(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと，これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールとからなる光ファイバコネクタ用フェルールにおいて、該光ファイバコネクタ用フェルールは電鋳法によって製造された金属製のものであって、前記一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、前記他方側のフェルールの前方部が、前記雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成されてなり、前記雄型凸状体の表層部の硬度が前記雌型凹状体の表層部の硬度よりも高いことを特徴とする光ファイバコネクタ用フェルール。
【請求項２】
光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと、これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールとからなる光ファイバコネクタ用フェルールにおいて、該光ファイバコネクタ用フェルールは電鋳法によって製造された金属製のものであって、前記一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、前記他方側のフェルールの前方部が、前記雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成され、前記雄型凸状体の表層部の硬度が前記雌型凹状体の表層部の硬度よりも高く、かつ前記の雄型凸状体の基部が、前記一方側のフェルールの半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなり、また前記雌型凹状体の基部が、前記他方側のフェルール開口端において半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなるものであることを特徴とする光ファイバコネクタ用フェルール。
【請求項３】
前記雄型凸状体の円錐形の傾斜角度が２０〜８０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
【請求項４】
前記雄型凸状体の円錐形の傾斜角度が３０〜６０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
【請求項５】
前記金属が、ニッケル合金であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
【請求項６】
光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと、これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールと、これらフェルールを被覆する保護スリーブと、これらフェルールの基端側に嵌設された光ファイバ導通孔を有するフランジ付き筒体とからなる光ファイバコネクタ構造体において、これらフェルールは電鋳法によって製造された金属製のものであって、その一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、他方側のフェルールの前方部が、前記雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成されてなり、前記雄型凸状体の表層部の硬度が前記雌型凹状体の表層部の硬度よりも高いことを特徴とする光ファイバコネクタ構造体。
【請求項７】
光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと、これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールと、これらフェルールを被覆する保護スリーブと、これらフェルールの基端側に嵌設された光ファイバ導通孔を有するフランジ付き筒体とからなる光ファイバコネクタ構造体において、これらフェルールは電鋳法によって製造された金属製のものであって、その一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、他方側のフェルールの前方部が、前記雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成され、前記雄型凸状体の表層部の硬度が前記雌型凹状体の表層部の硬度よりも高く、かつ前記雄型凸状体の基部が、前記一方側のフェルールの半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなり、また前記雌型凹状体の基部が、前記他方側のフェルール開口端において半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなるものであることを特徴とする光ファイバコネクタ構造体。
【請求項８】
前記金属が、ニッケル合金であることを特徴とする請求項６又は７に記載の光ファイバコネクタ構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバコネクタ用フェルール及び同フェルールを採用した光ファイバコネクタ構造体に係り、特に光ファイバ端部同士の結合部における結合を容易かつ確実なものとした光ファイバコネクタ用フェルール及び同フェルールを採用した光ファイバコネクタ構造体の提供に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光ファイバは、光通信、光デバイス、ＬＡＮ用機器、各種光通信システム等に広く使用されており、このような光通信システムにおいて光ファイバ同士を接続する際には、光ファイバコネクタによる着脱可能な接続方式が採用されている。
従来の光ファイバコネクタにおけるフェルールの結合構造は、図６に断面図を示すごとく構成されていた。
すなわち、同図において、２Ａ、２Ｂは左右のフェルール、３Ａ、３Ｂは左右のフランジ付筒体であり、フェルール２Ａ、２Ｂに形成した光ファイバ挿通孔１ａ、１ｂとフランジ付筒体３に形成した光ファイバ導入孔１ｃ、１ｄが光軸に沿って連なっている。また、フェルール２Ａ、２Ｂの接合部付近の外周部は割スリーブ４で保護されている。そして光ファイバ１、１’は、フランジ付筒体３Ａ，３Ｂの光ファイバ導入孔１ｃ，１ｄを通してフェルール２Ａ，２Ｂの光ファイバ挿通孔１ａ，１ｂまで挿通されている。
【０００３】
そして、光ファイバコネクタを用いて光ファイバ同士を接続するには、接続部分における反射損失を低くするため、光ファイバの先端を互いに突き合わせる接続、いわゆるフィジカルコンタクト（以下、ＰＣという）接続が行われている。ＰＣ接続のためには、フェルールに光ファイバを装填した状態でフェルールの端面を光ファイバ先端と同時に、凸球面や斜め凸球面に研磨したり、フラット面又は斜めフラット面に研磨する加工が行われていたが、従来のジルコニアやガラスなどのフェルールの場合には、このような加工を容易に行うことができないという問題もあった。
また、従来、光通信用ファイバケーブルは、その接続部で互いの芯ずれを数μｍ以下に押さえる必要があるため、光ファイバの端部にコネクタを装着し、両方の端面を研磨し、接続ファイバの先端を互いに弾圧突き合わせにより接続することが行なわれているが、フェルールの位置決めが不正確になりファイバ接続の精度が上がらないという問題があった。
【０００４】
さらに、フェルールの製造は、ジルコニア、アルミナ等のセラミックス粒子や、ステンレススチールその他の金属粒子に適当なバインダを混合した原料を所定の形状に射出成形し、これを焼結することによって行われるため、成形材料の流動性が低く、射出成形時に端面まで成形材料を充填させることが困難であった。そこで、従来は、フェルールとしての外径より太い外径で射出成形を行って、成形品の燒結後に外径研磨を行ってフェルールとしての所定の径に仕上げることが行われていた。
上記成型方法において、得られた焼成体は焼成により幾分収縮・変形してその内径が所望の寸法からずれてくる。このため、焼成体へのダイヤモンド研磨体を用いた円柱状の貫通孔の研磨は必要不可欠な処理であった。
しかしながら、この研磨は焼成体がセラミックであって硬質であるため、非常に手間がかかり熟練を要する作業であり、生産性を低くする原因になっていた。しかも、線状の研磨体におけるダイヤモンドの付き具合が不均一であるなどの理由により研磨しても焼成体の内孔の軸方向位置における内径を完全に均一にすることは容易ではなかった。また、高価なダイヤモンド研磨体を消耗するために、設備コストがかかるという問題があった。
また、上記のように射出成型又は押出成型を行うには、高価な専用の成型機及び金型が必要である。特に、極めて硬いジルコニア粉末により成型機及び金型の摩耗が著しいことから、それらの寿命も短い。成型機及び金型表面に硬い材質を用いることもできるが、それらの特殊な成型機及び金型の製造コストが極めて高くなる。さらに、焼成工程において１２００℃程度という高温で焼成するため、エネルギーコストが高くなり、またエネルギー資源の無駄にもなる。
さらに、従来技術のフェルールの製作では、長さ８ｍｍ以上、内径１２５μm以下の真円度の高い直線状の細孔は製作が殆ど不可能であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点を解決すべくなされたもので、光ファイバ端部同士の結合部における結合を容易かつ確実としたフェルールの提供、及び同フェルールの製造が容易な同フェルールを採用した光ファイバコネクタ構造体を提供するものである。
すなわち、下記構成の光ファイバコネクタ用フェルール及び同フェルールを採用した光ファイバコネクタ構造体である。
（１）光ファイバコネクタ部における光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと、これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールからなる光ファイバコネクタ用フェルールにおいて、前記一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、他方側のフェルールの前方部が、前記一方側の円錐形の雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成されてなることを特徴とする光ファイバコネクタ用フェルール。
（２）光ファイバコネクタ部における光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと、これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールからなる光ファイバコネクタ用フェルールにおいて、
前記一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、他方側のフェルールの前方部が、前記一方側の円錐形の雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成されてなり、かつ円錐形の雄型凸状体の基部が、フェルールの半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなり、また円錐形の雌型凹状体の基部が、フェルール開口端において半径方向に縮径されて形成された環状段部端縁に連なってなるものであることを特徴とする光ファイバコネクタ用フェルール。
（３）一方側のフェルールの円錐形の雄型凸状体の円錐形の俯角傾斜角度が２０〜８０°であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
（４）一方側のフェルールの円錐形の雄型凸状体の円錐形の俯角傾斜角度が３０〜６０°であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
【０００６】
（５）光ファイバコネクタ用フェルールが、金属製のものであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
（６）光ファイバコネクタ用フェルールが、ニッケル合金製のものであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
（７）光ファイバコネクタ用フェルールが、ステンレススチール製のものであることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
（８）光ファイバコネクタ用フェルールが、電鋳法によって製造されたものであることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の光ファイバコネクタ用フェルール。
（９）光ファイバ挿通孔を有する一方側のフェルールと、これに同一軸線上で対向して配設される他方側のフェルールと、これらフェルールを被覆する保護スリーブと、これらフェルールの基端側に嵌設された光ファイバ導通孔を有するフランジ付き筒体とからなる光ファイバコネクタ構造体において、
前記フェルールはその一方側のフェルールの前方部が円錐形の雄型凸状体であり、他方側のフェルールの前方部が、前記一方側の円錐形の雄型凸状体を密接して受け入れる円錐形の嵌入部を備えた雌型凹状体で構成されてなることを特徴とする光ファイバコネクタ構造体。
（１０）光ファイバコネクタ用フェルールが前記（２）〜（８）のいずれか１項に記載のものであることを特徴とする前記（９）記載の光ファイバコネクタ構造体。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るフェルールの断面図（ａ）、同フェルールの斜視説明図（ｂ）及び同フェルール前方部の円錐形の傾斜角度を示す正面図（ｃ）である。また、図２は、図１に示したフェルールの円錐形の雄型凸状体と雌型凹状体の端縁に環状段部を設けたものの断面図（ａ）及び同斜視説明図（ｂ）である。
そして、図３はフェルールをスリーブで保護した状態の断面図である。
さらに、図４は本発明の光ファイバコネクタにおけるフェルールの結合構造体の断面図である。
図５は本発明のフェルールを製作する工作説明図であり、（ａ）図は円錐形の雌型凹状体の製作説明図、（ｂ）は円錐形の雄型凸状体の製作説明図である。（ｃ）図は環状段部を有する円錐形の雌型凹状体を製作するために好適なバイトの正面図と斜視図である。
【０００８】
本発明の光ファイバコネクタにおけるフェルールの結合構造は、図４に断面図を示すごとく構成される。
すなわち、同図において、２ａ、２ｂは左右のフェルール（好ましくは電鋳ニッケル合金製）、３Ａ、３Ｂは左右のフランジ付筒体であり、フェルール２ａ、２ｂに形成した光ファイバ挿通孔１ａ、１ｂとフランジ付筒体３Ａ、３Ｂに形成した光ファイバ導入孔１ｃ、１ｄが光軸に沿って連なっている。また、フェルール２ａ、２ｂの接合部付近の外周部は割スリーブ４で保護されている。
ここで、フェルール２ａ、２ｂの前方部２ａ’、２ｂ’は円錐形の雄型凸状体、円錐形の雌型凹状体となっている。
そして光ファイバ１、１’は、フランジ付筒体３Ａ，３Ｂの光ファイバ導入孔１ｃ，１ｄを通してフェルール２ａ，２ｂの光ファイバ挿通孔１ａ，１ｂまで挿通されている。
【０００９】
また、フランジ付筒体３Ａ、３Ｂは、通常金属製の筒状体であり、先端側の外周に方形フランジ３ａ、３ｂが形成されている。この方形フランジ３ａ、３ｂの中心部分には、前記フェルール２ａ、２ｂの外径に合わせた内径のフェルール嵌合部が形成されて、フランジ付筒体３Ａ、３Ｂの先端側がフェルール２ａ、２ｂの基端側の外側に嵌合されて、フェルール２ａ、２ｂとフランジ付筒体３Ａ、３Ｂが光軸に沿って連なっている。
すなわち、フランジ付筒体３Ａ、３Ｂの筒状部の中心軸（光軸）に沿って、前記フェルール嵌合部に連通する光ファイバ導入孔が形成されている。この結果、フェルール嵌合部を嵌合したフェルール２ａ、２ｂの光ファイバ挿通孔１ａ，１ｂとこの光ファイバ導入孔１ｃ，１ｄが連通している。
ところで、本発明におけるフェルールは電鋳法によって作成することが好ましい。
電鋳法によるフェルールの製作は、前に本発明者が開発したものであるが、ニッケルイオン系電鋳液中に張設した電極細線を回転させ、その細線表面にニッケル系金属を析出させて電極細線上にフェルール用のニッケル系金属製細管を形成することにより行われる。
そして、フェルールの硬度を変化させるには、例えば電鋳法によりニッケル系金属（ニッケル合金）を析出させる段階で電鋳液の組成を変えることにより、内部と表層部の合金組成を変えることにより実施でき、あるいはニッケル系電鋳細管を高温の窒素ガス雰囲気に曝すことで窒化処理して表層部を高硬度化させることができる。
なお、円錐形の雌型凹状体表層部よりも雄型凸状体表層部を高硬度化した方が、すなわち雌型凹状体表層部は硬度を低くし、雄型凸状体表層部は硬度を高くして、両者を組合せた方がフィジカルコンタクトとしての結合状態が安定して好ましい。
また、こうした組合構造せは、高振動環境下での使用において、緩みも生ぜず好適な構造となる。
【００１０】
次に、本発明のフェルールの円錐形の雄型凸状体と雌型凹状体の形成工作は、例えば図５にその説明図を示すごとくして行うことができる。
（ａ）図は雌型凹状体の製作説明図であり、ダイアモンド単結晶製のカッタ刃状バイト５（該バイトは水平背部５ｂの先端から徐々に縮幅する刃部５ａを備える）を、その先端を回転中のフェルール２ｂの端部細孔１ｂに向けて水平に押し付けるものである。
（ｂ）図は雄型凸状体の製作説明図であり、ダイアモンド単結晶製のカッタ刃状バイト５（該バイトは水平背部５ｂの先端から徐々に縮幅する刃部５ａを備える）を、その先端を回転中のフェルールの外周縁端部に向けて押し付けるものである。
以上により、フェルールの前方部に雌型凹状体と雄型凸状体を容易・確実に形成させることができる。
なお、（ｃ）図は環状段部２２ａ，２２ｂを有する雌型凹状体を製作するための１例のバイトの側面図と斜視図であり、ダイアモンド単結晶製の２等辺三角形の刃部５０とその基部に固設されたリング状の段部形成用押し当て具５１からなる。
該（ｃ）図図示バイトを（ａ）図のごとくにしてフェルールの端部に向けて押し付けることにより図２に示す段部付きフェルールを製作することができる。
【００１１】
以上はフェルールの製作についての説明であるが、光ファイバコネクタ構造体の組立は、まず割スリーブ４内へ左右から内部へ向けてフェルール２ａ及び２ｂを挿入する。すると、フェルール２ａの前方部２ａ’の円錐形の雄型凸状体部が、フェルール２ｂの前方部２ｂ’の円錐形の雌型凹状体部にガイド作用を伴って自動的に同一軸線を探索し当接するごとくして、正確かつ円滑・容易に嵌挿される。
【００１２】
なお、フェルール２ａの前方部２ａ’の円錐形の雄型凸状体表面と、フェルール２ｂの前方部２ｂ’の円錐形の雌型凹状体内部表面は、共に鏡面とされることが好ましい。
互いに鏡面であることにより、仮に２ａ’先端部から光が漏出してきても、それら漏出光は中心部へ集光することになり、光の伝達が充分に行われる。
【００１３】
【発明の効果】
上記のとおり本発明によれば、光ファイバ端部同士の結合部における結合を容易かつ確実なものとすることができる。
すなわち、一方側のフェルールの前方部の円錐形の雄型凸状体部が、他方側のフェルールの前方部の円錐形の雌型凹状体部にガイド作用を伴って自動的に同一軸線を探索し当接するごとくして、正確かつ円滑・容易に嵌挿できる。
また、電鋳法により製作されたフェルールを用いれば、長さ８ｍｍ以上、内径１２５μm以下の真円度の高い直線状の細孔を有する本発明の形状のフェルールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフェルールの断面図（ａ）、同フェルールの斜視図（ｂ）及び同フェルール前方部の円錐形の傾斜角度を示す正面図（ｃ）である。
【図２】図１に示したフェルール前方部にリング状段部を設けたものの断面図（ａ）及び同斜視図（ｂ）である。
【図３】フェルールをスリーブで保護した状態の断面図である。
【図４】本発明の光ファイバコネクタにおけるフェルールの結合構造の断面図である。
【図５】本発明のフェルールの形成工作説明図である。
【図６】従来の光ファイバコネクタにおけるフェルールの結合構造の断面図である。
【符号の説明】
１，１’：光ファイバ、
１ａ、１ｂ：光ファイバ挿通孔、
１ｃ、１ｄ：光ファイバ導入孔、
２ａ、２ｂ：フェルール、
２ａ’：円錐形の雄型凸状体、
２ｂ’：円錐形の雌型凹状体、
２Ａ、２Ｂ：フェルール、
３ａ、３ｂ：フランジ、
３Ａ、３Ｂ：フランジ付筒体、
４：割スリーブ、
５：バイト、
５ａ：刃部、
５ｂ：水平背部、
５０：刃部、
５１：押し当て具、
【図１】
0004078627.tif 000002
【図２】
0004078627.tif 000003
【図３】
0004078627.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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