JP4110969B2 - 光コネクタ用フェルールおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光コネクタの構成部品の一つであり、光ファイバの先端部を位置決め固定する光コネクタ用フェルールおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの端部同士を接続する方法の一つに光ファイバの端部をコネクタ化する方法がある。そして、光ファイバ端部のコネクタ化に際しては、光ファイバの端部を位置決め固定し、互いの端部の位置決めを容易にしたり、接続状態を維持するための部材として、フェルールという部品が用いられる。フェルールを用いたコネクタ規格としては、MTコネクタやMPOコネクタなどが一般に知られている。このようなコネクタとしては、特開平9-68627号公報に記載のものなどが知られている。
【０００３】
光ファイバの接続時には互いの光ファイバの中心部にあるコアを高精度に位置決めする必要があり、これらのMTコネクタやMPOコネクタにおいては、互いの位置決めを行うために、ガイド孔とガイドピンが用いられている。各コネクタの接続端面には一対のガイド孔が穿孔されており、これらのガイド孔にガイドピンを挿入させることで一対の光コネクタの位置決めを行っている。しかし、コネクタ同士の脱着時に、ガイドピンがガイド孔の開口部周辺を損傷させ、接続状態を悪化させて伝送損失を増加させてしまう場合があった。上述した公報の光コネクタ用のフェルールにおいては、このような問題を解消するべく、ガイド孔の開口部周辺にテーパー部を設けたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなテーパ部を設けた光コネクタ用フェルールによって、脱着を繰り返すことによる伝送損失の増加を抑制できることが分かったが、発明者らはさらなる改良を重ね、より優れた性能を実現し得る光コネクタ用フェルールを発明した。本発明の目的は、ガイドピンとガイド孔を用いて位置決めを行う光コネクタ用フェルールにおいて、コネクタ接続時の接続損失をより低減することのできる光コネクタ用フェルールおよびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る光コネクタ用フェルールは、光ファイバが挿入固定される１つまたは複数の光ファイバ収容孔と、ガイドピンが挿入される一対のガイド孔とが接続端面から内部に延在して設けられている光コネクタ用フェルールにおいて、各ガイド孔の前記接続端面側に、回転体表面の一部に相当する面取り部がそれぞれ形成され、前記接続端面が、一対の前記ガイド孔の各中心軸に直角な平面に対して傾斜するととも に、各面取り部の中心軸が、対応する各ガイド孔の中心軸に対して平行であり、かつ、一対のガイド孔の両中心軸を通る平面から接続端面基端側が存在する側の領域に位置するように形成されているものである。
【０００６】
面取り部を形成することによって、ガイドピンの挿入を容易にし、ガイドピンによる接続端面の損傷を防止することで、これにともなう接続損失の増加を抑止できる。また、面取り部が形成されることによって、ガイドピンによってガイド後端部を変形させてしまい、接続端面同志の面接状態を悪化させることを抑止できるので、この点からも接続損失の増加を抑制できる。さらに、本発明においては、接続端面が一対のガイド孔の各中心軸に直角な平面に対して角度を持つように形成されているので、光ファイバ端面での反射による特性劣化を低減することができる。
【０００７】
ここで言う、一対のガイド孔の両中心軸を通る平面から接続端面基端側が存在する側の領域、とは、該平面が占める領域と該平面よりも接続端面基端側が存在する側の領域との双方を含む領域全体を指す。さらに、接続端面基端側が存在する側とは、ガイド孔の中心軸に対して角度を有して形成される接続端面には先端側と基端側とが生じるので、この基端側が存在する側のことを指す。
【０００８】
これにより、傾斜する接続端面の好適な位置に面取り部が形成されるため、面取り部周囲の欠損を防止し、かつ、確実にガイドピンの先端をガイド孔に案内することができる。この結果、ただ単に面取り部を形成した場合よりも、面取り部を形成した効果をより一層確実に得ることができ、接続損失をより一層低減することができる。
【０００９】
この光コネクタ用フェルールの製造方法は、光ファイバ収容孔とガイド孔を有するフェルール本体をプラスチック成形により製造した後に切削または研削加工により、回転体表面の一部に相当する面取り部を形成するものである。このようにプラスチック成形で本体を成形した後、切削または研削加工により面取り部を製造することで所望の形状の面取り部を正確に形成することができる。この切削または研削加工は、例えば、超硬材料またはダイヤモンドからなる刃先を有するドリルを用いた切削加工により、あるいは回転砥石を用いた研削加工により行われる。
【００１０】
ドリルや砥石により切削または研削加工を行うことで、刃先、砥石の形状変更によって、面取り部の形状を容易に変更することができ、極めて汎用性が高くなり、しかも、ロート形状の加工精度を極めて高くすることができる。更に、例えば、フェルールの接続端面が傾斜角度を有していて、その傾斜角度に応じた面取り部を形成させる必要がある場合であっても、その傾斜角度に応じた面取り部の加工位置を自由に設定することが可能となる。このように、面取り部の成形に切削または研削加工を利用することで、ロート状面取り部の加工自由度が格段に向上することになる。
【００１１】
接続端面を、２つのガイド孔の各中心軸に直角な平面に対して８度の角度を持つように形成した場合に、各面取り部の接続端面上の開口径がガイド孔径の1.05〜2.0倍の範囲内となるように面取り部が形成されていることが好ましい。この範囲内とすると、面取り部を形成したことによる効果を最も良く得ることができる。また、フェルール自体の公差やフェルールがハウジング内に収納されている場合はハウジングの公差に起因するコネクタ接続時のガイドピンの振れを確実に吸収することができる。
【００１２】
あるいは、接続端面を同様の角度で形成した場合に、各面取り部の中心軸と、対応する各ガイド孔の中心軸とのズレ量が、50〜300μmであることが好ましい。ズレ量をこの範囲に設定すると、接続端面上の面取り部の位置を好適な位置に設定することができ、面取り部を形成したことによる効果を最も良く得ることができる。
【００１３】
各面取り部の中心軸が、対応する各ガイド孔の中心軸に対して角度を有するように、形成してもよく、この角度は、各中心軸に直角な平面に対する接続端面の角度以下とされているとさらに好ましい。また、この角度と一致させてもよい。
傾斜する接続端面の好適な位置に面取り部が形成されるようにしており、面取り部周囲の欠損を防止し、かつ、確実にガイドピンの先端をガイド孔に案内することができるようにしている。この結果、ただ単に面取り部を形成した場合よりも、面取り部を形成した効果をより一層確実に得ることができ、接続損失をより一層低減することができる。
【００１４】
このように設定すると、面取り部によってガイドピンをガイド孔に円滑に案内することができると共に、面取り部の形成を容易に行うことができる。一致させた場合には、面取り部の位置精度などを向上させ、かつ、その形成をさらに容易にすることができる。
【００１５】
フェルールは、粒径が平均２０μｍ以下の充填剤を含んでいることが好ましい。そして、充填剤の最大粒径は４０μｍ以下であることが好ましい。この充填剤はシリカが好ましい。このような充填剤を含む場合には、面取り部表面を滑らかに形成することができるので、ガイドピンが面取り部に接触した場合にも、ガイドピンや面取り部の変形を抑制する効果が得られるとともに、切削工具の磨耗を抑制することができる。この面取り部の表面粗さは０．０１〜２．０μｍであるとさらに好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１Ａ、図１Ｂは本発明に係る光コネクタ用フェルールの第一の実施形態を用いた光コネクタの外観を示す斜視図である。このうち、図１Ａは光コネクタ同士を接続する前の状態を示すものであり、図１Ｂは光コネクタ同士を接続した状態を示している。
【００１８】
これらの図において、光コネクタ１Ａ，１Ｂは、MPOコネクタであり、光コネクタ１Ａは、ガイドピンの無いコネクタとして構成され、光コネクタ１Ｂは、ガイドピン１２をもったコネクタとして構成されている。このような光コネクタ１Ａ，１Ｂは、アダプタ２を介して着脱自在に接続される。
【００１９】
光コネクタ１Ａは、フェルール３Ａを有し、このフェルール３Ａには、単心の光ファイバ心線または多心（ここでは８心）の光ファイバテープ心線４Ａが組み付けられる。光コネクタ１Ｂは、フェルール３Ｂを有し、このフェルール３Ｂには、光ファイバテープ心線４Ａと同じ心数を有する光ファイバテープ心線４Ｂが組み付けられている。これらのフェルール３Ａ，３Ｂは、ハウジング５Ａ，５Ｂにそれぞれ収容されている。
【００２０】
これらのフェルール３Ａ，３Ｂは、強度や耐久性を向上させるべく、例えばプラスチックであるＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）に充填剤（フィラー）であるシリカを添加することによって形成されている。これらの物質の混合比（重量比）は、例えばＰＰＳが３０％、シリカが７０％である。
【００２１】
フェルール３Ａの具体的構成を図２〜図６に示す。これらの図において、フェルール３Ａは、相手側の光コネクタ１Ｂと接合される接続端面（前端面）６から内部に向かって延びる８本の光ファイバ収容孔７を有している。この光ファイバ収容孔７には、光ファイバ導入溝８を介してテープ心線収納穴部９が連通している。このようなフェルール３Ａに光ファイバテープ心線４Ａを組み付けるときは、フェルール３Ａの後端面側よりテープ心線収納穴部９にテープ心線４Ａを挿入すると共に、テープ心線４Ａの先端から露出させた８本の光ファイバを光ファイバ収容孔７に挿入する。
【００２２】
そして、フェルール３Ａの上面に形成された開口部１０より接着剤を充填することにより、光ファイバをフェルール３Ａに固定する。このようにテープ心線４Ａがフェルール３Ａに組み付けられた後に、フェルール３Ａの前端面６は光ファイバ収容孔７の中心軸に直角な平面に対して８度の角度（図４中の角度α）で斜め研磨される（ただし、図４及び図６には光ファイバを示していない）。この研磨時に、光ファイバの先端も同様に８度に研磨すれば、コネクタ接続した状態において、フレネル反射等による反射戻り光の影響が低減される。
【００２３】
あるいは、接続端面６を当初から上述した８度を形成するように形成し、光ファイバを光ファイバ収容孔７の端部から突出させて固定する。そして、光ファイバの先端面を光ファイバ収容孔７の中心軸に対して直角となるように研磨するという場合もある。研磨後に、光ファイバの先端が僅かに接続端面６から突出するようにすれば、いわゆるPC(Physical Contact)接続を行って接続損失を低減することができる。なお、研磨時に、接続端面の一部が光ファイバ収容孔７の中心軸に対して直角となるように研磨されても構わない。
【００２４】
また、光ファイバ収容孔７の両側には、フェルール３Ａの前端面６から内部に向かって光ファイバ収容孔７に対して平行に延びる１対のガイド孔１１が形成されており、各ガイド孔１１には、光コネクタ１Ｂに設けられたガイドピン１２（後述）が挿入される。
【００２５】
このようなガイド孔１１の一部を形成するフェルール３Ａ，３Ｂの前端面６側の開口縁部には面取り部１３が形成されており、ガイド孔１１の開口が前端面６側に広くなっている。面取り部１３は、回転体の表面の一部に相当するような形態として形成されている。本実施形態における面取り部１３は、回転体である円錐の表面の一部に相当する形態を有している。そして、図５に示されるように、ガイド孔１１の中心軸Ｐ₁と面取り部１３の中心軸Ｐ₂とは平行であり、かつ、面取り部１３の中心軸Ｐ₂が一対のガイド孔１１の両中心軸Ｐ₁を通る平面から接続端面６の基端側が存在する側の領域に位置するようにされている。なお、面取り部１３は、上述したように回転体の表面の一部に相当する形態を有しており、面取り部１３の中心軸とはこの回転体の回転軸のことを言う。
【００２６】
既に述べたが、ここに言う、「一対のガイド孔１１の両中心軸Ｐ₁を通る平面から接続端面６の基端側が存在する側の領域」、とは、「該平面自身が占める領域」と「該平面よりも接続端面６の基端側が存在する側の領域」との双方を含む領域全体を指す。「接続端面６の基端側」とは、ガイド孔１１の中心軸Ｐ₁に対して角度を有して形成される前端面６の先端Ｔが存在する側を先端側とした場合に、この先端側とは反対側となる側のことを指す。図５においては、図の下側がここに言う「基端側が存在する側」であり、上側が「先端側が存在する側」となる。特に本実施形態においては、面取り部１３の中心軸Ｐ₂が一対のガイド孔１１の両中心軸Ｐ₁を通る「平面よりも接続端面６の基端側が存在する側の領域」に位置している。
【００２７】
このように、面取り部１３の中心軸Ｐ₂を、一対のガイド孔１１の中心軸Ｐ₁によって規定される平面から接続端面６の基端側が存在する側の領域に配置することによって、一対のガイド孔１１に対して直角な平面に対して角度を持つように形成された接続端面６上において、面取り部１３が接続端面６からはみ出すことなく形成されるようになる。即ち、図４におけるＬ₁とＬ₂の寸法をほぼ等しく、あるいはその差を小さくすることができる。反対に、面取り部１３の中心軸Ｐ₂を、一対のガイド孔１１の中心軸Ｐ₁によって規定される平面よりも接続端面６の先端側が存在する側の領域に配置すると、Ｌ₂よりもＬ₁の方が大きくなり、面取り部１３がＬ₁側で接続端面６からはみ出してしまうおそれがある。
【００２８】
ここで、プラスチック製フェルール３Ａに前述したロート状の面取り部１３を成形するにあたって、図４に示すように、超硬又はダイヤモンドのドリル２０が利用される。そして、ロート状の面取り部１３を形成するにあたって、ドリル２０に中心軸線Ｐ３と面取り部１３の中心軸線Ｐ２（図５Ａ、図５Ｂ参照）とを一致させるように、ガイド孔１１の中心軸線Ｐ１に対しドリル２０の中心軸線Ｐ３を位置ずれさせる。具体的には、ガイド孔１１の中心軸線Ｐ１に対してドリル２０の中心軸線Ｐ３を平行にした状態で、ドリル２０の中心位置を、ガイド孔１１の中心から所定量だけ偏心させる。
【００２９】
このような面取り部１３を形成するにあたって、ドリル２０が利用される理由は、刃先の形状を変更するだけで、面取り部１３の形状を容易に変えることができ、極めて汎用性が高くなる点である。さらに、射出成形に比して、面取り部１３の加工精度を高めることができ、面取り部１３の加工位置の変更の自由度が高くなる。また、フェルール３Ａの接続端面６が傾斜角度αを有する場合、その傾斜角度αに応じた面取り部１３を形成させる必要がある。そこで、この面取り部１３の加工にドリル２０を利用することで、様々な傾斜角度αに対しても簡単かつ確実に対応させることができ、このことは、傾斜した接続端面６をもつフェルール３Ａの生産性向上の一助をなすものである。
【００３０】
なお、ロート状の面取り部１３を形成するにあたって、ガイド孔１１の中心軸線Ｐ１に対しドリル２０の中心軸線Ｐ３を位置ずれさせれば、ガイド孔１１の中心軸線Ｐ１に対してドリル２０の中心軸線Ｐ３を常に平行にしなければならないという訳ではない。しかし、ガイド孔１１の中心軸線Ｐ１に対してドリル２０の中心軸線Ｐ３を平行にすることで、ドリル２０の位置を、ガイド孔１１の中心軸線Ｐ１を基準としたドリル２０の平行移動によって制御することができ、中心軸線Ｐ１からの偏心量を決定するだけで、面取り部１３の加工を迅速かつ確実に行うことができる。
【００３１】
また、ドリル２０の刃先角度δは、ドリル加工を予定した面取り部１３の開き角度に対応しており、刃先角度δを９０〜１５０度の範囲内にすることで、ドリル２０を利用した切削加工時の安定性が増し、良好な面取り部１３が形成されることが実験により確かめられている。また、ドリル２０の刃先に超硬を採用することで、面取り部１３の表面において良好な加工精度を保ちつつ、ドリル２０の耐久性を確保することができる。更に、ドリル２０の刃先をダイヤモンドで形成することによって、ドリル２０自体の耐久性の向上が図られることになる。
【００３２】
ガイド孔１１及び面取り部１３の周辺が、上述したように図５に示されている。図５の左側はガイド孔１１及び面取り部１３の中心軸方向から接続端面６を見た図であり、図５の右側はガイド孔１１及び面取り部１３の両中心軸を通る平面を切断面とする断面図である。なお、この図においては、Ｌ₁＝Ｌ₂とされており、かつ、理解を容易にするために上述した角度αを多少強調して示してある。図におけるＰ₁がガイド孔１１の中心軸であり、Ｐ₂が面取り部１３の中心軸である。この二つの中心軸の偏心量はガイド孔１１の半径以下とされており、これによってガイドピン１２がガイド孔１１に対して円滑に案内される。
【００３３】
本実施形態のように二つの中心軸をオフセットさせることで、面取り部１３を接続端面６からはみ出させることなく形成することができ、面取り部１３を形成することによる効果を充分に得ることができる。面取り部１３を形成することによる効果とは、ガイド孔１１の端部欠損に起因するPC接続不良防止や光ファイバ端部の損傷防止、ガイド孔端部が接続端面６側に盛り上がるように変形することによるPC接続不良防止、挿入性の向上などの効果である。
【００３４】
ここで、接続端面６を一対のガイド孔１１の中心軸に直角な平面に対して８度の角度を持つように形成した場合、各面取り部１３の接続端面６上の開口径（図４中のＤ）は、ガイド孔１１の内径（図４中のｄ）の1.05〜2.0倍の範囲内とされることが好ましい。なお、ここに言う開口径とは、接続端面６上の平面における最大径である。接続端面６上においては、面取り部１３の開口形状は、正円とならずに楕円や楕円に近い形状となる場合が多いが、このような場合も考慮して、開口径は最大径とする。
【００３５】
Ｄ／ｄが1.05未満であると、ほとんど面取り部１３が形成されないこととなるため、面取り部１３を形成させることの効果が得られなくなってしまう。一方、Ｄ／ｄが2.0を超えるようであると、面取り部１３の開口径が大きくなりすぎるため実用的でなくなってしまう。また、面取り部１３の傾斜が充分でなくなるため、ガイドピン１２の先端をガイド孔１１に案内する効果も弱くなってしまう。
【００３６】
さらに、接続端面６を一対のガイド孔１１の中心軸に直角な平面に対して８度の角度を持つように形成した場合、上述した二つの中心軸のズレ量（図４中のβ）は、50〜300μmとすることが好ましい。このズレ量が30μm未満であると、上述した図４におけるＬ₁とＬ₂の寸法をほぼ等しくする効果が少なくなってしまう。一方、ズレ量が300μmを超えるようであると、上述した図４におけるＬ₁とＬ₂の寸法が反対に大きくなりすぎてしまう。なお、二つの中心軸をずらす際には、ガイド孔１１の中心軸に対して面取り部１３の中心軸を、接続端面６が傾斜している方向（図４における下方：上述した下側）にずらすことになる。
【００３７】
また、フェルール３Ａ，３Ｂに含まれるフィラー（前述のシリカ）の粒径が大きいと、面取り部１３の形成方法（成形やドリル加工等の追加工）によらず、面取り部１３の表面が粗くなり、ガイドピン１２が面取り部１３に当たったときに、面取り部１３の表面が欠けたり、盛り上がりやすくなる。このような面取り部１３の欠けや盛り上がりが生じると、ガイドピン１２をガイド孔１１に正確に位置決めすることが困難になる。また、ガイドピン１２が面取り部１３に当たったときに摩耗粉やゴミ等が発生し、これが面取り部１３の損傷を招くだけでなく、光ファイバの端面に付着して光ファイバも損傷する虞がある。さらに、光コネクタ１Ａ，１Ｂ同士をPC接続する場合には、面取り部１３の盛り上がりによってPC接続が外れてしまう虞もある。以上のような不具合は、結果的に光コネクタ１Ａ，１Ｂ同士を接続したときの光接続損失の増加につながってしまう。
【００３８】
そこで本実施形態では、フェルール３Ａ，３Ｂに含まれるフィラーの粒径を平均２０μｍ以下とする。また、この時のフィラーの最大粒径を好ましくは４０μｍ以下とする。これにより、面取り部１３の表面が全体にわたって比較的滑らかになる。このとき、面取り部１３の表面粗さＲａは、０．０１〜２．０μｍであることが好ましい。ここでいう表面粗さとは、ＪＩＳ等で規定されている中心線平均粗さのことであり、具体的には、粗さ曲線を求めてこれを中心線から折り返し、中心線より上部の部分の面積を測定長さで除した値を示すものである。フィラーの粒径、添加量を調整することで、表面粗さを調整することができる。これにより、フェルール３Ｂに固定されたガイドピン１２をフェルール３Ａのガイド孔１１に差し込む際に、ガイドピン１２が面取り部１３に当たることで生じる面取り部１３の表面の欠けや盛り上がりが抑えられるため、ガイドピン１２をガイド孔１１に正確に位置決めできる。また、ガイドピン１２と面取り部１３との摩擦による摩耗粉等の発生も少なくなるため、光ファイバの損傷等も抑えられる。従って、光コネクタ１Ａ，１Ｂ同士を接続したときの光接続損失が低減し、その結果光コネクタ１Ａ，１Ｂの安定した着脱特性が得られる。
【００３９】
また、フィラーの粒径を小さくすることにより、面取り部１３を金型成形する際の成形性が良くなると共に、ドリル加工による面取り部１３の形成においては、ドリルの摩耗量低減に効果的であり、ドリルの耐久性が向上する。
【００４０】
もう一方の光コネクタ１Ｂのフェルール３Ｂは、図７及び図８に示すように、上記の光コネクタ１Ａのフェルール３Ａと同様の構造を有し、フェルール３Ｂのガイド孔１１にガイドピン１２を挿入して固定したものである。このとき、ガイドピン１２は、その先端側を２ｍｍ程度だけ前端面６から突き出るようにガイド孔１１に挿入した状態でフェルール３Ｂに固定される。光コネクタ１Ｂのフェルール３Ｂと上述したフェルール３Ａとの違いは、ガイドピン１２の有無のみなので、フェルール３Ｂに関する詳しい説明は省略する。
【００４１】
次に、本発明の光コネクタ用フェルールの第２実施形態について説明する。本実施形態の図５相当図を図９に示す。本実施形態のフェルール３Ｃは、上述した第一実施形態のフェルール３Ａ（３Ｂ）と面取り部の形成形態のみが異なる。
【００４２】
図９には、ガイドピン１２を有しない側のフェルール３Ｃが示されている。上述した第一実施形態と同様に、ガイドピン１２を有するタイプのフェルールと共に使用されるが、ガイドピン１２を有するフェルールについても、ガイドピン１２の有無以外に違いはないので詳しい説明を省略する。
【００４３】
本実施形態においては、面取り部１３の中心軸Ｐ₂が、ガイド孔１１の中心軸Ｐ₁に対して角度γを有するように、面取り部１３が形成されている。これは、一対のガイド孔１１の双方について同様である。このように、面取り部１３の中心軸Ｐ₂とガイド孔１１の中心軸Ｐ₁との間に角度γを設けることによっても、上述した第一実施形態と同様に、接続端面６上において、面取り部１３を接続端面６からはみ出させることなく形成することが容易となる。即ち、図９におけるＬ₁とＬ₂の寸法をほぼ等しくすることができる。
【００４４】
二つの中心軸に角度を持たせることで、面取り部１３を接続端面６からはみ出させることなく形成することができ、面取り部１３を形成することによる効果を充分に得ることができる。面取り部１３を形成することによる効果とは、ガイド孔１１の端部欠損に起因するPC接続不良防止や光ファイバ端部の損傷防止、ガイド孔端部が接続端面６側に盛り上がるように変形することによるPC接続不良防止、挿入性の向上などの効果である。
【００４５】
ここで、上述した角度γは、上述した角度α以下とされることが好ましく、角度αと等しいことが特に好ましい。本実施形態においては、γ＝αとされている。ガイドピン１２は面取り部１３によってガイド孔１１に案内されるが、その際の案内方向は面取り部１３の中心軸Ｐ₂方向である。このため、面取り部１３によって案内される方向となる中心軸Ｐ₂方向と、ガイドピン１２の最終的な挿入方向となるガイド孔１１の中心軸Ｐ₁方向との間に大きな角度があると、ガイドピンがこじられやすくなり、ガイドピン１２の円滑な挿入が行い難くなってしまう。
【００４６】
さらに、面取り部１３の形成を考えると、面取り部１３は接続端面６に対してその中心軸Ｐ₂が直角となる（即ち、上述した角度γが角度αと等しくなる）ようにすることが、製造上最も都合がよい。
【００４７】
特に、面取り部１３をドリルなどで製造する場合は、研削面となる接続端面６に対して面取り部１３の中心軸Ｐ₂が直角となっていると、研削中心位置を正確に決められるのでよい。また、研削時にもドリルが安定するので好ましい。なお、角度γを角度αと等しくできない場合であっても、できるだけ近い値となる方がよい。上述したことをバランスよく両立させるには、上述した角度γは角度α以下とされることが好ましく、角度αと等しいことが特に好ましい。
【００４８】
また、面取り部１３の中心軸Ｐ₂と接続端面６との交点（面取り部１３によって研削されている部分における接続端面６の延長面上を含む：図９におけるＱ点）は、ガイド孔１１を延長したときにその内部に位置することが好ましい。このようにすることで、図９中のＬ₁とＬ₂との寸法を、ほぼ等しくすることができる。特に、上述したＱ点をガイド孔１１の中心軸Ｐ₁上に位置するようにすれば、Ｌ₁＝Ｌ₂とすることができるので特に好ましい。
【００４９】
ここで、光コネクタ同士を接続したときの光接続損失に関する実験データを図１０〜図１４に示す。
【００５０】
図１０は、ガイド孔の一部を形成する開口縁部に面取り部が無いフェルールを使用した場合の光接続損失を示した実験データである。なお、このフェルールに含まれるフィラーは、粒径が平均２０μｍ以下のシリカである。同図において、横軸は光コネクタの着脱回数を示し、縦軸は損失増加量を示している。この図１０から分かるように、光コネクタの着脱回数にかかわらず、損失増加量が急に増大することがあり、光コネクタの着脱特性が不安定である。
【００５１】
図１１は、本実施形態のフェルールのように、ガイド孔の一部を形成する開口縁部に面取り部が設けられたフェルールを使用した場合の光接続損失を示した実験データである。このフェルールに含まれるフィラーは、粒径が平均２０μｍ以下のシリカである。この場合には、光コネクタの着脱回数にかかわらず損失増加量は少なく、光コネクタの着脱特性が安定している。
【００５２】
図１０、図１１の実験データから、フェルール３Ａ、３Ｂに含まれるフィラーの粒径を小さくするだけでなく、フェルール３Ａ、３Ｂのガイド孔１１の一部を形成する前端面６側の開口縁部に面取り部１３を設けることによって、光ファイバ同士の接続損失を効果的に改善できることが分かる。
【００５３】
図１２は、ガイド孔の一部を形成する開口縁部に面取り部を設けたフェルールにおいて、フェルールに含まれるフィラー（シリカ）の粒径を変えた場合の光接続損失を示した実験データである。同図において、横軸はフィラーの粒径の平均値を示し、縦軸は０．３ｄＢ以上の損失増加量の発生率を示している。この図１２から分かるように、フィラーの粒径が平均２０μｍ以下の場合には、０．３ｄＢ以上の損失増加量の発生率は０となっている。このことから、フィラーの粒径を平均２０μｍ以下にするのが有効であることが分かる。
【００５４】
図１３は、ガイド孔の一部を形成する開口縁部に面取り部を設けたフェルールにおいて、面取り部の表面粗さＲａを変えた場合の光接続損失を示した実験データである。同図において、横軸は面取り部の表面粗さＲａを示し、縦軸は初期の光接続損失を示している。この図１３から分かるように、面取り部の表面粗さＲａが２μｍ以下の場合には、初期損失は０．１５ｄＢ付近で比較的安定している。
【００５５】
図１４は、ガイド孔の一部を形成する開口縁部に面取り部を設けたフェルールにおいて、面取り部の表面粗さＲａを変えた場合の光接続損失を示した実験データである。同図において、横軸は面取り部の表面粗さＲａを示し、縦軸は０．３ｄＢ以上の損失増加量の発生率を示している。この図１４から分かるように、面取り部の表面粗さＲａが２μｍ以下の場合には、０．３ｄＢ以上の損失増加量の発生率は０となっている。
【００５６】
図１３及び図１４の実験データから、フェルール３Ａ、３Ｂのガイド孔１１の一部を形成する開口縁部に面取り部１３を設けた場合に、面取り部１３の表面粗さＲａが２μｍ以下にするようにフェルール３Ａ，３Ｂを形成するのが望ましいことが分かる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の光コネクタはMPOコネクタであるが、本発明は、特にこれには限定されず、MTコネクタ等の他の種類の光コネクタに適用することも可能である。また、上記実施形態は、ガイドピン付きの光コネクタとガイドピン無しの光コネクタとを結合するものであるが、本発明は、特にこれには限定されず、ガイドピン無しの光コネクタ同士を、２本のガイドピンを用いて結合するタイプのものにも適用できる。
【００５８】
また、上述した面取り部１３を形成するのにどのような手法を用いても構わないが、本実施形態では、一旦一定内径のガイド孔１１を形成した後に、ドリルによって端部を研削して形成させている。可能であるならば、フェルールの成形時に金型によって面取り部１３を形成してもよい。ただし、本実施形態の面取り部１３は、その中心軸がガイド孔１１の中心軸とずれる場合もあり、この場合は金型の加工が難しい。このため、上述したように後加工でドリルを用いて形成された方が加工精度もよいし、製造も容易となる。また、ドリルを用いるので、面取り部１３の形態は回転体の表面の一部に相当する形態に確実に形成される。
【００５９】
さらにドリル以外の切削、研削加工手段を用いて面取り部を形成することも可能である。図４に示されるドリル２０に替えて同一形状の砥石を用いてもよい。この場合は、図に示されるような円錐形の金属材料の表面に平均粒径１μｍ以下のダイヤモンド砥粒を電着で固定して形成した回転砥石を用い、アルコール２０〜１００％溶液を研削箇所に塗布してから、１００〜５００回転／分で回転研削する。この研削加工は特にフェルールがエポキシ樹脂製である場合に有効であり、ドリル加工はＰＰＳの場合に有効である。
【００６０】
さらに、上記実施形態では、フェルール３Ａ，３Ｂを形成するための樹脂に充填するフィラー（充填剤）としてシリカを用いたが、フィラーは特にシリカには限定されない。
【００６１】
なお、本発明における面取り部は、ガイド孔の全周に沿って形成されており、その一部が欠けているというようなことはない。また、上述した角度αは、上述したように光ファイバ端面での反射による伝送損失の悪化を抑止するために形成されるものであり、実際は８度前後であり、角度αが数十度となるようなことはない。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係る光コネクタ用フェルールは脱着を繰り返す光コネクタを製作する際に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光コネクタ用フェルールの第一実施形態を用いた光コネクタの外観を示す斜視図であり、図１Ａが接続前の状態を、図１Ｂが接続した状態を示している。
【図２】 図１のガイドピン無し光コネクタのフェルールの平面図である。
【図３】 図１の接続端面側の正面図である。
【図４】 図２のIV-IV線断面図を切削加工用のドリルとともに示す図である。
【図５】 ガイド孔と面取り部との関係を示し、図５Ａはガイド孔と面取り部の中心軸方向から接続端面をみた図であり、図５Ｂはガイド孔と面取り部の両中心軸を通る平面を切断面とする断面図である。
【図６】 図２のVI-VI線断面図である。
【図７】 図１のガイドピン付き光コネクタのフェルールの平面図である。
【図８】 図７のVIII-VIII線断面図である。
【図９】 本発明に係る光コネクタ用フェルールの第二実施形態の図５相当図である。
【図１０】 ガイド孔の開口縁部に面取り部が設けられていないフェルールを用いた場合の光コネクタの光接続損失を示した実験データを示す図である。
【図１１】 本発明に係るフェルールを用いた場合の光コネクタの光接続損失を示した実験データを示す図である。
【図１２】 フェルールに含まれるフィラーの粒径を変えたときの光コネクタの光接続損失を示した実験データを示す図である。
【図１３】 面取り部の表面粗さを変えたときの光コネクタの光接続損失を示した実験データを示す図である。
【図１４】 図１３と同様に、面取り部の表面粗さを変えたときの光コネクタの光接続損失を示した実験データを示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ…光コネクタ、２…アダプタ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…フェルール、４Ａ、４Ｂ…光ファイバテープ心線、５Ａ、５Ｂ…ハウジング、６…前端面、７…光ファイバ収容孔、８…光ファイバ導入溝、９…テープ心線収納穴部、１０…開口部、１１…ガイド孔、１２…ガイドピン、２０…ドリル。

Claims (18)

1. 光ファイバが挿入固定される１つまたは複数の光ファイバ収容孔と、ガイドピンが挿入される一対のガイド孔とが接続端面から内部に延在して設けられている光コネクタ用フェルールにおいて、
   各ガイド孔の前記接続端面側に、回転体表面の一部に相当する面取り部がそれぞれ形成され、
   前記接続端面が、一対の前記ガイド孔の各中心軸に直角な平面に対して傾斜するとともに、各面取り部の中心軸が、対応する各ガイド孔の中心軸に対して平行であり、かつ、一対の前記ガイド孔の両中心軸を通る平面から接続端面基端側が存在する側の領域に位置するように形成されている光コネクタ用フェルール。
2. 前記接続端面を、２つの前記ガイド孔の各中心軸に直角な平面に対して８度傾斜させるとともに、各面取り部の前記接続端面上の開口径が前記ガイド孔径の1.05〜2.0倍の範囲内となるように前記面取り部が形成されている請求の範囲第１項に記載の光コネクタ用フェルール。
3. 前記接続端面を、２つの前記ガイド孔の各中心軸に直角な平面に対して８度傾斜させるとともに、各面取り部の中心軸と、対応する各ガイド孔の中心軸とのズレ量が、50〜300μmである請求の範囲第１項に記載の光コネクタ用フェルール。
4. 各面取り部の中心軸が、対応する各ガイド孔の中心軸に対して傾斜するように、各面取り部が形成されている請求の範囲第１項に記載の光コネクタ用フェルール。
5. 各ガイド孔の中心軸に対する各面取り部の中心軸の角度が、前記ガイド孔の各中心軸に直角な平面に対する前記接続端面の角度以下とされていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の光コネクタ用フェルール。
6. 各ガイド孔の中心軸に対する各面取り部の中心軸の角度が、前記ガイド孔の各中心軸に直角な平面に対する前記接続端面の角度と等しくされていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光コネクタ用フェルール。
7. 粒径が平均２０μｍ以下の充填剤を含んでいる請求の範囲第１項〜第６項に記載の光コネクタ用フェルール。
8. 前記充填剤の最大粒径は４０μｍ以下である請求の範囲第７項に記載の光コネクタ用フェルール。
9. 前記面取り部の表面粗さは０．０１〜２．０μｍである請求の範囲第７項または第８項に記載の光コネクタ用フェルール。
10. 前記充填剤はシリカであることを特徴とする請求の範囲第７項〜第９項のいずれかに記載の光コネクタ用フェルール。
11. 光ファイバが挿入固定される１つまたは複数の光ファイバ収容孔と、ガイドピンが挿入される一対のガイド孔とが接続端面から内部に延在して設けられている光コネクタ用フェルールの製造方法において、
    光ファイバ収容孔とガイド孔を有するフェルール本体をプラスチック成形により製造し、
    プラスチック成形後に切削または研削加工により、ガイド孔の接続端面側に回転体表面の一部に相当する面取り部を形成する製造方法であって、
    前記接続端面を、前記ガイド孔の両中心軸に直角な平面に対して傾斜させて形成するとともに、前記回転体の回転中心を前記ガイド孔の中心軸線に対し位置ずれさせて形成する
    光コネクタ用フェルールの製造方法。
12. 前記ガイド孔の中心軸線と前記回転体の回転中心が平行に配置される請求の範囲第１１項記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。
13. 前記回転体は円錐形であり、その先端角度は、９０〜１５０度である請求の範囲第１１項または第１２項に記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。
14. 前記切削または研削加工は、超硬材料またはダイヤモンドからなる刃先を有するドリルにより行われる切削加工である請求の範囲第１１項〜第１３項のいずれかに記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。
15. 前記プラスチック成形時に、樹脂に粒径が平均２０μｍ以下の充填剤を混入して成形を行う請求の範囲第１１項〜第１４項のいずれかに記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。
16. 前記充填剤の最大粒径は４０μｍ以下である請求の範囲第１５項記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。
17. 前記充填剤の粒径を調整することで、前記面取り部の表面粗さを０．０１〜２．０μｍに調整する請求の範囲第１５項または第１６項に記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。
18. 前記充填剤はシリカである請求の範囲第１５項〜第１７項のいずれかに記載の光コネクタ用フェルールの製造方法。

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