JP3811387B2 - 光ファイバ固定具及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用される、光ファイバを収納する前のフェルールおよび光ファイバを収納した光ファイバ固定具およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、光通信システムにおける装置の切り替え、送受信ポートの取り外し、装置の調整、測定などの脱着自在な光接続が必要な箇所には、光ファイバを保持した一対の光ファイバ固定具のフェルール先端同士を当接させて連結保持することにより、光ファイバ同士を光学的に接続する光ファイバコネクタが使用されている。
【0003】
この光ファイバコネクタに使用される光ファイバ固定具4の従来の製品として、図5に示すように、フェルール1を円筒形状に加工したバックボディ2の挿入孔2aに圧入、はめ込み、接着などをして組立てた後、フェルール1の軸孔1aを基準に外周部2cを削り同心度加工を行う光ファイバ固定具4を使用している。
【0004】
また、図6に示す従来の光ファイバ固定具4はフェルール1の軸孔1aの内径と光ファイバ3の外径との差が1μm以内、そしてフェルール1の軸孔1aの中心は外周部1bの外径に対して1.4μmの同心度と設定してあるので、光ファイバ3をフェルール1の軸孔1aの中に入れて固定すれば、光ファイバ3の中心がフェルール1の外周部1bに対し、ほぼ中心位置に収まる様な設計になっている。
【0005】
そして、上記組立て方法は、あらかじめフェルール1の軸孔1aとその外周部1bを高精度に加工し、同心度加工を行なった上で、該フェルール1とバックボディ2を接合した後、貫通孔2bを有するバックボディ2に光ファイバ3を挿入固定する。
【0006】
上記光ファイバ固定具4は、セラミックス、又はガラス等で製造されたフェルール1とステンレス、真鍮、洋白、又は合金等の金属類で製造されたバックボディ2を使用している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5に示す従来の光ファイバ固定具4では、圧入、はめ込み、接着などの組立てる工程が必要であった。さらに、組立てを行なう為にそれぞれの組み合わせ部分の寸法を、高精度に加工する必要があった。また、バックボディ2とフェルール1を組立てた後、フェルール1の軸孔1aとバックボディ2の外周部2cとの同心度が重要な為に、軸孔1aを基準に外径を精密に研削加工する必要があり、低価格化を要求される光ファイバ固定具4において、原価を高める要因となっていた。また、その同心度が規格内でばらつくという不具合も生じていた。
【0008】
次に、図6に示す従来の光ファイバ固定具4は、圧入、はめ込み、接着などの組立て工程が必要であった。さらに、組立てを行なう前に、フェルール1の軸孔1aを基準に外周部1bの同心度加工をする必要があり、さらにその外径を精密な寸法精度で研磨する必要があった。
【0009】
このように従来の光ファイバ固定具4では、あらかじめフェルール1の軸孔1aとその外周部1bを高精度に加工し、同心度加工した上で、該フェルール1とバックボディ2と接合していたが、最終的に軸孔1aとバックボディ2の外周部2cとの同心度を高精度にすることができず、さらに、上記軸孔1aと外周部2cとの同心度加工、同心度選別加工必要であり、また上記フェルール1とバックボディ2の組立て作業、貫通孔2bを有するバックボディ2に光ファイバ3を挿入固定する加工と多大な製造加工と時間が必要であると言う不都合があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて本発明は、軸孔を有するフェルールの後端部に、貫通孔を有するバックボディを接合し、これらの内部に光ファイバを挿入固定してなる光ファイバ固定具において、上記バックボディのフェルール挿入孔に一箇所以上のフェルール仮固定用の突起を設けるとともに、上記フェルールとバックボディと光ファイバが同一の接着剤により固定されていることを特徴とする。
【0011】
また、上記バックボディが、上記フェルールの外径よりも大きなフェルール挿入孔を有し、該挿入孔にフェルールを挿入して固定したことを特徴とする。
【0012】
上記フェルールの軸孔が光ファイバの外径より、1μm以上大きいことを特徴とする。
【0014】
また、軸孔を有するフェルールの後端部を貫通孔を有するバックボディのフェルール挿入孔に挿入し、上記バックボディの貫通孔に接着剤を充填させ、該貫通孔に光ファイバを挿入してフェルール、バックボディ、及び光ファイバを組立治具により同心度を合わせながら接着剤を硬化し固定することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考例を図によって説明する。
【0016】
図1は本発明の参考例を示す光ファイバ固定具4の縦断面図であり、本発明に係わる光ファイバ固定具4は、光ファイバ3を挿通固定する軸孔1aと高精度に加工した外周部1bを有するフェルール1と、該フェルール1の軸孔1aと同軸の貫通孔2bを有し、フェルール1を挿入するための挿入孔2aをもつバックボディ2とからなり、上記バックボディ2の貫通孔2bに接着剤13を充填し、上記フェルール1の軸孔1aに光ファイバ3を挿入することにより上記光ファイバ3及びフェルール1、バックボディ2を同時に同一の接着剤13により固着してなるものである。さらに、フェルール1の軸孔1aとバックボディ2の外周部2cが優れた同心度を有している。
【0017】
また、フェルール1は光ファイバ3の導入口にコーン1cを形成した構造となっているが、R面でも良いし、無くしてもよい。
【0018】
バックボディ2の挿入孔2aをフェルール1の外周部1bより大きくすることにより、フェルール1の同心度を精密に加工することがなくなり、かつ外周部1bが挿入孔2aに簡単に装着でき、組立て作業の効率化が得られる。また、フェルール1の軸孔1aの内径と光ファイバ3の外径との差は1μm以上であり、これにより、フェルール1を製造する時に軸孔1aを精密に研磨する必要性がなくなり、セラミックスの場合、焼成肌面そのものでも十分にフェルール1として使用することが出来るようになり、大幅にフェルール1の加工コストを低減することができる。
【0019】
また、挿入孔2aを外周部1bの外径より大きくしても、後述する方法によれば、光ファイバ3の中心がフェルール1の外周部1bに対し同心度を1.4μm以下にすることが出来る。ここで、光ファイバ3の中心がフェルール1の外周部1bに対し同心度を1.4μm以下にする必要がある理由は、同心度が1.4μmを越えると、光ファイバコネクタにおいて対になった光ファイバ固定具4の先端同士を当接させて光ファイバ3同士を接続する時に、光ファイバ3の中心位置のずれが大き過ぎて、光ファイバコネクタにおける重要な特性である接続損失を悪化させてしまうことになるからである。このことはJIS規格におけるF04形単心光ファイバコネクタ(通称;SCコネクタ)のフェルール1寸法として同心度を1.4μmと規定されている。
【0020】
本発明の光ファイバ固定具4において、フェルール1の材質はアルミナ、ジルコニア等のセラミックス、ほう珪酸ガラス、結晶化ガラス等のガラス、PES、PEI、LCP等のプラスチックを用いることが出来る。この中でも特にジルコニアを主成分とするセラミックスが最適である。具体的には、ZrO2を主成分とし、安定化剤としてY2O3、MgO、CaO、CeO2、Dy2O3等の一種以上を含有するもので、正方晶の結晶を主体とした安定性を得ることができるからである。
【0021】
また、バックボディ2は、PBT、LCP等のプラスチックスもしくはステンレス、黄銅にニッケルメッキ等の金属を用いることが出来る。この中でも望ましいのはPBT性のプラスチックスであり、加工が簡単で、かつ製造コストが安いからである。
【0022】
図2は本発明の実施形態を示す光ファイバ固定具4の縦断面図である。
【0023】
光ファイバ3を固定するためのフェルール1を先端に固定しており、バックボディ2外周部2cは図1での実施形態のフェルール1外周部1bの役目を果たしている。
【0024】
また、上記本発明の参考例と同様にバックボディ2の挿入孔2aをあらかじめフェルール1の外径より寸法値を大きくしている。さらに、バックボディ2の挿入孔2aに突起部を設けて、フェルール1が突起部に仮固定され、フェルール1とバックボディ2が簡易的に組立てられ、さらに上記フェルール1の軸孔1aに光ファイバ3を挿入することにより上記光ファイバ3及びフェルール1、バックボディ2を同時に固着でき、加工コストを低減出来る。
【0025】
次に、図3は本発明の光ファイバ固定具の横断面図であり、上記バックボディ2の挿入孔2aに3点の突起部12を設け、フェルール1と仮固定した後、光ファイバ3が挿入固定された状態を示す横断面図である。
【0026】
バックボディ2の挿入孔2aをあらかじめフェルール1の外径より寸法値を大きくしていている。さらに、バックボディ2の挿入孔2aに3点の突起部12設けて、フェルール1が突起部12に簡易的に仮固定され、フェルール1とバックボディ2が組立てられ、フェルール1の外周部1bの同心度を精密に加工することがなくなり、かつ外周部1bが挿入孔2aに簡単に装着でき組立て作業の効率化が図られる。また、フェルール1の軸孔1aに光ファイバ3の被覆除去部3aが接合され、該フェルール1の軸孔1aの内径と光ファイバ3の被覆除去部3aとの差を1μmより大きくし、かつ光ファイバ3の被覆部3bがバックボディ2の貫通孔2bに接合し、該フェルール1の外周部1bに対し、同心度1.4μm以内で固定されており、フェルール1の軸孔1aの内径と光ファイバ3の被覆除去部3aとの差を1μmより大きくすることにより、フェルール1を製造する時に軸孔1aを精密に研磨する必要が無く、加工コストを低減出来る。
【0027】
また、上記フェルール1を3箇所の突起部12により仮固定しているが1箇所以上あればよく、これ以外の方法であっても上記フェルール1を仮固定できればどのような方法でも良い。
【0028】
次に、本発明の光ファイバ固定具4の組立て方法について説明する。
【0029】
図4は本発明の実施形態の光ファイバ固定具4の組立て方法を示す縦断面図である。
【0030】
軸孔1aを有するフェルール1の外周部1bを、大内径部14と小内径部15と接着逃げ部17をもった組立治具16の大内径部14にはめ合わせ、上記フェルール1の後端部上に貫通孔2bを有するバックボディ2の挿入孔2aが、ある程度中心位置上になるよう設置する。バックボディ2の貫通孔2bからエポキシ系などの接着剤13を充填させた後、光ファイバ3をバックボディ2の貫通孔2bに挿入して、小内径部15に光ファイバ3の先端部3cをはめ合わせ、位置合わせを行なった後、組立治具16ごと同時に同一の接着剤13により硬化させる。小内径部15は、先端部3cの導入口に小内径部15と先端部3cが接着しない様、かつ挿入しやすくするために接着逃げ部17を設けている。
【0031】
ここで、接着剤13はエポキシ接着剤ではなくとも、光硬化型接着剤を用いても良く、この場合、フェルール1は、透明部材等のほう珪酸ガラス、結晶化ガラス等のガラスに用いることが出来る。
【0032】
また、組立治具16の材質は金属、セラミックスを用いることが出来るが、望ましくはフェルール1にジルコニア、組立治具16に同一材質であるジルコニアを用いると線膨張係数が小さいことと、フェルール1、組立治具16共に同一の線膨張係数のために、接着剤13の高温での硬化時に温度による影響が出ないから好ましい。しかも、フェルール1の加工技術を応用した研磨加工で精密な組立治具16を作ることが出来るからである。
【0033】
このように、光ファイバ固定具4の組立方法はフェルール1の外周部1bを基準とし、光ファイバ3の中心がフェルール1の外周部1bに対し同心度1.4μmの範囲内に位置合わせを行い、接着剤13にて光ファイバ3を光ファイバ固定具4であるバックボディ2に固定する。
【0034】
また、バックボディ2の挿入孔2aをフェルール1の外周部1bより大きくすることにより、フェルール1の同心度を精密に加工することがなくなり、また、あらかじめフェルール1の外周部1bと組立治具16の大内径部14の外径が隙間無く合致しており、同心度も1μm以内を有しており、さらに該大内径部14と小内径部15も同心度1μm以内になっている。また小内径部15と光ファイバ3の外径も隙間無く合致しており、上記組立治具16を用いることによりフェルール1、バックボディ2及び光ファイバ3の先端部3cが小内径部15に挿入するだけで、フェルール1、バックボディ2、光ファイバ3を同時に同心度を有し、かつ同一の接着剤13により硬化固定されることが出来る。
【0035】
つまり、本発明の光ファイバ固定具4はフェルール1の軸孔1aに対する外周部1bの同心度加工を行なう必要がなく、その為に同心度選別作業の必要もない。
【0036】
又、安定したバラツキのない光ファイバ1との組立が出来るので、規格ギリギリのものが含まれることがなくなる。
【0037】
さらに、同心度加工、同心度選別加工が不要になることと上記フェルール1、バックボディ2、光ファイバ3の組立作業が同時にできることから、製造の大半を占める工程が省かれるために、時間削減と製造コストを大幅に低減が可能となる。
【0038】
本発明における光ファイバ固定具4の先端同士の当接に使用することができるだけでなく、本発明の光ファイバ固定具4と他の光ファイバ固定具との先端同士を当接させて光ファイバ同士を接合することも出来る。
【0039】
【実施例】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【0040】
本発明の参考例である図1に示す光ファイバ固定具4と比較例として図6に示す従来の光ファイバ固定具4にて、光ファイバ3を挿入して光ファイバ固定具4を試作した。本発明の組立て方法は、図4に示す方法にて行い、光ファイバ固定具4のフェルール1の軸孔1aにエポキシ系などの接着剤13を充填させた後、光ファイバ3を挿入し、大内径部14と小内径部15をもった組立治具16の大内径部14にフェルール1の外周部1bをはめ合わせ、小内径部15に光ファイバ3の先端部3cをはめ合わせ、位置合わせを行なった後、接着剤13を硬化させる。
【0041】
比較例の組立て方法は、光ファイバ固定具4では、あらかじめフェルール1の軸孔1aとその外周部1bを高精度に加工した上で、バックボディ2と接合し、光ファイバ3を圧入、はめ込み、接着させる。
【0042】
次に、ジルコニアセラミックス製のシングルモードフェルールの外径D=φ2.5mm、長さL=10.5mm、貫通孔d=φ0.126mmで比較例として図6に示した従来の光ファイバ固定具4と、本発明の参考例の実施形態として図1に示した光ファイバ固定具4のサンプルを100個作成し、組立てに費やした時間を測定した。
【0043】
各サンプルのデータを表1に示す。表1に示す値は、各100個サンプルの組立て時間の平均値である。
【0044】
【表1】
【0045】
この結果より、従来の図6に示す光ファイバ固定具4の組立て時間は150秒かかり、これに対し本発明の参考例である図1に示す光ファイバ固定具4の組立て時間は72.3秒と極端に短い時間で終了することが出来た。
【0046】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、フェルールとバックボディ及びそれらの内部に光ファイバを挿入固定してある光ファイバ固定具において、上記バックボディのフェルール挿入孔に一箇所以上のフェルール仮固定用の突起を設けるとともに、フェルールとバックボディと光ファイバを同一の接着剤により固定することにより、光ファイバ固定具の加工及び組立て時間を大幅に削減することにより製造原価を大幅に削減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の参考例を示す光ファイバ固定具の縦断面図である。
【図2】 本発明の実施形態を示す光ファイバ固定具の縦断面図である。
【図3】 本発明の光ファイバ固定具の横断面図である。
【図4】 本発明の実施形態の光ファイバ固定具の組立て方法を示す縦断面図である。
【図5】 従来の光ファイバ固定具の縦断面図である。
【図6】 従来の光ファイバ固定具の縦断面図である。
【符号の説明】
1:フェルール
1a:軸孔
1b:外周部
1c:コーン
2:バックボディ
2a:挿入孔
2b:貫通孔
2c:外周部
3:光ファイバ
3a:被覆除去部
3b:被覆部
3c:先端部
4:光ファイバ固定具
12:突起部
13:接着剤
14:大内径部
15:小内径部
16:組立治具
17:接着逃げ部
Claims (4)
- 軸孔を有するフェルールの後端部に、貫通孔を有するバックボディを接合し、これらの内部に光ファイバを挿入固定してなる光ファイバ固定具において、上記バックボディのフェルール挿入孔に一箇所以上のフェルール仮固定用の突起を設けるとともに、上記フェルールとバックボディと光ファイバが同一の接着剤により固定されていることを特徴とする光ファイバ固定具。
- 上記バックボディが、上記フェルールの外径よりも大きなフェルール挿入孔を有し、該挿入孔にフェルールを挿入して固定したことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ固定具。
- 上記フェルールの軸孔が光ファイバの外径より、1μm以上大きいことを特徴とする請求項1もしくは2記載の光ファイバ固定具。
- 軸孔を有するフェルールの後端部を、貫通孔を有するバックボディのフェルール挿入孔に挿入し、上記バックボディの貫通孔に接着剤を充填させ、該貫通孔に光ファイバを挿入してフェルール、バックボディ、及び光ファイバを組立治具により同心度を合わせながら接着剤を硬化し固定することを特徴とする光ファイバ固定具の製造方法。
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