JP2009151338A - フェルール - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを折損することなく容易に挿通することが可能で、ファイバとの十分な接着強度が得られる挿着孔を有し、温度変動に伴う接続ロスの変動を抑えることが可能なフェルールを提供する。
【解決手段】相手方のフェルールに対して位置決めするためのガイドピンを挿通する２本のピン孔12ａと、ピン孔の間に所定ピッチで配列形成され、光ファイバを挿着する複数の挿着孔Ｈとが設けられたフェルール12。各挿着孔Ｈが、少なくとも光ファイバを案内するガイド孔12ｄと、ガイド孔とつながり、光ファイバの先端が収容されるファイバ孔12ｃと、ガイド孔12ｄとつながり、フェルール内に光ファイバを導入する導入孔12ｅを有し、ガイド孔12ｄと導入孔12ｅとは一連続のテーパ状に形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、光通信における光ファイバ相互の接続部や光半導体等の光モジュールの接続部で使用される多心コネクタ、特にＭＴコネクタ用のフェルールに関する。

複数の光ファイバの端部に取り付けて光ファイバ相互の接続に用いられる多心コネクタ用のフェルールは、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂によって成型されている。
例えば、図８に示すフェルール１は、同一構造の他のフェルールに対して位置決めするためのガイドピンを挿通する２本のピン孔１ａと、ピン孔１ａの間に所定ピッチで配列形成され、突合せ端面１ｂに開口し、光ファイバを挿着する２本のファイバ孔１ｃとが設けられている。そして、フェルール１は、図９に示すように、後端面に開口する矩形孔１ｄが、略中央には矩形孔１ｄと直交し、フェルール１の上面に開口する窓孔１ｅが、それぞれ設けられている。このとき、フェルール１は、ファイバ孔１ｃと窓孔１ｅとの間にガイド孔１ｆが、ガイド孔１ｆに隣接してＵ溝１ｇが、それぞれ形成されている。

従って、フェルール１は、矩形孔１ｄから光ファイバ、例えば、各心線ごとに分離したテープファイバの光ファイバ心線を挿入し、各光ファイバ心線をＵ溝１ｇ及びガイド孔１ｆを経てファイバ孔１ｃに挿通し、窓孔１ｅから注入する接着剤によって各光ファイバ心線を固定して多心コネクタに組み上げられる。このとき、テープファイバは、フェルール１の後部に挿入するブーツによって、フェルール１からの延出部分が保護される。

ところで、図８及び図９に示す従来のフェルール１は、矩形孔１ｄの略中央に段差部Ｓ1，Ｓ2が存在する。このため、フェルール１は、光コネクタの組立に際して、光ファイバを矩形孔１ｄからＵ溝１ｇ及びガイド孔１ｆを経てファイバ孔１ｃに挿通するときに、光ファイバが段差部Ｓ1，Ｓ2に引っ掛かり易く、作業性が悪いうえ、最悪の場合には光ファイバを折損してしまうという問題があった。

また、フェルール１において矩形孔１ｄや窓孔１ｅの占める容積が大きいので、フェルール１に充填される接着剤量が増え、その結果、温度変動時に接続ロスも変動するという問題があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、光ファイバを折損することなく容易に挿通することが可能で、ファイバとの十分な接着強度が得られる挿着孔を有し、温度変動に伴う接続ロスの変動を抑えることが可能なフェルールを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るフェルールは、相手方のフェルールに対して位置決めするためのガイドピンを挿通する２本のピン孔と、前記２本のピン孔の中心軸線を含む平面内に中心軸線を有し、前記ピン孔の間に所定ピッチで配列形成され、光ファイバを挿着する複数の挿着孔とが設けられており、前記各挿着孔は、少なくとも前記光ファイバを案内するガイド孔と、当該ガイド孔とつながり、前記光ファイバの先端が収容されるファイバ孔と、前記ガイド孔とつながり、当該フェルール内に前記光ファイバを導入する導入孔とを有し、ガイド孔と導入孔とは一連続のテーパ状に形成され、前記導入孔は個々の光ファイバの被覆部を夫々導入するように形成されている。

本発明の請求項１のフェルールによれば、ガイド孔と導入孔とが一連続のテーパ状に形成されていることで、光ファイバの先端が導入孔からガイド孔にテーパ部に沿って抵抗なく挿通される。従って、ファイバ挿入の作業性が向上すると共に光ファイバの破損を防止する。又、フェルールの使用環境における温度変化に伴って、接続ロスが変動するのを防止する。

又、夫々、別個に導入孔が形成されているので、ファイバの各芯線毎に所定の導入孔に確実に挿入することができる。又、ファイバ挿入時の調心作用に優れる。

本発明の参考形態に関するフェルールの斜視図である。 図１のフェルールの平面図（ａ）と縦断面図（ｂ）である。 図１のフェルールを矢視Ａ−Ａ方向から見た図である。 図１のフェルールに光ファイバを挿着する状態を示す縦断面図である。 図１のフェルールの別の実施形態を示した、図３に対応する図である。 本発明の実施形態に係るフェルールの平面図（ａ）と縦断面図（ｂ）である。 フェルールの変形例を示す断面平面図である。 従来のフェルールの斜視図である。 図８のフェルールの縦断面図である。

以下、本発明のフェルールに係る一実施形態を図１乃至図７に基づいて詳細に説明する。
先ず、本発明の参考形態に係るフェルール１０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や液晶ポリマー，ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性樹脂から成型され、図１及び図２に示すように、同一構造の他のフェルールに対して位置決めするためのガイドピンを挿通する２本のピン孔１０ａと、２本のピン孔１０ａの間に所定ピッチで配列形成された挿入孔Ｈとが設けられている。尚、挿入孔Ｈは、一端が突合せ端面１０ｂに、他端が後端面に形成された接着剤溜め部１０ｈの底部にそれぞれ開口し、光ファイバ挿通後に光ファイバをフェルール１０に接着剤で固定するようになっている。又、挿入孔Ｈの中心軸線１５ａ，１５ｂとピン孔１０ａの中心軸線１６ａ，１６ｂとが同一平面を形成するように、挿入孔Ｈが配置されている（図３参照）。

ここで、本発明のフェルールは、後述する実施形態においても、前記合成樹脂を用いて成型される。
各挿着孔Ｈは、孔中心が同一なファイバ孔１０ｃ、ガイド孔１０ｄ及び導入孔１０ｅを有し、ファイバ孔１０ｃとガイド孔１０ｄ及びガイド孔１０ｄと導入孔１０ｅとの間には、テーパ状に形成した案内部１０ｆ，１０ｇが設けられている。

又、各挿着孔Ｈは、所定間隔離れて形成されている。即ち、図３に示すように、各挿着孔Ｈの導入孔１０ｅ間には、厚さＺの隔壁が形成されている。これによって、光ファイバを各芯線毎に所定の導入孔に確実に挿入することができる。又、夫々、端面視略円形の導入孔が別個に形成されているので、光ファイバ挿入時の調心作用に特に優れる。
ファイバ孔１０ｃは、挿通される光ファイバ心線５（図４参照）から被覆５ｂを除去した裸ファイバ５ａの直径よりも僅かに大きな直径に形成され、突合せ端面１０ｂに開口している。ガイド孔１０ｄは、ファイバ孔１０ｃよりも大きな直径を有し、フェルール１の後部から導入孔１０ｅに挿通された光ファイバをファイバ孔１０ｃへと案内する。導入孔１０ｅは、ガイド孔１０ｄよりも大きな直径を有し、光ファイバ心線をフェルール１０内へ導入する。案内部１０ｆ，１０ｇは、テーパ状に形成されており、導入孔１０ｅに挿通された光ファイバを、これとつながる孔との境で引っ掛かることがないように円滑にガイド孔１０ｄやファイバ孔１０ｃへと案内する。

溜め部１０ｈは、その開口寸法は、導入孔１０ｅの配列方向、即ち挿入される光ファイバの被覆部配列方向（図３におけるＰ方向）の幅（図２（ａ）のＸ）よりも、被覆部配列方向と直交する方向（図３におけるＱ方向）の幅（図２（ｂ）のＹ）が大きくなるように形成されている。溜め部１０ｈは、接着剤を各挿着孔Ｈに注入し易くすると共に、光ファイバ挿入後に接着剤がフェルール１０から光ファイバを伝わって流れ出すのを防止するためのものである。

フェルール１０のガイド孔１０ｄの長さは長い方が好ましい。これは、挿通する裸光ファイバ５ａ（図４参照）との間に接着剤がある程度の量存在することで、引き抜き力に対する強度の増大に寄与するからである。しかし、フェルール１０で用いる接着剤は、ＪＩＳ Ｃ ５９６１，８．２（ＩＥＣ ６１３００−２−２２）で規定するヒートサイクル試験やＪＩＳ Ｃ ５９６１，８．４（ＩＥＣ ６１３００−２−２１）で規定する湿熱試験等において、フェルール１０を構成する合成樹脂と比べて線膨張係数が相違する。これに加えて、接着剤は、吸湿性が高いという特性を有するうえ、気泡を巻き込み易い。このため、フェルール１０は、使用環境における温度変動に伴って接続ロスの変動が生じ易くなる。

従って、本発明のフェルールにおいては、前記引き抜き力に対する強度が１９．６Ｎという条件を満たし、前記ヒートサイクル試験や湿熱試験で接続ロスの変動が0.２ｄＢ以下となるために、ガイド孔１０ｄの寸法条件は以下のようになるのが好ましい。
即ち、ガイド孔１０ｄは、フィラー無しの接着剤またはフィラーの平均粒径が１０μｍ以下で、最大粒径が２０μｍ以下の接着剤を使用したとき、図２（ｂ）に示すように、ファイバ孔１０ｃの直径をＤf(ｍｍ)、導入孔１０ｅの直径をＤin(ｍｍ)、ファイバ孔１０ｃの長さをＬfとすると、ガイド孔１０ｄの直径Ｄ(ｍｍ)及び長さＬgを、次式の関係に設定するのが良い。

（Ｄf＋0.０６）＜Ｄ＜（Ｄin−0.２）
Ｌf≦Ｌg≦２Ｌf
一例として、ガイド孔１０ｄは、フィラー無しの接着剤またはフィラーの平均粒径が１０μｍ以下で、最大粒径が２０μｍ以下の接着剤を使用するとき、ファイバ孔１０ｃの直径をＤf＝0.１２６(ｍｍ)、導入孔１０ｅの直径をＤin＝0.６５(ｍｍ)、ファイバ孔１０ｃの長さをＬf＝1.６（ｍｍ）、ガイド孔１０ｄの直径をＤ＝0.２５(ｍｍ)及び長さをＬg＝２（ｍｍ）にそれぞれ設定し、２本のファイバ孔１０ｃのピッチＰはＰ＝0.７５（ｍｍ）とすることが考えられる。

但し、ガイド孔１０ｄは、裸ファイバ５ａ（図４参照）との間の隙間に接着剤が充填されるが、フィラーを含む接着剤を使用したとき、この隙間はフィラーの最大粒径よりも0.０１ｍｍ以上あることが望ましい。
以上のように構成されるフェルール１０は、以下のようにして光ファイバを挿着して多心コネクタに組み上げられる。

先ず、フェルール１０後部の溜め部１０ｈから適量の熱硬化性接着剤を供給し、突合せ端面１０ｂに開口した各ファイバ孔１０ｃから接着剤を吸引する。これにより、接着剤が、フェルール１０の各挿着孔Ｈ全体、即ちファイバ孔１０ｃ、ガイド孔１０ｄ、及び導入孔１０ｅに充填される。
尚、溜め部の、被覆部配列方向の幅Ｘよりも被覆部配列方向と直交する方向の幅Ｙが大きいので、挿着孔への接着剤の注入を容易に行なうことができる。

次に、図４に示すように、ファイバ孔１０ｃ及びガイド孔１０ｄの長さに相当する分の被覆５ｂを先端側から除去し、裸ファイバ５ａを露出させた光ファイバ心線５を、後部の導入孔１０ｅから挿通する。そして、裸ファイバ５ａの先端が突合せ端面１０ｂから僅かに突出した状態で接着剤を加熱硬化させる。
このとき、フェルール１０は、光ファイバ心線５を各挿着孔Ｈに挿通する際、ガイド孔１０ｄと導入孔１０ｅとの間の案内部１０ｇに光ファイバ心線５の被覆５ｂの端部が接触し、光ファイバ心線５が一時的にストップする。この際、光ファイバ心線５を挿着孔Ｈ内で数回軸方向へ僅かに往復動させることにより、ガイド孔１０ｄ内に満たされる前記接着剤の量を一定にすることができる。又、この動作によって、ファイバ孔１０ｃと裸ファイバ５ａとの間にも前記接着剤が入り込むことができる。

従って、フェルール１０は、光ファイバ心線５を折損することなく光ファイバを容易に挿通することができ且つ光ファイバ心線５との十分な接着強度が得られる挿着孔Ｈを有し、温度変動に伴う接続ロスの変動を抑えることができる。
又、溜め部１０ｈが形成されているので、光ファイバを挿入することによって挿着孔において接着剤の逆流が生じても、これによって導入孔開口部から流出した接着剤は溜め部１０ｈに留まり、フェルール１０から不必要に流出することがない。

尚、上述した通り、溜め部１０ｈの、被覆部配列方向の幅Ｘよりも被覆部配列方向と直交する方向の幅Ｙが大きいので、ピン孔１０ａと溜め部１０ｈとの間の厚さを強度的に十分に確保しつつ、限定された間隔のピン孔間で大きな溜め部を形成することができ、上述のようなフェルール１０の流出を確実に防止する。
フェルール１０は、光ファイバ心線５を挿着孔Ｈに挿着して多心コネクタに組み上げたときに、フェルール１０の後部に挿入するブーツ（図示せず）によって、フェルール１０から延出する光ファイバ心線５の部分が保護される。

尚、図５に示すように、導入孔を複数の被覆部を導入する共通の導入孔１０ｐとして形成し、導入孔１０ｐに被覆部配列方向における被覆部の移動を規制する凸部１０ｑを備えるようにしても良い。凸部１０ｑが形成されていることで、導入孔を別個に形成するのと同様に光ファイバを所定の導入孔に確実に挿入することができる。
次に、本発明の実施形態に係るフェルールを図６（ａ），（ｂ）に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態に係るフェルール１２は、ガイドピンを挿通する２本のピン孔１２ａと、２本のピン孔１２ａの間に所定ピッチで配列形成され、一端が突合せ端面１２ｂに、他端が後端面に、それぞれ開口し、光ファイバを挿通して接着剤で固定する２本のそれぞれ独立した挿着孔Ｈとが設けられている。
各挿着孔Ｈは、孔中心が同一なファイバ孔１２ｃ、ガイド孔１２ｄ及び導入孔１２ｅを有している。このとき、ガイド孔１２ｄは、導入孔１２ｅ側からファイバ孔１２ｃに向かって徐々に縮径するように形成され、ファイバ孔１２ｃとの間には、テーパ状に形成した案内部１２ｆが設けられている。即ち、ガイド孔１２ｄと導入孔１２ｅとは一連続のテーパ状に形成されている。

このように、フェルール１２は、ガイド孔１２ｄが導入孔１２ｅ側からファイバ孔１２ｃに向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。尚、フェルール１２は、各挿着孔Ｈが参考形態の挿着孔Ｈと同一の関係式を満たすように形成するのが好ましい。これによって、フェルール１２は、各挿着孔Ｈに光ファイバ心線を挿着して多心コネクタに組み上げるときに、フェルール１０における効果に加えて、フェルール１０に比べて光ファイバ心線が一層挿通し易くなり、組立性がより一層向上する。このとき、ガイド孔１２ｄの直径は、平均直径（Ｄ+Ｄin）／２(ｍｍ)を言うものとする。

また、フェルールは、図７に示すフェルール１４のように、ガイドピンを挿通する２本のピン孔１４ａと、２本のピン孔１４ａの間に所定ピッチで配列形成され、一端が突合せ端面１４ｂに、他端が後端面に、それぞれ開口し、光ファイバを挿通して接着剤で固定する２本のそれぞれ独立した挿着孔Ｈとを設けてもよい。
各挿着孔Ｈは、孔中心が同一なファイバ孔１４ｃ、ガイド孔１４ｄ及び導入孔１４ｅを有している。このとき、ガイド孔１４ｄは、導入孔１４ｅ側からファイバ孔１４ｃに向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。

従って、フェルール１４は、ファイバ孔１４ｃとガイド孔１４ｄとの間に、フェルール１２と同様に、テーパ状に形成した案内部を設け、ファイバ孔１４ｃの直径、導入孔１４ｅの直径、ファイバ孔１４ｃの長さ、ガイド孔１４ｄの直径及び長さを参考形態の挿着孔Ｈと同一の関係式を満たすように形成するのが好ましい。これによって、フェルール１４は、各挿着孔Ｈに光ファイバ心線を挿着して多心コネクタに組み上げるときに、フェルール１０における効果に加えて、フェルール１０に比べて光ファイバ心線が一層挿通し易くなり、組立性がより一層向上する。このとき、ガイド孔１４ｄは、直径については平均直径（Ｄf+Ｄin）／２(ｍｍ)を言うものとする。

５ 光ファイバ心線
５ａ 裸ファイバ
５ｂ 被覆
１０，１２ フェルール
１０ａ，１２ａ ピン孔
１０ｂ，１２ｂ 突合せ端面
１０ｃ，１２ｃ ファイバ孔
１０ｄ，１２ｄ ガイド孔
１０ｅ，１２ｅ 導入孔
１０ｆ，１２ｆ 案内部
１０ｇ 案内部
１０ｈ 接着剤溜め部
１０ｑ 凸部
１４ フェルール
１４ａ ピン孔
１４ｂ 突合せ端面
１４ｃ ファイバ孔
１４ｄ ガイド孔
１４ｅ 導入孔
Ｈ 挿着孔

Claims (1)

1. 相手方のフェルールに対して位置決めするためのガイドピンを挿通する２本のピン孔と、前記２本のピン孔の中心軸線を含む平面内に中心軸線を有し、前記ピン孔の間に所定ピッチで配列形成され、光ファイバを挿着する複数の挿着孔とが設けられたフェルールにおいて、
   前記各挿着孔が、少なくとも前記光ファイバを案内するガイド孔と、当該ガイド孔とつながり、前記光ファイバの先端が収容されるファイバ孔と、前記ガイド孔とつながり、当該フェルール内に前記光ファイバを導入する導入孔とを有し、前記ガイド孔と前記導入孔とは一連続のテーパ状に形成され、前記導入孔は、個々の光ファイバの被覆部を夫々導入するように形成されていることを特徴とするフェルール。

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