(57)【要約】【課題】  光コネクタによる現場での光ファイバ接続を光ファイバを断線させることなく行う。【解決手段】  光コネクタ１は、フェルール４の内部で２本の光ファイバ２、３を突き合わせることにより光ファイバの接続を行う。光ファイバとの対向面が凸円弧状の保持面１４となっていると共に軸方向の両端部がテーパ状の受部５ａ、５ｂとなっており、一方の光ファイバ２が挿通可能となるように組み付けられる少なくとも３本のチャックピン５と、一方の受部５ａと接触するようにフェルール４の内部に設けられたテーパ状の押圧面１３と、他方の受部５ｂと接触するテーパ状の作用面１７が形成され、チャックピン５を組み付け状態で保持してフェルール４の内部に軸方向移動可能に配置されるチャックピンホルダ６と、組み付けられたチャックピン５の保持面１４を接近させて光ファイバの保持力を付与するため、チャックピンホルダ６を軸方向に移動させる操作部材７とを備える。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールの内部で２本の光ファイバを突き合わせることにより光ファイバの接続を行う光コネクタであって、
前記光ファイバとの対向面が凸円弧状の保持面となっていると共に軸方向の両端部がテーパ状の受部となっており、一方の光ファイバが挿通可能となるように組み付けられる少なくとも３本のチャックピンと、一方の受部と接触するようにフェルールの内部に設けられたテーパ状の押圧面と、他方の受部と接触するテーパ状の作用面が形成されており、前記チャックピンを組み付け状態で保持してフェルールの内部に軸方向移動可能に配置されるチャックピンホルダと、組み付けられたチャックピンの保持面を相互に接近させて光ファイバの保持力を付与するため、チャックピンホルダを軸方向に移動させる操作部材とを備えていることを特徴とする光コネクタ。
【請求項２】
前記操作部材は、チャックピンホルダを弾性的に押圧する緩衝ばねを有していることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【請求項３】
他方の光ファイバの端部が露出した状態で他方の光ファイバが挿入されて固定される接続スリーブと、一方の光ファイバが挿入されており、２本の光ファイバの接続を行うために端面が接続スリーブの端面と突き合わせられるガイドスリーブとをさらに有し、いずれかの光ファイバの端部が対応したスリーブの端面よりも窪んでおり、当該窪み部に相手側の光ファイバの先端部が突き当てられていることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記窪み部内にマッチング剤が充填されていることを特徴とする請求項３記載の光コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事現場での光ファイバの接続を容易に行うことができる光コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを布設する場合には、その接続状態を現場の状況に応じて変更する必要がある。このため、現場での接続を容易に行うための光ファイバが開発されている。特開平９−１２７３７１号公報には、光ファイバを現場で接続するために、現場での組み立てを行うことが可能な構造の光コネクタが開示されている。
【０００３】
この光コネクタは、外形が円筒状のフェルールに半円状の切欠部を部分的に形成し、この切欠部に対応した半円状の外形を有した押え具を用いて光ファイバを固定するものである。切欠部に対応したフェルールの部分は、固定用平面部となっており、この固定用平面部にファイバ固定用凹部を軸方向に形成している。
【０００４】
光ファイバの接続は、２本の光ファイバ素線をファイバ固定用凹部に嵌め込んで、その端部を相互に突き合わせ、光ファイバ素線の突き合わせ状態に対して押え具を切欠部に挿入して固定用平面部上に重ね合わせる。そして、重ね合わせ状態の押え具及びフェルールをばね鋼等からなるリング状のクランプで覆って押え具及びフェルールを密着させることによって光ファイバの接続状態を固定するようになっている。
【特許文献１】特開平９−１２７３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス系の光ファイバは、外皮を含めた直径が０．２５ｍｍ程度、素線は直径が０．１２５ｍｍ程度であるため、その固定は、適度の力で行う必要がある。しかしながら、上述した従来の光コネクタでは、フェルールの固定用平面部と押え具の平面部とを重ね合わせて光ファイバを押え付けるため、光ファイバに必要以上に強固な押え力が作用して光ファイバが断線する問題を有している。また、光ファイバが強固に押え付けられるため、温度変化に応じた光ファイバの膨張・収縮が抑制されて光ファイバに過度の内部応力が発生し、経時的に光ファイバが損傷したり、破壊される問題も有している。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、現場での光ファイバの接続に際して、好適な力で光ファイバを固定することができ、光ファイバの切断や損傷を防止することが可能な構造の光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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の光コネクタは、フェルールの内部で２本の光ファイバを突き合わせることにより光ファイバの接続を行う光コネクタであって、前記光ファイバとの対向面が凸円弧状の保持面となっていると共に軸方向の両端部がテーパ状の受部となっており、一方の光ファイバが挿通可能となるように組み付けられる少なくとも３本のチャックピンと、一方の受部と接触するようにフェルールの内部に設けられたテーパ状の押圧面と、他方の受部と接触するテーパ状の作用面が形成されており、前記チャックピンを組み付け状態で保持してフェルールの内部に軸方向移動可能に配置されるチャックピンホルダと、組み付けられたチャックピンの保持面を相互に接近させて光ファイバの保持力を付与するため、チャックピンホルダを軸方向に移動させる操作部材とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明では、組み付けられたチャックピンに光ファイバを挿入した状態で、操作部材を操作してチャックピンホルダを軸方向に移動させる。この移動によって、チャックピン両端のテーパ状の受部がフェルールの押圧面及びチャックピンの作用面と接触して、チャックピンの保持面が相互に接近する。これにより、チャックピンの保持面が光ファイバを周囲から保持するため、２本の光ファイバが接続状態で固定される。このような構造では、光ファイバの接続操作を現場で簡単に行うことができる。
【０００９】
このような請求項１の発明では、チャックピンの保持面が凸円弧状となっており、隣接しているチャックピンの保持面が相互に接触して、光ファイバへの必要以上の接近が制限される。このため、光ファイバを必要以上に押さえ込むことがなく、光ファイバの断線を防止することができる。また、適宜の力で光ファイバを保持するため、温度変化による光ファイバの膨張・収縮が自由となり、内部応力が発生することがなくなる。このため、使用中に光ファイバが損傷したり、破壊することがなく、長期間安定した性能を維持することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の光コネクタであって、前記操作部材は、チャックピンホルダを弾性的に押圧する緩衝ばねを有していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明では、操作部材に設けた緩衝ばねによってチャックピンホルダの軸方向移動力が緩和されるため、チャックピンによる光ファイバの保持力を間接的に緩和することができる。このため、光ファイバへ過度の保持力が作用することがなく、光ファイバの断線をさらに確実に防止することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１記載の光コネクタであって、他方の光ファイバの端部が露出した状態で他方の光ファイバが挿入されて固定される接続スリーブと、一方の光ファイバが挿入されており、２本の光ファイバの接続を行うために端面が接続スリーブの端面と突き合わせられるガイドスリーブとをさらに有し、いずれかの光ファイバの端部が対応したスリーブの端面よりも窪んでおり、当該窪み部に相手側の光ファイバの先端部が突き当てられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明では、接続スリーブの端面とガイドスリーブの端面とを突き合わせることにより、これらのスリーブ内に配置された光ファイバの端部が突き合わせられて接続が行われる。この発明では、接続スリーブ側またはガイドスリーブ側におけるいずれかの光ファイバの端部が窪んでおり、その窪み部に相手側の光ファイバ先端部が突き合わせられるが、この突き合わせにより、光ファイバ相互の調心作用が生じる。このため、高精度な同軸度で突き合わせられた接続を行うことができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３記載の光コネクタであって、前記窪み部内にマッチング剤が充填されていることを特徴とする。
【００１５】
このように光ファイバの窪み部にマッチング剤が充填されることにより、光が散乱することがなくなる。このため、接続損失がない良好な効率で光信号の伝達を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光コネクタによれば、現場での光ファイバの接続を簡単に行うことができるばかりでなく、光ファイバを必要以上に押さえ込むことがないため、光ファイバの断線を防止することができ、しかも、温度変化による光ファイバの膨張・収縮が自由となって内部応力が発生することがないため、光ファイバが損傷したり、破壊することがなく、長期間安定した性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図８は、本発明の一実施の形態を示し、図１は光コネクタの分解斜視図、図２は光ファイバ接続状態の内部を示す部分破断斜視図、図３は同破断斜視図、図４は接続状態の半裁断面図、図５はチャックピンの正面図、図６は光ファイバの接続を行う部分の分解斜視図、図７は接続スリーブへの端面処理を示す断面図、図８は光ファイバの接続状態を示す断面図である。
【００１８】
この実施の形態の光コネクタ１は、図１〜図４に示すように、２本の光ファイバ２、３の接続を行うフェルール４と、フェルール４内に配置される複数のチャックピン５及びチャックピンホルダ６と、操作部材としての押え蓋７とを有している。
【００１９】
フェルール４は、ガイドスリーブ８と、筒状フレーム９と、接続スリーブ１０と、ガイドスリーブ８及び接続スリーブ１０を同軸的に保持するスリーブホルダ１１とを備える。フェルール４を構成するこれらの部材及びチャックピン５、チャックピンホルダ６、押え蓋７さらには後述する緩衝ばね１８には、対応した光ファイバ２または３が貫通するものであり、このため、これらの全ての構成部材には、光ファイバ貫通孔が軸方向に形成されている。
【００２０】
筒状フレーム９は、外形が円筒状となっており、軸方向の前段部分（左側部分）でガイドスリーブ８を保持し、後段部分（右側部分）でチャックピンホルダ６を保持する。これらの保持を行うためのスリーブ保持穴９ａ及びホルダ保持穴９ｂが対応する位置に形成されている。
【００２１】
ホルダ保持穴９ｂはチャックピンホルダ６の外形に合わせた円筒状となって軸方向に延びている。このホルダ保持穴９ｂにおけるチャックピンホルダ６の挿入先端部分には、押圧面１３が形成されている。押圧面１３は、後述するチャックピン５の先端側のテーパ状の受部５ａと接触するものであり、このため、受部５ａに対応したテーパ状となっている。すなわち、受部５ａが軸方向先端（図１における左方向）に向かって径が漸減するテーパ状となっているため、押圧面１３も同様な傾斜となるように形成されるものである。
【００２２】
チャックピン５は一方の光ファイバ２を筒状フレーム９（フェルール４）内に保持、固定するものである。チャックピン５は軸方向に延びた横長形状となっており、光ファイバ２の保持に際しては、３本が組み付け状態で用いられる。すなわち、光ファイバ２に対してチャックピン５は周囲の３方向から接触してその保持を行うようになっている。なお、チャックピン５は少なくとも３本あれば良く、それ以上であっても良い。それぞれのチャックピン５は、保持部５ｃと、保持部５ｃ両端部の受部５ａ、５ｂとによって形成されている。
【００２３】
保持部５ｃは、他のチャックピン５の保持部５ｃとの共同によって光ファイバ２を保持するものである。図５はチャックピン５における保持部５ｃの正面を示している。３本のチャックピン５における保持部５ｃには、それぞれ保持面１４が形成されている。保持面１４は保持される光ファイバ２と対向しており、光ファイバ２に向かって隆起した凸円弧状の曲面となっている。光ファイバ２は組み付けられた３本のチャックピン５の内部に挿入され、この挿入状態でチャックピン５が光ファイバ２の方向に移動して凸円弧状の保持面１４が光ファイバ２の外面と接触する。このことにより光ファイバ２がチャックピン５に保持される。なお、光ファイバ２は、図３に示すように、ファイバ素線２ａに外皮２ｂが覆った状態でチャックピン５に保持されるものである。
【００２４】
チャックピン５の保持面１４の曲率半径Ｒ１は、光ファイバ２の半径Ｒ２よりも大きい径で、且つチャックピン５が接近して保持面１４が相互に接触した場合に保持面１４が光ファイバ２の外面と接触できる径となるように設定される。このような径となるように保持面１４の曲率半径Ｒ１を設定することにより、隣接するチャックピン５の保持面１４が相互に接触すると同時に、各保持面１４の中央で光ファイバ２の保持を行うことが可能となる。
【００２５】
なお、チャックピン５における保持面１４の曲率半径Ｒ１のばらつきとしては、光ファイバ２の半径Ｒ２の１５．５％程度（Ｒ２≒０．１５５×Ｒ１）とすることができる。このようなばらつきでは、チャックピン５の加工精度がさほど要求されないため、量産性が向上するメリットがある。
【００２６】
この実施の形態において、それぞれのチャックピン５における保持部５ｃは、図５に示すように、光ファイバ２との対向面（保持面１４）だけでなく、非対向面１５も保持面１４と略同じ曲率の凸円弧状の曲面に形成されている。すなわちチャックピン５の保持部５ｃは、内外両面が外側に隆起する凸円弧状の曲面となるように形成されるものである。このように、保持部５ｃの内外両面を略同じ曲率の凸円弧状の曲面とすることにより、チャックピン５の組み付け時における方向性を考慮する必要がなくなり、チャックピン５の組付けを容易に行うことが可能となる。
【００２７】
保持部１４の両端部、すなわちチャックピン５の軸方向の両端部に形成された受部５ａ、５ｂは、チャックピン５の軸方向に沿って径が漸減するテーパ状となっている。受部５ａ、５ｂをこのようなテーパ状とすることにより、後述するように、受部５ａ、５ｂを介してチャックピン５を相互の接近方向へ移動させることが可能となっている。
【００２８】
チャックピンホルダ６は、以上のチャックピン５を図５に示す組立状態で保持するものであり、このため、チャックピン５が組立状態で挿入されるピン用孔６ａが軸方向に形成されている。ピン用孔６ａにおける挿入方向端部（図１における右端部）には、作用面１７が連設されている。作用面１７は、チャックピン５における一方の受部５ｂに対応するものであり、このためチャックピン５から遠ざかるにつれて径が漸減するテーパ状に形成されている。
【００２９】
このチャックピンホルダ６の作用面１７及び上述した筒状フレーム９の押圧面１３がチャックピン５の両端部の受部５ｂ、５ａにそれぞれ接触することにより、組み付けられたチャックピン５が半径方向に沿った相互の接近方向に移動することができる。
【００３０】
操作部材としての押え蓋７は、チャックピンホルダ６が筒状フレーム９に挿入された後、チャックピンホルダ６の後側から筒状フレーム９に挿入されて取り付けられる。また、この実施の形態においては、押え蓋７とチャックピンホルダ６との間に緩衝ばね１８が挿入される。
【００３１】
押え蓋７は筒状フレーム９側の外面にねじ部（雄ねじ部）７ａが形成されており、筒状フレーム９の対応した内面に形成されたねじ部（雌ねじ部）９ｃと螺合することにより筒状フレーム９に固定される。この螺合の際には、押え蓋７がチャックピンホルダ６の方向に移動する。この移動によって、チャックピンホルダ６が筒状フレーム９内を軸方向に沿ってチャックピン５の方向に移動する。
【００３２】
かかるチャックピンホルダ６の移動により、同ホルダ９の作用面１７がそれぞれのチャックピン５の受部５ｂと接触すると共に、この接触によってチャックピン５を同方向に移動させる。この移動により、それぞれのチャックピン５の受部５ａが筒状フレーム９の押圧面１３と接触する。従って、軸方向両端部のテーパ状の受部５ａ、５ｂが筒状フレーム９の押圧面１３及びチャックピンホルダ６の作用面１７によって押されるため、組み付け状態のチャックピン５は径方向に沿って相互に接近する。この接近により、チャックピン５の保持部５ｃにおける保持面１４が光ファイバ２の周囲に３方向から接触するため、光ファイバ２の保持を行うことができ、光ファイバ２を固定することができる。この光ファイバ２の固定により、後述するように２本の光ファイバ２、３の突き合わせが行われ、２本の光ファイバ２、３の接続が終了する。
【００３３】
このような構造では、光ファイバ２の挿入状態で押え蓋７を回転操作するだけであり、現場での光ファイバ２、３の接続を簡単に行うことができる。
【００３４】
かかる光ファイバ２の保持を行うチャックピン５の相互の接近においては、一のチャックピン５の保持面１４が隣接するチャックピン５の保持面１４と接触して、それ以上の接近が阻止される。このため光ファイバ２を必要以上に押さえ込むことがなく、必要以上の押さえ込みによる光ファイバの断線を防止することができる。
【００３５】
また、適宜の力で光ファイバ２を保持できるため、温度変化による光ファイバの膨張・収縮が自由となり、光ファイバ２に内部応力が発生することがなくなる。このため、使用中に光ファイバが損傷したり、破壊することがなく、長期間安定した性能を維持することができる。
【００３６】
緩衝ばね１８は、複数の皿ばねを軸方向に沿って重ね合わせることにより構成されている。この緩衝ばね１８は押え蓋７とチャックピンホルダ６との間に配置されており、押え蓋７によるチャックピンホルダ６への押圧力を弾性的に緩和するように作用する。このように緩衝ばね１８を設けることにより、チャックピンホルダ６の軸方向への移動力が緩和するため、チャックピンホルダ６がチャックピン５に作用する押圧力を間接的に緩和することができる。これにより、チャックピン５による光ファイバ２の保持力を緩和することができ、光ファイバ２に対して過度の保持力が作用することがなくなり、光ファイバ２の断線等をさらに確実に防止することができる。
【００３７】
また、緩衝ばね１８は、チャックピン５による光ファイバ２の保持力を均一化するようにも作用する。このため、保持力が偏在することなく光ファイバ２を保持でき、保持力の偏在に起因した光ファイバ２の断線等も防止することができる。さらに、以上の緩衝ばね１８による保持力の緩和及び均一化により、光ファイバ２及びチャックピン５の熱膨張率差から生じる光ファイバ２への押圧力が変化しても、この変化を吸収するため、光ファイバ２の良好な保持状態を継続することができる。
【００３８】
次に、ガイドスリーブ８には、一方の光ファイバ２におけるファイバ素線２ａが挿入されて保持され、接続スリーブ１０には、他方の光ファイバ３のファイバ素線３ａが挿入されて保持される（図３参照）。そして、ガイドスリーブ８及び接続スリーブ１０の対向した端面をスリーブホルダ１１内で突き合わせることにより、光ファイバ２、３の端面が相互に突き合わせられて光ファイバの接続が行われる。なお、接続に先立って、一方の光ファイバ２は上述したように、外皮２ｂ部分がチャックピン５によって保持された状態となっているものである。
【００３９】
ガイドスリーブ８及び接続スリーブ１０の突き合わせを高精度に行うため、これらのスリーブ８、１０は、同じ外径となっていると共に、中心部分には、同じ径の光ファイバ貫通孔が形成されている。スリーブホルダ１１は、これらのスリーブ８、１０が圧入される筒状のホルダ部１１ａを有しており、ホルダ部１１ａは圧入されたスリーブ８、１０が同軸となるようにこれらを保持する。このため、ホルダ部１１ａの内面は高精度に仕上げられるものである。
【００４０】
図８は、突き合わせによって２本の光ファイバ２、３を接続した状態を示す。光ファイバ２、３の突き合わせは、スリーブホルダ１１内に圧入したガイドスリーブ８及び接続スリーブ１０の端面を突き合わせることにより行われる。突き合わせに先立って、ガイドスリーブ８及び接続スリーブ１０の端面は、ＰＣ研磨等による端面研磨が行われる。
【００４１】
この実施の形態において、接続スリーブ１０側のファイバ素線３ａの端部が同スリーブ１０の端面１０ａよりも窪むことにより、図７に示すように窪み部２１が形成されている。これに対し、ガイドスリーブ８側の光ファイバ２のファイバ素線２ａが窪み部２１に突き当てられることにより、光ファイバ２、３の接続が行われる（図８参照）。このような窪み部２１への突き合わせにより、ファイバ素線２ａ、３ａ相互の調心作用が生じるため、ファイバ素線２ａ、３ａを高精度な同軸度で突き合わせることができ、光損失のない光ファイバ２、３の接続を行うことができる。
【００４２】
さらに、この実施の形態では、図８に示すように、ファイバ素線３ａに形成した窪み部２１内にマッチング剤２３が充填されている。マッチング剤２３の充填は、ファイバ素線２ａ、３ａ相互の突き合わせ前に、窪み部２１にマッチング剤２３を塗布することにより簡単に行うことができる。このようなマッチング剤２３を充填することにより、光が散乱することなく、ファイバ素線２ａ、３ａを伝達できるため、接続損失がない良好な効率で光信号の伝達を行うことが可能となる。
【００４３】
かかる窪み部２１の形成は、接続スリーブ１０における突き合わせ側の端面１０ａにバフ研磨等することにより簡単に行うことができる。すなわち、光ファイバがガラスによって形成されるのに対し、接続スリーブ１０がガラスよりも硬質のセラミックス等によって作製されているところから、接続スリーブ１０の端面１０ａをバフ研磨することにより、光ファイバが優先的に研磨されて窪み部２１を形成することができるためである。これにより、現場での窪み部２１の形成を容易に行うことができると共に、その形成を短時間で行うことができる。
【００４４】
図９は、本発明の別の実施の形態を示し、上述した実施の形態と同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００４５】
この実施の形態では、緩衝ばねとして、コイルばね２５を用いるものである。コイルばね２５は、押え蓋７と、チャックピンホルダ６との間に配置されるものであり、押え蓋７の端部には、軸方向に延びる筒状のカバー部７ｂが形成され、コイルばね２５はこのカバー部７ｂの内部に収容されている。また、チャックピンホルダ６は、コイルばね２５の端部が当接する当接片６ｄが半径方向に沿って延びている。このチャックピンホルダ６の軸方向移動を可能とするため、筒状フレーム９には、当接片６ｄが抜き出るスリット９ｄが形成されている。このような構造では、コイルばね２５が当接片６ｄに当接することにより、ばね力をチャックピンホルダ６に作用させることにできるため、図３及び図４に示す皿ばねと同様な緩衝作用を行うことが可能となっている。
【００４６】
このようなコイルばね２５を緩衝ばねとして用いることにより、緩衝ばねを径方向に配置することができるため、その分、光コネクタ１の軸方向長さを短くすることができ、現場での操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施の形態における光コネクタの分解斜視図である。
【図２】光ファイバの固定状態を示すフェルールの部分破断斜視図である。
【図３】光コネクタの内部を示す破断斜視図である。
【図４】光コネクタの内部を示す半裁断面図である。
【図５】チャックピンの作用を示す正面図である。
【図６】接続スリーブ及びガイドスリーブを示す分解斜視図である。
【図７】接続スリーブの端面部分を示す断面図である。
【図８】２本の光ファイバを突き合わせて接続した状態を示す断面図である。
【図９】本発明の別の実施の形態を示す半裁断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１          光コネクタ
２、３      光ファイバ
４          フェルール
５          チャックピン
５ａ、５ｂ  チャックピンの受部
５ｃ        保持部
６          チャックピンホルダ
７          押え蓋
８          ガイドスリーブ
９          筒状フレーム
１０        接続スリーブ
１１        スリーブホルダ
１３        押圧面
１７        作用面
１８        緩衝ばね
【図１】
2005128275.tif 000003
【図２】
2005128275.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005128275.tif 000007
【図６】
2005128275.tif 000008
【図７】
2005128275.tif 000009
【図８】
2005128275.tif 000010
【図９】
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