JP4561762B2 - 光ファイバ保持装置、それを備えた光コネクタ、及び光ファイバ保持方法 - Google Patents

Description

本発明は光コネクタなどで光ファイバを保持して固定するために使用される光ファイバ保持装置、それを備えた光コネクタ、及び光ファイバ保持方法に関する。

従来、光コネクタなどの機器で光ファイバを保持して固定するための光ファイバ保持装置が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
図９に示すように、特許文献１に記載の光ファイバ保持装置１００では、基体１０１と、板状弾性部材１０２と、押圧部材１０３とを備えている。基体１０１には弾性部材である板バネ１０２が固定されている。押圧部材１０３は、基体１０１の上部に嵌めこみ可能に形成されており、摩擦力により基体１０１に固定することができる。基体１０１には、光ファイバ心線１０４を挿入するための心線挿入孔１０５と、光ファイバ素線１０６を挿入するための素線挿入孔１０７とが形成されている。素線挿入孔１０７は、基体１０１に形成された光ファイバ位置決め部１０８の先端部から基体１０１の内部にまで到達するように形成されている。

この光ファイバ保持装置１００では、基体１０１に板バネ１０２を固定し、光ファイバ心線１０４を心線挿入孔１０５へ挿入することにより、光ファイバ素線１０６の端部は、基体１０１の心線挿入孔１０５及び板バネ１０２の素線挿通スリットを通過し、最終的に、光ファイバ素線１０６の先端部が、光ファイバ位置決め部１０８から突出する。そして、押圧部材１０３を基体１０１の上部に嵌めこみ、固定することで光ファイバ素線１０６を保持する。

また、図１０に示すように、特許文献２に記載の光ファイバ保持装置１１０では、基盤１１１に光ファイバ保持用のＶ溝１１２が形成されている。基盤１１１上には、Ｖ溝１１２中心と光軸が合う位置に光半導体素子１１３が搭載されており、光ファイバ１１４の光ファイバ素線１１４ａをＶ溝１１２に沿うように置くことによって、無調整で光学結合ができるようになっている。また、基盤１１１を上下から挟むようにして板バネ状のクリップ１１５が取り付けられており、光ファイバ素線１１４ａをクリップ１１５の上部１１５ａによってＶ溝１１２に押し付けて保持し固定している。

特開２０００−３２１４６６号公報 特開２０００−３２９９７３号公報

上記の光ファイバ保持装置では、弾性部材を押圧部材で押圧して弾性力を発生させたり、弾性部材を弾性変形させるための部分やつまみを設けているので、保持装置の小型化が困難であった。また、基盤と弾性部材との間で光ファイバを保持する構造であるため、それぞれの部品の仕上がり寸法と、組立状態の全てで寸法管理が要求されるとともに、部品点数が多いため、低コスト化が困難であった。

そこで、本発明の目的は、十分な保持力を確保しつつ、安価で容易に小型化を図ることができる光ファイバ保持装置、それを備えた光コネクタ、及び光ファイバ保持方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る光ファイバ保持装置は、板状の基盤と、前記基盤に一体的に設けられた板状の弾性部とを備え、前記基盤には段部が設けられ、前記段部に沿って前記基盤と前記弾性部との間に光ファイバを保持する光ファイバ保持空間が形成されているとともに、前記基盤と前記弾性部の境界線が前記光ファイバ保持空間に対して前記段部と反対側に位置しており、前記弾性部が、前記境界線を起点に前記基盤に接近する方向に付勢されていることを特徴とする。
なお、弾性部は基盤に一体的に設けられているが、基盤と弾性部は、連続した同一の板状部材により形成されている構成の他、別々の板状部材を結合して一体的構成としたものであっても良い。

本発明に係る光ファイバ保持装置において、前記基盤と前記弾性部の境界線が前記段部と平行であることが好ましい。

また、本発明に係る光ファイバ保持装置において、前記段部において前記基盤と前記弾性部とが接触する共通の接線が形成されていることが好ましい。

また、本発明に係る光ファイバ保持装置において、前記基盤及び前記弾性部が、一枚の弾性体を折り返して形成されていることが好ましい。

また、本発明に係る光ファイバ保持装置において、前記段部の段差が前記光ファイバの外径よりも小さいことが好ましい。

また、本発明に係る光コネクタは、本発明に係る光ファイバ保持装置を備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記弾性部を前記基盤から離れる方向に弾性変位させる変位部材を挿通可能な挿通穴が、当該光コネクタのハウジング及び前記基盤に設けられていることが好ましい。

また、本発明に係る光ファイバ保持方法は、本発明に係る光コネクタにおける前記光ファイバ保持装置に最外層がプラスチックである光ファイバを保持させることを特徴とする。
なお、最外層がプラスチックである光ファイバとは、少なくともクラッドがプラスチックからなるプラスチックファイバ、あるいはガラスファイバの上に、プラスチックの被覆を施した光ファイバを指す。

本発明によれば、基盤と基盤の段部と弾性部との間に形成される光ファイバ保持空間に光ファイバを収容し、基盤に接近する方向に付勢されている弾性部により、光ファイバを基盤に押し付けて保持するため、光ファイバの保持力を維持するための特別な押圧部材を設ける必要がない。このため、部品点数を減少させて、コストの低減化及び装置の小型化を図ることができる。また、基盤と弾性部の境界線が、光ファイバ保持空間に対して段部とは反対側に位置しているため、光ファイバ保持空間に光ファイバを挿通して固定するときに、光ファイバが段部の位置から前記境界線側にずれそうな場合でも、弾性部によって光ファイバを段部に向けて押し付ける力が作用し、光ファイバを段部に沿って固定することができる。
さらに、基盤と弾性部の境界線が段部と平行であれば、段部に沿って光ファイバ保持空間が形成されており、弾性部が基盤との境界線を起点に基盤に接近する方向に付勢されているため、光ファイバの長さ方向に対して、一様な力を加えて光ファイバを固定できる。光ファイバに加わる全固定力は「一定力×固定長さ」であるため、局所的に大きな力を加えることなく、光ファイバに大きな固定力を付与できる。

以下、本発明に係る光ファイバ保持装置、それを備えた光コネクタ、及び光ファイバ保持方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る光ファイバ保持装置を示す斜視図であり、図２（Ａ）は光ファイバ保持装置の正面図、図２（Ｂ）は平面図、図３（Ａ）〜（Ｄ）は光ファイバ保持装置によって光ファイバを保持する手順を示す工程図である。

図１及び図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、光ファイバ保持装置１０は、板状の基盤２１と、この基盤２１の左右両側に一体的に設けられた弾性部２２，２２とを備えている。基盤２１には段部２３が設けられていて、この段部２３において基盤２１と弾性部２２とが、段部２３の上端の角２３ａで接触して共通の接線Ｌ（図２（Ｃ）参照）が形成される。これら段部２３及び接線Ｌ（角２３ａ）に沿って、基盤２１と弾性部２２との間に光ファイバ１１を保持する光ファイバ保持空間２４が左右に設けられている。そして、両弾性部２２，２２が、基盤２１に接近する方向、すなわち光ファイバ保持空間２４を狭める方向（図２（Ａ）中矢印方向）に付勢されている。

また、左右の弾性部２２と基盤２１との境界線２８は、それぞれ、左右の光ファイバ保持空間２４に対して、段部２３と反対側の位置に設けられている。このような配置により、光ファイバ保持空間２４に光ファイバ１１を挿通して固定するときに、光ファイバ１１が段部２３の位置から離れる境界線２８側にずれそうな場合でも、弾性部２２によって光ファイバ１１を段部２３に向けて押し付ける力が作用し、光ファイバ１１を段部２３に沿って固定することができる。

基盤２１と弾性部２２の接線Ｌは、基盤２１と弾性部２２の境界線２８と平行に形成されており、それにより、各光ファイバ保持空間２４は、一対の光ファイバ１１を配線する間隔で接線Ｌ及び境界線２８に沿って形成されている。接線Ｌ及び境界線２８は、基盤２１の長手方向に対して直交方向に形成されており、光ファイバ保持空間２４に配置する光ファイバ１１が基盤２１及び弾性部２２（すなわち光ファイバ保持装置１０）に対して直角に保持される。このように、光ファイバ１１を光ファイバ保持装置１０に対して直角方向に保持するので、光ファイバ保持装置１０の光ファイバ１１の長さ方向のサイズを小さくすることができる。また、保持した光ファイバ１１の最外層がプラスチックであると、光ファイバ１１と基盤２１及び弾性部２２の接触端部でプラスチックが微小変形し、それにより基盤２１及び弾性部２２に対して光ファイバ１１が係止されるため、保持力を強めることができる。光ファイバ１１として、光ファイバ素線あるいは光ファイバ心線と呼ばれる形態のものを使用でき、例えば、外径１２５μｍのガラスファイバの外周に外径２５０μｍで紫外線硬化型樹脂が被覆されたものを好適に使用可能である。また、少なくともクラッドがプラスチックからなるプラスチックファイバの上に、プラスチックの被覆を施した光ファイバも使用可能である。

基盤２１及び左右の弾性部２２，２２は、一枚の弾性体２０を折り曲げることによって形成されている。これにより、基盤２１と弾性部２２から構成される光ファイバ保持空間２４は同一部材によって形成されることになるため、部品点数を減少して簡易な構造とすることができるとともに、製造も容易であり、低コスト化を図ることができる。

段部２３は、基盤２１から斜め下方へ折り曲げてその後、水平に折り曲げることにより形成することができる。段部２３を設けることにより、光ファイバ１１が光ファイバ保持空間２４にない状態では、弾性部２２は基盤２１に向けて付勢された状態で段部２３の上端の角２３ａに押し付けられ、その位置が固定される。段部２３の高さは、保持する光ファイバ１１の外径よりも小さくしておくことが望ましい。これにより、光ファイバ１１を光ファイバ保持空間２４に保持した状態では、弾性部２２が段部２３の上端の角２３ａから離れて、光ファイバ１１は弾性部２２により基盤２１の水平面及び段部２３に押し付けられることになり、直接光ファイバ１１に接触する接触面積を大きくすることができ、保持力が増加する。また、光ファイバ１１の外周が３箇所以上の接触点で保持されるため、その位置が安定する。

また、段部２３において基盤２１と弾性部２２とが接触する構成であると、弾性部２２の基盤２１に向けた付勢力を大きくしやすく、光ファイバ保持装置１０の製造時に基盤２１と弾性部２２との隙間の幅を調整する必要がないため製造しやすく、さらに、製造した光ファイバ保持装置１０の良品、不良品の判定が容易になる。

基盤２１の中央部には、左右の弾性部２２の上端部２２ａ同士の間隔よりも広い長さに左右に延びる矩形状の挿通穴２５が基盤２１を貫通して設けられている。そして、左右の弾性部２２の上端部２２ａ同士の間隔よりも広い幅を有する矩形板状の変位部材２６を、基盤２１の下方から挿通穴２５を貫通させることにより、弾性部２２の端部を付勢方向の反対方向（すなわち基盤２１と離れる方向）へ弾性変位させて押し上げることができる。これにより、光ファイバ保持空間２４を広げることができるようになっている。

次に、光ファイバ保持装置１０を用いた光ファイバ保持方法について説明する。
図３（Ａ）に示すように、光ファイバ１１を保持していない状態の光ファイバ保持装置１０では、弾性部２２は図３（Ａ）中矢印Ａ方向に付勢されているので、段部２３の角２３ａに当接している。また、段部２３の高さは光ファイバ１１の外径よりも小さいので、この状態の光ファイバ保持空間２４には光ファイバ１１を通すことができない。

まず、図３（Ｂ）に示すように、変位部材２６を基盤２１の挿通穴２５に下方から挿通させ、変位部材２６によって左右の弾性部２２を付勢力に反して矢印Ｂ方向へ押し上げる。これにより、光ファイバ保持空間２４を拡開させる。この状態で、図３（Ｃ）に示すように、光ファイバ１１を光ファイバ保持空間２４内の段部２３に沿って配線する。段部２３は、光ファイバ１１が弾性部２２の付勢力によって押えられた際に光ファイバ１１の逃げを防止するため、光ファイバ１１の位置決めを行うことができ、光ファイバ１１の保持位置が固定されることになる。また、段部２３の高さが光ファイバの外径よりも低いので、付勢される弾性部２２によって確実に保持されることになる。そして、変位部材２６を下方へ引き抜くと、図３（Ｄ）に示すように、弾性部２２は付勢方向へ変位して、弾性部２２、段部２３、基盤２１との間で光ファイバ１１を押えて保持する。したがって、光ファイバ１１を光ファイバ保持装置１０の長手方向に対して直角方向に確実に保持するので、光ファイバ保持装置１０の光ファイバ１１の長さ方向のサイズを小さくすることができる。

次に、光ファイバ保持装置１０を備えた光コネクタについて説明する。
図４は本実施形態の光コネクタを示す斜視図であり、図５は光コネクタの筐体を示す斜視図であり、図６（Ａ）〜（Ｄ）は光コネクタに光ファイバを取り付ける手順を示す工程図である。

図４及び図５に示すように、光コネクタ３０は全体矩形箱型状のハウジング３１を有しており、ハウジング３１の一端面３１ｂには光コネクタ３０を接続する際に相手側（レセプタクル）に挿入するために断面が小さくなった挿入部３２が設けられている。挿入部３２の先端面３２ａには、一対のプラグ部３３が突出して設けられている。また、ハウジング３１の上面３１ａ後部は一段低くなっており、光ファイバ１１を保持するための光ファイバ保持面３４が形成されている。

図４に示すように、この光ファイバ保持面３４の先端部には、前述した光ファイバ保持装置１０が搭載されている。光ファイバ保持装置１０の段部２３に対応して、光ファイバ保持面３４の先端面３４ａには光ファイバ１１を挿入する光ファイバ挿入穴３６（図５参照）が設けられている。なお、光ファイバ挿入穴３６の前方にはプラグ部３３が設けられており、光ファイバ挿入穴３６に挿入された光ファイバ１１がプラグ部３３内に収容できるようになっている。また、光ファイバ保持装置１０の挿通穴２５の位置に対応して、ハウジング３１にもほぼ同じ開口面積の挿通穴３５が貫通して設けられている。したがって、変位部材２６をハウジング３１の下面３１ｃ側から挿通穴３５に挿入して、光ファイバ保持装置１０の挿通穴２５を貫通し、光ファイバ保持装置１０の弾性部２２を押し上げることができるようになっている。

次に、光コネクタ３０への光ファイバ保持方法について説明する。
図６（Ａ）に示すように、光ファイバ１１を保持していない状態の光ファイバ保持装置１０では、弾性部２２は図６（Ａ）中矢印Ａ方向に付勢されているので、段部２３の角２３ａ（図３（Ａ）参照）に当接しており、この状態の光ファイバ保持空間２４には光ファイバ１１を通すことができない。

まず、図６（Ｂ）に示すように、変位部材２６をハウジング３１の下面３１ｃ側から挿通穴３５に挿入し、光ファイバ保持装置１０の挿通穴３５から上方へ突出させて、変位部材２６によって左右の弾性部２２を付勢力に反して押し上げる。これにより、図６（Ｃ）に示すように、光ファイバ保持空間２４を拡開させる。この状態で、光ファイバ１１を光ファイバ保持空間２４内の段部２３に沿って配置して、光ファイバ１１の先端部をハウジング３１の光ファイバ挿入穴３６（図５参照）に挿入する。そして、変位部材２６を下方へ引き抜くと、図６（Ｄ）に示すように、弾性部２２は付勢方向へ変位して、光ファイバ１１を押さえて保持する。段部２３は、光ファイバ１１が弾性部２２の付勢力によって押えられた際に光ファイバ１１の逃げを防止するので、光ファイバの位置決めを行うことができ、光ファイバの保持位置が固定されることになる。また、段部２３の高さが光ファイバ１１の外径よりも低いので、付勢される弾性部２２によって確実に保持されることになる。さらに、光ファイバ１１の最外層がプラスチックであると、光ファイバ１１と基盤２１及び弾性部２２の接触端部でプラスチックが微小変形し、それにより基盤２１及び弾性部２２に対して光ファイバ１１が係止されるため、保持力が強くなる。

以上説明した光ファイバ保持装置１０、光コネクタ３０、光コネクタ３０への光ファイバ保持方法によれば、基盤２１と基盤２１の段部２３と弾性部２２との間に形成される光ファイバ保持空間２４に光ファイバを収容し、基盤２１に向けて付勢されている弾性部２２により、光ファイバ１１を基盤２１及び段部２３に押し付けて保持するため、光ファイバ１１の保持力を維持するための特別な押圧部材を設ける必要がない。このため、部品点数を減少させて、コストの低減化及び装置の小型化を図ることができる。また、境界線２８が段部２３と平行であり、段部２３に沿って光ファイバ保持空間２４が形成されており、弾性部２２が境界線２８を起点に基盤２１に接近する方向に付勢されているため、光ファイバ１１の長さ方向に対して一様な力を加えて光ファイバ１１を固定することができる。光ファイバ１１に加わる全固定力は「一定力×固定長さ」であるため、局所的に大きな力を加えることなく、光ファイバ１１に大きな固定力を付与して安定した固定状態を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る光ファイバ保持装置について説明する。
図７（Ａ）は第２実施形態に係る光ファイバ保持装置の正面図であり、図７（Ｂ）はその底面図であり、図８（Ａ）〜（Ｃ）は光ファイバ保持装置によって光ファイバを保持する手順を示す工程図である。なお、前述した光ファイバ保持装置１０と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。

図７（Ａ）に示すように、この光ファイバ保持装置１０Ａは、板状の基盤２１と、この基盤２１の左右両側に一体的に設けられた弾性部２２を有している。弾性部２２は１枚の板状の弾性体から構成されており、中央２２ａにおいて基盤２１に固定されている。弾性部２２は図７（Ａ）中矢印で示すように基盤２１に接近する方向に付勢されており、基盤２１の段部２３の角２３ａに押し付けられる。この段部２３の上端の角２３ａで接触して共通の接線が形成される。この接線（角２３ａ）に沿って、基盤２１と弾性部２２との間に光ファイバ１１を保持する光ファイバ保持空間２４が左右に設けられている。

光ファイバ保持装置１０Ａによって光ファイバ１１を保持する際には、図８（Ａ）に示すように、弾性部２２と基盤２１との間に形成されている挿通路２７に沿って、楔形の変位部材２６Ａを押込んで弾性部２２を矢印方向へ押し上げる。これにより、光ファイバ保持空間２４を拡開する。次いで、図８（Ｂ）に示すように、拡開された光ファイバ保持空間２４内で、段部２３に沿って光ファイバ１１を配置する。そして、図８（Ｃ）に示すように、変位部材２６Ａを外して弾性部２２を解放すると、弾性力によって図８（Ｃ）中矢印方向へ移動する。これにより、弾性部２２と段部２３と、基盤２１との間に光ファイバ１１が保持される。

また、本実施形態においても、左右の弾性部２２と基盤２１との境界線２８ａは、それぞれ、左右の光ファイバ保持空間２４に対して、段部２３と反対側の位置に設けられている。このような配置により、第１実施形態と同様に、弾性部２２によって光ファイバ１１を段部２３に向けて押し付ける力が作用し、光ファイバ１１を段部２３に沿って固定することができる。

以上説明した光ファイバ保持装置１０Ａによれば、第１実施形態の光ファイバ保持装置１０と同様に光ファイバ１１を確実に保持することができるとともに、光ファイバ１１の保持力を維持するための特別な押圧部材を設ける必要がない。また、板状の弾性体の折り曲げ加工ではなく、弾性部２２と基盤２１とを中央で固定して一体化することで、容易に製造できる。また、第１実施形態の光ファイバ保持装置１０と同様に、上記光コネクタ３０に搭載して光ファイバ１１を確実に保持することができる。

本発明の第１実施形態に係る光ファイバ保持装置を示す斜視図である。 （Ａ）は光ファイバ保持装置の正面図であり、（Ｂ）はその平面図である。 光ファイバ保持装置によって光ファイバを保持する手順を示す工程図である。 本発明の実施形態に係る光コネクタを示す斜視図である。 図４の光コネクタの筐体を示す斜視図である。 光コネクタに光ファイバを取付ける手順を示す工程図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態にかかる光ファイバ保持装置の正面図であり、（Ｂ）はその底面図である。 図７の光ファイバ保持装置によって光ファイバを保持する手順を示す工程図である。 従来の光ファイバ保持装置の例を示す斜視図である。 （Ａ）は従来の光ファイバ保持装置の例を示す平面図であり、（Ｂ）はその正面図である。

符号の説明

１０ 光ファイバ保持装置
１１ 光ファイバ
２０ 弾性体
２１ 基盤
２２ 弾性部
２２ａ 端部
２３ 段部
２４ 光ファイバ保持空間
２５ 挿通穴
２６ 変位部材
２８，２８ａ 基盤と弾性部の境界線
３０ 光コネクタ
３６ 光ファイバ挿入穴
Ｌ 接線

Claims (8)

1. 板状の基盤と、前記基盤に一体的に設けられた板状の弾性部とを備え、
   前記基盤には段部が設けられ、前記段部に沿って前記基盤と前記弾性部との間に光ファイバを保持する光ファイバ保持空間が形成されているとともに、前記基盤と前記弾性部の境界線が前記光ファイバ保持空間に対して前記段部と反対側に位置しており、
   前記弾性部が、前記境界線を起点に前記基盤に接近する方向に付勢されていることを特徴とする光ファイバ保持装置。
2. 請求項１に記載の光ファイバ保持装置であって、
   前記基盤と前記弾性部の境界線が前記段部と平行であることを特徴とする光ファイバ保持装置。
3. 請求項１または２に記載の光ファイバ保持装置であって、
   前記段部において前記基盤と前記弾性部とが接触する共通の接線が形成されていることを特徴とする光ファイバ保持装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の光ファイバ保持装置であって、
   前記基盤及び前記弾性部が、一枚の弾性体を折り返して形成されていることを特徴とする光ファイバ保持装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の光ファイバ保持装置であって、
   前記段部の段差が前記光ファイバの外径よりも小さいことを特徴とする光ファイバ保持装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の光ファイバ保持装置を備えていることを特徴とする光コネクタ。
7. 請求項６に記載の光コネクタであって、
   前記弾性部を前記基盤から離れる方向に弾性変位させる変位部材を挿通可能な挿通穴が、当該光コネクタのハウジング及び前記基盤に設けられていることを特徴とする光コネクタ。
8. 請求項６または７に記載の光コネクタにおける前記光ファイバ保持装置に最外層がプラスチックである光ファイバを保持させることを特徴とする光コネクタへの光ファイバ保持方法。

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