(57)【要約】【課題】光コネクタに適用する光ファイバの外径がフェルールに形成された細孔の孔径とかけ離れている場合に有用な光コネクタの製造方法を提供する。【解決手段】長さ方向に細孔が形成された略円柱状のフェルールに光ファイバが内蔵されてなる光コネクタを製造するにあたり、先端部の被覆が除去された光ファイバを、細孔の一端側から挿通し、他端側から光ファイバの先端部を所定の長さだけ露出させ、光ファイバの先端部に、当該光ファイバの径方向に等方的な形状を有する増径部を形成する。そして、フェルールを保持し、光ファイバを引き戻して細孔の他端側を増径部で封止する。その後、フェルールと光ファイバを接着し、フェルールの他端側の端面を研磨して、光ファイバの端面出しを行う。【選択図】図１
2010139526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に細孔が形成された略円柱状のフェルールに光ファイバが内蔵されてなる光コネクタの製造方法であって、
先端部の被覆が除去された光ファイバを、前記細孔の一端側から挿通し、他端側から前記光ファイバの先端部を所定の長さだけ露出させる第１工程と、
前記光ファイバの先端部に、当該光ファイバの径方向に等方的な形状を有する増径部を形成する第２工程と、
前記フェルールを保持し、前記光ファイバを引き戻して前記細孔の他端側を前記増径部で封止する第３工程と、
前記フェルールと前記光ファイバを接着する第４工程と、
前記フェルールの他端側の端面を研磨して、前記光ファイバの端面出しを行う第５工程と、
を備えることを特徴とする光コネクタの製造方法。
【請求項２】
前記第２工程において、前記光ファイバの先端部に樹脂溶液の液滴を付着させ、当該光ファイバを鉛直に保持した状態で、前記液滴を硬化させることにより前記増径部を形成することを特徴とする請求項１に記載の光コネクタの製造方法。
【請求項３】
前記第２工程において、前記光ファイバの先端部を樹脂溶液に浸漬した後、引き上げることにより、前記液滴を付着させることを特徴とする請求項２に記載の光コネクタの製造方法。
【請求項４】
前記第２工程において、前記液滴を硬化させる際、前記光ファイバを軸中心に回転させることを特徴とする請求項２または３に記載の光コネクタの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂溶液は、ＵＶ硬化樹脂であることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の光コネクタの製造方法。
【請求項６】
前記第１工程又は第２工程を行う前に、前記光ファイバの先端部端面を、均一な面性状を有するように端面処理することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の光コネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタの製造方法に関し、特に、光コネクタに適用する光ファイバの外径がフェルールに形成された細孔の孔径とかけ離れている場合に有用な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光伝送装置などの光ファイバ接続部において、光ファイバ同士を着脱可能に接続するために、各種の光コネクタが実用化されている。例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ５９７３には、ＳＣ型と呼ばれる単心用の光コネクタ（いわゆるＳＣコネクタ）について規定されている。
この光コネクタに関する従来技術として、例えば、特許文献１、２がある。
【０００３】
図７は、従来の光コネクタの概略構成を示す断面図である。
図７に示すように、光コネクタ１０は、光ファイバ素線１１１が被覆層１１２で覆われてなる光ファイバ心線（以下、光ファイバと称する）１１と、光ファイバ保持金具１２と、フェルール１３と、で構成される。
光ファイバ保持金具１２は、光ファイバ１１を挿通する挿通孔１２ａと、フェルール１３を保持するフェルール保持部１２ｂを有する。
フェルール１３は、光ファイバ１１を導入する導入部１３ｂと、導入部１３ｂに連設され光ファイバ素線１１１を挿通する細孔１３ａを有し、光ファイバ保持金具１２に嵌入されて一体的に固着される。導入部１３ｂは、光ファイバ１１を導入可能な径から細孔１３ａの孔径まで縮径するようにテーパ状に形成されている。
先端部の被覆層１１２を除去された光ファイバ１１を、光ファイバ保持金具１２の挿通孔１２ａに挿通し、さらに、フェルール１３の細孔１３ａに光ファイバ素線１１１を挿入することで、図７に示す光コネクタ１０は製造される。なお、図示を省略するが、光ファイバ素線１１１の外周面と細孔１３ａの内面は、熱硬化樹脂等の接着剤で接着されている。
【０００４】
光伝送装置などの光ファイバ接続部では、フェルール１３を整列させる筒状の割スリーブを内蔵したアダプタに、両側から２つの光コネクタ１０が差し込まれ、フェルール１３の端面を突き合わせることにより、光ファイバ素線１１１がＰＣ（Physical Contact）接続される。つまり、アダプタの割スリーブにフェルール１３が挿嵌され、フェルール１３の外周面により光コネクタ１０の位置合わせが行われる。
【０００５】
このとき、フェルール１３の細孔１３ａに挿入されている光ファイバ素線１１１同士が精度よくＰＣ接続される必要があるため、割スリーブの内周面精度とフェルール１３の外周面精度（外径精度）は、極めて高く制御される。
また、フェルール１３の細孔１３ａは、この細孔１３ａの中心とフェルール１３の外径の中心とが高精度に一致するように形成される。また、光ファイバ素線１１１の中心軸が細孔１３ａの中心に安定して位置するように、細孔１３ａの径は光ファイバ素線１１１の径とほぼ同じとされる。従来の光ファイバ素線１１１は、外径が０．１２５±０．００１ｍｍに規定されているので、フェルール１３の細孔１３ａは、例えば０．１２５５ｍｍ程度とされる。
このように、フェルール１３の形状（外径寸法）、及び細孔１３ａの孔径寸法・位置を極めて高精度で制御することで、光ファイバ接続部において高い光学的特性を実現している。
【特許文献１】特開昭６１−６３８０６号公報
【特許文献２】特開昭５５−２２７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の光ファイバ素線は、外径が０．１２５±０．００１ｍｍに規格化されており、製造者はこれに準拠した光ファイバ素線を製造している。したがって、光ファイバ素線の製造において、規格化された外径寸法を高精度で実現する技術は確立されている。また、光コネクタには規格化された外径の光ファイバ素線が適用されるため、フェルールにおいて高精度の細孔を形成することが可能となっており、汎用フェルールとして提供されている。
【０００７】
ところで、近年では、上述した規格化された外径とは異なる外径（例えば、０．４００ｍｍ）を有する特殊な光ファイバの研究・開発が進められている。
しかしながら、現状の光ファイバの製造技術では、光ファイバ素線の外径を高精度で自由に制御することはできない。例えば、外径０．４００ｍｍを目標として光ファイバ素線を製造しても、数十μｍ以上の誤差が生じることもある。
そして、光ファイバ素線の外径が高精度で制御できないために、この光ファイバ素線を適用した光コネクタを製造することも困難となっている。つまり、フェルールの細孔は、光ファイバ素線の外径とほぼ同じとなるように形成される必要があるが、光ファイバ素線の外径に応じて高精度の細孔を形成するには専用の加工設備が必要となり、フェルールの製造コストが高価になってしまう。
【０００８】
一方、フェルールの細孔の孔径を比較的大きく形成しておくことで、この細孔よりも外径が細い光ファイバ素線であれば挿通させることは可能となる。しかしながら、この場合、細孔と光ファイバ素線の間隙が大きいため、光ファイバ素線の中心軸と細孔の中心とが一致するように両者を固着することは極めて困難となる。
例えば、孔径０．４３０ｍｍの細孔に０．３８０ｍｍの光ファイバ素線を挿入して固着した場合、光ファイバ素線の中心軸が細孔の縁に偏り、中心間距離は０．０３〜０．０４ｍｍとなってしまうこともある。
そして、光ファイバ素線の中心軸が細孔の中心からずれてしまうと、アダプタにおいてフェルール１３の端面を突き合わせても、良好なＰＣ接続は得られず、高い光学的特性を実現するのは困難となる。
【０００９】
本発明は、光コネクタの製造方法であって、特に、光コネクタに適用する光ファイバの外径がフェルールに形成された細孔の孔径とかけ離れている場合に有用な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、長さ方向に細孔が形成された略円柱状のフェルールに光ファイバが内蔵されてなる光コネクタの製造方法であって、
先端部の被覆が除去された光ファイバを、前記細孔の一端側から挿通し、他端側から前記光ファイバの先端部を所定の長さだけ露出させる第１工程と、
前記光ファイバの先端部に、当該光ファイバの径方向に等方的な形状を有する増径部を形成する第２工程と、
前記フェルールを保持し、前記光ファイバを引き戻して前記細孔の他端側を前記増径部で封止する第３工程と、
前記フェルールと前記光ファイバを接着する第４工程と、
前記フェルールの他端側の端面を研磨して、前記光ファイバの端面出しを行う第５工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記第２工程において、前記光ファイバの先端部に樹脂溶液の液滴を付着させ、当該光ファイバを鉛直に保持した状態で、前記液滴を硬化させることにより前記増径部を形成することを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記第２工程において、前記光ファイバの先端部を樹脂溶液に浸漬した後、引き上げることにより、前記液滴を付着させることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記第２工程において、前記液滴を硬化させる際、前記光ファイバを軸中心に回転させることを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記樹脂溶液は、ＵＶ硬化樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記第１工程又は第２工程を行う前に、前記光ファイバの先端部端面を、均一な面性状を有するように端面処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光ファイバ素線の外径と、フェルールの細孔の孔径がかけ離れていても、光ファイバ素線の中心が細孔の中心と一致するように、光ファイバ素線をフェルールに固着することができるので、外径が異なる様々な光ファイバを適用した光コネクタを比較的容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態に係る光コネクタの製造方法における各工程について示す説明図で、図２は本実施形態で用いる光ファイバ保持金具１２及びフェルール１３の概略構成について示す断面図である。なお、従来と同様の部材又は部位については、図７と同じ符号を付している。
【００１８】
本実施形態では、図１に示すように、コアとクラッド（何れも図示略）を有する光ファイバ素線１１１が被覆層１１２で覆われてなる光ファイバ１１を、光ファイバ保持金具（フランジ）１２及びフェルール１３に取り付けて、単心用の光コネクタ（いわゆるＳＣコネクタ）を製造する場合について説明する。
ここで、光ファイバ１１の外径は、例えば０．５ｍｍで、光ファイバ素線１１１の外径は、例えば０．３８０ｍｍとする。また、光ファイバ１１（光ファイバ素線１１１）の先端はファイバカッタで切断され、均一な面性状を有するように端面処理されている。
【００１９】
また、図２に示すように、光ファイバ保持金具１２は、光ファイバ１１を挿通する挿通孔１２ａと、フェルール１３を保持するフェルール保持部１２ｂを有する。
光ファイバ保持金具１２の挿通孔１２ａの孔径は、光ファイバ１１を挿通可能であれば特に制限されない。本実施形態では、説明を簡単にするため、光ファイバ保持金具１２の挿通孔１２ａの孔径と、光ファイバ１１の外径を同じとしている。
【００２０】
フェルール１３は、略円柱状のジルコニア製の成型体であり、光ファイバ１１を導入する導入部１３ｂと、導入部１３ｂに連設され光ファイバ素線１１１を挿通する細孔１３ａを有し、光ファイバ保持金具１２に嵌入されて一体的に固着されている。
細孔１３ａは、フェルール１３の長さ方向に形成されている。この細孔１３ａの孔径は、例えば０．４３０ｍｍとされ、光ファイバ素線１１１の外径との差は０．０５ｍｍである。
導入部１３ｂは、光ファイバ１１を導入可能な径から細孔１３ａの孔径まで縮径するようにテーパ状に形成されている。すなわち、光ファイバ１１の被覆層１１２の端面１１２ａは導入部１３ｂにおいて衝止されることとなる。
なお、光ファイバ１１（光ファイバ素線１１１）とフェルール１３を接着するために、細孔１３ａ内は予め熱硬化樹脂１５で充填されている。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、まず、光ファイバ１１の一端から所定の長さだけ被覆層１１２を除去する。このとき、露呈される光ファイバ素線１１１の長さは、フェルール１３の細孔１３ａの長さ等に応じて決定される。例えば、光ファイバ素線１１１が細孔１３ａに挿通され、光ファイバ１１の被覆層１１２の端面１１２ａが導入部１３ｂで衝止されたときに、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａが細孔１３ａから外部に所定の長さだけ露出する程度とされる。
【００２２】
次いで、図１（ｂ）では、被覆層１１２が除去され光ファイバ素線１１１が露呈した光ファイバ１１を光ファイバ保持金具１２の挿通孔１２ａに挿通し、さらに導入部１３ｂを介して細孔１３ｂの一端側から挿通し、他端側から光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａを所定の長さ（例えば、１０ｍｍ）だけ露出させる。
このとき、フェルール１３の細孔１３ａ内は、図２に示すように熱硬化樹脂１５で充填されているので、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａには熱硬化樹脂１５が付着する。そこで、図１（ｃ）の工程を行う前に付着した熱硬化樹脂１５を除去する。
【００２３】
図３は、図１（ｂ）に示す工程後の光ファイバ保持金具１２、フェルール１３、及び光ファイバ１１の断面図である。
図３に示すように、図１（ｂ）の工程後、光ファイバ１１の被覆層１１２の端面１１２ａは導入部１３ａにおいて衝止され、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａは外部に露出された状態となる。また、光ファイバ素線１１１と細孔１３ａの間隙は熱硬化樹脂１５で充填されている。
【００２４】
次いで、図１（ｃ）では、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａをＵＶ樹脂溶液１４に浸漬した後、先端部１１１ａをＵＶ樹脂溶液１４から引き上げることで、先端部１１１ａにＵＶ樹脂溶液１４の液滴を付着させる。このとき、液滴の形状は、ＵＶ樹脂溶液１４の表面張力と重力に支配されるので、光ファイバ１１を鉛直に保持しておけば、液滴は光ファイバ１１の径方向に等方的な形状となる。なお、光ファイバ素線１１１には端面処理が施されているので、液滴の形状は光ファイバ素線１１１の端面の面性状に左右される虞はない。
【００２５】
ここで、ＵＶ樹脂溶液１４には、光ファイバ素線１１１の表面に付着した液滴が細孔１３ａの孔径よりも太い径（ただし、引き上げにより細孔１３ａの開口１３ｃに圧入されうる径）を有し、かつ、表面張力と重力に従い光ファイバ１１の径方向に等方的な形状となるような、濡れ性及び粘度を有するものが採用される。また、後述する図１（ｄ）に示す工程により液滴を硬化させた後、表面が適度な弾性を有するもの（変形しうるもの）が望ましい。
【００２６】
図１（ｄ）では、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａに付着したＵＶ樹脂溶液の液滴に紫外線を照射し、硬化させる。このとき、光ファイバ１１を鉛直に保持しておくことで、先端部１１１ａには光ファイバ１１の径方向に等方的な形状を有する増径部１４ａが形成される。
また、光ファイバ１１を回転させながら液滴を硬化させることにより、光ファイバ１１の径方向に等方的な形状を保持しつつ、増径部１４ａの径を制御することも可能となる。
なお、図１（ｄ）の工程では、ＵＶ樹脂の液滴が硬化するだけで、細孔１３ａ内の熱硬化樹脂１５は硬化しない。
【００２７】
図１（ｅ）では、フェルール１３を保持した状態で、光ファイバ１１を引き戻して、細孔１３ａの開口１３ｃに増径部１４ａを圧入し、封止する。
このとき、フェルール１３の端面は図４に示す状態となる。すなわち、細孔１３ａの開口１３ｃは、増径部１４ａの頂部により封止されている。また、増径部１４ａは、光ファイバ１１の径方向に等方的な形状を有しているので、光ファイバ素線１１１は、細孔１３ａの中心に位置することとなる。
そして、細孔１３ａに充填されている熱硬化樹脂１５に熱処理（例えば、１００℃、１ｈ）を施して硬化させることにより、フェルール１３と光ファイバ１１（光ファイバ素線１１１）を接着する。これにより、光ファイバ素線１１１は、細孔１３ａの中心に位置した状態で固定される。
【００２８】
図１（ｆ）では、フェルール１３の増径部１４ａで封止された側を研磨することにより、光ファイバ素線１１１の端面出しを行う。そして、以上の工程により、光コネクタ１０が完成する。この光コネクタ１０は、図示しないハウジングに収納されることにより、製品として流通する。
【００２９】
図５は、図１（ｆ）に示す工程後の光コネクタ１０の断面図である。また、図６は、光コネクタ１０を下方から見た底面図である。
図５に示すように、図１（ｆ）の工程後、光ファイバ１１の被覆層１１２の端面１１２ａは導入部１３ａから若干上方に引き上げられた状態となっている。また、図５、６に示すように、フェルール１３の底面は、光ファイバ素線１１１と細孔１３ａが同心円状に位置し、光ファイバ素線１１１と細孔１３ａの間隙はＵＶ硬化樹脂（増径部）１４ａで封止されている。
【００３０】
上述したように、本実施形態に係る光コネクタの製造方法は、先端部の被覆が除去された光ファイバ１１（光ファイバ素線１１１）を、細孔１３ａの一端側から挿通し、他端側から光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａを所定の長さだけ露出させる第１工程（図１（ａ）、（ｂ））と、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａに、当該光ファイバ１１の径方向に等方的な形状を有する増径部１４ａを形成する第２工程（図１（ｃ）、（ｄ）を備える。次いで、フェルール１３を保持し、光ファイバ１１を引き戻して細孔１３ａの他端側を増径部１４ａで封止する第３工程（図１（ｅ））、フェルール１３と光ファイバ素線１１１を接着する第４工程（図１（ｅ））、フェルール１３の他端側の端面を研磨して、光ファイバ素線１１１の端面出しを行う第５工程（図１（ｆ））、を備える。
【００３１】
これにより、光ファイバ素線１１１の外径と、フェルールの細孔１３ａの孔径がかけ離れていても、光ファイバ素線１１１の中心が細孔１３ａの中心と一致するように、光ファイバ素線１１１をフェルール１３に固定することができる。したがって、光ファイバ素線１１１の外径に応じて細孔１３ａを形成したフェルール１３を使用する必要はなくなる。
【００３２】
そして、同径の細孔１３ａが形成されたフェルール１３を使用して、外径が異なる様々な光ファイバを適用した光コネクタを比較的容易に製造することができる。例えば、本実施形態では、孔径が０．４３０ｍｍの細孔１３ａを有するフェルール１３を使用しているので、光ファイバ素線１１１の外径が０．４３０ｍｍ以下であれば、この光ファイバ１１を適用した光コネクタを製造することができる。
将来的に、細径の光ファイバ（例えば、０．０８０ｍｍ）を適用した光コネクタを製造する場合においては、現状使用している汎用のフェルール（細孔の孔径０．１２５ｍｍ）を使用することも可能となる。
【００３３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記実施形態では、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａにＵＶ樹脂溶液１４を付着させ、硬化させることにより増径部１４ａを形成するようにしているが、その他の方法により、光ファイバ１０の径方向に等方的な形状を有する増径部１４ａを形成するようにしてもよい。
例えば、ＵＶ樹脂ではなく、熱硬化樹脂を使用することもできる。この場合、フェルール１３と光ファイバ素線１１１を接着する熱硬化樹脂１５が、増径部１４ａを構成する熱硬化樹脂の硬化工程により硬化しないように注意する。
【００３４】
また例えば、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａを放電等により加熱溶融することにより増径部１４ａを形成することができる。また、増径部１４ａを形成するために予め等方的な形状に形成された部材（例えば、円錐状や釣り鐘状の部材）を、光ファイバ素線１１１の先端部１１１ａに取り付けるようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、単心用の光コネクタの製造方法について説明したが、多心用の光コネクタを製造する場合にも適用できる。
また、上記実施形態では、コアとクラッドからなる光ファイバ素線１１１を有する光ファイバ１１を適用した光コネクタ１０について説明したが、フォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ：Photonic Crystal Fiber）を適用することもできる。この場合、フェルール１３に光ファイバ素線１１１を挿通する前に、ＰＣＦの空孔を予めＵＶ樹脂等で埋入しておくのが望ましい。これにより、空孔に熱硬化樹脂１５やごみが入ることで、ファイバ特性が低下するのを防止できる。
【００３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る光コネクタの製造方法における各工程について示す説明図である。
【図２】本実施形態で用いる光ファイバ保持金具１２及びフェルール１３の概略構成について示す断面図である。
【図３】図１（ｂ）に示す工程後の光ファイバ保持金具１２、フェルール１３、及び光ファイバ１１の断面図である。
【図４】フェルール１３の下端部における増径部１４ａによる封止状態を示す拡大図である。
【図５】図１（ｆ）に示す工程後の光コネクタ１０の断面図である。
【図６】光コネクタ１０を下方から見た底面図である。
【図７】従来の光コネクタの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  光コネクタ
１１  光ファイバ（光ファイバ心線）
１１１  光ファイバ素線
１１１ａ  先端部
１１２  被覆層
１２  光ファイバ保持金具（フランジ）
１３  フェルール
１４  ＵＶ樹脂溶液
１４ａ  増径部
【図１】
2010139526.tif 000003
【図２】
2010139526.tif 000004
【図３】
2010139526.tif 000005
【図４】
2010139526.tif 000006
【図５】
2010139526.tif 000007
【図６】
2010139526.tif 000008
【図７】
2010139526.tif 000009