(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のフェルールを有する第一の光ファイバコネクタを、前記第一のフェルールとは異なる直径である第二のフェルールを有する第二の光ファイバコネクタに結合するアダプタであって、少なくとも前記第一のフェルールに対し前記第一の光ファイバコネクタの結合端に向かってばねバイアス力が軸方向に加えられており、前記アダプタは、
長手方向に軸を有する細長い実質的に空洞の本体を含み、前記本体は第一の端と第二の端とを有し、前記第一の端はその内部に前記第一の光ファイバコネクタを受容する大きさと形状とを有し、そして前記第二の端はその内部に前記第二の光ファイバコネクタを受容する大きさと形状とを有しており、さらに、
前記本体内に同軸上に配置された、前記第一と第二のフェルールを受容する管状整合スリーブと、
前記第一及び第二のフェルール上における軸方向のばね力の合計が実質的に零となるように、前記管状整合スリーブ内の前記第一のフェルールに対し前記第二のフェルールから前記第一のフェルールの方向へ軸方向バイアス力を加える、前記本体内に配置されたバイアス力部材とを含むことを特徴とするアダプタ。
【請求項２】
前記管状整合スリーブは、第一の直径を有する前記第一のフェルールを収容する第一の直径部分から、第二の直径を有する前記第二のフェルールを収容する第二の直径部分に向かって段差を付けられ、前記第二の直径は前記第一の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のアダプタ。
【請求項３】
前記本体は内部に正面壁を有し、前記正面壁は前記本体と同軸上に後退部分を有することを特徴とする請求項２記載のアダプタ。
【請求項４】
前記正面壁は、第一および第二の面を有し、そして前記管状整合スリーブを収容する、前記第一の面から延びる第一のラッチゲートと前記第二の面から延びる第二のラッチゲートとを含むことを特徴とする請求項３記載のアダプタ。
【請求項５】
前記バイアス力部材が前記後退部分に配置され、前記スリーブを押す力を与えることを特徴とする請求項３記載のアダプタ。
【請求項６】
前記バイアス力部材が前記管状整合スリーブの前記第一の直径部分によって支えられることを特徴とする請求項５記載のアダプタ。
【請求項７】
前記バイアス力部材が皿ばねであることを特徴とする請求項２記載のアダプタ。
【請求項８】
前記皿ばねは、前記管状整合スリーブの前記第二の直径部分が通る中央穴を有することを特徴とする請求項７記載のアダプタ。
【請求項９】
前記バイアス力部材がコイルばねであることを特徴とする請求項２記載のアダプタ。
【請求項１０】
前記コイルばねが前記管状整合スリーブの前記第二の直径部分を取り巻くことを特徴とする請求項９記載のアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連する特許出願】
本出願は、１９９９年１１月１０日付けで出願され、Lucent Technologies,Inc.に譲渡されたSheldonから合衆国特許出願第０９／４３８，３１１号と関連するため、これについても参照されたい。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
ここに開示される発明は第一のプラグ終端光ファイバケーブルを第二のプラグ終端光ファイバに結合するための光ファイバアダプタに関する。より詳細には、本発明は、異なるサイズのフェルールを持つ終端プラグを結合するための光ファイバアダプタに関する。
【０００３】
【従来の技術】
光ファイバ技術の現状においては、通常、光ファイバあるいはケーブルは、プラグタイプのコネクタ内に終端され、２つのファイバの接合は、通常はコネクタを受け、これら接合部を横断する信号の伝送損失が低く押さえるためにこれらコネクタを突き合わせ関係に整合させるアダプタを用いて達成される。初期のタイプのアダプタは、整合スリーブがそこを通ることができるようなサイズおよび形状に適合化された管状本体として形成され、この本体内に結合器（コネクタ）のフェルールが突き合わせ関係に整合して保持される。このような初期のタイプのカップリング（結合）の一例が、同一タイプの光ファイバコネクタを互いに結合するように適合化されたCammonsらの合衆国特許第５，０８２，３４５号において開示されている。このCammonsの特許においては、コネクタの一つのフェルールが整合スリーブの一端に挿入され、こうして形成されたこの組合せがアダプタ本体に通される。次に、第二のコネクタがこのアダプタ内に挿入され、そのフェルールが整合スリーブの他端に挿入される。その後の開発により、例えば、Stephensonらの合衆国特許第５，２１２，７５２号に開示されるような、アダプタ内に整合スリーブが収容され、この中に両方のコネクタが挿入されるタイプのアダプタも製造されている。
【０００４】
多数のファイバ（あるいはケーブル）終端コネクタが開発されており、幾つかはある特定の動作目的に対して機能し、他の幾つかは製造の経済性を改善することを目指し、他の幾つかは製造および／あるいは使用の容易さを目指す。こうして、ＳＣ、ＳＴ（登録商標）、ＦＣ、ＬＣ、およびＭＵと呼ばれる様々な異なるタイプのコネクタが存在し、これらの全てが広く用いられている。このため、あるタイプの終端コネクタを持つケーブルを異なるタイプの終端（コネクタ）を持つケーブルに接続しなければならないといった状況が頻繁に発生する。この問題に対する初期の解決策が、おのおのが互いに異なる特定のコネクタを受けるための第一と第二のピースを持ち、互いに結合することで、ＦＣからＳＴ（登録商標）への、並びにＦＣからＦＣおよびＳＴ（登録商標）からＳＴ（登録商標）への結合を可能にする光ファイバアダプタあるいはビルドアウトシステム（build-out system）を開示するLampertらの合衆国特許第５，０６７，７８３号において提唱されている。Lampertらの発明は確かに当分野の進歩に貢献するが、ただし、新たに開発されたコネクタ、例えば、ＬＣタイプとＳＣタイプのコネクタを結合する問題が残されており、このため、よりユニバーサルな結合装置が必要とされる。Kingらの合衆国特許第５，２７４，７２９号は、多数の異なるタイプのコネクタを互いに結合するという上述の問題を解決し、ＳＣ、ＳＴ（登録商標）およびＦＣタイプのコネクタを、必要に応じて任意の組合せにて、互いに接続することを可能にするユニバーサルビルドアウトシステムを開示する。より最近では、１９９９年４月１日で出願された「Universal Modular Fiber-Build-Out（モジュール型の万能ファイバビルドアウト）」という名称の合衆国特許出願第０９／２８２，９２６号において、ＳＣ、ＳＴ（登録商標）およびＦＣタイプのコネクタの２．５ｍｍなる大きな直径のフェルールを互いに結合するのみでなく、初めてＬＣタイプのコネクタの１．２５ｍｍなる小さな直径のフェルールをＳＣ、ＳＴ（登録商標）、およびFCタイプのコネクタの大きな直径のフェルールに結合することを可能するシステムが開示されている。整合スリーブは、２つの異なる直径を持つ段差スリーブ（stepped sleeve）の形態をとることもできるが、前述のSheldonらの特許出願第０９／４３８，３１１号は、アダプタあるいはビルドアウトが、より一般的な２ピース構成の代りに、１ピースから成り、このためデバイスのコストを削減できる類似の構成を開示する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
普通に用いられている全てのコネクタにおいて、標準的には、フェルールは平行方向に移動でき、通常はコイルばねを用いてコネクタの結合端に向けてバイアス力を与えられる（押しつけられる）。標準のアダプタにおいては、各フェルールは、コネクタがアダプタ内に完全に納まるまで接触の平面を越えてバイアスされる（前に押される）。この位置において、両方のフェルールは概ね等しい力で突き合わされるが、その後、この前進位置から接触の平面がアダプタ内の概ね中央に来るまで後退され、この位置でフェルールに掛かる力は等しくなる。このとき、フェルールは、お互いに軸方向に移動できる、すなわち、浮いた状態となり、これによって、正しい整合が維持される。ただし、これらばねの一方が他方よりかなり大きな力を持つ場合、あるいは一方のコネクタがばねを備えない場合は、フェルールは、アダプタ内を、そのさらなる移動を阻止する面に突き当たるまで前進し、この結果、正しい整合が損なわれ、フェルールは、もはや「浮いた（floating）」状態ではなくなる。こうして、段差スリーブは、異なる直径のフェルールを扱うことはできるが、ただし、スリーブ自身はより強い方のばねの力のために所定の位置からずれる。例えば、あるアダプタが、ＳＣタイプのコネクタ大きな直径（２．５ｍｍ）のフェルールをＬＣあるいはＭＵタイプのコネクタの小さな直径（１．２５ｍｍ）のフェルールに結合するように設計された場合、ＳＣタイプのコネクタのばねは約２．２ポンド（１．０ｋｇ）の力を与え、これは、ＬＣあるいはＭＵタイプのコネクタのばねによって与えられる１．２ポンド（０．５４ｋｇ）の力より遥かに大きく、このため小さなフェルールが接触の平面を越えて押し出され、この結果、整合が劣化する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一端においては大きな直径のフェルールを受け、他端においては小さな直径のフェルールを受ける段差付整合スリーブを備える１ピースもしくは２ピース本体から成るアダプタに関する。このスリーブは、アダプタ内に、スリーブの幾らかの平行方向の移動を許すラッチゲートを介して収容される。アダプタ自体は、上述のSheldonらの特許出願において開示されるように、一端においては、例えば、大きな直径のフェルールを持つ第一の光ファイバコネクタを受けられるサイズおよび形状にされ、他端においては、小さな直径のフェルールを持つ第二の光ファイバコネクタが受けられるようなサイズおよび形状にされ、段差整合スリーブは、これらコネクタのフェルールが受けられるように適合化される。その両側から軸方向に向かってラッチゲートが延びるアダプタ内の正面壁部分（transversal wall portion）は、そこからラッチゲートが延びる壁側に、段差付整合スリーブの拡張部分を収容する円形の後退部を備える。この後退部内には、皿ばねあるいはコイルばねなどのばね部材、もしくは、Ｏ−リングなどの弾性ばねが配置され、これは、段差付整合スリーブのこの２つの異なる直径の接合部分に形成されるショルダによって支えられる。例えば、スリーブの大きな直径部分がそのばねが約２．２ポンドの力を及ぼすＳＣタイプのコネクタの大きなフェルールを受け、スリーブの小さな直径部分がそのばねが約１．２ポンドの力を及ぼすＬＣタイプのコネクタのフェルールを受けるようにされる場合、この後退部内のアダプタばねは、整合スリーブの拡張部分に約１ポンドの力を及ぼすように適合化される。この１ポンド（０．４５ｋｇ）の力は、ＳＣタイプのコネクタのばねの約２．２ポンドの力に対抗して働き、結果として、ＬＣタイプのコネクタのばねの力の１．２ポンドと同一レベルに低減され、整合スリーブがラッチゲートにて形成されるチャンバ内で浮くこととなり、これにより整合の劣化が阻止される。
【０００７】
本発明は、異なるばねバイアス力を持つコネクタの多くの任意の組合せに適用できることに加えて、本発明の原理および特徴はこれらコネクタの一つがバイアス力を持たないような状況にも適用できる。本発明のこれら原理および特徴のさらなる理解が以下の詳細な説明を付録の図面と照らして読むことで得られるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の原理および特徴は事実上全ての光ファイバコネクタおよびアダプタとの使用に適用することができる。ただし、簡単のために、以下では、これらは大きな直径（２．５ｍｍ）のフェルールを持つＳＣタイプのコネクタを小さな直径（１．２５ｍｍ）のフェルールを持つＬＣタイプのコネクタに結合するためのアダプタに対して適用されるものとして説明される。本発明の特徴は、コネクタのフェルールの直径は実質的に同一であるが、ただし、フェルールに掛かるばねの力が大きく異なり、不整合をもたらような状況に対しても同様に適用できることに注意する。
【０００９】
図１には、緩衝付光ファイバ１２を終端するためのＳＣタイプのコネクタ１１が断面図にて示される。図からわかるように、コネクタ１１は、内部にコネクタのコネクタ端１８の所にフェルール１７を持つ胴体アセンブリ１６を収容する穴１４を持つハウジング１３を備える。コイルばね１９は、前述のように、フェルール１７に順方向バイアスを加え、フェルール１７は、矢印にて示されるように、ある限られたレンジ内で平行方向すなわち軸方向に移動できる。図１ｂは、内部にコネクタ端２１から外に突出するフェルール２７を持つ胴体アセンブリ２６を穴２４を持つハウジング２３を備えるＬＣタイプのコネクタ２２のコネクタ端２１を部分断面図にて示す。コイルばね２８は、上述のように、胴体アセンブリ２６にバイアスを加え、こうして、フェルール１７は、矢印にて示されるように、ある限られたレンジ内で軸方向に移動できる。図示されるように、ＳＣタイプのコネクタ１１のフェルール１７は拡張された穴２９内に収容され、ＬＣタイプのコネクタ２２のフェルール２７は拡張された穴３１内に収容される。コネクタ１１と２２は、広く用いられている標準コネクタであるが、上述のように、これらフェルールには結合の劣化を招き得る異なるばね力が作用し、（本発明によらないと）これらが互いに結合されたとき結果として信号の劣化をもたらしかねない。
【００１０】
図２は、その内部にLCタイプのコネクタ２２を受けるための第一のレセプタクル（ジャック）３３と、その内部にＳＣタイプのコネクタ１１を受けるための第二のレセプタクル３４を備える本発明のアダプタ３２を示す。レセプタクルすなわちジャック３３は、合衆国特許第５，６３８，４７４号において開示されているような標準のＬＣタイプのジャックから成り、詳しくは上述の特許を参照されたいが、後に説明するように、フランジ３６と正面壁３５を備える。フランジ３６とラッチ３７は、レセプタクルすなわちジャック）３３を、例えば、パネル（図示せず）に固定する働きをする。レセプタクル３４は、Stephensonらの合衆国特許第５，２１２，７５２号において開示されているような標準タイプのＳＣジャックから成り、詳しくは上述の特許を参照されたいが、図２においてはプレスフィットピン３８として示される適当な手段にてジャック３３に取り付けられる。レセプタクル３３とレセプタクル３４を結合するための他の手段、例えば、超音波接合、あるいはこれらを単一のアダプタハウジングとして合体するための他の手段を用いることもできる。一体となって、レセプタクル３３と３４は細長いアダプタ本体を形成する。
【００１１】
本発明によると、壁３５はこれからジャック３４内へと延びる第一のラッチゲート４０を持ち、この内側基部にはばね部材４１を収容する円形後退部３９が設けられる。壁３５の反対側からは、第二のラッチゲート４２が延びる。ゲート４０の外寸（直径）は、ＳＣタイプのコネクタ１１の拡張された穴２９の内径より小さく、ゲート４２の直径は、ＬＣタイプのコネクタ２２の拡張された穴３１の内径より小さい。図からわかるように、ラッチゲート４０は、段差フェルール整合スリーブ（stepped ferruele alignment sleeve）４６の大きな直径部分４４を収容するチャンバ４３を形成し、ラッチゲート４２は同様に段差付整合スリーブ４６の小さな直径部分４８を収容するチャンバ４７を形成する。整合スリーブ４６は、好ましくは、金属、あるいは、例えば、プラスチックもしくはセラミック材から形成される。ラッチゲート４０と４２は、好ましくは、ジャック３３と３４と同一のプラスチック材から形成される。好ましくは、ラッチゲート４０は、整合スリーブ４６を収容チャンバ４３と４７内に強制的に押し込むことができ、スリーブ４６がこれらチャンバ内に入った時点でこれらが示される位置に素早く戻り、スリーブ４６をある程度の移動を許しながらチャンバ４３と４７内に保持することができるように十分に弾性であることを要求される。この目的のために、上述のSheldonらの特許出願第０９／４３８，３１１号に開示されるラッチゲートにおいて特徴的であるように、ゲート４０、４２の末端は拡張突起部４９を持つ。図３は、ラッチゲート４０の端面図であり、段差整合スリーブ４６がゲートを通してチャンバ４３と４７内に挿入される際にゲート４０が変形（収縮）できるようにするためのスプリット５１を示す。第二のラッチゲート４２の端面も類似の構造を持つが、ただし、スプリット５１は必要とされない。
【００１２】
動作においては、コネクタ１１はジャック３４内に挿入され、そのフェルール１７は整合スリーブ４６の大きな直径部分４４内に挿入され、コネクタ２２はジャック３３内に挿入され、そのフェルール２７は整合スリーブ４６の小さな直径部分４８内に挿入される。ＳＣタイプのコネクタ１１のコイルばね１９はＬＣタイプのコネクタ２２のばね２８より強いため、ばね部材４１が存在しない場合は、ばね１９とばね２８の力関係から、スリーブ４６が後退部３９に突き当たるまで押され、２つのフェルール１７と２７の突き合わせ平面がシフトする恐れがある。ただし、本発明によると、図４ｂから最も良くわかるように、ばね部材４１がショルダ５２によって支えられ、スリーブ４６に、ばね１９によって与えられるのとは反対方向の押す力を与える。前述のように、ばね部材４１の力は、ばね１９と２８の間の力の差と実質的に等しくされ、こうして、段差スリーブ４６が後退部３９に突き当たり、フェルールの突き合わせ平面がシフトし、接合部に不整合が生じるのが阻止される。
【００１３】
図４は、整合スリーブ４６と、スリーブ４６の小さな直径の部分４８がそこを通過できるようにするための中央穴５３を持つ皿ばねとして示されるばね部材４１の斜視図を示す。図４ｂは、図４ａの構成の側立面図である。図からわかるように、スリーブ４６の部分４４と４８の接合部はショルダ５２を形成し、ばね部材４１はこれによって支えられる。スリーブ４６がラッチゲート４０、４２内に楽に挿入できるようにするために、ショルダ５２の縁は大きな直径部分４４の接合端の所に丸みを付けられる。図５は、図４と類似の図を示すが、この実施例においては、ばね部材はコイルばね５６から成る。操作は皿ばねが用いられる場合と同一であり、コイルばねは後退部３９内に配置され、ショネダ５２に支えられる。
【００１４】
ここでは本発明の特徴が、ＳＣタイプのコネクタとＬＣタイプのコネクタを互いに結合するための実施例を用いて説明されたが、これらと同一の原理がそのフェルールに加わるバイアス力に差がある他のタイプのコネクタを互いに結合するためにも適用できるものである。加えて、説明の好ましい実施例の装置は、２つのパーツを持つ結合アダプタから成るが、本発明の同一の原理および特徴は、前述のSheldonらの特許出願において開示されるそれと類似の単一すなわち１ピースアダプタにも同様に適用できるものである。さらに、一つのファイバスタブと一つあるいは２つの円筒整合スリーブを持つ異なる直径のフェルールの組合せを結合する際にも力の均衡は要求される。２つのスリーブが用いられる場合は、アダプタは同一の目的を果たすが、ただし、精密な段差スリーブは不要となる。
【００１５】
さらに、本発明に従って力の均衡を達成するために、本発明の様々な特徴を他のタイプの結合構成に導入する場合は、当業者においては理解できるように、様々な修正あるいは適合化が必要となることも考えられるが、これら全てのバリエーション、適合化、あるいは修正も、ここに開示される本発明の範囲に入るものと見なされるものである。さらに、クレームにおいて、構造、材料、あるいは行為などが指摘されるが、これらと同一の機能を他の要素との組合せて遂行することができるあらゆる構造、材料、行為が、クレーム中に明確に指摘されているか否かに関係なく、それらの同等物として見なされるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】  ＳＣタイプの光ファイバコネクタの部分断面立面図である。
【図１ｂ】  ＬＣタイプの光ファイバコネクタの部分断面立面図である。
【図２】  本発明の一つの好ましい実施例による結合アダプタの断面立面図である。
【図３】  図２のアダプタの細部の正面図である。
【図４ａ】  図２のアダプタの細部の斜視図である。
【図４ｂ】  図４ａの細部の立面図である。
【図５】  図４ａの細部の異なる実現の立面図である。
【符号の説明】
１１  ＳＣタイプのコネクタ
１２  光ファイバ
１３  ハウジング
１４  穴
１６  胴体アセンブリ
１７  フェルール
１８  コネクタ端
１９  コイルばね
２１  コネクタ端
２２  ＬＣタイプのコネクタ
２３  ハウジング
２４  穴
２６  胴体アセンブリ
２７  フェルール
２８  コイルばね
３２  アダプタ
３３  第一のレセプタクル（ジャック）
３４  第二のレセプタクル
３６  フランジ
３５  正面壁
３７  ラッチ
３８  プレスフィットピン
３９  円形後退部
４０  第一のラッチゲート
４１  ばね部材
４２  第二のラッチゲート
４３  チャンバ
４４  大きな直径部分
４６  段差フェルール整合スリーブ
４７  チャンバ
４８  小さな直径部分
４９  拡張突起部
５１  スプリット
５２  ショルダ
５３  中央穴
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
0003934468.tif 000008