(57)【要約】【課題】接着剤等により装着固定された光ファイバの引張強度を著しく向上させた光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造を提供する。【解決手段】１本または２本以上の被覆光ファイバ３が接着固定され、その被覆光ファイバ先端の被覆層４を除去した光ファイバ素線２が固定部材６で接着固定されてなる光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造であって、その固定部材６の開口部位７における光ファイバ素線２の屈曲基点Ｐから光ファイバ素線２と被覆光ファイバ３の境界部位５における軸心点Ｑまでを結んだ仮想結線Ｌ１を、固定部材６内における光ファイバ素線２の仮想軸線Ｌ２に対して５．５°以下の角度θとすることにより、上記課題を解決する。また、軸心点Ｑを屈曲基点Ｐからフェルール軸と平行方向Ｙに遠ざけることにより角度θを５．５°以下とし、その屈曲基点Ｐと軸心点Ｑとの距離Ｄを１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本または２本以上の被覆光ファイバが穴部に挿入固定され、その被覆光ファイバ先端の被覆層を除去した光ファイバ素線が光ファイバ素線挿通孔に挿入固定されてなる光ファイバ付きフェルールの組立構造であって、
前記光ファイバ素線挿通孔の前記穴部側開口部位における光ファイバ素線の屈曲基点から、光ファイバ素線と被覆光ファイバの境界部位における軸心点までを結んだ仮想結線が、光ファイバ素線挿通孔内における光ファイバ素線の仮想軸線に対して５．５°以下の角度であることを特徴とする光ファイバ付きフェルールの組立構造。
【請求項２】
前記軸心点を前記屈曲基点からフェルール軸と平行方向に遠ざけることにより前記角度が５．５°以下となり、その屈曲基点と軸心点との距離が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ付きフェルールの組立構造。
【請求項３】
前記フェルールが、穴部を有するスリーブと、そのスリーブ内に保持された光ファイバ素線挿通孔を有するキャピラリとによって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバ付きフェルールの組立構造。
【請求項４】
１本または２本以上の被覆光ファイバが装着部に固定され、その被覆光ファイバ先端の被覆層を除去した光ファイバ素線が光ファイバ素線整列溝に固定されてなる光ファイバアレイの組立構造であって、
前記光ファイバ素線整列溝の前記装着部側部位における光ファイバ素線の屈曲基点から、光ファイバ素線と被覆光ファイバの境界部位における軸心点までを結んだ仮想結線が、光ファイバ素線装着溝内における光ファイバ素線の仮想軸線に対して５．５°以下の角度であることを特徴とする光ファイバアレイの組立構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造に関し、更に詳しくは、接着剤等により装着固定された光ファイバの引張強度を著しく向上させることができる光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを装着した光ファイバ付きフェルールや光ファイバアレイは、その仕様等により様々な構造のものが知られている。そうした光ファイバ付きフェルールや光ファイバアレイは、一般的には、樹脂で被覆された被覆光ファイバを用い、その先端部分の被覆層を除去した光ファイバ素線をフェルールの挿通孔内や整列部材の整列溝内に接着固定すると共に、その被覆光ファイバも接着固定して製造されている。具体的には、例えば図７に示す光ファイバ付きフェルールの組立構造１１１のように、先端部分の被覆層１０４を除去した光ファイバ素線１０２をフェルール１１２の挿通孔１１５に挿入する際に、光ファイバ素線１０２と被覆光ファイバ１０３の境界部位１０５がその挿通孔１１５の開口部位１０７に当接する（突き当たる）まで挿入し、その後、光ファイバ素線１０２と被覆光ファイバ１０３とを同時に接着硬化させて固定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した光ファイバ付きフェルールや光ファイバアレイにおいては、製造時や製品使用時に加わる偶発的な負荷応力に耐えることができるだけの引張強度が要求されている。特に市場においては、最低でも９．８Ｎ（１ｋｇｆ）以上の引張強度が要求されていると共に、近年、さらなる信頼性の向上のため、より一層の強度向上が要求されている。そうした要求に対しては、接着剤の変更やその硬化条件等の検討が行われてきたが、近年の製品仕様の多様化により、各仕様に共通する解決手段を提供するには至っていない。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであって、接着剤等により装着固定された光ファイバの引張強度を著しく向上させた光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく光ファイバ付きフェルールの組立構造について詳細に検討したところ、光ファイバ素線と被覆光ファイバとをフェルール内に接着固定した後の構造形態に、引張強度をより一層向上させるのを妨げる構造的要因があることを見出し、その構造的要因を排除することによって所期の目的を達成できることを知見した。すなわち、上述した光ファイバ付きフェルールの製造工程において、被覆層が除去された光ファイバ素線をフェルールの挿通孔に挿入する際に、光ファイバ素線と被覆光ファイバの境界部位がその挿通孔の開口部位に当接するまで挿入しているが、こうした部位まで挿入することにより、図７に示すような光ファイバ素線の挿通孔の開口部位で光ファイバ素線が屈曲していることを見出し、そうした屈曲部位が負荷応力に基づく局部的な応力集中部位となることを推論し、そうした屈曲部位を排除することにより所期の目的が達成できるであろうことを知見した。
【０００６】
本発明は上記知見に基づいたものであり、請求項１に記載の発明は、１本または２本以上の被覆光ファイバが穴部に挿入固定され、その被覆光ファイバ先端の被覆層を除去した光ファイバ素線が光ファイバ素線挿通孔に挿入固定されてなる光ファイバ付きフェルールの組立構造であって、前記光ファイバ素線挿通孔の前記穴部側開口部位における光ファイバ素線の屈曲基点から、光ファイバ素線と被覆光ファイバの境界部位における軸心点までを結んだ仮想結線が、光ファイバ素線挿通孔内における光ファイバ素線の仮想軸線に対して５．５°以下の角度であることに特徴を有するものである。
【０００７】
この発明によれば、仮想結線と仮想軸線との角度が５．５°以下であるので、屈曲基点での光ファイバ素線の曲がりが小さく、その屈曲基点が負荷応力に基づく応力集中部位になり難い。その結果、引張強度の顕著な向上という所期の目的を達成できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ付きフェルールの組立構造において、前記軸心点を前記屈曲基点からフェルール軸と平行方向に遠ざけることにより前記角度が５．５°以下となり、その屈曲基点と軸心点との距離が１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることに特徴を有するものである。
【０００９】
この発明によれば、光ファイバ素線と被覆光ファイバの境界部位をその挿通孔の開口部位に当接するまで挿入した場合に上記角度が５．５°を超えるものであっても、軸心点を前記屈曲基点から１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲で、フェルール軸と平行方向に遠ざけることにより前記角度を５．５°以下としたので、屈曲基点での光ファイバ素線の曲がりを小さくして上記同様の作用効果をもたらすことができる。その結果、近年の製品仕様の多様化に対しても極めて柔軟に対応することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光ファイバ付きフェルールの組立構造において、前記フェルールが、穴部を有するスリーブと、そのスリーブ内に保持された光ファイバ素線挿通孔を有するキャピラリとによって構成されていることに特徴を有するものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、２本以上の被覆光ファイバが装着部に固定され、その被覆光ファイバ先端の被覆層を除去した光ファイバ素線が光ファイバ素線整列溝に固定されてなる光ファイバアレイの組立構造であって、前記光ファイバ素線整列溝の前記装着部側部位における光ファイバ素線の屈曲基点から、光ファイバ素線と被覆光ファイバの境界部位における軸心点までを結んだ仮想結線が、光ファイバ素線装着溝内における光ファイバ素線の仮想軸線に対して５．５°以下の角度であることに特徴を有するものである。
【００１２】
この発明によれば、上述の光ファイバ付きフェルールの組立構造と同様の作用効果を、光ファイバアレイにも適用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造について、図面を参照しつつ順次説明する。
【００１４】
（組立構造）
図１は、光ファイバ付きフェルールおよび光ファイバアレイに共通して適用される本発明の組立構造１の一例を示す説明図である。図１において、（ａ）は、光ファイバ素線２の屈曲基点Ｐ近傍の開口部位６がテーパー形状の場合であり、（ｂ）はその開口部位６が曲面形状の場合である。
【００１５】
本発明の組立構造１において、光ファイバ素線２は、固定部材６に接着剤等の固定材料８で固定される。その固定部材６の開口部位７においては、光ファイバ素線２に曲がりを発生させる基点Ｒで光ファイバ素線２が曲げられている。光ファイバ素線２は、樹脂等の被覆層４を有する被覆光ファイバ３との境界部位５まで延びている。波線Ｌ１は、上述した境界部位５における被覆光ファイバ３の中心点（本発明においては「軸心点Ｑ」という。）と、上述した基点Ｒでの光ファイバ素線２の中心点（本発明においては「屈曲基点Ｐ」という。）とを結んだものであり、本発明においては「仮想結線Ｌ１」という。また、波線Ｌ２は、上述した固定部材内に固定された光ファイバ素線２の中心軸線であり、本発明においては「仮想軸線Ｌ２」という。なお、図１（ａ）（ｂ）に示すように、開口部位６の形状により基点Ｐの位置が変化するので、それに対応して屈曲基点Ｐの位置も変化する。
【００１６】
本発明の組立構造１は、上述した仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θが、５．５°以下であることに特徴を有するものである。こうした組立構造１により、屈曲基点Ｐの近傍が応力集中部位になり難く、その結果、光ファイバ素線２の引張強度が向上する。その角度θが５．５°を超えると、屈曲基点Ｐにおける光ファイバ素線２の曲がりが大きくなり、屈曲基点Ｐの近傍が応力集中部位になり易く、その結果、引張強度の顕著な向上という所期の目的を達成することができない場合がある。
【００１７】
本発明においては、上述した仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θが５．５°以下であれば、光ファイバ素線２と被覆光ファイバ３の境界部位５が固定部材６の開口部位７に当接していても、当接せずに離れていてもよい。なお、本願においては、１本または２本以上の光ファイバの全ての角度が０°である場合はそもそも屈曲の問題は存在しないので対象外である。また、本願における角度は、プラス／マイナスで表さず、絶対値で標記した。
【００１８】
また、その境界部位５が開口部位７に当接する（突き当たる）まで挿入した際に上記角度θが５．５°を超える場合においては、軸心点Ｑを屈曲基点Ｐから１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲で、フェルール軸と平行方向Ｙに遠ざけることにより前記角度θを５．５°以下とすることが好ましい。本発明の組立構造１は、軸心点Ｑと屈曲基点Ｐとの間の距離Ｄを前記範囲内の長さで調節して角度θを上記の範囲内の角度に調整できるので、近年の製品仕様の多様化に対しても極めて柔軟に対応することができるという格別の効果がある。ここで、軸心点Ｑと屈曲基点Ｐとの間の距離Ｄを１ｍｍ以上としたのは、フェルール軸と平行方向Ｙに遠ざけることにより角度θを上記の範囲内に調整するためであり、また、３ｍｍ以下としたのは、実際に使用されるフェルールやアレイ部材の寸法上の制約によるものである。
【００１９】
なお、本発明の組立構造１において、開口部位７の形状は、図１に示すように、テーパー形状であっても曲面形状であってもよく、特に限定されない。また、固定部材６は、１心または２心以上の多心用のフェルールであっても、２心以上の多心（例えば十数心〜数十心など）のアレイ用の整列部材であってもよく、その材質は、フェルールにおいてはジルコニア等のセラミック部材、アレイ用にお整列部材においては石英ガラス等を任意に適用できる。また、本発明の組立構造１は、石英ファイバからなる各種の光ファイバ素線に適用されるが、石英ファイバ素線の直径については特に限定されず例えば１２５μｍ、８０μｍ、その他の直径のものに適用できる。また、光ファイバの被覆層４の材質は、紫外線硬化樹脂等のような一般的に使用されるものであれば任意に使用でき、単層であっても多層であってもよく、その厚さについても特に限定されない。
【００２０】
こうした本発明に係る組立構造１は、光ファイバ用フェルールや光ファイバアレイの内部構造に係るものであり、通常は接着剤等の固定材料で充填されている。本発明に係る組立構造１は、分解や研磨等によりその断面を観察することによって評価することができる。
【００２１】
【実施例】
（光ファイバ付きフェルールの実施例）
先ず、光ファイバ付きフェルールに本発明の組立構造１を適用した態様について具体的に説明する。図２〜図５は、本発明の光ファイバ付きフェルールの組立構造１１の例を示す断面図である。なお、各図において、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）はキャピラリ部の横断面図である。
【００２２】
（実施例１）
図２に示す光ファイバ付きフェルール１２は、被覆光ファイバ３を挿入固定する穴部１６を有するステンレススチール製のスリーブ１４と、そのスリーブ１４内に保持され、２つの光ファイバ素線挿通孔１５を有するジルコニア製のキャピラリ１３とによって構成されている。この実施例においては、二つの光ファイバ素線挿通孔１５は、約１２６μｍの内径を有し、３００μｍの軸心間隔で形成されている。その挿通孔１５に挿入固定される光ファイバ素線２は、直径１２５μｍの石英ファイバである。その光ファイバ素線２を有する被覆光ファイバ３は、光ファイバ素線２の外周に樹脂層４が形成されて外径２５０μｍとなっている。こうした光ファイバは、挿通孔１５および穴部１６に充填されたエポキシ樹脂等の接着剤１７によって固定されている。
【００２３】
上記の挿通孔１５には、こうした寸法からなる光ファイバが挿入固定されるので、図２に示すように、２本の光ファイバの光ファイバ素線２の軸心間隔は２５０μｍであるのに対し、キャピラリ１３に設けられた２つの挿通孔１５の軸心間隔は３００μｍであり、それらの間隔が異なっている。実施例１の光ファイバ付きフェルールの組立構造１１においては、そうした相違があっても、軸心点Ｑと屈曲基点Ｐとをフェルール軸と平行方向Ｙに遠ざけて、その間隔Ｄを２ｍｍとした。このとき、２本の光ファイバの仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θは両方とも２．５°であった。
【００２４】
こうした２心フェルールには、図３（ａ）に示すように、１つの光ファイバ素線挿通孔１５が円筒状のキャピラリ１３の中心に設けられ、他の１つの光ファイバ素線挿通孔１５’が中心の挿通孔１５から所定長さ（例えば３００μｍ）離れた位置に設けられた態様、図３（ｂ）に示すように、２つの光ファイバ素線挿通孔１５、１５’が円筒状のキャピラリ１３の中心点に対して所定間隔を隔てて対称に設けられた対称２心と言われる態様等があり、本発明の組立構造はそれらの何れに対しても好ましく適用できる。
【００２５】
（引張強度の測定）
実施例１の光ファイバ付きフェルールの組立構造１１の引張強度と、図７に示す従来の光ファイバ付きフェルールの組立構造１１１（比較例１）の引張強度とを比較した。なお、この比較例１は、光ファイバ素線１０２と被覆光ファイバ１０３の境界部位１０５を挿通孔１１５の開口部位１０７に当接するまで挿入した状態で接着硬化させた以外は、実施例１の光ファイバ付きフェルールの組立構造１１と同様の光ファイバおよびフェルール等を使用した。また、比較例１の組立構造において、２本の光ファイバの仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θは両方とも６°であった。
【００２６】
引張試験は、フェルール部分と被覆光ファイバとを３００ｍｍの標点間距離でクランプし、引張試験機で１０ｍｍ／分の引張速度で試験した。サンプル数を１１とし、その平均値を求めたところ、比較例１においては１３．７Ｎ（１．４ｋｇｆ）であったのに対し、実施例１は２０．６Ｎ（２．１ｋｇｆ）であり、著しい引張強度の向上が確認された。
【００２７】
（実施例２）
図４に示す光ファイバ付きフェルール１２は、キャピラリ１３に３つの光ファイバ素線挿通孔１５が形成され、それに伴って各構成部材の寸法が異なっている以外は、実施例１の光ファイバ付きフェルールの組立構造と同様の態様である。
【００２８】
実施例２の光ファイバ付きフェルールの組立構造１２においては、軸心点Ｑと屈曲基点Ｐとをフェルール軸と平行方向Ｙに遠ざけて、その間隔Ｄを２ｍｍとした。このとき、３本の光ファイバの仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θは、順に０．０６°、０°および０．０６°であった。
【００２９】
（実施例３）
図５に示す光ファイバ付きフェルール１２は、キャピラリ１３に２本の光ファイバ素線２を挿通させる１つの光ファイバ素線挿通孔１５が形成され、それに伴って各構成部材の寸法が異なっている以外は、実施例１の光ファイバ付きフェルールの組立構造と同様の態様である。
【００３０】
実施例３の光ファイバ付きフェルールの組立構造１２においては、軸心点Ｑと屈曲基点Ｐとをフェルール軸と平行方向Ｙに遠ざけて、その間隔Ｄを２ｍｍとした。このとき、２本の光ファイバの仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θは両方とも３．６°であった。
【００３１】
（光ファイバアレイの実施例）
次に、光ファイバアレイに本発明の組立構造を適用した態様について具体的に説明する。図６は、本発明の光ファイバアレイの組立構造２１の一例を示す断面図である。なお、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【００３２】
（実施例４）
図６に例示した光ファイバアレイは、４本の被覆光ファイバ３を固定する石英ガラス製の装着部材２３と、その装着部材内に保持され、４本の光ファイバ素線２を整列させる光ファイバ素線整列溝２５を有する石英ガラス製のアレイ用整列部材２２とによって構成されている。この実施例において、４つの光ファイバ素線整列溝２５は、約１２０°の開口角を有する矩形溝からなり、２５０μｍのピッチで形成されている。その整列溝２５に固定される光ファイバ素線２は、直径１２５μｍの石英ファイバである。その光ファイバ素線２を有する被覆光ファイバ３は、光ファイバ素線２の外周に樹脂層４が形成されて外径２５０μｍとなっている。こうした光ファイバは、整列溝２５および装着部材２３に充填されたエポキシ樹脂等の接着剤８によって固定されている。
【００３３】
実施例４の光ファイバアレイの組立構造２１においては、軸心点Ｑと屈曲基点Ｐとを光ファイバ素線整列溝２５と平行方向Ｙに遠ざけて、その間隔Ｄを２ｍｍとした。このとき、４本の光ファイバの仮想結線Ｌ１と仮想軸線Ｌ２との角度θは、順に０．０６°、０°、０°および０．０６°であった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ付きフェルールの組立構造および光ファイバアレイの組立構造によれば、屈曲基点での光ファイバ素線の曲がりが小さく、その屈曲基点が負荷応力に基づく応力集中部位になり難いので、引張強度を顕著に向上させることができる。また、本発明の組立構造は、軸心点と屈曲基点との間の距離を調節して角度を調整できるので、近年の製品仕様の多様化に対しても極めて柔軟に対応することができるという格別の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組立構造の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の光ファイバ付きフェルールの組立構造の一例を示す断面図である。
【図３】本発明が適用されるフェルールの態様を示す断面図である。
【図４】本発明の光ファイバ付きフェルールの組立構造の他の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の光ファイバ付きフェルールの組立構造の他の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の光ファイバアレイの組立構造の一例を示す断面図である。
【図７】従来の光ファイバ付きフェルールの組立構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　組立構造
２　光ファイバ素線
３　被覆光ファイバ
４　被覆層（樹脂層）
５　境界部位
６　固定部材
７　開口部位
８　固定材料（接着剤）
１１　光ファイバ付きフェルールの組立構造
１２　フェルール
１３　キャピラリ
１４　スリーブ
１５、１５’　光ファイバ素線挿通孔
１６　穴部
１７、２７　接着剤
２１　光ファイバアレイの組立構造
２２　アレイ用整列部材
２３　被覆光ファイバ装着部材
２５　光ファイバ素線整列溝
θ　角度
Ｐ　光ファイバ素線の屈曲基点
Ｑ　境界部位における軸心点
Ｒ　基点
Ｌ１　Ｐ−Ｑ間の仮想結線
Ｌ２　光ファイバ素線の仮想軸線
Ｄ　屈曲基点Ｐと軸心点Ｑ間の距離
Ｙ　フェルール軸と平行方向
【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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