JPH08338925A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形材料の硬化収縮による変化、温度変化に
よる変化及び湿度による変化に対して安定した寸法を確
保できる光コネクタを提供する。 【構成】 光ファイバ挿入孔１３と、この光ファイバ挿
入孔１３と所定の間隔を有して設けられた軸合わせ用嵌
合ピン孔１２とを備えた樹脂成形体からなるフェルール
１１を有し、フェルール１１の少なくとも先端部には光
ファイバ挿入孔１３を囲むように樹脂成形体よりも線膨
張係数の小さい超硬合金からなる補強部材１５が埋設さ
れている光コネクタ１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ接続用の光コ
ネクタに関するもので、特に樹脂成形光コネクタに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、光ファイバ接続用の光コネク
タのフェルールとして樹脂成形のフェルールが使用され
ている。樹脂成形のフェルールは、量産に適しているだ
けでなく、寸法精度においても充分必要とする精度に応
えられるようになってきた結果である。例えば、フェル
ールの光ファイバ挿入孔の１μｍの軸ずれは０．２ｄＢ
の接続損失を生じる。

【０００３】従来の光コネクタのフェルールは、光ファ
イバ挿入孔の軸ずれは１μｍ以内に充分押さえられ、そ
の接続損失も０．２ｄＢ以内となっている。従来の光コ
ネクタのフェルールの代表的な一例として図５に示すフ
ェルール５０がある。このフェルール５０は、フェルー
ル５０の両端に設けられた二つの嵌合ピン孔５１の間に
複数個、例えば４個の光ファイバ挿入孔５２が一列に設
けられている。フェルール５０の上面には、光ファイバ
挿入孔５２に挿入された光ファイバをフェルール５０に
固定するための接着剤注入孔５３が設けられている。

【０００４】ところで、最近の情報の大容量化に伴い、
光情報網の拡大が進み、光ファイバケーブルは、高密度
化してきた。その結果、光ファイバの接続においても、
より高密度の光コネクタ、例えば１６心〜４８心で接続
できるフェルールが要求されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の光コネクタのフ
ェルールは、せいぜい２心から４心用であったので上記
の寸法精度と接続損失に押さえられるが、樹脂成形のフ
ェルールとしては寸法精度を保証できるのはせいぜい６
心用程度までが限度である。この主な原因として次のよ
うなものがある。

【０００６】（１） 成形材料の硬化収縮による寸法変
化。 一般にフェルールの嵌合ピン孔およびファイバ挿入孔の
径およびそのピッチは、サブミクロンオーダーの精度が
要求され、上記に説明したように、例えばファイバ挿入
孔の１μｍの軸ずれにより、約０．２ｄＢの接続損失を
生じるので、樹脂成形後にフェルールが硬化、収縮する
ことを見込んで成形するが、樹脂成形材料の硬化収縮率
のばらつきが大きく、従って、フェルールを高い寸法精
度で成形するのは非常に困難であること。

【０００７】（２） 温度変化による寸法変化。 光コネクタの使用時に温度変化が生じると、光コネクタ
が膨張または収縮し、フェルールに固定された光ファイ
バの位置が変化して、良好な接続損失が得られないこ
と。特に、従来の光コネクタは２本の嵌合ピン孔の中心
を結ぶ軸に対して一方の面には光ファイバ固定用の接着
剤注入孔があるので、上下非対称となっている。そのた
め温度変化が生じると、フェルールの成形材料であるプ
ラスチックと光ファイバを固定する接着剤注入孔に注入
された接着剤との線膨張係数の違いにより、フェルール
に反りが発生し、良好な接続損失が得られないこと。

【０００８】（３） 湿度による寸法変化。 フェルールの樹脂成形材料は、微量ではあるが、水分を
吸収し、膨潤する。従って、長期の使用に際してフェル
ール各部の寸法が変化してしまい、良好な接続損失が得
られないこと。特に、８心を越える多心の光ファイバを
一括で接続する大型の多心用の光コネクタにおいては、
前記（１）〜（３）の傾向が顕著に現れる。

【０００９】上記の（３）の問題に対して、例えば実開
平１─１２５４０９号公報に開示されている光コネクタ
がある。この光コネクタは、フェルールの先端部の外周
に金属またはセラミックスの補強パイプを施すことによ
り、フェルールが吸湿し、膨潤するのを防いでいる。し
かし、このフェルールによれば、フェルールの膨張には
効果があるが、収縮に対してはなんらこれを防止するこ
とができない。

【００１０】本発明は上記の課題を解決し、成形材料の
硬化収縮による変化、温度変化による変化及び湿度によ
る変化に対して安定した寸法を確保できる光コネクタを
提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。

【００１２】本発明のうち請求項１の光コネクタは、光
ファイバ挿入孔と、この光ファイバ挿入孔と所定の間隔
を有して設けられた前記軸合わせ用嵌合ピン孔とを備え
た樹脂成形体からなるフェルールを有する光コネクタに
おいて、前記フェルールの少なくとも先端部には前記光
ファイバ挿入孔を囲むようにガラス、セラミックス又は
金属のいずれか１種又はそれらの組み合わせからなり、
且つ前記樹脂成形体よりも線膨張係数の小さい補強部材
が埋設されていることを特徴とする。

【００１３】本発明のうち請求項２の光コネクタは、光
ファイバ挿入孔と、この光ファイバ挿入孔と所定の間隔
を有して設けられた前記軸合わせ用嵌合ピン孔とを備え
た樹脂成形体からなるフェルールを有する光コネクタに
おいて、前記フェルールの少なくとも先端部には前記光
ファイバ挿入孔及び前記軸合わせ用嵌合ピン孔を囲むよ
うにガラス、セラミックス又は金属のいずれか１種又は
それらの組み合わせからなり、且つ前記樹脂成形体より
も線膨張係数の小さい補強部材が埋設されていることを
特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明のうち請求項１の光コネクタによれば、
フェルールの少なくとも先端部には光ファイバ挿入孔を
囲むようにガラス、セラミックス又は金属のいずれか１
種又はそれらの組み合わせからなり、且つ樹脂成形体よ
りも線膨張係数の小さい補強部材が埋設されているので
以下のような作用を有する。

【００１５】（１） 脂成形材料の硬化収縮による寸法
変化の抑制。 樹脂成形後に金型内から取り出されたフェルールは、嵌
合ピン孔ピッチ方向の樹脂成形収縮が前述した補強部材
で抑えられるのでほとんど金型寸法どうり成形されて取
り出される。この理由は、補強部材の周りの樹脂成形材
料が硬化収縮しても、フェルールの端面付近には補強部
材がインサート成形されており、この補強部材は樹脂成
形材料が収縮する際に発生する応力に屈することなく、
フェルール端面をほぼ金型寸法のまま保持することが可
能となる。従って、従来のように硬化収縮のばらつきに
左右されることが少なく、安定した寸法のものを得るこ
とができる。

【００１６】（２） 温度変化による寸法変化の抑制。 光コネクタの使用時に温度変化があった場合、補強部材
の周りの樹脂成形材料は材料固有の割合で膨張または収
縮するが、補強部材としてジルコニア、アルミナ等のセ
ラミックスや鉄、銅、超硬合金等の金属、ガラス、石英
ガラス等を使用すれば、これらの線膨張係数は樹脂成形
材料の線膨張係数より小さいので、変形は小さい。ま
た、補強部材の材質、大きさ、形状を変えれば、補強部
材とプラスチック樹脂成形材料とを複合体としたときの
線膨張係数を自在に制御できる。

【００１７】（３） 反りの矯正。 フェルールの樹脂成形材料と光ファイバ固定用の接着剤
の線膨張係数の違いにより、多心光コネクタに反りが発
生するが、光コネクタ端面近傍には補強部材がインサー
ト成形されており、この補強部材は反りを発生させよう
とする応力方向に対して前述反りを発生させようとする
応力に屈することがない。そのため光コネクタの端面付
近には反りが発生しない。

【００１８】（４） 湿度による寸法変化の抑制。 （３）と同様に、補強部材の周りの樹脂成形材料が水分
を吸収し、光コネクタが膨潤しても、光コネクタの端面
近傍には補強部材がインサート成形されており、この補
強部材は寸法を変化させようとする応力方向に対して光
コネクタの端面付近は高精度のまま保持される。

【００１９】本発明のうち請求項２の光コネクタによれ
ば、フェルールの少なくとも先端部には光ファイバ挿入
孔及び軸合わせ用嵌合ピン孔を囲むようにガラス、セラ
ミックス又は金属のいずれか１種又はそれらの組み合わ
せからなり、且つ樹脂成形体よりも線膨張係数の小さい
補強部材が埋設されているので、光ファイバ挿入孔のみ
ならず、軸合わせ用嵌合ピン孔も含めて、上記請求項１
の光コネクタ同様、樹脂成形材料の硬化収縮による寸法
変化の抑制、温度変化による寸法変化の抑制、反りの矯
正、湿度による寸法変化の抑制により光コネクタの端面
付近は高精度のまま保持される。

【００２０】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００２１】（実施例１）本発明の光コネクタの一実施
例を図１（イ）、（ロ）を参照して説明する。図１
（イ）、（ロ）において多心の光コネクタ１０は、フェ
ルール１１の両端に設けられた二つの軸合わせ用の嵌合
ピン孔１２の間に複数個、本実施例では図示の関係で、
例えば６個の光ファイバ挿入孔１３が嵌合ピン孔１２に
対して所定の間隔で一列に設けられている。フェルール
１１の上面には、光ファイバ挿入孔１３に挿入される光
ファイバをフェルール１１に固定するための接着剤注入
孔１４が設けられている。フェルール１１は、例えばシ
リカ入りエポキシ樹脂により形成されている。上記構成
は従来と同様である。

【００２２】本発明の特徴は、フェルール１１の先端部
付近に６個の光ファイバ挿入孔１３を囲むように補強部
材１５が配置されていることにある。補強部材１５は、
フェルール１１の樹脂成形体よりも線膨張係数の小さ
い、例えば超硬合金で形成されている。補強部材１５
は、上記超硬合金に限るものではなく、フェルール１１
の樹脂成形体よりも線膨張係数の小さいもの（１×１０
^-5K ^-1以下）であればよく、例えばジルコニア、アルミ
ナ等のセラミックスや鉄、銅等の金属、ガラス、石英ガ
ラス等でもよく、またそれらが組み合わされた複合体で
もよい。

【００２３】上記の多心用の光コネクタ１０は、例えば
シリカ入りエポキシ樹脂を用いて、金型に嵌合ピン孔成
形用のコアピンと、光ファイバ挿入孔成形用のコアピン
と、さらに補強部材１５を精密固定部材で固定してトラ
ンスファ成形により補強部材１５をフェルール１１内に
インサート成形により埋設することができる。上記のよ
うにして得た多心の光コネクタ１０において補強部材１
５の効果を調べた。尚、比較のために補強部材１５を配
置しない光コネクタ１０と同一寸法の従来の光コネクタ
を用意した。両者の比較結果は次の通りであった。

【００２４】（１） 硬化収縮による寸法変化の抑制。 従来の光コネクタでは、フェルール各部の寸法ばらつき
が±２μｍあったのが、補強部材１５をインサート成形
した本発明の光コネクタ１０は、フェルール１１各部の
寸法ばらつきが±０．１μｍに抑えられた。

【００２５】（２） 温度変化による寸法変化の抑制。 補強部材１５をインサート成形した本発明の光コネクタ
１０同士をガイドピンを各嵌合ピン孔１２に嵌合して接
続し、ヒートサイクル試験（−４０°Ｃ〜８０°Ｃで１
０サイクル）を行った結果、接続損失にはほとんど変動
がなかった。

【００２６】（３） 湿度による寸法変化の抑制。 湿熱試験（７０°Ｃ、９０％ＲＨ、１００時間）の前後
での寸法を測定したところ、従来の光コネクタのフェル
ールでは、湿熱試験後に約２０μｍ膨潤していたのに対
し、補強部材１５入りの本発明の光コネクタ１０のフェ
ルール１１では０．５μｍ以下の膨潤に抑えられた。

【００２７】（実施例２）本発明の光コネクタの他の実
施例を図２に示す。本実施例の光コネクタ２０の特徴
は、フェルール２１の先端部付近に配置されている補強
部材２５が嵌合ピン孔２２、２２とともに６個の光ファ
イバ挿入孔１３を囲むように構成されていることにあ
る。その他の構成は、実施例１と同様につき詳細な説明
を省略する。

【００２８】（実施例３）本発明の光コネクタのその他
の実施例を図３（イ）、（ロ）に示す。本実施例の光コ
ネクタ３０の特徴は、フェルール３１の先端部付近に配
置されている補強部材３５が嵌合ピン孔３２の部分と６
個の光ファイバ挿入孔１３を囲む部分が別々に構成され
ていることにある。尚、例えば幅方向に複数列存在する
場合には、図３（ロ）のように列ごとに補強部材３５で
囲む方法もある。その他の構成は、実施例１と同様につ
き詳細な説明を省略する。

【００２９】（実施例４）本発明の光コネクタの更にそ
の他の実施例を図４（イ），（ロ）に示す。本実施例の
光コネクタ４０の特徴は、フェルール４１の先端部付近
に配置されている補強部材４５をフェルール４１の側面
（図４（イ））及び正面と側面（図４（ロ））に露出し
ていることにある。このように補強部材４５をフェルー
ル４１の側面あるいは正面に露出させたのは、金型内に
補強部材４５を固定する際に、補強部材４５の位置決め
を容易にするためである。その他の構成は、実施例２と
同様につき詳細な説明を省略する。

【００３０】上記実施例２ないし実施例４の光コネクタ
２０ないし光コネクタ４０について実施例１と同様の効
果を調べたところ、いずれも実施例１の光コネクタ１０
と同様の結果が得られた。尚、前述した各補強部材とし
て、樹脂成形体のヤング率よりも大きいヤング率のもの
を選べば、フェルールの変形や反り等はより効果的に防
止できるので好ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のうち請求項
１の光コネクタによれば、フェルールの少なくとも先端
部には光ファイバ挿入孔を囲むようにガラス、セラミッ
クス又は金属のいずれか１種又はそれらの組み合わせか
らなり、且つ樹脂成形体よりも線膨張係数の小さい補強
部材が埋設されているので以下のような効果を有する。

【００３２】（１） 樹脂成形材料の硬化収縮による寸
法変化の抑制。 樹脂成形後に金型内から取り出されたフェルールは、嵌
合ピン孔ピッチ方向の樹脂成形収縮が補強部材で抑えら
れるのでほとんど金型寸法どうり成形されて取り出され
る。その結果従来のように硬化収縮のばらつきに左右さ
れることが少なく、安定した寸法のものを得ることがで
きる。

【００３３】（２） 温度変化による寸法変化の抑制。 光コネクタの使用時に温度変化があった場合でも、補強
部材の線膨張係数が樹脂成形材料の線膨張係数より小さ
いので、フェルール自体の変形は小さくなる。

【００３４】（３） 反りの矯正。 フェルールの樹脂成形材料と光ファイバ固定用の接着剤
の線膨張係数の違いにより、光コネクタに反りを発生さ
せようとする応力が発生するが、補強部材が反りを発生
させようとする応力に対抗するので、光コネクタの端面
付近には反りが発生しない。

【００３５】（４） 湿度による寸法変化の抑制。 補強部材の周りの樹脂成形材料が水分を吸収し、光コネ
クタが膨潤しようとしても、補強部材が寸法を変化させ
ようとする応力方向に対して抵抗力として働くので、光
コネクタの端面付近は高精度のまま保持される。

【００３６】本発明のうち請求項２の光コネクタによれ
ば、光ファイバ挿入孔のみならず、軸合わせ用嵌合ピン
孔も含めて、補強部材に囲まれているので、上記請求項
１の光コネクタ同様、樹脂成形材料の硬化収縮による寸
法変化の抑制、温度変化による寸法変化の抑制、反りの
矯正、湿度による寸法変化の抑制により光コネクタの端
面付近は高精度のまま保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）は本発明の光コネクタの一実施例を示す
斜視図、（ロ）は図（イ）の光コネクタのＡ−Ａ線断面
図である。

【図２】本発明の光コネクタの他の実施例を示す正面図
である。

【図３】本発明の光コネクタのその他の実施例を示す正
面図である。

【図４】本発明の光コネクタのその他の実施例を示す正
面図及び斜視図である。

【図５】従来の光コネクタの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 光コネクタ １１ フェルール １２ 嵌合ピン孔 １３ 光ファイバ挿入孔 １５ 補強部材 ２０ 光コネクタ ２１ フェルール ２５ 補強部材 ３０ 光コネクタ ３１ フェルール ３５ 補強部材 ４０ 光コネクタ ４１ フェルール ４５ 補強部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳瀬 博之 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 下地 直子 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 繁松 孝 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 篠崎 敦 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 長沢 真二 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ挿入孔と、光ファイバ挿入孔
   と所定の間隔を有して設けられた前記軸合わせ用嵌合ピ
   ン孔とを備えた樹脂成形体からなるフェルールを有する
   光コネクタにおいて、前記フェルールの少なくとも先端
   部には前記光ファイバ挿入孔を囲むようにガラス、セラ
   ミックス又は金属のいずれか１種又はそれらの組み合わ
   せからなり且つ前記樹脂成形体よりも線膨張係数の小さ
   い補強部材が埋設されていることを特徴とする光コネク
   タ。
2. 【請求項２】 光ファイバ挿入孔と、この光ファイバ挿
   入孔と所定の間隔を有して設けられた前記軸合わせ用嵌
   合ピン孔とを備えた樹脂成形体からなるフェルールを有
   する光コネクタにおいて、前記フェルールの少なくとも
   先端部には前記光ファイバ挿入孔及び前記軸合わせ用嵌
   合ピン孔を囲むようにガラス、セラミックス又は金属の
   いずれか１種又はそれらの組み合わせからなり且つ前記
   樹脂成形体よりも線膨張係数の小さい補強部材が埋設さ
   れていることを特徴とする光コネクタ。