JP4280851B2 - 光コネクタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの接続端末が挿入されたフェルールを接合することにより光ファイバの端面を突合わせて接続する光コネクタに係る技術分野に属する。

光ファイバの接続では、光ファイバの連続性を確保して光量の接続損失を低減するために、光ファイバの接続端末をそれぞれ接合されるフェルールに挿入して軸合わせして光路を直線に維持するとともに、光ファイバの端面を研磨処理して光の拡散を防止することが行われる。

然しながら、光ファイバ布設板等における光ファイバの接続端末の余長が短くなる傾向があるため、布線工事の現場で研磨機を使用して光ファイバの端面を研磨処理することが困難になってきている。
このため、光ファイバの端面の研磨処理を不要にする接続技術の開発が切望されている。

従来、光ファイバの端面の研磨処理を不要にすることを指向した接続技術としては、例えば、以下に記載のものが知られている。
特許第３３６４６３８号公報 特許文献１には、光ファイバの接続端末が挿入されて接合されるフェルールの接合面にＦＯＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｌａｔｅ）を取付けてなる光コネクタが記載されている。

特許文献１に係る光コネクタは、光ファイバの接続端末を端面が未研磨処理のままフェルールに挿入し、フェルールの接合で突合わされた光ファイバの未研磨処理の端面の間隙にＦＯＰを介在させることで、光の拡散を防止して光ファイバを接続するものである。
なお、ＦＯＰとしては、多数本の光ファイバを束ねて引延ばしてスライスしてなるものが採用されている。

特許文献１に係る光コネクタでは、ＦＯＰを形成する光ファイバのコアの径を接続される光ファイバのコアの径よりも小さくしているものの、光の通過しない部分が存在して光路が分割されてしまうため、光量の接続損失の軽減が充分になされないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、光ファイバの端面の研磨処理が不要で光量の接続損失の低減が充分になされる光コネクタと、この光コネクタを製造するに好適な光コネクタの製造方法とを提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る光コネクタは、以下に記載の手段を採用する。

即ち、本発明に係る光コネクタは、光ファイバの接続端末が挿入されて接合される方形ブロック形のフェルールを備えた光コネクタにおいて、前記フェルールは、光ファイバの接続端末が挿入される複数の挿入部が設けられる後ブロックと、挿入部の同軸線上に中継用光ファイバが収容される複数の収容部が設けられる前ブロックとを備え、後ブロックの前端面の挿入部を含む中央部、または該挿入部の両側に方形ブロック形のフェルールの短手方向の縁辺に到達する長方形に浅く切除されてなる通溝が設けられ、該通溝の外側を前ブロックと接続するための接着面とし、前ブロックに中継用光ファイバを収容した後に端面を中継用光ファイバの端面とともに研磨処理して後ブロックに接着固定することを特徴とする。

この手段では、特許文献１に係る光コネクタのＦＯＰを端面が研磨処理された中継用光ファイバに変更することで、特許文献１に係る光コネクタにおける光の通過しない部分による光路の分割という不具合を解消する。また、この手段では、中継用光ファイバの端面とフェルールに挿入された光ファイバの端面との間隙が通溝を介してフェルールの外部に連通される。

また、上記の光コネクタにおいて、前ブロック及び後ブロックのピン孔の周囲に嵌合する凸部及び凹部を設けたことを特徴とする。

この手段では、接着剤が当該凹部又は凸部により堰き止められるようになり、ピン孔に流れ込むことが防止できる。

また、上記の光コネクタにおいて、前ブロックにおける収容部の数は、後ブロックにおける挿入部と同じか、それよりも多いことを特徴とする。

この手段では、前ブロックの収納部の数が、後ブロックの挿入部と同じか、それよりも多いので、挿入部の数の異なる後ブロックに対しても同じ前ブロックを共通利用することが可能になり、部材管理の手間が省ける利点がある。

さらに、前述の課題を解決するため、本発明に係る光コネクタの製造方法は、以下に記載の手段を採用する。

即ち、本発明に係る光コネクタの製造方法は、光ファイバの接続端末が挿入されて接合される方形ブロック形のフェルールを備えた光コネクタの製造方法において、光ファイバの接続端末が挿入される複数の挿入部が設けられる後ブロックと、挿入部の同軸線上に中継用光ファイバが収容される複数の収容部が設けられる前ブロックとを別個に形成し、後ブロックの前端面の挿入部を含む中央部、または該挿入部の両側に方形ブロック形のフェルールの短手方向の縁辺に到達する長方形に浅く切除されてなる通溝が設けられ、該通溝の外側を前ブロックと接続するための接着面とし、前ブロックに中継用光ファイバを収容した後に端面を中継用光ファイバの端面とともに研磨処理して後ブロックに接着固定することを特徴とする。

この手段では、中継用光ファイバの収容と研磨処理という精密加工が要求される部分である前ブロックを別個に形成した後、前ブロックを精密加工が要求されない他の部分である後ブロックに接着固定する製造工程が採られる。

この手段では、接着面が規制されることにより、フェルールの前ブロック，後ブロックを接着する接着剤が屈折率整合性を有しない材質でも光路の障害となることがなくなる。

また、上記の光コネクタの製造方法において、接着面を除いた面に光ファイバと屈折率整合性を有するゲル状の屈折率整合剤を貼付したことを特徴とする。

この手段では、ゲル状の屈折率整合剤を用いるので、例えば熱歪が集中して接着剤が剥離したような場合でも良好な光路を確保することが可能になり信頼性が向上する。

また、上記の光コネクタの製造方法において、フェルールの前ブロック，後ブロックは位置決めのために同軸線上に配設されたピン孔に挿通されたガイドピンを案内として接着固定されることを特徴とする。

この手段では、フェルールの前ブロック，後ブロックがピン孔，ガイドピンの機械的構造で精密に位置決めされる。

また、上記の光コネクタの製造方法において、前ブロック及び後ブロックのピン孔の周囲に嵌合する凸部及び凹部を設けたことを特徴とする。

この手段では、フェルールの前ブロック，後ブロックをガイドピンを案内として接着固定した後ガイドピンを抜去することを可能にするため、ピン孔の周囲にそれぞれ嵌め合い可能な形でリング状の凸部及び凹部を設けて接着材がガイドピンに付着することを防止できる。

本発明に係る光コネクタは、特許文献１に係る光コネクタのＦＯＰを端面が研磨処理された中継用光ファイバに変更することで、特許文献１に係る光コネクタにおける光の通過しない部分による光路の分割という不具合を解消するため、光ファイバの端面の研磨処理が不要で光量の接続損失の低減が充分になされる効果がある。

本発明に係る光コネクタの製造方法は、中継用光ファイバの収容と研磨処置という精密加工が要求される部分である前ブロックを別個に形成した後、前ブロックを精密加工が要求されない他の部分である後ブロックに接着固定する製造工程が採られるため、本発明に係る光コネクタを容易に製造することができる効果がある。

以下、本発明に係る光コネクタおよびその製造方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図９は、本発明に係る光コネクタおよびその製造方法を実施するための最良の形態の第１例を示すものである。

第１例では、多芯線用のＭＴタイプに適用されるものを示してある。第１例は、図１〜図３に示すように、板バネ等によって弾圧されて接合保持されることになる方形ブロック形のフェルール１が後ブロック１１と前ブロック１２とに分割されている。

後ブロック１１は、フェルール１の接合面の反対側（後側）に位置されるもので、中央部分の後端部にブーツ受１１１が大きく開口され、中央部分の前端部にブーツ受１１１と連通して多数列の挿入部１１２が設けられ、方形の短手方向の側方部分の片側にブーツ受１１１，挿入部１１２に連通した窓部１１３が開口され、方形の長手方向の側方部分の両側の前後方向にピン孔１１４が貫通され、前端面の中央部に通溝１１５が設けられ、前端面の側部に接着面１１６が設けられている。

ブーツ受１１１は、接続される光ファイバ心線２を挿通して後ブロック１１に緩衝保持するブロック形のブーツ３が嵌合されるもので、後ブロック１１の後側のほぼ半部を占める直方体の容積を有している。挿入部１１２は、ブーツ受１１１にブーツ３を介して緩衝保持された光ファイバ心線２の外皮２１を剥離した光ファイバ２２を整列させて挿入するもので、後側に位置するＣ形溝，Ｖ形溝等の半開放トンネル形の後部挿入部１１２ａと前側に位置する円柱形の閉鎖トンネル形の前部挿入部１１２ｂとからなる。

窓部１１３は、光ファイバ心線２の光ファイバ２２を挿入部１１２に固定するための熱硬化性，常温硬化性等の固定用樹脂材４の充填空間となるもので、挿入部１１２の後部挿入部１１２ａに対面される直方体の容積を有している。ピン孔１１４は、ブーツ受１１１，挿入部１１２，窓部１１３に非連通の状態で貫通されている。

通溝１１５は、前端面を方形の短手方向の縁辺に到達する長方形に浅く切除されてなるもので、挿入部１１２の前部挿入部１１２ｂの前端面が開口されている。接着面１１６は、前端面の通溝１１５を除く部分からなるもので、ピン孔１１４の前端面が開口されている。

前ブロック１２は、フェルール１の接合側（前側）に位置されるもので、中央部分に後ブロック１１の挿入部１１２の同軸線上に位置するように多数列の収容部１２１が貫通され、方形の長手方向の側方部分の両側の前後方向に後ブロック１１のピン孔１１４の同軸線上に位置するようにピン孔１２２が貫通されている。

収容部１２１は、中継用光ファイバ５が収容されるもので、後ブロック１１の挿入部１１２の前部挿入部１１２ｂの径と一致する径の円柱形の閉鎖トンネル形に形成されている。ピン孔１２２は、後ブロック１１のピン孔１１４の径と同一の径で収容部１２１に非連通の状態で貫通されている。

なお、収容部１２１の数は挿入部１１２の数と同じか、それよりも多い数にすることが好ましい。このとき収容部１２１と挿入部１１２との隣接ピッチが同じにする。これにより、例えば、前ブロック１２と後ブロック１１とをセットにして製造する場合（即ち、収容部１２１の数と挿入部１１２の数とが同じ場合）のみならず、前ブロック１２と後ブロック１１とをバラで製造する場合（即ち、収容部１２１の数と挿入部１１２の数とが異なる場合）にも対応できるようになり、少なくとも前ブロック１２の汎用性が高くなる利点がある。

フェルール１は、後ブロック１１，前ブロック１２を別個に形成してから接着固定で組付けることにより製造される。
即ち、図４（Ａ）に示すように、前ブロック１２の収容部１２１に中継用光ファイバ５を挿入（必要に応じて接着剤を使用）して収容した後に、前ブロック１２の前端面，後端面を中継用光ファイバ５の前後側の端面とともに研磨処理する。

この後、図４（Ｂ）に示すように、後ブロック１１の接着面１１６に接着剤６（屈折率整合性を有するものに限定されない）を塗布して、後ブロック１１，前ブロック１２を接着固定する。接着固定された後ブロック１１，前ブロック１２の間では、後ブロック１１の通溝１１５がスリット形に配置されてフェルール１の外部に連通されることになる。
スリット形の配置の後ブロック１１の通溝１１５は、接着面１１６との間に段差を形成して、接着面１１６に塗布された接着剤６が流出して光路を阻害するのを防止する。

このフェルール１の製造については、前ブロック１２と後ブロック１１とを別個に形成した後に組付けるため、中継用光ファイバの両端面を研磨する事も加工工作が複雑にならず容易に実施することができる。

なお、図５に示すように、後ブロック１１のピン孔１１４と前ブロック１２のピン孔１２２とにガイドピン７を挿通して位置決めすると、機械的構造で精密に位置決めされて後ブロック１１，前ブロック１２の組付けが精密になる。このガイドピン７は、フェルール１の接合用のものを兼用することができる。

このときピン孔１２２及びピン孔１１４を取囲むように凹部又は凸部を設けることも可能である。かかる構成にすると、接着剤６が当該凹部又は凸部により堰き止められるようになり、ピン孔１２２及びピン孔１１４に流れ込むことが防止でき、前ブロック１２，後ブロック１１をガイドピン７を案内として接着固定した後に、このガイドピン７を抜去る場合でも容易に抜き去ることが可能になる。
この際に凹部に凸部が嵌る構成にする必要があるが、そのときの凹部と凸部との隙間を毛細管現象等により接着剤６が充填される隙間精度にするならば接着面積の増大が図れ接着強度の向上が可能となる。

図６（Ｂ）に示すように、ブーツ３に挿通した光ファイバ心線２の外皮２１を剥離して光ファイバ２２の接続端末を露出させ、光ファイバ２２の端面を研磨処理することなく、光ファイバ２２の接続端末をフェルール１の後ブロック１１の挿入部１１２に挿入し、ブーツ３を後ブロック１１のブーツ受１１１に嵌合させる。
このとき、後ブロック１１の挿入部１１２は、後部挿入部１１２ａで光ファイバ２２の挿入を案内し、前部挿入部１１２ｂで多芯の光ファイバ２２を正確に整列させる。

続いて、図６（Ｃ）に示すように、フェルール１の後ブロック１１の窓部１１３から固定用樹脂材４を充填する。固定用樹脂材４としては、熱硬化性エポキシ樹脂、エポキシ系紫外線硬化樹脂、アクリル系瞬間接着材等が使用できる。固定用樹脂材は光ファイバ２２と中継用光ファイバ５との間にも入り込むようになるべく粘度の低いものを使用する。

続いて、固定用樹脂材が硬化する前に前ブロックに測定用コネクタを突き当て光ファイバ２２と中継用光ファイバ５との接続損失または接続損失と反射損失とを測定する。このようにして測った接続損失及び反射損失は、固定用樹脂材の屈折率が硬化後のそれとは異なるので硬化後の値とは異なるが接続の良否判定は可能である。

この結果、図９に示すように、固定用樹脂材４の硬化によって、光ファイバ心線２の光ファイバ２２がフェルール１の後ブロック１１の前後の挿入部１１２（１１２ａ，１１２ｂ）に確実に支持される。
そして、フェルール１の後ブロック１１の挿入部１１２に支持された光ファイバ心線２の光ファイバ２２は、未研磨処理の端面が前ブロック１２の収容部１２１に収容されている中継用光ファイバ５の研磨処理された端面に固定用樹脂材を介して突合わされることになる。

なお、フェルール１の接合の際には、前ブロック１２の収容部１２１に収容されている中継用光ファイバ５の研磨処理された端面が突合わされることになる。
従って、フェルール１の後ブロック１１の挿入部１１２に支持された光ファイバ心線２の光ファイバ２２の端面が未研磨処理であっても、光の拡散が低減され光量の接続損失が充分に低減されることになる。

第１例の他の使用としては、図７に示すように、フェルール１の後ブロック１１の窓部１１３，通溝１１５に固定用樹脂材４を充填してから、光ファイバ心線２の光ファイバ２２を後ブロック１１の挿入部１１２に挿入することもできる。

第１例の使用の具体的な工事例としては、図８に示すように、基板Ｐの表面に布線され湾曲して引出された光ファイバ心線２に対して、基板Ｐの上でブーツ３，フェルール１を光ファイバ心線２（光ファイバ２２）に順次装着するものがある。この工事例では、研磨装置等を使用しないため、光ファイバ心線２の基板Ｐからの引出長（余長）Ｓが短くても実施することができる。

図１０，図１１は、本発明に係る光コネクタおよびその製造方法を実施するための最良の形態の第２例を示すものである。第２例では、図１０に示すように、第１例のフェルール１の後ブロック１１の通溝１１５を省略し、通溝１１５に相当する部分と接着面１１６との間にスリット１１７を設けてある。

第２例によると、フェルール２の前ブロック１２の中継用光ファイバの後端に屈折率整合剤８を塗布してから前ブロックと後ブロックとを前述の方法で接着固定したフェルール１の挿入部１１２に光ファイバ心線２の光ファイバ２２を挿入することになる。

屈折率整合剤として例えばゲル状物質を用いると、この部分に熱歪が集中して接着剤が剥離したような場合でも良好に光路を確保することが可能になり信頼性が向上する。
なお、フェルール１の後ブロック１１のスリット１１７は、第１例のフェルール１の後ブロック１１の通溝１１５と同様に、接着面１１６との間に段差を形成して、接着面１１６に塗布された接着剤６が流出して光路を阻害するのを防止する。

以上、図示した各例の外に、フェルール１の後ブロック１１に通溝１１５，スリット１１７を設けずに、後ブロック１１の前端面の全面に屈折率整合性を有する接着剤６塗布して、後ブロック１１，前ブロック１２を接着固定することも可能である。

さらに、フェルール１の後ブロック１１の窓部１１３を省略して、光ファイバ心線２の光ファイバ２２を他の手段で支持することも可能である。

本発明に係る光コネクタおよびその製造方法を実施するための最良の形態の 第１例の斜視図である。 図１の分解図である。 図１の縦断面図である。 図１の製造加工例の斜視図であり、（Ａ），（Ｂ）の順に製造加工の工程が示されている。 図４とは別の製造加工例の斜視図である。 図１を使用した光ファイバの接続工事例の斜視図であり、（Ａ）〜（Ｃ）の順に接続工事の工程が示されている。 図６とは別の接続工事例の斜視図である。 図６，図７の光ファイバ布設板に対する適用例の側面であり、（Ａ），（Ｂ）の順に接続工事の工程が示されている。 図１の光ファイバの挿入状態の縦断面図である。 本発明に係る光コネクタおよびその製造方法を実施するための最良の形態の 第２例の斜視図である。 図１０の縦断面図である。

符号の説明

１ フェルール
２ 光ファイバ心線
３ ブーツ
４ 固定用樹脂材
５ 中継用光ファイバ
６ 接着剤
７ ガイドピン
８ 屈折率整合剤
１１ 後ブロック
１２ 前ブロック
２１ 外皮
２２ 光ファイバ
１１１ ブーツ受
１１２ 挿入部
１１２ａ 後部挿入部
１１２ｂ 前部挿入部
１１３ 窓部
１１４ ピン孔
１１５ 通溝
１１６ 接着面
１１７ スリット
１２１ 収容部
１２２ ピン孔

Claims (7)

1. 光ファイバの接続端末が挿入されて接合される方形ブロック形のフェルールを備えた光コネクタにおいて、
   前記フェルールは、光ファイバの接続端末が挿入される複数の挿入部が設けられる後ブロックと、挿入部の同軸線上に中継用光ファイバが収容される複数の収容部が設けられる前ブロックとを備え、
   後ブロックの前端面の挿入部を含む中央部、または該挿入部の両側に方形ブロック形のフェルールの短手方向の縁辺に到達する長方形に浅く切除されてなる通溝が設けられ、該通溝の外側を前ブロックと接続するための接着面とし、
   前ブロックに中継用光ファイバを収容した後に端面を中継用光ファイバの端面とともに研磨処理して後ブロックに接着固定することを特徴とする光コネクタ。
2. 請求項１の光コネクタにおいて、
   前ブロック及び後ブロックのピン孔の周囲に嵌合する凸部及び凹部を設けたことを特徴とする光コネクタ。
3. 請求項１または２の光コネクタにおいて、
   前ブロックにおける収容部の数は、後ブロックにおける挿入部と同じか、それよりも多いことを特徴とする光コネクタ。
4. 光ファイバの接続端末が挿入されて接合される方形ブロック形のフェルールを備えた光コネクタの製造方法において、
   光ファイバの接続端末が挿入される複数の挿入部が設けられる後ブロックと、挿入部の同軸線上に中継用光ファイバが収容される複数の収容部が設けられる前ブロックとを別個に形成し、
   後ブロックの前端面の挿入部を含む中央部、または該挿入部の両側に方形ブロック形のフェルールの短手方向の縁辺に到達する長方形に浅く切除されてなる通溝が設けられ、該通溝の外側を前ブロックと接続するための接着面とし、
   前ブロックに中継用光ファイバを収容した後に端面を中継用光ファイバの端面とともに研磨処理して後ブロックに接着固定することを特徴とする光コネクタの製造方法。
5. 請求項４の光コネクタの製造方法において、
   接着面を除いた面に光ファイバと屈折率整合性を有するゲル状の屈折率整合剤を貼付したことを特徴とする光コネクタの製造方法。
6. 請求項４の光コネクタの製造方法において、
   フェルールの前ブロック，後ブロックは位置決めのために同軸線上に配設されたピン孔に挿通されたガイドピンを案内として接着固定されることを特徴とする光コネクタの製造方法。
7. 請求項６の光コネクタの製造方法において、
   前ブロック及び後ブロックのピン孔の周囲に嵌合する凸部及び凹部を設けたことを特徴とする光コネクタの製造方法。

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