JP5180243B2

JP5180243B2 - 光ファイバ接続器

Info

Publication number: JP5180243B2
Application number: JP2010031814A
Authority: JP
Inventors: 宜輝阿部; 栄伸廣田; 修一郎浅川; 伸介松井; 潤也小林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2030-02-16
Also published as: JP2011169991A

Description

本発明は光ファイバ接続器に関し、より詳細には、光ファイバを接続し、被覆が付いた光ファイバを把持する光ファイバ接続器に関する。

簡便な操作で光ファイバ接続が可能な光ファイバ接続器としてメカニカルスプライスがある（特許文献１、２参照）。メカニカルスプライスはＶ溝基板、蓋部材、Ｖ溝基板と蓋部材を重ねた状態で押圧するバネ部材で構成される。メカニカルスプライスではＶ溝基板と蓋部材を重ねることで光ファイバの整列部を形成している。メカニカルスプライス内へは光ファイバ心線の被覆の一部を除去して直径０．１２５ｍｍのガラスを露出させた状態にした光ファイバを挿入する。

メカニカルスプライスのＶ溝基板と蓋部材を重ねて形成した光ファイバ整列部では、Ｖ溝方向における中心位置で両端から挿入した光ファイバのガラスを整列させ、両端部では被覆が付いた光ファイバを整列させている。メカニカルスプライスでは被覆を除去して露出させたガラスと被覆が付いた状態の光ファイバの両方をＶ溝基板と蓋部材の間でバネ部材により押圧して把持している。被覆の一部を除去した光ファイバをメカニカルスプライスへ挿入するとき、重ねあわせたＶ溝基板と蓋部材の側面から楔を挿入して光ファイバ整列部の隙間を広げておき、光ファイバを挿入した後で楔を抜いて挿入した光ファイバをバネ部材により押圧する。

簡単に光ファイバを着脱できる光ファイバ接続器として光コネクタがある。フェルールの後端にメカニカルスプライスの構造を付加した光コネクタが提案されている（特許文献３参照）。フェルールには光ファイバが接着剤により固定された状態で内蔵されている。フェルールに内蔵した光ファイバは被覆が除去された状態であり、その後端部はフェルールに連接したメカニカルスプライス内へ挿入されている。光コネクタを組み立てるときは、メカニカルスプライスと同様に、メカニカルスプライス内へは光ファイバ心線の被覆の一部を除去して直径０．１２５ｍｍのガラスを露出させた状態にした光ファイバを挿入する。重ねあわせたＶ溝基板と蓋部材の側面から楔を挿入して光ファイバ整列部の隙間を広げておき、光ファイバを挿入した後で楔を抜いて挿入した光ファイバをバネ部材により押圧する。メカニカルスプライスの構造を付加した光コネクタにおいても、被覆を除去したガラスと被覆が付いた状態の光ファイバの両方を押圧することで光ファイバを把持している。メカニカルスプライスの構造を利用することで、接着剤を使用せずに光ファイバを簡易に把持する光コネクタを実現している。

更に、上述のメカニカルスプライスの構造を付加した光コネクタとは異なり、予めフェルール内に光ファイバを内蔵しない光コネクタがある（特許文献４参照）。光コネクタを組み立てるときに、後端より被覆の一部を除去した光ファイバを挿入し、挿入した光ファイバの先端部はフェルール端面より突き出す構造である。フェルール後端部には、接続時に光ファイバが撓むための空間があり、その空間の後端に光ファイバを把持する光ファイバ把持部がある。被覆を除去した光ファイバのガラスはフェルールのマイクロホール内に位置し、被覆が付いた光ファイバは撓み空間と光ファイバ把持部に位置する。すなわち、被覆が付いた光ファイバのみを把持する構造となっている。

これは従来のメカニカルスプライスやメカニカルスプライスの構造を付加した光コネクタとは異なり、被覆が付いた光ファイバのみを把持して、引張試験等の光コネクタに求められる規格を満足する必要がある。

特開平０９−０６１６５５号公報特開２００１−３２４６３８号公報特許３４８５４６５号公報特開２００９−１９２９０８号公報

しかしながら、被覆が付いた光ファイバのみを把持するときに必要な光ファイバ把持部の構造やバネ部材に求められる押圧力が明確になっていないという課題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、接着剤を使用せずに被覆が付いた光ファイバのみを把持して、引張試験の規格を満足する光ファイバ接続器を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光ファイバを整列させて接続し、被覆が付いた光ファイバを把持する光ファイバ把持部を備えた光ファイバ接続器であって、前記光ファイバ把持部は、矩形溝の底部に被覆が付いた光ファイバを設置する溝を有する基板と、前記光ファイバの軸線方向と直交する前記矩形溝の幅と同じ幅を有し、前記溝へ設置した光ファイバを前記基板とで挟み込むように重ね合わされる蓋と、重ね合わされた前記基板と前記蓋とを挟み込んで押圧するバネ部材を具備し、前記基板と前記蓋とは、前記光ファイバを押圧する面と対向する面にバネ部材が係止する溝をそれぞれ具備し、前記基板の側面には前記矩形溝まで貫通し矩形の穴があり、前記矩形の穴に外部から挿入された楔が前記蓋と前記基板との間に挿入できることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ接続器において、前記蓋の前記光ファイバの軸心方向の長さが５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、前記光ファイバを設置する溝は矩形溝の底面からの深さが０．０６５ｍｍ以上、０．１８５ｍｍ以下であり、前記矩形溝の幅が３ｍｍ以下であり、前記光ファイバの軸線方向と直交する前記バネ部材を係止する溝の幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明は、接着剤を使用せずに、被覆が付いた光ファイバのみを把持する光ファイバ接続器において、光ファイバ接続器で求められる引張試験等の規格を満足させる効果を奏する。

本発明の実施形態に係る光コネクタを示す模式図である。本発明の実施形態に係る光ファイバ把持部の断面を示す模式図である。本発明の実施形態に係る光ファイバ把持部の断面を示す模式図である。本発明の実施形態に係る光ファイバ把持部の光ファイバ設置溝の断面を示す模式図である。本発明の実施形態に係る光ファイバ把持部設計のための実験模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係る光コネクタの断面を示す。被覆の一部を除去した光ファイバを挿入しており、被覆を除去して露出したガラスはプラグフレーム２に固定されたフェルール１のマイクロホールに位置し、被覆が付いた光ファイバ８はフェルール１後端の光ファイバ撓み部４と光ファイバ把持部２０に位置する。光ファイバ８は、光ファイバ把持部２０によって被覆が付いた部分のみ把持されている。つまみ３は手で持つ部分であり、本光ファイバコネクタをアダプタに対して挿抜する操作を補助する。

図２に、本発明の一実施形態に係る光ファイバ把持部を示し、図３に、本発明の一実施形態に係る光ファイバを把持したときの光ファイバ把持部の断面を示す。

光ファイバ把持部２０は、溝を有する基板５と蓋６とバネ部材７で構成する。光ファイバ把持部２０には光ファイバ８を挿入するための挿入口９がある。挿入口９は、基板５と蓋６の端部の断面を半円として、基板５と蓋６を重ねた状態で形成されている。また、被覆が付いた光ファイバ８を光ファイバ把持部２０へ挿入する作業を容易にするため、被覆が付いた光ファイバ８の直径である０．２５ｍｍと比較して、より大きな直径を持つ開口としている。

基板５には矩形溝があり、矩形溝の底部には光ファイバを設置する光ファイバ設置溝がある。バネ部材７で覆わない基板５の側面には外部から楔を挿入するための楔挿入穴１０があり、矩形溝まで貫通している。光ファイバ８を光コネクタへ挿入するときには、外部から楔を楔挿入穴１０へ挿入する。楔の先端は矩形溝の底面と蓋６の間に挿入されて、矩形溝の底面と蓋６の間隙を広げて、被覆が付いた光ファイバを挿通可能にする。光コネクタへ挿入した光ファイバ８の先端部がフェルール１先端から０．１ｍｍ程度突き出た状態で、楔を光コネクタから抜いて、光ファイバ８を溝と蓋６の間で押圧して把持する。

図４に、本発明の一実施形態に係る光ファイバ設置溝を示す。光ファイバ設置溝は断面がＵ字形状の溝である。Ｕ字形状の溝の底面の曲率半径は被覆が付いた光ファイバ８と同等である。光ファイバ設置溝に搭載した光ファイバ８の上には蓋６が搭載され、蓋６は光ファイバ設置溝が形成された基板５にバネ部材７により押圧されている。

バネ部材７は断面がコの字形状であり、基板５底面と蓋６上面と接触している。バネ部材７は基板５底面と蓋６上面のバネ部材係止溝１１に嵌っている。バネ部材７が蓋６を基板５に対して押圧し、Ｕ字形状の溝と蓋６の間で光ファイバ８を弾性保持している。

光コネクタにおける光ファイバ８の把持力に対する規格として、光ファイバ８の軸方向に５Ｎの力で光ファイバを引っ張ったときの損失変動を測定する試験方法がある。本発明の実施形態に係る光コネクタへ本試験方法を適用したときに光ファイバを把持するために必要な寸法を検討した。

図５に、本発明の実施形態に係る光コネクタの寸法を検討する際に使用した実験系を示す。被覆が付いた光ファイバ１２を設置するＵ字形状の溝を備えた基板１３と、光ファイバ１２の上に設置する蓋１４と、蓋の上面に重りを搭載して押圧力として光ファイバへ作用させる治具１５と、重り１６で構成される。溝に被覆が付いた光ファイバ１２を基板１３の溝に設置し、光ファイバ１２の上に蓋１４を搭載し、蓋１４の上面に治具１５および重り１６を搭載して押圧力として光ファイバ１２へ作用させる。

蓋１４と接触させる治具１５は先端が円錐形状であり、溝へ設置した光ファイバ１２の中心の真上に位置させた。この状態でＵ字形状の溝の深さと長さを変えて、光ファイバ１２を５Ｎの力で引っ張ったときに光ファイバ１２が動かない押圧力を求めた。５Ｎの引張力に対して光ファイバ１２を固定するために必要な押圧力は、溝の長さが５ｍｍから１０ｍｍで、溝の深さが基板１３表面から溝の底部まで０．０６５ｍｍから０．１８５ｍｍであれば、８Ｎの押圧力で被覆が付いた光ファイバ１２を固定できることを発見した。そこで、図４における矩形溝の底部のＵ字形状の溝の幅ｄ₄を被覆付き光ファイバの直径と同等の０．２５ｍｍとし、深さｄ₅は０．０６５ｍｍから０．１８５ｍｍの範囲とした。図２における溝の長さ、すなわち蓋の長さｄ₁は５ｍｍから１０ｍｍとする。

次に、重り１６を作用させる治具１５の先端位置を光ファイバ１２の中心から外したときに、５Ｎの引張力に対して光ファイバ１２を把持するために必要な押圧力を測定した。治具１５先端の位置を光ファイバ１２の中心から１ｍｍだけ横へ外して重り１６を蓋１４へ作用させたときは、５Ｎの引張力に対して光ファイバ１２を把持するために必要な押圧力は８Ｎから８．５Ｎの値であった。治具１５先端の位置を光ファイバ１２の中心から２ｍｍだけ横へ外して重り１６を蓋１４へ作用させたときは、５Ｎの引張力に対して光ファイバ１２を把持するために必要な押圧力は９Ｎとなった。重り１６を作用させる箇所が光ファイバ１２の中心の真上の位置から外れる距離が大きくなるに従い、５Ｎの引張力に対して光ファイバ１２を把持するために必要な押圧力が増加した。

この実験結果より、バネ部材７が蓋６と接触する箇所が光ファイバ８の中心の真上から１ｍｍ以上外れた場合は、バネ部材７で設定した把持力では５Ｎの引張力に対して光ファイバを保持できなくなる可能性がある。そこで、光ファイバ把持部２０では、バネ部材７が光ファイバ８の中心の真上の位置から外れる可能性がある範囲を１ｍｍ未満とするため、蓋６の幅ｄ₂を３ｍｍとし、バネ部材係止溝１１の幅ｄ₃は２ｍｍ以下とする。

本発明の実施形態としては光コネクタを例に説明したが、本発明の光ファイバ把持部２０は被覆が付いた光ファイバを把持する必要があるメカニカルスプライス等の他の光ファイバ接続器へも適用可能である。

１フェルール
２プラグフレーム
３つまみ
４光ファイバ撓み部
５、１３基板
６、１４蓋
７バネ部材
８、１２光ファイバ
９挿入口
１０楔挿入穴
１１バネ部材係止溝
１５治具
１６重り
２０光ファイバ把持部

Claims

光ファイバを整列させて接続し、被覆が付いた光ファイバを把持する光ファイバ把持部を備えた光ファイバ接続器であって、前記光ファイバ把持部は、
矩形溝の底部に被覆が付いた光ファイバを設置する溝を有する基板と、
前記光ファイバの軸線方向と直交する前記矩形溝の幅と同じ幅を有し、前記溝へ設置した光ファイバを前記基板とで挟み込むように重ね合わされる蓋と、
重ね合わされた前記基板と前記蓋とを挟み込んで押圧するバネ部材を具備し、
前記基板と前記蓋とは、前記光ファイバを押圧する面と対向する面にバネ部材が係止する溝をそれぞれ具備し、
前記基板の側面には前記矩形溝まで貫通し矩形の穴があり、前記矩形の穴に外部から挿入された楔が前記蓋と前記基板との間に挿入できることを特徴とする光ファイバ接続器。
前記蓋の前記光ファイバの軸心方向の長さが５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であり、
前記光ファイバを設置する溝は矩形溝の底面からの深さが０．０６５ｍｍ以上、０．１８５ｍｍ以下であり、
前記矩形溝の幅が３ｍｍ以下であり、
前記光ファイバの軸線方向と直交する前記バネ部材を係止する溝の幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続器。