JP5697050B2 - 光接続構造及び光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、制御信号、画像信号、音声信号等の情報信号の伝送に使用される光ファイバケーブルを光接続する光接続構造及び光コネクタに関するものである。

近年の車両内での制御信号、画像信号、音声信号等の通信情報量の増大に伴い、情報信号の伝送に使用される伝送路に、従来のメタルケーブルに代えて、光ファイバケーブルが用いられている。

このような光ファイバケーブルは、端部に光ファイバ端子を備えた端子付光ファイバケーブル同士を接続するWire to Wire接続や、特許文献１に示すように、端子付光ファイバケーブルとＦＯＴ（Fiber Optical Transceiver）とを接続して用いられる。

このような状況において、伝送容量のさらなる増大化に対応すべく、光ファイバケーブルに備えた光ファイバ芯線は細線化され、また、伝送ロスを低減するため、接続箇所での光ファイバ芯線の調芯の高精度化が求められている。

しかしながら、例えば、光ファイバケーブルが接続された雄型コネクタと、ＦＯＴが組み付けられた雌型コネクタとを嵌合して光接続する特許文献１に記載の接続構造では、上述したような光ファイバ芯線の調芯の高精度化は困難であった。

また、Wire to Wire接続において、高精度な調芯を実現するためには、例えば、光ファイバ芯線の端面同士を突き合わせし、両方の光ファイバの外周面を跨ぐとともに、径内側方向に付勢力が作用する固定スリーブで調芯することが想定できる。
しかしながら、径内側方向に付勢力が作用する固定スリーブを、両方の光ファイバの外周面を跨ぐように装着することは困難であり、生産効率の低下を招いていた。

特開２００６−３３７６３７号公報

この発明により、端子付光ファイバケーブルを容易に、高精度に調芯して光接続できる光接続構造及び光コネクタを提供することを目的とする。

この発明は、光ファイバ芯線を有する光ファイバケーブルの先端に、フェルールを有する光ファイバ端子が装着された端子付光ファイバケーブルを光接続する光接続構造であって、前記光ファイバ端子が接続される接続対象部材に形成された被嵌着部に、互いの対向面が対向するように嵌着するとともに、前記光ファイバケーブルの先端より露出した前記光ファイバ芯線の先端面である芯線先端面が前記対向面から露出する嵌着部を前記フェルールの先端側に備え、前記嵌着部が前記被嵌着部に挿入可能に構成するとともに、前記嵌着部及び前記被嵌着部の両側面を挿入方向に交差する方向のテーパ角度を有するテーパ面で構成し、前記被嵌着部のテーパ面の前記テーパ角度を、前記嵌着部のテーパ面の前記テーパ角度より大きな角度で構成し、前記嵌着部を前記挿入方向に沿った凸状の円錐台形状で形成し、前記被嵌着部を前記挿入方向に沿った凹状の円錐台形状で形成し、前記嵌着部の対向面を、前記被嵌着部の対向面より大きな径で形成した円形面で構成した構成したことを特徴とする。

上記接続対象部材は、別の端子付光ファイバケーブルや、ＦＯＴ等の送受光に関する装置とすることができる。なお、ＦＯＴ等の送受光に関する装置との光接続構造の場合、端子付光ファイバケーブルにおける芯線先端面と送受光に関する装置との間にレンズや光ファイバが介在した光接続であってもよく、直接接続であってもよい。

上記両側面が挿入方向に交差する方向のテーパ角度は、挿入方向に対する角度を意味しており、上述の挿入方向に交差する方向のテーパ角度を有するテーパ面は、嵌着部や被嵌着部の中心を通る断面におけるテーパ面部分が挿入方向に対してテーパ角度を有する面であることを意味している。

上述の前記嵌着部及び前記被嵌着部のうち一方が他方に挿入可能に構成する前記嵌着部及び前記被嵌着部は、他方に挿入する一方を凸状とするとともに他方を凹状とする態様、あるいは他方に挿入する凸状の一方にも、凹状に形成された凸状部分の挿入を許容する凹状部分を有する態様であってもよい。

この発明により、端子付光ファイバケーブルの嵌着部と、接続対象部材に形成された被嵌着部と嵌着するだけで、容易に高精度に調芯して、端子付光ファイバケーブルと接続対象部材とを光接続できる。

詳しくは、前記光ファイバケーブルの先端より露出した前記光ファイバ芯線の先端面である芯線先端面が前記対向面から露出する嵌着部を前記フェルールの先端側に備え、互いの対向面が対向するように、接続対象部材に形成された被嵌着部及び前記嵌着部のうち一方を他方に挿入して嵌着することによって、容易に光接続することができる。

しかも、前記嵌着部及び前記被嵌着部の両側面を挿入方向に交差する方向のテーパ角度を有するテーパ面で構成し、前記被嵌着部のテーパ面の前記テーパ角度を、前記嵌着部のテーパ面の前記テーパ角度より大きな角度で構成したことによって、前記嵌着部を前記被嵌着部に挿入するだけで、テーパ面によって挿入方向に交差する方向に案内され、容易に、高精度に調芯することができる。

さらに、前記嵌着部を前記被嵌着部に挿入して光接続する際に、テーパ面によって挿入方向に交差する方向に案内され、容易に、高精度に調芯することができるため、例えば、固定スリーブのように調芯するための別部材を組み付ける必要がなく、部品点数を低減できるとともに、生産効率を向上することができる。

さらにまた、前記嵌着部を前記被嵌着部に挿入する挿入方向に交差して挿入した場合であっても、前記挿入方向に沿った凹状の円錐台形状のテーパ面に、凸状の円錐台形状の先端側の対向面における周縁部が当接しながら挿入することで、正確な挿入方向で凸状の円錐台形状の挿入を、正しい挿入方向に案内し、容易に、高精度に調芯することができる。

例えば、製造公差によって、嵌着部の対向面の周縁部が被嵌着部のテーパ面に当接せず、被嵌着部に対して嵌着部が調芯できないおそれがあるが、この発明により、前記被嵌着部の対向面より大きな径で形成した円形面で構成する前記嵌着部の対向面は、必ず被嵌着部のテーパ面に当接するため、確実に高精度で調芯することができる。

なお、前記嵌着部及び前記被嵌着部の両側面が挿入方向に交差する方向のテーパ角度を有するテーパ面で構成することは、例えば、前記嵌着部及び前記被嵌着部のうち他方に挿入する側を凸部、他方の挿入を許容する側を凹部で形成した場合に、柱形状の凹部と錐台状の凸部、錐台形状の凹部と柱状の凸部、錐台形状の凹部と錐台形状の凸部などの組み合わせとすることができる。さらに、上記錐台形状は、円錐台形状や多角錐台形状を含み、また、柱形状は円柱形状や多角柱形状を含む概念である。

またこの発明の態様として、接続状態における対向面同士の離間距離を、所定の光伝送ロス率に基づいて設定するとともに、設定された前記離間距離に基づいて、前記嵌着部の対向面に対する前記被嵌着部の対向面の縮径率、及び前記テーパ角度の少なくとも一方を設定することができる。

上述したように、嵌着部の対向面の周縁部を被嵌着部のテーパ面に当接させて、高精度に調芯するために、嵌着部の対向面を、被嵌着部の対向面以上の径の円形面で構成することにより、嵌着された光接続状態において、嵌着部と被嵌着部の対向面同士の間にクリアランスが生じる。

このクリアランスによる対向面同士の離間距離が大きくなると伝送される光情報信号の光伝送ロスが大きくなるが、光接続において許容される伝送ロス率は、光伝送路に設けられる電装品の仕様や目的によって異なる。

これに対し、この発明の構成により、所定の光伝送ロス率に基づいて設定された前記離間距離に基づいて、前記嵌着部の対向面に対する前記被嵌着部の対向面の縮径率、及び前記テーパ角度の少なくとも一方を設定するため、所定の光伝送ロス率を満足しながら、挿入による容易な調芯を実現することができる。

またこの発明は、上述の光接続構造における前記端子付光ファイバケーブルと、前記光ファイバ端子を挿着するコネクタハウジングとで構成する光コネクタであって、前記光ファイバケーブルを、前記光ファイバ芯線の外周を長手方向に沿って覆う芯線被覆部及び前記光ファイバ芯線で構成する光ファイバ素線、該光ファイバ素線の外周に長手方向に沿って配置する抗張力体、並びに抗張力体の外側を長手方向に沿って覆うケーブル外被覆部で構成し、前記フェルールの後側に、前記抗張力体の前記光ファイバケーブルの先端より露出する露出側端部の載置を許容する筒状の抗張力体台座部と、該抗張力体台座部の後側に、ケーブル外被覆部内部に挿入可能な筒状の挿入台座部とを備え、前記抗張力体台座部に載置した前記抗張力体の該露出側端部と前記抗張力体台座部とをカシメて固定するとともに、ケーブル外被覆部内部に挿入した挿入台座部と、ケーブル外被覆部とを固定する端子固定部材を備えたことを特徴とする。

上述の抗張力体は、例えばケブラー（登録商標）等のアラミド樹脂繊維等で構成され、光ファイバケーブルの引張に対する耐力の向上させるものである。
また、端子固定部材は、抗張力体を抗張力体台座部に対して固定するとともに、ケーブル外被覆部内部に挿入した挿入台座部と、ケーブル外被覆部とを固定することが可能であれば、例えばカシメリングや、筒状のバネ、割溝付きの筒状部材、接着剤等で固定してもよい。

この発明により、光ファイバケーブルの端部に光ファイバ端子を確実に固定でき、外力が作用しても、光ファイバ端子が光ファイバケーブルから抜けて外れることを防止できる。

詳しくは、光ファイバ端子のフェルールを光ファイバケーブルの先端に装着した際、光ファイバケーブルの先端より露出した抗張力体の露出側端部をフェルールの抗張力体台座部上に載置するとともに、挿入台座部をケーブル外被覆部内部に挿入し、端子固定部材で、前記抗張力体台座部に載置した前記抗張力体の該露出側端部と前記抗張力体台座部とをカシメて固定するとともに、ケーブル外被覆部内部に挿入した挿入台座部と、ケーブル外被覆部とを固定するため、光ファイバ端子が光ファイバケーブルから抜けて外れることを防止できる。

この発明の態様として、前記抗張力体台座部及び挿入台座部の少なくとも一方の外周面に、環状の凸部を長手方向に複数配置することができる。
この発明により、光ファイバケーブルを光ファイバ端子に対して確実かつ強固に固定することができる。

詳述すると、端子固定部材で、前記抗張力体台座部に載置した前記抗張力体の該露出側端部と前記抗張力体台座部とをカシメて固定するとともに、ケーブル外被覆部内部に挿入した挿入台座部と、ケーブル外被覆部とを固定する固定状態において、前記抗張力体台座部及び挿入台座部の少なくとも一方の外周面において、長手方向に複数配置された環状の凸部によって、摩擦抵抗が増大し、より堅固に固定することができる。

またこの発明の態様として、前記光ファイバケーブルにおける前記コネクタハウジング側の部位を被覆する保護ブーツを備え、前記保護ブーツの先端側部分に、前記コネクタハウジング内に保持される被保持部が形成され、被保持部の外周に、前記コネクタハウジング内に配置した状態で変形して止水する止水手段を備えることができる。
この発明により、確実な光伝送を行うとともに、水分の侵入による不具合の発生を防止することができる。

この発明により、端子付光ファイバケーブルを容易に、高精度に調芯して光接続できる。

ワイヤー光接続についての斜視図による説明図。 ワイヤー光接続についての斜視図による説明図。 ワイヤー光接続についての断面図による説明図。 防水ブーツについての説明図。 凹状フェルールについての説明図。 凸状フェルールについての説明図。 ＦＯＴ光接続についての斜視図による説明図。 ＦＯＴ光接続についての斜視図による説明図。 ＦＯＴ光接続についての断面図による説明図。

この発明の一実施形態を以下図面に基づいて詳述する。
図１及び図２はワイヤー光接続Ａについての斜視図による説明図を示し、図３はワイヤー光接続Ａについての断面図による説明図を示している。
詳しくは、図１（ａ）及び図２（ａ）は雄型光コネクタケーブル１０と雌型光コネクタケーブル１００とを接続した接続状態のワイヤー光接続Ａの斜視図を示し、図１（ｂ）及び図２（ｂ）は雄型光コネクタケーブル１０と雌型光コネクタケーブル１００とを接続するために配置した状態の斜視図を示している。

また、図３（ａ）は上記接続状態のワイヤー光接続Ａの断面図を示し、図３（ｂ）は上記配置した状態のワイヤー光接続Ａの断面図を示し、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるａ部の拡大図を示し、図３（ｄ）は図３（ｂ）におけるｂ部の拡大図を示している。さらに、図３（ｅ）は図３（ａ）におけるａ−ａ線断面図を示し、図３（ｆ）は図３（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図を示している。

また、図４は防水ブーツ２００についての説明図を示し、図５は凹状フェルール３００ａについての説明図を示し、図６は凸状フェルール３００ｂについての説明図を示している。詳しくは、図４（ａ）は防水ブーツ２００の断面図を示し、図４（ｂ）は防水ブーツ２００の斜視図を示し、図５（ａ）は凹状フェルール３００ａの断面図を示し、図５（ｂ）はフェルール本体３１０の斜視図を示し、図５（ｃ）は凹状フェルール３００ａの斜視図を示している。また、図６（ａ）は凸状フェルール３００ｂの断面図を示し、図６（ｂ）はフェルール本体３１０の斜視図を示し、図６（ｃ）は凸状フェルール３００ｂの斜視図を示している。なお、図５（ｂ），図６（ｂ）では、フェルール本体３１０の挿入台座部３１３が挿入されるケーブル外被覆部４０３を破線で示し、図５（ｃ），図６（ｃ）では、フェルール本体３１０を破線で示している。さらに、図５（ｃ）では、カップフェルール３２０の周方向の一部を透過状態で図示している。

ワイヤー光接続Ａは、図１，２に示すように、雄型光コネクタケーブル１０の雄型光コネクタ２０と、雌型光コネクタケーブル１００の雌型光コネクタ１２０とを嵌合させて構成している。

詳しくは、雄型光コネクタケーブル１０は、雄側端子付光ファイバケーブル３０の凹状フェルール３００ａを雄型光コネクタ２０に装着して構成し、雌型光コネクタケーブル１００は、雌側端子付光ファイバケーブル１３０の凸状フェルール３００ｂを雌型光コネクタ１２０に装着して構成している。

雄側端子付光ファイバケーブル３０は、光ファイバケーブル４０の先端に凹状フェルール３００ａを装着して構成し、雌側端子付光ファイバケーブル１３０は、光ファイバケーブル４０の先端に凸状フェルール３００ｂを装着して構成している。

光ファイバケーブル４０は、光ファイバ素線４０１と、光ファイバ素線４０１の外周に長手方向に沿って複数本配置した例えばケブラー（登録商標）等のアラミド樹脂繊維製の抗張力体４０２と、抗張力体４０２の外側を長手方向に沿って覆うケーブル外被覆部４０３とで構成している（図３参照）。

光ファイバ素線４０１は、ガラス製のファイバである光ファイバ芯線４０４と、光ファイバ芯線４０４の外周を長手方向に沿って覆うポリアミド樹脂製の芯線被覆部４０５とで構成している。
光ファイバ芯線４０４としては、石英系ガラスからなるコア４０７と、コア４０７の外側を被覆するクラッドとで構成するマルチモード（ＭＭＦ）光ファイバである。なお、ＭＭＦ光ファイバのみならず、例えば、石英系ガラスからなるコア４０７と、コア４０７よりも屈折率が低い硬質プラスチックのクラッドで構成する、いわゆるＨＣＳ（Hard Clad Silica）光ファイバを用いてもよい。

雄型光コネクタ２０及び雌型光コネクタ１２０の後端側に配置される防水ブーツ２００は、図４に示すように、先端側から、止水部２０１、スリーブ装着部２０２、屈曲部２０３及び先細円筒部２０４で構成したゴム製の円筒状体である。

止水部２０１は、スリーブ装着部２０２よりひとまわり径小の円筒状であり、外周面に、雄型光コネクタ２０や雌型光コネクタ１２０に装着された状態において、変形して止水性を確保する環状襞２０１ａを、軸方向に所定間隔を隔てて複数備えている。

スリーブ装着部２０２は、光ファイバケーブル４０のケーブル外被覆部４０３の外嵌する固定スリーブ２４０（図３参照）の内在を許容する円筒状部分である。
屈曲部２０３及び先細円筒部２０４は、光ファイバケーブル４０のケーブル外被覆部４０３の外形と一致する内部空間を有する円筒状体であり、スリーブ装着部２０２よりひとまわり径小な環状部分２０３ａを軸方向に所定間隔を隔てて備えている。

光ファイバケーブル４０の先端に装着され、雄側端子付光ファイバケーブル３０を構成する凹状フェルール３００ａは、図５に示すように、フェルール本体３１０と、フェルール本体３１０の先端側に装着するカップフェルール３２０とで構成している。

光ファイバケーブル４０の先端に装着され雌側端子付光ファイバケーブル１３０を構成する凸状フェルール３００ｂは、フェルール本体３１０と、フェルール本体３１０の先端側に装着するコーンフェルール３３０とで構成している。

凹状フェルール３００ａ及び凸状フェルール３００ｂの両方において共通するフェルール本体３１０は、先端側から順に、筒状本体部３１１、ケブラー台座部３１２及び、ケブラー台座部３１２より径小な挿入台座部３１３とで構成している。

筒状本体部３１１は、光ファイバケーブル４０のケーブル外被覆部４０３と同程度の径の円筒体である。
筒状本体部３１１の後端側に配置されたケブラー台座部３１２は筒状本体部３１１よりひとまわり径小の円筒体であり、その外周面に、環状の環状凸部３１２ａを前後方向に所定間隔を隔てて配置している。なお、環状凸部３１２ａは、筒状本体部３１１と同程度の径で形成している。

ケブラー台座部３１２の後端側に配置された挿入台座部３１３はケブラー台座部３１２よりひとまわり径小の円筒体であり、その外周面に、環状の環状凸部３１３ａを前後方向に所定間隔を隔てて配置している。なお、環状凸部３１３ａは、環状凸部３１２ａに対してケーブル外被覆部４０３の厚み分小径に形成し、環状凸部３１３ａは、ケーブル外被覆部４０３の内径と同程度に形成している。

このように構成したフェルール本体３１０の中心には、軸方向、つまり挿入方向Ｘに貫通する貫通孔３１４を形成している。
貫通孔３１４について詳述すると、貫通孔３１４は、先端から順に、カップフェルール３２０及びコーンフェルール３３０における挿入軸部３２１，３３１の挿入を許容する挿入孔部３１４ａ、光ファイバ芯線４０４の挿通を許容する芯線挿通孔部３１４ｂ、及び、光ファイバ素線４０１の挿通を許容する素線挿通孔部３１４ｃがこの順で連通して構成している。

なお、挿入孔部３１４ａは、筒状本体部３１１の先端側から筒状本体部３１１の半分程度の長さで形成され、芯線挿通孔部３１４ｂは、挿入孔部３１４ａの後端から筒状本体部３１１の後端までの長さで形成され、素線挿通孔部３１４ｃは、ケブラー台座部３１２から挿入台座部３１３まで連続して形成されている。

フェルール本体３１０の先端側に装着して凹状フェルール３００ａを構成するカップフェルール３２０は、後端側から順に、フェルール本体３１０の挿入孔部３１４ａに挿入する挿入軸部３２１と、フェルール本体３１０と同程度の径で形成された中空のカップ本体３２２とで構成している。

このように構成したカップフェルール３２０の中心には、軸方向に貫通する貫通孔３２４を形成している。
貫通孔３２４について詳述すると、貫通孔３２４は、後端から順に、光ファイバ芯線４０４の挿通を許容する芯線挿通孔部３２４ａ、コア４０７の挿通を許容するコア挿通孔部３２４ｂ、後述するコーンフェルール３３０のコーン本体３３３の先端コーン部３３３ａの挿入を許容するテーパ孔部３２４ｃ、及び、コーン本体３３３の挿入を許容するコーン本体挿通孔部３２４ｄがこの順で連通して構成している。テーパ孔部３２４ｃは、対向面３２４ｃａを有する円錐台形状であり、対向面３２４ｃａの中央にコア挿通孔部３２４ｂが開口し、コア挿通孔部３２４ｂからコア４０７の端面が露出している。

なお、挿入軸部３２１をフェルール本体３１０の挿入孔部３１４ａに挿入して凹状フェルール３００ａを構成した状態では、フェルール本体３１０の芯線挿通孔部３１４ｂと、カップフェルール３２０の芯線挿通孔部３２４ａとは連続する態様となる。また、挿入軸部３２１をフェルール本体３１０の挿入孔部３１４ａに挿入してフェルール本体３１０とカップフェルール３２０とで凹状フェルール３００ａを構成した状態では、挿入孔部３１４ａに対して挿入軸部３２１は軸方向にスライド可能に挿入されており、フェルール本体３１０の先端側端面３１０ａと、カップフェルール３２０のカップ本体３２２の後端側端面との間に、フェルール本体３１０に対してカップフェルール３２０を離間する方向に付勢する板バネ３４０を備えている。

光ファイバケーブル４０の先端に装着され雌側端子付光ファイバケーブル１３０を構成する凸状フェルール３００ｂは、上述したフェルール本体３１０と、フェルール本体３１０の先端側に装着するコーンフェルール３３０とで構成している。

フェルール本体３１０の先端側に装着して凸状フェルール３００ｂを構成するコーンフェルール３３０は、後端側から順に、フェルール本体３１０の挿入孔部３１４ａに挿入する挿入軸部３３１と、フェルール本体３１０と同程度の径で形成されたフランジ部３３２と、カップフェルール３２０におけるカップ本体３２２の貫通孔３２４に挿入するコーン本体３３３で構成している。

なお、コーン本体３３３の先端には、貫通孔３２４のテーパ孔部３２４ｃに対応する先端コーン部３３３ａを備え、先端コーン部３３３ａは、先端面に対向面３３３ｂを有する円錐台状に形成し、対向面３３３ｂの中央に後述するコア挿通孔部３３４ｂが開口し、コア挿通孔部３３４ｂからコア４０７の端面が露出している。

このように構成したコーンフェルール３３０の中心には、軸方向に貫通する貫通孔３３４を形成している。
貫通孔３３４について詳述すると、貫通孔３３４は、後端から順に、光ファイバ芯線４０４の挿通を許容する芯線挿通孔部３３４ａ、及びコア４０７の挿通を許容するコア挿通孔部３３４ｂがこの順で連通して構成している。

なお、挿入軸部３３１をフェルール本体３１０の挿入孔部３１４ａに挿入してフェルール本体３１０とコーンフェルール３３０とで凸状フェルール３００ｂを構成した状態では、挿入孔部３１４ａに対して挿入軸部３３１は軸方向にスライド可能に挿入されており、フェルール本体３１０の先端側端面３１０ａと、コーンフェルール３３０のフランジ部３３２の後端側端面３３２ａとの間に、フェルール本体３１０に対してコーンフェルール３３０を離間する方向に付勢する板バネ３４０を備えている。

次に、貫通孔３２４のテーパ孔部３２４ｃ、及びコーンフェルール３３０の先端コーン部３３３ａについて詳述する。
貫通孔３２４のテーパ孔部３２４ｃのテーパ角度θ１は、コーンフェルール３３０の先端コーン部３３３ａのテーパ角度θ２より、挿入方向Ｘに対する角度が大きくなる。
また、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂは、貫通孔３２４の対向面３２４ｃａより径大な円形形状で形成している。

そのため、図３に示すように、光接続状態において、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂ、及び貫通孔３２４の対向面３２４ｃａとの間にクリアランスＫが生じる。
クリアランスＫによる許容された光伝送ロス率は、ワイヤー光接続Ａを用いるシステム環境によって大きく変わるため、一概にクリアランスＫの値を決定することはできない。

そこで、許容された光伝送ロス率に応じてクリアランスＫを設定し、設定されたクリアランスＫを満足するため、貫通孔３２４のテーパ孔部３２４ｃのテーパ角度θ１や、コーンフェルール３３０の先端コーン部３３３ａのテーパ角度θ２、並びに、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂや貫通孔３２４の対向面３２４ｃａのサイズを変更し、所定のクリアランスＫ以上とならない様にしている。

続いて、このように構成した雄型光コネクタケーブル１０の凹状フェルール３００ａを配置する雄型光コネクタ２０、雌型光コネクタケーブル１００の凸状フェルール３００ｂを配置する雌型光コネクタ１２０について説明する。
雄型光コネクタ２０は、雌型光コネクタ１２０に挿入して嵌合する嵌合凸部２１、雄側端子付光ファイバケーブル３０を嵌合凸部２１へ案内する案内部２２とで構成し、嵌合凸部２１から案内部２２までの間で、雄側端子付光ファイバケーブル３０の装着を許容するケーブル装着孔２３を２本有している。また、嵌合凸部２１の外周面には、ゴム製のＯリング２１ａを装着している。

雌型光コネクタ１２０は、雄型光コネクタ２０の挿入を許容して嵌合する嵌合凹部１２１、雄側端子付光ファイバケーブル３０を嵌合凹部１２１へ案内する案内部１２２とで構成し、嵌合凹部１２１から案内部１２２までの間で、雄側端子付光ファイバケーブル３０の装着を許容するケーブル装着孔１２３を２本有している。

このように構成された雄型光コネクタ２０を用いて雄型光コネクタケーブル１０を構成するためには、雄側端子付光ファイバケーブル３０の凹状フェルール３００ａが嵌合凸部２１の端面から露出するようにケーブル装着孔２３に挿着する。このとき、防水ブーツ２００の先端側も案内部２２内部となるように装着される。そして、防水ブーツ２００のスリーブ装着部２０２で、フェルール本体３１０と光ファイバケーブル４０とを固定する固定スリーブ２４０を保持する。このとき、防水ブーツ２００の止水部２０１の外周面に形成した環状襞２０１ａは、ケーブル装着孔２３の内周面によって押しつぶされ、防水性を実現している。

また、上述のような雌型光コネクタ１２０を用いて雌型光コネクタケーブル１００を構成するためには、雌側端子付光ファイバケーブル１３０の凸状フェルール３００ｂが嵌合凹部１２１の内側端面から突出するようにケーブル装着孔１２３に挿着する。このとき、防水ブーツ２００の先端側も案内部１２２内部となるように装着される。そして、防水ブーツ２００のスリーブ装着部２０２で、フェルール本体３１０と光ファイバケーブル４０とを固定する固定スリーブ２４０を保持する。このとき、防水ブーツ２００の止水部２０１の外周面に形成した環状襞２０１ａは、ケーブル装着孔２３の内周面によって押しつぶされ、防水性を実現している。

なお、固定スリーブ２４０は、光ファイバケーブル４０において、ケーブル外被覆部４０３内部に挿入された挿入台座部３１３とケーブル外被覆部４０３、及び、光ファイバケーブル４０の先端側に延びる抗張力体４０２をケブラー台座部３１２に載置して抗張力体４０２とケブラー台座部３１２とを、両方を跨ぐ態様でカシメて固定している。

このようにして、雄側端子付光ファイバケーブル３０と雄型光コネクタ２０とで構成する雄型光コネクタケーブル１０と、雌側端子付光ファイバケーブル１３０と雌型光コネクタ１２０とで構成する雌型光コネクタケーブル１００を接続するためには、雄型光コネクタケーブル１０の雄型光コネクタ２０における嵌合凸部２１を、雌型光コネクタケーブル１００の雌型光コネクタ１２０における嵌合凹部１２１に挿入する。このとき、嵌合凹部１２１の内部に突出する凸状フェルール３００ｂのコーンフェルール３３０のコーン本体３３３が、嵌合凸部２１の端面に露出するカップフェルール３２０の貫通孔３２４に挿入される。そして、コーン本体３３３の先端コーン部３３３ａは、テーパ孔部３２４ｃによって、調芯される。

さらには、凹状フェルール３００ａにおけるカップフェルール３２０、及び凸状フェルール３００ｂにおけるコーンフェルール３３０は、フェルール本体３１０を反力として板バネ３４０により、カップフェルール３２０とコーンフェルール３３０とが近づく方向に付勢されているため、挿入方向Ｘに対してテーパ角度θを有する先端コーン部３３３ａとテーパ孔部３２４ｃとによる調芯状態を維持することができる。

このように、光ファイバ芯線４０４を有する光ファイバケーブル４０の先端に、コーンフェルール３３０を有する凸状フェルール３００ｂが装着された雌側端子付光ファイバケーブル１３０を光接続するワイヤー光接続Ａにおいて、凸状フェルール３００ｂが接続される雄側端子付光ファイバケーブル３０に形成されたカップフェルール３２０に、貫通孔３２４の対向面３２４ｃａ及び先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂが対向するように嵌着するとともに、光ファイバケーブル４０の先端より露出した光ファイバ芯線４０４の先端面であるコア４０７の端面が対向面３３３ｂから露出するコーン本体３３３をコーンフェルール３３０の先端側に備え、コーン本体３３３がカップフェルール３２０に挿入可能に構成するとともに、コーン本体３３３及びカップフェルール３２０に挿入方向Ｘに交差する方向のテーパ角度θを有する先端コーン部３３３ａ及びテーパ孔部３２４ｃを形成したことにより、雌側端子付光ファイバケーブル１３０のコーン本体３３３と、雄側端子付光ファイバケーブル３０に形成されたカップフェルール３２０と嵌着するだけで、容易に高精度に調芯して、雌側端子付光ファイバケーブル１３０と雄側端子付光ファイバケーブル３０とを光接続できる。

詳しくは、光ファイバケーブル４０の先端より露出した光ファイバ芯線４０４の先端面であるコア４０７の端面が対向面３３３ｂから露出するコーン本体３３３をコーンフェルール３３０の先端側に備え、テーパ孔部３２４ｃの対向面３２４ｃａ及び先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂが対向するように、雄側端子付光ファイバケーブル３０に形成されたカップフェルール３２０にコーン本体３３３を挿入して嵌着することによって、容易に光接続することができる。

また、コーン本体３３３及びカップフェルール３２０に先端コーン部３３３ａ及びテーパ孔部３２４ｃを形成したことによって、コーン本体３３３をカップフェルール３２０に挿入するだけで、テーパ孔部３２４ｃ及び先端コーン部３３３ａによって挿入方向Ｘに交差する方向に案内され、容易に、高精度に調芯することができる。

さらには、凹状フェルール３００ａにおけるカップフェルール３２０、及び凸状フェルール３００ｂにおけるコーンフェルール３３０は、フェルール本体３１０を反力として板バネ３４０により、カップフェルール３２０とコーンフェルール３３０とが近づく方向に付勢されているため、挿入方向Ｘに対してテーパ角度θを有する先端コーン部３３３ａとテーパ孔部３２４ｃとによる調芯状態を維持することができる。

さらにまた、コーン本体３３３及びカップフェルール３２０のうち一方を他方に挿入して光接続する際に、テーパ孔部３２４ｃ及び先端コーン部３３３ａによって挿入方向Ｘに交差する方向に案内され、容易に、高精度に調芯することができるため、例えば、固定スリーブのように調芯するための別部材を組み付ける必要がなく、部品点数を低減できるとともに、生産効率を向上することができる。

また、先端コーン部３３３ａのテーパ角度θ２を、テーパ孔部３２４ｃのテーパ角度θ１以下の角度で設定しているため、コーン本体３３３をカップフェルール３２０に容易に挿入し、挿入されたカップフェルール３２０のテーパ孔部３２４ｃの傾斜する側周面に、挿入するコーン本体３３３の先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂの周縁部が当接することで、容易に、高精度に調芯することができる。

また、先端コーン部３３３ａ及びテーパ孔部３２４ｃを円錐台形状で形成したことより、コーン本体３３３をカップフェルール３２０に挿入する挿入方向Ｘ、つまり軸方向に交差して挿入した場合であっても、挿入方向Ｘに沿った凹状の円錐台形状のテーパ孔部３２４ｃの側周面に、凸状の円錐台形状の先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂにおける周縁部が当接しながら挿入することで、正確な挿入方向Ｘでコーン本体３３３の挿入を、正しい挿入方向Ｘに案内し、容易に、高精度に調芯することができる。

また、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂを、テーパ孔部３２４ｃの対向面３２４ｃａ以上の径で形成した円形面で形成したことによって、確実に高精度に調芯することができる。

例えば、製造公差によって、テーパ孔部３２４ｃが交差の範囲内で大きく形成され、先端コーン部３３３ａが交差の範囲内で小さく形成された場合などにおいては、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂの周縁部がカップフェルール３２０のテーパ孔部３２４ｃの側周面に当接せず、カップフェルール３２０に対してコーン本体３３３が調芯できないおそれがある。このような問題に対しても、テーパ孔部３２４ｃの対向面３２４ｃａ以上の径で形成した円形面で構成する先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂは、必ずカップフェルール３２０のテーパ孔部３２４ｃの側周面に当接するため、確実に高精度で調芯することができる。

また、接続状態における対向面同士のクリアランスＫの距離ｔを、所定の光伝送ロス率に基づいて設定するとともに、設定されたクリアランスＫの距離ｔに基づいて、テーパ孔部３２４ｃの対向面３２４ｃａに対する先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂの縮径率、及びテーパ角度θ（θ１，θ２）を設定するため、所定の光伝送ロス率を満足しながら、挿入による容易な調芯を実現することができる。

詳述すると、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂの周縁部をテーパ孔部３２４ｃの側周面に当接させて、高精度に調芯するために、先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂを、テーパ孔部３２４ｃの対向面３２４ｃａ以上の径の円形面で構成することにより、嵌着された光接続状態において、コーン本体３３３とテーパ孔部３２４ｃの対向面３３３ｂ，３２４ｃａ同士の間にクリアランスＫが生じる。

対向面３３３ｂ，３２４ｃａ同士のクリアランスＫの距離ｔが大きくなると伝送される光情報信号の光伝送ロスが大きくなるが、光接続において許容される伝送ロス率は、光伝送路に設けられる電装品の仕様や目的によって異なる。

これに対し、所定の光伝送ロス率に基づいて設定されたクリアランスＫの距離ｔに基づいて、テーパ孔部３２４ｃの対向面３２４ｃａに対する先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂの縮径率、及びテーパ角度θ（θ１，θ２）を設定するため、所定の光伝送ロス率を満足しながら、挿入による容易な調芯を実現することができる。

また、上述のワイヤー光接続Ａにおける雌側端子付光ファイバケーブル１３０と、凸状フェルール３００ｂを挿着する雌型光コネクタ１２０とで構成する雌型光コネクタケーブル１００における光ファイバケーブル４０を、光ファイバ芯線４０４の外周を長手方向に沿って覆う芯線被覆部４０５及び光ファイバ芯線４０４で構成する光ファイバ素線４０１、光ファイバ素線４０１の外周に長手方向に沿って配置する抗張力体４０２、並びに抗張力体４０２の外側を長手方向に沿って覆うケーブル外被覆部４０３で構成し、コーンフェルール３３０の後側に、抗張力体４０２の光ファイバケーブル４０の先端より露出する露出側端部の載置を許容する筒状のケブラー台座部３１２と、ケブラー台座部３１２の後側に、ケーブル外被覆部４０３内部に挿入可能な筒状の挿入台座部３１３とを備え、固定スリーブ２４０によって、ケブラー台座部３１２に載置した抗張力体４０２の露出側端部とケブラー台座部３１２とをカシメて固定するとともに、ケーブル外被覆部４０３内部に挿入した挿入台座部３１３と、ケーブル外被覆部４０３とを固定することにより、光ファイバケーブル４０の端部に凸状フェルール３００ｂを確実に固定でき、外力が作用しても、凸状フェルール３００ｂが光ファイバケーブル４０から抜けて外れることを防止できる。

詳しくは、フェルール３００（３００ａ、３００ｂ）のフェルール本体３１０を光ファイバケーブル４０の先端に装着した際、光ファイバケーブル４０の先端より露出した抗張力体４０２の露出側端部をフェルール本体３１０のケブラー台座部３１２上に載置するとともに、挿入台座部３１３をケーブル外被覆部４０３内部に挿入し、図３（ｅ），（ｆ）に示すように、固定スリーブ２４０で、ケブラー台座部３１２に載置した抗張力体４０２の露出側端部とケブラー台座部３１２とをカシメて固定するとともに（図３（ｅ）参照）、ケーブル外被覆部４０３内部に挿入した挿入台座部３１３と、ケーブル外被覆部４０３とを固定するため（図３（ｆ）参照）、フェルール３００（３００ａ，３００ｂ）のフェルール本体３１０が光ファイバケーブル４０から抜けて外れることを防止できる。

また、ケブラー台座部３１２及び挿入台座部３１３の外周面に、環状凸部３１２ａ，３１３ａを長手方向、つまり挿入方向Ｘに複数配置しているため、光ファイバケーブル４０を凸状フェルール３００ｂに対して確実かつ強固に固定することができる。

詳述すると、固定スリーブ２４０で、ケブラー台座部３１２に載置した抗張力体４０２の露出側端部とケブラー台座部３１２とをカシメて固定するとともに、ケーブル外被覆部４０３内部に挿入した挿入台座部３１３と、ケーブル外被覆部４０３とを固定する固定状態において、ケブラー台座部３１２及び挿入台座部３１３の外周面において、長手方向（挿入方向Ｘ）に複数の環状凸部３１２ａ，３１３ａを配置しているため、摩擦抵抗が増大し、より堅固に固定することができる。

また、光ファイバケーブル４０の屈曲を防止する防水ブーツ２００を雌型光コネクタ１２０（雄型光コネクタ２０）の基端側に配置し、防水ブーツ２００の先端側部分に、雌型光コネクタ１２０（雄型光コネクタ２０）内に配置した状態で変形して止水する環状襞２０１ａを外周面に形成した止水部２０１を備えたことにより、確実な光伝送を行うとともに、水分の侵入による不具合の発生を防止することができる。

また、雄型光コネクタ２０の嵌合凸部２１の外周面に、雌型光コネクタ１２０の嵌合凹部１２１の内周面との間で介在するＯリング２１ａを備えているため、雄型光コネクタ２００における雄型光コネクタ２０１の雄型光コネクタ２０１ａとの相乗効果でより確実に、水分の侵入による不具合の発生を防止することができる。

この発明の構成と、前記実施形態との対応において、
この発明のフェルールは、コーンフェルール３３０に対応し、
以下同様に、
光ファイバ端子は、凹状フェルール３００ａに対応し、
端子付光ファイバケーブルは、雌側端子付光ファイバケーブル１３０に対応し、
光接続構造は、ワイヤー光接続Ａ、後述するＦＯＴ光接続Ｂに対応し、
接続対象部材は、雄側端子付光ファイバケーブル３０に対応し、
被嵌着部は、カップフェルール３２０に対応し、
互いの対向面は、貫通孔３２４の対向面３２４ｃａ及び先端コーン部３３３ａの対向面３３３ｂに対応し、
芯線先端面は、コア４０７の端面に対応し、
嵌着部は、コーン本体３３３に対応し、
テーパ面は、テーパ孔部３２４ｃ及び先端コーン部３３３ａに対応し、
嵌着部のテーパ角度は、テーパ角度θ２に対応し、
被嵌着部のテーパ角度は、テーパ角度θ１に対応し、
離間距離は、クリアランスＫの距離ｔに対応し、
コネクタハウジングは、雌型光コネクタ１２０に対応し、
光コネクタは、雌型光コネクタケーブル１００に対応し、
抗張力体台座部は、ケブラー台座部３１２に対応し、
端子固定部材は、固定スリーブ２４０に対応し、
環状の凸部は、環状凸部３１２ａ，３１３ａに対応し、
保護ブーツは、防水ブーツ２００に対応し、
被保持部は、止水部２０１に対応し、
止水手段は、環状襞２０１ａに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。もちろん凹状フェルール３００ａを備えた雄型光コネクタケーブル１０と凸状フェルール３００ｂを備えた雌型光コネクタケーブル１００とは入れ替わってもよく、どちらを主体としてもよい。

例えば、上述のワイヤー光接続Ａでは、雄型光コネクタケーブル１０と雌型光コネクタケーブル１００とを接続するいわゆるwire to wire接続であったが、図７乃至図９に示すように、雄型光コネクタケーブル１０とＦＯＴコネクタ４００とを接続するＦＯＴ光接続Ｂであってもよい。ＦＯＴ光接続Ｂについて、図７乃至図８とともに説明する。以下のＦＯＴ光接続Ｂ説明では、雄型光コネクタケーブル１０については、上述のワイヤー光接続Ａの説明における雄型光コネクタケーブル１０と同一であるため詳細な説明を省略する。

なお、図７及び図８はＦＯＴ光接続Ｂについての斜視図による説明図を示し、図９はＦＯＴ光接続Ｂについての断面図による説明図を示している。
詳しくは、図７（ａ）及び図８（ａ）は雄型光コネクタケーブル１０とＦＯＴコネクタ４００とを接続した接続状態のＦＯＴ光接続Ｂの斜視図を示し、図７（ｂ）及び図８（ｂ）は雄型光コネクタケーブル１０とＦＯＴコネクタ４００とを接続するために配置した状態の斜視図を示し、図９（ａ）は上記接続状態のＦＯＴ光接続Ｂの断面図を示し、図９（ｂ）は上記配置した状態のＦＯＴ光接続Ｂの断面図を示している。

ＦＯＴコネクタ４００は、コネクタハウジング４１０の内部にＦＯＴ（図支承略）を配置し、図示省略する基板上に固定されるコネクタであり、コネクタハウジング４１０に上述の雌型光コネクタケーブル１００における雌型光コネクタ１２０の嵌合凹部１２１に対応する嵌合凹部４１１を備え、嵌合凹部４１１の内部に、雌型光コネクタケーブル１００におけるコーンフェルール３３０のコーン本体３３３に対応するコーン本体４１２（図９参照）が突出している。コーン本体４１２もコーンフェルール３３０のコーン本体３３３と同様に、先端に先端コーン部４１２ａを備えている。その他の構成についても、雌型光コネクタケーブル１００の凸状フェルール３００ｂと同様であるため、説明を省略する。

このように構成されたＦＯＴ光接続Ｂも、上述のワイヤー光接続Ａと同様に、雄型光コネクタケーブル１０における雄型光コネクタ２０の嵌合凸部２１を、ＦＯＴコネクタ４００の嵌合凹部４１１に挿入することで、嵌合凸部２１の端面に露出する貫通孔３２４にコーン本体４１２が挿入され、貫通孔３２４のテーパ孔部３２４ｃによって、コーン本体４１２の先端コーン部４１２ａが案内され調芯される。このように、ＦＯＴ光接続Ｂであってもワイヤー光接続Ａと同様に、上述の効果を奏することができる。

なお、上述の説明では、テーパ面を有する円錐台状のテーパ孔部３２４ｃと先端コーン部３３３ａとを当接させて調芯したが、円錐台形状のみならず多角錐台形状で形成してもよい。さらには、テーパ孔部３２４ｃのみテーパ面を有する錐台形状に形成し、先端コーン部３３３ａを有さない円柱状のコーン本体３３３とを嵌合させて調芯してもよい。

３０…雄側端子付光ファイバケーブル
４０…光ファイバケーブル
１００…雌型光コネクタケーブル
１２０…雌型光コネクタ
１３０…雌側端子付光ファイバケーブル
２００…防水ブーツ
２０１…止水部
２０１ａ…環状襞
２４０…固定スリーブ
３００ａ…凹状フェルール
３００ｂ…凸状フェルール
３１２…ケブラー台座部
３１２ａ，３１３ａ…環状凸部
３１３…挿入台座部
３２０…カップフェルール
３２４…貫通孔
３２４ｃ…テーパ孔部
３２４ｃａ…対向面
３３０…コーンフェルール
３３３…コーン本体
３３３ａ…先端コーン部
３３３ｂ…対向面
４０１…光ファイバ素線
４０２…抗張力体
４０３…ケーブル外被覆部
４０４…光ファイバ芯線
４０５…芯線被覆部
４０７…コア
Ａ…ワイヤー光接続
Ｂ…ＦＯＴ光接続
θ…テーパ角度
ｋ…クリアランス
ｔ…距離

Claims (5)

1. 光ファイバ芯線を有する光ファイバケーブルの先端に、フェルールを有する光ファイバ端子が装着された端子付光ファイバケーブルを光接続する光接続構造であって、
   前記光ファイバ端子が接続される接続対象部材に形成された被嵌着部に、互いの対向面が対向するように嵌着するとともに、前記光ファイバケーブルの先端より露出した前記光ファイバ芯線の先端面である芯線先端面が前記対向面から露出する嵌着部を前記フェルールの先端側に備え、
   前記嵌着部が前記被嵌着部に挿入可能に構成するとともに、
   前記嵌着部及び前記被嵌着部の両側面を挿入方向に交差する方向のテーパ角度を有するテーパ面で構成し、
   前記被嵌着部のテーパ面の前記テーパ角度を、前記嵌着部のテーパ面の前記テーパ角度より大きな角度で構成し、
   前記嵌着部を前記挿入方向に沿った凸状の円錐台形状で形成し、前記被嵌着部を前記挿入方向に沿った凹状の円錐台形状で形成し、
   前記嵌着部の対向面を、前記被嵌着部の対向面より大きな径で形成した円形面で構成した
   光接続構造。
2. 接続状態における対向面同士の離間距離を、所定の光伝送ロス率に基づいて設定するとともに、
   設定された前記離間距離に基づいて、
   前記嵌着部の対向面に対する前記被嵌着部の対向面の縮径率、及び前記テーパ角度の少なくとも一方を設定した
   請求項１に記載の光接続構造。
3. 請求項１または２に記載の光接続構造における前記端子付光ファイバケーブルと、前記光ファイバ端子を挿着するコネクタハウジングとで構成する光コネクタであって、
   前記光ファイバケーブルを、
   前記光ファイバ芯線の外周を長手方向に沿って覆う芯線被覆部及び前記光ファイバ芯線で構成する光ファイバ素線、該光ファイバ素線の外周に長手方向に沿って配置する抗張力体、並びに抗張力体の外側を長手方向に沿って覆うケーブル外被覆部で構成し、
   前記フェルールの後側に、前記抗張力体の前記光ファイバケーブルの先端より露出する露出側端部の載置を許容する筒状の抗張力体台座部と、
   該抗張力体台座部の後側に、ケーブル外被覆部内部に挿入可能な筒状の挿入台座部とを備え、
   前記抗張力体台座部に載置した前記抗張力体の該露出側端部と前記抗張力体台座部とをカシメて固定するとともに、
   ケーブル外被覆部内部に挿入した挿入台座部と、ケーブル外被覆部とを固定する端子固定部材を備えた
   光コネクタ。
4. 前記抗張力体台座部及び挿入台座部の少なくとも一方の外周面に、
   環状の凸部を長手方向に複数配置した
   請求項３に記載の光コネクタ。
5. 前記光ファイバケーブルにおける前記コネクタハウジング側の部位を被覆する保護ブーツを備え、
   前記保護ブーツの先端側部分に、前記コネクタハウジング内に保持される被保持部が形成され、
   被保持部の外周に、前記コネクタハウジング内に配置した状態で変形して止水する止水手段を備えた
   請求項３または４に記載の光コネクタ。
   

Images