JP4140276B2

JP4140276B2 - 光コネクタの製造方法

Info

Publication number: JP4140276B2
Application number: JP2002143249A
Authority: JP
Inventors: 健一郎大塚; 孝久山口; 知彦上田; 俊史細谷
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP2003337262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単心又は多心の光ファイバの先端から露出させた光ファイバをフェルールに組み付けて固定させるための光コネクタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般に利用されている光コネクタとしては、２本のガイドピンを有し、当該ガイドピンで高精度の位置合わせするＭＴコネクタ、さらにそのＭＴコネクタをハウジング内に内蔵したＭＰＯコネクタが知られている。これらの多心コネクタは、近年、単心コネクタに置き換わって需要が増えつつある。このような多心コネクタに対する要求は単心コネクタの場合と同様であり、非常に低損失なものが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接続損失を低減させるためには、位置合わせ部品などの高精度化が必要不可欠であるが、精度向上を図るためには部品を製造するための金型などを高精度化することが必要であり、コストが上昇するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記課題を解決し、コスト上昇を抑えつつ接続損失を低減させた光コネクタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光コネクタの製造方法は、設計中心位置としてあらかじめ定められた光ファイバ挿入孔の中心位置とフェルールに形成された光ファイバ挿入孔の中心位置とのずれ量ａ及び前記光ファイバ挿入孔の径Ｄを測定し、前記ずれ量ａ及び前記光ファイバ挿入孔の径Ｄに対して、ｄ＋２ａ≦Ｄ＜ｄ＋３．０μｍという関係を満たす径ｄを有する光ファイバを選択する光ファイバ選択ステップと、光ファイバ選択ステップにおいて選択された光ファイバを光ファイバ挿入孔に挿入し、光ファイバの中心が光ファイバ挿入孔の設計中心位置に一致するように光ファイバの位置決めをする位置決めステップと、位置決めステップにおいて位置決めされた光ファイバを光ファイバ挿入孔内で固定する光ファイバ固定ステップと、光ファイバが挿入されたフェルールの端面を研磨するステップと、を有し、位置決めステップでは、フェルールの接続端面の光ファイバ挿入孔から突出した光ファイバと位置決めするための光ファイバ位置決め部と、フェルールに形成された嵌合孔に嵌合された嵌合ピンを位置決めするための嵌合ピン位置決め部と、を備える光コネクタ組立治具を用いて、光ファイバの中心が光ファイバ挿入孔の設計中心位置に一致するように位置決めすることを特徴とする。
【０００６】
光ファイバ挿入孔の設計中心値とのずれ量ａ、光ファイバ挿入孔の径Ｄに対して、ｄ＋２ａ≦Ｄという関係を満たす径ｄを有する光ファイバを選択すれば、光ファイバ挿入孔内で光ファイバの位置を調節することによって、光ファイバの中心を光ファイバ挿入孔の設計中心値に一致させることができる。すなわち、フェルールに形成された光ファイバ挿入孔の中心が設計中心位置からずれている場合であっても、光ファイバを設計中心位置に位置決めすることができ、光ファイバのコアを偏心なく位置合わせすることが可能となり光コネクタの接続損失を低減できる。従って、コストをかけてフェルールを高精度に成形しなくても、従来のフェルールを用いて光コネクタの接続損失を低減できる。また、光ファイバ挿入孔の径と光ファイバとの径の差が３．０μｍより大きくなると、位置決めステップにおいて光ファイバの中心を設計中心位置に位置決めするのが困難になるので、Ｄ＜ｄ＋３．０μｍという関係を満たす光ファイバを満たす光ファイバを選択することが好適である。なお、位置決めステップにおいて、「光ファイバの中心が光ファイバ挿入孔の設計中心位置に一致するように光ファイバの位置決めをする」とは、完全に一致することまで要求するものではなく、実用的に問題が生じない範囲で一致すればよい。
更に、光ファイバ位置決め部と嵌合ピン位置決め部とを有する光コネクタ組立治具を用いて光ファイバの位置決めを行うことにより、光ファイバの位置決めを精度良く行うことができる。本発明に係る製造方法において、設計中心位置への位置決めは、真の中心位置に対して０．７μ m 以下の偏心を達成していれば、単心コネクタで用いられる高精度の単心フェルールと同等以上の性能を得ることができる。
【０００７】
上記光コネクタの製造方法は、光ファイバ固定ステップでは、室温硬化型接着剤を光ファイバ挿入孔に充填させて光ファイバを固定することを特徴としても良い。
【０００８】
このように、常温で硬化する接着剤を用いることにより、熱による部品の膨張などを考慮する必要がなく、精度良く光ファイバを取り付けて固定すれば、精度の良い光コネクタを製造することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係る光コネクタの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３０】
図１は実施形態に係る光コネクタ１を示す斜視図、図２は図１に示す光コネクタ１の分解斜視図である。この光コネクタ１は、光ファイバの位置決め用部品としての多心用フェルールを適用させたＭＴコネクタである。図２に示されるように、光コネクタ１は、光ファイバＦを固定する１組のフェルール３と、フェルール３どうしを結合するためフェルール３に挿入される１対の棒状ガイドピン（嵌合ピン）５と、相互に突き合わされたフェルール３どうしを結合する結合クリップ７とを備える。フェルール３は、平板上の結合部３ａと、結合部３ａの一端に一体に設けられたブロック状のファイバ挿入部３ｂとからなる。ファイバ挿入部３ｂには、例えば、８心のテープ状の光ファイバ心線２が挿入され、ゴム製のブーツ８によって固定される。結合部３ａ内には、被覆部の剥離により露出された８本の光ファイバＦが収納されている。また、結合部３ａには接着剤充填窓１０が形成され、この接着剤充填窓１０を通してエポキシ樹脂等の接着剤Ｒが注入され、この接着剤Ｒにより光ファイバＦが固定されている。さらに、フェルール３には、１対のガイドピン５と嵌合する内周が略円形のガイド穴（嵌合孔）６が形成されている。
【００３１】
次に、フェルール３について詳しく説明する。図３はフェルール３の接続端面３ｃを示す図であるが、フェルール３の接続端面３ｃには光接続口４が直線上に整列して形成されている。接続端面３ｃの光接続口４と反対面の光ファイバ導入口１１とは、フェルール３を貫通する光ファイバ挿入孔１２を通じて接続されている。図４はフェルール３の断面図であるが、同図に示されるように、光ファイバ挿入孔１２は、光接続口４とほぼ同径で光接続口４から延びる光ファイバ位置決め孔１２ａと、光ファイバ位置決め孔１２ａの径よりも拡大された径を持つロート状の接着剤充填孔１２ｂとを有している。なお、光ファイバ位置決め孔１２ａは、光ファイバＦの先端部分の位置決めを行って心出しをさせる関係上光ファイバＦと略同径となっており、例えば、光ファイバＦの径が１２５μｍである場合には、光ファイバ位置決め孔１２ａは１２６〜１２７μｍである。接着剤充填孔１２ｂは、１２６μｍ程度の光ファイバ位置決め孔１２ａに対して、１５０〜２５０μｍに拡大されている。
【００３２】
光ファイバ導入口１１と光ファイバ位置決め孔１２ａとの間には、粘度が１００〜３０００ｃｐの接着剤Ｒを収容させるための光ファイバ接着用凹部１３が形成され、この凹部１３の頂部には、接着剤Ｒを流し込むための矩形の開口をなす接着剤充填窓１０が形成されている。
【００３３】
なお、凹部１３の底面１３ａには、その略全長にわたって延在する断面Ｖ字状又はＣ字上の光ファイバ整列溝９が８本形成されている。各光ファイバ整列溝９は、光ファイバ位置決め孔１２ａの延長上に位置し、光ファイバ位置決め孔１２ａと光ファイバ導入口１１との間に延在する。
【００３４】
次に、この光コネクタ１の製造方法について図５を参照しながら説明し、併せて実施形態に係る光コネクタ１について説明する。図５は、本実施形態に係る光コネクタ１の製造工程を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、フェルール３を成形する（Ｓ１０）。フェルール３は、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）にシリカ、ウィスカなどを配合して混練した材料を射出成形などの成形技術を用いて成形して製造する。
【００３６】
次に、成形されたフェルール３において、光ファイバ挿入孔１２の接続端面３ｃにおける光ファイバＦの設計中心位置からのずれ量ａ及び光ファイバ挿入孔１２の径Ｄを測定する（Ｓ１２）。ここで、ずれ量ａは東京光音電波製の偏心測定計によって測定し、光ファイバ挿入孔１２の径Ｄはゲージピンによる通り止りによって測定する。
【００３７】
続いて、フェルール３に挿入する光ファイバＦを選択する（Ｓ１４）。具体的には、フェルール３の光ファイバ挿入孔１２のずれ量ａ及び径Ｄに基づいて、
ｄ＋２ａ≦Ｄ＜ｄ＋３．０μｍ
の関係を満たす径ｄを有する光ファイバＦを選択する。
【００３８】
次に、選択された光ファイバＦをフェルール３に挿入し、光ファイバ挿入孔１２内での光ファイバＦの位置決めを行う（Ｓ１６）。ここで、光ファイバＦをフェルール３に挿入する方法について図６を参照しながら説明する。図６は、光ファイバＦの挿入前のフェルール３を示す断面図である。図６に示されるように、先端部付近の被覆を除去した光ファイバＦを光ファイバ導入口１１からフェルール３に挿入する。光ファイバＦを途中まで挿入したところで、接着剤充填窓１０から接着剤Ｒを流し込み、さらに光ファイバＦをフェルール３内に押しこんでいく。接着剤Ｒが付着した光ファイバＦは光ファイバ挿入孔１２に導入され、続いて光ファイバＦは接続端面３ｃから突出する。以上のような方法で、光ファイバＦはフェルール３に挿入される。なお、光ファイバ挿入孔１２の接着剤充填孔１２ｂはロート状になっているので、光ファイバＦはスムーズに光ファイバ位置決め孔１２ａに進入していく。
【００３９】
続いて、フェルール３に挿入された光ファイバＦの中心を光ファイバ挿入孔１２の設計中心位置に一致させるように光ファイバＦの位置決めを行う（Ｓ１６）。光ファイバＦの位置決めには、位置決めを行うための光コネクタ組立治具２０が用いられる。
【００４０】
図７は、光コネクタ組立治具２０と光ファイバＦが挿入されたフェルール３を示す斜視図である。図７に示されるように、光コネクタ組立治具２０は、光ファイバＦ及びガイドピン５が挿入される丸穴２０ａ，２０ｂを有するプレートによって構成されている。ここで、光コネクタ組立治具２０に形成されている丸穴２０ａは、丸穴２０ａに挿通された光ファイバＦの中心位置が設計中心位置と一致するような位置に形成されている。すなわち、フェルール３の接続端面３ｃから突出した光ファイバＦを光コネクタ組立治具２０の丸穴２０ａに挿入することによって、光ファイバＦの位置決めを行うことができる。また、この光コネクタ組立治具２０は、超硬鋼によって構成されていることが、精度や耐久性を向上させる上で好適である。このように、光コネクタ組立治具２０を用いて、フェルール３に挿入された光ファイバＦの位置決めを行い、位置決めされた状態で光ファイバＦをフェルール３に固定する（Ｓ１８）。本実施形態に係る製造方法では、光ファイバＦを挿入するステップにおいて接着剤充填窓１０から接着剤Ｒを流し込んで光ファイバＦに付着させているので、その接着剤Ｒが硬化するのを待つ。なお、ここで用いられる接着剤Ｒは室温で硬化する室温硬化型接着剤であることが好ましい。加熱によって硬化する接着剤を用いると、接着剤を加熱したときの熱でフェルール３が膨張し、位置決めされた光ファイバＦの位置がずれてしまうおそれがあるので室温硬化型接着剤を用いるのが良い。
【００４１】
次に、上記の工程によって製造されたフェルール３の接続端面３ｃを研磨する（Ｓ２０）ことによって光コネクタ１が完成する。
【００４２】
続いて、本実施形態に係る光コネクタ１の製造方法、及び光コネクタ１、並びに光コネクタ組立治具２０の効果について説明する。
【００４３】
本実施形態に係る光コネクタ１の製造方法では、光ファイバＦを選択するステップにおいて、フェルール３に形成された光ファイバ挿入孔１２のずれ量ａ及び径Ｄに対して、ｄ＋２ａ≦Ｄ＜ｄ＋３．０μｍなる関係を有する光ファイバＦを選択しているので、光ファイバ挿入孔１２の設計中心位置からのずれ量ａによらず、光ファイバＦの位置を光ファイバ挿入孔１２内で調節し、光ファイバＦの中心を設計中心位置に位置決めすることができる。従って、フェルール３を成形する際に光ファイバ挿入孔１２の精度を極度に高めなくても光ファイバＦの位置決めすることができ、低コストで接続損失の少ない光コネクタ１を製造することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る製造方法によって製造された光コネクタ１は、低コストで接続損失の少ない光コネクタ１である。
【００４５】
また、本実施形態に係る製造方法において用いられた光コネクタ組立治具２０は、接続端面３ｃから突出した光ファイバＦ及びガイドピン５を丸穴に挿入することによって、光ファイバＦの位置決めを容易に行うことができる。
【００４６】
以上、本発明に係る光コネクタ１及び光コネクタ１の製造方法について、実施形態に基づいて詳細に説明したが、本発明に係る光コネクタ１及び光コネクタ１の製造方法は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
上記実施形態に係る製造方法では、丸穴が形成された光コネクタ組立治具２０を用いて、光ファイバＦの位置決めを行っているが、光ファイバＦを載置する溝を有する光コネクタ組立治具を用いて、光ファイバＦの位置決めを行っても良い。
【００４８】
図８（ａ）は光コネクタ組立治具２１を示す斜視図、図８（ｂ）は光コネクタ組立治具２１をＢ−Ｂ方向から見た部分図である。光コネクタ組立治具２１は、光ファイバＦを載置するためのＶ溝２２ａ及びガイドピン５を載置するためのＶ溝２２ｂが形成された位置決め部材２２と、Ｖ溝２２ａ，２２ｂに載置された光ファイバＦ及びガイドピン５を押える押え部材２３と、を有している。光ファイバＦを効率良くＶ溝２２ａに押さえつけることができるように、押え部材２３のファイバ押え面２３ａは弾性体によって構成されている。このような光コネクタ組立治具２１によれば、接続端面３ｃから突出した光ファイバＦ及びガイドピン５を位置決め部材２２のＶ溝２２ａ，２２ｂに載置し、押え部材２３で光ファイバＦ及びガイドピン５をＶ溝２２ａ，２２ｂに押さえつけることによって、光ファイバ挿入孔１２（図８（ｂ）に仮想線で示す）の精度によらず、光ファイバＦの中心が設計中心位置に一致するように位置決めを行うことができる。
【００４９】
また、上記実施形態では超硬鋼からなる光コネクタ組立治具２０が好適であると説明したが、本発明に係る光コネクタ組立治具他の材料によって構成されていても良い。例えば、光コネクタ組立治具がシリコンによって構成されることとすれば、ダイサー等の加工機によって量産することができるので好ましい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバ挿入孔とその設計中心値とのずれ量ａ、光ファイバ挿入孔の径Ｄに対して、ｄ＋２ａ≦Ｄという関係を満たす径ｄを有する光ファイバを選択し、光ファイバ挿入孔内で光ファイバの位置を調節することによって、光ファイバの中心を光ファイバ挿入孔の設計中心値に一致させることができる。これにより、コストをかけてフェルールを高精度に成形しなくても、従来のフェルールを用いて光コネクタの接続損失を低減できる。
【００５１】
また、Ｄ＜ｄ＋３．０μｍという関係を満たす光ファイバを満たす光ファイバを選択することにより、光ファイバ挿入孔１２内での光ファイバの位置決めを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光コネクタを示す斜視図である。
【図２】光コネクタを示す分解斜視図である。
【図３】光コネクタフェルールの接続端面を示す図である。
【図４】光コネクタフェルールの断面図である。
【図５】光コネクタの製造工程を示すフローチャートである。
【図６】光コネクタフェルールに光ファイバを挿入する過程を説明する図である。
【図７】光コネクタ組立治具を示す斜視図である。
【図８】光コネクタ組立治具を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…光コネクタ、２…光ファイバテープ、３…フェルール、４…光接続口、５…ガイドピン、６…ガイド穴、７…クリップ結合部、８…ブーツ、９…整列溝、１０…接着剤充填窓、１１…光ファイバ導入口、１２…光ファイバ挿入孔、１３…凹部、２０、２１…光コネクタ組立治具、２２…位置決め部材、２３…押え部材。

Claims

設計中心位置としてあらかじめ定められた光ファイバ挿入孔の中心位置とフェルールに形成された光ファイバ挿入孔の中心位置とのずれ量ａ及び前記光ファイバ挿入孔の径Ｄを測定し、前記ずれ量ａ及び前記光ファイバ挿入孔の径Ｄに対して、
ｄ＋２ａ≦Ｄ＜ｄ＋３．０μｍ
という関係を満たす径ｄを有する光ファイバを選択する光ファイバ選択ステップと、
前記光ファイバ選択ステップにおいて選択された光ファイバを前記光ファイバ挿入孔に挿入し、前記光ファイバの中心が光ファイバ挿入孔の前記設計中心位置に一致するように前記光ファイバの位置決めをする位置決めステップと、
前記位置決めステップにおいて位置決めされた光ファイバを前記光ファイバ挿入孔内で固定する光ファイバ固定ステップと、
光ファイバが挿入された前記フェルールの端面を研磨するステップと、
を有し、
前記位置決めステップでは、前記フェルールの接続端面の前記光ファイバ挿入孔から突出した光ファイバと位置決めするための光ファイバ位置決め部と、前記フェルールに形成された嵌合孔に嵌合された嵌合ピンを位置決めするための嵌合ピン位置決め部と、を備える光コネクタ組立治具を用いて、光ファイバの中心が光ファイバ挿入孔の前記設計中心位置に一致するように位置決めすることを特徴とする光コネクタの製造方法。
前記光ファイバ固定ステップでは、室温硬化型接着剤を前記光ファイバ挿入孔に充填させて前記光ファイバを固定することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタの製造方法。