JP4482878B2

JP4482878B2 - 光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法

Info

Publication number: JP4482878B2
Application number: JP2004319846A
Authority: JP
Inventors: マルティン・ライヒレ; 敏男松本; 眞一豊嶋
Original assignee: ライヒレ・ウント・デ−マサリ・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: JP2006106648A

Description

本発明は、光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法に関するものであり、光ファイバが、フェルールの先端面から突出したり、引っ込んだりするなどの変動をしないように、光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法に関するものである

光ファイバの端末はコネクタの部品であるフェルールに固定される。光ファイバの端面はフェルールの先端面と正確に同一平面になるように固定されねばならない。これは、光ファイバを、対向する光源やホトダイオード等と効率的に結合させるためである。この光ファイバの先端部の位置決めの精度は、コアの直径が小さくなるほど厳しくなってくる。

光ファイバをフェルールに固定する方法には二つの方法がある。一つは、コアとクラッドからなる光ファイバ裸線（以下光ファイバと記す）を直接フェルールに固定する方法であり、もう一つは光ファイバケーブルの外被覆層をフェルールに固定することにより、間接的に光ファイバを固定する方法である。前者の方法としては、ア）光ファイバを接着剤でフェルールに固定する方法とイ）光ファイバを直接フェルールに圧着固定する方法である。しかし、接着剤で固定する方法は、長い硬化時間が必要になるし、圧着する方法は、光ファイバの側面を局部的に押し付けるため、光ファイバに損傷を与えることがあるため、配線工事現場で採用するには不適当である。これに対し、後者の、光ファイバケーブルの外被覆層をフェルールに固定して、間接的に光ファイバを固定する方法は、大きなコア径のプラスチック光ファイバケーブルでは多く使われている方法である。それらの方法は、ウ）外被覆層の上を噛み付き歯のついた止め具で押さえつける方法や、エ）金属フェルールの上から光ファイバケーブルを圧着する方法や、オ）外被覆層とフェルールをレーザーで溶着して固定する方法などである。更に、非特許文献１には、内ネジをつけた特殊なフェルールに、光ファイバケーブルをねじ込むことにより固定するという新しい方法が提案されている。これらの方法は、光ファイバに損傷を与えることがないので、配線工事現場でも使用できる方法であると考えられる。
電子材料工業調査会８８ｖｏｌ．４３Ｎｏ２２００４

しかし、これらの間接的に光ファイバを固定する方法は、光ファイバをフェルールに固定しても、使用時間が経過していくうちにピストニングと呼ばれる現象が生じてくることが多い。ピストニングとは、光ファイバが、フェルールの端面から突出したり引っ込んだりする現象である。このピストニングは、光ファイバのコア材料と外被覆層材料の線膨張率や、吸湿率などが異なるため、完全に防ぐことは非常に困難であるが、信号伝送に影響を与えない程度の小さなものは許容されている。

本発明は、配線工事現場に適用できる容易な方法で光ファイバをフェルールに固定する方法に関する。光ファイバをコネクタのフェルールに固定するにあたり、ピストニングによる影響はコアの直径が小さくなるにつれ深刻になってくる。コア直径が１．０ｍｍの汎用的なプラスチック光ファイバでは、およそ１００μｍ程度のピストニングは充分に受け入れられてきた。しかしながら、近年、プラスチック光ファイバでも小さな直径のものが使用され始めてきたため、本発明者らは、ピストニングをより小さくする光ファイバのフェルールへの固定方法を開発することを目的とした。

問題を解決するための手段

この発明は先端部にはガイド孔を有し、後方部には内ネジを有し、ガイド孔と内ネジとの間にはテーパ構造の圧縮帯を有する構造からなるフェルールに、樹脂からなる外被覆層と、光ファイバとを有する光ファイバケーブルを固定する方法において、前記外被覆層の先端部をテーパ状に成形した後に前記光ファイバケーブルを前記フェルールにねじ込むことによって、該フェルールの圧縮帯の容積の全部分が前記光ファイバケーブルによって充満されるようにして、前記光ファイバの先端が前記フェルールの先端面から変動しないようにする光ファイバケーブルをフェルールに固定する第１の方法であり、さらに前記光ファイバケーブルは、直径２００μｍ以上の石英系光ファイバと、それを覆う内被覆層と、更にその内被覆層を覆う外被覆層とからなる石英系光ファイバケーブルであって、前記石英系光ファイバと内被覆層とを一体として、前記ガイド孔に装着する請求項１記載の光ファイバケーブルをフェルールに固定する第２の方法である。

日本国内では、最近はＦＴＴＨにより、石英ガラス光ファイバが電信柱から、各家庭の入り口まで配線されるようになって来たが、家庭内での光ホームネットワークはまだ普及していない。これを普及させるには、光ファイバの敷設をもっと簡単にする必要がある。最近では、ホームネットワークの伝送速度は、１．０ギガビット以上を要求されるようになってきた。このスピードのホトダイオードの直径は、０．２〜０．４ｍｍと小さい。そのため、０．２ｍｍ−０．４ｍｍのコア直径のプラスチック光ファイバや、大きなコアの石英ガラスファイバが使用できる。なかでも、われわれは、大きなコアの石英ガラスファイバに注目した。なぜならば、それは、高速で、長寿命の近赤外光源を備えたトランシーバとうまく組み合わせることが出来るからである。２００μｍ以上の直径のコアを選ぶ理由は、外被覆層を介して光ファイバを固定する作業が容易であるからである。

この発明において、フェルールは、図１に示すように、先端部分に、光ファイバを保持するガイド孔１を有し、後方部には内ネジ３を有し、内ネジから、ガイド孔に向かって、傾斜構造の圧縮帯２を有しているものである。図２，３，４に示すように、光ファイバケーブルをフェルールに固定する工程は、外被覆層８を剥離することによって、光ファイバ素線６又は光ファイバ裸線１１をむき出しにする工程、フェルール５に光ファイバケーブルを装着し、内ネジの中にねじ込む工程からなる。

圧縮帯の容積の3割程度しか、光ファイバケーブルで充満することができない。これに対して本発明は、圧縮帯の全部分を光ファイバケーブルで充満するようにねじ込むことにより、光ファイバを外被覆層樹脂で均等に圧迫し・・・

圧縮帯を光ファイバケーブルで充分に満たすための具体的な方法は

直径が２００μｍの石英ガラスコア、２３０μｍのクラッドと５００μｍのシリコン樹脂の内被覆層からなる光ファイバ素線。この光ファイバ素線を黒色ポリエチレン樹脂で被覆して、その外径が２．２ｍｍの石英ガラス光ファイバケーブルを得た。このケーブルの外被覆層の先端部をワイヤーストリッパーで剥離して、５ｍｍの長さの光ファイバ素線を剥きだした。ついで、外被覆層の先端から１．５ｍｍの部分から先端に向けて、先端の外被覆層の直径が１．０ｍｍになるようにテーパ形に削除した。ケーブルをテーパ形に処理するには、特殊な削り機を用いた。この削り機は鉛筆削りに似たものであるが、この削り機は光ファイバ素線に傷をつけないように設計したものである。フェルールの中に先端部を処理した光ファイバケーブルを挿入し、フェルールを出来るところまでねじ込んだ。ついで、フェルールの先端面から、２００μｍ程度飛び出た光ファイバ素線を研磨紙で削り、仕上げた。このような処理方法によって、２０ｍの光ファイバケーブルの両端にフェルールを固定した。

そのサンプルを居間に２００時間置いた後、サンプルの両端を顕微鏡で観察した。そして、ピストニングは全く見られなかった。その後で、引き続きそのサンプルを、６０℃ ９５％ＲＨのオーブンの中に２００時間いれた後、サンプルの両端を顕微鏡で観察した。そしてピストニングは０．０５ｍｍのフェルールからの突出が観察された。これらのテストがすべて終了した後、光ファイバケーブルに固定されていたフェルールを取り外し、観察した結果、外被覆層はフェルールの圧縮帯の形に変形しており、圧縮帯は外被覆層樹脂で満たされていた。その写真を図５に示す。

比較例１

圧縮帯は光ファイバケーブルで２０％程度しか満たされていなかったこと
を示していた。

直径が２００μｍの石英ガラスコア、２３０μｍのクラッドと１．０ｍｍのナイロン樹脂製の内被覆層からなる光ファイバ素線。この光ファイバ素線を塩ビ樹脂で被覆して、その外径が２．２ｍｍの石英ガラス光ファイバケーブルを得た。このケーブルの外被覆層の先端部をワイヤーストリッパーで剥離して、５ｍｍの長さの光ファイバ素線を剥きだした。ついで、外被覆層の先端から１．５ｍｍの部分から先端に向けて、先端の外被覆層の直径が１．３ｍｍになるようにテーパ形に削除した。フェルールの中に先端部を処理した光ファイバケーブルを挿入し、フェルールを出来るところまでねじ込んだ。ついで、フェルールの先端面から、１００μｍ程度飛び出た光ファイバ素線を研磨紙で削り、仕上げた。このような処理方法によって、２０ｍの光ファイバケーブルの両端にフェルールを固定した。そのサンプルを６０℃ ９５％ＲＨのオーブンの中に２００時間いれた後、サンプルの両端を顕微鏡で観察した。そしてピストニングは観察されなかった。

プラスチック光ファイバケーブルは１０００μｍの裸線と２．２ｍｍのポリエチレン外被覆層からなっている。このケーブルの外被覆層の先端をワイヤーストリッパーで剥ぎ取り、５ｍｍの長さの裸線をさらした。そこで、外被覆層の先端から１．５ｍｍの部分から先端部に向かって、先端の外被覆層の直径が１．３ｍｍになるようにテーパ状に削除した。先端部を処理したその光ファイバケーブルをフェルールに挿入しフェルールを出来る限り奥にねじ込んだ。２ｍの光ファイバケーブルの両端にフェルールを固定し、サンプルを準備した。そのサンプルを８０℃のオーブンに１００時間入れた。そして、ピストニングは観察されなかった。

比較例２

実施例３に用いられたプラスチック光ファイバケーブルと同じものを用いた。

発明の効果

本発明の方法によれば、ピストニングを抑えて光ファイバをフェルールに固定することが出来るので、プラスチック光ファイバケーブルはもちろん、大口径石英系光ファイバケーブルの固定にも好適である。現場施工可能な、簡便な光ファイバケーブルの固定方法を提供する。

本発明の方法によってフェルールに固定された光ファイバケーブルの状態を示す図外被覆層の先端部をテーパ状に成形した光ファイバケーブルの断面図大口径石英ガラス光ファイバケーブルの断面図プラスチック光ファイバケーブルの断面図実施例１の試験の後に取りはずした光ファイバケーブルの外被覆層の形状写真比較例１の試験の後に取りはずした光ファイバケーブルの外被覆層の形状写真

符号の説明

１ガイド孔
２圧縮帯
３内ネジ
４境界部
５フェルール
６光ファイバ素線
７テーパ状に成形した外被覆層
８外被覆層
９コア
１０クラッド
１１光ファイバ裸線＝光ファイバ
１２内被覆層
１３光ファイバケーブル
１４プラスチック光ファイバケーブル

Claims

先端部にはガイド孔を有し、後方部には内ネジを有し、ガイド孔と内ネジとの間にはテーパ構造の圧縮帯を有する構造からなるフェルールに、樹脂からなる外被覆層と、光ファイバとを有する光ファイバケーブルを固定する方法において、前記外被覆層の先端部をテーパ状に成形した後に前記光ファイバケーブルを前記フェルールにねじ込むことによって、該フェルールの圧縮帯の容積の全部分が前記光ファイバケーブルによって充満されるようにして、前記光ファイバの先端が前記フェルールの先端面から変動しないようにする光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法。
前記光ファイバケーブルは、直径２００μｍ以上の石英系光ファイバと、それを覆う内被覆層と、更にその内被覆層を覆う外被覆層とからなる石英系光ファイバケーブルであって、前記石英系光ファイバと内被覆層とを一体として、前記ガイド孔に装着する請求項１記載の光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法。