JP4031696B2

JP4031696B2 - 光コネクタブーツ

Info

Publication number: JP4031696B2
Application number: JP2002312882A
Authority: JP
Inventors: 善宏小林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP2004151127A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光通信に用いられる光コネクタに用いられる光コネクタブーツに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＭ型光ファイバコードの心線接続には、脱着が自在な光コネクタが多用されるようになっており、とくに室内光配線や機器への配線ではこの傾向が著しい。
【０００３】
この光コネクタに要求される特性として、従来は接続損失の低減化、脱着の容易性、小形軽量化、安価な量産性などが問題とされることが多かった。しかし、光ファイバコードの伝送特性の向上につき種々研究しているうち、光コネクタと光ファイバコードとの接続部の曲がりによる伝送損失の問題にぶつかった。
【０００４】
つまり、光コネクタが水平配置で使用される場合、光ファイバコードが自重などで垂れ下がり、これを保守点検時などに動かすとその荷重で光コネクタと光ファイバコードとの接続部に急角度の曲げが生じ、そのため光ファイバに側圧が加わり伝送損失が増大する。
【０００５】
なお、従来電気コネクタ等ではスリットを設けたブーツが使用されている例はあるが、それらの電気コネクタのブーツは、繰返しの曲げによる電線の疲労破壊の低減を目指して形状、材料等が決められている。これに対して光コネクタブーツでは、光ファイバの曲げにともなうマイクロベンディングロス（曲げの局率半径が小さくなると放射損失が増大すること）の低減を目的とする。このため、光コネクタブーツに必要な形状や特性、設計条件、および材料、材料常数等は自ずと大きく異なり、電気コネクタで使用されている技術をそのまま光コネクタブーツに適用することはできなかった。
【０００６】
特許文献１では、図４（ａ）、（ｂ）に示した様に、光ファイバ心線（図示せず）を外被で被覆してなる光ファイバコード１２の端部にプラグ１１が接続され、そのプラグの後端部の外周にカシメリング１３が装着されていると共に、光ファイバコード１２の外被は、その端部が締付けリング１４で締着され、上記カシメリング１３と締付けリング１４と光ファイバコード１２の一部は光コネクタブーツ１０によって被覆されている。
【０００７】
上記光コネクタブーツ１０は、合成ゴムまたは弾性を有するプラスチック等により一体に形成されており、そのプラグ後端部１のカシメリング１３を被覆する部分は薄肉に、締付けリング１４及び光ファイバコード１２の端部を被覆する締付けリング部２は厚肉に形成されていると共に、光ファイバコード１２を被覆するコード被覆部３は、締付けリング部２から開放端部４に向かって薄肉となるようテーパに形成されている。
【０００８】
次に、特許文献２での光コネクタブーツ１０は、図５（ａ）〜（ｃ）に示す様に、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート系エラストマ及びシリコン系グラフト共重合体等を主たる組成成分とする熱可塑性樹脂混合物にて構成され、プラグ後端部１と光ファイバコード１２の接続部における締付けリング部２と、これが後端に連設の光ファイバコード１２のコード被覆部３とを有し、該コード被覆部３はそのプラグ後端部１から開放端部４に向かって薄肉となるようテーパに形成し、前記該コード被覆部３にはその長さ方向と直交状にして、かつ外側へ対称に開口する二個で一対のスリット５を複数対、一対おき交互に周方向へ９０°変位して長さ方向に所定のピッチで形成すると共に、当該スリット５のピッチを、前記コード被覆部３のプラグ後端部１側で最大に、これより開放端部４側へ徐々に小さくなるように設定していた。
【０００９】
更に、特許文献３では図６に示す様に、屈曲に対する方向依存性が少なくするために、前記被覆部に、その長さ方向と直交状にして、かつ外側へ対称に開口する三個で一対のスリット５を複数対、一対おき交互に周方向へ６０°変位して長さ方向に所定のピッチで形成する構造が提案された。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１２２５６７号公報（段落０００２〜０００３）
【特許文献２】
特開平８−１２２５６７号公報（段落０００７〜０００８）
【特許文献３】
特開平１０−２１３７１５号公報（段落０００９〜００１２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、上記従来の特許文献１に示す光コネクタブーツ１０によると、保守点検作業時等に、光ファイバコード１２に、手で引張られる等して曲げ方向の荷重が加わった場合、当該光コネクタブーツ１０の、前記コード被覆部３のプラグ後端部１側から図４（ｂ）に示した如く、下向きに急角度の曲げが生じる。
【００１２】
さらに、上記した光コネクタブーツ１０のプラグ後端部１は図４（ａ）に示した如く、光コネクタハウジング内に挿入される関係で肉厚が制限される上、上記コード被覆部３が長いことから、片持ち梁の原理により、上記光コネクタブーツ１０のプラグ後端部１側に曲りが集中することとなり、光ファイバコード１２の下向きの荷重に対する急角度の曲がりの防止作用を果さなくなり、従って、光ファイバコード１２の接続部に急角度の曲げが生じ、そのため、当該光ファイバコード１２に側圧が加わり、光の伝送損失が増大するという問題が生じる。
【００１３】
また、特許文献２に示す光コネクタブーツ１０では、光ファイバケーブル１２を保護しつつ、どの方向についても屈曲し易いのがよいが、屈曲させる向きによっては曲がりにくくなるという欠点がある。そのために方向依存性を有し、特許文献１に比べて光の伝送損失の悪化は少ないが、満足出来るものではなかった。
【００１４】
更には、特許文献３に示す光コネクタブーツ１０では、上記特許文献２に示す光コネクタブーツ１０の方向依存性を解消させるための方策ではあったが、特許文献２に比べ方向依存性は改善されているものの、完全に解消できるものではなかった。
【００１５】
そのために、光ファイバケーブル１２に５Ｋｇという大きな荷重をかける試験を行った際には、光の伝送損失を増大させない方向はあるものの、全方向に対して光の伝送損失を増大させない光ファイバブーツ１０は存在しなかった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題点に鑑みて本発明の光コネクタブーツは、光ファイバコードと該光ファイバコードに接続したプラグの後端部を被覆する光コネクタブーツにおいて、プラグ保持部と、締付けリング部と、伸縮可能な螺旋状部材と、前記プラグ保持部および前記締付けリング部を覆うコード被覆部とからなり、前記螺旋状部材の前記プラグ保持部側一端部が前記コード被覆部に埋め込まれていることを特徴とする。
【００１７】
また、上記螺旋状部材は、開放端側に比べプラグ保持部側の方が断面積が大きいことを特徴とする。
【００１９】
しかも、上記螺旋状部材を伸縮可能な外装部材で覆ったこと特徴とする。
【００２０】
そして、上記外装部材が長手方向に略直交するスリットを有することを特徴とする。
【００２１】
即ち、本発明は、屈曲に対して方向依存性のない光コネクタブーツを提供するものである。
【００２２】
【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。
【００２３】
図１は本発明の光コネクタブーツの一実施形態を示す側面断面図であり、光ファイバコードに接続したプラグの後端部と光ファイバコードとを被覆する光コネクタブーツ１０であって、プラグ保持部１と光ファイバコードの接続部における締付けリング部２と、その後端に連設の光ファイバコードのコード被覆部３とを有し、該コード被覆部３には長手方向に伸縮可能な螺旋状部材６の一部が埋め込まれており、該螺旋状部材６はプラグ保持部１側よりも開放端部４側へ断面積が徐々に小さくなるように設けている。
【００２４】
ここで、螺旋状部材６の断面形状を円形断面で示しているが、三角形、四角形台形、楕円形等さまざまな形状であってもその効果は同一である。
【００２５】
即ち、該螺旋状部材６を用いることにより、図２に示すように光ファイバコード１２に曲げ荷重が加えられた際、曲げ荷重のかかる方向に係らず光の伝送損失を増大させることがなくなる。
【００２６】
また、該螺旋状部材６はプラグ後端部１側の断面積が開放端部４側へ徐々に小さくなるように設けられているためにプラグ後端部１側を曲がり難くし、開放端部４側が曲がり易いようにしてある。
【００２７】
ここで、本発明の螺旋状部材６の線径はφ０．１〜３．０ｍｍが望ましく、０．１ｍｍ未満では細すぎて５Ｋｇの荷重に耐えられなくなり、また３．０ｍｍを超えると光コネクタブーツの外径が大きくなりすぎて、光コネクタの本体部分に対して不恰好となるのでこの範囲が望ましい。
【００２８】
また、螺旋状部材６の長手方向に光ファイバコード１２を被覆する長さは１０〜５０ｍｍが望ましく、１０ｍｍ未満であると横荷重に対する光ファイバコード１２の保護が不十分となり、また５０ｍｍを超えると長くなりすぎて光ファイバ取り付けラックに収めることが出来なくなるからこの範囲が望ましい。
【００２９】
また、螺旋状部材６の螺旋のピッチは０．５〜７ｍｍの範囲内が望ましく、０．５ｍｍ未満であれば隣接する線材との距離がなくなり９０°方向の横荷重をかけら段階で隣接する線材と接触してしまい、バネ効果がなくなるためである、また７ｍｍを超えると横荷重に対する耐力がなくなってしまうためにこの範囲とした。
【００３０】
ここで、プラグ保持部１と締付けリング部２とコード被覆部３とは一体で成形されており、材質としてはポリプロピレンやポリエーテルイミド、ＡＢＳ、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルフォン、ポリイミド、ポリアミド、変性ＰＰＯ、ポリエーテルエテルケトン、ポリブチレンサルファイト、ポリフェニレンサルファイト、ポリカーボネート、ポリエチレン、液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート系エラストマ、シリコン系グラフト共重合体、ポリエチレンテレフタレート等を用いることが出来るが、この中でも、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＦ）、ポリブチレンテレフタレート系エラストマ及びシリコン系グラフト共重合体等を主たる組成成分とするものが望ましく、更にはこれを難燃化するのに必要な難燃剤を配合した熱可塑性樹脂混合物であって、２３℃での曲げ弾性率が２５００〜７０００ｋｇｆ／ｃｍ² 、ショア硬度５５の樹脂材料を使用することが特に望ましい。
【００３１】
また、螺旋状部材６は素材の弾性を利用して衝撃の吸収、エネルギーの蓄積などに用いられる線材をコイル状に巻いて引張り、圧縮あるいはねじりに用いられるコイルばねを用いることが望ましく、せん断応力とそのせん断応力によって生じるせん断ひずみとの比である横弾性係数Ｇが６．５〜９×１０³ｋｇｆ／ｍｍ²の範囲内とすることが望ましい。
【００３２】
また、その材質としては、炭素鋼、銅合金、ニッケル合金、コバルト合金まできわめて多種の合金を用いることができるが、その中でもステンレス鋼線、ピアノ線、バネ鋼、硬鋼線、オイルテンパー線、りん青銅線、黄銅線、洋白線、ベリリウム銅線を用いることが望ましい。
【００３３】
これらの中で、ステンレス鋼線以外は、腐食の恐れがあるので外周面にメッキ加工を施すことが望ましい。また、メッキでなくとも例えば樹脂等で外周をコーティングする方法を用いてもよい。
【００３４】
また、本発明の螺旋状部材６は上記金属に限ることなく、弾性部材であればよく、例えば樹脂、エラストマー、ゴム等であってもかまわない。
【００３５】
次に、カシメリング１３、締付けリング１４はカシメ変形させて光ファイバコード、プラグを固定できうる部材であれば良く、特に金属に限るものではない。
【００３６】
また、本発明に用いてきた図は最も一般的なＳＣ形光コネクタを用いて描いているが、これに限ることはなく、ＬＣ形、ＳＴ形、ＦＣ形、ＭＵ形等さまざまな光コネクタに対応出来うるものであり、各種光コネクタに適合した形状とすることが出来る。
【００３７】
例えば、ＦＣ形光コネクタではプラグ後端部１は矩形断面とせずに、円形断面とすればよく、また、カシメリング１３と締付けリング１４が一体化された簡易型光コネクタにも適用することが出来る。
【００３８】
またプラグ１１は図示していないが、フェルールとフェルール支持体からなりフェルールは、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等のプラスチックス、ステンレス鋼やニッケル合金等の金属からなり、軸方向に光ファイバを挿通するための細孔を有し、特にジルコニアを主成分とするセラミックスによって形成することが好ましい。
【００３９】
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。
【００４０】
また、上記フェルールの細孔は、フェルール支持体に固定する側の端部にテーパ部を形成することが好ましく、光ファイバの挿通性を高めている。
【００４１】
上記フェルールの後端部は、フェルール支持体の凹部に圧入、接着等により固定されている。上記フェルール支持体は、ステンレス鋼、黄銅にニッケルメッキを施した金属等からなり、上記フェルールの細孔と連通する軸方向に光ファイバを挿通する貫通孔が形成されている。
【００４２】
光コネクタブーツ１０を上述した構造とすることで、光ファイバケーブル１２は屈曲における方向性がなくなり、どの方向からでも容易に屈曲させることができ、光ファイバコード１２の屈曲部の保護用の光コネクタブーツ１０として、有用である。
【００４３】
次に、本発明の他の実施形態を図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００４４】
図３（ａ）は本発明の光コネクタブーツ１０の螺旋状部材６を外装部材で覆ったものであり、コード被覆部３がプラグ後端部１側から開放端部４側まで連続した形状である。
【００４５】
図３（ｂ）は上記図３（ａ）のコード被覆部３にその長さ方向と直交状にして、かつ外側へ対称に開口する複数個で一対のスリット５を複数対、一対おき交互に周方向へ等分割で変位して長さ方向に所定のピッチで形成した構成である。
【００４６】
また、図３（ｃ）は上記図３（ａ）のコード被覆部３の中間部に被覆がない形状である。
【００４７】
更に、図３（ｄ）は図１の螺旋状部材６の線材の外周部分に被覆を形成した形状である。
【００４８】
以上いずれの構成においても、本発明の光ファイバコード１０の効果としての、光ファイバケーブル１２の屈曲時における方向性がなくなり、どの方向からでも容易に屈曲させることができ、光ファイバコード１２の屈曲部の保護用の光コネクタブーツ１０として有用である。
【００４９】
次に、本発明の光コネクタブーツ１０の製造方法について、説明する。
【００５０】
様々な形状を例示してきたが、図１の光コネクタブーツ１０を用いて説明する。
【００５１】
まず螺旋状部材６とするために、ステンレス鋼線等の線材を予め順次断面積が減少するようにテーパ加工しておき、それを螺旋状に巻いてコイルばねを得る。このコイルばねをインサート射出成形によりプラグ保持部１と締付けリング部２と、コード被覆部３とを樹脂等により一体的に形成し、これにより該コード被覆部３には長手方向に伸縮可能な螺旋状部材６の一部が埋め込まれた構成となる。
【００５２】
この方法を応用することにより、図３（ａ）〜（ｄ）に示す本発明の他の実施形態についても同様に、製造可能となる。
【００５３】
なお、本発明の光コネクタブーツ１０はシングルモード光ファイバコード、マルチモード光ファイバコードに用いることができる。また、光ファイバコードは石英系に限ることなくプラスチック系でも同様の効果を奏することができる。
【００５４】
【実施例】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【００５５】
本発明の図１に示す光コネクタブーツ１０と比較例として従来の図４（ａ）、図５（ａ）、図６に示す光コネクタブーツ１０を３タイプ製作した。
【００５６】
共に、ＳＣ形光コネクタ用として、全長が４０ｍｍとなるようにし、材質はポリブチレンテレフタレート系エラストマを主たる組成成分とし、必要な難燃剤を配合した熱可塑性樹脂混合物として、２３℃での曲げ弾性率が５０００ｋｇｆ／ｃｍ² 、ショア硬度５５となる樹脂材料を用いた。
【００５７】
また、本発明の螺旋状部材６はステンレス鋼線を予めテーパ加工して、それを螺旋状に巻いたコイルばねを用いた。
【００５８】
次に、上記試作した４種類の光コネクタブーツ１０をＳＣ形光コネクタに組込んで光コネクタを完成したあと、光コネクタを固定された光アダプタに結合させ、光ファイバコード１２に光を伝送し、光ファイバコード１２の他端からその光の量を測定しながら、光ファイバコード１２を光コネクタの長手方向に対して９０°方向に引っ張り速度：５ｍｍ／ｍｉｎにて荷重をかけていき、荷重が５Ｋｇｆとなったところで、光の伝送損失を測定した。
【００５９】
光コネクタのキーの部分を０°として４５°毎に荷重をかける方向を変化させて８方向の損失の変動値を測定した。その結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】

【００６１】
以上より、第１従来例では、全方向に対して光ファイバコード１２の破断が確認できた。また、第２従来例では０°、１８０°方向では伝送損失は増大しないが、９０°、２７０°方向に向けて徐々に損失が増大する結果となった。更には、第３従来例では第２従来例に比べ損失変動値は小さいが上記同様９０°、２７０°方向に向けて徐々に損失が増大する結果となった。
【００６２】
試験前後の伝送損失の変動値の許容値がＩＥＣ規格等で規定されており、０．２ｄＢなので、従来のいずれの方法においても、規格値を満足できる結果とはならなかった。
【００６３】
これに対し、本発明の光コネクタブーツでは全方向に対して伝送損失の変動が認められなかった。
【００６４】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、光ファイバコードに接続したプラグの後端部と光ファイバコードとを被覆する光コネクタブーツにおいて、プラグ保持部と、締付けリング部と、伸縮可能な螺旋状部材をを有するコード被覆部から構成したことによって、屈曲に対して方向依存性のない光コネクタブーツを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光コネクタブーツの縦断面図である。
【図２】本発明の光コネクタブーツの曲がり状態を示す縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の光コネクタブーツを示す縦断面図である。
【図４】（ａ）は従来の光コネクタブーツを示す縦断面図であり、（ｂ）はその曲がり状態を示す縦断面図である。
【図５】（ａ）は従来の光コネクタブーツを示す側面図であり、（ｂ）はその縦断面図であり、（ｃ）はその曲がり状態を示す縦断面図である。
【図６】従来の光コネクタブーツを示す斜視図である。
【符号の説明】
１：プラグ保持部
２：締付けリング部
３：コード被覆部
４：開放端部
５：スリット
６：螺旋状部材
１０：光コネクタブーツ
１１：プラグ
１２：光ファイバコード
１３：カシメリング
１４：締付けリング

Claims

光ファイバコードと該光ファイバコードに接続したプラグの後端部を被覆する光コネクタブーツにおいて、プラグ保持部と、締付けリング部と、伸縮可能な螺旋状部材と、前記プラグ保持部および前記締付けリング部を覆うコード被覆部とからなり、前記螺旋状部材の前記プラグ保持部側一端部が前記コード被覆部に埋め込まれていることを特徴とする光コネクタブーツ。
前記螺旋状部材は、開放端側に比べ前記プラグ保持部側の方が断面積が大きいことを特徴とする請求項１記載の光コネクタブーツ。
前記螺旋状部材を伸縮可能な外装部材で覆ったことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光コネクタブーツ。
前記外装部材が長手方向に略直交するスリットを有することを特徴とする請求項３記載の光コネクタブーツ。