JPH1031133A

JPH1031133A - 光ファイバ接続部品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1031133A
Application number: JP18605896A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Tono; 俊一東野; Koji Sato; 弘次佐藤; Yoshito Shudo; 義人首藤; Yasuaki Tamura; 保暁田村; Hiroaki Hiratsuka; 廣明平塚
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバを簡単な工程で確実かつ経済的に
接続し得る光ファイバ接続部品及びその製造方法を提供
すること。【解決手段】終端部材２０を構成する整列部材２１の
Ｖ溝部２３のＶ溝２３ａ内に光ファイバ心線１１を収容
し、同じく終端部材２０を構成する押さえ蓋部材２２の
押さえ部２５で固定し、これらを光ファイバ１０ととも
に端面処理することにより光ファイバ１０の端部を終端
化処理し、これらを２組、接続部材３０に光ファイバの
端面同士が対向するように収容・固定することにより、
光ファイバの接続を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単芯あるいは多芯
の光ファイバを簡単な工程で確実かつ経済的に結合・接
続し得る光ファイバ接続部品及びその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムを支える重要な技術とし
て、光ファイバ同士を効率良く結合・接続する技術があ
るが、光通信システムの普及に伴い、安価な部品を用い
た、より経済的な接続技術が求められている。

【０００３】ところで、光ファイバ、特に単一モード光
ファイバのコア径は約１０μｍと小さく、接続に際して
は微細で高精度な光学位置合わせが必要なため、光ファ
イバを確実な保持でき、高精度な整列や結合が可能な光
ファイバ接続部品による接続が行われていた。

【０００４】例えば、単芯の光ファイバでは、高精度に
円筒加工したフェルールの中心に光ファイバの端部を固
定し、その端面をフェルールとともに研磨してハウジン
グ内に収容するプラグと、スリーブの整列機能によりフ
ェルール同士を精密に突き当てるアダプタとからなる光
ファイバ接続部品、即ちＦＣ，ＳＴ，ＳＣ，ＭＵ等の光
ファイバコネクタによる接続が行われていた。

【０００５】これらの光ファイバコネクタにおいては、
高精度なフェルールが信頼性確保の点で重要であり、高
硬度な材料、具体的にはステンレス鋼やセラミックが選
ばれて使用され、高精度に研磨加工して作製されてい
た。また、高精度を維持するため、あるいは接続の繰り
返しを可能とするため、プラグやアダプタの構造も複雑
となっていた。

【０００６】従って、高硬度な材料に対して高精度な加
工が必要であること、構造が極めて複雑で部品点数が多
いこと、コネクタ全体の組み立て工数が多いこと等によ
り高価となり、しかも接続施工が煩雑であるという問題
があった。

【０００７】また、多芯の光ファイバでは、単芯用の光
ファイバコネクタを多重化して用いる方法、多芯ファイ
バ固定用の高精度な矩形の樹脂フェルールを採用して接
続する方法、高精度な加工によって作製されたＶ溝部品
を活用してメカニカルに接続する方法等があるが、いず
れも高精度な部材が必要であり、また、組み立て工数が
多いこと等により、安価な光ファイバの接続を実現する
に至っていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
ファイバ接続部品では、以下のような問題があった。

【０００９】(i) 超精密加工法によってのみ光ファイバ
の固定部材が作製されるため、高価である。

【００１０】(ii)高精度な部材の特性を維持するため、
複雑かつ多数の部品組み合わせにより接続部品を構成し
ており、組み立て工程が煩雑となり、高度な熟練技術が
必要とされ、部品全体並びに作製工程のコスト高をもた
らし、高価となる。

【００１１】(iii) 光ファイバをフェルールやＶ溝部品
に固定する際、光ファイバをガラスプレート等で仮押さ
えしながら熱硬化あるいは紫外線硬化の接着剤で固定
し、長期の保持に供しているが、仮押さえが工程の煩雑
化を招き、さらにはコスト増加の一因となる。

【００１２】(iv)光ファイバを保持した後に良好な接合
特性を得るため、ファイバ端面を研磨加工するが、光フ
ァイバ固定部材が高硬度であるため、研磨速度が遅く、
コスト増加をもたらす。

【００１３】(v) Ｖ溝部品は高硬度材料であるため、形
状作製の任意性に乏しく、複雑な形状の部品を作製する
のが困難であり、無理に作製した場合のコストは莫大な
ものとなる。

【００１４】また、光ファイバの接続方法として、光フ
ァイバ同士を融着接続する方法があるが、補強部材が必
要である、施工が複雑である、など低価格化や工程の簡
略化に至っていない。

【００１５】本発明の目的は、光ファイバを簡単な工程
で確実かつ経済的に接続し得る光ファイバ接続部品及び
その製造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明では前記課題を解
決するため、少なくとも１本の光ファイバ心線を含む２
本の光ファイバを接続する光ファイバ接続部品におい
て、平面上に光ファイバ心線の本数に対応した個数のＶ
溝が形成されたＶ溝部を有する第１の部材と、前記Ｖ溝
部の平面に対応する平面をなした押さえ部を有する第２
の部材とからなり、２本の光ファイバの端部にそれぞ
れ、その光ファイバ心線を前記Ｖ溝内に収容し、前記Ｖ
溝部及び押さえ部の平面同士が接合されて取り付けら
れ、該光ファイバとともに端面研磨される２個の終端部
材と、各終端部材を光ファイバの端面同士が対向し、Ｖ
溝の軸方向と直交する方向に移動しないように固定する
接続部材とを備えた光ファイバ接続部品を提案する。

【００１７】前記構成によれば、光ファイバの接続を少
なくとも３つの部材により簡便な工程で実現することが
できる。

【００１８】また、Ｖ溝部の後部に光ファイバを被覆付
きのまま保持・固定する段差部を有する終端部材を用い
れば、光ファイバに対する取り付けをより確実にするこ
とができる。

【００１９】また、終端部材をＶ溝の軸方向にも移動し
ないように固定する接続部材を用いれば、光ファイバ間
の接続損失をより少なくすることができる。

【００２０】また、終端部材及び接続部材をともに樹脂
組成物により形成すれば、安価な部材でかつ任意形状の
部品を作製することが可能になり、より経済的な光ファ
イバ接続部品を提供できる。

【００２１】また、第１及び第２の部材をバネ機構また
は圧入機構により組み合わせるようにすれば、光ファイ
バの位置決め並びに接着剤固定での仮押さえを１つの工
程で容易かつ確実にできる。

【００２２】また、第２の部材の押さえ部に光ファイバ
心線を押圧する凸部を設ければ、光ファイバの位置決め
を正確かつ迅速に行えるため、終端化処理の再現性を向
上できる。

【００２３】また、光ファイバ接続部品の各部材を樹脂
組成物の射出成形法またはトランスファ成形法で作製す
れば、金型内に樹脂を充填することにより作製でき、同
一形状の光ファイバ接続部品を高精度で安価かつ大量に
作製できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に従っ
て詳しく説明する。

【００２５】

【第１の形態】図１は本発明の第１の実施の形態を示す
もので、図中、１０は光ファイバ、２０は終端部材、３
０は接続部材である。

【００２６】光ファイバ１０の端部は終端部材２０によ
り保持・整列される。終端部材２０により終端化処理が
なされた２組の対向する光ファイバ１０は、終端部材２
０とともに接続部材３０に収容・整列され、光ファイバ
接続が実現される。

【００２７】以下、各部を詳細に述べる。

【００２８】光ファイバ１０は、２本の光ファイバ心線
１１を略平行に一体的に配列・保持してなるもので、そ
の端部は被覆１２が除去され、各光ファイバ心線１１が
露出した状態とされている。

【００２９】終端部材２０は光ファイバ１０の各光ファ
イバ心線１１を整列させる機能を有する整列部材２１
と、光ファイバ１０を押圧・固定する機能を有する押さ
え蓋部材２２とから構成されている。

【００３０】前記整列部材２１は平面上に２個のＶ溝２
３ａが形成されたＶ溝部２３と、該Ｖ溝部２３の後部に
位置する段差部２４とからなり、Ｖ溝２３ａは寸法精度
１μｍ以下で成形され、被覆１２を除去した光ファイバ
の接続で所要の接続損失を実現するようになっている。
また、段差部２４は光ファイバ１０の被覆１２が残され
た部位を保持・固定するためのもので、該光ファイバ１
０を接着剤で固定する長さを増し、結果として接着強度
の増加により光ファイバ１０を確実かつ容易に固定でき
るようになっている。なお、段差部２４は用途に応じて
矩形の凹形状としても良く、これによって光ファイバ１
０をより確実かつ容易に固定することもできる。

【００３１】押さえ蓋部材２２は前記Ｖ溝部２３の平面
に対応する平面をなし、光ファイバ１０をＶ溝部２３に
設置する際に光ファイバを仮押さえする押さえ部２５
と、該押さえ部２５の後部に位置する段差部２６とから
なり、前記押さえ部２５によりＶ溝部２３の精度を確実
に反映させ、光ファイバの固定状態を再現性の良いもの
にすることができる。また、段差部２６は整列部材２１
の段差部２４とともに光ファイバ１０の被覆１２が残さ
れた部位を収容・固定するためのものである。

【００３２】而して、光ファイバ１０の端部は被覆の除
去された部分、即ち各光ファイバ心線１１がＶ溝部２３
及び押さえ部２５の組み合わせで、また、被覆の残され
た部分が段差部２４及び２６の組み合わせで、確実、容
易に保持が可能となり、しかも高精度な整列も実現でき
る。

【００３３】接続部材３０は終端部材２０で終端化処理
された２組の光ファイバ１０を収容・固定するもので、
終端部材２０の幅広面の２つ分の面積を有する底面部３
１と、該底面部３１の長辺においてこれに直立する如く
配置された一対の側壁部３２と、底面部３１の短辺にお
いてこれに直立する如く配置された一対の側壁部３３と
が一体的に形成されてなっている。なお、側壁部３３は
側壁部３２より光ファイバ１０の厚さの分、低く形成さ
れている。

【００３４】前述した整列部材２１及び接続部材３０は
ともに樹脂組成物の成形品であり、石英含有エポキシ樹
脂を使用して射出成形により作製した。図２に金型仕様
を、また、図３に射出成形条件を示す。ここで、Ｖ溝幅
は１４０．３μｍ、Ｖ溝深さは１２１．５μｍ、Ｖ溝角
度は６０度、Ｖ溝間隔は２５０μｍとし、金型の寸法精
度を±０．３μｍとすることにより、１μｍ以下の形状
精度で作製することができた。

【００３５】具体的な光ファイバの終端化プロセスは以
下のようになる。

【００３６】まず、光ファイバ１０は整列部材２１のＶ
溝部２３の長さに合わせて被覆１２を除去し、光ファイ
バ心線１１を露出させておく。一方、整列部材２１のＶ
溝部２３と段差部２４には予め光ファイバを固定するた
めの熱硬化性あるいは紫外線硬化性の接着剤を塗布して
おく。

【００３７】２本の光ファイバ心線１１をＶ溝部２３の
各Ｖ溝２３ａ内に収容・設置し、押さえ蓋部材２２を位
置合わせして整列部材２１に押し付け、接着剤硬化のた
めの熱処理あるいは紫外線照射を行う。本例では、押さ
え蓋部材２２を透明なポリカーボネートで成形し、接着
剤として紫外線硬化性樹脂を用いることにより、極めて
短時間である約５分間の紫外線照射により光ファイバの
固定を完了できた。

【００３８】光ファイバ固定後、光ファイバ１０の端面
を、整列部材２１及び押さえ蓋部材２２とともに通常の
研磨工程で研磨した。この場合においても、終端部材２
０が樹脂組成物で構成されているため、通常、５分間の
研磨工程を約１分間に短縮できた。このように、光ファ
イバの終端化処理を迅速かつ確実に行える。

【００３９】次に、終端化処理を終えた２つの光ファイ
バ１０は、互いに対向させた状態で接続部材３０に終端
部材２０とともに収容・整列され、固定される。本例に
おいて、終端部材２０及び接続部材３０はいずれも全て
の寸法精度において１μｍ以下の高精度成形を実現して
いる。即ち、接続部材３０の底面部３１及び側壁部３
２，３３はそれぞれ終端部材２０の外形寸法と整合させ
て寸法精度１μｍで成形され、また、接続部材３０の底
面部３１及び側壁部３２，３３は厳密に直交をなす角度
（角度誤差０．１度以下）で成形されている。また、終
端部材２０もＶ溝２３ａの角度、形状、深さ、ピッチ及
び外形が、いずれも寸法精度１μｍ以下、角度精度０．
１度以下で成形されている。

【００４０】従って、２組の光ファイバ１０の端部にそ
れぞれ固定した２つの終端部材２０を対向させて接続部
材３０に挿入・設置することにより、単一モード光ファ
イバの接続で通常要求される接続損失０．５ｄＢ以下、
反射損失−３０ｄＢ以下をともに実現できた。

【００４１】ここで、良好な接続特性を実現するには、
接続部材３０への２つの終端部材２０の設置において、
対向する２組の光ファイバを互いに軸方向に１ｋｇ／ｃ
ｍ²程度の押圧力で接触させる必要がある。また、各部
材の寸法精度１μｍ以下を正確に位置合わせに反映させ
るためには、２つの終端部材２０を同じ力で接続部材３
０の底面部３１と側壁部３２に押し付ける必要がある。

【００４２】そこで、本例では、接続部材２０を嵌め込
んだ際にバネ機能を生じさせる微小突起３４を側壁部３
２に形成することにより、前記条件を達成し、接続を確
実かつ容易にできるようにした。

【００４３】言うまでもなく、このような機構は樹脂組
成物を用いた成形品では容易に任意の形状のものを作製
でき、前述した例に止まらず、様々な形状の機構が実現
できる。例えば、ノッチ形状の嵌め込み機構を形成すれ
ば、光ファイバを保持・整列する終端部材を容易に脱着
可能とすることもできる。

【００４４】また、前述したような樹脂の微細突起ある
いはノッチを用いるのではなく、金属等からなる押さえ
バネ部品を作製し、接続部材３０の外側から２つの終端
部材２０を押さえ込んで固定し、光ファイバ接続を実現
することも可能である。この場合は、頻繁な光ファイバ
の着脱も可能となる。

【００４５】このように、本光ファイバ接続部品によれ
ば、光ファイバ間のピッチ精度が１μｍ以下になるた
め、相互の接続損失も０．５ｄＢ以下となった。接続信
頼性を恒温恒湿試験（４０℃、９０％）により調べた結
果、２０００時間経過しても接続特性の変化は１０％以
内であり、十分な信頼性が確認できた。

【００４６】

【第２の形態】図４は本発明の第２の実施の形態を示す
もので、基本構造は第１の実施の形態の場合と同様であ
るが、詳細な構造を変え、より簡易で簡便な工程で光フ
ァイバの接続を可能となした例を示す。以下、第１の実
施の形態との違いを中心に述べる。

【００４７】本例では、光ファイバを保持、整列する終
端部材４０において、整列部材４１の内側に押さえ蓋部
材４２を収容・嵌め込み設置できる形状構造及び寸法関
係で作製されている。押さえ蓋部材４２の側面には整列
部材４１への嵌め込みが可能な微小突起４３が形成され
ている。また、押さえ蓋部材４２の整列部材４１との対
向面には個々の光ファイバ心線１１を固定するための微
細な凸部４４が形成され、より確実に光ファイバを仮押
さえできる構造にしてある。

【００４８】従って、光ファイバ１０を接着剤で固定す
る工程において、押さえ蓋部材４２を整列部材４１に押
し込み、嵌め込むのみの所作で光ファイバ心線をＶ溝へ
確実に位置決めし、仮押さえできる。なお、本例の整列
部材４１及び接続部材５０は、第１の実施の形態と同様
に、樹脂組成物による射出成形法で作製し、第１の実施
の形態と同様に高精度な（寸法精度１μｍ以下）部材作
製に成功している。

【００４９】また、本例の整列部材４１の上面には、接
続部材５０の底面部５１と水準面を取ることが可能な高
精度な平面部４１ａが形成してある。従って、２組の光
ファイバ１０の端部をそれぞれ終端部材４０で処理し、
端面を研磨した後、終端部材４０全体を光ファイバ１０
とともに１８０度回転させ、平面部４１ａが接続部材５
０の底面部５１に接するように嵌め込み・挿入すること
により、２組の光ファイバ１０の接続を行うことができ
る。なお、嵌め込みや挿入の機構は第１の実施の形態と
同様にすることができる。

【００５０】このような構造によれば、終端部材４０、
特に整列部材４１は上面と側面の形状寸法精度のみを厳
密に制御することにより、所望の光ファイバ接続を実現
でき、高精度成形の次元を減ずることができ、より経済
的な光ファイバ接続部品を提供できる。

【００５１】第１の実施の形態の場合と同様に接続損失
を評価したところ、０．５ｄＢ以下であり、第１の実施
の形態と同様の性能を実現できた。また、接続信頼性を
恒温恒湿試験（８５℃、８５％）により調べた結果、３
０００時間経過しても接続特性の変化は１０％以内であ
り、十分な信頼性が確認できた。

【００５２】

【その他の形態】光ファイバ心線の本数が４本である光
ファイバ同士を、第２の実施の形態の場合と基本構造が
同様な終端部材及び接続部材を用いて接続したところ、
接続特性や接続信頼性を損なうことなく、しかも従来の
場合よりはるかに経済的な光ファイバの接続を実現でき
た。さらに、光ファイバ心線の本数が８本や１６本ある
いはそれ以上であっても同様な終端部材及び接続部材を
作製することができ、単純な構造であることと樹脂組成
物で形成できることにより、経済的な接続を実現でき
る。

【００５３】なお、本発明はこれまで説明した実施の形
態に限定されないことは言うまでもなく、全体の形状寸
法や構造は任意に成形できる。また、樹脂材料は所要の
寸法精度を実現できれば、どのような種類のものでも使
用できる。また、トランスファ成形法によっても前述し
た実施の形態の場合と同等の寸法精度並びに接続特性が
得られることを確認しており、この点でも制限されるこ
とはない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
樹脂成形により各部材を作製できるので、極めて安価に
作製でき、また、寸法精度が良く、接続特性に優れてお
り、さらにまた、接続が容易で信頼性が高いため、光フ
ァイバを極めて簡単な工程で確実かつ経済的に接続でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明図

【図２】整列部材及び接続部材の金型仕様を示す説明図

【図３】整列部材及び接続部材の射出成形条件を示す説
明図

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す説明図

【符号の説明】

１０…光ファイバ、１１…光ファイバ心線、１２…被
覆、２０，４０…終端部材、２１，４１…整列部材、２
２，４２…押さえ蓋部材、２３…Ｖ溝部、２３ａ…Ｖ
溝、２４，２６…段差部、２５…押さえ部、３０，５０
…接続部材、３１，５１…底面部、３２，３３…側壁
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田村保暁東京都新宿区西新宿３丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者平塚廣明東京都新宿区西新宿３丁目19番２号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１本の光ファイバ心線を含む
２本の光ファイバを接続する光ファイバ接続部品におい
て、平面上に光ファイバ心線の本数に対応した個数のＶ溝が
形成されたＶ溝部を有する第１の部材と、前記Ｖ溝部の
平面に対応する平面をなした押さえ部を有する第２の部
材とからなり、２本の光ファイバの端部にそれぞれ、そ
の光ファイバ心線を前記Ｖ溝内に収容し、前記Ｖ溝部及
び押さえ部の平面同士が接合されて取り付けられ、該光
ファイバとともに端面研磨される２個の終端部材と、各終端部材を光ファイバの端面同士が対向し、Ｖ溝の軸
方向と直交する方向に移動しないように固定する接続部
材とを備えたことを特徴とする光ファイバ接続部品。
【請求項２】終端部材はＶ溝部の後部に光ファイバを
被覆付きのまま保持・固定する段差部を有することを特
徴とする請求項１記載の光ファイバ接続部品。
【請求項３】接続部材は終端部材をＶ溝の軸方向にも
移動しないように固定することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の光ファイバ接続部品。
【請求項４】終端部材及び接続部材はともに樹脂組成
物により形成されることを特徴とする請求項１乃至３い
ずれか記載の光ファイバ接続部品。
【請求項５】第１及び第２の部材はバネ機構または圧
入機構により組み合わされることを特徴とする請求項１
乃至４いずれか記載の光ファイバ接続部品。
【請求項６】第２の部材の押さえ部は光ファイバ心線
を押圧する凸部を有することを特徴とする請求項１乃至
５いずれか記載の光ファイバ接続部品。
【請求項７】請求項１乃至６いずれか記載の光ファイ
バ接続部品の製造方法において、各部材を樹脂組成物の射出成形法またはトランスファ成
形法で作製したことを特徴とする光ファイバ接続部品の
製造方法。