JP5324895B2 - 光コネクタプラグ - Google Patents

Description

本発明は、光信号の送受信等に使用される光ファイバを保持する光コネクタプラグに関するものである。

従来より、光通信などの光信号を送受信するための接続端として用いられるフェルールは、内部の貫通孔に光ファイバを保持・固定した組立体として利用されており、この種フェルールは一般的にはジルコニアを主成分としたセラミックスなどを射出成形等で所定形状に成形し、その後焼成により形成されて使用に供する。
そしてフェルールは光ファイバ同士を接続して通信経路を確立するために用いられる光コネクタもしくは、半導体レーザと光ファイバ等から構成される半導体レーザモジュール（光通信モジュール）等にも広く用いられている。

上記したように光通信モジュール等から発信された光信号は、光コネクタを介して伝播したり、長い距離を隔てた位置に送信したりするための中継部材として光コネクタプラグが多用されている。

この種光コネクタプラグは、一方のファイバからの光信号を他方ファイバに効率よく伝播するために相互のフェルール端同士を正確に密着させると共にその軸線（詳細にはコア同士の軸線）を一致させることが好ましい接続形態である。光コネクタは接続現場での組立の安定性、及び接続部の保護が要求され、しかも相互接続による接続損失を最小にするためにも光ファイバコア部を正確に整列させることが望ましい。

光ファイバコア部の軸線の一致はμｍ（ミクロン）単位の接続誤差で規定されるため、接続端となる光コネクタプラグ自体の各部品の構造は高精度の形状及び寸法が要求されるばかりか、光コネクタプラグの組立にも細心の注意が払われるものである。

図５及び図６に光通信モジュールと光コネクタプラグを夫々示す。
図５に示す光通信モジュール４０は、外部への電磁波の放出を抑制させるために、筐体等に電磁波を遮断する金属材料を用いており、また内部には発光素子を駆動するためのドライバＩＣ等を搭載した回路基板を更に備えると共に光送信サブアセンブリ４１ａ及び光受信サブアセンブリ４１ｂとからなるレセプタク４２を構成している。そして光コネクタプラグ３０は選択的に上記サブアッセンブリ４１ａ，４１ｂに嵌合・接続されて光信号を授受するようになっている。

上記光コネクタプラグ３０は図６に併せて示すように、つまみ部であるハウジング３１内に主要な構成部材が収められ、後端部には光ファイバケーブルＦＣを弾性的に保持する可撓性のブーツ３２を有する。

即ち、ハウジング３１内にはプラグフレーム３３が収納される。このプラグフレーム３３にはファイバ素線を保持するフェルール３４が金属製のフランジ部３５により堅持されている。フランジ部３５は金属製のコイルバネ３６を介して金属製のストップリング３７が外嵌されている。そして、当該ストップリング３７の胴部３７ａには図示せぬ光ケーブルのケブラ（登録商標）と呼ばれる抗張力繊維製の補強部材を外嵌保持すると共に外側より金属製のカシメリング３８の胴部３８ｂにて両者をカシメてケブラを固定する。このカシメ固定状態を図７に拡大して示す。上下一対のカシメ具Ａ，Ｂにてカシメリング３８の大径の胴部３８ｂを矢印方向に圧縮すると、胴部３８ｂは図示のように円周方向に波打つ如く変形・縮径しケブラＫはストップリング３７とカシメリング３８との間にて狭持される。

さらに、ケブラを被覆している外皮はカシメリング３８の小径のカシメ部３８ａ上より他の金属製のリング３９にてカシメ固定される。
しかして、フランジ部３５，コイルバネ３６，ストップリング３７，カシメリング３８及びリング３９が順次組み立てられたサブアッセンブリ状態でプラグフレーム３３内に組み付けられ、最終的にはハウジング３１内に収められる。

なお、光ファイバケーブルの構成は、光ファイバ素線を樹脂で覆った光ファイバ芯線の周りに抗張力繊維を配し、更にその上を外皮で覆って構成した抗張力繊維付光ファイバケーブルであり、一例としては、例えば特許文献２の特にＦｉｇ１に明瞭に記載されている。

特開２００７−１０７７２号公報 特開昭６２−１９１８１０号公報

光コネクタプラグのストップリングは、光ファイバケーブルのケブラを金属製のカシメリングにてカシメ、更にケーブルの外皮を他の金属製のリングにて二重にカシメ固定している。このため、微妙なカシメ力の作業管理が煩雑であるばかりか部品点数及び作業工数の増加を招いて、いきおいコスト高となる。また、ストップリングを他の材料、例えば樹脂材料などで形成し使用する場合などは、上記したカシメによる固定方法ではカシメ作業によるカシメ力の加減が極めて微妙となり、これまたコスト高となる要因ともなる。

そこで本発明者達は上記のような諸事情を勘案しつつ適切な設計を模索し続けて、部品点数が少なく組立作業・カシメ作業が安易で品質の良好な、以下に示すような信頼性の高い構成の光コネクタプラグに帰結したのである。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものであり、そのため第１の発明は、 光ファイバを保持する光コネクタプラグであって、光ファイバを終端するフェルールを保持するフランジ（Ａ）と、前記フランジ（Ａ）と連接されてコイルバネを案内する円筒部と、を有するフランジ部と、フランジ（Ｂ）と、前記フランジ（Ｂ）よりも小径に形成され、前記光ファイバの外皮と前記外皮の下層の補強部材とにより囲撓される案内部と、を有する樹脂製のストップリングと、前記コイルバネを介して前記ストップリングに支持して前記フランジ部を弾性的に進退自在に収納するフレームと、前記案内部を包囲する前記外皮及び前記補強部材を囲撓して、前記外皮及び前記補強部材と同時にカシメ固定されるカシメ部と、前記カシメ部よりも小径の筒状部と、を有するカシメリングと、を備え、前記外皮、前記補強部材及び前記案内部が前記カシメ部において同時にカシメ固定されると、前記カシメ部、前記外皮、前記補強部材及び前記案内部に環状の圧痕が形成されることを特徴とする光コネクタプラグ。

また第２の発明は、前記環状の圧痕は複数条形成したことを特徴とする光コネクタプラグ。

また第３の発明は、前記フランジ部は樹脂製とし、前記光ファイバケーブル導入側の内径部は外側に向かって拡開するよう所定の曲率半径を有することを特徴とする光コネクタプラグ。

そして第４の発明は、前記ストップリングの前記光ファイバケーブル導入側の外径部は摩擦係数が大きくなるよう加工面としたことを特徴とする光コネクタプラグ。

さらに第５の発明は、前記樹脂製のフランジ部と前記樹脂製のストップリングとは互いに異なる材料にて成形されると共に、一方のフェルールを保持する樹脂製のフランジ部は他方の樹脂製のストップリングに対してガラス転移点温度が大なる樹脂材料で形成してなることを特徴とする光コネクタプラグをそれぞれ提供するものである。

本発明構成の光コネクタプラグによれば、光ファイバケーブルの外皮と抗張力繊維製の補強部材（ケブラ）とを同時に一体的にカシメ固定したので、部品点数の削減と共に組立工数の低減を図り得ると共に、カシメ部に環状の圧痕を形成したことにより光ファイバケーブルの引張り力に対して堅牢な固定を維持でき、しかもフェルールを保持するフランジ部及びストップリングを樹脂製にすることにより、耐食性の向上が図られ、且つフェルールの接続損失を小さくし得ることが出来るなどの多くの効果を奏するものである。

以下、本発明にかかる光コネクタプラグをＳＣ型光コネクタプラグの構成に基づいた実施形態について図１乃至図４を用いて詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができることは言うまでもないことである。即ち、ＭＵ型及びＬＣ型の光コネクタプラグにも同様に適用することが十分に可能である。

図１は本発明に係る光コネクタプラグの分解斜視図、図２は図１に示す本発明に係る光コネクタプラグの縦断面図、図３はフランジ部の拡大縦断面、図４（Ａ）（Ｂ）はカシメリングによる光ファイバケーブルのカシメ状態を示す部分拡大断面図である。

図１に示すように、本発明となる光コネクタプラグ１は先の図６に示した従来の光コネクタプラグと略同一の構成を呈するものである。
即ち、光コネクタプラグ１は、つまみ部としてのハウジング２，プラグフレーム３，フェルール４，フランジ部５，コイルバネ６，ストップリング７，カシメリング８，コネクタブーツ９とより構成されている。

ナイロン樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＬＣＰ樹脂などの樹脂材料で形成されているハウジング２は矩形状を呈して、その内部にプラグフレーム３を摺動自在に保持するものである。前記プラグフレーム３は後述するフェルール組立体を収容するよう中空の矩形状を呈しており、両側面３ａ，３ａには夫々突起部３ｂ，３ｂが突出形成されている。また、上下面３ｃ，３ｃには後述するストップリングの突起を案内する案内溝３ｄ，３ｄを夫々有する。

フェルール４は、ジルコニアなどのセラミックスを射出成形などの周知の方法で形成されている。また、フランジ部５は図３と併せて示すように、フェルール４を圧入保持する略八角形のフランジ（Ａ）５ａと連接されコイルバネ６を案内する円筒部５ｂとよりなり、フェルール４を堅固に保持し且つ光ファイバ芯線１０ｃの組立精度を維持するためにガラス転移点温度が２１７度の大なる材料としてＰＥＩ樹脂が選択されている。光ファイバ芯線１０ｃの樹脂被覆を除去された光ファイバ素線は、フェルール４の前端面に露出される如く終端される。上記ＰＥＩ樹脂としてはＳＡＢＩＣ社のウルテム（登録商標）が採用されている。また、光ファイバにかかる局所的な曲げを回避するように円筒部５ｂの内径はケーブル導入側に向かって曲率半径Ｒ略１２０ｍｍの円弧を呈している。この円弧はケーブルの抗折損失を防ぐのに好適であり、特に当該数値は適宜設定されるものであるから限定的に解釈されるものではない。

上記ストップリング７は、大径のフランジ（Ｂ）７ａと連続した小径の案内部７ｂとより樹脂材料にて一体成形されており、フランジ（Ｂ）７ａの軸対称上下には前記プラグフレームの溝３ｄと係合する突起７ａ１が夫々形成されており、小径の案内部７ｂの外周面にはシボ加工面が形成されている。この外周面のシボ加工面の代わりにローレット加工面とすることも可能であるから、ケブラを保持するために摩擦係数が大きくなるように適宜な加工面とすることが出来る。また樹脂材料としてはＰＰＳ樹脂が選択されている。ＰＰＳ樹脂としてはポリプラスチック社のフォートロン（登録商標）を用い、これは上記フランジ部５に対してガラス転移点温度が９５度と低くいが、曲げ弾性率（１０，５００ＭＰａ）・曲げ強度（２３０ＭＰａ）が比較的高いものであり、カシメ作業に対する機械的強度が有効である。本実施例でフランジ部及びストップリングを樹脂材料にて形成することにより、構成部品として耐食性を考慮すると金属部分が少なくなることが好ましいものであるが、少なくとも一方が樹脂材料で成形されたものであっても良く、その場合は各材料の強度は適宜選択される。

８はアルミまたはＳＵＳなどの金属製のカシメリング、９はコネクタブーツである。カシメリング８は、カシメ部８ａとこれより小径の筒状部８ｂとより一体形成されている。図４（Ａ）に拡大して示すようにカシメ部８ａは、ストップリング７の小径の案内部７ｂを包囲すると共に、光ファイバケーブル１０の外皮（塩化ビニール）１０ａとその下層の抗張力繊維製の補強部材（ケブラ）１０ｂとを囲繞して両者を同時にカシメ固定する。このカシメ作業に用いるカシメ具Ｅは、カシメ部８ａの形状と対応した凹部を備えた上下一対の締付け部Ｃ，Ｄを備えると共にカシメ面には環状の突起部Ｃａ，Ｄａを備えている。当該突起部Ｃａ，Ｄａの突出量は実施例においては０．１ｍｍとしてある。

締付け部Ｃ，Ｄを矢印方向に閉鎖してカシメリング８をカシメると、突起部Ｃａ，Ｄａにてカシメ部８ａに応力集中が発生し、図４（Ｂ）に示す如くカシメ部８ａには環状の圧痕８ａ１（食込み）が形成されることにより光ファイバケーブル１０の補強部材１０ｂ及び外皮１０ａには特に部分的締付け力が作用すると共にカシメ部８ａの全体は従来と同様に変形、縮径して堅牢な固定が維持される。

このカシメ作業により光ファイバケーブル１０に軸線方向の外力が作用しても環状の圧痕８ａ１の作用により容易に離脱するようなことはなく、製品の信頼性を十分に確保することが出来る。なお、突起部は単一条に限らず複数条あっても良く、連続することなく外周方向に沿って千鳥状に環状配置されていても良く、光ファイバケーブルの軸線方向の力を抑制するよう半径方向に作用するものであれば所期の目的を達成するものである。補強部材１０ｂはストップリング上のローレットで、しかも外皮はカシメ具の突起部の作用により通常のカシメと相俟って部分的に締付けを許容し、その結果ケーブルの相対的移動が抑制される。
この固定により従来採用されている外皮を固定するための金属製リングを不要とすることができる。また組立時はコネクタブーツ９の前端部はプラグフレーム３の後端部に当接している。

このカシメリング８によるカシメによりストップリング７の案内部７ｂの外周に形成されたシボ加工面の作用により補強部材１０ｂとの摩擦力が増大して堅固な結合を行うことができ、しかも外皮はカシメによる圧痕８ａ１により保持が堅固とされるため、従来例で示した第２の固定リングを必要とすることが無く、構成部品点数が削減されることにより組立工数の削減に伴うコストダウンに大いに寄与することは勿論である。

このように本発明による光コネクタプラグは、部品点数の削減に伴う組立工数の低減によりコスト削減に大いに寄与し、しかも構成する部品の多くを樹脂材料で構成することにより金属部分が少なくなるため、いきおい耐食性の向上が図られ、且つ錆などが接続面に回り込むのを極力回避できてフェルールの接続損失を小さくすることも可能となる。

上記本発明を好ましい実施例について詳述してきたが、本発明の実施例における圧痕はその趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が考えられるため、本実施例は限定的に解釈されるものでもないことは明白である。

本発明に係る光コネクタプラグの分解斜視図である。 図１に示す光コネクタプラグの縦断側面図である。 フランジ部の拡大縦断面である。 カシメリングによるカシメ状態を示す部分拡大断面図である。 従来の光コネクタプラグとモジュールとの関係を示す外観図である。 従来の光コネクタプラグの分解斜視図である。 光コネクタプラグのカシメ部のカシメ状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 光コネクタプラグ
２ ハウジング
３ プラグフレーム
４ フェルール
５ フランジ部
６ コイルバネ
７ ストップリング
８ カシメリング
９ コネクタブーツ
１０ 光ファイバケーブル
Ｅ カシメ具

Claims (5)

1. 光ファイバを保持する光コネクタプラグであって、
   光ファイバを終端するフェルールを保持するフランジ（Ａ）と、前記フランジ（Ａ）と連接されてコイルバネを案内する円筒部と、を有するフランジ部と、
   フランジ（Ｂ）と、前記フランジ（Ｂ）よりも小径に形成され、前記光ファイバの外皮と前記外皮の下層の補強部材とにより囲撓される案内部と、を有する樹脂製のストップリングと、
   前記コイルバネを介して前記ストップリングに支持して前記フランジ部を弾性的に進退自在に収納するフレームと、
   前記案内部を包囲する前記外皮及び前記補強部材を囲撓して、前記外皮及び前記補強部材と同時にカシメ固定されるカシメ部と、前記カシメ部よりも小径の筒状部と、を有するカシメリングと、を備え、
   前記外皮、前記補強部材及び前記案内部が前記カシメ部において同時にカシメ固定されると、前記カシメ部、前記外皮、前記補強部材及び前記案内部に環状の圧痕が形成されることを特徴とする光コネクタプラグ。
2. 前記環状の圧痕は複数条形成したことを特徴とする請求項１記載の光コネクタプラグ。
3. 前記フランジ部は樹脂製とし、前記光ファイバケーブル導入側の内径部は外側に向かって拡開するよう所定の曲率半径を有することを特徴とする請求項１または２記載の光コネクタプラグ。
4. 前記ストップリングの前記光ファイバケーブル導入側の外径部は摩擦係数が大きくなるよう加工面としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光コネクタプラグ。
5. 前記樹脂製のフランジ部と前記樹脂製のストップリングとは互いに異なる材料にて成形されると共に、一方のフェルールを保持する樹脂製のフランジ部は他方の樹脂製のストップリングに対してガラス転移点温度が大なる樹脂材料で形成してなることを特徴とする請求項３または４記載の光コネクタプラグ。

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