JP6506157B2 - 光コネクタ、光ファイバ接続装置、光コネクタ製造方法及び光ファイバ接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、光コネクタ、光ファイバ接続装置、光コネクタ製造方法及び光ファイバ接続方法に関する。

光ファイバの端面同士を突き合わせることによって光ファイバを接続する装置として、例えば現場組立型光コネクタが知られている。現場組立型光コネクタは、光ファイバ敷設現場において光ケーブルの端末に容易に組み立て可能な構造の光コネクタである。組立前の光コネクタのフェルールには、工場にて予め内蔵ファイバが取り付けられているとともに、内蔵ファイバの端部がクランプ部（メカニカルスプライス部）に配置されている。組み立て作業現場において、カットされた挿入ファイバの端部が現場組立型光コネクタのクランプ部に挿入され、クランプ部において内蔵ファイバと挿入ファイバの端面同士が突き合わされるとともに両ファイバが固定されることによって、内蔵ファイバと挿入ファイバとが光接続されることになる。

接続損失を抑制するために、光ファイバの接続部となるクランプ部の内部に液体の屈折率整合剤を予め入れておくことが一般的に行われている（例えば特許文献１の図１６参照）。但し、液体の屈折率整合剤を光ファイバの接続部に塗布しても接続部に気泡が残ることがあるため、特許文献１記載の現場組立型光コネクタでは、内蔵ファイバの端面に固形の屈折率整合材を予め設けておき、固形の屈折率整合材を介して光ファイバの端面同士を接続している（特許文献１の図７参照）。

特開２０１１−３３７３１号公報

特許文献１では、内蔵ファイバの端面は光軸に垂直な平坦面になっている。また、挿入ファイバの端面も、現場でのカットの正確性が低いために若干の凹凸はあるものの、およそ光軸に垂直な面である。このように光軸に垂直な端面同士を突き合わせると、その間に介在する固形の屈折率整合材の変形が大きくなってしまう。この結果、固形の屈折率整合材が原型を保てなくなり、固形の屈折率整合材の所望の特性が得られなくなるという課題が生じる。なお、この課題は、液体の屈折率整合剤では生じない課題であり、固形の屈折率整合材を用いた場合に特有の課題である。

本発明は、光ファイバの端面同士を突き合わせたときの固形の屈折率整合材の変形量を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、フェルールと、前記フェルールに保持された第１光ファイバと、第２光ファイバを挿入させる挿入部を有し、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを調心して固定するクランプ部と、を備え、前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられ、前記第１光ファイバの前記端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜端面であり、前記傾斜端面によって前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されており、前記クランプ部は、調心溝を有するベース部材と、前記調心溝に向かって前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを押圧する蓋部材とを有し、前記第１光ファイバの端部が前記調心溝に配置され、前記突出部は、前記中央領域から見て前記蓋部材の側に配置されていることを特徴とする光コネクタである。

本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、光ファイバの端面同士を突き合わせたときの固形の屈折率整合材の変形量を抑制できる。

図１は、光コネクタ１００の分解図である。 図２は、クランプ部付きフェルール１０の分解図である。 図３は、内蔵ファイバ１の後端面近傍の構成の説明図である。 図４Ａは、内蔵ファイバ１の後端面と固形の屈折率整合材Ｃの拡大説明図である。図４Ｂは、本実施形態の内蔵ファイバ１に挿入ファイバ３の端面を突き合わせたときの様子の説明図である。図４Ｃは、比較例の説明図である。 図５は、固形の屈折率整合材Ｃの厚さＴと硬度との関係の説明図である。 図６Ａは、介挿片の挿入時の挿入ファイバ３の位置の説明図である。図６Ｂは、介挿片の抜去後の挿入ファイバ３の位置の説明図である。 図７Ａは、本実施形態の突き合わせ時の様子の説明図である。図７Ｂは、比較例の突き合わせ時の様子の説明図である。 図８Ａは、第２実施形態の内蔵ファイバ１の後端面と固形の屈折率整合材Ｃの拡大説明図である。図８Ｂは、第３実施形態の内蔵ファイバ１の後端面と固形の屈折率整合材Ｃの拡大説明図である。

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

フェルールと、前記フェルールに保持された第１光ファイバと、第２光ファイバを挿入させる挿入部を有し、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを調心して固定するクランプ部と、を備え、前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられ、前記第１光ファイバの前記端面には、前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする光コネクタが明らかとなる。このような光コネクタによれば、第１ファイバの端面の中央領域において第２ファイバの端面との間隔が確保されるため、第１ファイバの端面の中央領域における固形の屈折率整合材の変形量を抑制できる。

前記第１光ファイバの前記端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜していることが望ましい。これにより、第１光ファイバの端面に突出部を容易に形成できる。

前記第１光ファイバの前記端面は、前記光軸に垂直な面に対して、４度以上１５度以下の角度で傾斜していることが望ましい。仮に４度未満の場合には固形の屈折率整合材の変形力が大きくなってしまい、仮に１５度より大きい場合には傾斜端面の作成が困難になるとともに、端面間の距離が広がり過ぎてしまうためである。

前記クランプ部は、調心溝を有するベース部材と、前記調心溝に向かって前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを押圧する蓋部材とを有し、前記第１光ファイバの端部が前記調心溝に配置され、前記突出部は、前記中央領域から見て前記蓋部材の側に配置されていることが望ましい。これにより、クランプ部による固定前に第２光ファイバが調心溝から浮いていても、第２光ファイバの端面のエッジによって固形の屈折率整合材が損傷することを抑制できる。

前記固形の屈折率整合材は、周縁領域よりも中央領域が突出していることが望ましい。これにより、固形の屈折率整合材が第２ファイバのコア層に確実に接触できるため、接続損失を抑制できる。

前記固形の屈折率整合材は、前記突出部よりも前記挿入部の側に突出していることが望ましい。これにより、光ファイバの端面間の中央領域に固形の屈折率整合材を充填できる。

前記突出部の縁が丸みを帯びていることが望ましい。これにより、突き合わせ時の衝撃を緩和できる。

前記第１光ファイバの光軸上における前記固形の屈折率整合材の厚さは、２０μｍ以上であることが望ましい。光ファイバの端面間の中央領域に固形の屈折率整合材を充填できる。

前記固形の屈折率整合材の前記厚さ及び硬度は、（厚さ；２０μｍ、ショア硬度Ｅ；３０）、（厚さ；２０μｍ、ショア硬度Ｅ；８５）、（厚さ；４０μｍ、ショア硬度Ｅ；８５）、（厚さ；６０μｍ、ショア硬度Ｅ；３０）の４点で囲まれる範囲内にあることが望ましい。これにより、接続損失の抑制と、突き合わせ時の衝撃の緩和を実現できる。

フェルールと、前記フェルールに保持された第１光ファイバと、第２光ファイバを挿入させる挿入部を有し、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを調心して固定するクランプ部と、を備え、前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられ、前記第１光ファイバの前記端面には、前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする光ファイバ接続装置が明らかとなる。このような光ファイバ接続装置によれば、第１ファイバの端面の中央領域において第２ファイバの端面との間隔が確保されるため、第１ファイバの端面の中央領域における固形の屈折率整合材の変形量を抑制できる。

フェルールと、前記フェルールに保持された第１光ファイバと、クランプ部とを備えた組立前の光コネクタを準備すること、前記クランプ部の挿入部から第２光ファイバを挿入し、前記第１光ファイバの端面と前記第２光ファイバの端面とを突き合わせること、及び、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを突き合わせた後、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを前記クランプ部で固定することを行う光コネクタ製造方法であって、前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられており、前記第１光ファイバの前記端面には、前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする光コネクタ製造方法が明らかとなる。このような光コネクタ製造方法によれば、第１ファイバの端面の中央領域において第２ファイバの端面との間隔が確保されるため、第１ファイバの端面の中央領域における固形の屈折率整合材の変形量を抑制できる。

第１光ファイバの端面とクランプ部の挿入部から挿入した第２光ファイバの端面とを突き合わせること、及び、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを突き合わせた後に、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを前記クランプ部で固定すること、を行う光ファイバ接続方法であって、前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられており、前記第１光ファイバの前記端面には、前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されていることを特徴とする光ファイバ接続方法が明らかとなる。このような光ファイバ接続方法によれば、第１ファイバの端面の中央領域において第２ファイバの端面との間隔が確保されるため、第１ファイバの端面の中央領域における固形の屈折率整合材の変形量を抑制できる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜光コネクタ１００の基本構造＞
図１は、光コネクタ１００の分解図である。
以下の説明では、図１に示すように各方向を定義する。すなわち、光ファイバの光軸方向を「前後方向」とし、フェルール１１の端面側を「前」とし、逆側（挿入部２０Ａの側、光ケーブル５側）を「後」とする。また、後側ハウジング３２の挿入補助スライダ３２Ａの載置面に垂直な方向を「上下方向」とし、載置面から見て外被把持部材４０が配置される側を「上」とし、逆側を「下」とする。また、前後方向及び上下方向に垂直な方向を「左右方向」とし、後側から前側を見たときの右側を「右」とし、左側を「左」とする。

光コネクタ１００は、メカニカルスプライス法により光ファイバを接続する現場組立型光コネクタであり、光ケーブル５の端末に組み立てられる光コネクタである。光コネクタ１００は、例えばＳＣ形光コネクタ（ＪＩＳ Ｃ５９７３に制定されるＦ０４形光コネクタ）である。光コネクタ１００はクランプ部付きフェルール１０を備えている。クランプ部付きフェルール１０の構造については、後述する。

組立前の光コネクタ１００は、クランプ部付きフェルール１０の他に、前側ハウジング３１（プラグフレーム）と、後側ハウジング３２と、スプリング３３と、つまみ３４とを有する。前側ハウジング３１及び後側ハウジング３２は、クランプ部付きフェルール１０を収容するハウジングである。前側ハウジング３１は後側ハウジング３２に取り付けられている。クランプ部付きフェルール１０は、スプリング３３によって後側ハウジング３２に対して前側に付勢されながら後退可能に収容されている。後側ハウジング３２は、スプリング３３の後端と接触するストップリングとして機能する。後側ハウジング３２の後側には、挿入補助スライダ３２Ａとカバー３２Ｂとが設けられている。挿入補助スライダ３２Ａは、光ケーブル５の外被を把持した外被把持部材４０を載置するとともに、外被把持部材４０（及び挿入ファイバ３）を前側にスライド可能な部材である。カバー３２Ｂは、挿入補助スライダ３２Ａとの間に外被把持部材４０を収容するとともに、外被把持部材４０の後退を規制する部材である。つまみ３４は、スリーブ状の部材（カップリング）であり、つまみ３４の内部にはプラグフレームとなる前側ハウジング３１が取り付けられる。前側ハウジング３１（及びつまみ３４）や後側ハウジング３２の上部には挿通穴が形成されており、この挿通穴には、クランプ部付きフェルール１０のクランプ部２０（メカニカルスプライス部）を開閉させる介挿片（不図示）が挿通される。

挿入ファイバ３は、光ケーブル５（例えばドロップケーブルやインドアケーブル等）から口出しされた光ファイバである。挿入ファイバ３の端部は被覆を除去された後にカットされており、所定寸法の挿入ファイバ３（裸光ファイバ部３Ａ及び被覆部３Ｂ）が外被把持部材４０から前側に延び出ているとともに、所定寸法の裸光ファイバ部３Ａが挿入ファイバ３の端部に設けられている。

光コネクタ１００の組立作業時には、作業者は、光ケーブル５の外被を把持した外被把持部材４０を挿入補助スライダ３２Ａに載置する。作業者は、挿入補助スライダ３２Ａ上で外被把持部材４０を前側にスライドさせることによって、挿入ファイバ３をクランプ部２０（メカニカルスプライス部）に送り込む。これにより、クランプ部２０の内部において、フェルール１１に予め内挿固定された内蔵ファイバ１の端面と挿入ファイバ３の端面とが突き合わせられる。なお、挿入ファイバ３をクランプ部２０に送り込む際には、クランプ部２０に予めくさび状の介挿片（不図示）が挿入されており、クランプ部２０の内部の隙間（ベース部材２１と蓋部材２２との隙間）が広げられている。内蔵ファイバ１と挿入ファイバ３とを突き合わせた後に、クランプ部２０から介挿片を抜き去ることによって、内蔵ファイバ１と挿入ファイバ３とをクランプ部２０で固定することになる。また、後側ハウジング３２のカバー３２Ｂを下げると、外被把持部材４０（及び光ケーブル５）が後側ハウジング３２に対して固定されることになる。

＜クランプ部付きフェルール１０の基本構造＞
図２は、クランプ部付きフェルール１０の分解図である。クランプ部付きフェルール１０は、フェルール１１と、クランプ部２０とを有する。

フェルール１１は、内蔵ファイバ１の端部を保持する部材である。ここでは、フェルール１１は、単心光コネクタに使用される円筒形状のフェルールである。内蔵ファイバ１の一端（前側の端部）はフェルール１１に接着固定されるとともに、フェルール１１とともに端面が研磨されている。内蔵ファイバ１の他端（後側の端部）は、クランプ部２０の内部（詳しくはベース部材２１の調心溝２１Ａ）に配置されている。

クランプ部２０は、メカニカルスプライス法により内蔵ファイバ１と挿入ファイバ３とを軸合わせ（調心）するとともに、内蔵ファイバ１及び挿入ファイバ３を固定する部材（光ファイバ接続装置）である。クランプ部２０には調心溝２１Ａが形成されており、この調心溝２１Ａによって内蔵ファイバ１の端面と挿入ファイバ３の端面とが調心されることになる。また、クランプ部２０の後端には挿入部２０Ａ（挿入口）が形成されており、この挿入部２０Ａから挿入ファイバ３が挿入されることになる。クランプ部２０は、ベース部材２１と、蓋部材２２と、クランプばね２３とを備えている。

ベース部材２１は、光ファイバ（内蔵ファイバ１及び挿入ファイバ３）を調心するための調心溝２１Ａを有する部材である。ベース部材２１にはフェルール１１が固定されている。ベース部材２１とフェルール１１とによってフェルール構造体１２が構成されている。すなわち、クランプ部付きフェルール１０は、フェルール構造体１２と、蓋部材２２と、クランプばね２３とを備えていることになる。ベース部材２１（フェルール構造体１２）にはフランジ部２１Ｃが形成されており、フランジ部２１Ｃよりも後側の部位に調心溝２１Ａが形成されている。調心溝２１Ａは、いわゆるＶ溝であり、調心溝２１Ａの上には内蔵ファイバ１の端部が配置されている。調心溝２１Ａの後端から後方に被覆部収容溝２１Ｂが延在している。被覆部収容溝２１Ｂはベース部材２１の後端（挿入部２０Ａ）まで形成されており、調心溝２１Ａよりも大きな溝として形成されている。この被覆部収容溝２１Ｂから挿入ファイバ３の端部が挿入され、挿入ファイバ３の端部（裸光ファイバ部３Ａ）が調心溝２１Ａへ導かれることになる。

蓋部材２２は、ベース部材２１の調心溝２１Ａに向かって光ファイバを押圧する部材である。蓋部材２２は、ベース部材２１の側に押圧面を有し、押圧面が光ファイバに接触して光ファイバを押圧することになる。言い換えると、蓋部材２２及びベース部材２１は、光ファイバを挟んで固定する把持部材を構成している。蓋部材２２は、第１蓋部材２２１及び第２蓋部材２２２から構成されている。第１蓋部材２２１は、裸光ファイバ部３Ａを押圧する部材であり、第２蓋部材２２２は、挿入ファイバ３の被覆部３Ｂを押圧する部材である。

クランプばね２３は、ベース部材２１と蓋部材２２とを挟持するように押圧するバネ部材である。クランプばね２３は、ベース部材２１と蓋部材２２とを挟持するような押圧力をかけ続けている。介挿用凹部２１Ｄに介挿片が挿入されているとき、クランプばね２３の押圧力に抗してベース部材２１と蓋部材２２との隙間が開き、クランプ部２０へ挿入ファイバ３が挿入可能になり、内蔵ファイバ１の端面と挿入ファイバ３の端面とを突き合わせることが可能になる。また、介挿用凹部２１Ｄから介挿片が抜去されると、クランプばね２３の押圧力によって、ベース部材２１と蓋部材２２との間に内蔵ファイバ１及び挿入ファイバ３が押圧固定されることになる。なお、くさび状の介挿片を挿入するための介挿用凹部２１Ｄは、ベース部材２１と蓋部材２２のどちらか一方に形成されても良いし、介挿用凹部２１Ｄが無くても良い。

＜固形の屈折率整合材Ｃについて＞
図３は、内蔵ファイバ１の後端面近傍の構成の説明図である。内蔵ファイバ１の後端面には、固形の屈折率整合材Ｃが設けられている。固形の屈折率整合材Ｃの屈折率は、内蔵ファイバ１及び挿入ファイバ３の屈折率に近く、固形の屈折率整合材Ｃは、内蔵ファイバ１及び挿入ファイバ３との屈折率整合性が高い。具体的には、固形の屈折率整合材Ｃの屈折率と、内蔵ファイバ１及び挿入ファイバ３の屈折率との差は、±０．１以内であり、より好ましくは±０．０５以内である。内蔵ファイバ１の屈折率と挿入ファイバ３の屈折率とが異なる場合には、固形の屈折率整合材Ｃの屈折率は、内蔵ファイバ１の屈折率と挿入ファイバ３の屈折率との間であることが望ましく、また、内蔵ファイバ１の屈折率と挿入ファイバ３の屈折率との平均値との差が±０．１以内（より好ましくは±０．０５以内）であることが望ましい。

固形の屈折率整合材Ｃは、弾性的に変形可能である。これにより、内蔵ファイバ１に挿入ファイバ３の端面を突き合わせたときに、固形の屈折率整合材Ｃが挿入ファイバ３の端面の微細な凹凸に応じて変形し、固形の屈折率整合材Ｃが挿入ファイバ３のコア層に確実に接触でき、接続損失を抑制できる。また、固形の屈折率整合材Ｃが挿入ファイバ３の端面に応じて変形するため、固形の屈折率整合材Ｃと挿入ファイバ３の端面との間には隙間（気泡）が殆ど無い状態になる。また、固形の屈折率整合材Ｃが応力緩和材として機能し、突き合わせ時の衝撃力を緩和できる。

固形の屈折率整合材Ｃの材質としては、例えばアクリル系、エポキシ系、ビニル系、シリコーン系、ゴム系、ウレタン系、メタクリル系、ナイロン系、ビスフェノール系、ジオール系、ポリイミド系、フッ素化エポキシ系、フッ素化アクリル系などの高分子材料を挙げることができる。

固形の屈折率整合材Ｃは、一定の厚みの層状に形成しても良いが、端面の中央領域（コア層、あるいはモードフィールド径部分）において周縁領域よりも突出した凸状に形成されていることが望ましい。これにより、内蔵ファイバ１に挿入ファイバ３の端面を突き合わせたときに、固形の屈折率整合材Ｃが挿入ファイバ３のコア層に確実に接触できるため、接続損失を抑制できる。

固形の屈折率整合材Ｃは、例えば次の方法により、内蔵ファイバ１の後端面に形成できる。
内蔵ファイバ１を帯電させた状態で、内蔵ファイバ１の端面を液状屈折率整合剤の液面に接近させ、この液状屈折率整合剤を内蔵ファイバ１の端面に吸着（付着）させた後、液状屈折率整合剤を硬化させ、硬化した液状屈折率整合剤が固形の屈折率整合材Ｃとなる。なお、液状屈折率整合剤を電気的に吸着させる方法に限らず、他の方法により液状屈折率整合剤を内蔵ファイバ１の端面に付着しても良い。

なお、内蔵ファイバ１の端面に固形の屈折率整合材Ｃを設けるとともに、内蔵ファイバ１の端面と挿入ファイバ３の端面との間に液状屈折率整合剤が充填されても良い。この場合、挿入ファイバ３の挿入前のクランプ部２０の内部（調心溝２１Ａ）に予め液状屈折率整合剤が充填されていると良い。

図４Ａは、内蔵ファイバ１の後端面と固形の屈折率整合材Ｃの拡大説明図である。
本実施形態では、内蔵ファイバ１の後端面は、光軸に対して垂直な面（前後方向に垂直な面）ではなく、光軸に垂直な面に対して傾斜している。ここでは、内蔵ファイバ１の後端面は、光軸に垂直な面に対して角度αで傾斜している。内蔵ファイバ１の後端面を傾斜させることによって、内蔵ファイバ１の後端面には、内蔵ファイバ１の後端面の中央領域よりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出した突出部１Ａが形成される。このような内蔵ファイバ１の後端面に、固形の屈折率整合材Ｃが設けられている。

図４Ｂは、本実施形態の内蔵ファイバ１に挿入ファイバ３の端面を突き合わせたときの様子の説明図である。突出部１Ａに挿入ファイバ３の端面が接触すると、それ以上の挿入ファイバ３の挿入が規制されることになる。これにより、内蔵ファイバ１の後端面の中央領域（コア層、あるいはモードフィールド径部分）と、挿入ファイバ３の端面との間に所定の間隔が確保され、内蔵ファイバ１の後端面の中央領域における固形の屈折率整合材Ｃの変形量を所定の範囲内に収めることができる。なお、中央領域において内蔵ファイバ１と挿入ファイバ３の端面間に所定の間隔が空いていても、固形の屈折率整合材Ｃが充填されているため、接続損失は抑制されている。

図４Ｃは、比較例の説明図である。比較例では、内蔵ファイバ１の端面が、光軸に垂直な面になっており、その端面に固形の屈折率整合材Ｃが設けられている。挿入ファイバ３の端面も光軸に垂直な面になっている。このように光軸に垂直な端面同士を突き合わせると、その間に介在する固形の屈折率整合材Ｃの変形が大きくなってしまう。この結果、固形の屈折率整合材Ｃが原型を保てなくなり、この結果、固形の屈折率整合材Ｃの所望の特性が得られなくなる。例えば、固形の屈折率整合材Ｃに割れや気泡が入るなどして光学特性などの初期特性が変化したり、固形の屈折率整合材Ｃの塑性変形に伴って信頼性や温度特性などの長期特性が変化したりするおそれがある。

このような比較例と比べて、本実施形態では、内蔵ファイバ１の後端面が、中央領域よりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出した突出部１Ａを有するため（図４Ａ参照）、光信号の光路となる中央領域での固形の屈折率整合材Ｃの変形量を規制できる（図４Ｂ参照）。これにより、中央領域での固形の屈折率整合材Ｃは、所望の特性（例えば初期特性や長期特性など）を維持することができる。

図４Ａに示す角度α（光軸に垂直な面に対する端面の角度）は、４度以上１５度以下であることが望ましい（図４Ａでは、傾斜角度を強調して図示しているため、角度αが１５度以上で描かれている）。角度αが４度未満の場合には、端面同士を突き合わせたときに特性が変化するほど固形の屈折率整合材Ｃの変形量が大きくなってしまうためである。また、角度αが１５度より大きい場合には、傾斜端面の作成が困難になるとともに、中央領域における端面間の距離が広がり過ぎてしまうためである。なお、角度αが１５度以下の傾斜端面は、光ファイバに捻り応力を付与しつつ光ファイバの端部をカットする工具を用いることによって、作成可能である。

図４Ａに示すように、固形の屈折率整合材Ｃは、中央領域（コア層、あるいはモードフィールド径部分）において突出部１Ａよりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出していることが望ましい。言い換えると、固形の屈折率整合材Ｃの光軸上の厚さＴは、突出部１Ａの突出量（光軸上の端面の位置に対する突出部１Ａの突出量）よりも大きいことが望ましい。これにより、内蔵ファイバ１と挿入ファイバ３との端面間の中央領域に固形の屈折率整合材Ｃを充填でき（図４Ｂ参照）、接続損失を抑制できる。内蔵ファイバ１の半径をｒとしたとき、厚さＴは、ｒ×ｔａｎα以上であることが望ましい。例えば内蔵ファイバ１の直径が１２５μｍであり、角度αが１５度（最大値）である場合、厚さＴが２０μｍ以上（詳しくは１６．７５μｍ以上）であれば、固形の屈折率整合材Ｃを突出部１Ａよりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出させることができる。

図５は、固形の屈折率整合材Ｃの厚さＴと硬度との関係の説明図である。横軸は、固形の屈折率整合材Ｃの厚さＴを示している。なお、厚さＴは、内蔵ファイバ１の光軸上における固形の屈折率整合材Ｃの寸法である（図４Ａ参照）。また、縦軸は、固形の屈折率整合材Ｃのショア硬度Ｅ（ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠）を示している。以下に説明する通り、固形の屈折率整合材Ｃとしては、領域Ｒ１及び領域Ｒ２（太線内で囲まれた領域）となる厚さと硬度のものを好適に使用できる。

領域Ｒ３（ショア硬度Ｅが３０よりも低い領域）では、硬度が低すぎるため、挿入ファイバ３の突き合わせによる衝撃緩和効果を十分に得られない。但し、領域Ｒ３の固形の屈折率整合材Ｃを使用した場合であっても、固形の屈折率整合材Ｃが無い場合と比べれば、突き合わせ時の衝撃を緩和できる。

領域Ｒ４（ショア硬度Ｅが８５よりも大きい領域）では、硬度が高すぎるため、挿入ファイバ３の端面の凹凸に対する追従変形が不十分となる。但し、領域Ｒ４の固形の屈折率整合材Ｃを使用した場合であっても、固形の屈折率整合材Ｃが無い場合と比べれば、接続損失増加の原因となる端面間の隙間を抑制できる。

領域Ｒ５（厚さが２０μｍよりも小さい領域）では、薄すぎるため、挿入ファイバ３の突き合わせによる衝撃緩和効果を十分に得られない。また、この領域Ｒ５では、固形の屈折率整合材Ｃが突出部１Ａよりも後側に突出しないことがあり得る。但し、領域Ｒ５の固形の屈折率整合材Ｃを使用した場合であっても、固形の屈折率整合材Ｃが無い場合と比べれば、突き合わせ時の衝撃を緩和できる。

領域Ｒ６（厚さが６０μｍよりも大きい領域）では、厚すぎるため、挿入ファイバ３の端部の位置が安定しにくくなり、調心精度が低下するおそれがある。また、領域Ｒ７（点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１よりも厚さが大きい側の領域）においても、挿入ファイバ３の端部の位置が安定しにくくなり、調心精度が低下するおそれがある。但し、領域Ｒ６及び領域Ｒ７の固形の屈折率整合材Ｃを使用した場合であっても、固形の屈折率整合材Ｃが無い場合と比べれば、接続損失増加の原因となる端面間の隙間を抑制できる。

よって、領域Ｒ１及び領域Ｒ２が固形の屈折率整合材Ｃの適切な硬度と厚さとなる。すなわち、固形の屈折率整合材Ｃの厚さ及び硬度は、（厚さ；２０μｍ、ショア硬度Ｅ；３０）、（厚さ；２０μｍ、ショア硬度Ｅ；８５）、（厚さ；４０μｍ、ショア硬度Ｅ；８５）、（厚さ；６０μｍ、ショア硬度Ｅ；３０）の４点で囲まれる範囲内にあるものを好適に用いることができる。

なお、領域Ｒ２（領域Ｒ１内におけるショア硬度Ｅが４５以上８０以下の領域）の固形の屈折率整合材Ｃは、挿入ファイバ３が空孔付き光ファイバ（例えば、空孔アシストファイバ：Hole-Assisted Fiber、ＨＡＦ）である場合に好適に使用できる。挿入ファイバ３が空孔付き光ファイバの場合、端面で空孔が開口し、この空孔に固形の屈折率整合材Ｃが入り込むことによって、内蔵ファイバ１に対する挿入ファイバ３の位置が安定し、調心精度が安定化する。固形の屈折率整合材Ｃの硬度が低すぎる場合には、空孔に固形の屈折率整合材Ｃが入り込んでも挿入ファイバ３の位置が安定せず、硬度が高すぎる場合には、空孔に固形の屈折率整合材Ｃが入り込みにくくなる。このため、挿入ファイバ３が空孔付き光ファイバの場合には、領域Ｒ２の固形の屈折率整合材Ｃを好適に使用できる。

本実施形態では、内蔵ファイバ１の端面の突出部１Ａは、蓋部材２２の側（図４Ａにおける図中の上側）に形成されている。この理由について説明する。
図６Ａは、介挿片の挿入時の挿入ファイバ３の位置の説明図である。図６Ｂは、介挿片の抜去後の挿入ファイバ３の位置の説明図である。図６Ａに示すように、介挿片の挿入時にはベース部材２１と蓋部材２２との隙間が開いた状態になるため、クランプ部２０に挿入された挿入ファイバ３は、ベース部材２１の調心溝２１Ａ（Ｖ溝）から浮いた状態になり得る。一方、図６Ｂに示すように、介挿片の抜去時には、調心溝２１Ａから浮いた状態の挿入ファイバ３が、ベース部材２１の調心溝２１Ａ上に位置することになる。つまり、介挿片の抜去時に、挿入ファイバ３がベース部材２１の側に移動することがある。
図７Ｂは、比較例の突き合わせ時の様子の説明図である。比較例では、内蔵ファイバ１の端面の突出部１Ａは、ベース部材２１の側に形成されている。このため、挿入ファイバ３がベース部材２１の調心溝２１Ａから浮いた状態（図６Ａ参照）で内蔵ファイバ１に突き当てられると、突出部１Ａが挿入ファイバ３の端面から外れた位置にあるため、挿入ファイバ３の端面のエッジが固形の屈折率整合材Ｃに食い込んでしまい、固形の屈折率整合材Ｃを損傷させるおそれがある。更に介挿片の抜去時に、挿入ファイバ３の端面のエッジが固形の屈折率整合材Ｃに食い込んだ状態で挿入ファイバ３がベース部材２１の側に移動するため、固形の屈折率整合材Ｃの損傷が更に大きくなるおそれもある。
図７Ａは、本実施形態の突き合わせ時の様子の説明図である。本実施形態では、内蔵ファイバ１の端面の突出部１Ａが蓋部材２２の側に形成されているため、挿入ファイバ３がベース部材２１の調心溝２１Ａから浮いた状態（図６Ａ参照）になっていても、突出部１Ａが挿入ファイバ３の端面に突き当たることができる。これにより、挿入ファイバ３の端面のエッジが固形の屈折率整合材Ｃに食い込みにくくなる。また、介挿片の抜去時においても、突出部１Ａが挿入ファイバ３の端面に突き当たることができるため、固形の屈折率整合材Ｃの損傷を抑制できる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図８Ａは、第２実施形態の内蔵ファイバ１の後端面と固形の屈折率整合材Ｃの拡大説明図である。第２実施形態では、光コネクタ１００やクランプ部２０等の他の構成は同様なので、説明は省略する。
第２実施形態では、内蔵ファイバ１の傾斜した後端面の縁が丸みを帯びており、突出部１Ａの縁が丸みを帯びている。例えば、内蔵ファイバ１の端部をカットして傾斜端面を形成した後に、傾斜端面にアーク放電を施して端面の縁を一部溶融させることによって、後端面の縁に丸みを形成させ、突出部１Ａの縁に丸みを帯びさせることが可能である。そして、第２実施形態では、このように縁に丸みを帯びた傾斜端面に、固形の屈折率整合材Ｃが設けられている。

第２実施形態においても、内蔵ファイバ１の後端面が、中央領域よりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出した突出部１Ａを有するため、光信号の光路となる中央領域での固形の屈折率整合材Ｃの変形量を規制できる。更に、第２実施形態では、中央領域よりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出した突出部１Ａが丸みを帯びているため、突き合わせ時に突出部１Ａが挿入ファイバ３の端面に接触したときの衝撃を緩和できる。

＝＝＝第３実施形態＝＝＝
図８Ｂは、第３実施形態の内蔵ファイバ１の後端面と固形の屈折率整合材Ｃの拡大説明図である。第３実施形態では、後端面の中央領域に凹部を形成することによって、中央領域よりも後側に突出した突出部１Ａが形成されている。後端面の中央領域の凹部は、椀状であっても良いし、上下方向又は左右方向に沿った溝状であっても良い。言い換えると、突出部１Ａは、後端面の縁に沿って円環状に形成されても良いし、左右方向又は上下方向から中央領域を挟むように２箇所に形成されても良い。そして、第３実施形態では、このような後端面の中央領域に固形の屈折率整合材Ｃが設けられている。

第３実施形態においても、内蔵ファイバ１の後端面が、中央領域よりも後側（挿入ファイバ３の側）に突出した突出部１Ａを有するため、光信号の光路となる中央領域での固形の屈折率整合材Ｃの変形量を規制できる。更に、第３実施形態では、突出部１Ａが光軸に対して対称的（線対称又は点対称）に配置されるため、突き合わせ時に内蔵ファイバ１や挿入ファイバ３が曲がりにくいという利点がある。なお、第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、突出部１Ａに丸みを帯びさせても良い。

＝＝＝その他＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。

なお、前述の光コネクタ１００は、ＳＣ形光コネクタを備えた現場組立型光コネクタであったが、他の光コネクタであっても良い。また、前述の光ファイバ接続装置は、光コネクタ１００やクランプ部付きフェルール１０に用いられたクランプ部２０であったが、例えば光ファイバの端面同士を突き合わせて固定するメカニカルスプライス装置であっても良い。

１ 内蔵ファイバ（第１光ファイバ）、１Ａ 突出部、
３ 挿入ファイバ（第２光ファイバ）、
３Ａ 裸光ファイバ、３Ｂ 被覆部（素線部）、５ 光ケーブル、
１０ クランプ部付きフェルール、
１１ フェルール、１２ フェルール構造体、
２０ クランプ部（メカニカルスプライス部）、２０Ａ 挿入部、
２１ ベース部材、２１Ａ 調心溝、
２１Ｂ 被覆部収容溝、２１Ｃ フランジ部、２１Ｄ 介挿用凹部、
２２ 蓋部材、２２１ 第１蓋部材、２２２ 第２蓋部材、
２３ クランプばね、
３１ 前側ハウジング（プラグフレーム）、３２ 後側ハウジング、
３２Ａ 挿入補助スライダ、３２Ｂ カバー、
３３ スプリング、３４ つまみ、
４０ 外被把持部材、
１００ 光コネクタ（現場組立型光コネクタ）、
Ｃ 固形の屈折率整合材

Claims (10)

1. フェルールと、
   前記フェルールに保持された第１光ファイバと、
   第２光ファイバを挿入させる挿入部を有し、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを調心して固定するクランプ部と、
   を備え、
   前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられ、
   前記第１光ファイバの前記端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜端面であり、前記傾斜端面によって前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されており、
   前記クランプ部は、調心溝を有するベース部材と、前記調心溝に向かって前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを押圧する蓋部材とを有し、
   前記第１光ファイバの端部が前記調心溝に配置され、
   前記突出部は、前記中央領域から見て前記蓋部材の側に配置されている
   ことを特徴とする光コネクタ。
2. 請求項１に記載の光コネクタであって、
   前記第１光ファイバの前記端面は、前記光軸に垂直な面に対して、４度以上１５度以下の角度で傾斜していることを特徴とする光コネクタ。
3. 請求項１又は２に記載の光コネクタであって、
   前記固形の屈折率整合材は、周縁領域よりも中央領域が突出していることを特徴とする光コネクタ。
4. 請求項３に記載の光コネクタであって、
   前記固形の屈折率整合材は、前記突出部よりも前記挿入部の側に突出していることを特徴とする光コネクタ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光コネクタであって、
   前記突出部の縁が丸みを帯びていることを特徴とする光コネクタ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光コネクタであって、
   前記第１光ファイバの光軸上における前記固形の屈折率整合材の厚さは、２０μｍ以上であることを特徴とする光コネクタ。
7. 請求項６に記載の光コネクタであって、
   前記固形の屈折率整合材の前記厚さ及び硬度は、（厚さ；２０μｍ、ショア硬度Ｅ；３０）、（厚さ；２０μｍ、ショア硬度Ｅ；８５）、（厚さ；４０μｍ、ショア硬度Ｅ；８５）、（厚さ；６０μｍ、ショア硬度Ｅ；３０）の４点で囲まれる範囲内にあることを特徴とする光コネクタ。
8. 第１光ファイバの端面と第２光ファイバの端面とを調心するための調心溝を有するベース部と、
   前記調心溝に向かって前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを押圧する蓋部材と、
   前記第２光ファイバを挿入するための挿入部と
   を備え、
   前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられ、
   前記第１光ファイバの前記端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜端面であり、前記傾斜端面によって前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されており、
   前記第１光ファイバの端部が前記調心溝に配置され、
   前記突出部は、前記中央領域から見て前記蓋部材の側に配置されている
   ことを特徴とする光ファイバ接続装置。
9. フェルールと、前記フェルールに保持された第１光ファイバと、ベース部及び蓋部材を有するクランプ部とを備えた組立前の光コネクタを準備すること、
   前記クランプ部の挿入部から第２光ファイバを挿入し、前記ベース部の調心溝に配置された前記第１光ファイバの端面と前記第２光ファイバの端面とを突き合わせること、及び、
   前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを突き合わせた後、前記蓋部材によって前記調心溝に向かって前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを押圧し、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを前記クランプ部で固定すること
   を行う光コネクタ製造方法であって、
   前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられており、
   前記第１光ファイバの前記端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜端面であり、前記傾斜端面によって前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されており、
   前記突出部は、前記中央領域から見て前記蓋部材の側に配置されている
   ことを特徴とする光コネクタ製造方法。
10. ベース部及び蓋部材を有するクランプ部の前記ベース部の調心溝に配置された第１光ファイバの端面と、前記クランプ部の挿入部から挿入した第２光ファイバの端面とを突き合わせること、及び
    前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを突き合わせた後に、前記蓋部材によって前記調心溝に向かって前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを押圧し、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとを前記クランプ部で固定すること、
    を行う光ファイバ接続方法であって、
    前記第１光ファイバの前記挿入部の側の端面に、固形の屈折率整合材が設けられており、
    前記第１光ファイバの前記端面は、光軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜端面であり、前記傾斜端面によって前記端面の中央領域よりも前記挿入部の側に突出した突出部が形成されており、
    前記突出部は、前記中央領域から見て前記蓋部材の側に配置されている
    ことを特徴とする光ファイバ接続方法。

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