(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に光ファイバを収納するための貫通孔を有する筒状の光コネクタ用フェルールと、該フェルールが嵌合する凹部を有するフェルール支持体と、を備える光ファイバ固定具であって、
上記凹部の底面に凸部を設け、該凸部と上記フェルールの端面とを離間させた状態で固定するとともに、
上記凸部の外方で、上記フェルールの端面と上記凹部の内面との間に、上記離間部を介して上記貫通孔と連通する空気溜まり部を設けてなる光ファイバ固定具。
【請求項２】
上記フェルール支持体の凹部に挿入する側のフェルール端面に、空気溜まり部をなす面取り部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ固定具。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の光ファイバ固定具と、他の光ファイバ固定具との先端同士を当接させて光ファイバ同士を接続するようにしてなる光ファイバコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用される、光ファイバを相互に接続する光ファイバコネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信システムにおける装置の切り替え、送受信ポートの取り外し、装置の調整、測定等の脱着自在な光接続が必要な箇所には光ファイバを保持した一対の光ファイバ固定具のフェルール先端同士を当接させて連結保持することにより光ファイバ同士を光学的に接続する光ファイバコネクタが使用されている。
【０００３】
例えば、図７に示す光ファイバコネクタ１０は、一対の光ファイバ固定具３同士を当接させたものである。この光ファイバ固定具３は光ファイバ１１を挿通固定する軸孔１ａを有するセラミックス製のフェルール１と、該フェルール１が嵌合する凹部２ａを有すると共に、該凹部２ａと連通し上記フェルール１の軸孔１ａと同軸の貫通孔２ｂを有する金属製又は樹脂製のフェルール支持体２とからなり、上記フェルール１の軸孔１ａに光ファイバ１１を挿入し、上記フェルール支持体２の貫通孔２ｂに接着剤１３を充填して上記光ファイバ１１を固着して構成される。そして光ファイバコネクタ１０は、一対の光ファイバ固定具３と、該光ファイバ固定具３のフェルール１先端同士を当接させて連結保持するスリーブ１４とからなり、該スリーブ１４の外周には両端にネジ部を有するアダプタカプリング１５が配設してあり、該アダプタカプリング１５の両端にカプリングナット１６を螺合し、各カプリングナット１６とフェルール支持体２との間に配設されたバネ１７の押圧力でもって光ファイバ固定具３のフェルール１の先端同士を当接させ、光ファイバ１１同士を光学的に接続するようになっていた。
【０００４】
ところで、光ファイバ１同士を確実に当接するためにはフェルール支持体２より突出するフェルール１の長さ（以下、段長という）が重要であり、この段長が短すぎるとスリーブ１４内でフェルール１同士を当接させることが出来ないため光接続が不能となり、逆に、段長が長すぎるとアダプタカプリング１５とカプリングナット１６との距離が足りなくなり、コネクタ２０を構成することが出来ないといった問題がある。
【０００５】
その為、上記光ファイバ固定具３としては図８（ａ）に示すようなフェルール１の端面１ｂをフェルール支持体２の凹部２ａ底面に当接させて嵌合した底付き仕様のものと、図８（ｂ）に示すようなフェルール１の端面１ｂをフェルール支持体２の凹部２ａ底面と隙間を設けて嵌合した底浮き仕様のものが使用されていた（ＵＳＰ４、８４２、３６３号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記図８（ａ）のような底付き仕様の光ファイバ固定具３では、段長管理のためにフェルール１およびフェルール支持体２の凹部２ａの寸法公差を小さくする必要があり、その為に緻密な作業が必要となり作業効率が悪いといった課題があった。
【０００７】
一方、図８（ｂ）のような底浮き仕様の光ファイバ固定具３では、段長管理を自由に行うことが出来るものの、フェルール支持体２の貫通孔２ｂから接着剤１３を充填する際に、フェルール１の端面１ｂとフェルール支持体２の凹部２ａ底面との間に充分な量の接着剤１３を供給する事が出来ず空気溜まり４が形成されることから、信頼性が低いといった課題があった。
【０００８】
即ち、フェルール１とフェルール支持体２の凹部２ａとの間に空気溜まり４があると、接着剤１３の硬化時に光ファイバ周辺に空気が移動し、長期使用中にその空気が膨張収縮し、この体積変化により光ファイバ１１を破損する恐れがあった。
【０００９】
【課題を解決するために手段】上記課題に鑑みて本発明は、軸方向に光ファイバを収納するための貫通孔を有する筒状の光コネクタ用フェルールと、該フェルールが嵌合する凹部を有するフェルール支持体と、を備える光ファイバ固定具であって、
上記凹部の底面に凸部を設け、該凸部と上記フェルールの端面とを離間させた状態で固定するとともに、
上記凸部の外方で、上記フェルールの端面と上記凹部の内面との間に、上記離間部を介して上記貫通孔と連通する空気溜まり部を設けてなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記フェルール支持体の凹部に挿入する側のフェルール端面に空気溜まり部をなす面取り部を備え、凹部底面とフェルールの端面を離した状態で固定し空気溜まり部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、光ファイバ固定具を構成するフェルール支持体の凹部底面に凸部を設け、該凸部にフェルール端面を離した状態で圧入もしくは接着にて固定したことから、フェルールの端面とフェルール支持体との間に空気溜まりが生じる。しかしながら、該空気溜まりは、凸部の外周側に発生し、接着剤硬化時に光ファイバ周辺にまで空気溜まりが移動することがなく、長期使用中に該空気溜まりが膨張収縮しても、この体積変化により光ファイバを破損することはない。
【００１２】
又、本発明は、フェルール支持体の凸部とフェルール端面とを当接させないので、フェルール支持体を変形させるような無理な力がかからず、フェルールおよびフェルール支持体凹部の寸法精度を厳しくしなくとも微妙な段長管理を容易に行うことが出来る。
【００１３】
さらに本発明によれば、光ファイバ固定具を構成するフェルール支持体の凹部に挿入する側のフェルール端面に空気溜まり部をなす面取り部を備え、凹部底面とフェルールの端面を離した状態で圧入もしくは接着にて固定したことから、面取り部に空気溜まりが生じる。しかしながら、該空気溜まりは、フェルール端面の外周側に発生し、接着剤硬化時に光ファイバ周辺にまで空気溜まりが移動することがなく、長期使用中に該空気溜まりが膨張収縮しても、この体積変化により光ファイバを破損することはない。
【００１４】
又、本発明は、フェルール端面とフェルール支持体凹部とを当接させないので、フェルール支持体を変形させるような無理な力がかからず、フェルールおよびフェルール支持体凹部の寸法精度を厳しくしなくとも微妙な段長管理を容易に行うことが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施形態を図によって説明する。
【００１６】
図１は本発明の第一実施形態を示す光ファイバコネクタ１０の縦断面図である。
【００１７】
本発明に係わる光ファイバコネクタ１０は、一対の光ファイバ固定具３同士を当接させたものである。この光ファイバ固定具３は、光ファイバ１１を挿通固定する軸孔１ａを有するセラミック製のフェルール１と、該フェルール１が嵌合する凹部２ａを備え、該凹部２ａの底面にはリング状の凸部２Ｃを有すると共に、上記凹部２ａと連動しかつ前記フェルール１の軸孔１ａと同軸の貫通孔２ｂを有する金属製もしくは樹脂製のフェルール支持体２とからなり、上記フェルール１の軸孔１ａには光ファイバ１１を挿入し、上記フェルール支持体２の貫通孔２ｂに接着剤１３を充填する事により上記光ファイバ１１を固着してなるものである。そして、光ファイバコネクタ１０は一対の光ファイバ固定具３と、該光ファイバ固定具３のフェルール１の先端同士を当接させて連結保持するスリーブ１４とから構成してあり、該スリーブ１４の外周には両端にネジ部を設けたアダプタカプリング１５を配設すると共に、該アダプタカプリング１５のネジ部にカプリングナット１６を螺合して各カプリングナット１６とフェルール支持体２との間に配設したバネ１７の押圧力により光ファイバ固定具３のフェルール１先端同士を当接させることにより光ファイバ１１同士を光学的に接続するようにしてある。
【００１８】
次に、光ファイバコネクタ１０を構成する光ファイバ固定具３について詳細に説明する。
【００１９】
図２は光ファイバ固定具３のみを示す縦断面図、図３は光ファイバ固定具３を分解した状態を示す斜視図、図４は光ファイバ固定具３のフェルール支持体の凹部底面を示す部分断面図であり、フェルール支持体２の凹部２ａにフェルール１を嵌入し、フェルール１の端面１ｂを上記凹部２ａ底面に設けた断面形状が三角形をしたリング状の凸部２ｃと離した状態で配置する。
【００２０】
その為、接着剤１３の充填時は、フェルール端面１ｂとフェルール支持体２との間に空気溜まり４が生じる。しかしながら、該空気溜まり４は、凸部２ｃの外周側の空気溜まり部２ｄに発生し、接着剤１３硬化時に凸部２ｃが障害となり、光ファイバ周辺にまで空気溜まり４が移動することがない。
【００２１】
又、長期使用中に該空気溜まり４が膨張収縮しても、凸部２ｃが障害となるためにこの体積変化による膨張収縮の影響は光ファイバ１１にまで及ばず、光ファイバ１１を破損させることはない。
【００２２】
なお、本発明は、フェルール支持体２の凸部２ｃとフェルール端面１ｂとを当接させないので、フェルール支持体２を変形させるような無理な力がかからず、フェルール１およびフェルール支持体凹部２ａの寸法公差を小さくしなくともフェルール１の微妙な段長管理を容易に行うことが出来る。
【００２３】
次に、凹部２ａ底面に形成する凸部２ｃの配置位置としては、図４に示すように、空気溜まり４が光ファイバ１１に与える影響を少なくする様に、貫通孔２ｂの境から凸部２ｃとの距離Ｔは０〜０．５ｍｍ、フェルール支持体凹部２ａの底面とフェルール端面１ｂとの深さＤは０．１〜２ｍｍ、更に凸部２ｃ頂点とフェルール端面１ｂとの隙間ｄは０．００１〜０．１ｍｍに設けることにより更に優れた効果が得られる。
【００２４】
上記貫通孔２ｂの境から凸部２ｃとの距離Ｔを０〜０．５ｍｍとしているのは、フェルール１の外径が２．５ｍｍで貫通孔２ｂの内径が１．０ｍｍであり０．５ｍｍを越えると空気溜まり部２ｄが小さくなりすぎて空気が留まらなくなる事があるからである。
【００２５】
又、フェルール支持体凹部２ａの底面とフェルール端面１ｂとの深さＤを０．１〜２ｍｍとしているのは、０．１ｍｍ未満であると空気溜まり部２ｄが小さくなりすぎて空気が留まらなくなる事があり、２ｍｍを越えると空気溜まり部２ｄが大きくなりすぎて、その膨張収縮の影響が光ファイバにまで影響が及んでくる事があるからである。
【００２６】
最後に、凸部２ｃ頂点とフェルール端面１ｂとの隙間ｄを０．００１〜０．１ｍｍとしたのは、隙間ｄが０．００１ｍｍ未満であるとほとんど隙間が無く、フェルール１をフェルール支持体２に圧入時に接触する可能性があり、０．１ｍｍを越えると隙間ｄが大きすぎて折角空気溜まり部２ｄに閉じこめておいた空気が光ファイバ１１付近へ移動してくる事があるからである。
【００２７】
本発明のような効果を奏することができる凸部２ｂの他の形状としては、図５（ａ）〜（ｄ）に示すような断面形状が半楕円形、長方形、三角形あるいはクサビ形状をしたリング状の凸部２ｂなど、フェルール端面１ｂとの隙間をあけて、空気溜まり部２ｄを設けた構造で有れば良い。
【００２８】
また、上記実施形態では凹部２ａの底面に凸部２ｂを形成したが、逆に上記底面にさらに凹部を形成することもでき、この場合は凹部以外の底面が凸部２ｂとなる。
【００２９】
次に本発明の参考形態を説明する。
【００３０】
図６はフェルール支持体２に凸部を設けず、フェルール端面１ｂの外周側に大きな面取り部１ｃを形成し、空気溜まり部２ｄを設けた構造である。
【００３１】
効果は第一実施形態同様であり、接着剤１３の充填時は、フェルール端面１ｂとフェルール支持体２との間に空気溜まり４が生じる。しかしながら、該空気溜まり４は、面取り部１ｃにある空気溜まり部２ｄに発生し、接着剤１３硬化時にフェルール端面１ｂが障害となり、光ファイバ１１周辺にまで空気溜まり４が移動することがない。
【００３２】
又、長期使用中に該空気溜まり４が膨張収縮しても、フェルール端面１ｂが障害となるために、この体積変化による膨張収縮の影響は光ファイバ１１にまで及ばず、光ファイバ１１を破損させることはない。
【００３３】
上記面取り部１ｃの長さＬを０．１５〜０．６５ｍｍ、フェルール端面１ｂとフェルール支持体凹部２ａとの隙間ｄを０．００１〜０．１ｍｍとすることにより更に優れた効果が得られる。
【００３４】
ここで、面取り部１ｃの長さＬを０．１５〜０．６５ｍｍとしているのは、０．１５ｍｍ未満であると空気溜まり部２ｄが小さくなりすぎて空気が溜まらなくなることがあり、又、フェルール１の外径が２．５ｍｍで支持体貫通孔２ｂ内径が１．０ｍｍなので貫通孔２ｂの境からフェルール１外周までの距離が０．７５ｍｍとなり面取り部１ｃの長さＬが０．６５ｍｍを越えるとフェルール１端面の長さが０．１ｍｍ未満となり空気溜まり４を保持することが出来なくなることが生じるからである。
【００３５】
次に、フェルール端面１ｂとフェルール支持体凹部２ａとの隙間ｄを０．００１〜０．１ｍｍとしているのは、隙間ｄが０．００１ｍｍ未満であるとほとんど隙間が無く、フェルール１をフェルール支持体２に圧入時に接触する可能性があり、０．１ｍｍを越えると隙間ｄが大きすぎて折角空気溜まり部２ｄに閉じこめておいた空気が光ファイバ１１付近へ移動してくる事があるからである。
【００３６】
なお、本発明は、フェルール支持体２の凹部２ａ底面とフェルール端面１ｂとを当接させないので、フェルール支持体２を変形させるような無理な力がかからず、フェルール１およびフェルール支持体凹部２ａの寸法公差を小さくしなくともフェルール１の微妙な段長管理を容易に行うことが出来る。
【００３７】
なお、図示していないが、第一実施形態と参考形態を同時に実施した形態として、フェルール支持体の凹部底面に凸部を設け、しかもフェルール端面に空気溜まり部を設け、該凸部にフェルールの端面を当接させない状態で固定した構造とすることにより、更に優れた効果が得られる。
【００３８】
次に、上述した光ファイバ固定具３を用いて先端部の光ファイバ被覆を除去した光ファイバ芯線１２をフェルール支持体２の貫通孔２ｂより挿入し、裸出した光ファイバ１１をフェルール１の軸孔１ａに挿通させる。ここでフェルール１の軸孔１ａは光ファイバ１１とほぼ同径としてある。その為、フェルール１の軸芯と光ファイバ１１の軸芯とをほぼ一致させることが出来、一対のフェルール固定具３の先端同士を当接させることにより、光ファイバ１１同士を確実に当接して接続することが出来る。
【００３９】
又、図１に示す光ファイバコネクタ１０では、一対の光ファイバ固定具３として図２に示す光ファイバ固定具３を用いた例を示したが、本発明は少なくとも一方の光ファイバ固定具３を図２に示すような光ファイバ固定具３で構成してあれば良い。
【００４０】
【実施例】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【００４１】
ジルコニアセラミックス製のシングルモードフェルールの外径Ｄ＝φ２．５ｍｍ、長さＬ＝１０．５ｍｍ、軸孔ｄ＝φ０．１２６ｍｍで比較例として図８（ａ）に示したフェルール端面と凹部２ａの隙間のない底付き仕様品、図８（ｂ）に示したフェルール端面と凹部２ａの隙間を設けた底浮き仕様品、本発明第一実施形態として図２〜４に示したフェルール支持体に凸部２ｃを設けた底浮き仕様品、本発明の参考形態として図６に示したフェルール端面に大きなＣ面を設けた底浮き仕様品の４種類を各２０個サンプルを作成し、上記サンプルに光ファイバを接着し、端面を研磨し、バネ、カプリングナット等を組み立てて光ファイバコネクタとし、接続損失を測定した。
【００４２】
次に、この光ファイバコネクタの温度サイクル試験を行い試験前後の接続損失の変動を確認した。
【００４３】
温度サイクル試験は３層式の試験器用い試験条件は以下のように行った。
【００４４】
温度条件  ：−４０℃〜常温〜＋８５℃〜常温
（３０分・・・・５分・・・・３０分・・・・５分）
サイクル数：２００サイクル
その結果を表１に示す。接続損失データは２０個の平均値である。
【００４５】
この結果より比較例である底浮き仕様品は温度サイクル試験前後での変動が大きい結果となった。この変動の大きい底浮き仕様品のファイバ固定具を半断面にし、内部状況を確認したところ光ファイバ周辺に空気が移動しており、その部分で光ファイバが破断していた。
【００４６】
これに対し、底付き仕様品、フェルール支持体に凸部２ｃを設けた底浮き仕様品、フェルール端面に大きなＣ面を設けた底浮き仕様品の３通りの方法は温度サイクル試験前後での変動はなかった。
【００４７】
ただし、比較例である底付き仕様品は段長管理のためにフェルール１およびフェルール支持体２の凹部２ａの寸法公差を小さくする必要があり、その為に緻密な作業が必要となり作業効率が悪いといった課題がある。
【００４８】
従って、本発明実施例であるフェルール支持体に凸部２を設けた底浮き仕様品、フェルール端面に大きなＣ面を設けた底浮き仕様品から特に優れた効果が得られた。
【００４９】
【表１】
0003793552.tif 000002
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、軸孔に光ファイバを挿通固定してなるフェルールと、該フェルールが嵌合する凹部を有するフェルール支持体とからなるファイバ固定具において、上記フェルール支持体の凹部底面とフェルールの端面との間に空気溜まり部を設けた構造としたことにより、フェルールやフェルール支持体の凹部の寸法公差を厳しくしなくても容易に段長管理を行うことが出来ると共に、フェルールの端面の光ファイバ付近に空気溜まりを形成することなく接着剤を充填して接合することが出来る。
【００５１】
その為、本発明に係わる光ファイバを用いて光ファイバコネクタを構成すれば、一対の光ファイバ固定具のフェルール先端同士を確実に当接させて光ファイバ同士を光学的に接合することが可能な信頼性の高い光ファイバコネクタを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光ファイバコネクタを示す縦断面図である。
【図２】  図１の光ファイバコネクタに備える光ファイバ固定具のみを示す縦断面図である。
【図３】  図２の光ファイバ固定具を分解した状態を示す斜視図である。
【図４】  図２の光ファイバ固定具のフェルール支持体の凹部底面を示す部分断面図である。
【図５】  （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の光ファイバ固定具におけるフェルール支持体の凹部底面に備える凸部の様々な実施形態を示す断面図である。
【図６】  本発明の参考形態の光ファイバ固定具を示す部分断面図である。
【図７】  従来の光ファイバコネクタを示す縦断面図である。
【図８】  （ａ），（ｂ）は従来の光ファイバコネクタに備える光ファイバ固定具のみを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ フェルール
１ａ 軸孔
１ｂ 端面
１ｃ 面取り部
２ フェルール支持体
２ａ 凹部
２ｂ 貫通孔
２ｃ 凸部
２ｄ 空気溜まり部
３ ファイバ固定具
４ 空気溜まり
１０ 光ファイバコネクタ
１１ 光ファイバ
１２ 光ファイバ芯線
１３ 接着剤
１４ スリーブ
１５ アダプタカプリング
１６ カプリングナット
１７ バネ
【図１】
0003793552.tif 000003
【図２】
0003793552.tif 000004
【図３】
0003793552.tif 000005
【図４】
0003793552.tif 000006
【図５】
0003793552.tif 000007
【図６】
0003793552.tif 000008
【図７】
0003793552.tif 000009
【図８】
0003793552.tif 000010