JP4964569B2 - 現場付け光コネクタ - Google Patents
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Description
この光コネクタでは、フェルールの後端側に設けた接続機構において、成端するべき光ファイバの端部を、接続用光ファイバの端部と突き合わせることにより接続する。
この突き合わせ部分における接続損失を抑えるため、接続機構内に、シリコーン系のグリスなどの屈折率整合剤を充填することが行われている(例えば、特許文献1〜4)。
また、いったん接続を行ったのち、接続作業をやり直す場合には、光ファイバに付着した屈折率整合剤によって作業がやりにくくなることがあった。
また、屈折率整合剤には気泡やダストが混入しやすく、これらが接続損失の原因となることがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバの接続損失を抑え、しかも接続作業を容易にすることができる現場付け光コネクタを提供することを目的とする。
本発明は、フェルールに予め内装された接続用光ファイバの後端部が、現場付けする別の光ファイバの先端部に屈折率整合剤を介さずに突き合わせ接続される現場付け光コネクタであって、前記フェルールの後端側に、前記フェルールの後端から突出された前記接続用光ファイバの後端部を前記別の光ファイバの先端部に突き合わせ接続させる接続機構が設けられ、前記接続機構は、光ファイバ導入孔が形成された筒状のキャピラリを有し、前記光ファイバ導入孔内で前記接続用光ファイバと前記別の光ファイバとを接続でき、前記接続用光ファイバの後端部は、後ろに行くほど縮径しながら湾曲する凸面の後端部を接続方向に直交する平面で切り取った形状とされ、前記別の光ファイバにおける縮径せずにほぼ平面で切り取った形状となっている先端部にPC接続可能である現場付け光コネクタを提供する。
本発明は、前記フェルールが、前記接続用光ファイバを複数本内装でき、前記接続機構が、前記複数の接続用光ファイバに、それぞれ前記別の光ファイバを接続できることが好ましい。
本発明は、接続用光ファイバが予め内装されたフェルールと、該フェルールの後端から突出された前記接続用光ファイバの後端部を現場付けする別の光ファイバの先端部に屈折率整合剤を介さずに突き合わせ接続させる接続機構とを有するコネクタ本体と、前記別の光ファイバを、前記接続用光ファイバに向けて付勢した状態で前記コネクタ本体に引き留める引留機構と、を備え、前記接続機構は、光ファイバ導入孔が形成された筒状のキャピラリを有し、前記光ファイバ導入孔内で前記接続用光ファイバと前記別の光ファイバとを接続でき、前記接続用光ファイバの後端部の端面は、後ろに行くほど縮径しながら湾曲する凸面の後端部を接続方向に直交する平面で切り取った形状とされ、前記別の光ファイバにおける縮径せずにほぼ平面で切り取った形状となっている先端部にPC接続可能である現場付け光コネクタを提供する。
前記引留機構は、前記別の光ファイバを保持する引留部品と、前記コネクタ本体に取り付けられ、前記引留部品を引き留め可能な引留手段とを備えていることが好ましい。
また、屈折率整合剤は温度によって性状が変化するため、高温環境において流失し接続損失が増大するおそれがあるが、本発明では屈折率整合剤を使用しないため、高温環境下で使用する場合でも、このような接続損失は起こらない。
以下の説明において、図1における左方を前方といい、右方を後方ということがある。
フェルール1は、例えば、ジルコニア等のセラミックや、ガラスで形成されている。
素子ユニット7は、フェルール1の後端部に固定されたフランジ部7dと、フランジ部7dから後方に延出された基部7a(基部側素子)と、基部7a上に配置された2つの蓋体7b、7c(蓋側素子)とからなり、クランプバネ11の弾性により基部7aと蓋体7b、7cとの間に光ファイバを挟み込むことができる。
フランジ部7dは、フェルール1の後端部が嵌合する嵌合凹部7fを有する。フランジ部7dの外周に形成された凹部7eには、ハウジング8の先端が係合されている。
基部7aは、断面略半円状、断面略三角形状などとされ、フランジ部7dと一体に形成されており、金属、プラスチックなどで構成することができる。
蓋体7bと蓋体7cは、断面略半円状、断面略三角形状などとされ、基部7a上に前後に並んで配置される。蓋体7b、7cは、プラスチック、金属などで構成することができる。第1蓋体7bは、第2蓋体7cの前方、すなわちフェルール1側に配置される。
調心部12bは、ガイド部12aより幅が狭くされており、基部7aと第1蓋体7bとの間において、接続用光ファイバ6と、光ファイバ13の先端部13aとを位置決めして調心し、これらを突き合わせ接続するようになっている。
調心機構12は、基部7aと蓋体7b、7cの双方に形成することもできるし、いずれか一方にのみ形成することもできる。
クランプバネ11は、素子ユニット7にクランプ力を加える手段であり、図示例では、断面C字形の板材である。
なお、先端部13aは、例えば光ファイバ心線、光ファイバ素線などの被覆つき光ファイバである光ファイバ13から口出しされた光ファイバ裸線である。
ストップリング3には、係止爪3cが係止孔8aに係止した状態で、ハウジング8の後端に当接するストッパ部3d、3dが形成されている。
付勢手段4は、接続機構2を介してフェルール1を前方へ付勢するようになっている。付勢手段4としてはコイルスプリングが好適であり、付勢手段4は接続機構2の後端と、ストップリング3との間に圧縮状態で配置される。
端面6bの形状は、球面をなす形状であることが望ましいが、光ファイバ13の先端部13aに対しPC接続できる凸面状であれば、非球面状であってもよい。また、端面6bの全面が湾曲凸面状である場合に限らず、端面6bの一部が湾曲凸面状であってもよい。
端面6bは、アーク放電などにより溶融させることにより凸面状とすることができる。具体的には、光ファイバカッタにより切断された光ファイバの後端部6aをアーク放電などで加熱し溶融させることにより、端面6bを湾曲した凸面状とすることができる。
端面6bは、光ファイバに加えられる熱量に応じた形状となる。熱量が小さければ一部のみが湾曲凸面となった端面6bが得られ、熱量が大きければ全面が湾曲凸面となった端面6bが得られる。熱量が過剰に大きいと、光ファイバ6より径が大きい球状部分が形成されるため、アーク放電のパワーと処理時間を調節する必要がある。
PC研磨とは、フレネル反射が低減するように、光ファイバ端面をPC接続(PC:physical contact)できる湾曲凸面状に研磨することであり、例えばシングルモード系(SM系)光ファイバにおける反射減衰量は25dB以上である。SPC研磨では、例えばSM型光ファイバにおける反射減衰量は40dB以上である。AdPC研磨では、例えばSM系光ファイバにおける反射減衰量は45dB以上である。APC研磨では、端面は光軸に対し傾いた凸面状に加工され、例えばSM系光ファイバにおける反射減衰量は60dB以上である。
PC研磨加工は、光ファイバ6を固定治具に固定し、その先端を研磨盤により研磨加工する方法をとることができる。
図17に示す端面6bは、端部に向けて徐々に外径が小さくなる縮径部6cを有する。図示例では、縮径部6cは、光ファイバ軸方向に対する傾斜角度が端部に向けて徐々に大きくなるように形成されており、その断面形状は湾曲している。端面6bの中央部6dは平坦に形成されている。中央部6dは光ファイバ6のコアを含むように形成されるのが好ましい。図18に示す縮径部6eは、端部に向けて徐々に外径が小さくなっており、光ファイバ軸方向に対する傾斜角度はほぼ一定である。図19に示す縮径部6fの外径は、光ファイバ6の外径より小さく、かつ光ファイバ軸方向にほぼ一定である。
縮径部を有する端面6bは、コアを含む部分に突き当て力を集中させることができるため、PC接続を容易に実現できる。
光ファイバ6、13としては、シングルモードまたはマルチモード系の石英系光ファイバが好適に使用できる。また、光ファイバの径は任意とすることができる。
光ファイバ6、13の端面を研磨する際には、光ファイバが挿通する挿通孔を有するスペーサを使用し、光ファイバの研磨される部分のみを露出させた状態で研磨を行うことができる(例えば特開2002−59348号公報を参照)。
挿入溝5bおよび係止溝5cは、カップリング5を回転して、光コネクタアダプタ側の係止突起を係止溝5cに係止することで、光コネクタアダプタからの光コネクタ10の引き抜きを規制できる。また、カップリング5を逆方向に回転操作して、前記係止を解除すれば、光コネクタアダプタから光コネクタ10を引き抜くことが可能になる。
図1に示すように、光ファイバ13を、ストップリング3の後端部3aの光ファイバ導入穴3bを通してストップリング3内に導入する。
図1、図5および図6に示すように、ハウジング8に形成された楔挿入穴8bを通して、楔15を、素子ユニット7の蓋体7b、7cと基部7aとの間に挿入する。
これによって、クランプバネ11のクランプ力に抗して蓋体7b、7cと基部7aの隙間を広げた状態として、光ファイバ13の先端部13aをガイド部12aから挿入し、調心部12bへ導くことができる。
光ファイバ13の先端部13aは、調心部12b内にて、接続用光ファイバ6の後端部6aと突き合わせ接続する。楔15を引き抜くと、クランプバネ11のクランプ力によって、光ファイバ6、13は蓋体7b、7cと基部7aとの間に挟み込まれ、光ファイバ6、13の接続が維持される。
なお、本発明の光コネクタは、あらかじめ素子ユニットの基部と蓋体との間に楔を挿入して光コネクタに組み付けた状態(工具付き光コネクタ)で接続作業現場に搬入すれば、接続作業を効率よく行うことができる。
また、屈折率整合剤は温度によって性状が変化するため、高温環境において流失し接続損失が増大するおそれがあるが、本発明では屈折率整合剤を使用しないため、高温環境下で使用する場合でも、このような接続損失は起こらない。
この光コネクタ70は、コネクタ本体20と、光ファイバ13をコネクタ本体20に引き留める引留機構60とを備えている。
以下の説明において、図7における左方を前方といい、右方を後方ということがある。
図示例では、ツマミ(カップリング)(図示略)を外した状態(いわゆるSC2形の状態)を示しており、ツマミを外側に装着することによって、SC形光コネクタとすることができる(SC:Single fiber Coupling optical fiber connector。JIS C 5973に制定されるF04形光コネクタ(光コネクタプラグ)など)。また、ルーセントテクノロジー社が開発したものとして知られる、いわゆるLC形光コネクタを採用することもできる。
キャピラリ22bには、中心軸線に沿って、光ファイバ導入孔22dが形成されている。光ファイバ導入孔22dは、挿入される光ファイバの外径よりやや大きい内径を有することが好ましい。キャピラリ22cには、中心軸線に沿って、光ファイバ導入孔22eが形成されている。光ファイバ導入孔22dは、挿入される光ファイバの外径よりやや大きい内径を有することが好ましい。
第1キャピラリ22bの光ファイバ導入孔22dは、第2キャピラリ22cの光ファイバ導入孔22eより内径が小さくされているのが好ましい。光ファイバ導入孔22dは、接続用光ファイバ6と、光ファイバ13の先端部13aとを位置決めして調心し、これらを突き合わせ接続するようになっている。
キャピラリ22b、22cの材質としては、ジルコニアセラミックを挙げることができる。このほか、ガラス、合成樹脂も使用できる。
ストップリング24は、接続機構22を収納するスリーブ状に形成され、プラグフレーム23の後端に取り付けられている。
付勢手段25は、ストップリング24に反力をとって接続機構22を前方に押圧することで、フェルール1を前方に付勢するものであり、この光コネクタ70を他の光コネクタに接続するときにフェルール1に、相手側の光コネクタとの間の突き合わせ力を与える。付勢手段25としては、例えばコイルスプリングが使用できる。
可動受け片30は細長板状の部材である。可動受け片30は、ストップリング24の後端部に取付けられた後端ブロック部31を前後に貫通する案内孔34に挿入されており、案内孔34によって案内されて光コネクタ70の前後方向に沿ってスライド移動できる。
可動受け片30は、光コネクタ70の前後方向に沿ったスライド移動によって、コネクタ本体20から後方への突出長さが可変になっている。
ジャケット41は、底板部43と、その側縁から上方に延びる側板部44、44と、天板部45とを備えた断面矩形の筒状とされている。ジャケット41の底板部43には、前後に貫通する収納孔48が形成されている。
ジャケット41は、収納孔48に挿入された可動受け片30の後端部に取り付けられている。
引留カバー50は、後端ブロック部31を介してコネクタ本体20のストップリング24に取り付けられている。具体的には、引留カバー50は、両側板52の長手方向一端部に形成された軸孔53に、後端ブロック部31に形成された枢軸31aが嵌め込まれることによって、後端ブロック部31に取り付けられている。
引留カバー50は、枢軸31aを中心として回動できるようになっている。
すなわち、引留カバー50は、可動受け片30上に被せた位置(図13、図14参照。閉位置)と、この閉位置から上方に回転して可動受け片30に対して開いた位置(可動受け片30に対して垂直に立てた状態。図7、図8参照。開位置)とを、回動によって切り替えることができる。
図11、図12に示すように、可動受け片30に形成された引留部品当接突起32が、ストップリング24後端(具体的には、後端ブロック部31)に後から当接すると、引留部品40のそれ以上の前方移動が規制される(この引留部品40の位置を移動限界位置という)。
この閉位置では、引留カバー50の長手方向他端部、すなわち、枢軸31aから最も遠い端部に形成されている引留用突起54が、引留部品40の後端側に配置される。この引留用突起54は、引留部品40の後方への移動を規制するストッパとして機能する。
このため、引留カバー50は、引留部品40および光ファイバ13を引き留めて、後方への移動を規制する引留手段として機能する。
なお、引留機構の構成は、光ファイバ13の後方移動を規制する引留手段として機能するものであれば、図示例に限定されない。また、本発明の光コネクタは、引留手段を備えていない構成も可能である。
光ファイバ13は、若干たわんだ状態となっており、その弾性により先端部13aは前方に付勢されるため、先端部13aは安定的に接続用光ファイバ6に押しつけられる。この安定的な押しつけ力によって、光ファイバ13と接続用光ファイバ6の接続は確実に維持される。
この光コネクタ70は、温度変化などによりキャピラリ22b、22cの伸縮が起きた場合でも光ファイバ13と接続用光ファイバ6の接続が維持されるため、使用温度域が広いという利点がある。
図15は、光コネクタ80のフェルール71と接続機構72を示す平面図である。この図における接続機構72は、蓋体73b、73cが取り外されている。図16は、光コネクタ80の側面図である。
光コネクタ80は、フェルール71と、フェルール71の後端側に設けられた接続機構72とを備えている。符号77はハウジングである。
フェルール71には、複数の光ファイバ導入孔71bが形成され、これら光ファイバ導入孔71bには、それぞれ接続用光ファイバ6が挿入され固定されている。接続用光ファイバ6の先端はフェルール71の先端面71aに露出され、後端は接続機構72内に挿入されている。
接続機構72は、クランプバネ74の弾性により基部73aと、蓋体73b、73cとの間に接続用光ファイバ6、光ファイバ83を挟み込むことができる。図示例では、光ファイバ83は2心の光ファイバテープ心線である。
基部73aには、2つの調心溝75、75と、先端部13a、13aを各調心溝75、75に案内する2つのガイド溝76、76が形成されている。
光ファイバ83は、ガイド溝76に挿入され、光ファイバ83の先端部13a、13aは、それぞれ調心溝75、75に挿入され、各調心溝75、75に挿入されている接続用光ファイバ6、6に突き合わせ接続される。
また、一般に、多心の光コネクタに屈折率整合剤を使用する場合には、基部の面積が単心のものに比べ広いため屈折率整合剤の充填量が多くなる。特に、基部と蓋体とがヒンジ結合されている場合には屈折率整合剤の偏在や気泡巻き込みが起こりやすい。このため、単心の光コネクタよりも作業が煩雑となる。
これに対し、上記構成の光コネクタ80では、屈折率整合剤が不要となるため、多心光コネクタであるにもかかわらず、接続作業が容易となる。
多心光コネクタとしては、MT形光コネクタ(MT:Mechanically Transferable。例えばJIS C 5981に規定されるもの)がある。
Claims (5)
- フェルールに予め内装された接続用光ファイバの後端部が、現場付けする別の光ファイバの先端部に屈折率整合剤を介さずに突き合わせ接続される現場付け光コネクタであって、
前記フェルールの後端側に、前記フェルールの後端から突出された前記接続用光ファイバの後端部を前記別の光ファイバの先端部に突き合わせ接続させる接続機構が設けられ、
前記接続機構は、前記接続用光ファイバと前記別の光ファイバとを挟み込んで、これらの接続状態を維持するクランプ部を有し、
前記接続用光ファイバの後端部は、後ろに行くほど縮径しながら湾曲する凸面の後端部を接続方向に直交する平面で切り取った形状とされ、前記別の光ファイバにおける縮径せずにほぼ平面で切り取った形状となっている先端部にPC接続可能であることを特徴とする現場付け光コネクタ。 - フェルールに予め内装された接続用光ファイバの後端部が、現場付けする別の光ファイバの先端部に屈折率整合剤を介さずに突き合わせ接続される現場付け光コネクタであって、
前記フェルールの後端側に、前記フェルールの後端から突出された前記接続用光ファイバの後端部を前記別の光ファイバの先端部に突き合わせ接続させる接続機構が設けられ、
前記接続機構は、光ファイバ導入孔が形成された筒状のキャピラリを有し、前記光ファイバ導入孔内で前記接続用光ファイバと前記別の光ファイバとを接続でき、
前記接続用光ファイバの後端部は、後ろに行くほど縮径しながら湾曲する凸面の後端部を接続方向に直交する平面で切り取った形状とされ、前記別の光ファイバにおける縮径せずにほぼ平面で切り取った形状となっている先端部にPC接続可能であることを特徴とする現場付け光コネクタ。 - 前記フェルールが、前記接続用光ファイバを複数本内装でき、
前記接続機構は、前記複数の接続用光ファイバに、それぞれ前記別の光ファイバを接続できることを特徴とする請求項1または2に記載の現場付け光コネクタ。 - 接続用光ファイバが予め内装されたフェルールと、該フェルールの後端から突出された前記接続用光ファイバの後端部を現場付けする別の光ファイバの先端部に屈折率整合剤を介さずに突き合わせ接続させる接続機構とを有するコネクタ本体と、
前記別の光ファイバを、前記接続用光ファイバに向けて付勢した状態で前記コネクタ本体に引き留める引留機構と、を備え、
前記接続機構は、光ファイバ導入孔が形成された筒状のキャピラリを有し、前記光ファイバ導入孔内で前記接続用光ファイバと前記別の光ファイバとを接続でき、
前記接続用光ファイバの後端部の端面は、後ろに行くほど縮径しながら湾曲する凸面の後端部を接続方向に直交する平面で切り取った形状とされ、前記別の光ファイバにおける縮径せずにほぼ平面で切り取った形状となっている先端部にPC接続可能であることを特徴とする現場付け光コネクタ。 - 前記引留機構は、前記別の光ファイバを保持する引留部品と、前記コネクタ本体に取り付けられ、前記引留部品を引き留め可能な引留手段とを備えていることを特徴とする請求項4に記載の現場付け光コネクタ。
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