(57)【要約】【課題】    ピストニングによる問題を無くして、光ファイバをコネクタのフェルールに固定する方法の提供【解決手段】    光ファイバケーブルの外被覆層の先端部をテーパ状に成形した後、該光ファイバケーブルを内ネジつきのフェルールにねじ込み、フェルールの圧縮帯が、外被覆層樹脂で完全に充満するように光ファイバを締め付けて固定する【選択図】  図１
2006106648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部にはガイド孔を有し、後方部には内ネジを有し、ガイド孔と内ネジの間にはテーパ構造の圧縮帯を有する構造からなるフェルールにおいて、該フェルールの圧縮帯の容積の実質的に全部分が光ファイバケーブルの外被覆層樹脂によって充満されるように、光ファイバケーブルをフェルールにねじ込むことにより、光ファイバの先端が、フェルールの先端面から変動しないようにする光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法
【請求項２】
光ファイバケーブルの外被覆層の先端部をテーパ状に成形した後、該光ファイバケーブルをフェルールにねじ込む、特許請求項１の光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法
【請求項３】
直径２００μｍ以上の石英系光ファイバと、それを覆う内被覆層と、更にその内被覆層を覆う外被覆層からなる石英系光ファイバケーブルにおいて、石英系光ファイバと内被覆層を一体として、フェルールのガイド孔に装着する特許請求１項および２項の光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法に関するものであり、光ファイバが、フェルールの先端面から突出したり、引っ込んだりするなどの変動をしないように  、光ファイバケーブルをフェルールに固定する方法に関するものである
【背景技術】
【０００２】光ファイバの端末はコネクタの部品であるフェルールに固定される。光ファイバの端面はフェルールの先端面と正確に同一平面になるように固定されねばならない。これは、光ファイバを、対向する光源やホトダイオード等と効率的に結合させるためである。この光ファイバの先端部の位置決めの精度は、コアの直径が小さくなるほど厳しくなってくる。【０００３】光ファイバをフェルールに固定する方法には二つの方法がある。一つは、コアとクラッドからなる光ファイバ裸線（以下光ファイバと記す）を直接フェルールに固定する方法であり、もう一つは光ファイバケーブルの外被覆層をフェルールに固定することにより、間接的に光ファイバを固定する方法である。前者の方法としては、ア）光ファイバを接着剤でフェルールに固定する方法とイ）光ファイバを直接フェルールに圧着固定する方法である。しかし、接着剤で固定する方法は、長い硬化時間が必要になるし、圧着する方法は、光ファイバの側面を局部的に押し付けるため、光ファイバに損傷を与えることがあるため、配線工事現場で採用するには不適当である。これに対し、後者の、光ファイバケーブルの外被覆層をフェルールに固定して、間接的に光ファイバを固定する方法は、大きなコア径のプラスチック光ファイバケーブルでは多く使われている方法である。それらの方法は、ウ）外被覆層の上を噛み付き歯のついた止め具で押さえつける方法や、エ）金属フェルールの上から光ファイバケーブルを圧着する方法や、オ）外被覆層とフェルールをレーザーで溶着して固定する方法などである。更に、非特許文献１には、内ネジをつけた特殊なフェルールに、光ファイバケーブルをねじ込むことにより固定するという新しい方法が提案されている。これらの方法は、光ファイバに損傷を与えることがないので、配線工事現場でも使用できる方法であると考えられる。
【非特許文献１】  電子材料  工業調査会  ８８    ｖｏｌ．４３  Ｎｏ２  ２００４
【０００４】しかし、これらの間接的に光ファイバを固定する方法は、光ファイバをフェルールに固定しても、使用時間が経過していくうちにピストニングと呼ばれる現象が生じてくることが多い。ピストニングとは、光ファイバが、フェルールの端面から突出したり引っ込んだりする現象である。このピストニングは、光ファイバのコア材料と外被覆層材料の線膨張率や、吸湿率などが異なるため、完全に防ぐことは非常に困難であるが、信号伝送に影響を与えない程度の小さなものは許容されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】本発明は、配線工事現場に適用できる容易な方法で光ファイバをフェルールに固定する方法に関する。光ファイバをコネクタのフェルールに固定するにあたり、ピストニングによる影響はコアの直径が小さくなるにつれ深刻になってくる。コア直径が１．０ｍｍの汎用的なプラスチック光ファイバでは、およそ１００μｍ程度のピストニングは充分に受け入れられてきた。しかしながら、近年、プラスチック光ファイバでも小さな直径のものが使用され始めてきたため、本発明者らは、ピストニングをより小さくする光ファイバのフェルールへの固定方法を開発することを目的とした。
【問題を解決するための手段】
【０００６】この発明は先端部にはガイド孔を有し、後方部には内ネジを有し、ガイド孔と内ネジの間にはテーパ構造の圧縮帯を有する構造からなるフェルールにおいて、該フェルールの圧縮帯の容積の実質的に全部分が光ファイバケーブルの外被覆層樹脂によって充満されるように、光ファイバケーブルをフェルールにねじ込むことにより、光ファイバの先端が、フェルールの先端面から変動しないようにする光ファイバケーブルをフェルールに固定する第１の方法であり、光ファイバケーブルの外被覆層の先端部をテーパ状に成形した後、該光ファイバケーブルをフェルールにねじ込むことを特徴とする第２の方法であり、さらに直径２００μｍ以上の石英系光ファイバと、それを覆う内被覆層と、更にその内被覆層を覆う外被覆層からなる石英系光ファイバケーブルにおいて、石英系光ファイバと内被覆層を一体として、フェルールのガイド孔に装着する光ファイバケーブルをフェルールに固定する第３の方法である。
【０００７】日本国内では、最近はＦＴＴＨにより、石英ガラス光ファイバが電信柱から、各家庭の入り口まで配線されるようになって来たが、家庭内での光ホームネットワークはまだ普及していない。これを普及させるには、光ファイバの敷設をもっと簡単にする必要がある。最近では、ホームネットワークの伝送速度は、１．０ギガビット以上を要求されるようになってきた。このスピードのホトダイオードの直径は、０．２〜０．４ｍｍと小さい。そのため、０．２ｍｍ−０．４ｍｍのコア直径のプラスチック光ファイバや、大きなコアの石英ガラスファイバが使用できる。なかでも、われわれは、大きなコアの石英ガラスファイバに注目した。なぜならば、それは、高速で、長寿命の近赤外光源を備えたトランシーバとうまく組み合わせることが出来るからである。２００μｍ以上の直径のコアを選ぶ理由は、外被覆層を介して光ファイバを固定する作業が容易であるからである。
【０００８】この発明において、フェルールは、図１に示すように、先端部分に、光ファイバを保持するガイド孔１を有し、後方部には内ネジ３を有し、内ネジから、ガイド孔に向かって、傾斜構造の圧縮帯２を有しているものである。図２，３，４に示すように、光ファイバケーブルをフェルールに固定する工程は、外被覆層８を剥離することによって、光ファイバ素線６又は光ファイバ裸線１１をむき出しにする工程、フェルール５に光ファイバケーブルを装着し、内ネジの中にねじ込む工程からなる。
【０００９】内ネジつきのフェルールに光ファイバケーブルをねじ込む方法は、すでに公知であるが、その方法に従って、フェルールと一緒に提供されている専用のねじ込み具を用いてねじ込んだ場合には、圧縮帯の体積の３割程度しか、外被覆層樹脂で充満することができない。これに対して本発明は、圧縮帯の実質的に全部分を外被覆層樹脂で充満するようにねじ込むことにより、光ファイバを外被覆層樹脂で均等に圧迫し、光ファイバに局部損傷を与えることなく、しっかり固定できるようにしている。
【００１０】圧縮帯を光ファイバケーブルの外被覆層樹脂で充分に満たすための具体的な方法は、外被覆層の先端部分をテーパ状に成形した後、光ファイバケーブルを強くフェルールにねじ込むことである。この方法によって、外被覆層樹脂は圧縮帯全域を境界部４まで満たすことが出来る。この発明の方法によれば、コア径が１．０ｍｍと言うようなプラスチック光ファイバケーブルに適用すると、従来のＰＮコネクタのような外被覆層に噛み付き歯の止め具で固定する方法に比べて、ピストニングがより小さくすることができる。しかし、さらに特記すべきことは、直径が２００μｍ以上の大口径石英系光ファイバケーブルをフェルールに好適に固定することが出来ることである。これらの大口径石英系光ファイバケーブルは第３図に示す構造であり、通常石英系ガラスからなる直径は２００から３００μｍ程度のコア９と、その上に、フッ素樹脂からなる５〜５０μｍの厚さのクラッド層１０からなる光ファイバ裸線１１とその上にシリコン樹脂やナイロン樹脂からなる、外径０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の内被覆層１２とさらにその上を被覆する、塩ビやナイロン樹脂、ポリオレフィン樹脂からなる２．０〜３．０ｍｍ程度の外被覆層からなる。従来大口径石英系光ファイバケーブルをフェルールに固定するには、ピストニングの問題から、光ファイバ裸線を接着剤で固定する方法がとられていたのであるが、本発明によれば、ピストニングが抑制できるため、光ファイバ裸線に内被覆層をつけた素線を、外被覆層をフェルールの中にねじ込むことにより、接着剤を使用することなく、簡単に大口径石英系光ファイバのコネクタ付けができることになる。
本発明は、更に次の実施例等によって説明する。
【実施例１】
【００１１】直径が２００μｍの石英ガラスコア、２３０μｍのクラッドと５００μｍのシリコン樹脂の内被覆層からなる光ファイバ素線。この光ファイバ素線を黒色ポリエチレン樹脂で被覆して、その外径が２．２ｍｍの石英ガラス光ファイバケーブルを得た。このケーブルの外被覆層の先端部をワイヤーストリッパーで剥離して、５ｍｍの長さの光ファイバ素線を剥きだした。ついで、外被覆層の先端から１．５ｍｍの部分から先端に向けて、先端の外被覆層の直径が１．０ｍｍになるようにテーパ形に削除した。ケーブルをテーパ形に処理するには、特殊な削り機を用いた。この削り機は鉛筆削りに似たものであるが、この削り機は光ファイバ素線に傷をつけないように設計したものである。フェルールの中に先端部を処理した光ファイバケーブルを挿入し、フェルールを出来るところまでねじ込んだ。ついで、フェルールの先端面から、２００μｍ程度飛び出た光ファイバ素線を研磨紙で削り、仕上げた。このような処理方法によって、２０ｍの光ファイバケーブルの両端にフェルールを固定した。【００１２】そのサンプルを居間に２００時間置いた後、サンプルの両端を顕微鏡で観察した。そして、ピストニングは全く見られなかった。その後で、引き続きそのサンプルを、６０℃  ９５％ＲＨのオーブンの中に２００時間いれた後、サンプルの両端を顕微鏡で観察した。そしてピストニングは０．０５ｍｍのフェルールからの突出が観察された。これらのテストがすべて終了した後、光ファイバケーブルに固定されていたフェルールを取り外し、観察した結果、外被覆層はフェルールの圧縮帯の形に変形しており、圧縮帯は外被覆層樹脂で満たされていた。その写真を図５に示す。
【比較例１】
【００１３】実施例１に用いたのと同じ石英ガラス光ファイバケーブルを用いた。ところで、このテストでは外被覆層の先端部は、テーパ状に処理することなくフェルールをねじ込んだ。２０ｍのサンプルを準備した後、そのサンプルを居間に２００時間置いた後、ピストニングは０．５ｍｍの突出を確認した。更にそのサンプルを６０℃  ９５％ＲＨのオーブンに２００時間入れた後、ピストニングは１．５ｍｍの突出を確認した。これらのテストがすべて終了した後、光ファイバケーブルに固定されていたフェルールを取り外し、観察した結果、外被覆層の先端が少し変形していただけで圧縮帯は外被覆層樹脂で２０％程度しか満たされていなかったことを示していた。その写真を図６に示す。
【実施例２】
【００１４】直径が２００μｍの石英ガラスコア、２３０μｍのクラッドと１．０ｍｍのナイロン樹脂製の内被覆層からなる光ファイバ素線。この光ファイバ素線を塩ビ樹脂で被覆して、その外径が２．２ｍｍの石英ガラス光ファイバケーブルを得た。このケーブルの外被覆層の先端部をワイヤーストリッパーで剥離して、５ｍｍの長さの光ファイバ素線を剥きだした。ついで、外被覆層の先端から１．５ｍｍの部分から先端に向けて、先端の外被覆層の直径が１．３ｍｍになるようにテーパ形に削除した。フェルールの中に先端部を処理した光ファイバケーブルを挿入し、フェルールを出来るところまでねじ込んだ。ついで、フェルールの先端面から、１００μｍ程度飛び出た光ファイバ素線を研磨紙で削り、仕上げた。このような処理方法によって、２０ｍの光ファイバケーブルの両端にフェルールを固定した。そのサンプルを６０℃  ９５％ＲＨのオーブンの中に２００時間いれた後、サンプルの両端を顕微鏡で観察した。そしてピストニングは観察されなかった。
【実施例３】
【００１５】プラスチック光ファイバケーブルは１０００μｍの裸線と２．２ｍｍのポリエチレン外被覆層からなっている。このケーブルの外被覆層の先端をワイヤーストリッパーで剥ぎ取り、５ｍｍの長さの裸線をさらした。そこで、外被覆層の先端から１．５ｍｍの部分から先端部に向かって、先端の外被覆層の直径が１．３ｍｍになるようにテーパ状に削除した。先端部を処理したその光ファイバケーブルをフェルールに挿入しフェルールを出来る限り奥にねじ込んだ。２ｍの光ファイバケーブルの両端にフェルールを固定し、サンプルを準備した。そのサンプルを８０℃のオーブンに１００時間入れた。そして、ピストニングは観察されなかった。
【比較例２】
【００１６】実施例２に用いられたプラスチック光ファイバケーブルと同じものを用いた。ところで、この試験では、フェルールの代わりにＰＮコネクタを用いた。ＰＮコネクタは外被覆層をコネクタに固定するための金属製の噛み付き歯がついている。２ｍのプラスチック光ファイバケーブルの両端にＰＮコネクタを固定し、試験サンプルを準備した。ついでそのサンプルを８０℃のオーブンに１００時間入れた後、ピストニングを観察したところ、ＰＮコネクタの中に光ファイバが０．２ｍｍの引っ込みが見られた。
【発明の効果】
【００１７】本発明の方法によれば、ピストニングを抑えて光ファイバをフェルールに固定することが出来るので、プラスチック光ファイバケーブルはもちろん、大口径石英系光ファイバケーブルの固定にも好適である。現場施工可能な、簡便な光ファイバケーブルの固定方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の方法によってフェルールに固定された光ファイバケーブルの状態を示す図
【図２】外被覆層の先端部をテーパ状に成形した光ファイバケーブルの断面図
【図３】大口径石英ガラス光ファイバケーブルの断面図
【図４】プラスチック光ファイバケーブルの断面図
【図５】実施例１の試験の後に取りはずした光ファイバケーブルの外被覆層の形状写真
【図６】比較例１の試験の後に取りはずした光ファイバケーブルの外被覆層の形状写真
【符号の説明】
【００１９】              １    ガイド孔
２    圧縮帯
３    内ネジ
４    境界部
５    フェルール
６    光ファイバ素線
７    テーパ状に成形した外被覆層
８    外被覆層
９    コア
１０    クラッド
１１    光ファイバ裸線＝光ファイバ
１２    内被覆層
１３    光ファイバケーブル
１４    プラスチック光ファイバケーブル
【図１】
2006106648.tif 000003
【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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