WO2023106106A1 - 多心光フェルールおよび光コネクタ - Google Patents

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WO2023106106A1
WO2023106106A1 PCT/JP2022/043306 JP2022043306W WO2023106106A1 WO 2023106106 A1 WO2023106106 A1 WO 2023106106A1 JP 2022043306 W JP2022043306 W JP 2022043306W WO 2023106106 A1 WO2023106106 A1 WO 2023106106A1
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WO
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optical
fiber
ferrule
coated
opening
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Application number
PCT/JP2022/043306
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English (en)
French (fr)
Inventor
護章 小林
Original Assignee
株式会社白山
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/40—Mechanical coupling means having fibre bundle mating means

Definitions

  • the present invention relates to a multi-core optical ferrule that optically connects optical fibers of optical cables that transmit optical signals.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-163210 discloses an optical fiber positioning method and an optical connection component that can also be applied when connecting a narrow-pitch optical fiber tape to an optical connection component.
  • the optical connection component described in Patent Document 1 is composed of a connector main body and a lid member. and a fiber hole into which the tip of the optical fiber is inserted.
  • the lid member is fitted from above the groove of the connector body to press the optical fiber toward the groove and is movable along the groove. It is made to
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-2295066 discloses a ferrule for an optical connector that does not require a precise mold and can hold a plurality of optical fibers accurately and easily in a dense arrangement. ing.
  • the ferrule for an optical connector described in Patent Document 2 is for positioning and holding the optical fiber tape strands from which the coating of the optical fiber tape strands is removed to expose the optical fibers.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2019-066634
  • a boot is disclosed.
  • the boot described in Patent Document 3 is a boot for an optical connector, and includes a first end surface and a second end surface facing each other, and tape wires provided between the first end surface and the second end surface. and a plurality of separate fiber holding holes communicating with the tape strand holding holes and into which a plurality of coated optical fibers are respectively inserted, and the first end face is a tape strand holding
  • the second end face has a plurality of openings arranged linearly corresponding to the plurality of separation fiber holding holes, and the center-to-center distance between two adjacent openings of the plurality of openings is is larger than the diameter of each of the plurality of apertures.
  • the optical connection component described in Patent Document 1 can be mounted with the coated optical fiber. As the density increases and the fiber diameter decreases, it becomes difficult to insert the optical fiber, which increases the burden on the operator. Further, in positioning the optical fiber, it is complicated to repeat the operation of pushing the optical fiber forward using the cover member and confirming that the positioning protrusion is in contact with the contact surface before positioning. Requires action.
  • the optical fiber is coated up to the first housing portion, but the optical connector ferrule must be positioned after removing the coating. Therefore, it is necessary to strip the coating of all the optical fibers, and there is a problem that the burden on the operator increases as the number of fibers increases and the density increases and the fiber diameter decreases. Also, if the coating remains partially on the optical fiber or if the shavings are not sufficiently removed, the connection loss may increase.
  • a multi-fiber optical ferrule is a multi-fiber optical ferrule for holding and optically connecting a plurality of optical fibers, comprising a coated fiber insertion hole into which coated optical fibers are inserted in a row; an end face opening that is formed in the connection end face of the fiber and communicates with the coated fiber insertion hole, the end face opening having two opposite sides formed parallel and flat in the row direction of the optical fibers; The fiber coating and adhesive are formed to be exposed.
  • the optical fiber tape that is mainly used today consists of a large number of optical fiber strands that are bundled in a row. It is protected by a coating of several tens of ⁇ m. Therefore, in order to optically connect a plurality of optical fibers, a dedicated tool is used to remove the coating from all the optical fibers at their tips to form bare fibers, and then all the bare fibers are inserted into each fiber hole of the multi-core ferrule. It must be inserted, positioned and fixed. Here, if a part of the coating remains on the optical fiber or if the shavings are not sufficiently removed, the optical fiber may be locally bent and the connection loss may increase. Operations such as insertion and positioning of such micron-order optical fibers are performed by skilled workers. However, in recent years, there has been a demand for even higher density, higher speed, and higher capacity communications. In addition, it becomes difficult to insert the multi-core ferrule into the fiber hole, which increases the burden on the operator.
  • the end face opening has the same vertical and horizontal dimensions as the coated optical fibers aligned in a row, and is formed flat and parallel to the row direction.
  • the optical fibers can be easily fixed to the ferrule even when the number of fibers is increased and the density is increased and the fiber diameter is reduced.
  • the design precision of optical fibers has increased, and the uniformity of the film thickness of the resin coating has improved. An optical connection can be made.
  • optical fiber tape is sometimes called an optical fiber tape in which a plurality of fiber strands are arranged in a line and bundled in a tape shape by a tape coating such as a thermoplastic resin.
  • a multi-fiber optical ferrule according to a second aspect of the present invention is a multi-fiber optical ferrule according to one aspect of the invention, in which one end surface opening is provided for one coated fiber insertion hole, and the coated fiber insertion hole comprises:
  • the multi-core optical ferrule has an insertion port for inserting an optical fiber, a reduced diameter portion for positioning the optical fiber, and a guiding portion for guiding the optical fiber to the opening of the end face, and the distance of the guiding portion is 0.7 mm or more. It may be 2.0 mm or less.
  • the coated fiber insertion hole is formed in one smooth path from the insertion port to the end face opening.
  • a plurality of optical fibers are accurately aligned by the coated fiber insertion hole, and the plurality of optical fibers are arranged perpendicularly to the connection end face by the guiding portion having a predetermined distance. Since the guiding portion is filled with an adhesive so that the optical fiber can be fixed to the inner surface of the coated fiber insertion hole, the accurately positioned optical fiber can be reliably fixed to the ferrule. can.
  • the distance of the guide part is 0.7 mm or more and 2.0 mm or less, even when the connection end face of the multi-fiber optical ferrule is optically polished (further when it is polished at an angle of 8° to reduce reflection), the An optical fiber strand can be secured to the ferrule. Therefore, a multi-core optical ferrule with less connection loss can be obtained.
  • a multi-fiber optical ferrule according to a third invention is the multi-fiber optical ferrule according to the second invention, wherein the opening width w in the column direction of the end surface opening is 2.5 to 20 times the opening width h in the thickness direction. or less, and the diameter reduction amount in the row direction of the diameter reduction portion may be larger than the diameter reduction amount in the thickness direction.
  • a multi-fiber optical ferrule according to a fourth aspect is the multi-fiber optical ferrule according to any one of the first to third aspects, wherein the opening width w in the column direction of the end face opening is the opening in the thickness direction of the end face opening It may be smaller than n times the width h (n: natural number).
  • the aperture width h in the thickness direction is designed to be narrower than the diameter d of the coated fiber. That is, in the process of inserting n coated fibers of diameter d into the ferrule, the coated fibers are compressed in the thickness direction (h direction), and along with the compression, the n coated fibers are compressed in the column direction (w direction). deformed to spread out. As a result, the n coated fibers exert forces in the row direction during the insertion process, and are evenly aligned in the row direction (w direction). In this way, since the n coated fibers are evenly aligned and fixed with the adhesive, the n coated fibers can be accurately arranged, resulting in a multi-core optical ferrule with little connection loss. can do.
  • a multi-fiber optical ferrule according to a fifth aspect is the multi-fiber optical ferrule according to any one of the first aspect to the fourth aspect, wherein the opening width h in the thickness direction of the end surface opening is 0.220 mm or more and 0.240 mm or less. and the column-direction opening width w of the end face openings may be n times (n: natural number) from 0.24 mm to 0.26 mm.
  • the aperture width h is designed to be narrower than that of the coated fiber with a diameter d of 250 ⁇ m (an optical fiber with a clad diameter of 125 ⁇ m). That is, in the process of inserting n coated fibers with a diameter d of 250 ⁇ m into the ferrule, the coated fibers are slightly compressed in the thickness direction (h direction), and the n coated fibers are compressed in the column direction. It deforms so as to spread in (w direction). As a result, the n coated fibers exert forces in the row direction during the insertion process, and are evenly aligned in the row direction (w direction). In this way, since the n coated fibers are evenly aligned and fixed with the adhesive, the n coated fibers can be accurately arranged and spliced with a minimum connection loss. can be done.
  • a multi-fiber optical ferrule according to a sixth aspect of the invention in the multi-fiber optical ferrule according to one aspect or the second invention, may have two or more pairs of coated fiber insertion holes and end face openings.
  • An optical connector according to another aspect is an optical connector comprising a multi-core optical ferrule according to any one of the first to sixth aspects, a plurality of optical fibers, and an adhesive for fixing the optical fibers. Further, the end surface opening may have an area ratio of the exposed adhesive of 0.05 or more and 0.25 or less.
  • the coated optical fiber is slightly compressed in the thickness direction (h direction) and slightly deformed from a perfect circle to a substantially rectangular shape.
  • h direction thickness direction
  • the adhesive reliably fixes the optical fiber, so that an optical connector with low connection loss can be obtained.
  • the adhesive covers the entire periphery of the optical fiber in circular symmetry, the force acts evenly on the axial center of the optical fiber when the adhesive hardens, so that the optical fiber can be accurately positioned. can be done.
  • the area ratio is obtained by dividing the area where the adhesive is exposed in the end face opening by the area of the end face opening.
  • the ferrule for multi-fiber optical connectors may be simply referred to as a ferrule or an MT ferrule.
  • a thermosetting epoxy resin can be used as the adhesive.
  • FIG. 1 is an example of a left side view (a), a front view (b), a right side view (c), and a cross-sectional view (d) taken along the line B-B' of the multi-fiber optical ferrule of the present embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a connection end face of the multi-core optical ferrule of the present embodiment; It is a photograph of the connection end surface of the multi-fiber optical ferrule obtained in the actual example.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a multi-core optical ferrule of another embodiment;
  • FIGS. 1(a), (b), (c) and (d) are a left side view, a front view, a right side view, and B- of FIG. 1(b), respectively, of the multi-fiber optical ferrule 100 of this embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line B'
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 1(a).
  • the coated fiber insertion hole 110 is indicated by a broken line.
  • FIG. 2 also shows a state in which the coated fiber 200 is fixed to the multi-core optical ferrule 100 with an adhesive 300 .
  • a multi-fiber optical ferrule 100 (hereinafter also referred to simply as ferrule 100) is a main component constituting a multi-fiber optical connector, and is provided on both the end face of one optical fiber and the end face of the other optical fiber, It is a component for precisely adjusting the position of the connecting end face of each optical fiber and applying a contact force to optically connect them.
  • the ferrule 100 enables simultaneous connection of a plurality of optical fibers, and can be formed by injection molding a resin composition containing polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS) with a mold.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the ferrule 100 has a coated fiber insertion hole 110 into which the coated fiber 200 is inserted and a guide pin hole 130 into which a guide pin is inserted, and is an integral molded product made of a resin composition containing polyphenylene sulfide ( body).
  • the ferrule 100 of the present embodiment has a coated fiber insertion hole 110 into which a coated fiber 200 (hereinafter also referred to as an optical fiber bare wire 200) is inserted without removing the coating. is provided.
  • the coated fiber insertion hole 110 is provided with an insertion port 111 for inserting the optical fiber wire 200 into the ferrule 100, and a guide portion 112 for guiding the optical fiber wire 200 and the resin 300 to the connection end surface 101 side. is provided, a reduced diameter portion 113 for positioning the optical fiber wire 200 is provided, and a guiding portion 114 for guiding the optical fiber wire 200 to the end face opening 120 is provided.
  • the ferrule 100 of this embodiment has a shape called a thin ferrule, and has a thinner outer shape than a general MT ferrule. That is, as shown in FIG. 1(a), the connection end surface 101 of the ferrule 100 shown in this embodiment is a substantially rectangular shape with four curved surfaces R1 having a radius of curvature of 0.3 mm. The length of is 6.4 mm and the length of the short side is 1.25 mm. Further, as shown in FIG. 1(b), the main body of the ferrule 100 of this embodiment is provided with a flange 140 on the side of the insertion port 111, and the length from the connection end surface 101 to the insertion port 111 is 8.0 mm. , and the length of the collar 140 is 2.0 mm.
  • the flange 140 of this embodiment projects only in the long side direction of the connection end surface 101 (the width direction of the ferrule 100), and the amount of projection is 0.2 mm.
  • an example of a thin ferrule having a flange 140 is shown. It can be appropriately selected or designed according to the purpose of optical connection. Furthermore, an introduction window for the adhesive 300 may be appropriately provided as necessary.
  • the ferrule 100 of this embodiment is provided with a pair of guide pin holes 130 with a predetermined distance therebetween.
  • a guide pin (not shown) is inserted into the guide pin hole 130 to accurately position the ferrule 100 and the other ferrule. Since the end face openings 120 of the ferrule 100 are provided by being accurately positioned with respect to the pair of guide pin holes 130, the end face openings 120 of the ferrule 100 and the end face openings (not shown) of other ferrules are different.
  • the plurality of optical fibers of ferrule 100 and the plurality of optical fibers of the ferrule can be optically connected with low loss.
  • the ferrule 100 into which the plurality of optical fiber strands 200 are inserted and fixed with the adhesive 300 is also referred to as the optical connector 10 .
  • the ferrule 100 of this embodiment is provided with one coated fiber insertion hole 110 that communicates with the end surface opening 120 of the connection end surface 101 .
  • the inside of the coated fiber insertion hole 110 is formed with one smooth path so that the plurality of coated fibers 200 can be aligned and guided.
  • An insertion port 111 for inserting the optical fiber wire 200 into the ferrule 100 is provided in the coated fiber insertion hole 110 .
  • the opening of the coated fiber insertion port 110 is provided with a curved surface R2 having a radius of curvature of 0.2 mm, and the height of the opening gradually narrows toward the guide portion 112.
  • the length of this insertion port 111 (the distance for guiding the optical fiber strand 200) is 2.0 mm.
  • the opening of the coated fiber insertion port 110 is formed in a rectangular shape, and the long side (in the fiber row direction) is 3.1 mm or more and 3.2 mm or less. A side (ferrule thickness direction) is 0.26 mm or more and 0.27 mm or less. If the opening of this opening is too narrow, it will be difficult to insert the optical fiber 200, and if it is too wide, the adhesive 300 will easily leak out.
  • 12 coated fibers 200 with a diameter of 250 ⁇ m are inserted into the opening of this coated fiber insertion port 110 .
  • the opening width h of the end surface opening 120 in the thickness direction is preferably 0.220 mm or more and 0.248 mm or less, more preferably 0.230 mm or more and 0.245 mm or less, and 0.230 mm or more and 0.235 mm or less. more preferably.
  • the coated fiber insertion hole 110 is provided with a guide portion 112 that guides the optical fiber strand 200 and the resin 300 to the connection end surface 101 side.
  • a plurality of coated fibers 200 are inserted into the ferrule 100 at once, the insertion opening of the ferrule 100 is tilted upward, and the thermosetting adhesive 300 is dripped into the insertion opening 111.
  • the adhesive 300 is heated in this manner, the viscosity of the adhesive 300 gradually decreases, and the adhesive 300 passes through the guide portion 112 along the plurality of coated fibers 200 (surface tension and dead weight drop). .
  • the adhesive 300 passes through the reduced-diameter portion 113 and the guide portion 114 while wetting the coated fibers 200 inside the guide portion 112 and reaches the end face opening portion 120 .
  • the resin of the adhesive 300 reaching the end face opening hardens, and the coated fiber 200 can be fixed to the ferrule 100 .
  • the coated fiber insertion hole 110 is provided with a reduced diameter portion 113 for positioning the optical fiber wire 200 .
  • the reduced-diameter portion 113 has a reduced diameter mainly in the row direction of the optical fiber strands 200 (long side direction of the end face opening).
  • the length of the reduced-diameter portion 113 of the present embodiment (the distance for guiding the optical fiber strand 200) is 1.0 mm, and the amount of diameter reduction in the column direction is 0.05 mm or more and 0.10 mm or less on one side. Since the diameter is further reduced in the thickness direction at the diameter-reduced portion 113, the optical fiber strand 200 is slightly compressed in the thickness direction (h direction) and deformed from a perfect circle to a substantially rectangular shape during the insertion process.
  • the reduced diameter portion 113 allows the plurality of coated fibers 200 to be accurately aligned and positioned in the row direction.
  • the adhesive 300 supplied from the guide portion 112 can gather at the reduced diameter portion 113 and sufficiently fill the inside of the guide portion 114
  • the coated fiber insertion hole 110 is provided with a guiding portion 114 for guiding the optical fiber 200 to the end face opening 120 .
  • the guide portion 114 is provided in the same shape (same size) as the opening of the end surface opening 120 and is provided perpendicular to the connection end surface 101 . This accurately guides the coated fiber 200 perpendicular to the end face opening 120 .
  • the distance of the guiding portion 114 (the distance for guiding the optical fiber strand 200) is preferably 0.7 mm or more and 2.0 mm or less, more preferably 0.8 mm or more and 1.5 mm or less.
  • the distance of the guiding portion 114 of this embodiment is 1.0 mm.
  • the opening width w in the row direction of the end face opening 120 and the guiding portion 114 preferably matches the diameter d of the coated fiber 200 ⁇ the number n of the coated fibers 200 .
  • the opening width h in the thickness direction of the end face opening 120 and the guiding portion 114 is preferably slightly smaller than the diameter d of the coated fiber 200. 0.02 ⁇ 0.005 mm is more preferred.
  • the end face openings 120 and the guiding portions 114 in the present embodiment have an opening width w of 3.00 mm in the column direction and an opening width h of 0.230 mm in the thickness direction. This minimizes splice loss when 12 coated fibers 200 with a diameter d of 0.25 mm are spliced.
  • the dimensional accuracy of the opening width h has a greater effect on the connection loss than the dimensional accuracy of the opening width w. This is because, in the process of compressing the coated fibers 200 in the thickness direction (h direction), the n coated fibers 200 are deformed so as to spread in the row direction (w direction) and exert forces in the row direction. This is thought to be due to uniform alignment in the column direction (w direction).
  • a schematic diagram of the connection end surface 101 in the present embodiment is shown in FIG. 3A, and a schematic diagram of a partially enlarged view of the end surface opening 120 is shown in FIG. 3B.
  • a coated fiber 200 is composed of an optical fiber 210 and a coating 220, and the coating 220 is stripped off in a general ferrule.
  • This optical fiber 210 is composed of a clad 212 made of glass and a core 211 , and an optical signal is transmitted inside the core 211 . Since the clad 212 has a lower refractive index than the core 211 , the optical signal is totally reflected, and the optical signal is transmitted with extremely low loss while being confined inside the core 211 .
  • this optical fiber 210 is protected by a coating 220 having a silicone film 222 and a resin film 221 to improve handling.
  • the silicone film 222 is in direct contact with the clad 212, has high adhesion to glass, enhances the stability of the interface, and disperses the external force.
  • the outside of the silicone film 222 is coated with a resin film 221 made of an ultraviolet curable resin. This protects the optical fiber 210 and the silicone film 222, provides mechanical strength, and gives the optical fiber 210 an identifiable property by coloring.
  • the coating 220 is carefully peeled off from the optical fibers 210, and the end faces of the optical fibers 210 are brought into strong contact with each other for optical connection.
  • the resin film 221 may be made of a polyester resin, an epoxy resin, a urethane resin, or a fluororesin, and among these, a fluorine ultraviolet curable resin is preferably used. Since the resin film 221 of the coating 220 is a fluororesin, the optical fiber strand 200 can be smoothly inserted into the coated fiber insertion hole 110, and the circularity of the optical fiber strand 200 can be easily maintained. Further, among fluorine-based resins, PFA (tetrafluoroethylene/perfluoroalkoxyethylene copolymer resin) or FEP (tetrafluoroethylene/propylene hexafluoride copolymer resin) is more preferable.
  • fluorine-based resins PFA (tetrafluoroethylene/perfluoroalkoxyethylene copolymer resin) or FEP (tetrafluoroethylene/propylene hexafluoride copolymer resin) is more preferable.
  • the optical fiber strand 200 with high moldability and roundness is obtained. Furthermore, it is smoothly inserted while being deformed in the process of being inserted into the diameter-reduced portion 113 . In addition, when deformed, the n coated fibers 200 exert forces in the row direction due to the elastic force of the resin coating 221 and can be smoothly aligned, thereby further reducing connection loss.
  • the coated fiber 200 is passed through as it is. Therefore, as shown in FIG.
  • the coated fiber 200 when the coated fiber 200 is first inserted into the coated fiber insertion hole 110 of the ferrule 100 , the coated fiber 200 protrudes from the end face opening 120 .
  • the thermosetting adhesive 300 when the thermosetting adhesive 300 is introduced, the heated adhesive 300 travels along the coated fiber 200 in the guiding portion 112 and collects in the funnel-shaped reduced-diameter portion 113 while being collected in the guiding portion 114 . It fills inside and reaches the end face opening 120 .
  • the adhesive 300 when the adhesive 300 is further heated, it hardens so that it protrudes from the end face opening 120 in a mountain shape.
  • the coated fiber 200 and the adhesive 300 protruding from the end face opening 120 are polished so that the protruding height is eliminated and the connection end face is substantially flush with the connection end face 101, and then the connection end face is optically polished. In this case, if necessary, 8° polishing may be performed to reduce reflected light. In this manner, a clip or the like can be used to optically connect a pair of coated fibers 200 in the same manner as a normal MT ferrule.
  • the adhesive 300 for example, epoxy adhesive, acrylic adhesive, urethane adhesive, silicone adhesive, olefin adhesive, various hot melt adhesives (polyester, modified olefin), etc. can be used, and an epoxy-based adhesive is preferable from the viewpoint of stability at the time of fixing.
  • a two-liquid thermosetting epoxy adhesive is preferable, the viscosity is preferably 2,000 or more and 6,000 CPS or less (23°C, 50 rpm), and the glass transition temperature is 80°C or more and 200°C. °C or less. Thereby, the coated fiber 200 can be reliably fixed to the guiding portion 114 .
  • the coefficient of linear expansion (Tg or less) is preferably 80 ⁇ 10 -6 in/in ° C. or less, more preferably 60 ⁇ 10 -6 in / in ° C. or less, and the weight change after immersion in water for 360 hours as water resistance is 3%. It is preferably 1% or less, more preferably 1% or less. As a result, high positional accuracy of the optical fiber can be maintained.
  • the pitch of the optical fibers 210 matches the diameter of the coated fibers 200 .
  • 12 coated fibers 200 with a diameter of 250 ⁇ m are used, so the pitch is 250 ⁇ m.
  • the end face opening 120 of the present embodiment has a rectangular shape, and two opposing long sides are formed in parallel. Circular coated fibers 200 are placed in close alignment and filled with adhesive 300 .
  • the short side h of the end face opening 120 is 0.23 mm, which is slightly smaller than the diameter d of the optical fiber 210, and the long side w preferably coincides with the diameter d ⁇ the number n.
  • the resin-made coating 220 is compressed in the direction of the short side h, and the n coated fibers 200 exert forces in the direction of the long side w in the process of insertion and are evenly aligned, so that an accurate pitch can be obtained. connection loss can be minimized.
  • the coated optical fiber 200 is compressed in the short side h direction and slightly deformed from a perfect circle to a substantially rectangular shape.
  • the area ratio of the adhesive 300 exposed in the end face opening 120 is preferably 0.05 or more and 0.25 or less, more preferably 0.10 or more and 0.20 or less, and further preferably 0.14 or more and 0.15 or less.
  • a ferrule 100 of the present embodiment was manufactured by injection molding using a PPS resin.
  • the size and the like of the ferrule 100 are as described above, but the opening width w in the row direction of the end face opening 120 is set to 3.0 mm, and the opening width h in the thickness direction is set to 0.230 mm (Example 1).
  • the opening width w in the row direction of the end face openings 120 was set to 3.0 mm, and the opening width h in the thickness direction was set to 0.240 mm.
  • the opening width w in the row direction of the end face openings 120 was set to 3.0 mm, and the opening width h in the thickness direction was set to 0.250 mm.
  • An optical fiber tape (_OM2 manufactured by Corning Co., Ltd.) in which 12 optical fiber strands having a diameter of 250 ⁇ m were bundled in a tape shape was prepared, and the outer tape coating was removed to obtain an optical fiber strand.
  • the wire has a core diameter of 50 ⁇ m, a cladding diameter of 125 ⁇ m and a coating consisting of a UV acrylate resin and a silicone coating to a diameter of 250 ⁇ m.
  • 12 optical fiber bare wires are inserted together into the ferrule 100 of Examples 1 to 3 with the coating attached, and an epoxy thermosetting adhesive (EPO-TEK353ND manufactured by EPOXY TECHNOLOGY) is applied. and the temperature was raised to 140°C.
  • FIG. 4 is a photograph of the connection end face of the multi-core optical ferrule obtained in this example.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the photograph of the end surface of FIG.
  • Example 1 has the lowest connection loss and the highest positional accuracy of each optical fiber (the core positional deviation is small). That is, it is preferable from the viewpoint of connection loss that the opening width h of the end face opening is slightly smaller than the diameter d of the optical fiber.
  • the resin coating of the optical fiber wire a fluorine-based resin is preferable, and PFA or FEP is preferable. In this case, the twelve optical fiber strands are smoothly inserted into the ferrule 100 and aligned and positioned in the size-matched end face openings without load, deformation or gaps, thus minimizing splice loss. can do.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a multi-core optical ferrule 100' according to another embodiment.
  • the body length of ferrule 100' is designed at 3.4 mm, which is shorter than usual.
  • an insertion portion 115 having the functions of an insertion port 111 , a guide portion 112 and a reduced diameter portion 113 is provided. That is, the diameter is gradually reduced in both the vertical direction and the width direction, so that even if the main body is short, a plurality of coated fibers 200 can be aligned.
  • the opening width h of the end face opening is designed to be slightly smaller than the diameter d of the optical fiber strand, and the length of the guiding portion 114 is ensured to be 1.0 mm so that the connection end face is coated.
  • the attached fiber 200 can be reliably fixed.
  • the multi-fiber optical ferrule 100' of another embodiment shown in FIG. may be provided, or two may be provided.
  • the optical connector 10 corresponds to the "optical connector”
  • the multi-fiber optical ferrule 100 corresponds to the “multi-fiber optical ferrule”
  • the coated fiber insertion hole 110 corresponds to the "coated fiber insertion hole”.
  • the end face opening 120 corresponds to the “end face opening”
  • the coated fiber 200 corresponds to the “coated optical fiber”
  • the coating 220 corresponds to the “coating”
  • the adhesive 300 corresponds to “
  • the insertion opening 111 corresponds to the "insertion opening”
  • the reduced-diameter portion 113 corresponds to the "reduced-diameter portion”
  • the guide portion 114 corresponds to the "guide portion”.
  • optical connector 100 multi-core optical ferrule, ferrule 101 connection end face 110 coated fiber insertion hole 120 end face opening 111 insertion port 112 guide portion 113 reduced diameter portion 114 guide portion 120 end face opening 130 guide pin hole 200 coated fiber 220 coating 210 optical fiber 300 adhesive

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Abstract

【課題】本発明の目的は、従来の光コネクタとの接続互換性を有する多心光フェルールおよび多心光コネクタを提供することである。 【解決手段】多心光フェルール１００は、複数本の光ファイバを保持して光接続するためのフェルール１００であって、被覆付きの光ファイバ２００が一列に束ねられて挿入される被覆付ファイバ挿入孔１１０と、光ファイバの接続端面に形成され、被覆付ファイバ挿入孔と連通した端面開口部１２０と、を備え、端面開口部１２０は、対向する２辺が光ファイバの列方向に平行かつ平坦に形成され、かつ、光ファイバの被覆２２０および接着剤３００が露出可能に形成されたものである。

Description

多心光フェルールおよび光コネクタ
　本発明は、光信号を伝達する光ケーブルの光ファイバ同士を光学的に接続する多心光フェルールに関する。
　光ファイバを用いた光ケーブルは、多量の情報の高速通信が可能であることから、家庭用、産業用の情報通信に広く利用されている。
　例えば、特許文献１（特開２００６－１６３２１０号公報）には、狭ピッチ光ファイバテープを光接続部品に接続する場合にも適用可能な光ファイバ位置決め方法及び光接続部品について開示されている。
　特許文献１に記載の光接続部品は、接続器本体と蓋部材とで構成し、接続器本体は光ファイバを案内し光ファイバを幅方向に位置規制する溝を有するガイド部と、このガイド部と繋がり光ファイバの先端を挿入するファイバ孔とを備え、前記蓋部材は、接続器本体の溝の上方から嵌合装着されて光ファイバを溝に向けて押圧すると共に該溝に沿って移動可能になされるものである。
　特許文献２（特開２００９－２２９５０６号公報）には、精密な金型が不要であり、複数本の光ファイバを精度良くしかも容易に高密度に配列して保持できる光コネクタ用フェルーが開示されている。
　特許文献２に記載の光コネクタ用フェルールは、光ファイバテープ素線の被覆を除去して光ファイバを露出した光ファイバテープ素線を位置決めして保持するためのものであり、第１ハウジング部は、開口部を有し、光ファイバ位置決め部材により光ファイバを位置決めした状態で開口部に光ファイバ保持材を充填することで各光ファイバを位置決めして保持し、第２ハウジング部は、第１ハウジング部に対して固定されて光ファイバテープ素線を保持するものである。
　特許文献３（特開２０１９－０６６６３４号公報）には、隣接する光ファイバのピッチが小さなテープ素線についても、光ファイバが挿入される孔のピッチが大きなフェルールに対して取り付けることを可能とするブーツが開示されている。
　特許文献３に記載のブーツは、光コネクタ用のブーツであって、互いに対向する第１端面及び第２端面と、第１端面及び第２端面の間に設けられた、テープ素線が導入されるテープ素線保持孔と、テープ素線保持孔に連通し、複数の被覆付き光ファイバがそれぞれ挿入される、複数の分離ファイバ保持孔と、を有し、第１端面は、テープ素線保持孔の導入口としての開口を有し、第２端面は、複数の分離ファイバ保持孔に対応して線状に並ぶ複数の開口を有し、複数の開口の隣り合う２つの開口の中心間距離は、複数の開口それぞれの直径よりも大きいものである。
特開２００６－１６３２１０号公報 特開２００９－２２９５０６号公報 特開２０１９－０６６６３４号公報
　特許文献１に記載の光接続部品は、光ファイバを被覆付きのまま装着することができるものであるが、光ファイバの先端をファイバ孔にそれぞれ配置挿入する必要があるため、多心化・高密度化が進み、またファイバ径が小径化すると、光ファイバの挿入が困難になり、作業者の負担が大きくなるという問題がある。また、光ファイバの位置決めにあたっては、蓋部材を用いて光ファイバを押圧しつつ前方に送る操作を繰り返し、位置決め用突起が当接面に当接していることを確認して位置決めするなど、複雑な操作を必要とする。
　特許文献２に記載の光コネクタ用フェルールも、光ファイバは第１ハウジング部までは被覆されているが、光コネクタ用フェルールには被覆を除去して位置決めすることが必須である。したがって、全ての光ファイバの被覆を剥く必要があり、多心化・高密度化が進み、またファイバ径が小径化すると作業者の負担が大きくなるという問題がある。また、光ファイバに被覆が一部残ったり削りカスの除去が十分でなかったりすると接続損失が大きくなる場合がある。
　特許文献３に記載のブーツは、光コネクタのブーツまでは被覆付きの光ファイバが挿入されるが、フェルールには光ファイバ（裸ファイバ）が挿入されている。したがって、全ての光ファイバの被覆を剥く必要があり、多心化・高密度化が進み、またファイバ径が小径化すると作業者の負担が大きくなるという問題がある。
　本発明の目的は、容易に高密度の光接続をすることができる多心光フェルールを提供することである。
　本発明の他の目的は、高密度の光接続をすることができ、光ファイバの被覆を剥離する必要のない多心光フェルールを提供することである。
　本発明のさらに他の目的は、高密度の光接続をすることができ、光ファイバの被覆を剥離せずとも接続損失の少ない多心光フェルールを提供することである。
（１）
　一局面に従う多心光フェルールは、複数本の光ファイバを保持して光接続するための多心光フェルールであって、被覆付きの光ファイバが一列に挿入される被覆付ファイバ挿入孔と、光ファイバの接続端面に形成され、被覆付ファイバ挿入孔と連通した端面開口部と、を備え、端面開口部は、対向する２辺が光ファイバの列方向に平行かつ平坦に形成され、かつ、光ファイバの被覆および接着剤が露出可能に形成されたものである。
　現在主に使用されている光ファイバテープは、多数の光ファイバ素線が一列に束ねられており、各光ファイバ素線は、石英ガラス等の光ファイバクラッドに対して、紫外線硬化樹脂等で厚み数十μｍの被覆がされて保護されている。したがって、複数の光ファイバを光接続するためには、専用の工具を用いて全ての光ファイバから先端は被覆を除去してベアファイバとして、さらに多心フェルールの各ファイバ孔に全てのベアファイバを挿入し、位置決めをして固定しなければならない。ここで、光ファイバに被覆が一部残ったり削りカスの除去が十分でなかったりすると、光ファイバに局所的な曲げが発生して接続損失が大きくなる場合がある。このようなミクロンオーダーの光ファイバの挿入・位置決め等の作業は、熟練した作業者によって行われている。
　しかし近年、通信のさらなる高密度化と高速大容量化が求められており、光配線の多心化・高密度化が進み、またファイバ径の小径化が進むと、樹脂被覆の除去が困難になり、また、多心フェルールのファイバ孔への挿入も困難になり、作業者の負担が大きくなるという問題がある。
　本発明の多心光フェルールによれば、端面開口部は、被覆付きの光ファイバが一列に整列した状態の寸法と同じ縦横寸法が、列方向に平行かつ平坦に形成されているため、被覆付きの光ファイバの束を被覆付ファイバ挿入孔からそのまま挿入して光接続することができる。これにより、光ファイバの被覆を除去する必要がないため、高密度の光接続を容易にすることができる。また、光ファイバを１本ずつ通すファイバ挿入孔を備えないので、多心化・高密度化が進み、またファイバ径が小径化した場合も、光ファイバをフェルールに容易に固定することができる。
　また近年、光ファイバの設計精度が高まっており、樹脂被覆の膜厚の均一性が向上しているので、互いに同じ種類の光ファイバテープの素線同士を接続することで、比較的損失の少ない光接続を行うことができる。
　特に、近年の光配線のオンボード化にあたっては、光配線の高密度化が進む一方で、計算機内の光伝送にあたっては、従来の長距離光伝送（数百Ｋｍなど）とは異なり、接続損失の点では極めて高い低損失性を有しなくとも問題とはならない。したがって、本発明の多心光フェルールに基づけば、基板に光実装した場合も容易に高密度化することができる光コネクタにすることができる。
　なお、本明細書では、石英ガラス等のコアとクラッドからなる光ファイバをベアファイバという場合があり、ベアファイバを紫外線硬化樹脂等の樹脂被覆によってコーティングしたものをファイバ素線（または被覆付ファイバ）という場合があり、複数のファイバ素線を一列に配置し、熱可塑性樹脂等のテープ被覆によってテープ状に束ねたものを光ファイバテープという場合がある。
（２）
　第２の発明に係る多心光フェルールは、一局面の発明に係る多心光フェルールにおいて、一の被覆付ファイバ挿入孔に対して一の端面開口部が備えられ、被覆付ファイバ挿入孔は、多心光フェルールに光ファイバを挿入する挿入口と、光ファイバを位置決めする縮径部と、光ファイバを端面開口部に誘導する誘導部と、を有し、誘導部の距離が０．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であってもよい。
　被覆付ファイバ挿入孔は、挿入口から端面開口部までが一つの滑らかな経路で形成されている。そして、被覆付ファイバ挿入孔によって、複数本の光ファイバは正確に整列され、かつ、所定距離を有する誘導部によって、複数本の光ファイバは接続端面に対して垂直に配置される。
　そして、誘導部では接着剤が充填されて光ファイバ素線を被覆付ファイバ挿入孔の内面に固定することができるので、正確に位置決めされた光ファイバの素線はフェルールに確実に固定することができる。なお、誘導部の距離は０．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下あるので、多心光フェルールの接続端面を光学研磨した場合（さらに反射を低減するために斜め８°に研磨した場合）でも、確実に光ファイバ素線をフェルールに固定することができる。
　したがって、接続損失の少ない多心光フェルールにすることができる。
（３）
　第３の発明に係る多心光フェルールは、第２の発明に係る多心光フェルールにおいて、端面開口部の列方向の開口幅ｗは、厚み方向の開口幅ｈの２．５倍以上２０倍以下であり、縮径部は、厚み方向の縮径量よりも列方向の縮径量のほうが大きくてもよい。
　これにより、複数の光ファイバ素線を被覆付ファイバ挿入孔の挿入口から端面開口部に挿入すると、各光ファイバ素線は被覆付ファイバ挿入孔の内面に摺接することでガイドされ一列に整列される。よって、光ファイバ素線の数が多く高密度の光接続をする場合においても、複数本の光ファイバは正確に整列され、かつ被覆付ファイバ挿入孔に対して挿入が容易な多心光フェルールにすることができる。
（４）
　第４の発明に係る多心光フェルールは、一局面から第３のいずれかの発明に係る多心光フェルールにおいて、端面開口部の列方向の開口幅ｗは、端面開口部の厚み方向の開口幅ｈのｎ倍（ｎ：自然数）より小さくてもよい。
　これにより、厚み方向の開口幅ｈは被覆付ファイバの直径ｄより狭く設計される。すなわち、直径ｄの被覆付ファイバをフェルールにｎ本挿入する過程において、被覆付ファイバは厚み方向（ｈ方向）に圧縮されて、圧縮に伴ってｎ本の被覆付ファイバは列方向（ｗ方向）に広がるように変形する。その結果、ｎ本の被覆付ファイバは、挿入の過程において列方向に力を及ぼしあい、列方向（ｗ方向）に均等に整列する。
　このようにして、ｎ本の被覆付ファイバが均等に整列した状態で接着剤で固定されるため、ｎ本の被覆付ファイバを正確に配置することができ、接続損失の少ない多心光フェルールとすることができる。
（５）
　第５の発明に係る多心光フェルールは、一局面から第４のいずれかの発明に係る多心光フェルールにおいて、端面開口部の厚み方向の開口幅ｈは、０．２２０ｍｍ以上０．２４０ｍｍ以下であり、端面開口部の列方向の開口幅ｗは、０．２４ｍｍ以上０．２６ｍｍ以下のｎ倍（ｎ：自然数）であってもよい。
　これにより、開口幅ｈは直径ｄが２５０μｍの被覆付ファイバ（クラッド径１２５μｍの光ファイバ）より狭く設計される。すなわち、直径ｄが２５０μｍの被覆付ファイバをフェルールにｎ本挿入する過程において、被覆付ファイバは厚み方向（ｈ方向）に僅かに圧縮されて、圧縮に伴ってｎ本の被覆付ファイバは列方向（ｗ方向）に広がるように変形する。その結果、ｎ本の被覆付ファイバは、挿入の過程において列方向に力を及ぼしあい、列方向（ｗ方向）に均等に整列する。
　このようにして、ｎ本の被覆付ファイバが均等に整列した状態で接着剤で固定されるため、ｎ本の被覆付ファイバを正確に配置することができ、接続損失を最小限として接続することができる。
（６）
　第６の発明に係る多心光フェルールは、一局面または第２の発明に係る多心光フェルールにおいて、被覆付ファイバ挿入孔と端面開口部の組を２以上備えてもよい。
　これにより、２組以上の光ファイバ素線の束を固定して光接続することができる。
（７）
　他の局面に従う光コネクタは、一局面から第６のいずれか発明に係る多心光フェルールと、複数本の光ファイバと、光ファイバを固定するための接着剤と、を備えた光コネクタであって、端面開口部は、露出する接着剤の面積割合が０．０５以上０．２５以下であってもよい。
　開口端部において被覆付光ファイバは、僅かに厚み方向（ｈ方向）に圧縮されて、真円から略長方形に僅かに変形される。これにより、接続端面において各光ファイバは正確に位置決めされつつ、接着剤が光ファイバを確実に固定するため、接続損失の低い光コネクタにすることができる。
　また、接着剤は、光ファイバ素線の周囲全体を円対称に覆うため、接着剤の硬化時には光ファイバ素線の軸中心に均等に力が作用するので、光ファイバの位置決めを正確に行うことができる。
　なお、面積割合とは、端面開口部において接着剤が露出する面積を端面開口部の面積で除したものである。また、本明細書では、多心光コネクタ用フェルールを単にフェルールまたはＭＴフェルールという場合がある。接着剤としては、熱硬化性のエポキシ樹脂を用いることができる。
本実施形態の多心光フェルールの左側面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、Ｂ－Ｂ’線断面図（ｄ）を示す図の一例である。 図１のＡ－Ａ’線断面図である。 本実施形態の多心光フェルールの接続端面を説明するための模式図である。 実例で得られた多心光フェルールの接続端面の写真である。 他の実施形態の多心光フェルールの一例を示す模式図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施形態として複数の実施形態を示すが、それぞれの実施形態は、単独で実施してもよいし１以上の複数の実施形態を組み合わせて実施してもよい。
　以下の説明においては、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
[実施形態]
　図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ本実施形態の多心光フェルール１００の左側面図、正面図、右側面図、および図１（ｂ）のＢ－Ｂ’線断面図であり、図２は、図１（ａ）のＡ－Ａ’線断面図である。なお、図１（ｂ）には、被覆付ファイバ挿入孔１１０を破線で示した。また、図２には、多心光フェルール１００に被覆付ファイバ２００が接着剤３００で固定された状態を示している。
　多心光フェルール１００（以下、単にフェルール１００とも呼ぶ）は、多心光コネクタを構成する主要な部品であり、一方の光ファイバの端面と他方の光ファイバの端面との双方に設けられて、それぞれの光ファイバの接続端面の位置を精密に調整し、かつ当接力を与えて光学的に接続するための部品である。
　フェルール１００は、複数本の光ファイバを同時に接続可能としたものであり、ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと呼ぶ）を含む樹脂組成物を金型で射出成形して形成することができる。
　フェルール１００は、被覆付ファイバ２００が挿入される被覆付ファイバ挿入孔１１０と、ガイドピンが挿入されるガイドピン孔１３０と、を有し、ポリフェニレンサルファイドを含む樹脂組成物からなる一体の成形品（本体）である。
（フェルール１００）
　図１および図２に示すように、本実施形態のフェルール１００には、被覆を除去しないままの被覆付ファイバ２００（以下、光ファイバ素線２００とも呼ぶ）をそのまま挿入する被覆付ファイバ挿入孔１１０が設けられている。被覆付ファイバ挿入孔１１０には、光ファイバ素線２００をフェルール１００に挿入するための挿入口１１１が設けられており、光ファイバ素線２００および樹脂３００を接続端面１０１側に案内する案内部１１２が設けられており、光ファイバ素線２００を位置決めするための縮径部１１３が設けられており、光ファイバ素線２００を端面開口部１２０に誘導する誘導部１１４が設けられている。
　本実施形態のフェルール１００は、いわゆる薄型フェルールといわれる形状であり、一般的なＭＴフェルールと比較して薄い外形をしている。すなわち、図１（ａ）に示すように、本実施の形態で示すフェルール１００の接続端面１０１は、曲率半径０．３ｍｍの曲面Ｒ１が４隅の角に設けられた略長方形であり、長辺の長さが６．４ｍｍであり、短辺の長さが１．２５ｍｍである。また、図１（ｂ）に示すように、本実施形態のフェルール１００の本体は、挿入口１１１側に鍔１４０が設けられており、接続端面１０１から挿入口１１１までの長さが８．０ｍｍであり、そのうち鍔１４０の長さが２．０ｍｍ設けられている。なお、本実施形態の鍔１４０は、接続端面１０１の長辺方向（フェルール１００の幅方向）にのみ突出しており、その突出量は０．２ｍｍである。
　なお、本実施の形態では鍔１４０を有する薄型フェルールの例を示したが、鍔１４０はあってもなくてもよく、フェルール１００は薄型であってもなくてもよく、それらの大きさ等は光接続の目的に応じて適宜選択または設計することができる。また、さらに必要に応じて接着剤３００の導入窓を適宜設けても良い。
　本実施形態のフェルール１００には、一対のガイドピン孔１３０が所定距離をあけて設けられている。フェルール１００を他のフェルール（図示しない）と光接続する場合には、ガイドピン孔１３０にガイドピン（図示しない）を挿入して、フェルール１００と他のフェルールとを正確に位置決めする。フェルール１００の端面開口部１２０は、一対のガイドピン孔１３０に対して正確に位置決めして設けられているため、フェルール１００の端面開口部１２０と他のフェルールの端面開口部（図示しない）とは正確に位置決めされ、フェルール１００の複数本の光ファイバとフェルールの複数本の光ファイバとは低損失で光学的に接続することができる。
　なお、本明細書では、複数本の光ファイバ素線２００が挿入されて接着剤３００によって固定されたフェルール１００を、光コネクタ１０ともいう。
（被覆付ファイバ挿入孔１１０）
　本実施形態のフェルール１００には、一つの被覆付ファイバ挿入孔１１０が設けられており、接続端面１０１の端面開口部１２０と連通している。被覆付ファイバ挿入孔１１０の内部は複数本の被覆付ファイバ２００を整列して案内できるよう、滑らかな一つの経路で形成されている。
　そして、被覆付ファイバ挿入孔１１０には、光ファイバ素線２００をフェルール１００に挿入するための挿入口１１１が設けられている。図１（ｄ）に示すように、被覆付ファイバ挿入口１１０の開口部には曲率半径０．２ｍｍの曲面Ｒ２が設けられ、さらに案内部１１２に向けて徐々に開口高さが狭まるように形成されている。本実施形態において、この挿入口１１１の長さ（光ファイバ素線２００を案内する距離）は、２．０ｍｍである。また、図１（ｃ）に示すように、被覆付ファイバ挿入口１１０の開口部は、長方形に形成されており、この長辺（ファイバ列方向）は３．１ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり短辺（フェルール厚み方向）は０．２６ｍｍ以上０．２７ｍｍ以下である。この開口部の開口が狭すぎると光ファイバ素線２００が挿入しづらくなり、広すぎると接着剤３００が外に漏れやすくなる。本実施の形態においては、この被覆付ファイバ挿入口１１０の開口部に、直径２５０μｍの被覆付ファイバ２００が１２本挿入される。
　これにより、複数本の被覆付ファイバ２００を容易にフェルール１００に挿入することができるとともに、厚み方向および幅方向に正確に整列させることができる。端面開口部１２０の厚み方向の開口幅ｈは０．２２０ｍｍ以上０．２４８ｍｍ以下とすることが好ましく、０．２３０ｍｍ以上０．２４５ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．２３０ｍｍ以上０．２３５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。
　被覆付ファイバ挿入孔１１０には、光ファイバ素線２００および樹脂３００を接続端面１０１側に案内する案内部１１２が設けられている。
　本実施形態の光コネクタ１０は、まず、被覆付ファイバ２００をフェルール１００に複数本をまとめて挿通し、フェルール１００の挿入口を上側に傾けて熱硬化性の接着剤３００を挿入口１１１に垂らす。そうして接着剤３００を加熱すると、接着剤３００の粘度が徐々に低下して、複数本の被覆付ファイバ２００を伝うようにして案内部１１２の中を通過（表面張力と自重の落下）する。このように、接着剤３００は、案内部１１２の内部で複数本の被覆付ファイバ２００に濡れながら縮径部１１３および誘導部１１４を通過して、端面開口部１２０にまで到達する。そうして、さらに加熱を続けることによって、端面開口部に到達した接着剤３００の樹脂は硬化し、フェルール１００に被覆付ファイバ２００を固定することができる。
　また、被覆付ファイバ挿入孔１１０には、光ファイバ素線２００を位置決めするための縮径部１１３が設けられている。
　縮径部１１３は、主に光ファイバ素線２００の列方向（端面開口部の長辺方向）に縮径している。本実施形態の縮径部１１３の長さ（光ファイバ素線２００を案内する距離）は１．０ｍｍであり、列方向の縮径量は片側で０．０５ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下である。そして、縮径部１１３では、さらに厚み方向にも縮径されるため、光ファイバ素線２００は厚み方向（ｈ方向）に僅かに圧縮され、挿入する過程において真円から略長方形に変形する。
　縮径部１１３によって、複数本の被覆付ファイバ２００を列方向に正確に整列させて位置決めすることができる。また、案内部１１２から供給される接着剤３００は縮径部１１３で集合して誘導部１１４の内部を十分に充填することができる。
　そして、被覆付ファイバ挿入孔１１０には、光ファイバ素線２００を端面開口部１２０に誘導する誘導部１１４が設けられている。
　この誘導部１１４は、端面開口部１２０の開口と同じ形状（同じ大きさ）で設けられており、接続端面１０１に対して垂直に設けられている。これにより、被覆付ファイバ２００を端面開口部１２０に対して垂直に正確に誘導する。
　また、誘導部１１４の距離（光ファイバ素線２００を案内する距離）は、０．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がさらに好ましい。本実施形態の誘導部１１４の距離は１．０ｍｍである。これにより、多心光フェルールの接続端面を光学研磨した場合、さらに反射を低減するために斜め８°に研磨した場合も、光ファイバ素線を確実に固定し光接続することができる。
　図３に示すように、端面開口部１２０および誘導部１１４は、列方向の開口幅ｗが被覆付ファイバ２００の直径ｄ×被覆付ファイバ２００の本数ｎと一致していることが好ましい。また、端面開口部１２０および誘導部１１４は、厚み方向の開口幅ｈが被覆付ファイバ２００の直径ｄよりも僅かに小さいことが好ましく、その程度は０．０１ｍｍ以上０．０３ｍｍ以下が好ましく、０．０２±０．００５ｍｍがより好ましい。
　本実施の形態における端面開口部１２０および誘導部１１４は、列方向の開口幅ｗが３．００ｍｍであり、厚み方向の開口幅ｈが０．２３０ｍｍである。これにより、直径ｄが０．２５ｍｍの被覆付ファイバ２００を１２本接続した場合の接続損失を最小限にすることができる。
　上記各寸法を様々変えて調べた結果、開口幅ｗの寸法精度に比べて開口幅ｈの寸法精度が接続損失に大きく影響を与えることが分かった。これは、被覆付ファイバ２００が厚み方向（ｈ方向）に圧縮される過程で、ｎ本の被覆付ファイバ２００が列方向（ｗ方向）に広がるように変形して列方向に力を及ぼしあい、列方向（ｗ方向）に均等に整列するためと考えられる。
　本実施の形態における接続端面１０１の模式図を図３（ａ）に示し、端面開口部１２０の部分拡大図の模式図を図３（ｂ）に示す。
　被覆付ファイバ２００は、光ファイバ２１０と被覆２２０とから構成されており、一般的なフェルールではこの被覆２２０を剥離する。この光ファイバ２１０は、ガラス製のクラッド２１２とコア２１１とから構成されており、コア２１１の内部を光信号が伝送する。そして、クラッド２１２はコア２１１より屈折率が低く設定されているので光信号は全反射し、コア２１１の内部に閉じ込められながら極めて低い損失で光信号が伝送される。
　さらに、この光ファイバ２１０は、取扱い性を高めるために、シリコーン膜２２２および樹脂膜２２１を有する被覆２２０によって保護されている。シリコーン膜２２２は、クラッド２１２に直接接しており、ガラスに対する密着性が高く、界面の安定性を高め、外力を分散させるものである。また、シリコーン膜２２２の外側には、紫外線硬化樹脂の樹脂膜２２１がコーティングされている。これは、光ファイバ２１０およびシリコーン膜２２２を保護するとともに、機械的強度を与え、また着色等することで光ファイバ２１０に識別性を付与するものである。通常、ＭＴフェルールなどを用いる多心光コネクタでは、この被覆２２０を光ファイバ２１０から丁寧に剥離し、光ファイバ２１０の端面同士を強く当接して光接続する。
　この場合、樹脂膜２２１としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、またはフッ素系樹脂を用いることができ、このうちフッ素系の紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。被覆２２０の樹脂膜２２１がフッ素系樹脂であることにより、光ファイバ素線２００は被覆付ファイバ挿入孔１１０内をスムーズに挿入されて、光ファイバ素線２００の真円性が維持されやすくなる。
　また、フッ素系樹脂のうち、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）またはＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂）であることがより好ましい。これにより、成形性および真円性の高い光ファイバ素線２００が得られる。さらに、縮径部１１３に挿入する過程で変形を伴いながらスムーズに挿入される。また、変形時にはｎ本の被覆付ファイバ２００は、樹脂被膜２２１の弾性力により列方向に力を及ぼしあってスムーズに整列することができるので、接続損失をより低くすることができる。
　本実施の形態におけるフェルール１００では、被覆付ファイバ２００をそのまま挿通するので、図３に示すように、端面開口部１２０には光ファイバ２１０のほか、被覆２２０および接着剤３００が現れる。上述のように、まず被覆付ファイバ２００がフェルール１００の被覆付ファイバ挿入孔１１０に挿通されると、端面開口部１２０から被覆付ファイバ２００が突出する。そうして、熱硬化性の接着剤３００が導入されると、加熱された接着剤３００は、案内部１１２で被覆付ファイバ２００を伝い、漏斗状の縮径部１１３で集合しつつ誘導部１１４内で充満して、端面開口部１２０に到達する。そうして、さらに接着剤３００が加熱されると硬化が起こり、端面開口部１２０から山なりに突出するようにして硬化する。
　その後、端面開口部１２０から突出した被覆付ファイバ２００および接着剤３００を研磨し、突出高さが無くなって接続端面１０１とほぼ同一面となった後、接続端面を光学研磨する。この場合において、必要に応じて８°研磨をして反射光を低減してもよい。このようにして、通常のＭＴフェルールと同様に、クリップなどを用いて、一対の被覆付ファイバ２００を光接続することができる。
　この場合、接着剤３００としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、オレフィン系接着剤、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等を用いることができ、固定時の安定性等の観点でエポキシ系接着剤が好ましい。
　接着剤３００としては、２液性熱硬化型のエポキシ系接着剤が好ましく、粘度が２，０００以上６，０００ＣＰＳ以下(２３℃、５０ｒｐｍ)であることが好ましく、ガラス転移温度が８０℃以上２００℃以下であることが好ましい。これにより、誘導部１１４に対して被覆付ファイバ２００を確実に固定することができる。
　また、線膨張係数（Ｔｇ以下）が８０×１０－６in/in℃以下が好ましく、６０×１０－６in/in℃以下がより好ましく、耐水性として３６０時間浸水後の重量変化が３％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。これにより、光ファイバの位置精度を高く維持することができる。
　また、図３に示すように、光ファイバ２１０のピッチは被覆付ファイバ２００の直径と一致する。本実施の形態では、直径２５０μｍの被覆付ファイバ２００を１２本用いたので、そのピッチは２５０μｍとなる。
　本実施形態の端面開口部１２０は、長方形形状に開口しており、対向する長辺の２辺は平行に形成されている。ここに円形の被覆付ファイバ２００が密接して整列して配置されており、さらに接着剤３００が充満している。この場合、端面開口部１２０の短辺ｈは光ファイバ２１０の直径ｄより僅かに小さい０．２３ｍｍであり、長辺ｗは直径ｄ×本数ｎと一致することが好ましい。
　これにより樹脂製の被覆２２０が短辺ｈ方向に圧縮されて、ｎ本の被覆付ファイバ２００は、挿入の過程において長辺ｗ方向に力を及ぼしあい均等に整列するため正確なピッチをえることができ、接続損失を最小限にすることができる。
　この場合、被覆付光ファイバ２００は、短辺ｈ方向に圧縮されて、真円から略長方形に僅かに変形される。端面開口部１２０に露出する接着剤３００の面積割合は、０．０５以上０．２５以下以下が好ましく、０．１０以上０．２０以下がより好ましく、０．１４以上０．１５以下がさらに好ましい。
　また、接続先の光ファイバ２１０も同じ製品（種類）の光ファイバ２１０を用いることが好ましい。これにより、製品間の被覆２２０の厚みの違いから生じるピッチのズレを最小限にすることができる。
［実施例］
　ＰＰＳ樹脂を用いて射出成形によって本実施の形態のフェルール１００を製造した。フェルール１００のサイズ等は上述の通りであるが、端面開口部１２０の列方向の開口幅ｗを３．０ｍｍとし、厚み方向の開口幅ｈを０．２３０ｍｍとして成形した（実施例１）。
　また、実施例２として、端面開口部１２０の列方向の開口幅ｗを３．０ｍｍとし、厚み方向の開口幅ｈを０．２４０ｍｍとし、それ以外は実施例１と同様に成形した。
　また、実施例３として、端面開口部１２０の列方向の開口幅ｗを３．０ｍｍとし、厚み方向の開口幅ｈを０．２５０ｍｍとし、それ以外は実施例１と同様に成形した。
　直径２５０μｍの光ファイバ素線が、一列に１２本テープ状に束ねられた光ファイバテープ（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製＿ＯＭ２を用意し、外側のテープ被覆を除いて光ファイバ素線を得た。この光ファイバ素線は、コア径が５０μｍであり、クラッド径が１２５μｍであり、ＵＶアクリレート樹脂およびシリコーン被膜からなる被覆がされて直径が２５０μｍとなっている。
　実施例１～３のフェルール１００に、１２本の光ファイバ素線を被覆をつけたまま１２本をまとめて挿入して、エポキシ系熱硬化性接着剤（ＥＰＯＸＹ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製ＥＰＯ－ＴＥＫ３５３ＮＤ）を塗布し、１４０℃に昇温した。
　そして、接続端面から突出した被覆付ファイバおよび接着剤を研磨して、さらにフェルールの端面をＤｏｍａｉｌｌｅ社製ＡＰＭ－ＨＤＣ－５３００で斜め８°の光学研磨をした。
　図４は、本実例で得られた多心光フェルールの接続端面の写真である。また、図３は図４の端面の写真を説明するための模式図である。このようにして実施例を複数準備して光ファイバのコアの中心位置を測定したところ、列方向（図４のＸ方向）の位置ずれの量が、実施例１は平均１．４３μｍであったのに対して、実施例３は平均１．８９μｍとなり、設計からの位置ずれ量は実施例１が最も少ないことが分かった。
　また、各実施例のフェルールをそれぞれ２つ用意し、ＭＰＯコネクタに固定してガイドピンを挿入して、１０Ｎの力を加えて互いに当接させて光損失測定を行った（ＪＩＳ　Ｃ　６１３００－３－４）。
　その結果、実施例１が接続損失が最も低くなり、各光ファイバの位置精度が最も高い（コアの位置ずれが小さい）ことが分かった。すなわち、端面開口部の開口幅ｈが光ファイバ素線の直径ｄより僅かに小さいことが、接続損失の観点で好ましい。また、光ファイバ素線の樹脂被覆としては、フッ素系樹脂が好ましく、ＰＦＡまたはＦＥＰが好ましい。この場合、１２本の光ファイバ素線はフェルール１００内にスムーズに挿入されて、サイズが一致した端面開口部に、負荷、変形または隙間なく整列して位置決めされるため、接続損失を最小限にすることができる。
（変形例）
　図５は、他の実施形態の多心光フェルール１００’の一例を示す模式図である。この実施形態では、フェルール１００’の本体の長さが通常より短い３．４ｍｍで設計されている。
　この場合、挿入口１１１と案内部１１２と縮径部１１３との機能を備えた挿入部１１５を備えている。すなわち、上下方向と幅方向との両方に対して徐々に縮径するように構成されており、これにより本体が短い場合でも、複数本の被覆付ファイバ２００を整列配置することができる。
　ただし、この場合においても、端面開口部の開口幅ｈは光ファイバ素線の直径ｄより僅かに小さく設計されており、誘導部１１４は長さを１．０ｍｍ確保することによって、接続端面において被覆付ファイバ２００を確実に固定することができる。
　また、図５に示す他の実施形態の多心光フェルール１００’は、被覆付ファイバ挿入孔１１０，１１０’が２つある場合を図示したが、被覆付ファイバ挿入孔１１０は１つのみであっても良いし、２つ設けても良い。
　本発明においては、光コネクタ１０が「光コネクタ」に相当し、多心光フェルール１００、フェルール１００が「多心光フェルール」に相当し、被覆付ファイバ挿入孔１１０が「被覆付ファイバ挿入孔」に相当し、端面開口部１２０が、「端面開口部」に相当し、被覆付ファイバ２００が「被覆付きの光ファイバ」に相当し、被覆２２０が「被覆」に相当し、接着剤３００が「接着剤」に相当し、挿入口１１１が「挿入口」に相当し、縮径部１１３が「縮径部」に相当し、誘導部１１４が「誘導部」に相当する。
　本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
　１０　光コネクタ
　１００　多心光フェルール、フェルール
　１０１　接続端面
　１１０　被覆付ファイバ挿入孔
　１２０　端面開口部
　１１１　挿入口
　１１２　案内部
　１１３　縮径部
　１１４　誘導部
　１２０　端面開口部
　１３０　ガイドピン孔
　２００　被覆付ファイバ
　２２０　被覆
　２１０　光ファイバ
　３００　接着剤
 

Claims (7)

  1. 　複数本の光ファイバを保持して光接続するための多心光フェルールであって、
    　被覆付きの前記光ファイバが一列に挿入される被覆付ファイバ挿入孔と、
    　前記光ファイバの接続端面に形成され、前記被覆付ファイバ挿入孔と連通した端面開口部と、を備え、
    　前記端面開口部は、対向する２辺が前記光ファイバの列方向に平行かつ平坦に形成され、かつ、前記光ファイバの被覆および接着剤が露出可能に形成された、多心光フェルール。
  2. 　一の前記被覆付ファイバ挿入孔に対して一の前記端面開口部が備えられ、
    　前記被覆付ファイバ挿入孔は、前記多心光フェルールに前記光ファイバを挿入する挿入口と、前記光ファイバを位置決めする縮径部と、前記光ファイバを前記端面開口部に誘導する誘導部と、を有し、
    　前記誘導部の距離が０．７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項１に記載の多心光フェルール。
  3. 　前記端面開口部の列方向の開口幅ｗは、厚み方向の開口幅ｈの２．５倍以上２０倍以下であり、
    　前記縮径部は、厚み方向の縮径量よりも列方向の縮径量のほうが大きい、請求項２に記載の多心光フェルール。
  4. 　前記端面開口部の列方向の開口幅ｗは、前記端面開口部の厚み方向の開口幅ｈのｎ倍（ｎ：自然数）より小さい、請求項１から３のいずれか１項に記載の多心光フェルール。
  5. 　前記端面開口部の厚み方向の開口幅ｈは、０．２２０ｍｍ以上０．２４０ｍｍ以下であり、前記端面開口部の列方向の開口幅ｗは、０．２４ｍｍ以上０．２６ｍｍ以下のｎ倍（ｎ：自然数）である、請求項１から４のいずれか１項に記載の多心光フェルール。
  6. 　前記被覆付ファイバ挿入孔と前記端面開口部の組を２以上備える、請求項１または２に記載の多心光フェルール。
  7. 　請求項１から６のいずれかの多心光フェルールと、複数本の光ファイバと、前記光ファイバを固定するための接着剤と、を備えた光コネクタであって、
    　前記端面開口部に露出する前記接着剤の面積割合が０．０５以上０．２５以下である、光コネクタ。
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