JP6433900B2 - 遠隔グリップ多心コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、多心光コネクタに関する。

通信及びデータセンターでは、益々高いデータ処理速度及び性能特性が求められている。多心光コネクタは、通信及びデータセンターにおける用途では既知のものである。このようなコネクタは、１本の光ファイバから数十本の光ファイバに至るまでのいずれかを収容することも可能な標準的なＭＴフェルールに基づいたものである。ＭＰＯ及びＭＴＰといったＭＴフェルールを使用したコネクタは、典型的には、出荷段階においてファイバケーブルに実装される。ＭＴＰ（登録商標）は、ＵＳ Ｃｏｎｅｃ Ｌｔｄ．の登録商標である。

多心コネクタの例は、米国特許第５，０８２，３４６号及び同第６，４７４，８７８号に述べられている。

現場取付式（又は現場取付可能な）ＭＰＯコネクタとして、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．よりＵｎｉｃａｍ ＭＴＰコネクタとして既知の市販のものがある。米国特許第６，４３９，７８０号も参照されたい。

しかしながら、こうした現場取付式コネクタは、これらの多心コネクタの設置プロセス（例えば、研磨、アラインメント）が複雑であることから、充分な訓練及び大きなコストを要し得る。

本発明の第１の態様によれば、複数の光ファイバを含むファイバケーブルを成端するための光ファイバコネクタは、外側コネクタハウジングと、接着剤を実質的に含まないフェルールと、バックボーンと、フェルールとバックボーンとの間に配置された鍔体と、を有する。鍔体は、フェルールの外部において複数の光ファイバを遠隔から把持するための遠隔グリップ領域を有する。

別の態様では、光ファイバコネクタは、バックボーンと鍔体の後側部分との間に配置された弾性要素と、鍔体の前側部分とフェルールの後側部分との間に配置された中間ばね要素と、を更に有する。特定の態様では、中間ばね要素は、約３４０グラム重量〜約７４０グラム重量の圧縮力の値を有する。

別の態様では、遠隔グリップ領域は、鍔体の内部で複数の光ファイバの軸方向の位置を固定するクランプ締め機構を受容するように構成されている。

代替的な１つの態様では、遠隔グリップ領域は、鍔体の内部で複数の光ファイバの軸方向の位置を固定する接着剤を受容するように構成されている。特定の態様では、接着剤は速硬化性接着剤を含む。

別の態様では、鍔体は、鍔体の前側部分に配置されたファイバ櫛状部を有し、ファイバ櫛状部は、内部に配置された光ファイバを案内するようにそれぞれが構成された溝のアレイを含む。特定の態様では、ファイバ櫛状部は、溝のアレイに隣接した斜面部分であって、徐々にせり上がる部分を含む斜面部分を更に有する。特定の態様では、ファイバ櫛状部は、ファイバケーブルの挿入プロセスにおいて、場合によりもつれ合ったファイバを分離し、複数のファイバを均一なピッチで配置し、フェルールの孔にファイバアレイをまっすぐに入れることを可能とする。

本発明の別の態様によれば、複数の光ファイバを含むファイバケーブルを成端するための光ファイバコネクタは、外側コネクタハウジングと、フェルールと、バックボーンと、フェルールとバックボーンとの間に配置された鍔体と、を有する。鍔体は鍔体の前側部分に配置されたファイバ櫛状部を有し、ファイバ櫛状部は、内部に配置された光ファイバをフェルール内に案内するようにそれぞれが構成された溝のアレイを含む。

本発明の別の態様によれば、１本以上の光ファイバを含むファイバケーブルを成端するための光ファイバコネクタは、外側コネクタハウジングと、フェルールと、バックボーンと、フェルールとバックボーンとの間に配置された鍔体と、バックボーンと鍔体の後側部分との間に配置された弾性要素と、鍔体の前側部分とフェルールの後側部分との間に配置される中間ばね要素と、を有する。

本発明の別の態様によれば、複数の光ファイバを含むファイバケーブルを成端するための光ファイバコネクタは、外側コネクタハウジングと、フェルールと、バックボーンと、フェルールとバックボーンとの間に配置された鍔体と、を有する。鍔体は、その中に挿入される振動防止ピンを固定するように構成された少なくとも２個のガイド穴を有し、振動防止ピンは、実装される際に、フェルールに形成された対応する通路内に延びる。

特定の態様では、外側コネクタハウジングが、ＭＰＯレセプタクル内に受容されるように構成される。

特定の態様では、フェルールはＭＴフェルールを含む。

特定の態様では、バックボーンは、ファイバブーツとの結合を可能とする実装構造を更に有する。

本発明の上記の概要は、本発明のそれぞれの図示された実施形態又はすべての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の図面及び発明を実施するための形態は、これらの実施形態をより詳細に例示するものである。

本発明を添付の図面を参照しながら更に説明する。
本発明の１つの態様に基づく光ファイバコネクタの等角図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの別の等角図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの別の分解図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの鍔体の等角図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの鍔体の別の等角図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの鍔体の別の等角図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの鍔体の等角断面図である。 本発明の１つの態様に基づく、ファイバが挿入された図１の光ファイバコネクタの鍔体の等角図である。 本発明の１つの態様に基づく、ファイバが挿入された図１の光ファイバコネクタの鍔体の別の等角図である。 本発明の１つの態様に基づく、ファイバが挿入された図１の光ファイバコネクタの鍔体の等角正面図である。 本発明の１つの態様に基づく、ファイバが挿入された図１の光ファイバコネクタの鍔体の一部及びフェルールの部分平面図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの鍔体及びフェルールの等角図である。 本発明の１つの態様に基づく図１の光ファイバコネクタの鍔体及びフェルールの別の図である。 本発明の別の態様に基づく代替的な光ファイバコネクタの等角図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの別の等角図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの別の分解図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの鍔体の等角図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの鍔体の別の等角図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの鍔体の別の等角図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの鍔体の等角断面図である。 本発明の別の態様に基づく、ファイバが挿入された図１４の光ファイバコネクタの鍔体の等角図である。 本発明の別の態様に基づく、ファイバが挿入された図１４の光ファイバコネクタの鍔体の別の等角図である。 本発明の別の態様に基づく、ファイバが挿入された図１４の光ファイバコネクタの鍔体の等角正面図である。 本発明の別の態様に基づく、ファイバが挿入された図１４の光ファイバコネクタの鍔体の一部及びフェルールの部分平面図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの鍔体及びフェルールの等角図である。 本発明の別の態様に基づく図１４の光ファイバコネクタの鍔体及びフェルールの別の図である。

本発明には様々な改変及び代替的形態が可能であるが、その具体例を一例として図面に示すとともに詳細に説明する。しかしながら、その目的とするところは、記載される特定の実施形態に本発明を限定することを意図していない点は理解されるべきである。むしろ、その目的は、添付の請求の範囲によって定義される発明の範囲に包含されるすべての改変物、均等物、及び代替物を網羅しようとするものである。

以下の発明を実施するための形態においては、本明細書の一部を構成するとともに、本発明を実施することが可能な特定の実施形態を例として示す添付の図面を参照する。これに関し、「上」、「下」、「前」、「後」、「前端の」、「前方の」、「後端の」といった方向を指し示す用語は、説明される図の向きに対して用いられる。本発明の実施形態の構成要素は多くの異なる向きで配置することが可能であるため、これらの方向を指し示す用語は、説明を目的として用いられるものであって、いかなる意味でも限定しようとするものではない。他の実施形態を利用することも可能であり、また、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的又は論理的な変更を行い得る点は理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義されるものである。

本発明は、光ファイバコネクタに関するものである。多くの実施形態において、光ファイバコネクタは、複数の光ファイバを成端するように構成されている。詳細には、多心光コネクタは、現場成端（現場で設置及び／又は成端することができることを意味する）するか又は工場成端することができる。多心光コネクタは、リボン化されたファイバケーブルを成端するために使用することができる。多心光コネクタに用いられるファイバ櫛状構造は、すべてのファイバをコネクタフェルール内に同時に入れるための簡単な機構を提供することによって、現場取付けされる複数の光ファイバの複雑性を低減させるものである。更に、本発明の多心光コネクタは、各ファイバがフェルールの外側に固定され、これによりファイバスタブの必要及び屈折率を一致させるゲルの使用の必要がない遠隔グリップ技術を用いている。更に、この構造は、コネクタフェルールが接着剤を実質的に使用せず、ファイバがフェルール内部で動くか、浮動するか、かつ／又は曲がることができることを意味する。このような現場取付け可能なコネクタは、いくつか挙げただけでもファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）の構成、ファイバ・トゥ・ザ・アンテナ（ＦＴＴＡ）の構成、ローカルエリアネットワーク、データセンター接続、及び高性能コンピューティングなどの広範な用途で使用することができる。

本発明の第１の代表的な実施形態によれば、光ファイバコネクタ１００及びその要素が、図１〜１３のいくつかの図に示されている。別の代表的な光ファイバコネクタ２００及びその要素が、図１４〜２６のいくつかの図に示されている。これらの光ファイバコネクタは、現場又は工場で成端することができる。

光コネクタ１００は、レセプタクルと嵌合するように構成されている。例えば、レセプタクルは、コネクタカップラ、コネクタアダプタ、及び／又はコネクタソケットであってよい。また、図１に示されるように、代表的な光学コネクタ１００は、ＭＰＯ（多心プッシュオン式）フォーマットを有するように構成されている。このように、コネクタ１００は、１つの態様では、ＭＴＰ（商標）シリーズのコネクタと適合するものである（ＭＴＰ（商標）は、ＵＳ Ｃｏｎｅｃ Ｌｔｄ（Ｈｉｃｋｏｒｙ，ＮＣ）の登録商標である）。１つの態様では、コネクタ１００は、ＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＦＯＣＩＳ−５の要求条件を満たすように構成される。しかしながら、本明細書に示される当業者に明らかであるように、他の多心フォーマットを有する光コネクタを提供することもできる。

光学コネクタ１００は、多心光コネクタとして構成されている。本明細書に述べられる代表的な実施形態では、コネクタ１００（及び下記に詳細に述べるコネクタ２００）は、少なくとも１２本の光ファイバを有している。本明細書に示される当業者には明らかであるように、光コネクタ１００は、これよりも少ないか又は多い数の光ファイバを含むように構成することができる。

光ファイバコネクタ１００は、ファイバケーブル１８０からの各ファイバの末端を収容するコネクタ本体（又は外側ハウジングシェル）１１０を有することができる。この代表的な実施形態のコネクタ本体１１０は、ＭＰＯレセプタクル内に受容されるように構成されている。図１がコネクタ本体１１０の第１の側面を示しているのに対して、図３はコネクタ本体１１０の第２の（反対側の）側面を示している。光コネクタ１００は、鍔体１３０、フェルール１２０（図２を参照）、及びバックボーン１６０を更に有している。バックボーン１６０（この態様では前側部分１６２）の少なくとも一部は、コネクタ本体１１０の内部に収容されている。

１つの態様では、フェルール１２０は、ＵＳ Ｃｏｎｅｃ（Ｈｉｃｋｏｒｙ ＮＣ）のような販売業者より市販される標準ＭＴフェルールのような市販のフェルールとすることができる。フェルール１２０は、前面１２２において近い間隔で設けられた一連の穴又は通孔内において終端する成端されたファイバの被覆が剥がされた端部を収容している。フェルール１２０は、各ファイバを別のフェルール（図示せず）と嵌合することができるように各ファイバを整列させる。アラインメントピン（この態様には示されていない）用のガイド穴１２５が、フェルール１２０の前面に更に設けられてもよい。更に、図２、３、及び１１〜１３に示されるこの態様のフェルール１２０は、後端（鍔体１３０の最も近くに位置する端部）近くがテーパした本体を有するその市販の設計から若干改変されている。下記に更に詳細に述べるように、ファイバコネクタ１００は遠隔グリップコネクタであるため、フェルール１２０は実質的に接着剤を含まないものとすることができる。フェルール１２０は、セラミック、ガラス、プラスチック、又は金属材料で形成することができる。フェルールに適した材料の選択は、温度安定性パラメータに基づいて行うことができる。

バックボーン１６０は、コネクタ１００の構造的支持及び保持性を与える。図１及び２に示されるように、バックボーン１６０は、コネクタ本体１１０を固定する（例えば、スナップ嵌め又は摩擦嵌めにより）ように構成された前側部分１６２を有している。前側部分１６２は、付勢力を与えるばね１５５のような弾性要素又は主ばねを収容するように構成されたスロット１６３を有してもよい。例えば、ファイバコネクタ１００のばね１５５は、最大で約１２００グラム重量の適当な力をコネクタ本体に予めかけることができる。１つの態様では、ばね１５５は、約１１００グラム重量の力をコネクタ本体に予めかけることができる。バックボーン１６０は、更に、ファイバケーブル１８０の被覆が剥がされた部分を完全に覆うだけの充分に大きな長さを有し得る本体部分１６４を有してもよい。代替的な１つの態様では、バックボーンの本体部分の長さは大幅に短くともよい。更に、バックボーン１６０は、曲げに関連した応力損失から光ファイバケーブルを保護するために使用することが可能なファイバブーツ（図示せず）との連結を与える取付け構造１７５（前側部分１６２の反対側）を更に有することができる。本発明の代表的な実施形態によれば、コネクタ本体１１０及びバックボーン１６０は、ポリマー材料で形成又は型成形することができるが、金属及び他の適当な剛性材料も用いることができる。

コネクタ１００は、コネクタハウジング内に配置され、その内部に保持された鍔体１３０を更に有している。代表的な実施形態によれば、鍔体１３０は、各光ファイバをフェルール１２０内に秩序立って挿入することを可能とし、各ファイバをコネクタ１００内に固定する鍔体の遠隔グリップ領域内に配置された固定機構１５４（図３を参照）に対する支持を与える多目的要素である。固定機構１５４は、成端されるファイバの遠隔グリップ機能を与えるものであり、フェルール１２０の外部に配置されている。これに関して、各ファイバはフェルールに取付けられていないがフェルールのアラインメント穴の中で軸方向に動くようになっている。１つの態様において、固定機構１５４は、鍔体１３０のポケット１３４（例えば、図５を参照）を含む遠隔グリップ領域１４６に配置することができる。ポケット１３４の反対側にはより小さいスロット又は開口部１３２を形成することができる。更なるスロット及び開口部（図４に示されるスロット１３８ａ及び１３８ｂのような）を、クランプ締め機構の構造を収容するために必要に応じて本体部分１３１に設けてもよい。固定機構１５４は、各ファイバを把持又は押圧することによってファイバを鍔体１３０内部で定位置に固定する機械的クランプを含むことができる。あるいは、固定機構１５４は、速硬化性ＵＶ若しくは可視光開始接着剤又はホットメルト材料のような熱活性化接着剤などの接着剤による取付け部を含んでもよい。固定機構１５４に関する更なる詳細については下記に述べる。

詳細には、図４及び５は、鍔体１３０の底面図及び平面図をそれぞれ示している。鍔体１３０は、成端される光ファイバを支持、整列及び案内するために用いられるファイバ櫛状部１４０を有している。ファイバ櫛状部１４０は、上面（図５を参照）、及び鍔体１３０の一端（組立て時にフェルール１２０に最も近くの）に配置され、表面１４５の下側に位置する溝のアレイ１４２（図４を参照）を有しており、個々の溝又は通路１４２ａ〜１４２Ｉはファイバケーブル１８０の１本の光ファイバを案内して支持するように構成されている。ファイバ櫛状部１４０は、溝のアレイ１４２に隣接して、溝のアレイ１４２と鍔体１３０の主本体との間に配置された斜面部分１４４を更に有している。斜面部分１４４は、ファイバ挿入プロセス（下記により詳細に述べる）の間に個々のファイバを整列する助けとするために用いることができる、個々の溝を分離する歯又は壁のような、徐々にせり上がる構造１４３（例えば、図７に示される断面図を参照）を有している。ファイバ櫛状部１４０の構造は、場合によりもつれ合ったファイバを分離し、ファイバアレイを均一なピッチで配置し、フェルールの孔にファイバアレイをまっすぐに入れることを可能とする。更に、ファイバ櫛状部の溝のアレイ／斜面構造は、目視によるファイバアレイの正確な配置を可能とする。

鍔体１３０は、ファイバケーブル１８０（例えば、図８及び９を参照）の挿入を可能とする開口部１３９（図６及び７を参照）を有する後側部分１３５を更に有している。１つの態様では、後側部分１３５は、延在する支持構造１３５ａ及び１３５ｂ（開口部１３９を挟んで互いに反対側に配置される）を有する。更に、後側部分１３５は、張力要素／ばね１５５（例えば、図２及び３を参照）を受容して支持するように構成されている。鍔体１３０の後部には、ばね１５５と接触してばねの力を鍔体の中心に集中させる接触バンプ又は突起１３７を形成することができる。したがって、ファイバコネクタ１００が組立てられる際、弾性要素／ばね１５５は、鍔体１３０とバックボーン１６０との間に配置されることになる（例えば、図２を参照）。

図４〜５に示されるような光コネクタ１００の代表的な態様では、鍔体１３０は、主本体部分１３１の両側に配置された翼状部分１３３を更に有することができる。翼状部分１３３は、コネクタが完全に組立てられた際にフェルール１２０の相対運動を制限する助けとなるように設けることができる。１つの態様では、コネクタ１００が完全に組立てられているが、別のコネクタ又はレセプタクルと嵌合されていない場合、鍔体の翼状部分１３３とフェルールの後部肩部１２３との間には制御間隙又は空間１２９が存在する（図１１参照）。この制御間隙又は空間１２９は、これらの要素間での過度の相対運動（ひいてはコネクタの嵌め付け時にファイバ端部に過度の力が加わることを）を防止する助けとなる。

接続時にファイバ端部に加わる力の制御を更に助けるため、板ばね又はリーフばねなどの小さいばね要素１５０又は中間ばねを鍔体１３０とフェルール１２０との間に配置することができる。詳細には、ばね要素１５０は、鍔体の棚部又は肩部１５７上に配置することができる（例えば、図７及び１３を参照）。１つの態様では、中間ばね１５０は、約３００グラム重量〜約７５０グラム重量の拮抗する力（例えば、嵌合されたファイバに加わる力に拮抗するか又はこれを減衰させる）を与えることができる。図１２及び１３に示されるように、フェルール１２０は、ばね要素１５０との接触点を与え、ばね要素１５０により加えられる力を中心に集中させる助けとなる、フェルール１２０の後部（前面１２２の反対側）に配置された突起又はバンプ１２７を有している。ばね要素１５０は、成端されるファイバに所望の比のばね力が加えられることを可能とし、コネクタ１００内部の力を平衡する助けとなる。したがって、コネクタの嵌合後、ばね要素１５０はフェルール１２０を隔離することができる。このような小さなばね要素／中間ばねの動作の更なる説明は下記に与えられる。

ファイバアレイに加えられる実際の力は、ファイバアレイに結果として変化する力が加わるように、中間ばねの圧縮力を調整することによって制御することができる。この構成を用いることにより、本発明の多心コネクタは、ファイバアレイ、中間ばね、及び主ばねのばね力を利用して下式に述べられるような力の平衡を得ることができる。
Ｆ_主＝Ｆ_ｆａ−Ｆ_中間
ただし、
Ｆ_主は、主ばねの力であり、
Ｆ_ｆａは、ファイバアレイの自然力であり、
Ｆ_中間は、中間ばねの力である。

ＴＩＡ／ＥＩＡ ６０４−５−Ａ ＦＯＣＩＳ−５型ＭＰＯ規格によれば、フェルールの移動及び接触力は以下の表によって与えられる（１２本のファイバを有するリボンケーブルと仮定）。

本発明の代表的な１つの態様によれば、鍔体１３０は、ポリマー材料で形成又は型成形することができるが、金属及び他の適当な剛性材料も用いることができる。例えば、鍔体１３０は、射出成形された一体の材料で構成することができる。鍔体に適した材料の選択は、温度安定性パラメータに基づいて行うことができる。

上記に述べたように、コネクタ１００は、工場又は現場で成端することができる。例えば、図８〜１０に示される例示と組み合わせて、コネクタ１００の現場成端は以下のようにして実現することが可能である。

ブーツ（図示せず）、バックボーン１６０、ばね１５５、及び鍔体１３０を含むコネクタ１００の後端を、ファイバケーブル１８０上に螺着することができる。この例では、ファイバケーブル１８０は、１２本のファイバを有するリボンケーブルとして構成されている。これらのファイバは、ファイバ１８５として示され、リボンケーブル１８０の外側のジャケット部分がファイバの端部１８６において剥がされることでファイバ端部１８６に個別にアクセス可能である。１つの態様では、コネクタ内で成端されるファイバ１８５は、ＳＭＦ ２８、ＯＭ２、ＯＭ３、又はＯＭ４ファイバリボンケーブル（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．より市販される）のような標準的なシングルモード又はマルチモードの光ファイバで構成することができる。代替的な１つの態様では、ケーブル１８０は、ケーブルジャケット部分及び強度部材を更に有することができる。強度部材をバックボーン１６０の後側部分に従来のかしめ環又はこれに類する装置によってかしめ付けることによって、成端されたケーブルの歪みの緩和をもたらすことができる。

図８に示されるように、ファイバリボン１８０は、矢印１０５の方向に、後側部分１３５から鍔体１３０を通じて、ファイバ端部がファイバ櫛状部１４０の溝１４２を充分に超えて延びるまで挿入することができる。鍔体１３０の設計は、リボンケーブル１８０を両側で拘束することによって、各ファイバを櫛状部１４０のファイバ溝と概ね整列させるようになっている。ファイバ１８５が挿入されるにしたがって、斜面領域１４４がファイバ先端部を矢印１０７の方向にまとめて上向きに折り曲げるか又は押し上げる。

ファイバ１８５は、所望の長さに被覆を剥ぐことができる。１つの態様では、ファイバ１８５は、８ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは約１１ｍｍの長さにまで被覆を剥ぐことができる。

図９に示されるように、次にリボンケーブル１８０を引き戻す（矢印１０６の方向に）ことができ、これにより、剥がされていないリボンコーティングが斜面１４４上を滑り落ちて、ファイバ１８５がそれらの折れ曲がった／せり上がった状態から弛緩すると、個々のファイバは個々のファイバ溝１４２ａ〜１４２Ｉの中にほぼ同時に落ち込むか又は落下する。あるいは、設置者が、鍔体をファイバ先端部の方向に動かすことによっても同じ結果を得ることができる。これにより、図１０に示されるように、個々のファイバ１８５のすべてを、現場での設置者がそれぞれの個々のファイバの正確な位置決めを行う必要なく、それぞれの個々の溝１４２ａ〜１４２Ｉの中に配置することができる。

個々のファイバ１８５がそれぞれの個々の通路又は溝１４２の中に配置された時点で、図１１に示されるようにフェルール１２０をファイバ櫛状部１４０上に滑り被せることにより、各ファイバ１８５を正しいフェルール孔内に位置決めすることができる。本体の前端の外寸は、充分な精度でフェルール内のポケットと嵌合するため、ファイバをフェルール孔を通じて前方に滑らかに押し込むことができ、高い信頼性でファイバに干渉を生じることがない。１つの態様では、ファイバ１８５はそれぞれ約１２５μｍの外径を有し、フェルール１２０はそれぞれ約２５０μｍの開口部を有する導入孔１２８のアレイを有している。

次に、各ファイバ先端部をファイバ櫛状部の前縁部にまで滑らせることにより、ファイバ先端部を保護して整列させることができる。次いで、中間ばね及びフェルールをファイバ櫛状部上の定位置にまで滑らせることができる。次に、整列されたファイバ先端部を、ファイバ先端部がフェルールの前面１２２を超えて延びるまでフェルールの導入孔内に滑り込ませることができる。

図１１に示されるように、各ファイバ１８５の端部１８６は、フェルールの前面１２２から一定の距離だけ延出している（後の切断及び研磨のため）。この突出部により、設置者は後でファイバ先端部を切断して研磨することができる。

次に、固定機構１５４を作動させて、各ファイバ１８５を鍔体の遠隔グリップ領域１４６内に固定することができる。上記に述べたように、１つの態様では、固定機構１５４は、ファイバを把持又は他の方法で押圧することによって、ファイバを鍔体１３０内の定位置に固定する機械的クランプとして構成される。例えば、固定機構１５４は、単純な押圧プレートとロック装置とで構成することができる。代替的な態様では、接着剤による取付けを用いることもできる。適当な接着剤としては、速硬化性ＵＶ又は可視光開始接着剤及びホットメルト材料のような熱接着剤が挙げられる。

例えば、速硬化性接着剤を使用して、光ファイバを鍔体のポケット領域の内部に接着することができる。１つの態様では、接着機構は、約１０センチポアズ〜約５０００センチポアズの粘度、接着剤に溶け込んで設置者に接着剤がポケット領域の内部に分配されたことを示す着色剤、及びこうした照射への曝露によって組成物を効果させるための開始剤システムであって、好ましくは第２の色を生じる硬化開始時間が約６０秒以下、より好ましくは約３０秒以下である開始剤システムを含むことができる。

次いで、コネクタバックボーン１６０及びコネクタ本体ハウジング１１０を、タブ機構のスナップ嵌めによって鍔体１３０／フェルール１２０に被せて組立てることができる。

この後、ファイバ端部１８６を切断して研磨することができる。１つの態様では、クランプ締めパックを用いることによって、フェルールに対する鍔体の位置が切断及び研磨の間に一定に維持されるように、組立てられたコネクタを保持することができる。次いで、１回の掃引動作で、ファイバアレイがフェルールの面において切断され、比較的短い（<５００μｍ）のファイバ突出部がファイバアレイにわたって残される。１つの態様では、従来より入手可能なＶＦ−４５ ｃｌｅａｖｅｒ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）を用いることができる。好ましい１つの態様では、ファイバ端部１８６は、この後、フェルール前面１２２に対して面一又はほぼ面一となるように研磨される。

接続の際、コネクタ１００の構造は、損傷の原因となり得る過剰な力がファイバに直接加わらないように適宜、力を分散させることができる。遠隔からファイバをクランプ締めすることにより、機械的クランプ１５４の前面とフェルール１２２の端面との間において一定の長さ（図１〜１３の実施形態において約７ｍｍ）のファイバアレイが、嵌合コネクタからの力がファイバ端面に加えられる際に軸方向に自由に圧縮できるようになる。個々のファイバに嵌合力が加えられると、各ファイバはフェルール孔内で後方に押され、嵌合するファイバ同士に前方向の圧縮力が生じる。この圧縮力は、温度変化の際にアセンブリが膨張及び収縮する際に、ファイバ同士の物理的接触を維持するために必要である。

本発明の代替的な１つの実施形態によれば、光ファイバコネクタ２００及びその要素が図１４〜２６に示されている。コネクタ１００と同様、代表的な光コネクタ２００は、ＭＰＯフォーマットを有するものとして構成されている。このため、コネクタ２００は、ＭＴＰ（商標）シリーズのコネクタと適合性を有し得る。１つの態様では、コネクタ２００は、ＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＦＯＣＩＳ−５の要求条件を満たすように構成される。しかしながら、本明細書に示される当業者に明らかであるように、他の多心フォーマットを有する光コネクタを提供することもできる。

光学コネクタ２００は、多心光コネクタとして構成されている。この代表的な実施形態では、コネクタ２００は１２本の光ファイバを有している。やはり上記のコネクタ１００と同様、本明細書に示される当業者には明らかであるように、光コネクタ２００は、これよりも少ないか又は多い数の光ファイバを含むように改変することができる。

光ファイバコネクタ２００は、ファイバケーブル２８０からの各ファイバの末端を収容するコネクタ本体（又は外側ハウジングシェル）２１０を有することができる。この代表的な実施形態のコネクタ本体１１０は、ＭＰＯレセプタクル内に受容されるように構成されている。光コネクタ２００は、鍔体２３０、フェルール２２０（図１５を参照）、及びバックボーン２６０を更に有している。バックボーン２６０（この態様では前側部分２６２）の少なくとも一部は、コネクタ本体２１０の内部に収容されている。

１つの態様では、フェルール２２０は、ＵＳ Ｃｏｎｅｃ（Ｈｉｃｋｏｒｙ ＮＣ）のような販売業者より市販される標準ＭＴフェルールのような市販のフェルールとすることができる。フェルール２２０は、前面２２２において近い間隔で設けられた一連の穴又は通孔内において終端する成端されたファイバの被覆が剥がされた端部を収容している。フェルール２２０は、各ファイバを別のフェルール（図示せず）と嵌合することができるように各ファイバを整列させる。アラインメントピン２２６をフェルール２２０の前面に設けることによって、別のコネクタ又はレセプタクルとの嵌合のアラインメント及び安定性を与えることもできる。これらのアラインメントピンは、ガイド穴２２５（図２５を参照）内に受容され得る。この態様では、フェルール２２０は、その標準的な形状から大きく変更されていない。

コネクタ１００の上記の実施形態と同様、ファイバコネクタ２００は遠隔グリップコネクタであるため、フェルール２２０は実質的に接着剤を含まないものとすることができる。フェルール２２０は、セラミック、ガラス、プラスチック、又は金属材料で形成することができる。フェルールに適した材料の選択は、温度安定性パラメータに基づいて行うことができる。

バックボーン２６０は、コネクタ２００の構造的支持を与える。図１４及び１５に示されるように、バックボーン２６０は、コネクタ本体２１０を固定する（例えば、スナップ嵌め又は摩擦嵌めにより）ように構成された前側部分２６２を有している。前側部分２６２は、付勢力を与えるばね２５５のような弾性要素又は主ばねを収容するように構成されたスロット２６３を有してもよい。例えば、ファイバコネクタ２００のばね２５５は、約７．８Ｎ〜約１１．８Ｎの適当な力をコネクタ本体に予めかけることができる。この態様では、バックボーン２６０は、大きな本体部分は有していない。あるいは、バックボーン２６０は、図１に示される本体部分１６４と同様の大きな本体部分を有してもよい。

更に、バックボーン２６０は、曲げに関連した応力損失から光ファイバケーブルを保護するために使用することが可能なファイバブーツ（図示せず）との連結を与える、取付け構造２７５（前側部分２６２の反対側）を更に有することができる。本発明の代表的な実施形態によれば、コネクタ本体２１０及びバックボーン２６０は、ポリマー材料で形成又は型成形することができるが、金属及び他の適当な剛性材料も用いることができる。

コネクタ２００は、コネクタハウジング内に配置され、その内部に保持された鍔体２３０を更に有している。代表的な実施形態によれば、鍔体２３０は、各光ファイバをフェルール２２０内に秩序立って挿入することを可能にするとともに、各ファイバをコネクタ２００内に固定する固定機構２５４（図１６を参照）に対する支持を与える多目的要素である。固定機構２５４は、成端されるファイバの遠隔グリップ機能を与えるものであり、フェルール２２０の外部に配置されている。これに関して、各ファイバはフェルールに取付けられていないがフェルールのアラインメント穴の中で軸方向に動くようになっている。１つの態様において、固定機構２５４は、鍔体２３０のポケット２３４（例えば、図１８を参照）を有する遠隔グリップ領域２４６に配置することができる。ポケット２３４の反対側により小さいスロット又は開口部２３２（例えば、図１７を参照）を形成することができる。更なるスロット及び開口部（図示せず）を、クランプ締め機構の構造を収容するために、必要に応じて本体部分２３１に設けてもよい。上記に述べたものと同様、固定機構２５４は、各ファイバを把持又は押圧することによって、ファイバを鍔体２３０内部で定位置に固定する機械的クランプを含むことができる。あるいは、固定機構２５４は、速硬化性ＵＶ若しくは可視光開始接着剤又はホットメルト材料のような熱接着剤などの接着剤による取付け部を含んでもよい。

詳細には、図１７及び１８は、鍔体２３０の底面図及び平面図をそれぞれ示している。鍔体２３０は、成端される光ファイバを支持、整列及び案内するために用いられるファイバ櫛状部２４０を有している。ファイバ櫛状部２４０は、上面２４５（図１８を参照）、及び鍔体２３０の一端（組立て時にフェルール２２０に最も近くの）に配置され、表面２４５の下側に位置する溝のアレイ２４２（図１７を参照）を有しており、個々の溝又は通路２４２ａ〜２４２Ｉはファイバケーブル２８０の１本の光ファイバを案内して支持するように構成されている。ファイバ櫛状部２４０は、溝のアレイ２４２に隣接して、溝のアレイ２４２と鍔体２３０の主本体との間に配置された斜面部分２４４を更に有している。斜面部分２４４は、ファイバ挿入プロセスの間に個々のファイバを整列する助けとするために用いることができる、個々の溝を分離する歯又は壁のような、徐々にせり上がる構造２４３（例えば、図２０に示される断面図を参照）を有している。ファイバ櫛状部２４０の構造は、場合によりもつれ合ったファイバを分離し、ファイバアレイを均一なピッチで配置し、フェルールの孔にファイバアレイをまっすぐに入れることを可能とする。

更に、コネクタ２００は振動防止機構を提供することができる。例えば、別の態様では、ガイド穴２４８（図１７参照）を、鍔体２４８の前面に設けることができる。これらのガイド穴は、フェルールに対する鍔体の位置決めを安定化させる助けとなる振動防止ピン（例えば、図１６に示されるピン２２９を参照）を支持するように構成されている。これらの振動防止ピン２２９をガイド穴２４８に挿入することにより、各ピンの一部が鍔体内にぴったりと保持され、別の部分がフェルール２２０に形成された通路２２４によって受容されることになる（図２４を参照）。更に、コネクタ本体２１０の内部に内部棚部又は肩部を形成することによって鍔体を更に安定化させ、フェルールに対する振動による横方向の力又は回転力の衝撃を低減させることができる。

鍔体２３０は、ファイバケーブル１８０（例えば、図２１及び２２を参照）の挿入を可能とする開口部２３９（図１９及び２０を参照）を有する後側部分２３５を更に有している。１つの態様では、後側部分２３５は、延在する支持構造２３５ａ及び２３５ｂ（開口部２３９を挟んで互いに反対側に配置される）を有する。更に、後側部分２３５は、張力要素／ばね２５５（例えば、図１５及び１６を参照）を受容して支持するように構成されている。鍔体２３０の後部には、ばね２５５と接触してばねの力を鍔体の中心に集中させる接触バンプ又は突起２３７を形成することができる。したがって、ファイバコネクタ２００が組立てられる際、弾性要素／ばね２５５は、鍔体２３０とバックボーン２６０との間に配置されることになる。

光コネクタ２００の代表的な態様では、接続時にファイバ端部に加わる力の更なる制御の助けとするため、板ばね若しくはリーフばねなどの小さいばね要素２５０（図１６を参照）又は中間ばねを鍔体２３０とフェルール２２０との間に配置することができる。この態様では、中間ばね２５０は、ファイバ櫛状部２４０の周囲に嵌め付けられる楕円形状のばねとして構成することができる。ばね要素２５０は、成端されるファイバに所望の比のばね力が加えられることを可能とし、コネクタ２００内部の力を平衡する助けとなる。これにより、コネクタの嵌合後に、ばね要素２５０はフェルールを隔離し、フェルール２２０のあらゆる熱変化を吸収することができる。このようなばね要素／中間ばねの動作の更なる説明は下記に与えられる。

本発明の代表的な１つの態様によれば、鍔体２３０は、ポリマー材料で形成又は型成形することができるが、金属及び他の適当な剛性材料も用いることができる。例えば、鍔体２３０は、射出成形された一体の材料で構成することができる。鍔体に適した材料の選択は、温度安定性パラメータに基づいて行うことができる。

コネクタ２００の現場成端は、コネクタ１００の現場成端と同じ要領で実現することが可能である。例えば、図２１〜２４に示される例示と組み合わせて、コネクタ２００の現場成端は以下のようにして実現することが可能である。この態様では、ブーツ（図示せず）、バックボーン２６０、ばね２５５、及び鍔体２３０を含むコネクタ２００の後端を、ファイバケーブル２８０上に螺着することができる。この例では、ファイバケーブル２８０は、１２本のファイバを有するリボンケーブルとして構成されている。これらのファイバはファイバ２８５として示され、リボンケーブル２８０の外側のジャケット部分が、ファイバの端部２８６において剥がされることでファイバ端部２８６に個別にアクセス可能である。

１つの態様では、コネクタ２００内で成端されるファイバ２８５は、ＳＭＦ ２８、ＯＭ２、ＯＭ３、又はＯＭ４ファイバリボンケーブル（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．より市販される）のような標準的なシングルモード又はマルチモードの光ファイバで構成することができる。代替的な１つの態様では、ケーブル２８０は、ケーブルジャケット部分及び強度部材を更に有することができる。強度部材をバックボーン２６０の後側部分に従来のかしめ環又はこれに類する装置によってかしめ付けることによって、成端されたケーブルの歪みの緩和をもたらすことができる。ファイバ２８５は所望の長さに被覆を剥ぐことができる。１つの態様では、ファイバ２８５は、８ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは約１１ｍｍの長さにまで被覆を剥ぐことができる。

図２１に示されるように、ファイバリボン２８０は、矢印２０５の方向に、後側部分２３５から鍔体２３０を通じて、ファイバ端部がファイバ櫛状部２４０の溝２４２を充分に超えて延びるまで挿入することができる。鍔体２３０の設計は、リボンケーブル２８０を両側で拘束することによって、各ファイバを櫛状部２４０のファイバ溝と概ね整列させるようになっている。ファイバ２８５が挿入されるにしたがって、斜面領域２４４がファイバ先端部を矢印２０７の方向にまとめて上向きに折り曲げるか又は押し上げる。

図２２に示されるように、次にリボンケーブル２８０を引き戻す（矢印２０６の方向に）ことができ、これにより、剥がされていないリボンコーティングが斜面２４４上を滑り落ちてファイバ２８５がそれらの折れ曲がった／せり上がった状態から弛緩すると、個々のファイバは個々のファイバ溝２４２の中にほぼ同時に落ち込むか又は落下する。これにより、図２３に示されるように、個々のファイバ２８５のすべてを、現場での設置者がそれぞれの個々のファイバの正確な位置決めを行う必要なく、それぞれの個々の溝２４２ａ〜２４２Ｉの中に配置することができる。

個々のファイバ２８５がそれぞれの個々の通路又は溝２４２の中に配置された時点で、図２４に示されるようにフェルール２２０をファイバ櫛状部２４０上に滑り被せることにより、各ファイバ２８５を正しいフェルール孔内に位置決めすることができる。１つの態様では、ファイバ２８５はそれぞれ約１２５μｍの外径を有し、フェルール２２０はそれぞれ約２５０μｍの開口部を有する導入孔２２８のアレイを有している。

次に、各ファイバ先端部をファイバ櫛状部の前縁部にまで滑らせることにより、ファイバ先端部を保護して整列させることができる。次いで、中間ばね及びフェルールをファイバ櫛状部上の定位置にまで滑らせることができる。次に、整列されたファイバ先端部を、ファイバ先端部がフェルールの前面２２２を超えて延びるまで、フェルールの導入孔内に滑り込ませることができる。

各ファイバ２８５の端部２８６は、フェルールの前面２２２から一定の距離だけ延出することができる（後の切断及び研磨のため）。この突出部により、設置者は後でファイバ先端部を切断して研磨することができる。

次に、固定機構２５４を作動させて、各ファイバ２８５を鍔体の遠隔グリップ領域２４６内に固定することができる。上記に述べたように、１つの態様では、固定機構１５４は、ファイバを把持又は他の方法で押圧することによって、ファイバを鍔体２３０内の定位置に固定する機械的クランプとして構成される。代替的な態様では、接着剤による取付けを用いることもできる。適当な接着剤としては、本明細書に述べたように、速硬化性ＵＶ又は可視光開始接着剤及びホットメルト材料のような熱接着剤が挙げられる。

次いで、コネクタバックボーン２６０及びコネクタ本体ハウジング２１０を、タブ機構のスナップ嵌めによって鍔体２３０／フェルール２２０に被せて組立てることができる。

この後、ファイバ端部２８６を切断して研磨することができる。１つの態様では、クランプ締めパックを用いることによって、上記に述べたように、切断及び研磨の間に組立てられたコネクタを保持することができる。

接続の際、コネクタ２００の構造は、損傷の原因となり得る過剰な力がファイバに直接加わらないように適宜、力を分散させることができる。遠隔からファイバをクランプ締めすることにより、固定クランプ２５４の前面とフェルール２２２の端面との間において一定の長さのファイバアレイが、嵌合コネクタからの力がファイバ端面に加えられる際に、軸方向に自由に圧縮できるようになる。個々のファイバに嵌合力が加えられると、各ファイバはフェルール孔内で後方に押され、嵌合するファイバ同士に前方向の圧縮力が生じる。この圧縮力は、温度変化の際にアセンブリが膨張及び収縮する際にファイバ同士の物理的接触を維持するために必要である。

上記に述べたように、コネクタ１００、２００の特徴の１つは、フェルールと鍔体との間に配置される中間ばねである（例えば、ばね要素１５０、２５０）。典型的なＭＰＯ型コネクタは、適正な光学動作に必要な物理的接触を維持するために、ばね１５５、２５５のような主圧縮ばねとともに業界標準のＭＴフェルールを利用している。コネクタが嵌合されると、主ばねがフェルールの背面及びファイバを前方に押し、ファイバは、典型的には、フェルールの孔の内部で接着されることによって、必要な物理的接触が維持される。

結合部内で嵌合される際、２つのコネクタのフェルール同士は、フェルール同士を互いに対して押しつける対向した主ばねの圧縮力によって互いにしっかりと接触させられる。ラッチ機構（図示せず）によって、ＴＩＡ／ＥＩＡ ６０４−５−Ａ ＦＯＣＩＳ−５型ＭＰＯ規格に準拠してコネクタ同士が嵌合される際に、それぞれのばねが圧縮状態に維持される。

コネクタ１００、２００に関して上記に述べた態様では、本発明のコネクタの構成は、中間ばねによってファイバアレイ同士の物理的接触を更に実現及び制御することができる。中間ばねは、コネクタ同士が嵌合される際、第１のコネクタ内の各ファイバが、第２のコネクタの対向するファイバと、それぞれの嵌合するファイバに損傷を与える荷重力を作用させることなく、確実かつ調整可能な物理的接触を行うようにするものである。

本発明の１つの態様では、嵌合したファイバ間の好ましい接触力は、約３０グラム重量〜約８０グラム重量であってよい。代表的な１２本のファイバアレイの各ファイバにおいて所望の３０グラム重量〜８０グラム重量の物理的接触を確実とするには、フェルールに力をほとんど加えることなく、嵌合力のほぼ全体が各ファイバによって共有、しかも均等に共有されることが望ましい。コネクタ１００、２００においてこのような嵌合条件を実現するため、鍔体とフェルールとの間に中間ばね１５０、２５０が配置される。中間ばねはフェルールを前方に押し、コネクタの組立てプロセスの全体を通じて、外側コネクタ本体（例えば、コネクタ本体１１０、２１０）内の棚部境界面に対してしっかりと保持する。フェルールがこの位置に保持され、中間ばねがわずかに圧縮された状態で、ファイバアレイの端部を、端部がフェルール面（例えば、面１２２、２２２）と実質上、面一となるまで研磨することができる。この構成及びプロセスによって、各ファイバを、実質上均一な長さ、かつフェルール面と面一とすることができ、ファイバ端部をきれいにしてから簡単な方法で嵌合することができる。

中間ばねは、接続時に嵌合するコネクタによってフェルールが押し戻されると更に圧縮される。コネクタ１００、２００によれば、ファイバは遠隔から把持されるため、フェルール（１２０、２２０）は、鍔体（１３０、２３０）に向かって後方に、ファイバアレイに沿って軸方向に動くことが可能である。フェルールが後方に動くと、主ばねからの力の大部分は、ファイバアレイの端部に伝達される。

このアプローチを用いることで、中間ばねの圧縮率を調節することによって、ファイバアレイに所定の軸方向の圧縮力（例えば、０〜１１．８Ｎ）が働くように多心コネクタを設計することができる。コネクタの適正な光学性能を確実とするためには所定の物理的接触が必要である。

上記で触れたＴＩＡ／ＥＩＡ ＭＰＯ，ＦＯＣＩＳ−５規格に規定されるように、規格に準拠したＭＰＯ型コネクタの嵌合力は、完全な圧縮時に１１．８Ｎの力を超えないものである。従来のコネクタでは、必要な力は主ばねによって与えられる。主ばねからの力の１００％が１２本ファイバシステムのファイバアレイの端部に作用すると仮定すると、結果として生じる力は、ファイバ１本当たり約１００グラム重量の物理的接触となる。実験及びモデリングによれば、ファイバ端部にかかる約１００グラム重量は、ファイバの端面を鍔体の方向に約１４μｍ変位させる（ファイバの種類に応じて）ことが予測される。研究者がモデリング実験を行ったところ、この変位の一部はファイバの軸方向の圧縮であり、一部は力が加わったファイバの折れ曲がりとして実現されていることが示された。更に、このようなモデリングにより、ファイバの過度の折れ曲がりは、ファイバの外側に引張応力を導入し得ることが示された。高い引張応力は、ファイバの寿命を縮める可能性がある。

本明細書に述べられるように、本明細書の態様によれば、ファイバアレイに作用する主ばね力は、中間ばねの使用によって偏倚させることができる。例えば、１２００グラム重量の主ばね力が１２本のファイバアレイに作用する場合、２００グラム重量のばね圧縮力を有する中間ばねを使用することで、その２００グラム重量をファイバ端部から主ばねに逆方向に効果的に伝達することができる。ファイバ端部に作用する正味の力はその差となる（ファイバ１本当たり１０００グラム重量又は８３グラム重量）。

本明細書に述べられる現場設置可能なコネクタは、いくつか挙げただけでもファイバ・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）の構成、ファイバ・トゥ・ザ・アンテナ（ＦＴＴＡ）の構成、ローカルエリアネットワーク、データセンター接続、及び高性能コンピューティングなどの広範な用途で使用することができる。

本発明を適用することが可能な様々な改変、同等のプロセス及び多くの構造が、本明細書を参照することで、本発明が関連する技術分野における当業者には容易に明らかとなろう。

Claims (1)

1. 複数の光ファイバを含むファイバケーブルを成端するための光ファイバコネクタであって、
   外側コネクタハウジングと、
   接着剤を実質的に含まないフェルールと、
   バックボーンと、
   前記フェルールと前記バックボーンとの間に配置された鍔体であって、前記フェルールの外部において前記複数の光ファイバを遠隔から把持するための遠隔グリップ領域を有する鍔体と、を有し、
   前記鍔体は前記ファイバケーブルの挿入を可能とする開口部を有し、前記遠隔グリップ領域には前記鍔体の外側から前記開口部まで延びるポケットが設けられ、前記ポケットには固定機構が設けられ、
   前記鍔体が鍔体の前側部分に配置されたファイバ櫛状部を有し、前記ファイバ櫛状部が、内部に配置された光ファイバを前記フェルール内に案内するようにそれぞれが構成された溝のアレイを含む、光ファイバコネクタ。

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