JP5276905B2 - コネクタ付き光ファイバおよび光コネクタの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ付き光ファイバ、特に、工場外の現場で組み立てることができる現場組立型の光コネクタを用いたコネクタ付き光ファイバおよび光コネクタの組立方法に関する。

現場組立型の光コネクタは、光ファイバ心線などの光ファイバの先端に組立てされる（例えば特許文献１参照）。
特開２００７−１２１８６１号公報

上記光コネクタは、対象となる光ファイバの種類に応じた構造となっており、対象に応じた光コネクタを選択する必要があり、汎用性のあるものが望まれていた。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、複数種類の光ファイバに対応可能なコネクタ付き光ファイバおよび光コネクタの組立方法の提供を目的とする。

本発明は、第１の光ファイバおよびこれより細径の第２の光ファイバの先端に組み立て可能な光コネクタを端末に組み立てたコネクタ付き光ファイバであって、光フェルールと、前記光フェルールの後端側に設けられた挟持部とを備え、前記挟持部が、前記第１の光ファイバの被覆部を挟み込んで固定可能な挟持体を有し、前記挟持体は、前記第２の光ファイバの少なくとも一部に被せられたスペーサチューブを介して前記第２の光ファイバを挟み込んで固定されているコネクタ付き光ファイバを提供する。
前記挟持部は、前記スペーサチューブまたは被覆部を、バネの弾性によって前記挟持体に挟み込むことができることが好ましい。
前記第１の光ファイバの外径は０．９ｍｍとすることができ、前記第２の光ファイバの外径は０．２５ｍｍとすることができる。
前記スペーサチューブの後端には、このスペーサチューブに挿通した前記第２の光ファイバが挿通する保護チューブを取り付け可能であり、前記保護チューブの内径は、前記第２の光ファイバの外径より大きいことが好ましい。

本発明は、第１の光ファイバの先端に組立可能な光コネクタに、前記第１の光ファイバよりも細径の第２の光ファイバを組み立てる方法であって、前記光コネクタは、光フェルールと、前記光フェルールの後端側に設けられた挟持部とを備え、前記挟持部が、前記第１の光ファイバの被覆部を挟み込んで固定可能な挟持体を有し、前記第２の光ファイバの少なくとも一部にスペーサチューブを被せ、前記第２の光ファイバを前記光コネクタ内に挿入して前記光コネクタ内の光ファイバに接続し、前記挟持体により前記スペーサチューブを介して前記第２の光ファイバを挟み込み、前記第２の光ファイバを前記挟持部に固定する光コネクタの組立方法を提供する。

本発明の光コネクタは、第１の光ファイバの被覆部を挟み込んで固定可能であり、かつスペーサチューブを介して第２の光ファイバを挟み込んで固定可能となる挟持部を備えている。従って、径が異なる複数種類の光ファイバに適用可能である。
本発明の光コネクタの組立方法によれば、比較的細径の第２の光ファイバにも容易に光コネクタの組立てが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である光コネクタ１０を示す断面図である。
この光コネクタ１０は、一般には現場組立型の光コネクタと呼ばれている。この種の光コネクタは、工場内で光フェルールに接着固定された短尺の光ファイバと、光ファイバケーブル等から口出しされた光ファイバをユーザ宅等の接続現場で接続する際に用いられている。この種の光コネクタは、光ファイバを接続する方式として、両光ファイバの接続部分の近傍を固定部材で押さえつけ接続部分を機械的に固定する方式が採用されている。
図２は、組み立て前の状態の光コネクタ１０である。図３は、ストップリング４の要部を示す側面図である。図４は、挟持部２を示す分解斜視図である。図５および図６は、挟持部２を示す断面図である。
以下の説明において、図１における左方を前方といい、右方を後方ということがある。

図１に示すように、光コネクタ１０は、光フェルール１（以下、単にフェルールという）と、フェルール１の後端側に設けられた挟持部２と、挟持部２を収容するプラグフレーム３と、プラグフレーム３に取り付けられたストップリング４と、ストップリング４内に設けられた付勢手段５と、プラグフレーム３の外側に設けられたカップリング６とを備えている。符号７は、ストップリング４の後端に取り付けられたブーツ部である。
プラグフレーム３とストップリング４は、挟持部２を収容するハウジング８を構成している。

フェルール１には、中心軸線に沿って光ファイバ導入孔１ｂが形成され、この光ファイバ導入孔１ｂ内には、内蔵光ファイバ１１（光ファイバ裸線など）が挿入され固定されている。内蔵光ファイバ１１の先端は、フェルール１の先端面１ａに露出され、後端はフェルール１の後端から突出し、突出部分は挟持部２内に配置されている。
フェルール１は、例えば、ジルコニア等のセラミックやガラスで形成することができる。

図４に示すように、挟持部２は、挟持体ユニット１２と、挟持体ユニット１２を保持するクランプバネ１３とを備えたクランプ部である。
挟持体ユニット１２は、フェルール１の後端部に設けられたフランジ部１２ｄと、フランジ部１２ｄから後方に延出された基部１２ａ（基部側挟持体）と、基部１２ａ上に配置された２つの蓋体１２ｂ、１２ｃ（蓋側挟持体）とからなり、クランプバネ１３の弾性により基部１２ａと蓋体１２ｂ、１２ｃとの間に光ファイバを挟み込んで固定することができる。

基部１２ａは、断面略半円状、断面略三角形状などとされ、フランジ部７ｄと一体に形成することができ、金属、プラスチックなどで構成することができる。
蓋体１２ｂと蓋体１２ｃは、断面略半円状、断面略三角形状などとされ、プラスチック、金属などで構成することができ、基部１２ａ上に前後に並んで配置される。第１蓋体１２ｂは、第２蓋体１２ｃの前方、すなわちフェルール１側に配置される。

挟持体ユニット１２には、調心機構１５が形成されている。調心機構１５は、基部１２ａの内面と蓋体１２ｂ、１２ｃの内面に形成された溝であり、基部１２ａの後端部と蓋体１２ｃの後部に形成された被覆把持部１５ａと、被覆把持部１５ａのフェルール１側に形成された調心部１５ｂとを有する。
調心部１５ｂは、ガイド部１５ａより幅が狭くされており、基部１２ａと第１蓋体１２ｂとの間において、内蔵光ファイバ１１と、光ファイバ１８の先端部１８ａとを位置決めして調心し、屈折率整合剤を介して突き合わせ接続するようになっている。
被覆把持部１５ａは、光ファイバ１８の被覆部１８ｂを、第２蓋体１２ｃと基部１２ａとの間に挟み込んで固定できる。

クランプバネ１３は、挟持体ユニット１２にクランプ力を加える手段であり、図示例では、断面Ｃ字形の金属製の板材である。
なお、先端部１８ａは、例えば光ファイバ心線や光ファイバ素線などの被覆つき光ファイバである光ファイバ１８から口出しされた光ファイバ裸線である。被覆部１８ｂは、合成樹脂などからなる被覆である。

付勢手段５は、この光コネクタ１０を他の光コネクタに接続するときに、フェルール１に、相手側の光コネクタとの間の突き合わせ力を与えるものである。
付勢手段５は、挟持部２の後端とストップリング４との間に配置され、ストップリング４に反力をとって挟持部２およびフェルール１を前方に付勢する。付勢手段５としては、コイルスプリングが好適である。

図２および図３に示すように、ストップリング４は、直方体状の本体部２０と、本体部２０からプラグフレーム３内に延びる前方延出部２１と、本体部２０の後端部から後方に延出する固定部２２とを備えている。
固定部２２は、円筒状の筒部２３と、その後端から後方に延出する延出筒部２４とを備えている。
筒部２３の外周面には、ネジ部２５が形成されている。
延出筒部２４は、固定部２２より細径、すなわち外径が小さい円筒状とされている。

ブーツ部７は、ゴムなどの比較的軟質の合成樹脂などからなり、筒状の装着部１６と、その後端から延出する延出筒部１７とを備えている。装着部１６は、その弾性により固定部２２の筒部２３に被せた状態で係止可能となっている。

光コネクタ１０の基本構造としては、ＳＣ形光コネクタ（ＳＣ:Single fiber Coupling optical fiber connector。ＪＩＳ Ｃ ５９７３に制定されるＦ０４形光コネクタ（光コネクタプラグ）など）や、ＳＣ２形光コネクタ等の基本構造を採用できる。

光コネクタ１０の挟持部２の被覆把持部１５ａは、光ファイバ１８の被覆部１８ｂを、第２蓋体１２ｃと基部１２ａとの間に挟み込んで固定する構造であるため、異なる被覆径の光ファイバは把持できないか、あるいは把持力が非常に弱くなり引張強度が大幅に低下する。しかし、後述のスペーサチューブ１９を用いることにより、把持力が強化され、外径が異なる複数種類の光ファイバも実用的に接続することができる。
つまり、本発明において、先端に組み立て可能とは、把持力が強い状態を実現できるという意味を持っている。

以下、複数種類の光ファイバを用いる場合の光コネクタ１０の構成を、光ファイバの種類ごとに説明する。
まず、第１の光ファイバ１８Ａに適用する場合について説明する。第１の光ファイバ１８Ａは、例えば外径０．９ｍｍの光ファイバである。
第１の光ファイバ１８Ａとしては、例えば、外径０．１２５ｍｍのガラス製光ファイバに外径０．４ｍｍのシリコン被覆を施して得られた素線に、外径０．９ｍｍのナイロン被覆を施した光ファイバ（いわゆる０．４シリコン／０．９ナイロン）を用いることができる。
また、外径０．１２５ｍｍのガラス製光ファイバに、外径０．２５ｍｍの紫外線硬化型樹脂（以下、ＵＶ樹脂という）被覆を施した光ファイバに、外径０．９ｍｍのポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣ樹脂という）被覆を施した光ファイバ（いわゆる０．２５ＵＶ／０．９ＰＶＣ）を用いることもできる。
その他、被覆材としては種々のものを採用できるが、いずれにしても、この例では外径は０．９ｍｍである。０．９ｍｍ径の光ファイバは全世界的に標準的に用いられているので、０．９ｍｍ径の光ファイバを接続できる光コネクタは非常に重要である。

図４および図５に示すように、楔２６を、挟持体ユニット１２の蓋体１２ｂ、１２ｃと基部１２ａとの間に挿入しておくことによって、クランプバネ１３のクランプ力に抗して蓋体１２ｂ、１２ｃと、基部１２ａとの隙間を広げた状態とする。
図２に示すように、ブーツ部７に通した第１の光ファイバ１８Ａを、ストップリング４の固定部２２の挿入孔２２ａに挿入する。
さらに、先端部１８ａを挟持体ユニット１２の被覆把持部１５ａから挿入し、調心部１５ｂへ導き、内蔵光ファイバ１１に突き合わせ接続する。
図６に示すように、楔２６を引き抜くと、クランプバネ１３のクランプ力によって、光ファイバ１１と先端部１８ａは第１蓋体１２ｂと基部１２ａとの間に挟み込まれ、光ファイバ１１、１８Ａの接続が維持される。

図１に示すように、この際、第１の光ファイバ１８Ａの被覆部１８ｂは、第２蓋体１２ｃと基部１２ａとの間に挟み込まれて固定される。
ブーツ部７を固定部２２の筒部２３に装着すれば、図１に示す光コネクタ１０の組み立てが完了する。
なお、本発明の光コネクタは、あらかじめ挟持体ユニットの基部と蓋体との間に楔を挿入して光コネクタに組み付けた状態(工具付き光コネクタ)で接続作業現場に搬入すれば、接続作業を効率よく行うことができる。

次に、第１の光ファイバ１８Ａより細径の光ファイバ１８である第２の光ファイバ１８Ｂに適用する場合について説明する。第２の光ファイバ１８Ｂは、例えば外径０．２５ｍｍの光ファイバである。
第２の光ファイバ１８Ｂとしては、例えば、外径０．１２５ｍｍのガラス製光ファイバに、外径０．２５ｍｍのＵＶ樹脂被覆を施した光ファイバを用いることができる。
０．２５ｍｍ径の光ファイバは全世界的に標準的に用いられているので、０．２５ｍｍ径の光ファイバを接続できる光コネクタは非常に重要である。
図７および図８は、第２の光ファイバ１８Ｂを用いた場合の光コネクタ１０の構成を示すものである。この例の光コネクタ１０において、第２の光ファイバ１８Ｂは、第１の光ファイバ１８Ａと同様に先端部１８ａが口出しされており、被覆部１８ｃの周面には、スペーサチューブ１９が被せられている。

図８および図９に示すように、スペーサチューブ１９は、可撓性を有する合成樹脂材料などからなり、その外径は、第２の光ファイバ１８Ｂに被せた状態で挟持部２において第２蓋体１２ｃと基部１２ａとの間で挟み込まれ、チューブ１９内部の光ファイバ１８Ｂが固定可能となるように設定されている。スペーサチューブ１９は、例えば、第１の光ファイバ１８Ａの被覆部１８ｂの外径とほぼ同じか、やや大きい外径とすることができる。
スペーサチューブ１９の内径は、挟持部２において固定した際に第２の光ファイバ１８Ｂに引張力が加えられても第２の光ファイバ１８Ｂが抜け落ちないように設定する必要がある。例えば、第２の光ファイバ１８Ｂの外径とほぼ同じまたはやや大きい内径とすることができる。
スペーサチューブ１９の外径は例えば０．９３ｍｍであり、内径は例えば０．２８ｍｍとすることができる。

スペーサチューブ１９は、第２の光ファイバ１８Ｂの被覆部１８ｃの先端から所定長さの範囲に装着される。
つまり、スペーサチューブ１９は、少なくとも挟持部２において挟持体ユニット１２に挟持される部分に装着されていればよく、それ以外の部分についてはなくてもよい。スペーサチューブ１９は、光コネクタ１０外の部分に至る範囲に装着することもできる。
スペーサチューブ１９の形状は特に限定されないが、断面は中心軸に対して対称形であることが好ましい。

図８および図１０に示すように、スペーサチューブ１９の後端には、保護チューブ２７を設けることができる。
保護チューブ２７は、スペーサチューブ１９の後端に装着可能な接続筒部２８と、その後端から延出するチューブ本体２９とからなる。
接続筒部２８は、可撓性を有する合成樹脂材料などからなり、その内径は、スペーサチューブ１９が挿入可能となるように設定されている。接続筒部２８の内径は、スペーサチューブ１９の外径とほぼ等しくするのが好ましく、前端側からスペーサチューブ１９が挿入された際に、弾性によりスペーサチューブ１９に係止可能とするのが好ましい。

チューブ本体２９は、可撓性を有する合成樹脂材料などからなり、光ファイバ１８Ｂが挿通できるようにされている。チューブ本体２９の内径は、光ファイバ１８Ｂの外径より大きく設定し、光ファイバ１８Ｂとの間に隙間が生じるようにすると、チューブ本体２９内で光ファイバ１８Ｂが容易に移動できるようになるため、光ファイバ１８Ｂを挿通する作業が容易になる。

次いで、第２の光ファイバ１８Ｂの先端に光コネクタ１０を組み立てる方法について説明する。
図７および図８に示すように、第２の光ファイバ１８Ｂの被覆部１８ｃの先端から所定長さの範囲にスペーサチューブ１９を装着するとともに、その後端側に保護チューブ２７の接続筒部２８を取り付ける。
これをストップリング４に挿入し、先端部１８ａを調心部１５ｂにおいて内蔵光ファイバ１１に突き合わせ接続させて楔２６を引き抜く（図６参照）。これによって、光ファイバ１１、１８Ｂの接続が維持される。

この際、第２の光ファイバ１８Ｂのスペーサチューブ１９は、第２蓋体１２ｃと基部１２ａとの間に挟み込まれて固定される。すなわち、第２の光ファイバ１８Ｂは、スペーサチューブ１９を介して挟持部２に固定される。
ブーツ部７を固定部２２の筒部２３に装着すれば、図７に示す光コネクタ１０の組み立てが完了する。
このように、光コネクタ１０は、スペーサチューブ１９の採用により比較的細径の第２の光ファイバ１８Ｂにも適用できる。
なお、第２の光ファイバ１８Ｂより細径の光ファイバに適用する場合には、例示したスペーサチューブ１９より肉厚のスペーサチューブを用いることによって、この光ファイバを挟持可能となる。そのほか、光ファイバの径に応じた厚さのスペーサチューブを用いることによって、任意の外径の光ファイバを挟持部２で固定できる。

図１１は、例えば外径２ｍｍの光ファイバコード１８Ｃ（光ファイバ）を接続した光コネクタ１０の構成を示すものである。
光ファイバコード１８Ｃは、光ファイバ心線等の光ファイバ３１と、光ファイバ３１の長手方向に沿って延在する抗張力体３２とが、ポリエチレン等の樹脂からなる外被３３内に収容された構造のものを例示できる。
抗張力体３２としては、アラミド繊維が好適に用いられるが、ガラス繊維、炭素繊維なども使用できる。
光ファイバコードは世界的に標準的に用いられている。また、光ファイバコードでは外径０．９ｍｍの光ファイバが世界的に標準的に用いられている。図示例では、光ファイバコード１８Ｃに内蔵された光ファイバ３１は外径０．９ｍｍである。

この例では、ブーツ部７に代えて、ブーツ部３５を使用する。
ブーツ部３５は、ストップリング４の固定部２２に固定可能な固定キャップ３６と、固定キャップ３６の後端側に接続されて後方に延出する延出部３７と、延出部３７に挿通する保護チューブ４０とを備えている。
固定キャップ３６は、比較的硬質の合成樹脂などからなり、固定部２２にネジ止めされる筒状の装着部３８と、装着部３８の後端部から後方に延出する接続筒部３９とを有する。
装着部３８の内面には、固定部２２のネジ部２５に螺合するネジ部４１が形成されている。
接続筒部３９には、ゴムなどの比較的軟質の合成樹脂などからなる延出部３７が被せられ、その弾性により係止している。

図１１に示すように、固定キャップ３６は、光ファイバコード１８Ｃの端末から引き出された抗張力体３２を固定部２２との間に挟んで、固定部２２にネジ止め固定可能である。すなわち、抗張力体３２を挟んだ状態で、装着部３８のネジ部４１を固定部２２のネジ部２５に嵌合させることにより、抗張力体３２を固定部２２に固定できる。

次に、光ファイバコード１８Ｃの先端に光コネクタ１０を組み立てる方法を説明する。
図１１および図１２に示すように、光ファイバコード１８Ｃから光ファイバ３１を口出しするとともに抗張力体３２を引き出す。また、光ファイバ３１の先端部３１ａ（例えば裸光ファイバ）を口出しする。
光ファイバ３１をストップリング４に挿入し、先端部３１ａを調心部１５ｂにおいて内蔵光ファイバ１１に突き合わせ接続させて楔２６を引き抜く（図６参照）。これによって、光ファイバ１１、３１の接続が維持される。
この際、光ファイバ３１の被覆部３１ｂは、第２蓋体１２ｃと基部１２ａとの間に挟み込まれて固定される。

次いで、図１２に示すように、必要に応じて抗張力体３２を複数束に分けて固定部２２外周面に配置した状態で、固定キャップ３６を固定部２２にネジ止めする。これによって、抗張力体３２は、固定キャップ３６と固定部２２との間に挟まれて固定される。

光ファイバコード１８Ｃに、光ファイバ３１（外径０．９ｍｍ）よりも細径（例えば外径０．２５ｍｍ）の光ファイバを採用する場合には、前述のようにスペーサチューブ１９を被せる。
ただし、０．２５ｍｍ径の光ファイバの被覆は、一般的な光ファイバコードに用いられているものとは異なるので、光コネクタ１０から延出する部分の構造は、光ファイバコードの場合とは異なる構造を採用することができる。

以上のように、光コネクタ１０では、挟持部２は、第１の光ファイバ１８Ａを挟み込んで固定可能であり、スペーサチューブ１９を介することにより、第１の光ファイバ１８Ａよりも細径の第２の光ファイバ１８Ｂを挟み込んで固定可能である。
さらには、光ファイバの外径に応じた内径を有するスペーサチューブを使用することによって、任意の径の光ファイバを固定できる。
従って、径が異なる複数種類の光ファイバに適用できる。

本発明の一実施形態である光コネクタを示す断面図である。 組み立て前の状態の光コネクタである。 ストップリングの要部を示す側面図である。 挟持部を示す分解斜視図である。 挟持部を示す断面図である。 挟持部を示す断面図である。 光コネクタを他の光ファイバに適用した例を示す断面図である。 光ファイバの固定状態を示す要部拡大図である。 スペーサチューブを示す斜視図である。 保護チューブを示す斜視図である。 光コネクタを他の光ファイバに適用した例を示す断面図である。 光コネクタの組み立て工程を示す説明図である。

符号の説明

１・・・フェルール、２・・・挟持部、８・・・ハウジング、１０・・・光コネクタ、１２ａ・・・基部（基部側挟持体）、１２ｃ・・・蓋体（蓋側挟持体）、１３・・・クランプバネ、１８・・・光ファイバ、１８ａ・・・先端部、１８ｂ、１８ｃ・・・被覆部、１８Ａ、１８Ｂ・・・光ファイバ（光ファイバ心線）、１８Ｃ・・・光ファイバ（光ファイバコード）、１９・・・スペーサチューブ、２２・・・固定部、２５・・・ネジ部、２７・・・保護チューブ、３２・・・抗張力体。

Claims (5)

1. 第１の光ファイバ（１８Ａ）およびこれより細径の第２の光ファイバ（１８Ｂ）の先端に組み立て可能な光コネクタを端末に組み立てたコネクタ付き光ファイバであって、
   光フェルール（１）と、前記光フェルールの後端側に設けられた挟持部（２）とを備え、
   前記挟持部が、前記第１の光ファイバ（１８Ａ）の被覆部（１８ｂ）を挟み込んで固定可能な挟持体（１２ａ、１２ｃ）を有し、
   前記挟持体は、前記第２の光ファイバ（１８Ｂ）の少なくとも一部に被せられたスペーサチューブ（１９）を介して前記第２の光ファイバを挟み込んで固定されていることを特徴とするコネクタ付き光ファイバ（１０）。
2. 前記挟持部は、前記スペーサチューブまたは被覆部を、バネ（１３）の弾性によって前記挟持体に挟み込むことができることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ付き光ファイバ。
3. 前記第１の光ファイバの外径は０．９ｍｍであり、前記第２の光ファイバの外径は０．２５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ付き光ファイバ。
4. 前記スペーサチューブの後端には、このスペーサチューブに挿通した前記第２の光ファイバ（１８Ｂ）が挿通する保護チューブ（２７）を取り付け可能であり、
   前記保護チューブの内径は、前記第２の光ファイバ（１８Ｂ）の外径より大きいことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のコネクタ付き光ファイバ。
5. 第１の光ファイバ（１８Ａ）の先端に組立可能な光コネクタに、前記第１の光ファイバよりも細径の第２の光ファイバ（１８Ｂ）を組み立てる方法であって、
   前記光コネクタは、光フェルール（１）と、前記光フェルールの後端側に設けられた挟持部（２）とを備え、前記挟持部が、前記第１の光ファイバの被覆部（１８ｂ）を挟み込んで固定可能な挟持体（１２ａ、１２ｃ）を有し、
   前記第２の光ファイバの少なくとも一部にスペーサチューブ（１９）を被せ、前記第２の光ファイバを前記光コネクタ内に挿入して前記光コネクタ内の光ファイバ（１１）に接続し、前記挟持体により前記スペーサチューブを介して前記第２の光ファイバを挟み込み、前記第２の光ファイバを前記挟持部に固定することを特徴とする光コネクタの組立方法。

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