JPH103017A - 光ファイバ付フェルール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続時の回転角度ずれによっても接続損失を
生じにくい斜めＰＣ構造の光ファイバ付フェルール及び
その製造方法を提供すること。 【解決手段】 光ファイバ２の端部に円筒管構造をした
フェルール３を固定し、凸球面に加工した光ファイバ付
フェルール１であって、該凸球面が、フェルール中心軸
に垂直な平面と所定の角度を成すフェルール中心におけ
る接平面Ｐ１を有するように形成されており、且つ該凸
球面の曲率半径が前記所定の角度を成す方向の第１の曲
率半径Ｒ１とそれに直交する方向の第２曲率半径Ｒ２と
で異なるようにした。弾性体２２の上に敷かれた研磨シ
ート２３に凸球面を形成すべき光ファイバ付フェルール
１の接続端を圧接しつつ該研磨シートと相対運動させる
ことにより、凸球面を形成すべき接続端の尖端部を第１
の曲率半径Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とを有する凸球面
に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接続部分が凸球面
状に形成された光ファイバ付フェルール及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光信号の伝送に使用される光ファイバを
収納したフェルールの接続端を凸球面状に研磨仕上げし
た、所謂ＰＣ光コネクタが公知である。このＰＣ光コネ
クタは２つの光ファイバの接続端面を互に押圧して直接
接続するのに好適であるが、光ファイバの接続端面にお
ける反射戻り光をより一層低減させるため、光ファイバ
の接続部の端面の凸球面の曲率の中心を光ファイバの中
心軸から外すことによりファイバを含むフェルール端面
を角度をもたせ、光ファイバ同志の圧接は各凸球面の曲
率の中心で行うようにした、所謂斜めＰＣコネクタが広
く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、斜めＰＣ
コネクタに用いられる光ファイバ付フェルールの先端は
光ファイバの中心軸からずれた位置に曲率中心を有する
凸球面状になっているので、接続しようとする２つの光
ファイバ付フェルールは各凸球面の曲率中心と光ファイ
バ接続点とが一直線上に位置するような相互位置関係を
もって直接接続されることが必要である。この接続時に
要求される位置精度はその接続端の凸球面の曲率の値に
依存するが、現在では５０μｍ以下が標準となってい
る。したがって、フェルールの中心軸まわりの回転ずれ
が１〜２度ずれることによって、両曲率の中心が移動し
光ファイバ同志の接続点が設計値よりも大きくずれてし
まい接続点に間隙が発生し結局接続損失が大きくなって
しまうという不具合を生じる。

【０００４】しかして、光コネクタプラグは通常３度程
度の回転角度のずれを許容しているが、斜めＰＣコネク
タに関してはより厳しい寸法許容精度が要求されること
になるため、斜めＰＣコネクタのコストが高くなってし
まうという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、したがって、接続時の回
転角度ずれによっても接続損失を生じにくい斜めＰＣコ
ネクタを得ることができるようにした接続端面構造の光
ファイバ付フェルール及びその製造方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明の特徴は、光ファイバ端部に円筒管構
造をしたフェルールを固定し、該フェルールの端面を該
ファイバとともに凸球面に加工した光ファイバ付フェル
ールであって、該凸球面が、フェルール中心軸に垂直な
平面と所定の角度を成すフェルール中心における接平面
を有するように形成されており、且つ該凸球面の曲率半
径が前記所定の角度を成す方向の第１の曲率半径とそれ
に直交する方向の第２曲率半径とで異なるようにした点
にある。前記所定の角度は６度〜１４度の範囲内である
のが好ましい。

【０００７】凸球面の曲率半径が直交する２つの方向に
おいて上述の如く異なるようにすると、フェルールの中
心軸まわりの回転ずれが生じた場合における前記平接面
上での凸球面の接触位置の所定位置からのずれが小さく
抑えることができる。

【０００８】請求項２の発明の特徴は、光ファイバ端部
に円筒管構造をしたフェルールを固定して成る光ファイ
バ付フェルールの接続端部に請求項１の発明による凸球
面を形成するための光ファイバ付フェルールの製造方法
において、弾性体の上に敷かれた研磨シート、或いは弾
性体の上に塗布された研磨剤に前記凸球面を形成すべき
前記接続端を圧接しつつ該研磨シートと相対運動させる
ことにより、前記凸球面を形成すべき前記接続端の尖端
部を前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とを有す
る凸球面に形成するようにした点にある。

【０００９】研磨シートの代わりに、弾性体の上に適宜
の研磨剤を塗布し、研磨剤の塗布された弾性体の上で同
様にして凸球面形成のための相対運動を行うようにして
もよい。

【００１０】接続端を弾性体に向けて押し付けると、接
続端の回りにくぼみが形成されて接続端の尖端部分が凹
球面上の研磨シートで囲まれることになる。この状態で
上記相対運動を行うことにより接続端が凸球面に研磨さ
れる。この凸球面の形状は相対運動の内容によって左右
されるので、相対運動の軌跡を適宜に選択することによ
り所望の凸球面を形成することができる。研磨シートに
代えて研磨剤を塗布して相対運動を行う場合も同様であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例につき詳細に説明する。

【００１２】図１には本発明による光ファイバ付フェル
ールの実施の形態の一例が示されている。図１において
示されている光ファイバ付フェルール１は、光ファイバ
２の先端部に円筒管構造をしたフェルール３を固定して
成るものである。図１中、（Ａ）はその正面図を示し、
（Ｂ）はその平面図を示し（Ｃ）はその右側面図を示し
ている。本実施の形態では、光ファイバ付フェルール１
の先端部１ａはその先尖端に向けて縮径されると共に、
両側部が切り落とされ、全体として楔状に形成されてい
る。

【００１３】他の光ファイバ付フェルールと直接接続さ
れることになる光ファイバ付フェルール１の先端面１ｂ
は、凸球面に加工されている。先端面１ｂにおけるこの
凸球面の形状は、該凸球面におけるフェルール３の中心
における接平面Ｐ１（図１の（Ｃ）参照）が、フェルー
ル３の中心軸に垂直な平面Ｐ２と角度θを成すように形
成されており、且つ、この凸球面の曲率半径が、角度θ
を成す方向（この実施の形態ではその正面図における垂
直線Ｌ１に沿う方向）の第１の曲率半径Ｒ１（図１の
（Ｃ）参照）と、これに直交する方向（この実施の形態
ではその正面図における水平線Ｌ２に沿う方向）の第２
の曲率半径Ｒ２（図１の（Ｂ）参照）とが異なるように
形成されている。ここでは、Ｒ１＞Ｒ２とされている。

【００１４】以上の説明から判るように、先端面１ｂ
は、接平面Ｐ１と平行な平面で切断したときの断面形状
が楕円形となる。図２は先端面１ｂの上述の形状を汗渉
縞を作ることによって等高線で示したものである。

【００１５】図１に示した光ファイバ付フェルール１で
は、第１の曲率半径Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とを異な
らせるようにしたので、図１の（Ｃ）において、接平面
Ｐ１に対して光ファイバ付フェルール１をその中心軸を
中心に回転させた場合における接平面Ｐ１と光ファイバ
付フェルール１の先端面１ｂとの間の接点のずれ具合を
示す曲率偏心ｅの値が小さくなる。

【００１６】このことを図３及び図４を参照して説明す
る。図３の（Ａ）は図１の（Ｃ）に相当する図で光ファ
イバ付フェルール１の先端面１ｂが強調して示されてい
る。ここで光ファイバ付フェルール１をその中心軸Ｘを
中心に回転φさせた場合における光ファイバ付フェルー
ル１と接平面Ｐ１との接点Ｑの移動軌跡ＱＬが図３の
（Ｂ）に示されている。ここで、図３の（Ａ）に示す状
態での接点Ｑの位置Ｑ₀からの接点Ｑまでの距離が曲率
偏心ｅとして定義されている。

【００１７】フェルール回転φにより生ずる曲率偏心ｅ
は凸球面の曲率半径の値に依存するものであり、曲率半
径が小さくなる程曲率偏心ｅは小さくなる。このことを
グラフで示したのが図４である。図４でｒで示されるの
は曲率半径の値であり、ここではＲ１＞Ｒ２とされてい
る。図４から、曲率半径が小さい程曲率偏心ｅが小さく
なることが判る。

【００１８】ところで、接続端面を凸球面状にする場
合、ＰＣ接続のためのばねの押し圧による光ファイバの
永久引込みや光ファイバそのものへのダメージを回避す
るため、その曲率半径はある程度大きいことが要求され
ており、現在１０ｍｍ以上２５ｍｍまでの範囲が標準と
されている。

【００１９】しかるに、本発明では、これらの相反する
要求を同時に満たすため、先端面１ｂの凸球面の形状を
上述の如くしたものである。すなわち、第１の曲率半径
Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とを異ならせてＲ１＞Ｒ２と
し、例えばＲ１＝１５〜２０（ｍｍ）でＲ２＝５（ｍ
ｍ）とすれば、光ファイバ付フェルール１の回転角度φ
による曲率偏心ｅは第２の曲率半径Ｒ２の値５ｍｍによ
って大きく影響されるので小さく抑えられるのに対し、
ＰＣ接続のための押圧力による光ファイバへの影響は第
１の曲率半径Ｒ１の値を大きくしたことにより緩和され
るのである。

【００２０】図５には、曲率半径を１０ｍｍとしたＲ１
＝Ｒ２の従来の凸球面状の光ファイバ付フェルールにつ
いて回転角度φと曲率偏心ｅとの間の関係を実測した結
果（Ａ）〜（Ｃ）と、Ｒ１＝１０（ｍｍ）でＲ２＝５
（ｍｍ）とした場合の本発明による光ファイバ付フェル
ールについて回転角度φと曲率偏心ｅとの間の関係を実
測した結果（ａ）〜（ｄ）とが示されている。両者を比
較すると、本発明による光ファイバ付フェルールの方が
回転角度φの値が同じ場合には曲率偏心ｅがいずれも小
さくなっていることが判る。

【００２１】次に図１に示した本発明による光ファイバ
付フェルールを製造するための方法について説明する。

【００２２】図６には、図１に示した光ファイバ付フェ
ルールを得るために用意すべき未研磨状態の光ファイバ
付フェルール１０の形状が示されている。図６で（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は右側面図である。
図６に示される光ファイバ付フェルール１０は、その先
端面が軸に対して垂直な平面とされている点でのみ図１
に示される光ファイバ付フェルール１と異なっている。

【００２３】次に、図７（Ａ）に示される研磨装置２０
を用意する。研磨装置２０は堅固な材料から成る定磐２
１の上にゴムの如き弾性力に富み比較的厚みのある弾性
板２２が設けられ、且つ弾性板２２の上に研磨シート２
３が貼着されて成る構成である。

【００２４】しかる後、図６に示した光ファイバ付フェ
ルール１０の先端面１０ｂを、光ファイバ付フェルール
１０の軸が研磨装置２０の研磨平面に対して所定の角度
αをなすように傾斜させた状態で研磨シート２３に押し
付ける（図７（Ｂ）参照）。ここで、光ファイバ付フェ
ルール１０の研磨シート２３に対する傾斜方向は、図１
の（Ｃ）に示す。光ファイバフェルール１の平接面Ｐ１
に対する傾斜方向と同じ関係となるように定められる。

【００２５】図７（Ｂ）に示す状態においては、光ファ
イバ付フェルール１０の先端部１０ａは弾性板２２の弾
力性のために研磨シート２３を弾性板２２に押し込み、
先端部１０ａの回りには凹部２０Ａが形成される。この
ため、図７（Ｂ）に示す傾斜状態を保ちつつ研磨装置２
０と光ファイバ付フェルール１０との間で例えば相対螺
旋運動を行わせることにより、研磨装置２０の研磨面上
に形成される光ファイバ付フェルール１０の先端部１０
ａの形状に応じた楕円状の凹部２０Ａにより、光ファイ
バ付フェルール１０の先端面１０ｂを図１に示す光ファ
イバ付フェルール１の先端面１ｂと同じ凸球面に研磨す
ることができる。

【００２６】

【発明の効果】発明によれば、上述の如く、ＰＣ接続の
ためのばねの押し圧による光ファイバの永久引込みや、
光ファイバそのものへのダメージを回避しつつ、接続時
の軸まわりの回転位置ずれによる光ファイバ相互の接続
損失を小さく抑えることができる。このため、光コネク
タの寸法精度を特に改善することなく、極めて良好な光
ファイバ接続を可能にできるのでコストの低減に役立
つ。

【００２７】また、本発明の製造方法によれば、任意の
曲率半径の凸球面を光ファイバ付フェルールの先端部に
容易に形成することができるためその製造コストの低減
を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバ付フェルールの実施の
形態の一例を示す図。

【図２】図１に示した光ファイバ付フェルールの先端面
の形状を説明するための説明図。

【図３】斜めＰＣコネクタにおける曲率偏心を説明する
ための説明図。

【図４】ＰＣコネクタにおける曲率偏心と回転角度との
間の関係を凸球面の曲率をパラメータによってとって説
明するためのグラフ。

【図５】本発明による光ファイバ付フェルールの効果を
従来の光ファイバ付フェルールの場合と比較して説明す
るための比較説明図。

【図６】本発明による光ファイバ付フェルールの製造法
を適用する場合に用いられる未研磨状態の光ファイバ付
フェルールを示す図。

【図７】図６に示した光ファイバ付フェルールを本発明
の製造方法を用いて研磨して所要の凸球面を形成するた
めの方法を説明するための説明図。

【符号の説明】

１、１０ 光ファイバ付フェルール １ａ 先端部 １ｂ 先端面 ２ 光ファイバ ３ フェルール ２２ 弾性板 ２３ 研磨シート ｅ 曲率偏心 Ｐ１ 接平面 Ｒ１ 第１の曲率半径 Ｒ２ 第２の曲率半径 Ｑ 接点 ＱＬ 移動軌跡

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【手続補正書】

【提出日】平成９年８月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】以上の説明から判るように、先端面１ｂ
は、接平面Ｐ１と平行な平面で切断したときの断面形状
が楕円形となる。図２は先端面１ｂの上述の形状を干渉
縞を作ることによって等高線で示したものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】フェルール回転φにより生ずる曲率偏心ｅ
は凸球面の曲率半径の値に依存するものであり、曲率半
径が小さくなる程曲率偏心ｅは小さくなる。このことを
グラフで示したのが図４である。図４でｒで示されるの
は曲率半径の値である。図４から、曲率半径が小さい程
曲率偏心ｅが小さくなることが判る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ端部に円筒管構造をしたフ
   ェルールを固定し、該フェルールの端面を該ファイバと
   ともに凸球面に加工した光ファイバ付フェルールであっ
   て、該凸球面が、フェルール中心軸に垂直な平面と所定
   の角度を成すフェルール中心における接平面を有するよ
   うに形成されており、且つ該凸球面の曲率半径が前記所
   定の角度を成す方向の第１の曲率半径とそれに直交する
   方向の第２曲率半径とで異なるようにしたことを特徴と
   する光ファイバ付フェルール。
2. 【請求項２】 光ファイバ端部に円筒管構造をしたフ
   ェルールを固定して成る光ファイバ付フェルールの接続
   端部に請求項１の発明による凸球面を形成するための光
   ファイバ付フェルールの製造方法において、 弾性体の上に敷かれた研磨シート、或いは弾性体の上に
   塗布された研磨剤に前記凸球面を形成すべき前記接続端
   を圧接しつつ該研磨シートと相対運動させることによ
   り、前記凸球面を形成すべき前記接続端の尖端部を前記
   第１の曲率半径と前記第２の曲率半径とを有する凸球面
   に形成するようにしたことを特徴とする光ファイバ付フ
   ェルールの製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１の曲率半径が前記第２の曲率
   半径よりも大きい請求項１に記載の光ファイバ付フェル
   ール。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光ファイバ付フェル
   ールを内蔵する光ファイバコネクタプラグ。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の光ファイバ付フェル
   ールを内蔵する光ファイバコネクタプラグ。