JPS60198508A - Optical fiber connector - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent break of an optical fiber due to variation of temperature by press-fixing an optical fiber core to a connector core of an optical fiber connector and increasing the force of friction acting between the optical fiber and a coating. CONSTITUTION:The front end part of an optical fiber core 4 is inserted into a core 1 of the optical fiber connector, and a screw of an outside cylinder 9 is turned to press a caulking part 8, which is connected to the core 1, to the optical fiber core 4 from the outside of the core 4. Next, >=250g force of friction is applied between the optical fiber and the coating by caulking. Thus, the optical fiber can endure sufficiently the compressive stress of the optical fiber due to variation of temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 （技　術　分　野） この発明は温度変化に対して光ファイバの破断の恐れが
ない光フアイバコネクタに関す墨ものである。[Detailed Description of the Invention] (Technical Field) The present invention relates to an optical fiber connector in which there is no fear of optical fiber breakage due to temperature changes.

（従　来　技　術） 一般に光フアイバコネクタには外径精度の良い中子の中
心に設けられた微***に光ファイバを挿入固定し、この
中子を２個、内面精度の良い円筒状のスリーブの両側か
ら差し込むことにより、２個の中子に挿入された２本の
光ファイバのコア中心が一致するように光ファイバを突
き合わせて接続する方法が用いられている。光フアイバ
コネクタは室内のみならず、屋外でも使用されるために
、厳しい温度条件下でも光ファイバの破断を防止できる
構造をもつ必要がある。(Conventional technology) Generally, in optical fiber connectors, an optical fiber is inserted and fixed into a minute hole made in the center of a core with good outer diameter precision, and two of these cores are connected to a cylindrical sleeve with good inner diameter precision. A method is used in which the two optical fibers inserted into the two cores are butted against each other and connected so that the core centers of the two optical fibers are aligned. Since optical fiber connectors are used not only indoors but also outdoors, they must have a structure that can prevent the optical fibers from breaking even under severe temperature conditions.

以下、光フアイバコネクタを第１図に示し、この図に基
づいて説明する。第１図（ａ）は中子の断面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）の中子に挿入する光ファイバを示
す図である。第１図において、１は中子、２は光フアイ
バ位置決め用の微***、８は光ファイバ、４は光ファイ
バ８にナイロンを被覆した光フアイバ心線、５は光ファ
イバをより強く接着固定するためのガラスパイプ、６は
光フアイバ心線４が収容される中空穴、７は接着剤を中
空穴にいきわたらせるための空気ぬき穴である。Hereinafter, an optical fiber connector is shown in FIG. 1 and explained based on this figure. FIG. 1(a) is a sectional view of the core, and FIG. 1(b) is a diagram showing an optical fiber inserted into the core of FIG. 1(a). In Fig. 1, 1 is a core, 2 is a small hole for positioning the optical fiber, 8 is an optical fiber, 4 is an optical fiber coated with nylon on the optical fiber 8, and 5 is for fixing the optical fiber with stronger adhesive. 6 is a hollow hole in which the optical fiber core 4 is accommodated, and 7 is an air hole for distributing the adhesive into the hollow hole.

組立て方法は光ファイバ８にガラスパイプ５を挿大した
後、接着剤を光ファイバ８、ガラスノぐイブ５、光フア
イバ心線４の先端部、中空穴６に塗布する。次に中子１
の中心に設けられた中空穴６に光フアイバ心線８、ガラ
スノぐイブ５および光フアイバ心線４の先端部を挿入し
固定する０ところが中子１の先端の微***２は直径が１
２６μｍ程度であるので、中空穴６の全体に接着剤をい
きわたらせるのは困難であるとともに、接着剤自体に空
気等の泡が含まれているので、接着剤が固まった際、接
着剤の中に空どうが生じるおそれがあり、その空どう部
に温度変化等に伴う光ファイノ（のひすみ力が作用し、
光ファイバが破断する事例が発生している０このような
空どうの発生を少なくし、光ファイバと接着剤の固定を
より確実にするためガラスパイプ５を用いている。しか
し光ファイノ号８にガラスパイプ５を通す際、両者とも
ガラスであるので、光ファイバ８に傷をつけ、経時的に
光ファイバを破断させる事例も発生している。また接着
剤の固定に数時間かかり、かつ固定した後、端面研摩を
必要とするので、コネクタの組立てに長時間かかつてい
る。As for the assembly method, after inserting the glass pipe 5 into the optical fiber 8, adhesive is applied to the optical fiber 8, the glass nozzle 5, the tip of the optical fiber core 4, and the hollow hole 6. Next, core 1
The tip of the optical fiber core 8, glass nozzle 5, and optical fiber core 4 are inserted and fixed into the hollow hole 6 provided at the center of the core 1. However, the minute hole 2 at the tip of the core 1 has a diameter of 1
Since the diameter is about 26 μm, it is difficult to spread the adhesive throughout the hollow hole 6, and since the adhesive itself contains bubbles such as air, when the adhesive hardens, it is difficult to spread the adhesive throughout the hollow hole 6. There is a risk that voids may form inside the pipe, and the distortion of the optical fiber due to temperature changes, etc. will act on the voids.
The glass pipe 5 is used to reduce the occurrence of such voids and to more securely fix the optical fiber and adhesive. However, when passing the glass pipe 5 through the optical fiber 8, since both are made of glass, there have been cases where the optical fiber 8 is damaged and the optical fiber is broken over time. Furthermore, it takes several hours to fix the adhesive, and after fixing, the end face must be polished, so it takes a long time to assemble the connector.

（発明の目的） 本発明はこれらの欠点を除去するため、接着剤を使用し
ないでコネクタ中子に光ファイノく心線を圧着固定する
ようにしたもので、その目的は圧着することにより、光
ファイバと被覆間に餉く摩擦力を大きくシ、温度変化に
より光７アイノくが破断しないようにすることにある。(Object of the Invention) In order to eliminate these drawbacks, the present invention crimps and fixes the optical fiber core to the connector core without using adhesive. The objective is to increase the frictional force between the fiber and the coating to prevent the optical fiber from breaking due to temperature changes.

以下図面により本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

（発明の構成および作用） 第２図は本発明の一実施例の構造を示し、一部分を切断
した斜視図であって、１は中子、４は光フアイバ心線、
８はかしめ部、９は外筒である。(Structure and operation of the invention) FIG. 2 shows the structure of an embodiment of the present invention, and is a partially cutaway perspective view, in which 1 is a core, 4 is an optical fiber core,
8 is a caulking portion, and 9 is an outer cylinder.

第２図において、外筒９のねじを回わすことにより、か
しめ部８を光子アイバ心線４の外側から光フアイバ心線
４に押し付ける。In FIG. 2, by turning the screw of the outer cylinder 9, the caulking portion 8 is pressed against the optical fiber core wire 4 from the outside of the photonic fiber core wire 4.

第８図は本発明の一実施例の要部を示す説明図であって
、ｌは光フアイバ位置決め用の微***の長さ、Ｌは光フ
アイバ部分の長さである。Ｌ−１の値は光フアイバ部分
が中空穴６の中に存在する長さ、８はかしめ部、１０は
他のコネクタである。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a main part of an embodiment of the present invention, where l is the length of the microhole for positioning the optical fiber, and L is the length of the optical fiber portion. The value of L-1 is the length that the optical fiber portion exists in the hollow hole 6, 8 is the caulking part, and 10 is another connector.

以下ではかしめ部８で光フアイバ心線の被覆と中子が一
体化しているが、光フアイバ自体にはかしめることによ
り摩擦力が増加しない場合についてＬ−７の値と光ファ
イバに働く力の関係を説明する。In the following, the coating of the optical fiber core and the core are integrated at the crimped part 8, but the value of L-7 and the force acting on the optical fiber are calculated in the case where the frictional force does not increase due to crimping the optical fiber itself. Explain the relationship.

光フアイバ心線の構造を第４図に示す。中心に光ファイ
バ８、中間にシリコーンゴム、Ｕｖキュア等低ヤング率
の材料からなる緩衝層１１、外側にナイロン被覆等を設
けた構造となっておりミナイロン被覆１２と光ファイバ
８とは完全に密着していない。従って光フアイバ心線を
製造する時に生じたナイロン被覆の歪の解放、温度変化
に伴うナイロン被覆１２の収縮等によりナイロン被覆１
２に長手方向の収縮応力が発生し、光ファイバ８とナイ
ロン被覆１２との間に変位を発生させようとする。ここ
では緩衝！１１はヤング率が小さいため除外できる。と
ころがナイｐン被Ｍｌ１２はかしめ部８により中子１に
固定されており、かつ光ファイバ８の先端部は他のコネ
クタｌＯで固定されているので、ナイロン波釘１２に発
生した収縮応力は光ファイバ８を長手方向に圧縮させる
方向に働くこととなる。The structure of the optical fiber is shown in FIG. It has a structure with an optical fiber 8 in the center, a buffer layer 11 made of a low Young's modulus material such as silicone rubber or UV cure in the middle, and a nylon coating on the outside, and the mini-nylon coating 12 and the optical fiber 8 are in perfect contact with each other. I haven't. Therefore, due to the release of strain in the nylon coating that occurs during the production of optical fiber cores, the shrinkage of the nylon coating 12 due to temperature changes, etc., the nylon coating 1
A shrinkage stress in the longitudinal direction is generated in the optical fiber 8 and tends to cause displacement between the optical fiber 8 and the nylon coating 12. Buffer here! No. 11 can be excluded because its Young's modulus is small. However, since the knife Ml 12 is fixed to the core 1 by the caulking part 8, and the tip of the optical fiber 8 is fixed by another connector lO, the shrinkage stress generated in the nylon corrugated nail 12 is absorbed by the light. This acts to compress the fiber 8 in the longitudinal direction.

第す図に突き出し量の大きい低温状態（−２０℃）に、
種々の長さの光フアイバ心線を２週間放置した後、光フ
ァイバの突き出し量を測定した結果を示す。第５図の結
果をもとにして光ファイバに働く応力をめる。今、長さ
δ（Ｃりの光フアイバ心線において、ε。なる歪がナイ
ロン被覆に生じており、低温時におけるナイ四ンの弾性
率および断面積をそれぞれＥＬおよびＡとすると、ナー
イ四ンの単位長さ当りには、ε。ＥＬＡなる収縮力およ
び温度変化に伴う収縮力ｅｔＥＬＡが生じる。ただし６
ｔは温度変化による歪である。また緩衝層と光フアイバ
間の摩擦力をλ（ｋｇ７ｍ　）とし、光フアイバ心線の
端末からの距離をＸとすると、点Ｘにおける摩擦力はλ
Ｘとなる。それらの関係を第６図に示す。第６図におい
て矢印０は摩擦力λＸの方向を示し、矢印中は歪の解放
ε。ＥＬＡの方向および温度変化に伴う収縮力ｅｔＥＬ
Ａの方向を示す。光フアイバ心線が長い場合には、Ｘが
大きくなると摩擦力が収縮力より大きくなる。この場合
、端末でのナイロン収縮量をΔδ、とすると、（１） となる。また光フアイバ心線が短い場合は全領域でナイ
ロン被覆が移動するので、光ファイバの片側の端面での
ナイロン収縮量Δδ、は（２）式で表わされる。Fig. 2 shows a low temperature condition (-20℃) with a large amount of protrusion.
The results of measuring the amount of protrusion of optical fibers after leaving optical fiber cores of various lengths for two weeks are shown. Based on the results shown in FIG. 5, calculate the stress acting on the optical fiber. Now, in an optical fiber core wire of length δ(C), a strain of ε is generated in the nylon coating, and if the elastic modulus and cross-sectional area of Nylon at low temperature are EL and A, respectively, Ny4 is A contraction force of ε.ELA and a contraction force etELA due to temperature change occur per unit length of .However, 6
t is the strain due to temperature change. Furthermore, if the frictional force between the buffer layer and the optical fiber is λ (kg7m), and the distance from the end of the optical fiber is X, then the frictional force at point X is λ
It becomes X. The relationship between them is shown in FIG. In FIG. 6, arrow 0 indicates the direction of frictional force λX, and the arrow indicates strain release ε. Contraction force etEL due to ELA direction and temperature change
Indicates the direction of A. When the optical fiber is long, the frictional force becomes larger than the contraction force as X becomes larger. In this case, if the amount of nylon shrinkage at the terminal is Δδ, then (1) is obtained. Further, when the optical fiber is short, the nylon coating moves over the entire region, so the amount of nylon shrinkage Δδ at one end face of the optical fiber is expressed by equation (2).

ところで第５図よりδ−５０鵠の場合Δδ、　−ｏ、ｉ
ａ鴎、δ−５００鴎の場合Δδ１　””　０−２８　ａ
ｍであるので、各々の値を（２）式、（１）式に代入し
、ε。−εｔ−６，０ＩＸ１０　（８） を得る。光フアイバ心線の端面部分（ｘ−０）で光ファ
イバに働く応力Ｆ　Ｇ１ Ｆ−（ε。−εｔ）ＥＬＡ　（５） で表わされる。ＥＬ−１２０に９／ｎｍ、光ファイノぐ
心線の規格において、ナイロン被稠の外径が０．９鰭、
その内径が０．４鰭であるので、Ａ−０，５１−より、
Ｆ−１１６８９となる。By the way, from Fig. 5, in the case of δ-50 mice, Δδ, −o, i
In the case of a seagull, δ-500 seagull, Δδ1 ”” 0-28 a
m, so substitute each value into equations (2) and (1) to obtain ε. -εt-6,0IX10 (8) is obtained. The stress acting on the optical fiber at the end face portion (x-0) of the optical fiber core wire is expressed as F G1 F-(ε.-εt) ELA (5). EL-120 is 9/nm, and in the standard for optical fiber cores, the outer diameter of the nylon coating is 0.9 fin,
Since its inner diameter is 0.4 fins, from A-0,51-,
It becomes F-11689.

一般に光ファイバのような細長い棒に、ある−室以上の
圧縮力が加わった場合、棒は座屈を起こすことが知られ
ている。この座屈が起きる荷重（オイラーの座屈荷重）
Ｐは（６）式で表わされる。It is generally known that when a compressive force of a certain degree or more is applied to a long and thin rod such as an optical fiber, the rod will buckle. The load that causes this buckling (Euler's buckling load)
P is expressed by equation (6).

ただしＥは光ファイバの弾性率、工は断面２次モーメン
トである。光ファイバの半径をｒとすると、Ｅ−７２０
０に９／ｍｎ１ｌＩ　−−ｒ　、ｒ−０，０６２！５鳴 闘より座屈荷重Ｐは、 １　（７） Ｐ　−８５２’　（Ｌ−／　）２　’り）で表わされる
。（７）式のグラフを第７図に示す。Here, E is the elastic modulus of the optical fiber, and E is the second moment of area. If the radius of the optical fiber is r, E-720
From 0 to 9/mn1lI--r, r-0,062!5, the buckling load P is expressed as 1 (7) P-852'(L-/)2'. A graph of equation (7) is shown in FIG.

第８図にかしめ部８により中子１を光フアイバ心線４に
取り付けた他の実施例を示す。ここではかしめることに
より光ファイバ８に摩擦力ｆが加わっているとする。FIG. 8 shows another embodiment in which the core 1 is attached to the optical fiber core 4 by the caulking part 8. Here, it is assumed that a frictional force f is applied to the optical fiber 8 by caulking.

第９図にこの＋ｄ（のコネクタにおいて、光フアイバ心
線に鋤く力を示す。第６図と比較して、かしめによる摩
擦力ｆが生じており、ｆの働く方向（矢印−で示ず）は
光ファイバに生ずる応力を減少させる方向である。なお
矢印６は摩擦力λＸの方向を示し、矢印Ｑは歪の解放ｅ
。ＥＬＡの方向および温度変化に伴う収縮力ｅｔＥＬＡ
の方向を示す。光フアイバ心線の端面からかしめ位ｆｉ
１までの距離をψとすると、点ψにおいて働くナイロン
外被の応力Ｆは（９）式で表わされる。Figure 9 shows the force applied to the optical fiber core in this +d (connector).Compared to Figure 6, a frictional force f is generated due to caulking, and the direction in which f acts (not indicated by the - arrow) is shown in Figure 9. ) is the direction in which the stress generated in the optical fiber is reduced.The arrow 6 indicates the direction of the frictional force λX, and the arrow Q indicates the direction in which the strain is released e.
. Contraction force due to ELA direction and temperature change etELA
indicates the direction. Caulking position fi from the end face of the optical fiber core wire
If the distance to 1 is ψ, the stress F of the nylon jacket acting at the point ψ is expressed by equation (9).

Ｆ−（Ｇ０−εｔ）ＥＬＡ−λψ−ｆ（０）ε。、εｊ
　＃　ＥＬ　ｅ　Ａ　ｅλについては（５）式と同様で
ある。F-(G0-εt)ELA-λψ-f(0)ε. ,εj
#EL e A eλ is the same as equation (5).

かしめ部８によりナイロン外被を固定し、かつ先端部も
他のコネクタｌＯにより固定されているので、（９）式
で表わされる力は、光ファイバ８に対して圧縮力として
伶用する。Since the nylon jacket is fixed by the caulking portion 8 and the tip end is also fixed by another connector IO, the force expressed by equation (9) acts on the optical fiber 8 as a compressive force.

ところで（ｓ）　ｔ　（４１式より であるので、（９）式は、次式のように表わされる。By the way, (s) t (from formula 41 Therefore, equation (9) can be expressed as the following equation.

Ｆ　−８６８−８，９７９＋　−ｆ　（Ｆ）　（１０）
また試作した光コネクタにおいて、ψの値は８０簡であ
るので、θＯ）式は次式で表わされる。F -868-8,979+ -f (F) (10)
In addition, in the optical connector that was manufactured as a prototype, the value of ψ is 80, so the equation θO) is expressed by the following equation.

Ｆ　−２４８，９−ｆ　（１υ このように、かしめ力により光ファイバ８に対して働く
圧縮力を軽減することができる。なお光フアイバ部分の
長ざＬから中子に設けた光フアイバ位置決め用の微***
の長さｌを引いた値（Ｌ−／）と光ファイバの座屈荷重
との関係は（７）式と同様であるＯ 次に第８図に示す構成をもつ光フアイバコネクタを試作
し、ｆの値を変えた場合について実験を行ったので、そ
の結果を説明する。F -248,9-f (1υ In this way, it is possible to reduce the compressive force acting on the optical fiber 8 due to the crimping force.The length L of the optical fiber part is used for positioning the optical fiber provided in the core. The relationship between the value obtained by subtracting the length l of the microhole (L-/) and the buckling load of the optical fiber is the same as equation (7). We made a prototype and conducted experiments with different values of f, and the results will be explained below.

ｆの値と温度サイクルによる光ファイバの破断状況との
関係を第１表に示す。第１０［Ｎに温度サイクルの１サ
イクルにおける温度変化を示す。′１サイクル６時間で
６０℃から一２０°Ｃへ温度変化を与えている。Table 1 shows the relationship between the value of f and the state of optical fiber breakage due to temperature cycles. 10th [N] shows the temperature change in one cycle of the temperature cycle. 'The temperature is changed from 60°C to -20°C in one cycle of 6 hours.

第１表 またｆ−２５０ｇの場合、湿度変化４０〜４５サイクル
中に本発明の元ファイバコネクタの接続損失をモニ゛り
したところ、接続損失の変動幅が０．１　（ｉＢ以下で
あった。このようにｆの値を２５０２以上にすることに
より、Ｌ−Ａ！の値にかかわらず、十分長期信頼性を確
保することができる０（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光フアイバコネクタは、
ｆの値を２５０９以上とすることにより、温度変化によ
り生じる光ファイバの圧縮応力に対して光ファイバが十
分たえることができ、長期信頼性を確保することができ
る。ざらに接着剤を使用していないので、短時間で光フ
アイバ心線を光コネクタに取り付けることができる利点
がある。Table 1 Also, in the case of f-250g, when the connection loss of the original fiber connector of the present invention was monitored during 40 to 45 cycles of humidity change, the fluctuation range of the connection loss was 0.1 (iB or less). By setting the value of f to 2502 or more in this way, sufficient long-term reliability can be ensured regardless of the value of L-A!0 (Effects of the Invention) As explained above, the light of the present invention Fiber connector is
By setting the value of f to 2509 or more, the optical fiber can sufficiently withstand the compressive stress of the optical fiber caused by temperature changes, and long-term reliability can be ensured. Since no adhesive is used, there is an advantage that the optical fiber can be attached to the optical connector in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図（ａ）は中子の断面図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）図の中子に挿入する光ファ
イバを示す図、 第２図は本発明の一実施例の構造を示し、一部分を切断
した斜視図、 第８図は本発明の一実施例の要部を示す説明図°、第４
図は光フアイバ心線の構造図、 第５図は光７アイパの突き出し量の測定結果を示す図、 第６図は光７アイパ心線に働く応力を示す説明図、 第７図は光フアイバ部分の長さと座屈荷重の関係を示す
図、 第８図はかしめ部をもつ光７アイパコネクタの他の実施
例を示す図、 第９図は光ファイバに摩擦力が加わったとき゛光ファイ
バ心線に働く応力を示す説明図、第１０図は温度サイク
ル条件を示す図である。 ｌ・・・中子 ２・・・光フアイバ位置決め用の微***８・・・光ファ
イバ　４・・・光ファイバ心細５・・・ガラスパイプ　
６・・・中空穴７・・・空気ぬき穴　８・・・かしめ部
９・・・外筒 、ｌＯ・・・他のコネクタ　１１・・・Ｉｌｌ！　衝１
１１２“°°ナイ四ンｗｔ倶。 特１ｒｆｔＨ願人　日本電信電話公社 第１図 （ａ　）　（ｂ　＞ 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ぐコニ◇ 第７図 第８図 −１ １FIG. 1(a) is a cross-sectional view of the core, FIG. 1(b) is a diagram showing an optical fiber inserted into the core shown in FIG. 1(a), and FIG. 2 is a diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory view showing the main part of an embodiment of the present invention; FIG.
The figure is a structural diagram of the optical fiber core wire. Figure 5 is a diagram showing the measurement results of the protrusion amount of the Optical 7 Eyer. Figure 6 is an explanatory diagram showing the stress acting on the Optical 7 Eyer core wire. Figure 7 is the diagram of the optical fiber core. Figure 8 is a diagram showing the relationship between the length of the part and the buckling load. Figure 8 is a diagram showing another embodiment of the Optical 7 Eyeper connector with a caulking part. Figure 9 is a diagram showing the relationship between the length of the optical fiber and the buckling load. An explanatory diagram showing stress acting on a wire, and FIG. 10 is a diagram showing temperature cycle conditions. l... Core 2... Micro hole for optical fiber positioning 8... Optical fiber 4... Optical fiber core 5... Glass pipe
6... Hollow hole 7... Air vent hole 8... Caulked part 9... Outer cylinder, lO... Other connector 11... Ill! opposition 1
112 "°°Ni4n wt. Special 1 rftH applicant Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Figure 1 (a) (b > Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Gukoni◇ Figure 7 Figure 8 Figure-1 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １　口出しした光フアイバ心線の端部を中子の内に挿入
して、前記中手と連結しているかしめ部によって光フア
イバ素線とその被覆をかしめることにより固定し、前記
中子の端面同志を突き合わせるようにした光フアイバコ
ネクタにおいて、かしめることにより光ファイバと被ｇ
ｔとの間に２５０ｇ以上の摩擦力を加えることを特徴と
する光フアイバコネクタ。1. Insert the protruded end of the optical fiber core into the core, fix by caulking the optical fiber and its coating with the caulking part connected to the core, and In optical fiber connectors whose end faces are butted against each other, caulking creates a bond between the optical fiber and the exposed ground.
An optical fiber connector characterized by applying a frictional force of 250g or more between