JP5108861B2 - 光コネクタの組立方法及び光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ファイバ先端をフェルール端面より飛び出させて組み立てる光コネクタの組立方法及び光コネクタに関する。

光コネクタの接続部に、光損失を低減するための屈折率整合材を介在させる方法が知られている。この方法は、光ファイバ保持孔の貫通形成されたフェルール端面に屈折率整合材を設け、光ファイバ保持孔に挿入したファイバ先端をこの屈折率整合材に接触させることにより、相手方光ファイバと接続する際に、屈折率整合材を介して突き合わせ、接続端面間で生じるフレネル反射を回避し、光結合ロスを低減できる（例えば特許文献１参照）。

また、被覆付き光ファイバに撓みを持たせて固定することで、被覆付き光ファイバの後方側から常に押圧力を付与し、ファイバ先端における確実な接合状態を維持できるようにした光コネクタが知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２００５−３５１９９８号公報 特開２００５−３４５７５３号公報

ところで、予めフェルール端面に屈折率整合材であるフィルムが貼り付けられている光コネクタでは、組立の際、挿入されたファイバ先端をフィルムに押し付けることで、ファイバ先端をフェルール端面より飛び出させて組み立てる。具体的には、フェルール端面より数十μｍ（最大２００μｍ）突き出るように設計されている。そのため、フェルール端面に貼り付けられているフィルムはファイバに押圧されて膨らむように弾性変形するが、弾性変形によりフィルムには歪みが生じる。この歪みはファイバのフェルール端面からの突き出し量と相関関係にあり、突き出し量が大きいと歪みも大きくなる。歪みが大きいとコネクタ着脱を繰り返した際にフィルム損傷を引き起こす虞があった。フィルム損傷はロス高や反射不良といった光学特性不良を起こす要因となった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、透明体フィルムの損傷を防止できる光コネクタの組立方法及び光コネクタを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） フェルールに貫通形成され先端開口が透明体フィルムで覆われた光ファイバ保持孔に光ファイバを挿入し、前記光ファイバ保持孔の後部より導出される前記光ファイバを固定手段にて撓み形状に固定する光コネクタの組立方法であって、
底面に前記光ファイバ保持孔が開口する凹部の形成された前記フェルールの先端面に、該凹部を覆って前記透明体フィルムを貼着し、
前記光ファイバ保持孔から突き出したファイバ先端を前記透明体フィルムに押し付けて組み立てることを特徴とする光コネクタの組立方法。

この光コネクタの組立方法によれば、光ファイバ保持孔に挿入された光ファイバのファイバ先端が、フェルール端面から突出し、透明体フィルムに押し付けられる際、光ファイバ保持孔の周囲で透明体フィルムが凹部によってフェルールに貼り付かず、透明体フィルムの弾性変形する面積が大きく確保可能となる。

（２） フェルールに貫通形成され先端開口が透明体フィルムで覆われた光ファイバ保持孔に光ファイバを挿入し、前記光ファイバ保持孔の後部より導出される前記光ファイバを固定手段にて撓み形状に固定する光コネクタであって、
底面に前記光ファイバ保持孔の開口する凹部が前記フェルールの先端面に形成され、
前記先端面には前記凹部を覆って前記透明体フィルムが貼着され、
前記光ファイバ保持孔から突き出したファイバ先端を押し付けて前記透明体フィルムを前記先端面から飛び出させたことを特徴とする光コネクタ。

この光コネクタによれば、コネクタ組立時、ファイバ先端が透明体フィルムに押し付けられる際、光ファイバ保持孔の周囲で透明体フィルムがフェルールに貼り付かない。また、組立完了後の使用時に相手方コネクタと繰り返し着脱がなされても、光ファイバ保持孔の周囲で透明体フィルムがフェルールに貼り付かず、透明体フィルムが弾性変形する面積を大きくできる。

（３） （２）の光コネクタであって、
前記凹部の底面にはファイバを挿通して支持する支持部が少なくとも前記凹部より突出しない高さで前記光ファイバ保持孔と同軸状に突設されたことを特徴とする光コネクタ。

この光コネクタによれば、凹部の底面から突出して透明体フィルムに押し付けられた光ファイバが、底面に突設された支持部に挿通されることで曲がりが規制され、先端が振れ止めされることにより光結合ロスが低減される。

（４） （２）の光コネクタであって、
前記凹部の底面には前記光ファイバ保持孔から突出したファイバの側部に当接してファイバを振れ規制する複数の振れ止め片が少なくとも前記凹部より突出しない高さで前記ファイバを包囲して突設されたことを特徴とする光コネクタ。

この光コネクタによれば、凹部の底面から突出して透明体フィルムに押し付けられた光ファイバが、光ファイバを包囲して底面に突設された複数の振れ止め片にて曲がりが規制され、先端が振れ止めされることにより光結合ロスが低減される。

本発明に係る光コネクタの組立方法によれば、光ファイバ保持孔が開口する凹部の形成されたフェルールの先端面に、透明体フィルムを貼着し、光ファイバ保持孔から突き出したファイバ先端を透明体フィルムに押し付けるので、光ファイバ保持孔の周囲で透明体フィルムが先端面に貼り付かず、透明体フィルムが弾性変形する面積を大きくできる。この結果、単位面積当たりに発生する変形量を小さくして、透明体フィルムの損傷を防止することができる。

本発明に係る光コネクタによれば、光ファイバ保持孔の開口する凹部をフェルールの先端面に形成し、先端面には透明体フィルムを貼着し、光ファイバ保持孔から突き出したファイバ先端を押し付けて透明体フィルムを先端面から飛び出させたので、組立完了後の使用時に相手方コネクタと繰り返し着脱がなされても、光ファイバ保持孔の周囲で透明体フィルムが先端面に貼り付かず、透明体フィルムが弾性変形する面積を大きくできる。この結果、単位面積当たりに発生する変形量を小さくして、透明体フィルムの損傷を防止することができる。

実施の形態による光コネクタの概略構成を表した断面図である。 本発明に係る光コネクタの軸線を含む面による断面図である。 図２の要部拡大図である。 比較例に係る光コネクタの軸線を含む面による断面図である。 比較例による光コネクタの組立手順を（ａ）〜（ｄ）で示した工程図である。 図４の要部拡大図である。 実施の形態による光コネクタの相手方コネクタとの接続状態を表す断面図である。 第２の実施の形態による光コネクタの要部拡大図である。 第３の実施の形態による光コネクタの要部拡大図である。

以下、本発明に係る光コネクタの実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る光コネクタの概略構成を表した断面図、図２は本発明に係る光コネクタのフェルールの軸線を含む面による断面図である。
光コネクタ１００は、被覆付き光ファイバ１１に装着される光コネクタであって、被覆付き光ファイバ１１を挿通し固定する本体部５１と、この本体部５１に嵌合すると共に、本体部５１と同軸の光ファイバ保持孔１３を連通させたフェルール１５と、本体部５１及び該本体部５１から突出しているフェルール１５の一部を覆うハウジング５３とに大別して構成される。

光コネクタ１００は、例えば角柱形状の本体部５１の先端側に、円柱形状のフェルール１５を同軸に固定してなる。本体部５１の中央部には上半分を切り欠いた切欠部５５が設けられ、切欠部５５はその底部に中間平面５７を形成する。中間平面５７の中央には、被覆付き光ファイバ１１の挿入方向に沿って位置決めを行うファイバ挿通孔５９が形成される。中間平面５７には、撓み部６１を形成するための蓋部材６３と、蓋部材クランパ６５とが取り付けられる。

本体部５１の後端部にはファイバ固定手段である固定部６７が設けられ、固定部６７は固定部クランパ６９によって本体部５１の中間平面５７に押し付けられることで被覆付き光ファイバ１１を固定する。固定部６７及び本体部５１はハウジング５３に収容される。

本体部５１の前端部には、フェルール取り付け穴７１が形成され、フェルール取り付け穴７１はフェルール１５の基端を固定する。

フェルール１５の光ファイバ保持孔１３は、被覆付き光ファイバ１１の外径より僅かに大きい内径の第１孔部１９と、被覆付き光ファイバ１１の被覆を剥がした裸光ファイバ２１の外径より僅かに大きい内径の第２孔部２３と、第１孔部１９と第２孔部２３との間に位置して被覆付き光ファイバ１１の先端部で剥がした被覆１１ａを収容する空間である被覆受け部２５とを備えている。被覆受け部２５は、第１孔部１９よりも広い空間に形成されている。

また、被覆受け部２５に臨む第２孔部２３の端部は、第１孔部１９側より挿入される被覆付き光ファイバ１１の被覆１１ａが当接し、当該被覆１１ａを剥がす被覆除去部２７を形成している。被覆除去部２７は、軸線に第２孔部２３を貫通させた例えば円錐状に形成され、図２の右端が鋭角状に形成されている。図例では被覆除去部２７がフェルール１５の本体部材と別体に形成されるが、被覆除去部２７はフェルール１５の一部分を形状加工することにより、一体に形成されるものであってもよい。

裸光ファイバ２１の端面が露出するフェルール１５の先端面３３には、相手方コネクタ等との接合時における伝送特性の低下を防止するために、透明体フィルムである屈折率整合フィルム２９が貼付される。貼着は、屈折率整合フィルム２９に形成された粘着層、又はフェルール１５の先端面３３に塗布された接着剤等によってなされる。屈折率整合フィルム２９は、厚みが、４０μｍ以下であり、結合ファイバ同士の間隙を４０μｍ以下にし、ファイバ先端面の凹凸を吸収して、損失の増大を抑止する。

光コネクタ１００は、固定部６７と被覆除去部２７の間に、被覆付き光ファイバ１１を撓ませた状態で収容可能な撓み部６１を備える。フェルール１５に挿入した裸光ファイバ２１の後方で被覆付き光ファイバ１１を撓み部６１で撓ませ、固定部６７で被覆付き光ファイバ１１を固定することにより、裸光ファイバ２１の先端面に前側に向かう弾性付勢力が付与される。これにより、裸光ファイバ２１と屈折率整合フィルム２９の接続状態が安定して維持されるようになっている。

撓み部６１は、本体部５１を切り欠いて形成された中間平面５７に、蓋部材６３を取り付けて形成することができる。蓋部材６３は全体略直方体形状のブロック部材であり、下面中央部から上方へ向かう凹部４７が本体部５１の長手方向に沿って形成され、挿通されている被覆付き光ファイバ１１が上方へ所定形状に撓むことができるようになされている。凹部４７は、前後両端部では高さが低く、中央部で高くなっている。蓋部材６３は、蓋部材クランパ６５によって本体部５１と共に挟まれる。蓋部材６３と中間平面５７の間である撓み部６１には、本体部５１の側方から組立部材であるファイバ撓み規制楔（図示せず）が挿抜可能に装着される。

被覆付き光ファイバ１１は、フェルール１５に挿入されると、被覆１１ａが被覆除去部２７にて除去されながら前進し、裸光ファイバ２１の先端がフェルール先端３３より飛び出す。その際、屈折率整合フィルム２９は弾性変形する。被覆付き光ファイバ１１は、被覆１１ａが被覆除去部２７に当たるため、被覆除去力以上の押圧力が加わることで裸光ファイバ２１が前進する。

一方、被覆付き光ファイバ１１は、既述したように、フェルール１５の後方で撓みを持たせて固定されている。これにより、被覆付き光ファイバ１１の後方側から常に押圧力を付与し、ファイバ先端における確実な接合状態を維持できるようになされている。なお、被覆付き光ファイバ１１は、後方へは撓むので引き込むことは可能となる。

図３は図２の要部拡大図である。
フェルール１５の先端面３３には凹部３１が形成され、凹部３１の底面３１ａには第２孔部２３が同軸状に開口されている。上記屈折率整合フィルム２９は、先端面３３に貼着されることでこの凹部３１を覆っている。光コネクタ１００は、第２孔部２３から突き出した裸光ファイバ２１の先端を押し付けて、屈折率整合フィルム２９を先端面３３から飛び出させた状態で組み立てられる。

凹部３１は先端面３３から深さｄだけ窪んでいる。深さｄは０．１ｍｍ以上に設定される。深さｄが０．１ｍｍ以下であると、コネクタ結合時に凹部３１内に後退する屈折率整合フィルム２９が底面３１ａに貼り付く虞が生じるためである。なお、コネクタ結合時、屈折率整合フィルム２９は、凹部３１内に２０μｍ程度後退する。

また、深さｄは、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。０．３ｍｍ以上になると、裸光ファイバ２１の先端振れが光結合ロスに影響を及ぼすようになるためである。本実施の形態において、凹部３１は、直径Ｄの円柱空間状に形成される。直径Ｄは、１．０ｍｍ以上に設定される。直径Ｄが１．０ｍｍ以上に設定されることで、裸光ファイバ２１の突き当て部周囲に、先端面３３に貼着されない（すなわち、自由な弾性変形が可能となる）大きな面積が確保される。

光コネクタ１００では、コネクタ組立時、ファイバ先端が屈折率整合フィルム２９に押し付けられる際、第２孔部２３の周囲で屈折率整合フィルム２９がフェルール１５の先端面３３に貼り付かない。

次に、上記構成を有する光コネクタの組立方法及び作用を、比較例の光コネクタの組立方法及び作用と対比して説明する。
本実施の形態による組立方法の説明に先立ち比較例による光コネクタ５００の構成及び組立方法を説明する。
図４は比較例に係る光コネクタの軸線を含む面による断面図、図５は比較例による光コネクタの組立手順を（ａ）〜（ｄ）で示した工程図である。
比較例による光コネクタ５００は、図４に示すように、フェルール５０１の先端面３３に凹部３１が設けられていない。つまり、第２孔部２３の開口した先端面３３に屈折率整合フィルム２９が貼着され、第２孔部２３の直近まで屈折率整合フィルム２９が貼られている。他の構成は、光コネクタ１００と同様である。

光コネクタ５００の組立は、図５（ａ）に示すように、先ず、フェルール先端面３３に屈折率整合フィルム２９を貼る。次に、図５（ｂ）に示すように、屈折率整合フィルム２９を貼着したフェルール５０１の先端部をキャップ１７にセットし、屈折率整合フィルム２９を介して先端面３３を当て板３５に当てる。次に、図５（ｃ）に示すように、第１孔部１９から被覆付き光ファイバ１１を挿入する。

被覆付き光ファイバ１１が被覆除去部２７に到達した後、さらに被覆付き光ファイバ１１を押し込むことで、被覆１１ａが被覆除去部２７にて除去され、裸光ファイバ２１のみが第２孔部２３に挿入されて行く。被覆付き光ファイバ１１がさらに押し込まれることで、図５（ｄ）に示すように、第２孔部２３を前進した裸光ファイバ２１は、屈折率整合フィルム２９に当接し、光コネクタ５００の被覆付き光ファイバ１１に対する組立が完了する。

図６は図４の要部拡大図、図７は実施の形態による光コネクタの相手方コネクタとの接続状態を表す断面図である。
実施の形態による光コネクタ１００は、光コネクタ５００と同様の図５に示した手順で組立がなされるが、凹部３１にて屈折率整合フィルム２９を離間し、一部分をフェルール１５に接着しない点で組立方法が異なる。

すなわち、光コネクタ５００では、図６に示すように、裸光ファイバ２１に押し付けられることで屈折率整合フィルム２９が突き出されるが、その際、屈折率整合フィルム２９の図中矢印ａで示す弾性変形する面積が小さく、図例のように歪が局所的に集中し、屈折率整合フィルム２９の損傷を引き起こす。第２孔部２３の面積と略同じ非貼着領域のみが突き出されることになり、単位面積当たりに発生する変形量が大きくなる。

これに対し、光コネクタ１００の組立方法では、図３に示すように、第２孔部２３に挿入された裸光ファイバ２１の先端が、底面３１ａから突出し、屈折率整合フィルム２９に押し付けられる際、第２孔部２３の周囲で屈折率整合フィルム２９が凹部３１によってフェルール１５から離間されるので、屈折率整合フィルム２９の図中矢印ｂで示す弾性変形する面積が大きく確保可能となる。

また、図７に示すように、組立完了後の使用時に光ファイバ３７を備えた相手方コネクタ３９と繰り返し着脱がなされても、底面３１ａで開口する第２孔部２３の周囲で屈折率整合フィルム２９がフェルール１５に貼り付かず、屈折率整合フィルム２９が弾性変形する面積を大きくできる。このため、繰り返しの着脱が行われても、図６に示した比較例による光コネクタ５００のように、屈折率整合フィルム２９が第２孔部２３の直近でフェルール５０１に接着せず、長期に渡って弾性変形する面積を大きく確保できる。

したがって、上記光コネクタ１００の組立方法によれば、第２孔部２３が開口する凹部３１の形成されたフェルール１５の先端面３３に、屈折率整合フィルム２９を貼着し、第２孔部２３から突き出したファイバ先端を屈折率整合フィルム２９に押し付けるので、第２孔部２３の周囲で屈折率整合フィルム２９が先端面３３に貼り付かず、屈折率整合フィルム２９が弾性変形する面積を大きくできる。この結果、単位面積当たりに発生する変形量を小さくして、屈折率整合フィルム２９の損傷を防止することができる。

また、上記光コネクタ１００によれば、第２孔部２３の開口する凹部３１をフェルール１５の先端面３３に形成し、先端面３３には屈折率整合フィルム２９を貼着し、第２孔部２３から突き出したファイバ先端を押し付けて屈折率整合フィルム２９を先端面３３から飛び出させたので、組立完了後の使用時に相手方コネクタ３９と繰り返し着脱がなされても、第２孔部２３の周囲で屈折率整合フィルム２９が先端面３３に貼り付かず、屈折率整合フィルム２９が弾性変形する面積を大きくできる。この結果、単位面積当たりに発生する変形量を小さくして、屈折率整合フィルム２９の損傷を防止することができる。

次に、本発明に係る光コネクタの第２の実施の形態を説明する。
図８は第２の実施の形態による光コネクタの要部拡大図である。なお、以下の実施の形態において、図１〜図５に示した部材と同等の部材には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
本実施の形態の光コネクタ１００Ａは、凹部３１の底面３１ａに、裸光ファイバ２１を挿通して支持する支持部４１が少なくとも凹部３１より突出しない高さｈ（ｄ＞ｈ）で、第２孔部２３と同軸状に突設されている。

この光コネクタ１００Ａによれば、凹部３１の底面３１ａから突出して屈折率整合フィルム２９に押し付けられた裸光ファイバ２１が、底面３１ａに突設された支持部４１に挿通されることで曲がりが規制され、先端２１ａが振れ止めされることにより光結合ロスが低減される。

次に、本発明に係る光コネクタの第３の実施の形態を説明する。
図９は第３の実施の形態による光コネクタの要部拡大図である。
この本実施の形態の光コネクタ１００Ｂは、凹部３１の底面３１ａに、第２孔部２３から突出した裸光ファイバ２１の側部２１ｂに当接して裸光ファイバ２１を振れ規制する複数の振れ止め片４５が少なくとも凹部３１より突出しない高さｈで裸光ファイバ２１を包囲して突設される。つまり、振れ止め片４５は、裸光ファイバ２１を中心にして例えば放射方向に配置されるが、これに限定されるものではなく、平行な一対の振れ止め片４５を、裸光ファイバ２１を挟んで直径方向に二対設けても良い。

この組立方法及び光コネクタ１００Ｂによれば、凹部３１の底面３１ａから突出して屈折率整合フィルム２９に押し付けられた裸光ファイバ２１が、裸光ファイバ２１を包囲して底面３１ａに突設された複数の振れ止め片４５にて曲がりが規制され、先端２１ａが振れ止めされることにより光結合ロスが低減される。

１１ 光ファイバ
１３ 光ファイバ保持孔
１５ フェルール
２１ｂ ファイバの側部
２９ 屈折率整合フィルム（透明体フィルム）
３１ 凹部
３１ａ 底面
３３ フェルールの先端面
４１ 支持部
４５ 振れ止め片
５１ 本体部
５５ 切欠部
６１ 撓み部
６３ 蓋部材
６７ 固定部
１００ 光コネクタ

Claims (4)

1. フェルールに貫通形成され先端開口が透明体フィルムで覆われた光ファイバ保持孔に光ファイバを挿入し、前記光ファイバ保持孔の後部より導出される前記光ファイバを固定手段にて撓み形状に固定する光コネクタの組立方法であって、
   底面に前記光ファイバ保持孔が開口する凹部の形成された前記フェルールの先端面に、該凹部を覆って前記透明体フィルムを貼着し、
   前記光ファイバ保持孔から突き出したファイバ先端を前記透明体フィルムに押し付けて組み立てることを特徴とする光コネクタの組立方法。
2. フェルールに貫通形成され先端開口が透明体フィルムで覆われた光ファイバ保持孔に光ファイバを挿入し、前記光ファイバ保持孔の後部より導出される前記光ファイバを固定手段にて撓み形状に固定する光コネクタであって、
   底面に前記光ファイバ保持孔の開口する凹部が前記フェルールの先端面に形成され、
   前記先端面には前記凹部を覆って前記透明体フィルムが貼着され、
   前記光ファイバ保持孔から突き出したファイバ先端を押し付けて前記透明体フィルムを前記先端面から飛び出させたことを特徴とする光コネクタ。
3. 請求項２記載の光コネクタであって、
   前記凹部の底面にはファイバを挿通して支持する支持部が少なくとも前記凹部より突出しない高さで前記光ファイバ保持孔と同軸状に突設されたことを特徴とする光コネクタ。
4. 請求項２記載の光コネクタであって、
   前記凹部の底面には前記光ファイバ保持孔から突出したファイバの側部に当接してファイバを振れ規制する複数の振れ止め片が少なくとも前記凹部より突出しない高さで前記ファイバを包囲して突設されたことを特徴とする光コネクタ。

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