JPH0715525B2 - 海底光中継器用コネクタ構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、海底光中継器の中継器回路から導出される
光ファイバと、海底光ケーブルの光ファイバとを接続す
るためのコネクタ構造に関するものである。

「従来の技術」 海底光伝送方式における海底光ケーブルと中継器との接
続は、従来一般には第４図に示すようになされている。

第４図において符号１は中継器回路、２は中継器回路１
を収納している耐圧シリンダ、３は耐圧シリンダ２の先
端を閉塞している端面板、４は端面板３を貫通している
光フィードスル、５は中継器回路１より引き出されてい
る光ファイバであり、また、符号６は海底光ケーブル、
７はその海底光ケーブル６の光ファイバ、８はケーブル
引留装置、９はＴ−Ｔ接続部であって、中継器回路１側
の光ファイバ５を光フィードスル４を挿通させて導出
し、Ｔ−Ｔ接続部９内において海底光ケーブル６側の光
ファイバ７に接続するようになっている。符号10はその
接続箇所を示す。

上記のような中継器は水深8.000mにも及ぶ海底に敷設さ
れる可能性があり、したがって海底光ケーブル６の断線
等の障害が発生したときには、光フィードスル４には最
大800気圧にも及ぶ水圧がかかる恐れがある。そして、
光フィードスル４にはそのような高水圧に耐え得るとと
もに、耐圧シリンダ２内に海水が浸入することを防止で
きる水密性能が要求されている。また、通常時において
も、中継器回路１の特性劣化の原因となる耐圧シリンダ
２内の湿度上昇を長期間にわたって抑制できるような気
密性能も要求されている。

「発明の解決しようとする問題点」 ところで上記の場合、高ファイバ5,7同士の接続はＴ−
Ｔ接続部９内において熱融着によって行なわざるを得
ず、このため単一モードファイバの場合において１μｍ
以下という高精度の軸合わせを行う必要があり、接続作
業に長時間を要するという問題があった。また、Ｔ−Ｔ
接続部９は熱融着接続に伴う双方約1mの光ファイバ余長
を収納できなければならず、このため中継器筐体が大型
になってしまうという問題もあった。

この発明は上記事情に鑑み、中継器筐体の小型化と、伝
送路の建設あるいは修理に際する海底光ケーブルと海底
光中継器回路との接続時間の短縮を可能とするととも
に、低光損失で高信頼な水密性、気密性を有する海底光
中継器用コネクタ構造を提供することを目的としてい
る。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、中継器回路を収納した耐圧シリンダの先端
に取り付けられている端面板に貫通孔を設け、その貫通
孔に回路側フェルールを装着してその回路側フェルール
に前記中継器回路から引き出したメタルコートファイバ
を挿通させ、前記回路側フェルールの先端に海底光ケー
ブルの光ファイバを挿通させたケーブル側フェルールの
先端を突き合わせることによって、前記メタルコートフ
ァイバと前記光ファイバとを光学的に接続するようにな
し、前記回路側フェルールは、前記貫通孔内に配置され
内部にハンダが充填されている第１の円筒体と、後端が
前記第１の円筒体に接合され先端部が前記貫通孔の外表
面側に突出し内部に接着材が充填されている第２の円筒
体と、その第２の円筒体のい先端に取り突けられている
前記メタルコートファイバの先端を成端しているセラミ
ックフェルール部材とにより構成されており、かつ、こ
の回路側フェルールの外周面と前記貫通孔の内面との間
の間隙は、気密保持手段およびその気密保持手段により
前記端面板の外表面側に設けられた水密保持手段によっ
てシールされていることを特徴としている。

上記の水密保持手段としては、接着材あるいはＯリング
を用いてシールすようにしたものが考えられる。また、
前記気密保持手段としては、第１の円筒体の外面に形成
されたテーパ部を貫通孔の内面に形成されたテーパ部に
対して押圧し、それらテーパ部を互いに密着させること
によってシールするようにしたものが考えられる。

「作用」 この発明は、従来の光フィードスルに代えて回路側フェ
ルールを端面板に接着し、この回路側フェルールに水密
および気密保持機能と、光ファイバ同士を接続するため
のコネクタとしての機能を兼備させるようにしたもので
ある。すなわち、端面板の貫通孔に装着した回路側フェ
ルールに海底光ケーブル側のフェルールを突き合わせる
ことによって、中継器回路より引き出したメタルコート
ファイバと海底光ケーブルの光ファイバとを光学的に接
続する。また、回路側フェルールを構成する第１、第２
の円筒体の内部にそれぞれ充填したハンダ、接着材によ
って、それら第１、第２の円筒体内面とメタルコートフ
ァイバとの間の空隙を気密裡、水密裡に塞ぐとともに、
回路側フェルールの外周面と貫通孔内面との間の間隙は
水密保持手段および気密保持手段によってシールして、
耐圧シリンダ内に海水が浸入したりその内部の湿度が上
昇してしまうことを防止する。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を第１図および第２図を参照
して説明する。

この実施例のコネクタ構造は、上述した従来の中継器筐
体における端面板３に対して、従来の光フィードスル４
に代えて回路側フェルールを取り付け、この回路側フェ
ルールに水密および気密保持機能と光ファイバ同士を接
続するコネクタとしての機能とを兼備させるようにした
ものである。

すなわち、第１図に示すように端面板３には貫通孔20が
設けられ、その貫通孔20には回路側フェルール21が装着
され、その回路側フェルール21には中継器回路１（第４
図参照）から引き出されたメタルコートファイバ22が挿
通している。メタルコートファイバ22は光ファイバの外
表面にハンダ28（後述）とのぬれ性が良い金属（たとえ
ば金）をコーティングしたものである。

一方、海底光ケーブル６の光ファイバ７はケーブル側フ
ェルール23を挿通しており、そのケーブル側フェルール
23の先端を上記回路側フェルール21の先端に割りスリー
ブ24を介して突き合わせることによって、メタルコート
ファイバ22と光ファイバ７と光学的に接続するようにな
っている。

ここで、上記の回路側フェルール21の構成を詳細に説明
すると、この回路側フェルール21は、前記貫通孔20内に
位置する第１の円筒体25と、後端がその第１の円筒体25
に接合され先端部が貫通孔20の外表面側に突出している
第２の円筒体26と、その第２の円筒体26の先端に取り付
けられたセラミックフェルール部材27とにより構成され
ており、メタルコートファイバ22の先端はこのセラミッ
クフェルール部材27の先端面において成端されている。
このセラミックフェルール部材27は、メタルコートファ
イバ22と同径あるいはわずかに大きな径の貫通孔を有す
るもので、陸上方式におけるPF、PC等の光コネクタに従
来より用いられており、高精度な軸合わせが可能である
とともに、単一モードファイバの相互接続についても充
分に低損失であるという実績があるものである。

また、第１の円筒体25の内部にはハンダ28が充填され、
第２の円筒体26の内部にはそのハンダ28に連続して接着
材29が充填されいて、これらのハンダ28、接着材29によ
って両円筒体25,26の内面とメタルコートファイバ22外
面との間の空隙は水密裡かつ気密裡に封止されている。
なお、接着材29としては硬化時収縮率が小さくかつ機械
的特製に優れているたとえばエポキシ系のものを用いる
ことが望ましく、これを充填孔38より気泡が生じないよ
うに充分に充填する。

以上のように構成されて貫通孔20に装着された回路側フ
ェルール21の外周面と、上記貫通孔20の内面との間の間
隙は、気密保持手段および水密保持手段により２重に封
止されており、これにより、その間隙を通って海水が耐
圧シリンダ２（第４図参照）の内部に浸入すること、お
よび耐圧シリンダ２内の湿度が上昇することを防止する
ようにされている。上記の気密保持手段としては従来よ
り光フィードスルアッセンブリに適用されていて充分な
実績のあるいわゆるコーンシールが採用されており、ま
た上記の水密保持手段としては接着材が用いられてい
る。

すなわち、第１の円筒体25および貫通孔20には互いに合
致する形状のテーパ部30,31がそれぞれ設けられてい
て、これらテーパ部30,31によって気密保持手段として
のコーンシール部32が形成されており、貫通孔20の周囲
に設けられた螺子溝33に押え部材34を螺合させて回路側
フェルール21を図において右方に押圧することにより、
テーパ部30,31同士が互いに密着して充分な気密性が確
保されるようになっている。

さらに、上記の押え部材34と回路側フェルール21の第２
の円筒体26の外周面との間の間隙は、水密保持手段とし
ての接着材35が充填されることによって水密裡にシール
され、これによりその間隙に海水が浸入することを防止
してコーンシール部32が腐食することを防止し、もって
コーンシールによる気密性保持が長期にわたって確保さ
れるようになっている。なお、押え部材34の外周面と螺
子溝33との間の間隙にも同様に接着材35が充填され、そ
こからの海水の浸入を防止するようになっている。

上記のように構成され、水密裡かつ気密裡に貫通孔20に
装着されている回路側フェルール21には、上述したよう
に割りスリーブ24を介してケーブル側フェルール23が突
き合わされ、これによりメタルコートファイバ22と光フ
ァイバ７とが光学的に接続されている。

なお、ケーブル側フェルール23の先端には上記のセラミ
ックフェルール部材27と対になるセラミックフェルール
部材36が取り付けられており、また、このケーブル側フ
ェルール23の内部には上記第２の円筒体26内に充填され
ている接着材29と同様の接着材37が充填されている。ま
た、上記の割りスリーブ24は、従来の光コネクタに用い
られて実績のあるものと同様のものである。

上記の構造によれば、従来の中継器筐体における光フィ
ードスル４（第４図参照）が有していた水密性および気
密性の保持機能と、従来のＴ−Ｔ接続部９（第４図参
照）が有していた接続機能の双方を回路側フェルール21
が兼備しており、このため、接続作業時間の短縮および
中継器筐体の小型化が実現されている。すなわち、回路
側フェルール21とケーブル側フェルール23同士を突き合
わせることで、回路側のメタルコートファイバ22とケー
ブル側の光ファイバ７とを極めて簡単に、しかもセラミ
ックフェルール部材27,36を用いたことをよって高精度
かつ低光損失で接続することができ、したがって従来の
熱融着によって接続する場合のように高精度の軸合わせ
を行う必要はなく、接続作業に要する時間を大幅に短縮
することができる。たとえば、６心の光ファイバを熱融
着によって接続する場合には従来約１時間を要していた
が、上記のようにすることによりわずか数分間で接続を
完了することができる。また、従来において必要であっ
たＴ−Ｔ接続部９は不要となり、したがって中継器筐体
を小型化することができる。

また、回路側フェルール21の内部にハンダ28および接着
材29を充填し、しかも回路側の光ファイバとしてハンダ
28とのぬれ性が良いメタルコートファイバ22を用いたの
で、これらのハンダ28、接着材29によって回路側フェル
ール21内部での水密性、気密性は充分に確保され、耐圧
シリンダ２内に海水が浸入したり、耐圧シリンダ２内の
湿度が上昇してしまうことを有効に防止できる。なお、
発明者らの実験によると、ハンダ封止工程中の光損失の
増加は平均で0.01dB以下であり、問題ないことがわかっ
ている。また、発明者らの別の実験によると、ハンダの
みによる封止部に水圧が加えられた場合、第２図に示す
ように水圧が400Kg/cm²以上になるとハンダの塑性流動
に起因する光ファイバのマイクロベンド現象が原因と考
えられる著しい光損失が発生し、水圧解除後も１封止部
当たり0.1dB程度の光損失が残留することが分かってい
る（第２図では２封止部当たりの光損失を表してい
る）。上記の構造においては、そのような光損失の増加
は接着材29を充填することでハンダ28に水圧が加わらな
いようにすることにより、有効に防止されている。つま
り、気密性は完全であるが機械的強度に劣るハンダ28に
よる封止と、機械的強度には優れるが長期的には透湿率
が零ではない接着材29による封止とを組み合わせること
によって、高信頼な水密、気密機能が確保されている。

さらに、回路側フェルール21の外周面と貫通孔20内面と
の間の間隙は、気密保持手段としてのコーンシール部32
および水密保持手段としての接着材35により２重にシー
ルされ、したがって回路側フェルール21の外周からの海
水の浸入も有効に防止できるとともに、コーンシール部
32に海水が浸入することが防止されるのでコーンシール
部32が早期に腐食してしまうことがなく、気密性を長期
にわたって確保することができる。

なお、上記実施例においては水密保持手段として接着材
35を用いたが、第３図に示すように接着材35に代えてＯ
リング40を取り付けて水密裡にシールするようにしても
良い。この場合も、Ｏリング40をコーンシール部32より
端面板３の外表面側（第３図において左側）に取り付け
ることにより、上記実施例と全く同様の効果を得ること
ができる。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明によれば、耐圧
シリンダ先端の端面板に装着した回路側フェルールにケ
ーブル側フェルールを突き合わせるようにし、しかもセ
ラミックフェルール部材を用いるようにしたから、回路
からのメタルコートファイバとケーブルの光ファイバと
の接続を極めて短時間でかつ低光損失で、しかも高精度
で行うことができるとともに、従来において必要であっ
たＴ−Ｔ接続部を省略して筐体を小型化することができ
るという効果を奏する。

また、回路側フェルールの内部にハンダおよび接着材を
充填することによって水密、気密保持機能を持たせると
ともに、回路側フェルールの外周面においても水密保持
手段、気密保持手段によって水密、気密を保つようにし
たので、耐圧シリンダ内に海水が浸入したり湿度が上昇
したりすることを長期にわたって有効に防止することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の実施例を示す図であ
る。第１図はこの実施例のコネクタ構造の概略構成を示
す断面図、第２図はハンダによる気密封止部に水圧を加
えたときの光損失の増加の状態を示す図、第３図は水密
保持手段としてＯリングを用いた場合の構成例を示す断
面図である。 第４図は従来の海底光中継器筐体の構成例を示す断面図
である。 １……中継器回路、２……耐圧シリンダ、３……耐面
板、６……海底光ケーブル、 ……光ファイバ、20……貫通孔、21……回路側フェルー
ル、20……メタルコートファイバ、23……ケーブル側フ
ェルール、25……第１の円筒体、26……第２の円筒体、
27……セラミックフェルール部材、28……ハンダ、29…
…接着材、30,31……テーパ部、32……コーンシール部
（気密保持手段）、35……接着材（水密保持手段）、40
……Ｏリング（水密保持手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中継器回路を収納した耐圧シリンダの先端
   に取り付けられている端面板に貫通孔を設け、その貫通
   孔に回路側フェルールを装着してその回路側フェルール
   に前記中継器回路から引き出したメタルコートファイバ
   を挿通させ、前記回路側フェルールの先端に海底光ケー
   ブルの光ファイバを挿通させたケーブル側フェルールの
   先端を突き合わせることによって、前記メタルコートフ
   ァイバと前記光ファイバとを光学的に接続するようにな
   し、前記回路側フェルールは、前記貫通孔内に配置され
   内部にハンダが充填されている第１の円筒体と、後端が
   前記第１の円筒体に接合され先端部が前記貫通孔の外表
   面側に突出し内部に接着材が充填されている第２の円筒
   体と、その第２の円筒体の先端に取り付けられていて前
   記メタルコートファイバの先端を成端しているセラミッ
   クフェルール部材とにより構成されており、かつ、この
   回路側フェルールの外周面と前記貫通孔の内面との間の
   間隙は、気密保持手段およびその気密保持手段より前記
   端面板の外表面側に設けられた水密保持手段によってシ
   ールされていることを特徴とする海底光中継器用コネク
   タ構造。
2. 【請求項２】前記水密保持手段は前記間隙に接着材を充
   填することによりシールするようにしたものであるとと
   もに、前記気密保持手段は、前記第１の円筒体の外面に
   形成されたテーパ部を前記貫通孔の内面に形成されたテ
   ーパ部に対して押圧することによりそれらテーパ部を互
   いに密着させてシールするようにしたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の海底光中継器用
   コネクタ構造。
3. 【請求項３】前記水密保持手段は前記間隙をＯリングに
   よってシールするようにしたものであるとともに、前記
   気密保持手段は、前記第１の円筒体の外面に形成された
   テーパ部を前記貫通孔の内面に形成されたテーパ部に対
   して押圧することによそれらテーパ部を互いに密着させ
   てシールするようにしたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の海底光中継器用コネクタ構
   造。