JP6169588B2 - 城郭型光ファイバケーブル保持構造 - Google Patents

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関連出願の説明

本出願は２０１１年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６１/５５４９３８号の優先権を主張する。この仮特許出願の明細書は、その全内容が本明細書に述べられているかのように、その全てが本明細書に参照として含められる。以下に挙げられる刊行物は全て、本明細書にそれぞれの全内容が述べられているかのように、それぞれの全てが本明細書に参照として含められる。

本発明は光ファイバコネクタに関し、特に光ファイバコネクタにおける光ファイバケーブル保持構造に関する。

光ファイバ導波路を介する光信号の伝送には多くの利点があり、その用途は多様である。単に離れた場所に可視光を送るために１本または複数本のファイバ導波路を用いることができる。複雑な電話／データ通信システムは複数の特定の光信号を伝送することができる。これらのデバイスは、光損失減の１つであるカップリングを用い、エンドツーエンド関係でファイバを接続する。ファイバリンクにおける総合光損失がシステムに対して指定された光コネクタロスバジェット以下であることを保証するには、２つの磨かれたファイバ端面の精確な位置合わせが必要である。単一モード遠距離通信級ファイバに対し、これは一般に１０００ｎｍより小さいコネクタファイバ位置合わせ許容限界に対応する。これは、マルチギガビットレートで動作する、平行ファイバリンクまたは単ファイバリンクのいずれにおいても、ファイバの位置合わせに適用されるコンポーネントがサブミクロン精度で集成及び製作されなければならないことを意味する。

光ファイバ接続において、光ファイバコネクタは１本または複数本のファイバを収めるケーブルの末端を終端し、融着接続よりも迅速な接続及び切離しを可能にする。コネクタは、光がエンドツーエンド態様で通過できるように、ファイバのコアを機械的に結合及び位置合わせする。優れたコネクタであれば、ファイバの反射または位置ずれによって失われる光は非常に少ない。コネクタは、マルチギガビットレートで動作する、平行／複ファイバリンク及び単ファイバリンクのいずれにおいても、サブミクロン精度で作製されたサブコンポーネントで集成されなければならない。そのような精度レベルでのパーツの作製では達成すべき課題としてまだ十分ではないかのように、得られる最終製品が経済的であるためには、完全に自動化された、非常に高速なプロセスでなされなければならない。

現在の光ファイバコネクタは長年にわたり基本設計から変更されていない。基本コネクタユニットはコネクタアセンブリである。図１は、US Conec社から市販されている、光ファイバ１４１２を収めるケーブル１４１０のための光ファイバコネクタ１４００の一例を示す。コネクタは、フェルール１４０２，フェルールハウジング１４０１、ケーブルブーツ１４０６、位置合わせガイドピン１４０８及び、ハウジングの内部または外部に設けられた、その他のハードウエア（例えば、ケーブル歪緩和部材、圧着部材、バイアス印加バネ、スペーサ、等）からなるコンポーネントのアセンブリを含む。フェルール１４０２及びファイバ１４１２の終端面は研磨される。光ファイバコネクタ１４００内のフェルール１４０２は、エンドツーエンド構成にある２つのコネクタ内の研磨されたファイバ端面を押し合わせるために軸方向バイアスを与えるようにバネ留めされる。ほとんどの場合、その目的は、光の損失を防止するように、結合されたファイバ間の物理的接触を確立することである。物理的接触により、コネクタ挿入損失及び反射損失を高める、２本のファイバ間の空気層の閉込めが回避される。２つのコネクタのフェルールを確実に結合するには図示されていないアダプタが必要である（それぞれのコネクタのフェルールハウジング１４０４がアダプタに差し込まれる）。

US Conec社によって製造された図１に示される光ファイバコネクタは、称されているところでは、日本電信電話株式会社に譲渡された特許の、特許文献１に開示されている構造にしたがっている。特許文献１に説明されているように、光ファイバコネクタは複数本の個別光ファイバを有する光ファイバリボンケーブルを受け入れ、個別光ファイバをあらかじめ定められた関係に維持する。光ファイバコネクタは別の光ファイバコネクタと、一方の光ファイバコネクタの複数本の個別光ファイバを他方の光ファイバコネクタの複数本の光ファイバと位置合わせするように、（例えばアダプタを用いて）合一させることができる。

US Conec社によるフェルール１４０２は一般にプラスチックブロックの形態にあり、ブロックは光ファイバ１４１２の終端末端を挿入するに十分なクリアランスを提供する一連の大寸貫通孔及びブロックに挿入される位置合わせピン１４０８を有する。フェルール１４０２は、ガラス粒子で強化されていることが多い、熱可塑性ポリマーのモールド成形によって形成される。複数本の光ファイバ１４１２の終端末端をフェルールブロック１４０２内の貫通孔を通して挿入するため、光ファイバの保護緩衝外装（樹脂）層が終端末端近傍でクラッド層を露出させるために剥ぎ取られ、クラッド層はエポキシ樹脂層で被覆される。光ファイバの終端末端は次いでフェルール内の大寸孔に通される。光ファイバ１４１２の末端は、エポキシ樹脂が硬化すると、フェルール１４０２内に確実に保持される。同様に、位置合わせピン１４０８は、ピンのために設けられたフェルール１４０２内の大寸孔に挿入された後、エポキシ樹脂によって保持される。

上述したフェルールにはいくつかの重大な欠点がある。射出成形された構造は本質的に公差を十分には維持しない。ポリマーは剛性が高くなく、ファイバケーブルまたはコネクタハウジングに荷重（力またはモーメント）がかけられると変形する。ポリマーは長い時間にわたるクリープ及び熱膨張／収縮も受け易い。フェルール内の大寸孔のクリアランスはさらにエンドツーエンド位置合わせのクリアランスに影響する。エポキシ樹脂は硬化時に収縮し、これはプラスチックフェルールの曲りを生じさせる。さらに、エポキシ樹脂は時間の経過とともにクリープし、コネクタ内の軸方向バネ荷重印加バイアスの下でフェルールの孔内の（隣接ファイバの末端に押し付けられている）光ファイバ末端の押込みまたは引戻しを生じさせる。これは対向するファイバ端面の表面接触界面の完全性を危うくする。上記及びその他の欠点の結果、現今の光ファイバ用途に望ましいはずの公差には満たない大きな公差が得られることになる。

現在、ファイバコネクタの製造コストは高すぎ、信頼性及び損失特性は一層の向上が望ましいということが一般に受け入れられている。ファイバコネクタの公差は改善されなければならず、光ファイバが短距離用途及び超短距離用途に対する通信媒体として選ばれることにためには、ファイバコネクタの製造コストが低減されなければならない。比較的広汎であり、高まり続けてさえいる、通信システム、データ処理及びその他の信号伝送システムにおける光ファイバの利用は、満足できる、効率のよい、ファイバ末端相互接合手段への要求を創出した。

この要求に対処するため、本発明の譲受人等は、従来技術の欠点の多くを克服する、一連の光ファイバコネクタ構造を開発した。これらの構造の内のいくつかは、一層高い費用効率で製作することができ、上述した従来技術の光ファイバコネクタと比較して一層信頼性が高い光ファイバコネクタを得られる、フェルール構造の様々な改善（例えば、開放溝付フェルール及び位置合わせ構造を有する開放溝付フェルール）に向けられている。

光ファイバコネクタ構造における限界にさらに挑むには、フェルール構造以外の光ファイバコネクタの別の態様を改善することがさらに望ましい。改善され得る一態様は、ファイバの破損及びフェルールからの光ファイバの抜出しを防止するための、光ファイバに対する保持構造である。特許文献２において、図３８及び３９はファイバフェルールに取り付けられる圧着部材を挙げている。ファイバケーブルを支持し、ファイバのフェルールに対する縦位置を維持する、ファイバ強度部材が圧着部材から延びる。ファイバ強度部材はファイバケーブル対して歪緩和を与える。光ファイバケーブルの緩衝外被を軟質材料とすれば、ファイバケーブルの総外径（Ｏ.Ｄ.）は厳しい寸法公差をとらないことに注意されたい。例えば、２０１２年４月にコーニングケーブルシステム(Corning Cable System)から公開された緩衝光ファイバケーブルに対する特定の仕様によれば、熱可塑性緩衝被覆の外径は９００±５０μｍとされる。これまで、ファイバケーブルのための保持構造は緩衝外被の±５０μｍもの比較的大きな公差を有効に受け入れるようには設計されていなかった。

米国特許第５２１４７３０号明細書 米国特許第７３１１４４９号明細書

ファイバケーブルの総外径における大きな公差を受容し、さらに、製造、使用容易性及び信頼性を低減されたコストで向上させる、改善されたファイバケーブル保持構造を有する、改善された光ファイバが必要とされている。

本発明は、従来技術のファイバケーブル保持構造の欠点の多くを克服する、（例えば光ファイバコネクタにおける）ファイバケーブル保持構造を提供する。本発明にしたがうファイバケーブル保持構造は光ファイバケーブルの比較的軟質な外層の寸法公差を受容するように設計され、低環境感度による使用容易性及び高信頼性を提供し、低コストで製作することができる。

本発明にしたがえば、ケーブル保持構造は、少なくとも、ファイバケーブルの軸に平行な方向に沿って城郭型構造(castellation)が分布するファイバケーブルクランプ面を定める本体を有する。城郭型面は凹凸面に類似し、溝の内壁に設けられた場合、軸方向に分布する、一連の交互する小寸空洞及び大寸空洞を定める。小寸空洞は、城郭型面がファイバケーブルの緩衝外被の外面に押し付けられたときに、小寸空洞がファイバケーブル外被をその全寸法公差範囲内でクランプできるであろうような寸法につくられる。大寸空洞は小寸空洞では受け入れることができないケーブル外被の比較的軟質な材料を受け入れるに十分なクリアランスを与えるような寸法につくられる。したがって、ケーブル外被は保持構造に確実に保持されて、滑りを防止する。したがって、寸法公差が大きな緩衝外被を有するファイバケーブルは、本発明にしたがう城郭型保持構造によって常時、確実に保持されていることができる。

一実施形態において、ファイバケーブル保持構造は、軸方向に沿う城郭型壁をもつ開放溝を有する第１のプレート（例えば、半円の断面形状を有する円柱体）を含む。溝壁は軸方向に沿って交互する大寸幅と小寸幅を有し、よって軸方向に沿って交互する大寸空洞及び小寸空洞を定める。城郭型溝はファイバケーブルを受け入れる。ファイバケーブルに対するクランプ構造を形成するため、第１のプレートを相補する、開放溝を有する第２のプレート（例えば、半円の断面形状を有する円柱体）が提供される。第２のプレートの溝は軸方向に分布された同様の城郭型構造をもって定められるか、あるいは軸方向に沿って平坦（すなわち、無城郭型構造）とすることができる。使用において第１のプレートと第２のプレートはファイバケーブル外被をクランプし、ファイバケーブルは、第１のプレートと第２のプレートによって定められる、交互する大寸空洞内及び小寸空洞内に確実に保持される。ファイバケーブル外被は、第１のプレートと第２のプレート城郭型溝によって「モールド成形」されているように得られた、城郭型構造を有する。

本発明の一実施形態において、ケーブル保持構造は裸のファイバ末端区画を保持するフェルールと一体である。この実施形態において、城郭型構造はフェルールの末端から延びる。別の実施形態において、ケーブル保持構造は裸のファイバ末端区画を保持するフェルールとは別個の構造とすることができる。ケーブル保持構造はフェルールに取り付けることができ、あるいは保持構造は、ケーブルコネクタハウジング及び／またはフェルールの延長部のような、外部構造によってファイバケーブに対して支持され、バイアスされる、城郭型インサートを有することができる。

本発明の別の態様において、ケーブル保持構造の開放構造は、低コスト／高スループットプロセスである、打抜きまたは押出のような大量生産プロセスに適している。

一実施形態において、保持構造は、高剛性（例えばステンレス鋼）、化学的不活性（例えばチタン）、高温度安定性（ニッケル合金）、低熱膨張（例えばインバー）を有するように、あるいは他の材料と熱膨張を整合させる（例えばガラスに整合させるためのコバー）ように、選ぶことができる金属材料でつくることができる。あるいは、保持構造はプラスチック材料またはポリマー材料でつくることができる。

本発明にしたがうケーブル保持構造は従来技術の欠点の多くを克服し、この結果、光ファイバケーブルの比較的軟質な外被層における大きな公差を受容し、低環境感度による使用容易性及び高信頼性を提供し、低コストで製作することができる、光ファイバコネクタが得られる。

本発明の本質及び特徴の、また好ましい使用モードの、より十分な理解のために、添付図面とともに読まれる以下の詳細な説明が参照されるべきである。以下の図面において、同様の参照数字は全体にわたって同じかまたは同様の要素を指す。

図１は従来技術のマルチファイバコネクタを示す。 図２Ａは本発明の一実施形態にしたがう光ファイバケーブル保持構造のクランププレートを示す斜視図である。 図２Ｂは図２Ａのクランププレートの上面図である。 図２Ｃは図２Ａの線２Ｃ−２Ｃに沿ってとられた断面図である。 図２Ｄは図２Ａの線２Ｄ−２Ｄに沿ってとられた断面図である。 図２Ｅは図２Ａの線２Ｅ−２Ｅに沿ってとられた断面図である。 図３Ａは２つの図２のクランププレートを有する光ケーブル保持構造を示す斜視分解組立図である。 図３Ｂは、図３Ａのケーブル保持構造の、クランププレートの一方が省かれた部分斜視図である。 図３Ｃは図３Ｂの線３Ｃ−３Ｃに沿ってとられた断面図である。 図３Ｄは図３Ｂの線３Ｄ−３Ｄに沿ってとられた断面図である。 図４Ａはクランププレートの写真画像である。 図４Ｂは図Ａのクランププレートによる保持後のファイバケーブルの写真画像である。 図５Ａは一体フェルール及び本発明の一実施形態にしたがうケーブル保持構造を有するケーブルホルダを備える光ファイバコネクタの斜視図である。 図５Ｂは図５Ａの光ファイバコネクタの斜視分解組立図である。 図５Ｃは半クランプ構造の１つの部分斜視図である。 図６Ａはフェルール及び、フェルールに取り付けられた、本発明の一実施形態にしたがうケーブルホルダを有する光ファイバコネクタの斜視図である。 図６Ｂはケーブルホルダの形成及びフェルールへの集成を示す。 図６Ｃはケーブルホルダの形成及びフェルールへの集成を示す。 図６Ｄはケーブルホルダの形成及びフェルールへの集成を示す。 図６Ｅはケーブルホルダの形成及びフェルールへの集成を示す。 図７は一体フェルール及び、マルチファイバケーブルのための、本発明の一実施形態にしたがうケーブル保持構造を有するケーブルホルダを備える光ファイバコネクタの分解組立図である。 図８はフェルール及び、マルチファイバケーブルのための、本発明の一実施形態にしたがうケーブル保持構造を有するケーブルホルダを備える光ファイバコネクタの分解組立図である。

本発明は図面を参照する様々な実施形態に関して以下に説明される。本発明は本発明の課題を達成するための最善の形態に関して説明されるが、当業者には、本発明の精神または範囲を逸脱することなく変形が本明細書の教示の下で達成され得ることが当然であろう。

本発明は、従来技術のファイバケーブル保持構造の欠点の多くを克服する、（例えば光ファイバコネクタにおける）ファイバケーブル保持構造を提供する。本発明にしたがうファイバケーブル保持構造は、光ファイバケーブルの比較的軟質な外層の大きな公差を受け入れるように設計され、低環境感度による使用容易性及び高信頼性を提供し、低コストで製作することができる。ファイバケーブル保持構造は、少なくとも、ファイバケーブルの軸に平行な方向に沿って城郭型構造が分布するファイバケーブルクランプ面を定める本体を有する。城郭型構造面は、軸方向に沿って分布する、交互する一連の小寸空洞及び大寸空洞を有する。

本発明は以下で光ファイバコネクタに配備されるケーブル保持構造に関して説明されるが、本発明のケーブル保持構造は、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、光ファイバの融着接続のための構造のような、光ファイバに関わるその他のコンポーネントに適用及び配備することができる。

図２Ａ〜２Ｅは、本発明の一実施形態にしたがう光ファイバケーブル保持構造を提供する、クランププレート２０の形態にある構造体を示す。プレート２０は上面を定める開放溝２２を有する円柱体を有する。図示されるこの実施形態において、プレート２０は全体に半円の断面形状を有する（図２Ｃ及び２Ｄも見よ）。本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、他の全体断面形状（例えば、長方形、正方形、六角形、等）を適合させることができる。溝２２はその縦方向または軸方向に沿う城郭型壁によって定められる。溝２２は概ね半円の断面形状を有する。溝２２は軸方向に大寸直径と小寸直径の間で交互し、よって、軸方向に沿って交互する大寸空洞２６及び小寸空洞２８を定める。図２Ｃ及び２Ｄを参照すれば、プレート２０の上面２５は溝２２の両縁に沿う逃げ３０を提供するために若干オフセットされる。

図３Ａ〜３Ｄは、図２に示されるケーブル保持構造を有する構造体をそれぞれが有する２つの対向するクランププレート（２０ａ，２０ｂ）を備える光ファイバホルダ１０を示す（この実施形態において、「ａ」及び「ｂ」をともなう参照数字はそれぞれのクランププレート２０ａ及び２０ｂについての対応する要素を指す）。それぞれのプレート（２０ａ，２０ｂ）はファイバケーブル１６のための全クランプ構造の半構造に対応する。ファイバケーブル１６はケーブル外被１４（例えば、熱可塑性プラスチックのようなポリマー材料でつくられた緩衝被覆）によって保護された光ファイバ１２を有する。ケーブル外被１４はプレート（２０ａ，２０ｂ）の間で溝（２２ａ，２２ｂ）内に受け入れられる。平坦面（２５ａ，２５ｂ）が対向するプレート（２０ａ，２０ｂ）を合わせるように相互に押し付けられると、ファイバケーブル１６は図３Ａに示されるように挟み込まれる。プレート（２０ａ，２０ｂ）は合一してファイバケーブル１６の外面を囲む。溝（２２ａ，２２ｂ）はケーブル外被１４をクランプし、ファイバ外被１４は、交互する大寸空洞（２６ａ，２６ｂ）及び小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）によって定められる、城郭型構造によって確実に保持される。

図３Ｃ及び３Ｄも参照すれば、プレート（２０ａ，２０ｂ）が押し合わされると、逃げ（３０ａ，３０ｂ）が溝（２２ａ，２２ｂ）の両縁から合一面（２５ａ，２５ｂ）に向けて延びる小ポケット３１を定める。図３Ｃに示されるように、小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）の壁がケーブル外被１４０の緩衝材料を押し、小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）内に収まりきれない余分の緩衝材料を大寸空洞（２６ａ，２６ｂ）及び、逃げ（３０ａ，３０ｂ）の間に定められる、ポケット３１にあふれ込ませる。小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）は、プレート（２０ａ，２０ｂ）が押し合わされたときに、小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）がケーブル外被１４の全寸法公差範囲内でケーブル外被１４の外面を堅固にクランプすることができるであろうような寸法につくられる。他方で、図３Ｄを参照すれば、大寸空洞（２６ａ，２６ｂ）は、ケーブル外被１４の全寸法公差範囲内で、小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）及び、逃げ（３０ａ，３０ｂ）の間に定められる、ポケット３１に収まりきれない余分のケーブル外被１４０の緩衝材料を収めるに十分な、溝（２２ａ，２２ｂ）を巡る環状空間２３を提供するような寸法につくられる。例えば、外径仕様が９００±５０μｍのケーブル外被１４を有するファイバケーブル１６とともに使用するために設計された保持構造に対して、大寸空洞（２６ａ，２６ｂ）及び小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）は、プレート（２０ａ，２０ｂ）の面（２５ａ，２５ｂ）が合一関係にあるままでの、プレート（２０ａ，２０ｂ）による８５０μｍと９５０μｍの間の実外径を有するファイバケーブルの堅固なクランプを可能にするような大きさにつくられる。

図３Ｂは、上部プレート２０ａを省いて、溝２２ｂ内に保持されているケーブル外被１４を示す。軟質のケーブル外被１４は結果として、クランプされたかまたは、プレート（２０ａ，２０ｂ）の城郭型溝（２２ａ，２２ｂ）によって「成形」されたかのように、城郭型構造が付けられた表面プロファイルを有する。図４Ａは図２に示されるプレート２０と同様のクランププレートの写真画像である。図４Ｂは図４Ａのクランププレートによる保持後のファイバケーブルの写真画像である。

以下は、外径が９００±５０μｍのケーブル外被の例についての、小寸空洞及び大寸空洞の寸法の適切な計算値である。

クランププレート（２０ａ，２０ｂ）の城郭型溝により、ケーブル外被１４ケーブル外被１４をケーブルホルダ１０で確実に保持して、ケーブルホルダ１０内のファイバケーブルの軸方向引張りによる滑りを防止することができる。小寸空洞（２８ａ，２８ｂ）の壁が引張り中ケーブル外被１４を保持する。隣接する小寸空洞と大寸空洞の間の垂直壁が滑りに対する抵抗を与える。ポケット３１に延び込んでいる余分の材料が保持構造内のファイバケーブルの滑りに対する引張り抵抗をさらに付加する。引張り抵抗は小寸空洞及び大寸空洞の数が増加するにつれて高くなると考えられる。本発明の保持構造にはファイバケーブルを確実に位置決めするためのエポキシ樹脂を必要としない。開放溝を有するクランププレートを用いれば、いかなる方向からもファイバケーブルを送ることができる。

寸法変動が比較的大きな外被を有するファイバケーブルを本発明にしたがう城郭型保持構造によって確実に保持できることがわかる。ケーブル保持構造の溝が無城郭型構造でつくられていればケーブル外被の大きな寸法変動を受け入れることはできないであろう。詳しくは、溝のＯ.Ｄ.(外径)がＯ.Ｄ.許容範囲の上端（例えば９５０μｍ）においてケーブル外被を受け入れるに十分に大きくつくられていれば、溝はＯ.Ｄ.許容範囲の下端（例えば８５０μｍ）においてケーブル外被をクランプすることはできないであろう。逆に、溝のＯ.Ｄ.がＯ.Ｄ.許容範囲の下端（例えば８５０μｍ）においてケーブル外被を受け入れるに十分に小さくつくられていれば、ケーブル外被がＯ.Ｄ.許容範囲の上端（例えば９５０μｍ）にある場合、余分の緩衝材料が溝からクランププレートの間に溢れ出すであろう。本発明の保持構造は広いケーブル外被寸法範囲にわたって引張り力に抵抗する。

図３の実施形態は同様の溝構造を有する２つのクランププレートを示しているが、別の実施形態（図示せず）において、城郭型溝を有する第１のプレート及び軸方向に平坦な（すなわち無城郭型構造）壁を有する溝を有する相補的な第２のプレートを有することは本発明の範囲及び精神の内にある。あるいは、またはさらに、クランププレートの溝は丸底または半円断面形状を有する必要はない。一方の溝がまたはいずれの溝も、他の幾何学的断面形状（例えば、正方形、長方形、Ｖ字形、六角形、等）を有することができる。さらに、第１のプレートにファイバケーブル外被を受け入れるための深いＵ字形溝が設けられていれば、第２のプレートが溝を有する必要はないであろう。さらにまた、溝内の城郭型構造が溝壁全体にわたっている必要はない。例えば、長方形の断面形状を有する溝に対し、図示される実施形態に関して上で論じたものと同様の寸法要件に基づき、ある程度垂直壁に沿って、ただし軸方向で長方形溝の底に沿うことはなく、城郭型構造を設けることができる。上記のことは本明細書で以下に説明される実施形態に適切であるように適用することもできる。

上で論じたケーブル保持構造は、図１に示されるコネクタと同様の、光ファイバコネクタに配備することができる。光ファイバコネクタ内において、ケーブル保持構造は、例えばフェルールも保持するハウジングによって、光ファイバを支持するフェルールに対して位置決めされる。ケーブル保持構造はファイバケーブルに歪逃げを提供する。

本発明の一実施形態において、ケーブル保持構造は裸のケーブル末端区画を保持するフェルールと一体である。図５Ａ〜５Ｃは一体型フェルールホルダ４０を有する光ファイバコネクタの一実施形態を示す。

図５Ａは本発明の一実施形態にしたがうフェルールホルダ４０を含むコンポーネントアセンブリを有する光ファイバコネクタ１００の斜視図を示す。コネクタ１００は（破線で簡略に示される）フェルールハウジング１１４及び（破線で示される）ケーブルブーツ１１６をさらに有する。図５Ａは光ファイバコネクタ１００の簡略化された説明図である。本発明にしたがってつくられたフェルールホルダ４０以外の、光ファイバコネクタ１００の他のコンポーネントにはさらに、図１に示される光ファイバアセンブリに見られるコンポーネント（例えば、バネ、等）を含めることができる。図５Ｂ及び５Ｃは（簡単にするため）フェルールハウジング１１４及びケーブルブーツ１１６が図から省かれている光ファイバコネクタ１００の様々な図である（フェルールハウジング１１４及びケーブルブーツ１１６が図から省かれている別の実施形態は本明細書で以下に論じられ、説明される）。

フェルールホルダ４０は概ね円柱形のフェルール５２及びフェルール５２から延びるケーブルホルダ５０を有する。この実施形態において、フェルールホルダ４０は、図５Ｂにさらに明確に示されるように、２つの実質的に同等な半フェルールホルダ４０ａ及び４０ｂを有する。図５Ｃは半フェルールホルダ４０ｂの内部の開放構造をさらに詳細に示す。同様の構造が半フェルールホルダ４０ａ（図示せず）に見られる。半フェルールホルダ４０ｂは半フェルール５２ｂ及び半ケーブルホルダ５０ｂを含む一体構造である。半ケーブルホルダ５０ｂは、ここでは繰り返して説明されることはないであろう図２に示されるプレート２０の開放溝構造と同様の、開放溝構造（すなわち城郭型溝）を有する。半フェルール５２ｂは、光ファイバ１２の（例えばは半円柱形の）裸の区画及び外部保護外被１４をもたない薄いスリップ層１３を受け入れるような形状及び寸法につくられた狭い開放溝５３を有する。

対向する半フェルールホルダ（４０ａ，４０ｂ）は合一されて完全なフェルールホルダ４０になり、半フェルール（５２ａ，５２ｂ）が（スリップ層１３を含む）光ファイバ１２をクランプし、半ケーブルホルダ（５０ａ，５０ｂ）がケーブル外被１４をクランプする。半フェルールホルダ（４０ａ，４０ｂ）はレーザ溶接によって合一されたままにすることができ、あるいは（例えばハウジング１１４による）外力印加によって合一保持することができる。

別の実施形態において、フェルールホルダはフェルール及び、ケーブル保持構造がファイバフェルールに取り付けられている、分離型ケーブルホルダを有する。図６Ａは本発明の一実施形態にしたがうフェルールホルダ２４０を含むコンポーネントアセンブリを有する光ファイバコネクタ２００の斜視図を示す。図６Ａは光ファイバコネクタ２００の簡略化された説明図である。本発明にしたがってつくられたフェルールホルダ２４０以外の、図１に示される光ファイバアセンブリに見られるコンポーネント（例えば、ハウジング、ケーブルブーツ、バネ等）をさらに含めることができる、光ファイバコネクタ２００の他のコンポーネントは図から省かれている。

フェルールホルダ２４０はフェルール２５２及び、フェルール２５２に取り付けられている、分離型ケーブルホルダ２５０を有する。この実施形態において、フェルール２５２は、図６Ｄにさらに明確に示されるように、２つの実質的に同等な半フェルール２５２ａ及び２５２ｂを有する。半フェルール２５２ｂは光ファイバ１２の（例えば半円柱形の）裸の区画及び外部保護外被１４をもたない薄いスリップ層１３を受け入れるような形状及び寸法につくられた狭い開放溝２５３を有する。

図６Ｃはケーブルホルダ２５０の内部の開放構造をより詳細に示す。ケーブルホルダ２５０はケーブル外被１５を保持するための、開かれた、城郭型構造２５４（軸方向に沿う一連の大寸空洞及び小寸空洞）を有する。城郭型構造２５４は、ここでは繰り返して説明されることはないであろう図２に示されるプレート２０の開放溝の城郭型構造と同様である。図５の実施形態と比較すると、図６の実施形態のケーブルホルダ２５０はフェルール２５２と一体ではない。ケーブルホルダ２５０はステム２６８の一端において延び出すカラー２６６を有する。ケーブルホルダ２５０はカラー２６６を介してフェルール２５２に取り付けられ、ステム２６８がファイバケーブル外被１４を囲う。図６Ｂ〜６Ｅはケーブルホルダの形成及びフェルールへの集成を示す。

図６Ｂにおいて、平板素材から出発して、図示されるような波形表面構造２６４を有するＴ字型プレート２６０が（例えば打抜きにより）形成される。図６Ｃにおいて、Ｔ字型プレート２６０が曲げられるかまたは巻き締められて、延長フォーク２６７を有する開口カラー２６６及び、図２及び図５の実施形態と同様の城郭型壁を有する開放溝２２２を定める、概ね円柱形のステム２６８を有するプリフォーム２６１にされる。図６Ｄにおいて、半フェルール（２５２ａ，２５２ｂ）が開口カラー２６６内に挿入され、光ファイバケーブルがプリフォーム２６１の開放溝２２２に挿入される（図６Ｅも見よ）。カラー２６６の延長フォーク２６７はさらに曲げられるか巻き締められ、対向する半フェルール（２５２ａ，２５２ｂ）を囲み、クランプして、半フェルール（２５２ａ，２５２ｂ）を合一構造内に維持し、フェルール２５２を完成する。加えて、ステム２６８がさらに巻き締められてケーブル外被１４を囲み、クランプする。得られた構造が図６Ａに示される。この配置において、ステムの城郭型溝がケーブル外被１４に「噛み込み」、先に説明した実施形態と同様のケーブル保持を提供する。この配置において、ケーブルホルダ２５０のカラー２６６及びステム２６８がそれぞれフェルール２５２及びケーブル外被１４を完全に囲む必要はない。

図６のフェルールホルダ２５０は（例えば初めのＴ字型プレートの打抜き工程により）製造が容易であり、半フェルール（２５２ａ，２５２ｂ）を合一関係で確実に保持して、ケーブル外被１４を確実に保持する、簡便な構造を提供する。半フェルール（２５２ａ，２５２ｂ）をさらに複雑な手段によって、例えばレーザ溶接によって、合一させておく必要はない。したがって、フェルールホルダ２５０は、図６Ｃのプリフォーム２６１は現場で適切な工具を適用することで容易に曲げてフェルールホルダ２５０を完成させることができるから、現場で容易に配備することができる。

上記実施形態は光ファイバコネクタにおける１本のファイバケーブルの保持に関して説明されている。本発明の概念はマルチファイバケーブルの保持に拡張することができる。図７は本発明の一実施形態にしたがうマルチファイバケーブル用ケーブル保持構造を有する一体型フェルールホルダ３４０を有する光ファイバコネクタ３００の分解組立図である。図７は光ファイバコネクト３００の簡略化された説明図である。本発明にしたがってつくられたフェルールホルダ３４０以外の、図１に示される光ファイバアセンブリに見られるコンポーネント（例えば、ハウジング、ケーブルブーツ、バネ、位置合わせピン、等）をさらに含めることができる、光ファイバコネクタ３００の他のコンポーネントは図から省かれている。この実施形態のケーブル保持構造を有するケーブルホルダは、リボン形状の外部保護外被３１４によって被覆された光ファイバ１２の並列アレイを有する、リボンファイバケーブル３１６を確実に保持するために設計されている。

フェルールホルダ３４０は、概ね長方形のフェルール３５２及び、フェルール３５２の末端から一体態様で延びる、ケーブルホルダ３５０を有する。この実施形態において、フェルールホルダ３４０は２つの実質的に同等な半フェルールホルダ３４０ａ及び３４０ｂを有する。同様の構造（図示せず）が半フェルールホルダ３４０ａに見られる。半フェルールホルダ３４０ｂは、半フェルール３５２ｂ及び半ケーブルホルダ３５０ｂを含む、一体構造である。半ケーブルホルダ３５０ｂは、この場合は溝が図２の丸底溝の代わりに長方形底溝であることを除いて、図２に示されるプレート２０の開放溝の城郭型構造と同様の開放ケーブル保持構造３５４ｂ（すなわち、城郭型溝３５１）を有する。長方形底溝３５１はリボン形ケーブル外被３１４を受け入れるに十分に広い。先の実施形態に関して上で論じたケーブル保持構造を有するケーブルホルダに対するその他の要件はこの実施形態にも適用可能である。半フェルール３５２ｂは、外部保護ケーブル外被３１４が無い、裸の光ファイバ１２（及び、図示されていない、それぞれの薄いスリップ層）に対する形状及び寸法につくられた複数の狭い開放溝３５３ｂを有する。

対向する半フェルールホルダ（３４０ａ，３４０ｂ）は合一されて完全なフェルールホルダ３４０になり、半フェルール（３５２ａ，３５２ｂ）が（スリップ層１３を含む）光ファイバ１２をクランプし、半ケーブルホルダ（３５０ａ，３５０ｂ）がケーブル外被３１４をクランプする。半フェルールホルダ（３４０ａ，３４０ｂ）は、レーザ溶接によって合一されたままにすることができ、あるいは（例えば光ファイバコネクタのハウジングによる）外力印加によって合一保持することができる。

図７の長方形底溝の城郭型構造３５４は、フェルールホルダの分離型ケーブルホルダインサートとして提供することができる。図８はフェルール４４０及び本発明の一実施形態にしたがうマルチファイバケーブル用ケーブル保持構造４５４を有するケーブルホルダインサート４５１を有する光ファイバコネクタ４００の分解組立図である。この実施形態は、フェルール４４００の延長ケーブルホルダ区画４５０に支持されるインサート４５１条に城郭型構造４５４が設けられていることを除き、多くの点において図７の実施形態と同様である。

図８は光ファイバコネクタ４００の簡略化した説明図である。本発明にしたがってつくられたフェルール４２０以外の、図１に示される光ファイバアセンブリに見られるコンポーネント（例えば、ハウジング、ケーブルブーツ、バネ、位置合わせピン、等）をさらに含めることができる、光ファイバコネクタ４００の他のコンポーネントは図から省かれている。この実施形態のケーブル保持構造を有するケーブルホルダは、リボン形状の外部保護外被３１４によって被覆された光ファイバ１２の並列アレイを有する、リボンファイバケーブル３１６を確実に保持するために設計されている。

フェルール４４０はファイバホルダ区画４１２及び、ファイバホルダ区画４５２の末端から一体態様で延びる、ケーブルホルダ区画３５０を有する概ね長方形の柱体を有する。この実施形態において、フェルール４４０は２つの実質的に同等の半フェルール４４０ａ及び４４０ｂを有する。半フェルール４４０ｂは、ファイバホルダ区画４５２ｂ及びケーブルホルダ区画４５０ｂを含む、一体構造である。ケーブルホルダ区画４５０ｂはインサート４５１ｂを受け入れる開放長方形空洞４５８ｂを有する。インサート４５１ｂは、図２に示されるプレート２０の開放溝２２及び図７の長方形底溝３５１の城郭型構造と同様の、開放城郭型ケーブル保持構造を有するプレートである。半フェルール４４０ａは同様の構造を有し、インサート４５１ａ（図示せず）を含む。

長方形空洞４５８ｂは、リボン形ケーブル外被３１４及びインサート４５１ｂを受け入れるに十分に広くかつ深い寸法につくられる。空洞４５８ｂ内に受け入れられたインサート４５１ｂにより、全体構造は図７の城郭型長方形底溝３５１の構造に似る。先の実施形態に関して上で論じたケーブル保持構造を有するケーブルホルダに対するその他の設計要件はこの実施形態にも適用可能である。フェルールホルダ区画４５２ｂは外部保護ケーブル外被３１４の無い裸の光ファイバ１２（及び、図示されていない、それぞれの薄いスリップ層）に対する形状及び寸法につくられた、複数の狭い開放溝４５３ｂを有する。

対向する半フェルール（４４０ａ，４４０ｂ）は合一されて完全なフェルール４４０になり、フェルールホルダ区画（４５２ａ，４５２ｂ）が（スリップ層１３を含む）光ファイバ１２をクランプし、ケーブルホルダ区画（４５０ａ，４５０ｂ）がケーブル外被３１４をクランプするようにインサート４５１をクランプする。半フェルール（４４０ａ，４４０ｂ）は、レーザ溶接によって合一されたままにすることができ、あるいは（例えば、図示されていない、光ファイバコネクタのハウジングによる）外力印加によって合一保持することができる。

上記実施形態のいくつかは、同様の構造を有する、対向する半ケーブルクランプホルダまたは半フェルールに設けられた城郭型構造を示しているが、一方の半ケーブルホルダまたは半フェルールが城郭型構造を有し、相補対向半ケーブルホルダまたは半フェルールが異なる（例えば、無溝及び／または無城郭型構造）構造を有することも本発明の範囲及び精神の内にある。例えば、図８の実施形態において、１つのインサート４５１ｂだけを下部半フェルール４４０ｂのケーブルホルダ区画４５０ｂに配備することができ、インサート４５１ｂはファイバケーブル外被３１４を上部半フェルール４４０ａのケーブルホルダ区画４５０ａの空洞４５８ａの平面（底面）に押し付けてクランプする。図７の実施形態においても同様に、城郭型構造３５４ｂに対向する上部ケーブルホルダ区画３５０ａに城郭型構造を設けないでおくことができる。

上に開示した城郭型インサートは。本発明の譲受人に共通に譲渡された、米国特許出願第１３/６５００９９号及び米国特許出願第１３/６５０１１９号の明細書に開示されている光ファイバコネクタに配備されるように適合させることができる。上記特許出願明細書は、それぞれの全体が本明細書に述べられているかのように、参照として含められる。

本発明の別の態様において、フェルール及びケーブルホルダの開放構造及び、ケーブル保持構造を（半構造及び／またはプレート構造に）有する、ケーブルホルダは、コストが低く、スループットが高い、プロセスである、打抜き及び押出のような大量生産プロセスに適している。本発明の譲受人に共通に譲渡された、精密打抜きプロセス及び装置は米国特許第７３４３７７０号の明細書に開示されている。上記特許明細書は、その全体が本明細書に述べられているかのように、全体が参照として含められる。上記特許明細書に開示されるプロセス及び打抜き装置は本発明のフェルールの精密打抜きに適合させることができる。

一実施形態において、上に開示したフェルール、フェルールホルダ及びケーブルホルダは、高剛性（例えばステンレス鋼）、化学的不活性（例えばチタン）、高温安定性（ニッケル合金）または低熱膨張（例えばインバー）を有するように、あるいは他の材料と熱膨張を整合する（例えばガラスとの整合のためのコバー）ように、選ぶことができる金属材料でつくることができる。あるいは、これらの構造はプラスチック材料またはポリマー材料でつくることができる。

本発明にしたがうケーブル保持構造は従来技術の欠点の多くを克服し、この結果、光ファイバケーブルの比較的軟質な外層の寸法公差を受容して、低環境感度による使用容易性及び高信頼性を提供し、低コストで製作することができる、光ファイバが得られる。

本発明を好ましい実施形態に関して特に示し、説明したが、本発明の精神、範囲及び教示を逸脱すること無く、形態及び詳細に様々な変更がなされ得ることが当業者には当然であろう。したがって、本明細書に開示された発明は、単なる説明と見なされるべきであり、添付される特許請求項に指定されている範囲だけに限定されるべきである。

１０ 光ファイバホルダ
１２ 光ファイバ
１３ スリップ層
１４ ケーブル外被
１６ ファイバケーブル
２０ クランププレート
２２ 開放溝
２５ プレート上面
２６ 大寸空洞
２８ 小寸空洞
３０ 逃げ
３１ ポケット
４０ フェルールホルダ
５０ ケーブルホルダ
５２ フェルール
１００ 光ファイバコネクタ

Claims (12)

1. 光ファイバケーブル保持構造において、ケーブル外被に噛み込むための城郭型構造を有する第１の構造体、および該第１の構造体に対向する、前記ケーブル外被に噛み込むための前記城郭型構造を有する第２の構造体を含み、前記城郭型構造の断面形状が交互する谷および山を有し、該山が平坦な上面を有し、
   前記第１の構造体の前記城郭型構造の山および谷が、前記第２の構造体の前記城郭型構造の山および谷とそれぞれ対向し、
   前記第１の構造体および前記第２の構造体のそれぞれが、前記ケーブル外被を受け入れるための前記第１の構造体および前記第２の構造体のそれぞれに定められた開放溝をさらに有し、前記城郭型構造が、前記ケーブル外被に噛み込むための表面において、前記開放溝に設けられ、
   前記城郭型構造が、前記開放溝の軸方向に沿って交互する大寸空洞および小寸空洞を定め、
   前記第１の構造体および前記第２の構造体の対向する面が前記開放溝の外側において合一接触して、前記ケーブル外被が前記第１の構造体の前記城郭型構造と前記第２の構造体の前記城郭型構造との間にクランプされ、前記ケーブル外被の表面が前記第１の構造体の前記城郭型構造および前記第２の構造体の前記城郭型構造にならうことを特徴とする光ファイバケーブル保持構造。
2. 前記第１の構造体および前記第２の構造体の対向する面が合一接触して、前記ケーブル外被が前記第１の構造体と前記第２の構造体の間にクランプされるときに前記ケーブル外被の表面が前記城郭型構造にならうように前記ケーブル外被の余分の材料を受け入れる、前記開放溝の縁端に設けられた逃げを前記第１の構造体がさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル保持構造。
3. 光ファイバを保持するためのフェルールをさらに含み、前記フェルールが前記第１の構造体から延びることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバケーブル保持構造。
4. 前記フェルールと前記第１の構造体が一体構造であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバケーブル保持構造。
5. 前記フェルールと前記第１の構造体がアタッチメントで結合される個別構造であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバケーブル保持構造。
6. 前記第１の構造体が前記フェルールをクランプするカラーをさらに有することを特徴とする請求項５に記載の光ファイバケーブル保持構造。
7. 前記第１の構造体が、前記城郭型構造をもつ開放溝が定められるステムを有することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバケーブル保持構造。
8. 前記ケーブル外被が、複数本の光ファイバを保護する、リボンの形態にあり、前記城郭型構造が、前記リボンを受け入れるように前記第１の構造体に設けられた広幅溝に設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル保持構造。
9. 前記城郭型構造が、前記第１の構造体内の広幅溝に受け入れられる個別インサート上に設けられることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバケーブル保持構造。
10. 前記城郭型構造の少なくとも前記山のそれぞれが、前記開放溝の軸方向に垂直な断面において湾曲形状を定めることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の光ファイバケーブル保持構造。
11. 前記湾曲形状が円形であることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバケーブル保持構造。
12. 前記城郭型構造が、前記開放溝の軸方向に沿って交互する大寸円筒形空洞および小寸円筒形空洞を定めることを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバケーブル保持構造。