JP2005345753A - 光コネクタ及びその組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光コネクタ内に光ファイバを取り付ける作業を簡略化し、作業現場においても容易かつ短時間で接続作業を行うことができる光コネクタ及びその組み立て方法を提供する。
【解決手段】 本発明の光コネクタ１０は、内蔵光ファイバ１１ａを内蔵したフェルール１１を有し、内蔵光ファイバ１１ａが、端部に被覆１３を有する被覆付き光ファイバ１２とスプライス部材１６の内部で接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は光コネクタ及びその組み立て方法に関するものである。

光ファイバ同士の接続現場で組み立てるための光コネクタとして、現場でガラスの光ファイバの研磨等を行う必要がなく、光ファイバの端末を処理して、部品の中に差し込み、固定することで所定の特性を得ることができる光コネクタが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載された光コネクタを図９に示す。

図９に示す光コネクタ１００では、第１ガラスファイバ１０１を内蔵させたフェルール１０２と、フェルール１０２及びフェルール１０２の後端（図中右側端）面から突き出た第１ガラスファイバ１０１を保持するスプライス部材１０３とを備えている。外部の光ファイバ心線１０４を後方から光コネクタ１００に導入し、この光ファイバ心線１０４の先端から剥き出した第２ガラスファイバ１０５をスプライス部材１０３に挿入して、内蔵されている第１ガラスファイバ１０１とを突き合わせる。そして、スプライス部材１０３をクランプして、光ファイバ心線１０４を光コネクタ１００に固定する。第１ガラスファイバ１０１の後端（図中右側端）面と第２ガラスファイバ１０５の前端（図中左側端）面とを突き合わせる領域には、第１屈折率整合剤１０６と、スプライス部材１０３に設けられた第２ガラスファイバ導入部１０７に注入された第２屈折率整合剤１０８とを有している。

特開平１１−１６０５６３号公報（図１）

ところで、上述したような光コネクタ１００に外部の光ファイバ心線１０４を接続する際には、被覆切断用の専用工具を用いて所定長さだけ被覆の除去を行って第２ガラスファイバ１０５を露出させ、この露出した第２ガラスファイバ１０５をアルコール等のついた脱脂綿で清掃した後、ガラスファイバ切断用の専用工具を用いて第２ガラスファイバ１０５を所定の長さに切断する。そして、第２ガラスファイバ１０５を光コネクタ１００に挿入して固定するのが一般的である。

そのため、数種類の専用工具を用い、さらにアルコール等の有機溶剤を用いて接合作業を行う必要があり、さらに、ガラスファイバ１０５を切断した際にガラス屑が発生するためそれを適切に処理することが必要となり、組み立て作業に多工程を要するという状況にあった。さらに、被覆を除去してガラスファイバ１０５を所定長さだけ露出させているので、この露出部分において強度的に弱くなり、取り扱いに注意を要する。

本発明の目的は、光コネクタ内に光ファイバを取り付けて光コネクタを組み立てる作業を簡略化し、作業現場においても容易かつ短時間で接続作業を行うことができる光コネクタ及びその組み立て方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る光コネクタは、内蔵光ファイバを内蔵したフェルールを有する光コネクタであって、前記内蔵光ファイバが、端部に被覆を有する被覆付き光ファイバと当該光コネクタの内部で接続されていることを特徴としている。

このように構成された光コネクタによれば、光コネクタに接続する被覆付き光ファイバは、接続しようとする端部に被覆がついたままの状態なので、従来のように被覆を除去してガラスファイバを露出させる必要がない。このため、被覆とガラスファイバを一度に同じ工具を用いて切断することができるとともにガラスファイバの清掃も必要なく、組み立て及び接続作業における工数を削減することができる。また、露出したガラスファイバ部分がないので、強度的にも強くなる。さらに、露出したガラスファイバ部分を固定する部分が必要ないため、光コネクタの全長を短くして小型化を図ることができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記被覆付き光ファイバが、前記被覆に覆われた状態で切断された端面を有することが好ましい。
このように構成された光コネクタは、従来のように接続する光ファイバの被覆を除去した後に、さらにガラスファイバを所定長さに切断する必要がなく、接続作業における工数を削減することができる。また、露出したガラスファイバ部分がないので、強度的にも強くなり、取り扱いが容易になる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記被覆付き光ファイバが、前記被覆の位置を基準として前記内蔵光ファイバと軸合わせされていることが好ましい。
このように構成された光コネクタは、接続される被覆付き光ファイバの被覆の外周を基準として位置決めを行っているので、被覆を所定位置に固定することにより、接続される被覆付き光ファイバと光コネクタに内蔵されている内蔵光ファイバとの軸合わせを容易に行うことができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記被覆付き光ファイバが、前記コネクタ内部において撓んでいることが好ましい。
このように構成された光コネクタは、接続された被覆付き光ファイバが光コネクタ内部において撓んでいるので、常に接合面に後端側から前端側へ作用する押圧力を付勢することができる。また、被覆付き光ファイバに張力が作用した際に、接合面に作用する張力を低減することができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記被覆を位置決めする位置決め機構を有することが好ましい。
このように構成された光コネクタは、例えばコレットチャック等の機構を用いることにより、接続される被覆付き光ファイバの被覆部分を短時間で容易に位置決めするとともに固定することができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記内蔵光ファイバと前記被覆付き光ファイバとの間の接合面に屈折率整合剤があることが好ましい。
このように構成された光コネクタは、屈折率整合剤を用いることにより、接合面における伝送光の低損失及び低反射を実現することができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記被覆付き光ファイバの被覆は、位置決めされた状態で接着剤で固定されていることが好ましい。
このように構成された光コネクタは、被覆付き光ファイバの被覆を接着剤で光コネクタに接着するので、安定した長期信頼性を得ることができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記接着剤の屈折率が１．４〜１．５の範囲内であることが好ましい。
このように構成された光コネクタは、屈折率整合剤を用いなくても、接合面における伝送光の低損失及び低反射を実現することができる。

また、本発明に係る光コネクタにおいて、前記接着剤が紫外線硬化型であるとともに前記光コネクタが紫外線透過材料で形成されていることが好ましい。
このように構成された光コネクタは、内部を確認しながら接合部の紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することができるので、迅速かつ確実に接合を行うことができる。

また、上記課題を解決することのできる本発明に係る光コネクタの組み立て方法は、光ファイバを被覆付きの状態で切断して、端部に被覆を有する被覆付き光ファイバを形成し、前記被覆付き光ファイバを光コネクタ内部に挿入して、前記端部を前記光コネクタ内部に配置された内蔵光ファイバと接合することを特徴としている。

このように構成された光コネクタの組み立て方法によれば、光コネクタに接続する被覆付き光ファイバは、接続しようとする端部に被覆がついたままの状態なので、従来のように被覆を除去してガラスファイバを露出させる必要がない。このため、被覆とガラスファイバを一度に同じ工具を用いて切断することができるとともにガラスファイバの清掃も必要なく、組み立て及び接続作業における工数を削減することができる。また、露出したガラスファイバ部分がないので、強度的にも強くなる。

本発明の光コネクタ及びその組み立て方法によれば、光コネクタ内に光ファイバを取り付ける作業を簡略化し、作業現場においても容易かつ短時間で接続作業を行うことができる。

以下、本発明に係る光コネクタ及びその組み立て方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る光コネクタの実施形態を示す断面図である。
図１に示す光コネクタ１０は、内蔵光ファイバ１１ａを内蔵したフェルール１１を有しており、内蔵光ファイバ１１ａが、光コネクタ１０の内部で被覆１３が付いた被覆付き光ファイバ１２（図２参照）と接続されている。また、光コネクタ１０の後部には、後方へ導出された被覆付き光ファイバ１２を覆うブーツ３０が取り付けられている。なお、内蔵光ファイバ１１ａは所謂ガラスファイバであり、被覆付き光ファイバ１２は、中心にあるガラスファイバ１４の外側を被覆１３により覆ったものである。したがって、ここで内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２との接合とは、ガラスファイバである内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２のガラスファイバ１４との接合を意味している。

図２（Ａ），（Ｂ）は、光コネクタ１０に接続される被覆付き光ファイバ１２の形状の一例を示す端面図及び断面図である。図２に示すように、被覆付き光ファイバ１２は、端面においてガラスファイバ１４と被覆１３が同一平面状に位置している。この端面は、同一のカッタ刃を用いて、被覆付き光ファイバ１２の被覆１３を切断するとともにガラスファイバ１４に切込みを入れて破断させることにより形成され、ガラスファイバ１４の先端面１４ａよりも前方側には被覆１３が突出しないように形成されている。

あるいは、図２に示した被覆付き光ファイバ１２の代わりに、図３（Ａ），（Ｂ）に示す被覆付き光ファイバ１２Ａのように、被覆１３の端面に、ガラスファイバ１４の先端面１４ａから後方に傾斜した傾斜面１３ａを設けたものを用いてもよい。この被覆付き光ファイバ１２Ａにおいても、ガラスファイバ１４の先端面１４ａよりも前方側には被覆１３が突出しないように形成されている。
なお、このような被覆付き光ファイバ１２Ａは、図４に示すような、傾斜面１５ａを有する円盤状のカッタ刃１５を用いて、このカッタ刃１５を光ファイバ１２Ａの被覆１３の外周面に押し付けながら外周面に沿って回転させることにより、被覆１３を切断するとともにガラスファイバ１４に切込みを入れて破断させて形成することができる。なお、カッタ刃１５の傾斜面１５ａの傾斜角度θは、例えば３０度程度とすればよい。

また、図１に示すように、フェルール１１の中心軸上には、内蔵光ファイバ１１ａの外径と略同一の内径を有する光ファイバ保持穴１１ｂが設けられており、その後端部は所定長さだけフェルール１１から突出している。内蔵光ファイバ１１は、光ファイバ保持穴１１ｂに挿入されて位置決めされ、接着剤により固定されている。この内蔵光ファイバ１１ａの後端面は、フェルール１１の後方に設けられているスプライス部材１６に後方から挿入される被覆付き光ファイバ１２のガラスファイバ１４の前端面１４ａと接続されることになる。

図１に示すように、フェルール１１及びフェルール１１から後方に突出した内蔵光ファイバ１１ａは、フェルール１１の後方に設けられているスプライス部材（位置決め機構）１６によって位置決めされるとともに保持されている。
スプライス部材１６は、下側のベース部材１７とカバー部材１８とから構成されており、断面コ字状の弾性部材であるクランプ部材２３（図７参照）によって挟まれて一体化している。ベース部材１７の前半部分（図１において左側部分）では、図５（Ａ）に示すように、ベース部材１７の上面中央に、内蔵光ファイバ１１ａを位置決め固定するための前方側Ｖ溝１９が長手方向に沿って前端まで設けられており、この前方側Ｖ溝１９に内蔵光ファイバ１１ａを嵌めて、カバー部材１８によって内蔵光ファイバ１１ａを押圧することにより内蔵光ファイバ１１ａの位置決めとともに保持を行っている。したがって、前方側Ｖ溝１９の大きさは、図５（Ａ）に示すように、カバー部材１８によって内蔵光ファイバ１１ａを固定できる大きさとなっている。

スプライス部材１６の後半部分（図１において右側部分）では、図５（Ｂ）に示すように、ベース部材１７の上面中央に、被覆付き光ファイバ１２を被覆１３の外周面を基準として位置決め固定するための後方側Ｖ溝２０が長手方向に沿って後端まで設けられている。この後方側Ｖ溝２０に被覆付き光ファイバ１２を嵌めて、カバー部材１８によって被覆付き光ファイバ１２の被覆１３を押圧することにより被覆付き光ファイバ１２の位置決めとともに保持を行っている。したがって、後方側Ｖ溝２０の大きさは、図５（Ｂ）に示すように、カバー部材１８によって被覆付き光ファイバ１２を固定できる大きさとなっている。なお、図１に示すように、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２との接合位置となる前方側Ｖ溝１９と後方側Ｖ溝２０との境界部分には、屈折率整合剤２４が充填されており、接合面における伝送光の低損失及び低反射を図っている。

なお、内蔵光ファイバ１１ａの中心Ｐ１と、被覆付き光ファイバ１２のガラスファイバ１４の中心Ｐ２とを軸合わせするために、ベース部材１７の上面位置及びカバー部材１８の下面位置は、前半部分よりも後半部分において高く（図５において上方位置）なっている。これにより、ベース部材１６とカバー部材１８を結合させることによって、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２のガラスファイバ１４の軸合わせを容易に行うことができるようになっている。

図６は楔２２を挿入してＶ溝１９，２０を開放する際の斜視図であり、図７（Ａ）は楔を挿入した状態を示す断面図、図７（Ｂ）は楔を引き抜いた後の断面図である。
図６及び図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ベース部材１７の上面端部及びカバー部材１８の下面端部には、対向して楔用切欠き２１ａ，２１ｂが設けられている。楔用切欠き２１ａ，２１ｂは、内蔵光ファイバ１１ａを固定するスプライス部材１６の前半部分及び被覆付き光ファイバ１２を固定するスプライス部材１６の後半部分に各々設けるのが望ましい。したがって、楔用切欠き２１ａ，２１ｂに挿入してＶ溝１９，２０を開けるための楔２２は、全体がコ字状となっており、挿入する先端部分にはテーパ２２ａを設けて尖った形状としている。

図７（Ａ）に示すように、楔２２の先端２２ａを楔用切欠き２１ａ，２１ｂに押し込むと、クランプ部材２３の弾性力に抗してベース部材１７とカバー部材１８との間を離反させる。これにより、Ｖ溝１９，２０の上方が開放されるので、内蔵光ファイバ１１ａ及び被覆付き光ファイバ１２を後方から挿入することができる。一方、図７（Ｂ）に示すように、楔２２を楔用切欠き２１ａ，２１ｂから引き抜くと、クランプ部材２３は自身の弾性力によってベース部材１７とカバー部材１８とを密着する方向に付勢する。これにより、内蔵光ファイバ１１ａ及び被覆付き光ファイバ１２は、Ｖ溝１９，２０内に位置決めされるとともに固定されることになる。

また、光コネクタ１０の後部にはブーツ３０が取り付けられており、これにより被覆付き光ファイバ１２の保護を図っている。

次に、本発明に係る光コネクタの組み立て方法について説明する。
まず、光ファイバを被覆１３付きの状態で切断して被覆付き光ファイバ１２を形成する（図２（Ａ），（Ｂ）参照）。このとき、被覆１３とガラスファイバ１４を同じカッタ刃１５を用いて一度に切断することができるので、現場において迅速かつ容易に被覆付き光ファイバ１２の接合端面を形成することができる。

次いで、楔２２を楔用切欠き２１ａ、２１ｂの間に押し込んでベース部材１７からカバー部材１８を離反させてＶ溝１９，２０を開放し（図６及び図７（Ａ）参照）、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２をＶ溝１９，２０に通して互いの端面を密着させる。このとき、接合した端面の位置には屈折率整合剤２４が予め充填されているので、接合した端面間には屈折率整合剤が介在することになる。

互いの端面を密着させた状態で、楔２２を楔用切欠き２１ａ，２１ｂから引き抜くと（図７（Ｂ）参照）、クランプ部材２３の弾性力によりベース部材１７とカバー部材１８とを閉じて密着させるので、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２はＶ溝１９，２０に固定される。

最後に、光コネクタ１０の後部にブーツ３０を取り付ける。

以上説明した光コネクタ及びその組み立て方法によれば、光コネクタ１０に接続する被覆付き光ファイバ１２は被覆１３がついたままの状態なので、従来のように被覆を除去してガラスファイバを露出させる必要がない。このため、被覆１３とガラスファイバ１４を一度に同じ工具を用いて切断することができるとともにガラスファイバ１４の清掃も必要ないので、接続作業における工数を削減することができる。また、露出したガラスファイバ１４部分がないので、強度的にも強くなる。また、従来のように被覆付き光ファイバ１２に露出したガラスファイバ１４部分が必要でないため、ガラスファイバ１４を位置決め及び固定する部分を設ける必要がなくなり、その分だけ光コネクタ１０の全長を短くして小型化を図ることができる。

なお、本発明の光コネクタ及びその組み立て方法は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、上述した実施形態においては、スプライス部材１６のカバー部材１８はスプライス部材１６の全長にわたって一体構造であるが、これを前方側Ｖ溝１９と後方側Ｖ溝２０に合わせて前後２つの部材に分けて構成することもできる。その場合、前方側Ｖ溝１９に対する内蔵光ファイバ１１ａの位置決めと、後方側Ｖ溝２０に対する被覆付き光ファイバ１２の位置決めとを、それぞれ独立して行うことができる。

また、スプライス部材１６に形成されたＶ溝は、内蔵光ファイバ１１ａを位置決めする前方側Ｖ溝１９と被覆付き光ファイバ１２を位置決めする後方側Ｖ溝２０とに分かれており、前方側Ｖ溝１９と後方側Ｖ溝２０とでは溝の大きさが異なっているが、これを同一形状とすることもできる。その場合には、内蔵光ファイバ１１ａのうちＶ溝内に配置される部分には被覆付き光ファイバ１２と同径の被覆を形成しておくか、他の介在物をＶ溝内に配置する等により、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２とを同様に位置決め及び固定することができる。例えば、内蔵光ファイバ１１ａの後方側を被覆付きとした場合、被覆の外周面を基準としてＶ溝内に位置決め及び固定することができる。

また、被覆付き光ファイバ１２の位置決め及び固定にＶ溝２０を有するスプライス部材１６を用いたが、この他、図８に示すように、被覆付き光ファイバ１２の外径と略同一の内径を有する丸穴２５が形成された位置決め部材を用いることができる。この場合には、接着剤２６により被覆付き光ファイバ１２の外周を丸穴２５に接着させる。

その際、接着剤２６として紫外線硬化型接着剤を用いるとともに、光コネクタ１０の全体、または少なくとも被覆付き光ファイバ１２の外側にある位置決め部材を、紫外線を透過させる透明材料で形成しておくことが望ましい。その場合、接着の際に光コネクタ１０の外側から紫外線を照射すれば、迅速かつ確実に接着剤を硬化させて被覆付き光ファイバ１２を固定することができる。

また、接着剤２６として屈折率が１．４〜１．５の範囲内のものを使用して、接着剤２６を内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２との接合面に介在させることが望ましい。この場合、接着剤２６が屈折率整合剤としての機能を発揮するため、屈折率整合剤を用いなくても、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２との接合面における伝送光の低損失及び低反射を実現することが可能になる。

また、上記の丸穴２５が形成された位置決め部材を用いて被覆付き光ファイバ１２の外周面を基準として位置決めする場合、被覆付き光ファイバ１２をブーツ３０の内部において撓むように余長を持たせてブーツ３０の後端部に固定する（図１参照）ことで、接着剤２６を用いずに内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２とを接合させることができる。このように、被覆付き光ファイバ１２を撓ませておくことで、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２との接合面に被覆付き光ファイバ１２の後方側から常に押圧力を付勢することができ、確実に接合状態を維持することができる。また、被覆付き光ファイバ１２に張力が作用した際に、接合面に作用する張力を低減することができる。
なお、接着剤２６により被覆付き光ファイバ１２を固定した場合や、上記のスプライス部材１６のＶ溝２０内に被覆付き光ファイバ１２を固定した場合においても、被覆付き光ファイバ１２を撓ませても良い。

また、上記実施形態では、内蔵光ファイバ１１ａと被覆付き光ファイバ１２との接合位置を、フェルール１１の後方に設けたスプライス部材１６の内部としたが、フェルール１１とスプライス部材１６との境界位置とすることもできる。さらに、フェルール１１の内部に接合位置を配置することも可能である。

また、上記実施形態においては、接続される被覆付き光ファイバ１２として単心の光ファイバを例示したが、多心の光ファイバテープ等についても同様に適用することができる。また、単心の光ファイバを複数固定する多心型の光コネクタにも適用可能である。
また、本発明の構造が適用される光コネクタの種類は上記のＳＣコネクタに限定されるものではなく、フェルール内に内蔵された光ファイバを有する他の種類の光コネクタにも適用することができる。

本発明に係る光コネクタの一実施形態を示す断面図である。 光コネクタに接続される被覆付き光ファイバの形状の一例を示す図であり、（Ａ）は端面図、（Ｂ）は断面図である。 光コネクタに接続される被覆付き光ファイバの形状の別の例を示す図であり、（Ａ）は端面図、（Ｂ）は断面図である。 図３（Ａ），（Ｂ）の被覆付き光ファイバの切断に用いるカッタ刃を示す正面図である。 （Ａ）は内蔵光ファイバ用の位置決め機構の断面図であり、（Ｂ）は被覆付き光ファイバ用の位置決め機構の断面図である。 楔の挿入を示す斜視図である。 （Ａ）は被覆付き光ファイバ等の挿入状態を示すスプライス部材の断面図であり、（Ｂ）は被覆付き光ファイバ等の固定状態を示すスプライス部材の断面図である。 位置決め機構の別の例を示す断面図である。 従来の光コネクタを示す断面図である。

符号の説明

１０ 光コネクタ
１１ フェルール
１１ａ 内蔵光ファイバ
１２ 被覆付き光ファイバ
１３ 被覆
１４ａ 端面
１６ スプライス部材（位置決め機構）
１９ 前方側Ｖ溝
２０ 後方側Ｖ溝
２４ 屈折率整合剤
２６ 接着剤

Claims (10)

1. 内蔵光ファイバを内蔵したフェルールを有する光コネクタであって、
   前記内蔵光ファイバが、端部に被覆を有する被覆付き光ファイバと当該光コネクタの内部で接続されていることを特徴とする光コネクタ。
2. 前記被覆付き光ファイバが、前記被覆に覆われた状態で切断された端面を有することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
3. 前記被覆付き光ファイバが、前記被覆の位置を基準として前記内蔵光ファイバと軸合わせされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ。
4. 前記被覆付き光ファイバが、前記コネクタ内部において撓んでいることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光コネクタ。
5. 前記被覆を位置決めする位置決め機構を有することを特徴とする請求項３に記載の光コネクタ。
6. 前記内蔵光ファイバと前記被覆付き光ファイバとの間の接合面に屈折率整合剤があることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の光コネクタ。
7. 前記被覆は、位置決めされた状態で接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光コネクタ。
8. 前記接着剤の屈折率が１．４〜１．５の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の光コネクタ。
9. 前記接着剤が紫外線硬化型であるとともに前記光コネクタが紫外線透過材料で形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の光コネクタ。
10. 光ファイバを被覆付きの状態で切断して、端部に被覆を有する被覆付き光ファイバを形成し、
    前記被覆付き光ファイバを光コネクタ内部に挿入して、前記端部を前記光コネクタ内部に配置された内蔵光ファイバと接合することを特徴とする光コネクタの組み立て方法。

Images