JP4033752B2 - Single-fiber optical connector assembly method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単心光コネクタの組立方法に関し、より詳細には、光コネクタのフェルールの中央部に設けられた光ファイバ挿入孔に光ファイバを挿入し、この光ファイバと光ファイバ挿入孔とを接着剤を用いて固定し、短時間の組立を可能にする単心光コネクタの組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は、従来のMU形コネクタの外観図で、図2は、MU形コネクタの構成部品図で、図3は、MU形コネクタのフェルール断面図である。この単心系光コネクタでは、光ファイバ部品としてのフェルール4を備えており、このフェルール4の中央部に設けられた光ファイバ挿入孔16に光ファイバを挿入して使用される。フェルール4は、図3に示すように、キャピラリー17やフランジ18により構成されている。なお、図中符号1は光ファイバコード、2はブーツ、3はツマミ、5はプラグ、6はアダプタ、11はクランプリング、12はストップリング、13はスプリング、14はプラグフレーム、15はキャップを示している。
【0003】
図4(a)〜(c)は、従来のMU形コネクタの作製方法を示す工程図で、光ファイバ23をファイバ挿入孔に固定する際には、一般に熱硬化性接着剤22が用いられている。まず、図4(a)に示すように、フェルール21のフランジ21bに接着剤22を注入し、図4(b)に示すように、吸引あるいは加圧により接着剤22をファイバ挿入孔内に充填させる。そして、図4(c)に示すように、外被を数mm程度除去した光ファイバ23をフランジ21bから挿入し、接着剤22を硬化させるために、オーブンなどで30分から1時間程度加熱する。接着剤22の硬化後にフェルール21の端面を研磨し、ツマミ部品などを取り付け光コネクタが完成する。
【0004】
なお、従来のMU形コネクタ、つまり、MU型光固定減衰器の経済化を実現するために、従来低コスト化が困難であったファイバ接着固定工程の効率化を提案したものがある(例えば、非特許文献1参照)。これは、結晶化ガラスフェルールと低粘度接着剤の適用により良好な減衰特性を実現し、新規作製工程の有効性及び固定減衰器への適用の可能性を示したものである。
【0005】
【非特許文献1】
「JIS C5983 F14形光ファイバコネクタ」の附属書3 光コネクタ(プラグ)のコード接続方法(例)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光コネクタの製造方法においては、接着剤を硬化させる工程に要する時間が他の作業工程に比べ極端に長く、光コネクタを効率的に組み立てる際のネックとなっていた。また、接着剤の硬化にはオーブンなどの加熱装置が必須となるため、組み立て場所が限定されてしまい、光通信装置の設置場所などの実際に光コネクタを使用する場所での光コネクタ組立に適用することが非常に難しい状況となっているという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、短時間での組立を可能にする単心光コネクタの組立方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、光コネクタのフェルールの中央部に設けられた光ファイバ挿入孔に光ファイバを挿入し、該光ファイバと前記光ファイバ挿入孔とを接着剤を用いて固定する単心光コネクタの組立方法において、前記接着剤として、シアノアクリル系瞬間接着剤及びアミン系硬化促進剤を用い、前記アミン系硬化促進剤を光ファイバに塗布して乾燥した後、該光ファイバを前記光コネクタのフェルールに挿入し、前記シアノアクリル系瞬間接着剤を用いて前記光ファイバを前記フェルールに接着固定することを特徴とする。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記シアノアクリル系瞬間接着剤として、粘度が10cP以上、5000cP以下で、前記アミン系硬化促進剤を使用することで硬化時間が10秒以上、60秒以下、硬化後の弾性率が108dyn/cm2以上、108dyn/cm12以下、ガラス転移温度が100℃以上、300℃以下を有する瞬間接着剤を用いることを特徴とする。
【0011】
本発明は、このような組立方法により、短時間で光ファイバの接着固定を実現することができるため、効率的に光コネクタを組み立てることが可能となる。また、接着剤の硬化の際にオーブンなどの加熱装置が不要となるため、光通信装置の設置場所などの実際に光コネクタを使用する場所での光コネクタ組立を、短時間かつ容易に行うことが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
図5(a)〜(c)は、本発明の単心光コネクタの組立方法を説明するための工程図で、本発明は、光コネクタのフェルール31の中央部に設けられた光ファイバ挿入孔に光ファイバ33の裸部33aを挿入し、光ファイバ33と光ファイバ挿入孔とを接着剤を用いて固定する単心光コネクタの組立方法である。接着剤として、シアノアクリル系瞬間接着剤32及びアミン系硬化促進剤34を用いている。
【0013】
つまり、本発明は、アミン系硬化促進剤34を光ファイバ33に塗布し、乾燥後、光コネクタのフェルール31に挿入し、シアノアクリル系瞬間接着剤32を用いて光ファイバ33をフェルール31に接着固定するものである。なお、図中符号31aはフェルール31を構成するフランジ、31bはキャピラリーを示している。
【0014】
この単心系光コネクタの組立において、まず、図5(a)に示すように、粘度が10cP以上、5000cP未満で、硬化時間が10秒以上、60秒未満で、弾性率が108dyn/cm2以上、1012dyn/cm2以下、ガラス転移温度が100℃以上、300℃以下を有するシアノアクリル系瞬間接着剤32をフェルール31のファイバ挿入孔に充填し、アミン系硬化促進剤34を光ファイバ33に塗布し、乾燥後、図5(b)に示すように、光コネクタのフェルール31に挿入することにより、図5(c)に示すように、光ファイバ33をフェルール31に接着固定する単心光コネクタが完成する。
【0015】
このような組立方法により、特別な装置を用いずに、短時間で容易に光コネクタを組み立てることができため、効率的に光コネクタを組み立てることが可能となる。
【0016】
本発明において用いられるシアノアクリル系瞬間接着剤の粘度は、10cP以上、5000cP未満である必要がある。10cP未満であると、フェルール塗布時に、フェルール先端から接着剤が流れ出し、側面などの余分な部分も接着剤が濡らし、コネクタ組立時に不都合が生じる。また、粘度が5000cP以上であると、ファイバ挿入が極めて困難になり、挿入時にファイバ破断などが起こることがある。
【0017】
また、本発明において用いられるシアノアクリル系瞬間接着剤の硬化時間は、10秒以上、60秒未満である必要がある。硬化時間が10秒未満であると、ファイバ挿入時間が短すぎて、ファイバ挿入が不完全になる。また、硬化時間が60秒以上であると組立作業時間が長くなり好ましくない。
【0018】
また、本発明において用いられるシアノアクリル系瞬間接着剤の弾性率は、108dyn/cm2以上、1012dyn/cm2以下である必要がある。接着剤を充填したフェルールに光ファイバを挿入し、接着剤を硬化させる方法では、硬化時に光ファイバに圧縮応力が発生し、ファイバの引き抜き強度を増大するので(例えば、非特許文献2参照)、接着剤の弾性率の108dyn/cm2未満であると、十分な圧縮応力の発生が期待できず、光ファイバの引き抜き強度が小さく、光ファイバのフェルール端面での引き込みや突き出しが起こり、コネクタの信頼性が十分でなくなる。実際の光コネクタでは、光ファイバがフェルール先端から引き込んだ状態に仕上げられており、初期ファイバ引き込み量は0.05μm以下が要求されている。
【0019】
一般に、温度変化に伴うフェルール、光ファイバの膨張などの影響によりファイバ引き込みが増加するが、光ファイバのフェルール端面からの引き込みが0.1μm程度以上になると接続特性が劣化する恐れがあるため、コネクタの十分な信頼性を確保するためには、109dyn/cm2以上の弾性率を有していることが上記のように重要な条件となる。
【0020】
また、本発明において用いられるシアノアクリル系瞬間接着剤のガラス転移温度は、100℃以上、300℃以下である必要がある。ガラス転移温度が100℃未満であると、高温環境下で接着剤の弾性率が低下してしまい、光ファイバの引き抜き強度が低下し、光ファイバのフェルール端面での引き込みや突き出しが起こるため、上述したように十分な信頼性が得られないといった問題がある。
【0021】
また、本発明のアミン系硬化促進剤としては、ジメチルパラトルイジンなどが挙げられ、反応時間をコントロールするために、アセトンやアルコールで希釈する。
【0022】
また、本発明において用いられるシアノアクリル系瞬間接着剤の他の構成要素としては、例えば、保存安定剤、重合禁止剤、接着促進剤、顔料等を含んでもよい。
【0023】
また、瞬間接着剤の粘度調整剤(増粘剤)としては、ポリマやオリゴマ、例えば、ポリメチルメタクリレート、ウレタンプレポリマやゴム粉末、ポリオレフィン系粉末等の有機材料や微粉末シリカなど、無機系材料などが用いられる。
【0024】
以下に具体的なMU形コネクタの作製方法の実施例について説明する。
エチルシアノアクリルを主成分とする瞬間接着剤に、微粉末シリカを5%添加した瞬間接着剤とジメチルパラトルイジンをアセトンで100倍希釈したアミン系硬化促進(シラン系カップリング剤を5wt%含有)を用いて、MU形コネクタを作製した。
【0025】
作製手順は、プラスチック被覆を除去した光ファイバおよびプラスチック被覆(5.6mm)部に硬化剤を塗布し、次に、光ファイバを途中までフェルールに挿入し、フェルールのファイバ挿入端に接着剤を滴下し、速やかにファイバを押し込む。約5秒後、ファイバ挿入端に接着剤を追加し、硬化剤を塗布した。
【0026】
比較例として、エチルシアノアクリル瞬間接着剤(東亜合成社製のアロンアルファ)やエポキシ接着剤(米国エポキシテクノロジ社のエポテック)などを用いたMU形コネクタも作製した。
【0027】
その結果は、表1の通りである。
【0028】
【表1】
【0029】
比較例では、比較例3のエポテック353NDのみが、良好な組立性、ファイバ引き込み抑制性能を有しているが、その他のものでは、これらを両立することができないことがわかる。これに対して、本発明の接着剤では、実施例に示すように、良好な組立性やファイバ引き込み抑制性能を両立しており、エポテック353NDと同様に光コネクタ組み立て用接着剤として十分な実力を備えていることが分かる。
【0030】
さらに、本発明の接着剤では、熱硬化が不要なため、オーブンなどの特別な装置を用いずに光コネクタの組立が可能であり、硬化時間も非常に短いため、エポテック353NDでは対応が困難であった光通信装置の設置場所などの実際に光コネクタを使用する場所での光コネクタ組立を、短時間かつ容易に行うことができるといった利点がある。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光コネクタのフェルールの中央部に設けられた光ファイバ挿入孔に光ファイバを挿入し、光ファイバと光ファイバ挿入孔とを接着剤を用いて固定する単心光コネクタの組立方法において、接着剤として、シアノアクリル系瞬間接着剤及びアミン系硬化促進剤を用いるので、特別な装置を用いずに、短時間で容易に信頼性良好な光コネクタを組み立てることができため、効率的に光コネクタを組み立てることが可能となる。また、接着剤の硬化の際にオーブンなどの加熱装置が不要となるため、光通信装置の設置場所などの実際に光コネクタを使用する場所での光コネクタ組立を、短時間かつ容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のMU形コネクタの外観図である。
【図2】従来のMU形コネクタの構成部品図である。
【図3】従来のMU形コネクタのフェルール断面図である。
【図4】(a)〜(c)は、従来のMU形コネクタの作製方法を示す工程図である。
【図5】(a)〜(c)は、本発明の単心光コネクタの組立方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
1 光ファイバコード
2 ブーツ
3 ツマミ
4 フェルール
5 プラグ
6 アダプタ
11 クランプリング
12 ストップリング
13 スプリング
14 プラグフレーム
15 キャップ
16 光ファイバ挿入孔
17 キャピラリー
18 フランジ
21 フェルール
21b フランジ
21b キャピラリー
22 熱硬化性接着剤
23 光ファイバ
31 フェルール
31a フランジ
31b キャピラリー
32 シアノアクリル系瞬間接着剤
33 光ファイバ
33a 光ファイバの裸部
34 アミン系硬化促進剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for assembling a single-core optical connector, and more specifically, an optical fiber is inserted into an optical fiber insertion hole provided in a central portion of a ferrule of the optical connector, and the optical fiber and the optical fiber insertion hole are connected. The present invention relates to a method for assembling a single-fiber optical connector that is fixed using an adhesive and enables assembly in a short time.
[0002]
[Prior art]
1 is an external view of a conventional MU connector, FIG. 2 is a component diagram of the MU connector, and FIG. 3 is a ferrule cross-sectional view of the MU connector. This single-core optical connector includes a ferrule 4 as an optical fiber component, and is used by inserting an optical fiber into an optical
[0003]
FIGS. 4A to 4C are process diagrams showing a conventional MU-type connector manufacturing method. When the
[0004]
In addition, in order to realize the economy of the conventional MU-type connector, that is, the MU-type optical fixed attenuator, there is one proposed to improve the efficiency of the fiber bonding and fixing process which has been difficult to reduce the cost conventionally (for example, Non-patent document 1). This realizes good damping characteristics by applying a crystallized glass ferrule and a low-viscosity adhesive, and demonstrates the effectiveness of the new manufacturing process and the possibility of application to a fixed attenuator.
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Annex 3 of “JIS C5983 F14 type optical fiber connector” Optical connector (plug) cord connection method (example)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a method for manufacturing an optical connector, the time required for the step of curing the adhesive is extremely long compared to other work steps, which has been a bottleneck in efficiently assembling the optical connector. In addition, a heating device such as an oven is essential for curing the adhesive, so the assembly location is limited, and it can be applied to optical connector assembly in locations where optical connectors are actually used, such as where optical communication devices are installed. There was a problem that it was a very difficult situation to do.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a method of assembling a single-fiber optical connector that enables assembly in a short time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that an optical fiber is inserted into an optical fiber insertion hole provided in a central portion of a ferrule of an optical connector, and the optical fiber and the optical fiber In the method of assembling a single-core optical connector for fixing an optical fiber insertion hole with an adhesive, a cyanoacrylic instantaneous adhesive and an amine-based curing accelerator are used as the adhesive, and the amine-based curing accelerator is optically used. After the fiber is applied and dried, the optical fiber is inserted into a ferrule of the optical connector, and the optical fiber is bonded and fixed to the ferrule using the cyanoacrylic instantaneous adhesive .
[0009]
The invention according to claim 2 is cured by using the amine curing accelerator in the invention according to claim 1, having a viscosity of 10 cP or more and 5000 cP or less as the cyanoacrylic instantaneous adhesive. Use an instantaneous adhesive having a time of 10 seconds to 60 seconds, an elastic modulus after curing of 10 8 dyn / cm 2 to 10 8 dyn / cm 12 or less, and a glass transition temperature of 100 ° C. to 300 ° C. It is characterized by that.
[0011]
According to the present invention, the optical fiber can be bonded and fixed in a short time by such an assembling method, so that the optical connector can be efficiently assembled. Also, since an oven or other heating device is not required when the adhesive is cured, optical connector assembly in a place where an optical connector is actually used, such as an installation place of an optical communication device, can be performed in a short time and easily. Is possible.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 5A to 5C are process diagrams for explaining a method of assembling a single-core optical connector according to the present invention. The present invention relates to an optical fiber insertion hole provided at the center of a
[0013]
That is, in the present invention, the
[0014]
In the assembly of this single-core optical connector, first, as shown in FIG. 5A, the viscosity is 10 cP or more and less than 5000 cP, the curing time is 10 seconds or more and less than 60 seconds, and the elastic modulus is 10 8 dyn / The fiber insertion hole of the
[0015]
According to such an assembling method, the optical connector can be easily assembled in a short time without using a special device, so that the optical connector can be efficiently assembled.
[0016]
The viscosity of the cyanoacrylic instant adhesive used in the present invention needs to be 10 cP or more and less than 5000 cP. If it is less than 10 cP, the adhesive flows out from the ferrule tip when the ferrule is applied, and the adhesive also wets the excess part such as the side surface. If the viscosity is 5000 cP or more, fiber insertion becomes extremely difficult, and fiber breakage may occur during insertion.
[0017]
Further, the curing time of the cyanoacrylic instant adhesive used in the present invention needs to be 10 seconds or more and less than 60 seconds. If the curing time is less than 10 seconds, the fiber insertion time is too short and the fiber insertion becomes incomplete. Further, if the curing time is 60 seconds or more, the assembly work time becomes long, which is not preferable.
[0018]
In addition, the elastic modulus of the cyanoacrylic instant adhesive used in the present invention needs to be 10 8 dyn / cm 2 or more and 10 12 dyn / cm 2 or less. In the method of inserting an optical fiber into a ferrule filled with an adhesive and curing the adhesive, compressive stress is generated in the optical fiber at the time of curing, and the pullout strength of the fiber is increased (for example, see Non-Patent Document 2). If the elastic modulus of the adhesive is less than 10 8 dyn / cm 2 , the generation of sufficient compressive stress cannot be expected, the pullout strength of the optical fiber is small, and the optical fiber is pulled in or protrudes from the end face of the ferrule. Reliability is not enough. In an actual optical connector, the optical fiber is finished so as to be drawn from the ferrule tip, and the initial fiber drawing amount is required to be 0.05 μm or less.
[0019]
In general, the fiber pull-in increases due to the influence of the ferrule accompanying the temperature change, the expansion of the optical fiber, etc., but if the pull-in from the ferrule end face of the optical fiber is about 0.1 μm or more, the connection characteristics may be deteriorated. In order to ensure sufficient reliability, it is an important condition as described above to have an elastic modulus of 10 9 dyn / cm 2 or more.
[0020]
Further, the glass transition temperature of the cyanoacrylic instant adhesive used in the present invention needs to be 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. When the glass transition temperature is less than 100 ° C., the elastic modulus of the adhesive is lowered in a high temperature environment, the pullout strength of the optical fiber is lowered, and the optical fiber is pulled and protruded at the end face of the ferrule. As described above, there is a problem that sufficient reliability cannot be obtained.
[0021]
Moreover, as an amine hardening accelerator of this invention, a dimethyl paratoluidine etc. are mentioned, In order to control reaction time, it dilutes with acetone or alcohol.
[0022]
In addition, other components of the cyanoacrylic instant adhesive used in the present invention may include, for example, a storage stabilizer, a polymerization inhibitor, an adhesion promoter, a pigment, and the like.
[0023]
In addition, as a viscosity modifier (thickening agent) for an instantaneous adhesive, inorganic materials such as polymers and oligomers, for example, organic materials such as polymethyl methacrylate, urethane prepolymer, rubber powder, polyolefin powder, and fine powder silica Etc. are used.
[0024]
A specific example of a method for manufacturing the MU connector will be described below.
Immediate adhesive with ethyl cyanoacryl as the main component, 5% fine powder silica added, and dimethylparatoluidine diluted 100-fold with acetone to accelerate amine curing (containing 5 wt% silane coupling agent) A MU connector was prepared using
[0025]
The production procedure is to apply a curing agent to the optical fiber and plastic coating (5.6 mm) part from which the plastic coating has been removed, then insert the optical fiber partway into the ferrule, and drop the adhesive onto the fiber insertion end of the ferrule. And push the fiber in immediately. About 5 seconds later, an adhesive was added to the fiber insertion end, and a curing agent was applied.
[0026]
As a comparative example, an MU-type connector using an ethylcyanoacrylic instantaneous adhesive (Aron Alpha manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) or an epoxy adhesive (Epotech of Epoxy Technology, USA) was also produced.
[0027]
The results are shown in Table 1.
[0028]
[Table 1]
[0029]
In the comparative example, only Epotec 353ND of Comparative Example 3 has good assemblability and fiber pull-in suppression performance, but it is understood that these cannot be compatible with each other. In contrast, as shown in the examples, the adhesive of the present invention has both good assemblability and fiber pull-in suppression performance, and has sufficient ability as an adhesive for optical connector assembly like Epotek 353ND. You can see that it has.
[0030]
Furthermore, since the adhesive of the present invention does not require thermal curing, it is possible to assemble an optical connector without using a special device such as an oven, and the curing time is very short. Therefore, it is difficult to cope with Epotec 353ND. There is an advantage that the optical connector assembly at the place where the optical connector is actually used such as the place where the optical communication apparatus is installed can be easily performed in a short time.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the optical fiber is inserted into the optical fiber insertion hole provided in the center portion of the ferrule of the optical connector, and the optical fiber and the optical fiber insertion hole are fixed with an adhesive. In the optical fiber connector assembly method, cyanoacrylic instant adhesive and amine curing accelerator are used as the adhesive, so that an optical connector with good reliability can be easily assembled in a short time without using a special device. Therefore, the optical connector can be efficiently assembled. Also, since an oven or other heating device is not required when the adhesive is cured, optical connector assembly in a place where an optical connector is actually used, such as an installation place of an optical communication device, can be performed in a short time and easily. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a conventional MU connector.
FIG. 2 is a component diagram of a conventional MU connector.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a ferrule of a conventional MU connector.
FIGS. 4A to 4C are process diagrams showing a method for manufacturing a conventional MU connector.
FIGS. 5A to 5C are process diagrams for explaining a method of assembling a single-fiber optical connector according to the present invention. FIGS.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber cord 2 Boot 3 Knob 4
Claims (2)
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Legal Events
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