JPH1010369A - 光ファイバコネクタ - Google Patents

光ファイバコネクタ

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JPH1010369A
JPH1010369A JP8195165A JP19516596A JPH1010369A JP H1010369 A JPH1010369 A JP H1010369A JP 8195165 A JP8195165 A JP 8195165A JP 19516596 A JP19516596 A JP 19516596A JP H1010369 A JPH1010369 A JP H1010369A
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ferrule
center line
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optical fiber
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宣利 武田
Toru Mizuhashi
徹 水橋
Kazuo Watanabe
和夫 渡辺
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T M KIKAKU KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な加工によって製造することができ、か
つ、安定した効率の良い伝送を可能とする超高速通信用
の光ファイバコネクタを得る。 【解決手段】 フェルール２の先端にテーパ部３と突状
球面４を形成し、この突状球面４とフェルール中心線ｆ
との交点を基準当接点５とし、この基準当接点５を通る
基準法線ｎを定めた場合に、上記テーパ部３は、その円
錐中心線３ｂが基準法線ｎを含むフェルール中心の縦断
面内に、上記基準法線ｎと基準当接点５で直交する当接
直線６を定めたときに、この当接直線６がテーパ部３の
円錐面３ａによって囲まれてできる線分６ａの中点を基
準当接点５の位置に一致させるべく上記円錐面３ａの位
置を定める。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用ファイバ
の接続部に使用する光ファイバコネクタに関し、特に、
超高速通信に必要な寸法精度を容易に確保することがで
きる光ファイバコネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信用ファイバケーブルの接続に使用
する光ファイバコネクタは、伝送性を確保するために、
接続部の挿入損失を抑え、かつ、戻り光損失を抑えるこ
とが要求されるので、光ファイバの端部を保持するフェ
ルール先端の当接面は、その伝送性能に応じて、平面、
凸球面等が用いられる。
【０００３】画像伝送等の超高速通信用の光ファイバの
接続に使用する光ファイバコネクタは、図３の傾斜凸球
面により当接するコネクタ先端部の形状図の如く、傾斜
凸球面を用いる。この傾斜凸球面１０１は、その凸球面
により、光ファイバ１０２の光軸ｆ上の点１０３におい
て対向する光ファイバ１０２の端面を互いに直接接触さ
せ、また、この当接点１０３で凸球面１０１に接する当
接平面１０４を傾斜させることにより、挿入損失と戻り
光損失を抑えることができる。符合１０６は、光ファイ
バコネクタの先端で光ファイバ１０２を保持するフェル
ールを示す。
【０００４】一方、光ファイバコネクタは、図３のコネ
クタの先端にテーパ部を形成した断面形状図を示す図４
の如く、円柱状のフェルール１０６の先端の傾斜凸球面
１０１の外周部に接続案内用の円錐状をなすテーパ部１
０７を備える。この傾斜凸球面１０１は、一般の弾性研
磨板によって球面研磨した場合には、球面の頂点１０８
が光軸をなすフェルール中心線ｆから外れた位置に形成
される。
【０００５】その理由は以下のとおりである。弾性研磨
板を用いた一般的な球面研磨加工は、突状部の端面を基
準として研磨することにより、球面の頂点における当接
平面１０４の傾斜角を確保して上記端面の中心点を頂点
とする高精度の研磨球面を容易に形成することができ
る。
【０００６】一方、研磨の基準形状をなす突状部の端面
の中心点は、当接平面１０４が傾斜することから、この
当接平面１０４とテーパ部１０７の円錐面１０７ａとに
よってできる突状部１０４ａの中心点１０８は、光軸を
なすフェルール中心線ｆから外れた偏心位置をなす。
【０００７】この中心点１０８を頂点として研磨球面が
形成されるので、上記当接平面１０４を基準とする傾斜
凸球面１０１の頂点１０８は、フェルール中心線ｆ上の
点１０９から偏位量Ｅの誤差を生じることとなる。
【０００８】この頂点の偏心により伝送性能の低下を招
くことから、上記光ファイバコネクタは超高速通信用の
光ファイバコネクタに適用することができない。さら
に、上記偏位は弾性研磨板によって研磨した際の研磨深
さとともに増加することから、研磨調整によっても解決
することができない。
【０００９】このような偏心を避けるために、フェルー
ル中心線ｆ上の点１０９を回転中心として弾性研磨板を
回転させて研磨する方法や、図５に示すごとく、テーパ
部１０７の先端に小径円柱部１１０を形成し、この小径
円柱部１１０の先端に傾斜凸球面１０１を形成する方法
が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、球面の
頂点とすべきフェルール中心線ｆ上の点１０９を回転中
心とする上記研磨方法は、回転軸の精度を要する専用の
研磨装置と、顕微鏡による高精度の位置合わせとを必要
とし、また、テーパ部と傾斜凸球面との間に小径円柱部
を介設する方法は、フェルールの加工工程が複雑化する
とともに、小径円柱部によって基準当接点がテーパ部か
ら突出することにより先端部の剛性低下を招き、伝送が
不安定となるおそれが生じ、耐久性上の問題点を抱えて
いる。
【００１１】本発明の目的は、簡易な加工によって製造
することができ、かつ、安定した効率の良い伝送を可能
とする超高速通信用の光ファイバコネクタを得ることに
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、光ファイバの接続端部を貫通保持する円柱状のフェ
ルールを備え、このフェルールの先端に接続案内のため
の円錐面をなすテーパ部を形成し、このテーパ部の先端
に突状球面を形成し、この突状球面とフェルール中心線
との交点を基準当接点とし、この基準当接点を通りフェ
ルール中心線に対して傾斜する直線を突状球面と直交す
る基準法線とする光ファイバコネクタにおいて、前記基
準法線を含むフェルール中心の縦断面内にテーパ部の円
錐中心線を定め、同縦断面内で基準法線と基準当接点で
直交する当接直線を定めたときに、この当接直線がテー
パ部の円錐面によって囲まれてできる線分の中点をフェ
ルール中心線上に一致させるべくテーパ部の位置を定め
ることにより、光ファイバコネクタを構成した。
【００１３】上記基準法線と基準当接点で直交する当接
直線がテーパ部の円錐面によって囲まれてできる線分の
中点の位置をフェルール中心線上に定めたことから、テ
ーパ部の円錐面と傾斜面をなす当接平面とによって定ま
る傾斜台形を基準形状として弾性研磨板によって球面を
研磨形成すれば、フェルール先端の当接平面と対応する
上記当接直線上に定めたテーパ部の円錐面によって囲ま
れる中点を頂点とする球面が形成されるので、上記基準
当接点を頂点とする突状球面、すなわち、基準当接点で
基準法線を有する突状球面が得られる。
【００１４】上記光ファイバコネクタは、その基準当接
点を光ファイバコネクタのフェルール中心線上に定め、
同基準当接点を通る基準法線をフェルール中心線に対し
て一定の傾斜角とすることから、フェルールの先端を互
いに対向当接した際に、それぞれの突状球面は基準当接
点において当接し、その当接平面は上記傾斜角を確保す
ることができる。
【００１５】テーパ部の円錐中心線をフェルール中心線
と平行に定めた場合は、フェルール中心線の偏心によっ
て簡易に構成され、かつ、上記当接直線が平行移動して
突状球面位置が変動した時の頂点の移動軌跡は、基準当
接点とテーパ部の円錐頂点とを通る直線として得られる
ので、球面研磨時の研磨深さに応じて突状球面位置が変
動した場合に、その頂点は平行移動した当接直線と上記
直線との交点によって示され、その偏心量はフェルール
中心線からの距離として示される。
【００１６】テーパ部の円錐頂点をフェルール中心線上
に定めた場合は、基準当接点の移動軌跡を表わす軌跡線
がフェルール中心線と一致することから、基準当接点
は、研磨深さに関わらず、その偏心が完全に排除され
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の光ファイバコネク
タの先端の縦断形状図である。光ファイバコネクタ１の
先端は、図示せぬ光ファイバをその光軸ｆに沿って貫通
保持する円柱状のフェルール２からなり、その先端は、
接続案内用の円錐面をなすテーパ部３を介設した突状球
面４をなす。
【００１８】この突状球面４が、接続相手のコネクタの
突状球面と対向して当接する際の当接点となる基準当接
点５は、光軸をなすフェルール中心線ｆ上に定められ、
同基準当接点５における突状球面４の法線をなす基準法
線ｎは、フェルール中心線ｆに対して一定の傾斜角度θ
に定められる。これらフェルール中心線ｆと基準法線ｎ
とによって定められる平面は、図１の断面位置をなし、
光ファイバコネクタ１の光軸ｆを含む対称面となる。
【００１９】テーパ部３は、フェルール中心線ｆと基準
法線ｎを含む光ファイバコネクタ１の上記縦断面内にお
いて、テーパ部３の円錐中心線３ｂを同縦断面内に定
め、上記基準法線ｎに対して基準当接点５で直交する当
接平面と対応する直線でなる当接直線６を定めたとき
に、この当接直線６がテーパ部３の円錐面３ａによって
囲まれてできる線分６ａの中点、すなわち、上記当接直
線６がテーパ部３の円錐面３ａと２点７，８において交
差してその両端を区切られ、この区切られた線分６ａの
中点を基準当接点５の位置に定める。
【００２０】また、フェルール２の先端に円錐面３ａと
当接平面６とからなり傾斜した台形状をなす傾斜台形を
基準形状として定め、この基準形状について弾性研磨板
によって研磨加工することにより突状球面４を形成す
る。
【００２１】その具体的な加工手順は、基準当接点５を
通る一定傾斜の当接平面６を研磨等の加工量を含めた寸
法で円柱状のフェルール２の先端に形成し、上記条件を
満たすようにフェルール中心線ｆから一定量を偏心して
テーパ部３を研削加工することによってフェルール先端
に傾斜台形を形成し、この傾斜台形を基準形状として弾
性研磨板上で所定の押し付け力により球面を研磨加工す
る。
【００２２】突状球面４の研磨は、ダイヤモンド研磨布
を弾性板上に保持し、この弾性研磨板を自転させつつ公
転させる一般の弾性研磨装置により、または、固定した
弾性研磨板上で一定角度に保持するための治具を介して
フェルール２の先端を手操作によって研磨することによ
り、基準当接点５を頂点とする研磨球面を簡易に形成す
ることができる。この場合において、テーパ部３の円錐
中心線３ｂをフェルール中心線ｆと平行に離間すること
により、フェルール２を偏心して保持する加工治具を用
いてフェルール２の先端のテーパ部３を簡易に加工する
ことができる。
【００２３】図２は図１のフェルール先端形状の解析図
である。基準当接点５は光ファイバコネクタ１のフェル
ール中心線ｆをなす直線上に定めた点であり、この基準
当接点５を通り、フェルール中心線ｆに対して一定の傾
斜角θをなす基準法線ｎと基準当接点５において直交す
る当接直線６は、基準当接点５を通って突状球面４と接
する当接平面を表わす。
【００２４】上記基準当接点５は、角度２αの円錐頂角
を有するテーパ部３の円錐面３ａと上記当接直線６との
交点７，８によって区切られる一定長さ２Ｂの線分６ａ
の中点位置をなし、また、テーパ部３の円錐中心線３ｂ
はフェルール中心線ｆから平行に離間する。
【００２５】したがって、テーパ部３の円錐面３ａと傾
斜面をなす当接平面６とによる傾斜台形を基準形状とし
て弾性研磨板により球面を研磨形成した場合に、研磨形
成される球面は上記中点をその頂点として形成されるこ
とから、基準当接点５を頂点とする突状球面４を形成す
ることができる。
【００２６】また、基準当接点５と円錐頂点１１とを通
り、フェルール中心線ｆと一定の傾斜角βをなす直線１
２は、基準当接点５が上記２点７，８の中点をなすこと
から、上記当接直線６が平行移動した際のその中点は常
に直線１２上に位置し、すなわち、この直線１２は基準
当接点５の移動軌跡を表わす軌跡線なす。
【００２７】この軌跡線１２は、上記傾斜台形を基準形
状として弾性研磨板によって球面を形成した場合に、そ
の研磨深さの変動と対応して球面位置が変動した時の研
磨球面の頂点の移動位置を表わす。この研磨球面の頂点
の偏心量は、フェルール中心線ｆから直線１２までの距
離で表わされ、また、球面位置の変動に対応して軌跡線
１２上で基準当接点５を中心として頂点が移動すること
から、フェルール中心線ｆとのなす角βが小なる時は、
研磨深さの変動と対応して偏心量を非常に小なる範囲に
抑えることができる。
【００２８】上記関係を定量的に解析すれば、フェルー
ル中心線ｆから点７，８までの距離Ａは、積算記号を＊
と表記すると、Ａ＝Ｂ＊ｃｏｓ（θ）にて表わされ、円
錐中心線３ａとフェルール中心線ｆとの距離Ｓは、Ｓ＝
Ａ＊ｔａｎ（θ）＊ｔａｎ（α）であり、基準当接点の
移動線の傾斜角βは、正接関数の２乗をｔａｎ２と表記
すると、ｔａｎ（β）＝ｔａｎ（θ）＊ｔａｎ２（α）
にて表わされる。具体例について見れば、θ＝８ｄｅ
ｇ、α＝３０ｄｅｇとすると、Ｓ＝Ａ＊０．０８１１、
ｔａｎ（β）＝０．０４６８を得る。
【００２９】上記において、テーパ部３の円錐中心線３
ｂとフェルール中心線ｆとの平行配置に代えて、円錐頂
点１１をフェルール中心線ｆ上に定めた場合は、基準当
接点５の移動軌跡を表わす軌跡線がフェルール中心線ｆ
と一致することから、基準当接点５は、研磨深さに関わ
らず、常にフェルール中心線ｆ上となることから、理論
上の偏心を完全に排除することができる。
【００３０】上記頂点位置は、除算記号を／と表記する
と、基準法線ｎ上で基準当接点５から球の外方側にＢ／
ｔａｎ（２α）の位置を中心とする半径Ｂ／ｓｉｎ（２
α）の円とフェルール中心線ｆとの交点として定められ
る。
【００３１】上述のように本発明の光ファイバコネクタ
は、テーパ部の円錐面が囲む当接平面の中心をフェルー
ル中心線上にさだめてなるフェルール先端形状により、
フェルール先端の突状球面の加工誤差を含めた偏心誤差
を抑え、かつ、当接面の傾斜角度を確保することが可能
となるので、超高速通信としての寸法精度と安定した伝
送を簡易な加工により確保することができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明による光ファイバコネクタは、基
準法線と基準当接点で直交する当接直線がテーパ部の円
錐面によって囲まれてできる線分の中点の位置をフェル
ール中心線上に定めたことから、テーパ部の円錐面と傾
斜面をなす当接平面とによって定まる傾斜台形を基準形
状として弾性研磨板によって球面を研磨形成すれば、フ
ェルール先端の当接平面と対応する上記当接直線上に定
めたテーパ部の円錐面によって囲まれる中点を頂点とす
る球面が形成されるので、上記基準当接点を頂点とする
突状球面、すなわち、基準当接点で基準法線を有する突
状球面が得られる。
【００３３】上記光ファイバコネクタは、その基準当接
点を光ファイバコネクタのフェルール中心線上に定め、
同基準当接点を通る基準法線をフェルール中心線に対し
て一定の傾斜角とすることから、フェルールの先端を互
いに対向当接した際に、それぞれの突状球面は基準当接
点において当接し、その当接平面は上記傾斜角を確保す
ることができる。
【００３４】テーパ部の円錐中心線をフェルール中心線
と平行に定めた場合は、フェルール中心線の偏心によっ
て簡易に構成され、かつ、上記当接直線が平行移動して
突状球面位置が変動した時の頂点の移動軌跡は、基準当
接点とテーパ部の円錐頂点とを通る直線として得られる
ので、球面研磨時の研磨深さに応じて突状球面位置が変
動した場合に、その頂点は平行移動した当接直線と上記
直線との交点によって示され、その偏心量はフェルール
中心線からの距離として示される。
【００３５】したがって、弾性研磨板による一般の簡易
な研磨加工により、頂点位置が基準当接点から偏心する
ことのない突状球面を形成することができる。その研磨
深さの変動による頂点位置の偏心量は、研磨深さの変動
と対応するので小さく抑えることができる。また、テー
パ部は、その円錐中心線をフェルール中心線から平行に
偏心して簡易に加工することができる。
【００３６】このように、本発明の光ファイバコネクタ
は、その特徴ある構成により、簡易に加工することがで
き、かつ、寸法精度と安定した伝送を確保することがで
きるフェルール先端形状を有する超高速通信に適する光
ファイバコネクタを得ることができるという効果を奏す
る。
【００３７】テーパ部の円錐頂点をフェルール中心線上
に定めた場合は、基準当接点の移動軌跡を表わす軌跡線
がフェルール中心線と一致することから、基準当接点
は、研磨深さに関わらず、その偏心が完全に排除され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバコネクタの先端の縦断形状
図
【図２】図１のフェルール先端形状の解析図
【図３】傾斜凸球面により当接するコネクタ先端部の形
状図
【図４】テーパ部を形成した図３のコネクタの先端の断
面形状図
【図５】小径円柱部を形成したフェルール先端部の構成
例を示す断面形状図
【符号の説明】
１ 光ファイバコネクタ ２ フェルール ３ テーパ部 ３ａ 円錐面 ３ｂ 円錐中心線 ４ 突状球面 ５ 基準当接点 ６ 当接直線（当接平面） ６ａ 線分 ７，８ 交点 １１ 円錐頂点 １２ 軌跡線 ｆ フェルール中心線（光軸） ｎ 基準法線 α テーパ傾斜角 β 傾斜角 θ 傾斜角度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバの接続端部を貫通保持する円
    柱状のフェルールを備え、このフェルールの先端に接続
    案内のための円錐面をなすテーパ部を形成し、このテー
    パ部の先端に突状球面を形成し、この突状球面とフェル
    ール中心線との交点を基準当接点とし、この基準当接点
    を通りフェルール中心線に対して傾斜する直線を突状球
    面と直交する基準法線とする光ファイバコネクタにおい
    て、前記基準法線を含むフェルール中心の縦断面内にテ
    ーパ部の円錐中心線を定め、同縦断面内で基準法線と基
    準当接点で直交する当接直線を定めたときに、この当接
    直線がテーパ部の円錐面によって囲まれてできる線分の
    中点をフェルール中心線上に一致させるべくテーパ部の
    位置を定めてなることを特徴とする光ファイバコネク
    タ。
  2. 【請求項２】 前記フェルールの先端にテーパ部の円錐
    面と、傾斜する当接平面とからなる傾斜台形を定め、こ
    の傾斜台形を基準形状として弾性研磨板によって突状球
    面を形成してなることを特徴とする請求項１記載の光フ
    ァイバコネクタ。
  3. 【請求項３】 前記テーパ部は、その円錐中心線をフェ
    ルール中心線と平行に定めてなることを特徴とする請求
    項１記載の光ファイバコネクタ。
  4. 【請求項４】 前記テーパ部は、その円錐頂点をフェル
    ール中心線上に定めてなることを特徴とする請求項１記
    載の光ファイバコネクタ。
JP8195165A 1996-06-20 1996-06-20 光ファイバコネクタ Expired - Lifetime JP2857372B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8195165A JP2857372B2 (ja) 1996-06-20 1996-06-20 光ファイバコネクタ
US08/879,043 US6024499A (en) 1996-06-20 1997-06-19 Optical fiber connectors
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