JP3939689B2 - 光ファイバ保持機構を有する光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ保持機構を有する光コネクタに関する。

例えば、特表２０００−２４１６６４号公報に、光ファイバ保持機構を有する光コネクタの従来例が示されている。この従来例には、ファイバ素線を位置決めする複数のＶ溝の上部に配置されて、Ｖ溝中のファイバ素線自体を押圧する蓋部材を有した保持機構が開示されている。尚、ファイバ素線の他の固定方法として、例えば、ファイバ素線自体を接着剤で張り付けることにより固定するといった方法もある。

特表２０００−２４１６６４号公報 Ｖ溝の光ファイバ保持部を有した光コネクタが開示されている。 特開２００１−３０５３８３号公報 Ｖ溝の光ファイバ保持部を有した光コネクタが開示されている。

ファイバ素線には様々な太さのものが存在するため、上の従来構成によって全てのファイバ素線を確実に保持することは困難である。もし、ファイバ素線を確実に保持するために大きな力を加えてしまうと、ファイバ素線は非常に細いものであって圧力の影響を受け易いことから、光ファイバの性能を低下させるおそれがある。一方、接着材によっては、光ファイバをしっかり固定することができない。更に、ファイバ素線は、それらファイバ素線を被覆した状態のファイバ芯線に比べて座屈等の影響を受け易いといった問題もある。

本願発明はこれらの従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、ファイバ素線自体には強い力を加えることなく光ファイバをしっかり確実に保持することができる保持機構を提供することを目的とする。また、ファイバ素線の座屈の問題を低減させる光コネクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、光コネクタ同士を互いに突き合わせることにより、それら光コネクタの光ファイバのファイバ素線の端面同士を、前記光ファイバの長手方向にて、互いに突き合わせて接続させる光コネクタにおいて、前記光ファイバのファイバ心線は前記長手方向に沿って前記突き合わせ側とは反対側に延在し、前記ファイバ心線から被覆を取り除いたファイバ素線は前記長手方向に沿って前記突き合わせ側に延在し、前記突き合わせ側とは反対側に延在する前記ファイバ心線の少なくとも一部は、前記長手方向と交差する方向に形成された突起の上に配され、前記突起に対向して配置される押圧部材によって押圧されることによってそこに圧接保持され、前記突き合わせ側に延在する前記ファイバ素線の少なくとも一部は、前記長手方向に沿って形成されたＶ溝に沈んだ状態で配され、前記Ｖ溝に対向して配置される前記押圧部材によって保持されることを特徴としている。

このような本発明によれば、ファイバ素線自体には強い圧力を加えることなく光ファイバを確実に保持することができる。

上記光コネクタにおいて、前記突起と前記押圧部材、及び、前記Ｖ溝と前記押圧部材を、挟持する挟持部材を設けてもよい。また、上記コネクタにおいて、前記ファイバ素線の前記突き合わせ側の先端側は露出されていてもよい。

本発明によれば、ファイバ素線自体には強い圧力を加えることなく光ファイバを確実に保持することができる保持機構が提供される。また、ファイバ素線の座屈の問題を低減させることができる光コネクタが提供される。

本発明の一実施形態による光コネクタを以下に説明する。

尚、本実施形態では、特に、光ファイバの「ファイバ素線（光ファイバから被覆を除去したものであり、このファイバ素線に対して、被覆を取り付けたままのものはファイバ心線である）」をそれらの端面にて互いに突合して接続するタイプの光コネクタを説明するが、本発明は、このタイプの光コネクタに限らず、ファイバ素線をジルコニア等によって保護したものにも同様に適用することができる。

また、本実施形態では、特に、多心型の光コネクタ、つまり、複数の光ファイバを配した光コネクタを例示するが、以下の記載から明らかなように、本発明は、多心型に限らず、１本の光ファイバを配した単心型のものにも同様に適用することも可能である。

１．全体構成
先ず、図１乃至図３を参照して、この光コネクタの全体構成を説明する。図１に、アダプタ２と、このアダプタ２を介して互いに接続され得るジャックコネクタ（以下、「ジャック」と呼ぶ）３、及びプラグコネクタ（以下、「プラグ」と呼ぶ）５から成る光コネクタ１の概略斜視図を示す。ただし、この図において、アダプタ２については、長手方向における切断面が明らかにした状態で、ジャック３やプラグ５については、幾つかの構成部品は省略して示している。

更に、図２に、図１に示したジャック３とプラグ５の２−２線概略断面図、つまり、その長手方向における概略縦断面であって、プラグとジャックをアダプタ２に接続する前の状態を、また、図３に、これらプラグとジャックがアダプタ２に接続された後の状態を図２と同様の方法でそれぞれ示す。ただし、これらの図２、３において、ジャック３やプラグ５については、幾つかの構成部品は簡略化して示されている。また、これらの図には、光ファイバは特に示していないが、図１に示されているように、ジャックとプラグのそれぞれに、それらの中心を通じて略全長に亘って設けられるものと考えてよい。

これらの図から明らかなように、アダプタ２は筒状に形成されており、その両端に設けた相対する開口部２１から、ジャック３とプラグ５をそれぞれ略半分ずつ受け入れる。アダプタ２の開口部２１を通じて、図示矢印ア方向において、アダプタ２の内部にジャック３とプラグ５がそれぞれ挿入されることにより、ジャック３とプラグ５は、それらの先端側で互いに突き合わさて光接続され得る、更に言えば、アダプタ２の中心付近において、ジャック３とプラグ５のそれぞれのファイバ素線が、それらの端面にて突合されて互いに接続され得る。図３が、光接続されたときの状態を示している。

アダプタ２に挿入されたジャック３とプラグ５をそこに保持するため、ジャック３とプラグ５及びアダプタ２のそれぞれに、係止部が設けられている。ジャック３やプラグ５の係止部３１、３１’は、それらの外部フレーム（後述する図５に「５７」として示されている）の上下に凹状に設けられており、一方、アダプタ２の係止部２３は、その内部に自身の中心に向かって付勢された片持ち梁状の４本の係止片２５のそれぞれの先端付近に設けられている。ジャック３やプラグ５がアダプタ２にある程度挿入されたとき、ジャック３やプラグ５の凹状係止部３１、３１’にアダプタ２の凸状係止部２５が係止片２５の付勢作用によってパチンと嵌まり、ジャック３やプラグ５はアダプタ２の内部に所定の力で保持される。

２．プラグ
次に、図４、図５を参照して、プラグの構成をより詳細に説明する。図４は、図２や図３と同様の方法でプラグの長手方向における縦断面全体を示したもの、図５は、プラグの主な構成部品の概略分解斜視図である。尚、ここでも幾つかの構成部品は省略して示されている。

これらの図に示されるように、プラグ５の最も外側は筒状のハウジング５３で構成されている。このハウジング５３のすぐ内側に、筒状の外部フレーム５７が、その略全体をハウジング５３によって覆われるように設けられている。外部フレーム５７の内部には、その長手方向に摺動可能な状態で略全体を収容される内部フレーム６１が設けてある。また、外部フレーム５７の後端には、自身の先端部が外部フレーム５７の後端に収容されることによってそれを閉じるストッパ部材６５が設けられている。尚、ストッパ部材６５の後端側の一部７０は他の部分に比べて多少周囲が小さく形成されており、この小さく形成された部分７０を覆うようにしてブーツ６９を取り付けることもできる。内部フレーム６１とストッパ部材６５の間には、ストッパ部材６５の先端部の窪み６７に一部が収容されるようにして設けたスプリング７７が配置される。このスプリング７７の働きによって、内部フレーム６１は、常時、プラグの長手方向にてその突き合わせ側に向かって付勢された状態とされる。この結果、ジャック３とプラグ５が接続されるとき、更に言えば、プラグ５とジャック３の内部フレーム同士が衝突するときの衝撃等を吸収することができる。

内部フレーム６１の先端側の内側に、プラグ５の長手方向に摺動可能な状態で保護部材（プロテクタ）７５が設けられる。保護部材７５は、内部フレーム６１によって略全体を覆われている。保護部材７５は、少なくともその一部において光ファイバ１１、ここでは特にファイバ素線を取り囲んでおり、その内部のファイバ素線を保護する。この保護部材７５に取り付けられた開閉可能な遮蔽部材（シャッタ）８５は、光ファイバ１１からの光の漏れを防止する（図１では、保護部材７５は省略して示されている）。内部フレーム６１と保護部材７５の間には、内部フレーム６１の先端側の窪みに一部が収容されるようにして設けたスプリング８７が配置される。このスプリング８７の働きによって、保護部材７５は常時、内部フレーム６１の長手方向において突き合わせ側に向かって付勢された状態とされる。尚、このような状態にあっても、保護部材７５の一部７８と内部フレーム６１の一部６８が、長手方向との交差方向において衝突していることから、内部フレーム６１が外部フレーム５７の前端から抜け出てしまうことはない。尚、このスプリング８７の力に抗して遮蔽部材８５や保護部材７５が内部フレーム６１に対して相対的に移動された場合でも、遮蔽部材８５や保護部材７５以外の他の構成部品、例えば、光ファイバ１１（図示されていない）は、内部フレーム６１（プラグ５コネクタ）に対するそれらの相対位置を維持する。従って、光ファイバ１１に関して着目すれば、遮蔽部材８５や保護部材７５が内部フレーム６１に対して相対的に移動されたとき、それは内部フレーム６１によってのみ保護され、保護部材７５によっては保護されない状態となる。

内部フレーム６１の先端側以外の部分では、その上面の一部と側面の一部が取り除かれて内部が露出された状態とされている。プラグ組立時に、この露出部６３には、プレート８９が、露出側上部から図示矢印イ方向（図５参照）において収容される。その後、露出部６３、プレート８９、及び内部フレーム６１の全体が、プレート８９の上面と内部フレーム６１の底面においてコの字状のクランパー（クランプ部材）９３の相対する面９４ａ、ｂの間に挟持される。露出部６３には、突起６４やＶ溝７２が設けられているが、これについては後述する。

尚、図面からは明らかでないが、プラグ５が組み立てられたとき、そこに配した光ファイバの先端、つまり、ファイバ素線１１５の端面１１６（後述する図７、図８参照）は、内部フレーム６１の先端と同じ位置に達する。このファイバ素線１１５は、多少遊動し得る状態で片持ち梁状に保持されている。

３．ジャック
図６に、ジャック３の長手方向における縦断面を示す。この図は、プラグ５を示した図４に対応する。図６において、図４と同様の部材は参照番号の後に、「’」を付して表わしている、これらの図を比較すれば明らかなように、ジャック３は、保護部材とこの保護部材を付勢するスプリングに関してのみプラグ５と相違し、その他の構成部品はプラグ５と全く同様のものとなっている。ここでは、相違点のみを中心に説明する。

図４等を参照して説明したように、プラグの保護部材７５は、内部フレーム６１の内部にその長手方向において摺動可能な状態で、且つ、スプリング８７の働きによって常時付勢された状態で設けられており、また、その略全体が内部フレーム６１の内部に収容されていた。これに対して、ジャックの保護部材７３は、図６に示すように、内部フレーム６１’から一部が突出した状態でそこに固定して設けられている。ここでは、スプリングは使用されておらず、ジャックの保護部材７３は、プラグの保護部材７５のように内部フレーム６１’の内部で摺動することはない。また、ジャックの保護部材７３には、プラグの保護部材７５と異なり、プラグ５のファイバ素線を受け入れてジャック３のファイバ素線と整列する、つまり、アライメントする整列部材７４が、その先端部の窪み７９に嵌め込まれている。

尚、図面からは明らかでないが、ジャック３が組み立てられたとき、そこに配した光ファイバのファイバ素線の端面は、整列部材７４の中間付近にまで達する。明らかなように、プラグのファイバ素線（図７の１１５）と異なり、ジャックのファイバ素線は遊動することはない。

４．プラグとジャックの関係
上に説明したように、ジャック３とプラグ５は、保護部材７３、７５やその周辺部品についてのみ異なるものであるから、これらの部品を交換するだけで、プラグとしても、ジャックとしても使用することができる。更に言えば、ジャックやプラグの内部フレーム６１、６１’に、スプリングを使用せずに整列部材を内蔵した保護部材７３を嵌め込めばジャック３として使用することができるし、スプリングを使用して整列部材を内蔵しない保護部材７５を嵌め込めばプラグ５として使用することができる。尚、保護部材７３に整列部材７４や遮蔽部材８３を組み込んでそれら全体を１つの組立体として形成することにより、それら３つの部材を一体的に取り外すようにしてもよい。以上の構成によれば、ジャック３とプラグ５を全く別々に製造する必要がなく、ほぼ全ての部品を共用できる。故に、このような構成によれば、製造コストの削減を図ることができる。また、特にジャック３に関して言えば、ここでは整列部材７４を内蔵した保護部材７３が内部フレーム６１’から取り外し可能とされているため、整列部材７４のクリーニングが容易であり、これによりアライメントの性能を常に高いレベルに維持することができる。明らかなように、以上の構成、即ち、一部の部品を交換するだけでジャックとプラグを双方に使用できるとする構成は、光コネクタに限らず、例えば電気コネクタのような他の様々なコネクタに応用することができる。当然に、この構成は、保護部材に遮蔽部材が取り付けられていない場合（図１に示すような状態）にも適用することができる。

５．動作方法
次に、本発明の光コネクタを用いたジャックとプラグの光接続の方法、更に言えば、プラグのファイバ素線とジャックのファイバ素線の間の接続方法を説明する。

プラグとジャックが接近することにより、ジャックの遮蔽部材８３とプラグの遮蔽部材８５は、アダプタ２の内部において、互いに突き合わされ衝突し、それらは互いの傾斜面８１を摺り合わせつつ板バネ８２の付勢力に抗して摺動されて、閉位置から開位置へ移動する。その後、これらの遮蔽部材８３、８５は互いに衝突したまま、プラグ５の内部へ挿入される。このとき、プラグ５においては、ファイバ素線１１５の位置は維持されたまま、遮蔽部材８３と保護部材７５が内部フレーム６１の内部に挿入される。一方、ジャック３においては、遮蔽部材８３、整列部材７４、及び保護部材７３が、ファイバ素線とともに、プラグ５の内部フレーム６１の内部に挿入される。この結果、プラグ５のファイバ素線１１５とジャック３のファイバ素線は、ジャック３に設けた整列部材７４の内部において互いに突合され接続されることになる。

６．取付け方法等
実装において、アダプタ２は、ジャック３やプラグ５をそれに接続する前に単独で基板やパネル等に半田等によって取り付けるのが好ましい。上の説明から明らかなように、アダプタには、光ファイバをアライメントするための整列部材は特に設けられていないから、このような取付け順序によれば、基板等に半田付けする際の熱や振動等によって整列部材に狂いが生じてしまうことがない、言い換えれば、ファイバ素線の接続部分におけるストレスを軽減できるという効果が得られる。また、光コネクタ自体を基板に取り付けるのではなく、アダプタを取り付けるだけでよいから、実装も容易である。また、アダプタからのジャックやプラグの取り外しも容易である。尚、このアダプタへのジャックやプラグの取り付けは、いずれを先に行っても良いし、それらを同時に取り付けるようにしてもよい。

７．突起、溝の例
図７、図８を参照して、内部フレームの露出面に設けられた突起及び溝の一例を説明する。図７は、内部フレームの斜視図を、その周辺部材である光ファイバやプレートとともに示したもの、図８は、それらの周辺部材を内部フレームに収容した後の状態を示したものであり、図８のａ）は、特にその正面図、図８のｂ）はａ）におけるｂ−ｂ断面、即ち、その長手方向における縦断面図を、それぞれ示す。但し、図８のａ）については、周辺部材のみならず、全ての部品を取り付けた状態で示している。尚、ここではプラグを例に挙げているが、特に記載しない限り、ジャックは同様のものと考えてよい。

ここで、突起６４は、クランパー９３によって挟持されたときの光ファイバ１１の保持力を高めるためのものであり、内部フレーム６１の露出部６３、特に、その後端側に、例えば、光ファイバ１１の軸方向との交差方向に設けられている。一方、Ｖ溝７２、７２’は、光ファイバを位置決めするためのものであり、内部フレーム６１の露出部６３、特に、その前端側に、例えば、光ファイバ１１の軸方向に沿って小さな隙間６０を挟んで設けられている。特に、Ｖ溝７２は、プレート８９によって覆われる領域に設けられ、一方、Ｖ溝７２’はプレート８９によって覆われない領域に設けられている（ただし、ジャックにおいては、Ｖ溝７２ａ、７２ａ’の双方が、プレート８９’によって覆われる（図６等参照））。

プラグの組立は、図７によく示されるように、図示矢印イ方向からプレート８９を取り付け、その後、側面の一部が取り除かれた部分６０１に図示矢印ウ方向、即ち、側面方向からクランパー９３を取り付ける、といった手順で行う。光ファイバ１１は、組み立てられたプラグに挿入する形で取り付ける。

光ファイバを挿入する際は、楔ツール（図示されていない）によってクランパー９３の相対する面９４ａ、ｂを大きく開いた状態とし、その状態を維持したまま光ファイバを挿入する、更に言えば、光ファイバ１１を図示矢印ア方向、即ち、水平方向にずらして、光ファイバ１１の先端部を内部フレーム６１の前側（突き合わせ側）の収容部に挿入する。このとき、光ファイバ１１の先端は、内部フレーム６１のちょうど先端まで挿入され、また、ファイバ素線１１５とファイバ心線１１７の境目１１８は、ちょうどＶ溝７２、７２’と突起６４の境目６６の手前の位置に来る。この結果、Ｖ溝７２、７２’の上部には、主に、光ファイバ１１から被覆を取り除いたファイバ素線１１５の部分が、一方、突起６４の後側上部には、主に、光ファイバ１１から被覆を取り除いていないファイバ心線１１７の部分が、それぞれ位置付けられることになる。光ファイバ１１を位置決めした後、楔ツールが取り除かれたとき、相対する面９４ａ、ｂの間に露出部６３、プレート８９、及び内部フレーム６１が挟持され、この結果、ファイバ素線１１５とファイバ心線１１７のそれぞれの一部は、プレート８９によって上方から押圧されることになる。ただし、この場合でも、Ｖ溝７２、７２’に配置されたファイバ素線１１５はこれらのＶ溝内に深く沈んだ状態にあるから、プレート８９によって圧接保持されず単に支持されるだけである。一方、突起６４に配置されたファイバ心線１１７は横Ｖ溝との間にプレート８９の相対する部分が深く食い込まされて、そこに圧接保持されることになる。

尚、ジャック側のプレート８９’は、プラグ側のプレート８９に比べてファイバ心線の先端方向に長く形成されており、プラグに比べてファイバ心線（１１５）をより長い範囲（その略全ての部分）で支持しているため、プレート８９’には、プラグのファイバ素線１１５とジャックのファイバ素線と接続されたときにそれらが物理的に接触して上方に撓んでしまうのを防ぐ働きもある。一方、プラグ側においては、光ファイバ同士が接続されたときに、整列部材（図８の「７４」）に収まりきらなかった長さ部分、つまり、Ｖ溝７２ａ’上の一部がは上方に撓んでしまうが、プレート８９を設けた部分ではこのような撓みを抑制することができる。

明らかなように、このような配置方法によれば、ファイバ素線１１５の部分には強い圧力がかかることはないから光ファイバの性能に影響を与えてしまうことはなく、その一方で、ファイバ心線１１７の少なくとも一部は装置にしっかりと固定されることになるから光ファイバが容易に外れてしまうこともない。

尚、上の例では、位置決め手段としてＶ溝７２、７２’を示したが、位置決め手段はファイバ素線を位置決めできれば足りる。従って、例えば、この縦Ｖ溝を長手方向に伸びるマイクロホール（図示されていない）に代えてもよい。更に、突起６４を変形して、交差方向に突起６４と同様の深い横Ｖ溝を設けるとともに、その表面に長手方向に比較的浅い微小突起を設けるようにしてもよい。

８．その他
上の実施形態では、アダプタを使用する光コネクタを例示したが、アダプタを使用しない光コネクタにも本発明は適用可能である。この場合、ジャックとプラグの一方又は双方に、両者の接続を可能とする係止部を設けてやればよい。

また、上の実施形態では、ジャックとプラグの遮蔽部材の側面は滑らかな三角形状が好ましいとしたが、多少の段差を設けたものでもよい。

本発明の一実施形態による光コネクタの概略斜視図。 図１の光コネクタの長手方向における縦断面を示す図であって、ジャックとプラグをアダプタに接続する前の状態を示す。 図１の光コネクタの長手方向における縦断面を示す図であって、ジャックとプラグがアダプタに接続された後の状態を示す。 本発明の一実施形態によるプラグの長手方向における縦断面。 本発明の一実施形態によるプラグの主な構成部品の概略分解斜視図。 本発明の一実施形態によるジャックの長手方向における縦断面。 本発明の一実施形態による内部フレームの斜視図を周辺部材とともに示した図。 周辺部材を内部フレームに収容した後の図７の断面図。

符号の説明

１ 光コネクタ
２ アダプタ
３ ジャックコネクタ
５ プラグコネクタ
１１ 光ファイバ
６１ 内部フレーム
７５ 保護部材
８３ 遮蔽部材
８５ 遮蔽部材
８７ スプリング
８９ プレート
９３ クランパー
１１３ ファイバ素線
１１５ ファイバ素線
１１６ 端面
１１７ ファイバ心線

Claims (3)

1. 光コネクタ同士を互いに突き合わせることにより、それら光コネクタの光ファイバのファイバ素線の端面同士を、前記光ファイバの長手方向にて、互いに突き合わせて接続させる光コネクタにおいて、前記光ファイバのファイバ心線は前記長手方向に沿って前記突き合わせ側とは反対側に延在し、前記ファイバ心線から被覆を取り除いたファイバ素線は前記長手方向に沿って前記突き合わせ側に延在し、前記突き合わせ側とは反対側に延在する前記ファイバ心線の少なくとも一部は、前記長手方向と交差する方向に形成された突起の上に配され、前記突起に対向して配置される押圧部材によって押圧されることによってそこに圧接保持され、前記突き合わせ側に延在する前記ファイバ素線の少なくとも一部は、前記長手方向に沿って形成されたＶ溝に沈んだ状態で配され、前記Ｖ溝に対向して配置される前記押圧部材によって保持されることを特徴とする光コネクタ。
2. 前記突起と前記押圧部材、及び、前記Ｖ溝と前記押圧部材を、挟持する挟持部材を設けている請求項１に記載の光コネクタ。
3. 前記ファイバ素線の前記突き合わせ側の先端側は露出されている請求項１又は２に記載の光コネクタ。

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