JP4843436B2 - サブモジュール - Google Patents

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本発明は、異なる規格に準拠して作られた光コネクタに共通して使用可能なサブモジュールに関する。
光ファイバ通信においては、光ファイバをそれぞれ挿通した円筒状の2本のフェルールの端面同士を互いに突き合わせることで光ファイバを光学的に接続し、これにより光信号の長距離伝送を可能としている。一般に光ファイバの直径は125μm程度ときわめて細くその接続部では光漏れが生じやすいことから、光信号の伝送損失を抑制するためにはフェルールの先端を凸球面状に研磨し、さらにフェルール同士を高い同軸度で接合することが求められる。
このためフェルールは、その基端部をフランジ状の金属ホルダで保持した状態で、スプリング、ストップリングおよびラッチ金具などの部品を介してプラスチック製などのハウジングに弾性的に装着されることが一般的である(例えば下記特許文献1を参照)。さらにこの状態からフェルールの先端部同士を薄肉円筒状のスリーブで保持して調芯しつつ、アダプタと呼ばれる光学部品を介して接合固定する。アダプタに対して両側から各フェルールを押圧するように押し込むことで、ハウジング内のスプリングが収縮するとともに弾性復元力によりフェルール同士を密着させることができる。
フェルール、フランジ状のホルダ、フェルールを押圧するスプリング、およびこれらを収容するハウジングなどの部品からなる光コネクタを光ファイバの先端に設ける場合、ハウジングを除く各部品はサブアセンブリとして組み立てられた状態で使用者に提供されることが通常である。これは使用者の取り付け作業の労苦を軽減するためであり、また金属ホルダとフェルールのように小型かつ高い組立精度が要求される部品については工場レベルでの精密な取付作業を要するためである。
またハウジングはフェルールの前方(光ファイバの先端側)より着脱自在に装着できるよう構成されることが一般的であるため、サブアセンブリとは個別に提供することが可能であるのに対し、金属ホルダやスプリングなどの部品は光ファイバをフェルールに挿入固定する前に予め光ファイバを挿通しておく必要があるなど組立作業も複雑である。したがってフェルール、金属ホルダ、スプリング、ストップリング、ラッチ金具などには、いずれも光ファイバが挿通可能な貫通孔が設けられるとともに、シェルと呼ばれる金属製などのケース部品に組み付けられてサブアセンブリが構成されることが一般的である。
一方、光コネクタには現在までに複数の標準規格が規定され、寸法等を各規格に共通化することで使用者の便宜が図られている。現在代表的なものとして、いわゆるSC形、FC形、MU形およびLC形の光コネクタが存在する。
SC形光コネクタの外形寸法等については、IEC 61754−4、TIA/EIA−604−3A、JIS C 5973の各規格にそれぞれ規定がある。
FC形光コネクタの外形寸法等については、IEC 61754−13、TIA/EIA−604−4A、JIS C 5970の各規格にそれぞれ規定がある。
MU形光コネクタの外形寸法等については、IEC 61754−6、TIA/EIA−604−17、JIS C 5983の各規格にそれぞれ規定がある。
LC形光コネクタの外形寸法等については、IEC 61754−20、TIA/EIA−604−10Aの各規格にそれぞれ規定がある。
SC形およびFC形光コネクタの内径とこれに保持されるフェルールの外径は約2.5mmであり、MU形およびLC形光コネクタのそれは約1.25mmである。具体的には、IEC 61754−4、IEC 61754−13、TIA/EIA−604−3AおよびTIA/EIA−604−4Aでグレード1、JIS C 5973および5970で等級Bに区分されるSC形およびFC形フェルールの外径寸法は2.499±0.0005mm(以下断りなく「2.5mm」と表記した場合はかかる寸法を意味する。)、IEC 61754−6、IEC 61754−20、TIA/EIA−604−17およびTIA/EIA−604−10Aでグレード1、JIS C 5983で等級BおよびCに区分されるMU形およびLC形フェルールの外径寸法は1.249±0.0005mm(以下断りなく「1.25mm」と表記した場合はかかる寸法を意味する。)とそれぞれ規定されている。
また各光コネクタはハウジングの外形寸法についてもIEC規格、JIS規格またはTIA/EIA規格にて規定されており、アダプタとの適合が図られている。
したがって例えばSC形とMU形などフェルール径の異なるコネクタ同士を接続する場合には、一端の直径が2.5mm、他端の直径が1.25mmに形成された段つきのフェルールを内装した特別な変換アダプタを介してこれを行うことができる。具体的には、光接続アダプタとプラグフェルールの例としては下記特許文献2および3、同じく光レセプタクルとスタブフェルールの例としては下記特許文献4を挙げることができる。
特開2003−329880号 特開平5−088043号 特開平9−090150号 特開2003−098380号
これに対し、SC形とFC形、またはMU形とLC形など、規格が異なる場合であってもフェルールの外径が等しい光コネクタ同士を、アダプタを介して光学的に接続する場合については、フェルールの先端部同士を通常の円筒状スリーブで保持可能であることから上記の変換アダプタは不要である。
しかし一方で、光コネクタの接続先を、例えばMU形アダプタからLC形アダプタ、またはLC形アダプタからMU形アダプタなどに繋ぎ替える場合は、その都度光ファイバの先端を切り落とすなどしてフェルールを含むサブアセンブリの一切を光ファイバから取り外し、さらに別規格のサブアセンブリやハウジングを当該光ファイバの先端に再装着しなおさなければならないという問題がある。
これは、現状の光コネクタでは、サブアセンブリのケーシングに相当するシェルの形状や寸法には設計自由度が乏しく、MU形とLC形など、フェルール径が同一であっても規格が異なるハウジングに対してシェルが共通化できないことに起因する。
すなわち、例えばフェルール外径が1.25mmのMU形光コネクタについていえば、つまみと呼ばれる略直方体形状のハウジングの最大外形が6.6mm×4.35mm、その内部に収納されるプラグフレームのラッチ部の矩形断面の最大外形が4.75mm×3.7mm、薄肉部で3.95mm四方と規定され、さらにプラグフレームの内側に形成されるスリーブ挿入用の円形溝の内径が2.6mm、などと段階的に寸法が規定されている(IEC 61754−6)。
一方、フェルール外径が同じく1.25mmのLC形光コネクタについては、ハウジング内部にプラグフレームを介装しない方式であることからハウジング(プラグハウジング)の外形および内形の規格寸法はMU形とはまったく異なるものとなっている(IEC 61754−20)。
このため、プラグフレームやプラグハウジングの内部に装着されるサブアセンブリは、該フレーム等の内部形状の規定寸法によってその最大外形が制約される。またサブアセンブリの内部に収納されるフェルールや、フェルールよりも少なくとも太径に形成される必要のあるフランジ状の金属ホルダなどの寸法、およびシェル自身の肉厚によって、これらを包絡するサブアセンブリの最小内形も制約される。このため、上記最大外形と最小内形との両立が求められるシェルは、その形状や寸法についての設計自由度がきわめて乏しくなる。
以上の課題に鑑み、本発明は上記4種に代表される標準規格に準拠するアダプタに対し、少なくともSC形とFC形、またはMU形とLC形との間で相互に繋ぎ替えが可能なサブモジュールを提供することを目的とする。
本発明にかかるサブモジュール、円筒状の一端側(先端部)が上記IEC規格やJIS規格、およびTIA/EIA規格に適合する2.5mmまたは1.25mmの直径の太径部を有し、他端側(基端部)がこれより細径直径1mm以下の細径部を有する段つきフェルールを備えたものである。
すなわち本発明は、
(1)軸方向に光ファイバを挿通するための貫通孔を有し、前記軸方向の一端と他端とが互いに直径の異なる太径部と細径部とを備えた円柱状に形成された段つきフェルールを、シェルをケーシングとしてその先端に備え、MU形光コネクタのプラグフレーム、LC形光コネクタのプラグハウジングに装着可能なサブモジュールであって、シェルには前記MU形光コネクタのプラグフレーム、LC形光コネクタのプラグハウジングに対して軸回り及び軸方向へのサブモジュールの移動を抑制するための、ラッチと後端部の固定ニップルとが設けられ、段つきフェルールは、前記太径部の直径がIEC規格、JIS規格またはTIA/EIA規格にて規定された1.249±0.0005mm、細径部の直径が1.0mm以下であり、段つきフェルールを、太径部を先端側に突出させ、細径部をシェルに対して軸方向の基端側に摺動可能なホルダによって保持固定するとともに、軸方向の弾性力を付与してサブモジュール内で保持してなる、MU形光コネクタのプラグフレーム、LC形光コネクタのプラグハウジングに装着可能なサブモジュール;
(2)軸方向に光ファイバを挿通するための貫通孔を有し、前記軸方向の一端と他端とが互いに直径の異なる太径部と細径部とを備えた円柱状に形成された段つきフェルールを、シェルをケーシングとしてその先端に備え、SC形光コネクタ、FC形光コネクタのハウジングに装着可能なサブモジュールであって、シェルには前記SC形光コネクタ、FC形光コネクタのハウジングに対して軸回り及び軸方向へのサブモジュールの移動を抑制するための、ラッチと後端部の固定ニップルとが設けられ、段つきフェルールは、前記太径部の直径がIEC規格、JIS規格またはTIA/EIA規格にて規定された2.499±0.0005mm、細径部の直径が1.0mm以下であり、段つきフェルールを、太径部を先端側に突出させ、細径部をシェルに対して軸方向の基端側に摺動可能なホルダによって保持固定するとともに、軸方向の弾性力を付与してサブモジュール内で保持してなる、SC形光コネクタ、FC形光コネクタのハウジングに装着可能なサブモジュール;
(3)段つきフェルールの細径部の直径が0.8±0.1mmである上記(1)または(2)に記載のサブモジュール;
を要旨とする。
本発明にかかるサブモジュールにおける段つきフェルールは、シェルをケーシングとするサブモジュールの内部に挿入される基端部側が細径化されていることから、これに装着されるフランジ状の金属ホルダやスプリング、ラッチ金具などの部品をそれぞれ小型化することが可能である。これにより、プラグフレームやプラグハウジングの規格内形すなわちサブモジュールの最大可能外形と、上記部品を包絡するための最小形状すなわちサブモジュールの必要最小内形との間にクリアランスを生み出し、もってサブモジュールのケーシングであるシェルに設計自由度を与えることができる。
これにより、例えばMU形とLC形など比較的小型の光コネクタに対しても、プラグフレームやプラグハウジングを標準規格に準拠させつつ、共通のサブモジュールを装着可能に設計することが可能となる。
また比較的大型のSC形やFC形の光コネクタについては、プラグフレームやプラグハウジングの内部形状にさらに寸法的な余裕があることから、これらに対しても共通のサブモジュールを提供することが可能である。
したがって、例えば外径1.25mmの太径部を先端側に突出させ、細径部をサブモジュール内で保持するよう本発明のフェルールをサブモジュールに取り付けた状態で光ファイバの端部にひとたび固着しておけば、MU形光コネクタのプラグフレームを装着するか、LC形光コネクタのプラグハウジングを装着するかが任意で選択可能となるため、MU形アダプタとLC形アダプタとの間で光コネクタの繋ぎ替えが自在となる。
また外径2.5mmの太径部を先端側に突出させ、細径部をサブモジュールで保持する態様とすれば、SC形光コネクタまたはFC形光コネクタのハウジングを任意で選択して着脱自在に装着することができるため、それぞれの規格に適合するアダプタに対して繋ぎ替え自在となる。
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用いて具体的に説明する。図1各図に本発明のサブモジュールにおける段つきフェルール10を示す。図1(a)は斜視図、同図(b)は正面図、同図(c)は側面図であり、同図(d)は図1(b)のD−D断面図である。また図2にこの段つきフェルール10を含むサブモジュール20を示す。図2(a)は上面側斜視図、同図(b)は下面側斜視図、同図(c)は正面図、同図(d)は側面図、同図(e)は下面側平面図である。なお同図においては便宜上、シェル31より突出して形成されたラッチ36のある側を上面側と呼称しており、重力に対する上下方向を意味するものではない。
フェルール10は、太径部11と細径部12とが一体に形成されて両端の直径が相違する形状(本発明においては、かかる形状を「段つき形状」という。)であることを特徴とする。太径部11と細径部12との間には図示のように段差16が形成されていることが、光コネクタによるフェルール10の保持長さを最大化する観点から好適であるが、後述するように両者の間には徐々に径が変化するテーパー状の領域が設けられてもよい。太径部11の直径φ1はIEC規格、JIS規格またはTIA/EIA規格(以下、「IEC規格等」という場合がある。)にて規定の寸法である2.5mmまたは1.25mmであり、細径部12の直径φ2は1mm以下、好ましくは0.8±0.1mmである。フェルール10は内部にファイバ挿通孔14が太径部11と細径部12に対して同軸に貫通して設けられた円柱状に形成される。なお本発明において「軸」とは光ファイバおよびファイバ挿通孔14の中心線を意味する。
太径部11の先端側(図1(c)、(d)における左方)は、テーパー状の研磨部13およびフラットな端面15を形成し、光コネクタおよびアダプタを介して他のフェルールと光接続された場合の光漏れを低減している。なお本発明にかかるフェルール10は、その先端を凸球面状に研磨(PC研磨、SPC研磨)して反射減衰量を大きくすることも好適である。一方、細径部12の基端側には、ファイバ挿通孔14の端部にガイド17がテーパー状に形成され、光ファイバ(図示せず)の先端をフェルール10に挿入容易としている。
フェルール10はジルコニアセラミックス、SUS等の金属、または硬質プラスチックなどから得ることができるが、高ヤング率かつ低線膨張係数による寸法安定性の観点からジルコニアセラミックスが好適に用いられる。ジルコニアセラミックスを材料とする場合、フェルール10は射出成形によって得ることができる。このとき、太径部11と細径部12とは個別に作製されて後に一体に接合されてもよいが、同軸度を良好にする観点からは、ファイバ挿通孔14を軸芯とする直径φ1の円筒部材を射出成形した後、基端側(図1(c)、(d)における右方)を所定長さで直径φ2(<φ1)に削り加工して細径部12および段差16を形成し、さらに先端側に研磨部13と端面15を、基端側にガイド17を研磨加工によりそれぞれ形成するとよい。
ただし本発明にかかるフェルール10では、大径の太径部11と小径の細径部12の間に、これらの中間太さを持つ所定長さの接合部が存在していてもよい。すなわち図1に例示するフェルール10では太径部11と細径部12とは段差16によって明確に区分されているが、本発明の目的を達成する限りにおいて、太径部11と細径部12との間で徐々に径が変化するテーパー状の領域が接合部として存在してもよい。
フェルール10の長さは、太径部11の長さと細径部12の長さの和、または両者の間に接合部が存在する場合はこれらの総和、として決定される。太径部11の長さは、突き当てられた他のフェルールと先端部同士を筒状のスリーブ(図示せず)によって好適に保持可能であれば特に限定されず、直径φ1の数倍程度を有していることが好ましい。一方、細径部12の長さも同様に、サブモジュール20の内部にて好適に保持可能であれば特に限定されず、直径φ2の数倍程度を有していることが好ましい。したがって太径部11と細径部12の長さ比としては、直径φ1が1.25mmのMU形やLC形の場合は、1.25:0.8を含む1:0.5乃至1:1程度が好適であり、直径φ1が2.5mmのSC形やFC形の場合は、2.5:0.8を含む1:0.25乃至1:0.5程度が好適である。なお、太径部11と細径部12との間に接合部(図示せず)が存在する場合、その長さは、太径部11および細径部12のいずれの長さよりも短いことが好ましい。
図2各図に示すサブモジュール20は、シェル31をケーシングとし、その先端側にフェルール10、後端側に固定ニップル35がそれぞれ突出して設けられている。またシェル31の上面側にはラッチ36が突出して一体成形されており、ラッチ36と固定ニップル35により光コネクタ(図3参照)に対して軸回りおよび軸方向へのサブモジュール20の移動を抑制する。
フェルール10は、サブモジュール20に対しフランジ状の金属ホルダ32によって保持固定されて装着される。金属ホルダ32は、SUSなどの金属材料からなり、少なくとも細径部12の直径φ2よりも太径のフランジ状をなす。シェル31の先端部に摺動可能に装着される金属ホルダ32は、フランジ周面上にフラットな面取り部321を備え、シェル31に設けられた平面状のリミッタ33と面取り部321とを当接させることにより、金属ホルダ32の軸回転を防止している。
スプリング34は、金属ホルダ32と固定ニップル35との間に介装され、フェルール10に軸方向の弾性力を付与する。すなわちフェルール10を保持する金属ホルダ32はシェル31に対して軸方向の基端側に摺動可能であるため、フェルール10を先端側から押圧した場合、金属ホルダ32が基端側に移動するとともにスプリング34が圧縮され、その弾性復元力が反力としてフェルール10に負荷される。
図3に、本発明のサブモジュール20が装着された光コネクタを示す。同図(a)は、サブモジュール20がプラグハウジング41の内部に装着されたLC形光コネクタ40の正面図、同図(b)はそのB−B断面図である。略矩形筒状に形成されたプラグハウジング41はIEC 61754−20に規定の外形および内形寸法を有し、一般にプラスチック材料からなる。プラグハウジング41は、周面の一つにツメ42が突出形成され、アダプタ(図示せず)とラッチすることによりLC形光コネクタ40をこれに固定することができる。
一方、同図(c)はサブモジュール20がプラグフレーム51の内部に装着されたMU形光コネクタ50の正面図、同図(d)はそのD−D断面図である。MU形光コネクタ50は、つまみとよばれるラッチ部を備えるハウジング(図示せず)に嵌装された状態で、アダプタ(図示せず)にラッチ固定される。プラグフレーム51およびラッチ式ハウジングはIEC 61754−6に規定の外形および内形寸法を有し、一般にプラスチック材料からなる。
図3各図に示すように、本発明のサブモジュール20は、IEC規格等にて内外形の規定されたプラグハウジング41とプラグフレーム51の両者に対し、ともに装着可能である。換言すると、本実施形態のフェルール10は、LC形光コネクタ40とMU形光コネクタ50との容易な相互変換を実現するものである。
具体的には、LC形光コネクタ40を用いてLC形アダプタに接続されていた光ファイバを、MU形アダプタに接続しなおす場合、光ファイバの先端に装着されたプラグハウジング41を脱着し、次にプラグフレーム51およびハウジングをこの順に装着するだけで、MU形光コネクタ50を得ることができる。
またMU形光コネクタ50からLC形光コネクタ40に交換する場合も同様である。
このように、本発明のサブモジュールにおけるフェルール10は、その細径部12の直径φ2が1.0mm以下、具体的には0.8±0.1mmに形成されていることから、直径φ2よりも大径でなければならない金属ホルダ32のフランジ部の外径を1.0乃至1.2mm程度に形成することを可能とする。すなわち仮に従来の如く直径1.25mmの直胴状のフェルールを用いるか、または上記特許文献2乃至4に記載の如く先端径2.5mmかつ基端径1.25mmの変換アダプタ用のフェルールを用いた場合は、金属ホルダの外径は少なくとも1.5mm程度としなければならないこととなる。またこれに伴って、所定のバネ線径を要するスプリングや、所定の肉厚を要するシェルなど、金属ホルダに外装される部品の外形寸法もまた本発明よりも順次大きなものとしなければならず、結果としてプラグハウジング41とプラグフレーム51に共通して装着しうるサブモジュール20を成立させることができなくなる。
これに対し、本発明のサブモジュールにおけるフェルール10の場合、先端側の直径φ1はMU形やLC形に準じて1.25mmとすることでスリーブによる保持固定が可能であり、かつ基端側の直径φ2をこれよりも小さくすることで金属ホルダ32やシェル31を含むサブモジュール20の構成部品を順次小さなものとすることができ、プラグハウジング41とプラグフレーム51に共通して装着しうるサブモジュール20を実現させることができる。
図4は、本発明の第二の実施の形態にかかるサブモジュール20の斜視図である。同図(a)は上面側斜視図、同図(b)は下面側斜視図である。なお同図においても、便宜上、シェル31より突出して形成されたラッチ36のある側を上面側と呼称している。
本実施の形態にかかるサブモジュールにおけるフェルール10は、太径部11の直径φ1が2.5mmであり、IEC 61754−4に規定されるSC形、およびIEC 61754−13に規定されるFC形のアダプタや光コネクタに対応している。また細径部12の直径φ2は、先の実施の形態と同様に1.0mm以下、好ましくは0.8±0.1mmに形成されている。
またサブモジュール20を構成する金属ホルダ32、リミッタ33、スプリング34、固定ニップル35は、図2に示す先の実施の形態と同一構成である。
本実施の形態にかかるサブモジュールは、フェルール10細径部12の直径φ2を1.0mm以下に形成したことにより、SC形およびFC形のプラグフレーム(図示せず)に共通して装着でき、SC形光コネクタとFC形光コネクタとの相互の交換が容易に可能となる。
第一の実施の形態にかかるフェルール10を示し、同図(a)は斜視図、(b)は正面図、(c)は側面図、(d)は同図(b)のD−D断面図である。 第一の実施の形態にかかるフェルール10を含むサブモジュール20を示し、同図(a)は上面側斜視図、(b)は下面側斜視図、(c)は正面図、(d)は側面図、(e)は下面側平面図である。 第一の実施の形態にかかるフェルール10を備えるサブモジュール20が装着された光コネクタを示し、同図(a)はLC形光コネクタ40の正面図、(b)はそのB−B断面図、(c)はMU形光コネクタ50の正面図、(d)はそのD−D断面図である。 第二の実施の形態にかかるフェルール10およびこれを備えるサブモジュール20の斜視図であり、同図(a)は上面側斜視図、同図(b)は下面側斜視図である。
符号の説明
10 フェルール
11 太径部
12 細径部
20 サブモジュール
31 シェル
32 金属ホルダ
40 LC形光コネクタ
41 プラグハウジング
50 MU形光コネクタ
51 プラグフレーム

Claims (3)

  1. 軸方向に光ファイバを挿通するための貫通孔を有し、前記軸方向の一端と他端とが互いに直径の異なる太径部と細径部とを備えた円柱状に形成された段つきフェルールを、シェルをケーシングとしてその先端に備え、MU形光コネクタのプラグフレーム、LC形光コネクタのプラグハウジングに装着可能なサブモジュールであって、シェルには前記MU形光コネクタのプラグフレーム、LC形光コネクタのプラグハウジングに対して軸回り及び軸方向へのサブモジュールの移動を抑制するための、ラッチと後端部の固定ニップルとが設けられ、段つきフェルールは、前記太径部の直径がIEC規格、JIS規格またはTIA/EIA規格にて規定された1.249±0.0005mm、細径部の直径が1.0mm以下であり、段つきフェルールを、太径部を先端側に突出させ、細径部をシェルに対して軸方向の基端側に摺動可能なホルダによって保持固定するとともに、軸方向の弾性力を付与してサブモジュール内で保持してなる、MU形光コネクタのプラグフレーム、LC形光コネクタのプラグハウジングに装着可能なサブモジュール。
  2. 軸方向に光ファイバを挿通するための貫通孔を有し、前記軸方向の一端と他端とが互いに直径の異なる太径部と細径部とを備えた円柱状に形成された段つきフェルールを、シェルをケーシングとしてその先端に備え、SC形光コネクタ、FC形光コネクタのハウジングに装着可能なサブモジュールであって、シェルには前記SC形光コネクタ、FC形光コネクタのハウジングに対して軸回り及び軸方向へのサブモジュールの移動を抑制するための、ラッチと後端部の固定ニップルとが設けられ、段つきフェルールは、前記太径部の直径がIEC規格、JIS規格またはTIA/EIA規格にて規定された2.499±0.0005mm、細径部の直径が1.0mm以下であり、段つきフェルールを、太径部を先端側に突出させ、細径部をシェルに対して軸方向の基端側に摺動可能なホルダによって保持固定するとともに、軸方向の弾性力を付与してサブモジュール内で保持してなる、SC形光コネクタ、FC形光コネクタのハウジングに装着可能なサブモジュール。
  3. 段つきフェルールの細径部の直径が0.8±0.1mmである請求項1または2記載のサブモジュール。
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