光ファイバコネクタの製造方法
【課題】組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有する光ファイバコネクタの製造方法を提供すること。
【解決手段】フェルールと、フェルールを把持するフランジと、フランジの後端に連結された光ファイバ保持部とを備え、フランジはその内部に光ファイバがたわむ空間を備え、光ファイバ保持部は光ファイバの被覆付部分を弾性保持する構造を備えた光ファイバコネクタに対して、被覆が除去されて劈開され、テーパ加工された光ファイバ５９を光ファイバ保持部の後端から挿入し、その先端がフェルールの先端に装着した突き出し調整治具に突き当たり、当該突き出し調整治具に設けられた窪みの深さに対応する量だけ突き出した状態となり、かつたわむ空間の内部でのたわみ長さより長いたわみ長さをもって光ファイバ５９を光ファイバ保持部の後方でたわませた状態にして光ファイバの被覆付部分を光ファイバ保持部に弾性保持させる。
【選択図】図１６
【解決手段】フェルールと、フェルールを把持するフランジと、フランジの後端に連結された光ファイバ保持部とを備え、フランジはその内部に光ファイバがたわむ空間を備え、光ファイバ保持部は光ファイバの被覆付部分を弾性保持する構造を備えた光ファイバコネクタに対して、被覆が除去されて劈開され、テーパ加工された光ファイバ５９を光ファイバ保持部の後端から挿入し、その先端がフェルールの先端に装着した突き出し調整治具に突き当たり、当該突き出し調整治具に設けられた窪みの深さに対応する量だけ突き出した状態となり、かつたわむ空間の内部でのたわみ長さより長いたわみ長さをもって光ファイバ５９を光ファイバ保持部の後方でたわませた状態にして光ファイバの被覆付部分を光ファイバ保持部に弾性保持させる。
【選択図】図１６
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の光ファイバコネクタ、特に組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有する光ファイバコネクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の光ファイバコネクタの一例（第１の従来例）の基本構造を示すもので、本コネクタはフェルール１１と、フェルール１１の周囲に配置された各種の光ファイバコネクタに対応するハウジング１２と、フェルール１１の後端に連結された光ファイバ固定部１３とからなる（非特許文献１参照）。
【０００３】
本コネクタは、その先端の被覆が所定量除去されて劈開された光ファイバ１４が光ファイバ固定部１３の後端から挿入され、該光ファイバ１４の先端とフェルール１１の先端が合致した状態で、光ファイバ１４の被覆付部分を光ファイバ固定部１３に保持させることで完成する。ここで、光ファイバ１４の先端とフェルール１１の先端との位置合わせは、図２に示すように、平坦な突き当て板１５をフェルール１１の先端に突き当てておくことによって行われる。また、光ファイバ固定部１３はベース１３ａ及び蓋１３ｂからなり、ベース１３ａには、図３に示すように光ファイバの被覆付部分の外径が多少飛び出る深さのＶ溝が設けられており、このＶ溝内に光ファイバ１４の被覆付部分を収容した状態で蓋１３ｂをベース１３ａに磁石などで固定することにより光ファイバ１４を保持する。
【０００４】
本コネクタは、図４に示すように、接続相手となる同様の光ファイバコネクタとアダプタ２０を介して接続される。光ファイバコネクタの種類によって嵌合機構は異なるが、基本的にはハウジング１２に形成された突起がアダプタ２０の爪でロックされ、ハウジング１２からスプリングを介して常に前方に向かって押されているフェルール１１の端面が、接続相手の光ファイバコネクタのフェルールの端面に押し付けられる。これにより光ファイバ１４の先端面が接続相手の光ファイバコネクタの光ファイバの先端面と接触し、光接続が完了する。
【０００５】
本コネクタによれば、光ファイバの被覆除去、劈開といった簡易な光ファイバの先端処理作業と、光ファイバの挿入、蓋閉じといった簡易な組み立て作業で光ファイバコネクタが完成する。
【０００６】
しかし、光ファイバの劈開面には軸方向に対する垂直面からの角度ずれが存在し、また、完全に平坦ではないので、本コネクタでは、光ファイバの先端面同士が密着せず、接続損失、反射損失が大きいという問題があった。
【０００７】
図５は従来の光ファイバコネクタの他の例（第２の従来例）の基本構造を示すもので、本コネクタはフェルール３１とともに、第１の従来例の場合と同様のハウジング及び光ファイバ固定部からなり（但し、ハウジング及び光ファイバ固定部については図示せず。）、フェルール３１の内部に光ファイバがたわむ空間３１ａが存在する（特許文献１参照）。
【０００８】
本コネクタは、その先端の被覆が所定量除去されて劈開された光ファイバ３２が光ファイバ固定部の後端から挿入され、該光ファイバ３２の先端がフェルール３１の先端から所定量突き出した状態で、光ファイバ３２の被覆付部分を光ファイバ固定部に保持（ここでは接着固定）させることで完成する。ここで、光ファイバ３２のフェルール３１の先端からの突き出し量の調整は、図６に示すような突き出し量の分だけ窪んだ引き込み部を備えた突き当て板３３をフェルール３１の先端に突き当てておくことによって行われる。
【０００９】
本コネクタは、第１の従来例の場合と同様に、接続相手となる同様の光ファイバコネクタとアダプタを介して接続される。即ち、ハウジングがアダプタにロックされ、ハウジングからスプリングを介して常に前方に向かって押されているフェルール３１の端面が、接続相手の光ファイバコネクタのフェルールの端面に押し付けられる。これにより光ファイバ３２の先端面が接続相手の光ファイバコネクタの光ファイバの先端面と接触し、光接続が完了する。
【００１０】
接続状態ではフェルール３１の先端から突き出している光ファイバ３２の先端が後退し、フェルール３１内部の空間３１ａでたわむことになるが、このたわみに起因して発生する光ファイバ３２を前方に押し出す力によって、第１の従来例で実現されていない光ファイバ同士の密着を狙ったものである。
【００１１】
しかし、本コネクタでも、光ファイバの劈開面の軸方向に対する垂直面からの角度ずれや、劈開面が完全に平坦ではないという問題を解消して光ファイバ同士を密着させるまでには至っておらず、依然として接続損失、反射損失が大きいという問題があった。
【００１２】
図７は従来の光ファイバコネクタのさらに他の例（第３の従来例）の基本構造を示すもので、本コネクタは２つの光ファイバを片持ち梁状に把持する光ファイバ固定部材４１と、マイクロホール４２とからなる（特許文献２参照）。
【００１３】
本コネクタは、それぞれその先端の被覆が所定量除去されて劈開され、さらにテーパ加工が施された２つの光ファイバ４３，４４がマイクロホール４２に挿入され、その先端同士が突き当たり、先端から見て後方がたわんだ状態で、各光ファイバ４３，４４の被覆付部分を光ファイバ固定部材４１に固定させることで完成する。フェルールを用いない点が特徴である。
【００１４】
図８に示すように、光ファイバの劈開面は完全に平坦でなく、円周部にリップルが生じている。テーパ加工を施すことにより、このリップルを除去するとともに、光信号が通過するコア付近を残してその面積を小さくできるので、光ファイバ同士が密着した、いわゆるＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）接続状態を実現し易くなり、低損失、低反射な光接続を実現できる。
【００１５】
なお、図９に示すように、光ファイバ固定部材４１を、２つの光ファイバをそれぞれ把持する２つの光コネクタプラグ４５，４６に分割することにより、着脱可能な光コネクタを実現することもできる。
【００１６】
しかし、本コネクタでは、フェルールを用いない特殊な構造であり、従来の光ファイバコネクタと互換性がないということと、マイクロホールは被覆を除去した光ファイバの外径より若干大きい程度の穴であるため、非常に小さく、清掃が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第２５６６５９０号公報（発明の名称：光コネクタ）
【特許文献２】特許第３２１０５４０号公報（発明の名称：光ファイバの接続方法）
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】”簡易型コネクター”、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社雄島試作研究所、［平成２０年１月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.iijnet.or.jp/oshima/Jhome/optical/05.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このように、従来は、組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有し、さらに、従来の光ファイバコネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタはなかった。
【００２０】
そこで、本発明は、組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有し、さらに、従来の光ファイバコネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、このような目的を達成するために、フェルールと、フェルールを把持するフランジと、フランジの後端に連結された光ファイバ保持部とを備え、フランジはその内部に光ファイバがたわむ空間を備え、光ファイバ保持部は光ファイバの被覆付部分を弾性保持する構造を備えた光ファイバコネクタの製造方法であって、被覆が除去されて劈開され、テーパ加工された光ファイバを光ファイバ保持部の後端から挿入する工程と、前記光ファイバの先端がフェルールの先端に装着した突き出し調整治具に突き当たり、当該突き出し調整治具に設けられた窪みの深さに対応する量だけフェルールの先端より突き出した状態となり、かつ前記たわむ空間の内部でのたわみ長さより長いたわみ長さをもって前記光ファイバを光ファイバ保持部の後方でたわませた状態にする工程と、前記光ファイバの被覆付部分を光ファイバ保持部に弾性保持させる工程とを含む、ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法を提案する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明方法によれば、従来の光ファイバコネクタの後端に光ファイバ保持構造を備え、また、内部に光ファイバのたわみ空間を有し、光ファイバを劈開、テーパ加工した上で、フェルール先端からの突き出しを設定して固定する形態であることにより、組み立てが容易で、かつ劈開面のＰＣ接続を実現できるので良好な光学特性を有する光ファイバコネクタを低コストで実現でき、さらに、従来の光ファイバコネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】光ファイバコネクタの第１の従来例を示す構造図
【図２】第１の従来例の組み立て時の状態を示す説明図
【図３】第１の従来例の光ファイバ固定部の構造図
【図４】第１の従来例の接続時の状態を示す説明図
【図５】光ファイバコネクタの第２の従来例を示す構造図
【図６】第２の従来例で使用する突き当て治具の説明図
【図７】光ファイバコネクタの第３の従来例を示す構造図
【図８】光ファイバの劈開面の説明図
【図９】第３の従来例の別の例を示す構造図
【図１０】本発明方法による光ファイバコネクタの一例を示す外観斜視図
【図１１】本発明方法による光ファイバコネクタの一例を示す断面構造図
【図１２】光ファイバ先端のテーパ加工方法の一例を示す説明図
【図１３】本発明方法による光ファイバコネクタの接続時の状態を示す説明図
【図１４】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１５】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１６】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１７】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１８】たわみ長さと座屈力の関係を示す説明図
【図１９】光ファイバ突き出し量とたわみ量の関係を示す説明図
【図２０】たわみ長に対して損失０．１ｄＢを発生する突き出し量を示す説明図
【図２１】光ファイバの端面径とＰＣ荷重の関係を示す説明図
【図２２】本発明方法による光ファイバコネクタの光学特性を示す説明図
【図２３】本発明方法による光ファイバコネクタの温度サイクル試験時の挿入損失の変化を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１０（ａ）（ｂ）は本発明方法による光ファイバコネクタの一例、ここでは光ファイバコネクタの中でも市場で最もシェアの高いＳＣコネクタと互換性のある例の外観を示すもので、通常の光ファイバコネクタと異なる点は、後端にベース及び蓋からなる光ファイバ保持部を有し、これにコの字の開口側をやや幅狭にしたような断面を有するクランパが装着され、光ファイバを弾性保持している点である。また、図１１は本発明方法による光ファイバコネクタの断面構造を示すものである。
【００２５】
図１０、図１１において、５１はフェルール、５２はフランジ、５３ａは光ファイバ保持部ベース、５３ｂは光ファイバ保持部蓋、５４はクランパ、５５はフレーム、５６はフレームのつまみ、５７はストップリング、５８はスプリング、５９は光ファイバである。
【００２６】
フェルール５１はジルコニアなどからなり、被覆が除去された光ファイバ５９の外径とほぼ等しい内径の貫通孔をその中心部に有し、フランジ５２に把持・固定されている。フランジ５２は後方に伸び、光ファイバ保持部ベース５３ａと連結している。フランジ５２はその内部にフェルール５１の貫通孔と連通した、光ファイバ５９がたわむ空間５２ａを備える。フレーム５５とストップリング５７とは留め部５７ａにより互いに固定されており、ストップリング５７によって位置が規制されたスプリング５８によりフランジ５２を介してフェルール５１が前方に向かって押されている。但し、フレーム５５の鍔５５ａにより一定以上前進しないようになっている。つまみ５６は手で持つ部分であり、本光ファイバコネクタをアダプタに対して挿抜する操作を補助する。
【００２７】
光ファイバ５９はガラス光ファイバを前提とし、光ファイバの被覆を除去したガラス部分の外径が１２５μｍ、被覆付部分の外径が２５０〜５００μｍ程度の一般的な光ファイバ素線を適用する前提で以下説明する。光ファイバ５９は図１１に示すように、フェルール５１の貫通孔の長さより若干長く被覆が除去（ここでは約１０ｍｍ）され、その先端が劈開され、さらにテーパ加工されている。そして、フェルール５１の端面より所定量突き出した状態で、光ファイバ保持部５３に保持されている。
【００２８】
光ファイバ保持部ベース５３ａはＶ溝を有し、このＶ溝内に光ファイバ５９の被覆付部分を収容した状態で蓋５３ｂをクランパ５４によってベース５３ａに押し付け、光ファイバ５９を弾性保持する。光ファイバの被覆を除去したガラス部分を保持するのではないので、光ファイバを傷つけて断線させることがない。
【００２９】
なお、光ファイバの劈開は市販の光ファイバ劈開器で加工可能である。テーパ加工は図１２に示すように、光ファイバ５９の先端を研磨シート６０などにたわませて押し付け、円軌道を描かせることにより、加工が可能である。非常に簡易な方法でテーパ加工が可能である。
【００３０】
図１３は本発明方法による光ファイバコネクタの接続時の状態を示すもので、同図（ａ）は光ファイバコネクタの断面、同図（ｂ）は接続部分の要部を示す。
【００３１】
接続は、同図（ｂ）に示すように、２つの光ファイバコネクタのフェルール５１がアダプタ２０の整列部材（一般的にはスリーブと呼ばれている）２１によって位置合わせされて対向し、フレーム５５に形成された突起５５ｂがアダプタ２０の爪２２でロックされ、フレーム５５からストップリング５７を介してスプリング５８によりフランジ５２とともに前方に向かって押されているフェルール５１の端面が、接続相手の光ファイバコネクタのフェルールの端面に押し付けられることによって行われる。さらに、接続前にフェルール５１の端面より突き出していた光ファイバ５９が引き込み、フランジ５２内部のたわみ空間５２ａで光ファイバ５９がたわむ。この時のたわみに起因して発生する弾性復元力によって光ファイバ５９が接続相手の光ファイバコネクタの光ファイバに押し付けられる。劈開面であっても、テーパ加工によって光ファイバ円周部のリップルが除去され、光信号が通過するコア付近を残して面積が小さくなっているので、光ファイバ同士がＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）接続し、低損失、低反射な光接続を実現できる。
【００３２】
図１４乃至図１７に本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す。図１４（ａ）（ｂ）及び図１５は光ファイバ挿入前の状態である。
【００３３】
図１４（ａ）はクランパ取り付け前の状態を示すもので、図１４（ｂ）に示すようにクランパ５４は光ファイバ保持部ベース５３ａの溝５３ａ’に装着される。クランパ５４のコの字の内側の幅に対してベース５３ａの厚みが溝５３ａ’では小さく、それ以外では大きくなっており、簡単に可動するが、外には外れないようになっている。また、光ファイバ保持部蓋５３ｂは、ベース５３ａによって前後方向の移動が所定のクリアランス以内で制限され、つまみ５６によって左右方向と上方への移動が所定のクリアランス以内で制限されている。本構造によれば、蓋がクランプされる前の初期状態でも光ファイバコネクタ本体から脱落しないように、ベースのみで蓋の移動を制限する構造とするよりも簡易な構造で実現できる。なお、光ファイバ保持部蓋５３ｂも前記同様の溝５３ｂ’を備えている。
【００３４】
これらの部品に対して図１５に示すように、先端を劈開し、テーパ加工した光ファイバ５９を後端から挿入すると、フェルール５１の先端に装着した突き出し調整治具６１に設けられた窪み６１ａの深さでフェルール５１の端面からのファイバ突き出し量が設定される。その際、図１６に示すように後端で光ファイバ５９をたわませた状態にする。たわみが発生することにより、確実に光ファイバ５９が突き出し調整治具６１に突き当たっていることが確認できる。
【００３５】
なお、このたわみ長さは、光ファイバコネクタ内部でのたわみ長さより長く設定されている。これにより光ファイバコネクタ内部でたわむことがない。内部でたわんだ状態で光ファイバを固定すると、突き出し調整治具６１を外した後に所定量より多く光ファイバが突き出してしまう。後端のたわみを長くすることで、この現象を無くすことが可能となる。
【００３６】
光ファイバの固定は図１７に示すように、クランパ５４を前進させることにより完了する。蓋５３ｂとベース５３ａ下部の厚みの和がクランパ５４のコの字の内側の幅よりも大きくなっており、クランパ５４のばね力が働き、蓋５３ｂがベース５３ａに押し付けられ、固定が完了する。
【００３７】
なお、クランパ５４は後端にむかって舌状に伸びた形状をしており、前進させるときにはこの部分を押す。この部分を押し切り、光ファイバ保持部ベース５３ａの後端と一致した時に、クランパ５４が蓋を最適に押す位置に到達するようになっている。これにより操作が容易でかつ正確となる。
【００３８】
以上説明したように、本発明方法による光ファイバコネクタによれば、まず、構造的には、既存の光コネクタと互換性がある構造であり、また、これが、既存の光コネクタの部品を流用しつつ、光ファイバ保持部のみを新規に構成することにより低コストで構成可能である。
【００３９】
また、光ファイバの切断方法としては、劈開の外に炭酸ガスレーザやエキシマレーザによる方法もある。これらのレーザは現在のところ大規模な装置であり、簡易な作業に適したものではないが、ガラスの溶融により滑らかな端面が短時間で形成可能であり、研磨と同様に適用可能である。
【００４０】
また、ここでは光ファイバ劈開面のリップル除去のために、現在のところ最適な形成方法としてテーパ加工を採用しているが、円周部を除去できれば良く、レーザなどにより加工できれば採用可能である。
【００４１】
また、光ファイバの先端の加工も従来と同じ劈開作業に加え、テーパ加工作業が増えるものの、その加工作業は非常に簡易であり、従来の光コネクタの研磨作業と比較すると十分簡易な作業を実現している。
【００４２】
さらに、組み立てにおいても光ファイバを光ファイバコネクタに挿入し、突き出し調整治具によって、突き出し量を調整し、これをクランパの前進によって固定することができ、一連の作業が簡易である。加えて、光ファイバの劈開面を利用してＰＣを実現しているので、良好で従来の光ファイバコネクタと同等な光学特性が実現できる。
【００４３】
また、クランパは前進すると、つまみ内部と光ファイバ保持部に沿って収納されるようになっており、本光コネクタの小型化を実現している。
【００４４】
なお、フェルール、フレーム、つまみ等の部品を変更すれば、基本的には同じような構造で他の光コネクタ、例えばＭＵ形光コネクタ、ＬＣ形光コネクタにも適用可能である。また、光ファイバの先端面がフェルールの端面から若干飛び出している程度なので、一般的に使用される光コネクタクリーナなどで、簡易に清掃することが可能である。
【００４５】
次に、ＰＣ接続を確実に実現する特異な設計値について説明する。
【００４６】
座屈力Ｐｂは、たわみの長さＬの二乗に反比例し、次式で表される（S. Timoshenko, "Strength of Materials, Part II, Advanced Theory and Problems, Third Edition," New York: D. Van Nostrand Company, Inc., 1956. 参照）。
【００４７】
Ｐｂ＝４π2ＥＩ／Ｌ2 （１）
ここで、Ｅは光ファイバの弾性定数、Ｉは断面二次モーメントであり、次式で表される。
【００４８】
Ｉ＝πｄ4／６４ （２）
ここで、ｄは光ファイバの外径である。図１８に、たわみ長さと座屈力の関係を図示する。例えば、たわみ長Ｌ＝７ｍｍの場合は座屈力Ｐｂ＝０．７Ｎ、たわみ長Ｌ＝８ｍｍの場合は座屈力Ｐｂ＝０．５Ｎとなる。
【００４９】
突き出し量ΔＬは座屈力に影響を与えず、たわみ量δを決定する。両者の関係は次式で表される（M. Kobayashi, T. Yoshida, S. Asakawa, S. Iwano, R. Nagase S. Sumida, S. Mitachi, "Injection-molded sigle-mode multiple optical fiber connector using buckling force of bare fiber," IEEE, J. Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 5, No. 5, pp. 1271-1277, 1999. 参照）。
【００５０】
【数１】
ここで、「Elliptic（）」は第２種完全楕円積分である。
【００５１】
図１９に光ファイバ突き出し量とたわみ量の関係を図示する。たわみ長Ｌ＝７ｍｍの場合、突き出し量ΔＬ＝０．０５ｍｍのとき、たわみδ＝０．３ｍｍ程度である。たわみ長Ｌ＝８ｍｍの場合、突き出し量ΔＬ＝０．１ｍｍのとき、たわみδ＝０．５ｍｍ程度である。
【００５２】
図２０は曲げ損失が０．１ｄＢとなる突き出し量ΔＬをたわみ長Ｌに対して計算した結果である。たわみ長Ｌを小さくすると座屈力Ｐｂを増やせるが、小さな突き出し量ΔＬでも損失が大きく発生する。突き出し量ΔＬの設定も小さいと困難になるので、その下限を０．０４ｍｍと設定すると、たわみ長Ｌの下限は約６ｍｍとなる。
【００５３】
一方、劈開面をＰＣさせるために必要な応力を実験的に測定した結果を図２１に示す。端面垂直度（光ファイバの軸方向に対する垂直面からの端面（劈開面）のずれの角度）の異なる光ファイバ劈開面についてテーパ加工により端面径を変えた場合のＰＣに必要な荷重を測定した結果である。
【００５４】
端面垂直度が小さいほど、端面径が小さいほど必要な荷重が少なくて済むが、通常の光ファイバ劈開器による光ファイバの劈開面の端面垂直度は最大１．５度程度となり、この劈開面においても確実にＰＣを実現するためには図中のハッチングの領域に端面径とＰＣ荷重を設定する必要があることを見出した。
【００５５】
端面径の下限は３０μｍであり、これはこの値より小さいとコアを伝播する通信光に影響を与える。この時、図より最小０．５Ｎの押圧力が必要であることを見出した。これはたわみ長Ｌ＝８ｍｍで達成できる。
【００５６】
一方、最大の荷重は上述の曲げ損失が大きくならないためのたわみ長Ｌ＝６ｍｍによって決まる。従って、本例ではたわみ長Ｌ＝８ｍｍで端面径３０μｍ，Ｌ＝７ｍｍで端面径３０〜４０μｍ、Ｌ＝６ｍｍで端面径３０〜４５μｍに設定することにより一般的な光ファイバ劈開器で形成される光ファイバの劈開面の端面垂直度があれば、必ずＰＣ接続を実現することができる。
【００５７】
なお、ここまでは光ファイバ端面の形成作業を簡易に済ませるために光ファイバの劈開面を利用する形態で説明したが、光ファイバ端面を研磨した場合も適用可能である。この場合、テーパ加工と併用しても良いが、一般的に研磨面は球面をしており、コア部が突出しているので、テーパ面が無くてもＰＣ接続を実現できる。この時の必要な押圧力は０．５Ｎ以下で劈開面と比較すると小さくて済む。
【００５８】
本発明方法により作製した光コネクタを、ＳＣ光コネクタアダプタを介して通常のＳＣ光コネクタプラグと接続した場合の光学特性を図２２に示す。挿入損失と反射減衰量のヒストグラムである。挿入損失平均０．１ｄＢ、反射減衰量５０ｄＢであり、通常のＳＣ光コネクタ並みの低損失、低反射を実現している。
【００５９】
また、温度サイクル試験時の挿入損失の変化特性を調べた結果を図２３に示す。広い温度範囲で安定した特性を示している。これは、光ファイバをたわませて光接続を実現していることにより、温度変化による光コネクタ部材の伸縮があっても、たわみ部分がこれを吸収する効果があるためである。
【００６０】
以上説明したように、本発明方法によれば、組み立てが容易で、かつ、通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を実現し、また、従来の光コネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタを提供することができる。
【００６１】
なお、第１の従来例と比較すると、光ファイバ先端のテーパ加工と、コネクタ内部へのたわみ空間の設置と、光ファイバ先端をフェルールから突き出して固定することにより、相手コネクタとの接続時にＰＣ接続が実現でき、良好な光学特性を実現している。また、光ファイバ保持部は、クランプの前後方向の移動で把持を実現することにより、小型が構造を実現している。
【００６２】
第２の従来例と比較すると、光ファイバ先端のテーパ加工によりＰＣ接続を実現している。また、第２の従来例ではフェルール内部にたわみ空間を構成しているが、本発明ではフェルールを把持するフランジに設けることにより、既成のジルコニアフェルールを使用することが可能で、より低コストで部材を構成できる。また、第２の従来例では光ファイバを接着固定しているのに対して、クランプで固定することが可能で、組み立てが容易である。また、第２の従来例では光ファイバの被覆を除去したガラス部分をたわませるのに対して、本発明では光ファイバの被覆付部分をたわませるため、破断し難い。
【００６３】
第３の従来例と比較すると、従来の光コネクタとの互換性があり、また、第３の従来例ではマイクロホールで光ファイバを直接調心しているため、マイクロホールの内径が小さく、清掃が容易でないのに対して、本発明では光ファイバの先端がフェルール先端から出ているので、清掃が容易である利点がある。
【符号の説明】
【００６４】
５１：フェルール、５２：フランジ、５２ａ：たわみ空間、５３：光ファイバ保持部、５３ａ：光ファイバ保持部ベース、５３ｂ：光ファイバ保持部蓋、５４：クランパ、５５：フレーム、５６：フレームのつまみ、５７：ストップリング、５８：スプリング、５９：光ファイバ、６０：研磨シート、６１：突き出し調整治具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の光ファイバコネクタ、特に組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有する光ファイバコネクタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は従来の光ファイバコネクタの一例（第１の従来例）の基本構造を示すもので、本コネクタはフェルール１１と、フェルール１１の周囲に配置された各種の光ファイバコネクタに対応するハウジング１２と、フェルール１１の後端に連結された光ファイバ固定部１３とからなる（非特許文献１参照）。
【０００３】
本コネクタは、その先端の被覆が所定量除去されて劈開された光ファイバ１４が光ファイバ固定部１３の後端から挿入され、該光ファイバ１４の先端とフェルール１１の先端が合致した状態で、光ファイバ１４の被覆付部分を光ファイバ固定部１３に保持させることで完成する。ここで、光ファイバ１４の先端とフェルール１１の先端との位置合わせは、図２に示すように、平坦な突き当て板１５をフェルール１１の先端に突き当てておくことによって行われる。また、光ファイバ固定部１３はベース１３ａ及び蓋１３ｂからなり、ベース１３ａには、図３に示すように光ファイバの被覆付部分の外径が多少飛び出る深さのＶ溝が設けられており、このＶ溝内に光ファイバ１４の被覆付部分を収容した状態で蓋１３ｂをベース１３ａに磁石などで固定することにより光ファイバ１４を保持する。
【０００４】
本コネクタは、図４に示すように、接続相手となる同様の光ファイバコネクタとアダプタ２０を介して接続される。光ファイバコネクタの種類によって嵌合機構は異なるが、基本的にはハウジング１２に形成された突起がアダプタ２０の爪でロックされ、ハウジング１２からスプリングを介して常に前方に向かって押されているフェルール１１の端面が、接続相手の光ファイバコネクタのフェルールの端面に押し付けられる。これにより光ファイバ１４の先端面が接続相手の光ファイバコネクタの光ファイバの先端面と接触し、光接続が完了する。
【０００５】
本コネクタによれば、光ファイバの被覆除去、劈開といった簡易な光ファイバの先端処理作業と、光ファイバの挿入、蓋閉じといった簡易な組み立て作業で光ファイバコネクタが完成する。
【０００６】
しかし、光ファイバの劈開面には軸方向に対する垂直面からの角度ずれが存在し、また、完全に平坦ではないので、本コネクタでは、光ファイバの先端面同士が密着せず、接続損失、反射損失が大きいという問題があった。
【０００７】
図５は従来の光ファイバコネクタの他の例（第２の従来例）の基本構造を示すもので、本コネクタはフェルール３１とともに、第１の従来例の場合と同様のハウジング及び光ファイバ固定部からなり（但し、ハウジング及び光ファイバ固定部については図示せず。）、フェルール３１の内部に光ファイバがたわむ空間３１ａが存在する（特許文献１参照）。
【０００８】
本コネクタは、その先端の被覆が所定量除去されて劈開された光ファイバ３２が光ファイバ固定部の後端から挿入され、該光ファイバ３２の先端がフェルール３１の先端から所定量突き出した状態で、光ファイバ３２の被覆付部分を光ファイバ固定部に保持（ここでは接着固定）させることで完成する。ここで、光ファイバ３２のフェルール３１の先端からの突き出し量の調整は、図６に示すような突き出し量の分だけ窪んだ引き込み部を備えた突き当て板３３をフェルール３１の先端に突き当てておくことによって行われる。
【０００９】
本コネクタは、第１の従来例の場合と同様に、接続相手となる同様の光ファイバコネクタとアダプタを介して接続される。即ち、ハウジングがアダプタにロックされ、ハウジングからスプリングを介して常に前方に向かって押されているフェルール３１の端面が、接続相手の光ファイバコネクタのフェルールの端面に押し付けられる。これにより光ファイバ３２の先端面が接続相手の光ファイバコネクタの光ファイバの先端面と接触し、光接続が完了する。
【００１０】
接続状態ではフェルール３１の先端から突き出している光ファイバ３２の先端が後退し、フェルール３１内部の空間３１ａでたわむことになるが、このたわみに起因して発生する光ファイバ３２を前方に押し出す力によって、第１の従来例で実現されていない光ファイバ同士の密着を狙ったものである。
【００１１】
しかし、本コネクタでも、光ファイバの劈開面の軸方向に対する垂直面からの角度ずれや、劈開面が完全に平坦ではないという問題を解消して光ファイバ同士を密着させるまでには至っておらず、依然として接続損失、反射損失が大きいという問題があった。
【００１２】
図７は従来の光ファイバコネクタのさらに他の例（第３の従来例）の基本構造を示すもので、本コネクタは２つの光ファイバを片持ち梁状に把持する光ファイバ固定部材４１と、マイクロホール４２とからなる（特許文献２参照）。
【００１３】
本コネクタは、それぞれその先端の被覆が所定量除去されて劈開され、さらにテーパ加工が施された２つの光ファイバ４３，４４がマイクロホール４２に挿入され、その先端同士が突き当たり、先端から見て後方がたわんだ状態で、各光ファイバ４３，４４の被覆付部分を光ファイバ固定部材４１に固定させることで完成する。フェルールを用いない点が特徴である。
【００１４】
図８に示すように、光ファイバの劈開面は完全に平坦でなく、円周部にリップルが生じている。テーパ加工を施すことにより、このリップルを除去するとともに、光信号が通過するコア付近を残してその面積を小さくできるので、光ファイバ同士が密着した、いわゆるＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）接続状態を実現し易くなり、低損失、低反射な光接続を実現できる。
【００１５】
なお、図９に示すように、光ファイバ固定部材４１を、２つの光ファイバをそれぞれ把持する２つの光コネクタプラグ４５，４６に分割することにより、着脱可能な光コネクタを実現することもできる。
【００１６】
しかし、本コネクタでは、フェルールを用いない特殊な構造であり、従来の光ファイバコネクタと互換性がないということと、マイクロホールは被覆を除去した光ファイバの外径より若干大きい程度の穴であるため、非常に小さく、清掃が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第２５６６５９０号公報（発明の名称：光コネクタ）
【特許文献２】特許第３２１０５４０号公報（発明の名称：光ファイバの接続方法）
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】”簡易型コネクター”、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社雄島試作研究所、［平成２０年１月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.iijnet.or.jp/oshima/Jhome/optical/05.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このように、従来は、組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有し、さらに、従来の光ファイバコネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタはなかった。
【００２０】
そこで、本発明は、組み立てが容易で、かつ通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を有し、さらに、従来の光ファイバコネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、このような目的を達成するために、フェルールと、フェルールを把持するフランジと、フランジの後端に連結された光ファイバ保持部とを備え、フランジはその内部に光ファイバがたわむ空間を備え、光ファイバ保持部は光ファイバの被覆付部分を弾性保持する構造を備えた光ファイバコネクタの製造方法であって、被覆が除去されて劈開され、テーパ加工された光ファイバを光ファイバ保持部の後端から挿入する工程と、前記光ファイバの先端がフェルールの先端に装着した突き出し調整治具に突き当たり、当該突き出し調整治具に設けられた窪みの深さに対応する量だけフェルールの先端より突き出した状態となり、かつ前記たわむ空間の内部でのたわみ長さより長いたわみ長さをもって前記光ファイバを光ファイバ保持部の後方でたわませた状態にする工程と、前記光ファイバの被覆付部分を光ファイバ保持部に弾性保持させる工程とを含む、ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法を提案する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明方法によれば、従来の光ファイバコネクタの後端に光ファイバ保持構造を備え、また、内部に光ファイバのたわみ空間を有し、光ファイバを劈開、テーパ加工した上で、フェルール先端からの突き出しを設定して固定する形態であることにより、組み立てが容易で、かつ劈開面のＰＣ接続を実現できるので良好な光学特性を有する光ファイバコネクタを低コストで実現でき、さらに、従来の光ファイバコネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】光ファイバコネクタの第１の従来例を示す構造図
【図２】第１の従来例の組み立て時の状態を示す説明図
【図３】第１の従来例の光ファイバ固定部の構造図
【図４】第１の従来例の接続時の状態を示す説明図
【図５】光ファイバコネクタの第２の従来例を示す構造図
【図６】第２の従来例で使用する突き当て治具の説明図
【図７】光ファイバコネクタの第３の従来例を示す構造図
【図８】光ファイバの劈開面の説明図
【図９】第３の従来例の別の例を示す構造図
【図１０】本発明方法による光ファイバコネクタの一例を示す外観斜視図
【図１１】本発明方法による光ファイバコネクタの一例を示す断面構造図
【図１２】光ファイバ先端のテーパ加工方法の一例を示す説明図
【図１３】本発明方法による光ファイバコネクタの接続時の状態を示す説明図
【図１４】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１５】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１６】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１７】本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す説明図
【図１８】たわみ長さと座屈力の関係を示す説明図
【図１９】光ファイバ突き出し量とたわみ量の関係を示す説明図
【図２０】たわみ長に対して損失０．１ｄＢを発生する突き出し量を示す説明図
【図２１】光ファイバの端面径とＰＣ荷重の関係を示す説明図
【図２２】本発明方法による光ファイバコネクタの光学特性を示す説明図
【図２３】本発明方法による光ファイバコネクタの温度サイクル試験時の挿入損失の変化を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１０（ａ）（ｂ）は本発明方法による光ファイバコネクタの一例、ここでは光ファイバコネクタの中でも市場で最もシェアの高いＳＣコネクタと互換性のある例の外観を示すもので、通常の光ファイバコネクタと異なる点は、後端にベース及び蓋からなる光ファイバ保持部を有し、これにコの字の開口側をやや幅狭にしたような断面を有するクランパが装着され、光ファイバを弾性保持している点である。また、図１１は本発明方法による光ファイバコネクタの断面構造を示すものである。
【００２５】
図１０、図１１において、５１はフェルール、５２はフランジ、５３ａは光ファイバ保持部ベース、５３ｂは光ファイバ保持部蓋、５４はクランパ、５５はフレーム、５６はフレームのつまみ、５７はストップリング、５８はスプリング、５９は光ファイバである。
【００２６】
フェルール５１はジルコニアなどからなり、被覆が除去された光ファイバ５９の外径とほぼ等しい内径の貫通孔をその中心部に有し、フランジ５２に把持・固定されている。フランジ５２は後方に伸び、光ファイバ保持部ベース５３ａと連結している。フランジ５２はその内部にフェルール５１の貫通孔と連通した、光ファイバ５９がたわむ空間５２ａを備える。フレーム５５とストップリング５７とは留め部５７ａにより互いに固定されており、ストップリング５７によって位置が規制されたスプリング５８によりフランジ５２を介してフェルール５１が前方に向かって押されている。但し、フレーム５５の鍔５５ａにより一定以上前進しないようになっている。つまみ５６は手で持つ部分であり、本光ファイバコネクタをアダプタに対して挿抜する操作を補助する。
【００２７】
光ファイバ５９はガラス光ファイバを前提とし、光ファイバの被覆を除去したガラス部分の外径が１２５μｍ、被覆付部分の外径が２５０〜５００μｍ程度の一般的な光ファイバ素線を適用する前提で以下説明する。光ファイバ５９は図１１に示すように、フェルール５１の貫通孔の長さより若干長く被覆が除去（ここでは約１０ｍｍ）され、その先端が劈開され、さらにテーパ加工されている。そして、フェルール５１の端面より所定量突き出した状態で、光ファイバ保持部５３に保持されている。
【００２８】
光ファイバ保持部ベース５３ａはＶ溝を有し、このＶ溝内に光ファイバ５９の被覆付部分を収容した状態で蓋５３ｂをクランパ５４によってベース５３ａに押し付け、光ファイバ５９を弾性保持する。光ファイバの被覆を除去したガラス部分を保持するのではないので、光ファイバを傷つけて断線させることがない。
【００２９】
なお、光ファイバの劈開は市販の光ファイバ劈開器で加工可能である。テーパ加工は図１２に示すように、光ファイバ５９の先端を研磨シート６０などにたわませて押し付け、円軌道を描かせることにより、加工が可能である。非常に簡易な方法でテーパ加工が可能である。
【００３０】
図１３は本発明方法による光ファイバコネクタの接続時の状態を示すもので、同図（ａ）は光ファイバコネクタの断面、同図（ｂ）は接続部分の要部を示す。
【００３１】
接続は、同図（ｂ）に示すように、２つの光ファイバコネクタのフェルール５１がアダプタ２０の整列部材（一般的にはスリーブと呼ばれている）２１によって位置合わせされて対向し、フレーム５５に形成された突起５５ｂがアダプタ２０の爪２２でロックされ、フレーム５５からストップリング５７を介してスプリング５８によりフランジ５２とともに前方に向かって押されているフェルール５１の端面が、接続相手の光ファイバコネクタのフェルールの端面に押し付けられることによって行われる。さらに、接続前にフェルール５１の端面より突き出していた光ファイバ５９が引き込み、フランジ５２内部のたわみ空間５２ａで光ファイバ５９がたわむ。この時のたわみに起因して発生する弾性復元力によって光ファイバ５９が接続相手の光ファイバコネクタの光ファイバに押し付けられる。劈開面であっても、テーパ加工によって光ファイバ円周部のリップルが除去され、光信号が通過するコア付近を残して面積が小さくなっているので、光ファイバ同士がＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ）接続し、低損失、低反射な光接続を実現できる。
【００３２】
図１４乃至図１７に本発明の光ファイバコネクタの製造方法に係る組み立て工程を示す。図１４（ａ）（ｂ）及び図１５は光ファイバ挿入前の状態である。
【００３３】
図１４（ａ）はクランパ取り付け前の状態を示すもので、図１４（ｂ）に示すようにクランパ５４は光ファイバ保持部ベース５３ａの溝５３ａ’に装着される。クランパ５４のコの字の内側の幅に対してベース５３ａの厚みが溝５３ａ’では小さく、それ以外では大きくなっており、簡単に可動するが、外には外れないようになっている。また、光ファイバ保持部蓋５３ｂは、ベース５３ａによって前後方向の移動が所定のクリアランス以内で制限され、つまみ５６によって左右方向と上方への移動が所定のクリアランス以内で制限されている。本構造によれば、蓋がクランプされる前の初期状態でも光ファイバコネクタ本体から脱落しないように、ベースのみで蓋の移動を制限する構造とするよりも簡易な構造で実現できる。なお、光ファイバ保持部蓋５３ｂも前記同様の溝５３ｂ’を備えている。
【００３４】
これらの部品に対して図１５に示すように、先端を劈開し、テーパ加工した光ファイバ５９を後端から挿入すると、フェルール５１の先端に装着した突き出し調整治具６１に設けられた窪み６１ａの深さでフェルール５１の端面からのファイバ突き出し量が設定される。その際、図１６に示すように後端で光ファイバ５９をたわませた状態にする。たわみが発生することにより、確実に光ファイバ５９が突き出し調整治具６１に突き当たっていることが確認できる。
【００３５】
なお、このたわみ長さは、光ファイバコネクタ内部でのたわみ長さより長く設定されている。これにより光ファイバコネクタ内部でたわむことがない。内部でたわんだ状態で光ファイバを固定すると、突き出し調整治具６１を外した後に所定量より多く光ファイバが突き出してしまう。後端のたわみを長くすることで、この現象を無くすことが可能となる。
【００３６】
光ファイバの固定は図１７に示すように、クランパ５４を前進させることにより完了する。蓋５３ｂとベース５３ａ下部の厚みの和がクランパ５４のコの字の内側の幅よりも大きくなっており、クランパ５４のばね力が働き、蓋５３ｂがベース５３ａに押し付けられ、固定が完了する。
【００３７】
なお、クランパ５４は後端にむかって舌状に伸びた形状をしており、前進させるときにはこの部分を押す。この部分を押し切り、光ファイバ保持部ベース５３ａの後端と一致した時に、クランパ５４が蓋を最適に押す位置に到達するようになっている。これにより操作が容易でかつ正確となる。
【００３８】
以上説明したように、本発明方法による光ファイバコネクタによれば、まず、構造的には、既存の光コネクタと互換性がある構造であり、また、これが、既存の光コネクタの部品を流用しつつ、光ファイバ保持部のみを新規に構成することにより低コストで構成可能である。
【００３９】
また、光ファイバの切断方法としては、劈開の外に炭酸ガスレーザやエキシマレーザによる方法もある。これらのレーザは現在のところ大規模な装置であり、簡易な作業に適したものではないが、ガラスの溶融により滑らかな端面が短時間で形成可能であり、研磨と同様に適用可能である。
【００４０】
また、ここでは光ファイバ劈開面のリップル除去のために、現在のところ最適な形成方法としてテーパ加工を採用しているが、円周部を除去できれば良く、レーザなどにより加工できれば採用可能である。
【００４１】
また、光ファイバの先端の加工も従来と同じ劈開作業に加え、テーパ加工作業が増えるものの、その加工作業は非常に簡易であり、従来の光コネクタの研磨作業と比較すると十分簡易な作業を実現している。
【００４２】
さらに、組み立てにおいても光ファイバを光ファイバコネクタに挿入し、突き出し調整治具によって、突き出し量を調整し、これをクランパの前進によって固定することができ、一連の作業が簡易である。加えて、光ファイバの劈開面を利用してＰＣを実現しているので、良好で従来の光ファイバコネクタと同等な光学特性が実現できる。
【００４３】
また、クランパは前進すると、つまみ内部と光ファイバ保持部に沿って収納されるようになっており、本光コネクタの小型化を実現している。
【００４４】
なお、フェルール、フレーム、つまみ等の部品を変更すれば、基本的には同じような構造で他の光コネクタ、例えばＭＵ形光コネクタ、ＬＣ形光コネクタにも適用可能である。また、光ファイバの先端面がフェルールの端面から若干飛び出している程度なので、一般的に使用される光コネクタクリーナなどで、簡易に清掃することが可能である。
【００４５】
次に、ＰＣ接続を確実に実現する特異な設計値について説明する。
【００４６】
座屈力Ｐｂは、たわみの長さＬの二乗に反比例し、次式で表される（S. Timoshenko, "Strength of Materials, Part II, Advanced Theory and Problems, Third Edition," New York: D. Van Nostrand Company, Inc., 1956. 参照）。
【００４７】
Ｐｂ＝４π2ＥＩ／Ｌ2 （１）
ここで、Ｅは光ファイバの弾性定数、Ｉは断面二次モーメントであり、次式で表される。
【００４８】
Ｉ＝πｄ4／６４ （２）
ここで、ｄは光ファイバの外径である。図１８に、たわみ長さと座屈力の関係を図示する。例えば、たわみ長Ｌ＝７ｍｍの場合は座屈力Ｐｂ＝０．７Ｎ、たわみ長Ｌ＝８ｍｍの場合は座屈力Ｐｂ＝０．５Ｎとなる。
【００４９】
突き出し量ΔＬは座屈力に影響を与えず、たわみ量δを決定する。両者の関係は次式で表される（M. Kobayashi, T. Yoshida, S. Asakawa, S. Iwano, R. Nagase S. Sumida, S. Mitachi, "Injection-molded sigle-mode multiple optical fiber connector using buckling force of bare fiber," IEEE, J. Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 5, No. 5, pp. 1271-1277, 1999. 参照）。
【００５０】
【数１】
ここで、「Elliptic（）」は第２種完全楕円積分である。
【００５１】
図１９に光ファイバ突き出し量とたわみ量の関係を図示する。たわみ長Ｌ＝７ｍｍの場合、突き出し量ΔＬ＝０．０５ｍｍのとき、たわみδ＝０．３ｍｍ程度である。たわみ長Ｌ＝８ｍｍの場合、突き出し量ΔＬ＝０．１ｍｍのとき、たわみδ＝０．５ｍｍ程度である。
【００５２】
図２０は曲げ損失が０．１ｄＢとなる突き出し量ΔＬをたわみ長Ｌに対して計算した結果である。たわみ長Ｌを小さくすると座屈力Ｐｂを増やせるが、小さな突き出し量ΔＬでも損失が大きく発生する。突き出し量ΔＬの設定も小さいと困難になるので、その下限を０．０４ｍｍと設定すると、たわみ長Ｌの下限は約６ｍｍとなる。
【００５３】
一方、劈開面をＰＣさせるために必要な応力を実験的に測定した結果を図２１に示す。端面垂直度（光ファイバの軸方向に対する垂直面からの端面（劈開面）のずれの角度）の異なる光ファイバ劈開面についてテーパ加工により端面径を変えた場合のＰＣに必要な荷重を測定した結果である。
【００５４】
端面垂直度が小さいほど、端面径が小さいほど必要な荷重が少なくて済むが、通常の光ファイバ劈開器による光ファイバの劈開面の端面垂直度は最大１．５度程度となり、この劈開面においても確実にＰＣを実現するためには図中のハッチングの領域に端面径とＰＣ荷重を設定する必要があることを見出した。
【００５５】
端面径の下限は３０μｍであり、これはこの値より小さいとコアを伝播する通信光に影響を与える。この時、図より最小０．５Ｎの押圧力が必要であることを見出した。これはたわみ長Ｌ＝８ｍｍで達成できる。
【００５６】
一方、最大の荷重は上述の曲げ損失が大きくならないためのたわみ長Ｌ＝６ｍｍによって決まる。従って、本例ではたわみ長Ｌ＝８ｍｍで端面径３０μｍ，Ｌ＝７ｍｍで端面径３０〜４０μｍ、Ｌ＝６ｍｍで端面径３０〜４５μｍに設定することにより一般的な光ファイバ劈開器で形成される光ファイバの劈開面の端面垂直度があれば、必ずＰＣ接続を実現することができる。
【００５７】
なお、ここまでは光ファイバ端面の形成作業を簡易に済ませるために光ファイバの劈開面を利用する形態で説明したが、光ファイバ端面を研磨した場合も適用可能である。この場合、テーパ加工と併用しても良いが、一般的に研磨面は球面をしており、コア部が突出しているので、テーパ面が無くてもＰＣ接続を実現できる。この時の必要な押圧力は０．５Ｎ以下で劈開面と比較すると小さくて済む。
【００５８】
本発明方法により作製した光コネクタを、ＳＣ光コネクタアダプタを介して通常のＳＣ光コネクタプラグと接続した場合の光学特性を図２２に示す。挿入損失と反射減衰量のヒストグラムである。挿入損失平均０．１ｄＢ、反射減衰量５０ｄＢであり、通常のＳＣ光コネクタ並みの低損失、低反射を実現している。
【００５９】
また、温度サイクル試験時の挿入損失の変化特性を調べた結果を図２３に示す。広い温度範囲で安定した特性を示している。これは、光ファイバをたわませて光接続を実現していることにより、温度変化による光コネクタ部材の伸縮があっても、たわみ部分がこれを吸収する効果があるためである。
【００６０】
以上説明したように、本発明方法によれば、組み立てが容易で、かつ、通常の光ファイバコネクタ並みの光学特性を実現し、また、従来の光コネクタと互換性があり、清掃が容易な光ファイバコネクタを提供することができる。
【００６１】
なお、第１の従来例と比較すると、光ファイバ先端のテーパ加工と、コネクタ内部へのたわみ空間の設置と、光ファイバ先端をフェルールから突き出して固定することにより、相手コネクタとの接続時にＰＣ接続が実現でき、良好な光学特性を実現している。また、光ファイバ保持部は、クランプの前後方向の移動で把持を実現することにより、小型が構造を実現している。
【００６２】
第２の従来例と比較すると、光ファイバ先端のテーパ加工によりＰＣ接続を実現している。また、第２の従来例ではフェルール内部にたわみ空間を構成しているが、本発明ではフェルールを把持するフランジに設けることにより、既成のジルコニアフェルールを使用することが可能で、より低コストで部材を構成できる。また、第２の従来例では光ファイバを接着固定しているのに対して、クランプで固定することが可能で、組み立てが容易である。また、第２の従来例では光ファイバの被覆を除去したガラス部分をたわませるのに対して、本発明では光ファイバの被覆付部分をたわませるため、破断し難い。
【００６３】
第３の従来例と比較すると、従来の光コネクタとの互換性があり、また、第３の従来例ではマイクロホールで光ファイバを直接調心しているため、マイクロホールの内径が小さく、清掃が容易でないのに対して、本発明では光ファイバの先端がフェルール先端から出ているので、清掃が容易である利点がある。
【符号の説明】
【００６４】
５１：フェルール、５２：フランジ、５２ａ：たわみ空間、５３：光ファイバ保持部、５３ａ：光ファイバ保持部ベース、５３ｂ：光ファイバ保持部蓋、５４：クランパ、５５：フレーム、５６：フレームのつまみ、５７：ストップリング、５８：スプリング、５９：光ファイバ、６０：研磨シート、６１：突き出し調整治具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールと、フェルールを把持するフランジと、フランジの後端に連結された光ファイバ保持部と、被覆が除去されて劈開され、テーパ加工された光ファイバとを備え、フランジはその内部に光ファイバがたわむ空間を備え、光ファイバ保持部は光ファイバの被覆付部分を弾性保持する構造を備えた光ファイバコネクタの製造方法であって、
前記光ファイバを光ファイバ保持部の後端から挿入する工程と、
前記光ファイバの先端がフェルールの先端に装着した突き出し調整治具に突き当たり、当該突き出し調整治具に設けられた窪みの深さに対応する量だけフェルールの先端より突き出した状態となり、かつ前記たわむ空間の内部でのたわみ長さより長いたわみ長さをもって前記光ファイバを光ファイバ保持部の後方でたわませた状態にする工程と、
前記光ファイバの被覆付部分を光ファイバ保持部に弾性保持させる工程とを含む、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバがたわむ部位では被覆が除去されていない、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバ保持部はＶ溝を有するベース及び蓋からなり、
蓋はベースと当該光ファイバ保持部の一部を覆う如く形成されたフレームのつまみとの間に配置され、その移動をベースとフレームのつまみによって制限する、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバ保持部はＶ溝を有するベース及び蓋からなり、
断面略コの字形のクランパを前後に移動することにより蓋をベースに固定する構造を有する、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバが、その弾性定数が７１．２ＧＰａ、外径が０．１２５ｍｍ、コア径が３０μｍ以下の通信用シングルモード光ファイバである場合、
たわみ長さが８ｍｍでテーパ加工された前記光ファイバの先端の端面径が３０μｍである、
あるいは、
たわみ長さが７ｍｍでテーパ加工された前記光ファイバの先端の端面径が３０μｍ〜４０μｍである、
あるいは、
たわみ長さが６ｍｍでテーパ加工された前記光ファイバの先端の端面径が３０μｍ〜４５μｍである、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項１】
フェルールと、フェルールを把持するフランジと、フランジの後端に連結された光ファイバ保持部と、被覆が除去されて劈開され、テーパ加工された光ファイバとを備え、フランジはその内部に光ファイバがたわむ空間を備え、光ファイバ保持部は光ファイバの被覆付部分を弾性保持する構造を備えた光ファイバコネクタの製造方法であって、
前記光ファイバを光ファイバ保持部の後端から挿入する工程と、
前記光ファイバの先端がフェルールの先端に装着した突き出し調整治具に突き当たり、当該突き出し調整治具に設けられた窪みの深さに対応する量だけフェルールの先端より突き出した状態となり、かつ前記たわむ空間の内部でのたわみ長さより長いたわみ長さをもって前記光ファイバを光ファイバ保持部の後方でたわませた状態にする工程と、
前記光ファイバの被覆付部分を光ファイバ保持部に弾性保持させる工程とを含む、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバがたわむ部位では被覆が除去されていない、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバ保持部はＶ溝を有するベース及び蓋からなり、
蓋はベースと当該光ファイバ保持部の一部を覆う如く形成されたフレームのつまみとの間に配置され、その移動をベースとフレームのつまみによって制限する、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバ保持部はＶ溝を有するベース及び蓋からなり、
断面略コの字形のクランパを前後に移動することにより蓋をベースに固定する構造を有する、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバコネクタの製造方法において、
光ファイバが、その弾性定数が７１．２ＧＰａ、外径が０．１２５ｍｍ、コア径が３０μｍ以下の通信用シングルモード光ファイバである場合、
たわみ長さが８ｍｍでテーパ加工された前記光ファイバの先端の端面径が３０μｍである、
あるいは、
たわみ長さが７ｍｍでテーパ加工された前記光ファイバの先端の端面径が３０μｍ〜４０μｍである、
あるいは、
たわみ長さが６ｍｍでテーパ加工された前記光ファイバの先端の端面径が３０μｍ〜４５μｍである、
ことを特徴とする光ファイバコネクタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１４５９６６（Ｐ２０１２−１４５９６６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５８１３（Ｐ２０１２−１０５８１３）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【分割の表示】特願２００８−３４５１７（Ｐ２００８−３４５１７）の分割
【原出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（０００１０２７３９）エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【分割の表示】特願２００８−３４５１７（Ｐ２００８−３４５１７）の分割
【原出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【出願人】（０００１０２７３９）エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Ｆターム（参考）】
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