JP6928014B2 - 光コネクタへのブロック部材の固定方法及び光コネクタの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光コネクタへのブロック部材の固定方法及び光コネクタの製造方法に関する。

レーザ光伝送用の光ファイバケーブルにおいて、光ファイバの先端に石英製のブロック部材が融着され、そのブロック部材がケーブル端部に取り付けられた光コネクタの筒状部の内側に配置されたものが知られている（例えば、特許文献１及び２）。

特開２０１８−０８４６４９号公報 特開２０１８−０８１１２７号公報

ところで、特許文献１及び２に開示された光ファイバケーブルにおいて、光コネクタにおける筒状部にブロック部材を接着剤で固定した場合、ミスアライメントによりレーザ光が接着剤に照射されると、接着剤が燃焼して光コネクタが焼損する虞が懸念される。

本発明の課題は、光コネクタの焼損を抑止する光コネクタにおける筒状部へのブロック部材の固定方法を提供することである。

本発明は、光コネクタにおける金属製の筒状部への石英製のブロック部材の固定方法であって、前記筒状部の内側に前記ブロック部材を配置した後、前記筒状部の外周面にレーザ光を照射して内向きに突出した突出部を形成することにより前記ブロック部材をかしめ、前記レーザ光の照射を、前記筒状部を加熱して熱膨張させた状態にして行う。

本発明は、金属製の筒状部を含むコネクタ本体と、前記筒状部の内側に配置された石英製のブロック部材とを備えた光コネクタの製造方法であって、前記筒状部の内側に前記ブロック部材を配置した後、前記筒状部の外周面にレーザ光を照射して内向きに突出した突出部を形成することにより前記ブロック部材をかしめ、前記レーザ光の照射を、前記筒状部を加熱して熱膨張させた状態にして行う。

本発明によれば、内側にブロック部材を配置した筒状部の外周面にレーザ光を照射して内向きに突出した突出部を形成することによりブロック部材をかしめるので、接着剤を用いずに筒状部にブロック部材が固定され、それにより光コネクタの焼損を抑止することができる。

光コネクタ構造の縦断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造を示す横断面図である。 光コネクタ構造の組立方法を示す第１の説明図である。 光コネクタ構造の組立方法を示す第２の説明図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定方法を示す説明図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第１の変形例を示す横断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第２の変形例を示す横断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第３の変形例を示す横断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第４の変形例を示す横断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第５の変形例を示す縦断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第６の変形例を示す縦断面図である。 光コネクタの筒状部へのブロック部材の固定構造の第７の変形例を示す縦断面図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、光ファイバ１０の端部に光コネクタ２０を取り付けた光コネクタ構造Ｃを示す。この光コネクタ構造Ｃは、例えばレーザ加工機等に装着されるレーザ光伝送用の光ファイバケーブルの入射端部及び／又は出射端部に構成されるものである。

光ファイバ１０は、裸光ファイバ１１とそれを被覆するジャケット１２とを備える。

裸光ファイバ１１は、相対的に高屈折率なコア１１ａとそれを被覆する相対的に低屈折率のクラッド１１ｂとを有する。コア１１ａは、例えばノンドープの純粋石英で形成されている。クラッド１１ｂは、例えば屈折率を低下させるドーパント（Ｆ、Ｂ等）がドープされた石英で形成されている。

ジャケット１２は、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等で形成された単一層で構成されていてもよく、また、例えばシリコーン樹脂の内側バッファ層とそれを被覆するナイロン樹脂或いはフッ素樹脂の外側被覆層との２層で構成されていてもよい。

光ファイバ１０の端部は、先端側のジャケット１２が剥離されて裸光ファイバ１１が露出したファイバ露出部分１０ａと、その後方側のジャケット１２で被覆されたジャケット被覆部分１０ｂとを有する。ファイバ露出部分１０ａの裸光ファイバ１１の外周面には、粗面化加工が施されて構成されたクラッドモード光を外部に放出するためのモードストリッパ１３が設けられていてもよい。

光コネクタ２０は、ステンレス等で形成された金属製の筒状部材により構成されたコネクタ本体２１を備える。コネクタ本体２１の内部には、その中間部分に長さ方向に延びるように形成された内径の大きいファイバ収容空間２１１が設けられている。ファイバ収容空間２１１には、後述するように、モードストリッパ１３が構成されたファイバ露出部分１０ａが設けられるので、モードストリッパ１３から放出されたクラッドモード光を効果的に吸収して放熱する観点からは、その内壁面は粗面化により表面積が広くされていることが好ましい。また、コネクタ本体２１の内部には、ファイバ収容空間２１１の後方に連続して形成された内径の小さいファイバ嵌入部２１２が設けられている。

コネクタ本体２１は、先端側に突出するように設けられた円筒状の筒状部２１３を含み、その内部には、ブロック収容部２１４が設けられている。ブロック収容部２１４は、先端側の円筒孔部分２１４ａと、その後方に連続した円錐孔部分２１４ｂとを有する。円筒孔部分２１４ａは、先端が開口している。円錐孔部分２１４ｂは、後方に向かうに従って内径が漸次小さくなるように形成され、その頂部がファイバ収容空間２１１に連通するファイバ挿通孔２１５に連続している。

また、光コネクタ２０は、筒状部２１３の内側のブロック収容部２１４に配置された石英製のブロック部材２２を備える。ブロック部材２２は、純粋石英で形成されていてもよく、また、ドーパントがドープされた石英で形成されていてもよい。ブロック部材２２は、先端側の円柱部分２２ａと、その後方に連続した円錐部分２２ｂとを有する。円柱部分２２ａの外径は、ブロック収容部２１４の円筒孔部分２１４ａの内径よりもやや小さい。円錐部分２２ｂは、ブロック収容部２１４の円錐孔部分２１４ｂの形状に対応しており、後方に向かうに従って外径が漸次小さくなるように形成されている。なお、ブロック部材２２は、円柱状部材で構成されていてもよい。

ブロック部材２２は、円筒部分が僅かに筒状部２１３から突出するとともに、その残部が筒状部２１３の内側に配置され、且つ円錐部分２２ｂが筒状部２１３の内側のブロック収容部２１４の円錐孔部分２１４ｂに嵌合するように設けられている。そして、筒状部２１３の外周面における円筒孔部分２１４ａに対応する部分には、図１及び２に示すように、その周方向に６０°の間隔をおいた６箇所に、それぞれレーザ加工によるレーザ加工痕としてのスポット状の凹部２１６が形成されているとともに、それに対応して筒状部２１３の内側のブロック収容部２１４の円筒孔部分２１４ａに内向きに突出したスポット状の突出部２１７が形成されている。ブロック部材２２は、これらの６個の突出部２１７により円柱部分２２ａがかしめられて６点支持で筒状部２１３に固定されている。

さらに、光コネクタ２０は、筒状部２１３から突出したブロック部材２２及びレーザ加工による凹部２１６を覆うとともに、筒状部２１３に外嵌めするように設けられた円筒状のカバー部材２３を備える。

この光コネクタ構造Ｃでは、光ファイバ１０の端部が光コネクタ２０のコネクタ本体２１の後方から挿通されている。そして、ファイバ露出部分１０ａの先端は、ファイバ挿通孔２１５に通されて筒状部２１３の内側のブロック収容部２１４に配置されたブロック部材２２の後端に融着接続されている。モードストリッパ１３が構成されたファイバ露出部分１０ａは、ファイバ収容空間２１１を長さ方向に延びるように設けられている。ジャケット被覆部分１０ｂは、ファイバ嵌入部２１２に内嵌めされて保持されている。なお、光ファイバ１０は、図示しないその他の物理的手段及び／又は化学的手段により光コネクタ２０に固定されていてもよい。

次に、光コネクタ構造Ｃの組立方法について説明する。

まず、光ファイバ１０の端部において、先端から所定長のジャケット１２を剥離して、ファイバ露出部分１０ａとジャケット被覆部分１０ｂとを形成する。また、ファイバ露出部分１０ａの裸光ファイバ１１の外周面に粗面化加工を施してモードストリッパ１３を構成する。

次いで、図３Ａに示すように、その光ファイバ１０の端部を、コネクタ本体２１の後方から挿入して先端から突出するように通し、その先端にブロック部材２２を融着接続する。

続いて、図３Ｂに示すように、光ファイバ１０を後方に引き戻し、筒状部２１３の内側のブロック収容部２１４に、ブロック部材２２を、円柱部分２２ａが円筒孔部分２１４ａに同軸に設けられるとともに、円錐部分２２ｂが円錐孔部分２１４ｂに嵌合するように配置して保持する。

その後、図４に示すように、筒状部２１３の外周面における円筒孔部分２１４ａに対応する部分において、その周方向に６０°の間隔をおいた６箇所に、それぞれレーザ光Ｌをスポット状に照射する。これにより、筒状部２１３の外周面のレーザ照射部にスポット状の凹部２１６を形成するとともに、それに対応して筒状部２１３の内側のブロック収容部２１４の円筒孔部分２１４ａに内向きに突出したスポット状の突出部２１７を形成し、これらの６個の突出部２１７により円柱部分２２ａをかしめてブロック部材２２を６点支持で筒状部２１３に固定する。ブロック部材２２の円柱部分２２ａの長さ方向におけるかしめ位置は、その長さ方向の中央であってもよく、中央よりも先端側であってもよく、また、中央よりも後方側であってもよい。このレーザ加工に用いるレーザとしては、例えば、ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、エキシマレーザ等が挙げられるが、これらのうちＹＡＧレーザが好ましい。

そして、最後に、筒状部２１３に外嵌めするようにカバー部材２３を取り付ける。

以上のような光コネクタ２０におけるブロック部材２２の固定方法によれば、内側にブロック部材２２を配置した筒状部２１３の外周面にレーザ光Ｌを照射して内向きに突出した突出部２１７を形成することによりブロック部材２２をかしめるので、接着剤を用いずに筒状部２１３にブロック部材２２が固定され、それにより光コネクタ２０の焼損を抑止することができる。

ここで、光コネクタ構造Ｃが使用され、それに伴い光コネクタ２０の温度が上昇して筒状部２１３が熱膨張すると、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定が緩む虞が懸念される。このような筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定の緩みを抑制する観点からは、レーザ光Ｌの照射を、筒状部２１３をヒータやレーザにより加熱して熱膨張させた状態にして行うことが好ましい。このように筒状部２１３を加熱して熱膨張させた状態にしてレーザ光Ｌの照射を行うことにより、高温度下においてかしめられるため、光コネクタ２０の温度が上昇して筒状部２１３が熱膨張しても、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定が緩むのを抑制することができ、しかも、常温下においては、その固定度が高められることとなる。このときの加熱温度は、好ましくは１００℃以上５００℃以下、より好ましくは１５０℃以上３００℃以下である。また、光コネクタ２０の温度上昇に伴う筒状部２１３の熱膨張自体を抑制する観点からは、筒状部２１３の外周面に金メッキが施されて放熱性が高められていることが好ましい。

なお、上記の筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定では、筒状部２１３の内側に周方向に６０°の等間隔をおいて設けられた６個のスポット状の突出部２１７による６点支持により行うものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、図５に示すように、突出部２１７間の間隔が等間隔でなくてもよい。また、図６に示すように、筒状部２１３の内側に周方向に１２０°の間隔をおいて設けられた３個のスポット状の突出部２１７による３点支持により行うものであってもよく、さらに、その他の個数のスポット状の突出部２１７による支持により行うものであってもよい。この場合、ブロック部材２２を筒状部２１３に固定する際、筒状部２１３の外周面にレーザ光をスポット状に照射するレーザ照射部の間隔を適宜設定すればよい。

また、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定は、図７に示すように、筒状部２１３の内側に周方向の全周に延びるように設けられた環状突条の突出部２１７により行うものであってもよい。この場合、ブロック部材２２を筒状部２１３に固定する際、筒状部２１３の外周面に周方向にレーザ光を連続して照射すればよい。

また、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定は、図８に示すように、筒状部２１３の内側に、各々、相互に対向するとともに、周方向に延びるように設けられた一対の弧状突条の突出部２１７により挟持して行うものであってもよい。この場合、ブロック部材２２を筒状部２１３に固定する際、筒状部２１３の外周面における対向する２箇所のそれぞれに周方向にレーザ光を所定長ずつ照射すればよい。

また、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定は、図９に示すように、筒状部２１３の内側に周方向に延びるように設けられた単一の弧状突条の突出部２１７と筒状部２１３の内壁とにより挟持して行うものであってもよい。この場合、ブロック部材２２を筒状部２１３に固定する際、筒状部２１３の外周面にレーザ光を周方向に所定長だけ照射すればよい。

また、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定は、図１０に示すように、筒状部２１３及びブロック部材２２の長さ方向における複数個所で行うものであってもよい。複数個所でのかしめ形態は、同一であってもよく、また、相違していてもよい。

また、筒状部２１３へのブロック部材２２のかしめによる固定は、図１１に示すように、筒状部２１３の内側に長さ方向に延びるように設けられた突条の突出部２１７により行うものであってもよい。この場合、ブロック部材２２を筒状部２１３に固定する際、筒状部２１３の外周面にレーザ光を長さ方向に所定長だけ照射すればよい。

本発明は、光コネクタへのブロック部材の固定方法及び光コネクタの製造方法の技術分野について有用である。

Ｃ 光コネクタ構造
Ｌ レーザ光
１０ 光ファイバ
１０ａ ファイバ露出部分
１０ｂ ジャケット被覆部分
１１ 裸光ファイバ
１１ａ コア
１１ｂ クラッド
１２ ジャケット
１３ モードストリッパ
２０ 光コネクタ
２１ コネクタ本体
２１１ ファイバ収容空間
２１２ ファイバ嵌入部
２１３ 筒状部
２１４ ブロック収容部
２１４ａ 円筒孔部分
２１４ｂ 円錐孔部分
２１５ ファイバ挿通孔
２１６ 凹部
２１７ 突出部
２２ ブロック部材
２２ａ 円柱部分
２２ｂ 円錐部分
２３ カバー部材

Claims (2)

1. 光コネクタにおける金属製の筒状部への石英製のブロック部材の固定方法であって、
   前記筒状部の内側に前記ブロック部材を配置した後、前記筒状部の外周面にレーザ光を照射して内向きに突出した突出部を形成することにより前記ブロック部材をかしめ、
   前記レーザ光の照射を、前記筒状部を加熱して熱膨張させた状態にして行う固定方法。
2. 金属製の筒状部を含むコネクタ本体と、前記筒状部の内側に配置された石英製のブロック部材とを備えた光コネクタの製造方法であって、
   前記筒状部の内側に前記ブロック部材を配置した後、前記筒状部の外周面にレーザ光を照射して内向きに突出した突出部を形成することにより前記ブロック部材をかしめ、
   前記レーザ光の照射を、前記筒状部を加熱して熱膨張させた状態にして行う光コネクタの製造方法。

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