JPS6073605A - 光コネクタプラグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、２本の光ファイバを接続するために用いるコ
ネクタ用のプラグ、及びその製造方法に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

元ファイバを接続するには、一般に高精度の円筒状プラ
グに光ファイバの先端を挿入固定し、このように構成し
たプラグ２個をスリーブの両端から差し込んで、２本の
元ファイバの素線を同心状に対向せしめて突き合わせる
。

こうした光ファイバのコネクタにおいては、接続損失の
少ないことが要求されるため、双方の光フアイバ素線の
軸心合わせの誤差は数μｍ以下にしなければならない。

以下、従来の元ファイバコネクタを図に基づい５１１ て説明する。第１図に従来の元コネクタの基本構造を示
す。１はプラグ、２は光ファイバの素線、５ｕ光’７フ
イバ素線２にポリアミド等を被覆した光フアイバ心線、
４は光フアイバ素線２をプラグ１内に挿入して固定する
ための光フアイバ挿入孔、５は元ファイバ心線３が収容
される中空孔である。

このようなプラグを２個、円筒状のスリーブ６０両側か
ら差し込むことによシ、元ファイバ相互の接続を行なう
構造である。したがって、光フアイバコネクタの組立に
おいて軸心合わせ加工を必要とせず、組立作業は簡単か
つ迅速に行なうことができる。しかしその反面、プラグ
１の外径寸法と光フアイバ挿入孔４の内径寸法、および
その同心度に高い精度が必要である。それ故、第２図に
示すプラグ１は従来金属材料を用いて、超精密加工によ
り作られていた。しかし、製品の歩留りが悪く生産性が
劣シ、高価格になるという不都合がある。

第６図に示すプラグの構造は、金属製プラグ製品の歩留
りが悪いという不都合を解消するために特開昭ＧＯ−７
３６Ｏ５（２） 改良されたものである。第５図において、８はセラミッ
ク類から成るキャピラリで、これを金属製プラ″グ１に
嵌合して構成されている。なお、このプラグ構造におい
てはキャピラリ８に設けられた元ファイバ挿入孔４の内
径の寸法が時計用宝石軸受は加工における技術を利用し
て、ミクロンあるいはサブミクロンの加工精度が可能と
されている。

しかしそのためには特殊な加工設備と熟練とを必要とし
、製品は量産性に欠け、かつ高価格となる。

そこで以上の欠点を改良するため、金属やセラミック材
料を用いることなく、生産性と経済性に優れたプラスチ
ックを成形して元コネクタ類を構成する方法が行なわれ
ている。

しかし、プラスチックでプラグを構成すると、その端面
を元ファイバ素線と一緒に研磨して平面に仕上げようと
しても綺麗な平面に揃わないという技術的問題が有る。

第４図はプラグ１の端面と元ファイバ素線２の先端とを
研磨仕上げした状態における縦断面図である。プラグ１
の元ファイバ挿入孔４に、石英系光フアイバ素線２ｔ−
挿入し、５、ｌ 接着剤９で固定して、端面（本図において上面）を研磨
仕上げすると端面段差−ｈを生じて素線２が突出する。

なお、本項においては説明の便宜上、光フアイバ素線２
の先端の凹みを＋、突出しを−で表わすものとする。こ
の段差はプラスチックと石英との硬度の差によるもので
ある。かかる段差が生じると、元コネクタ組立時に突合
わされる光フアイバ素線同志が接触して破損するという
致命的な問題を生ずる。このため、従来技術においては
前記の突出量−ｈをなるべく零に近づけるように研磨す
ることが工夫されている。

ところが、前記の突出量−りを零にしても、又新たな技
術的問題として光の多重反射による損失を生じる。第５
図は上記の光損失（ｄＢ）を縦軸にとり、双方の元ファ
イバ素子間の間隙ｄ（μｍ）を横軸にとって表わされた
図表（昭和５６年度電子通信学会全国大会資料Ａ　２２
５７よシ収録）である。

平行な端面を対向させた場合に生じる上記の光損失を防
止するため、プラグ１を金属、セラミック等の高硬度材
料で構成し、第６図に示すように６　（［ 光フアイバ素線２の先端を凹球面状に仕上げた元コネク
タが公知である。

しかし、このようにプラグ１を硬い材料で構成し、スリ
ーブとの嵌合部を高精度に仕上げると非常に高価なもの
となる。

従来技術においては上に述べたように、安価なプラスチ
ックでプラグを構成するとその端面を研磨した際元ファ
イバ素線が突出気味になって重大な損傷を招く虞れが有
シ、高硬度材料でプラグを構成して元ファイバ素線の先
端を凹球面に仕上げようとすると製造コストが高いとい
う、二律背反的な不具合が有った。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、その目的
とするところは、安価で、光損失が少なく、シかも元フ
ァイバ素線同志の当接による破損の虞れの無い元コネク
タプラグ、及びその製造方法を提供しようとするもので
ある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明の光コネク７１〔 り用のプラグは、後述するように従来不可能とされてい
た研磨仕上げによる凹球面の研削方法の創作を裏付けと
して、２個のプラグをプラスチック材料で構成し、かつ
、前記の元ファイバ素線の先端をプラグ端面から突出せ
しめることなく、該素線の先端を凹球面状に形成したこ
とを特徴とする。

また、本発明の光コネクタプラグ製造方法は、プラスチ
ック材料製のプラグに元ファイバ素線を挿通し、上記素
線の先端をプラグ端面にほぼ揃えて固定した状態で、端
面研磨装置によシ、パフ布、砥粒、及び研磨液を用いて
前記のプラグ端面を研磨し、かつ、前記の砥粒の平均粒
径を１μｍとし、研磨液のアルカリ度をＰＨ９〜１０と
して、光フアイバ素線先端を凹球面状に研磨仕上げする
ことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、上記の研磨による凹球面の研削方法を創作するた
めに本発明者らが行った実験結果、並びに、上記の実験
結果に基づいて創作した本発明方法１本発明装置の１実
施例について述べる。

特開昭ＧＯ−７３６０５（３） 第７図は、上記の実験及び実施例に用いた部材を示し、
元コネクタプラグ１はプラスチックで構成しである。光
フアイバ素線２．その挿入孔４、及び光フアイバ心線５
．その挿入用中空孔５は前記の従来技術におけると同様
の構成部材でおる。

７はスリーブに対する位置ぎめ用のフランジである。

接続しようとする光フアイバコード１０の末端から所定
の長さＬ！の所まで外被を除去する□と共に末端から所
定の長さＬ２のＴｆＴまで二次被覆５を除去したのち、
被覆を除去した部分を有機溶剤で洗浄する。次に、プラ
グの孔４．５に接着剤を適当量だけ塗布し、プラグの孔
５側から光ファイバ１０の末端を挿入して、素線２が孔
４から所定量突…するまで押込む。そして、接着剤を所
定の硬化条件で硬化させたのち、ダイヤモンドカッタ等
により素線２をプラグの先端に合わせて切断する。つい
で、ラッピング用の治具にプラグ１を取付け、プラグ１
の先端を専用の端面研磨機（図示せず）により、ダイヤ
モンド砥石による粗仕上げ、ダイヤモンド９−＋１ 砥粒と錫製定盤による中仕上げおよび仕上げ加工を行な
う。ここまでは従来技術をそのまま適用したものである
。次に、本発明者らの行なった実験について、第８図、
第９図を参照しつつ説明する。

第８図は、ポリウレタン製のパフ布を用い、研磨液とし
てアルカリ水溶液（例えば水酸化カリウム水溶液）のみ
を用いた場合、アルカリ水溶液のＰＨ値と、元ファイバ
素線先端の突出量との関係を示す図表である。本図から
、アルカリ水溶液を用いただけでは光ファイノ！素線の
端面は凹球面状に加工されないことが判る。

第９図は、酸化セリウムを砥粒として用い、蒸溜水にｓ
ｏｗｔｓ　混合調整した場合を示す。本図においても元
ファイバ素線の端面は凹形とならず、却って突出気味（
凹み量がマイナス）となっていることが判る。本実験に
おいて、砥粒の径（平均粒径）が１μｍ以上になると元
ファイバ素線の端面のアラサが悪化することが判明した
。しかし、１μｍ以下では研磨能率が低下するので、砥
粒の径を約１μｍにすることが最適である。

１０　、。

上述の実験結果に基づき、径１μｍの酸化セリウムを砥
粒として用い、これをアルカリ水溶液に５０Ｗｔ＊混合
して研磨実験を行なったところ、第１０図に示すように
ＰＨ値が９〜１０の場合に光フアイバ素線の端面を凹球
面状に仕上げ得ることが発見された。

第９図はＰＨ７〜１４の間におけるＰＨ値と凹み量（μ
ｍ）との関係を示す図表である。

本図表に表わされているように、ＰＨ値が高い場合に凹
み量が小さくなるのは、本実施例において用いたポリウ
レタン製のパフ布が強アルカリに侵されることも一因で
あると推察される。耐アルカリ性の大きいパフ布を用い
て強アルカリ液で研磨することも考えられるが、作業の
安全性および作業管理の容易さ等を勘案するとＰＨ９〜
１０が実用性のある最適範囲と判断される。

第１１図は本実施例において研磨仕上げしたプラグ端面
付近の断面図でおる。

このような形状に仕上げた元コネクタは、プラグ１の端
面に比して元ファイバ素線２の先端が突１１　了［ 出していないため、素線同志の当接によって損傷を生じ
る虞れが無い。その上、元ファイバ素線２の先端が凹球
面状をなしているので光の多重反射による光損失を生じ
る虞れが無い。しかも、プラグ１をプラスチックで構成
しであるので耐久性に優れ、精密加工が容易で製造コス
トが安い。

次に、第１２図に加工時間とファイバ端面凹み量との関
係を示す。ファイバ素線の端面凹み量は時間にほぼ比例
する傾向にアフ、所定の凹み量は加工時間によ多制御が
可能である。

第１５図に砥粒濃度とファイバ素線端面凹み量との関係
を示す。ファイバ素線端面凹み量はｓｏ　ｗｔｓ近辺で
ほぼ飽和する傾向にある。また、加工液に界面活性剤を
１〜２Ｗｔｌ添加すると、ファイバ素線端面凹み量のバ
ラツキが±１〜１．５μｍから±０．５〜１μｍ程度に
向上する。ここで、界面活性剤として、陽イオン系、陰
イオン系、および非イオン系のいずれを用いてもほぼ同
様な効果が得られた。

次に掲げる第１表は、上記実施例においてパフ研磨を行
なう前と後との接続損失のバラツキを示ＷＩＩＢｒＩＧ
Ｏ−７３６Ｏ５（４） す。入射条件として、光源にＬＥＤ（波長０．８５μｍ
）を用いて、モードスクランブラ（５ｄＢ）により、素
線径５０μｍ、クラッド！　１２５μｍのＧＩ型元ファ
イバを使用した。

第　１　表 木表に示す如く、パフ研磨前後において５回着脱時の接
続損失のバラツキは０．５ｄＢから０゜０５ｄＢに低減
させることができた。

第１４図は、前記実施例の元コネクタ１５０個について
接続損失を測定し、その度数分布を示す図表である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の光コネクタプラグは安価
で、光損失が少なく、シかも元ファイバ１５頁 素線同志の当接による破損を生じる虞れが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は元コネクタの基本得造を示す断面図、第２図及
び第５図は従来の光コネクタプラグの断面図、第４図は
従来のプラスチック制光コネクタプラグの端面研磨によ
シ現われる端面段差の状態を示す断面図、第５図はファ
イバ端面の間隙と光損失との関係を示す特性図、第６図
は従来の金属制光コネクタプラグの端面研磨後における
プラグ端面付近の断面図、第７図は本発明の元コネクタ
プラグの１実施例の分解断面図、第８図乃至第１０図は
研磨液ＰＨ，砥粒粒径とファイバ端面凹み量との関係を
示す特性図、第１１図は本発明の光コネクタプラグの１
実施例における端面研磨後におけるプラグ端面付近の断
面図、第１２図及び第１５図は加工時間、砥粒濃度とフ
ァイバ端面凹み量との関係を示す図表、第１４図は本発
明の１実施例における光コネクタの接続損失測定結果を
示す図表である。 １・・・プラグ、２・・・元ファイバ素線、３・・・元
ファ１４頁 イパ心線、４・・・挿入孔、５・・・中空孔、６・・・
スリーブ、７・・・フランジ、８・・・キャピラリ、９
・・・接着剤、１０・・・光フアイバコード。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 （８ｐ）子？＃壬 第６図 ■ 第７図 第８図 第９図 Ｂ刻拉膣イπμｍ） ｇＪ１０図 ＃　１２図 第１３ＦｊＡ 石、ｆｓｍ；７１Ｊ（ｗｔ’１０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プラグの中心に貫設された中空孔に元ファイバを
   挿入固定し、上記の如く構成された２個のプラグをスリ
   ーブの両側から差し込んで２本の光ファイバの素線の中
   心が一致するように突き合わせて接続する元ファイバコ
   ネクタにおいて、前記のプラグをプラスチック材料で構
   成し、かつ、前記の元ファイバ素線の先端をプラグ端面
   から突出せしめることなく、該素線の先端を凹球面状に
   形成したことを特徴とする光コネクタプラグ。 ２、　プラスチック製プラグに光フアイバ素線を挿通し
   、上記素線の先端をプラグ端面にほぼ揃えて固定した状
   態で、端面研磨装置により、パフ布、砥粒、及び研磨液
   を用いて前記のプラグ端面を研磨し、かつ、前記の砥粒
   の平均粒径を１μｍとし、研磨液のアルカリ度をＰＨ９
   乃至１０として、元ファイバ素線先端を凹球面状に研磨
   仕上げすること２　’ｔｊ を特徴とする光コネクタプラグの製造方法。 五　前記の研磨液は、界面活性剤を添加したものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の光コネ
   クタプラグの製造方法。