JP2706908B2 - 光ファイバ組立体およびその製造方法 - Google Patents
光ファイバ組立体およびその製造方法Info
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Description
グなど光ファイバ組立体、さらに詳しくいえば高温と低
温間の温度変動範囲が広く、かつ温度変動頻度の多い厳
しい環境条件下での使用が予定される光ファイバ組立体
に関する。
変動範囲が広く、かつ温度変動頻度の多い厳しい環境条
件下で使用されるものが多い。以下、まずそのような光
ファイバ組立体における問題を説明する。図7は、従来
の光ファイバコネクタプラグの断面図、図8はこの光フ
ァイバコネクタプラグが熱サイクル試験により破断した
状態を説明するための断面図である。フェルール3とし
てジルコニア・セラミック製のものが広く用いられてお
り、フェルール3の中心に光ファイバ素線2を受け入れ
る貫通孔が設けられている。金属製の支持筒4はステン
レス鋼製であり、フランジ、前記光ファイバフェルール
3の基部を受け入れる段付孔と、光ファイバ保護被覆1
を受け入れる孔が設けられている。光ファイバ保護被覆
1にはUV樹脂またはPVC樹脂が使用されている。光
ファイバ素線2はエポキシ樹脂系接着剤17aでフェル
ール3の孔5に固定され、光ファイバの保護被覆1はエ
ポキシ樹脂系接着剤17b,17cにより金属製の支持
筒4に接着固定されている。
れることを予定し、種々の試験がなされる。光コネクタ
に要求される温度サイクル試験の温度範囲の上限は+8
0℃下限は−40℃である。そして、25℃から30分
で上限の+80℃まで上昇させ30分間その状態を保
ち、さらに30分で25℃に戻し30分間その温度を維
持し、さらに30分で下限の−40℃まで下降させ30
分間その状態を保ち、さらに30分で25℃に戻し30
分間その温度を維持し、これを連続的に繰り返す。この
連続回数は需要者の要求により異なるが10〜1000
サイクルの範囲内で行われる。その温度サイクル試験で
は、光学特性が所定の規格値内に止まっていることが要
求されている。この温度サイクル試験は光ファイバ付デ
バイスにとっては非常に厳しい試験項目に属するもので
あって、100サイクル以上の多数回の温度サイクル試
験中光ファイバ素線が破断するという問題があった。す
なわち図7に示すように光ファイバ素線2がB点で切断
され、光ファイバ被覆1が、フェルール3の段付孔6か
ら矢印方向に移動して抜け出してくる現象が頻発してい
る。
の支持筒4と光ファイバ保護被覆1の材質差にもとづく
線膨張係数差による伸縮差、接着剤であるエポキシ樹脂
系のキュアリングによる硬質ガラス質への変質、難接着
性材料であるPVC樹脂製の保護被覆の硬度の変化、平
滑面をもつ保護被覆1に対して接着効果が生じないこと
等による。金属製の支持筒4にステンレス鋼を用いると
その線膨張係数(軸方向の変移の要因となる)は約12
×10-6/℃となる。なお、SM(Single mo
de)の光ファイバ心線ではクラッドが石英(Si)系
で、線膨張係数は12×10-6/℃で、ステンレス鋼と
ほとんど変わらない。しかし光ファイバの保護被覆1と
してPVC樹脂を用いると、その線膨張係数(軸方向の
変移の要因となる)は50×10-6/℃となり、心線と
ステンレス鋼との差は大きい。保護被覆部1の接着長さ
Lを5mm、温度サイクル試験の温度差を120℃とす
れば、金属製の支持筒4の軸方向の伸縮量7μmに対し
て保護被覆1の伸縮量は30μmになり伸縮差は約23
μmとなる。したがって、高温時においては不完全接着
状態の保護被覆1はフランジとの伸縮差相当長さ分だけ
支持筒4の孔から外にはみ出す。フェルール側への移動
は困難であるから図7,図8で右方向に移動すると思わ
れる。低温時においては逆に収縮するが、原位置に復帰
しない。その理由はPVC樹脂は−40℃の極低温では
硬化するのでフェルール孔面間に生じる摩擦力などによ
り原位置への復帰が阻止されることによると思われる。
したがって1サイクル毎にPVC樹脂保護被覆1は微量
であるが伸縮差分ずつ外に抜け出していくことになる。
したがって光ファイバ素線2は、1サイクル毎に軸方向
引っ張り応力が累積されてついには切断破壊に至ると推
定できる。図8に光ファイバ素線2が切断され、保護被
覆1が接着剤17cとともに支持筒4の孔から外側に抜
け出した状態を示している。このように光ファイバの一
部が抜け出す現象はピストニング現象と呼ばれている。
バ素線が切断破壊することは光ファイバ組立の致命的な
欠点となる。破壊しなくても、光ファイバ素線の一部に
過度な繰り返し応力が加えられることは光ファイバ素線
の光学特性を劣化させる原因となり得る。本発明の目的
は、高温と低温間の温度変動範囲が広く、かつ温度変動
頻度の多い厳しい環境条件下での使用が予定される光フ
ァイバ組立体における前述した断線等の問題を解決する
ことができる光ファイバ組立体を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は高温と低温間の温度変動範囲
が広く、かつ温度変動頻度の多い厳しい環境条件下での
使用が予定される光ファイバ組立体を簡単な工程で短時
間で製造することができる光ファイバ組立体の製造方法
を提供することにある。
に本発明による光ファイバ組立体は、保護被覆部を除去
した先端素線部を持つ光ファイバと、前記光ファイバの
前記素線部を固定するフェルールと、前記光ファイバの
前記素線側の保護被覆部を受け入れてカシメ固定する薄
肉の金属パイプと、前記フェルールと一体に設けられ前
記薄肉の金属パイプ部分を受け入れる支持筒よりなり、
前記光ファイバ素線と前記金属パイプは前記フェルール
と前記支持筒に熱硬化性の樹脂で接着固定されて構成さ
れている。前記光ファイバ組立体の、前記金属パイプま
たは被覆の先端は前記フェルールに付き当てられて固定
されている。前記光ファイバ組立体は光ファイバコネク
タプラグであり、前記フェルールはセラミックあり、前
記支持筒は金属筒とすることができる。前記目的を達成
するために本発明によるさらに他の光ファイバ組立体
は、保護被覆部を除去した先端素線部を持つ光ファイバ
と、前記光ファイバの前記素線部を固定するフェルール
と、前記光ファイバの前記素線側の保護被覆部を受け入
れて光ファイバの光軸に対して対称な複数の位置を前記
光ファイバの被覆内に食い込ませてカシメ固定する薄肉
の金属パイプと、前記フェルールと一体に設けられ、前
記薄肉の金属パイプ部分を受け入れる支持筒よりなり、
前記光ファイバ素線と前記金属パイプは前記フェルール
と前記支持筒に熱硬化性の樹脂で接着固定されて構成さ
れている。前記第2の目的を達成するために本発明によ
る光ファイバ組立体の製造方法はフェルールと前記フェ
ルール支持筒体を固定する工程と、光ファイバ素線端を
露出させて光ファイバの被覆部を薄肉の金属パイプ部分
に受け入れ、金属パイプを複数箇所前記被覆部に食い込
ませカシメ固定する工程と、前記フェルールの基部に熱
硬化性接着剤を充填した後、前記素線を前記フェルール
に、前記金属パイプを前記支持筒体内に挿入する組立体
を形成する工程と、前記組立体を加熱して前記光ファイ
バ素線を前記フェルールに、前記金属パイプを前記支持
筒体に接着剤で固定する工程から構成されている。
イバ組立体をさらに詳しく説明する。図1は本発明によ
る光ファイバ組立体の実施例を示す部分的に切断して示
した図、図2は前記実施例で用いる部品を示す略図、図
3は前記実施例の組立のカシメの工程を示す略図であ
る。図2に本発明の光ファイバ組立体の実施例である光
ファイバコネクタプラグの部品を示す。光ファイバの先
端の保護被覆7を除去して光ファイバ素線8を露出させ
ておく。ステンレス鋼の薄肉の金属パイプ9を保護被覆
7の先端部にかぶせる。金属パイプ9と保護被覆7の圧
着応力を増大するために、金属パイプ9をカシメ工具1
1により圧着する。図3は前記実施例の組立のカシメの
工程で金属パイプ9を変形させた状態を示す。カシメ工
具11には複数箇所に突起部10が設けられており、こ
れにより金属パイプ9の表面に複数の凹み部12を形成
して、対応する内面の突起を保護被覆7の外周面に食い
込ませる。図1に示すように光ファイバ素線8をフェル
ール13の中心に設けた貫通孔14に挿入し、エポキシ
樹脂系接着剤で固定する。金属パイプ9を金属製支持筒
の段付孔15に挿入し、エポキシ樹脂系接着剤を充填し
て前記光ファイバと金属パイプ9の組立を挿入接着す
る。最後にフェルール13の端面16と光ファイバ先端
を研磨仕上げする。
説明する。図4はフェルール13を金属製支持筒4に圧
入固定した状態を示す断面図であり図5は光ファイバに
金属パイプ9’を結合した状態を示す図、図6はフェル
ール13と金属製支持筒4に図5で示す光ファイバと金
属パイプ9’を挿入した状態を示す断面図である。部品
の基本的な構成は前述した実施例とほぼ同じである。し
かし金属パイプ9’のカシメの位置を外周の溝状の4か
所に設けて構成した点で異なる。
まず、図4に示すように金属製支持筒4にフェルール1
3を圧入固定する。次に2次被覆を有する光ファイバの
先端を薄肉の金属パイプ9’にフェルール13の長さよ
りも長い部分が貫通するように挿入する。なお、光ファ
イバとして、シングルモードの光ファイバを用い、光フ
ァイバ素線径は125μmで光ファイバ被覆の径は0.
9mmのものを用いた。金属パイプ9’を光ファイバの
光軸対称の4か所で変形するようにカシメて金属パイプ
9’の内壁の突出部分を光ファイバの2次被覆7に食い
込ませて金属パイプ9’と光ファイバを一体化する。光
ファイバ素線に圧力が加えられることによる減衰率を
0.05db/1300nm以下に保つためにはカシメ
圧は200〜400g/mm以下にすることが好まし
い。このカシメにより金属パイプと2次被覆が一体化さ
れ、さらに2次被覆から素線に圧力が加えられるが、こ
のカシメ後にも素線が中心にあることが望ましく、この
実施例のように軸対称のカシメ構造が好ましい。
している部分の2次被覆7と1次被覆を除去し、溶剤中
に除去部分を浸漬して洗浄する。図4に示すフランジ付
の支持筒4に圧入固定されているフェルール13の基部
の窪み18に熱硬化性のエポキシ系接着剤(エポテック
353ND 米国エポキシテクノロジー社の商品名)1
9を注射針で窪み18からあふれる程度滴下する。な
お、この接着剤19のガラス転移温度(Tg)は124
℃である。前記光ファイバ素線8を前記接着剤19側か
らフェルール13内に挿入し、前記カシメられた金属パ
イプ9’の一端がフェルール13に達するまで挿入す
る。この挿入により接着剤19がフェルール内部および
金属パイプ9’の外周に回る。この状態で加熱すると接
着剤19の粘度が下がり、毛細管現象によりフェルール
13内の光ファイバ素線8の周りおよび金属パイプ9’
と前記支持筒4の間、さらには光ファイバ2次被覆7と
前記金属パイプ9’の間に浸透する。この加熱は前記ガ
ラス転移温度以下の温度で数分〜十数分間行われる。例
えば、120℃で5分間の加熱で接着剤19は硬化す
る。最後にフェルール13の端面を研磨仕上げする。
の範囲内で種々の変形を施すことができる。光ファイバ
組立体の一例として一本の光ファイバコネクタプラグを
示したが、複数の同時接続用のプラグ、光ファイバ減衰
器、分岐合流器など、光構造部品の光ファイバ組立体に
広く利用できる。
る光ファイバ組立体を光ファイバコネクタプラグに応用
した前記実施例では、金属パイプ9は保護被覆7の温度
変動による物理的特性の変化で軸方向変位をしようとす
るが、これに原因する問題は解決される。前記第1の実
施例では、前記条件での100サイクル以上の厳しい温
度サイクル試験を行っても前述したような保護被覆7の
抜け出し現象および光ファイバ素線8の切断現象は皆無
となった。前記第2の実施例の光ファイバコネクタプラ
グでも略同等の耐久性を示し、保護被覆7の抜け出し現
象および光ファイバ素線8の切断現象は皆無となった。
本発明による光ファイバ組立体の製造方法は、一回の加
熱工程で光ファイバ素線と被覆部の固定を同時に行うこ
とができ、工程は極めて簡単である。
部分的に切断して示した図である。
ある。
を金属製支持筒に圧入固定した状態を示す断面図であ
る。
に金属パイプを結合した状態を示す図である。
と金属製支持筒に図5で示す光ファイバと金属パイプを
挿入した状態を示す断面図である。
る。
験により破断した状態を説明するための断面図である。
通孔 6,15 光ファイバ被覆部が挿入されるフランジの段
付孔 8 光ファイバ素線 9,9’ ステンレス鋼などの薄肉の金属パイプ 10 カシメ工具の突起部 11 カシメ工具 12 光ファイバの保護被覆に形成された凹み部 16 フェルール端面 17a,17b,17c,19 接着剤 18 フェルール基部の窪み
Claims (3)
- 【請求項1】 保護被覆部を除去した先端素線部を持つ
光ファイバと、 前記光ファイバの前記素線部を固定するフェルールと、 前記光ファイバの前記素線側の保護被覆部を受け入れて
カシメ固定する薄肉の金属パイプと、 前記フェルールと一体に設けられ前記薄肉の金属パイプ
部分を受け入れる支持筒よりなり、 前記光ファイバ素線と前記金属パイプは前記フェルール
と前記支持筒に熱硬化性の樹脂で接着固定されて構成さ
れている光ファイバ組立体。 - 【請求項2】 保護被覆部を除去した先端素線部を持つ
光ファイバと、 前記光ファイバの前記素線部を固定するフェルールと、 前記光ファイバの前記素線側の保護被覆部を受け入れて
光ファイバの光軸に対して対称な複数の位置を前記光フ
ァイバの被覆内に食い込ませてカシメ固定する薄肉の金
属パイプと、 前記フェルールと一体に設けられ、前記薄肉の金属パイ
プ部分を受け入れる支持筒よりなり、 前記光ファイバ素線と前記金属パイプは前記フェルール
と前記支持筒に熱硬化性の樹脂で接着固定されて構成さ
れている光ファイバ組立体。 - 【請求項3】 フェルールと前記フェルール支持筒体を
固定する工程と、 光ファイバ素線端を露出させて光ファイバの被覆部を薄
肉の金属パイプ部分に受け入れ、金属パイプを複数箇所
前記被覆部に食い込ませカシメ固定する工程と、 前記フェルールの基部に熱硬化性接着剤を充填した後、
前記素線を前記フェルールに、前記金属パイプを前記支
持筒体内に挿入する組立体を形成する工程と、 前記組立体を加熱して前記光ファイバ素線を前記フェル
ールに、前記金属パイプを前記支持筒体に接着剤で固定
する工程から構成した光ファイバ組立体の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7100670A JP2706908B2 (ja) | 1994-05-20 | 1995-03-31 | 光ファイバ組立体およびその製造方法 |
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DE69507009T DE69507009T2 (de) | 1995-03-31 | 1995-08-08 | Optische Faseranordnung und dessen Herstellungsverfahren |
EP95112422A EP0735391B1 (en) | 1995-03-31 | 1995-08-08 | Optical fiber assembly and manufacturing method for the same |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-129922 | 1994-05-20 | ||
JP12992294 | 1994-05-20 | ||
JP7100670A JP2706908B2 (ja) | 1994-05-20 | 1995-03-31 | 光ファイバ組立体およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0836120A JPH0836120A (ja) | 1996-02-06 |
JP2706908B2 true JP2706908B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=26441648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7100670A Expired - Lifetime JP2706908B2 (ja) | 1994-05-20 | 1995-03-31 | 光ファイバ組立体およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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JP2007121503A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバの接続方法 |
CN103676034B (zh) * | 2013-12-11 | 2015-04-08 | 苏州天孚光通信股份有限公司 | 一种光通讯收发模块点胶加工工艺 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7100670A patent/JP2706908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0836120A (ja) | 1996-02-06 |
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