JP3902021B2 - 光コネクタ用フェルールおよび光コネクタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信における光ファイバ相互間の接続部や、光半導体等の光モジュールの接続部等で使用される光コネクタ用フェルールおよび光コネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
図11は、多段に設けられた多心ファイバ挿入穴を有する多心光コネクタ用フェルール50の一例(例えば、図中横方向に並べられた12心のファイバ挿入穴51が図中縦方向に5段に設けられた12心×5段の60心フェルール)である。この多心光コネクタ用フェルールは、上記多心ファイバ挿入穴に対応する多心ファイバテープ52の端部を固定支持し、接続相手の光コネクタや光モジュール等に対する接続を容易にするものである。
【0003】
このような多心光コネクタ用フェルールの製造は、その量産性、コスト等の面から、プラスチック材料樹脂による成形が主流である。また、上記多心光コネクタ用フェルールを用いて光コネクタを組み立てる場合、段数に対応する多心ファイバテープを用意する。そして、用意した各多心ファイバテープにおけるテープ部分が剥かれて露出した各光ファイバ(この場合裸ファイバ)を各段の各ファイバ挿入穴に挿入し、窓穴から接着剤等のファイバ固定用部材を注入して各光ファイバを固定して光コネクタを作成している。
【0004】
光ファイバの外径およびフェルールのファイバ挿入穴の内径はそれぞれ非常に小さい。そこで、各ファイバ挿入穴への各光ファイバの挿入作業性を向上させるため、フェルールは、各ファイバ挿入穴に対する各光ファイバの挿入をガイドするためのガイド溝を備えている。
【0005】
図12は、図11に示すフェルール51を、ファイバ挿入穴51の中心を通り段方向に沿って切った場合の縦断面図である。図12に示すように、多心ファイバ挿入穴を多段状に有するフェルール51において、各段のガイド溝53は、その一段上のガイド溝53の軸方向に沿った終端位置から軸方向に沿って延長されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した多段多心フェルールをさらに高密度化するためには、各段の横方向に隣接する光ファイバ間のピッチおよび縦方向に沿って隣接する光ファイバ間のピッチをそれぞれ小さく設定する必要がある。特に、縦方向に隣接する光ファイバ間のピッチをファイバテープの厚みよりも小さく設定し、高密度化を図ることが行われている。
【0007】
例えば、ファイバテープの厚みを通常の0.3mmとし、縦方向に隣接する光ファイバ間のピッチを0.25mmに設定したとする。この場合、図12に示すように、1段目のファイバ挿入穴51の中心軸と1段目に挿入されるファイバテープの光ファイバ(裸ファイバ)側端面(テープ剥き際端面)の中心位置との間の縦方向のズレを0とすると、2段目以降の各段のファイバ挿入穴の軸方向中心軸と対応するファイバテープの裸ファイバ側端面の中心位置との間において、上記ファイバ挿入穴縦方向ピッチとファイバテープ厚みとの差分だけ縦方向にズレが発生する。
【0008】
このように、2段目以降の各段のファイバ挿入穴の軸方向中心軸と2段目以降の各段に対応するファイバテープの裸ファイバ側端面の中心位置とが縦方向にズレている状態で、各段のファイバ挿入穴に各ファイバテープの裸ファイバを挿入すると、図13に示すように、2段目以降の各段に対応するファイバテープの裸ファイバに特に曲がりが生じる。すなわち、2段目以降の各段に対応するファイバテープの裸ファイバは曲がった状態で固定される。
【0009】
ファイバテープの裸ファイバの曲がりは、図13に示すように、ファイバ挿入穴の挿入側端部から上記ファイバテープの裸ファイバ側端面間において発生し、特に、段数が増加した場合には、より顕著に発生する。
【0010】
この裸ファイバの曲がりは、光学特性の面から見ると、接続損失を上昇させる恐れがある。また、強度特性の面から見ると、上記曲がり部分が、温度変化や吸湿等に起因したフェルール内の膨張収縮により変形すると、裸ファイバの断線を誘発することも考えられる。
【0011】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ(裸ファイバ)の曲がりを、その光ファイバの光学特性および強度特性に対して影響を及ぼさない範囲内に設定することができる光コネクタ用フェルールを提供することにより、上記ファイバ曲がりに起因したフェルール全体および光コネクタ全体の光学特性・強度特性の劣化を防止することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上述した目的を達成するための本発明の第1の態様によれば、複数の光ファイバを被覆したテープ状光ファイバで、該光ファイバ芯線の先端部が所定距離剥き出しになった裸ファイバを保持する箱状の光コネクタ用フェルール(1)であって、対向する1側面(5)(出口という)に、裸光ファイバが挿入される複数のファイバ挿入孔(3N)を備え、該ファイバ挿入孔(3)は複数の段状に配置され、当該各ファイバ挿入孔の中心軸方向に沿って延びる裸光ファイバ挿入ガイド用のガイド部(10N)を備え、他方、対向する他の側面(9)(入口という)にテープ状光ファイバを挿入する挿入口(8)を有し、該テープ状光ファイバの裸光ファイバと前記ファイバ挿入孔(3N)に挿入された裸光ファイバとの水平高さ(垂直方向の高さ)の差異によって発生する光ファイバの湾曲が下式(5)で計算できる場合、
r=2D2/Gπ2
ここで、r:裸光ファイバの湾曲を正弦又は余弦曲線とした場合の湾曲半径
D:フェルール内の裸光ファイバの入口から出口挿入孔までの長さ、
G:各光ファイバのフェルール内の入口側と出口側の高さの差異
前記テープ状光ファイバ芯線の厚みは0.30mmであり、
前記ファイバ挿入口の段間ピッチは0.25mmであり、
一段目の光ファイバテープ芯線の光ファイバに係る裸光ファイバの入口と出口の高さの差異G1は0mmであり、
前記一段目の光ファイバテープ芯線の光ファイバに係る裸光ファイバの入口から出口挿入孔までの長さD1は2.7mm以上4.3mm以下であり、
前記ガイド部の中心軸方向の長さは0.3mm以上0.7mm以下であり、
前記rは30mm以上であることを特徴とするフェルールである。
【0015】
第1の態様において、前記フェルールの長手方向の長さが8mmであることを特徴とするフェルールである。
【0017】
光コネクタであって、前記フェルールのいずれかを備えたことを特徴とする光コネクタである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0022】
図1は、本発明の実施の形態に係わる光コネクタCを構成する光コネクタ用フェルール(以下、単にフェルールとする)1の概略構成およびこのフェルール1内に挿入されて固定支持される複数(本実施形態では、5個)の光ファイバテープ(光ファイバテープ心線)2a1〜2a5の概略構成とをそれぞれ示す斜視図である。
【0023】
また、図2は、図1に示すフェルール1を、ファイバ挿入穴6の中心を通り段方向(高さ方向)に沿って切った場合のII−II矢視縦断面図である。
【0024】
図1および図2に示すように、フェルール1は方形体状を成しており、例えばプラスチック材料樹脂による成形により一体に形成されている。
【0025】
すなわち、フェルール1は、その長手方向に沿って複数(複数心;本実施形態では、12心とする)のファイバ挿入穴3を有している。この複数のファイバ挿入穴3は、フェルール高さ方向に沿って複数段(本実施形態では、第1段〜第5段とする)に配置されている。また、各段の複数のファイバ挿入穴3は、フェルール1の短手方向に沿って一定間隔を空けて互いに並置されており、また、段方向に沿ったファイバ挿入穴3の間隔も一定となっている。
【0026】
以下、本実施形態においては、第1段の複数のファイバ挿入穴3を3N1とし、同様に、第2段〜第5段の複数のファイバ挿入穴3を3N2〜3N5とも記載する。
【0027】
フェルール1は、複数段に配置された複数のファイバ挿入穴3が開口する開口面を含む第1の側面5を有し、この第1の側面5が光コネクタや光モジュール等の他の光部品との接続端面となる。また、フェルール1は、この第1の側面5の段方向に沿った端部からファイバ穴の軸方向に沿って連接する第2の側面(図1における上面)6を有し、この第2の側面6には、各段のファイバ挿入穴3に対する各ファイバテープ2の光ファイバ挿入時における光ファイバ固定用の部材(例えば、接着剤)を注入するための窓穴7が形成されている。
【0028】
さらに、フェルール1は、第1の側面5に対向する端部に形成されており、光ファイバテープ2を挿入するための挿入口8と、この挿入口8の周縁部に形成されたフランジ部9とを備えている。
【0029】
各ファイバテープ2a1〜2a5は、図1に示すように、各段の複数(12心)のファイバ挿入穴3に対応する複数(12心)の光ファイバと、この複数の光ファイバをテープ状に被覆するテープ状部材2c1〜2c5とを備えており、各光ファイバテープ心線2a1〜2a5の端部には、その端部におけるテープ状部材2c1〜2c5が除去されて光ファイバ(この場合裸ファイバ)2b1〜2b5が露出されている。
【0030】
各ファイバ挿入穴3N1〜3N5の穴径は、光ファイバ2b1〜2b5が挿入できる程度に当該光ファイバ2b1〜2b5の線径と略等しくなっている。
【0031】
そして、フェルール1は、図1および図2に示すように、各段の各ファイバ挿入穴3の下半周縁部から同軸状に連通するように形成されており、挿入口8側へ向かって対応するファイバ挿入穴の中心軸方向に沿って延びる光ファイバ挿入ガイド用のガイド溝10N1〜10N5を備えている。
【0032】
第1段〜第5段のファイバ挿入穴3N1〜3N5は、その隣接する上段のファイバ挿入穴のガイド溝の光ファイバ挿入方向とは反対側の端部位置まで延びており、この結果、各ガイド溝10N1〜10N5およびファイバ挿入穴3N1〜3N5全体は、図3に示す断面視において上段から下段に向かって広がる階段状を成している。したがって、各段のファイバ挿入穴3N1〜3N5の光ファイバ挿入側端部の位置は、上段から下段に向かって次第に第1の側面5から離間している。
【0033】
また、フェルール1は、階段状を成す各ガイド溝10N1〜10N5を含むファイバ挿入穴3N1〜3N5と挿入口8との間に形成されており、各段のファイバ挿入穴3N1〜3N5に挿入された光ファイバ2b1〜2b5を収容するための収容部11を備えている。
【0034】
さらに、フェルール1は、ファイバ挿入穴3の並列方向に沿った両側に当該挿入穴と平行に配設されており、位置あわせ用のガイドピンを挿入するための2つのガイドピン穴12a1、12a2を有している。
【0035】
このように構成されたフェルール1の第1段〜第5段のファイバ挿入穴3N1〜3N5に対して、挿入口8および収容部11を介してファイバテープ2a1〜2a5の光ファイバ2b1〜2b5を挿入する。このとき、光ファイバ2b1〜2b5は上記ファイバ挿入穴3N1〜3N5により支持される。
【0036】
光ファイバ2b1〜2b5がファイバ挿入穴3N1〜3N5により支持された状態で、窓穴7を介して接着剤をフェルール1内に注入して光ファイバ2b1〜2b5を固定することにより、光コネクタCが作成される。
【0037】
図3は、上述した光コネクタC作成の際に、フェルール1の第1段〜第5段のファイバ挿入穴3N1〜3N5に対してファイバテープ2a1〜2a5の光ファイバ2b1〜2b5を挿入した状態のフェルール1およびファイバテープ2a1〜2a5を、ファイバ挿入穴6の中心を通り段方向(高さ方向)に沿って切った場合のII−II矢視縦断面図である。
【0038】
本実施形態の構成においても、図3に示すように、各テープ状部材2c1〜2c5の厚さw1は例えば0.3mm程度であり、段方向に沿ったファイバ挿入穴3の間隔w2である0.25mmよりも大きくなっている。このため、例えば、第1段のファイバ挿入穴3N1の中心軸とこのファイバ挿入穴3N1に挿入される光ファイバ2b1に対応するテープ状部材2c1の露出側端面(テープ剥き際端面)の中心位置との間の段方向のズレが0となるように、各段のファイバ挿入穴3N1〜3N5に対して各ファイバテープ2a1〜2a5の光ファイバ2b1〜2b5を挿入した場合、図3に示すように、第2〜第5段のファイバ挿入穴3N1〜3N5に挿入された光ファイバ2b2〜2b5に曲がりが生じることになる。
【0039】
しかしながら、本実施形態では、各ファイバ挿入穴3N1〜3N5に挿入される光ファイバ2b1〜2b5の曲がりの曲率半径rを近似的に求め、この曲がりの曲率半径rが30mm以上になるように、各ガイド溝10N1〜10N5のファイバ挿入穴中心軸方向の長さL1〜L5を設定している。
【0040】
以下、各ガイド溝10N1〜10N5のファイバ挿入穴中心軸方向の長さL1〜L5の設定方法について説明する。
【0041】
最初に、曲がりの曲率半径rを近似的に示す方法について説明する。
【0042】
図4に示すように、両端が位置ズレした状態(位置ズレ量:G)で固定された光ファイバの軌跡を、まず、固定点aを原点とするxy座標系においてsinカーブ近似する。すなわち、図4に示す光ファイバの軌跡は、固定点aを原点とするcos関数(y=cos x)の波長を2Dとして反転したカーブとして近似できる。
【0043】
すなわち、
【式1】
として表すことができる。
【0044】
(1)式の原点を固定点に合わせると、(1)式は、次式のように表せる。
【式2】
【0045】
図4に示すように、振幅がGに対応するため、最終的に、曲がりの曲率半径rは、次式
【式3】
のように表すことができる。
【0046】
さらに、xy座標系で表せる軌跡のx地点での曲率半径rは、次式(4)で表せる。
【式4】
【0047】
曲率半径は両端で最小(すなわち、曲がりが最大)となるので、(3)式を2階微分して(4)式に代入し、さらにx=0を代入して(4)式を計算すると、次式(5)が導出される。
【0048】
【式5】
【0049】
このようにして導出された曲率半径rの近似式を用いて光ファイバの曲がりの曲率半径を求める。
【0050】
例えば、図5に示すように、第5段のファイバ挿入穴3N5に挿入された光ファイバ2b5に発生した曲がりの曲率半径r5が上記曲率半径rに対応する。また、第5段のファイバ挿入穴3N5の光ファイバ挿入側端面と対応する光ファイバ2b5のテープ状部材2c5の露出側(剥き際)端面との距離D5が上記距離Dに対応する。そして、第5段のファイバ挿入穴3N5の中心軸と対応する光ファイバ2b5のテープ状部材2c5の露出側(剥き際)端面の中心位置との間の段方向に沿ったズレ量G5が上記ズレ量Gに対応する。
【0051】
したがって、第5段のファイバ挿入穴3N5に挿入された光ファイバ2b5に発生した曲がりの曲率半径r5を、求めた距離D5、位置ズレ量G5および式(5)を用いて表すことができる。
【0052】
同様に、第1段〜第4段のファイバ挿入穴3N1〜3N4の光ファイバ挿入側端面と対応する光ファイバ2b1〜2b4のテープ状部材2c1〜2c4の露出側端面との距離をD1〜D4で表すことができる。また、第1段〜第4段のファイバ挿入穴3N1〜3N4の中心軸と対応する光ファイバ2b1〜2b4のテープ状部材2c1〜2c4の露出側端面の中心位置との間の段方向に沿ったズレ量をG1〜G4で表すことができる。したがって、第1段〜第4段のファイバ挿入穴3N1〜3N4に挿入された光ファイバ2b1〜2b4に発生した曲がりの曲率半径r1〜r4も、上記距離D1〜D4、ズレ量G1〜G4および式(5)を用いて表すことができる。
【0053】
また、図3においては、第1段のファイバ挿入穴3N1の中心軸とこのファイバ挿入穴3N1に挿入される光ファイバ2b1に対応するテープ状部材2c1の露出側端面の中心位置との間の段方向のズレが0である。このため、最下段からk(2≦k≦5)段目のファイバ位置ズレ量Gkは、段方向のファイバピッチとテープ状部材の厚みとの差dで表すことができ、例えば、段方向のファイバピッチが0.25mm、テープ状部材の厚みが0.30mmであるため、上記d=0.05となり、次式(6)で表すことができる。
【0054】
【式6】
【0055】
次に、曲がりの曲率半径r以外の条件について説明する。
【0056】
一般にフェルールの全長は8mmである。また、ファイバテープ2a1〜2a5取り付け後の光コネクタ全体の曲げに対する耐性を確保するため、テープ状部材2c1〜2c5は、少なくともフェルール1内部に位置する必要がある。したがって、テープ状部材2c1〜2c5の露出側端面と挿入口8の開口端との間の距離(テープ向き際距離とする)をSで表すと、Sを0.5mm以上にすることが望ましい。
【0057】
上記(5)式から分かるように、距離D1〜D5を長くすればするほど、曲率半径r1〜r5が大きくなり、曲がりの観点から見ると都合が良い。しかしながら、上記コネクタ全体の曲げに対する耐性の観点から、距離D1〜D5に、上記距離Sに基づく上限が設定されている。
【0058】
また、フェルール成形時の成形体の収縮歪、およびファイバテープ2a1〜2a5取り付け後のコネクタ自体の温度変化、吸湿による膨張収縮歪に起因する特性劣化等を抑止するために、第1の側面5(接続端面)から窓穴7の形成位置までのファイバ挿入穴中心軸方向に沿った距離(窓穴距離とする)Tは、少なくとも2.0mm以上あるのが好ましい。
【0059】
各ガイド溝10N1〜10N5のファイバ挿入穴中心軸方向の長さL1〜L5は、その光ファイバ挿入作業性の観点から、最低0.3mmは必要である。
【0060】
以上の条件、すなわち、
(1)各光ファイバ2b1〜2b5の曲がりの曲率半径r1〜r5≧30mm;(2)窓穴7の窓穴距離T≧2.0mm
(3)テープ状被覆部材2c1〜2c5のテープ剥き際距離S≧0.5mm;
(4)各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5≧0.3mm;
を満足するように、以下のパラメータ(A)、(B)つまり、
(A)各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5;
(B)第1〜第5段の中で、上記ズレ量Gkを0とする段k;
を変化させることにより、全ての条件を満足するパラメータ(A)、(B)の値を設定している。
【0061】
前掲図3に示したフェルール1の構成は、上記パラメータ(B)のk=1、すなわち、第1段目のズレ量G1=0の構成である。一方、図6は、上記パラメータ(B)のk=2、すなわち、第2段目のズレ量G2=0の場合のフェルール1Aの構成である。
【0062】
一方、図7は、上記パラメータ(B)のk=3、すなわち、第3段目のズレ量G3=0の場合のフェルール1Bの構成である。
【0063】
図6に示すフェルール1Aは、フェルール1の構成に対して、挿入口8の形成位置が異なっている。すなわち、図8(a)および図8(b)に示すように、フェルール1Aにおける挿入口8aの段方向(縦方向)に沿った位置は、図3に示す第1段目のズレ量G1=0のフェルール1の挿入口8の上記段方向に沿った位置に比べて第1段目側に向かって0.05mm下がっている。
【0064】
上記0.05mmは、上述した段方向のファイバピッチとテープ状部材の厚みとの差に対応している。すなわち、図3に示したフェルール1においては、第1段目のズレ量G1=0に設定したため、挿入口8の上記段方向に沿った位置も、この第1段目のズレ量G1が0となるために適した位置に設定されている。また、第k段目(2≦k≦5)以降にズレ量Gk=d(k−1)=0.05(k−1)が生じている。
【0065】
したがって、図6に示すフェルール1Aにおいて、第2段目のズレ量G2=0にするには、図3に示すフェルール1に対するファイバテープ2a1〜2a5を、フェルール1において生じている第2段目のズレ量G2=0.05(2−1)=0.05mm分だけ、第1段目側、あるいは第3段目側に向けて移動させる必要がある。
【0066】
第3段目側へ向かって移動させると、第3段目以降のズレ量がさらに増大するため適当ではない。したがって、図6に示すフェルール1Aの挿入口8aの段方向に沿った位置を、図3に示すフェルール1の挿入口8の段方向に沿った位置に比べて第1段目側に向かって0.05mm下げている。
【0067】
同様に、図7に示すフェルール1Bの挿入口8bの段方向に沿った位置を、図3に示すフェルール1の挿入口8の段方向に沿った位置に比べて第1段目側に向かって0.10mm(第3段目のズレ量G3に対応する)だけ下げている。
【0068】
ここで、図3に示すフェルール1(第1段目のズレ量G1=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.8mm以上に設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、第1の側面5から光ファイバ2b1〜2b5の曲がりを開始した位置までの距離(曲がり開始距離)Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表1に示した。
【0069】
【表1】
【0070】
また、図6に示すフェルール1A(第2段目のズレ量G2=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.8mm以上に設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、第1の側面5から光ファイバ2b1〜2b5の曲がりを開始した位置までの距離(曲がり開始距離)Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表2に示した。
【0071】
【表2】
【0072】
表1および表2から明らかなように、何れのフェルール1および1Aにおいても、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができないことが分かった。なお、フェルール1および1Aにおいて曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができないのであれば、フェルール1Bにおいても同様であることが明らかであるため、フェルール1Bについての表は省略した。
【0073】
次に、図3に示すフェルール1(第1段目のズレ量G1=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.7mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表3に示した。
【0074】
【表3】
【0075】
また、図6に示すように、フェルール1A(第2段目のズレ量G2=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.7mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表4に示した。
【0076】
【表4】
【0077】
表3から明らかなように、第1段目のズレ量G1=0のフェルール1において、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.7mmに設定すれば、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができ、且つ他の条件も満足することができることが分かった。
【0078】
また、表4から明らかなように、第2段目のズレ量G2=0のフェルール1Aにおいては、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができないことが分かった。なお、表4に示すように、第1段目の曲率半径r1が30mmを大きく下回っているため、第1段目の曲率半径r1をさらに小さくさせるフェルール1Bにおいても同様であることが明らかである。したがって、フェルール1Bについての表は省略した。
【0079】
続いて、図3に示すフェルール1(第1段目のズレ量G1=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.5mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表5に示した。
【0080】
【表5】
また、図6に示すように、フェルール1A(第2段目のズレ量G2=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.5mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表6に示した。
【0081】
【表6】
【0082】
さらに、図7に示すように、フェルール1B(第3段目のズレ量G3=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.5mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表7に示した。
【0083】
【表7】
【0084】
表5から明らかなように、第1段目のズレ量G1=0のフェルール1において、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.5mmに設定すれば、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができ、且つ他の条件も満足することができることが分かった。
【0085】
また、表6から明らかなように、第2段目のズレ量G2=0のフェルール1Aにおいても、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.5mmに設定すれば、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができ、且つ他の条件も満足することができることが分かった。
【0086】
特に、フェルール1Aにおいて各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.5mmに設定した場合には、テープ剥き距離S、すなわち、テープ状被覆部材2c1〜2c5の露出側端面と挿入口8aの開口端との間の距離を、最小限必要な値である0.5よりも長くすることができるため、より好ましい結果が得られた。
【0087】
また、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.5mmよりも小さくすると、金型を用いてフェルール1を製造する際、各ファイバ挿入穴3を形成する成形ピンを保持する長さを十分に確保することができ、フェルール1における各ファイバ挿入穴3の成型精度を向上させることができるため、好ましい。
【0088】
一方、表7から明らかなように、第3段目のズレ量G3=0のフェルール1Bにおいては、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができないことが分かった。
【0089】
そして、図3に示すフェルール1(第1段目のズレ量G1=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を最小限度である0.3mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表8に示した。
【0090】
【表8】
また、図6に示すように、フェルール1A(第2段目のズレ量G2=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.3mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表9に示した。
【0091】
【表9】
【0092】
さらに、図7に示すように、フェルール1B(第3段目のズレ量G3=0)の構成において、パラメータ(A)の長さL1〜L5を0.3mmに設定した場合の各段のズレ量G1〜G5、距離D1〜D5、窓穴距離T、テープ剥き際距離S、曲がり開始距離Uおよび曲率半径r1〜r5の値を表10に示した。
【0093】
【表10】
【0094】
表8から明らかなように、第1段目のズレ量G1=0のフェルール1において、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.3mmに設定すれば、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができ、且つ他の条件も満足することができることが分かった。
【0095】
また、表9から明らかなように、第2段目のズレ量G2=0のフェルール1Aにおいても、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.3mmに設定すれば、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができ、且つ他の条件も満足することができることが分かった。
【0096】
特に、フェルール1Aにおいて各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.3mmに設定した場合には、他の場合と比較して曲率半径r1〜r5を大きくとる(すなわち、曲がりの影響を低下させる)ことができる。さらに、テープ剥き距離S、すなわち、テープ状被覆部材2c1〜2c5の露出側端面と挿入口8aの開口端との間の距離を、最小限必要な値である0.5mmの2倍以上長くすることができるため、非常に好ましい結果が得られた。
【0097】
一方、表10から明らかなように、第3段目のズレ量G3=0のフェルール1Bにおいても、各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.3mmに設定すれば、全ての段において曲率半径r1〜r5≧30mmを満足することができ、且つ他の条件も満足することができることが分かった。
【0098】
なお、表10に示すように、第1段目の曲率半径r1が30mmに略一致しているため、第4段目以降のズレ量G4、G5を0にするフェルールにおいては、第1段目の曲率半径r1をさらに小さくさせることが明らかである。したがって、第4段目以降のズレ量G4、G5を0にするフェルールについての表は省略した。
【0099】
以上述べたように、本実施形態によれば、フェルール1の各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.3mm〜0.7mm(0.3mm以上0.7mm以下)に設定することにより、上述した(1)〜(4)の条件を全て満足するフェルール1を生成することができる。
【0100】
特に、好ましくは、フェルール1Aとして、ファイバテープ2a1〜2a5取り付け後において、第2段のファイバ挿入穴3N2の中心軸と対応する光ファイバ2b2のテープ状部材2c2の露出側端面の中心位置との間の段方向に沿ったズレ量を0にするように挿入口8aの位置を設定し、且つ各ガイド溝10N1〜10N5の長さL1〜L5を0.3mmに設定すれば(図9参照)、ファイバ剥き際位置もフェルール挿入口からフェルール内部に向けてより大きくとることができ、且つ曲がりの曲率半径も大きくすることができる。
【0101】
なお、上述した実施形態においては、光ファイバ2b1〜2b5は、ファイバ挿入穴3N1〜3N5の光ファイバ挿入側端部において曲がりが最大となる場合について説明したが、あくまで、計算の簡易化を図ったためであり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図10に示すフェルール1Dでは、ガイド溝10N1〜10N5の代わりに、ファイバ挿入穴3N1〜3N5に連通且つ同軸状に延びるガイド穴30N1〜30N5を設けている。
【0102】
このガイド穴30N1〜30N5は、それぞれファイバ挿入穴3N1〜3N5の穴径よりも長い穴径を有している。したがって、このように構成されたフェルール1Dにおいては、光ファイバ2b1〜2b5の曲がりは、緩和される傾向にある。
【0103】
しかしながら、図10に示す構成においても、本実施形態で説明したように、ガイド穴30N1〜30N5の中心軸方向の長さを0.3mm〜0.7mmに設定することにより、同様の効果が得られる。
【0104】
また、本実施形態では、ガイド溝10N1〜10N5を、各段の各ファイバ挿入穴3の下半周縁部から同軸状に連通するように、すなわち、横断面が略半円形状となるように形成したが、本発明はこれに限定するものではない。
【0105】
すなわち、各段の各ファイバ挿入穴3の中心軸方向に沿って、光ファイバのファイバ挿入穴3に対する挿入をガイド可能であれば、ガイド溝10N1〜10N5をどのような形態に形成してもよい。
【0106】
本実施形態では、12心のファイバ挿入穴が第1段〜第5段に亘って配置された60心フェルールおよびこの60心フェルールを用いた光コネクタについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数心のファイバ挿入穴が複数段状に配置されたフェルールおよびこのフェルールを用いた光コネクタであればよい。
【0107】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係わる光コネクタ用フェルールおよび光コネクタによれば、該テープ状光ファイバ芯線の裸光ファイバと前記ファイバ挿入孔(3N)に挿入された裸光ファイバとの水平高さの差異によって発生する光ファイバの湾曲が下式(5)で計算できる場合、
r=2D2/Gπ2
ここで、r:裸光ファイバの湾曲を正弦又は余弦曲線とした場合の湾曲半径
D:フェルール内の裸光ファイバの入口から出口挿入孔までの長さ、
G:各光ファイバの入口側と出口側の高さの差異
前記テープ状光ファイバ芯線の厚みを0.30mmとし、
前記ファイバ挿入口の段間ピッチを0.25mmとし、
一段目の光ファイバテープ芯線の光ファイバに係る裸光ファイバの入口と出口の高さの差異G1を0mmとし、
前記一段目の光ファイバテープ心線の光ファイバに係る裸光ファイバの入口から出口挿入孔までの長さD1を2.7mm以上4.3mm以下とし、
前記ガイド部の中心軸方向の長さを0.3mm以上0.7mm以下とし、
前記rを.30mm以上とすることにより、湾曲部における光エネルギ損失の少ないフェルールおよび光コネクタを提供できる。
【0108】
したがって、成形歪、温度変化、吸湿による歪等の影響によるファイバ曲がりに起因した光学特性および強度特性の劣化を抑止し、フェルール全体および光コネクタ全体の光学特性・強度特性の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる光コネクタを構成する光コネクタ用フェルールの概略構成およびこのフェルール内に挿入されて固定支持される複数の光ファイバテープの概略構成とをそれぞれ示す斜視図。
【図2】図1に示すフェルールをファイバ挿入穴の中心を通り段方向に沿って切った場合のII−II矢視縦断面図。
【図3】図1に示す第1段〜第5段のファイバ挿入穴に対してファイバテープの光ファイバを挿入した状態のフェルールおよびファイバテープを、ファイバ挿入穴の中心を通り段方向に沿って切った場合のII−II矢視縦断面図。
【図4】両端が位置ズレ固定された光ファイバの軌跡を表す図。
【図5】図3に示すフェルールにおいて、その第5段のファイバ挿入穴に挿入された光ファイバに発生した曲がりの曲率半径を示す縦断面図。
【図6】2段目のズレ量が0のフェルールおよびファイバテープの図3に対応する縦断面図。
【図7】3段目のズレ量が0のフェルールおよびファイバテープの図3に対応する縦断面図。
【図8】(a)は、図3に示すフェルールの挿入口を示す図、(b)は、図6に示すフェルールの挿入口を示す図。
【図9】2段目のズレ量が0で、且つガイド溝の長さを0.3mmに設定した場合のフェルールおよびファイバテープの図3に対応する縦断面図。
【図10】本実施形態の変形例に係わるフェルールおよびファイバテープの図3に対応する縦断面図。
【図11】従来の光コネクタ用フェルールの概略構成を示す斜視図。
【図12】図11に示すフェルールを、ファイバ挿入穴の中心を通り段方向に沿って切った場合の縦断面図。
【図13】図11に示すフェルールに対して、ファイバテープの光ファイバを挿入した状態を表す図12に対応する縦断面図。
【符号の説明】
1 フェルール
2a1〜2a5 光ファイバテープ
2b1〜2b5 光ファイバ(裸ファイバ)
2c1〜2c5 テープ状部材
3、3N1〜3N5 ファイバ挿入穴
5 第1の側面
6 第2の側面
7 窓穴
8 挿入口
9 フランジ部
10N1〜10N5 ガイド溝
Claims (3)
- 複数の光ファイバを被覆したテープ状光ファイバの芯線の先端部が所定距離剥き出しになった裸ファイバを保持した箱状の光コネクタ用フェルール(1)であって、
対向する1側面(5)(出口という)に、裸光ファイバが挿入される複数のファイバ挿入孔(3N)を備え、
該ファイバ挿入孔(3N)に接続した空間(7)に該ファイバ挿入孔(3N)は複数の段状に配置され、
当該各ファイバ挿入孔の中心軸方向に沿って前記空間(7)に延びる裸光ファイバ挿入ガイド用のガイド部(10N)を備え、
他方対向する他の側面(9)(入口という)にテープ状光ファイバを挿入する挿入口(8)を有し、該テープ状光ファイバの裸光ファイバと前記ファイバ挿入孔(3N)に挿入された裸光ファイバとの水平高さの差異によって発生する光ファイバの湾曲が下式(5)で計算できる場合、
r=2D2/Gπ2
ここで、r:裸光ファイバの湾曲を正弦又は余弦曲線とした場合の湾曲半径:
D:フェルール内の裸光ファイバの入口から出口挿入孔までの長さ、
G:各光ファイバのフェルール内の入口と出口の高さの差異
前記テープ状光ファイバ芯線の厚みは0.30mmであり、
前記ファイバ挿入口の段間ピッチは0.25mmであり、
一段目の光ファイバテープ芯線の光ファイバに係る裸光ファイバの入口と出口の高さの差異G1は0mmであり、
前記一段目の光ファイバテープ芯線の光ファイバに係る裸光ファイバの入口から出口挿入孔までの長さD1は2.7mm以上4.3mm以下であり、
前記ガイド部の中心軸方向の長さは0.3mm以上0.7mm以下であり、
前記rは30mm以上であることを特徴とするフェルール。 - 前記フェルールの長手方向の長さが8mmであることを特徴とする請求項1記載のフェルール。
- 光コネクタであって、請求項1から2のいずれか1項に記載したフェルールを備えたことを特徴とする光コネクタ。
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