JPWO2011162173A1 - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

斜め研磨タイプにおける回転防止を図りつつ、コネクタに外力が作用した場合のフェルールへの影響を抑えることのできる光コネクタを提供する。先端部が斜め研磨されるとともに弾性手段により接続方向前方に付勢力が付与された状態でハウジング内に収容保持されることで軸線方向に移動可能なフェルール１５を備えた光コネクタであって、ハウジング１９とフェルール１５との間に、両者が移動の方向に相対移動可能となるように嵌合するキー溝２１とキー２３とを備え、フェルール１５が後退する方向に向かってキー溝２１の溝幅Ｗとキー２３との間のクリアランスＣが増大している。

Description

本発明は、先端部が斜め研磨されたフェルールを含む光コネクタに関する。

特開平１０−２２１５６８号公報、特開２００２−６１７４号公報は、軸回りの回転を規制するためのキー溝の設けられたフェルールを含む光コネクタを記載している。図９において、（ａ）領域は従来の光コネクタ５００をその一部を切り欠いた状態で示す側面図、（ｂ）領域は光コネクタ５００が含むフェルール５０３の斜視図、（ｃ）領域は光コネクタ５００が含むプラグフレーム（ハウジング）５０１の断面図である。光コネクタ５００にあっては、筒状のプラグフレーム５０１内に収納されたフェルール５０３は、その外周部にフランジ５０５を有する。プラグフレーム５０１は、フランジ５０５に形成されたキー溝５０７（（ｂ）領域）と、プラグフレーム５０１内部に突設したキー５０９（（ｃ）領域）との係合によって、軸方向のスライド移動が許容されるとともに軸回りの回転が規制されている。

また、フェルール５０３は、プラグフレーム５０１に内蔵されたスプリング５１１によって接合端面５０３ａ方向へ付勢されている。そして、プラグフレーム５０１内側のフェルール収納穴５１３内に突設されたストッパ壁５１５にフランジ５０５が当接することで、それ以上の接続方向前方への突出が防止されるようになっている。

フェルール５０３は、別の光コネクタのフェルールと接合端面５０３ａを以って突き合わせ接続されるようになっており、これにより、フェルール５０３によってコネクタ接続可能に成端された光ファイバ５１７が相手側の光コネクタの光線路と接続される。また、フェルール５０３は、相手側の光コネクタのフェルールとの突き合わせ時にスプリング５１１の弾性変形範囲内で、接続方向後方へ若干押し込むことが可能である。これにより、極度の応力集中による接合端面５０３ａの破損が防止されるとともに、スプリング５１１の付勢力がフェルール同士間の突き合わせ力として作用して、目的の接続損失が安定に得られるようになっている。

ところで、従来低反射を実現するためのコネクタ接続技術として、ＡＰＣ（Angled-PC）研磨によるＰＣ（Physical Contact）接続面の低反射化技術がある。斜め研磨された接続面を安定してフィジカルコンタクトさせるためにはフェルールの回転角度を２度以下に抑えることが重要であることが知られている。より特性を安定させるためには回転をゼロにすればよいが、フェルールの回転を完全拘束すると、コネクタ本体に外力が加わった際にＰＣ接続が外れ特性が不安定になる恐れがある。

本発明の目的は、斜め研磨タイプの光コネクタにおけるフェルールの回転防止を図りつつ、コネクタに外力が作用した場合の接続のはずれを抑えることのできる光コネクタを提供することにある。

目的を達成するため、先端部が斜め研磨されたフェルールと、フェルールを軸線方向に移動可能なように収容保持するハウジングと、フェルールを接続方向前方に付勢する弾性手段とを備え、ハウジングとフェルールとの間に、両者が軸線方向に相対移動可能となるように嵌合するキー溝とキーであってフェルールが後退する方向に向かってキー溝とキーとの間のクリアランスが増大するキー溝とキーとを備える光コネクタが提供される。キー溝とキーとで決まる軸線を中心とした円周方向の回転許容量は、フェルールの後退前と後退後とで等しいのが好適である。

本発明に係る光コネクタによれば、斜め研磨タイプの光コネクタにおけるフェルールの回転防止を図りつつ、コネクタに外力が作用した場合の接続はずれを抑えることができる。

本発明に係る光コネクタの実施形態の外観斜視図である。

図１に示した光コネクタの要部断面図である。

図１に示した光コネクタが含むメカニカルスプライスの斜視図である。

図１に示した光コネクタが含むハウジングの斜視図である。

（ａ）領域は、図４に示したハウジングを、軸線を含む面で切り欠いた状態で示す斜視図、（ｂ）領域は（ａ）領域の部分拡大図である。

（ａ）領域、（ｂ）領域各々は、従来の光コネクタにおけるフェルール後退前後の要部模式図である。

（ａ）領域、（ｂ）領域各々は、図１に示した光コネクタにおけるフェルール後退前後の要部模式図、（ｃ）領域は図１に示した光コネクタにおけるフェルール首振り時の要部模式図である。

本発明に係る光コネクタの変形例の要部模式図である。

（ａ）領域は従来の光コネクタを、その一部を切り欠いた状態で示す側面図、（ｂ）領域は従来の光コネクタが含むフェルールの斜視図、（ｃ）領域は従来の光コネクタが含むプラグフレームの断面図である。

本発明の実施形態が、以下において、図面を参照して説明される。図面は、説明を目的とし、発明の範囲を限定しようとするものではない。図面において、説明の重複を避けるため、同じ符号は同一部分を示す。図面中の寸法の比率は、必ずしも正確ではない。

図１は、本発明に係る実施形態である光コネクタ１７の外観斜視図である。図２は、光コネクタ１７の要部断面図である。図３は、光コネクタ１７が含むメカニカルスプライス３３の斜視図である。光コネクタ１７は、メカニカルスプライス３３と、メカニカルスプライス３３を収容・保持するハウジング１９と、ハウジング１９の外側に装着されコネクタ接続する際の把持部となるつまみ３５とに大別して構成される。

メカニカルスプライス３３は、フェルール１５と、ベース部材３７と、固定部３９と、不図示の蓋をベース部材３７に押し付けることにより不図示の光ファイバを固定するクランパ４１とを備える。フェルール１５は、光ファイバが挿入される微細孔４３を備え、ハウジング１９の内側のフェルール収納穴４５と、互いの中心軸線をほぼ一致させて収納される。フェルール１５は、ジルコニアやガラスを用いて形成される。

フェルール１５の微細孔４３を開口させた先端部１１は斜め研磨されている。また、フェルール１５は、ハウジング１９に内蔵された不図示の弾性手段（たとえばスプリング）により先端部１１方向に付勢力が付与された状態で、ハウジング１９内に収容保持されていて、軸線３１に沿う方向に移動可能となっている。フェルール１５の軸線方向におけるほぼ中央部にはフランジ４７が形成されている。フェルール１５は、フェルール収納穴４５内に突設されたストッパ壁５１（図５）にフランジ４７が当接することで、それ以上の接続方向前方への突出が防止されている。

フェルール１５が別の光コネクタのフェルールと先端部１１を以って突き合わされることで、フェルール１５によって成端されている光ファイバが相手側の光コネクタの光線路と接続される。また、フェルール１５は、相手側の光コネクタのフェルールとの突き合わせ時に、弾性手段の変形範囲内で接続方向後方へ押し込まれる。これにより、極度の応力集中による接合端面の破損が防止されるとともに、弾性手段の付勢力がフェルール同士間の突き合わせ力として作用して目的の接続損失が安定に得られる。

図４は、光コネクタ１７が含むハウジング１９の斜視図である。図５において、（ａ）領域は、ハウジング１９を、軸線を含む面で切り欠いた状態で示す斜視図、（ｂ）領域は（ａ）領域の部分拡大図である。光コネクタ１７は、ハウジング１９とフェルール１５との間に、両者が移動の方向に相対移動可能となるように嵌合するキー溝２１とキー２３とを備える。キー溝２１とキー２３は、ハウジング１９とフェルール１５のいずれの側に設けられても良いが、光コネクタ１７では、ハウジング１９にキー２３が設けられ、フェルール１５にキー溝２１が設けられている。これらキー溝２１とキー２３の対は、光コネクタ１７では直径方向両側の２組であるが、１組、あるいは円周方向に複数組設けられても良い。

光コネクタ１７は、反射戻り光を極めて少なくし、低接続損失を実現する斜めＡＰＣコネクタである。すなわち、光コネクタ１７では、反射戻り光をファイバの外に逃がすように、接続端面に角度を持たせ、かつ凸球面としている。反射戻り光の発生原因は光路中の屈折率の不連続であり、その要因は、接続点における空気層の存在や、光ファイバの端面処理により発生する加工変質層などである。これらの反射戻り光は、光源である半導体レーザに戻ると発光パワーや発振周波数の変動、モード干渉が発生する。

ＡＰＣ光コネクタ１７では、反射戻り光を低減するため、斜め角度を十分大きく、かつ挿入損失を増加させないように選ぶ。ファイバ先端角度は大きいほど反射戻り光が小さくなるが、その一方でコネクタ接続信頼性が低下する。そのため、斜め角度は、反射戻り光の要求を満たす範囲内で最小限の角度に決定される。反射減衰量を安定して実現するには、斜め角度が８度程度であることが最適とされている（社団法人電子情報通信学会「超低反射斜めＰＣコネクタの最近の動向」信学技報EMD96-95(1997-01)）。

ＡＰＣに固有の問題はフェルール１５の軸線３１まわりの回転である。回転角度のずれが起こると曲率の中心が移動する。ＡＰＣ面を安定してＰＣ接続させるためにはフェルール１５の回転角度を２度以下に抑えることが重要である。より特性を安定させるためには回転をゼロにすればよい。

図６において、（ａ）領域、（ｂ）領域各々は、従来の光コネクタ５００におけるフェルール後退前後の要部模式図である。従来の光コネクタ５００では、フェルール５０３が回転しないようフェルール５０３がハウジング５０１の内部で位置決めされている。キー５０９とキー溝５０７のクリアランスＣを小さくすればより厳密に回転抑制が行える。しかし、別のコネクタと突き合わせ接続してフェルール５０３が所定距離Ｂだけ後退した際でも位置決め部位とフェルール５０３のクリアランスＣに応じて両者の相対角度変化も規制されるため、ハウジング５０１に外力が加わると、コネクタのＰＣ接続面にその力がダイレクトに加わり、ＰＣ接続状態を不安定にし、ロス増になりやすい。

図７において、（ａ）領域、（ｂ）領域各々は、光コネクタ１７におけるフェルール後退前後の要部模式図、（ｃ）領域は光コネクタ１７におけるフェルール首振り時の要部模式図である。光コネクタ１７では、フェルール１５が後退する方向に向かって、キー溝２１の溝幅Ｗとキー２３との間のクリアランスＣが増大している。キー溝２１は、フェルール１５のフランジ４７（図３）に形成され、軸線３１と平行となる。一方、キー２３は、ストッパ壁５１（図５）に、軸線３１に沿う方向でハウジング１９の後部側に向かって突設され、突出先端に向かってキー幅が徐々に狭くなっている。より具体的には、キー溝２１の溝幅Ｗとほぼ一致する幅ｄ１の基端部２３ａと、基端部２３ａにテーパー部Ｔを介して連接され、基端部２３ａより狭い幅ｄ２の先端部２３ｂと、先端面取り部５３（図５）とからなる。

光コネクタ１７においては、対向させる他のコネクタとフェルール１５がＰＣ接続するまで、キー溝２１に、キー２３の基端部２３ａが係合して、回転と首振りを高精度に抑制する。ＰＣ接続し弾性手段が圧縮しフェルール１５が所定距離Ｂだけ後退した際（（ｂ）領域）には、回転についてはキー２３の基端部２３ａとキー溝２１とのクリアランスで規制される。一方、首振り（キーとキー溝との相対角度変化）についてはフェルールが後退する方向に向かってキー溝２１の溝幅とキー２３との間のクリアランスは増大していることから、キーとキー溝との相対角度変化の許容量は大きくなる。すなわちフェルールが首振り可能な状態（（ｃ）領域）になり、ハウジング１９に外力が加わっても、ＰＣ接続に影響を及ぼしにくい効果をもたらす。

また、フェルール１５の後退前と後退後でキー溝２１とキー２３とは、軸線３１を中心とした円周方向の回転許容量が同じとなるように構成される。つまり、基端部２３ａはキー溝２１に係合したままに維持される（図７（ｂ））。フェルールが後退し、キー２３とキー溝２１の間隔が大きくなってしまうと、回転抑制の効果が減ってしまう。そこで、長手方向のオーバーラップ長は短くなっても、クリアランスは小さい状態を維持することで、回転抑制を維持しつつ、キーとキー溝との相対角度変化に対する許容量は大きくなり、フェルール１５の首振りがし易くなり、ハウジング１９に外力が加わってもその影響を小さくする構造が実現されている。

図８は、本発明に係る光コネクタの変形例の要部模式図である。光コネクタ１７では、キー溝２１を平行溝とし、キー２３を先端に向かって徐々に幅狭としたが、変形例では、これとは逆に、キー２３を平行キー２３Ａとし、キー溝２１Ａを奥側に向かって徐々に拡幅されるテーパー溝としてもよい。変形例によっても、フェルール１５がＰＣ接続するまで、回転と首振りを高精度に抑制しながら、フェルール１５が所定距離Ｂだけ後退した際には、フェルールが後退する方向に向かってキー溝２１Ａの溝幅とキー２３Ａとの間のクリアランスは増大していることからその拘束を緩和し（回転規制しつつ、首振りを可能にし）、ハウジング１９に外力が加わっても、ＰＣ接続に影響を及ぼしにくくすることができる。

産業上の利用分野

光通信システムで使われる光コネクタに好適である。

特開平１０−２２１５６８号公報 特開２００２−６１７４号公報

Claims (2)

1. 先端部が斜め研磨されたフェルールと、
   前記フェルールを軸線方向に移動可能なように収容保持するハウジングと、
   前記フェルールを接続方向前方に付勢する弾性手段と
   を備え、前記ハウジングと前記フェルールとの間に、両者が前記軸線方向に相対移動可能となるように嵌合するキー溝とキーであって、前記フェルールが後退する方向に向かって前記キー溝と前記キーとの間のクリアランスが増大するキー溝とキーとを備える光コネクタ。
2. 請求項１記載の光コネクタであって、
   前記キー溝と前記キーとで決まる前記軸線を中心とした円周方向の回転許容量が、前記フェルールの後退前と後退後とで等しい光コネクタ。

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