JP4071705B2 - 多心光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、複数の光ファイバ挿入穴を有し、該光ファイバ挿入穴に挿通固定された光ファイバがフェルールの接合端面から突出している多心光コネクタに関する。

例えば、ＪＩＳ Ｃ ５９８１等に規定されるＭＴ形多心光コネクタ（ＭＴ：Mechanically Transferable）のように、フェルールに複数の光ファイバ挿入穴が設けられ、１個のフェルールに複数の光ファイバを固定することで、複数の光ファイバを一括して光接続できるようにした多心光コネクタがある（例えば、特許文献１参照）。
この種の多心光コネクタでは、図７に示すように、フェルール１０１の接合端面１０２に屈折率整合剤を使用せずに、光ファイバ１０４の端面１０５を直接接触させるＰＣ接続（ＰＣ：physical contact）を行う接続方法がある。ＰＣ接続を行う場合、図６に示すように、フェルール１０１の接合端面１０２は、光ファイバ挿入穴１０３に挿通固定された光ファイバ１０４がフェルール１０１の接合端面１０２から数μｍ程度（図６の寸法Ｈ）突出するように、研磨される。石英系ガラスである光ファイバ１０４の硬度とエポキシ樹脂等を用いたフェルール１０１の硬度とに差違が存在するため、研磨前の光ファイバ付きフェルールとして、光ファイバ１０４の端面１０５とフェルール１０１の端面とが殆ど合っているものを用いたとしても、単に、光ファイバ１０４を含めたフェルール１の端面全体を研磨加工することにより、光ファイバ１０４が突出するようにフェルール１０１の接合端面１０２を研磨することが可能である。
実開昭６２−１０４２０３号公報

従来、ＰＣ接続用のフェルールは、図６に示すように、光ファイバ１０４の端面１０５が接合端面２から突出する突出量Ｈを同程度に揃え、各光ファイバ１０４の端面１０５の位置がフェルール１０１の接合端面１０２と平行となるように研磨される。しかしながら、図６のように研磨しようとしても、図８に示すように、接合端面１０２の中央部寄りの位置に比べて接合端面１０２の両側部の方ほど、光ファイバ１０４の研磨量が大きくなり、各光ファイバ１０４の端面１０５をつないだ仮想線が該フェルール１０１の後端から先端に向かう方向（図８の上向き）に凸の弧を描くような状態になることがある。また、図９に示すように、フェルール１０１の接合端面１０２の面精度が低くなり、フェルール１の中心軸に対して直角とならない場合もある。このような場合、光コネクタに振動等の外力が加わった場合にＰＣ接続が外れやすく、安定した光学的特性を維持することが難しいという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、良好なＰＣ接続状態を安定に維持することができる多心光コネクタを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、接合端面と該接合端面に開口した複数の光ファイバ挿入穴とを有する樹脂一体成形されたフェルールを備え、前記光ファイバ挿入穴の開口が前記接合端面に一列又は複数列にて配列されており、前記光ファイバ挿入穴に挿通固定された光ファイバが前記フェルールの接合端面から突出している多心光コネクタであって、前記接合端面からの突出量が、接合端面の中央部に位置する光ファイバの突出量よりも大きな光ファイバを、接合端面の両側部に有することを特徴とする多心光コネクタを提供する。
また、本発明は、接合端面と該接合端面に開口した複数の光ファイバ挿入穴とを有する樹脂一体成形されたフェルールを備え、前記光ファイバ挿入穴の開口が前記接合端面に一列又は複数列にて配列されており、前記光ファイバ挿入穴に挿通固定された光ファイバが前記フェルールの接合端面から突出している多心光コネクタであって、光ファイバの先端位置が、フェルールの中心軸に直交する平面であって該フェルールのすべての光ファイバの端面よりも接続方向前方に位置する基準面を基準にして決定されている場合において、接合端面の両側部に位置する少なくともいずれかの光ファイバの先端位置が、接合端面の中央部に位置するすべての光ファイバの先端位置よりも、前記基準面に近い位置にあることを特徴とする多心光コネクタを提供する。
この多心光コネクタにおいては、接合端面の最も外側に位置する両光ファイバの先端位置が、他のすべての光ファイバの先端位置よりも前記基準面に近い位置にあることが好ましい。

本発明によれば、光コネクタをＰＣ接続した際に、接合端面の両側部に位置する光ファイバの端面同士間に押圧力が加わりやすくなる。このため、光コネクタに振動等の外力が加わったとしても、ＰＣ接続が外れにくくなり、安定した光学的特性を維持することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の光コネクタのフェルールの一例を示す正面図である。図２は、図１のフェルールをＰＣ接続した状態の一例を示す正面図である。
本形態例における光コネクタのフェルールは、ＪＩＳ Ｃ ５９８１等に規定されるＭＴ形多心光コネクタ（ＭＴ：Mechanically Transferable）のフェルールである。このフェルールは、例えばシリカ充填エポキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のプラスチックを用いた樹脂一体成形などにより形成することができる。

図３，図４に示すように、上記フェルール１は、接合端面２と、該接合端面２に開口した複数の光ファイバ挿入穴３と、接合端面２において光ファイバ挿入穴３の両側に設けられたガイドピン穴６と、接合端面２と反対側の後端側に形成されたフランジ７を有する。
図１に示す構成では、フェルール１の接合端面２は、フェルール１の中心軸Ｃと直交する平面（直角平面研磨フェルール）となっている。なお、後述するように、本発明は、直角平面研磨フェルールのほか、斜め研磨フェルール、球面研磨フェルール曲面等にも特に限定されることなく適用可能である。

本形態例においては、光ファイバ挿入穴３の開口３ａは、接合端面２に一列にて配列されている。また、光ファイバ挿入穴３の開口３ａの個数は、１２個となっている。しかし本発明は、特にこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を具現できる限り、適宜設定することができる。例えば、光ファイバ挿入穴３が、４個、８個、１０個、１２個、１６個などであってもよい。
また、図５に示すように、光ファイバ挿入穴３の開口３ａが接合端面２に二列以上の複数列にて配列されているフェルール１１も採用可能である。複数列の光ファイバ挿入穴３を有するフェルール１１において、光ファイバ挿入穴３の配列形態は種々の形態が可能であり、図５には１２個×２段（２４心）の形態を図示しているが、この他、１２個×３段（３６心）、１２個×５段（６０心）、１６個×５段（８０心）など、特に限定なく採用できる。
光ファイバ挿入穴３の個数が１段当たり３個以上存在すれば、接合端面２の側部２ｓに位置する光ファイバと接合端面２の中央部２ｃに位置する光ファイバとの区別が可能となり、本発明を具現できる。本発明において、接合端面２の中央部２ｃとは、少なくとも接合端面２の中心軸Ｃを含む領域であり、接合端面２の側部２ｓとは、接合端面２の中央部２ｃの両側に位置する領域とする。このようにして、接合端面２は中央部２ｃおよび両側部２ｓとして３つの領域（図１では、図の左側、中央部、右側）に分割されうる。これら３つの領域はそれぞれ、少なくとも１本の光ファイバを含むものとする。接合端面２の側部２ｓはそれぞれ、最も外側の光ファイバ４ｓを含む。

図１に示すように、各光ファイバ挿入穴３には光ファイバ４が挿通固定されており、これら光ファイバ４はフェルール１の接合端面２から突出している。
該光ファイバ４は、例えば単心光ファイバ心線や多心光ファイバ心線（光ファイバテープ心線等）等の被覆付き光ファイバ（図示略）の先端部において樹脂被覆（ＵＶ硬化樹脂等）を除去することにより露出された石英系の裸光ファイバとすることもできる。この場合、光ファイバ４の光ファイバ挿入穴３への挿通は、例えば、フェルール１の後端部からフェルール１の内部空間を通して光ファイバ挿入穴３に挿入し、端面５が接合端面２から突出するまで押し込むことにより行うことができる。
また、光ファイバ４が短尺の裸光ファイバであって、該短尺光ファイバの光ファイバ挿入穴３の開口３ａから露出される側の端面５と反対側の端面（図示略）がフェルール１内部にとどまるものを用いることもできる。光ファイバ４が短尺の裸光ファイバである場合、該光ファイバ４は、光ファイバテープ心線（図示略）等の各光ファイバ（裸ファイバ）とフェルール１内部で突き合わせ接続される。

本形態例においては、接合端面２の両側部２ｓに配置された光ファイバ４（区別のため、図１には符号４ｓ，４ｔとして示す）の接合端面２からの突出量Ｈｓ，Ｈｔが、接合端面２の中央部２ｃに位置する光ファイバ４（区別のため、図１には符号４ｃとして示す）の接合端面２からの突出量Ｈｃよりも大きくなっている。図２では、ここでは、最も外側の光ファイバ４ｓの突出量をＨｓ、外側から２番目の光ファイバ４ｔの突出量をＨｔ、接合端面２の中央部２ｃに位置する光ファイバ４ｃの突出量をＨｃとするとき、Ｈｃ＜Ｈｔ＜Ｈｓとなっている。本形態例では、接合端面の最も外側に位置する光ファイバ４ｓの突出量Ｈｓが最大となり、接合端面２の両側の端部に近い光ファイバほど突出量が大きくなるような傾向に設定されている。

光ファイバ４ｃ，４ｓ，４ｔの突出量Ｈｃ，Ｈｓ，Ｈｔはそれぞれ数μｍ程度とすることができる。ＨｓとＨｃとの差は、光ファイバ４の本数（光ファイバ挿入穴３の個数）や、接続時にフェルール１間に作用する押圧力の大きさ等に依存し得るものであり、条件に応じて実験等に基づき、適当な値を設定するとよい。
上記突出量Ｈｃ，Ｈｓ，Ｈｔの大きさは、光ファイバ４の端面５およびフェルール１の接合端面２の研磨の際に調整することができる。このフェルール１の研磨方法は、特に限定されるものではないが、アルミナ研磨液やバフ研磨等を用いて行うことができる。研磨前の光ファイバ４の端面５は、フェルール１の研磨前の端面と殆ど合っていてもよく、あるいは、研磨前に光ファイバ４がフェルール１の研磨前の端面から突出するように、光ファイバ４を接着固定しても良い。

ところで、光ファイバ４ｃ，４ｓ，４ｔの接合端面２からの突出量Ｈｃ，Ｈｓ，Ｈｔは、フェルール１の中心軸Ｃに直交する平面であって該フェルール１のすべての光ファイバ４の端面５よりも接続方向前方に位置する基準面Ｐを設定することにより、前記基準面Ｐと光ファイバ４の端面５との距離に基づいて決定することができる。
本形態例においては、接合端面２の中央部２ｃに位置する光ファイバ４ｃの端面５と基準面Ｐとの距離Ｄｃ、接合端面２の側部２ｓに位置する光ファイバ４ｓ，４ｔの端面５と基準面Ｐとの距離Ｄｓ，Ｄｔについて、Ｄｃ＞Ｄｔ＞Ｄｓとなっている。つまり、接合端面の両側部２ｓに位置する光ファイバ４ｓ，４ｔの端面が、接合端面２の中央部２ｃに位置するすべての光ファイバ４ｃの端面よりも、基準面Ｐに近い位置にある。

なお、図２は本発明を模式的に説明するものであり、本発明を取り立てて限定するものではない。例えば、接合端面２の中央部２ｃに位置する光ファイバ４ｃの突出量Ｈｃよりも突出量が大きな光ファイバが接合端面２の両側部２ｓの位置にそれぞれ２本あることは、本発明を特に限定する要件ではない。また、ここでは、最も外側の光ファイバ４ｓを突出量が最大の光ファイバとしたが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、例えば、外側から２番目の光ファイバ４ｔの突出量が最大となるようにしてもよい。要は、接合端面２の中央部２ｃに位置する光ファイバ４ｃの突出量Ｈｃよりも、突出量が大きな光ファイバが、接合端面２の両方の側部２ｓに設けられていればよい。また、両方の側部２ｓの光ファイバの全てが、中央部２ｃに位置する光ファイバ４ｃの突出量Ｈｃよりも大きな突出量を有するという必要はない。光ファイバ４の突出量の差は、大概１μｍ以下となる。

上述したように光コネクタを構成することにより、図１のフェルール１同士を向かい合わせ、光ファイバ４の端面５同士を突き合わせた際には、図２に示すように、光ファイバ４の端面５間のギャップがなくなり、光ファイバ４同士がＰＣ接続される。この理由は、１対のフェルール１の接合端面２を向かい合わせて光ファイバ４の端面５同士を突き合わせたときには、端面間に数ｋｇの押圧力が加えられ、フェルールを構成する樹脂材、光ファイバ４の外周と光ファイバ挿入穴３の内面との間に充填された接着剤、光ファイバ４を構成するガラスの変形などの要因が総合的に働くことによって両光ファイバ４の端面５が整合して光ファイバ４の端面５間のギャップがなくなるものと考えられる。各光ファイバの端面間に作用する圧縮力は、光ファイバごとに相違する。光ファイバ４の突出量が大きいほど、光ファイバ４の端面５間により大きな押圧力が作用しやすくなるものと考えられる。なお、図２では、光ファイバ４の端面５間の押圧力が大きくなることを模式的に示すため、両側部の光ファイバ４ｓ，４ｔの先端部にハッチング８を付している。つまり、光ファイバ４の端面５間により大きな押圧力が作用する領域が接合端面２の両側部２ｓに生じることになる。この結果、光コネクタに振動等の外力が加わったとしてもＰＣ接続が外れにくくなり、光損失の増大や接続の切断などのトラブルを抑制し、安定した光学的特性を維持することができる。

以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の最良の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、多心光コネクタの種類は、本発明の要旨を具現できる限り、特に限定されるものではない。例えば、ＪＩＳ Ｃ ５９８２等に規定されたＭＰＯ形多心光コネクタ（ＭＰＯ：Multifiber Push-On）、ＪＩＳ Ｃ ５９８４等に規定されたＭｉｎｉ−ＭＰＯ形多心光コネクタなどが挙げられる。

フェルールの接合端面の研磨形状の種類は、フェルールの接合端面から光ファイバが突出する構成が可能な限り、平面研磨または球面研磨、直角研磨または斜め研磨など、特に限定されない。
フェルールの接合端面が球面や曲面に研磨されている場合には、フェルールの中心軸に直交し、すべての光ファイバの端面よりも接続方向前方（光ファイバが接合端面から突出する方向）に位置する任意の基準面を設定することにより、該基準面を基準として各光ファイバの先端位置（突出量）を決定することができる。つまり、接合端面の両側部に位置する少なくともいずれかの光ファイバの先端位置が、接合端面の中央部に位置するすべての光ファイバの先端位置よりも前記基準面に近い位置となるようにフェルールおよび光ファイバ端面を研磨することにより、接合端面の中央部に位置するすべての光ファイバよりも突出した光ファイバが接合端面の両側部に設けられることになり、上記形態例と同様にして、接合端面の両側部の光ファイバの端面間に大きな押圧力が作用するようになり、ＰＣ接続の安定性を向上することができる。

本発明の多心光コネクタは、光通信等の種々の産業分野において、光ファイバのコネクタ接続に利用することができる。

本発明の光コネクタのフェルールの一例を示す正面図である。 図１のフェルールをＰＣ接続した状態の一例を示す正面図である。 光コネクタのフェルールの一例を示す斜視図である。 図３のフェルールの接合端面を示す正面図である。 他の例の光コネクタのフェルールの接合端面を示す正面図である。 従来の光コネクタのフェルールの一例を示す正面図である。 図６のフェルールをＰＣ接続した状態の一例を示す正面図である。 従来の光コネクタのフェルールの他の例を示す正面図である。 光コネクタのフェルールをＰＣ接続した状態の他の例を示す正面図である。

符号の説明

Ｃ…フェルールの中心軸、Ｈｃ…接合端面の中央部に位置する光ファイバの接合端面からの突出量、Ｈｓ…接合端面の最も外側に位置する光ファイバの接合端面からの突出量、Ｈｔ…接合端面の外側から２番目に位置する光ファイバの接合端面からの突出量、Ｐ…フェルールの中心軸に直交する平面であって該フェルールのすべての光ファイバの端面よりも接続方向前方に位置する基準面、１…フェルール、２…接合端面、２ｃ…接合端面の中央部、２ｓ…接合端面の側部、３…光ファイバ挿入穴、３ａ…光ファイバ挿入穴の開口、４…光ファイバ、４ｃ…接合端面の中央部に位置する光ファイバ、４ｓ…接合端面の最も外側に位置する光ファイバ、４ｔ…接合端面の外側から２番目に位置する光ファイバ。

Claims (3)

1. 接合端面（２）と該接合端面に開口した複数の光ファイバ挿入穴（３）とを有する樹脂一体成形されたフェルール（１）を備え、前記光ファイバ挿入穴の開口（３ａ）が前記接合端面に一列又は複数列にて配列されており、前記光ファイバ挿入穴に挿通固定された光ファイバ（４）が前記フェルールの接合端面から突出している多心光コネクタであって、
   前記接合端面からの突出量（Ｈｓ，Ｈｔ）が、接合端面の中央部（２ｃ）に位置する光ファイバ（４ｃ）の突出量（Ｈｃ）よりも大きな光ファイバ（４ｓ，４ｔ）を、接合端面の両側部（２ｓ）に有することを特徴とする多心光コネクタ。
2. 接合端面（２）と該接合端面に開口した複数の光ファイバ挿入穴（３）とを有する樹脂一体成形されたフェルール（１）を備え、前記光ファイバ挿入穴の開口（３ａ）が前記接合端面に一列又は複数列にて配列されており、前記光ファイバ挿入穴に挿通固定された光ファイバ（４）が前記フェルールの接合端面から突出している多心光コネクタであって、
   光ファイバの先端位置が、フェルールの中心軸（Ｃ）に直交する平面であって該フェルールのすべての光ファイバの端面よりも接続方向前方に位置する基準面（Ｐ）を基準にして決定されている場合において、
   接合端面の両側部（２ｓ）に位置する少なくともいずれかの光ファイバ（４ｓ，４ｔ）の先端位置が、接合端面の中央部（２ｃ）に位置するすべての光ファイバ（４ｃ）の先端位置よりも、前記基準面に近い位置にあることを特徴とする多心光コネクタ。
3. 接合端面の最も外側に位置する両光ファイバ（４ｓ）の先端位置が、他のすべての光ファイバの先端位置よりも前記基準面に近い位置にあることを特徴とする請求項２に記載の多心光コネクタ。

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