JP4117155B2

JP4117155B2 - 光ファイバコネクタ

Info

Publication number: JP4117155B2
Application number: JP2002189417A
Authority: JP
Inventors: 正石原
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004029633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバコネクタに関し、特に、磁性体を用いた光ファイバコネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを容易かつ正確に接続するため、例えば、特開昭６２−２４０９１２号公報等において、磁性体を用いた光ファイバコネクタが提案されている。
【０００３】
図８は、従来の光ファイバコネクタの一例を示す断面図であって、端面を鏡面状態に形成した光ファイバケーブル５１は、円筒形の磁性体５２の中心に設けた穴部に固定される。図９に示すように、このような構成を有する光ファイバコネクタ５０ａ、５０ｂは、円筒形の磁性体５２ａ、５２ｂの磁力により光ファイバケーブル５１ａ、５１ｂを接続することができる。
【０００４】
この従来の光ファイバコネクタ５０ａ、５０ｂは、図１０（ａ）に示すように、円筒形の磁性体５２ａ、５２ｂの磁力による縦方向の引力５５ａ、５５ｂによって接続される。このとき、図１０（ｂ）に示すように、円筒形の磁性体５２の磁力による横方向の力５６ａ、５６ｂが光ファイバケーブル５１ａ、５１ｂの中心軸を合わせる方向に働く。
【０００５】
図１１は、従来の光ファイバコネクタのもう一つの例を示す断面図であって、端面を鏡面状態にした一方の光ファイバケーブル６１ａは、接続面を円錐状にした一方の磁性体６２ａの中心に設けられた穴部に固定される。また、端面を鏡面状態にした他の光ファイバケーブル６１ｂは、接続面をすり鉢形にした他方の磁性体６２ｂの中心に設けられた穴部に固定される。このような構成の光ファイバコネクタ６０ａ、６０ｂは、図１２に示すように、円筒形の磁性体６２ａとすり鉢形の磁性体６２ｂの磁力により光ファイバケーブル６１ａ、６１ｂを互いに接続することができる。
【０００６】
この従来の光ファイバコネクタ６１ａ、６１ｂは、図１３（ａ）に示すように、磁性体６２ａ、６２ｂの磁力による縦方向の引力６５ａ、６５ｂにより、光ファイバコネクタ６１ａと６１ｂとが接続される。このとき、磁性体６２ａ、６２ｂの磁力による横方向の力６６ａ、６６ｂ、及び接続面の形状が光ファイバケーブル６１ａ、６１ｂの中心軸を合わせるように機能する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の光ファイバコネクタにおいては、まず始めに、磁力の縦方向の力により接続面の任意の位置で光ファイバコネクタを接続し、その後、磁力による横方向の力によって光ファイバコネクタが横方向に移動することで光ファイバケーブルの光軸が一致する。しかし、磁界の強度が大きい光ファイバコネクタでは、光ファイバコネクタを横方向に移動させる時に生じる摩擦抵抗が大きくなり、光ファイバケーブルの光軸を一致させることができない。このため、横方向の抵抗力と同等かそれ以上の外力によって光ファイバケーブルの光軸調整を行う必要があり、光ファイバコネクタの接続を容易に行うことができず、接続時に光ファイバケーブルの光軸がずれ、結合損失のばらつきが大きくなるという問題があった。
【０００８】
また、信頼性の高い光ファイバコネクタには、２つの光ファイバケーブルを一定の範囲内で、直線上に同一中心軸で隙間がないように接続できるようにすることが要求されるが、光ファイバコネクタの接続時に磁性体が破損したり、変形すると、光ファイバコネクタの接続面の平坦性が損なわれ、結合損失が増えたり、２つの光ファイバケーブル端面に隙間が生じることによって近端反射が発生し、光ファイバコネクタの信頼性が低下するという問題があった。
【０００９】
さらに、２つの光ファイバコネクタが互いの磁力による引力で衝突し、磁性体が破損または変形することを防止するため、磁界による縦方向の引力に対して反対方向の外力を加え、２つの光ファイバコネクタを破損しない速度で接近させた後に接続する必要があり、光ファイバコネクタの接続時に２つの光ファイバコネクタが接近する速度を制御する手段が必要となり、接続作業が煩雑になるという問題があった。
【００１０】
また、光ファイバコネクタを外す際には、外力に対して磁力による引力が反対方向に働くため、操作性が悪くなるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来の光ファイバコネクタにおける問題点に鑑みてなされたものであって、結合損失のばらつきが少なく、信頼性が高く、接続作業及び取り外し作業を容易に行うこと等が可能な光ファイバコネクタを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光ファイバを挿通して固定する穴部を有する磁性体を備えた光ファイバコネクタにおいて、相手方の光ファイバコネクタとの接続面に配置され、該接続面の摩擦係数を低減する摩擦係数低減手段と、前記磁性体の前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面側の面に、相手方の光ファイバコネクタとの接続時に発生する衝撃を緩和する衝撃緩和手段とを設け、前記摩擦係数低減手段は、前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面に貼着された樹脂シートであり、前記衝撃緩和手段は、前記磁性体の前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面側の面と、前記接続面に貼着された前記樹脂シートとの間に介装された緩衝材であることを特徴とする。
【００１３】
そして、請求項１記載の発明によれば、光ファイバコネクタの接続面の摩擦係数を低減しているため、２つの光ファイバコネクタを互いに近づけるだけで光ファイバケーブルを接続することができ、磁力によって光ファイバケーブルの中心軸を一致させることが可能となり、磁性体表面の接続時の光結合損失のばらつきを低減することができるとともに、従来のような光ファイバコネクタの接続位置を正確に合わせる手段や、所定の位置にコネクタを差し込む必要がない。また、光ファイバコネクタの接続面の摩擦係数を低減しているため、光ファイバコネクタ着脱時に発生するコネクタの横方向への移動による接続面の摩耗を低減することができる。さらに、緩衝材によって、光ファイバコネクタの接続時に接続端面に加わる衝撃を緩和することができるため、衝撃による磁性体の破損を防止することができ、光ファイバコネクタの信頼性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイバコネクタにおいて、相手方の光ファイバコネクタとの非接続時において、前記光ファイバの端面が前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面から内側に位置し、相手方の光ファイバコネクタとの接続時において、前記光ファイバの端面が相手方の光ファイバの端面と当接することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、緩衝材が光ファイバコネクタの接続時に収縮することを考慮して、非接続時において、光ファイバの端面を相手方の光ファイバコネクタとの接続面から内側に位置させている。これによって、光ファイバコネクタの非接続時において、光ファイバケーブルの端面を保護し、光ファイバケーブル端面の破損を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる光ファイバコネクタの第１の実施の形態を示し、この光ファイバコネクタ８は、中心に円筒状の穴を設けたフェライト磁石等の磁性体２に、端面を鏡面加工した光ファイバケーブル１を垂直にかつ中心軸が等しくなるように固定し、光ファイバコネクタの接続面となる磁性体２の端面に、この端面の摩擦を低減するための摩擦低減シート３を貼着したものである。
【００２２】
このとき、光ファイバケーブル１の端面と、光ファイバコネクタ８の接続面が同一面上に位置するようにしている。また、磁性体２の磁極は、Ｓ極とＮ極を結ぶ直線が光ファイバケーブル１の中心軸に対して垂直になるように構成される。
【００２３】
次に、上記構成を有する光ファイバコネクタ８の動作について、図２を参照しながら説明する。
【００２４】
本発明の光ファイバコネクタ８ａ、８ｂを接続しようとした場合、磁性体２ａ、２ｂのＮ極からＳ極に働く磁界により、光ファイバコネクタ８ａのＳ極と光ファイバコネクタ８ｂのＮ極、及び光ファイバコネクタ８ａのＮ極と光ファイバコネクタ８ｂのＳ極が引きつけ合い、磁力による縦方向の引力５ａ、５ｂが発生する。また、磁性体２ａ、２ｂは、Ｎ極とＳ極の磁束密度が高い場所が最も引力が大きくなるため、磁力による横方向の力６ａ、６ｂが発生する。このような磁力の作用によって、光ファイバコネクタ８ａ、８ｂは光ファイバケーブル１ａと光ファイバケーブル１ｂの中心軸が一直線上で一致するように接続される。
【００２５】
次に、上記光ファイバコネクタ８の接続時の詳細な動作について図３を参照しながら説明する。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、接続される直前の光ファイバコネクタ８ａ、８ｂは、磁性体２ａ、２ｂによる磁力による縦方向の引力５ａ、５ｂの力で互いを引き合う。このとき、図３（ｂ）に示すように、磁力による横方向の力６ａ、６ｂも同時に発生するが、一般的に磁力による縦方向の引力５ａ、５ｂ（Ａとする）と、磁力による横方向の力６ａ、６ｂ（Ｂとする）は、通常、次式のような関係になるため、光ファイバコネクタ８ａと光ファイバコネクタ８ｂとが任意の位置で接続され、光ファイバケーブル１ａ、１ｂの中心がずれた状態になる。
Ａ＞Ｂ
【００２７】
次に、光ファイバコネクタ８ａ、８ｂは、磁力による横方向の力６ａ、６ｂによって光ファイバケーブル１ａ、１ｂの中心軸が一致する位置に移動しようとするが、光ファイバコネクタ８ａ、８ｂの接続面に発生する摩擦力７ａ、７ｂ（Ｃとする）と、磁力による横方向の力６ａ、６ｂ（Ｂ）とは、次式のような関係になるため、磁力による横方向の力６ａ、６ｂによる光ファイバケーブル１ａと１ｂの中心軸を一致する動作が妨げられる。
Ｂ＜Ｃ
【００２８】
しかし、光ファイバコネクタ８ａ、８ｂの接続面に摩擦力の小さい摩擦低減シート３ａ、３ｂが固定されている場合には、光ファイバコネクタ８ａ、８ｂの接続面に発生する摩擦力７ａ、７ｂ（Ｃ）と、磁力による横方向の力６ａ、６ｂ（Ｂ）とは、次式のような関係になるため、磁力による横方向の力６ａ、６ｂ（Ｂ）によって光ファイバコネクタ８ａと８ｂが移動する。
Ｂ＞Ｃ
【００２９】
このような力関係を維持した光ファイバコネクタ８ａ、８ｂは、図３（ｃ）に示すように、光ファイバケーブル１ａ、１ｂの中心軸が直線上で一致した効率のよい接続になる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、光ファイバコネクタ８ａ、８ｂの接続面に固定した摩擦力低減シート３により、磁力による縦方向の引力（Ａ）と、磁力による横方向の力（Ｂ）と、光ファイバコネクタの接続面に発生する摩擦力（Ｃ）の力関係を下式の条件を満たすように制御しているため、光ファイバコネクタの接続時に必要となる２つの光ファイバケーブルの中心軸を一致させる手段及び外力を必要としない。
【００３１】
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
また、光ファイバケーブルの中心軸を直線上に一致させる目的で行う光ファイバコネクタの横方向への移動により、鏡面加工した光ファイバケーブルの端面と磁性体の摩擦により発生する光ファイバケーブル端面の傷や破損を防止することができる。
【００３２】
さらに、一般に割れやすい磁性体の接続面を保護するとともに、光ファイバコネクタを容易に横移動することができるため、磁界の弱い場所まで横にずらした後に光ファイバコネクタを簡単に外すことができる。
【００３３】
尚、上記実施の形態においては、磁性体２に、形状の多様性、コストの面からフェライト磁石を用いたが、小型でより強力な接続が必要な場合には、合金磁石、希土類磁石等が用いられる。その他に、磁界を外部から容易に制御するために電磁石が用いられる。
【００３４】
また、上記実施の形態においては、磁性体２の接続端面の摩擦を低減するため、摩擦低減シート３を用いたが、例えば、磁性体２の表面を凹凸に加工して接触面積を減らすことも１つの方法である。また、単に光ファイバコネクタ８の接続端面に潤滑油を塗布してもよい。しかし、磁性体２の表面を凸凹に加工した場合には、光ファイバコネクタ８の接続に伴う横方向の移動により、摩擦による磁性体２の表面の摩耗により光ファイバコネクタ８の接続端面の平坦性が損なわれることと、摩耗した磁性体により光ファイバケーブル１の端面を傷つけるおそれがある。また、光ファイバコネクタ８の接続端面に潤滑油を塗布した場合には、埃の付着、または巻き込みにより、光の接続損失が増加するとともに、潤滑油が酸化する問題がある。
【００３５】
このため、摩擦低減シートには、例えば、四ふっ化エチレン樹脂でコーティングしたシートが用いられる。四ふっ化エチレン樹脂同士の静摩擦係数は、約０．０４であり、超鋼同士の静摩擦係数０．７８、または潤滑油を用いた超鋼同士の静摩擦係数０．１１よりも小さくなる。この他にも、様々なプラスチック類のシートを使用することが可能であり、その摩擦係数の差に加え、摩擦低減シート３の接続面の表面形状により摩擦力を制御することが可能である。
【００３６】
次に、本発明にかかる光ファイバコネクタの第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図４及び図５に示すように、本実施の形態にかかる光ファイバコネクタ９は、磁性体２と摩擦低減シート３との間に、緩衝材４を備える。この緩衝材４は、光ファイバコネクタ９の接続面に加わる衝撃を緩和し、衝撃によって欠けや割れが発生するおそれのある磁性体２を保護する。緩衝材４には、例えば、ゴム、発泡性樹脂が用いられる。特に、価格と加工の容易性から、表面に粘着材を塗布した発泡ポリエチレンが用いられる。
【００３８】
光ファイバケーブル１は、光ファイバコネクタ９を接続したときに薄くなる緩衝材４の形状変化を考慮し、非接続前に摩擦低減シート３に対して光ファイバケーブル１の端面が若干内側に位置するように磁性体２へ固定する。
【００３９】
図６に示すように、光ファイバコネクタ９ａと光ファイバコネクタ９ｂは、接続時に緩衝材４が磁力による縦方向の引力により変形し、光ファイバケーブル１ａ、１ｂの端面が接続される。このとき、摩擦低減シート３ａ、３ｂにより光ファイバコネクタ端面の摩擦力が低減されるとともに、緩衝材４ａ、４ｂが横方向の変形にも対応することができるため、磁力により光ファイバコネクタ９ａ、９ｂの横方向のずれが補正され、光ファイバケーブル１ａ、１ｂの中心軸が直線上で一致する。
【００４０】
本実施の形態では、第１の実施の形態における効果に加え、光ファイバコネクタ９の接続時等に２つの光ファイバコネクタ９が磁力により衝突することで生じる光ファイバコネクタ９の接続面に加わる衝撃を緩和するという効果も有する。
【００４１】
また、光ファイバコネクタ９が接続されていないときには、摩擦力低減シート４に対して光ファイバケーブル１の端面が内側に位置するため、光ファイバケーブル１の端面が障害物と接触することを防止して光ファイバケーブル１の端面を保護することができる。
【００４２】
さらに、本発明の第３の実施の形態として、図７に示すように、磁性体２の磁極は、Ｓ極とＮ極を結ぶ直線が光ファイバケーブル１の中心軸に対して水平になるように構成されるものがある。このような磁極の磁性体２を用いた場合でも上記と同様の効果が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、結合損失のばらつきが少なく、信頼性が高く、接続作業及び取り外し作業を容易に行うこと等が可能な光ファイバコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光ファイバコネクタの第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の光ファイバコネクタの動作説明図である。
【図３】図１の光ファイバコネクタの詳細な動作を説明するための図である。
【図４】本発明にかかる光ファイバコネクタの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図５】図４の光ファイバコネクタの分解斜視図である。
【図６】図４の光ファイバコネクタの動作説明図である。
【図７】本発明にかかる光ファイバコネクタの第３の実施の形態を示す動作説明図である。
【図８】従来の光ファイバコネクタの一例を示す断面図である。
【図９】図８の光ファイバコネクタの動作説明図である。
【図１０】図８の光ファイバコネクタの詳細な動作を説明するための図である。
【図１１】従来の光ファイバコネクタの他の例を示す断面図である。
【図１２】図１１の光ファイバコネクタの動作説明図である。
【図１３】図１１の光ファイバコネクタの詳細な動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１光ファイバケーブル
２磁性体
３摩擦低減シート
４緩衝材
５磁力による縦方向の引力
６磁力による横方向の力
７コネクタ端面の抵抗力
８光ファイバコネクタ
９光ファイバコネクタ

Claims

光ファイバを挿通して固定する穴部を有する磁性体を備えた光ファイバコネクタにおいて、
相手方の光ファイバコネクタとの接続面に配置され、該接続面の摩擦係数を低減する摩擦係数低減手段と、
前記磁性体の前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面側の面に、相手方の光ファイバコネクタとの接続時に発生する衝撃を緩和する衝撃緩和手段とを設け、
前記摩擦係数低減手段は、前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面に貼着された樹脂シートであり、
前記衝撃緩和手段は、前記磁性体の前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面側の面と、前記接続面に貼着された前記樹脂シートとの間に介装された緩衝材であることを特徴とする光ファイバコネクタ。
相手方の光ファイバコネクタとの非接続時において、前記光ファイバの端面が前記相手方の光ファイバコネクタとの接続面から内側に位置し、相手方の光ファイバコネクタとの接続時において、前記光ファイバの端面が相手方の光ファイバの端面と当接することを特徴とする請求項１記載の光ファイバコネクタ。