JPH10111429A - 光伝送体の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ファイバなどの光伝送体の光学的接続につい
て、軸ずれ、光ファイバ端面間の隙間、端面粗さなどの
接続損失原因をある程度許容しても実用的に十分に接続
損失の少ない高性能な接続を実現できるようにする。 【解決手段】接続対象の両光ファイバ６にそれぞれの端
面６ｆでシリコーンゲルパッド８を押圧的に挟持させる
ようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバに代表
される光伝送体の光学的な接続技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを用いた光伝送路の伝送効率
は、光伝送路における光ファイバ同士や光ファイバと他
の光学部品との光学的な接続部における接続損失に大き
く影響され、特に光伝送路における接続部の多くを占め
る光ファイバ同士の接続部における接続損失に大きく影
響される。光ファイバ同士の接続における接続損失の原
因には、接続技術に起因するものと光ファイバ自身に起
因するものとがある。前者には、光ファイバの位置決め
に関するものとして、軸ずれ、軸の傾斜、光ファイバ端
面間の隙間などがあり、また光ファイバの端面に関する
ものとして端面傾斜、端面粗さ、端面うねりなどがあ
る。

【０００３】これらの原因を効果的に取り除くには、接
続に用いるコネクタを複雑な構造で高精度に形成する必
要があり、また光ファイバの端面に高度な研磨処理など
を必要とし、しかもコネクタを扱うのに熟練技術を必要
としているのが現状である。そしてこれらのことは、光
ファイバの接続について大幅な高コスト化を招いてい
る。

【０００４】このような接続構造における高コスト化
は、光ファイバの代表的な用途である情報伝送用の光シ
ステムの広汎な普及、特にオフィス内や家庭内への光シ
ステムの広い普及にとって大きな障害となる。すなわち
オフィスや家庭で光システムを用いる場合には、接続箇
所が格段に多く、しかも接続の切替えの機会も多くな
る。したがって接続構造が高コストであることは、光シ
ステムのコストパフォーマンスを低下させることにな
り、光システムの普及の阻害要因となる。つまりオフィ
スや家庭への光システムの広い普及のためには、例えば
従来の電気配線におけると同じ程度のコストレベルで接
続を行なえるようにすることが重要の要件となる。

【０００５】接続構造の低コスト化を図るには、上記し
たような接続損失原因、特にそれを除くのに、より高度
な構造や処理を必要とされる光ファイバ端面間の隙間、
端面傾斜、端面粗さ、端面うねりなどをある程度許容し
ても十分に接続損失の小さい高性能な接続を実現できる
ようにすることである。このようにすることで、例えば
射出成形などの手法で製造される簡易なコネクタを用い
て容易に高性能な接続を行なうことが可能となり、オフ
ィスや家庭での光システムの広汎な活用を促進させるこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような事情を背
景になされたのが本発明で、光ファイバなどの接続構造
について、接続損失原因をある程度許容しても実用的に
十分に接続損失の少ない高性能な接続を実現できるよう
にすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的のために
本発明では、シリコーンゲルの特性に着目しこれを活用
するものとしている。シリコーンゲルは、シリコーン
（オルガノポリシロキサン）の一形態で、同じくシリコ
ーンの形態であるシリコーンオイルとシリコーンゴムの
中間に位置する。つまりシリコーンゲルは、反応性官能
基を有するシリコーンオイルをゼリー状になる程度に部
分架橋させて得られるものである。そしてシリコーンゲ
ルは、以下のような特性を持っている。シロキサン結
合の特性から変形容易でしかもクリープ性が小さい。
耐熱性が大きくて熱的に安定である。化学的な安定性
が高い。光透過率が９０％以上の高い透明性を容易に
得られる。屈折率の調整やその分布の調整が容易であ
る。適当な硬さ範囲ではヌレ性を高めるべとつき性を
持っている。

【０００８】このような特性を持つシリコーンゲルは、
これを光伝送体同士の光学的接続に介在させると、上記
のような接続損失原因を緩和させるのに効果的に機能す
る。すなわち例えば針入度硬度で１０〜３００（×１／
１０ｍｍ；ＪＩＳ Ｋ２２０７）程度の硬さのシリコー
ンゲルを例えば0.5 〜２ｍｍ程度の厚みのパッド、つま
り板状のブロックとし、これを接続対象の両光伝送体に
それぞれの端面で押圧的に挟持させるようにすると、両
光伝送体に加えた押圧力によりシリコーンゲルパッドが
容易に変形し、これにより各光伝送体の端面に対しシリ
コーンゲルパッドが隙間なく緊密に密着する状態が得ら
れる。つまり光伝送体の端面が傾斜していたり、あるい
は粗面であったりしても、これに容易に馴染み、さらに
この馴染みにヌレ性が加わることにより、接着接続に準
じた接続状態を得ることができる。したがって光伝送体
に端面傾斜、端面粗さ、端面うねりなどの端面不良があ
ってもこれらによる接続損失を効果的に減少させること
ができる。また屈折率の調整が容易であることを利用し
てシリコーンゲルパッドの屈折率を接続対象の光伝送体
とほぼ一致させることにより、接続界面での反射を実質
的に無くすこともできる。このことは両光伝送体の端面
間について光学的な隙間を実質的に無くせることを意味
し、隙間に起因する反射損失も効果的に解消させること
ができる。

【０００９】そしてこのようなシリコーンゲルパッドの
機能は、熱的安定性や化学的安定性が高いという特性及
びシリコーンゲルのクリープ性が小さいという特性によ
り、温度雰囲気変化の大きい条件下でも長期間にわたり
安定的に発揮させることができる。またシリコーンゲル
をパッドにして用いることも上記のような機能を長期間
安定的に発揮させるのに働く。このことは既存の技術と
比較することにより理解される。すなわちシリコーンオ
イルなどを接続端面に塗布することで接続損失を効果的
に改善する技術が知られているが、この技術には、時間
の経過とともにオイルが接続部から流出するなどして長
期的安定性がないという、実用上で大きな問題を残して
いる。これに対しシリコーンゲルパッドは、接続部によ
り機械的に固定されることになるので、長期的安定性に
優れている。さらにシリコーンゲルをパッドにして用い
ていることは、仮にシリコーンゲルに不具合が生じても
簡単に交換することで対応できる。つまりディスポーザ
ブルな接続構造を可能とする。

【００１０】以上のようなシリコーンゲルの特性を活用
した本発明による光伝送体の接続構造は、接続対象の両
光伝送体にそれぞれの端面でシリコーンゲルパッドを押
圧的に挟持させるようにしてなる。

【００１１】このような本発明の接続構造によると、シ
リコーンゲルパッドが上記のように機能するため、例え
ば光ファイバ同士を接続する場合であれば、光ファイバ
の端面に高度な研磨処理などを施さなくとも、高い接続
性能を得ることができる。また隙間に起因する反射損失
を防ぐために両光ファイバの端面間を光の波長以下にま
で密接させるような高精度な構造も不要とすることがで
きる。したがって本発明の接続構造によると、例えば射
出成形などの手法で製造される簡易なコネクタを用いて
容易に高性能な接続を行なうことが可能となる。

【００１２】また本発明による接続構造は、オフィスや
家庭での光システムに多用されると見込まれるプラスチ
ック光ファイバについてさらに大きな有用性を発揮す
る。すなわちプラスチック光ファイバを用いた光ケーブ
ルは、情報伝送用の光システムの幹線系に多用されてい
る石英系光ファイバの光ケーブルに比べ、低コストであ
り、またコア径が格段に大きくて扱い易いなど、オフィ
スや家庭での使用に適した特徴を持つが、その一方で、
高度な端面処理が困難であり、またたとえ十分な端面処
理を施したとしても、コネクタの着脱を繰り返す過程で
端面に傷を受け易い。このようにその特性からして端面
に関する接続損失原因を避け難いのがプラスチックファ
イバの大きな欠点であるが、本発明の接続構造による
と、シリコーンゲルパッドが上記のように機能すること
から、このような欠点を効果的にカバーすることができ
る。

【００１３】本発明では上記のような接続構造につい
て、シリコーンオイルが塗布されたシリコーンゲルパッ
ドを用いるようにしている。このようにすることで、シ
リコーンゲルパッドに安定的に付着させたシリコーンオ
イルにより、光伝送体との密着界面に気泡が残留するの
をより効果的に防止でき、接続性能をさらに高めること
ができる。

【００１４】また本発明ではフェルールを有するコネク
タを接続対象の各光ファイバの端部にそれぞれ接続し、
これら各コネクタのフェルールをスリーブに嵌合整列さ
せて光ファイバ同士の光学的接続なす接続構造に上記の
ような接続構造を適用するについて、前記スリーブにシ
リコーンゲルパッドを保持させ、両光ファイバの各端面
がこのシリコーンゲルパッドをフェルールのスリーブへ
の嵌合時に押圧挟持するようにしている。

【００１５】

【実施の形態】以下、本発明の好ましい一実施形態をプ
ラスチック光ファイバによる光ケーブル同士の接続構造
について説明する。光ケーブル同士を接続する場合には
図１に示すような形態が好ましい。この形態では、接続
対象の両光ケーブル１、１の端部にそれぞれ取り付けた
プラグコネクタ２、２と、これら両プラグコネクタ２、
２の間に介在するアダプタ３とを用いる。

【００１６】プラグコネクタ２はフェルール５を備えて
おり、このフェルール５が光ケーブルの光ファイバ６を
強固に保持している。また光ファイバ６の端面６ｆはフ
ェルール５の端面と面一にされている。

【００１７】一方アダプタ３は、プラグコネクタ２のフ
ェルール５の外径とほぼ同じ内径とされたスリーブ７を
その中心部に着脱可能に備えている。またこのスリーブ
７は、長さ方向のほぼ中心位置にシリコーンゲルパッド
８を保持している。このシリコーンゲルパッド８は、針
入度硬度が８０程度のシリコーンゲルを１ｍｍ程度の厚
みの円板にして形成し、その両面にシリコーンオイルを
塗布する。そしてシリコーンゲルパッド８の保持は、図
２に示すように、スリーブ７を一対のスリーブ片７ａ、
７ｂで形成し、この両スリーブ片７ａ、７ｂでシリコー
ンゲルパッド８を挟持させるような構造とする。このよ
うにすると、シリコーンゲルパッド８を消耗品として簡
単に交換することができる。

【００１８】図１に見られるように、アダプタ３にプラ
グコネクタ２を嵌合させると、そのフェルール５がスリ
ーブ７に嵌合する。そしてプラグコネクタ２のアダプタ
３への嵌合が所定の状態になると、両光ファイバ６、６
がそれぞれの端面６ｆ、６ｆでシリコーンゲルパッド８
を図３に模式化して示すように変形させながら両側から
若干変形させて挟持し、これにより端面６ｆ、６ｆがシ
リコーンゲルパッド８に緊密的に密着することで両光フ
ァイバ６、６の光学的接続がなされる。

【００１９】

【実験例】以下にシリコーンゲルパッドによる接続性能
改善度の実験例を説明する。実験には0.6 ｍｍφのプラ
スチック光ファイバを用い、接続の整合にはＶ溝を利用
した。そして以下の各条件について接続損失を比較し
た。粗端面（ナイフで切断したままの粗端面）での直
接的な接続。粗端面にシリコーンゲルパッドを介在さ
せた接続。平滑化処理端面（ナイフで切断した後にホ
ットプレートを押し当てることで溶融させて平滑化させ
た端面）での直接的な接続。平滑化処理端面にシリコ
ーンゲルパッドを介在させた接続。その結果は図３に見
られる通りで、大きなな改善効果のあることが理解され
る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によると、接続損失
原因をある程度許容しても十分に接続損失の小さい高性
能な接続を実現でき、低コストで簡易な接続構造が望ま
れるオフィスや家庭への光システムの普及に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態による接続構造の概略を示す一部断
面の側面図。

【図２】スリーブの簡易化した拡大断面図。

【図３】シリコーンゲルパッドを光ファイバが挟持する
状態の説明図。

【図４】実験例の結果を示すグラフ図。

【符号の説明】

２ コネクタ ５ フェルール ６ 光ファイバ ６ｆ 端面 ７ スリーブ ８ シリコーンゲルパッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送体の光学的な接続構造において、
   接続対象の両光伝送体にそれぞれの端面でシリコーンゲ
   ルパッドを押圧的に挟持させるようにしたことを特徴と
   する接続構造。
2. 【請求項２】 フェルールを有するコネクタを接続対象
   の各光ファイバの端部にそれぞれ接続し、これら各コネ
   クタのフェルールをスリーブに嵌合整列させて光ファイ
   バ同士の光学的接続をなす接続構造において、前記スリ
   ーブがシリコーンゲルパッドを保持しており、前記フェ
   ルールのスリーブへの嵌合時に両光ファイバの各端面が
   前記シリコーンゲルパッドを押圧挟持するようにしたこ
   とを特徴とする接続構造。
3. 【請求項３】 シリコーンオイルが塗布されたシリコー
   ンゲルパッドを用いる請求項１又は請求項２に記載の接
   続構造。