WO2003104871A1 - 光ファイバコネクタ用フェルール及び光ファイバコネクタ構造体、並びにフェルール接続用スリーブ - Google Patents

光ファイバコネクタ用フェルール及び光ファイバコネクタ構造体、並びにフェルール接続用スリーブ Download PDF

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ferrule
optical fiber
sleeve
ferrules
hole
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三宅　幹夫
鐵男 田中
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Miyake Mikio
Tanaka Tetsuo
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    • G02B6/3847—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture with means preventing fibre end damage, e.g. recessed fibre surfaces

Definitions

  • the present invention relates to a ferrule for an optical fiber connector and an optical fiber connector structure employing the ferrule, and more particularly, to a ferrule for an optical fiber connector which can easily and surely join at a joining portion between optical fiber ends. And an optical fiber connector structure employing the same ferrule.
  • the present invention also relates to a ferrule connection sleep for connecting two ferrules with high-precision axis alignment.
  • Optical fibers are widely used in optical communications, optical devices, LAN equipment, various optical communication systems, and the like.
  • the connection method is adopted.
  • the coupling structure of a ferrule in a conventional optical fiber connector was configured as shown in a cross-sectional view in FIG. That is, in the figure, 2A and 2B are left and right ferrules, 3A and 3B are right and left flanged cylinders, and the optical fiber through holes 1a and 1a formed in the ferrules 2A and 2B.
  • the optical fiber 1b and the optical fiber 1c and 1d formed in the flanged cylindrical body 3 are connected along the optical axis.
  • the outer peripheral portion near the joint between the ferrules 2 A and 2 B is protected by a split sleeve 4.
  • optical fibers 1 and 1 ′ are passed through the optical fiber introduction holes 1 c and 1 d of the flanged cylinders 3 A and 3 B to the optical fiber through holes 1 a and 1 b of the ferrules 2 A and 2 B. ing.
  • Loose physical contacts hereinafter referred to as PCs
  • the end face of the ferrule is polished to a convex spherical surface or oblique convex spherical surface at the same time as the optical fiber tip with the optical fiber loaded in the ferrule, or to a flat surface or oblique flat surface.
  • conventional ferrules such as zirconia glass, there was a problem that such processing could not be performed easily.
  • fiber-optic cables for optical communication need to keep the misalignment of each other to several meters or less at the connection.
  • a connector is attached to the end of the optical fiber, and both ends are polished, The ends of the fibers are connected to each other by butting against each other, but there has been a problem that the positioning of the ferrule is inaccurate and the accuracy of the fiber connection cannot be improved.
  • ferrule is manufactured by injection molding a raw material in which a suitable binder is mixed with ceramic particles such as zirconia and alumina, or stainless steel or other metal particles, and then sintering it.
  • the fluidity of the molding material was low, and it was difficult to fill the molding material to the end face during injection molding. Therefore, conventionally, injection molding was performed with an outer diameter larger than the outer diameter as the ferrule, and after sintering the molded article, outer diameter polishing was performed to finish the ferrule to a predetermined diameter.
  • the obtained fired body contracts and deforms to some extent due to firing, and its inner diameter shifts from a desired dimension. For this reason, polishing of the cylindrical through-holes on the fired body using a diamond polished body was an indispensable treatment.
  • the present invention has been made in order to solve such a problem, and a set of ferrules for easily and reliably coupling at a coupling portion between optical fiber ends, and an optical fiber connector structure employing the ferrule, It is another object of the present invention to provide a ferrule connecting sleeve for connecting the two ferrules with higher precision alignment.
  • the end of the first ferrule facing the second ferrule has a male convex shape, and the end of the second ferrule facing the first ferrule has a fitting for receiving the male convex end closely.
  • a ferrule is provided that is female concave with a portion.
  • An end of the first ferrule facing the second ferrule has a male convex shape, and an end of the second ferrule facing the first ferrule has the male convex end closely fitted to receive the male ferrule.
  • the base of the male-shaped convex end having a concave portion is connected to the edge of the annular step formed by reducing the diameter in the radial direction of the ferrule, and the female-shaped concave end is formed.
  • a ferrule is provided in which a base is connected to an edge of an annular step formed by reducing the diameter in the radial direction at the open end of the ferrule.
  • an optical fiber connector structure wherein: a first fiber having an optical fiber through hole;
  • a second ferrule having an optical fiber through hole, the second ferrule facing the first ferrule such that the optical fiber through hole of the second ferrule is positioned coaxially with the optical fiber through hole of the first ferrule.
  • the end of the first ferrule facing the second ferrule has a male convex shape, and the end of the second ferrule facing the first ferrule has a fitting for receiving the male convex end closely.
  • a female concave optical fiber connector structure having a portion is provided.
  • the male convex end and the female concave end may be conical, hemispherical or spheroidal.
  • the depression angle of the cone may be 20 to 80 °, preferably 30 to 60 °.
  • the first and second ferrules can be made of metal, especially nickel alloy, stainless steel.
  • the first and second ferrules can be manufactured by an electroforming method.
  • a sleeve for internally connecting two ferrules for an optical fiber A cylindrical sleeve body
  • a plurality of protrusions provided on the inner peripheral surface of the main body, for supporting the outer peripheral surface of the ferrule for optical fiber;
  • a sleeve in which the plurality of protrusions are provided at rotationally symmetric positions with respect to the central axis of the sleeve body and have the same height.
  • the projection may have a tapered shape toward the central axis of the sleeve body.
  • a sleep can be formed by the electricity.
  • the protrusion may extend parallel to the central axis of the sleeve body. Three convex portions can be formed at rotationally symmetric positions at intervals of 120 °.
  • a method for manufacturing a sleeve which comprises removing a core wire from a metal film.
  • the core wire can be removed from the metal film by extrusion and Z or withdrawal.
  • the core wire can be extruded from the metal film by bringing a pressurized fluid into contact with the metal film or the core wire.
  • the size of the convex portion formed in the sleeve is determined by the dimensional accuracy of the notch formed in the core wire.
  • a protrusion with an accuracy of 5 ⁇ 0.02 ⁇ m can be formed along the longitudinal direction of the sleep.
  • FIG. 1 is a sectional view (a) of a ferrule according to the present invention, a perspective view (b) of the ferrule, and a front view (c) showing a conical inclination angle of a front part of the ferrule.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view (a) and a perspective view (b) of the ferrule shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the ferrule protected by a sleeve.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a ferrule coupling structure in the optical fiber connector of the present invention.
  • Fig. 5 is an explanatory view of a process for manufacturing the ferrule of the present invention.
  • A Fig. 5 is an explanatory view of manufacturing a conical female concave body
  • (b) is an explanatory view of manufacturing a conical male convex body.
  • FIG. (c) Figures are a front view and a perspective view of a byte suitable for producing a conical female concave body having an annular step.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a horizontal connection of a ferrule in a conventional optical fiber connector.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the manufacturing steps (a) to (d) of the protective sleeve for fixing and fixing the ferrule in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the protective sleeve manufactured in Example 2 and a modified example thereof, wherein (a) is a sectional view, (b) is a perspective view, and (c) is a sectional view of another example. It is.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of a ferrule connection structure using the protective sleeve manufactured in the second embodiment.
  • the coupling structure of the ferrule in the optical fiber connector of the present invention is configured as shown in a sectional view of FIG.
  • reference numerals 2a and 2b denote left and right ferrules (preferably made of nickel-nickel alloy), 3A and 3B denote left and right flanged cylinders, and light beams formed on the ferrules 2a and 2b.
  • the fiber insertion holes 1a and 1b and the optical fiber introduction holes 1c and 1d formed in the flanged cylinders 3A and 3B are continuous along the optical axis. Further, the outer peripheral portion near the joint of ferrules 2 a and 2 b is protected by split sleeve 4.
  • the front parts 2 a ′ and 2 b ′ of the ferrules 2 a and 2 b are a conical male convex body and a conical female concave body.
  • the optical fibers 1, 1 are flanged cylindrical bodies 3A,
  • the ferrules 2a, 2b pass through the optical fibers 1a, 1b through the 3B optical fiber introduction holes 1c, 1d.
  • the flanged cylinders 3A and 3B are usually metallic cylinders, and have rectangular flanges 3a and 3b formed on the outer periphery on the distal end side.
  • a ferrule fitting portion having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the ferrules 2a and 2b is formed at the center of the rectangular flanges 3a and 3 and the distal ends of the flanged cylinders 3A and 3B are formed.
  • the ferrules 2a, 2b are fitted on the outside of the base end side of the ferrules 2a, 2b, and the ferrules 2a, 2b and the flanged cylinders 3A, 3B are connected along the optical axis.
  • an optical fino introduction hole communicating with the ferrule fitting portion is formed along the central axis (optical axis) of the cylindrical portions of the flanged cylinders 3A and 3B.
  • an optical fino introduction hole communicating with the ferrule fitting portion is formed along the central axis (optical axis) of the cylindrical portions of the flanged cylinders 3A and 3B.
  • the optical fiber through-holes 1a and 1b of the ferrules 2a and 2b fitted with the ferrule fitting portion communicate with the optical fiber introduction holes 1c and 1d.
  • the ferrule in the present invention is prepared by an electro-optical method.
  • the production of ferrules by the electrolysis method was previously developed by the inventor,
  • Ferrule is to rotate a thin electrode wire stretched in a nickel ion electrolyte and deposit nickel-based metal on the surface of the thin wire to form a nickel-based thin metal tube for ferrule on the thin electrode wire. It is performed by
  • the alloy composition of the inner and surface layers is changed.
  • the surface layer can be hardened by nitriding by exposing the nickel-based electro-capillary tubing to a high-temperature nitrogen gas atmosphere.
  • the male convex body surface layer harder than the conical female concave body surface layer, In other words, the hardness of the surface layer of the female concave body is low, and the hardness of the surface layer of the male convex body is high.
  • the combination of the two is more preferable because the bonding state as a physical contact is stable.
  • the structure is suitable for use in high vibration environments without loosening.
  • the formation of the male conical convex body and the female concave body of the ferrule of the present invention can be performed, for example, as shown in an explanatory view of FIG.
  • the figure is a diagram for explaining the production of a female concave body.
  • the diamond-shaped blade 5 made of diamond single crystal (the blade 5a gradually narrows from the tip of the horizontal back 5b. ) Is pressed horizontally toward the end pore 1 b of the rotating ferrule 2 b.
  • the figure is a diagram for explaining the production of a male convex body, and is composed of a diamond single crystal power cutter blade bit 5 (the bite is a blade portion 5a gradually narrowing from the tip of the horizontal back portion 5b). ) Is pressed toward the outer peripheral edge of the rotating ferrule.
  • the female concave body and the male convex body can be easily and reliably formed at the front part of the ferrule.
  • (C) is a side view and a perspective view of one example of a byte for manufacturing a female concave body having annular steps 22a and 22b, and isosceles triangle made of diamond single crystal. And a ring-shaped step-forming tool 51 fixed to the base.
  • the stepped ferrule shown in Fig. 2 can be manufactured by pressing the byte shown in the figure toward the end of the ferrule as shown in the figure (a).
  • the ferrules 2a and 2b are inserted into the split sleeve 4 from the left and right. Then, the conical male convex portion of the front portion 2 a ′ of the ferrule 2 a exerts a guiding action on the conical female concave portion of the front portion 2 b ′ of the ferrule 2 b.
  • the conical male convex surface of the front part 2a 'of the ferrule 2a is The Feru It is preferable that both the inner surface of the conical female concave body of the front part 2b, of the shell 2b, and both are mirror surfaces. By being mirror surfaces, even if light leaks from the 2a 'tip, the leaked light will be condensed to the center, and light will be sufficiently transmitted, and in the above embodiment,
  • the male convex body and the female concave body are formed as conical shapes that fit together, but any shape can be adopted as long as they fit into each other.
  • it can be a spheroid, a hemisphere, a dome, or a pyramid such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid.
  • a cylindrical convex portion and a cylindrical concave portion that fit each other may be used.
  • a sleeve for connecting a ferrule with an outer diameter of 1.25 mm is manufactured.
  • a core wire 50 made of stainless steel (SUS) wire having a length of 40 Omm and a circular cross section of 1.25 mm in diameter is prepared.
  • V-shaped grooves 52a, 52b and 52c are formed on the outer peripheral surface 50a of this core wire 50 at equal angular intervals of 120 ° around the center axis AX of the core wire 50 (Fig. 7 (b) ).
  • the grooves 52a, 52b, and 52c each have a shape that tapers toward the central axis AX in the circular cross section of the core wire 50, has a depth of about 1 mm from the outer peripheral surface of the core wire 50, and has a tapered shape.
  • the opening angle was formed to be about 10 °.
  • a cutting tool was used to form the grooves.
  • the core wire 50 serving as an electrode is immersed in a nickel ion-based electrolytic solution by using an electro-mirror method, and is rotated around the axis AX.
  • Nickel 53 was deposited (deposited) until the thickness on the surface 50a was about 0.5 mm.
  • the outer peripheral surface of the deposited nickel 53 was polished using a grindstone (or polisher) to have an outer diameter of 3.25 mm.
  • the core wire 50 was pulled out in the direction of the axis AX using a holding tool such as pliers while holding the nickel 53, thereby obtaining a protective sleeve 54 as shown in FIG. 7 (d).
  • the protective sleeve 54 manufactured by the above method is formed in a cylindrical shape with an outer diameter of 3.25 mm and an inner diameter of 2.25 mm around the same axis AX as the core wire 50. ing.
  • the inner diameter of the protective sleeve 54 has an equiangular interval of 120 ° around the axis AX corresponding to the V-shaped groove formed on the circumferential surface 50 a of the core wire 50, Three inverted V-shaped protrusions of 0.5 mm are formed (the protrusions 54a, 54b and 54c). As shown in FIG. 8 (b), the projections 54a, 54b, and 54c have the tips 56a, 56b, and 56c of the projections 54a, 54b, and 54c, respectively, and have the axis AX. Is formed from one end face of the cylindrical sleeve 54 to the other end face so as to be parallel to.
  • the height of the projections 54a, 54b, 54c (the distance from the outer peripheral surface of the sleeve 54 to the tips 56a, 56b, 56c) is 1.25mm ⁇ 0 across the sleeve 54 in the axial direction. It was accurate to 1 ⁇ am.
  • ferrules 58a and 58b having an outer diameter of 1.25 mm are fitted into the protective sleeve 54 thus formed, the outer peripheral surfaces of the ferrules 58a and 58b extend over the entire length of the protective sleeve 54.
  • the positions (coaxiality) of the ferrules 58a and 58b within the sleeve 54 are maintained with extremely high precision because they are supported by 56a, 56b and 56c, respectively.
  • FIG. 9 shows an example of a connection form of a ferrule using the protective sleeve 54 manufactured in this embodiment.
  • the configuration is the same as that of the first embodiment except that the protective sleeve 54 is used in order to improve the coaxial accuracy of the two ferrules 58a and 58b connected.
  • the ferrules 58a and 58b having the same external appearance are formed by Located coaxially within the protective sleeve 54. Also, since the protective sleeve 54 is cylindrical and has no split, the protective sleeve 54 itself hardly undergoes elastic deformation. In particular, since the protective sleeve 54 supports the ferrule at the tip of the protrusion, elastic deformation may occur on the inner surface of the protective sleeve 54.
  • the alignment accuracy of the optical fiber through-holes 101 a and 101 b in the ferrules 58 a and 58 b is improved as compared with the first embodiment, and thus the ferrules 58 a and 58
  • the alignment accuracy of the optical fiber 101 or 101 ′ inserted in b is further improved. This enables good light propagation between the connected optical fibers.
  • the convex portions 54a, 54b and 54c of the protective sleeve 54 are respectively formed in an inverted V-shape, but as shown in FIG. As long as 8a and 58b can be supported by point contact, the convex portions may be formed in an arc shape (convex portions 54a, 54b 'and 54c'). Further, in the above embodiment, three convex portions are formed at equal angular intervals on the inner diameter of the protective sleeve, but may be formed at equal angular intervals such as four, five, and six.
  • the protective sleeve was obtained by pulling out the core wire using a gripper or the like while holding the nickel, but a high-pressure pressurized fluid was applied to the end of the core wire instead of the gripper. By making contact, the core wire can be extruded from nickel. This is especially effective for mass production of ferrule. Industrial applicability
  • the coupling at the coupling portion between the optical fiber ends can be made easy and reliable.
  • the male conical convex portion at the front of the ferrule on one side automatically searches for the same axis with the guiding action on the female conical concave portion at the front of the ferrule on the other side. It can be inserted accurately, smoothly and easily.
  • a ferrule having a shape of the present invention having linear holes with a high roundness of 8 mm or more and an inner diameter of 125 Atm or less is provided. can do.
  • the two ferrules can be connected with high precision by using the protective sleeve of the present invention. As a result, reliable light propagation can be obtained.

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Description

明 細 書 光ファイバコネクタ用フエルール及び光ファイバコネクタ構造体、 並びにフェル —ル接続用スリーブ 技術分野
本発明は、 光ファイバコネクタ用フエルール及び同フエルールを採用した光フ アイバコネクタ構造体に係り、 特に光ファィバ端部同士の結合部における結合を 容易且つ確実なものとした光ファイバコネクタ用フェル一ル及び同フェル一ルを 採用した光ファイバコネクタ構造体に関するものである。 また、 本発明は、 二つ のフエルールを高精度な軸合わせで接続させるためのフェル一ル接続用スリープ に関するものである。 背景技術
光ファイバは、 光通信、 光デバイス、 L A N用機器、 各種光通信システム等に 広く使用されており、 このような光通信システムにおいて光ファィバ同士を接続 する際には、 光ファイバコネクタによる着脱可能な接続方式が採用されている。 従来の光ファイバコネクタにおけるフエルールの結合構造は、 図 6に断面図を示 すごとく構成されていた。 すなわち、 同図において、 2 A、 2 Bは左右のフェル —ル、 3 A、 3 Bは左右のフランジ付筒体であり、 フエルール 2 A、 2 Bに形成 した光ファイバ揷通孔 1 a、 1 bとフランジ付筒体 3に形成した光ファイバ導入 孑し 1 c、 1 dが光軸に沿って連なっている。 また、 フエルール 2 A、 2 Bの接合 部付近の外周部は割スリーブ 4で保護されている。 そして光ファイバ 1、 1 ' は、 フランジ付筒体 3 A , 3 Bの光ファイバ導入孔 1 c , 1 dを通してフエルール 2 A , 2 Bの光ファイバ揷通孔 1 a， 1 bまで揷通されている。
光ファイバコネクタを用いて光ファィバ同士を接続するには、 接続部分におけ る反射損失を低くするため、 光ファイバの先端を互いに突き合わせる接続、 いわ ゆるフィジカルコンタクト （以下、 P Cという）接続が行われている。 P C接続 のためには、 フエルールに光ファイバを装填した状態でフエルールの端面を光フ アイバ先端と同時に、 凸球面や斜め凸球面に研磨したり、 フラット面または斜め フラッ卜面に研磨する加工が行われていたが、 従来のジルコニァゃガラスなどの フエルールの場合には、 このような加工を容易に行うことができないという問題 も った o
また、 従来、 光通信用ファイバケーブルは、 その接続部で互いの芯ずれを数 m以下に押さえる必要があるため、 光ファイバの端部にコネクタを装着し、 両方 の端面を研磨し、接続ファイバの先端を互いに弾圧突き合わせにより接続するこ とが行なわれているが、 フエルールの位置決めが不正確になりファイバ接続の精 度が上がらないという問題があった。
さらに、 フエルールの製造は、 ジルコニァ、 アルミナ等のセラミックス粒子や、 ステンレススチールその他の金属粒子に適当なバインダを混合した原料を所定の 形状に射出成形し、 これを焼結することによって行われるため、 成形材料の流動 性が低く、 射出成形時に端面まで成形材料を充填させることが困難であった。 そこで、 従来は、 フエルールとしての外径より太い外径で射出成形を行って、 成形品の焼結後に外径研磨を行ってフエルールとしての所定の径に仕上げること が行われていた。
上記成型方法において、得られた焼成体は焼成により幾分収縮 ·変形してその 内径が所望の寸法からずれてくる。 このため、焼成体へのダイャモンド研磨体を 用いた円柱状の貫通孔の研磨は必要不可欠な処理であつた。
ふかしながら、 この研磨は焼成体がセラミックであって硬質であるため、 非常 に手間がかかり熟練を要する作業であり、 生産性を低くする原因になっていた。 しかも、 線状の研磨体におけるダイヤモンドの付き具合が不均一であるなどの 理由により研磨しても焼成体の内孔の軸方向位置における内径を完全に均一にす ることは容易ではなかった。 また、 高価なダイヤモンド研磨体を消耗するために、 設備コス卜がかかるという問題があった。 また、 上記のように射出成型または押出成型を行うには、 高価な専用の成型機 及び金型が必要である。特に、 極めて硬いジルコニァ粉末により成型機及び金型 の磨耗が著しいことから、 それらの寿命も短い。 成型機及び金型表面に硬い材質 を用いることもできるが、 それらの特殊な成型機及び金型の製造コス卜が極めて 高〈なる。 さらに、 焼成工程において 1 2 0 0 °C程度という高温で焼成するため、 エネルギーコストが高〈なり、 またエネルギー資源の無駄にもなる。
さらに、 従来技術のフエルールの製作では、 長さ 8 m m以上、 内径 1 2 5 m 以下の真円度の高い直線状の細孔は製作が殆ど不可能であった。
発明の開示
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、 光ファイバ端部同士 の結合部における結合を容易且つ確実とした一組のフエルール、 及び同フェルー ルを採用した光ファイバコネクタ構造体、 並びに二つのフェルールをさらに高精 度な軸合わせで接続させるためのフエルール接続用スリーブを提供することを目 的とする。
本発明の第 1の態様に従えば、 光ファイバコネクタに用いられる一組のフェル ールであって、
光ファイバ揷通孔を有する第 1フエルールと；
光ファイバ揷通孔を有する第 2フエルールであって、 第 2フエルールの光ファ ィバ揷通孔が第 1フェル一ルの光ファィバ揷通孔と同軸上に位置付けられるよう に第 1フエルールと対向して配置される第 2フエルールと ；を備え、
第 1フエルールの第 2フエルールと対向する端部が雄型凸状であり、 第 2フエ ルールの第 1フエルールと対向する端部が、 前記雄型凸状端部を密接して受け入 れる嵌入部を備えた雌型凹状であるフエルールが提供される。
本発明の第 2の態様に従えば、 光ファイバコネクタに用いられる一組のフェル ールであって、
光ファイバ揷通孔を有する第 1のフエルールと； 光ファイバ揷通孔を有する第 2フェル一ルであって、 第 2フエルールの光ファ ィバ揷通孔が第 1フ Iルールの光ファィバ揷通孔と同軸上に位置付けられるよう に第 1フエルールと対向して配置される第 2フエルールと；を備え、
第 1フエルールの第 2フエルールと対向する端部が雄型凸状であり、 第 2のフ エルールの第 1フエルールと対向する端部が、 前記雄型凸状端部を密接して受け 入れる嵌入部を備えた雌型凹状であり、 且つ雄型凸状端部の基部が、 フエルール の半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなり、 また雌型凹状 端部の基部が、 フェル一ル開口端において半径方向に縮径されて形成された環状 段部端縁に連なってなるフエルールが提供される。
本発明の第 3の態様に従えば、 光ファイバコネクタ構造体であって、 光ファイバ揷通孔を有する第 1フ： cルールと；
光ファイバ揷通孔を有する第 2フエルールであって、 第 2フエルールの光ファ ィバ揷通孔が第 1フエルールの光ファイバ揷通孔と同軸上に位置付けられるよう に第 1フエルールと対向して配置される第 2フエルールと；
これらのフェル一ルを被覆する保護スリーブと；
これらのフェル一ルの基端側にそれぞれ嵌設された光ファイノ 導通孔を有する フランジ付き筒体と； を備え、
第 1フエルールの第 2フエルールと対向する端部が雄型凸状であり、 第 2フエ ルールの第 1フエルールと対向する端部が、 前記雄型凸状端部を密接して受け入 れる嵌入部を備えた雌型凹状ある光ファィバコネクタ構造体が提供される。 第 1〜3の態様において、 雄型凸状端部及び雌型凹状端部は、 円錐形、 半球体 または回転楕円体にし得る。 第 1フエルールの雄型凸状端部が円錐形の場合は円 錐の俯角傾斜角度は 2 0〜8 0 ° 、 好ましくは 3 0〜6 0 ° にし得る。 第 1及び 第 2フエルールが、 金属製、 特に、 ニッケル合金、 ステンレススチールから形成 し得る。 第 1及び第 2フエルールが、 電鎳法によって製造され得る。
本発明の第 4の態様に従えば、 二つの光ファイバ用フェル一ルを内部で接続さ せるためのスリーブであって、 円筒状スリーブ本体と；
該本体の内周面上に設けられ、 光ファイバ用フエルールの外周面を支持するた めの複数の凸部と；を備え、
該複数の凸部がスリーブ本体の中心軸に関して回転対称位置に設げられ且つ同 —の高さを有するスリーブが提供される。 凸部がスリーブ本体の中心軸に向かつ て先細りの形状を有し得る。 スリープが電鎳により形成され得る。凸部がスリー ブ本体の中心軸と平行に延在し得る。 3つの凸部が 1 2 0 ° の間隔で回転対称位 置に形成され得る。
本発明の第 5の態様に従えば、 上記スリープの製造方法であって、
芯線外周面上の回転対称位置に芯線の長さ方向に延在する複数の切り欠きを形 成することと；
該複数の切り欠きを形成した芯線の周囲に、 電鏡により金属膜を形成すること と；
金属膜から芯線を除去することを含むことを特徴とするスリ一ブの製造方法が 提供される。金属膜から芯線を、 押し出し及び Zまたは引き抜くことにより除去 し得る。金属膜または芯線に加圧流体を接触させて金属膜から芯線を押し出し得 る。本発明の方法によれば、 スリーブを電鏡により形成しているので、 スリーブ 内に形成された凸部の寸法は、 芯線に形成する切り欠きの寸法精度で決定される ので、例えば、 1 . 2 5 ± 0 . 0 2 ^ mの精度の凸部をスリープの長手方向に沿 つて形成することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るフエルールの断面図 （a ) 、 同フエルールの斜視図 ( b ) 及び同フエルール前方部の円錐形の傾斜角度を示す正面図 （c ) である。 図 2は、 図 1に示したフエルール前方部にリング状段部を設けたものの断面図 ( a ) 及び同斜視図 （b ) である。
図 3は、 フェルールをスリーブで保護した状 の断面図である。 図 4は、本発明の光ファイバコネクタにおけるフエルールの結合構造の断面図 で toる。
図 5は本発明のフェル一ルを製作する工作説明図であり、 （a ) 図は円錐形の 雌型凹状体の製作説明図、 （ b ) は円錐形の雄型凸状体の製作説明図である。 ( c ) 図は環状段部を有する円錐形の雌型凹状体を製作するために好適なバイ 卜 の正面図と斜視図である。
図 6は、 従来の光フアイバコネクタにおけるフエルールの結合横造の断面図で ある。
図 7は、 本発明の実施例 2におけるフエルール接続固定用保護スリーブの製造 工程 （a )〜（d ) を説明するための概略図である。
図 8は、 実施例 2で製造した保護スリーブ及びその変形例を概略的に示した図 であり、 （a ) は断面図、 （b ) は斜視図、 （c ) は別の例の断面図である。 図 9は、 実施例 2で製造した保護スリーブを用いたフエルールの結合構造の一 例を示した断面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施例 1
本発明の光フアイバコネクタにおけるフエルールの結合構造は、 図 4に断面図 を示すごとく構成される。
すなわち、 同図において、 2 a、 2 bは左右のフエルール （好ましくは電鏡ニ ッケル合金製） 、 3 A、 3 Bは左右のフランジ付筒体であり、 フエルール 2 a、 2 bに形成した光ファイバ挿通孔 1 a、 1 bとフランジ付筒体 3 A、 3 Bに形成 した光ファイバ導入孔 1 c、 1 dが光軸に沿って連なっている。 また、 フェルー ル 2 a、 2 bの接合部付近の外周部は割スリーブ 4で保護されている。 ここで、 フエルール 2 a、 2 bの前方部 2 a ' 、 2 b ' は円錐形の雄型凸状体、 円錐形の 雌型凹状体となっている。 そして光ファイバ 1、 1， は、 フランジ付筒体 3 A , 3 Bの光ファイバ導入孔 1 c , 1 dを通してフエルール 2 a， 2 bの光ファイバ 揷通孑し 1 a， 1 bまで揷通されている。
また、 フランジ付筒体 3 A、 3 Bは、 通常金属製の筒状体であり、 先端側の外 周に方形フランジ 3 a、 3 bが形成されている。 この方形フランジ 3 a、 3 の 中心部分には、 前記フエルール 2 a、 2 bの外径に合わせた内径のフェル一ル嵌 合部が形成されて、 フランジ付筒体 3 A、 3 Bの先端側がフエルール 2 a、 2 b の基端側の外側に嵌合されて、 フエルール 2 a、 2 bとフランジ付筒体 3 A、 3 Bが光軸に沿って連なっている。
すなわち、 フランジ付筒体 3 A、 3 Bの筒状部の中心軸 （光軸） に沿って、 前 記フェル一ル嵌合部に連通する光ファイノ 導入孔が形成されている。 この結果、 フエルール嵌合部を嵌合したフェル一ル 2 a、 2 bの光ファイバ揷通孔 1 a， 1 bとこの光ファイバ導入孔 1 c , 1 dが連通している。
本発明におけるフェルールは電鏡法によつて作成することが好ましい。 電鎳法 によるフエルールの製作は、 前に本発明者が開発したものであり、
その詳細は、 本発明者の W O 0 0 / 3 1 5 7 4及びこれに対応する米国特許出願 0 9 / 4 4 9 , 9 9 9号 （既に登録料を納付した） に開示されている。指定国及 び選択国の法令が許容する限りにおいて、 米国特許出願 0 9 /4 4 9 , 9 9 9号 を援用して本文の記載の一部とする。
フェル一ルは、 ニッケルイオン系電鎳液中に張設した電極細線を回転させ、 そ の細線表面にニッケル系金属を析出させて電極細線上にフエルール用のニッケル 系金属製細管を形成することにより行われる。
そして、 フエルールの硬度を変化させるには、 例えば電鎳法によりニッケル系 金属 （ニッケル合金） を析出させる段階で電鏡液の組成を変えることにより、 内 部と表層部の合金組成を変えることにより実施でき、 あるいはニッケル系電鏡細 管を高温の窒素ガス雰囲気に曝すことで窒化処理して表層部を高硬度化させるこ とができる。
なお、 円錐形の雌型凹状体表層部よりも雄型凸状体表層部を高硬度化した方が、 すなわち雌型凹状体表層部は硬度を低くし、雄型凸状体表層部は硬度を高くして、 両者を組合せた方がフィジカルコンタク卜としての結合状態が安定して好ましい c また、 こうした組合せ構造は、 高振動環境下での使用において、 緩みも生ぜず好 適な構造となる。
次に、本発明のフェル—ルの円錐形の雄型凸状体と雌型凹状体の形成は、 例え ば図 5にその説明図を示すごとくして行うことができる。
( a ) 図は雌型凹状体の製作説明図であり、 ダイアモンド単結晶製の力ッ夕刃 状バイ卜 5 (該バイ 卜は水平背部 5 bの先端から徐々に縮幅する刃部 5 aを備え る） を、 その先端を回転中のフェル一ル 2 bの端部細孔 1 bに向けて水平に押し 付けるものである。
( b ) 図は雄型凸状体の製作説明図であり、 ダイアモンド単結晶製の力ッタ刃 状バイ卜 5 (該バイトは水平背部 5 bの先端から徐々に縮幅する刃部 5 aを備え る） を、 その先端を回転中のフエルールの外周縁端部に向けて押し付けるもので ある。以上により、 フエルールの前方部に雌型凹状体と雄型凸状体を容易■確実 に形成させることができる。
なお、 （c ) 図は環状段部 2 2 a , 2 2 bを有する雌型凹状体を製作するため の 1例のバイ 卜の側面図と斜視図であり、 ダイアモンド単結晶製の 2等辺三角形 の刃部 5 0とその基部に固設されたリング状の段部形成用押し当て具 5 1からな る。 （c ) 図に図示したバイ卜を （a ) 図のごとくにしてフエルールの端部に向 けて押し付けることにより図 2に示す段部付きフェル一ルを製作することができ る。
以上はフエルールの製作についての説明であるが、 光ファイバコネクタ構造体 の組立は、 まず割スリーブ 4内へ左右から内部へ向けてフエルール 2 a及び 2 b を揷入する。 すると、 フェル一ル 2 aの前方部 2 a ' の円錐形の雄型凸状体部が、 フェル一ル 2 bの前方部 2 b ' の円錐形の雌型凹状体部にガイ ド作用を伴って自 動的に同一軸線を探索し当接するごとくして、正確且つ円滑■容易に嵌挿される なお、 フェル一ル 2 aの前方部 2 a ' の円錐形の雄型凸状体表面と、 フェルー ル 2 bの前方部 2 b， の円錐形の雌型凹状体内部表而ま、 共に鏡面とされること が好ましい。互いに鏡面であることにより、 仮に 2 a' 先端部から光が漏出して きても、 それら漏出光は中心部へ集光することになり、 光の伝達が充分に行われ 上記実施例において、雄型凸状体及び雌型凹状体は互いに嵌合する円錐形とし て成形したが、 互いに嵌合する形状であれば任意の形状を採用し得る。例えば、 回転楕円体、 半球体、 ドーム体、 三角錐体や四角錘体のような角錘体にすること もできる。 さらにまた、 互いに嵌め合う円柱状凸部と円柱状凹部にしてもよい。 実施例 2
次に、 本発明におけるフエルール接続用保護スリープについて、 その製造方法 を図 7を用いて説明する。 この例では外径 1. 25 mmのフエルールを接続する ためのスリーブを製造する。 図 7 (a) に示すように、 直径 1 . 25 mmの円形 断面を有する長さ 40 Ommのステンレス （S U S) 線材からなる芯線 50を用 意する。 この芯線 50の外周面 50 aに、 芯線 50の中心軸 A Xを中心として 1 20° の等角度間隔で V字状の溝 5 2 a， 52 b及び 52 cを形成する (図 7 (b) ) 。 溝 52 a, 52 b及び 52 cは、 芯線 50の円形断面において、 それ それ中心軸 A Xに向かって先細りとなる形状であり、 芯線 50の外周面から深さ 約 1 mmであり、 且つ先細りの開き角が約 1 0° となるように形成した。 溝の形 成には切削工具を用いた。 次いで、 図 7 (c) に示すように、 電鏡法を用いて電 極となる芯線 50をニッケルイオン系電鎳液中に浸滇し、 軸 A Xを中心に回転さ せながら、 芯線 50の外周面 50 a上での厚さが約 0. 5 mmとなるまでニヅケ ル 53を析出 （堆積） させた。芯線 50を電鎳液から取り出した後、 析出した二 ッケル 53の外周面を、砥石 （または研磨機） を用いて研磨して、 その外径を 3. 25 mmとした。 次いで、 ニッケル 53を保持しつつ芯線 50を、 ペンチ等の把 持具を用いて軸 AX方向の方向に引き抜くことにより、 図 7 (d) に示すような 保護スリーブ 54を得た。 上記方法で作製された保護スリーブ 54は、 図 8 (a) に示すように、 芯線 5 0と同じ軸 AXを中心として、外径 3. 25 mm、 内径 2. 25 mmの円筒状に 形成されている。 また、 保護スリーブ 54の内径部には、 上記芯線 50の円周面 50 aに形成した V字状溝部分に対応する、 軸 A Xを中心として 1 20° の等角 度間隔を保ち、 高さ 0. 5 mmである逆 V字状の凸部が、 3本形成されている (凸部 54 a, 54 b及び 54 c ) 。 凸部 54 a , 54 b及び 54 cは、 図 8 (b) に示すように、 それら凸部 54 a, 54 b及び 54 cのそれぞれの先端 5 6 a, 56 b及び 56 cが、 軸 A Xと平行となるように、 円筒状のスリーブ 54 の一方の端面からもう一方の端面まで形成されている。 凸部 54 a, 54 b, 5 4 cの高さ （スリーブ 54の外周面から先端 56 a, 56 b, 56 cまでの距 離） は、 いずれもスリーブ 54の軸方向にわたって 1 . 25mm±0. 1 ^amの 精度であった。 ここで、 こうして形成した保護スリーブ 54に外径 1. 25mm のフェル一ル 58 a及び 58 bを嵌入すると、 フエルール 58 a及び 58 bの外 周面は、 保護スリーブ 54の長さ全体にわたって、 先端 56 a, 56 b及び 56 cでそれぞれ支持されるため、 フエルール 58 a及び 58 bのスリーブ 54内で の位置 （同軸性） は極めて高精度に維持される。 なお、 保護スリーブ 54を軸 A Xと垂直な断面で見た場合、 フエルール 58 a及び 58 bの外周面は、 保護スリ —ブ 54の先端 56 a, 56 b及び 56 cの 3点で点接触していることになる。 次に、 本実施例で作製した保護スリーブ 54を用いたフエルールの接続形態の 一例を図 9に示す。 図 9では、 接続した 2つのフェル一ル 58 a及び 58 bの同 軸精度を向上させるために、 保護スリーブ 54を用いた以外は、 実施例 1 と同様 に構成した。保護スリーブ 54は、 前述のようにそれらの凸部の高さが各凸部同 士で且つ各凸部の軸方向にわたって極めて均一であるため、 同じ外怪を有するフ エルール 58 a及び 58 bは、 保護スリーブ 54内で同軸上に位置付けられる。 また、 保護スリーブ 54は、 円筒形で且つ割りを有していないので、 保護スリー ブ 54自体の弾性変形は殆ど起こらない。特に、 保護スリーブ 54はその凸部の 先端でフエルールを支持するので、 仮に保護スリーブ 54の内面で弾性変形が生 じた場合にも、 スリーブ内面全体で接触してフエルールを支持する場合に比較し て、 その弾性変形の影響は少なくなる。従って、 フエルール 5 8 a及び 5 8 b内 の光ファイバ揷通孔 1 0 1 a及び 1 0 1 bの軸合わせ精度が実施例 1よりも向上 され、 よって、 フェル一ル 5 8 a及び 5 8 b内に挿入される光ファイバ 1 0 1ま たは 1 0 1 ' の軸合わせ精度も一層向上する。 これにより、 接続した光ファイバ 間での良好な光の伝播が可能となる。
上記実施例では、 保護スリーブ 5 4の凸部 5 4 a , 5 4 b及び 5 4 cをそれぞ れ逆 V字状に形成したが、 図 8 ( c ) に示すように、 嵌入したフエルール 5 8 a 及び 5 8 bを点接触で支持できる形状であれば、 凸部を円弧状に形成してもよい (凸部 5 4 a， ， 5 4 b ' 及び 5 4 c ' ) 。 また、 上記実施例では、 凸部を保護 スリーブ内径に等角度間隔に 3つ形成したが、 4つ、 5つ、 6つ等の等間角度間 隔に形成してもよい。 また、 上記実施例では、 ニッケルを保持しながら芯線をぺ ンチ等の把持具を用いて引き抜くことにより保護スリーブを得たが、 上記把持具 に代えて高圧の加圧流体を芯線の端部に接触させることにより、 ニッケルから芯 線を押し出すことも可能である。特に、 フエルールの量産時には、 効果的である。 産業上の利用可能性
上記の通り、 本発明によれば、 光ファイバ端部同士の結合部における結合を容 易且つ確実なものとすることができる。
すなわち、 一方側のフエルールの前方部の円錐形の雄型凸状体部が、他方側の フエルールの前方部の円錐形の雌型凹状体部にガイド作用を伴って自動的に同一 軸線を探索し当接するごとくして、 正確且つ円滑 ·容易に嵌挿できる。
また、 電鎳法により製作されたフェル一ルを用いれば、 長さ 8 m m以上、 内径 1 2 5 At m以下の真円度の高い直線状の細孔を有する本発明の形状のフエルール を提供することができる。
さらに、 本発明の保護スリーブを用いて二つのフエルールを高精度な軸合わせ で接続することができる。 これにより、 確実な光の伝播が得られる。

Claims

請求の範囲
1 . 光ファイバコネクタに用いられる一組のフエルールであって、
光ファイバ揷通孔を有する第 1フエルールと；
光ファイバ揷通孔を有する第 2フエルールであって、 第 2フエルールの光ファ ィバ揷通孔が第 1フェルールの光ファィバ揷通孔と同軸上に位置付けられるよう に第 1フエルールと対向して配置される第 2フエルールと；を備え、
第 1フエルールの第 2フエルールと対向する端部が雄型凸状であり、 第 2フエ ルールの第 1フエルールと対向する端部が、 前記雄型凸状端部を密接して受け入 れる嵌入部を備えた雌型凹状あるフエルール。
2 . 光ファイバコネクタに用いられる一組のフェル一ルであって、
光ファイバ揷通孔を有する第 1のフエルールと；
光ファイバ揷通孔を有する第 2フエルールであって、 第 2フェル一ルの光ファ ィバ揷通孔が第 1フェルールの光ファイバ揷通孔と同軸上に位置付けられるよう に第 1フエルールと対向して配置される第 2フエルールと；を備え、
第 1フエルールの第 2フエルールと対向する端部が雄型凸状であり、 第 2のフ エルールの第 1フエルールと対向する端部が、 前記雄型凸状端部を密接して受け 入れる嵌入部を備えた雌型凹状であり、 且つ雄型凸状端部の基部が、 フエルール の半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなり、 また雌型凹状 端部の基部が、 フエルール開口端において半径方向に縮径されて形成された環状 段部端縁に連なってなるフェル一ル。
3 . 前記雄型凸状端部及び雌型凹状端部が、 円錐形、 回転楕円体及び半球体のう ちの一つであることを特徴とする請求の範囲 1または 2に記載の光ファィバコネ クタ用フエルール。
4 . 第 1フエルールの雄型凸状端部が円錐形であって、 円錐の俯角傾斜角度が 2 0〜8 0 ° であることを特徴とする請求の範囲 1 または 2に記載の光ファイバコ ネクタ用フエルール。
5 . 第 1及び第 2フェル一ルが、 金属製であることを特徴とする請求の範囲 1 ま たは 2に記載の光ファイバコネクタ用フェル一ル。
6 . 第 1及び第 2フエルールが、 ニッケル合金製であることを特徴とする請求の 範囲 1 または 2に記載の光ファイバコネクタ用フェル一ル。
7 . 第 1及び第 2フェル一ルが、 ステンレススチール製であることを特徴とする 請求の範囲 1 または 2に記載の光フアイバコネクタ用フエルール。
8 . 第 Ί及び第 2フエルールが、 電鐃法によって製造されたものであることを特 徴とする請求の範囲 1 または 2に記載の光フアイバコネクタ用フエルール。
9 . 光ファイバコネクタ構造体であって、
光ファイバ揷通孔を有する第 1フェル—ルと；
光ファイバ揷通孔を有する第 2フェル一ルであって、 第 2フエルールの光ファ ィ i '揷通孔が第 1フエルールの光ファイノ 揷通孔と同軸上 (こ位置付けられるよう に第 1フエルールと対向して配置される第 2フエルールと；
これらのフエルールを被覆する保護スリーブと ；
これらのフェル一ルの基端側にそれぞれ嵌設された光ファイバ導通孔を有する フランジ付き筒体と ；を備え、
第 1フエルールの第 2フエルールと対向する端部が雄型凸状であり、 第 2フエ ルールの第 1 フエルールと対向する端部が、 前記雄型凸状端部を密接して受け入 れる嵌入部を備えた雌型凹状ある光ファイバコネクタ構造体。
1 0 . 第 1及び第 2フェル一ルが電鎳法によって製造されたことを特徴とする,請 求の範囲 9記載の光フアイバコネク夕構造体。
1 1 . 前記保護スリープが、
円筒状スリープ本体と；
該本体の内周面上に設けられ、 光ファイバ用フエルールの外周面を支持するた めの複数の凸部と；を備え、
該複数の凸部がスリーブ本体の中心軸に関して回転対称位置に設けられ且つ同 —の高さを有することを特徴とする請求の範囲 9に記載の光フアイバコネクタ構 造体。
1 2 . 二つの光ファイバ用フエルールを内部で接続させるためのスリーブであつ て、
円筒状スリーブ本体と；
該本体の内周面上に設けられ、光ファイバ用フエルールの外周面を支持するた めの複数の凸部と；を備え、
該複数の凸部がスリーブ本体の中心軸に関して回転対称位置に設けられ且つ同 一の高さを有するスリーブ。
1 3 . 凸部がスリーブ本体の中心軸に向かって先細りの形状を有する請求の範囲 1 2に記載のスリーブ。
1 4 . スリープが電鏡により形成されていることを特徴とする請求の範囲 1 2に 記載のスリーブ。
1 5 . 凸部がスリーブ本体の中心軸と平行に延在していることを特徴とする請求
U の範囲 1 2に記載のスリーブ。
1 6 . 3つの凸部が 1 2 0 °の間隔で回転対称位置に形成されていることを特徴 とする請求の範囲 1 2に記載のスリーブ。
1 7 . 請求の範囲 1 2に記載のスリーブの製造方法であって、
芯線外周面上の回転対称位置に芯線の長さ方向に延在する複数の切り欠きを形 成することと；
該複数の切り欠きを形成した芯線の周園こ、 電鎳により金属膜を形成すること と；
金属膜から芯線を除去することを含むことを特徴とするスリーブの製造方法。
1 8 . 金属膜から芯線を、 押し出しまたは引き抜くこと (こより除去することを特 徴とする請求の範囲 1 7に記載のスリーブの製造方法。
1 9 . 金属膜または芯線に加圧流体を接触させて金属膜から芯線を押し出すこと を特徴とする請求の範囲 1 7に記載のスリーブの製造方法。
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