JPS6027361Y2 - 光ファイバコネクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光通信などの光信号処理に用いる着脱可能な光
フアイバコネクタに関するものである。

一般に光フアイバコネクタは光ファイバが挿入・固定さ
れているプラグと、このプラグ同志を嵌合・整列する中
空円筒状のスリーブから構成される。

特に従来の電気コネクタと異なり、接続する２本のファ
イバの相対位置は正確に合わせることが重要で、このた
め光フアイバ同志の軸ずれ、角度的り等を極めて少なく
しなければならない。

したがって、光ファイバを、外径が規定寸法に仕上げら
れた円筒プラグの中心に一致させ固定しく以下６出しと
いう）、プラグをスリーブの両端から挿入して突合わせ
、光ファイバの軸を合わせる方法がよく用いられている
。

現在、この心出しを調整機構により微細調整する方法と
、機械的精度を高めて行う方法の２種類がある。

第１図は前者の代表的なコネクタの一例を示す。

すなわち外からステンレスパイプ１、ガラス毛細管２の
順に覆った光フアイバ素線３を金属カラー４内で光学的
手法を用い、微動装置により相対的に微細調整して心出
しを行い、その後、接着剤５で固定している。

６は光フアイバ心線である。

しかしこの方法は心出し作業に時間がかかり、作業工程
も複雑であり、量産性には必ずしも適しているとは言え
ない。

他方、第２図は後者の機械的精度を高めたもので、プラ
グ７の中心に光フアイバ素線３がぎりぎりに入るような
微小穴８が加工されている。

このコネクタはプラグ７に光ファイバを挿入・固定する
だけで、心出しは不要であり、組立が非常に簡単である
という特徴を有する。

しかしながらプラグ７の外径寸法、ファイバ挿入用微小
穴８の内径寸法及びその偏心量には当然高精度加工が必
要となる。

更に微小穴８の軸に対する平行度もプラグとしての重要
な要求条件の一つである。

第２図の構造のプラグでは、微小穴とそれに続く長い穴
部が設けられているため、微小穴を軸に平行に設けるこ
とがむずかしく、また微小穴部の深さにも加工限界があ
るので、ファイバを挿入した際、両者の゛ガタ゛により
角度ずれが生じることが予想される。

第２図の構造のものでは、通常金属材料が用いられてい
る。

微小穴と外周面との偏心を矯正するためには、微小穴と
プラグの他の端をそれぞれ円錐状のセンターで支持して
、プラグを回転させつつ、外周面を研摩あるいは切削す
る方法が考えられるが、金属材料のため、大面が変形し
たり摩耗してしまい上記の方法が適用できなかった。

このように従来の光フアイバコネクタは、性能及び、量
産性に問題があり、とくに高精度接続を実現するために
は著るしく不十分なものであった。

本考案はこれらの欠点を除くため、構造が簡単で、心出
しが不要であり、かつ量産に適し、機械的衝げきに対し
ても安定な高精度の光コネクタを提供するものである。

第３図は本考案の光フアイバコネクタのプラグの構造を
示すのである。

このプラグは二つの個片から構成される。

すなわち一つはステンレスなどの耐候性、耐食性及び強
度がすぐれた金属材料から成る円筒状の金属カラー９で
ある。

他の一つは前記金属カラー９の先端部１０の内側に組み
込み固着され、金属カラー９の内径に等しいが、若干中
さい外径を有する焼結材料から成るキャピラリ１１であ
る。

キャピラリ１１の中心には、光フアイバ素線３よりわず
かに１μ肌程度大きな径をもつ微小穴１２を有し、後面
にはファイバの挿入を容易にするためテーパ部１３が設
けられている。

また金属カラー９の先端部１０の外周面は寸法精度は１
μ肌以下であり、もち論真円度９円筒度９面あらさなど
の形状も厳しく管理されている。

また組み立てられたプラグは、その微小穴１２と金属カ
ラー９の外周部の偏心が、２μｍ以下に管理されている
。

したがってこのプラグに光フアイバ心線６のジャケット
をはがし、光フアイバ素線３として挿入固着し、先端面
を研摩したり、あるいは前記光フアイバ素線３の端面が
鏡面に近い状態が得られるように切断して、挿入・固着
することにより、高精度の光フアイバプラグを実現する
ことが可能となる。

本考案の特徴の１つは、キャピラリにセラミック焼結材
料を用いている点であるが、このため次の利点が生じる
。

第１図の利点は、あらかじめ下穴を持ったような任意の
形状に戒型焼戊が可能であり、かつ硬度がガラス（又は
石英ガラス）に比べて４倍であり、ルビーとほぼ同じ程
度に大きいので、円筒のような細長い穴も、研摩仕上げ
により高精度に作製できることである。

この結果、量産が可能になるとともに、微小穴と外周面
との偏心を矯正するための外周研削加工において、キャ
ピラリの微小穴と金属カラーの後端部を支えて研削を行
う際、特に大きな応力が加わる微小穴付近でも十分強度
的に耐え、金属材料を用いた場合のような変形、摩耗が
生じないという特長が生まれる。

第２の利点は、ガラスを成分とするファイバを挿入する
にあたって、セラミックとガラスは非常になじみがよく
、わずか１μ肌のクリアランスで容易に挿入可能となる
ので、ファイバとプラグ外径の偏心が増大する恐れがな
いことである。

これは、セラミック焼結材料が多孔質であり、ガラスで
あるファイバの挿入に際して、実質的にファイバ表面と
の接触面が小さくなるためと推定される。

本考案の他の特長は、セラミック焼結材料からなるキャ
ピラリを、すっぽりと金属シースで被う構造をとってい
ることである。

このため、前述したセラミック焼結材料の利点が生かせ
ることはもちろん、セラミック部が露出している場合に
懸念される、機懐的衝撃に対して弱いという欠点が、カ
バーできることになる。

第４図は本考案のコネクタのプラグがアダプタを介して
接続されることを示すための基本構成図である。

これより、ファイバが挿入させた前記プラグを、たとえ
ば中空円筒スリーブであるアダプタ１６の両側から挿入
し、それぞれプラグ１９゜１７′を接続するとき、当然
光ファイバ３，３′自体も極めて小さい軸ずれ、角度ず
れで接続されることになり、高精度の接続が維持される
ことになる。

つぎに本考案のコネクタのプラグの製造方法について説
明する。

第５図は製造工程の概略を示す図で、大きく分けて焼結
材料から成るキャピラリ１１の製造工程２００と、ステ
ンレスなどの金属カラー９の素材加工工程２１０と、こ
れらと組み立てて完威させる三つの工程とがある。

まずキャピラリ１１の加工について述べる。

焼結材料、たとえばアルミナを主成分としたセラミック
原料を混合工程２０１で混合し、つぎに成型工程２０２
で円柱形に成型し、中心に２０〜１００μ肌の下穴をあ
けるか、あるいは下穴ごと成型する。

そして焼成工程２０３で焼成する。もち論焼成を行えば
外形寸法が収縮するので、収縮を十分に見込んで、外径
寸法は大きく成型しておく。

焼ｔされたセラミックなどは硬度が極めて大きく、焼成
後に穴をあけることは極めて困難であるが、すでに述べ
たように、あらかじめ下穴があけられであるので、この
下穴にワイヤを通し、ダイヤモンド・ペースト等によっ
て、穴磨き工程２０４で穴磨きを行って、所定の微小穴
径に仕上げる。

つぎに外径仕上げ工程２０５であるが、その中心穴にワ
イヤを通して、穴基準でセンタレス加工を行う。

しかもこの穴磨き工程２０４と外径仕上げ工程２０５は
、ともに時計用軸受は穴石加工と同様の研磨方法で同時
に行い、外径精度、穴径精度、偏心など１〜２μ乳で仕
上げることは容易であり、しかも焼成上がりの素材の下
穴にワイヤを通して数百個単位で一度に加工できる。

つぎに端面仕上げ工程２０６で端面を仕上げ、面とり工
程２０７で面とりを行ってキャピラリを完成する。

他方、金属カラーの素材加工工程２１０はステンレスの
棒材を用いて、公知のいかなる方法を用いてもできるが
、特に時計工業などの精密加工時に用いられている自動
旅館を用いて行うのが能率的である。

すなわち、つば部１４を除いて外形も穴も連続的に一度
に加工する。

外形加工工程２１１、つぎにつば部加工工程２１２、つ
ば打込み工程２１３となる。

ここで金属カラー９の素材が完成するので、この先端部
の穴の中にキャピラリ１１を組み込んで固着する組立工
程２２０が行われる。

以上の工程でプラグの加工は終了するわけであるが、更
にキャピラリ１１の微小穴１２と金属カラー９の外径の
偏心を小さく腰高性能のプラグを得るために第３の工程
を行う。

この第３の工程を行う理由は、キャピラリ１１と金属カ
ラー９とを固着する際に生ずる相互の位置ずれ、あるい
は金属カラー９の内径と外径の偏心及びキャピラリ１１
の外径と内径の偏心などが累積されるためである。

このため極めて重要な工程であるが、第３図に示すよう
に、プラグ組立工程２２０でおのおの組立てられたプラ
グをキャピラリ１１の微小穴部１２と金属カラー９の後
縁穴部１５を両方向から円錐状のセンター等で押しつけ
、このワークを回転させながら金属カラーの先端部１０
の外周を研削する。

これがいわゆる外周研削盤を用いて行う外周研削加工工
程２２１である。

この工作精度は極めて高く、外径精度及び微小穴と外径
の偏心は、ともに１〜２μ風以下が得られる。

これを端面研削工程２２２で端面を研削すれば、プラグ
として完成する。

更に実際にコネクタとしては、ファイバ端末処理２２３
で、光フアイバ心線のジャケットの一部を除去した後、
挿入・固着工程２２４でプラグ内にファイバを挿入・固
着し、つづいて再び端面研削工程２２５で、金属カラー
、キャピラリ及び光ファイバの外側端面を同時に研削し
て、プラグ組立てを完威し、このようにしたプラグ同志
を中空円筒状のスリーブに嵌合・整列することになる。

最後に考案のコネクタのプラグを使用して得られた測定
結果を示す。

第６図Ａはキャピラリの微小穴径（目標値は１５２μｒ
ｒＬ）のばらつき、第６図Ｂは金属カラーの外径寸法（
規格値は２４９９ｒＩｒ！ｎ）のばらつきを示し、いず
れも±１μ肌程度であり、更に微小穴と金属カラー外径
の偏心ばらつきも、第６図Ｃに示すように平均１．３μ
卵という高精度な結果が得られた。

金属カラーの外周面の真円度及び面あらさば、第６図り
及び第６図Ｅに示すように０．２μＵと良好な形状精度
が得られた。

なおこれらろプラグにファイバを挿入して端面を研摩し
、第４図により説明した場合と同様に、プラグ同志をス
リーブを介して接続し、その接続損失を測定した結果、
０．４２ｄＢであった。

これにより従来の光フアイバコネクタと同様のすぐれた
性能が得られることを確認した。

なお本考案のプラグを用いた他の実施例として第７図に
示すように、あらかじめファイバ素線３に穴径がファイ
バ径よ０わずかに大きく、かつ外径がファイバ心線６の
径に等しいガラス毛細管１８を介添してプラグ内へ挿入
し、接着剤５で固定する方法がある。

この方法はファイバ素線３がガラス毛細管１８と接着剤
５により金属カラー９と完全に一体化できるもので、外
からファイバ心線を引っ張っても切れることがなく、安
定した動作が期待できるという特長がある。

以上説明したように、本考案によれば、焼結材料を用い
たキャピラリの外側をステンレスの金属カラーでとり巻
いた構造を有するプラグを、極めて高精度で、かつ量産
加工できる方法で加工することが可能であり、更に前記
キャピラリ内にファイバを挿入・固着するのみで、プラ
グの中心とファイバ軸とを正確に一致させることができ
、しかる後、ファイバ端面を研摩したプラグ同志を円筒
状スリーブ内で整列、固定することにより高性能な光フ
アイバコネクタを実現できる。

また前記コネクタは屋内・屋外を問わず、いかなる場所
でも、専用の組立装置を使用することなく、現場で直接
組み立てることができるので、その効果は極めて大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の光フアイバコネクタ用プラグ
を示し、Ａは縦断面図、Ｂは横断面図、第３図は本考案
のコネクタプラグの一実施例を示し、Ａは縦断面図、Ｂ
は横断面図、第４図は本考案のコネクタのプラグとアダ
プタによる基本接続構成を示す縦断面図、第５図は本考
案のコネクタのプラグの製造工程を示すブロック図、第
６図は本考案のコネクタのプラグの形状寸法実測データ
で、Ａはキャピラリの微小穴径の実測値を示す図、Ｂは
金属カラーの外径の実測値を示す図、Ｃは微小穴と金属
カラーの外径の偏心実測値を示す図、Ｄは金属カラーの
外周面真円度の測定値を示す図、Ｅは金属カラーの外周
面あらさの測定値を示す図、第７図は本考案のコネクタ
のプラグの他の実施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・ステンレスパイプ、２・・・・・・ガラ
ス毛細管、３，３′・・・・・・光フアイバ素線、４・
・・・・・金属カラー、５・・・・・・接着剤、６，６
′・・・・・・光フアイバ心線、７・・・・・・プラグ
、訃・・・・・微小穴、９・・・・・・金属カラー、１
０・・・・・・金属カラー先端部、１１．１１’・・・
・・・キャピラリ、１２・・・・・・キャピラリ微小穴
、１３・・・・・・キャピラリテーパ部、１４・・・・
・・金属カラ一つば部、１５・・・・・・金属カラーテ
ーパ部、１６・・・・・・アダプタ、１７，１７’・・
・・・・プラグ、１８・・・・・・ガラス毛細管、２０
０・・・・・・キャピラリ製造工程、２０１・・・・・
・原料混合工程、２０２・・・・・・成型工程、２０３
・・・・・・焼成工程、２０４・・・・・・穴磨き工程
、２０５・・・・・・外径仕上げ工程、２０６・・・・
・・端面仕上げ工程、２０７・・・・・・面とり工程、
２１０・・・・・・金属カラー素材加工工程、２１１・
・・・・・外形加工工程、２１２・・・・・・つば部加
工工程、２１３・・・・・・つば打込み工程、２２０・
・・・・・プラグ組立工程、２２１・・・・・・外周研
削加工工程、２２２・・・・・・端面研摩工程、２２３
・・・・・・光フアイバ端末処理工程、２２４・・・・
・・アイバ挿入固着工程、２２５・・・・・・端面研摩
工程。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 アダプタの両端からプラグ同士を挿入して光ファイバを
   接続するための光フアイバコネクタであって、 前記プラグはセラミック焼結材料からなるキャピラリと
   、該キャピラリの外周部を同心円状に被った金属シース
   を有し、光ファイバがキャピラリの中心に設けられた微
   小穴に保持され、かつプラグ端面ば前記金属シース、キ
   ャピラリおよび光ファイバの端面と同一にそろえられて
   おり、前記キャピラリの長さは、前記キャピラリの外径
   よりも小さくなく、 前記プラグ同士を中空円筒スリーブを内蔵するアダプタ
   内で嵌合、整列することで光フアイバ同士を突合せ接続
   することを特徴とする光フアイバコネクタ。