JPH0651163A - 光ファイバコネクタ用案内スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 挿入されるフェルールの芯出しを精度良く行
なう事ができる案内スリーブを提供する事を目的とす
る。 【構成】 光ファイバコネクタ用案内スリーブ１は、一
対のフェルールを中心軸に沿って反対方向から受け入れ
中央で互いに当接可能に支持する機能を有する筒状部材
２から構成されている。筒状部材２は周方向に閉じてお
り且つ少なくとも径方向に弾性変形可能である。筒状部
材２は中央に位置する調整領域Ｃとその両側に位置する
案内領域Ａ，Ｂに区分されている。各案内領域Ａ，Ｂの
内面４には少なくとも３本の支持条５が形成されてい
る。各支持条５と中心軸との間の自由半径距離がフェル
ール外径の半分量よりも僅かに小さく設定されている。
一方、調整領域Ｃの外面は周方向に沿ってサライ６が設
けられており、内面には支持条５が延設されていない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信に用いられる光フ
ァイバ又は被覆された光ファイバケーブルを相互に結合
する光ファイバコネクタの構造に関する。より詳しく
は、一対の光ファイバの先端を支持固定する一対のフェ
ルールを互いに同心的に整合させて案内し且つ当接する
為に用いられる案内スリーブの形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバコネクタは、信号光が伝搬す
るファイバのコア部分を正しく整合させて結合する様な
構造を有する。この為に、光ファイバ開放端部を支持固
定しているフェルールを案内する為の案内スリーブが広
く用いられている。従来の一般的な案内スリーブは例え
ば実公昭５８−４８６４５号公報に開示されており、そ
の形状を図１０に示す。従来の案内スリーブ１０１は、
軸方向の全長に渡り１本のスリ割り１０３が形成された
円筒部材からなる。この円筒部材は弾性材料から構成さ
れているとともに、その自由内径（外力が加わらない状
態での内径）は、これに挿入されるフェルール１０２の
外径より僅かに小さく設定されている。かかる構成を有
する案内スリーブ１０１の両端開口部から一対のフェル
ール１０２を各々挿入すると、フェルール１０２は案内
スリーブ１０１の弾性力で締め付けられるとともに、互
いにフェルール端面が接触し軸合わせされた状態で整列
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１１は、フェルール
１０２を挿入した状態における案内スリーブ１０１の形
状を示す断面図である。案内スリーブ１０１は弾性変形
可能であり、フェルール１０２を挿入するとスリ割り１
０３を境にして両側に押し広げられる。前述した様に、
案内スリーブ１０１の自由内径はフェルール１０２の外
径に比べて僅かに小さく設定されており、押し広げられ
た状態で案内スリーブ１０１の内周面とフェルール１０
２の外周面との間には、両部材の当接個所を除いてクリ
アランス１０４が生じる。フェルール１０２と案内スリ
ーブ１０１は、スリ割り１０３の両内端部の２個所及び
中心軸に関しスリ割り１０３と対向する内周部の１個所
で互いに当接支持されており、断面でみると三点支持構
造となっている。矢印で示す様に、各当接個所には中心
軸に向う弾性応力が発生し略フェルール１０２の中心軸
と案内スリーブ１０１の中心線とが一致する様に締め付
け保持している。

【０００４】しかしながら、スリ割り１０３に沿った２
個所の当接部分は互いに接近しており、所謂均衡のとれ
た三点支持構造になっておらず、フェルール１０２の位
置決めが不安定でありばらつきが生じるという課題があ
る。一般に、光ファイバの結合に必要とされる、両側の
コア同士の軸合わせ精度は、光ファイバの構造によって
も異なるが、通常１μｍから１０μｍの程度である。こ
れより大きい軸合わせ誤差がある時は、光ファイバコネ
クタ部分での結合損失が著しく増大してしまう。従っ
て、損失の少ない光結合を行なう為には、先ず各光ファ
イバ１０５のコア中心とこれを保持固定するフェルール
１０２との同心性を十分に保つ必要がある。次に、各フ
ェルール１０２の外径寸法自体及び案内スリーブ１０１
の自由内径寸法を上記精度の範囲に加工する必要があ
る。従って、フェルール及び案内スリーブを極めて高精
度で加工しなければならない。しかしながら、仮に各部
品を高精度に仕上げたとしても、前述した様にスリ割り
型の案内スリーブ１０１では周方向に関し偏りのある三
点支持構造となっている為、中心軸のずれが避けられな
かった。

【０００５】一般に、フェルール外径は精度良く仕上げ
る事を要求されるが、一定の許容差が認められている。
例えば、ＪＩＳの規格によれば、２．４９９mmの公称外
径に対して１μｍの許容差が認められている。スリ割り
を備えた従来の案内スリーブでは個々のフェルールの許
容差が直接コアの中心軸からのずれをもたらすという課
題がある。この点について、図１２を参照して簡潔に説
明する。なお、図１２は図１１のＸ−Ｘ線に沿った断面
図である。従来の案内スリーブ１０１に収納された一対
のフェルール１０２は、中心軸に関しスリ割り１０３と
対向する案内スリーブの内面１０６に必ず当接する構造
となっている。この為、当接個所を基準として光ファイ
バ１０５のコア中心が決められる。上述した様に、個々
のフェルールの外径寸法には所定の許容差例えば１μｍ
が認められているので、結合される一対のフェルール１
０２のコア中心の間には、最大で０．５μｍの相対的な
偏心が生じる事になる。例えば左側フェルール１０２の
外径をＤＡとし右側フェルール１０２の外径をＤＢとす
ると、偏心量は（ＤＢ−ＤＡ）／２となる。

【０００６】さらに、従来のスリーブでは径方向の外力
によりフェルールが容易に変位するという課題がある。
図１２に示す様にＤＡ＜ＤＢの場合、左側の小径フェル
ール１０２はスリーブ１０１の左端側保持点ＨＡに当接
し、右側の大径フェルール１０２はスリーブ１０１の中
央付近保持点ＨＢに当接する。従ってスリーブ１０１の
スリ割り部１０３は左側から右側に向って傾斜し、小径
フェルール１０２の先端部との間にギャップＧＡが生
じ、大径フェルール１０２の後端側との間にギャップＧ
Ｂが生じる。これらのギャップの為、スリーブ１０１の
径方向保持力が不充分となり、径方向外力を受けると容
易に位置ずれを起し偏心が生じる。即ち、外力の影響に
より光結合のばらつきが生じるとともに着脱を繰り返し
た場合の結合再現性も悪くなるという課題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は光ファイバの軸合わせを高精度で実
現でき結合損失を低く抑える事が可能な構造を有する改
良された光ファイバコネクタ用案内スリーブを提供する
事を目的とする。又、フェルール外径の許容差を吸収す
る事が可能な構造を有する改良された光ファイバコネク
タ用案内スリーブを提供する事を目的とする。

【０００８】かかる目的を達成する為に講じられた手段
は以下の通りである。即ち、本発明にかかる光ファイバ
コネクタ用案内スリーブは、基本的に、所定の外径を有
する一対のフェルールを中心軸に沿って反対方向から受
け入れ中央で互いに当接可能に支持する機能を有する筒
状部材からなる。特徴的構成要件として、該筒状部材は
周方向に閉じており且つ少なくとも径方向に弾性変形可
能となっている。この筒状部材は中央に位置する調整領
域とその両側に位置する案内領域に区分されている。各
案内領域の内面には周方向に沿って等間隔に配列され且
つ中心軸方向に沿って延設された少なくとも３本の支持
条が形成されてる。各支持条と中心軸との間の自由半径
距離はフェルール外径の半分より僅かに小さく設定され
ている。一方、該調整領域の外面は周方向に沿ってサラ
イが設けられており、内面には前記支持条が延設されて
いない。

【０００９】好ましくは、該調整領域と各案内領域の境
界上内面に沿って環状突起が設けられている。又、該支
持条は、例えば筒状部材の径方向内側に向って塑性変形
した凸条部から構成されている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、案内スリーブを構成する筒状
部材は中央に位置する調整領域とその両側に位置する案
内領域に区分されている。各案内領域の内面周方向に沿
って等間隔に配列され且つ中心軸方向に沿って延設され
た少なくとも３本の支持条が形成されている。各支持条
と中心軸との間の自由半径距離は、フェルール外径の半
分量より若干小さく設定されている。従って、筒状部材
の両開口端から一対のフェルールを挿入すると、径方向
外側に向って弾性変形された筒状部材に発生する応力に
よって締め付けられる。この時、各フェルールは複数の
支持条により多点支持され、中心軸上に整合する。即
ち、各支持条はフェルール外面に対して中心軸方向に応
力を加えるとともに、個々の支持条が等角度間隔で配列
されているので、均衡のとれた多点支持例えば三点支持
が可能となり、従来に比し同心性に優れた保持案内構造
が得られる。

【００１１】一方、筒状部材の中央に位置する調整領域
の外面には、周方向に沿ってサライが設けられており、
案内領域に比べ肉厚が薄いのでさらに弾性変形が容易に
起る。又、この調整領域の内面には支持条が延設されて
いないので、挿入されたフェルール外面との間である程
度の自由空間が残される。この為、外径寸法の相対的な
誤差がある一対のフェルール先端部が、この調整領域で
互いに当接しても、容易に弾性変形が生じ外径誤差を吸
収もしくは緩和できる。

【００１２】さらに、調整領域と各案内領域の境界上内
面に沿って環状突起が設けられている。この環状突起
は、支持条に沿って案内挿入されたフェルール先端部を
クランプする事ができ、中心軸上に整合した一対のフェ
ルールをより安定的に保持する事が可能になる。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は、本発明にかかる光ファイバコ
ネクタ用案内スリーブの第一実施例を示す模式的な斜視
図である。図示する様に、案内スリーブ１は一対のフェ
ルール（図示せず）を中心軸に沿って反対方向から受け
入れ中央で互いに当接可能に支持する機能を有する筒状
部材２から構成されている。本例においては、筒状部材
２はフェルールを挿入する為に両端に設けられた開口３
（一方のみを図示）を有する円筒部材を用いている。円
筒部材２は従来のスリ割りが設けられた構造と異なり、
周方向に沿って完全に閉じており且つ少なくとも径方向
に弾性変形可能な材料例えば金属から構成されている。
円筒部材２は、中央に位置する調整領域Ｃとその両側に
位置する案内領域Ａ，Ｂに区分されている。各案内領域
Ａ，Ｂの内面４には少なくとも３本の支持条５が形成さ
れている。個々の支持条５は、円筒部材２の周方向に沿
って等間隔に配列されているとともに、中心軸方向（円
筒部材２の長手方向）に沿って延設されている。一方、
調整領域Ｃの外面１２は周方向に沿ってサライ６が設け
られており、内面には前記支持条５が延設されていな
い。

【００１４】図２は、図１に示す円筒部材２の案内領域
Ａにおける横断面形状を示す。本例においては、３本の
支持条５が周方向に沿って１２０°間隔で配列されてい
る。なお、支持条５の本数は３本に限られるものではな
くこれ以上であっても良い。又、複数の支持条の全てが
等角度間隔で配列される必要はなく、全体的に見て幾何
学的に均衡のとれた支持構造が得られる様にすれば良
い。各支持条５と中心軸との間の自由半径距離Ｒはフェ
ルール外径の半分量より僅かに小さく設定されている。

【００１５】本実施例においては略一定の肉厚を有する
円筒部材２が用いられている。この円筒部材２は例えば
高弾性金属材料から構成される。この円筒部材２は、径
方向内側に向って塑性変形した凸条部を有しており、支
持条５を規定する。この凸条部は、例えば冷間加工によ
り形成する事ができる。なお、金属材料の他に弾性変形
可能な材料として例えばジルコニアセラミックス等を用
いる事もできる。この場合には研磨や押出成形により加
工する。

【００１６】図３は、図１に示した円筒部材２の中央調
整領域Ｃにおける横断面図である。図示する様に、調整
領域の外面には周方向に沿ってサライ６が設けられてお
り、肉厚７は案内領域よりも薄くなっている。従って、
より容易に弾性変形が可能である。又、この調整領域Ｃ
には支持条５が設けられていない。

【００１７】図４は、図１に示す円筒部材２をその中心
軸と１個の支持条５を含む平面で切断した部分縦断面図
である。図示する様に、中央調整領域Ｃの肉厚７はサラ
イ６の分だけ薄くなっている。さらに、両側の案内領域
Ａ，Ｂに形成されている凸条部５（１本のみ図示）は中
央調整領域Ｃにまで延設されていない。

【００１８】図５は、図４に示した構造の変形例を表わ
している。基本的に同一の構造であり、対応する部分に
は対応する参照番号を付して理解を容易にしている。異
なる点は、調整領域Ｃと各案内領域Ａ，Ｂの境界上内面
に沿って環状突起８が設けられている事である。環状突
起８は凸条部５に比べて僅かに高く設けられており、凸
条部５に沿って案内挿入されたフェルールの先端近傍外
面をクランプしより安定的に保持する機能を有する。

【００１９】図６は、図１に示す案内スリーブ１に一対
のフェルールを組み込んだ状態を示す横断面図であり、
一方の案内領域Ａにおいて切断した部分を表わしてい
る。フェルール９の外径Ｄの半分量よりも各凸条部５の
自由半径距離が小さく設定されているので、フェルール
９を挿入すると各凸条部５は径方向外側に押し広げら
れ、矢印ＳＯＵＴで示す様に外側に弾性変形する。一
方、隣接する凸条部５の間に位置する内面部は、凸条部
５の変形ＳＯＵＴとバランスをとる為に矢印ＳＩＮで示
す様に径方向内側に弾性変形する。しかしながら、凸条
部５の高さを予め所定量に設定しているので、前述した
内面部がフェルール９の外周面に接する事はない。凸条
部５が径方向外側に変形すると応力Ｆが生じ、フェルー
ル９を中心に向って締め付ける。この時、等間隔で配列
された凸条部５はフェルール９に対して幾何学的に均衡
のとれた応力Ｆを中心に向って加えるので、光ファイバ
１０のコア中心は精度良くフェルールの中心軸Ｏに整列
できる。

【００２０】図７は、同じく図１に示す案内スリーブに
一対のフェルール９Ａ，９Ｂを装着した状態を示す縦断
面図である。本図では、何れの凸条部５も含まない平面
に沿って切断しているので、凸条部は現われていない。
一方の案内領域Ａに沿って挿入された一方のフェルール
９Ａと、他方の案内領域Ｂに沿って挿入された他方のフ
ェルール９Ｂは、中央の調整領域Ｃで互いに当接する。
図示の様に、一対のフェルール９Ａ，９Ｂの外径寸法に
相対的な誤差があっても、薄肉部７を有する調整領域Ｃ
は容易に弾性変形可能であり、この誤差を吸収もしくは
緩和できる。従って、本発明にかかる案内スリーブを用
いれば、一対のフェルール９Ａ，９Ｂのコア中心は円筒
部材２の中心軸Ｏに沿って互いに精度良く整合する事が
できる。さらに、図５に示した変形例を用いれば、調整
領域Ｃと各案内領域Ａ，Ｂとの境界に環状突起が設けら
れているので、各フェルール９Ａ，９Ｂをより確実且つ
安定的に保持する事が可能である。

【００２１】図８は、本発明にかかる案内スリーブを用
いて光ファイバを結合した場合における、結合損失を測
定した結果を示すグラフである。この測定では、単心光
ファイバコネクタ用フェルール（φ２．５mm）同士を接
続している。グラフの縦軸にサンプル個数Ｎを示し、横
軸に結合損失をデシベル単位（dB）で表わしている。総
サンプル個数１２０について、結合損失の平均Ｘは０．
０３６dBであり、分散σは０．０１８dBであった。この
測定データから明らかな様に、シングルモード光ファイ
バ用コネクタ同士の接続でスプライシング（融着接続）
と同程度の低損失で、しかも安定した接続性能が得られ
る。さらに、従来の割りスリーブに比べ着脱時の再現性
に優れている。即ち、３回着脱時の最大差を測定したと
ころ０．０５dB以下であった。又、平均値は０．００９
dB程度である。

【００２２】図１３は、本発明にかかる光ファイバコネ
クタ用案内スリーブの第二実施例を示す横断面図であっ
て、特に案内領域の部分を示している。本実施例では、
円筒部材２は個々の支持条が設けられた厚肉部１１と、
主体的に弾性変形可能な薄肉部１２とが周方向に沿って
交互に配列した形状を有している。この薄肉部１２は円
筒部材２の内面に長手方向に沿ってサライ溝１３を形成
する事により設けられる。このサライ溝１３は、前述し
た自由半径距離Ｒよりも小さな半径ＲＣを有する研削ツ
ールを半径方向外側に向って偏心させた状態で内面研削
を行なう事により加工できる。この様にすると、肉厚部
１１には隣接する内面サライ溝１３の境界に沿って支持
条５が形成される事になる。なお、各支持条５の自由半
径距離Ｒを精密に揃える為、半径Ｒを有する研削ツール
を用いて同心的な内面研削を行ない仕上げ加工を施して
も良い。なお、点線で示す様に支持条５の設けられた肉
厚部１１の外周部を平研削してその肉厚を薄くしても良
い。これにより円筒部材２はより弾性変形し易くなり安
定したフェルール支持構造が得られる。なお、外面研削
は平サライに代えて凹曲面サライであっても良い。

【００２３】最後に図９は、本発明にかかる案内スリー
ブを用いて構成された光ファイバコネクタの構造例を示
す模式的な断面図である。この光ファイバコネクタ２０
は、一方の光ファイバ１０Ａの先端に固定された一方の
フェルール９Ａと、他方の光ファイバ１０Ｂの先端に固
定された他方のフェルール９Ｂとを互いに同心状で整合
して結合する為のものであり、案内スリーブ１が組み込
まれている。この案内スリーブ１は前述した様に特有の
断面形状を有する円筒部材からなり、一対のフェルール
９Ａ及び９Ｂを中心軸に沿って反対方向から受け入れて
互いに当接可能に支持する。案内スリーブ１はホルダ２
１に収納されている。ホルダ２１は案内スリーブを無支
持状態で格納する為の中空部２２を有するとともに、フ
ランジ２３を備えており光通信装置本体等の取り付け板
に固定可能となっている。ホルダ２１の一方端部にはキ
ャップ２４Ａがねじ止めにより締結されている。又、他
方端部にも同様の構造を有するキャップ２４Ｂがねじ止
め締結されている。これらのキャップ２４Ａ，２４Ｂは
対応する各フェルール９Ａ，９Ｂと係合しながら個々の
フェルールを案内スリーブ１に押し込み互いに結合した
状態でホルダ２１の両端部に取り付けられる。なお、ホ
ルダの中空部２２には必要に応じて止め輪２５が挿入さ
れており、案内スリーブ１の軸方向遊動を規制してい
る。又、本例においてはキャップは袋ねじとなっており
ホルダ２１の端部外周に切られたねじと係合する様にな
っているが、必ずしもこれに限られるものではない。締
結方式としては、他にバヨネット形式やはまり止め構造
を採用する事もできる。又、図９に示した光ファイバコ
ネクタは本発明にかかる案内スリーブ１の使用方法を説
明する為の一例であって、必ずしもこのコネクタ構造に
限られるものではない。又、本例においては案内スリー
ブ１への挿入を容易にする目的で、フェルール９Ａ，９
Ｂの先端にはテーパが付されているが、必ずしもテーパ
を付する必要はない。

【００２４】前述した様に、ホルダの中空部２２に収納
されている案内スリーブ１は、周方向に閉じており且つ
少なくとも径方向に弾性変形可能である。案内スリーブ
１の内面には周方向に沿って均衡のとれた間隔例えば等
間隔で配列され且つ中心軸方向に沿って延設された少な
くとも３本の支持条が形成されている。各支持条と中心
軸との間の自由半径距離がフェルール９Ａ，９Ｂの外径
の半分量より僅かに小さく設定されている。従って、案
内スリーブ１はその両端から挿入された一対のフェルー
ル９Ａ，９Ｂを締め付けるとともに、等角度間隔で配置
された各支持条により均衡のとれた多点支持を行なう。
加えて、案内スリーブ１の中央には薄肉の極めて容易に
弾性変形可能な調整領域が設けられている。この為、一
対のフェルール９Ａ，９Ｂの間に外径寸法のばらつきが
あっても容易に吸収する事ができ、光ファイバ１０Ａ，
１０Ｂのコアは正確に中心軸上に整合する。従って、結
合損失の少ない光ファイバコネクタを得る事ができる。

【００２５】

【発明の効果】上述した様に、本発明によれば、案内ス
リーブを構成する筒状部材を周方向に沿って閉じた形状
にするとともに中央において特に弾性変形容易な構造と
している。そして、筒状部材の内面に等角度間隔で形成
された例えば３本の支持条を設けフェルールを支持する
様にしている。所謂幾何学的に見て均衡のとれた多点支
持例えば三点支持を行なうので、フェルール外径にばら
つきがあってもコア中心を高精度で整合させる事がで
き、従来に比し結合損失を顕著に低減する事ができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ファイバコネクタ用案内スリ
ーブの第一実施例を示す模式的な斜視図である。

【図２】第一実施例における案内領域の形状を示す横断
面図である。

【図３】同じく第一実施例における調整領域の形状を示
す横断面図である。

【図４】同じく第一実施例の形状を示す部分縦断面図あ
る。

【図５】第一実施例の変形例を示す部分縦断面図であ
る。

【図６】第一実施例の案内スリーブにフェルールを組み
込んだ状態を示す案内領域の縦断面図である。

【図７】同じく第一実施例の案内スリーブにフェルール
を組み込んだ状態を示す縦断面図である。

【図８】図１に示すフェルールを用いて測定した光ファ
イバコネクタ結合損失のデータを示すグラフである。

【図９】本発明にかかる案内スリーブを組み込んだ光フ
ァイバコネクタの一例を示す断面図である。

【図１０】従来の案内スリーブを示す模式的な斜視図で
ある。

【図１１】従来の案内スリーブにフェルールを組み込ん
だ状態を示す横断面図である。

【図１２】図１１に示すＸ−Ｘ線に沿って切断した縦断
面図である。

【図１３】本発明にかかる案内スリーブの第二実施例を
示す案内領域の横断面図である。

【符号の説明】

１ 案内スリーブ ２ 筒状部材 ３ 開口 ４ 内面 ５ 支持条 ６ サライ ７ 肉厚 ８ 環状突起 ９ フェルール １０ 光ファイバ Ａ 案内領域 Ｂ 案内領域 Ｃ 調整領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の外径を有する一対のフェルールを
   中心軸に沿って反対方向から受け入れ中央で互いに当接
   可能に支持する機能を有する筒状部材からなる光ファイ
   バコネクタ用案内スリーブにおいて、 該筒状部材は周方向に閉じており且つ少なくとも径方向
   に弾性変形可能であり、 該筒状部材は中央に位置する調整領域とその両側に位置
   する案内領域に区分されており、 各案内領域の内面には周方向に沿って均衡のとれた間隔
   で配列され且つ中心軸方向に沿って延設された少なくと
   も三本の支持条が形成されており、さらに各支持条と中
   心軸との間の自由半径距離がフェルール外径の半分量よ
   り小さく設定されており、 該調整領域の外面は周方向に沿ってサライが設けられて
   おり、内面には前記支持条が延設されていない事を特徴
   とする光ファイバコネクタ用案内スリーブ。
2. 【請求項２】 該調整領域と各案内領域の境界上内面に
   沿って環状突起が設けられている事を特徴とする請求項
   １記載の光ファイバコネクタ用案内スリーブ。
3. 【請求項３】 該支持条は、筒状部材の径方向内側に向
   って塑性変形した凸条部からなる事を特徴とする請求項
   １記載の光ファイバコネクタ用案内スリーブ。