JP3361076B2 - 光コネクタ用フェルール - Google Patents

光コネクタ用フェルール

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JP3361076B2
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茂美 鈴木
明 石黒
守之 藤武
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東陶機器株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光コネクタ用フェル
ールの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは光コネクタで接続される。
図9はセラミックフェルールのカット図であり、セラミ
ックスを円柱形状に成形し、焼成したものをセラミック
フェルール100(以下「フェルール」と略する。)と
いい、このフェルール100は、中心に光ファイバの一
端を通し固定するための細孔101が開けられ、金属等
のフランジ102を備えている。接続は先端の球面10
3同士を突合わせることで実施するが、光が球面103
により僅かではあるが反射し、接続損失が生じる。
【0003】そこで、反射による損失を防ぐ技術とし
て、特開昭63−279205号や特開平1−1218
05号でフェルールの先端を傾斜面とするものが提案さ
れている。図10(a)〜(c)は従来の傾斜面型フェ
ルールの加工方法の説明図である。 特開平1−121
805号では(a)から研磨治具を使用して(c)を削
り出す如き説明がなされているが、一般には(b)を仲
介させる。
【0004】即ち、(a)はフェルール201の先端が
ファイバ202に対して直角な面とされている。そこで
(b)で角度θにて先端をカットする。次にそのカット
面201aを研磨仕上げすることで球面201bを得
る。この(c)は特開昭63−279205号や特開平
1−121805号のフェルールの先端形状に相当す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図11は図10(c)
の拡大図であり、球面201bはカット面201aを接
線として形成され、その結果球面の頂点201cはファ
イバ202中心から角度θで引出された線との交点に結
ばれる。頂点201cはファイバ202から寸法δだけ
ずれることになる。頂点がずれたフェルール同士を突合
せると、当然密着性は悪くなり、接続損失が発生する。
【0006】そこで本発明の目的は球面の頂点とファイ
バとを合致させ得るフェルールを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、円柱状のフェルールの中心に開けた細孔
と、この細孔の軸心に直交する線に対して傾斜した傾斜
面を底面とし、頂点が軸心と交わるようにしてフェルー
ルの先端に形成した球面と、フェルールの外周面から球
面の裾へ延した先細りテーパ面と、からなり、この先細
りテーパ面が、それのテーパ中心線が傾斜面に対して直
角になるように形成した光コネクタ用フェルールであ
る。球面の頂点とファイバとの位置のずれを少なくする
ことができ、フェルール同士の突合せ部分での接続損失
を少なくできる。頂点が合致したフェルール同士を突合
せることで、接続損失を更に少なくできる。
【0008】請求項2は、円柱状のフェルールの先端に
形成した球面と、フェルールの外周面から球面の裾へ延
した先細りテーパ面と、からなる光コネクタ用フェルー
ルにおいて、フェルールの中心と球面との交点を基準当
接点とし、この基準当接点を通りフェルールの中心に対
して傾斜する直線を、球面と直交する基準法線とし、こ
の基準法線を含むフェルールの中心の縦断面内に先細り
テーパ面のテーパ中心線を定め、縦断面内で基準法線と
基準当接点で直交する当接直線を定めたとき、この当接
直線が先細りテーパ面によって囲まれてできる線分の中
心を、フェルールの中心上に一致させるべく先細りテー
パ面の位置を定めてなることを特徴とする。頂点が合致
したフェルール同士を突合せることで、接続損失を少な
くできる。
【0009】請求項3は、円柱状のフェルールの中心に
開けた細孔と、この細孔の軸心に直交する線に対して傾
斜した傾斜面を底面としフェルールの先端に形成した球
面と、フェルールの外周面から球面の裾へ延した先細り
テーパ面とからなる光コネクタ用フェルールであって、
細孔の軸心に球面の頂点が近接するように、先細りテー
パ面が、それのテーパ中心線が細孔の軸心から偏心し且
つ軸心に対して平行になるように形成したことを特徴と
する光コネクタ用フェルールである。フェルールを加工
するときに、フェルールを回転中心と平行に取付けるこ
とができるので、チャックの取付構造が簡単になる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図1は本発明方法で製造された
フェルールの断面図であり、セラミックフェルール1
(以下「フェルール」と略する。)の先端には先ず先細
りテーパ面2が形成され、その先に球面3が形成され、
その頂点4が細孔5の軸心(軸線)5aと一致している
ことに特徴がある。
【0011】テーパ角α,αは幾何学的な次の説明で決
定される。頂点4を通る球面3(球面半径Rは既知)を
描き、弦6との交点7,8を規定し、これら交点7,8
を通る斜線11,12(二等辺三角形の等辺斜辺に相
当)を引けばよい。結果的に図上部のテーパ面2は細孔
5に対して(α+θ)で下部のそれは(α−θ)とな
る。
【0012】上記形状のフェルールを得るための加工方
法を次に説明する。図2(a)〜(d)は本発明方法に
係る加工方法説明図であり、(a)の先端が細孔軸直角
面とされたフェルール1を(b)で先ずテーパ加工す
る。テーパ加工法については後に詳しく述べる。
【0013】(c)で先端に傾斜角θの傾斜面14を形
成する。このとき、加工中心と細孔5とが一致している
ので、細孔と同じ位置に球面3の頂点4が形成されるこ
とになる。(d)で球面加工する。(d)は図1と同じ
である。
【0014】図3(a)〜(d)は本発明の別の方法に
係る加工方法説明図であり、(b)で先ず先端に傾斜面
14を形成し、その後(c)でテーパ加工を施したもの
で、結果は図2(d)と同一である。
【0015】図4は本発明方法を実施するに好適な加工
装置の原理図であり、加工装置20はフェルール1を掴
み回転主軸(図示せず)に固定するチャック21と、フ
ェルールの先端側を研磨する研磨機22とを備えたもの
である。フェルール1は、チャック21の回転中心21
aに対して角度θで傾斜取付けされている。
【0016】フェルール1は、上記図2(a)〜(d)
による加工手順で加工され、先ず、(a)先端が細孔軸
直角面とされたフェルール1がチャック21で掴まれ、
(b)回転しながら研磨機22で先細りテーパ加工を施
され、(c)傾斜面14が形成され、(d)傾斜面14
において回転中心21aと細孔5の軸心5aとが合致す
る点を頂点4として球面加工される。なお、これは図3
(a)〜(d)による別の方法に係る加工手順でもよ
い。
【0017】図5は本発明に係るフェルールの原理図
(その1)であり、上記図1〜図4の内容を組合せると
ともに、その説明に基づいて再掲したフェルール1を表
したものである。この図において、次のように定義す
る。斜線11と斜線12との交点をAとし、斜線11と
傾斜面14との交点をBとし、斜線12と傾斜面14と
の交点をCとし、頂点4をDとし、フェルール1の外周
面を1aとし、外周面1aの延長線を線Eとし、線Eと
斜線12との交点をFとし、軸線5aに直交する線(直
交線)をGとし、交点Cを通って線Gに平行な線をHと
し、線Hと線Eとの交点をIとし、傾斜面14と線Eと
の交点をJとする。
【0018】△CFIは直角三角形であり、∠CFIは
(α−θ)である。故に、∠FCI、すなわち∠aは a=90゜−(α−θ) ・・・(1) である。また、△JCIは直角三角形であり、∠JCI
はθである。故に∠FCJ、すなわち∠bは b=a−θ=(90゜−(α−θ))−θ=90゜−α ・・・(2) である。さらに∠ACD、すなわち、∠cは∠bの対角
であるから(90゜−α)である。故に△ADCを考え
たとき∠ADC、すなわち、∠dは d=180゜−(90゜−α)−α=90゜ ・・・(3) である。故に△ADCは直角三角形である。ところで、
△ADCの辺K(点Aと点Dとの間の線分K)は、△A
DBの辺Kでもある。しかも、∠CAD=∠BAD、∠
ADC=∠ADB=90゜である。故に、△ADCと△
ADBとは合同である。故に、△ABCは二等辺三角形
である。
【0019】図6は本発明に係るフェルールの原理図
(その2)であり、上記図5の内容を整理した図であ
る。△ABCが二等辺三角形であるから、頂角eの2等
分線K(線分K)は底辺BCを垂直に2等分する。従っ
て、BD=DC、すなわち、L1=L2である。以上の
説明から明らかなように、本発明は、中心に細孔5を有
するフェルール1の先端を先細りテーパ面2,2にする
とともに、フェルール1の先端面を細孔5の軸線直角面
Gに対して傾斜させ、その傾斜した面(傾斜面14)を
球面3に形成し、この球面3の頂点4を細孔5の軸心5
aに合致させたことを特徴とする。
【0020】すなわち、円柱状のフェルール1は、その
中心に開けた細孔5と、この細孔5の軸心5aに直交す
る線Gに対して傾斜した傾斜面14を底面とし、頂点4
が軸心5aと交わるようにしてフェルール1の先端に形
成した球面3と、フェルール1の外周面1aから球面3
の裾(交点7,8)へ延した先細りテーパ面2,2と、
からなる。
【0021】換言すれば、円柱状のフェルール1は、そ
の先端に形成した球面3と、フェルール1の外周面1a
から球面3の裾(交点7,8)へ延した先細りテーパ面
2,2とからなり、フェルール1の中心(細孔5の軸心
5a)と球面3との交点を基準当接点Dとし、この基準
当接点Dを通りフェルール1の中心に対して傾斜する直
線を、球面3と直交する基準法線Mとし、この基準法線
Mを含むフェルール1の中心の縦断面内(この図に示す
断面内)に先細りテーパ面2,2のテーパ中心線(線分
ADを通る線)を定め、縦断面内で基準法線Mと基準当
接点Dで直交する当接直線14(傾斜面14。すなわ
ち、基準当接点Dにおける球面3の接線)を定めたと
き、この当接直線14が先細りテーパ面2,2によって
囲まれてできる線分BCの中心を、フェルール1の中心
上に一致させるべく先細りテーパ面2,2の位置を定め
てなるものである。
【0022】図7は本発明方法を実施する別の加工装置
の原理図であり、この加工装置30ではフェルール1
が、チャック31の回転中心31aに対して距離m偏心
して取付けられている。32は研磨機である。この場合
には、傾斜面14の傾斜角θ及び球面3の球面半径R
(図1参照)を勘案して、球面と細孔5の軸線5aとが
近接するように距離mを決定することになる。上記図4
の加工装置20による場合と比べ、フェルール1を回転
中心31aと平行に取付けるのでチャック31の取付構
造が簡単になる。
【0023】図8は本発明に係るフェルールの原理図
(その3)であり、上記図1及び図7の内容を組合せる
とともに、その説明に基づいて再掲したフェルールを表
したものである。円柱状のフェルール1は、その中心に
開けた細孔5と、この細孔5の軸心5aに直交する線G
に対して傾斜した傾斜面14を底面としフェルール1の
先端に形成した球面3と、フェルール1の外周面1aか
ら球面3の裾(交点7,8)へ延した先細りテーパ面
2,2とからなり、細孔5の軸心5aに球面3の頂点4
が近接するように、細孔5の軸心5aから先細りテーパ
面2,2のテーパ中心線(回転中心31a)を偏心させ
たものである。
【0024】なお、先細りテーパ加工は研磨に限定され
ず、射出成形やプレス成形等でフェルール1の先端に一
体に形成するものでもよい。
【0025】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1は、円柱状のフェルールの中心に開けた
細孔と、この細孔の軸心に直交する線に対して傾斜した
傾斜面を底面とし、頂点が軸心と交わるようにしてフェ
ルールの先端に形成した球面と、フェルールの外周面か
ら球面の裾へ延した先細りテーパ面と、からなり、この
先細りテーパ面が、それのテーパ中心線が傾斜面に対し
て直角になるように形成した光コネクタ用フェルールな
ので、球面の頂点とファイバとの位置のずれを少なくす
ることができ、フェルール同士の突合せ部分での接続損
失を少なくできる。頂点が合致したフェルール同士を突
合せることで、接続損失を更に少なくできる。
【0026】請求項2は、円柱状のフェルールの先端に
形成した球面と、フェルールの外周面から球面の裾へ延
した先細りテーパ面と、からなる光コネクタ用フェルー
ルにおいて、フェルールの中心と球面との交点を基準当
接点とし、この基準当接点を通りフェルールの中心に対
して傾斜する直線を、球面と直交する基準法線とし、こ
の基準法線を含むフェルールの中心の縦断面内に先細り
テーパ面のテーパ中心線を定め、縦断面内で基準法線と
基準当接点で直交する当接直線を定めたとき、この当接
直線が先細りテーパ面によって囲まれてできる線分の中
心を、フェルールの中心上に一致させるべく先細りテー
パ面の位置を定めてなるので、頂点が合致したフェルー
ル同士を突合せることで、接続損失を少なくできる。
【0027】請求項3は、円柱状のフェルールの中心に
開けた細孔と、この細孔の軸心に直交する線に対して傾
斜した傾斜面を底面としフェルールの先端に形成した球
面と、フェルールの外周面から球面の裾へ延した先細り
テーパ面とからなる光コネクタ用フェルールであって、
細孔の軸心に球面の頂点が近接するように、先細りテー
パ面が、それのテーパ中心線が細孔の軸心から偏心し且
つ軸心に対して平行になるように形成したので、フェル
ールを加工するときに、フェルールを回転中心と平行に
取付けることができるので、チャックの取付構造が簡単
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法で製造されたフェルールの断面図
【図2】本発明方法に係る加工方法説明図
【図3】本発明の別の方法に係る加工方法説明図
【図4】本発明方法を実施する加工装置の原理図
【図5】本発明に係るフェルールの原理図(その1)
【図6】本発明に係るフェルールの原理図(その2)
【図7】本発明方法を実施する別の加工装置の原理図
【図8】本発明に係るフェルールの原理図(その3)
【図9】セラミックフェルールのカット図
【図10】従来の傾斜面型フェルールの加工方法の説明
【図11】図10の加工方法によるフェルールの拡大断
面図
【符号の説明】
1…フェルール、1a…外周面、2…先細りテーパ面、
3…球面、4…頂点、5…細孔、5a…細孔の軸心、
7,8…球面の裾(交点)、14…傾斜面、M…基準法
線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 英一 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番 1号 東陶機器株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−331855(JP,A) 特開 平3−210509(JP,A) 特開 平5−181034(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/36 - 6/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状のフェルールの中心に開けた細孔
    と、この細孔の軸心に直交する線に対して傾斜した傾斜
    面を底面とし、頂点が前記軸心と交わるようにして前記
    フェルールの先端に形成した球面と、前記フェルールの
    外周面から球面の裾へ延した先細りテーパ面と、からな
    り、この先細りテーパ面は、それのテーパ中心線が前記
    傾斜面に対して直角になるように形成した光コネクタ用
    フェルール。
  2. 【請求項2】 円柱状のフェルールの先端に形成した球
    面と、前記フェルールの外周面から球面の裾へ延した先
    細りテーパ面と、からなる光コネクタ用フェルールにお
    いて、前記フェルールの中心と前記球面との交点を基準
    当接点とし、この基準当接点を通りフェルールの中心に
    対して傾斜する直線を、球面と直交する基準法線とし、
    この基準法線を含むフェルールの中心の縦断面内に先細
    りテーパ面のテーパ中心線を定め、前記縦断面内で基準
    法線と基準当接点で直交する当接直線を定めたとき、こ
    の当接直線が先細りテーパ面によって囲まれてできる線
    分の中心を、フェルールの中心上に一致させるべく先細
    りテーパ面の位置を定めてなることを特徴とする光コネ
    クタ用フェルール。
  3. 【請求項3】 円柱状のフェルールの中心に開けた細孔
    と、この細孔の軸心に直交する線に対して傾斜した傾斜
    面を底面とし前記フェルールの先端に形成した球面と、
    前記フェルールの外周面から球面の裾へ延した先細りテ
    ーパ面とからなる光コネクタ用フェルールであって、前
    記細孔の軸心に前記球面の頂点が近接するように、先細
    りテーパ面は、それのテーパ中心線が前記細孔の軸心か
    ら偏心し且つ軸心に対して平行になるように形成した
    とを特徴とする光コネクタ用フェルール。
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