(57)【要約】【課題】  光ファイバを光学的に接続することができ、しかもオンサイトで加工可能で、且つ低コストで小型化を可能にする。【解決手段】  １対の光ファイバの先端を互いに位置決めして対向させることにより、対向する光ファイバ同士を光学的に接続するための光ファイバ接続器であって、この光ファイバ接続器は、光ファイバ１０の被覆部１２よりも熱変形温度の高い材料からなり、光ファイバ１０が挿入される位置決め用ガイド穴２２が設けられ、且つガイド穴２２の内面に周方向に沿ってファイバ固定用溝部２３が設けられ、光ファイバ１０の被覆部１２の熱変形により該被覆部１２の一部を溝部２３に食い込ませることにより光ファイバ１０をガイド穴２２に固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対の光ファイバの先端を互いに位置決めして対向させるガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の内面に周方向に沿ってファイバ固定用溝部が設けられた光ファイバ接続器であって、
前記光ファイバ接続器は、前記光ファイバの被覆部材よりも熱変形温度の高い樹脂材料を用いて形成されていることを特徴とする光ファイバ接続器。
【請求項２】
少なくとも１対の光ファイバの先端を互いに位置決めして対向させることにより、対向する光ファイバ同士を光学的に接続するための光ファイバ接続器であって、
前記光ファイバの被覆部よりも熱変形温度の高い材料からなり、前記光ファイバが挿入される位置決め用ガイド穴が設けられ、且つ該ガイド穴の内面に周方向に沿ってファイバ固定用溝部が設けられ、前記光ファイバの被覆部の熱変形により該被覆部の一部を前記溝部に食い込ませることにより前記光ファイバが前記ガイド穴に固定されてなることを特徴とする光ファイバ接続器。
【請求項３】
前記光ファイバの対向部分に透明接着剤を充填するための接着剤注入穴を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ接続器。
【請求項４】
前記透明接着剤は、前記光ファイバの屈折率整合剤であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ接続器。
【請求項５】
前記ガイド穴が開口する方向の端部にはめ込まれ、該端部で前記光ファイバを外側から押圧するためのカシメ部材を具備することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光ファイバ接続器。
【請求項６】
前記溝部の内径が、前記光ファイバの被覆部の外形と等しい、又は外形よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光ファイバ接続器。
【請求項７】
前記溝部は、前記ガイド穴の軸方向に沿った断面がＶ字形であり、該Ｖ字形断面の前記光ファイバ接続器の中心側の傾斜が緩やかであり、反対側の傾斜が急峻であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の光ファイバ接続器。
【請求項８】
前記光ファイバの光学的に接続される端面は、応力破断により形成された端面であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の光ファイバ接続器。
【請求項９】
少なくとも１対の光ファイバと、これらの光ファイバの対を成すものの先端同士を互いに位置決めして対向させることにより、対向する光ファイバ同士を光学的に接続するための接続器と、前記光ファイバの対向部分に充填される透明接着剤とを具備してなる光ファイバ接続体であって、
前記接続器は、前記光ファイバの被覆部よりも熱変形温度の高い材料で形成され、前記接続器を貫通して設けられ、前記光ファイバが挿入される位置決め用ガイド穴と、前記ガイド穴の内面に周方向に沿って形成されたファイバ固定用溝部と、前記光ファイバの対向部分に前記透明接着剤を充填するための接着剤注入穴とを有するものであり、前記透明接着剤は前記光ファイバの屈折率整合剤であり、前記光ファイバの被覆部の熱変形により該被覆部の一部を前記溝部に食い込ませることにより前記光ファイバを前記ガイド穴に固定してなることを特徴とする光ファイバ接続体。
【請求項１０】
請求項１に記載の光ファイバ接続器を用い、光接続すべき端面近傍の被覆部が除去されて光学端面出しされた、少なくとも一対の光ファイバを前記光ファイバ接続器のガイド穴に両側から挿入し、該ファイバの端面同士を対向させる工程と、
前記光ファイバの挿入時又は挿入後に、前記光ファイバの被覆部に対する熱処理を施し、前記被覆部を熱変形させて該被覆部の一部を前記溝部に食い込ませることにより前記光ファイバを前記ガイド穴に固定する工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項１１】
前記光ファイバを前記ガイド穴に固定する工程の後、前記光ファイバの対向部分に透明接着剤を充填し、該接着剤を硬化させることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１２】
前記熱処理により前記被覆部を変形させる際に、前記光ファイバ接続器の前記ガイド穴が開口する方向の端部にカシメ部材をはめ込み、前記光ファイバ接続器の端部で前記光ファイバを外側から押圧することを特徴とする請求項１０又は１１記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１３】
端部の被覆が除去され、光学端面出しされた、少なくとも一対の光ファイバをフェルールの位置決め用ガイド穴に両側から挿入し、対向した前記光ファイバのそれぞれの端面に、前記光ファイバの軸方向に押圧力を加える工程と、
前記フェルールを加熱する工程と、
カシメ部材により前記フェルールに対し、前記光ファイバの軸方向に平行な方向、及び垂直な方向に押圧力を加えることで前記少なくとも一対の光ファイバの端面を接続する工程と、
を有することを特徴とする光ファイバの接続方法。
【請求項１４】
前記フェルールを加熱する工程が、前記光ファイバの被覆保持部が他の部分よりも高温となるように加熱する工程であることを特徴とする請求項１３記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１５】
前記光ファイバの接着後、前記少なくとも一対の光ファイバ端面に屈折率整合剤を注入する工程をさらに有することを特徴とする請求項１３又は１４記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１６】
前記光ファイバの軸方向に押圧力を加える工程においては、ＵＶ硬化樹脂、軟質プラスチック、及びポリアミド樹脂から選ばれる材料からなる被覆を有する２本の光ファイバ端面に押圧力を加えることを特徴とする請求項１３乃至１５の何れかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１７】
前記光ファイバの軸方向に垂直な方向に押圧力を加える工程においては、前記フェルールに設けられた凹凸部が光ファイバの被覆に食い込む程度まで圧力を加えることを特徴とする請求項１３至１５の何れかに記載の光ファイバの接続方法。
【請求項１８】
複数の光ファイバを保持するためのフェルールと、
前記フェルールに、前記光ファイバの軸方向に垂直な方向、平行な方向に圧力を加えるためのカシメ部材と、
を具備することを特徴とする光ファイバ接続器。
【請求項１９】
前記フェルールは、前記光ファイバの被覆に食い込ませる凹凸部を有していることを特徴とする請求項１８に記載の光ファイバ接続器。
【請求項２０】
前記フェルールには、屈折率整合剤を注入するための注入穴が設けられていることを特徴とする請求項１８又は１９記載の光ファイバ接続器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信技術や光伝送技術などにおいて光ファイバを光学的に接続するための光ファイバ接続器と、この光ファイバ接続器を用いて光ファイバが光学的に接続された光ファイバ接続体に関する。また、光ファイバ接続器を用いて光ファイバを光学的に接続するための光ファイバの接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信技術及び光伝送技術が、幹線系のみならずＦＴＴＨに代表されるように、アクセス系にも用いられるようになってきた。さらには、ギガビットイーサネット（登録商標）や１０Ｇイーサネット（登録商標）などにおいては、装置間を光ファイバでつないで、高速大容量な光伝送を用いることが広く行われるようになってきている。その流れの先に位置するものとして、現在の研究開発レベルでは、ボードに搭載した複数のＬＳＩ間に光配線を適用することが試みられている。その場合、光の伝送路としては電気実装ボード内に光導波路を埋め込んだ光電気実装基板の実現を前提としているものが多いが、光電気実装基板の実現には光結合系の安定化等に未だブレークスルーが必要な課題を抱えており、直ぐさま実用レベルに供することは困難である。
【０００３】
そこで、過渡的或いは簡易的に用いられる光伝送路として、光ファイバや導波路フィルム等があげられる。しかし、現段階で導波路フィルムの伝送損失は、光ファイバと比較すると３桁から４桁も大きく、比較的長い距離をつなぐ場合には、光ファイバを用いることが有効である。
【０００４】
光ファイバには、光通信等で用いられているような石英系のファイバと、自動車内制御系に用いられている様なＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）がある。ＬＳＩ信号を伝送するような用途の場合、なるべく１ｃｈ当たりの信号伝送帯域を高める必要があり、例えば１０ＧＨｚといった高い周波数の信号を伝送する必要がある。この場合、コア径の大きなＰＯＦでは、分散により帯域と長さの積が制限される。細径のＰＯＦも市販されてはいるものの、未だ使用量が少なくコストが高いため一般的ではない。従って、ガラス系のファイバを用いるのが好ましい。
【０００５】
また、ボード上でＬＳＩ間を光ファイバで接続するような用途を考えた場合、ＬＳＩ間をつなぐ長さの調節を行う必要がある。このような場合、ＬＳＩに接続された光ファイバの端面に光コネクタを設けておく方法が考えられるが、この方法では光ファイバの端面加工（特に研磨工程）に非常にコストがかかるため現実的でない。
【０００６】
そのため、研磨レスで応力破断による端面出しを行い、半永久的に接続する方法が有力になる。一般的に、メカニカルスプライスと呼ばれる。例えば、シースと呼ばれる細い管にファイバを挿入しシースを押し潰すことで固定する方法などがある（例えば、特許文献１参照）。また、アルミの割りスリーブに光ファイバ保持用のザグリを設けておき、応力破断により端面出しした光ファイバを突き合わせておき、両方のファイバの軸方向に、両側から圧縮力をかけた状態で割りスリーブをかしめて固定する構造がある。この構造によれば、研磨工程を必要とせず、オンサイトで工具を用いて光ファイバを接続可能であり、部材費も低コストに実現可能である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−１２４６０６号公報
【特許文献２】特開平２−１２１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の場合、接続端面を研磨しているため工程費用が大きく、コストが高いことや、別部品としてシースを用いてシース毎に変形させる必要があるため、工具が大型化するためオンサイトでの接続が困難に成るなどの課題があった。また、シースとの嵌合によってのみ光ファイバが固定されるため、熱膨張などにより光ファイバ保持部のずれが起こりやすいなどの課題もあった。
【０００８】
一方、特許文献２の場合、オンサイトで加工可能であるが、アルミの割りスリーブによって光ファイバ素線同士をつき合わせて保持しているため、かしめる際にスリーブの変形により位置ずれが起きない構造とする必要があり、スリーブのファイバ保持穴の形状保持のために材料強度がある程度必要になるため、樹脂で作製することが困難である。また、金属で作製した際にも、構造が大型化する傾向にあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、オンサイトで加工可能で、且つ低コストで小型化が可能な光ファイバ接続器と光ファイバ接続体及び光ファイバの接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【００１１】
即ち、本発明の一態様は、少なくとも１対の光ファイバの先端を互いに位置決めして対向させるガイド穴を有し、且つ該ガイド穴の内面に周方向に沿ってファイバ固定用溝部が設けられた光ファイバ接続器であって、前記光ファイバ接続器は、前記光ファイバの被覆部材よりも熱変形温度の高い樹脂材料を用いて形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の別の一態様は、少なくとも１対の光ファイバの先端を互いに位置決めして対向させることにより、対向する光ファイバ同士を光学的に接続するための光ファイバ接続器であって、前記光ファイバの被覆部よりも熱変形温度の高い材料からなり、前記光ファイバが挿入される位置決め用ガイド穴が設けられ、且つ該ガイド穴の内面に周方向に沿ってファイバ固定用溝部が設けられ、前記光ファイバの被覆部の熱変形により該被覆部の一部を前記溝部に食い込ませることにより前記光ファイバが前記ガイド穴に固定されてなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の別の一態様は、少なくとも１対の光ファイバと、これらの光ファイバの対を成すものの先端同士を互いに位置決めして対向させることにより、対向する光ファイバ同士を光学的に接続するための接続器と、前記光ファイバの対向部分に充填される透明接着剤とを具備してなる光ファイバ接続体であって、前記接続器は、前記光ファイバの被覆部よりも熱変形温度の高い材料で形成され、前記接続器を貫通して設けられ、前記光ファイバが挿入される位置決め用ガイド穴と、前記ガイド穴の内面に周方向に沿って形成されたファイバ固定用溝部と、前記光ファイバの対向部分に前記透明接着剤を充填するための接着剤注入穴とを有するものであり、前記透明接着剤は前記光ファイバの屈折率整合剤であり、前記光ファイバの被覆部の熱変形により該被覆部の一部を前記溝部に食い込ませることにより前記光ファイバを前記ガイド穴に固定してなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の別の一態様は、上記構成の光ファイバ接続器を用いた光ファイバの接続方法であって、光接続すべき端面近傍の被覆部が除去されて光学端面出しされた、少なくとも一対の光ファイバを前記光ファイバ接続器のガイド穴に両側から挿入し、該ファイバの端面同士を対向させる工程と、前記光ファイバの挿入時又は挿入後に、前記光ファイバの被覆部に対する熱処理を施し、前記被覆部を熱変形させて該被覆部の一部を前記溝部に食い込ませることにより前記光ファイバを前記ガイド穴に固定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の別の一態様は、光ファイバの接続方法であって、端部の被覆が除去され、光学端面出しされた、少なくとも一対の光ファイバをフェルールの位置決め用ガイド穴に両側から挿入し、対向した前記光ファイバのそれぞれの端面に、前記光ファイバの軸方向に押圧力を加える工程と、前記フェルールを加熱する工程と、カシメ部材により前記フェルールに対し、前記光ファイバの軸方向に平行な方向、及び垂直な方向に押圧力を加えることで前記少なくとも一対の光ファイバの端面を接続する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の別の一態様は、光ファイバ接続器であって、複数の光ファイバを保持するためのフェルールと、前記フェルールに、前記光ファイバの軸方向に垂直な方向、平行な方向に圧力を加えるためのカシメ部材と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光ファイバ接続器に、ファイバ固定用溝部を有する位置決め用ガイド穴を設け、光ファイバの被覆部の熱変形により該被覆部の一部を溝部に食い込ませることによって光ファイバを固定する構成としているので、光ファイバの突合せ部分、即ち光結合部には光ファイバの軸方向の力のみがかかることになり、横方向の力はかからない構造とすることができる。従って、ガイド穴を光ファイバの初期位置合わせずれを予防するために、堅牢な材料とする必要は無く、樹脂などの部材によっても実現可能とすることができ、材料選択の幅を広げることができるという効果がある。そのため、低コストで小型な接続器の提供が可能である。また、被覆部が熱変形可能な温度まで暖めればよいため、比較的簡単にオンサイトでの加工が可能であり、他の部品を必要とすることもないので、更に低コストで小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１９】
また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質，形状，構造，配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図である。
【００２１】
図中の１０（１０−１，１０−２）は光ファイバであり、この光ファイバ１０は伝送路としてのコア１１を被覆部１２で被覆したものとなっている。コア１１は石英系であってもプラスチック系であってもよい。被覆部１２は、曲げやこすれなどの外力に対する耐久性を増すための１次被覆であり、その材料は、ＵＶ効果樹脂や軟質プラスチック、ポリアミド樹脂などの単層又は複数層から形成してもよい。
【００２２】
光ファイバ１０は端部の被覆部１２の一部が除去された（図中１３は光ファイバ１０の端部で、この部分の被覆部１２が除去されている）後、応力破断を利用して光学端面出しがなされた状態で、後述するフェルールのガイド穴に両側から挿入され、端面同士が対向するようになっている。
【００２３】
図中の２０は本実施形態の光ファイバ接続器であり、この光ファイバ接続器２０は、円柱状に形成されたフェルール（接続器本体）２１に位置決め用ガイド穴２２を設け、更にガイド穴２２にファイバ固定用溝部２３を設けて構成されている。
【００２４】
フェルール２１の材料としては、アルミニウムなどの金属やジルコニアなどのセラミック材料、或いはガラス，エポキシ樹脂，ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂，ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂，ポリイミド樹脂，フッ素樹脂，液晶ポリマー等が使用可能である。これらの各種材料のうち、耐熱温度（ここでは、材料の曲げ弾性率が室温の半分以下となる最低温度）が光ファイバ１０の被覆部１２が熱変形する温度よりも高ければよい。特に、５〜３０μｍ程度のガラスフィラーを７０〜８０％程度混入したエポキシ樹脂により構成すれば、金型による樹脂成型でガイド穴２２が簡単に形成できるので好適である。
【００２５】
ガイド穴２２は、フェルール２１の軸方向に沿ってフェルール２１の中心部を貫通するように設けられており、その内径は光ファイバ１０の外径より１〜２μｍ程度大きくなっている。溝部２３は、ガイド穴２２の両端近傍にそれぞれ設けられている。各々の溝部２３は、ガイド穴２２の内面に周方向に沿って断面Ｖ字形溝を複数本形成したものである。
【００２６】
図２は、本実施形態による光ファイバの接続方法を説明するための工程断面図である。
【００２７】
図２（ａ）において、光ファイバ１０の端部１３は被覆部１２が除去されて、光入出力端面１４が形成されている。この端面１４は応力破断等により形成されており、光学端面となっている。フェルール２１のガイド穴２２は、光ファイバ１０よりも僅かに（例えば直径で１μｍ）大きな穴となっていて、一部には溝部２３が形成されている。この溝部２３はガイド穴２２に出っ張りの無いように形成されている。
【００２８】
この状態で、図２（ｂ）に示すように、端面出しした光ファイバ１０をガイド穴２２に挿入する。このとき、挿入された光ファイバ１０の被覆部１２の一部が溝部２３に引っかかった状態となる。この状態で、反対方向から同様の光ファイバ１０を挿入し、端面１４をつき合わせた状態で、外部から押圧をかけられた状態に保持しておく。
【００２９】
この状態で、加熱処理を施すと図２（ｃ）に示すように、被覆部１２が熱変形により流動して、溝部２３の隙間にある程度充填される。この変形により、両側の光ファイバ１０は固定されて端面突合せの状態で光結合が実現される。
【００３０】
また、光ファイバ１０の被覆部１２よりも溝部２３の内径を大きくとっておいた場合、光ファイバ１０の挿入時にこの引っ掛かりが無く、挿入がスムースに行える。但しこの場合は、図２（ｂ）のように被覆部１２の引っかかりは当然見られない。次に、反対側の光ファイバ１０を挿入して突き当てた状態で、被覆部１２が加熱され、かつ、つき合わせる方向に光ファイバ１０が押圧されると、被覆部１２が接続器内部に押し込められる力が働くため、溝部２３に変形した被覆部１２の一部が充填されることにより図２（ｃ）の状態が確保される。この場合は、挿入がスムースに行えるため、ファイバ端面の突合せが確実に確保できるという効果がある。
【００３１】
なお、溝部２３の内径とはガイド穴２２に設けられた円環状の溝部２３の最も内側の径であり、本実施形態ではこの内径はガイド穴２２の径と同じとなっている。光ファイバ１０の挿入時のスムースさを犠牲にすれば、溝部２３の内径をガイド穴２２の径よりも小さくして光ファイバの引っかかりを、より確実にすることも可能である。
【００３２】
図３は、溝部形状の変形例である。この例では、溝部２３の断面形状が鋸歯状であり、個々の溝においてフェルール中心側が光軸に対して緩やかな傾斜面となり、反対側（外側方向）が光軸に対して鋭角の法線を持つ急斜面となっている。この構造によれば、光ファイバ挿入時には溝部２３による抵抗が小さくなり、熱変形させた後には、返しの効果を持ち、光ファイバ１０の抜ける方向に対して強度が増すという効果がある。
【００３３】
このように本実施形態によれば、フェルール２１に位置決め用ガイド穴２２を設け、更にガイド穴２２にファイバ固定用溝部２３を設けることにより、ガイド穴２２の両側から光ファイバ１０を挿入し、加熱処理を施すことにより、光ファイバ１０の被覆部１２を熱変形させて溝部２３に食い込ませることにより、光ファイバ１０の保持固定を行うことができる。即ち、小型で簡易な構成の光ファイバ接続器２０により、１対の光ファイバ１０の光学的接続を実現することができ、その有用性は大である。
【００３４】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図である。
【００３５】
図４において、２１はフェルール（接続器本体）であり、これは円筒形を軸方向に複数個繋ぎ合わせた構造となっている。フェルール２１は、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等からなっている。特に、３０μｍ程度のガラスフィラーを８０％程度混入したエポキシ樹脂により構成すれば、金型による樹脂成型でフェルール２１が簡単に形成できるので好適である。このフェルール２１は、両端側の外形を細くしてこの部分を保持部２６としたものであり、保持部２６のガイド穴２２内に凹凸部（溝部）２３が形成されている。この凹凸部２３は、フェルール２１により光ファイバ１０を保持する場合、光ファイバ１０の被覆部１２に食い込み、図４のＸ軸方向にずれることを防止する役割を果たす。また、フェルール２１の中央部分でガイド穴２２は細くなっており、この部分が光ファイバガイド２５となっている。
【００３６】
フェルール２１は、円筒状のカシメ部材２９−１がＸ軸の正方向に、カシメ部材２９−２がＸ軸の負方向に、それぞれ押し込まれることによって、保持部２６が内側方向に変位する。この構造により、フェルール２１に挿入された光ファイバ１０が強固に固定される。
【００３７】
このとき、一対の光ファイバの接触する端面近辺では、フェルール２１には変形するほどの力が及ばないため変形することが無いため、樹脂などの変形しやすい材料を用いたとしても、ほぼ当初の設計どおりに接続損失の上限を規定することができる。
【００３８】
図５は、本実施形態の光ファイバの接続器が実際に光ファイバを接続している様子を示す斜視図であり、図６はそのＡ−Ａ’における断面図である。図５は、ファイバ１本用の接続器の例を斜視図を示したものである。この図は、カシメ部材２９（２９−１，２９−２）により光ファイバ１０の被覆部１２がかしめられる直前の状態を示している。図で２７は、フェルール２１の保持部２６に軸方向に入れられたスリットであり、保持部２６は割りスリーブ状の構造になっている。これにカシメ部材２９を両側から内側に押しつける（図中矢印参照）ことにより、保持部２６の内径が縮まり、被覆部１２に凹凸部２３が食い込む構造と成っている。
【００３９】
図５において、１０は光ファイバで、光通信等で用いられている石英系ファイバであっても、自動車内制御系で用いられるようなプラスチック系ファイバ（ＰＯＦ）であってもよい。光ファイバ１０は、コア１１を被覆部１２で被覆したものである。被覆部１２は、曲げやこすれなどの外力に対して耐久性を有している必要があり、材料はＵＶ硬化樹脂や軟質プラスチック、ポリアミド樹脂等である。被覆部１２は、これらの樹脂のうちの一つからなる単層構造、又はこれらの樹脂の複数層からなる。
【００４０】
光ファイバ１０は、それぞれその端部１３に被覆がなく、応力破断を利用して光学端面出しを行うことで形成されている。そして、これら一対の光ファイバ１０がフェルール２１のガイド穴２２にＸ軸の正負両側の方向からそれぞれ挿入され、端面出しされたコア１１が光ファイバガイド２５にＸ軸の正負両側の方向からそれぞれ挿入され、これにより端面１４同士が対向する構造になっている。ガイド穴２２の内径は光ファイバ１０の外径より１〜２μｍ程度大きくなっており、光ファイバガイド２５の内径は光ファイバ１０のコア径よりも僅かに大きくなっている。
【００４１】
光ファイバ１０は、前述のようにカシメ部材２９−１をＸ軸の正方向に、カシメ部材２９−２をＸ軸の負方向に、それぞれ押し込むことによって、フェルール２１の保持部２６が内側方向に変位することによって保持されている。そのため、カシメ部材２９は、図５に示すように内径部分がテーパ状になっており、かつフェルール２１の保持部２６にはスリット２７が設けられている。カシメ部材２９の材料は、樹脂や金属などが使用可能であるが、コストを低減するためには、樹脂が好ましい。従って、フェルール２１と同様のものが使用可能である。さらに、凸凹部２３が被覆部１２に食い込むことで、光ファイバ１０の固定の強度が向上する。
【００４２】
以上、本実施形態の光ファイバ接続器においては、一対の光ファイバ１０の相互の端面間には若干ギャップが生じることがあったとしても、さほど問題が生じない。この場合、若干光信号の損失や反射が増える傾向にあるが、このことを考慮してシステムを設計すればよい。
【００４３】
本実施形態のような構造をとることにより、光ファイバ１０を保持する機構をカシメ部材２９といった機械的な変形機構で実現可能であるため、装置自体を樹脂等を使った安価な構造とすることができる。
【００４４】
以上説明したような光ファイバの接続器を用いて、一対の光ファイバは下記のようにして接続される。図７（ａ）〜（ｃ）は本実施形態による光ファイバの接続方法を説明する工程断面図である。
【００４５】
まず、光ファイバ１０は被覆部１２が一部除去された後、被覆部１２が除去され露出した光ファイバ１０の領域を応力破断等の手段により断線することで光学端面が出された状態にしておく。これにより、端面１４−１，１４−２が形成される。
【００４６】
そして、図７（ａ）に示すように、一対の光ファイバ１０のうち一方の光ファイバ１０−１の端面が露出された側をフェルール２１のガイド穴２２の一方の開口から挿入し、端面出しされたコア１１を光ファイバガイド２５の一方の開口から挿入する。さらに、光ファイバ１０を、たわみを持たせた状態で外部保持機構３１により保持しておく。他方の光ファイバ１０−２も同じ要領でフェルール２１のガイド穴２２の他方の開口より挿入し、光ファイバ１０−１，１０−２のそれぞれの端面を接触させ、押圧を保ったまま光ファイバ１０−１，１０−２にたわみを持たせた状態で保持しておく。
【００４７】
次に、図７（ｂ）に示すように、フェルール２１の保持部２６近傍をヒータ３３により加熱する。そして、図７（ｃ）に示すように、予め光ファイバ１０−１，１０−２を貫通させておいたカシメ部材２９−１，２９−２をそれぞれＸ軸の正負両側から押し込むことにより、スリット２７の幅が狭くなり、保持部２６の内径が縮まることにより、凹凸部２３が被覆部１２に食い込む（図７（ｃ）の矢印参照）。このとき、図７（ｂ）の加熱工程により保持部２６の温度を被覆部１２の軟化温度よりも高くしておけば、より有効に凹凸部２３を被覆部１２に食い込ませることができる。光ファイバガイド２５といったホールド部２６以外の部分は加熱しないようにしておくことで、光ファイバガイド２５の変形を抑制することができる。その後、ヒータ３３を取り除き、装置全体の温度を常温まで下げることにより、被覆部１２が硬化して接着剤の役目をして光ファイバ１０−１，１０−２が固定される。
【００４８】
一連の工程中、光ファイバガイド２５には無駄な力や熱をなるべくかけないようにする。そうすることで、光ファイバ１０−１，１０−２間の光結合を保持しながら、簡単な構造による光ファイバ接続が可能となる。
【００４９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図８を用いて説明する。本実施形態が先の第２の実施形態と異なる点は、光ファイバガイド２５が直管状の形状でなく、曲管状に曲がりを持つことである。
【００５０】
このような構造であれば、光ファイバ１０−１，１０−２が端面１４で接触する際に、光ファイバ自身の座屈力によりＸ軸方向に残留応力が生じるため、端面１４を押付け続ける力が生じ、光結合が保持される。さらに、光ファイバガイド２５の一方の壁面に沿って、光ファイバ１０−１，１０−２がガイドされるため、突き合わされる両方の光ファイバの被覆部外周の半径方向のずれは最小限に抑えることが可能である。このため、光ファイバガイド２５の直径の精度が光ファイバ外周の精度や偏心に比較して大きい場合でも、光ファイバ外周精度と偏心の精度で突合せが保持されることになる。
【００５１】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態である、光ファイバ接続器について、図９を用いて説明する。
【００５２】
本実施形態が、先に説明した第１の実施形態と異なる点は、フェルール２１に、屈折率整合剤としての透明接着剤注入のための接着剤注入穴２４を設けた点にある。また、フェルール２１には、第２の実施形態と同様に、光ファイバガイド２５と保持部２６が形成され、光ファイバガイド２５の中央部分から上面に貫通する接着剤注入穴２４が設けられている。さらに、第２の実施形態と同様に、光ファイバガイド２５における穴径は保持部２６におけるガイド穴２２よりも径が細くなっている。
【００５３】
第１及び第２の実施形態の光ファイバの接続方法において、フェルール２１を加熱した後に、常温まで温度を下げる温度サイクルがあるため、フェルール２１の変形の影響を受け、光ファイバガイド２５自体が変形する可能性がある。このことは、光ファイバ１０−１，１０−２の端面１４の位置ずれや端面１４の接合脱離を生ずる結果となる。そのため、図９に示したような接着剤注入穴２４から透明接着剤４１としての屈折率整合剤を注入すれば、上記位置ずれ、接合脱離による屈折率の急激な変化、及びそれに伴う端面反射を防止することができる。
【００５４】
さらに、光ファイバ１０の接続点近傍は透明接着剤４１により固定されている。接着剤４１やフェルール２１に樹脂を用いた場合、光ファイバ１０の端面位置はフェルール内径とファイバ外径の差程度には、面内で位置ずれを起こしうる。また、お互いの端面の間には若干ギャップが生じる場合もある。これらにより、光信号の損失や反射が増える傾向にあることを考慮してシステムを設計する必要があることはいうまでもない。このとき、透明接着剤４１が光ファイバ１０の屈折率整合剤を兼用していることで光の反射を劇的に低減することができる。
【００５５】
このような構造をとることにより、光ファイバ１０を保持する機構を光ファイバ１０の端面１４から離れたところに置くことが可能であり、即ち、光ファイバ１０の保持部と光結合部とを分離した構造としている。このため、光結合部（＝ファイバ端面部）の位置ずれを生じさせない状態で、保持する機構を接触嵌合といった機械的な変形機構で実現可能であるため、部材として樹脂等を使った安価な構造とすることができる。また、嵌合により光接続を固定した後に、透明接着剤４１を接続部近傍で完全固化させることにより機械的強度を確保することができ、完全固化までの強度的には不完全ながらも光ファイバ１０の接続強度の確保を維持しておける。
【００５６】
図１０は、本実施形態による光ファイバの接続方法を示す工程断面図である。
【００５７】
光ファイバ１０は、端面近くが露出するように被覆部１２の一部を除去した後、応力破断等の手段により光学端面が出された状態にしておく。端面を露出させた側をフェルール２１のガイド穴２２に挿入し、たわみを持たせた状態で外部保持機構３１により被覆毎保持しておく。もう一方の光ファイバ１０も同じ要領でフェルール２１のガイド穴２２のもう一方の開口より挿入し、端面を接触させ、押圧を保ったままたわみを持たせた状態で保持しておく（図１０（ａ）参照）。
【００５８】
次いで、フェルール２１の保持部２６の近傍をヒータ３３により加熱し、光ファイバ１０の被覆部１２を変形させて溝部２３に食い込ませることにより嵌合させる。これにより、光ファイバ１０がフェルール２１に固定されることになる（図１０（ｂ）参照）。
【００５９】
次いで、外部保持機構３１を外した後、透明接着剤４１を注入穴２４から注入して、光ファイバ１０の接続部近傍にいきわたらせておく（図１０（ｃ）参照）。その後、透明接着剤４１を硬化させて完全固定する（図１０（ｄ）参照）。
【００６０】
この一連の作業の中で、光ファイバガイド２５には無駄な力や熱をなるべくかけないようにすることで、光結合を保持しながら光ファイバ接続が可能となる。
【００６１】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図１１を用いて説明する。本実施形態は、第４の実施形態にカシメ部材２９（２９−１，２９−２）を付加したものである。
【００６２】
本実施形態では、被覆部１２の変形嵌合を補助するために外部にカシメ部材２９を別部品として用意しておき、完成後にカシメ部材２９を残しておく。カシメ部材２９は、図１１に示したように内径部分がテーパ状になっており、光ファイバ１０の軸方向に滑らせることにより保持部２６が内側に変形することによりかしめる構造となっている。材料としては樹脂や金属などが使用可能であるが、部材費を低減するためには樹脂が好ましく、材料系としてはフェルールと同様のものが使用可能である。
【００６３】
本実施形態の製造工程は、基本的には前記図１０と同様であるが、カシメ部材２９を用いることが異なっている。即ち、図１０（ｂ）の変形させる工程で、予め通しておいたカシメ部材２９を両側から押し付けることにより、溝部２３が被覆部１２に食い込むようにかしめる。これにより、より変形嵌合が確実に行われることと、最終的にカシメ部材２９を固定して残しておくことで、かしめの効果を保持することができ、信頼性がより向上するという効果がある。
【００６４】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について、図１２を参照して説明する。第１〜第５の実施形態では単芯の光ファイバに適用した例を説明したが、本実施形態では複数本の光ファイバアレイに適用した例を示している。
【００６５】
図１２（ａ）は光ファイバの軸方向と直交する面の断面図であり、図において５１はコア、５２は１次被覆部、５３は２次被覆部である。コア５１を１次被覆部５２で被覆した光ファイバの４本が２次被覆部５３により被覆され、光ファイバアレイ５０が形成されている。この構造全体は、複数本の光ファイバ芯線（コア＋１次被覆）をリボン状にまとめたテープ芯線と呼ばれるものである。
【００６６】
図１２（ｂ）は、本実施形態のフェルール６１をガイド穴の軸方向から見た正面図である。６６はフェルール６１の両側を細くした保持部であり、この保持部６６の一部にスリット６７が形成されている。また、６２は光ファイバアレイ５０が挿入されるガイド穴であり、６５は光ファイバアレイ５０の各々のコア５１が挿入されるガイド穴（光ファイバガイド）である。
【００６７】
図１２（ｃ）は、本実施形態の光ファイバ接続器により、光ファイバが接続される様子を示した斜視図である。第１の実施形態と同様に、ガイド穴６２の開口近傍にはファイバ固定用溝部６３が形成されている。そして、第１の実施形態と同様に光ファイバアレイ５０は光学端面が出された後、ガイド穴６２に挿入され、更に各々のコア５１が光ファイバガイド６５にそれぞれ挿入されて固定される。このとき、加熱処理を施し、光ファイバアレイ５０の２次被覆５３を熱変形させることにより、光ファイバアレイ５０を溝部６３に固定保持することができる。また、カシメ部材を用いてより確実な固定を行うようにしても良い。なお、図１２（ｃ）では、説明の都合上、片方の光ファイバアレイ５０を示したが、もちろん対向する位置に別の光ファイバアレイ５０があることはいうまでもない。
【００６８】
（変形例）
なお、上述した各実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を実施形態に開示されたもののみに特定するものではない。本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるものである。
【００６９】
例えば、既に述べた実施形態のフェルールやカシメ部材の形状は図に述べたような同軸状の形状に限定されず、平行平板型など他の形状であっても良い。また、溝部も同軸形に限らず、ディンプル状に凹部が周方向に並んでいる形状であっても良い。
【００７０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。
【図２】第１の実施形態による光ファイバの接続方法を説明するための工程断面図。
【図３】第１の実施形態の変形例として溝部形状を変更した例を示す断面図。
【図４】第２の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。
【図５】第２の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す斜視図。
【図６】図５の矢視Ａ−Ａ’断面図。
【図７】第２の実施形態による光ファイバの接続方法を説明するための工程断面図。
【図８】第３の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。
【図９】第４の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。
【図１０】第４の実施形態による光ファイバの接続方法を説明するための工程断面図。
【図１１】第５の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。
【図１２】第６の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
１０…光ファイバ
１１，５１…コア
１２，５２…被覆部
１３…ファイバ端部
１４…ファイバ端面
２０…光ファイバ接続器
２１，６１…フェルール（接続器本体）
２２，６２…位置決め用ガイド穴
２３，６３…ファイバ固定用溝
２４…接着剤注入穴
２５，６５…光ファイバガイド
２６，６６…保持部
２７，６７…スリット部
２９…カシメ部材
３１…外部保持機構
３３…ヒータ
４１…透明接着剤
５０…光ファイバアレイ
５３…２次被覆部
【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９】
2005309367.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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