JP3898306B2 - 多芯コネクタ - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、一つのフェルールに複数の光ファイバの先端部を保持してなる多芯コネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より複数の光ファイバの先端部を保持した多芯コネクタが用いられている。これは、複数の信号を送受信したり、双方向の信号伝達を行ったり、あるいは安全性を高めるために予備の光ファイバを備えたりする場合に使用される。
【0003】
この多芯コネクタの具体的な構造は、図5に示すように、金属等からなる筒状体12の貫通孔12aの先端にセラミックス等からなる筒状のキャピラリ11を接合してフェルール10を構成し、2本の光ファイバ20の先端の被覆を除去したガラスファイバ部21を上記キャピラリ11の貫通孔11aに並べて挿入するとともに、各光ファイバ20の後端側の被覆部22を互いに接着し密着させた状態で配置し、筒状体12の貫通孔13内にエポキシ樹脂等の硬質の接着剤13を充填し、さらに後端部をシリコン系樹脂などの軟質の接着剤14で固定したものである。
【0004】
そして、この多芯コネクタ同士を互いに当接させて光コネクタとしたり、あるいはこの多芯コネクタを受発光素子や光導波路と結合させて光モジュールとしたりすることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図5に示す多芯コネクタでは、複数の光ファイバ20における小径のガラスファイバ部21と大径の被覆部22を共に整列して密着させた状態で配置しているため、両者の中間部23において、曲率半径Rが5mm程度の過度の曲がりが生じてしまうことを避けられなかった。
【0006】
そのため、この中間部23の曲がりが原因で、光損失や断線等の不都合が生じるという問題があった。あるいは、初期状態では異常がなくても、信頼性試験時や、長期使用時において光損失や断線等の不都合が生じるという恐れがあった。
【0007】
また、光ファイバ20の後端側の被覆部22が密着しているため、充填した接着剤13、14が毛細管現象でこの被覆部22の間に流れ出てしまい、接着剤が無駄になるとともに、フェルール10の後方で複数の光ファイバ20を開いて使用することができず、しかも外観不良になるという問題があった。
【0008】
さらに、図5の多芯コネクタでは、光ファイバ20をエポキシ系等の硬質の接着剤13のみで固定すると光ファイバ20に横方向の力が加わった際に折れが生じやすくなるため、光ファイバ20の後端部はシリコン系等の軟質の接着剤14で固定して弾性的に保持しているが、シリコン系接着剤は耐湿性が低く、膨潤により光ファイバ20にマイクロベンドが生じるという不都合もあった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、貫通孔を有するフェルールに、複数の光ファイバの先端部を揃えて挿入固定してなる多芯コネクタにおいて、上記貫通孔は、その先端側が上記フェルールの長手方向に延び、且つ、その後端側が該長手方向と交差する方向に延びるように複数に分岐しており、複数の光ファイバは、被覆のない先端部が貫通孔の先端側にそれぞれ挿入され、被覆を有する後端部が各分岐貫通孔に個別に挿通されていることを特徴とする。
【0010】
即ち、複数の光ファイバの後端側を密着させずに広げ、それぞれ各分岐貫通孔に挿通することによって、各光ファイバが緩やかな円弧状となって、ガラスファイバ部と被覆部の中間部において過度な曲がりの発生を防止できるようにしたものである。
【0011】
また本発明は、上記各光ファイバと上記各分岐貫通孔との間にルースチューブを有することを特徴とする。
【0012】
即ち、光ファイバと各分岐貫通孔との間を完全に固定せずに、空間を備えたルースチューブを介在させることによって、光ファイバを弾性的に保持して折れ等の発生を防止し、しかも耐湿性等を高めることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図によって説明する。
【0014】
図1に示すように、この多芯コネクタは、金属等からなる筒状体12の貫通孔12aの先端にセラミックス等からなる筒状のキャピラリ11を接合してフェルール10を構成してある。そして、2本の光ファイバ20の先端の被覆を除去したガラスファイバ部21を上記キャピラリ11の貫通孔11aに並べて挿入するとともに、各光ファイバ20の後端側の被覆部22は、個々に分岐貫通孔12b内に挿通し、この分岐貫通孔12bと被覆部22の間にはルースチューブ15を介在した状態で、貫通孔12a、分岐貫通孔12bにエポキシ系等の接着剤13を充填して固定してある。
【0015】
即ち、図2に示すように、筒状体12の貫通孔12aは、その後端側で2つに分岐し、各分岐貫通孔12b、12bが後端面に開口したものである。なお、この実施形態では2本の光ファイバ20を保持することから、2つの分岐貫通孔12bを備えたが、3本以上の光ファイバ20を保持する場合は、その数に応じた分岐貫通孔12bを備えておけば良い。
【0016】
そして本発明では、各々の光ファイバ20の後端側の被覆部22を各分岐貫通孔12bに個別に挿通することによって、各光ファイバ20の後端側が広がることになる。そのため、各光ファイバ20が緩やかな円弧状となり、ガラスファイバ部21と被覆部22の中間部23に過度な曲がりが生じることを防止できるのである。
【0017】
しかも、光ファイバ20の先端のガラスファイバ部21はキャピラリ11の貫通孔11aで保持し、後端側の被覆部22は分岐貫通孔12bで保持することによって、予めこれらの寸法を設定しておくことによって、光ファイバ20の円弧状部における曲率半径を常に一定値となるように製造することができる。
【0018】
なお、上記光ファイバ20の円弧状部における曲率半径は20mm以上としておくことが好ましい。実際には、光ファイバ20のガラスファイバ部21と被覆部22の中間部23に最も過度な曲がりが生じやすいため、この中間部23における曲率半径Rが20mm以上となるように設定しておけば良い。
【0019】
ここで、曲率半径を20mm以上としたのは、一般的な石英系光ファイバにおいて、光損失や断線を防止するために必要であるからであり、さらに曲率半径40mm以上とすることが好ましい。
【0020】
また、この多芯コネクタでは、各光ファイバ20の後端側の被覆部22を密着させずに互いに広がるように固定してあるため、被覆部22間に接着剤13が毛細管現象で流れることを防止できる。
【0021】
さらに、本発明の多芯コネクタでは、各光ファイバ20の被覆部22と分岐貫通孔12bの間にルースチューブ15を介在させた点が特徴である。
【0022】
図3に示すように、このルースチューブ15は、ナイロン系樹脂、シリコン系樹脂等の弾性材からなり、光ファイバ20の被覆部22よりも大きい内径を有するチューブである。そして、このルースチューブ15は、その先端部のみで被覆部22と接着剤16で接合しており、その他の部分では被覆部22との間に空間17を形成し、またルースチューブ15と分岐貫通孔12bの間には接着剤13が充填されている。
【0023】
このように、光ファイバ20の被覆部22は、空間17及び弾性材からなるルースチューブ15を介して弾性的に固定されるため、横方向の力が加わっても断線の恐れを防止できる。そのため、接着剤13はエポキシ系等の耐湿性に優れたもののみを使用すれば良いことから、膨潤等の恐れがなく、長期間にわたって良好に使用することができる。
【0024】
また、図4(a)にキャピラリ11の貫通孔11aの断面図を示すように、この貫通孔11aは長円状であり、この中に2本の光ファイバ20のガラスファイバ部21を並べて挿入し固定してある。さらに、3本の光ファイバ20を保持する場合は、図4(b)に示すように、三角状の貫通孔11aとしておいて、3本のガラスファイバ部21を並べて配置すれば良く、これ以上の光ファイバ20を保持する場合も同様にすれば良い。
【0025】
あるいは、図4(c)に示すように、貫通孔11aを複数形成し、個々にガラスファイバ部21を挿入し固定することもできる。このような構造とする場合は、複数の貫通孔11aと、上記筒状体12の分岐貫通孔12bが同じ向きとなるようにしておけば良い。
【0026】
以上の実施形態において、キャピラリ11の貫通孔11aの後端側の内面形状を、ガラスファイバ部21に合わせて滑らかな曲面状に形成しておくこともできる。
【0027】
また、キャピラリ11の材質は、アルミナやジルコニア等のセラミックス、ガラス、金属、樹脂、あるいはこれらの複合材等を用いるが、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Y2 O3 、MgO、CaO、CeO2 、Dy2 O3 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部分安定化ジルコニアセラミックスを用いる。また、このようなジルコニアセラミックス製のキャピラリ11を製造する場合は、上記の原料粉末を用い、押出成形や射出成形等で所定形状に成形した後、焼成することによって得られる。
【0028】
さらに、筒状体12の材質は、ステンレス、銅、コバール等の金属材、又はセラミックス等を用いる。また、接着剤13としては、耐湿性等に優れたエポキシ系接着剤等を用いる。
【0029】
また、以上の実施形態では、フェルール10としてキャピラリ11と筒状体12を接合した構造を示したが、全体をセラミックスで一体的に形成することもできる。
【0030】
さらに、これらの本発明の多芯コネクタは、光コネクタや光モジュール等に使用することができる。例えば、図1に示すような一対の多芯コネクタ同士を、互いに先端面を当接させることによって、光コネクタとすることができる。また、この多芯コネクタの先端側に受発光素子等の各種光素子を配置したり、光導波路を接続したりすることによって光モジュールを構成することができる。
【0031】
これらの光コネクタ、光モジュールにおいて、本発明の多芯コネクタは複数の光ファイバ20を備えていることから、複数の信号を送受信したり、双方向の通信を行ったり、一方の光ファイバ20を予備として安全性を高めたりすることができる。しかも、上述したように、各光ファイバ20に過度の曲がりが生じるとがないため、光損失や断線等の恐れがなく、長期間良好に使用することができる。
【0032】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0033】
図1に示すような2本の光ファイバ20を保持した多芯コネクタを試作した。光ファイバ20として、ガラスファイバ部21の直径が0.125mm、被覆部22の直径が0.25mmのものを用い、キャピラリ11はジルコニアセラミックスで形成して長さ3mm、外径1.4mmとし、筒状体12はステンレスで形成して、長さ7mm、外径2.5mm、貫通孔12aの内径を1.1mmとした。
【0034】
また、キャピラリ11の後端から被覆部22の先端までの長さを3.5mm、キャピラリ11の後端から筒状体12の後端までの長さを5.0mmとし、ナイロン製のルーシチューブ15を介在させてエポキシ系の接着剤13で固定した。
【0035】
一方、比較例として、図5に示す多芯コネクタを同様の材質、寸法で作製した。
【0036】
それぞれの多芯コネクタにおいて、光ファイバ20の中間部23の曲率半径Rを測定し、後端側の被覆部22化への接着剤の流れ出しの有無を調べた後、信頼性試験を行った。試験は、温度75℃、湿度90%の雰囲気中に1000時間曝す高温高湿試験と、−40〜85℃の温度サイクルを500サイクル繰り返すヒートサイクル試験を行い、それぞれ、試験後に0.2dB以上の損失が生じたものを不合格とした。
【0037】
結果は表1に示す通りである。この結果より、比較例では光ファイバ20の中間部23の曲率半径Rが0.5mmと小さいため、信頼性試験を合格するものが11個中1〜3個と非常に少なく、また被覆部22が密着しているために、この間に接着剤の流れ出しも発生していた。
【0038】
これに対し、本発明実施例では、中間部23の曲率半径Rを20μmと大きくすることができ、信頼性試験において11個全品が合格するとともに、接着剤の流れ出しもなく、優れた結果であった。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、貫通孔を有するフェルールに、複数の光ファイバの先端部を揃えて挿入固定してなる多芯コネクタにおいて、上記貫通孔は、その先端側が上記フェルールの長手方向に延び、且つ、その後端側が該長手方向と交差する方向に延びるように複数に分岐しており、複数の光ファイバは、被覆のない先端部が貫通孔の先端側にそれぞれ挿入され、被覆を有する後端部が各分岐貫通孔に個別に挿通されていることによって、光ファイバの光損失や断線を防止することができる。また、光ファイバの後端側に接着剤が流れ出すことを防止でき、外観不良をなくすこともできる。
【0041】
また、本発明によれば、上記各光ファイバと分岐貫通孔との間にルースチューブを介在させたことによって、光ファイバの断線等を防止し、かつ耐湿性に優れた多芯コネクタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多芯コネクタを示す縦断面図である。
【図2】図1の多芯コネクタに用いる筒状体を示しており、(a)は端面図、(b)は縦断面図である。
【図3】図1の多芯コネクタにおける分岐貫通孔部分の拡大断面図である。
【図4】(a)〜(c)は本発明の多芯コネクタのさまざまな実施形態を示す拡大断面図である。
【図5】従来の多芯コネクタを示す縦断面図である。
【符号の説明】
10:フェルール
11:キャピラリ
11a:貫通孔
12:筒状体
12a:貫通孔
12b:分岐貫通孔
13:接着剤
14:接着剤
15:ルースチューブ
16:接着剤
17:空間
20:光ファイバ
21:ガラスファイバ部
22:被覆部
Claims (2)
- 貫通孔を有するフェルールに、複数の光ファイバの先端部を揃えて挿入固定してなる多芯コネクタにおいて、
上記貫通孔は、その先端側が上記フェルールの長手方向に延び、且つ、その後端側が該長手方向と交差する方向に延びるように複数に分岐しており、上記複数の光ファイバは、被覆のない先端部が上記貫通孔の先端側にそれぞれ挿入され、被覆を有する後端部が各分岐貫通孔に個別に挿通されていることを特徴とする、多芯コネクタ。 - 上記各光ファイバと上記各分岐貫通孔との間にルースチューブを有することを特徴とする、請求項1に記載の多芯コネクタ。
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