JP2021026167A - 光コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】フェルール内におけるマルチコアファイバの角度を、所定の角度に容易に決めることが可能な光コネクタを提供する。【解決手段】光コネクタ１Ａは、複数のコア１１を有するマルチコアファイバ１０Ａと、マルチコアファイバのうち、クラッド１２が露出した部分を収容するフェルール２０と、を備える。クラッドの外周面には、少なくとも１つの平坦なクラッド側当接面が形成され、フェルールの内部には、クラッド側当接面に当接する、少なくとも１つの平坦なフェルール側当接面が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタに関する。

特許文献１には、光ファイバと、光ファイバの先端部を収容するフェルールと、を有する光コネクタが開示されている。
また、近年ではより大容量の通信を行うため、光ファイバとして、複数のコアを有するマルチコアファイバを用いることが提案されている。

特許第５７３６４９０号公報

特許文献１に示すような光コネクタにおいてマルチコアファイバを用いた場合、相手側の光コネクタのコアの位置と合わせるために、フェルール内におけるマルチコアファイバの中心軸線回りの角度（以下、単に「角度」という。）を、所定の角度に合わせることが求められる。例えば顕微鏡などを用いてフェルール内におけるマルチコアファイバの角度を調整することも考えられるが、この作業には多大な時間を要する。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、フェルール内におけるマルチコアファイバの角度を、所定の角度に容易に決めることが可能な光コネクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光コネクタは、クラッドと、前記クラッドの内部に設けられた複数のコアと、前記クラッドを被覆する被覆層と、を有するマルチコアファイバと、前記マルチコアファイバのうち、前記クラッドが露出した部分を収容するフェルールと、を備え、前記クラッドの外周面には、少なくとも１つの平坦なクラッド側当接面が形成され、前記フェルールの内部には、前記クラッド側当接面に当接する、少なくとも１つの平坦なフェルール側当接面が形成されている。

上記態様によれば、平坦なクラッド側当接面と平坦なフェルール側当接面とを互いに当接させることで、フェルール内におけるマルチコアファイバの角度を容易に決めることが可能となる。

ここで、上記態様の光コネクタは、複数の前記マルチコアファイバを有し、前記フェルールには、複数の前記マルチコアファイバの各クラッドを収容する貫通孔が形成され、前記貫通孔の前側の開口部において、複数の前記マルチコアファイバの前記クラッド同士が接触していてもよい。

また、前記フェルールは、本体部と、第１保持部材と、第２保持部材と、を有し、前記本体部の内部に前記第１保持部材および前記第２保持部材が収容され、前記第１保持部材に形成された第１溝部および前記第２保持部材に形成された第２溝部によって、前記クラッドが保持され、前記第１溝部および前記第２溝部の少なくとも一方の内面が前記フェルール側当接面であってもよい。

また、上記態様の光コネクタは、複数の前記マルチコアファイバを有し、前記複数のマルチコアファイバは、前記被覆層が形成された部分において束ねられてバンドル部を構成し、前記フェルール内において複数の前記マルチコアファイバの各クラッドが並べられた方向を並列方向とし、複数の前記マルチコアファイバが延びる方向を長手方向とし、前記並列方向および前記長手方向の双方に直交する方向を上下方向とするとき、前記複数のマルチコアファイバには、前記バンドル部において上側に位置する上側ファイバと、前記バンドル部において下側に位置する下側ファイバと、が含まれ、前記フェルール内において、前記上側ファイバの前記クラッドと、前記下側ファイバの前記クラッドとが、前記並列方向において交互に配置されていてもよい。

本発明の上記態様によれば、フェルール内におけるマルチコアファイバの角度を、所定の角度に容易に決めることが可能な光コネクタを提供することができる。

第１実施形態に係る光コネクタの斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面矢視図である。 図１のＩＩＩ方向矢視図である。 第１実施形態の変形例に係る光コネクタを前側から見た図である。 第２実施形態に係る光コネクタの斜視図である。 図５の光コネクタの分解斜視図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態の光コネクタについて図面に基づいて説明する。
図１に示すように、光コネクタ１Ａは、４本（複数）のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄと、フェルール２０と、を備えている。なお、光コネクタ１Ａが備えるマルチコアファイバの数は特に限定されず、例えば１本であってもよいし、２〜３本、あるいは５本以上であってもよい。フェルール２０はいわゆるＭＴフェルールであり、光コネクタ１ＡはいわゆるＭＴ形光コネクタである。

各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄは、複数のコア１１と、クラッド１２と、被覆層１３と、を有している。複数のコア１１は、クラッド１２の内部に設けられている。図１、図２では、各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄが５つのコア１１を有しているが、コア１１の数は適宜変更してもよい。コア１１およびクラッド１２は石英ガラス等により形成されている。クラッド１２の屈折率はコア１１の屈折率よりも低い。これにより、クラッド１２はコア１１内に光を閉じ込めることができる。被覆層１３は、樹脂などにより形成されており、クラッド１２を被覆している。

図１に示すように、各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの先端部には被覆層１３が設けられておらず、クラッド１２が剥き出しになっている。そして、各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄのうち、クラッド１２が剥き出しになっている部分が、フェルール２０内に収容されている。各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの被覆層１３が設けられた部分は、束ねられてバンドル部２を構成している。

（方向定義）
本実施形態では、フェルール２０内において、複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの各クラッド１２が並べられた方向を並列方向Ｘという。また、複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄが延びる方向を長手方向Ｙという。また、並列方向Ｘおよび長手方向Ｙの双方に直交する方向を上下方向Ｚという。並列方向Ｘにおける一方側を＋Ｘ側といい、他方側を−Ｘ側という。長手方向Ｙにおける一方側（前側）を＋Ｙ側といい、他方側（後側）を−Ｙ側という。上下方向Ｚにおける一方側（上側）を＋Ｚ側といい、他方側（下側）を−Ｚ側という。また、長手方向Ｙに直交する断面を横断面という。＋Ｙ側は、バンドル部２から見て、フェルール２０が設けられた側である。＋Ｙ側は、光コネクタ１Ａから見て、接続対象となる他の光コネクタが位置する側でもある。

バンドル部２では、被覆層１３同士が接着されていてもよいし、バンドル材によって束ねられていてもよい。バンドル部２では、半数（２つ）のマルチコアファイバ１０Ａ、１０Ｂが＋Ｚ側に位置しており、残り半数（２つ）のマルチコアファイバ１０Ｃ、１０Ｄが−Ｚ側に位置している。本明細書では、バンドル部２において、＋Ｚ側に位置するマルチコアファイバ１０Ａ、１０Ｂを「上側ファイバ」といい、−Ｚ側に位置するマルチコアファイバ１０Ｃ、１０Ｄを「下側ファイバ」という。

図２に示すように、横断面視において、上側ファイバ１０Ａ、１０Ｂと下側ファイバ１０Ｃ、１０Ｄとは、並列方向Ｘにおいて半ピッチずれて配置されている。そして図１に示すように、フェルール２０内では、上側ファイバ１０Ａ、１０Ｂのクラッド１２と、下側ファイバ１０Ｃ、１０Ｄのクラッド１２とが、並列方向Ｘにおいて交互に並べられている。このような構成により、バンドル部２とフェルール２０との間における、クラッド１２の湾曲を小さくすることができる。バンドル部とフェルール２０との間では、被覆層１３が設けられておらずクラッド１２が剥き出しになっているため、クラッド１２の湾曲を小さくして、クラッド１２の破損等を抑制することが好ましい。

図２に示すように、横断面視において、クラッド１２は四角形状に形成されている。すなわち、クラッド１２は全体として四角柱状に形成されている。また、被覆層１３は、横断面視において、四角形の枠状に形成されている。このような形状のクラッド１２は、四角柱状の光ファイバ母材を紡糸することで製造することができる。また、クラッド１２の周囲に均一な厚みの液状樹脂を塗布し、液状樹脂を硬化させることで、被覆層１３を形成することができる。

図１に示すように、フェルール２０は、本体部２１と、本体部２１より−Ｙ側に位置する幅広部２２と、を有している。幅広部２２は、本体部２１よりも並列方向Ｘおよび上下方向Ｚの寸法が大きい。本体部２１および幅広部２２は一体に形成されている。＋Ｙ側から見て、本体部２１および幅広部２２は、並列方向Ｘにおける寸法が上下方向Ｚにおける寸法よりも大きい長方形状に形成されている。フェルール２０には、本体部２１および幅広部２２を長手方向Ｙに貫通する貫通孔２０ａが形成されている。本実施形態では、この貫通孔２０ａが、クラッド１２を収容する収容部となっている。

貫通孔２０ａは、＋Ｙ側および−Ｙ側の双方に向けて開口している。光コネクタ１Ａを製造する際には、貫通孔２０ａの−Ｙ側の開口を通して、クラッド１２を挿入する。クラッド１２を挿入する作業を容易にするため、貫通孔２０ａの−Ｙ側の開口面積を、貫通孔２０ａの＋Ｙ側の開口面積より大きくしてもよい。本実施形態では、貫通孔２０ａ＋Ｙ側の開口部において、各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄのクラッド１２同士が接触している。

本体部２１には充填孔２３が形成されている。充填孔２３は、光コネクタ１Ａを製造する際に、貫通孔２０ａ内に接着剤を充填するために用いられる。図１では本体部２１の上面に充填孔２３が形成されているが、本体部２１の下面に充填孔２３を形成してもよい。また、本体部２１の上面および下面にそれぞれ充填孔２３を形成してもよい。各クラッド１２は、貫通孔２０ａ内において、接着剤によってフェルール２０に固定されている。これにより、フェルール２０からクラッド１２が抜けることが抑制されている。

本体部２１の＋Ｙ側の端面には、２つの位置決め部２４が形成されている。２つの位置決め部２４は、並列方向Ｘにおいて貫通孔２０ａを間に挟むように配置されている。位置決め部２４は、光コネクタ１Ａを他の光コネクタに接続する際に、コネクタ同士の位置を決めるために用いられる。図１では、位置決め部２４が孔部であるため、相手側のコネクタにはピンが設けられる。なお、光コネクタ１Ａの位置決め部２４としてピンを配置し、相手側のコネクタに孔部を形成してもよい。

ここで、光コネクタ１Ａを相手側の光コネクタに接続する際には、光コネクタ１Ａのコア１１の位置と、相手側の光コネクタのコアの位置と、が一致していることが求められるる。例えばマルチコアファイバのクラッドが円柱状である場合には、当該円柱の中心軸線回りにクラッドが回転して、コアの位置が所定の位置からずれてしまうことが考えられる。このようなコアの位置ずれを防ぐために、クラッドの端面を顕微鏡で観察し、クラッドが所定の角度にある状態で、クラッドをフェルールに接着固定することも可能である。しかしながら、この作業には多大な時間を要する。

そこで本実施形態では、クラッド１２の平坦面とフェルール２０内の平坦面とを当接させることで、フェルール２０内におけるマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの角度を決めている。
より詳しくは、図３に示すように、貫通孔２０ａは＋Ｙ側から見て長方形状に形成されている。つまり、貫通孔２０ａの内側には、４つの平坦な面が形成されている。この４つの平坦な面のうち、少なくとも１つが、フェルール側当接面２０ｂとされている。

また、クラッド１２は四角柱状に形成されているため、クラッド１２の外周面には、４つの平坦な面が形成されている。この４つの平坦な面のうち、少なくとも１つが、クラッド側当接面１２ａとされている。平坦なクラッド側当接面１２ａが平坦なフェルール側当接面２０ｂに当接することで、フェルール２０内におけるマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの角度が定まる。

本実施形態では、クラッド１２が四角柱状であるため、クラッド１２は４つの平坦面を有している。これら４つの平坦面のうち、１つのみをクラッド側当接面１２ａとして用いてもよいし、２つ以上をクラッド側当接面１２ａとして用いてもよい。クラッド１２が２つ以上のクラッド側当接面１２ａを有している場合、フェルール２０も、２つ以上のフェルール側当接面２０ｂを有していてもよい。

複数のクラッド側当接面１２ａおよび複数のフェルール側当接面２０ｂをそれぞれ当接させた場合、マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの角度だけでなく、並列方向Ｘあるいは上下方向Ｚにおける位置も決めることができる。ただし、フェルール２０内におけるマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの角度を決めるためには、少なくとも１つのクラッド側当接面１２ａと、少なくとも１つのフェルール側当接面２０ｂと、が設けられていればよい。

以上説明したように、本実施形態の光コネクタ１Ａでは、クラッド１２の外周面には少なくとも１つの平坦なクラッド側当接面１２ａが形成されている。そしてフェルール２０の内部には、少なくとも１つのフェルール側当接面２０ｂが形成されている。この構成によれば、平坦なクラッド側当接面１２ａを平坦なフェルール側当接面２０ｂに当接させることで、フェルール内２０におけるマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの角度を容易に決めることが可能となる。

また、光コネクタ１Ａは、複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄを有しており、フェルール２０には、複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの各クラッド１２を収容する貫通孔２０ａが形成されている。そして、貫通孔２０ａの前側（＋Ｙ側）の開口部において、各マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄのクラッド１２同士が接触している。この構成により、より高密度にマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄを配置することが可能となる。

また、複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄは、被覆層１３が形成された部分において束ねられてバンドル部２を構成している。複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄには、バンドル部２において上側に位置する上側ファイバ１０Ａ、１０Ｂと、バンドル部２において下側に位置する下側ファイバ１０Ｃ、１０Ｄと、が含まれている。そして、フェルール２０内において、上側ファイバ１０Ａ、１０Ｂのクラッド１２と、下側ファイバ１０Ｃ、１０Ｄのクラッド１２とが、並列方向Ｘにおいて交互に配置されている。この構成により、フェルール２０とバンドル部２との間の部分において、剥き出しになったクラッド１２の湾曲を小さくすることができる。したがって、剥き出しになったクラッド１２が損傷することを抑制できる。

なお、クラッド１２の形状を適宜変更してもよい。例えば図４に示すように、クラッド１２の外周面に、平坦なクラッド側当接面１２ａと、湾曲したクラッド側当接面１２ｂと、が形成されていてもよい。そして、貫通孔２０ａの内側には、平坦なフェルール側当接面２０ｂと、湾曲したフェルール側当接面２０ｃと、が形成されていてもよい。この場合、湾曲したクラッド側当接面１２ｂおよびフェルール側当接面２０ｃを互いに当接させることで、クラッド１２の角度および並列方向Ｘの位置の両方、またはどちらか一方を決めることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

図５、図６に示すように、本実施形態の光コネクタ１Ｂでは、フェルール２０が、本体部２１と、第１保持部材３０と、第２保持部材４０と、を有している。第１保持部材３０および第２保持部材４０は、本体部２１の貫通孔２０ａの内側に配置されている。第１保持部材３０は＋Ｚ側に配置され、第２保持部材４０は−Ｚ側に配置されている。第１保持部材３０および第２保持部材４０は、上下方向Ｚにおいて対向している。

図６に示すように、第１保持部材３０および第２保持部材４０は、並列方向Ｘおよび長手方向Ｙに沿って延びる板状に形成されている。
第１保持部材３０の下面３１には、複数の第１溝部３２が形成されている。複数の第１溝部３２は、並列方向Ｘにおいて間隔を空けて形成されている。各第１溝部３２は、−Ｚ側に向けて開口するＶ字状に形成されており、長手方向Ｙに沿って延びている。

第２保持部材４０の上面４１には、複数の第２溝部４２が形成されている。複数の第２溝部４２は、並列方向Ｘにおいて間隔を空けて形成されている。各第２溝部４２は、＋Ｚ側に向けて開口するＶ字状に形成されており、長手方向Ｙに沿って延びている。
第１溝部３２および第２溝部４２は、上下方向Ｚにおいて対向している。

本実施形態では、第１溝部３２および第２溝部４２によって囲まれた空間が、クラッド１２を収容する収容部となっている。そして、第１溝部３２および第２溝部４２の内面が、平坦なフェルール側当接面となっており、クラッド１２のクラッド側当接面１２ａに当接する。

本実施形態では、光コネクタ１Ｂが備えるマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの数が４つであるため、第１溝部３２および第２溝部４２の数も各４つである。ただし、第１溝部３２および第２溝部４２の数は、マルチコアファイバの数以上であれば、適宜変更してもよい。例えば、マルチコアファイバの数が１本である場合、第１溝部３２および第２溝部４２の数は１以上であればよい。

本実施形態の光コネクタ１Ｂを製造する際には、第１溝部３２および第２溝部４２の内側にクラッド１２が位置するように、第１保持部材３０および第２保持部材４０によってクラッド１２を挟持する。その状態で、第１保持部材３０、第２保持部材４０、およびクラッド１２を、フェルール２０の貫通孔２０ａの−Ｙ側の開口部から挿入する。そして、充填孔２３を通して接着剤を貫通孔２０ａ内に充填することで、第１保持部材３０および第２保持部材４０を、フェルール２０の本体部２１に固定することができる。

なお、第１保持部材３０などを貫通孔２０ａ内に挿入する前に、第１保持部材３０、第２保持部材４０、およびクラッド１２を、接着剤などによって予め固定してもよい。この場合、貫通孔２０ａ内に第１保持部材３０などを挿入する際に、第１溝部３２や第２溝部４２からクラッド１２が移動してしまうことを抑制できる。

以上のように、本実施形態の光コネクタ１Ｂは、マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄと、マルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄのうち各クラッド１２が露出した部分を収容するフェルール２０と、を備えている。そして、フェルール２０の内部には、クラッド側当接面１２ａに当接する、少なくとも１つの平坦なフェルール側当接面（第１溝部３２または第２溝部４２の内面）が形成されている。この構成により、クラッド側当接面１２ａとフェルール側当接面とを当接させることで、フェルール内２０におけるマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄの角度を容易に決めることが可能となる。

また、本実施形態では、フェルール２０が、本体部２１と、第１保持部材３０と、第２保持部材４０と、を有しており、本体部２１の内部に第１保持部材３０および第２保持部材４０が収容されている。そして、第１保持部材３０に形成された第１溝部３２および第２保持部材４０に形成された第２溝部４２によってクラッド１２が保持され、第１溝部３２および第２溝部４２の少なくとも一方の内面が、クラッド側当接面１２ａに当接するフェルール側当接面となっている。この構成によれば、本体部２１の外側において、クラッド側当接面１２ａとフェルール側当接面とを当接させる作業を行うことができる。したがって、より容易にフェルール２０内におけるクラッド１２の角度を決めることが可能となる。

また、本実施形態でも第１実施形態と同様に、複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄは、被覆層１３が形成された部分において束ねられてバンドル部２を構成している。複数のマルチコアファイバ１０Ａ〜１０Ｄには、バンドル部２において上側に位置する上側ファイバ１０Ａ、１０Ｂと、バンドル部２において下側に位置する下側ファイバ１０Ｃ、１０Ｄと、が含まれている。そして、フェルール２０内において、上側ファイバ１０Ａ、１０Ｂのクラッド１２と、下側ファイバ１０Ｃ、１０Ｄのクラッド１２とが、並列方向Ｘにおいて交互に配置されている。この構成により、フェルール２０とバンドル部２との間の部分において、剥き出しになったクラッド１２の湾曲を小さくすることができる。したがって、剥き出しになったクラッド１２が損傷することを抑制できる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、クラッド１２の形状は図１〜図６の例に限らず、適宜変更可能である。円の一部を切り欠いた形状（略Ｄ字状）の横断面形状を有するクラッド１２を採用してもよい。この場合、切り欠かれた部分に形成された平坦面を、クラッド側当接面１２ａとすることができる。
あるいは、横断面視でＮ角形状（Ｎは３以上の自然数）のクラッド１２を採用してもよい。

また、光コネクタ１Ａ、１Ｂは、フェルール２０とバンドル部２との間の部分を覆う保護部材を備えていてもよい。この場合、保護部材によって、剥き出しになったクラッド１２を保護することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

１Ａ、１Ｂ…光コネクタ ２…バンドル部 １０Ａ〜１０Ｄ…マルチコアファイバ １１…コア １２…クラッド １２ａ…クラッド側当接面 １３…被覆層 ２０…フェルール ２０ａ…貫通孔 ２０ｂ…フェルール側当接面 ２１…本体部 ３０…第１保持部材 ３２…第１溝部 ４０…第２保持部材 ４２…第２溝部 Ｘ…並列方向 Ｙ…長手方向 Ｚ…上下方向

Claims (4)

1. クラッドと、前記クラッドの内部に設けられた複数のコアと、前記クラッドを被覆する被覆層と、を有するマルチコアファイバと、
   前記マルチコアファイバのうち、前記クラッドが露出した部分を収容するフェルールと、を備え、
   前記クラッドの外周面には、少なくとも１つの平坦なクラッド側当接面が形成され、
   前記フェルールの内部には、前記クラッド側当接面に当接する、少なくとも１つの平坦なフェルール側当接面が形成されている、光コネクタ。
2. 複数の前記マルチコアファイバを有し、
   前記フェルールには、複数の前記マルチコアファイバの各クラッドを収容する貫通孔が形成され、
   前記貫通孔の前側の開口部において、複数の前記マルチコアファイバの前記クラッド同士が接触している、請求項１に記載の光コネクタ。
3. 前記フェルールは、本体部と、第１保持部材と、第２保持部材と、を有し、
   前記本体部の内部に前記第１保持部材および前記第２保持部材が収容され、
   前記第１保持部材に形成された第１溝部および前記第２保持部材に形成された第２溝部によって、前記クラッドが保持され、
   前記第１溝部および前記第２溝部の少なくとも一方の内面が前記フェルール側当接面である、請求項１に記載の光コネクタ。
4. 複数の前記マルチコアファイバを有し、
   前記複数のマルチコアファイバは、前記被覆層が形成された部分において束ねられてバンドル部を構成し、
   前記フェルール内において複数の前記マルチコアファイバの各クラッドが並べられた方向を並列方向とし、複数の前記マルチコアファイバが延びる方向を長手方向とし、前記並列方向および前記長手方向の双方に直交する方向を上下方向とするとき、
   前記複数のマルチコアファイバには、前記バンドル部において上側に位置する上側ファイバと、前記バンドル部において下側に位置する下側ファイバと、が含まれ、
   前記フェルール内において、前記上側ファイバの前記クラッドと、前記下側ファイバの前記クラッドとが、前記並列方向において交互に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の光コネクタ。

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