(57)【要約】【課題】１０００ｎｍ内の公差を持つ部品を製作することのできる高速プレス加工処理において製作できるように構成された精密オプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品を得る。【解決手段】オプトエレクトロニクス組立体の接続装置と整列させて少なくとも一つの光ファイバを支持するためのオプティカルカップリングであって、光ファイバを支持するための少なくとも一つの孔が形成される本体を有するフェルールと、前記接続装置に関して前記フェルール及び前記フェルールによって支持された光ファイバを整列するように、前記フェルールを受け入れて前記接続装置と連結する形状寸法のスリーブとを具備するオプティカルカップリング。【選択図】図２
2010244073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス組立体の接続装置と整列させて少なくとも一つの光ファイバを支持するためのオプティカルカップリングであって、光ファイバを支持するための少なくとも一つの孔が形成される本体を有するフェルールと、前記接続装置に関して前記フェルール及び前記フェルールによって支持された光ファイバを整列するように、前記フェルールを受け入れて前記接続装置と連結する形状寸法のスリーブとを具備するオプティカルカップリング。
【請求項２】
前記スリーブは前記フェルールを越えて延在する端部を有し、延在する前記端部が前記接続装置と連結する請求項１に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３】
前記フェルールの本体は金属製であり、金属製の前記本体はプレス加工により形成される構造を特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項４】
前記スリーブは、金属製であり、プレス加工により形成される構造を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項５】
前記スリーブは軸線方向に沿う割れ目を有する構造である請求項１から４のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項６】
前記スリーブはプレス加工において略平らな材料から形成されたループ状であることを特徴とする断面を有する請求項１から５のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項７】
前記フェルールの本体は略円筒状であり、前記スリーブは略円筒状の本体を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項８】
前記フェルールの本体は略均一な断面を有する請求項１から７のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項９】
前記スリーブは略均一な断面を有する請求項１から８のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１０】
前記フェルールの本体には複数の光ファイバを支持するための複数の孔が形成される請求項１から９のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１１】
前記接続装置との整列のために前記フェルールから延在する案内ピンを更に具備する請求項１から１０のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１２】
前記フェルールは前記案内ピンを受け入れるための孔を具備する請求項１１に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１３】
前記フェルールはその外側表面に溝又は突出部を有し、前記スリーブは相補的な突出部又は溝を有する請求項１から１２のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１４】
前記フェルールは第１の半フェルールと第２の半フェルールとを具備し、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは前記スリーブによって適合関係に維持される請求項１から１３のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１５】
前記第１の半フェルールは前記第２の半フェルールと同一の構造を有し、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールのそれぞれには光ファイバを支持するための孔を共同して形成する溝が設けられる請求項１４に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１６】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールのそれぞれは、プレス加工によって形成される構造を特徴とする請求項１４及び１５のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１７】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールの両方はプレス加工によって形成され、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールが同時にプレス加工される請求項１４から１６のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１８】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールの両方は単一の被加工部材からプレス加工される請求項１４から１７のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項１９】
前記単一の被加工部材はシート形状である請求項１８に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２０】
前記フェルールの本体は、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールを形成した前記単一の被加工部材の二つの端部をプレス加工して付け合わせることにより形成される請求項１から１８のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２１】
前記二つの端部は溶接により取り付けられる請求項２０に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２２】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールのそれぞれには複数の適合溝が設けられる請求項１４から２１のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２３】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは縁部で接続される請求項１４から２２のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２４】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは、短部により接続される二つの長部を有するように、プレス加工において略平らな材料から形成されたＵ字ループ形状を特徴とする接続本体構造を有する請求項１４から２３のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２５】
前記長部のそれぞれには光ファイバを支持するための複数の溝が形成される請求項２４に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２６】
前記第１の半フェルールは第１表面を有し、前記第２の半フェルールは第２表面を有し、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは前記第１表面及び前記第２表面で共に組み付けられ、前記第１の半フェルールは、前記第１表面及び前記第２表面の縁部に提供された溶接及び接着材の少なくとも一つによって前記第２の半フェルールに取り付けられる請求項１７から２０のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２７】
切欠部が前記第１表面及び前記第２表面のそれぞれの縁部に設けられ、前記第１の半フェルールは、前記切欠部に提供された溶接及び接着材の少なくとも一つによって前記第２の半フェルールに取り付けられる請求項２６に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２８】
前記フェルールの本体は少なくとも二つの別の接触表面を形成する周囲部を有し、前記スリーブは、前記接触表面へ向けて接触圧力を付勢するように前記周囲部の接触表面に接触する形状寸法である請求項１から２０のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項２９】
前記フェルールの本体は、短部によって接続される二つの長部を具備する略Ｕ字形断面を有し、前記長部のそれぞれは、前記スリーブに対しての少なくとも二つの接触表面を形成する請求項２８に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３０】
前記長部のそれぞれには、光ファイバを支持するための複数の溝が形成される請求項２９に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３１】
前記フェルールの本体は二つの半フェルールを具備し、二つの前記半フェルールのそれぞれは、プレス加工において略平らな材料から形成されるループ形状を特徴とする本体を有し、二つの前記半フェルールの少なくとも一つの本体は、軸線方向に沿う割れ目を有し、それにより、前記スリーブに対して少なくとも二つの別の接触表面を形成する請求項２８に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３２】
前記フェルールの本体は、前記スリーブに対する接触表面を形成するように、略星形断面を有する請求項２８に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３３】
前記星形断面はプレス加工において略平らな材料から形成されたループ形状を特徴とする請求項２９に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３４】
前記星形断面のループ形状は溶接される割れ目を有する請求項３３に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３５】
前記フェルールは単一の本体を有する請求項２９から３４のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３６】
前記接続装置は、もう一つの光ファイバを支持するための少なくとも一つの孔が形成される本体を有する相補的なフェルールを具備する請求項１から３５のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３７】
前記スリーブが前記フェルールと前記相補的なフェルールとを連結して整列させ、それにより、光ファイバが支持されるように、前記接続装置の前記相補的なフェルールは、前記フェルールと同様な構造を有している請求項３６に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３８】
前記接続装置の前記相補的なフェルールは、前記フェルールと同一の構造を有している請求項３６及び３７のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項３９】
前記フェルールの本体は、概略的に、円形、部分円形、矩形、及び、ループ形の少なくとも一つの断面形状を有する請求項１から３８のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項４０】
前記フェルールは、前記孔に受け入れられない光ファイバの部分を支持するように前記本体から延在する部材を具備する請求項１から９のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項４１】
それぞれが光ファイバを支持する複数のフェルールを更に具備し、前記スリーブが前記複数のフェルールを受け入れる形状寸法である請求項１から９のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項４２】
前記フェルールは、前記本体の前記孔に受け入れられない光ファイバの部分を支持するように前記フェルールの前記本体から延在する強度部材を具備する請求項１から４１のいずれか一項に記載のオプティカルカップリング。
【請求項４３】
オプトエレクトロニクス組立体の接続装置と整列させて少なくとも一つの光ファイバを支持するためのオプティカルカップリングの製造方法であって、
光ファイバを支持するための少なくとも一つの孔が形成されるフェルールを形成するために金属体をプレス加工する段階と、
前記フェルール及び前記フェルールによって支持された光ファイバを前記接続装置に関して整列させるように、前記フェルールを受け入れて前記接続装置と連結する形状寸法のスリーブを形成する段階と、を有するオプティカルカップリングの製造方法。
【請求項４４】
請求項２から３２のいずれか一項に記載の構造を形成する段階を更に有する請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本願は、（ａ）２００２年８月１６日出願の米国仮特許出願第６０／４０３，９２５号、（ｂ）２００２年８月１６日出願の米国仮特許出願第６０／４０３，９２６号、（ｃ）２００２年８月１６日出願の米国仮特許出願第６０／４０３，９２４号、及び（ｄ）２００３年７月１５日出願の米国特許出願第１０／６２０，８５１号について優先権を主張する。これらの出願は、ここでの説明の参照として完全に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、オプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品に関し、特に単一ファイバ及びマルチファイバの光ファイバ接続において光ファイバを整列させるために使用される高公差部品に関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバをベースとした通信チャンネルは、高性能かつ小型であるので、多くの国防分野及び商業分野において選択されるシステムである。特に光ファイバは、都市間及び大陸間通信スパンの様な長距離使用において、実使用されている、というのは電気−光−電気（Ｅ−Ｏ−Ｅ）変換部品、ファイバ増幅器、及びファイバケーブルが、Ｅ−Ｏ−Ｅを必要としない同軸銅線ケーブルを使用する純粋な電気システムに比べて低コストであるからである。これらの長距離ファイバシステムは、数百キロメータの端末間ファイバを有することがある。
【０００４】
より短い距離のシステムは典型的には数十キロメータの端末間ファイバを有するだけであり、そして非常に短い距離（ＶＳＲ）システムは、数十メータの端末間ファイバを有するのみである。主要都市圏、道路及び前提領域における電気通信及びデータ通信用のファイバリンクは長距離リンクに比較して短いが、その数が非常に多い。このタイプの使用のためにファイバを配設するのに必要とされる部品数は多い。この短距離システムにおいて、ファイバ光学部品の実使用は、Ｅ−Ｏ−Ｅ端末変換デバイス及び支持回路、並びに全ての能受動オプトエレクトロニクスデバイス及び端末側終端間連絡装置のコストの影響を非常に受け易い。結果として、オプトエレクトロニクス能受動組立体、部分組立体及び部品を短距離及びＶＳＲシステムに実使用するには、それらの平均販売価格を下げなければならない。平均販売価格を下げることは、高速製造技術への投資を正当化するために必要な生産量への興味を刺激する助けとなる。
【０００５】
能動及び受動両方のファイバ部品及びコネクタ化されたケーブルのコストの重要な要素は、ファイバコネクタそれ自体である。フェルール及びそれらを整列させるための関連手段（例えば、単一ファイバ接続用割スリーブ、マルチファイバ接続用グランドピン）は、通常のファイバコネクタのコストを左右している。整列部品は通常、能受動デバイスにファイバを整列させるためと、分解可能のコネクタ連結及び永久接続のために２本のファイバを整列させるためとに必要とされる。ファイバの研磨された二端部を高精度に整列することは、ファイバリンクの全光学損失がシステム用の特定光学コネクタ損失予測値以下になることを保証するために必要である。単一モードの電気通信級ファイバにとって、これは１０００ｎｍより小さいコネクタファイバ整列公差に対応する。数ギガビット級で作動する平行ファイバリンク及び単一ファイバリンク双方のコネクタは、サブミクロン精度で製作された子部品を用いて組み立てられなければならない。そのような高精密度レベルで部品を製造することが全く骨の折れることではないように経済的な最終製品を得るためには、完全自動化の超高速プロセスで製作しなければならない。
【０００６】
現在のコネクタは基本構造において２０年以上に亘って変更がなかった。フェルール、割スリーブ及び溝の基本構造は１９７０年代に遡る。従来型フェルールは、円筒体の軸に中心孔を持つ中実円筒であり、その孔に典型的には直径０．１２５ｍｍのファイバが挿入されて固定される。円筒体の外径は一般的に２．５ｍｍであり、その長さは一般的に１０ｍｍである。ほとんどの部分について、今日の市場にある製品は、これらと同じ構造を組み入れているが、異なる材料から製作されかつ異なる製作方法で作られる。単一ファイバ対ファイバ製品にとって、フェルールは一般的に機械加工して形成された金属ブランク又はジルコニアセラミックから作られている。多工程プロセスにおいて、ジルコニアブランクは大体の寸法に成型され、それからブランクは機械加工され、そして所望の大きさ及び公差に研磨加工される。マルチファイバ製品に対しては、フェルールは一般的にシリカ球が含有された熱硬化プラスチックから作られる。シリカ球により、純プラスチックよりもシリカファイバに近いプラスチック−ガラス複合材料系の熱膨張係数が得られる。現在のファイバコネクタは、製作コストが余りに高いことは一般に認められている。ファイバ光学部品が短距離及びＶＳＲ製品用に選択される通信手段であろうとするならばファイバコネクタの製作コストは低減しなければならない。
【０００７】
プレス加工処理は、低コストでの大量生産部品の製作方法としてうまく使われてきた。プレス加工は、金属細片の様な被加工材を型装置の間でプレスして所定の形状又はパターンにする製造法である。型装置は切断、成形（例えば、穿孔、引き抜き、曲げ、フランジ形成及び縁付け）及び鍛造（例えば、圧印加工）等のような種々のプレス加工操作を被加工材に施すことができる。一般に成形は被加工材の厚さを実質的に変えないプレス加工操作と言われ、一方、鍛造は被加工材の厚さを実質的に変えるプレス加工操作と言われる。成型されたジルコニアブランク又はシリコン含有の成型熱硬化プラスチックを機械加工する工法に比較して、プレス加工は比較的高速の工法である。
【０００８】
しかしながら、プレス加工処理は、オプトエレクトロニクス部品のために許容される公差を持つ部品を製作するには効果的ではなかった。バリート（Balliet）らが受けた米国特許第４４５８９８５号は、光ファイバコネクタを対象としている。バリート特許は、コネクタ部品のあるものは圧印即ちプレス加工処理で製作できることを慣用の態様で記載している（例えば、第３コラム、第２０−２１行及び第５５−５７行）。しかしながら、バリート特許は、そのようなプレス加工処理を実施可能とする開示を提供しておらず、単に１０００ｎｍ内で部品を製作するプレス加工処理を実施可能とする開示をしているに過ぎない。
【０００９】
２００３年７月１５日に出願され、引用により全体がここに組み入れられている「高公差部品を製作するためのプレス加工装置」と題する継続中の本出願人による米国特許出願［出願番号は未入手］において、オプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品の様な１０００ｎｍ内の公差を持つ部品をプレス加工する装置と方法とを記載している。図１は、１，０００ｎｍ未満の公差を持つオプトエレクトロニクス部品をプレス加工する装置１０を示す略図である。プレス加工装置１０は、プレス２０、１基又は連続のプレス加工ステーション２５及びインターフェース装置３５を、一部として有している。各プレス加工ステーション２５は、被加工材に特定のプレス加工操作を行うためのパンチ及びダイのような工具、一連の測定及び／又は工具保護のためのセンサ、及び溶接機のような他の装置を持つこともある。プレス加工ステーション２５は、緊密な公差でダイに実質的に整列してパンチを案内する新しい構成を有している。更にプレス加工ステーション２５はパンチをダイへ案内するときに、支持構造物に含まれる可動部材の数を最小にするように構成されている。プレス２０は、一連のプレス加工ステーション２５に動力を供給する。インターフェース装置３５は、プレス２０の力をパンチに連結することを容易にするが、パンチからプレス２０を構造的に取り外すことを容易にする。インターフェース装置３５は更に、一つのステーションの操作が他のステーションの操作に影響しないように各プレス加工ステーションの隔離を可能とする。
【００１０】
この高精密プレス加工処理は、１，０００ｎｍの「６シグマ」の幾何公差域を持つ部品を製作することができる。統計的には、このことは１００万個当たり多くて３個又は４個の部品が１，０００ｎｍの公差域で規定される寸法要求を満たさないことを意味している。正規分布に対して、６シグマ工法を達成するために、完全プロセスの標準偏差は、処理の平均が一定であるとして、８３ｎｍ［（１０００ｎｍ／２）／６＝８３ｎｍ］以下でなければならない。実際には、処理平均の移動を吸収するためにゆとりが与えられなければならない。±１．５シグマの処理平均移動が吸収される場合には、最大標準偏差は６７ｎｍ［（１０００ｎｍ／２）／７．５＝６７ｎｍ］に減少する。再び、通常の統計を前提にして、ｎ個の精度段を持つ多段処理においてこれを達成するためには、ｎ段の各々はシグマ／ｎ＾０．５を持たなければならない。そうして、もしこの例でｎ＝４であれば、そのときは（各段当たり）シグマは３３ｎｍ以下となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、１０００ｎｍ内の公差を持つ部品を製作することのできる高速プレス加工処理において製作できるように構成された精密オプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品を得ることが望ましい。更に、継続中の本出願人の米国特許出願［番号未入手］に記載されたプレス加工装置において製作できるように構成された精密オプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品を得ることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、１０００ｎｍ内の公差を持つ部品を製作できるプレス加工プロセスにより製作可能とした新規な構造を持つオプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品を対象にしている。発明によるオプトエレクトロニクス組立体、部分組立体及び部品は、これに限定されないが、精密フェルール及びスリーブのような光ファイバコネクタである。本発明のオプトエレクトロニクス組立体は、１以上のファイバ端部を支持する一対の相補フェルール及びスリーブを含んでいる。フェルールがスリーブ内に挿入されると、フェルールにより支持されたファイバ端部を相互連結のためにスリーブが互いに精密に整列するように、フェルール及びスリーブはサブミクロンの公差を持っている。
【００１３】
本発明の一形態において、オプトエレクトロニクス組立体の部品は、鍛造プロセスにより製作できるように構成される。一実施形態において、フェルールは二個の相補状の半フェルールを持っている。半フェルールの各々は、一つ以上の溝が形成された平坦な表面を持っている。その溝は、光ファイバ端部又は案内ピンを受け入れる形状寸法とすることができる。半フェルールと溝の形状は、鍛造プロセスにより形成することができる。相補状の半フェルールは、フェルールを形成するように組み立てることができる。半フェルールが組み合わされると、溝が光ファイバか案内ピンのどちらかを受け入れる一つ以上の孔を形成する。幾つかの実施形態において、半フェルールは半円形端部断面を持っている。幾つかの実施形態において、半フェルールは部分半円形端部断面を持っている。
【００１４】
発明の他の形態において、オプトエレクトロニクス組立体の部品は、成形プロセスにより製作できるように構成される。一実施形態において、二つ以上の鋭先端を持つフェルールは、単一シートの被加工材に成形プロセスを施すことにより製作される。幾つかの実施形態において、フェルールは星形形状を持っている。相補状スリーブ内に挿入されると、鋭先端はスリーブの内表面に接触し、光ファイバの相互案内を容易にする。他の実施形態において、スリーブは、単一シートの被加工材に成形プロセスを施すことにより製作される。
【００１５】
本発明の他の形態において、オプトエレクトロニクス組立体の部品は、鍛造プロセス及び成形プロセスの組合せにより製作できるように構成される。一実施形態において、フェルールはループ形状を持つ二個の相補状半フェルールを持っている。半フェルールの各々は、そこに形成された一つ以上の溝を持つ平坦な表面を持っている。その溝は、光ファイバ端部をぴったりと受け入れるような形状寸法となっている。その溝は、鍛造プロセスにより形成できる。半フェルールのループ形状は成形プロセスにより製作できる。相補状の半フェルールは、フェルールを形成するように組み合わせることができる。半フェルールが組み合わされると、溝は光ファイバを受け入れる一つ以上の孔を形成する。他の実施形態において、フェルールは、個別に成形及び／又は鍛造された部品を組み合わすことにより製作される。
【００１６】
本発明の更に別の形態において、オプトエレクトロニクス組立体は、フェルールと、ファイバ強度部材を固定保持する締め付け部材とを有する。一実施形態において、フェルールは、鍛造プロセスにより製作される構造である。他の実施形態において、フェルールは、そこに形成された溝を有する二個の相補状半フェルールを含んでいる。半フェルールが組み合わされると、溝は光ファイバ端部を支持する孔を形成する。幾つかの実施形態において、フェルールは、成形プロセスにより製作されるように構成される。幾つかの実施形態において、フェルールは単一シートの被加工材を成形することにより製作される星形を持っている。フェルールは締め付け部材に取り付けられる。締め付け部材は、ファイバ強度部材を受け入れて固定保持するようにされたスリットを持つスリーブを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】１０００ｎｍ未満の公差を持つオプトエレクトロニクス部品をプレス加工する装置を示す略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図３】図２に示されたオプトエレクトロニクス組立体の分解図である。
【図４】図３に示されたファイバを支持するフェルールのような光ファイバ支持フェルールの後方斜視図である。
【図５】図３に示されたファイバを支持するフェルールのような光ファイバ支持フェルールの前方斜視図である。
【図６】図４及び図５に示されたフェルール及びファイバの分解図である。
【図７】図６に示された半フェルールのような半フェルールの斜視図である。
【図８】図５に示されたフェルールの端面図である。
【図９ａ】図３の９−９線に沿う割スリーブの断面図である。
【図９ｂ】図３に示された割スリーブの断面図であり、被加工材から最終の割スリーブ形状へ成形されていく割スリーブを示している。
【図９ｃ】図３に示された割スリーブの断面図であり、被加工材から最終の割スリーブ形状へ成形されていく割スリーブを示している。
【図９ｄ】図３に示された割スリーブの断面図であり、被加工材から最終の割スリーブ形状へ成形されていく割スリーブを示している。
【図９ｅ】図３に示された割スリーブの断面図であり、被加工材から最終の割スリーブ形状へ成形されていく割スリーブを示している。
【図１０】図４及び図５に示されたフェルールを鍛造するための「２−アップ形状のストリップ配置」構造である。
【図１１】本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図１２】図１１に示されたオプトエレクトロニクス組立体の分解図である。
【図１３】図１２に示されたフェルールの端面図である。
【図１４】図１３に示された半フェルールのような半フェルールの斜視図である。
【図１５】図１５は詰め込みフェルール列の端面図である。
【図１６】図１２に示されたフェルールを鍛造するための「２−アップ形状のストリップ配置」構造である。
【図１７】本発明のもう一つの実施形態によるマルチファイバのオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図１８】割スリーブを持たないオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図１９】図１８に示された対のフェルールの一方の斜視図である。
【図２０】図１９に示されたフェルール及びファイバの分解図である。
【図２１】図２０に示された半フェルールのような半フェルールの斜視図である。
【図２２】本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図２３】図２２に示されたオプトエレクトロニクス組立体の分解図である。
【図２４】本発明のもう一つの実施形態によるフェルール支持の星形フェルールの斜視図である。
【図２５】図２４に示された星形フェルールの端面図である。
【図２６】本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図２７】図２６に示された２７−２７線に沿うオプトエレクトロニクス組立体の断面図である。
【図２８】成形されかつ止め溶接された星形フェルールを製作するための「ストリップ配置」構造を示している。
【図２９】二本の光ファイバを支持する星形フェルールの斜視図である。
【図３０】図２９に示された星形フェルールの端面図である。
【図３１】本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図３２】ファイバを支持するフェルールの斜視図である。
【図３３】図３２に示されたフェルールの端面図である。
【図３４】図３２に示された半フェルールの斜視図である。
【図３５】本発明のもう一つの実施形態によるファイバ支持の中空フェルールの斜視図である。
【図３６】図３５に示された半フェルールの斜視図である。
【図３７】図３５に示されたフェルールの分解図である。
【図３８】本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体の斜視図である。
【図３９】図３８に示されたフェルール及び締め付け部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の性質及び利点、並びに好適な実施形態をより完全に理解するために、添付の図面に関連する以下の詳細な説明が参照される。以下の図面において同一の参照符号は、全図に亘って同一又は類似の部品を示す。
【００１９】
本発明を、図面に関連する種々の実施形態に関して以下に説明する。本発明は、本発明の目的を達成するための最良の形態の見地から説明されているが、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく、これらの教示を考慮して複数の変更をなすことが出来ることは当業者に理解されるであろう。
【００２０】
本発明は、光ファイバを整列させて相互に接続するための高精密光ファイバコネクタを指向している。光ファイバコネクタは、相互接続のために光ファイバを支持して精密に整列させる高精密部品を含んでいる。光ファイバコネクタの部品は、１０００ｎｍより小さい公差の部品を製作することのできる高速プレス加工装置及び方法により製作できるように構成される。本発明の原理を図示しかつ制限しないことを目的として、フェルール及び割スリーブのようなオプトエレクトロニクス部品を指向した実施形態に関連づけて、本発明を説明する。
【００２１】
完全半円形の半フェルール
図２は本発明の一実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体１００の斜視図である。図３は図２に示されたオプトエレクトロニクス組立体１００の分解図である。オプトエレクトロニクス組立体１００は、光ファイバ１１０及び１２０と、一対の同一の精密フェルール１３０及び１４０と、精密割スリーブ１５０とを有する。光ファイバ１１０及び１２０は、単一モード又はマルチモードファイバのような当該技術分野において良く知られた何れのタイプの光ファイバとすることができる。更に、光ファイバ１１０及び１２０は特定の必要性に応じて、例えば０．１２５ｍｍの様な任意の外径を持つことができる。
【００２２】
フェルール１３０及び１４０は、光ファイバ１１０及び１２０の相互結合を容易にするために光ファイバ１１０及び１２０の端部をそれぞれ固定的に支持する。図４及び図５は、図３に示されたファイバ１２０を支持するフェルール１４０のような光ファイバ支持フェルールの後部及び前部の斜視図である。フェルール１４０は、長さＬを持つ略中実の一様円筒形状本体１４５、前側表面１６０及び後側表面１７０、並びに円弧形の接触外周面１８０を有している。フェルール１４０は更に、フェルール本体１４５の長さＬに沿って貫通している貫通孔１９０を有する。貫通孔１９０は、光ファイバ１２０の外径をぴったりと受け入れるような寸法形状となっている。光ファイバ１２０の端部２００がフェルール１４０の前側表面１６０と実質的に同一面となって端と端がそろうように（図５に示されるように）、光ファイバ１２０は貫通孔１９０の中に受け入れられている。前側表面１６０は実質的に平坦である。前側表面１６０の面は、貫通孔１９０の長手軸線に対して予め定められた角度で方向付けすることができる。このことは、それぞれ良好なファイバ対ファイバ接続を可能とし、ファイバ内への光の戻り反射を低減する。しかしながら、前側表面は、選択的に非平坦（図示しない）にすることができることを当業者は認識できよう。
【００２３】
図６は、図４及び図５に示されたフェルール１４０及びファイバ１２０の分解図である。フェルール本体１４５は、二つの同一の半フェルール２１０及び２２０を有する。図７は、例えば、図６に示された半フェルール２２０のような半フェルールの斜視図である。半フェルール２２０は、完全な半円形端部断面と平坦な表面２３０を有している。二つの半フェルール２１０及び２２０は、それらの平坦表面２３０で組み合わされる。光ファイバ１２０の端部２００をぴったりと受け入れるために、半フェルール２２０の長さに沿って延在する溝２４０が平坦表面２３０に形成される。溝２４０は、その全長に亘って一様な形状を有している。溝２４０は、（図７に示されるような）半円形溝、（図示しない）Ｖ溝、又は、ファイバの外径をぴったりと受け入れることのできる他の任意の溝形状とすることができる。二つの半フェルールが付け合わせられると、二つの半フェルール２１０及び２２０の溝２４０はフェルール１４０の貫通孔１９０を形成する。溝は、選択的に、長さに沿って一様で無い形状を有することができる。例えば、溝は、半フェルールが組み合わされたときに、溝が円錐端部を有する貫通孔を形成するような形状を有することができる。これにより、ファイバがより容易に孔の中に挿入されてフェルールに固定されることができる。
【００２４】
半フェルール２２０は、平坦表面２３０の縁に沿って形成されて二つの半フェルール２１０及び２２０の組み合せを容易にする複数の切欠２５０を有している。半フェルール２２０は、（図７に示されているように）平坦表面２３０の長さに沿って延在する両側縁２３２及び２３３に、側縁２３２及び２３３の一方に（図示されていない）、或いは側縁２３４及び２３５の一方又は両方に（図示されていない）、切欠２５０を有することができる。切欠２５０は、（図７に示されるように）半フェルール２２０の略全長に亘って延在し、或いはその半フェルール２２０の長さの一部に沿って延在する（図示されていない）ことができる。図８は図５に示されたフェルール１４０の端面図である。二つの半フェルール２１０及び２２０が平坦表面２３０に沿って組み合わされると、半フェルール２１０及び２２０の切欠２５０は、フェルール１４０の円弧形外周表面１８０上に凹み２６０を形成する。以下により十分に説明されるように、半フェルール２１０及び２２０は凹み２６０に沿って互いに取り付けられる。例えば、半フェルール２１０及び２２０は、凹み２６０に沿って溶接されることができる。凹み２６０は、溶接材料が凹み２６０内に留まって、ファイバ１２０の整列に影響を及ぼす可能性がある円弧形外周表面１８０上への突出を起こさないような十分な深さを有している。選択的に、半フェルール２１０及び２２０を付け合わせるために接着材料を使用することができる。
【００２５】
図４及び図５の実施形態において、フェルール１４０の寸法は、端部断面直径を２．５ｍｍ又は１．２５ｍｍとし、長さを１０ｍｍとすることができる。しかしながら、この寸法は例示であり、他の寸法とすることも可能であると理解される。
【００２６】
図３に戻って参照すると、オプトエレクトロニクス組立体１００は割スリーブ１５０を有する。図９ａは、図３の９−９線に沿って切られた割スリーブ１５０の断面図である。割スリーブ１５０は、長さｌと、フェルール１３０及び１４０の外径よりも僅かに小さい内径ｄと、内表面２６５を有する実質的に中空の円筒形状とを有している。例えば、フェルールが約２．４９９±０．０００５ｍｍの外径を有すると、割スリーブ１５０は約２．４９３＋０．００４−０．０００ｍｍの内径ｄを有することができる。割スリーブ１５０は、全長ｌに亘って延在する割れ目２７０を有する。割れ目２７０により、割スリーブ１５０の内径ｄがフェルール２１０及び２２０の大きい径を吸収するように拡大することができる。
【００２７】
割スリーブ１５０は、光ファイバ１１０及び１２０の端部２００の相互整列を容易にする。ファイバ１１０及び１２０をそれぞれ支持するフェルール１３０及び１４０は、割スリーブ１５０の両端２８０及び２９０を通して挿入される。割スリーブ１５０の内径ｄは、フェルール１３０及び１４０の大きい外径を受け入れるために割れ目２７０により僅かに拡がる。フェルール１３０及び１４０が割スリーブ１５０内に挿入されると、割スリーブ１５０は、フェルール１３０、１４０の円弧形外周表面１８０を締め付ける。フェルール１３０及び１４０が互いに向かって動くときに、割スリーブ１５０の内表面２６５は、ファイバ１１０及び１２０の端部が互いに接するまでフェルール１３０及び１４０を一緒に案内する。フェルール１３０及び１４０が割スリーブ１５０内で一旦相互整列すると、ファイバ１１０及び１２０の端部２００は更に互いにぴったりと当接し、従ってファイバ１１０及び１２０を一体的に結合する。
【００２８】
フェルール１３０及び１４０の外形形状は、本出願人の係続中米国特許出願［出願番号未入手］に記載されたプレス加工処理のような１０００ｎｍ未満の公差を持つ部品を製作できるプレス加工処理によって、これらフェルールが製作されて組み立てられることを可能とする。
【００２９】
フェルール１３０及び１４０は、鍛造処理のような種々の処理により製作することができる。図１０は、図４及び図５に示されたフェルール１４０を鍛造するための「２−アップ構造のストリップ配置」構造である。連続体は例えば９個のダイステーションＳ１−Ｓ９を含んでいる。ストリップ配置構造により示されるように、二つの半フェルール２１０及び２２０は、例えばステーションＳ１−Ｓ４において、同時に「２−アップ」構造に単一シートの貯蔵材料から一度に製作することができる。前後面表面１６０、１７０及び円弧形外周表面１８０はこれらのステーションで鍛造される。ステーションＳ５のようなもう一つのステーションにおいて、溝２４０が半フェルール２１０、２２０の平坦表面２３０上に鍛造される。半フェルール２１０、２２０は更に、二個の半フェルール２１０、２２０を組み合わせるための切欠２５０を備えている。二個の半フェルール２１０、２２０は、ステーションＳ９でのレーザ溶接に備えてステーションＳ６−Ｓ８において組み合わされて光ファイバに整列される。半フェルール２１０、２２０は更に、光ファイバ無しで溶接することができる。この場合、ファイバは後で挿入される。ロフィン会社（Rofin Inc.）製造のスターウェルド（Starweld）２０型溶接機は、レーザパルスが溶接部に供給されるレーザ溶接機の例である。レーザ溶接作業を行うに加えて、このレーザ装置は、ファイバから被覆を引き剥がしたり、ファイバ端部を適切に準備するために使用することができる。二個の半フェルール２１０、２２０が凹み２６０で溶接結合されると、フェルール１４０は光ファイバの端部をしっかりとかつ精密に位置決めする。
【００３０】
割スリーブ１５０は成形プロセスにより製作することができる。割スリーブ１５０は、四個の切断ステーションと五個乃至六個の成形ステーションを含む連続体で成形することができる。図９ｂ乃至図９ｅは、被加工材１５２から最終的な割スリーブ形状へ成形される割スリーブを示す割スリーブ１５０の断面図である。図９ｂに示されるように、割スリーブの成形は、単一の平らな被加工材１５２から始まる。平らな被加工材１５２はそれから、（図９ｂ乃至図９ｄに示される）成形ステーションにおいて順次成形されて図９ｅに示される最終的な割スリーブ形状にされる。
【００３１】
フェルール１３０、１４０及び割スリーブ１５０は、今日の分野に存在する従来型フェルールに遡及適合できるように構成される。上述したように、従来型フェルールは、円形端部断面を有する円筒形状を有している。フェルール１３０、１４０は、フェルール１３０、１４０により支持された光ファイバと従来型フェルールにより支持されたファイバとの結合を容易化する円形端部断面を有する。割スリーブ１５０は、従来型フェルールのような円筒形状を有するフェルールを受け入れるようになっている。フェルール１３０、１４０は、この遡及適合特性を有しないで構成できると理解される。このように、フェルール１３０、１４０及びフェルール１５０は、例えば正方形又は矩形（図示しない）の様な他の端部断面を有することができる。
【００３２】
部分半円形の半フェルール
図７の実施形態において、半フェルール２２０は、完全な半円形端部断面を有している。半フェルールは、例えば部分半円形端部断面のような別の形状を有するように構成することができる。図１１は、本発明の他の実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体４００の斜視図である。図１２は、図１１に示されたオプトエレクトロニクス組立体４００の分解図である。オプトエレクトロニクス組立体４００は、光ファイバ４１０、４２０、一対のフェルール４３０、４４０及び割スリーブ４５０を有する。
【００３３】
各フェルール４３０、４４０は略一様な柱状本体４４２を有し、これは長さＬ、前後面表面４７０、４７５、円弧形の接触外周表面４８０及び本体４４２の長さＬを貫通して延びる貫通孔４９０を具備している。図１３は、図１２に示されたフェルール４４０の前面表面４７０を示す端面図である。孔４９０は、例えば、光ファイバ４２０の外径をぴったりと受け入れるような形状寸法となっている。
【００３４】
フェルール本体４４２は、互いに付け合わされる二個の同一の半フェルール５１０、５２０を含んでいる。図１４は、図１３に示された半フェルール５２０のような半フェルールの斜視図である。半フェルール５２０は部分半円形の端部断面を有し、ここでは半フェルール５２０は、平坦表面５３０、５３５及び円弧形外周表面５３６、５３７を有している。二個の半フェルール５１０、５２０は、その平坦表面５３０で組み合わされる。光ファイバ４２０をぴったりと受け入れるために半フェルール５２０の長さに沿って延びる溝５４０が平坦表面５３０上に形成されている。溝５４０はその全長に亘って、一様な形状を持っている。二個の半フェルール５１０、５２０が付け合わされると、二個の半フェルール５１０、５２０の溝５４０が、フェルール４４０の孔４９０を形成する。溝は選択的に一様で無い形状をその長さに亘って有することができる。例えば、溝は、半フェルールが組み合わされると溝が円錐状端部を持つ孔を形成するような形状を有することができる。これにより、ファイバはより容易に孔の中に挿入されてフェルールに固定することができる。
【００３５】
半フェルール５２０は、二個の半フェルール５１０、５２０の組立を容易化する切欠５５０を平坦表面５３０の縁に沿って形成されて有している。半フェルール５２０は、（図１４に示されているように）平坦表面５３０の長さに沿って延在する両側縁５３１、５３２に、平坦表面の側縁５３１、５３２の一方に（図示されていない）、或いは端部側縁５３３、５３４の一方又は双方に（図示されていない）切欠５５０を有することができる。切欠５５０は、（図１４に示されるように）半フェルール５２０の全長に略沿って延在することができ、又は半フェルールの長さの一部のみに沿って（図示されていない）延在することができる。二個の半フェルール５１０、５２０がその平坦表面５３０で組み合わされると、半フェルール５１０、５２０の切欠５５０は、フェルール４４０の円弧形外周表面４８０上に凹み５６０を形成する。
【００３６】
図１２に示された実施形態において、フェルール４３０、４４０の寸法は、端部断面の直径を２．５ｍｍ又は１．２５ｍｍに、そして長さを１０ｍｍとすることができる。しかしながら、その寸法は例示のためだけのものであり、他の寸法も可能であると理解される。
【００３７】
オプトエレクトロニクス組立体４００は割スリーブ４５０を有し、これはフェルール４３０、４４０の外径よりも僅かに小さい内径と、内表面５６５と、割スリーブ４５０の内径が拡大してフェルール４３０、４４０のより大きい外径の収容を可能とする割れ目５７０とを具えている。
【００３８】
割スリーブ４５０は、光ファイバ４１０、４２０の端部の相互整列を容易にする。フェルール４３０、４４０が割スリーブ４５０内に挿入されると、割スリーブ４５０はフェルール４３０、４４０の円弧形外周表面４８０を締め付ける。図１１に示されるように、フェルール４３０、４４０は割スリーブ４５０の内径を完全には満たしていない。しかしながら、フェルール４３０、４４０の円弧形外周表面４８０は、光ファイバ４１０、４２０を一緒に案内するために割スリーブ４５０の内表面５６５との接触を維持する。円筒形状を持つフェルールと比較すると、部分半円形の半フェルール５１０、５２０の構造は、割スリーブ４５０の内表面５６５とのフェルール４３０、４４０の少ない接触を可能とする。従って、割スリーブ４５０の内表面５６５の不完全性がフェルール４３０、４４０の案内に対して及ぼす影響は最小化される。
【００３９】
完全円筒形状を持つ従来型フェルールと比較すると、半フェルール５１０、５２０の部分半円形状は、各部品を作るに必要な材料が少ない。それ故、フェルール４３０、４４０の製造は材料コストが低くなる。更に、部分半円形構造は適切に形成されてかつ適当な形状の割スリーブに嵌り合うと、一次元又は二次元配列で密に詰め込まれた一群のファイバの詰め込み密度における利点を生み出す。図１５は、詰め込みフェルール列６００の端面図である。フェルール列６００は、例えば、三個のフェルール６１０、６２０、６３０を有している。フェルール６１０、６２０、６３０は、光ファイバ６１２、６２２、６３２をそれぞれ支持している。平坦表面５３５により、フェルール６１０、６２０、６３０、それにより、光ファイバ６１２、６２２、６３２が緊密に詰め込まれる。割スリーブ６４０は、緊密詰め込みフェルール６１０、６２０、６３０を受け入れる形状寸法となっている。
【００４０】
更に、フェルール４３０、４４０の形状により、これらの部品が鍛造プロセスにより製作できるようになっている。図１６は、図１２に示されたフェルール４４０を鍛造するための「２−アップ形状のストリップ配置」構造である。連続体は、例えば、九個のダイステーションＳ１−Ｓ９を有している。ストリップ配置により示されているように、二個の半フェルール５１０、５２０は例えばステーションＳ１−Ｓ４において、単一シートの貯蔵材料から、同時に「２−アップ」構造に製作することができる。前後面表面４７０、４７５及び円弧形外周表面４８０は、これらのステーションで鍛造形成される。例えば、ステーションＳ５のようなもう一つのステーションにおいて、溝５４０が半フェルール５１０、５２０の平坦表面５３０上に鍛造形成される。半フェルール５１０、５２０は更に、二個の半フェルール５１０、５２０を組み合わせるための切欠５５０を備えている。二個の半フェルール５１０、５２０は、ステーションＳ９におけるレーザ溶接に備えて、ステーションＳ６−Ｓ８において組み合わされて光ファイバに整列される。半フェルール５１０、５２０は更に、光ファイバ無しで溶接することができる。この場合、ファイバは後で挿入される。二個の半フェルール５１０、５２０が凹み５６０で溶接結合されると、フェルール４４０は、光ファイバの端部をしっかりとかつ精密に位置決めする。
【００４１】
フェルール４３０、４４０及び割スリーブ４５０は、今日の分野に存在する従来型フェルールに遡及適合できるように構成される。上述したように、従来型フェルールは、円形端部断面を有する円筒形状を有している。フェルール４３０、４４０は、フェルール４３０、４４０により支持された光ファイバと従来型フェルールにより支持されたファイバとの結合を容易化する部分円形端部断面を有する。割スリーブ４５０は、例えば、従来型フェルールのような円筒形状を有するフェルールを受け入れるようになっている。フェルール４３０、４４０はこの遡及適合特性を有しないで構成できると理解される。このように、フェルール４３０、４４０及びフェルール４５０は、例えば正方形又は矩形（図示されていない）の様な他の端部断面を持つことができる。
【００４２】
マルチファイバフェルール
図４及び図１２に示されたフェルールの実施形態は、単一のファイバを整列するために構成されている。フェルールは、複数のファイバを支持して整列するように構成することもできる。図１７は本発明のもう一つの実施形態によるマルチファイバオプトエレクトロニクス組立体７００の斜視図である。例えば、オプトエレクトロニクス組立体７００は二本のファイバ７１０、７１２を支持して、ファイバ７２０、７２２に対して整列させる。しかしながら、オプトエレクトロニクス組立体７００は、任意の数の光ファイバを支持するように構成することができる。オプトエレクトロニクス組立体７００は割スリーブ７５０を有している。図１８は、割スリーブ７５０の無いオプトエレクトロニクス組立体７００の斜視図である。オプトエレクトロニクス組立体７００は一対のフェルール７３０、７４０を有する。フェルール７３０、７４０は、光ファイバの相互結合を容易化するために光ファイバ７１０、７１２、７２０、７２２の端部をそれぞれ固定的に支持する。
【００４３】
図１９は、一対のフェルールの一方、例えばフェルール７３０の斜視図である。フェルール７３０は二本のファイバ７１０、７１２を支持することができる。フェルール７３０は略一様な柱状本体７３２を有するが、これは前面表面７６０と、光ファイバ７１０、７１２の外径をぴったりと受け入れる寸法形状となっている二個の孔７９０、７９２とを有している。
【００４４】
図２０は、図１９に示されたフェルール７３０及びファイバ７１０、７１２の分解図である。フェルール本体７３２は、二個の同一の半フェルール８１０、８２０を有する。図２１は、図２０に示された半フェルール８２０のような半フェルールの斜視図である。半フェルール８２０は平坦表面８３０を有する。溝８４０、８４５は、光ファイバ７１０、７１２の端部をぴったりと受け入れるために平坦表面８３０に形成される。溝８４０、８４５は、その全長に亘って一様な形状を持っている。二個の半フェルール８１０、８２０が付け合わされると、二個の半フェルール８１０、８２０の溝８４０、８４５はフェルール７３０の孔７９０、７９２を形成する。溝は、選択的に、その長さに沿って一様でない形状を持つことができる。例えば、溝は、半フェルールが組み合わされたときに溝が円錐端部を持つ孔を形成するような形状を有することができる。こうして、ファイバは孔の中に容易に挿入されてフェルールに固定されることができる。
【００４５】
半フェルール８２０は、二個の半フェルール８１０、８２０の相互整列を容易にする切欠８５０を平坦表面８３０の縁に沿って形成されて有する。二個の半フェルール８１０、８２０がその平坦表面８３０で組み合わされると、半フェルール８１０、８２０の切欠８５０は、フェルール７３０の表面に凹み８６０（図１９に図示されている）を形成する。以下により完全に説明されるように、半フェルール８１０、８２０は凹み８６０に沿って付け合わされる。例えば、半フェルール８１０、８２０は凹み８６０に沿って溶接結合することができる。凹み８６０は、溶接材料が凹み８６０の中に留まり、フェルール７３０の表面から上方に突き出さないような十分な深さを持っている。
【００４６】
オプトエレクトロニクス組立体７００は、フェルール７３０、７４０、それにより、光ファイバを相互に整列するための案内ピン７５５を有することがある。半フェルール８２０は、案内ピン７５５をぴったりと受け入れるために平坦表面８３０に形成された溝８７０を有する。半フェルール８１０、８２０が付け合わされると、溝８７０がピン孔８７５を形成する。ピン孔８７５は、案内ピン７５５をぴったりと受け入れるような寸法になっている。案内ピン７５５は、案内ピン７５５がフェルール７３０の前面表面７６０から延出するようにフェルール７３０のピン孔８７５内に嵌着される。フェルール７３０の前面７６０から延出する案内ピン７５５の部分は、フェルール７４０のピン孔８７５内に嵌め込まれる。案内ピン７５５は、フェルール７３０をフェルール７４０に対して案内して整列し、それにより、ファイバ７１０、７１２をファイバ７２０、７２２に対して案内して整列する。
【００４７】
ピン孔８７５と案内ピン７５５により、フェルール７３０、７４０はこの分野に存在する従来型のマルチファイバフェルールとの係合適合性を具える。フェルール７３０、７４０が、ピン孔８７５及び案内ピン７５５無しで構成できることを当業者は認識される。
【００４８】
選択的に、オプトエレクトロニクス組立体７００は、光ファイバ７１０、７１２の端部をファイバ７２０、７２２の端部に整列するのを容易にするために割スリーブ７５０を有することがある。さらにもう一つの選択的な実施形態において、フェルールは、光ファイバの整列を容易にするための整列溝を有することができる。図２２は本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体９００の斜視図である。図２３は、図２２に示されたオプトエレクトロニクス組立体９００の分解図である。オプトエレクトロニクス組立体９００は、複数の光ファイバアレー９１４、９１５を支持する一対のマルチファイバフェルール９２０、９３０と割スリーブ９１０とを有している。フェルール９２０、９３０は付け合わされた同一の半フェルール９４０、９５０を有する。整列溝９６０は、半フェルール９４０、９５０の外表面に形成されている。整列溝９６０は、Ｖ溝、或いは他の形状の溝とすることができる。溝９６０は、例えば鍛造プロセスにより形成することができる。割スリーブ９１０は、フェルール９２０、９３０の溝９６０内に受け入れられる形状寸法の相補突起９９０を有する。Ｖ溝を持つフェルール９２０、９３０について、突起９９０は、溝９６０のＶ溝に嵌り合うようにＶ形となっている。フェルール９２０、９３０が割スリーブ９１０に挿入されると、突起９９０は溝９６０に嵌り込む。突起９９０は一対のフェルール９２０、９３０、それにより、光ファイバ列９１４、９１５を一緒に案内する。フェルール９２０、９３０の整列溝９６０と割スリーブ９１０の嵌め合い突起９９０とは、案内ピンの必要性を無くす。それ故、フェルールは、より小さく、そして必要とする製造材料を少なくして構成することができる。
【００４９】
図１９及び図２３に示されたマルチファイバフェルールの形状により、フェルールは鍛造プロセスで製作することができる。本出願人の係属出願［出願番号未入手］は、マルチファイバフェルールを製作するためのパンチ（図示されていない）を開示している。パンチは、光ファイバを受け入れる溝８４０、８４５と、案内ピンを受け入れる溝とを鍛造により形成することができる。この特別のパンチを使用して鍛造形成されたファイバ溝８４０、８４５の頂点の位置の公差は、表面８３０と平行方向で±１６０ｎｍであり、表面８３０と垂直方向で±１９０ｎｍである。
【００５０】
星形フェルール
オプトエレクトロニクス組立体の部品は成形プロセスにより製作することができる。図２４は、本発明のもう一つの実施形態によるファイバ１０１０を支持する星形フェルール１０００の斜視図である。フェルール１０００は略一様な柱形状の本体１０１２を有し、これは長さＬと三個の突出部又は突起部１０２０、１０２５、１０３０を有するが、二個のみを含む任意の数の突起部を持つように構成することもできる。図２５は、図２４に示された星形フェルールの端面図である。フェルール本体１０１２の中心で、孔１０４０が本体１０１２の長さＬに沿って延在している。孔１０４０は、ファイバ１０１０の外径をぴったりと受け入れる寸法となっている。突出部１０２０、１０２５、１０３０は、孔１０４０から延出している。フェルール１０００の寸法は、断面直径を２．５ｍｍ又は１．２５ｍｍとし、長さを１０ｍｍとすることができる。しかしながら、その寸法は例として示されただけであり、他の寸法も可能であると解される。
【００５１】
フェルール１０００は、低損失のファイバ対ファイバ接続を実現するに必要なサブミクロンの公差で割スリーブの内側に精密に嵌り合うように構成される。図２６は、本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体１０５０の斜視図である。図２７は、図２６に示された２７−２７線に沿って切られたオプトエレクトロニクス組立体の断面図である。オプトエレクトロニクス組立体１０５０は、割スリーブ１０６０と星形フェルール１０００とを有する。星形フェルール１０００が割スリーブ１０６０の内部に挿入されると、フェルールの突起部１０２０、１０２５、１０３０が割スリーブ１０６０の内表面に接触する。星形フェルール１０００は、割スリーブ１０６０の内径を完全には充たさない。しかしながら、フェルール１０００の突起部１０２０、１０２５、１０３０は、対のフェルール１０００、それにより、光ファイバを相互に案内するために、割スリーブ１０６０の内側表面との接触を維持する。円筒形状を持つフェルールと比較すると、星形フェルール１０００の構造は、割スリーブ４５０の内側表面との接触を小さくすることができる。従って、割スリーブの内表面の不完全性がフェルール１０００の案内へ及ぼす影響は最小化される。更に、星形フェルール１０００の構造は、各フェルールを製作するための必要材料を少なくする。それ故、フェルール１０００の製造は、材料コストを少なくすることができる。
【００５２】
上述したように、星形フェルール１０００は成形処理により製作することができる。図２８は、成形法で製作されて止め溶接された星形フェルール１０００を製作するための「ストリップ配置」構造を図示している。連続体は、例えば、１０個のステーション、Ｓ１−Ｓ１０を有し、進行は右から左である。フェルール１０００の星形形状は例えばステーションＳ１−Ｓ８で形成される。ファイバ（図示しない）は、フェルール１０００の孔１０４０内へ押し入れることができる。フェルール１０００は、ステーションＳ１０でぴったりと止め溶接される。上述した成形処理は、例えば、鍛造処理よりも材料に作用する応力が小さい。
【００５３】
図２４に示された星形フェルール１０００の実施形態は、一本の光ファイバ１０１０を支持している。選択的な実施形態において、星形フェルールは複数の光ファイバを支持するように構成することができる。図２９は、二本の光ファイバ１１１０、１１２０を支持する星形フェルール１１００の斜視図である。図３０は図２９に示されたマルチファイバ用星形フェルール１１００の端面図である。フェルール１１００は、ファイバ１１１０、１１２０の外径を受け入れる寸法になっている二個の孔１１３０、１１４０を有する。フェルール１１００は更に、突出部又は突起部１１５０、１１５５、１１６０、１１７０を有している。フェルール１１００が付随の割スリーブ（点線１１７２で概略示されている）の中に挿入されると、突起部１１５０、１１５５、１１６０、１１７０は割スリーブ１１７２の内表面に接触する。このマルチファイバ用星形フェルール１１００は、単一ファイバ用星形フェルール１０００のために上述したものと同様の成形プロセスにより製作できるが、ここでフェルール１１００の形状は一以上のプレス加工ステーションにおいて成形され、かつ止め溶接で閉じられる。
【００５４】
鍛造成形されたファイバフェルール
オプトエレクトロニクス組立体の部品は、鍛造プロセスと成形プロセスとの組合せで製作できる。図３１は、本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体１２００の斜視図である。オプトエレクトロニクス組立体１２００は、割スリーブ１２１０、光ファイバ１２２０、１２３０、及び一対の同一フェルールを有する。図３２はファイバ１２２０を支持するフェルール１２４０の斜視図である。図３３は、図３２に示されたフェルール１２４０の端面図である。フェルール１２４０は、略一様な柱形状本体１２４２と、本体１２４２を貫通して形成されファイバ１２２０をぴったりと受け入れる大きさの孔１２４５とを有している。フェルール本体１２４２は、付け合わされた二個の同一の半フェルール１２５０，１２６０を有している。図３４は図３２及び図３３で示された半フェルール１２６０の斜視図である。半フェルール１２６０は、（図３４に示されているような）開放ループ状の端部断面を持ち、或いは選択的に閉鎖ループ状の端部断面（図示されていない）を持つことができる。半フェルール１２６０は平坦表面１２７０を持ち、そこに溝１２８０が形成される。溝１２８０は、ファイバ１２２０をぴったりと受け入れる形状寸法となっている。溝１２８０は、例えば圧印加工プロセスにより形成することができる。半フェルール１２６０は更に、成形プロセスにより形成できる円弧形の接触外周表面１２９０を持っている。フェルール１２４０が割スリーブ１２１０に挿入されると、円弧形外周表面１２９０は割スリーブ１２１０の内表面に接触する。このフェルール構造は、「２−アップ」として製作され、レーザ溶接法を使用して組み立てることができる。図３２及び図３３に示されるように、二個の半フェルール１２５０、１２６０は、その平坦表面１２７０で付け（溶接）合わされる。
【００５５】
更にオプトエレクトロニクス組立体の部品は別々に鍛造され及び成形された部品から組み立てることができる。図３５は、本発明のもう一つの実施形態によるファイバ１４１０を支持する中空フェルール１４００の斜視図である。中空フェルール１４００は略一様の円筒形状本体１４１２と、本体１４１２を貫通して形成されファイバ１４１０をぴったり受け入れる大きさの孔１４１５とを有する。中空フェルール本体１４１２は、二個の同一の中空半フェルール１４２０、１４３０を有する。図３６は、図３５に示された半フェルール１４３０の斜視図である。図３７は、図３５に示されたフェルール１４００の分解図である。半フェルール１４２０、１４３０の各々は、（図３７に示されるように）平面状でも或いはドーム状でも良い端部キャップ１４４０、本体胴１４５０、及び平坦表面１４７０を備えた本体板１４６０を有する。ファイバ１４１０をぴったりと受け入れる大きさの溝１４８０が平坦表面１４７０上に形成される。端部キャップ１４４０と本体板１４６０は鍛造プロセスにより製作できる。溝１４８０は鍛造プロセスにより形成することができる。本体胴１４５０は成形プロセスにより製作できる。半フェルール１４２０、１４３０は、端部キャップ１４４０、胴１４５０及び本体板１４６０を（図３６に示されている）完成品に組み立てて溶接することにより製作できる。それから、二個のフェルール半体１４２０、１４３０は本体板１４６０に沿って組み立てることができる。二個の半フェルール１４２０、１４３０が付け合わされると、溝１４８０は孔１４１５を形成する。フェルール１４００は中空円筒形状を持っているので、そのフェルールを作るに必要とされる材料は、中実円筒形状を持つ従来型フェルールの製造に比べて少なくなる。
【００５６】
締め付け部材付きフェルール
図３８は本発明のもう一つの実施形態によるオプトエレクトロニクス組立体１５００の斜視図である。オプトエレクトロニクス組立体１５００は、フェルール１５１０、締め付け部材１５２０、ファイバ強度部材１５３０及び光ファイバ１５４０を有する。図３９は図３８に示されたフェルール１５１０及び締め付け部材１５２０の斜視図である。フェルール１５１０は、図４、図１２、図１８、図２４、図２９、図３２及び図３５に示された形状を持つことができる。フェルール１５１０は締め付け部材１５２０に取り付けられている。フェルールは締め付け部材に取り付けられる分離構造体とすることができ、或いはフェルールと締め付け部材は単一構造体とすることもできる。締め付け部材１５２０は、スリット１５６０を持つ円筒形スリーブ１５５０を有する。締め付け部材１５２０は、ファイバ強度部材１５３０の外径を受け入れて固定的に保持するようになっている。ファイバ強度部材１５３０はファイバ１５４０を支持して保護し、フェルール１５１０へのファイバ１５４０の組付けを容易にする。ファイバ強度部材は、例えば、ケブラー（Kevlar）繊維材料から作ることができる。締め付け部材１５５０のスリット１５６０により、スリーブ１５５０の外径が拡がってファイバ強度部材１５３０を受け入れ、そして収縮してファイバ強度部材１５３０を締め付けることができる。フェルール１５１０は、別のフェルール１５１０、スリーブを使用した前述の任意の実施形態、又はスリーブを使用する従来型フェルールに連結することができる。
【００５７】
本発明が、好適な実施形態に関連づけて詳しく示されかつ説明されてきたが、本発明の精神、範囲及び教示から逸脱することなく形態及び詳細において種々の変更が可能であることが当業者により理解されよう。例えば、半フェルールは同一の半体である必要はないが、二個の半フェルールの組合せを容易にする相補面を有している。更に、オプトエレクトロニクス組立体は同一のフェルールを持つ必要はない。むしろ、本発明のオプトエレクトロニクス組立体は、従来型フェルールに遡及適合でき、そのためオプトエレクトロニクス組立体は、本発明のフェルールと相補の従来型フェルールとを有することができる。従って、開示された発明は単に例示として考えるべきものであり、添付された請求項に規定されているようにのみ範囲が制限される。
【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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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図９ｅ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年8月2日(2010.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス組立体の接続位置に整列させて少なくとも一つの光ファイバを支持するための光ファイバコネクタの製造方法であって、光ファイバを支持するための少なくとも一つの孔が形成された本体を有するフェルールと、前記接続位置に関して前記フェルール及び前記フェルールによって支持された光ファイバを整列するように、前記フェルールの外面を受け入れて前記接続位置の外面に固定する形状寸法のスリーブとを形成する段階を有し、前記フェルールの本体は金属製であり、前記光ファイバコネクタの製造方法は、金属製の前記本体をプレス加工により形成する段階を有し、前記スリーブは前記接続位置へ固定するために前記フェルールを越えて延在する端部を有する光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２】
前記スリーブは、金属製であり、前記スリーブをプレス加工により形成する段階を有する請求項１に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３】
前記スリーブは軸線方向に沿う割れ目を有する請求項１又は２に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項４】
前記スリーブをプレス加工により略平らな材料からループ状に形成する段階を有する請求項１又は３に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項５】
前記フェルールの本体は略円筒状であり、前記スリーブは略円筒状の本体を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項６】
前記フェルールの本体は略均一な断面を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項７】
前記スリーブは略均一な断面を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項８】
前記フェルールの本体には複数の光ファイバを支持するための複数の孔が形成されている請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項９】
前記接続位置での整列のために前記フェルールから延在する案内ピンを更に具備する請求項１から８のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１０】
前記フェルールは前記案内ピンを受け入れるための孔を具備する請求項９に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１１】
前記フェルールはその外側表面に溝又は突出部を有し、前記スリーブは相補的な突出部又は溝を有する請求項１から１０のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１２】
前記フェルールは第１の半フェルールと第２の半フェルールとを具備し、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは前記スリーブによって適合関係に維持される請求項１から１１のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１３】
前記第１の半フェルールは前記第２の半フェルールと同一の構造を有し、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールのそれぞれには光ファイバを支持するための孔を共同して形成する溝が設けられる請求項１２に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１４】
前記フェルールをプレス加工により形成する段階は、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールのそれぞれをプレス加工する請求項１２又は１３に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１５】
前記フェルールをプレス加工により形成する段階は、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールの両方を同時にプレス加工する請求項１２又は１３に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１６】
前記フェルールをプレス加工により形成する段階は、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールの両方を単一の被加工部材からプレス加工する請求項１４又は１５に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１７】
前記単一の被加工部材はシート形状である請求項１６に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１８】
前記フェルールの本体は、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールを形成した前記単一の被加工部材の二つの端部をプレス加工して付け合わせることにより形成される請求項１６に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１９】
前記二つの端部は溶接により取り付けられる請求項１８に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２０】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールのそれぞれには複数の適合溝が設けられる請求項１２から１９のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２１】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは縁部で接続される請求項１２から２０のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２２】
前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは、短部により接続される二つの長部を有するように、プレス加工において略平らな材料から形成されたＵ字ループ形状を有する請求項１２から２１のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２３】
前記長部のそれぞれには光ファイバを支持するための複数の溝が形成される請求項２２に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２４】
前記第１の半フェルールは第１表面を有し、前記第２の半フェルールは第２表面を有し、前記第１の半フェルール及び前記第２の半フェルールは前記第１表面及び前記第２表面で共に組み付けられ、前記第１の半フェルールは、前記第１表面及び前記第２表面の縁部に提供された溶接及び接着材の少なくとも一つによって前記第２の半フェルールに取り付けられる請求項１５から１８のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２５】
切欠部が前記第１表面及び前記第２表面のそれぞれの縁部に設けられ、前記第１の半フェルールは、前記切欠部に提供された溶接及び接着材の少なくとも一つによって前記第２の半フェルールに取り付けられる請求項２４に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２６】
前記フェルールの本体は少なくとも二つの別の接触表面を形成する周囲部を有し、前記スリーブは、前記接触表面へ向けて接触圧力を付勢するように前記周囲部の接触表面に接触する形状寸法である請求項１から１８のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２７】
前記フェルールの本体は、短部によって接続される二つの長部を具備する略Ｕ字形断面を有し、前記長部のそれぞれは、前記スリーブに対しての少なくとも二つの接触表面を形成する請求項２６に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２８】
前記長部のそれぞれには、光ファイバを支持するための複数の溝が形成される請求項２７に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２９】
前記フェルールの本体は二つの半フェルールを具備し、二つの前記半フェルールのそれぞれは、プレス加工において略平らな材料から形成されるループ形状を特徴とする本体を有し、二つの前記半フェルールの少なくとも一つの本体は、軸線方向に沿う割れ目を有し、それにより、前記スリーブに対して少なくとも二つの別の接触表面を形成する請求項２６に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３０】
前記フェルールの本体は、前記スリーブに対する接触表面を形成するように、略星形断面を有する請求項２６に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３１】
前記星形断面はプレス加工において略平らな材料から形成されたループ形状を有する請求項２７に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３２】
前記星形断面のループ形状は溶接される割れ目を有する請求項３１に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３３】
前記フェルールは単一の本体を有する請求項２７から３２のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３４】
前記接続位置には、もう一つの光ファイバを支持するための少なくとも一つの孔が形成される本体を有する相補的なフェルールが位置する請求項１から３３のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３５】
前記スリーブが前記フェルールと前記相補的なフェルールとを連結して整列させ、それにより、光ファイバが支持されるように、前記接続位置の前記相補的なフェルールは、前記フェルールと同様な構造を有している請求項３４に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３６】
前記接続位置の前記相補的なフェルールは、前記フェルールと同一の構造を有している請求項３４及び３５に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３７】
前記フェルールの本体は、概略的に、円形、部分円形、矩形、及び、ループ形の少なくとも一つの断面形状を有する請求項１から３６のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３８】
前記フェルールは、前記孔に受け入れられない光ファイバの部分を支持するように前記本体から延在する部材を具備する請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３９】
それぞれが光ファイバを支持する複数のフェルールを更に具備し、前記スリーブが前記複数のフェルールを受け入れる形状寸法である請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項４０】
前記フェルールは、前記本体の前記孔に受け入れられない光ファイバの部分を支持するように前記フェルールの前記本体から延在する強度部材を具備する請求項１から３９のいずれか一項に記載の光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項４１】
前記フェルールをプレス加工する段階は、前記フェルールが１０００ｎｍより小さい整列公差を有するようにプレス加工する請求項１から４０に記載の光ファイバコネクタの製造方法。