JP4064983B2 - 光接続部品の延伸部材および光ファイバコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、光接続部品の固定孔に光ファイバを固定するために好適に使用できる延伸部材ならびに光ファイバコネクタに関する。

光ファイバコネクタのフェルール組立体は、互いに接着されたキャピラリおよびフランジ部材により構成されている。光ファイバコードから外被および抗張力層を除去した心線は、フランジ部材の軸心上に設けられた固定孔に挿入されて固定される。固定孔への心線の固定は、接着剤によって、以下のようにして行われている。まず、フランジ部材の固定孔に接着剤を注入し、吸引あるいは加圧により接着剤を固定孔内に充填させる。次に、樹脂層を数ｍｍ程度除去した心線を、固定孔およびキャピラリの軸心孔を貫いて挿入する。最後に、接着剤を硬化させるために、フェルール組立体をオーブンなどで加熱する。

また、固定孔への心線の固定のために、接着剤および硬化剤を用いる方法が提案されている（特許文献１、非特許文献１）。この方法では、まず接着剤をフェルール組立体の固定孔に供給し、他方で光ファイバに硬化剤を塗布し、最後に光ファイバを固定孔に挿入する。固定孔内の接着剤は、光ファイバに付着した硬化剤によって硬化させられる。
特開２００４−１４５０３０号公報 信学技報（社団法人電子情報通信学会発行）Vol.104, No.127, pp.39-44, 2004

しかしながら、固定孔に接着剤を供給してから心線を固定孔に挿入すると、接着剤の量が多い場合には、接着剤が固定孔から溢れ出すおそれがある。固定孔から溢れ出した接着剤は、もしフェルール組立体のキャピラリ部側面やフランジ部材の外周面に付着すると、フェルール組立体の対向整列の精度の低下、光ファイバコネクタ内の他の部材との干渉などの問題をひき起こしうる。

そこで本発明の目的は、フェルール組立体の周囲への接着剤の望ましくない付着を抑制することにある。

本発明は、光接続部品の固定孔に接着剤を用いて光ファイバを固定するために用いられる延伸部材であって、前記光接続部品の後端部に係合可能な係合部と、前記係合部を通じて延び前記光ファイバを挿通可能な通孔と、を有し、前記係合部は、前記固定孔と前記通孔とを互いに位置合わせ可能であることを特徴とする光接続部品の延伸部材である。このような延伸部材を使用することにより、延伸部材の外部への接着剤の溢れ出しを抑制できる。

延伸部材の通孔の前端部の横断面寸法は、前記光ファイバの心線の横断面寸法とほぼ等しくされている。これにより、通孔と光ファイバの心線との間のクリアランスが小さくなるため、このクリアランスに収容された接着剤の硬化を促進できる。

延伸部材の通孔の後端部の横断面寸法は、前記光ファイバコードの心線の断面寸法よりも大とする。これにより、延伸部材の通孔への光ファイバコードの挿入を容易にすることができる。

延伸部材の通孔の後端部には第１の断面寸法を有する第１部分が設けられ、前記第１部分に対し前記通孔の前部側には、前記第１の断面寸法よりも小さい第２の断面寸法を有する第２部分が設けられ、前記第１部分と前記第２部分との間には、これら第１部分と第２部分とを滑らかに連結するテーパ部が形成されていてもよい。この場合には、通孔への光ファイバの挿入が容易になる上、テーパ部によって光ファイバコードの心線を第２部分にスムーズに誘導できる。

このテーパ部の頂角は、９０度以下とするのが特に好適である。

延伸部材の通孔は、その後端部から前端部に向けて断面寸法が漸次小さくされていてもよい。

延伸部材の通孔の内壁面に硬化剤が付着させられている場合には、接着剤に対する硬化剤の作用により、延伸部材の外部への接着剤の溢れ出しを更に効果的に抑制できる。

また、以上のような延伸部材を含んで構成された光ファイバコネクタによれば、組立作業を促進することが可能になる。

本発明に関連する参考例について、以下に図面に従って説明する。参考例に係る光ファイバコネクタ２０は、周知のＳＣ形光ファイバコネクタプラグであって、Ｆ０４形単心光ファイバコネクタに関するＪＩＳ Ｃ５９７３（１９９３）に準拠している。

図１において、本参考例における光接続部品としてのフェルール組立体１は、互いに接着されたキャピラリ２およびフランジ部材３により構成されている。キャピラリ２は例えば二酸化ケイ素からなり、ほぼ円柱状の形状を有し、その軸心を貫いて通孔２ａが設けられている。フランジ部材３は例えばステンレス鋼からなり、概ね筒状であって、その軸心を貫いて固定孔３ａが設けられている。フランジ部材３の前端部には、放射方向に延びるフランジ３ｂが形成されており、また、フランジ部材３の残余の部分は円筒部３ｃとなっている。キャピラリ２の後端部は、フランジ部材３の前端部に嵌合され接着されている。

本参考例で用いられる光ファイバコード５は、コアおよびクラッド層からなる光ファイバ６の外側に、ポリアミド樹脂などからなる樹脂層７、繊維質の抗張力層８、およびＰＶＣなどの外被９を形成してなる。光ファイバコード５から外被９および抗張力層８を除去した状態は心線と称される。フランジ部材３の固定孔３ａの内径は、心線の外径すなわち樹脂層７の外径よりもわずかに大きくされている。後述するとおり、本参考例の組立方法では、光ファイバコード５の心線は、樹脂層７の先端から光ファイバ６を露出させた状態で、フェルール組立体１に固定される。

プラグフレーム２１は、筒型であり、また断面の外形が概ね矩形である。プラグフレーム２１の互いに対向する一対の側面には、凹部２１ａが形成されている。プラグフレーム２１の後部には円筒形状のストップリング２１ｂが固定され、ここに軸線方向にテーパを有する円筒形状のブーツ２５が嵌め込まれる。光ファイバコード５が固定されたフェルール組立体２は、コイルバネ２３によって先端側に付勢される。

光ファイバコード５の抗張力層８は、プラグフレーム２１後部に嵌合されるストップリング２１ｂの外周面と、クリンプリング２６の内周面との間に挟まれて固定される。光ファイバコード５の外被９は、クリンプリング２６の外周面と、アウターリング２７の内周面との間に挟まれて固定される。

図１および図２に示されるように、摺動スリーブ４０は、射出成形により形成された概ね角筒状の形状を有し、その互いに対向する一対の側面には開口部４１が形成されている。左右の開口部４１の周辺部には、それぞれ、凸部４３ａと凹部４３ｂとが形成されている。摺動スリーブ４０の内部寸法は、プラグフレーム２１の先端部分の外部寸法よりも僅かに大きく、摺動スリーブ４０はプラグフレーム２１の外側に摺動可能に装着される。

図１および図３に示されるように、延伸部材５０は、断面が円環状の筒状体であり、硬質の樹脂からなる。延伸部材５０の軸心には、断面が円形の通孔５１が形成されている。通孔５１の内径は、フランジ部材３の固定孔３ａの内径とほぼ等しいか、あるいは固定孔３ａの内径よりもやや小さくするのが好適である。通孔５１の前端部の断面寸法は、光ファイバコード５の心線の断面寸法とほぼ等しくされている。延伸部材５０の先端部には、通孔５１よりも大きい内径を有する係合部５２が形成されている。係合部５２は断面が円環状であって、その内径は、フランジ部材３の筒状部３ｃの後端部の外径とほぼ等しくされている。係合部５２の口縁部には、円筒部３ｃとの結合動作を容易にするために面取り（不図示）を設けてもよい。

なお、図１の状態に組み立てられた光コネクタプラグ２０は、不図示のアダプタまたはレセプタクルに結合される。アダプタまたはレセプタクルに設けられた２つの互いに対向した弾性係止片の係止爪が、プラグフレーム２１の凹部２１ａに係合することで、光コネクタプラグ２０がアダプタまたはレセプタクルに結合される。光コネクタプラグ２０の抜去の際には、ユーザが光コネクタプラグ２０の摺動スリーブ４０を操作する。摺動スリーブ４０とプラグフレーム２１との相対移動によって、アダプタまたはレセプタクルに設けられた弾性係止片の係止爪が凹部２１ａから離れるように操作され、プラグ２０をアダプタまたはレセプタクルから小さな抜去力で抜去することができる。

以上のように構成された光ファイバコネクタの組立方法のうち、フェルール組立体１の固定孔３ａに、接着剤を用いて光ファイバコード５を固定する部分について説明する。図４において、まず、フェルール組立体１のフランジ部材３の固定孔３ａに、接着剤Ａを供給する。この供給は不図示のピペットによって行うことができる。

次に、図５に示されるように、フランジ部材３の筒状部３ｃの後端部に、延伸部材５０を嵌合させる。この嵌合の際に、延伸部材５０の係合部５２が、筒状部３ｃの後端部に係合し、これによって、フランジ部材３の固定孔３ａと、延伸部材５０の通孔５１とが、両者の軸心が一致するように、互いに位置合わせされる。

次に、図６に示されるように、延伸部材５０の通孔５１に、その後端部から、光ファイバコード５の心線を挿入する。光ファイバ６は、キャピラリ２の通孔２ａを通り、樹脂層７の前端部は、キャピラリ２の通孔２ａの後端部に当接する。この心線の挿入前において接着剤Ａの上端の高さはＬ１（図３参照）であったところ、心線の挿入によって固定孔３ａ内の接着剤Ａが押され、接着剤Ａの上端の高さは、心線の挿入後にはＬ２（図４参照）まで上昇する。接着剤Ａの硬化の結果、光ファイバコード５はフランジ部材３の固定孔３ａに強固に固定される。最後に、キャピラリ２の先端から前方側に突き出た余剰の光ファイバ６を切断し、キャピラリ２の前端面と共に研磨する。

以上のとおり、本参考例では、通孔５１を有する延伸部材５０を、フェルール組立体１（光接続部品）の固定孔３ａに前記通孔５１を臨ませて設置するので、通孔５１を通じて固定孔３ａに光ファイバコード５を挿入する際に接着剤Ａが固定孔３ａから溢れ出しても、その接着剤Ａが延伸部材５０の通孔５１内に保持される。すなわち、本参考例では延伸部材５０の通孔５１と心線の樹脂層７との間のクリアランスが、可変量の接着剤Ａを収容しうるバッファとして機能する。したがって、フェルール組立体１の周囲への接着剤Ａの望ましくない付着を抑制できる。

また、本参考例における延伸部材５０は、フェルール組立体１（光接続部品）の後端部に係合可能な係合部５２と、前記係合部５２を通じて延び光ファイバケーブル５の樹脂層７を挿通可能な通孔５１と、を有し、前記係合部５２は、固定孔３ａと通孔５１とを互いに位置合わせ可能であることとしたので、係合部５２と円筒部３ｃとの係合と同時に、光ファイバケーブル５の挿入経路を確保できる。

また、本参考例では、延伸部材５０の通孔５１の前端部の横断面寸法が、光ファイバコード５の心線の断面寸法とほぼ等しくされているので、通孔５１と光ファイバコード５の心線との間のクリアランスが小さくなる。したがって、このクリアランスに収容される接着剤の層を薄くでき、その硬化を促進できる。このクリアランスの隙間は、未硬化の接着剤Ａが表面張力によってクリアランス内に保持されるような大きさに設定するのが好適である。

なお、延伸部材５０を設置するステップは、固定孔３ａに接着剤Ａを供給するステップより前であっても後であっても良い。すなわち、上記参考例では固定孔３ａに接着剤Ａを供給した後に延伸部材５０を設置したが、本発明では、延伸部材５０を先にフェルール組立体１に設置し、その後に、延伸部材５０の通孔５１を通じて、固定孔３ａに接着剤Ａを供給してもよい。後者の場合には、接着剤Ａは自重および毛細管現象によって、あるいは挿入される光ファイバコード５に押されて、通孔５１から固定孔３ａへと移動することになる。

また、本参考例では、光ファイバコード５を挿入するステップより前に、延伸部材５０の通孔５１の内壁面に硬化剤（例えば、アミン系硬化剤）を付着させるステップを更に含んでもよい。この場合には、光ファイバコード５の挿入によって通孔５１内に溢れ出した接着剤Ａに対する硬化剤の作用により、延伸部材５０の外部への接着剤Ａの溢れ出しを更に効果的に抑制でき、光ファイバコード５の挿入直後にコネクタを水平や上下反転の姿勢にするような取扱いにも耐えうる。硬化剤は、例えば、フェルール組立体１に設置されていない状態の延伸部材５０に対して、ピペットなどで供給することができる。硬化剤の供給は、光コネクタが使用される場所で実施してもよいし、そのような組立現場から離れた場所、例えば工場で実施してもよい。通孔５１に供給される硬化剤は、揮発性の溶媒、例えばエタノール等のアルコール溶媒に溶解させたものであってもよく、この場合には、溶媒の作用によって硬化剤を通孔５１の内側面における広い領域に均一に分布させることが可能になる。この場合における溶媒の乾燥は、所定時間（例えば１分間程度）以上の放置、加熱、減圧またはこれらの組合せによって行うことができる。硬化剤の供給は、液相の状態で行うほか、気化させられた状態、または霧化させられた状態で行うことができ、いずれの場合にも、硬化剤の供給中およびその後の所定期間に亘って通孔を栓詰することができる。延伸部材５０は、通孔５１の内側面に硬化剤を付着させられた状態で取引されることができる。

また、本参考例は、予め延伸部材を含んで構成された光ファイバコネクタとして実現してもよい。すなわち、円筒部３ｃに延伸部材５０が固定されたフェルール組立体１は、コイルバネ２３およびストップリング２１ｂによってプラグフレーム２１にセットされ、且つプラグフレーム２１に摺動スリーブ４０が嵌合された状態、つまり半組立状態の光ファイバコネクタとして販売されることができる。この場合には、ユーザは摺動スリーブ４０の後端の開口部から、延伸部材５０の通孔５１に接着剤を供給して、光ファイバコード５を挿入し固定する。このような半組立状態の光ファイバコネクタを用いれば、光ファイバコネクタが使用される場所での組立作業を一層単純化し能率を促進することが可能になる。また、この場合には、延伸部材５０の通孔５１の後端部がプラグフレーム２１および摺動スリーブ４０の後端開口部に近接するため、通孔３ａおよび通孔２ａへの光ファイバコード５の挿入を容易にすることができる。

次に本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態は、上記参考例の延伸部材の通孔の後端部の横断面寸法は、光ファイバコード５の心線の横断面寸法よりも大としたものである。すなわち、図７に示される実施形態の延伸部材１５０では、通孔１５１の後端部の横断面寸法は、光ファイバコード５の心線の横断面寸法よりも大とされている。通孔１５１の後端部には第１の内径を有する円形断面の第１部分１５１ａが設けられ、前記第１部分１５１ａに対し通孔１５１の前部側には、前記第１の内径よりも小さい第２の内径を有する円形断面の第２部分１５１ｂが設けられている。この場合には、延伸部材１５０の通孔１５１への光ファイバコード５の挿入を容易にすることができる。また、第１部分１５１ａと心線との間のクリアランスは、第２部分１５１ｂと心線との間のクリアランスよりも大きいので、収容される接着剤Ａの量の範囲を大きくすることができる。さらに、この構造では、供給された接着剤Ａが、小径の第２部分側（図７中下側）に向けて吸引され易く、接着剤の浸透の促進によって接着を促進することができる。この吸引は、第１部分１５１ａと第２部分１５１ｂとの毛細管力の差によるものと考えられる。

また、通孔における第１部分と第２部分との間には、これら第１部分と第２部分とを滑らかに連結するテーパ部が形成されていてもよい。すなわち、図８に示される変形例の延伸部材２５０では、通孔２５１の後端部には第１の横断面寸法を有する第１部分２５１ａが設けられ、前記第１部分２５１ａに対し通孔２５１の前部側には、前記第１の横断面寸法よりも小さい第２の横断面寸法を有する第２部分２５１ｂが設けられており、かつ、第１部分２５１ａと第２部分２５１ｂとの間には、これら第１部分２５１ａと第２部分２５１ｂとを滑らかに連結する円錐面状のテーパ部２５１ｃが設けられている。この場合には、通孔２５１への光ファイバコード５の挿入が容易になる上、テーパ部２５１ｃによって光ファイバコード５の心線の姿勢を矯正して、第２部分にスムーズに誘導できる。テーパ部２５１ｃの頂角は任意に選択できるが、９０度以下とするのが特に好適である。テーパ部２５１ｃの内径は、フランジ部材３の固定孔３ａの内径とほぼ等しいか、あるいは固定孔３ａの内径よりもやや小さくするのが好適である。

また、延伸部材の通孔は、後端部から前端部に向けて横断面寸法が漸次小さくされていてもよい。図９に示されるまた別の変形例の延伸部材３５０では、通孔３５１は、その後端部から前端部までに亘って延びる円錐面状に形成され、後端部から前端部に向けて横断面寸法が直線的に漸次小さくされている。この場合にも、光ファイバコード５の挿入が容易になる。

また、図１０に示される変形例のように、フランジ部材の筒状部を上記参考例のものよりも長くなるように延長し、筒状部の後端部が、ケーシングを構成する摺動スリーブ４０の後端開口部の近傍に位置するようにしてもよい。すなわち、フェルール組立体４０１は、光ファイバを固定するためのキャピラリ４０２と、延長されたフランジ部材４０３とを有し、フランジ部材４０３は、光ファイバ心線を固定するための筒状部４０３ｃと、前記筒状部４０３ｃに一体的に形成されスプリング２３（図１参照）を受け止めるフランジ部４０３ｂと、を有する。フェルール組立体４０１は、ケーシングを構成するプラグフレーム２１およびストップリング２１ｂの内部で、スプリング２３によって保持される。筒状部４０３ｃの後端部が、組み立てられた際に摺動スリーブ４０の後端開口部の近傍に配置されるので、予めフェルール組立体４０１・プラグフレーム２１・ストップリング２１ｂおよび摺動スリーブ４０を互いに組み立てた状態でフェルール組立体４０１に光ファイバコード５を結合する場合に、通孔４０３ａ・４０２ａへの光ファイバコード５の挿入を容易にすることができる。また、摺動スリーブ４０の後端開口部から筒状部４０３ｃへの接着剤Ａの供給を容易化することができる。また、延伸部材を光接続部品と別途に設けないことにより、部品点数および組立工数を抑制することができる。

上記各実施形態及び参考例では、固定孔への接着剤Ａの供給をピペットによって行うこととしたが、専用の治具などを使用してもよい。また、硬化剤を延伸部材５０，１５０，２５０，３５０の通孔に供給する代わりに、挿入する直前の光ファイバ６に付着させてもよい。

また、上記各実施形態及び参考例では、ＳＣ形の光ファイバコネクタに本発明を実施した例について説明したが、本発明はＭＵ形（Ｆ１４形光ファイバコネクタに関するＪＩＳ Ｃ５９８３（２００１）によるもの）あるいは多心コネクタなどの他の種類の光ファイバコネクタや、各種光デバイスなどの他の種類の光接続部品についても適用することができる。

本発明に関連する参考例に係る光ファイバコネクタを示す平面図である。 プラグフレームおよび摺動スリーブを示す斜視図である。 参考例の延伸部材を示す断面図である。 フェルール組立体のフランジ部材に接着剤を供給する工程を示す断面図である。 フランジ部材に延伸部材を固定する工程を示す断面図である。 フランジ部材および延伸部材に光ファイバコードを挿入する工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る延伸部材を示す断面図である。 延伸部材の変形例を示す断面図である。 延伸部材の別の変形例を示す断面図である。 延長されたフランジ部材を有するフェルール組立体の構成例を示す断面図である。

符号の説明

１，４０１ フェルール組立体
２，４０２ キャピラリ
３，４０３ フランジ部材
３ａ，４０３ａ 固定孔
５ 光ファイバコード
６ 光ファイバ
７ 樹脂層
８ 抗張力層
９ 外被
２０ 光ファイバコネクタ
２１ プラグフレーム
４０ 摺動スリーブ
５０，１５０，２５０，３５０ 延伸部材
５１，１５１，２５１，３５１ 通孔
５２，１５２，２５２，３５２ 係合部
１５１ａ，２５１ａ 第１部分
１５１ｂ、２５１ｂ 第２部分
２５１ｃ テーパ部
Ａ 接着剤

Claims (6)

1. 光接続部品の固定孔に接着剤を用いて光ファイバコードを固定するために用いられる延伸部材であって、
   前記光接続部品の後端部に係合可能な係合部と、前記係合部を通じて延び前記光ファイバコードの心線を挿通可能な通孔と、を有し、前記係合部は、前記固定孔と前記通孔とを互いに位置合わせ可能であり、
   前記通孔の前端部の横断面寸法が、前記光ファイバコードの心線の横断面寸法とほぼ等しくされており、
   前記通孔の後端部の横断面寸法が、前記光ファイバコードの心線の横断面寸法よりも大であることを特徴とする延伸部材。
2. 請求項１に記載の延伸部材であって、
   前記通孔の後端部には第１の横断面寸法を有する第１部分が設けられ、前記第１部分に対し前記通孔の前部側には、前記第１の横断面寸法よりも小さい第２の横断面寸法を有する第２部分が設けられ、
   前記第１部分と前記第２部分との間には、これら第１部分と第２部分とを滑らかに連結するテーパ部が形成されていることを特徴とする延伸部材。
3. 請求項２に記載の延伸部材であって、
   前記テーパ部の頂角が９０度以下であることを特徴とする延伸部材。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の光接続部品の延伸部材であって、
   前記通孔は、その後端部から前端部に向けて横断面寸法が漸次小さくされていることを特徴とする延伸部材。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の延伸部材であって、
   前記通孔の内壁面に硬化剤が付着させられていることを特徴とする延伸部材。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の延伸部材を含んで構成された光ファイバコネクタ。

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