JP5221492B2 - 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僅かに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がフィルムに押し付けられることでフィルムに接着する。具体的には、凹部の形成された当て板をフェルールの先端面に当接し、フィルムを介して当て板にファイバ先端を押し付け、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。しかし、ファイバをフィルムに押し付ける際、フィルムは弾性変形するが、局所的に変形すると、フィルムに大きな歪が生じ（内部応力の集中が生じ）、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塞が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、
前記光ファイバ保持孔に対向して凹部が形成された当て板を前記フェルールの先端面に当接し、前記透明体フィルムを介して前記当て板にファイバ先端を押し付け、前記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に際し、前記当て板に設けた応力解放手段により、前記透明体フィルムが弾性変形して単位面積当たりに発生する変形量を小さくするよう前記ファイバ先端を押し付け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、透明体フィルムを介して当て板に押し付けられる。その際、ファイバ先端に突き当てられ、弾性変形して凹部内へ膨出する透明体フィルムは、応力解放手段によって単位面積当たりに発生する変形量が小さくなる。

（２） （１）の光コネクタの組立方法であって、
前記凹部の開口形状が円形とされ、
前記応力解放手段が、前記光ファイバ保持孔より大きい１ｍｍ以上の外径に設定される環状空間であ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、凹部内に膨出した透明体フィルムの外周に、応力解放手段である環状空間が形成されることで、透明体フィルムの膨出部が径方向に拘束されなくなり（つまり、拡径方向へ解放可能となり）、単位面積当たりに発生する変形量が小さくなる。

（３） （１）の光コネクタの組立方法であって、
前記応力解放手段が、前記光ファイバ保持孔に臨んで前記凹部内に突出され、少なくとも前記透明体フィルムを前記光ファイバ保持孔の外周囲で３点支持する複数リブを有す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、凹部内に膨出した透明体フィルムの当て板に対向する側の面が、リブによって光ファイバ保持孔の外周囲で３点支持され、拘束の生じないリブ間で透明体フィルムが変形自在となり（内部応力の集中が解放可能となり）、透明体フィルムの単位面積当たりに発生する変形量が小さくなる。

（４） 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塞が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、
前記光ファイバ保持孔に対向する凹部の形成された当て板を有してフェルール先端に嵌合されるキャップを備え、
前記ファイバ先端が前記透明体フィルムを介して前記当て板に押し付けられてフェルール端面より飛び出し、
前記透明体フィルムが弾性変形して単位面積当たりに発生する変形量を小さくする応力解放手段が前記当て板に設けら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、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、透明体フィルムを介して当て板に押し付けられる。その際、ファイバ先端に突き当てられ、弾性変形して凹部内へ膨出する透明体フィルムは、応力解放手段によって単位面積当たりに発生する変形量が小さくなる。

本発明に係る光コネクタの組立方法によれば、透明体フィルムが弾性変形して単位面積当たりに発生する変形量を小さくするようファイバ先端を当て板に押し付けるので、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、透明体フィルムが弾性変形して単位面積当たりに発生する変形量を小さくする応力解放手段を当て板に設けたので、透明体フィルムに損傷を与えずにファイバ先端を押し付けることができる。

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。 （ａ）は実施の形態による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見た当て板断面図、（ｂ）はキャップ及びフェルールの軸線を含む面による断面図である。 （ａ）は比較例による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見たキャップ断面図、（ｂ）はキャップ及びフェルール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。 （ａ）は比較例による光コネクタの凹部内フィルム状態を示す断面図、（ｂ）は実施の形態による光コネクタの凹部内フィルム状態を示す断面図である。 第２の実施の形態による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見た当て板断面図、（ｂ）はキャップの斜視図である。 第３の実施の形態による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見た当て板断面図、（ｂ）はキャップの斜視図である。

以下、本発明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（ａ）は実施の形態による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見た当て板断面図、図２（ｂ）はキャップ及び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、フェルール１５の先端に装着されるキャップ１７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（ｂ）の右端が鋭角状に形成されている。

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。屈折率整合フィルム２９は、厚みが、２０μｍ以下であり、結合ファイバ同士の間隙を２０μｍ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被覆が剥がされて裸光ファイバ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、相手方光ファイバと接続した際、後方へ撓むのでフェルール１５内へ引き込むことは可能となる。

光コネクタ１００は、裸光ファイバ２１の飛び出し量が、当て板３１をフェルール１５の先端面３３に当接することで制御される。当て板３１は、フェルール１５の先端に装着されるキャップ１７に内接される。当て板３１には、第２孔部２３に対向する凹部３５が形成される。裸光ファイバ２１先端は、屈折率整合フィルム２９を介して当て板３１に押し付けられて、フェルール先端面３３より僅かに飛び出す。

光コネクタ１００は、裸光ファイバ２１がフェルール先端面３３より数十μｍ突き出るよう、凹部３５が形成されている。キャップ１７が装着された状態で、先端面３３と屈折率整合フィルム２９の先端面（すなわち、凹部３５の底面）との距離は５０μｍ程度に設定される。キャップ１７が外されると、屈折率整合フィルム２９の先端面は、常に押圧力が付与された光ファイバ１１の作用により、フェルール先端面３３から５０μｍよりも突出することとなる。当て板３１には応力解放手段３７が設けられている。応力解放手段３７は、裸光ファイバ２１の突き出しにより、屈折率整合フィルム２９が弾性変形した際、屈折率整合フィルム２９の単位面積当たりに発生する変形量を小さくするよう働く。

凹部３５は、開口形状が直径０．５〜０．７ｍｍ程度の円形とされる。本実施の形態において、応力解放手段３７は、光ファイバ保持孔１３の第２孔部２３より大きい１ｍｍ以上の外径に設定される環状空間となっている。つまり、応力解放手段３７は、円柱状空間となった凹部３５の外側を同軸状に包囲した環状空間となっている（図５（ｂ）参照）。

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３（ａ）は比較例による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見たキャップ断面図、（ｂ）はキャップ及びフェルールの軸線を含む面による断面図、図４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３に示すように、キャップ１７に当て板５０１を備え、当て板５０１には凹部３５が形成されている。この凹部３５には応力解放手段３７が設けられていない。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４（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４（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１５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５０１に当てる。次に、図４（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、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、図４（ｄ）に示すように、屈折率整合フィルム２９を膨出させて凹部３５の底面に当たる。これより、裸光ファイバ２１の飛び出し量が制御され、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５（ａ）は比較例による光コネクタの凹部内フィルム状態を示す断面図、（ｂ）は実施の形態による光コネクタの凹部内フィルム状態を示す断面図である。
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４に示した手順で組立がなされるが、応力解放手段３７にて屈折率整合フィルム２９の応力を解放する点で組立方法が異なる。光コネクタ５００では、図５（ａ）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が凹部３５に押し込まれるが、凹部３５の形状によっては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。

これに対し、光コネクタ１００の組立方法では、図５（ｂ）に示すように、第２孔部２３に対向して凹部３５が形成された当て板３１を、フェルール先端面３３に当接し、屈折率整合フィルム２９を介して当て板３１に裸光ファイバ２１を押し付ける。ファイバ先端をフェルール先端面３３より飛び出させると、当て板３１に設けた応力解放手段３７により、屈折率整合フィルム２９の膨出部が径方向に拘束されなくなり、拡径方向へ解放可能となる。

つまり、凹部３５内に膨出した屈折率整合フィルム２９の外周に、応力解放手段３７である環状空間が形成されることで、歪みが緩和され、単位面積当たりに発生する変形量が小さくなる。なお、図５（ｂ）中の破線３５ａは凹部３５と応力解放手段３７との境界線を示す。

したがって、上記光コネクタ１００の組立方法によれば、屈折率整合フィルム２９が弾性変形して単位面積当たりに発生する変形量を小さくするよう裸光ファイバ２１の先端を当て板３１に押し付けるので、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、屈折率整合フィルム２９が弾性変形して単位面積当たりに発生する変形量を小さくする応力解放手段３７を当て板３１に設けたので、屈折率整合フィルム２９に損傷を与えずに裸光ファイバ２１の先端を当て板３１に押し付けることができる。

次に、本発明に係る組立方法及び光コネクタの第２の実施の形態を説明する。
図６は第２の実施の形態による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見た当て板断面図、（ｂ）はキャップの斜視図である。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。
本実施の形態の組立方法に使用される光コネクタ１００Ａは、キャップ１７に当て板３１Ａが内設される。当て板３１Ａには応力解放手段３７Ａが設けられ、応力解放手段３７Ａは第２孔部２３に臨んで凹部３５内に突出され、少なくとも屈折率整合フィルム２９を第２孔部２３の外周囲で３点支持する複数のリブ３９を有する。リブ３９は、円周方向に等間隔で３つ設けられるが、３つ以上であってもよい。

この組立方法及び光コネクタ１００Ａによれば、凹部３５内に膨出した屈折率整合フィルム２９の当て板３１Ａに対向する側の面が、リブ３９によって第２孔部２３の外周囲で３点支持される。これにより、拘束の生じないリブ３９間で屈折率整合フィルム２９が変形自在となり（内部応力の集中が解放可能となり）、図中矢印方向に歪みを緩和させることができる。この結果、屈折率整合フィルム２９の単位面積当たりに発生する変形量を小さくし、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、本発明に係る組立方法及び光コネクタの第３の実施の形態を説明する。
図７は第３の実施の形態による光コネクタの凹部を通る軸線直交面から透明体フィルムを見た当て板断面図、（ｂ）はキャップの斜視図である。
この本実施の形態の組立方法に使用される光コネクタ１００Ｂは、キャップ１７に当て板３１Ｂが内設される。当て板３１Ｂには応力解放手段３７Ｂが設けられ、応力解放手段３７Ｂは凹部３５を直径方向に横断する溝部４１を有する。

この組立方法及び光コネクタ１００Ｂによれば、凹部３５内に膨出した屈折率整合フィルム２９が、溝部４１の延在方向へはみ出し可能となり、この溝方向には屈折率整合フィルム２９が変形自在となって（内部応力の集中が解放可能となって）、図中矢印方向に歪みを緩和させることができる。この結果、屈折率整合フィルム２９の単位面積当たりに発生する変形量を小さくし、屈折率整合フィルム２９の損傷を防止することができる。

なお、上記の各実施の形態では、当て板３１は、キャップ１７に内接される別部材としたが、キャップ１７と一体成形した単一部材として形成することもできる。

１１ 被覆付き光ファイバ（光ファイバ）
１３ 光ファイバ保持孔
１５ フェルール
１７ キャップ
２９ 屈折率整合フィルム（透明体フィルム）
３１ 当て板
３３ 先端面（フェルール端面）
３５ 凹部
３７ 応力解放手段
３９ リブ
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 (5)

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塞が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、
   前記光ファイバ保持孔に対向して凹部が形成された当て板を前記フェルールの先端面に当接し、前記透明体フィルムを介して前記当て板にファイバ先端を押し付け、前記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に際し、前記当て板に設けられ、前記凹部から前記フェルールの先端面の外周に対向する部分に延在される溝部を含む応力解放手段により、前記溝部が延在される方向に前記透明体フィルムが弾性変形するよう前記ファイバ先端を押し付けることを特徴とする光コネクタの組立方法。
2. 請求項１記載の光コネクタの組立方法であって、
   前記応力解放手段が、前記光ファイバ保持孔に臨んで前記凹部内に突出され、少なくとも前記透明体フィルムを前記光ファイバ保持孔の外周囲で３点支持する複数リブを有することを特徴とする光コネクタの組立方法。
3. 請求項１記載の光コネクタの組立方法であって、
   前記溝部は、前記凹部を直径方向に横断する方向に延在されていることを特徴とする光コネクタの組立方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光コネクタの組立方法に適用される光コネクタであって、
   光ファイバ保持孔が貫通形成され、前記光ファイバ保持孔の先端開口が透明体フィルムで塞がれたフェルールと、
   前記光ファイバ保持孔の後部より導出される光ファイバを撓み形状に固定する固定手段と、
   前記光ファイバ保持孔に対向する凹部と、前記凹部から前記フェルールの先端面の外周に対向する部分に延在される溝部を含む応力解放手段の形成された当て板とを有して前記フェルール先端に嵌合されるキャップと、を備えていることを特徴とする光コネクタ。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光コネクタの組立方法に適用される光コネクタ組立治具であって、
   光ファイバ保持孔が貫通形成され、前記光ファイバ保持孔の先端開口が透明体フィルムで塞がれたフェルールの先端に嵌合されるキャップを備え、
   前記キャップは、前記光ファイバ保持孔に対向する凹部と、前記凹部から前記フェルールの先端面の外周に対向する部分に延在される溝部を含む応力解放手段の形成された当て板と、を備えていることを特徴とする光コネクタ組立治具。

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