(57)【要約】【解決手段】光ファイバコネクタは、ほぼ平行で離間された第１及び第２の面と、光ファイバ終端組立体（１０）を取外し可能に収容する少なくとも１つのほぼ円筒形の差込口を備えるコネクタハウジングとを含む。光ファイバ終端組立体は、差込口内に設置され、光ファイバケーブルの一部分を収容するための中心軸に沿った通路を備える細長い本体（２２）を含む。さらに、本体は、割出部（４０）と、本体に固定されるとともに光ファイバケーブルの端部を内部に備えるフェルール（２０）とを含む。カラー（１４）は、細長い本体に位置決めされるとともに割出部と係合するための係合部（４４）を備える。カラーは軸に沿って第１及び第２の動作位置の間で移動可能である。第１の動作位置では、カラーと本体との間の相対回転運動が阻止され、第２の動作位置では、カラーは本体に対して回転することができる。付勢部材（１８）はカラーを第１の動作位置に向けて付勢するために提供される。【選択図】図２
2008524660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバコネクタであって、
ほぼ平行で離間された第１及び第２の面と、光ファイバ終端組立体を取外し可能に収容する少なくとも１つのほぼ円筒形の差込口とを備えるコネクタハウジングと、
前記差込口内の光ファイバ終端組立体とを有し、該終端組立体が、前記光ファイバケーブルの一部が貫通する中心軸に沿った通路を備えるとともに割出部を備えた細長い本体と、該本体の第１の部分に固定されるとともに前記光ファイバケーブルの端部を内部に備えるフェルールと、前記細長い本体上に位置決めされているとともに前記割出部と係合する係合部を備えるカラーであって、前記軸に沿って第１及び第２の動作位置の間で移動可能であり、前記第１の動作位置では、前記カラーと前記本体との間の相対回転運動が阻止され、第２の動作位置では、前記カラーが前記本体に対して回転することができるカラーと、該カラーを前記第１の位置に向けて付勢する付勢部材とを有する光ファイバコネクタ。
【請求項２】
終端組立体ロック部材と円弧状凹部を更に含み、前記終端組立体ロック部材を円弧状凹部を通して第１の挿入位置から第２のロック位置まで回転させることによって前記差込口内で前記終端組立体をロックする、請求項１に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項３】
前記終端組立体ロック部材は前記終端組立体から延出するボスであり、前記差込口が前記円弧状凹部を含む、請求項２に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項４】
前記第１の面に第１の開口を含むとともに前記第２の面に第２の開口を含み、前記フェルールは前記第１の開口を通って延在し、前記第２の開口は円形であるとともにそこから延在するスロットを備え、前記ロックタブ、前記円弧状凹部及び前記スロットは、前記タブが前記スロットを通過して前記円弧状凹部に入ることができるように寸法が決められている、請求項３に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項５】
前記スロットは、前記中心軸と平行な方向に前記円形の第２の開口の縁に沿って延在している、請求項４に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項６】
前記円弧状凹部は、前記終端組立体が前記キャビティ内にロックされる際に前記ロックタブを収容する段部を含む、請求項４に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項７】
前記差込口は前記第１の面に隣接する前側壁を備え、前記細長い本体は、前記差込口内の前記前側壁と係合する前側肩部を備え、前記付勢部材は、前記前側肩部を付勢して前記前側壁に当接させるためにばね力を加える、請求項１に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項８】
前記差込口は前記第１の面に隣接する前側壁を備え、前記細長い本体は、前記差込口内の前記前側壁と係合する前側肩部を備え、前記付勢部材は、前記前側肩部を付勢して前記前側壁に当接させるとともに前記ロックタブを付勢して前記円弧状凹部内の前記段部内に入れるためにばね力を加える、請求項６に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項９】
光ファイバコネクタキットであって、
ほぼ平行で離間された前面及び後面と、それらの間に延在して光ファイバ終端組立体を取外し可能に収容する少なくとも１つのほぼ円筒形の差込口とを備えたコネクタハウジングであって、前記差込口は前記後面に隣接する終端組立体ロック表面を備え、前面と後面の各々が開口を備えたコネクタハウジングと、
前記差込口内に位置決めされるように構成された光ファイバ終端組立体とを有し、該終端組立体が、
前記光ファイバケーブルの一部分を収容するための中心軸に沿った通路を備えるとともに割出部を備える細長い本体と、
前記割出部と係合するための係合部と前記差込口内で前記終端組立体を固定するための終端組立体ロック部材を備えるカラーであって、該カラーは前記細長い本体上に位置決めされるとともに前記軸に沿って第１及び第２の動作位置の間で移動可能であり、前記第１の動作位置では、前記係合部が前記割出部と係合して前記カラーと前記本体との間の相対回転が阻止され、第２の動作位置では、前記カラーが前記本体に対して回転することができるカラーと、
前記前面内の前記開口から延在するように寸法が決められた、前記光ファイバケーブルの端部を収容するためのフェルールと、
前記カラーを前記第１の位置に向けて付勢する付勢部材とを有する光ファイバコネクタキット。
【請求項１０】
前記終端組立体ロック部材は、前記差込口内の前記終端組立体ロック表面と係合するように寸法が決められている、請求項９に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１１】
円弧状凹部を更に含み、前記終端組立体ロック部材を円弧状凹部を通して第１の挿入位置から第２のロック位置まで回転させることによって、前記差込口内で前記終端組立体をロックする、請求項９に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１２】
前記終端組立体ロック部材は前記終端組立体から延出するボスであり、前記差込口が前記円弧状凹部を含む、請求項１１に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１３】
前記円弧状凹部は、前記終端組立体が前記キャビティ内にロックされる際に前記ロックタブを収容する段部を含む、請求項１２に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１４】
前記第１の面に第１の開口を含むとともに前記第２の面に第２の開口を含み、前記フェルールは前記第１の開口を通って延在し、前記第２の開口は円形であるとともにそこから延在するスロットを備え、前記ロックタブ、前記円弧状凹部及び前記スロットは、前記タブが前記スロットを通過して前記円弧状凹部に入ることができるように寸法が決められている、請求項１２に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１５】
前記スロットは、前記中心軸と平行な方向に前記円形の第２の開口の縁に沿って延在している、請求項１４に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１６】
前記差込口は前記第１の面に隣接する前側壁を備え、前記細長い本体は、前記差込口内の前記前側壁と係合する前側肩部を備え、前記付勢部材は、前記前側肩部を付勢して前記前側壁に当接させるためにばね力を加える、請求項９に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１７】
前記差込口は前記第１の面に隣接する前側壁を備え、前記細長い本体は、前記差込口内の前記前側壁と係合する前側肩部を備え、前記付勢部材は、前記前側肩部を付勢して前記前側壁に当接させるとともに前記ロックタブを付勢して前記円弧状凹部内の前記段部内に入れるためにばね力を加える、請求項１３に記載の光ファイバコネクタキット。
【請求項１８】
光ファイバコネクタであって、
光ファイバ終端組立体を取外し可能に収容する少なくとも１つのほぼ円筒形の差込口を備え、該差込口が中心軸と円形断面を有するコネクタハウジングと、
前記差込口内の光ファイバ終端組立体とを有し、該終端組立体が、前記光ファイバケーブルの一部が貫通する前記差込口の中心軸に沿った通路を備えるとともに割出部を備えた細長い本体と、該本体の第１の部分に固定されるとともに前記光ファイバケーブルの端部を内部に備えるフェルールと、前記細長い本体上に位置決めされているとともに前記割出部と係合する係合部を備えるカラーであって、前記中心軸に沿って第１及び第２の動作位置の間で移動可能であり、前記第１の動作位置では、前記カラーと前記本体との間の相対回転運動が阻止され、第２の動作位置では、前記カラーが前記本体に対して回転することができるカラーと、該カラーを前記第１の位置に向けて付勢する付勢部材とを有し、
前記ハウジングが第１の係合構造部を含むとともに前記光ファイバ終端組立体が第２の係合構造部を含み、前記第１の係合構造部と前記第２の係合構造部とが相互に係合して前記終端組立体を前記ハウジング内に保持する光ファイバコネクタ。
【請求項１９】
前記第１の係合構造部が前記差込口内に配設されている、請求項１８に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項２０】
前記第１の係合構造部が前記ハウジングの後面内の開口から離間されている、請求項１８に記載の光ファイバコネクタ。
【請求項２１】
光ファイバコネクタを組立てる方法であって、
光ファイバ終端組立体を取外し可能に収容する少なくとも１つのほぼ円筒形の差込口を備え、該差込口が差込口軸を備えるハウジングを有する光ファイバコネクタを提供するステップと、
細長い本体、カラー及び付勢部材を含む光ファイバ終端組立体であって、前記細長い本体が割出部と光ファイバケーブルの一部が貫通する通路とを備え、前記カラーが前記細長い本体上に移動可能に位置決めされているとともに前記割出部と係合して前記カラーと前記本体との間の相対回転を阻止する係合部を備え、前記付勢部材が前記本体に対して前記カラーを前記割出部と前記係合部との係合を維持する方向に付勢する光ファイバ終端組立体を提供するステップと、
最適な動作角度方向位置を決定するために終端組立体の挿入損失をテストするステップと、
前記カラーに対して細長い本体を最適な動作角度方向位置に向けるステップと、
前記カラーに対して前記本体を最適な動作角度方向位置に維持するために付勢部材を利用して前記カラーに対して前記細長い本体を固定するステップと、
前記終端組立体を前記差込口軸に沿って前記差込口内に挿入するとともに、該差込口内で前記終端組立体をロックするために前記差込口内で前記終端組立体を回転させるステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年１２月２０日に出願された先行米国仮特許出願第６０／６３６，８７９号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、光学素子を相互接続するための装置に関し、より詳細には、光ファイバを終端させるためのコネクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバコネクタは、実質的にあらゆる光ファイバベースの通信システムにとって不可欠な部品である。例えば、そのようなコネクタを使用して、ファイバのセグメントを結合して更に長くしたり、ファイバを送受信器、検出器、中継器等の能動素子に接続したり、ファイバをスイッチや減衰器等の受動素子に接続したりすることができる。光ファイバコネクタの主な機能は、一方のファイバのコアが他のファイバのコアと軸方向に位置合せされるように２つの光ファイバ端を維持又は位置決めすることである。その結果、一方のファイバからの光ができるだけ効率的に他方のファイバに結合され又はファイバ間で伝送される。光ファイバの光伝送領域すなわちコアは極めて小さいため、これは特に困難な作業である。シングルモード光ファイバでは、コア径は約９ミクロンである。マルチモードファイバでは、コアは６２．５〜１００ミクロン程度とすることができ、したがって、アライメントはあまり重要ではない。しかしながら、光ファイバを有効に相互接続するには、やはり高精度アライメントは必要な機能である。
【０００４】
光ファイバコネクタの他の機能は、その動作環境において、光接合の機械的安定性と保護を提供することである。２本のファイバを結合する際の挿入損失を小さくすることができるか否かは、一般に、ファイバ端のアライメント、ファイバ端間のギャップの幅、及び、一方又は両方のファイバ端の光学的表面状態に依存する。安定性と接合部保護は、一般に、コネクタ設計に依存する（例えば、熱膨張の差や機械的動きの影響を最小にする）。光ファイバの高精度アライメントは、一般に、光学終端組立体の設計の範囲内で達成される。一般的な光学終端組立体は、コネクタ内に終端組立体を組込んで保持する方法と、光ファイバを保持するとともに割出しする方法を利用する。光ファイバを位置合せするために、終端組立体は、一般に、「フェルール」と呼ばれる金属又はセラミックの小さな円筒形部材を一端に含む。フェルールは、中心線に沿って通る高精度の穴を有し、ガラス又はプラスチックの光ファイバを、そのフェルール内の穴に機械的方法、接着的方法又は他の保持方法を使用して組込むことができる。光学終端組立体の主な動作部分は、フェルールの周りの支持構造と、フェルールを相手側の光コネクタの対向するフェルール内に押込む力を生成するために使用される機構（一般に、ばね）である。
【０００５】
一対の光ファイバ間の接続では、一対のフェルールが、端と端とを当てた状態で当接され、光は、一方のフェルールから他方のフェルールにその共通の中心軸に沿って伝わる。この従来の光学接続では、接続によって生じる光の損失（挿入損失と呼ばれる損失など）を最小限にするために、グラスファイバのコアを高精度に位置合せすることが極めて望ましい。予想されるように、現在、完全な接続を行うことは不可能である。製造公差を「ゼロ」に近付けることはできる。しかしながら、コスト等の実際的問題と、わずかな位置ずれは許容することができるという事実から、製造公差を完全にゼロにする必要はないが、ファイバ接合部の動作環境での安定性が極めて重要であることが示唆されている。
【０００６】
従来、製造コストと設計的特微とによって、光学終端組立体は、緩い構成要素の組立体として製造される傾向があった。シングルモード用に設計された高性能コネクタでは、組立体の偏心をチューニングするという固有のニーズがあり、そのようなチューニングは、終端組立体すなわちフェルール支持構造体とコネクタハウジングとの間の係合によって達成されていた。これは、チューニングにおいてハウジングが不可欠な要素となるので好ましくなく、また（掃除や交換などのために）終端組立体をハウジングから外した場合は、チューニングが事実上失われる。
【０００７】
光学終端組立体のチューニングは、光コネクタ内に光ファイバが無作為に位置決めされるのを少なくするために使用される。この位置決めの不規則さは、およそコンマ数ミクロンから数ミクロンである。しかしながら、径がわずか８〜９ミクロンの光導波路を有するシングルモード光ファイバを考慮すると、光学コアの配置の制御が維持されない場合に光学挿入損失がどれだけ大きな影響を受けるかが分かる。ファイバ偏心補正は、現在、シングルチャネル「ＬＣ」型コネクタで最もよく見られる。補正は、切子面構造（方形や六角形等）を使用してフェルール支持構造体の前端で位置決めすることによって実現される。支持構造体は、ＬＣコネクタ本体内の適切な相補パターンと係合し、ＬＣ本体と係合することによって位置決めを維持する。したがって、チューニングすなわちファイバの偏心補正は、フェルールとその支持体がコネクタ本体内に保持されているときだけしか維持されない。取外されてしまうと、ファイバ保持構造体とコネクタ本体の正確な位置関係を決定することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
極めて小さい２つの光ファイバコアのアライメントによって提起された技術的課題を考えると、より小さく、より安価で、さらに、顧客がより操作しやすいコネクタを提供することが望ましい。終端組立体の設計と関連した重要なキー構造部の１つは、終端組立体をコネクタ内に保持するためのシステムである。この保持構造部は、２つのコネクタ半体を嵌（かん）合する際に終端組立体がコネクタシステム内に係合されコネクタシステム内に保持されるという終端組立体の能力に影響する。保持システムによって、光学終端組立体システム及びその関連コネクタシステムのユーザは、保守、修理、検査又は他の理由のために光学終端組立体を個別に取外すことができる。既存の光学終端システムは、一般に、軍用コネクタシステムで利用されており、設計の中には、回転防止機能を備えているものがあるが、終端組立体の一部として動作可能な保持システムとチューニング能力を備えているものはない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、コネクタシステムから複雑さを排除し、ユーザがコネクタを素早く保守することができ、さらに、チューニングを維持することができる終端保持システムを提供することである。したがって、本明細書で開示する光ファイバを終端させるためのコネクタは、偏心補正を維持するためのファイバ保持構造体を含む。該ファイバ保持構造体は、関連したファイバが保持構造体内で終端する端面と、該端面で終端しかつ関連した光ファイバの端部を収容するように適応された軸方向の通路とを含む。コネクタハウジングは、ファイバ保持構造体を受け入れるキャビティを画定する内側面を有し、キャビティ内に延在しかつハウジングの両端に位置決めされた第１及び第２の開口を有する。第１の開口は、光ファイバを収容するように構成され、第２の開口は、保持構造体の端面が開口から突出することができるように構成される。ファイバ保持構造体と一体的に、ファイバ保持構造体を関連したキャビティ内に固定するラッチが設けられている。意図に反して外れるのを防ぐために、ラッチは、ファイバ保持構造体と一体の摺（しゅう）動カラーの１以上の面に配置された突出部を含む。ラッチは、キャビティの上面の下で突出部を円弧状に動かすことによってキャビティ構造物と係合するように構成されている。ラッチ突出部が円弧状に動かされるとき、この突出部は、ファイバ保持構造体の長手方向の軸に沿って同軸で配置された、ほぼつる巻き状のばねの圧縮によって生成されるばね圧力により、キャビティの後面の下に保持される。
【００１０】
好ましい実施形態では、ばね部材は、ファイバ保持構造体内の２つの面の間で相互作用する。ファイバ保持構造体は、また、ハウジングと係合し、かつ、さらに、ハウジングの第２の開口を貫通するように端面又はフェルールを付勢するキー構造体を提供する。
【００１１】
終端組立体は、関連したファイバを終端する端面と該端面で終端する軸方向の通路とを含むフェルールを備えた円筒形ファイバ保持構造体である。この通路は、関連したファイバの被覆の剥（は）がされた端部を収容するように適応されている。ベース部材が、終端組立体内でフェルールの端部を保持し、フェルールの軸方向の通路と同一直線上にある軸方向の通路を含む。また、終端組立体のばねと係合する肩部を設けることができる。ベース部材の後部は、六角形断面等の多数位置の偏心割出構造部を提供する。ばねと係合する肩部と、ベース部材組立体が内部に位置決めされる軸方向通路と、１以上の突出部によって形成された外部割出し「キー」とを有する摺動カラーが提供される。摺動カラーをベース部材の後側に押すばね部材が提供される。一実施形態では、円筒形フェルールは、約１．２５ミリメートルの径を有する。
【００１２】
本発明の円筒形プラグは管を含み、該管は、外側円筒面が丸形断面を有し、軸方向通路が外側円筒面と実質的に同心であり、セラミック又は金属材料で作成される。ファイバ保持構造体は、ハウジング内に唯一の安定した角度位置で保持されるように適応され、その結果、ハウジングに対するファイバ保持構造の角度位置が一定になる。さらに、ファイバ保持構造体の摺動カラー割出キーによって、コネクタハウジングに戻したとき、その唯一の安定した角度位置を維持したままファイバ保持構造全体をコネクタハウジングから取出すことができる。コネクタハウジングは、ファイバ支持構造体を収容するための内部キャビティをそれぞれ含む第１及び第２の相互接続ハウジング部材を含む。第２の相互接続部材は、第１の相互接続部材と嵌合するように形状がほぼ円筒状である。第１及び第２の相互接続部材は組合さって、ファイバ保持構造体を実質的に包囲する構造体を形成する。第１及び第２の相互接続部材は、金属、プラスチック又はセラミック材料で作成され、ねじ付カラー、結合ねじ、外部物理的クランプ等の能動的固定装置を使用して結合される。
【００１３】
また、光ケーブルとコネクタも開示する。光ケーブルは、プラスチックバッファ材料内に封止されたグラスファイバを含み、コネクタは、光ファイバを収容する軸方向の通路を有するファイバ保持構造体を含み、この通路は、通路と垂直な平らな端面で終端する。ハウジングは、キャビティを画定しかつファイバ保持構造体を取囲む内側面と、ハウジングの後端にあり光ケーブルを収容する第１の開口と、ハウジングの前端にありファイバ保持構造体の端面が突出する第２の開口とを有する。開口は、キャビティ内に延在し、ハウジングの両側に位置決めされている。ハウジングは、偏心が固有の既知の位置に制限されるようにファイバ保持構造体を捕捉する。また、意図に反して外れるをの防ぐために、ファイバ保持構造体を関連した差込口に固定するための手動式ラッチが設けられる。該ラッチは、ファイバ保持構造体内に組込まれる摺動カラー部分の１以上の側面に位置決めされる。ラッチは、ファイバ保持構造体内に収容されたばね要素を含む。ファイバ保持構造体は、該ファイバ保持構造体内の２つのフランジ又は肩部と相互作用する環状ばねを含む。肩部の一方は、ファイバ保持構造体の主軸に沿って他方に対して自由に動くことができかつハウジングと係合し、それにより、ファイバ保持構造体の端面を付勢してハウジング内の第２の開口を貫通させる。
【００１４】
光ファイバを終端させるためのコネクタは、端面で終端しかつ光ファイバの端部を収容するように適応されたファイバ保持構造を有する。ハウジングは、キャビティを画定しかつファイバ保持構造体を取囲む複数の内側面と、光ファイバ保持構造体／光ファイバを収容するための第１の開口と、ファイバ保持構造の端面が突出することができるようにする第２の開口とを含む。開口は、キャビティ内に延在し、ハウジング内の軸方向の通路の両側に位置決めされる。ファイバ保持構造体は、該ファイバ保持構造体上の２つの肩部又はフランジを押す圧縮ばねを有する。フランジは、互いに対して軸方向に自由に動き、ファイバ保持構造体の端面を付勢してハウジングの第２の開口を貫通させる。
【００１５】
２本の光ファイバの端部間の光結合を実現する光ファイバコネクタを開示する。２本の光ファイバは、それぞれ、高精度な円筒形外側面を有するフェルール内で終端する。各フェルールの一端は、ベース部材の開口内に保持される。ベース部材は、ほぼ円筒形であり、ベース部材の周囲に配設されたフランジを有し、該フランジは、やはりベース部材の周囲に配設された環状ばねの一端と係合する。フェルール、ベース部材及びばねは、六角形や他の偶数の側面を有する幾何学形状の割出構造部を含む第２の部材に結合される。ラッチ突出構造部を含む摺動部材は、第２の部材と係合して六角形や他の偶数の側面を有する幾何学形状の割出構造部の割出を可能にし、かつ、さらに、コネクタ本体ハウジングと係合する。この係合は、摺動部材の長手方向の軸とほぼ垂直に延在しかつコネクタ本体ハウジングの適切なスロットと係合する１以上の独特な割出キーによって達成される。
【００１６】
光ファイバ終端体は、主内側本体（main inner body ）上の前側肩部と摺動カラー上の細いフランジによって作成された後方肩部との間に挟まれたつる巻きばねを有する。同様に、摺動カラーは、ばねの後側と主内側本体上の後方肩部との間に挟まれている。一般に、内側本体は、圧着、接着、溶接又は他の方法で組立てられる２つの構成要素を使用して形成される。段付の円筒ボア内で終端組立体の正確なアライメントを保持するために、カラー上にアライメントリングがある。また、段付円筒ボアが、該ボア内に形成された適切なスロットあるいは補助片によって作成されたスロットを有する場合、カラーは、ボア内での終端組立体のキー結合と積極的位置決め（positive positiong）を可能にする突出部を有する。スロットには、ボアの軸の周りに弧に沿って延在する切欠きが形成されており、それにより、突出部は、円筒ボア内に終端組立体を保持する機構として働くことができる。これは、前側のばね保持肩部を有する部分の前縁がボア内の段と係合するまで、終端組立体をボア内に差込むことによって達成される。これにより、終端組立体が段付ボアを通って更に入込む。そのとき、摺動カラーは、主内側本体に沿って前進し始める。カラー上の突出部は、ボアの側面に沿ってスロット内を通り、ばねが圧縮される。カラー上の突出部は、ボアのスロットの端に達すると、ボア内の切込み円弧内で回転することができる。弧の端まで回転すると、突出部は、ボアの軸に沿って戻ることができない。このとき、ばねの圧縮力が残っており、組立体全体は、主内側本体上の前側肩部と円筒ボアと係合した摺動カラーとの間のばね圧によってボア内に捕捉される。終端組立体のチューニングを容易にするために、主終端本体（main terminus body）と一体の六角形や他の切子面形状の部分が、主終端本体の後側に設けられ、摺動カラーと係合する。六角形や他の切子面形状の部分は、同じタイプの相手側の終端組立体に対しての内側ボアのチューニング、すなわち、偏心の最小化を可能にするように含まれる。チューニングは、摺動カラーに対する主内側本体のボア中心線のオフセットの所望の位置を決定することによって達成される。六角形のチューニング部を使用する場合は、６つの位置のうちの１つが使用可能である。摺動カラーは、主内側本体上の使用可能なチューニング部のうちの１つと係合する。本発明のその他の目的、機能及び利点は、以下の詳細な説明を検討することによって明確に理解することができるであろう。
【００１７】
本発明の他の目的及び利点は、添付図面に示した本発明の好ましい一実施形態による以下の説明から理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態により、最初に図１及び４を参照して、光ファイバ支持組立体又は終端組立体１０と、複数の終端組立体を含む光ファイバコネクタ６０並びにその組立方法を開示する。終端組立体は、３つの主要構成要素、すなわち、内側本体又は部材１２と、半径方向に延出する突出ボス又はタブ１６を備えた摺動カラー又は外側部材１４と、実質的につる巻き状のばね又は付勢部材１８とを含む。内側本体は、一般に、３つの構成要素、すなわち、フェルール２０（一般に、セラミック又は金属で作成されている）と、フェルールに接着又は圧入によって接合された前方部分又は前方体２２と、該前方部分２２と組合される後方部分又は後方体２４とから成り、前方体２２と後方体２４との間に摺動カラーとつる巻き状のばね１８を保持する組立体（図２）である。後でより詳細に説明するように、摺動カラー１４は、該カラーと一体の位置合せ構造部と、内側本体の後側と一体の割出構造部との間の相互作用によって割出し可能である。摺動カラーは、さらに、コネクタ本体に含まれる構造部と摺動カラー上の突出部との相互作用によって、コネクタ組立体に対して割出される。
【００１９】
前述のように、終端組立体１０は、光ファイバを終端組立体の長手方向の中心線すなわち軸「Ａ」に沿って位置決めするために内側本体に取付けられたフェルール２０を有する。終端組立体は、光ファイバの端部を収容するための開口又はボア２６を有する。内側本体１２は、前方部分２２と後方部分２４との組合せによって構成されたシャフト部２８（図１及び３）を有する。シャフト部２８の周りにばね１８を配置し位置合せすることができる。本体１２上の前側肩部３０は、ばねの前端３２と当る前側当接部と、肩部を形成するシャフト凹部とを形成する。また、主内側本体１２のシャフト部２８上にはばね１８と隣接して摺動カラー１４が設けられている。
【００２０】
該摺動カラーは、ばねの後端３６に当る後側当接部３４を形成する。内側に向いた平坦（たん）面４４を有する対向するアーム４２によってカラー１４の後側に係合部３８が形成されている。アームの平坦面４４は、内側本体の後端の多数の切子面を有する（一般に六角形）の割出部４０と係合する。対向するアーム４２は、六角形の割出部４０の対向する側面と係合して内側本体１２に対するカラー１４の回転を防ぎ、さらに、カラー１４及びそこから突出する突出ボス１６に対する内側本体の複数の向きの選択を可能にする。主終端本体１２は、組立てたときに、カラー１６とばね１８がシャフト２８から外れるのを防ぎかつばねの予圧を提供する後方肩部４６を備える。主終端本体１２は、一般に、圧入、接着、溶接あるいは他の固定方法を使用して相互に固定されて一体化された２部品から成る構成要素である。フェルール２０、主終端本体１２、ばね１８及び摺動カラー１４の組立体は、一般に、終端組立体と呼ばれる。
【００２１】
図４〜６を参照すると、終端組立体１０は、単一又は複数の光経路の相互接続システムを形成するためにコネクタハウジング、すなわち、本体６２内に保持されなければならない。相互接続システムは、一般に、プラグコネクタ（図示せず）と相手側のレセプタクルコネクタ６０とで構成される。嵌合する際、対向する光学終端組立体は、互いに端面が直接接触され、各終端組立体内に位置決めされた光ファイバ（図１に点線で示した）が光学的に結合される。光学終端組立体が適切に嵌合されたときは、極めて低損失の光相互接続が形成される。本発明の終端組立体を利用すると、極めて高密度で極めて高性能な光相互接続ソリューションのアレイを形成することができる。
【００２２】
終端組立体１０は、摺動カラー１４上の突出ボス１６とコネクタハウジングの構造体との間の相互接続によってコネクタハウジング６２内に保持される。この保持は、終端組立体１２が、コネクタハウジング又はコネクタ本体６２内のほぼ円筒形のボア、すなわち、終端キャビティ６４内に組込まれたときに達成される。好ましい実施形態では、コネクタハウジングは２つの構成要素、すなわち、前方ハウジング部材６６と後方ハウジング部材６８とから成る。前方及び後方ハウジング部材は、金属、プラスチック又はセラミックによって作られており、結合ねじ６９のような積極的な（positive）ロック装置によって相互に保持されている。しかし、ねじ付カラーや外部の物理的なクランプなどの装置を使用することもできる。
【００２３】
終端キャビティは、２つ以上の主要な径を有する。小さい方の前側の径７０は、ほぼフェルール２０の径に近く、フェルールが押込まれる前方部分２２の前縁部分５２の径より小さい。終端キャビティの最も大きい径７２は、コネクタの後側近くにあり、この径は、摺動カラーの本体４８の径よりわずかに大きい。示した実施形態では、摺動カラーは、終端キャビティの後側ボア径に対する摺動カラー１４の極めて正確なアライメントを実現するために、後側ボア径７２と相互作用する、周囲に亘（わた）って延在する高精度肩部５０を有する。これは、終端キャビティの軸に対して光学終端組立体１０全体の軸アライメントを維持するのに望ましい。複数の隆起部を設けたり摺動カラーの本体を精密に機械加工したりする等、他の高精度アライメント方法も実施可能である。
【００２４】
図６を参照すると、終端キャビティ６４のボアの後側開口７４には、ハウジングの後面７８からボアの縁に沿って終端キャビティ内に比較的短い距離だけ延在するスロット７６がある。該スロット７６から円弧に沿って円弧状保持スロット又は凹部８０が延在しており、この円弧は、キャビティの中心軸「Ｂ」の周りにスロットとほぼ垂直に形成されている。この円弧状凹部は、スロットの隣りに軸Ｂとほぼ直角に延在する回転部分を形成する。円弧の端には、キャビティの中心軸と平行な方向に小さな凹部８２が追加されている。該凹部８２は、後述するように、摺動カラー１４の突出ボス１６を収容してハウジング内に終端組立体１０を固定する。
【００２５】
組立てる際に、終端組立体は、図８Ａに示されるように、突出ボス１６とスロット７６とを位置合せした状態で終端組立体１０を終端キャビティ６４の後側に位置決めし、摺動カラー１４を適切なツール（図示せず）で把握又は係合することによって終端組立体１０をキャビティ６４の中心軸Ｂに沿って移動させることによりハウジング内に保持される。この前方への動きは、内側終端本体の前縁又は前方肩部５２が、終端キャビティ内の小径ボア７０の前側壁８４と係合するまで続く。フェルール２０は、終端キャビティボアの前面８６を通り、終端組立体１０を実質的に終端キャビティ６４に沿った中心位置に位置決めし、その結果、キャビティの中心軸Ｂと終端組立体の中心軸Ａとが一致する。終端内側本体１２の前端５２が終端キャビティの前面と係合すると、内側本体１２の前進が止まる。摺動カラー１４に力を加え続けることによって、カラー１４は、終端内側本体１２に対して前進を続け、したがって、終端組立体１０の一体部分である圧縮ばね１８を圧縮する（図８Ｂ）。終端カラー１４上の突出ボス１６は、終端キャビティの壁面のスロットと位置合せされ、該スロットに沿ってその端に達するまで進む。カラー１４の対向するアーム４２と六角形の割出部４０は、突出ボス１６が終端キャビティのスロットの端に達したときでもアーム４２が割出部４０との係合を維持するように寸法が決められることが好ましい。そのような構造によって、終端キャビティに組立体を挿入している間、終端組立体１０のチューニングは影響を受けず変化しない。
【００２６】
図８Ｃを参照すると、突出ボス１６がスロット７６の端に当った後、カラー１４と終端組立体１０全体が一緒に終端キャビティの軸Ｂの周りを回転し、突出ボス１６は、該突出ボス１６が円弧状保持スロットの端壁８８と係合するまで円弧状保持スロット８０内を移動する。終端組立体を取付けるように技術者がカラー１４から力を解放したとき、ばね１８は、カラー１４を軸方向後方に押す力を提供し、その結果、突出ボス１６が、該突出ボスを保持する円弧状保持スロット８０の端にある凹部８２に入る（図８Ｄ）。このばねの力によって、終端組立体１０は、終端キャビティボア６４内、したがって、コネクタ組立体６０内に半径方向と軸方向の両方に維持される。換言すると、カラー１４の位置が円弧状保持スロットの位置によって決まるので、終端組立体の向きが所定の方向に保持され、終端内側本体１２は、前述のように、割出構造部によってカラー１４に対して固定される。業界用語では、前述の終端保持システムは、「４分の１回転」留具として知られるが、この実施形態では、この４分の１回転留具は、単一の突出ボス１６だけを使用するように変更されている。さらに、単一の突出ボス１６は、光コネクタシステムのチューニングを可能にするものである。
【００２７】
本発明は、光学終端組立体と呼ばれる光学フェルール保持構造体１０と、コネクタと呼ばれる支持構造体とを有する。コネクタは、単一又は複数のチャネルコネクタシステム内の各チャネル毎に光学終端キャビティを有する。該キャビティは、対向する終端組立体の摺動カラー１４上の突出ボス１６の構造部が直線に並ぶように合せることによって適切にチューニングするための位置を特定する「キー」構造部を備える。このように、突出ボスに対する偏心補正を行うことによって、２つの嵌合フェルールの相対的偏心が最小になり、その結果、光損失も最小になる。さらに、本発明によれば、ボスを適切に位置決めしボスをコネクタ本体内で保持することによって、ファイバ支持構造体又は終端組立体１０をコネクタ本体から取外したときでも組立体全体がその偏心補正を保持することができる。
【００２８】
偏心補正を保持することはここで開示している発明の重要な特徴なので、偏心の問題を理解することは重要である。一対の相互接続されたフェルール２０間のアライメントの変動は、主に、フェルールに対する光ファイバコアの「偏心」として知られるパラメータに起因する。偏心は、フェルールの端面におけるフェルールの長手方向の中心軸と、フェルールの通路内に保持された光ファイバコアの中心軸との距離として定義される。一般に、通路は、基準面である外側円筒面と同心ではない。また、光ファイバは、フェルール通路内の中心にないことがあり、ファイバコアは、ファイバの外側面と同心でないことがある。したがって、偏心は、フェルール通路内における光ファイバの偏心と、フェルール内における通路の偏心とから成る。
【００２９】
「光が通過している」光ファイバの端部を見た場合、光のドットを有する円を見ることができ、その光のドットは円の正確な中心から少しずれている。偏心は、大きさ成分及び方向成分を有する二次元ベクトルとして理解することができる。偏心ベクトルの「大きさ成分」は、円の中心と光のドットとの間の直線距離であり、偏心ベクトルの「方向成分」は、その直線が、円の中心を原点とする二次元デカルト座標系のＸ軸に対して成す角度である。従来の光コネクタ（すなわち、ＳＴ、ＳＣ及びＦＣ）で使用されているフェルールの径は２．５〔ｍｍ〕であるが、本発明の好ましい実施形態で使用されているフェルールの径は、ＬＣ接続システムによって利用されているように１．２５〔ｍｍ〕であることに注意されたい。より小さいフェルールを使用した場合、それに比例して偏心ベクトルの大きさ成分が小さくなり、これにより、精度が改善される。
【００３０】
一般に、フェルールに対する光ファイバコアの偏心のために、２つの相互接続されたフェルールの一方を回転させると、通路内に保持されたファイバの相対位置が変化する。光ファイバコアが終端されたフェルール内において光ファイバコアの偏心を制御することは極めて困難なので、対向したコアが約０．７ミクロン以内で位置合せされるような精密な公差を維持しないと、シングルモードファイバで０．１〔ｄＢ〕以下の望ましい損失を達成することは困難である。精度がこの程度になると製造コストが高くなる。接合する２本の光ファイバ端の偏心の合計が同じかあるいは少なくとも極めて近い場合は、最大結合（最小挿入損失）が測定されるまでカラー１４内で一方のフェルール２０を他方のフェルールに対して回転させることによって、低損失接続を実現することができる。
【００３１】
図７Ａ〜７Ｄを参照すると、本発明により、終端組立体１０内のアーム４２間で割出スロット４４を使用することによってファイバ偏心を補正することができる。終端組立体１０は、主割出キー（摺動カラー１４上の突出ボス１６）に対して６つの回転位置のうちの１つの回転位置で構成することができるように設計される。使用する位置決め構造部はこれより多くても少なくてもよい。キーは、摺動カラーの一体部分であり、好ましい実施形態は１つのキーだけを使用するが、唯一の向きの識別が保持される限り１以上のキーを使用してもよい。
【００３２】
このような設計によって、終端組立体１０を、６つの回転位置（０度、６０度、１２０度、１８０度、２４０度及び３００度）のうちの１つでコネクタ本体に取付けることができる。選択された特定の位置はコネクタの製造中に決定される。すなわち、ファイバの偏心を測定し、内側本体１２とカラー１４との間の相対回転が割出スロット４４と割出部４０との間の係合によって阻止される位置（図７Ａ）から内側本体１２をカラー１４に対して軸Ａに沿って、内側本体１２とカラー１４との間の相対回転を許容するために（図７Ｂに示すように）十分な距離だけ直線的に動かす。そして、内側本体１２をカラー１４に対して、光出力損失の最低測定値に基づく量だけ回転させる（図７Ｃ）。これにより、割出スロット４４のアーム４２が割出部４０と位置合せされる。所望の回転位置になると、カラー１４から力を除去してばね１８がカラーを付勢してフェルール２０から遠ざかる方向に移動することができるようにする。これにより、割出スロットが割出部４０と係合して内側本体１２と摺動カラー１４との間の相対移動を阻止する。
【００３３】
高性能光コネクタの最終的な要求は、コネクタ本体に組込まれたときに終端組立体を特定の位置に位置合せすることである。前述のように、これは、終端キャビティ内のスロットを使用することによって達成される。嵌合されたコネクタが一緒にされたとき、これらの構造体は両方とも、対向する光学終端組立体に対して向きを保持する。
【００３４】
本発明の特定の実施形態を本明細書で説明し図に示したが、当業者であれば変形や変更を容易に行うことができることが理解され、その結果、特許請求の範囲は、そのような変形や均等物を包含するものとして解釈されるべきである。本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に説明される。本発明は、添付図面と関連して以下の説明を読むことによって最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の原理による光ファイバ終端組立体の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の光ファイバ終端組立体の分解斜視図である。
【図３】図１の光ファイバ終端組立体の側面図である。
【図４】図１の光ファイバ終端組立体を複数個含む、本発明の原理による光ファイバコネクタの一実施形態の斜視図である。
【図５】コネクタハウジングの中央部分をコネクタの外側シェルから取外した、図４の光ファイバコネクタを異なる方向から見た部分分解斜視図である。
【図６】コネクタハウジングの中央部分を複数の光ファイバ終端組立体とともに示す分解斜視図である。
【図７Ａ】内側本体に対して摺動カラーを軸方向に動かすとともに回転させることによって光ファイバ終端組立体をチューニングする手順の一部を示す光ファイバ終端組立体の斜視図である。
【図７Ｂ】内側本体に対して摺動カラーを軸方向に動かすとともに回転させることによって光ファイバ終端組立体をチューニングする手順の一部を示す光ファイバ終端組立体の斜視図である。
【図７Ｃ】内側本体に対して摺動カラーを軸方向に動かすとともに回転させることによって光ファイバ終端組立体をチューニングする手順の一部を示す光ファイバ終端組立体の斜視図である。
【図７Ｄ】内側本体に対して摺動カラーを軸方向に動かすとともに回転させることによって光ファイバ終端組立体をチューニングする手順の一部を示す光ファイバ終端組立体の斜視図である。
【図８Ａ】光ファイバ終端組立体をハウジング内に挿入して該ハウジング内でロックする手順を示す光ファイバ終端組立体とコネクタハウジングの中央部分との部分断面斜視図である。
【図８Ｂ】光ファイバ終端組立体をハウジング内に挿入して該ハウジング内でロックする手順を示す光ファイバ終端組立体とコネクタハウジングの中央部分との部分断面斜視図である。
【図８Ｃ】光ファイバ終端組立体をハウジング内に挿入して該ハウジング内でロックする手順を示す光ファイバ終端組立体とコネクタハウジングの中央部分との部分断面斜視図である。
【図８Ｄ】光ファイバ終端組立体をハウジング内に挿入して該ハウジング内でロックする手順を示す光ファイバ終端組立体とコネクタハウジングの中央部分との部分断面斜視図である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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