(57)【要約】【課題】光ファイバ固定部品を圧入して組み立てする際に、フェルールを破損したり、フェルールの貫通孔の縮径によって光ファイバの挿入ができなくなったりする不具合や、圧入したフェルールが脱落し、光ファイバの断線をおこす不具合のない信頼性の高い光ファイバ固定部品を提供する。【解決手段】光ファイバ固定部品１は、光ファイバ２０を保持するための貫通孔１２を有し、後端１０ｂ側の外周に凸部１１を有した筒状のフェルール１０と、中央部にフェルール１０の後端側および凸部１１を収容可能な貫通孔を有し、凸部１１を一方側から押さえる留め金具４１と、中央部に光ファイバ２１が挿通される貫通孔３０を有し、凸部１１を他方側から押さえるホルダ金具３１とを備え、留め金具４１およびホルダ金具３１の一方を他方に圧入して固定することにより、不具合の起こり難い信頼性の高い光ファイバ固定部品を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から後端にかけて形成された、光ファイバを保持するための貫通孔を有し、後端側の外周に凸部を有した筒状のフェルールと、中央部に貫通孔を有し、該貫通孔に前記フェルールが先端側から通されて、前記凸部を一方側から押さえる留め金具と、中央部に前記光ファイバが挿通される貫通孔を有し、前記凸部を他方側から押さえるホルダ金具とを備え、前記留め金具および前記ホルダ金具の一方を他方に圧入して固定したことを特徴とする光ファイバ固定部品。
【請求項２】
前記留め金具および前記ホルダ金具の圧入部におけるそれぞれの当接面に凹凸が形成され、該凹凸同士を咬合させていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ固定部品。
【請求項３】
前記凹凸は、前記当接面に周方向に形成された溝と突条とであることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ固定部品。
【請求項４】
前記留め金具と前記フェルールの前記凸部の一方側との間に、または前記ホルダ金具と前記凸部の他方側との間に、パッキンを介在させていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ固定部品。
【請求項５】
前記留め金具または前記ホルダ金具の外周面にフランジを有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ固定部品。
【請求項６】
前記フランジの外周面に溝を有するとともに、前記外周面から前記留め金具の前記貫通孔または前記ホルダ金具の前記貫通孔に貫通するネジ孔が設けられていることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ固定部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光計測等の光を用いる技術において光ファイバを相互接続する際等に使用されるフェルールを用いた光ファイバ固定部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量の通信手段として光通信システムが広く用いられるようになってきている。それに伴い光デバイスや光モジュール等が多く使用されている。光ファイバ固定部品は、光デバイスや光モジュールのコネクタ部にも用いられる基幹部品の一つであり、光ファイバ同士の相互接続を目的としたものである。
【０００３】
一般的な光ファイバ固定部品は、図７に示すように、光ファイバ９０を保持するための貫通孔７０を有したセラミックス等から成る円筒形状のフェルール７１を、ステンレス等の金属から成るフランジ付ホルダ８０の凹部８１に圧入し、被覆を剥がした光ファイバ９０の部分をフェルール７１の貫通孔７０に挿入し、被覆部付きの光ファイバ部分９１とフランジ付ホルダ８０の内側とを接着剤９１により固定している。圧入による把持力を十分に得るためには、フランジ付ホルダ８０の凹部８１における内径の寸法公差が重要であり、寸法公差は１〜５μｍ程度と精度の高い加工が要求される。
【０００４】
フランジ付ホルダ８０の凹部８１の内径がフェルール７１外径に対して小さすぎる場合、フェルール７１を圧入ができなかったり、圧入ができても貫通孔７０が狭くなってしまい、光ファイバ９０の挿入が困難になるなどの不具合が生じる。また逆に、フランジ付ホルダ８０の凹部８１の内径がフェルール７１の外径に対して大きすぎる場合、圧入による把持力が得られず、使用中にフェルール７１がフランジ付ホルダ８０より抜け落ちて、光ファイバ９０が断線する虞がある。このため、フェルール７１の圧入部の外周とフランジ付ホルダ８０の凹部８１の内周に突条を設け、把持力を高める方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、コヒーレント光ファイバ通信や光ファイバジャイロをはじめとする光干渉計測などにおいては、伝搬光の偏波方向を維持して伝送が可能な偏波保存光ファイバが広く使用されている。偏波保存光ファイバは高消光比で接続する必要があるため、光ファイバの軸を中心とした回転角度を調整して、偏波面の角度を合わせた状態で接続する必要がある。
【０００６】
この偏波保存光ファイバ用の光コネクタは、フランジ部分に溝が形成されており、コネクタプラグ等の組み込み部に設けられている凸条のストッパをこの溝に嵌合させて、組み込み後に回転しないような構造を有するのが一般的である。
【０００７】
また、偏波面の角度を合わせ、偏波保存光ファイバの偏波方向と光コネクタとの角度ずれを±３°の範囲で合わせて固定しなくてはならない。このため、光ファイバ９０をフェルール７１の貫通孔７０に挿入後、接着剤の塗布時に角度を調整してから接着する方法がとられるが、接着材乾燥時の収縮等の影響で角度ずれが起きる場合がある。
【０００８】
このため、まずフェルール７１にホルダ８０を圧入し、光ファイバ９０をフェルール７０に接着した後に、ホルダ８０のフランジ部分８０ａを取りつけて、回転させて溝の位置合わせをすることが可能な形状が考案されている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２０５９７１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８４３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
圧入によりホルダ８０とフェルール７１とを固定するのであるが、フェルール７１は耐摩耗性の観点からセラミックス、ガラス等の硬質な材質が用いられることが多い。しかしながら、これらは弾性変形しにくいため、金属製のホルダ８０側を大きく弾性変形させて把持させる形となる。このため、フェルール７１およびホルダ８０の圧入部の寸法公差は、両者が金属同士の場合よりも高精度な寸法公差が要求される。
【００１１】
また、セラミックスやガラス等の硬質の素材でつくられるフェルール７１に凹凸を加工し、把持力を高めるというのは容易で無く、ホルダ８０側圧入凹部８１の内径がフェルール７１の外径より小さすぎた場合には、やはり組み立てられなかったり、光ファイバ芯線の挿入不可等の不具合が生じることを回避できない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る光ファイバ固定部品は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、先端から後端にかけて形成された、光ファイバを保持するための貫通孔を有し、後端側の外周に凸部を有した筒状のフェルールと、中央部に貫通孔を有し、この貫通孔に前記フェルールが先端側から通されて、前記凸部を一方側から押さえる留め金具と、中央部に前記光ファイバが挿通される貫通孔を有し、前記凸部を他方側から押さえるホルダ金具とを備え、前記留め金具および前記ホルダ金具の一方を他方に圧入して固定したことを特徴とする。
【００１３】
上記において好ましくは、前記留め金具および前記ホルダ金具の圧入部におけるそれぞれの当接面に凹凸が形成され、この凹凸同士を咬合させるとよい。
【００１４】
また、上記において好ましくは、前記凹凸は、前記当接面に周方向に形成された溝と突条とであってもよい。
【００１５】
また、上記において好ましくは、前記留め金具と前記フェルールの前記凸部の一方側との間に、または前記ホルダ金具と前記凸部の他方側との間に、パッキンを介在させてもよい。
【００１６】
また、上記において好ましくは、前記留め金具または前記ホルダ金具の外周面にフランジを有しているのがよい。
【００１７】
また、上記において好ましくは、前記フランジの外周面に溝を有するとともに、前記外周面から前記留め金具の前記貫通孔または前記ホルダ金具の前記貫通孔に貫通するネジ孔が設けられているのがよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の一実施形態に係る光ファイバ固定部品によれば、先端から後端にかけて形成された、光ファイバを保持するための貫通孔を有し、後端側の外周に凸部を有した筒状のフェルールと、中央部に貫通孔を有し、この貫通孔に前記フェルールが先端側から通されて、前記凸部を一方側から押さえる留め金具と、中央部に前記光ファイバが挿通される貫通孔を有し、前記凸部を他方側から押さえるホルダ金具とを備え、前記留め金具および前記ホルダ金具の一方を他方に圧入して固定したことにより、フェルールに径方向への圧力を与えることなく固定でき、無理な圧入によって組み立て時にフェルールを破損したり、貫通孔が縮径し、光ファイバの挿入ができなくなったりする不具合が生じ難い。また、保持力が不十分で、使用中のフェルールが脱落し、光ファイバが断線してしまったりし難いものとなり、信頼性の高い光ファイバ固定部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の光ファイバ固定部品の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の光ファイバ固定部品の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明の光ファイバ固定部品の実施の形態のさらに他の例を示す断面図である。
【図４】図３に示す光ファイバ固定部品のＡ部拡大断面図である。
【図５】本発明の光ファイバ固定部品を偏波面保存光ファイバ用の固定部品として用いる場合の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の光ファイバ固定部品の実施の形態の一例を示す組立斜視図である。
【図７】従来の光ファイバ固定部品の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態の各例について図を用いて説明する。
【００２１】
図１は本発明の光ファイバ固定部品１の一実施形態の断面図である。フェルール１０
は、筒状の形状であり、先端１０ａから後端１０ｂにかけた軸位置に光ファイバ２０を挿入できる貫通孔１２を有し、後端１０ｂ側の外周には凸部１１を有している。凸部１１は、環状のつば形状に設けられている例を示しているが、これに限ることはなく、例えば、外周面から放射状に設けた突起を周方向に並べて配列したようなものでもよい。
【００２２】
フェルール１０の後端１０ｂ部には、中央軸方向にフェルール１０の後端１０ｂ側および凸部１１を収容可能な貫通孔４０を有する留め金具４１が取り付けられる。貫通孔４０は、フェルール１０の外径より少し太い内径を有する小径部４０ａと、フェルール１０の凸部１１の外径より少し大きな内径を有する大径部４０ｂとから成る。そして、フェルール１０の先端１０ａを大径部４０ｂ側から小径部４０ａ側へ向けて挿し通すことによって、凸部１１の一方側の面（図中左側の先端１０ａに近い側の面）が小径部４０ａと大径部４０ｂとの間の大径部４０ｂの底面に当接し、留め金具４１によって、凸部１１を一方側から押さえることができるようにされている。
【００２３】
また、フェルール１０の後端１０ｂ面に当接させて、ホルダ金具３１が取り付けられる。ホルダ金具３１は、中央軸方向に被覆付き光ファイバ２１を通すための貫通孔３０を有している。貫通孔３０の開口部外側の面をフェルール１０の後端１０ｂ面に当接させることによって、ホルダ金具３１によって、凸部１１を他方側から押えられるようになっている。
【００２４】
そして、ホルダ金具３１の外周面を留め金具４１の大径部４０ｂ内に圧入することによって、フェルール１０の凸部１１を両側から挟み込んで、フェルール１０の後端１０ｂ部を固定する。留め金具４１の外径はホルダ金具３１の外径より大きく、これによって留め金具４１の外周部を光ファイバ固定部品１のフランジ部４１ａとして利用することができる。
【００２５】
このように、フェルール１０を圧入せず、フェルール１０の径方向に圧力を加える必要がないため、フェルール１０の貫通孔１２が圧迫され光ファイバ２０が挿入できなくなったりすることがなく、かつ十分強固にフェルール１０を保持することができる。また、ホルダ金具３１及び留め金具４１でフェルール１０を挟んで固定することができるため、フェルール１０が使用中に抜け落ちてしまう等のことを生じにくい。
【００２６】
フェルール１０，留め金具４１およびホルダ金具３１を組み立ててから、被覆を剥いだ光ファイバ２０をフェルール１０の貫通孔１２に挿入し、被覆が残されている被覆付き光ファイバ２１部とホルダ金具３１とを接着剤５０で固定する。接着剤５０が、凸部１１の外周面と貫通孔４０ｂの内周面との間にも流れて、フェルール１０と留め金具４１とを固定してもよい。
【００２７】
ここで、フェルール１０の材質としては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）質セラミックス，酸化アルミニウム（アルミナ）質セラミックス，ムライト質セラミックス，窒化ケイ素質セラミックス，炭化ケイ素質セラミックス，および窒化アルミニウム質セラミックス等の単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラス等のガラスセラミックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。その他、樹脂や金属を用いてもよい。
【００２８】
フェルール１０の外周面加工は、セラミックスの場合を例にすると、プレス成型又はインジェクション成型で凸部１１付の形状を成型する他、前記成型及び押出成形等で円筒形状のワークを成型した後に、円筒研削加工により切削し、凸部１１を残す方法でも可能である。
【００２９】
ホルダ金具３１、留め金具４１の材質としては、ステンレス鋼、炭素鋼、真鍮、樹脂などが挙げられ、中でも、耐腐食性、強度面からステンレス鋼が好適である。
【００３０】
次に、図２は、本発明の光ファイバ固定部品２の他の実施形態の例を示す中心軸位置の断面図である。光ファイバ固定部品２は、上記光ファイバ固定部品１同様に、後端１０ｂ側外周に凸部１１を有するフェルール１０を有している。また、フェルール１０の後端１０ｂ部には、光ファイバ固定部品１同様に、中央軸方向にフェルール１０の後端１０ｂ側および凸部１１を収容可能な貫通孔４２（４２ａ，４２ｂ）を有する留め金具４２が用いられる。そして、フェルール１０の後端１０ｂ面に当接させて、一端から他端にかけて被覆付き光ファイバ２１を通すための穴３０を有するフランジ付きホルダ金具３３が取り付けられる。被覆付き光ファイバ２１とホルダ金具３３は接着剤５０によって固定される。
【００３１】
図２から判るように、光ファイバ固定部品２と光ファイバ固定部品１との異なるところは、ホルダ金具３３に設けられる貫通孔３０のフェルール１０側開口部に、留め金具４２の外径よりも少しだけ大きい寸法公差で形成されたザグリ部３２が貫通孔３０の一部として設けられていることである。
【００３２】
そして、留め金具４２を、フェルール１０の先端１０ａ側から通し、ホルダ金具３３のザグリ部３２の内側に圧入する。ホルダ金具３３の外径は、留め金具４２の外径よりも大きく、これによってホルダ金具３３の外周部を光ファイバ固定部品２のフランジ部３３ａとして利用することができる。この場合、留め金具４２の端面とホルダ金具３３との間には隙間が設けられているのが好ましい。また、この隙間に接着剤５０を流れ込ませて固定しても良い。
【００３３】
また、この例においても、フェルール１０の凸部１１がフランジ付きホルダ金具３３と留め金具４２に挟み込むように固定されるため、フェルール１０の径方向に圧力を加える必要がない。このため、フェルール１０の貫通孔１２が圧迫されたりすることもなく、十分強固にフェルール１０を固定することができる。
【００３４】
図３は、本発明の光ファイバ固定部品３の一実施形態を示す中心軸位置の断面図である。光ファイバ固定部品３が光ファイバ固定部品１から異なるところは、留め金具４１とホルダ金具３１との圧入部における当接面Ａにそれぞれ凹凸が形成され、この凹凸同士を咬合させて留め金具４１とホルダ金具３１とを固定しているところである。このように凹凸面を咬合させて圧入固定することにより、留め金具４１とホルダ金具３１とが圧入後に外れ難くなり、より強固にフェルール１０を保持することができる。
【００３５】
さらに図４は、図３の光ファイバ固定部品３のＡ部拡大断面を示した光ファイバ固定部品３の他の実施形態を示すものである。この実施形態において、凹凸６０は、当接面Ａの周方向に設けられた溝と突条とから成り、これら一方の溝と、他方の突条とを咬合させることによって留め金具４１とホルダ金具３１とが固定されている。溝とこれに隣接する溝との間に形成される突条は、圧入する際に突条同士が摺れる側の突条の傾斜面６１の傾斜角度は比較的緩く、その後方の傾斜面６２の傾斜角度は比較的急峻になるようにしておくとよい。圧入時に、ホルダ金具３１及び留め金具４１の弾性変形によりホルダ金具３１が留め金具４１側の貫通孔４０ｂを押し広げながら進入することが可能であるが、これらが抜ける方向においては、突条の後方の傾斜面６２同士が合咬み合うため、圧入し易く抜け難い構造とできる。
【００３６】
このように凹凸を設けることにより、ホルダ金具３１及び留め金具４１を圧入する場合に、手作業又はペンチなどの簡単な工具を使用して容易に行うこともでき、作業短縮につながる。また、周方向に形成された溝と突条とで凹凸を形成すると、周方向の回転位置調整が比較的行ない易くなる。図４において、突条を外周面に複数形成する例を示したが、一本設けるだけでも十分な場合は、一本だけでもよい。
【００３７】
図５は、偏波保存光ファイバに対応させた光ファイバ固定部品４の実施の形態の一例を示す中心軸位置の断面図である。偏波保存光ファイバ２２を保持する光ファイバ固定部品４においては、光ファイバ２２の偏波面がどの方向であるかが光ファイバ固定部品４の外観から容易に判断可能とする必要がある。そのため、フランジ部分（図５においては留め金具４１の外周部）の外周面に、軸方向の溝４４が形成されている。
【００３８】
また、接着剤５０によってホルダ金具３１に固定された光ファイバ２２の偏波面位置とこの溝４４とが一定の位置関係になるように、留め金具４１を回転させて固定する必要がある。このため、留め金具４１の外周面から貫通孔４０ｂにかけてネジ孔４５が設けられており、このネジ孔４５にイモネジ４６が締め込まれることにより、ホルダ金具３１と留め金具４１との回転方向位置の固定を行なえるようになっている。
【００３９】
留め金具４１とホルダ金具３１の当接部には、周方向に溝と突条とが形成されており、この凹凸同士を咬合させて、留め金具４１とホルダ金具３１とが固定される。周方向に設けられた溝と突条とを咬合させているので、留め金具４１とホルダ金具３１とを圧入した後でも留め金具４１とホルダ金具３１とを中心軸の周りに回転させることが容易である。
【００４０】
さらに、図５において、フェルール１０後端１０ｂ側の、凸部１１とホルダ金具３１との間に、パッキン４３を介在させる例を示している。
【００４１】
パッキン４３を介在させることにより、接着剤５０で光ファイバ２１，２３とホルダ金具３１およびフェルール１０とを接着する際に、パッキン４３によって留め金具４１とフェルール１０との間には接着剤５０が浸透して固定されないようにすることができる。このため、光ファイバ２０，２２を接着して固定した後も、留め金具４１を回転させて、留め金具４１の溝４４の位置を合わせることができる。位置合わせ後は、フランジ部に形成されているネジ穴４５からイモネジ４６を締め込み、留め金具４１とホルダ金具３１とを固定することで、偏波面の角度ずれが小さく精度の高い偏波保存光ファイバ固定部品４を提供できる。
【００４２】
なお、図５に示したパッキン４３は、図１乃至図４に示す光ファイバ固定部品１〜３にも適用可能なものであり、接着剤を留め金具４１とフェルール１０との間に浸透しにくくするとともに、フェルール１０の凸部１１を両側から押して保持する場合に弾力を持たせ、フェルール１０が折損し難くする効果も有する。
【００４３】
パッキン４３は天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、パーフロロゴム等のゴム材質か、または、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂及び、グラファイトや、銅、アルミなどを用いることも可能であり、光ファイバ固定部品１〜４が使用される環境に応じて、適した材質を選定すればよい。
【００４４】
また、上記に示した光ファイバ固定部品１〜４の組み立てを判り易くするために、図５の光ファイバ固定部品４を例にした組立斜視図を図６に示した。図５に示すように、光ファイバ固定部品１〜４は、留め金具４１，フェルール１０，必要に応じパッキン４３，およびホルダ金具３１の軸を合わせて配置し、留め金具４１とホルダ金具３１とを互いに圧入して固定することにより、光ファイバ固定部品１〜４を容易に組み立てることができる。そして、光ファイバ２０，２１を挿通して接着剤５０で固定すればよい。
【００４５】
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
【００４６】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【符号の説明】
【００４７】
１，２，３，４：光ファイバ固定部品
１０：フェルール
１１：凸部
１２：貫通孔
２０：光ファイバ
２１：被覆付き光ファイバ
３０：（ホルダ金具の）貫通孔
３１，３３：ホルダ金具
４０ａ，４０ｂ：（留め金具の）貫通孔
４１，４２：留め金具
４３：パッキン
４４：溝
４５：ネジ穴
４６：イモネジ
５０：接着剤
【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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