JPWO2020045282A1 - 光接続部品 - Google Patents

Abstract

光接続部品１は、光ファイバ１０と、光ファイバ１０の一端部を固定する第一固定部材２０（３０）と、前記光ファイバ１０と接着剤で接着された、前記光ファイバ１０が沿う曲率を有する外周壁４２および内周壁のどちらか一方または両方と一端に前記第一固定部材２０（３０）を位置決めする位置決め部とを有する第二固定部材４０と、を備える。

Description

本開示は、光接続部品に関する。本願は、２０１８年８月２７日に出願された日本特許出願第２０１８−１５８７７９号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。

光モジュールの小型化に伴い、発光素子、受光素子、および光回路のような光素子を搭載した基板に、光ファイバの一端を垂直に対向接続する際、光ファイバの基板からの高さを低く抑えるよう光接続部品の低背化が求められている。光接続部品の低背化のためには、光ファイバの先端部付近を小半径で屈曲させることが必要となる。このため、特許文献１には、コネクタ本体に湾曲する孔をあけ、この孔に光ファイバを挿通固定することによって、光ファイバを湾曲させた光コネクタが開示されている。

特開２００７−１５６００６号公報

本開示の一態様に係る光接続部品は、光ファイバと、前記光ファイバの一端部を固定する第一固定部材と、前記光ファイバと接着剤で接着された、前記光ファイバが沿う曲率を有する外周壁および内周壁のどちらか一方または両方と一端に前記第一固定部材を位置決めする位置決め部とを有する第二固定部材と、を備えている。

本開示の光接続部品が含む光ファイバ心線の一例を示す正面図である。 図１Ａの光ファイバ心線を示す側面図である。 本開示の光接続部品が含む第一固定部材の一例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図である。 図２Ａの第一固定部材を、光ファイバを固定した状態で示す平面図である。 本開示の光接続部品が含む第一固定部材の他の例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図である。 図２Ｃの第一固定部材を、光ファイバを固定した状態で示す平面図である。 本開示の光接続部品が含む第二固定部材の一例を示す斜視図である。 図３Ａに示す第二固定部材の側面図である。 図３Ａに示す第二固定部材に第一固定部材を装着した例を示す図である。 本開示の光接続部品が含む第二固定部材の他の例を示す斜視図である。 図４Ａに示す第二固定部材の側面図である。 図４Ａに示す第二固定部材に第一固定部材を装着した例を示す図である。

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１に開示された光コネクタは、湾曲した孔に被覆を除去した光ファイバを挿通する際に、光ファイバが断線するおそれがあった。本開示は、湾曲した孔を有するコネクタ部材を必要とせずに、光ファイバを屈曲させるために組み立て操作が容易な光接続部品を提供する。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係る光接続部品は、光ファイバと、前記光ファイバの一端部を固定する第一固定部材と、前記光ファイバと接着剤で接着された、前記光ファイバが沿う曲率を有する外周壁および内周壁のどちらか一方または両方と一端に前記第一固定部材を位置決めする位置決め部とを有する第二固定部材と、を備えている。

この構成によれば、光ファイバを第二固定部材の外周壁および内周壁のどちらか一方または両方に沿わせて接着することにより、湾曲した孔を有するコネクタ部材を必要とせずに、光ファイバを屈曲させるための組み立て操作が容易な光接続部品を得ることができる。

（２）前記第二固定部材が、前記外周壁および内周壁のどちらか一方または両方が垂直に突出する側壁を含み、前記外周壁および前記内周壁のどちらか一方または両方の壁面を挟んで前記側壁と反対側に、開放面を有していることが好ましい。この構成によれば、光ファイバを装着した第一固定部材を第二固定部材に装着することが容易となり、光ファイバを曲げる際に損傷するおそれが小さくなる。

（３）前記位置決め部が、前記一端部における前記光ファイバと平行な位置決め面、垂直な位置決め面に加えて、前記垂直な位置決め面と接続するテーパ面を有することが望ましい。この構成によれば、光ファイバを装着した第一固定部材を第二固定部材に装着する際に、第一固定部材から出た部分の光ファイバが第二固定部材の位置決め部に触れて損傷するおそれがなくなる。

（４）前記第一固定部材が、前記光ファイバを貫通する孔を有していてもよく、また、（５）前記第一固定部材が、前記光ファイバの一端部を挟持する２枚の板状部材を含んでいてもよい。この構成によれば、第一の固定部材として、複数の構成から選択可能となる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しながら、本開示の光接続部品に係る好適な実施形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。なお、本発明はこれらの実施形態での例示に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された事項の範囲内および均等の範囲内におけるすべての変更を含む。また、複数の実施形態について組み合わせが可能である限り、本発明は任意の実施形態を組み合わせたものを含む。

（第１の実施形態）
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ本開示の光接続部品が含む光ファイバの一例を示す正面図および側面図である。また、図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ本開示の光接続部品が含む第一固定部材の一例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図および側面図である。光ファイバ１０は、石英系ガラスからなる少なくとも１つのコア１１と、コア１１の周囲に設けたコア１１よりも屈折率の低いクラッド１２と、クラッド１２の周囲を覆う樹脂製の被覆層１４を有している。ガラス製のコア１１とクラッド１２は、ガラスファイバ１３を構成している。

図２Ａ、図２Ｂに示すように、例えば、４本の光ファイバ１０の一端部が、第一固定部材２０に固定される。本実施形態では、図１Ｂに示すように光ファイバ１０の一端部の被覆層１４が除去されて、ガラスファイバ１３のクラッド１２が露出され、この露出したガラスファイバ１３が第一固定部材２０に固定される。第一固定部材２０は、光ファイバ１０を整列させるための部材であり、細孔２１を有するほぼ直方体形状のガラス製のキャピラリ部材である。細孔２１の内径はガラスファイバ１３の外径よりもわずかに大きく、ガラスファイバ１３を細孔２１内に挿通した際に、ガラスファイバ１３は遊嵌されて前後に移動可能に位置決めされる。そして、第一固定部材２０とガラスファイバ１３とは、毛細管現象を利用して細孔２１とガラスファイバ１３との間隙に接着剤が充填され、両者が固定される。

図２Ｃおよび図２Ｄは、それぞれ光ファイバを固定した、本開示の光接続部品が含む第一固定部材の他の例を、光ファイバを固定した状態で示す正面図および側面図である。第一固定部材３０は、ガラス製のＶ溝基板３１と、同じくガラス製の平基板３２からなる。Ｖ溝基板３１には、例えば、平行に並んだ４本のＶ溝３３を有し、各Ｖ溝３３は、ガラスファイバ１３が載置可能な大きさである。平基板３２は、Ｖ溝基板３１の各Ｖ溝３３を覆う大きさで平面状である。ガラスファイバ１３をＶ溝基板３１の各Ｖ溝３３に載置し、平基板３２で蓋をする。そして、平基板３２はガラスファイバ１３とともにＶ溝基板３１に接着剤で固定される。Ｖ溝基板３１と平基板３２とからなる第一固定部材３０は、第一固定部材２０と同様に、ほぼ直方体の形状を有する。

第一固定部材２０、３０に固定される光ファイバ１０は、１本でも、４本以外の複数本でもよく、平行に配列された複数本の光ファイバ１０を共通の被覆でテープ化した光ファイバテープ心線であってもよい。また、光ファイバ１０は、単一のコアあるいは複数コアを有するものであってよい。光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０、３０は、先端がガラスファイバ１３とともに研磨され、図示しない光素子搭載基板に対して例えば接着剤によって固着される。なお、第一固定部材２０，３０の材質は、ガラスファイバ１３と熱膨張係数を合わせる点からは、ガラスが好適であるが樹脂であってもよい。

また、光ファイバ１０を第一固定部材２０、３０に固定する際に、ガラスファイバ１３を露出させて、第一固定部材２０、３０に固定しているが、被覆層１４を設けた状態で固定してもよい。このため、本開示において、「光ファイバ」の語は、ガラスファイバに被覆層を設けたものを意味するが、その一部において被覆層が除去されガラスファイバが露出したものを含む。なお、本実施形態では、光ファイバ１０の一端側に第一固定部材２０、３０を設けているが、光ファイバ１０の他端側にも上述の第一固定部材２０、３０を取り付け、先端部を研磨しておいてもよい。

図３Ａは、本開示の光接続部品が含む第二固定部材の一例４０を示す斜視図であり、図３Ｂは、第二固定部材４０の側面図である。また、図３Ｃは、第二固定部材４０に第一固定部材を装着した例を示す図である。第二固定部材４０は、光ファイバ１０を屈曲させるための部材であり、その一端側に、光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０（または、第一固定部材３０でもよい。以下、第一固定部材２０を例に説明する。）が位置決めされ、光ファイバ１０は第二固定部材４０に設けた外周壁４２の内周面に沿って曲げられている。

第二固定部材４０は、図３Ａに示すように、ＹＺ平面で円弧形状である側壁４１と、この側壁４１から垂直方向（Ｘ軸方向）に突出した円弧形状の外周壁４２とを有している。外周壁４２のＸ軸方向の厚さは、後述する第一固定部材２０を装着した際に、光ファイバ１０が外れない厚さである。第二固定部材４０の一端には、第一固定部材２０を位置決めするための位置決め部４３を有する。

本実施形態では、位置決め部４３は、第二固定部材４０の側壁４１の一端部から突出した位置決め用突起４６と、この位置決め用突起４６に対向する外周壁４２の端部を含む。より具体的には、位置決め部４３は、外周壁４２の端部のＸＺ平面に平行な位置決め面４４ＡとＸＹ平面に平行な位置決め面４４Ｂ、位置決め用突起４６のＸＺ平面に平行な位置決め面４４Ａ’とＸＹ平面に平行な位置決め面４４Ｂ’、および、側壁４１とを含む。外周壁４２の位置決め面４４Ａと位置決め用突起４６の位置決め面４４Ａ’の間隔は、第一固定部材２０の光ファイバ１０の並列面に平行な２面の幅に等しい。ここで、ＸＺ平面に平行な位置決め面４４Ａ、４４Ａ‘は、光ファイバ１０と平行な位置決め面であり、ＸＹ平面に平行な位置決め面４４Ｂ、４４Ｂ’は、光ファイバ１０と垂直な位置決め面である。

第二固定部材４０は、外周壁４２の壁面を挟んで側壁４１と反対側に開放面を有している。このため、第二固定部材４０の位置決め部４３に、光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０を位置決めする際は、第一固定部材２０に固定した光ファイバ１０の並列面がＸＺ平面に平行になるように第一固定部材２０を位置合わせし、開放面側（Ｘ軸方向正側）から第一固定部材２０を第二固定部材４０の位置決め部４３に挿入する。そして、第一固定部材２０が側壁４１に当接するまで挿入する。

これによって、直方体形状の第一固定部材２０の光ファイバ１０の並列面に平行な２面は、外周壁４２の位置決め面４４Ａと位置決め用突起４６の位置決め面４４Ａ’によって位置決めされる。また、第一固定部材２０の光ファイバ１０が挿入されている面は、外周壁４２の位置決め面４４Ｂと位置決め用突起４６の位置決め面４４Ｂ’に位置決めされる。さらに、第一固定部材２０の光ファイバ１０の並列面に垂直な１面は、側壁４１によって位置決めされる。その際、図３Ｃに示すように、光ファイバ１０は外周壁４２の内周面に沿って屈曲される。この状態で、第一固定部材２０と位置決め部４３、および、光ファイバ１０と外周壁４２の内周面とを図示しない接着剤を用いて固定し、光接続部品１を得る。接着剤の供給は、第二固定部材４０の開放面側から供給することができる。

第二固定部材４０の材質は、切削、モールド成型などによって外周壁４２や位置決め部４３を一体に成形可能であれば、ガラス、金属、樹脂のいずれであっても構わない。また、図３Ｂに示すように、外周壁４２の位置決め面４４Ｂと位置決め用突起４６の位置決め面４４Ｂ’それぞれがテーパ面４５、４５’を有することが望ましい。これにより、第一固定部材２０を第二固定部材４０に位置決めして、光ファイバ１０を屈曲させる際に、第一固定部材２０が位置決め部４３からずれて、光ファイバ１０の被覆層１４およびその内部のガラスファイバ１３が位置決め部４３と接触して傷つくのを防止することができる。テーパ面４５、４５’は、それぞれ光ファイバ１０と垂直な位置決め面４４Ｂ、４４Ｂ’と接続されている。

（第２の実施形態）
図４Ａは、本開示の光接続部品が含む第二固定部材の他の例５０を示す斜視図であり、図４Ｂは、第二固定部材５０の側面図である。また、図４Ｃは、第二固定部材５０に第一固定部材を装着した例を示す図である。第二固定部材５０は、光ファイバ１０を屈曲させるための部材であり、その一端側に、光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０（または第一固定部材３０）が位置決めされ、光ファイバ１０は第二固定部材５０に設けた内周壁５２の外周面に沿って曲げられている。

第二固定部材５０は、図４Ａに示すように、ＹＺ平面で円弧形状の側壁５１と、この側壁５１から垂直方向（Ｘ軸方向）に突出した円弧形状の内周壁５２とを有している。内周壁５２のＸ軸方向の厚さは、後述する第一固定部材２０を装着した際に、光ファイバ１０が載置可能な厚さである。第二固定部材５０の一端には、第一固定部材２０を位置決めするための位置決め部５３を有する。

本実施形態では、位置決め部５３は、第二固定部材５０の側壁５１の一端部から突出した位置決め用突起５６と、この位置決め用突起５６に対向する内周壁５２の端部を含む。より具体的には、位置決め部５３は、内周壁５２の端部のＸＺ平面に平行な位置決め面５４ＡとＸＹ平面に平行な位置決め面５４Ｂ、位置決め用突起５６のＸＺ平面に平行な位置決め面５４Ａ’とＸＹ平面に平行な位置決め面５４Ｂ’、および、側壁５１とを含む。内周壁５２の位置決め面５４Ａと位置決め用突起５６の位置決め面５４Ａ’の間隔は、第一固定部材２０の光ファイバ１０の並列面に平行な２面の幅に等しい。ここで、ＸＺ平面に平行な位置決め面５４Ａ、５４Ａ‘は、光ファイバ１０と平行な位置決め面であり、ＸＹ平面に平行な位置決め面５４Ｂ、５４Ｂ’は、光ファイバ１０と垂直な位置決め面である。

第二固定部材５０は、内周壁５２の壁面を挟んで側壁４１と反対側に開放面を有している。このため、第二固定部材５０の位置決め部５３に、光ファイバ１０を固定した第一固定部材２０を位置決めする際は、第一固定部材２０に固定した光ファイバ１０の並列面がＸＺ平面に平行になるように第一固定部材２０を位置合わせし、開放面側（Ｘ軸方向正側）から第一固定部材２０を第二固定部材５０の位置決め部５３に挿入する。そして、第一固定部材２０が側壁５１に当接するまで挿入する。

これによって、直方体形状の第一固定部材２０の光ファイバ１０の並列面に平行な２面は、内周壁５２の位置決め面５４Ａと位置決め用突起５６の位置決め面５４Ａ’によって位置決めされる。また、第一固定部材２０の光ファイバ１０が挿入される面は、内周壁５２の位置決め面５４Ｂと位置決め用突起５６の位置決め面５４Ｂ’に位置決めされる。さらに、第一固定部材２０の光ファイバ１０の並列面に垂直な１面は、側壁５１によって位置決めされる。本実施形態では、この状態で、まず、第一固定部材２０と位置決め部５３とを接着剤によって固定する。次に、図４Ｃに示すように、光ファイバ１０を内周壁５２の外周面に沿って屈曲させる。その後、光ファイバ１０を内周壁５２の外周面に接着剤を用いて固定することで、光接続部品１を得る。接着剤の供給は、第二固定部材５０の開放面を利用して行うことができる。

第二固定部材５０の材質は、第１の実施形態の第二固定部材４０と同様に、切削、モールド成型などによって内周壁５２や位置決め部５３を一体に成形可能であれば、ガラス、金属、樹脂のいずれであっても構わない。また、図４Ｂに示すように、内周壁５２の位置決め面５４Ｂと位置決め用突起５６の位置決め面５４Ｂ’にそれぞれテーパ面５５、５５’を有することが望ましい。これにより、第一固定部材２０を第二固定部材５０に位置決めして、光ファイバ１０を屈曲させる際に、第一固定部材２０が位置決め部５３からずれて、位置決め部５３と接触して傷つくのを防止することができる。テーパ面５５、５５’は、それぞれ光ファイバ１０と垂直な位置決め面５４Ｂ、５４Ｂ’と接続されている。

（第３の実施形態）
本実施形態は、第二固定部材が外周壁と内周壁との両者を有している。図示は省略するが、第１の実施形態における第二固定部材４０の外周壁４２と、第２の実施形態における第二固定部材５０の内周壁５２を備えた構造をしている。外周壁と内周壁の端部には、第一固定部材２０を位置決めするための位置決め部を有する。また、外周壁の内周面と内周壁の外周面とは間隙を有しており、この間隙の中に光ファイバ１０が挿入される。この間隙を光ファイバ１０の直径とほぼ同じ大きさとしておき、光ファイバ１０を外周壁と内周壁とで挟む構造にしてもよい。また、この間隙を光ファイバの直径よりも大きくしておき、開放面から接着剤を充填して光ファイバ１０を外周壁と内周壁との間隙内に固定してもよい。

以上、各実施形態では、位置決め部を、外周壁または内周壁の端部に一体に形成していたが、外周壁または内周壁と別体に設けてもよい。

１…光接続部品、
１０…光ファイバ、
１１…コア、
１２…クラッド、
１３…ガラスファイバ、
１４…被覆層、
２０、３０…第一固定部材、
２１…細孔、
３１…Ｖ溝基板、
３２…平基板、
３３…Ｖ溝、
４０…第二固定部材、
４１…側壁、
４２…外周壁、
４３…位置決め部、
４４Ａ、４４Ａ'、４４Ｂ、４４Ｂ'…位置決め面、
４５，４５'…テーパ面、
４６…位置決め用突起、
５０…第二固定部材、
５１…側壁、
５２…内周壁、
５３…位置決め部、
５４Ａ、５４Ａ'、５４Ｂ、５４Ｂ'…位置決め面、
５５、５５'…テーパ面、
５６…位置決め用突起。

Claims (5)

1. 光ファイバと、
   前記光ファイバの一端部を固定する第一固定部材と、
   前記光ファイバと接着剤で接着された、前記光ファイバが沿う曲率を有する外周壁および内周壁のどちらか一方または両方と一端に前記第一固定部材を位置決めする位置決め部とを有する第二固定部材と、
   を備えた光接続部品。
2. 前記第二固定部材が、前記外周壁および前記内周壁のどちらか一方または両方が垂直に突出する側壁を含み、前記外周壁および前記内周壁のどちらか一方または両方の壁面を挟んで前記側壁と反対側に開放面を有する、請求項１に記載の光接続部品。
3. 前記位置決め部が、前記一端部における前記光ファイバと平行な位置決め面、垂直な位置決め面に加えて、前記垂直な位置決め面に接続するテーパ面を有する、
   請求項１または請求項２に記載の光接続部品。
4. 前記第一固定部材が、前記光ファイバを貫通する孔を有する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光接続部品。
5. 前記第一固定部材が、前記光ファイバの一端部を挟持する２枚の板状部材を含む、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光接続部品。

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