JP5221578B2 - 光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、二つの光ファイバに挟まれて両方の光ファイバに密着してそれらの光ファイバを接続する屈折率調整シートを用いた光コネクタに関する。

光ファイバを接続するには、光ファイバ同士、あるいは光ファイバを挿入したフェルール同士を突き合わせる物理的な接続が一般的に行われる。物理的な接続には光コネクタ等が用いられ、光コネクタを用いた接続は着脱が頻繁に行われる場合に特に有効となる。この場合、光ファイバ端面に、軸方向の押圧力をかけて物理的に接続するが、一般的に光ファイバが脆くて弱いため、光ファイバをフェルールに挿入して保護しつつ、光ファイバ端面の物理的接触を行っている。

この物理的な接続において、光ファイバ端面の角度ずれや端面荒れが生じていると、突き合わせた光ファイバ端部間に空気が入り、接続端面でフレネル反射が大きくなるため、接続損失が大きくなる問題がある。これを改良する方法として、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剤を介在させる方法が知られている。この方法は、屈折率整合剤として例えばグリース状のものを光ファイバ先端に塗布し、光ファイバ同士を突き合わせる際に、接続端面間への空気の侵入を防ぎ、空気によって生じるフレネル反射を回避し、光接続ロスを低減するものである。

ところが、グリース状の屈折率整合剤は、熱膨張によって、流れたり、薄くなったりして間隙を生じる。また、メンテナンスの際には、古い屈折率整合剤を拭き取り、再度一定量塗布する作業が必要になるため、多大な労力を要し、作業性の悪い問題があった。

そこで、グリース状のものではなく、単一層からなるシート状粘着材（例えば、特許文献１参照）を、屈折率整合性を有する接続部材として、光ファイバを固定した１対のフェルール同士の間に挟んで光接続する光コネクタが知られている。このシート状粘着材を設けた光コネクタによれば、単純な構造で、光ファイバ同士を密着させることができる。また、光ファイバ端面の研磨の有無に関らず光学特性が安定し、簡便に着脱が行え、作業性の向上が期待できた。

特開２００８−２９２７０９号公報

ところで、屈折率整合性を有する接続部材には、ソフト層とハード層からなるものとすることができる。
しかしながら、コネクタ結合時に、シート全体に想定外の大きな歪みが付与されると、ソフト層に密度変化が生じ、ハード層の屈折率との間に差が出る。このため、両者の界面では光が反射され伝送損失の生じる虞がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、使用時にソフト層とハード層の界面での光の反射を抑えることのできる光コネクタを提供し、もって、コネクタ接続時の反射不良を無くすことを目的とする。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） フェルールが本体から突出し、前記フェルールと前記本体がハウジングで覆われ、前記本体と前記フェルールに光ファイバが挿通された光コネクタであって、
前記フェルールの先端面に屈折率調整シートが接着され、
前記屈折率調整シートがソフト層とハード層とからなり、
前記ソフト層が前記フェルール先端面に接着され、
前記ソフト層のガラスに対する剪断粘着力が１．０から３０ｋｇｆ／２５ｍｍの間のいずれかの値であり、かつヤング率が０．０１から５ＭＰａの間のいずれかの値であり、
前記ハード層のヤング率が１００から１０００ＭＰａの間のいずれかの値であり、
前記ソフト層の厚さが１０μｍ以上であり、前記ハード層の厚さが５μｍ以上であり、両層の厚さの和が６０μｍ以下であり、
波長１．３１μｍの光に対する前記ソフト層の屈折率が１．３９から１．４５の間の値であり、前記ハード層の屈折率が１．４４から１．４８の間の値であり、前記ソフト層の屈折率が前記ハード層の屈折率よりも小さく、その差が０．０１以上０．０７以下であることを特徴とする光コネクタ。

この光コネクタによれば、ソフト層の屈折率を予めハード層の屈折率よりも小さくしておくことで、使用時に、両者の屈折率をほぼ一致させることができる。

本発明に係る光コネクタによれば、使用時にソフト層とハード層の屈折率をほぼ一致させ、ソフト層とハード層の界面での光の反射を抑えて、コネクタ接続時の反射不良を無くすことができる。

本発明に係る屈折率調整シートを備えた単心光ファイバを接続する場合のフェルールの一例を表す断面図である。 図１に示した屈折率調整シート近傍の要部拡大図である。 屈折率調整シートの貼られた光コネクタの断面図である。 被覆除去部の構成を示す拡大図である。 実施例及び比較例による屈折率調整シートの物性データ、測定結果を表した図である。

以下、本発明に係る屈折率調整シートを用いた光コネクタの好適な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において、屈折率調整シートを備えた単心光ファイバを接続する場合のフェルールの一例を表す断面図、図２は図１に示した屈折率調整シート近傍の要部拡大図である。
本実施の形態の光コネクタに適用される屈折率調整シート１は、光ファイバ３を挿通し固定する一対のフェルール５間、又はフェルール５を含む一対のプラグ間に設けられる。

なお、本明細書中で、フェルール５とは、光ファイバ３を整列するための光ファイバ保持孔７を有し、この光ファイバ保持孔７内に光ファイバ３を固定するもので、光ファイバ３を保護しながら接続するものである。また、プラグとは、フェルール５を固定し、接続時の取り扱い性を高め、他の接続部材、例えばアダプタなどとの嵌合性を高めるために用いられるものである。

光コネクタにおいて光接続される光ファイバ３は、本数、種類、材料等が何等限定されるものではなく、その用途などに応じて適宜選択することができる。例えば、光ファイバ３の種類としては、シングルモードファイバ、マルチモードファイバ等、材料としては、石英、プラスチック等を用いることができる。光ファイバ３は、ガラスファイバ３ａに外被３ｂを被覆して、外被付き光ファイバ３ｃを構成する。フェルール５の光ファイバ保持孔７には、外被付き光ファイバ３ｃの外被３ｂを除去したガラスファイバ３ａが挿通される。

屈折率調整シート１は、図２に示すソフト層９とハード層１１が積層構造からなることを特徴とする。この屈折率調整シート１は、紫外線硬化型樹脂であるウレタンアクリレート系樹脂をベースとする。すなわち、アクリル系樹脂と紫外線硬化型樹脂の積集合となる。屈折率調整シート１は、光ファイバ３同士を接続するときに光ファイバ３，３間に挟まれる。屈折率調整シート１の直径は、ガラスファイバ３ａの直径（例えば０．１２５ｍｍ）以上、フェルール５の直径が１．５ｍｍ程度であるので当該シートをフェルール先端部に貼り付けるためにφ０．５〜２．０ｍｍとするのが望ましい。

ところで、コネクタ着脱時にはある確率でコネクタ接続特性が劣化する（反射不良）。これは、光ファイバの挿入方法次第では、ソフト層９が破壊されない程度に大きな歪が付与されることにある。このような大きな歪みを付与された場合であっても、ハード層１１はそのヤング率がソフト層９よりも大きいため、大変形には至らない。しかし、ソフト層９はハード層１１に比べて約１／数千以下の小さな物性値しか有しておらず、結果としてソフト層９の密度変化が生じる。このような密度変化が生じた場合、ソフト材自体の屈折率が変化（基本的に大きくなる）し、結果的に反射不良に至る。

そこで、光コネクタの屈折率調整シート１では、ソフト材の機械物性（主に粘着力）・屈折率に特徴を持たせている。中でも大きな特徴は、屈折率である。ソフト層９とハード層１１の屈折率は同じ数値範囲（１．４４〜１．４８）とされていたが、本発明ではソフト層９に低屈折率材料を採用している。ソフト層９とハード層１１の構成及び役割は、以下の通りである。

［ソフト層］
ソフト層９は、フェルール５の先端面１３から数μｍ程度突き出しているガラスファイバ３ａの端面と粘着していることが重要であり、特に、オス型光コネクタ内のガラスファイバ３ａに本屈折率調整シート１が強固に粘着していることが重要である。ガラスファイバ３ａと強固な粘着性が必要になる理由は、本屈折率調整シート１がガラスファイバ３ａに直接粘着して光接続されるためである。さらに、繰り返し着脱される場合の剥がれ抑止に、強固な粘着力が必要なためである。これらの理由から、ソフト層９のヤング率は、０．０１から５ＭＰａの間のいずれかの値であることが好ましい。

ソフト層９に、高い粘着性が必要となるもう一つの理由は、光コネクタ着脱時にハード層１１が自己変形することなく、そのままダイレクトにソフト層９に歪エネルギーを伝播させてしまうためである。ソフト層９はその歪エネルギーの一部を解放しようと大変形することになるが、ソフト層９の持つ粘着力が小さい場合には、大変形の際、自己変形のみならず、ハード層１１とソフト層９の境界に剥離を生じさせる。この剥離が、光コネクタ着脱時に接続損失増を引き起こす原因となるためである。

ソフト層９が柔らか過ぎる場合、粘着性が高くなるが、繰り返し着脱により着脱時の扁平により凝集破壊のリスクが高まる。また、ソフト層が硬すぎると、ソフト層の凝集破壊のリスクは低減されるが、ソフト層の粘着性が低下し、その結果、ハード層との間に隙間ができるリスクが高まってしまう。そこで、本発明では、ソフト層のガラスに対する剪断粘着力が１．０から３０ｋｇｆ／２５ｍｍの間のいずれかの値であり、かつヤング率が０．０１から５ＭＰａの間のいずれかの値に設定される。凝集破壊を効果的に抑止でき、且つ可塑効果を奏し、ハード層との密着性の良い硬さとして、上記剪断粘着力・ヤング率の範囲が最適となる。ソフト層９は、粘着力を高めるため、結果的にヤング率は低下する。すなわち、ヤング率と粘着力は逆相関の関係にある。これは、架橋密度の大小で粘着力をコントロールしているからである。

ガラスに対する剪断粘着力は下記のようにして測定できる。
幅２５ｍｍ長さ６０ｍｍの試験片（ソフト層）を市販のプレパラート用ガラスに挟んでガラスをよく押しつけて試験片とガラスとを貼り付ける。一方のガラスを固定し、他方のガラスをガラス面と平行かつ試験片の長さ方向にそって２００ｍｍ／分の速さで動かす。このときの最大値をガラスに対する剪断粘着力とする。

ソフト層９の厚みｔ_Sは、ある一定以上であることが必要となる。具体的には、１０μｍより大きく設定される。屈折率調整シート１は、光コネクタ着脱時に大変形を受け、その大変形時に可塑性を示す。この可塑性のため、着脱回数が増えると、屈折率調整シート１のガラスファイバ３ａと接している部分が磨り減ってくる。そのため、磨り減りによる破損を抑止する理由から、一定の厚みｔ_S以上であることが必要となる。
また、ソフト層の厚みとハード層の厚みの和を６０μｍ以下とする。ハード層を含めた光学シートの膜厚が過剰の場合には、光学シートによる接続損失量の増加に繋がるためである。ソフト材の厚みは、概ね３０μｍ以下が望ましい。

本発明はソフト層９の屈折率を低下させた点が大きな特徴となる。ソフト層９は、波長１．３１μｍの光に対する屈折率が１．３９から１．４５の間の値で設定される。このソフト層９の屈折率は、後述のハード層１１の屈折率よりも小さく、その差が０．０１以上０．０７以下となされている。

ソフト層９の材質は、透明性の高い非晶性ポリマーとすることができる。より具体的に、ソフト層９の樹脂組成は、アルキル（メタ）アクリレート１００重量部に対して、水酸基含有（メタ）アクリル系モノマー０．０１〜５重量部を共重合性分として含有する。この（メタ）アクリル系ポリマーをベースポリマーとする。さらに、上記アルキル（メタ）アクリレート１００重量部に対して、硬化剤としてイソシアネート化合物を０．００１〜２重量部、必要に応じ、粘着付与剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤等を、また本発明の目的を逸脱しない範囲で各種の添加剤を適宜に使用することもできる。

ソフト層９は、その樹脂組成に架橋構造を持たせることで、ガラスファイバ３ａとの密着に必要な凝集力を付与することができる。また、上記材質からなるアクリル系ソフト層９は、硬化剤を前記範囲で調整することによって、透明性を出すことができる。また、アクリル系ソフト層９は、ガラスやプラスチック等に対して良好に密着するとともに、耐水性、耐薬品性にも優れる。このため、ガラスファイバ３ａとの密着を保持し、常に安定した接続状態を保つことができる。また、−４０℃〜８５℃の温度範囲で優れた接着力を有するため、通常の外気温環境下で問題なく使用できる。さらに、安価であるという利点も有する。

［ハード層］
ハード層１１は、ソフト層９の上にコーティングされ、比較的硬めの材質で構成されることが必要となる。これは、光コネクタ同士を接続する際に、人為的に圧力が本屈折率調整シート１に付与されるため、外圧により破壊されないためである。また、ハード層１１には繰り返し光ファイバが突き当てられても破壊しない程度の強度が必要となる。具体的には、ヤング率が１００ＭＰａ以上に設定される。圧力に耐えるという目的のためにはヤング率の上限は無い。但し、現実的には１０００ＭＰａ以上のヤング率としても耐久性はあまり変わらない。一方、硬すぎた場合（１０００ＭＰａを超えるハード層の場合）には、ハード層の粘性が小さくなり、着脱時の歪みを吸収せず、ダイレクトにソフト層９に歪エネルギーを伝播させてしまうことになる。したがって、ハード層１１は、ヤング率１００〜１０００ＭＰａに設定することができる。

ハード層１１の厚みｔ_Hは、５μｍより大きくする。ハード層１１の厚みｔ_Hが薄い場合には、着脱時の圧力により破壊され易くなるからである。例えば、ハード層のヤング率を上記範囲の下限値である１００ＭＰａとしたときに、その厚みを５μｍ以上とするとハード層および屈折率調整シート全体が破壊されることがない。ハード層の厚みは、ソフト層とハード層の両方で６０μｍ以下とする。これにより、屈折率調整シートを光コネクタに用いた場合に、光信号の接続損失を０．５ｄＢ以下とすることができる。成形性の観点からハード層とソフト層の厚みは同じレベルが好ましい。したがって、ソフト層の厚みを３０μｍ、ハード層の厚みを３０μｍ以下とするのが望ましい。

ハード層１１の材質は、紫外線硬化型樹脂を使用することが好ましい。紫外線硬化型樹脂は、水酸基含有ポリジメチルシロキサン化合物、ポリイソシアネート化合物、及び（メタ）アクリロイル基を持つ水酸基含有化合物の反応生成物であるエチレン性不飽和二重結合を持つシリコーン化合物を３０〜６０重量部、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物及び水酸基含有（メタ）アクリレート化合物であるウレタン（メタ）アクリレート化合物を２０〜４０重量部、並びに重合希釈剤を１０〜３０重量部、及び光開始剤を０．１〜５重量部を加えて、全体で１００重量部からなる樹脂組成物から構成される。なお、必要に応じ、粘着付与剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤等を、また本発明の目的を逸脱しない範囲で各種の添加剤を適宜に使用することもできる。

ハード層１１は、ガラスファイバ（石英ガラス）３ａとほぼ同等の屈折率が必要となる。フレネル反射等を抑制するためである。具体的には、波長１．３１μｍの光に対するハード材の屈折率が１．４４から１．４８の間の値である。屈折率の中心値は、基本的には１．４６５であり、本シートが高分子材料であること、光コネクタに許される接続損失等に鑑み、上記の値に設定される。

［ソフト層・ハード層の共通性状］
ソフト層・ハード層の透過係数は、概ね＜２．５×１０^-3(ｌ／μｍ）を採用している。これによって、コネクタ接続特性（≦０．５ｄＢ）を達成できる。
屈折率調整シート１は、ソフト層が所定のフィルム製造方法（多層共押出製法）を用いて製造される。ハード層は前記ソフト層の上に、紫外線硬化型樹脂を紫外線により塗布・硬化させる。本積層型光学シートを所定の大きさに打ち抜いて得る。

なお、屈折率調整シート１は、フェルール５とガラスファイバ３ａの熱膨張特性の差を緩衝する効果を備えてもよい。これにより、フェルール５、ガラスファイバ３ａ相互の熱膨張係数差による応力や歪を接続部に集中させず分散できる。また、屈折率調整シート１は、熱サイクルの劣化等を防止する効果を備えてもよい。その効果を高めるためには、透明な微粒子フィラー（例えば平均粒径数μｍ〜数１０μｍのシリカや粉砕石英など）を混合させることも有効である。透明な微粒子フィラーの混合率を調整して樹脂の平均的、又は等価的熱膨張特性を光ファイバ３やフェルール５に整合、あるいはそれらの中間値とすることで、熱応力（熱歪）緩和効果を高めることができる。

したがって、屈折率調整シート１によれば、ソフト層９のガラスに対する剪断粘着力が１．０から３０ｋｇｆ／２５ｍｍの間のいずれかの値であり、かつヤング率が０．０１から５ＭＰａの間のいずれかの値であり、ハード層１１のヤング率が１００から１０００ＭＰａの間のいずれかの値であり、ソフト層９の厚さが１０μｍ以上であり、ハード層１１の厚さが５μｍ以上であり、両層の厚さの和が６０μｍ以下であり、波長１．３１μｍの光に対するソフト層９の屈折率が１．３９から１．４５の間の値であり、ハード材の屈折率が１．４４から１．４８の間の値であり、ソフト層９の屈折率がハード層１１の屈折率よりも小さく、その差が０．０１以上０．０７以下である。予め屈折率の低く設定されたソフト層９に光ファイバが当たり、ソフト層９の密度が大きくなる方向に変化すると、ソフト層９の屈折率がハード層１１の屈折率と一致する方向に変化して最終的に一致する。これにより、使用時に両者の屈折率をほぼ一致させることができる。

次に、上記屈折率調整シート１を貼着して好適な本発明に係る光コネクタについて説明する。
図３は屈折率調整シートの貼られた光コネクタの断面図である。
光ファイバ３を布設して端部に光コネクタ（現地付け光コネクタ）１００を付ける。現地付けの光コネクタ１００では、光ファイバ３を切断して端面を研磨しないでフェルール５に差す。この際、端面が研磨されていないので微少な凹凸がある。相手の光ファイバは工場でコネクタ付けされたものであり、端面が研磨されている。これらを接続すると、現地付け光コネクタ１００側は光ファイバ３の端面を研磨していないので、両者の間に微少な隙間ができる。そこで接続損失が大きくなる。これをなくすために屈折率調整シート１を両者の間に入れる。屈折率調整シート１は、このために光ファイバ保持孔７の開口するフェルール５の先端面１３に設けられる。

柔らかいソフト層９を現地付け光コネクタ１００側にして、その光ファイバ３の端面の微少な凹凸を吸収して屈折率調整シート１を光ファイバ端面に密着させる。相手側の光コネクタでは光ファイバのハード層１１が当たるが、光ファイバ端面が研磨されているので、ハード層１１は光ファイバ端面に密着する。

光コネクタのフェルール５に差し入れられる光ファイバ３は端面が研磨されていない。屈折率調整シート１は、ソフト層９をフェルール５の先端面１３に貼り付ける。フェルール５の屈折率調整シート１を貼っていない側から光ファイバ（ガラスファイバ３ａ）を差して屈折率調整シート１に突き当てる。ガラスファイバ３ａに押されて少し屈折率調整シート１が押し上げられることがあってもよい。

但し、ソフト層９は、ガラスファイバ３ａの端面と隙間無く密着している必要がある。そのためには、ソフト層９のガラスファイバ３ａに対する粘着力を一定以上とする。粘着力がないと、光コネクタ１００の着脱を繰り返したとき（ガラスファイバ３ａ同士が押しつけ合う状態と離れた状態とを繰り返したとき）に粗いガラスファイバ３ａの端面と屈折率調整シート１（ソフト層９）との間に隙間が開くことがあるためである。具体的にはソフト層９のガラスに対する剪断粘着力を１．０から３０ｋｇｆ／２５ｍｍのいずれかの値とする。

光コネクタ１００に接続される光ファイバ３は、外被付き光ファイバ３ｃである。なお、光ファイバ３は、従来通り外被３ｂを除去してガラスファイバ３ａを露出させてフェルール５に差し入れるものであってもよい。光コネクタ１００は、外被付き光ファイバ３ｃに装着される光コネクタであって、外被付き光ファイバ３ｃを挿通し固定する本体部１５と、この本体部１５に嵌合すると共に、本体部１５と同軸の光ファイバ保持孔７を連通させた例えばジルコニア製のフェルール５と、本体部１５及びこの本体部１５から突出しているフェルール５の一部を覆うハウジング１７とから構成されている。

本体部１５は、先端にフェルール５が嵌合装着されるベース部材１９と、このベース部材１９の後方の切欠部１９ａ上に重ねられる余長収容部用蓋部材２１、及び固定手段である固定用蓋部材２３と、ベース部材１９上に重ねられた各蓋部材２１，２３をベース部材１９と一体的に挟持固定するクランプ部材２５とから構成されている。ベース部材１９は、外被付き光ファイバ３ｃを挿通するファイバ挿通部２７が貫通形成されると共に、先端側にはフェルール５の基端部が嵌合するフェルール嵌合孔２９が形成されている。

ファイバ挿通部２７の上方には、外被付き光ファイバ３ｃの余長（撓み部分）３ｄを収容する余長収容空間３１が画成される。クランプ部材２５は、例えば、ばね用の金属板のプレス成形により形成されたもので、各蓋部材２１，２３の上面とベース部材１９の下面とを挟持することにより、各蓋部材２１，２３をベース部材１９に固定する。

本実施の形態の光コネクタ１００は、挿入力により外被付き光ファイバ３ｃを撓ませ、後述の被覆除去部３９にて、被覆付き光ファイバ先端の外被３ｂを除去したガラスファイバ３ａを光ファイバ保持孔７に差し通す。コネクタに挿入する光ファイバ３ｃの長さをコネクタの長さよりも長く押し込んで余長収容空間３１で光ファイバ３ｃを撓ませて撓み部分３ｄを形成する。その状態で固定用蓋部材２３にて光ファイバ３ｃを固定する。これにより、余長収容空間３１内において光ファイバ３ｃが撓み形状に固定される。光ファイバ３ｃの外被の除去が不要であり、コネクタに光ファイバを挿入して固定するだけの簡易な作業で光ファイバ３ｃにコネクタ付けができる。

この被覆除去について説明する。
図４は被覆除去部の構成を示す拡大図である。
図３に示すフェルール５の光ファイバ保持孔７は、外被付き光ファイバ３ｃの外径（図４の外径ｄ１）と略同一（正確には、僅かに大きい）の内径を有する第１孔部３３と、外被付き光ファイバ３ｃの先端の被覆３ｂを除去したガラスファイバ３ａの外径（図４の外径ｄ３）と略同一（正確には、僅かに大きい）の内径Ｄ１を有する第２孔部３５と、第１孔部３３と第２孔部３５との間に位置して外被付き光ファイバ３ｃの先端部で除去した被覆３ｂを収容する空間である被覆受け部３７とを備えている。図示のように、被覆受け部３７は、第１孔部３３よりも広い空間に形成されている。

また、被覆受け部３７に続く第２孔部３５の端部は、図４に示すように、第１孔部３３側より挿入される外被付き光ファイバ３ｃの被覆３ｂ（第１被覆３ｂ１と第２被覆３ｂ２とで構成されている）が当接し、被覆３ｂを剥がす被覆除去部３９を形成している。

この被覆除去部３９の先端は、図４に拡大して示すように、第２孔部３５の端部内周面に形成したテーパ部３９ａと、第２孔部３５の端部に連なる被覆受け部３７側の壁面に形成したテーパ部３９ｂとによって、鋭角状に形成されている。本実施形態では、被覆除去部３９の先端は円錐状に設定されている。

さらに、被覆除去部３９の形状について詳述すると、次のような形状になっている。
ガラスファイバ３ａの外径に略等しい（僅かに大きい）内径Ｄ１の第２孔部３５の端部は、テーパ部３９ａにより、外被付き光ファイバ３ｃの第１被覆３ｂ１の内径ｄ３よりも大きく、第１被覆３ｂ１の外径ｄ２よりも小さい寸法Ｄ２に設定されている。
一方、第２孔部３５の端部に連なる被覆受け部３７側の壁面に形成したテーパ部３９ｂは、Ｄ２よりも大きく、第１被覆３ｂ１の外径ｄ２よりも小さい寸法Ｄ３の位置から徐々に傾斜したテーパ面となっている。
したがって、被覆除去部３９の先端部には、Ｄ２とＤ３で挟まれる僅かな幅ではあるが、外被付き光ファイバ３ｃとの衝突を受ける平坦面３９ｃが残された形状になっている。

上記構成を採ることにより、被覆除去部３９の平坦面３９ｃは、第１孔部３３を挿通した外被付き光ファイバ３ｃの被覆位置に当接した際に、被覆３ｂの内、外周側の第２被覆３ｂ２に比べ硬度の低い内周側の第１被覆３ｂ１の位置に当接するため、容易に被覆除去を行うことができる。
また、第２孔部３５はその端部内周面がテーパ部３９ａに設定されているため、被覆が除去されたガラスファイバ３ａを良好に第２孔部３５内に案内することができる。

この光コネクタ１００では、挿入力により外被付き光ファイバ３ｃを撓ませ、被覆除去部３９にて外被３ｂを除去し、ガラスファイバ３ａを第２孔部３５に挿通するとともに、外被付き光ファイバ３ｃに撓みを持たせて固定することで、外被付き光ファイバ３ｃの後方側から常に押圧力を付勢し、被覆除去部３９への当接状態を維持する。これにより、簡易な接続作業で高精度にガラスファイバ３ａを接続できるようになされている。

この光コネクタ１００において、フェルール５の先端面１３に設けられた屈折率調整シート１は、光ファイバ３，３同士が離され、また接続されることが繰り返されても樹脂が損傷しない。このためには、接触の繰り返される接触面側が硬いシートであることが必要となる。屈折率調整シート１では、ハード層１１がこの機能を果たしている。

また、ガラスファイバ３ａの端面が接触する面は、ガラスファイバ３ａの切断面が粗くても屈折率調整シート１との間に微少な空隙ができず、ガラスファイバ３ａと屈折率調整シート１が密着することが必要である。光ファイバ切断面の微少な凹凸を吸収できる程度に柔らかいシートであることが必要となる。屈折率調整シート１では、ソフト層９がこの機能を果たす。

なお、ガラスファイバ３ａとソフト層９が密着していれば、繰り返し光コネクタ１００を着脱しても、ソフト層９が波打たないので、ソフト層９とハード層１１が部分的に剥離することもなくなる。

上記構成の光コネクタによれば、ソフト層９の屈折率を予めハード層１１の屈折率よりも小さくしておくことで、使用時に両者をほぼ一致させ、ソフト層９とハード層１１の界面での光の反射を抑えて、コネクタ接続時の反射不良を無くすことができる。

また、上記構成の光コネクタ１００によれば、屈折率調整シート１を、光ファイバ保持孔７の開口するフェルール５の先端面１３に設けたので、安定的な光接続を長期間に渡って可能にすることができる。

上記実施の形態と同等の構成を有する実施例に係る屈折率整合シートと、比較例に係る屈折率調整シートを作成し、現地付けコネクタ内にあるフェルール先端面に当該屈折率調整シートを貼り付け、その後ＰＣ研磨したコネクタをもう片側から接続し、反射特性を評価した。
［具体的な樹脂組成］
ソフト層は、［Ａ］アルキル（メタ）アクリレート１００重量部に対して、［Ｂ］水酸基含有（メタ）アクリル系モノマー０．０１〜５重量部を共重合性分として含有し、本（メタ）アクリル系ポリマーをベースポリマーとする。なお、（メタ）アクリレートはアクリレートおよび／またはメタクリレートの何れかのモノマーから構成される。更に、上記アルキル（メタ）アクリレート１００重量部（［Ａ］に相当する部分）に対して、架橋剤を０．０２〜２重量部、硬化剤としてイソシアネート化合物を０．００１〜２重量部、必要に応じ、粘着付与剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤等を、また本発明の目的を逸脱しない範囲で各種の添加剤を適宜に使用できる。
なお、ソフト材となるシートの作製方法は、本樹脂組成物をスクリーンコーター上に反転塗工し、熱オーブンで所定時間一定温度を付与させる。その後、室温で一週間以上放置し、所定形状になるようにシート裁断を行った。

ハード層は、水酸基含有ポリジメチルシロキサン化合物、ポリイソシアネート化合物、及びメタアクリロイル基を持つ水酸基含有化合物の反応生成物であるエチレン性不飽和二重結合を持つシリコーン化合物を３０〜６０重量部、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物及び水酸基含有メタアクリレート化合物であるウレタンメタアクリレート化合物を２０〜４０重量部、並びに重合希釈剤を１０〜３０重量部、及び光開始剤を０．１〜５重量部を加えて、全体で１００重量部からなる樹脂組成物から構成される。さらに、ソフト層との密着性を向上させることを目的に、必要に応じてシランカップリング剤も少量配合することができる。なお、ハード層には、ヤング率３５０ＭＰａ、シート厚み１０μｍ、屈折率１．４６の物性値を有するハード材を用いた。

［積層シートの作製］
積層シートは、［Ａ］の粘着シート上に［Ｂ］のハード樹脂をコーティングすることで行われる。具体的には、ハード層となる紫外線硬化型樹脂液を一定膜厚となる様に塗布・ＵＶ硬化させる。その後、所定の形状（φ１．５〜２．０ｍｍ、厚み：１５〜１００μｍ）となるように、一定形状のサンプルを切出すことによって行われる。これを後述のフェルール上に貼り付けることによって行う。

［ガラスに対する剪断粘着力の測定］
幅２５ｍｍ長さ６０ｍｍの試験片（ソフト層）を市販のプレパラート用ガラスに挟んでガラスをよく押しつけて試験片とガラスとを貼り付ける。一方のガラスを固定し、他方のガラスをガラス面と平行かつ試験片の長さ方向に沿って２００ｍｍ／分の速さで動かす。このときの最大値をガラスに対する剪断粘着力とする。
［屈折率の測定］
屈折率は、市販のアッベの屈折率計を用いて、積層シートのソフト層側から該ソフト層の屈折率を測定した。
［ヤング率の測定（ハード材）］
市販の引張試験器（島津製作所製）を用いて、ＪＩＳ７１１３に基づいて、ＪＩＳ２号ダンベルを使用し、引張り速度１ｍｍ／分で引張り試験を行ない、２．５％歪の割線式を使用して算出した。
［シートの厚み測定］
市販マイクロゲージを用いて、当該シートサンプルを直接的に計測した。

［フェルールへの加工］
上記した所定形状（φ１．５〜２．０ｍｍ、厚み：１５〜１００μｍ）のサンプルを用いて、直接フェルール頭頂部に貼り付ける。貼付け後、光学顕微鏡でフェルール上部を確認し、ソフト材の貼付けが不十分な場合には、剥離が認められる。この剥離検査で剥離が認められると、「×」と判定する。

図５は実施例及び比較例による屈折率調整シートの物性データ、測定結果を表した図である。
実施例１〜実施例５は、図５中の各剪断粘着力、屈折率、厚みの屈折率調整シートを用いることで、課題とする光学特性（コネクタ接続損失・反射特性）が、何れも特性良好となる結果が得られた。

比較例１はソフト層の屈折率が低すぎる。歪みを受けて屈折率が高くなってもまだ低すぎる。
比較例２はソフト層の屈折率が高すぎる。歪みを受けて屈折率が高くなると高くなりすぎることが知見できた。

１ 屈折率調整シート
３ 光ファイバ
３ａ ガラスファイバ（コア）
３ｃ 外被付き光ファイバ
５ フェルール
７ 光ファイバ保持孔
９ ソフト層
１１ ハード層
１３ 先端面
２３ 固定用蓋部材（固定手段）
１００ 光コネクタ（プラグ）
Ｔ 両層の厚さの和
ｔ_H ハード層の厚さ
ｔ_S ソフト層の厚さ

Claims (1)

1. フェルールが本体から突出し、前記フェルールと前記本体がハウジングで覆われ、前記本体と前記フェルールに光ファイバが挿通された光コネクタであって、
   前記フェルールの先端面に屈折率調整シートが接着され、
   前記屈折率調整シートが、前記光ファイバの端面と密着されるソフト層と、ハード層とからなり、
   前記ソフト層が前記フェルール先端面に接着され、
   前記ソフト層のガラスに対する剪断粘着力が１．０から３０ｋｇｆ／２５ｍｍの間のいずれかの値であり、かつヤング率が０．０１から５ＭＰａの間のいずれかの値であり、
   前記ハード層のヤング率が１００から１０００ＭＰａの間のいずれかの値であり、
   前記ソフト層の厚さが１０μｍ以上であり、前記ハード層の厚さが５μｍ以上であり、両層の厚さの和が６０μｍ以下であり、
   波長１．３１μｍの光に対する前記ソフト層の屈折率が１．３９から１．４５の間の値であり、ハード層の屈折率が１．４４から１．４８の間の値であり、ソフト層の屈折率がハード層の屈折率よりも小さく、その差が０．０１以上０．０７以下であることを特徴とする光コネクタ。
   

Images