JP4508444B2 - 光ファイバ用コネクタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ素線を挿入する孔が形成された筒状フェルールの外周部分に、光ファイバを整列させるためのスリーブを設けた光ファイバ用コネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光通信は、低損失、広帯域、軽量などの特徴をもち、ファイバケーブルの低損失化と半導体レーザーの長寿命化などの光通信用デバイスの性能向上にともない実用化が進められている。
【0003】
光通信の実用化にあたっては、光ファイバ発光素子、受光素子に代表される基本的素子の性能改善の他、システムを有効に活用するために、周辺技術の確立が重要な課題である。
【0004】
周辺技術のうち、最も重要なのは各素子を接続する技術である。例えば、発光素子からの光信号を光ファイバ内に有効に投入するための光結合技術、光ファイバ間を低損失で接続するための光ファイバ接続技術、光ファイバ伝送系において中継器などに用いられ、光強度の調整を行う光減衰技術(近年では、光学減衰を光ファイバー自体で行うものもある)などである。
【0005】
この光ファイバ接続技術では、低損失で接続するために二つのファイバを同軸に突き合わせる必要がある。そのためには、フェルールの外形寸法及びアダプタの内径寸法の高精度化を図り、ファイバ素線をフェルールの中心軸に沿って固定する必要がある。これらの寸法精度はミクロンオーダーであり、実際には1ミクロン程度に及ぶ精度が要求される。したがって、従来は金属やセラミックの精密加工により製造されていたため、非常に高価なものとなっていたが、近年では一部を樹脂製としたものも開発されている。
【0006】
また、光ファイバ接続法には、永久接続と着脱可能なコネクタとがあるが、このうち、コネクタは高精度な位置合わせと着脱性、互換性などの操作上の問題が加わるため、永久接続より複雑な技術が要求される。
【0007】
この光ファイバコネクタに関しては、その用途上からも種々の構造のものが提案されている。中でもシンプルで代表的な構造例として、例えば、実開昭62−87305号公報、特開平3ー52603号公報では、光ファイバを封入したフェルールを接続用の筒状アダプタに両端側から挿入して当該アダプタ内で突き合わせる構造が記載されている。
【0008】
特開2000ー66066号公報では、一端中央に光孔を有する円筒状のホルダと、金属により円筒状に成形されると共にその軸線方向に沿ってスリットが形成されて半径方向に弾性的に拡縮可能な割スリーブとを有し、その割スリーブが前記ホルダの内周面に固定されている光モジュールレセプタクルが記載されている。
【0009】
特開昭58ー60715号公報では、光ファイバ端部に固着されたプラグ又は光電素子を内部に支持する雌型コネクタに於て、ハウジングと分離されておりかつ雄型コネクタから突出するプラグを差込むべき円錐面を前方に備えたスリーブをプラグ又は光電素子の全部に嵌合した光コネクタが記載されている。
【0010】
特開2000ー9965号公報では、光ファイバを突き合わせ接続する接続機構が係止機構によって係止され、後方への相対的な変位が規制される光コネクタが記載されている。また、実開昭63ー96504号公報では光固定減衰器等に使用するコネクタの技術が記載されている。
【0011】
前記従来技術ではコネクタにより光ファイバを保持固定する技術が記載されている。光ファイバコネクタでは低損失にて光ファイバを軸ずれすることなく整列して接続することが重要な接続技術であった。それと並行してコネクタを小型化する技術も改善されていた。
【0012】
図7〜図10は、光ファイバを封入したフェルールを接続したコネクタの従来例を示した断面図である。図7〜図10中の1は光ファイバ素線、2は光ファイバが挿入されたフェルール、3aはフェルール2を固定保持する割スリーブ、3cはフェルール2を固定保持する精密スリーブ、7は割スリーブのスリット部である。
【0013】
図7および図8はスリーブとして割スリーブ3aを使用した例を示している。割スリーブ3aにはスリット部7が設けられており、割スリーブ3aの内周面にはフェルール2が固定保持されている。割スリーブ3aは外部から曲げ力がかかった際にスリット部7より割スリーブ3aが開いて曲げ力を逃がす役割を果たす。
【0014】
一方、図9および図10はスリーブとして精密スリーブ3cを使用した例を示している。光ファイバ1を整列させるために精密スリーブ3cの両端部からフェルール2を挿入し突き合わせている。これにより、フェルール2は精密スリーブ3cの内周面にて保持固定される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0016】
前記スリーブにおいては、光ファイバは整列して使用しなければ光伝送の機能が低下すること。スリーブは光ファイバのつなぎ目に位置することから曲げ力に対する対策が不可避であること。特に光減衰器(アッテネータ)用コネクタにおいてはアダプタ、アッテネータ、プラグを直列につなぐ構造のためより曲げ力に対して弱くなる問題があった。
【0017】
一方、前記コネクタの小型化が断続的に改善され、軽量化、コストの削減とも結びついた結果、コネクタは金属製から樹脂製やプラスチック製に、金属製であってもより薄く軽量な素材が使用された。これによりコネクタの小型化が進んだ反面、コネクタの外部からの曲げ力に対する強度の低下が発生した。
【0018】
図7および図8のようにスリーブとして割スリーブ3aを使用した場合、外部からの曲げ力がかかると割スリーブ3aはスリット部7から開くが、その際フェルール2がこじれ、強い力が働くと割スリーブ3aがこじりにより破損することがあった。
【0019】
また、図9および図10のように曲げによる割スリーブ3aのこじり破損をなくすために精密スリーブ3cを使用した場合、低荷重の曲げ力でもフェルール2がこじれを起こし、精密スリーブ3cとフェルール2の数ミクロンクリアランス分だけフェルール2および封入された光ファイバ1の軸ずれが発生する。
【0020】
また、近年では、フェルールの挿入孔内に減衰用光ファイバを挿入しておくことで必要な光学減衰を光ファイバー自体で行う方式が主流になりつつある。そして、現状構造に対応させるために、金属製スリーブにフェルールを圧入していたので、フェルールの表面が削られたり、圧入により削られる粉体がフェルールに付着したりして、フェルールの片側の外径精度が低下する問題が生じていた。
【0021】
ところで、金属製のスリーブをセラミック製とすることも考えられる。そうすることで、スリーブにフェルールを圧入する際に、フェルールの表面が削られるといった問題を無くすことも可能である。図7および図8に示された割スリーブ3aは、セラミック製とすることが一般的であり、図9および図10に示された精密スリーブは、金属製とすることが一般的であるが、樹脂製とした場合、セラミック製や金属製のものに比べて精度が出しにくいという問題がある。また、樹脂製にしても、強度の問題が完全に解決されるわけでもない。
【0022】
前記の問題により光学減衰を光ファイバ自体で行う光減衰器において、光ファイバ接続技術の精度の低下により光ファイバの光学減衰の精度の低下も生じていた。
【0023】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたものであり、光ファイバの低曲げ加重での軸ずれを防止し、高曲げ加重の曲げ力およびこじりにより割スリーブが破損しない、強い低損失な光ファイバー用コネクタを提供することを目的とする。また、本発明はフェルールの外径精度を生かして、スリーブ自体の曲げ強度を強化する技術を提供することを目的とする。さらに、本発明はより高精度な光学減衰を行うことができる低損失な光ファイバ接続技術を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係る光ファイバ用コネクタは、スリーブを保持する筒状のスリーブホルダを備え、光ファイバ素線が挿入されたフェルール同士を前記スリーブ内で同軸に突き合わせることで、光ファイバ素線同士を光学的に接続する光ファイバ用コネクタであって、
前記スリーブは、前記フェルールが挿入される第1スリーブと、その第1スリーブの外側を覆う第2スリーブとを備え、
前記第1スリーブには、その長さ方向全長に亘ってスリットが設けられている構成とした。
【0025】
第1スリーブには弾性的に拡縮可能なスリット部を有するスリーブを使用し、高精度にフェルール同士を接続させることを主目的とする。第2スリーブには第1スリーブを補強し、曲げ力に対して強い強度のあるスリーブ(例えば図9および図10の精密スリーブ3c)を使用し、フェルール同士を同軸上で接続させ、且つ曲げ強度を強化することを主目的とする。この構成によれば、スリーブを二重構造にしたことによって両スリーブが役割分担を行うことによって各スリーブ単独では為しえない目的を果たすことができる。
【0026】
前記光ファイバ用コネクタ内の前記第1スリーブおよび第2スリーブは、前記スリーブホルダ内での移動を所定の範囲で許容される構造とすることが好ましい。
【0027】
そして、前記光ファイバ用コネクタは、前記2スリーブの外面と前記スリーブホルダの内面との間に、前記スリーブホルダ内での前記第2スリーブの移動を許容するためのクリアランスを設けることが好ましい。。
【0028】
この構造をとれば、スリーブをスリーブホルダ内にフロート(接着固定せず自由にした状態)させ移動を許容させることによってスリーブに曲げ力が直接的にかからないようにし、前記第1スリーブ又は第2スリーブを単独で使用した際の光ファイバの軸ずれ、フェルールの損失を防止できる。
【0029】
前記光ファイバ用コネクタは、前記第1スリーブをジルコニア、アルミナ等の酸化系セラミック組成物より構成されるセラミック製とし、前記第2スリーブを黄銅等からなる金属製とすることが望ましい。また、少なくとも一方を樹脂製としても良い。
【0030】
例えば、前記第1スリーブをセラミック製とし、前記第2スリーブを金属製とする組合せとする。
【0031】
従来技術では金属製スリーブにフェルールを圧入していたので、フェルールの表面が削られたり、圧入により削られる粉体がフェルールに付着したりして、フェルールの片側の外径精度が低下するる問題が生じていたが、この組合せをとれば、第1スリーブをセラミック製とすることにより、フェルールが削れ、外径精度が低下する問題は解消できる。また、第1スリーブをセラミック製としても第2スリーブを金属製とすれば、スリーブ自体の曲げ強度は補強される。
【0032】
前記光ファイバ用コネクタは、互いに同軸に接続されるプラグハウジングとアッテネータハウジングを備え、前記スリーブホルダは前記アッテネータハウジングに設けられていることが望ましい。
【0033】
光学減衰を光ファイバー自体で行うアッテネータ(減衰器)では、スリーブホルダ内でのフェルールとスリーブとの低損失な光ファイバ接続技術により、より高精度な光学減衰を行うことができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0035】
また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材、及び既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。
【0036】
図1〜図6を参照して、本発明の実施の形態に係る光ファイバ用コネクタについて説明する。
【0037】
これらの図において、1は光ファイバ、1aはフェルール2に光ファイバ1を挿入するために設けられた孔部、2は光ファイバが封入されたフェルール、3はフェルール2を固定保持し接続するスリーブ、3aは前記スリット部7を有する割スリーブ(第1スリーブ)、3bは割スリーブ3aの外周面を包囲して設けられた補強スリーブ(第2スリーブ)、4はスリーブを収容するためのスリーブホルダ、5はスリーブ3をフロートさせるためのスリーブホルダ内のクリアランス、6はフェルール2が挿入される挿入口、7は割スリーブに設けられたスリット部、8はフェルール2と接続される他のフェルール、9はプラグハウジング、10はスリーブ3を内包するアッテネータハウジングである。
【0038】
図1および図2は、光固定減衰器用として利用される光ファイバ用コネクタの全体構造を示した平面図および断面図である。
【0039】
前記光ファイバ用コネクタは、互いに同軸に接続されるプラグハウジング9とアッテネータハウジング10を備え、スリーブホルダ4はアッテネータハウジング10に設けられている。
【0040】
プラグハウジング9内には、フェルール2の筒状フランジ13部分を収容する筒状フランジ収容部14が設けられ、アッテネータハウジング10には、筒状フランジ収容部14内に挿入されて接続されるスリーブホルダ4が設けられている。
【0041】
図3は本発明の光ファイバー用コネクタのスリーブホルダー4内の構成を示した断面図、図4は本発明の実施の形態に係るスリーブを使用したコネクタにおけるフェルールの接続を示した断面図、図5および図6はスリーブを使用したコネクタにおけるフェルールの接続を示した断面図である。
【0042】
本発明の光ファイバ用コネクタは、スリーブ3を保持する筒状のスリーブホルダ4を備え、光ファイバ素線1が挿入されたフェルール2とフェルール8を前記スリーブ3内で同軸に突き合わせることで、光ファイバ素線1同士を光学的に接続している。
【0043】
なお、他のフェルール8が挿入されないときには、フェルール8の代わりにダストキャップ12が挿入されて外部からの異物の進入を防ぐ。
【0044】
フェルール2は、例えばリン酸銅やジルコニア等の公知の材料で高精密加工により作られている。孔1aに挿入される光ファイバ素線には、光ファイバ素線自体で光学減衰させる機能をもつ減衰用光ファイバ1が用いられ、孔1a内に接着剤等により固定されて封入される。
【0045】
本実施例に係るスリーブ3は、その中央に光ファイバ1を挿入する孔1aが形成された筒状のフェルール2の外周部分に、フェルール2が内部で移動可能となるようにスリット部7を有する割スリーブ3aを設け、その割スリーブ3a(第1スリーブ)のさらに外周部分に補強スリーブ3b(第2スリーブ)を設けた構成としている。
【0046】
スリーブ3には弾性的に拡縮運動可能なスリット部7を有する割スリーブ3aを使用する。割スリーブ3aは、高精度にフェルール2とフェルール8を接続させることを主目的としている。割スリーブ3aはフェルール2をその両端から挿入できるようになっている。また、スリット部7は割スリーブ3aの軸方向に沿って形成されている。割スリーブ3aの内径はフェルール2非挿入時にはフェルール2の外径よりやや小さめに作られている。フェルール2が挿入されると、割スリーブ3aはスプリングバック作用によりスリット部7が拡縮することによって、フェルール2は割スリーブ3aの内周面で固定され保持される。
【0047】
この構造により、割スリーブ3aとフェルール2は割スリーブ3aの内周面でクリアランスなく固定、整合可能となる。また、フェルール2とフェルール8は同軸上にて光学的に接続される。
【0048】
しかし、図7、図8の従来技術で示したように割スリーブ3aを単独で使用すると、外部からの曲げ力がかかると割スリーブ3aはスリット部7から開くが、その際フェルール2がこじれ、強い力が働くと割スリーブ3aがこじりにより破損するという問題がおこる。
【0049】
そこで、補強スリーブ3bには割スリーブ3aを補強し、曲げ力に対して強い強度のあるスリーブ(例えば図9および図10の精密スリーブ)を使用する。補強スリーブ3bは、フェルール2とフェルール8を同軸上で接続させ、且つ曲げ強度の強化することを主目的としている。フェルール2を保持した筒状の割スリーブ3aは補強スリーブ3bの内面で割スリーブ3aのスリット部7がフェルール2の挿入時に拡縮運動するっために適当な若干のクリアランスが設けられている。
【0050】
この構成によれば、フェルール2をこじると割スリーブ3aを開こうとする力は加わるが、割スリーブ3aが破損するような開きは補強スリーブ3bによって保護されているため、前記のような破損は防止できる。
【0051】
次に、割スリーブ3aおよび補強スリーブ3bにより構成された前記スリーブ3を収納するため、その両端にフェルール2を挿入するフェルール挿入口6を有する樹脂製のスリーブホルダ4を装着して、スリーブホルダ4にスリーブ3を内包させる。このとき筒状のスリーブホルダの内周面はスリーブ3と密に接着するものではない。スリーブホルダ4の内径は、スリーブ3の外径と比較してやや大きめに製造されている。
【0052】
これにより図4のように割スリーブ3aおよび補強スリーブ3bで構成されたスリーブ3はスリーブホルダ4内での移動を所定の範囲で許容され、補強スリーブ3bの外面とスリーブホルダ4の内面との間に、スリーブホルダ4内での補強スリーブ3bの移動を許容するためのクリアランス5が設けられている。
【0053】
前述のように、割スリーブ3aと補強スリーブ3bの間には若干のクリアランス5が設けてあり、割スリーブ3aと補強スリーブ3bは、それぞれその軸方向に動くが、割スリーブ3aの一方の先端部33aは、スリーブホルダ4の挿入口側内壁4cに当たって、図3中、右側方向の動きを規制されている。割スリーブ3aの他方の先端部34aは、補強スリーブ3bの基部34bの上面部34cに当たって、図3中左側方向の動きを規制されている。さらに、補強スリーブ3bの先端部33bは、スリーブホルダ4の挿入口側内壁4cに当たって、図3中右側方向の動きを規制され、且つ、基部34bの下面部34dが筒状フランジ13の一側端部13aに当たって、図2及び図3中左側方向の動きを規制されている。
【0054】
本実施例では、補強スリーブ3bがフロートするクリアランス5があることによって、低荷重ではクリアランス5内で補強スリーブが傾くことが可能となるため、低荷重損の曲げ力を吸収する作用が生じる。
【0055】
前記構造をとれば、スリーブ3をスリーブホルダ4内にフロートさせ移動を許容させることによってスリーブ3に曲げ力が直接的にかからないようにし、補強スリーブ3bを従来の精密スリーブ3cのように単独で使用した際の光ファイバ1の軸ずれ、フェルール2の損失を防止できる。
【0056】
スリーブをフロート構造とする技術は従来にも見うけられたが、スリーブ3を二重構造にしたことによって光ファイバ1の軸ずれを効果的に防止する。すなわち、割スリーブ3aと、割スリーブ3aを補強するための補強スリーブ3bとが役割分担を行うこととなり、各スリーブ単独では為しえない目的を果たすことができる。
【0057】
このように本実施例では、割スリーブ3aをジルコニア、アルミナ等の酸化系セラミック組成物より構成されるセラミック製とし、補強スリーブ3bを黄銅等からなる金属製としたので、フェルール2と他のフェルール8の同軸の精度と曲げ力に対する強度を損なうことのない光ファイバ用コネクタを提供できる。
【0058】
また、他の実施例として、割スリーブ3aおよび補強スリーブ3bの少なくとも一つを樹脂製としても良い。例えば、ガラス繊維入りPBT(ポリブチレンテレフタレート)、ポリエーテルイミド、ガラス繊維入り液晶ポリマー等である。それにより、セラミックス製や金属製のスリーブを使うより安価な光ファイバ用コネクタを提供できる。とりわけ、補強スリーブ3bを樹脂製とすると、フェルール2と他のフェルール8の同軸の精度を損なうことなく、安価な光ファイバ用コネクタとなる。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、スリーブを二重構造にしたことによって光ファイバの軸ずれを防止し光学的に接続するための第1スリーブ(割スリーブ)と、第1スリーブを補強するための第2スリーブ(補強スリーブ)とが役割分担を行うことで曲げ力およびこじりに強い曲げ強度の高い低損失な光ファイバー用コネクタを提供できる。また、二重構造をとり、第1スリーブをセラミック製とし、第2スリーブを金属製とすることにより、フェルールの外径精度を生かして、スリーブ自体の曲げ強度を強化するとともに、軽重量、低コストで製作することができる。光ファイバー用コネクタの低損失な光ファイバ接続技術により、より高精度な光学減衰を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光固定減衰器用として利用される光ファイバ用コネクタの全体構造を示した平面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る光固定減衰器用として利用される光ファイバ用コネクタの全体構造を示した断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る光ファイバー用コネクタのスリーブホルダー内の構成を示した断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るスリーブがスリーブホルダー内にてフロートしている状態を示した断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るスリーブを使用したコネクタにおけるフェルールの接続を示した断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るスリーブを使用したコネクタにおけるフェルールの接続を示した断面図である。
【図7】スリーブとして割スリーブを使用したときのフェルールの接続についての従来例を示した断面図である。
【図8】スリーブとして割スリーブを使用したときのフェルールの接続についての従来例を示した断面図である。
【図9】スリーブとして精密スリーブを使用したフェルールの接続についての従来例を示した断面図である。
【図10】スリーブとして精密スリーブを使用したフェルールの接続についての従来例を示した断面図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ(素線)
1a 孔
2 フェルール
3 スリーブ
3a 割スリーブ
3b 補強スリーブ
3c 精密スリーブ
4 スリーブホルダ
4c (スリーブホルダ4の)挿入口側内壁
5 クリアランス
6 フェルール挿入口
7 スリット部
8 (フェルール2と接続される他の)フェルール
9 プラグハウジング
10 アッデネータハウジング
12 ダストキャップ
13 筒状フランジ
13a (筒状フランジ13の)一側端部
14 筒状フランジ収容部
33a (割スリーブ3aの)一方の先端部
33b (補強スリーブ3bの)先端部
34a (割スリーブ3aの)他方の先端部
34b (補強スリーブ3bの)基部
34c (基部34bの)上面部
34d (基部34bの)下面部
Claims (4)
- スリーブを保持する筒状のスリーブホルダを備え、光ファイバ素線が挿入された、フェルールと該フェルールと接続される他のフェルールとを前記スリーブ内で同軸に突き合わせることで、光ファイバ素線同士を光学的に接続する光ファイバ用コネクタであって、
前記スリーブは、前記フェルールと前記他のフェルールとが挿入される第1スリーブと、その第1スリーブの外側を覆う第2スリーブとを備え、前記第1スリーブには、その長さ方向全長に亘ってスリットが設けられ、
前記第2スリーブの外面と前記スリーブホルダの内面との間に、前記スリーブホルダ内での前記第1スリーブおよび第2スリーブの移動を許容するためのクリアランスが設けられ、前記第1スリーブおよび第2スリーブの夫々は、前記スリーブホルダ内での移動を所定の範囲で許容され、
前記第1スリーブの一端および前記第2スリーブの一端は、前記スリーブホルダの内壁に当たることで前記スリーブの軸方向における一方への移動が規制され、前記第1スリーブの他端は、前記第2スリーブの他端に当たることで前記軸方向における他方への移動が規制され、前記第2スリーブの他端は、前記スリーブホルダの内壁と反対側に位置する、前記フェルールを保持する筒状フランジの端部と当たることで前記軸方向における他方への移動が規制される光ファイバ用コネクタ。 - 前記第1スリーブおよび前記第2スリーブの少なくとも一方をセラミック製あるいは樹脂製とした、請求項1記載の光ファイバ用コネクタ。
- 前記第1スリーブをセラミック製あるいは樹脂製とし、前記第2スリーブを金属製とした、請求項1記載の光ファイバ用コネクタ。
- 互いに同軸に接続されるプラグハウジングとアッテネータハウジングを備え、前記スリーブホルダは前記アッテネータハウジングに設けられている、請求項1〜3何れか1項に記載の光ファイバ用コネクタ。
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- 2001-02-22 JP JP2001047070A patent/JP4508444B2/ja not_active Expired - Fee Related
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