JP6283338B2 - フェルールおよび光コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバの端部を保持するフェルールおよびそのフェルールを用いた光コネクタに関する。
従来よりレーザ光などの光を伝達する光ファイバが光通信分野で広く用いられている。
このような光ファイバの端部は、筒状のフェルールにより保持され、光ファイバ同士を接続する光コネクタ等に適用されている。
この種のフェルールに関する技術が種々提案されている(例えば、特許文献1等)。
図12および図13に示すように、特許文献1に係るフェルールF100は、フェルール本体116と、フェルール本体116の先端に嵌合するレンズキャップ117とを備えている。
そして、フェルール本体116は、フェルール円筒部の中心軸線に沿って光ファイバ14の挿入穴を備えると共にフェルール円筒部の前端部に嵌合用小径部の前端面に当接する基部120と、基部120の前端面に設けた中心軸線を頂点とする凸レンズ部121と、基部120の後端部の外周から突出する嵌合用小径筒に外挿する嵌合用筒部113を備えている。
また、フェルール本体116の嵌合用小径部116aは、レンズキャップ117の嵌合用筒部117aに嵌合されて固着されている。
特開2014−228846号公報
ところが、従来技術では、レンズ付きフェルールF100のレンズ凸部121は、例えば金型の加工精度などにより、フェルール外径の中心には設定されない場合がある。
また、レンズキャップ117とフェルール本体116を固着する際に、位置ずれや角度ずれが発生する場合もある。
このような状態では、光ファイバからの光線が所定の場所に集光されず、例えば図13に示すように、レンズ付きフェルールF100同士をコネクタハウジング130内で突き合わせた状態などにおいて光損失が増加してしまうという問題がある。
また、外力によりレンズ付きフェルールF100が回転した場合、光損失が大きく変動してしまい、通信不能となる虞があるという不都合もあった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光損失を低減することのできるフェルールおよび光コネクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明に係るフェルールは、光ファイバの芯線を収容するフェルール本体と、前記フェルール本体が挿入されるフェルール挿入孔と、前記光ファイバで導光される光線を屈折させるレンズ部とを有するレンズフェルールと、を備え、前記レンズフェルールの先端面には、該レンズフェルールを回転させて光軸を調整するチューニング治具の先端部が係止されるチューニング用係止部が設けられていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のフェルールにおいて、前記チューニング用係止部は、前記レンズフェルールの先端面の周縁部に形成される複数の凹凸部で構成されることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のフェルールにおいて、前記チューニング用係止部は、前記レンズフェルールの先端面の奥行き方向に形成される複数の溝で構成されることを特徴とする。
本発明によれば、レンズフェルールを回転させて光軸を調整することができ、光損失を低減することのできるフェルールおよび光コネクタを提供することができる。
実施の形態に係る光コネクタの構成例を示す概略構成図である。 チューニング治具の構成例を示す斜視図(a)およびその使用状態を示す説明図(b)である。 第1の実施例に係るレンズフェルールが備えるチューニング用係止部の構成例を示す斜視図(a)および正面図(b)である。 実施の形態に係る光コネクタの嵌合状態を示す断面図(a)および一部拡大図(b)である。 第2の実施例に係るレンズフェルールが備える調心用目印の構成例を示す正面図(a)および側面図(b)である。 第3の実施例に係る回転防止手段を備えるハウジングの構成例を示す斜視図(a)および正面図(b)である。 第3の実施例に係る回転防止手段を備えるハウジングとレンズフェルールとの係合状態を示す断面図(a)および一部拡大図(b)である。 第4の実施例に係る光コネクタについて、変移手段としてのテーパ部を備えるホルダの構成例を示す斜視図である。 第4の実施例に係る光コネクタについて、変移手段としての突起部を備える加締めスリーブの構成例を示す側面図である。 ハウジングにホルダを係合させた状態を示す側面図である。 第4の実施例に係る光コネクタについて、変移手段による変移状態を示す動作説明図(a)〜(c)である。 従来技術に係るフェルールの構成を示す断面図である。 従来技術に係るレンズ付きフェルール同士をコネクタハウジング内で突き合わせた状態を示す断面図である。
[実施の形態に係る光コネクタ]
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る光コネクタ100について説明する。
図1は、実施の形態に係る光コネクタ100の構成例を示す概略構成図である。
本実施の形態に係る光コネクタ100は、フェルール本体(インナーフェルール)16、レンズフェルール17等の部材で構成される一対のフェルール組付体(フェルールアッシ)1と、フェルール組付体1のレンズフェルール17等を収容するハウジング(コネクタハウジング)2と、一対のフェルール組付体1の位置決めを行うホルダ3とから構成されている。
なお、フェルール本体16と、レンズフェルール17との結合体をフェルールと呼ぶものとする。
各フェルール組付体1は、光ファイバ11と、この光ファイバ11の光ファイバ芯線14の先端部が挿入される実施形態のフェルール本体16と、光ファイバ11の外側被覆部(二次被覆)11aおよび抗張力繊維線(図示せず)をフェルール本体16に固定する加締めスリーブ15および加締めリング13とを備えている。
図1に示す光ファイバ11は、中空タイプのものであり、光ファイバ芯線14の外周を図示しない内側被覆部で被覆し、内側被覆部に沿って複数の抗張力繊維線と、抗張力繊維線をさらに被覆する外側被覆部11aとから構成されている。
光ファイバ芯線14は、例えばプラスチック光ファイバ(POF=Plastic Optical Fiber)等で形成される。
各フェルール本体16の先端部16aは、各レンズフェルール17の後端側に穿設されているフェルール挿入孔17aに挿入されて、接着剤等によって固定されるようになっている。
なお、ハウジング2、ホルダ3、加締めスリーブ15の構成例については後述する。
ここで、光コネクタ100の作製方法について説明する。
まず、中空光ファイバ11をカットし、加締めリング13および加締めスリーブ15を先通しする。
次いで、二次被覆11aを必要な長さにわたって除去した状態で、スリット加工する。
次に、抗張力繊維を所定長さカットし、ファイバ芯線14をフェルール本体16に挿入する。
フェルール本体16とファイバ芯線14を固着し、レンズフェルール17にファイバ付のフェルール本体16を挿入する。
この際に、必要に応じてレンズフェルール17内に屈折率整合材を注入するようにしてもよい。
次いで、レンズフェルール17に対し、ファイバ芯線14の中心位置および角度を調整して固着する。
二次被覆および抗張力繊維を加締めリング13と加締めスリーブ15の間に挟み、加締め処理をする。
同様の加工により、合計4つの端末加工が終わると、各端末をハウジング2に挿入し、ホルダ3を下側から嵌合させることにより、コリメートされた光コネクタ100(図4に示す光コネクタ100A、100B)が、完成される。
[第1の実施例に係るレンズフェルールについて]
図2〜図4を参照して、第1の実施例に係るレンズフェルール17A(17B)およびチューニング治具70について説明する。
図2(a)は、チューニング治具70の構成例を示す斜視図、図2(b)は、その使用状態を示す説明図、図3(a)は、第1の実施例に係るレンズフェルール17A(17B)が備えるチューニング用係止部31a等の構成例を示す斜視図、図3(b)はその正面図、図4(a)は、光コネクタ100A、100Bの嵌合状態を示す断面図、図4(b)はその一部拡大図である。
図2(b)および図3に示すように、レンズフェルール17A(17B)の先端面30には、このレンズフェルール17を回転させて光軸P1(P2)を調整するチューニング治具70の先端部71が係止されるチューニング用係止部が設けられている。
より具体的には、図3(a)、(b)に示すように、レンズフェルール17A(17B)は、本体を構成する筒状体33を有し、その一端側には、多角形状の鍔部22が設けられ、他端側にはレンズ部21A(21B)が設けられている。
また、前記他端側の先端面30には、チューニング用係止部として、先端面30の奥行き方向に形成される3つの溝31a〜31cが120度ごとに形成されている。
なお、図3に示すように、先端面30には、光ファイバが有する芯線14のコア部の中心を合わせるための調心用目印として、先端面30の周縁部に90度ごとに形成される溝32a〜32dが設けられている。
チューニング治具70は、図2(a)に示すように、六角柱状の軸部70aの先端部71には、レンズフェルール17A(17B)の先端面30に形成されているチューニング用係止部としての3つの溝31a〜31cに係合可能なツメ部71a〜71cが120度ごとに形成されている。
なお、図3等において、符号20は、レンズ部21A(21B)を保護する保護筒部である。
ここで、図4を参照して、光コネクタ100Aと光コネクタ100Bとを嵌合させた場合における各レンズフェルール17A(17B)のレンズ部21A(21B)の光軸P1(P2)について簡単に説明する。
図4(a)に示す構成例では、一方の光コネクタ100Aはメス型の嵌合部61を有するハウジング60を備え、他方の光コネクタ100Bは前記メス型の嵌合部61に嵌合されるハウジング2を備えている。
そして、光コネクタ100A側のメス型の嵌合部61に、光コネクタ100B側のハウジング2を挿入させて嵌合させることにより、図2(b)に示すように、光コネクタ100A側のレンズフェルール17Aのレンズ部21Aと、光コネクタ100A側のレンズフェルール17Aのレンズ部21Aとが近接して対向された状態で保持される。
この状態において、図4(b)に示すレンズ部21A、21Bの光軸P1、P2の位置ズレや角度誤差はできるだけ小さいことが望ましい。光軸P1、P2の位置ズレや角度誤差が比較的大きいと、光損失が大きくなり、通信不能等を生じる虞があるためである。
そこで、本発明では、図2(b)に示すように、チューニング治具70の先端部71に形成されているツメ部71a〜71cをレンズフェルール17A(17B)の先端面30に形成されているチューニング用係止部としての3つの溝31a〜31cに係合させて、時計方向または反時計方向に所望角度回転させて、少なくとも光軸P1、P2の角度誤差を小さくすることにより、光損失を低減した光結合を行うことができるようにしている。
なお、本実施の形態に係る構成では、図6を参照して後述するように、レンズフェルール17A(17B)の多角形状(図3等に示す例では、六角形)の鍔部22が、ハウジング2に形成されている係合部203に係合されて、レンズフェルール17A(17B)自体の回転が防止されるようになっている。
従って、レンズフェルール17A(17B)の回転は、鍔部22が係合部203に係合可能な60度ごとの回転位置に限られる。
ここで、レンズフェルール17A(17B)の回転によって、光軸P1、P2の角度誤差を低減できる仕組みについて説明する。
レンズフェルール17Bをチューニング治具70で回転させて調心を行う際には、例えばコネクタ100Bの光ファイバ11からの光出力をパワーメータ等でモニタリングし、光出力が最大となる角度を見つけ出す。
この際に、例えば図4(a)に示す光コネクタ100Aからの光線をマスター側とした場合に、光コネクタ100Aからの出射光もわずかに偏心している。
そこで、マスター側の偏心方向と合致する角度となるようにレンズフェルール17Bをチューニング治具70で回転させる調整を繰り返し、最適角度(即ち、光出力が最大となる角度)を見出すことにより光軸P1、P2の角度誤差を低減した光結合とすることができる。
[第2の実施例に係るレンズフェルールについて]
図5を参照して、第2の実施例に係るレンズフェルール17Cについて説明する。
図5(a)は、第2の実施例に係るレンズフェルール17Cが備える調心用目印の構成例を示す正面図、図5(b)はその側面図である。
なお、第2の実施例に係るレンズフェルール17Cについて、上述の第1の実施例に係るレンズフェルール17A(17B)と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
第2の実施例に係るレンズフェルール17Cでは、レンズフェルール17Cの先端面30には、光ファイバ14が有する芯線のコア部の中心を合わせるための調心用目印として、先端面の周縁部に90度ごとに形成される溝32a〜32dが設けられている。
なお、図5(a)に示すように、調心用目印としての溝32cは、第1の実施例で説明したチューニング用係止部としての溝32b内に形成されている。このように、溝32cのみが他の溝32a、32b、32dと構成が異なるので、レンズフェルール17Cを回転させる際に、この溝32cを回転方向を知る目印とすることができ、調心作業の作業性が向上する。
そして、調心用目印としての溝32aと32cを結ぶ仮想線P3と、調心用目印としての溝32bと32dを結ぶ仮想線P4との交点を目印として、光ファイバ14が有する芯線のコア部の中心を合わせることができる。
より具体的には、レンズフェルール17Cに対し、ファイバ付のフェルール本体(インナーフェルール)16の調心をする工程で、調心用目印としての溝32a〜32dを用いることにより、位置調整が容易となり、作業性を向上させることができる。
例えば、接眼レンズに調心用の十字線を有する顕微鏡を用いて、レンズフェルール17Cを図5(a)に示すような正面側から覗き、顕微鏡側の十字線と、心用目印としての溝32bと32dを結ぶ仮想線P4および、その交点を一致させる。そして、この状態で、ファイバ付のフェルール本体16を所定の治具で固定し、光ファイバ14の芯線14のコア部中心が顕微鏡の中心(十字線の交点)と合うように治具で調整する。
これにより、ファイバ付のフェルール本体16の調心を容易に行うことができる。
[第3の実施例に係るレンズフェルール等について]
図3、図6および図7を参照して、第3の実施例に係るレンズフェルール17Dおよびハウジング2の構成例について説明する。
図3(a)は、第3の実施例に係るレンズフェルール17Dの構成例を示す斜視図、図3(b)はその正面図、図6(a)は、第3の実施例に係る回転防止手段を備えるハウジング2の構成例を示す斜視図、図6(b)はその正面図、図7(a)は、第3の実施例に係る回転防止手段を備えるハウジング2とレンズフェルール17Dとの係合状態を示す断面図、図7(b)はその一部拡大図である。
なお、第3の実施例に係るレンズフェルール17Dについて、上述の第1の実施例に係るレンズフェルール17A(17B)と同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
図7に示すように、レンズフェルール17Dとハウジング2との間には、レンズフェルール17Dの回転を防止する回転防止手段が設けられている。
より具体的には、図3、図6および図7に示すように、回転防止手段は、レンズフェルール17Dを構成する筒状体33の端部に形成され、筒状体33の外周より大径となる多角形状(図3に示す例では、六角形状)の鍔部22と、ハウジング2に形成され、レンズフェルール17Dを収容した際に、多角形状の鍔部22と係合する係合部203とから構成されている。
なお、多角形状の鍔部22は、筒状体33の端部に限らず、筒状体33の長手方向の途中に形成するようにしてもよい。
また、ハウジング2側の係合部203は、多角形状の鍔部22の形状(図3に示す例では、六角形状)に合わせて、この鍔部22が嵌まる凹部として形成されている。
なお、レンズフェルール17Dは、ハウジング2の後端側に形成される挿通孔202から挿入され、係合部203の前方側に形成される挿入孔204にその先端部が挿入されるようになっている。
そして、上述の第1の実施例で説明したように、レンズフェルール17Dを挿通孔202から挿入させた状態で、チューニング治具70によりレンズフェルール17Dを回転させてレンズ部21の調心を行った後、レンズフェルール17Dを挿入孔204に挿入し、多角形状の鍔部22を係合部203に係合させる。
これにより、調心を完了したレンズフェルール17Dの回転を防止した状態で、ハウジング2に保持することができる。
また、レンズフェルール17Dの多角形状の鍔部22と、ハウジング2の係合部203とが係合すると、例えば光ファイバ11が捻れて回転してしまった場合や、レンズフェルール17Dに外力により捻れが発生した場合でも、回転防止手段により、レンズフェルール17Dの回転が抑制される(図7(b)参照)。これにより、レンズ部21の出射光が所定位置に集光され、安定した光接続が可能となる。
[第4の実施例に係る光コネクタについて]
図8〜図11を参照して、第4の実施例に係る光コネクタ100Cについて、変移手段としてのテーパ部302、303を備えるホルダ3の構成例および変移手段としての突起部15a、15bを備える加締めスリーブ15の構成例について説明する。
図8は、第4の実施例に係る光コネクタ100Cについて、変移手段としてのテーパ部302、303を備えるホルダ3の構成例を示す斜視図、図9は、変移手段としての突起部15a、15bを備える加締めスリーブ15の構成例を示す側面図、図10は、ハウジング2にホルダ3を係合させた状態を示す側面図、図11(a)〜(c)は、第4の実施例に係る光コネクタ100Cについて、変移手段による変移状態を示す動作説明図である。
なお、上述の第1の実施例等に係るレンズフェルール17A〜17Cと同様の構成については、同一符号を付して重複した説明は省略する。
第4の実施例に係る光コネクタ100Cは、図1に示すフェルール組付体(フェルールアッシ)1を用いた光コネクタ100Cであり、ハウジング2に係合可能なホルダ3を備えている。
また、図10および図11に示すように、ホルダ3は、プリセット位置からセット位置へ変移可能にハウジング2に下側から取付けられる。
そして、ホルダ3および加締めスリーブ15には、ホルダ3のプリセット位置では、ハウジング2内に挿入したフェルール組付体1を回転可能に仮保持(図11(a)参照)し、ホルダ3のプリセット位置からセット位置への変位では、ホルダ3がフェルール組付体1を挿入完了位置まで押圧(図11(b)参照)し、ホルダ3のセット位置では、フェルール組付体1が回転不能に位置決めする変移手段が設けられている。
より具体的には、変移手段は、図8に示すように、ホルダ3にあって、長手方向に離間して形成され、加締めスリーブ15側に突出する第1テーパ部302および第2テーパ部303と、図9に示すように、加締めスリーブ15にあって、前記第1テーパ部302と摺接する第1突起部15aと、前記第2テーパ部303と摺接する第2突起部15bと、から構成されている。
これにより、第1テーパ部302と第1突起部15aとの摺接、および第2テーパ部303と第2突起部15bとの摺接により、フェルール組付体1が二段階で長手方向の前方側に押圧して加締めることができ、レンズフェルール17を回転可能に仮保持して調心することができるので効率的な調心作業ができると共に、最終的にフェルール組付体1を確実にハウジング2に固定することができる。
また、図8に示すように、ホルダ3には、一対のロック爪301a、301bが設けられ、図10等にしめすように、ハウジング2には、前記一対のロック爪301a、301bが係合されるロック保持部201が設けられている。
そして、一対のロック爪301a、301bとロック保持部201とは、図11(c)に示すように、ホルダ3のセット位置において係合されるように構成されている。
これにより、ホルダ3によって、フェルール組付体1を確実にハウジング2に固定することができる。
以上、本発明のフェルールを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
1…フェルール組付体
2…ハウジング
3…ホルダ
11…光ファイバ
11a…二次被覆(外側被覆部)
13…加締めリング
14…光ファイバ芯線(芯線)
15…加締めスリーブ
15a…第1突起部
15b…第2突起部
16…フェルール本体
16a…先端部
17(17A〜17D)…レンズフェルール
17a…フェルール挿入孔
21(21A、21B)…レンズ部
22…鍔部
30…先端面
31a〜31c…チューニング用係止部(溝)
32a〜32d…溝(調心用目印)
33…筒状体
60…ハウジング
61…嵌合部
70…チューニング治具
70a…軸部
71…先端部
71a〜71c…ツメ部
100(100A〜100C)…光コネクタ
201…ロック保持部
202…挿通孔
203…係合部
204…挿入孔
301a、301b…ロック爪
302…第1テーパ部
303…第2テーパ部

Claims (10)

  1. 光ファイバの芯線を収容するフェルール本体と、
    前記フェルール本体が挿入されるフェルール挿入孔と、前記光ファイバで導光される光線を屈折させるレンズ部とを有するレンズフェルールと、
    を備え、
    前記レンズフェルールの先端面には、該レンズフェルールを回転させて光軸を調整するチューニング治具の先端部が係止されるチューニング用係止部が設けられていることを特徴とするフェルール。
  2. 前記チューニング用係止部は、前記レンズフェルールの先端面の奥行き方向に形成される複数の溝で構成されることを特徴とする請求項1に記載のフェルール。
  3. 前記チューニング用係止部は、前記レンズフェルールの先端面の周縁部に形成される複数の凹凸部で構成されることを特徴とする請求項1に記載のフェルール。
  4. 前記レンズフェルールの先端面には、前記光ファイバが有する芯線のコア部の中心を合わせるための調心用目印が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載のフェルール。
  5. 前記調心用目印は、前記レンズフェルールの先端面の周縁部に90度ごとに形成される溝で構成されることを特徴とする請求項4に記載のフェルール。
  6. 前記フェルール本体および前記レンズフェルールを収容するハウジングをさらに備え、
    前記レンズフェルールと前記ハウジングとの間には、前記レンズフェルールの回転を防止する回転防止手段が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載のフェルール。
  7. 前記回転防止手段は、
    前記レンズフェルールを構成する筒状体の端部または長手方向の途中に形成され、前記筒状体の外周より大径となる多角形状の鍔部と、
    前記ハウジングに形成され、前記レンズフェルールを収容した際に、前記多角形状の鍔部と係合する係合部と、
    から構成されることを特徴とする請求項6に記載のフェルール。
  8. 請求項1から請求項7に何れか1項に記載のフェルールを用いた光コネクタであって、
    前記ハウジングに係合可能なホルダを備え、
    前記フェルール本体、前記レンズフェルールおよび両者を前記ハウジング内で加締める加締めスリーブとによってフェルール組付体が構成され
    前記ホルダおよび前記加締めスリーブには、
    前記ホルダのプリセット位置では、前記ハウジング内に挿入した前記フェルール組付体を回転可能に仮保持し、前記ホルダのプリセット位置からセット位置への変位では、前記ホルダが前記フェルール組付体を挿入完了位置まで押圧し、前記ホルダのセット位置では、前記フェルール組付体が回転不能に位置決めする変移手段が設けられていることを特徴とする光コネクタ。
  9. 前記変移手段は、
    前記ホルダにあって、長手方向に離間して形成され、前記加締めスリーブ側に突出する第1テーパ部および第2テーパ部と、
    前記加締めスリーブにあって、前記第1テーパ部と摺接する第1突起部と、前記第2テーパ部と摺接する第2突起部と、
    から構成されることを特徴とする請求項8に記載の光コネクタ。
  10. 前記ホルダには、一対のロック爪が設けられ、
    前記ハウジングには、前記ホルダの前記一対のロック爪が係合されるロック保持部が設けられ、
    前記一対のロック爪と前記ロック保持部とは、前記ホルダのセット位置において係合されるように構成されていることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の光コネクタ。
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