配置されるとともに、合成樹脂製のより硬度の低い押さえ蓋４の中央部４ａに埋め込まれている。このようなセラミックチップ１３の配設はインサート成形により行われる。
【００１６】
また、セラミックチップ１３のベース３側表面は光ファイバの突き合わせ部近傍を挟持する中央挟持面１４とされ、中央挟持面１４の両端に位置する押さえ蓋４のベース３側表面は、光ファイバの突き合わせ部７から光ファイバ１の引き出し方向に離間した位置において挟持する端部挟持面１５とされている。また、中央挟持面１４と端部挟持面１５には、数μｍ程度のΔｈで示されるような高低差が設けられている。
【００１７】
光ファイバの突き合わせ部７近傍においては、接続損失を少なくするために高精度の調心機構が必要であり、特に本実施の形態の光ファイバ接続器２においては、ベース３に形成されたＶ字状の溝５の加工精度、およびベース３とともに光ファイバ１を挟持する押さえ蓋４の挟持面６の平面性によって調心精度が大きく左右される。本実施の形態においては、溝５の形成されるベース３を比較的硬度の高い合成樹脂によって形成したことによって、溝５を高精度に加工することが可能とされる。また、挟持面６においては、光ファイバの突き合わせ部７近傍にセラミックチップ１３を配設したことにより、あらかじめセラミックチップ１３を高精度に加工して光ファイバを押圧する面の平面性を良好にしておくことができ、そのため光ファイバの突き合わせ部７付近において光ファイバ１に対して押圧力を均等に付与することができ、光ファイバ１同士の調心を高精度のものとすることができる。
【００１８】
さらに、光ファイバの突き合わせ部７から光ファイバの引き出し方向に離間した端部挟持面９が、光ファイバの心線１ａよりも硬度の低い合成樹脂製の材質により構成されていることから、光ファイバ１を押圧するために必要な挟持面６と光ファイバ１との接触面積を、端部挟持面９において充分に確保することができる。したがって、端部挟持面９においては、光ファイバ１との間に充分な摩擦力を確保することができ、その結果、光ファイバ１に対して必要な引き止め力を付与することができる。
【００１９】
このように端部挟持面９が光ファイバ１に対して充分な引き止め力を付加することが可能であることを具体的に示す図が図５である。図５（ａ）、（ｂ）は図４におけるＢ面およびＣ面での断面を示す図であり、中央挟持面８および端部挟持面９と光ファイバ１の心線１ａとの接触状態を示している。先に図４において示したように、端部挟持面９は、中央挟持面８よりもΔｈによって示した長さの分だけベース３寄りに配置されており、また端部挟持面９の材質が光ファイバ１の心線１ａよりも硬度の低いものであるため、端部挟持面９は（ｂ）に示すように光ファイバ１と接触して変形し、（ａ）において示された中央挟持面８よりもより多くの面積で光ファイバ１に対して接触することができる。
【００２０】
以上において、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、材料や製作方法などの変更を行うことが可能である。
図６は、本発明の他の実施の形態を示した図であり、光ファイバの突き合わせ部７の近傍を拡大して図示した断面図である。図６においても、図４と同様に光ファイバ１の心線１ａを溝５に配置したときの心線１ａの位置を二点鎖線によって表している。
図６においては、押さえ蓋４の中央部４ａのベース３対向面における光ファイバの突き合わせ部７近傍にセラミックス１５が配置されるとともに、セラミックス１５表面両端のの光ファイバの突き合わせ部７から離間した部分には金メッキ１６が施されている。この場合、セラミックス１５表面中央の金メッキ１６を施されていない部分が中央挟持面８として構成されるとともに金メッキ１６を施された部分が端部挟持面９として構成され、上記実施の形態と同様に、端部挟持面９は、中央挟持面８よりもΔｈによって示した長さの分だけベース３寄りに配置される。すなわち、金メッキ１６の厚さが端部挟持面９と中央挟持面８との高低差として表れることとなる。
【００２１】
このように端部挟持面９を金メッキ１６によって構成することによっても上記実施の形態と全く同様の作用および効果を得ることができる。
なお、この場合に、金メッキの代わりにアルミニウムや白金など、金と同様に硬度の低い金属をメッキするようにしてもよい。また、これらの金属をメッキでなく蒸着によってセラミックスに配設するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、セラミックチップ１３を押さえ蓋４にインサート成形することによって製作が行われるが、そのかわりに、これらを複合成形によって成形することによっても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ接続器においては、ベースまたは押さえ蓋のいずれか一方に設けられた溝に光ファイバが配置され位置決めされるとともに、この状態で他方によって光ファイバが挟持される。このとき、ベースまたは押さえ蓋のうち溝の設けられていない方の光ファイバの挟持面は、光ファイバの突き合わせ部近傍に配置された中央挟持面とそこから光ファイバの引き出し方向に離間した端部挟持面とに区画されるとともに、中央挟持面が端部挟持面よりも硬度の高い材質で構成される。したがって、中央挟持面においては、光ファイバの調心に必要とされる高精度の平面性が実現されるとともに、端部挟持面が光ファイバよりも低硬度の材料により構成されていれば、光ファイバを押圧するために必要な挟持面と光ファイバとの接触面積を、端部挟持面において充分に確保することができる。このため、本発明の光ファイバ接続器においては、高精度の調心が可能であり、接続損失が少なくなるという効果が得られるとともに、光ファイバに対して充分な引き止め力を作用させることができ、光ファイバを安定的に保持することができる。
特に、中央挟持面をセラミックチップにより構成し、また、端部挟持面が合成樹脂により構成し、中央挟持面を端部挟持面内にインサート成形により配設するようにすれば、中央挟持面を機械加工等によって所定形状に高精度に形成することができ、したがって、中央挟持面に高精度の平面性をもたせることができる。また、端部挟持面を、合成樹脂によって形成することにより、光ファイバを挟持するために必要な光ファイバとの接触面積が実現できる適当な硬度のものとすることができる。さらに、中央挟持面のセラミックチップを端部挟持面の合成樹脂にインサート成形により配設することにより、両者が一体となって光ファイバを挟持することが可能であり、かつ製作の容易化を図ることができる。
また、中央挟持面をセラミックスにより構成し、端部挟持面を金、白金、アルミニウムなどの硬度の比較的低い金属により構成するとともに、これらの金属を中央挟持面を構成するセラミックスに蒸着またはメッキすることにより、端部挟持面を形成するようにしてもよく、この場合も上と同様に、端部挟持面を光ファイバを挟持するために必要な光ファイバとの接触面積が実現できる適当な硬度のものとすることができる。また、この場合には、光ファイバに対して充分な接触面積を確保する上で必要な中央挟持面と端部挟持面との高低差を、中央挟持面に必要な厚さだけ上記金属を蒸着またはメッキすることによって実現することができ、この点において製作の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態を示す光ファイバ接続器の分解斜視図である。
【図２】 図１に示した光ファイバ接続器の外観斜視図である。
【図３】 図１、２に示した光ファイバ接続器の断面図である。
【図４】 図３に示した光ファイバ接続器の断面図を部分拡大した図である。
【図５】 図４に示した光ファイバ接続器の一部の断面と直交する面を拡大して図示した断面図である。
【図６】 本発明の他の実施の形態を示す光ファイバ接続器の部分拡大断面図である。
【図７】 本発明の従来の技術を示すための、光ファイバ接続器の外観斜視図である。
【図８】 図７に示した光ファイバ接続器の断面図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、２…光ファイバ接続器、３…ベース、４…押さえ蓋、５…溝、６…挟持面、７…光ファイバの突き合わせ部、８…中央挟持面、９…端部挟持面、１３…セラミックチップ、１５…セラミックス、１６…金メッキ

Claims (5)

1. 光ファイバ（１）に他の光ファイバ（１）を突き合わせ接続するための光ファイバ接続器（２）であって、
   ベース（３）と、該ベース（３）との間に前記突き合わせ接続された光ファイバ（１）を挟持する押さえ蓋（４）と、ベースと押さえ蓋とに外側からクランプ力を付与するＣ型バネとを備えてなり、
   前記ベース（３）と前記押さえ蓋（４）とのいずれか一方に前記突き合わせ接続された光ファイバ（１）が配置される溝（５）が形成され、同他方の前記光ファイバ（１）を挟持する挟持面（６）が、光ファイバの突き合わせ部（７）近傍に接触する中央挟持面（８）と前記光ファイバの突き合わせ部（７）から前記光ファイバ（１）の引き出し方向に離間した端部挟持面（９）とに区画され、前記中央挟持面（８）および前記端部挟持面（９）の材質が、端部挟持面（９）よりも中央挟持面（８）が高硬度とされていることを特徴とする光ファイバ接続器（２）。
2. 光ファイバ（１）に他の光ファイバ（１）を突き合わせ接続するための光ファイバ接続器（２）であって、
   ベース（３）と、該ベース（３）との間に前記突き合わせ接続された光ファイバ（１）を挟持する押さえ蓋（４）とを備えてなり、前記ベース（３）と前記押さえ蓋（４）とのいずれか一方に前記突き合わせ接続された光ファイバ（１）が配置される溝（５）が形成され、同他方の前記光ファイバ（１）を挟持する挟持面（６）が、光ファイバの突き合わせ部（７）近傍に接触する中央挟持面（８）と前記光ファイバの突き合わせ部（７）から前記光ファイバ（１）の引き出し方向に離間した端部挟持面（９）とに区画され、前記中央挟持面（８）および前記端部挟持面（９）の材質が、端部挟持面（９）よりも中央挟持面（８）が高硬度とされており、
   前記中央挟持面（８）がセラミックスにより構成され、前記端部挟持面（９）が金属により構成され、前記端部挟持面（９）が前記中央挟持面（８）を構成するセラミックス（１５）に蒸着またはメッキにより形成されていることを特徴とする光ファイバ接続器（２）。
3. 請求項１又は２記載の光ファイバ接続器において、前記中央挟持面（８）がセラミックチップ（１３）により構成され、前記端部挟持面（９）が合成樹脂により構成され、前記中央挟持面（８）が前記端部挟持面（９）内にインサート成形により配設されることを特徴とする光ファイバ接続器（２）。
4. 請求項３記載の光ファイバ接続器において、前記押さえ蓋は中央部（４ａ）とその両端に配置される端部（４ｂ）とに分割されており、セラミックチップは前記押さえ蓋の中央部のベースとの対向面の中心付近に配置され、前記中央部に前記中央挟持面と前記端部挟持面とが設けられていることを特徴とする光ファイバ接続器。
5. 請求項１記載の光ファイバ接続器において、前記中央挟持面（８）がセラミックスにより構成され、前記端部挟持面（９）が金属により構成され、前記端部挟持面（９）が前記中央挟持面（８）を構成するセラミックス（１５）に蒸着またはメッキにより形成されていることを特徴とする光ファイバ接続器（２）。

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