JPS6032650Y2 - 光ファイバ結合器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光ファイバと光素子（発光素子あるいは受光素
子）とを光学的に結合する光フアイバ結合器に関するも
のであり、特に耐久性が大きく良好な光結合特性の得ら
れる光フアイバ結合器を提供するものである。

最近、近距離用（数メートル−数百メートル）の光伝送
システムにおいて、比較的光学的な接続損失が大きくて
も実用上さしつかえない場合に用いるコネクタとして光
ファイバをと発光素子（又は受光素子）とを直接接続す
るコネクタが種々考えられている。

本考案は、光フアイバ結合器の実用化を考慮してなされ
たものであり、耐引張強度の向上、操作上の問題点の改
善等を目的と腰簡単な構成で耐久性に富み、操作が容易
な光フアイバ結合器を提供するものである。

第１図は従来の光フアイバ結合器を備えた反射形光セン
サーを示している。

光フアイバ結合器の部分Ａの複線光ファイバと発光およ
び受光素子の２個の光学素子を同時に接続する構成にな
っている。

すなわち第１図において、１はプラスチックよりなる光
フアイバ複線になっている。

２は光フアイバ保持部材であり、光ファイバ１のクラッ
ド部分（外皮部分）の厚みより若干大きな径の小孔に光
ファイバ１をそれぞれエポキシ接着剤３で固定している
。

４はエポキシ接着剤３の漏れと光ファイバ１を固定する
ためのキャップである。

５．６はそれぞれ発光素子と受光素子である。

７は発光素子５および受光素子６を保持する部材であり
、エポキシ接着剤３でこれらの発光素子５および受光素
子６を固定している。

又、部材７には光フアイバ保持部材２と嵌合される案内
孔８゜９がそれぞれ軸方向にＬｌ−Ｌ２の長さで設けら
れている。

この案内孔８，９の長さの関係は秋〉らになっている。

さらに部材７には機器（図示せず）に取付けるためのネ
ジ孔１０と、光フアイバ保持部材２と接続するためのネ
ジ部１１を設けている。

１２は光フアイバ保持部材２と素子を保持する部材７と
接続する袋ナツトで、弾性Ｏリング１３を介して締付け
るものである。

この装置の光センサーとしての動作原理は、検出物体１
４へ発光素子５からの光を光ファイバ１の一方を通して
照射し、その反射光を同様に光ファイバ１の他方から通
し、受光素子６で受けて検出するものである。

このような反射形光センサーにおける従来の光フアイバ
結合器の問題点の第１は、まず光ファイバ１の固定強度
の問題である。

プラスチックよりなる光ファイバ１の組成は一例として
光の伝搬する部分がアクリル系の樹脂にフッ素系の樹脂
をコーテングしたものよりなっており、かつファイバー
の被覆部分がポリエチレン系の樹脂で形成されているこ
とから、ファイバー、被覆部分共に接着性が低い特性を
有する。

それをエポキシ接着剤３等で固定しただけでは十分な接
着力は得られず、耐引張強度は非常に弱いものである。

特に光フアイバ結合器においては光ファイバ１の端面と
発光素子５（または受光素子６）の発光部との位置関係
が正確に設定されていることが必要であるが、前述した
ような耐引張強度の弱さのために光ファイバ１の位置が
ずれると光ファイバ１と発光素子５（または受光素子６
）間の光結合効率が著しく低下することになる。

従来は、このような問題があるにもかからず、まったく
その対策がなされていなかった。

また、従来の第２の問題点として光フアイバ保持部材２
と嵌合される案内孔８，９の軸方向の長さＬｌ、 Ｌ２
がＬｌ＞Ｌ２の関係になっており、そのため光ファイバ
１の先端が案内孔８の中に入る前に回転により光ファイ
バ１の端面が傷つくなどの問題が生じる。

ここで光ファイバ１の端面が傷つく様子を第２図をもと
にして説明する。

光フアイバ保持部材２を軸方向Ｂで示すように素子を保
持する部材７に近づけつつ光フアイバ保持部材２の案内
凸部２ａを案内孔８に挿入しようとする場合、案内凸部
２ａの外径は案内孔８の内径よりわずかに小さいだけで
あるため一度の試みでは合わせることはむすかしく、シ
かもＬｌ＞Ｌ２であるためファイバ１の端面が面部１５
に当接して、このファイバ端面が傷つくことになる。

さらに第３の問題として光フアイバ保持部材２と素子を
保持する部材７の接続において、ネジ部１１に規制部分
がないため、袋ナツト１２の軸方向Ｂへの締付量が少な
い場合には振動などによって結合関係が緩んできたり、
逆に締付量が大きくなりすぎてネジ山の破損などが発生
する。

本考案の光フアイバ結合器は前述の３つの問題点を解決
するもので、以下本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第３図は本考案の一実施例における光フアイバ結合器を
備えた反射形光センサーを示しており、双方向伝送を行
なう光コネクタの結合状態を詳細に示している。

第４図は光ファイバ端の正面図である。

これらの図において、２１は複数の光ファイバでプラス
チックでてきている。

２２は光ファイバ２１を保持する光フアイバ保持部材で
耐熱性の向上と、量産性を考慮し耐熱性樹脂（耐熱１０
０℃以上のノリル樹脂など）の成形品で出来ている。

光フアイバ保持部材２２は光ファイバ２１のクラッド部
分より０．ＩＴｒｒ！ｎ程度大きな２個の小孔２３を有
し、且つ小孔２３に対し同軸に設けられた第１の案内部
である２個の円筒部２４と、第２の案内円筒部２５より
構成されている。

案内円筒部２５の外周の一部には位置決めのための面取
り部２６を設けている。

光ファイバ２１の固定は、エポキシ接着剤２７による固
着と、金属の割り溝金具２８を光ファイバ２１の被覆部
にカシメることによって被覆部を変形圧着し、ストッパ
一部材２９により光ファイバ２１の軸方向への移動を規
制している。

３０は光ファイバ２１の急激な曲げを防止する弾性チュ
ーブで、固定材３１によって保持されている。

３２．３３はそれぞれ発光素子と受光素子である。

３４は発光素子３２、受光素子３３を保持する部材であ
り、光フアイバ保持部材２２の円筒部２４と一部に面取
り部２６を有する案内円筒部２５と嵌合する２個の案内
孔３５と一部に位置決めの面取り部を有する案内孔３６
を設けている。

しかも２個の案内孔３５と一部に位置決めの面取り部を
有する案内孔３６のそれぞれの軸方向長さＬ３．Ｌ４の
関係がＬ３＜Ｌｑとなっている。

又、発光素子３２と受光素子３３を保持する固定孔３７
．３８は案内孔３５と同軸的に設けられ、それぞれ発光
素子３２、受光素子３３をエポキシ接着剤２７によって
固定する。

尚、受光素子３３には外来ノイズ防止のために金属パイ
プ３９で覆って固定している。

４０は機器（図示せず）などに取り付けるためのネジ孔
である。

４１は案内円筒部２５の外周面に設けられたねじ部であ
り、袋ナツト４２の内周面のねじ部と螺合する。

袋ナツト４２は光フアイバ保持部材２２と素子を保持す
る部材３４とを接続する役目をしており、弾性Ｏリング
４３を介してファイバ保持部材２２を軸方向に締付ける
。

ここで素子を保持する部材３４のネジ部４１の長さは、
袋ナツト４２の先端がネジ部４１の末端と当接した状態
で弾性Ｏリング４３が変形し光フアイバ保持部材２２に
軸方向の一定の押圧力を与えるように設定されている。

いま光フアイバ保持部材２２と素子を保持する部材３４
とを接続する場合を考える。

まず光フアイバ保持部材２２の案内円筒部２５と、素子
を保持する部材３４の案内孔３６とが位置決めの面取り
部２６を合わせて嵌合する。

この時、位置決めが合わない状態ではＬ３＜Ｌ４のため
光フアイバ保持部材２２の２個の円筒部２４に取付けら
れた光ファイバ２１の端面が他に接することがない。

位置決めが合わされると、まず光フアイバ保持部材２２
の案内円筒部２５と、素子を保持する部材３４の案内孔
３５が嵌合され、つぎに光フアイバ保持部材２２の２個
の円筒部２４と、素子を保持する部材３４の２個の案内
孔３５がそれぞれ嵌合されて接続される。

前記本考案の実施例における光結合器は次にような特長
を有している。

（１）光ファイバ２１を光フアイバ保持部材２２に固定
するために、エポキシ接着剤２７とともに金属の割り溝
金具２８を用いて光フアイバ被覆部にカシメを施してい
るため、光ファイバ２１の耐引張強度が向上する。

したがって、従来のように位置ずれによる光結合効率の
低下を防止できる。

（２）光フアイバ保持部材２２と素子保持部材３４との
接続において、案内孔３５と３６の長さの関係を）３＜
Ｌ４にすることにより、光ファイバ２１の端面が平面部
と接触して傷が付くことを防止できる。

（３）案内円筒部２５の外周面のねじ部４１を適切な長
さにすることにより、袋ナツト４２が所定の位置で規制
され、弾性Ｏリング４２の押圧が一定となり、締付力の
ばらつきやネジ山の破損などを防止できる。

以上説明したように、本考案の光フアイバ結合器は光効
率の向上、ファイバ端面の保護等の点から実用的な効果
が大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は光センサーに用いている従来の光フアイバ結合
器の断面図、第２図は同光フアイバ結合器の接続を説明
するための図、第３図は本考案の一実施例における光フ
アイバ結合器の断面図、第４図は同光フアイバ結合器に
おける光フアイバ保持部材の光フアイバ端面の正面図で
ある。 ２１・・・・・・光ファイバ、２２・・・・・・光フア
イバ保持部材、２３・・・・・・小孔、２４・・・・・
・第１の案内部（円筒部）、２５・・・・・・第２の案
内部（案内円筒部）、２７・・・・・・接着樹脂、２８
・・・・・・カシメ材（割り溝金具）、２９・・・・・
・ストッパ一部材、３２・・・・・・発光素子、３３・
・・・・・受光素子、３４・・・・・・素子を保持する
部材、３５・・・・・・第１の案内孔、３６・・・・・
・第２の案内孔、４１・・・・・・ねじ部、４２・・・
・・・袋ナツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外部に開放する小孔を有する光フアイバ保持部材に光フ
   ァイバを挿入してこの光ファイバの端面を前記小孔より
   露出させ、前記光ファイバと前記光保持部材との間隙に
   接着用樹脂を充填し、前記光ファイバの被覆部分に固定
   した金属カシメ材にストッパ一部材を当接させて前記光
   ファイバの軸方向への移動を規制し、前記光フアイバ保
   持部材の小孔と同軸に形成された第１の案内部およびこ
   の第１の案内部と連続して形成された第２の案内部がそ
   れぞれ嵌合する軸方向長さが第２の案内孔より短かい第
   １の案内孔および第２の案内孔を有する光素子を備えた
   保持部材を、前記光フアイバ保持部材と、弾性体を介し
   て軸方向の締付位置を規制する手段を有したねじ部の締
   付によって光学的結合をおこなうことを特徴とする光フ
   アイバ結合器。