(57)【要約】【課題】光ファイバを簡単に接続することのできる光ファイバ接続装置を提供する。【解決手段】　光ファイバ接続装置１００は、第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂから構成される基体構造と、開口部を有する本体４０を備える。基体構造はテーパ状の構造を有し、同様に本体４０の開口部もテーパ状の構造を有する。基体構造を開口部に押し込むことにより、基体構造が断面半径方向に変形し、基体構造内部で突き合わせて接続された光ファイバ３０ａおよび３０ｂが良好に固定される。【選択図】図３
2004110013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　光ファイバを接続するための接続装置であって、
　光ファイバを突き合わせて配置させるための溝部を有する基体と、
　前記基体が挿入される開口部を有する本体とを備え、
　前記開口部に基体が挿入された場合に、前記本体は、前記基体の表面を溝部の方向に押圧して光ファイバを固定することを特徴とする光ファイバ接続装置。
【請求項２】
　前記基体の少なくとも一部は、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装置。
【請求項３】
　前記基体は、前記本体から受ける押圧力を分散させるための圧分散構造を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ接続装置。
【請求項４】
　光ファイバを接続するための接続装置であって、
　光ファイバを突き合わせて配置させるための第１溝部を有する第１基体と、
　光ファイバの上部を覆うための第２溝部を有する第２基体と、
　前記第１基体に前記第２基体を被せた状態で、溝部方向の一方から第１基体および第２基体とが挿入される第１開口部を有する第１本体とを備え、
　前記第１開口部に前記第１基体および第２基体が挿入された場合に、前記第１本体は、前記第１基体および第２基体の表面を溝部の方向に押圧して光ファイバを固定することを特徴とする光ファイバ接続装置。
【請求項５】
　溝部方向の他方から前記第１基体および第２基体が挿入される第２開口部を有する第２本体をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ接続装置。
【請求項６】
　前記第１基体および前記第２基体は、溝部方向に対称に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ接続装置。
【請求項７】
　基体および本体は、樹脂材料を射出成形することにより形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光ファイバ接続装置。
【請求項８】
　光ファイバを接続するための接続装置であって、
　光ファイバを突き合わせて配置させるための溝部を有する基体と、
　前記基体が挿入される開口部を有する本体とを備え、
　前記基体は弾性を有する材料により形成されていることを特徴とする光ファイバ接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、光ファイバを接続するための光ファイバ接続装置に関し、とくに、光ファイバの取付けおよび取外しを簡易に行うことのできる光ファイバ接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来の光ファイバ接続技術に、融着接続とコネクタ接続がある。融着接続は、対向させた光ファイバの端面を加熱して溶融させ、それから押し付けて２本の光ファイバを一本化する接続方法である。コネクタ接続は、予め光ファイバの先端に規格化されたコネクタを取り付けておき、アダプタの貫通口両端からコネクタを挿入して突き合わせる接続方法である。
【特許文献１】特開平５−８８０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　これらの光ファイバ接続技術のうち、融着接続は熱源などを備えた融着機を必要とし、この融着機は非常に高額である上に持ち運びが困難であるため、融着作業を行う場所は限定され、オフィス環境や家庭内で実用できるものではない。さらに、接続した光ファイバを外して別の光ファイバに接続替えすることは困難であるという問題もある。コネクタ接続は、脱着による接続方法であるため簡易な接続替えを可能とし操作性に優れているが、光ファイバの長さを短くしたい場合には光ファイバを切断してコネクタを取り付ける必要がある。この取付け加工は熟練した技術者以外の者には困難であって、オフィス環境や家庭内において行えるものではない。
【０００４】
　また、光ファイバの接続技術に、光ファイバを接続部品の内部に挿入して互いの端面を近接させた状態で固定する突合せ接続がある。従来の突合せ接続は、Ｖ字状の溝と押さえ板の間にできる空間に溝の両端から光ファイバを沿わせ、接続面を接着剤により固定する手法をとっている。この手法によると、融着接続よりも作業は簡便になるが、接着剤が硬化するのに時間がかかり、さらに接着剤自体のコストもかかる上、接着した光ファイバを取り外すことは容易でない。
【０００５】
　今後光ファイバがオフィスや家庭環境に普及することが予想され、熟練者でなくとも光ファイバを簡便に接続できるツールの出現が望まれている。そこで、本発明は、従来の光ファイバ接続技術における課題を解決することのできる光ファイバ接続装置（コネクタ）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】
【０００６】
　上記目的を達成するために、本発明のある態様は、光ファイバを接続するための接続装置であって、光ファイバを突き合わせて配置させるための溝部を有する基体と、基体が挿入される開口部を有する本体とを備え、開口部に基体が挿入された場合に、本体は、基体の表面を溝部の方向に押圧して光ファイバを固定することを特徴とする光ファイバ接続装置を提供する。基体が開口部に挿入される場合、開口部の少なくとも一部が基体の表面に接触して押圧するように開口部および基体の形状を設計することが好ましい。この光ファイバ接続装置を用いると、光ファイバを配置した基体を本体の開口部に挿入するだけで光ファイバを固定することが可能となり、専門家でなくとも容易に光ファイバの接続作業を行うことが可能となる。
【０００７】
　基体の少なくとも一部は、テーパ状に形成されていることが好ましく、このとき本体の開口部もテーパ状に形成されていることが好ましい。基体のテーパ角は本体のテーパ角よりも小さくなければよく、等しくてもよいが、基体と本体との密着性を高めるためには、基体のテーパ角の方が僅かに大きいことが好ましい。また、挿入時に、軸方向に垂直なある面において接触する基体と本体の断面形状は、挿入前において基体の断面形状の方が僅かに大きいことが好ましい。大きさの程度は、基体および本体の弾性特性に基づいて定められる。本体および基体は弾性を有するように樹脂材料で構成されてもよい。このとき、基体の方が大きい弾性を有し、基体が本体の開口部に押し込まれたときに、基体が溝部方向に変形して光ファイバを突き合せた状態で固定することが好ましい。このように、基体の挿入時、本体が基体の表面（側面）を均等に押圧することが好ましいが、例えば本体をリング状の部材として構成して、基体の表面の一部のみを押圧してもよい。
【０００８】
　基体は、本体から受ける押圧力を分散させるための圧分散構造を有してもよい。この圧分散構造により、光ファイバが潰されないように力を逃がすことが可能となる。
【０００９】
　本発明の別の態様は、光ファイバを接続するための接続装置であって、光ファイバを突き合わせて配置させるための第１溝部を有する第１基体と、光ファイバの上部を覆うための第２溝部を有する第２基体と、第１基体に第２基体を被せた状態で、溝部方向の一方から第１基体および第２基体とが挿入される第１開口部を有する第１本体とを備え、第１開口部に第１基体および第２基体が挿入された場合に、第１本体は、第１基体および第２基体の表面を溝部の方向に押圧して光ファイバを固定することを特徴とする光ファイバ接続装置を提供する。さらに、この光ファイバ接続装置は、溝部方向の他方から第１基体および第２基体が挿入される第２開口部を有する第２本体を備えてもよい。第１基体および第２基体は、溝部方向に対称に形成されていてもよい。基体および本体は、樹脂材料を射出成形することにより形成されてもよい。
【００１０】
　本発明のさらに別の態様は、光ファイバを接続するための接続装置であって、光ファイバを突き合わせて配置させるための溝部を有する基体と、基体が挿入される開口部を有する本体とを備え、基体は弾性を有する材料により形成されていることを特徴とする光ファイバ接続装置を提供する。基体を弾性材料で構成することによって、本体の開口部に基体が挿入されたとき基体が変形して、溝部に配置された光ファイバを押さえて固定することが可能となる。
【００１１】
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴の組合わせも又発明となりうる。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明によれば、光ファイバの接続および取り外しの容易な光ファイバ接続装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
　以下、図１〜図３を用いて、本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続装置について説明する。この光ファイバ接続装置は、２つの基体を有する基体構造と、基体構造が挿入される開口部を有する本体とを備える。なお以下の複数の実施の形態において、「基体構造」という用語を１部品としての基体と便宜上区別するために用いるが、部品数に関わらず、２つの基体から構成される構造も「基体」であることは言うまでもない。
【００１４】
　図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る光ファイバ接続装置の基体構造１０を示す図である。この基体構造１０は、第１基体２０ａと第２基体２０ｂを備える。第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂは、ヒンジなどにより回動可能な状態で連結されていてもよく、また分離した状態で存在していてもよい。第１基体２０ａは、光ファイバを突き合わせて配置させるための溝部２２を有する。この溝部２２は、２本の光ファイバのコア位置を合わせるために利用され、Ｖ字状に形成されていることが好ましい。したがって、実際に光ファイバを接続する際には、この第１基体２０ａを載置した状態で溝部２２に２本の光ファイバを突き合わせて配置し、その上から第２基体２０ｂを被せる。第２基体２０ｂは、光ファイバの上部を覆うための溝部２４を有する。溝部２２および２４で形成される空間に光ファイバが配置され、この空間内において、ある程度固定されることが好ましい。なお、溝部２４の断面形状は矩形であってもよいが、ファイバの上部外周に接触するように構成されていてもよい。
【００１５】
　また、第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂには、外部から受ける押圧力を分散させるための圧分散構造として、切欠部２６ａおよび２６ｂが形成されている。基体構造１０は、後に説明する本体に挿入されることにより側面において押圧力を受けるが、その際、過度の力が光ファイバに伝わると、光ファイバが破損する事態も生じかねない。したがって、切欠部２６ａおよび２６ｂを形成して、この切欠部２６ａおよび２６ｂの空間に基体を変形させ、光ファイバに加わる過度の力を分散して逃がすようにしてもよい。
【００１６】
　なお、第２基体２０ｂを第１基体２０ａに被せたときに、基体構造１０がテーパ状となるように、第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂをそれぞれ形成することが好ましい。その意味において、第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂは、その少なくとも一部をテーパ状に形成されている。第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂは樹脂材料など弾性をもつ材料を金型を用いて射出成形することにより製造され、安価に大量生産されることが好ましい。
【００１７】
　図１（ｂ）は、第１基体２０ａの溝部２２において、２本の光ファイバ３０ａおよび３０ｂを突き合わせて配置した状態を示す図である。突合せの位置は、切欠部２６ａが設けられている場所でもよく、また別の場所であってもよい。
【００１８】
　図１（ｃ）は、第１基体２０ａに第２基体２０ｂを被せた状態の断面を示す図である。溝部２２および２４により形成される空間において、光ファイバ３０ａおよび３０ｂは、溝部２２および２４の内壁に接触されて、ある程度固定されることが好ましい。
【００１９】
　図２（ａ）は、基体構造１０が挿入されて光ファイバを固定するための本体４０を示す図である。本体４０は、基体構造１０が挿入される開口部４２を有する。この開口部４２は貫通穴であり、基体構造１０の形状に合わせて形成されることが好ましい。基体構造１０と同様に、本体４０も樹脂材料などを射出成形することにより製造されることが好ましい。基体構造１０がテーパ状に構成されるときには開口部４２もテーパ状に構成され、開口部４２のテーパ角は基体構造１０のテーパ角よりも大きくないことが好ましい。開口部４２のテーパ角を等しいか又は小さくすることによって、開口部４２の内壁と基体構造１０の側面との密着性を高めることが可能となる。また、基体構造１０の挿入時に、軸方向に垂直なある面において接触する基体構造１０と開口部４２の断面形状は、その挿入前において基体構造１０の断面形状の方が僅かに大きいことが好ましい。そのため、本体４０の開口部４２に基体構造１０を押し込むと、開口部４２の内壁が基体構造１０の表面を溝部方向に押圧して、基体構造１０が断面半径方向に収縮することになり、その結果、光ファイバを突き合せた状態で固定することが可能となる。また、開口部４２もテーパ状に構成することにより、基体構造１０の全側面を均等に押圧することができ、光ファイバを安定して固定することが可能となる。
【００２０】
　図２（ｂ）は、本体４０の軸方向の断面図である。開口部４２が貫通穴としてテーパ状に形成されている状態が示される。
【００２１】
　図３（ａ）は、第１基体２０ａおよび第２基体２０ｂから構成される基体構造１０を本体４０の開口部４２に挿入した光ファイバ接続装置１００を示す図である。光ファイバ３０ａおよび３０ｂは、基体構造１０を本体４０に嵌合したときに生じる力により、基体構造１０内部で安定に固定される。
【００２２】
　図３（ｂ）は、光ファイバ３０ａおよび３０ｂの固定時における軸方向の断面図である。図中、矢印は、光ファイバに印加される力の向きを示す。なお、過度に大きな力が光ファイバに印加されないように、この力の一部は、図１（ａ）に示した切欠部２６ａおよび２６ｂに基体が変形することにより逃がされてもよい。
【００２３】
　このように、第１の実施の形態の光ファイバ接続装置１００を利用すると、２本の光ファイバ３０ａおよび３０ｂを簡易に突き合わせて固定することが可能となる。また、基体構造１０を本体４０に押し込むだけで光ファイバ３０ａおよび３０ｂを固定できるため、固定用の接着剤を必要とせず、基体構造１０を本体４０から引っ張って分離するだけで、簡易に光ファイバ３０ａおよび３０ｂの取外しを行うことが可能となる。
【００２４】
＜第２の実施の形態＞
　以下、図４を用いて、本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ接続装置について説明する。この光ファイバ接続装置は、第１の実施の形態における光ファイバ接続装置よりも部品点数を減らすことを目的とする。
【００２５】
　図４（ａ）は、第１基体２０ａが挿入されて光ファイバを固定するための本体４０ａを示す図である。図１（ａ）および図２（ａ）を参照して、この本体４０ａは、本体４０と第２基体２０ｂとを合体した構造を有し、具体的には本体４０の開口部４２に第２基体２０ｂを取り付けた構造をとる。本体４０ａは、第１基体２０ａを挿入するための開口部４２ａを有する。開口部４２ａは、第１基体２０ａの形状に合わせて、円弧を形成された側面部分をテーパ状に形成されることが好ましい。この本体４０ａも射出成形により安価に形成することが可能である。
【００２６】
　図４（ｂ）は、第１基体２０ａを本体４０ａの開口部４２ａに挿入した光ファイバ接続装置２００を示す図である。光ファイバ３０ａおよび３０ｂは、第１基体２０ａを本体４０ａに嵌合したときに生じる力により、第１基体２０ａと本体４０ａとの間で安定に固定される。
【００２７】
　このように、第２の実施の形態では、第１基体２０ａと本体４０ａの部品により、光ファイバ接続装置２００を実現することができる。部品点数を少なくすることにより、一層安価な光ファイバ接続装置２００を実現することが可能となる。
【００２８】
＜第３の実施の形態＞
　以下、図５を用いて、本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続装置について説明する。この光ファイバ接続装置は、軸（溝部）方向に対称な構造を有することを特徴とする。
【００２９】
　図５（ａ）は、第３の実施の形態に係る光ファイバ接続装置の基体構造１０ａを示す図である。この基体構造１０ａは、第１基体２０ｃと第２基体２０ｄを備える。第１基体２０ｃおよび第２基体２０ｄは、ヒンジなどにより回動可能な状態で連結されていてもよく、また分離した状態で存在していてもよい。第１基体２０ｃは、光ファイバを突き合わせて配置させるための溝部２２ａを有し、この溝部２２ａは、Ｖ字状に形成されていることが好ましい。第２基体２０ｄは、光ファイバの上部を覆うための溝部２４ａを有する。
【００３０】
　基本的に、第１基体２０ｃは、図１（ａ）に示した第１基体２０ａを中央部が端部よりも太くなるように軸方向に２つ直列に並べた構造を有し、第２基体２０ｄは、同様に第２基体２０ｂを軸方向に２つ直列に並べた構造を有する。第１基体２０ｃおよび第２基体２０ｄは、それぞれ中央領域に切欠部２６ｃおよび２６ｄを有する。第１基体２０ｃおよび第２基体２０ｄは、軸方向に対称に形成されることが好ましい。対称形状とすることにより、基体構造１０ａの両端に嵌合される本体を同一の形状で構成することができ、本体用の金型が１種類で済むという利点がある。なお、切欠部は必ずしも中央領域に形成される必要はなく、それ以外の場所において形成されてもよい。
【００３１】
　この基体構造１０ａは、第１基体２０ｃに第２基体２０ｄを被せた状態で、軸（溝部）方向の一方が本体４０に形成された開口部４２（図２（ａ）参照）に挿入される。また、軸方向の他方が、もう一つの本体４０に形成された開口部４２に挿入される。このように、基体構造１０の両端を、２つの本体４０にそれぞれ挿入することにより、溝部２２ａおよび２４ａによる空間に光ファイバを安定して固定することが可能となる。
【００３２】
　図５（ｂ）は、光ファイバ３０ａおよび３０ｂの固定時における軸方向の断面図である。図中、矢印は、光ファイバに印加される力の向きを示す。なお図示されるように、光ファイバ３０ａおよび３０ｂの突合せ面を軸方向中央領域に設定した場合には、基体構造１０ａが中央部を境にテーパ形状を有しているために、それぞれの光ファイバ３０ａおよび３０ｂを中央領域に押し込む方向に２つの本体４０から力が印加されることになる。そのため、光ファイバ３０ａおよび３０ｂの端面を確実に接触させる光ファイバ接続装置３００を実現することが可能となる。
【００３３】
　このように、第３の実施の形態の光ファイバ接続装置３００を利用すると、２本の光ファイバ３０ａおよび３０ｂを簡易に突き合わせて固定することが可能となる。また、基体構造１０ａを２つの本体４０に挿入することによって光ファイバ３０ａおよび３０ｂを固定するため、固定用の接着剤を必ずしも必要とせず、また基体構造１０ａを本体４０から引っ張って分離することにより、簡易に光ファイバ３０ａおよび３０ｂの取外しを行うことが可能となる。
【００３４】
　本発明者は、第３の実施の形態に係る光ファイバ接続装置の光結合損失を評価した。まず、光源から１本の光ファイバ中を伝送される光の受光強度を光パワーメータで基準値として測定し、続いて光ファイバ接続装置を用いて２本の光ファイバを突合せ接続し、受光強度を測定して、基準値をもとに光結合損失を測定した。このとき光ファイバとして、プラスチック光ファイバを使用し、光ファイバ間に屈折率が１．３５から１．５５の間で、硬度がＪＩＳ（Ａ型）５０度以下のエポキシ系樹脂を充填した。この実験によると、０．３ｄＢと、良好な光結合損失を取得することができた。なお、エポキシ系樹脂を充填しない場合には、充填した場合と比較すると劣るものの、光ファイバ接続装置として十分な特性を発揮した。
【００３５】
　以上、本発明を実施の形態をもとに説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３６】
　第１〜第３の実施の形態における光ファイバ接続装置１００、２００、３００は、ガラス光ファイバにも使用できるが、特にプラスチック光ファイバを使用する際に有用である。プラスチック光ファイバは、コア径が大きいため、突合せの際に微妙なアライメントを必要としない。そのため、光ファイバ接続装置１００、２００、３００を用いて光ファイバを固定した場合であっても、殆ど伝送損失を生じることなく光信号を伝達することができる。なお、ガラス光ファイバに使用する際でも、溝部の形状をファイバ形状に合せて設計することにより、伝送損失を低減することが可能である。
【００３７】
　また、上記実施の形態においては、本体の開口部をテーパ状に形成することとしたが、形状はこれに限らず、例えば、本体を基体（基体構造）の最大径よりも小さいリング状部材として構成して、それを基体に嵌め込むことにより、光ファイバを固定してもよい。このとき、複数の径の本体を用意して、基体を複数の箇所で固定してもよい。また、本体の断面形状は円形であってもよいが、楕円形であってもよく、例えば設置を安定にするために、底部を切り欠いて平坦に形成してもよい。さらに基体もテーパ状だけでなく、他の様々な形状を採りうる。また、基体は、溝部を貫通溝として形成してもよい。
【００３８】
　また、第３の実施の形態の光ファイバ接続装置を用いた実験では、光ファイバ間にエポキシ系樹脂を充填したが、充填材料としては、それ以外にも、空気より屈折率の高い光透過材料、例えば屈折率が１．３５から１．５５であって、硬度がＪＩＳ（Ａ型）５０度以下のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂、及びこれら樹脂の誘導体から選ばれた少なくとも１種を使用してもよい。なお、第３の実施の形態の光ファイバ接続装置だけでなく、他の実施の形態における光ファイバ接続装置においても、同様に樹脂系材料を充填してもよい。樹脂系材料を光ファイバ間に充填することで、光ファイバの端面の表面粗さを吸収して、良好な光結合損失を実現することを可能とする。このような充填材料を利用することで、光結合損失を低く抑えることができ、本発明の光ファイバ接続装置の有用性を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）は第１の実施の形態に係る光ファイバ接続装置の基体構造を示す図であり、（ｂ）は２本の光ファイバを突き合わせて配置した状態を示す図であり、（ｃ）は第１基体に第２基体を被せた状態の断面を示す図である。
【図２】（ａ）は基体構造が挿入されて光ファイバを固定するための本体を示す図であり、（ｂ）は本体の軸方向の断面図である。
【図３】（ａ）は基体構造を本体の開口部に挿入した光ファイバ接続装置を示す図であり、（ｂ）は光ファイバの固定時における軸方向の断面図である。
【図４】（ａ）は第２の実施の形態に係る光ファイバ接続装置の本体を示す図であり、（ｂ）は第１基体を本体の開口部に挿入した光ファイバ接続装置を示す図である。
【図５】（ａ）は第３の実施の形態に係る光ファイバ接続装置の基体構造を示す図であり、（ｂ）は光ファイバの固定時における軸方向の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０、１０ａ・・・基体構造、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・基体、２２、２２ａ、２４、２４ａ・・・溝部、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ・・・切欠部、３０ａ、３０ｂ・・・光ファイバ、４０、４０ａ・・・本体、４２、４２ａ・・・開口部、１００、２００、３００・・・光ファイバ接続装置。
【図１】
2004110013.tif 000003
【図２】
2004110013.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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