(57)【要約】【課題】光ファイバを撓ませることで常に光ファイバ端面に荷重を掛け続け、フィジカルコンタクト（ＰＣ）接続させ、耐環境性に優れた光ファイバ接続部品及び接続方法を簡易かつ低コストに実現する。【解決手段】先端面をテーパ加工した光ファイバ２０，３０を、光ファイバ接続部品１０を用いて光ファイバ撓み部１２，１３において光ファイバ２０，３０に撓みを形成した状態で把持固定し、持続的な光ファイバ２０，３０の撓みによる応力によって光ファイバ２０，３０の先端面２１，３１をＰＣ接続する。さらに、光ファイバ把持部１４，１５に接着剤４０を充填して光ファイバ２０，３０を固定するとともに光ファイバ調心部１１と光ファイバ撓み部１２，１３を密封して優れた耐環境性を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光ファイバの切断端面を突き合わせて接続する光ファイバ接続部品であって、
２つの光ファイバを案内するガイド孔或いはガイド溝の少なくとも一方からなる案内路と、
前記案内路の長さ方向の中央部に設けられ、前記２つの光ファイバの切断端面を突き合わせて、それぞれの光ファイバの軸心位置を所定の誤差範囲内で一致させるための光ファイバ調心部と、
前記案内路に沿って前記光ファイバ調心部の少なくとも何れか一方の側に隣接して設けられ、前記案内路に配置された光ファイバの一部を所定の曲率半径にて撓ませるための撓み空間を有する光ファイバ撓み部と、
前記案内路に沿って前記光ファイバ調心部或いは前記光ファイバ撓み部に隣接して設けられるとともに、光ファイバ挿入口と、外部から接着剤を侵入させる侵入路と前記接着剤を充填して光ファイバを接着固定するための前記案内路に沿った接着剤充填空間とを備え、前記光ファイバ撓み部において前記光ファイバが撓んだ状態を維持しながら前記案内路に配置された光ファイバを把持するための２つの光ファイバ把持部とを有する
ことを特徴とする光ファイバ接続部品。
【請求項２】
前記光ファイバ撓み部は、前記撓み空間から前記光ファイバ調心部に通じる案内路へ光ファイバを導くように前記撓み空間の壁面がテーパ状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続部品。
【請求項３】
前記光ファイバ把持部の接着剤充填空間は、前記接着剤充填空間に隣接する前記光ファイバ撓み部或いは前記光ファイバ調心部に通じる案内路へ光ファイバを導くように前記接着剤充填空間の壁面がテーパ状に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ接続部品。
【請求項４】
前記光ファイバ調心部において前記２つの光ファイバが突き合わされて接続されている部分を接着剤で固定できるように、接着剤の充填空間と該充填空間から外部空間に通じる接着剤侵入路が前記光ファイバ調心部に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光ファイバ接続部品。
【請求項５】
前記請求項１乃至３の何れかに記載の光ファイバ接続部品を用いた光ファイバ接続方法であって、
劈開切断されて先端面のバリ及び角を落とす加工が行われた２つの光ファイバのそれぞれを前記光ファイバ接続部品の異なる光ファイバ挿入口より挿入し、
前記２つの光ファイバの先端面が前記光ファイバ調心部内で突き当たった状態で、前記光ファイバ撓み部の撓み空間内に光ファイバの撓みが形成されるようにさらに光ファイバを押し込み、
光ファイバ把持部によって前記光ファイバが把持された状態で、光ファイバ把持部部の接着剤充填空間内に接着剤を充填して前記光ファイバを接着固定するとともに前記光ファイバ調心部及び前記光ファイバ撓み部を密封する
ことを特徴とする光ファイバ接続方法。
【請求項６】
前記請求項４に記載の光ファイバ接続部品を用いた光ファイバ接続方法であって、
劈開切断されて先端面のバリ及び角を落とす加工が行われた２つの光ファイバのそれぞれを前記光ファイバ接続部品の異なる光ファイバ挿入口より挿入し、
前記２つの光ファイバの先端面が前記光ファイバ調心部内で突き当たった状態で、前記光ファイバ撓み部の撓み空間内に光ファイバの撓みが形成されるようにさらに光ファイバを押し込み、
光ファイバ把持部によって前記光ファイバが把持された状態で、光ファイバ把持部部の接着剤充填空間内に接着剤を充填して前記光ファイバを接着固定した後、
光ファイバ調心部の充填空間内に接着剤を充填し、２つの光ファイバが突き合わされて接続されている部分を接着剤で固定する
ことを特徴とする光ファイバ接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久的に光ファイバを接続するための光ファイバ接続部品及び接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久的な光ファイバの接続には、光ファイバを放電の熱によって溶融して接続する融着接続と、空気とのフレネル反射を抑えるために、接続する光ファイバ端面間に屈折率整合剤を介在させてＶ溝で突き合わせて接続するメカニカルスプライスがある。融着接続では、高圧の電源を必要とし、メカニカルスプライスでは、水の侵入など、密封性に欠けるといった課題がある。
【０００３】
また、半永久光ファイバ接続では、光ファイバと光ファイバを直接突き合わせて接続するフィジカルコンタクト（Physical Contact）接続（以下、ＰＣ接続と称する）を行うコネクタ接続がある。この場合、フェルールに接着剤で固定した光ファイバ端面を研磨することで、ＰＣ接続する。［特許文献１］
通常、研磨せずにＰＣ接続を行うには、強い力で、突き合わせなければならないが、弱い力でＰＣ接続を実現する方法が提案されている［非特許文献１］。この方法は、光ファイバの劈開面では円周部にリップルが生じているので、このリップルを取り除く加工のみを実施することでコア同士のＰＣ接続を実現する方法である。
【特許文献１】特開２０００−３１０７２３号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会2008年総合大会講演論文集、“ファイバ端面研磨が不要な現場組み立てＰＣコネクタの検討”、B-13-14
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した融着接続は高価で大型の専用装置を必要とし、簡易で低コストではない。また、簡易接続可能なメカニカルスプライスでは、水の侵入など密封性が十分でなく、かつ接続部に屈折率整合剤の介在が不可欠なので屈折率整合剤の耐久性や耐環境性に依存するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、ＰＣ接続を行うことができるとともに密封性のある簡易な光ファイバ接続部品及び接続方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では光ファイバの撓み応力だけでＰＣ接続を行う。また、接着剤を用いて、光ファイバを固定するとともに接続部全体を密封することにより長期信頼性を実現する。これらの手段により、ＰＣ接続のための大きな力を必要とせずに、簡易に光ファイバを固定して、長期信頼性のある接続を可能とする。
【０００７】
光ファイバ接続部品の構造を、光ファイバの撓み応力が働き続ける構造とすることで、光ファイバ端面で発生する戻り力と撓み応力が相殺し合うため、ＰＣ接続を維持することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、簡易に光ファイバを固定し、密封性のある永久的な接続が可能となる。これにより融着接続のような高価で大型な専用装置を使用する必要はなくなり、また、接続に屈折率整合剤が介在しないのでメカニカルスプライスよりも耐久性及び耐環境性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。なお、本実施形態によって本発明が制限されるものではない。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態における光ファイバ接続部品を示す外観概略図、図２は本発明の一実施形態における光ファイバ接続部品を示す側面断面図、図３乃至図６は本発明の一実施形態において用いる光ファイバの先端部を示す図である。
【００１１】
図１及び図２において、１０は光ファイバ接続部品(以下、接続部品と称する)で、例えば合成樹脂からなり、直方体形状をなしている。また、接続部品１０の内部には、長さ方向に光ファイバの案内路が形成され、この案内路の中央部に光ファイバ調心部１１が形成されている。さらに、案内路に沿って光ファイバ調心部１１の両側にそれぞれ光ファイバ調心部１１に連結して光ファイバ撓み部１２，１３が設けられ、さらに、案内路に沿って光ファイバ撓み部１２，１３に隣接して光ファイバ把持部１４，１５が設けられている。
【００１２】
光ファイバ調心部１１は、案内路上に形成された光ファイバガイド孔111からなり、２つの光ファイバ２０，３０の先端面（切断端面）２１，３１を突き合わせて、それぞれの光ファイバ２０，３０の軸心位置を所定の誤差範囲内で一致させる。
【００１３】
光ファイバ撓み部１２，１３は、案内路に配置された光ファイバ２０，３０の一部を所定の曲率半径にて撓ませるための撓み空間121,131と案内路上に形成されたガイド溝（図示せず）を有しており、案内路に沿って光ファイバ調心部１１に隣接して設けられている。また、撓み空間121,131の壁面は、光ファイバ２０，３０が光ファイバ調心部１１へ導かれるように光ファイバ調心部１１側の壁面がテーパ状に形成されている。
【００１４】
光ファイバ把持部１４，１５は、案内路に沿って光ファイバ撓み部１２，１３に隣接して設けられ、光ファイバ挿入口141,151と一端が光ファイバ撓み部１２，１３に連結された光ファイバガイド孔142,152と、案内路に沿って設けられ且つ光ファイバガイド孔142,152の他端に連結された接着剤充填空間143,153と、接着剤充填空間143,153に外部から接着剤４０を侵入させる接着剤侵入路144,154と接着剤４０を充填するための接着剤充填口145,155と、案内路上に形成されて接着剤充填空間142,152と光ファイバ挿入口141,151とを連結する光ファイバガイド孔146,156とを備えている。また、光ファイバ把持部１４，１５は、光ファイバ撓み部１２，１３において光ファイバ２０，３０が撓んだ状態を維持しながら案内路に配置された光ファイバ２０，３０を把持し、接着剤充填空間142,152に充填された接着剤４０によって光ファイバ２０，３０を接着固定するとともに光ファイバ調心部１１及び光ファイバ撓み部１２，１３を密封する。なお、接着剤充填空間143,153の壁面は、光ファイバ２０，３０が光ファイバ撓み部１２，１３へ導かれるように光ファイバ撓み部１２，１３側の壁面がテーパ状に形成されている。
【００１５】
なお、本実施形態では光ファイバ把持部１４，１５は接着剤により光ファイバ２０，３０を把持する機能を持ち、この光ファイバ把持部１４，１５は光ファイバ２０，３０の挿入時には光ファイバ２０，３０が通り抜けることができ、光ファイバ２０，３０の挿入後に光ファイバ２０，３０を接着できる特徴を持つ。
【００１６】
本実施形態における光ファイバ接続部品１０を用いた光ファイバ接続を実施する際には、接続対象となる２つの光ファイバ２０，３０の先端部分において、光ファイバ撓み部１２，１３の端部から先端部にあたる部分の被覆を除去し、端面を劈開し、テーパ加工した光ファイバ２０，３０を挿入する。なお、被覆除去範囲は、光ファイバ調心部１１において被覆除去されていれば制限はない。
【００１７】
光ファイバ接続部品１０によって接続される２つの光ファイバ２０，３０のそれぞれは、上記のように劈開切断されて先端面のバリ及び角を落とす加工が行われた先端面２１，３１を有したものである。各光ファイバ２０，３０の先端部は、図３乃至図６に示すように、テーパ加工されて、その断面の形状はｎ角形（ｎは３以上の整数）または円形である。なお、図３は光ファイバ２０，３０の先端部の側面図、図４乃至図６のそれぞれはテーパ加工された光ファイバ２０，３０の先端面側から見たときの平面図である。
【００１８】
光ファイバ２０，３０を光ファイバ接続部品１０によって接続する際には、上記のように先端部がテーパ加工され、一方の光ファイバ２０の先端が光ファイバ挿入口141から挿入されて案内路に沿って光ファイバ調心部１１の中央部に達する。また、他方の光ファイバ３０の先端が光ファイバ挿入口151から挿入されて案内路に沿って光ファイバ調心部１１の中央部に達し、他方の光ファイバ３０の先端面３１は一方の光ファイバ２０の先端面２１に突き合わされる。
【００１９】
この際、挿入された光ファイバ２０，３０は光ファイバガイド孔或いは光ファイバガイド溝などの案内路に沿って光ファイバ調心部１１へ導かれ、接続に十分な軸ずれ量まで調心されて、最後に光ファイバ端面２１，３１が光ファイバ調心部１１の中心部より所定の量だけ突き出る。対向して２つの光ファイバが同様に挿入され、片方または両方の光ファイバ２０，３０が撓んだ状態で、光ファイバ２０，３０の先端面２１，３１同士がＰＣ接続される。
【００２０】
すなわち、２つの光ファイバ２０，３０が押し込まれると、この押し込み力によって一方の光ファイバ２０は光ファイバ撓み部１２においてその撓み空間121に撓みを形成し、他方の光ファイバ３０は光ファイバ撓み部１３においてその撓み空間131に撓みを形成する。なお、光ファイバ２０，３０の撓みの曲率半径は２．５ｍｍ以上であることが好ましい。これは、光ファイバ２０，３０を小径に曲げると損失が増加するとともに寿命が短くなるためであり、使用期間を２０年と仮定すると、クラッド径１２５ｍｍφの石英ファイバ使用の場合、最低限の破断確率を保つためには曲げ半径は２．５ｍｍ以上必要であるといわれているためである。
【００２１】
このように光ファイバ撓み部１２，１３において２つの光ファイバ２０，３０のそれぞれが撓んだ状態で、２つの光ファイバ２０，３０は光ファイバ把持部１４，１５によって把持され、光ファイバ２０，３０の撓んだ状態が維持される。
【００２２】
光ファイバ把持部１４，１５によって光ファイバ２０，３０のそれぞれが把持されているので、光ファイバ２０，３０に形成された撓みによって生ずる応力によって光ファイバ２０の先端面２１と光ファイバ３０の先端面３１は光ファイバ調心部１１において強く押圧されて、先端面２１，３１同士が突き合わされてＰＣ接続される。さらに、光ファイバ調心部１１と光ファイバ撓み部１２，１３は、光ファイバ把持部１４，１５の接着剤充填空間143,153に充填された接着剤４０によって密封状態にされる。
【００２３】
このように２つの光ファイバ２０，３０の先端面２１，３１同士が突き合わされた状態で、光ファイバ把持部１４，１５の接着剤充填空間143,153に接着剤４０が充填され、この接着剤４０が硬化することによって光ファイバ２０，３０は光ファイバ把持部１４，１５に接着固定される。これにより、２つに光ファイバ２０，３０の先端面２１，３１が接続される。
【００２４】
前述したように、本実施形態の光ファイバ接続部品１０は、光ファイバの撓み応力が働き続ける構造であるので、光ファイバ端面で発生する戻り力と撓み応力が光ファイバ接着部１２，１３で相殺し合うため、接着剤４０のせん断方向の固定力がＰＣ接続に必要な押圧力に満たない場合でも、ＰＣ接続を維持することができる。また、接着剤４０を用いて光ファイバ２０，３０を固定するとともに光ファイバ調心部１１と光ファイバ撓み部１２，１３を密封ことにより長期信頼性を実現することができる。これにより、本実施形態の光ファイバ接続部品１０を用いることにより、ＰＣ接続のための大きな力を必要とせずに、簡易に光ファイバ２０，３０を固定して、長期信頼性のある接続を可能とすることができる。
【００２５】
したがって、本実施形態の光ファイバ接続部品１０を用いることにより、簡易に光ファイバを固定して密封性のある永久的な接続を可能にすることができるとともに、従来のように融着接続のような高価で大型な専用装置を使用する必要が無くなり、また、接続に屈折率整合剤が介在しないので、メカニカルスプライスよりも耐久及び耐環境性を向上することができる。
【００２６】
なお、光ファイバ調心部１１と光ファイバ接着部１２，１３は、それぞれ個別の部材で構成されたものであっても良いし、一体形成されたものであっても良い。
【００２７】
また、図７に示すように、光ファイバ調心部１１に、接着剤４０の充填空間112と接着剤充填空間112から外部空間に通じる接着剤侵入路113及び接着剤充填口114を設け、２つの光ファイバ２０，３０の先端面２１，３１が突き合わされて接続されている部分を接着剤４０で接着固定できるようにしても良い。
【００２８】
なお、上記実施形態では光ファイバ撓み部1１２，１３及び光ファイバ把持部１４，１５において光ファイバ２０，３０の周囲が空間となるように撓み空間121,131及び接着剤充填空間143,153を形成したが、案内路に沿って光ファイバ２０，３０を沿わせるガイド溝が形成された撓み空間121,131及び接着剤充填空間143,153を形成しても良い。この場合、光ファイバ撓み部１２，１３ではガイド溝上には光ファイバのための撓み空間を設ける。また、案内路に沿って設けたガイド孔の一部に撓み空間121,131が形成されている光ファイバ撓み部１２，１３を設けても良い。
【００２９】
また、本発明の特徴である密封性を実現するために、接続部品１０全体を、両方の光ファイバ２０，３０を把持固定した後に熱収縮スリーブなどの収縮部材などを用いて密封しても良い。
【００３０】
また、光ファイバ２０，３０を接続部材１０に固定するには接着剤以外に機械的な把持機構や粘着剤などを用いて把持力の補助を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態における光ファイバ接続部品を示す外観概略図
【図２】本発明の一実施形態における光ファイバ接続部品を示す側面断面図
【図３】本発明の一実施形態において用いる光ファイバの先端部を示す図
【図４】本発明の一実施形態において用いる光ファイバの先端部を示す図
【図５】本発明の一実施形態において用いる光ファイバの先端部を示す図
【図６】本発明の一実施形態において用いる光ファイバの先端部を示す図
【図７】本発明の一実施形態における光ファイバ接続部品の他の例を示す側面断面図
【符号の説明】
【００３２】
１０…光ファイバ接続部品、１１…光ファイバ調心部、１２，１３…光ファイバ撓み部、１４，１５…光ファイバ把持部、２０，３０…光ファイバ、２１，３１…先端面、４０…接着剤、111…光ファイバガイド孔、112…接着剤充填空間、113…接着剤侵入路、114…接着剤充填口、121,131…撓み空間、141,151…光ファイバ挿入口、142,152…光ファイバガイド孔、143,153…接着剤充填空間、144,154…接着剤侵入路、145,155…接着剤充填口、146,156…光ファイバガイド孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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