JP2001264582A - 光コネクタ用フェルール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光ファイバを、フェルールに対し
より確実に接着固定させるようにした光コネクタ用フェ
ルールを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明によるフェルール１は、前端面１
ａに形成した光接続口５から内部に向けて延在する光フ
ァイバ挿入部１０を有した光コネクタ用フェルール１に
おいて、光ファイバ挿入部１０は、光接続口５から延在
する光ファイバ位置決め孔４と、光ファイバ位置決め孔
４から後方に延在すると共に光ファイバ位置決め孔４の
径よりも拡大した径をもつ接着剤充填孔６とを有し、接
着剤充填孔６を形成する壁面６ａの少なくとも一部を粗
面に形成した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単心又は多心の光
ファイバを組み付け固定させて、光ファイバ同士を相互
に接続させるために利用される光コネクタ用フェルール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術として、特
開平８−１６０２５４号公報等がある。このようなフェ
ルールを利用して光コネクタを組立る方法としては、光
ファイバ心線の被覆を加熱機等で除去して光ファイバを
露出させた後、フェルール内に光ファイバを挿入し、フ
ェルールの接続端面から光ファイバの先端面を突き出す
ようにしておき、その状態で、フェルール内に接着剤を
充填して、光ファイバとフェルールとを接着固定させ
る。そして、フェルールの接続端面を機械的に精密研磨
加工しながら、光コネクタの接続端面と光ファイバの先
端面とを面一にしている。また、近年では、精密研磨加
工を省略した組立て方法も提案されている。その一例と
して、所定長さに正確に切断した光ファイバをフェルー
ル内に挿入し、高精度に位置決めした状態で、シアノア
クリレート系等の瞬間接着剤を利用して、フェルールに
光ファイバを固定する方法である。このようなフェルー
ルはサブμｍのオーダーでの制御を実現するため高精度
（表面状態が非常に滑らか）な金型を用いて成形してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高精度な金型で成形したフェルールの表面は金型表
面を転写しているため、非常に表面仕上げ精度の高い
（表面が非常に滑らかな状態）製品となっていた。その
ため、接着剤との接着性に関してはそれほど良好といえ
ず、光ファイバをフェルールに対して強固に接着固定さ
れているとはいい難い状況であった。特に、接着の相性
が元来良好でないもの同士の接着にＰＰＳ（ポニフェニ
レンサルファイド）やシアノアクリレート系接着剤を利
用した場合、どの程度、長期に亙る安定した接着特性を
維持できるか問題であった。

【０００４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、特に、光ファイバを、フェルールに対し
より確実に接着固定させるようにした光コネクタ用フェ
ルールを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光コネクタ
用フェルールは、前端面に形成した光接続口から内部に
向けて延在する光ファイバ挿入部を有した光コネクタ用
フェルールにおいて、光ファイバ挿入部は、光接続口か
ら延在する光ファイバ位置決め孔と、光ファイバ位置決
め孔から後方に延在すると共に光ファイバ位置決め孔の
径よりも拡大した径をもつ接着剤充填孔とを有し、接着
剤充填孔を形成する壁面の少なくとも一部を粗面に形成
したことを特徴とする。

【０００６】この光コネクタ用フェルールにおいては、
接着剤を利用して光ファイバと相互に固定させなければ
ならない構造であるため、いかなる環境下でフェルール
が利用されたとしても、フェルールから光ファイバが抜
けないように、長期に亙る十分な耐久性を保証する必要
がある。そこで、フェルールの光接続口から延びる光フ
ァイバ位置決め孔に連続するようにして接着剤充填孔を
形成し、この接着剤充填孔を光ファイバ位置決め孔より
径の大きなものとする。これによって、十分な量の接着
剤をフェルールと光ファイバとの間に充填させることが
できるので、極めて高い接着性を担保させることができ
る。しかも、更なる耐久性の向上を図るため、接着剤充
填孔を形成する壁面の少なくとも一部を粗面として形成
させる。その結果、フェルールに対する接着剤の馴染み
性が向上し、アンカー効果によって、温度変化の激しい
環境下で利用されることが想定されるフェルールから接
着剤が剥離し難くなり、光ファイバの十分な接着強度が
確保されることが実験でも確かめらている。また、接着
剤の剥離は壁面に沿って伝搬するので、粗面が接着剤充
填孔の一部に形成されているだけでも、十分な効果が発
揮される。

【０００７】また、接着剤充填孔は、これの一部をなす
ロート状の充填部分を介して、光ファイバ位置決め孔に
連結させると好適である。このような構成を採用した場
合、ロート状の充填部分が光ファイバのガイド孔として
利用され、光ファイバ位置決め孔内に光ファイバを挿入
させ易くしている。

【０００８】また、接着剤を充填させる接着剤充填空間
を形成する全壁面を粗面に形成させると好適である。こ
のような構成を採用した場合、接着剤が接触する全ての
部分が粗面となる結果、接着強度が格段に向上すること
になる。

【０００９】また、粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
μｍ以上５μｍ以下にすると好適である。このような構
成を採用した場合、直径０．１２５ｍｍ以下の光ファイ
バに最適であるといえる。

【００１０】また、粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
μｍ以上１０μｍ以下にすると好適である。このような
構成を採用した場合、直径０．１２５ｍｍ程度の光ファ
イバに最適であるといえる。

【００１１】また、粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
μｍ以上２０μｍ以下にすると好適である。このような
構成を採用した場合、直径０．１２５ｍｍ以上の光ファ
イバに最適であるといえる。

【００１２】また、粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
μｍ以上にすると好適である。このように、下限値をＲ
ｍａｘ０．５μｍとしたのは、この程度の表面粗さがあ
れば、接着剤の剥離を十分に防止でき、アンカー効果が
十分確保されていることが実験により確かめられたから
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による光
コネクタ用フェルールの好適な実施形態について詳細に
説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る光コネクタ用フェル
ールを示す平面図であり、図２は、フェルールの正面図
である。これら図面に示す光コネクタ用フェルール１
は、ＭＴコネクタに利用されるものであり、樹脂により
一体成形されている。フェルール１は、ガラスからなる
８本（８心）の光ファイバ３をもったテープ状の光ファ
イバ心線（「テープ心線」ともいう）２の先端部分に固
定され、光ファイバ心線３同士の光接続を可能にする部
品である。そして、テープ心線２をフェルール１に組付
けたものが光コネクタ３０を構成することになる（図６
参照）。

【００１５】図１〜図３に示すように、フェルール１の
前端面１ａには、１２５μｍの径の光ファイバ３に対し
て１２６μｍ〜１２７μｍの径を有する８個の光接続口
５が横一列に整列するように形成されている。また、フ
ェルール１の内部には、各光接続口５から内部に向けて
延在する光ファイバ挿入部１０が設けられている。各光
ファイバ挿入部１０は、各光接続口５と同径であり且つ
各光接続口５から一直線状に延在する光ファイバ位置決
め孔４と、各光ファイバ位置決め孔４から後方に一直線
状に延在すると共に各光ファイバ位置決め孔４の径より
も拡大した径の接着剤充填孔６とを有している。また、
この光ファイバ位置決め孔４は、光ファイバ３の先端部
分の位置決めを行って芯出しを達成させる関係上、光フ
ァイバ３と略同径をなす。そして、１２６μｍ程度の径
の光ファイバ位置決め孔４に対して、接着剤充填孔６は
２５０μｍ〜４００μｍの径に拡大されている。

【００１６】さらに、フェルール１の内部には、その後
部において、光ファイバ心線２の被覆部Ｆに装着したゴ
ム製のブーツＢ（図６参照）を固定させるための光ファ
イバ導入口１１が設けられている。この光ファイバ導入
口１１と光ファイバ位置決め孔４との間には、シアノア
クリレート系、エポキシ系又はＵＶ硬化型接着剤Ｒを収
容させるための接着剤充填空間７が設けられ、この空間
７の頂部には、接着剤を流し込むための八角形の開口を
なす接着剤充填窓８が形成されている。

【００１７】この接着剤充填空間７の底面７ａには、そ
の略全長に亙って延在する８本の光ファイバ整列溝９が
形成され、各光ファイバ整列溝９は、光ファイバ位置決
め孔４の延長上に位置し、光ファイバ位置決め孔４と光
ファイバ導入口１１との間に延在する。なお、フェルー
ル１の前端面１ａにおいて、８個の光接続口５の両側に
は、ガイドピン（図示せず）を挿入させるためのガイド
ピン挿入孔１２が形成されている（図２参照）。

【００１８】ここで、図４に示すように、大径化した接
着剤充填孔６の先端は、フェルール１の前端面１ａの近
傍に位置する。また、光ファイバ位置決め孔４は、前端
面１ａから１ｍｍの長さをもってフェルール１内に形成
され、接着剤充填孔６は、光ファイバ位置決め孔４と連
続するように設けられている。この接着剤充填孔６の先
端部分には、光ファイバ３の挿入容易さを考慮したロー
ト状の充填部分１３が設けられ、この充填部分１３の長
さは、光ファイバ位置決め孔６より長く形成されてい
る。そして、充填部分１３を除いて、接着剤充填孔６の
径は、光ファイバ位置決め孔６の径の２〜４倍程度大き
く形成され、十分な量の接着剤Ｒの確保を図り、光ファ
イバ３をフェルール１に確実に固定させることが可能と
なる。

【００１９】このように構成することで、図５及び図６
に示すように、光ファイバ３の先端面３ａをフェルール
１の光接続口５内に埋没させるように、光ファイバ挿入
部１０内に光ファイバ３を挿入した後に、接着剤充填窓
８から注入した接着剤Ｒを光ファイバ挿入部１０内に充
填させる場合でも、光ファイバ挿入部１０内において、
接着剤Ｒをフェルール１の前端面１ａの直近まで流し入
れることができる。このとき、図５に示すように、光フ
ァイバ３の先端面３ａは、光ファイバ位置決め孔４内に
位置し、光ファイバ位置決め孔４内で光ファイバ３の接
着されないフリーな部分３Ａが発生するが、光ファイバ
位置決め孔４を可能な限り小さくすることで、光ファイ
バ３の非接着領域が極めて小さくなる。その結果、光フ
ァイバ３をフェルール１に接着固定するにあたって、温
度変化の影響を極めて受け易い光ファイバ３のフリーな
部分３Ａが小さくなり、光ファイバ３の特性的な安定化
が図られ、高信頼性の確保が可能になる。

【００２０】また、光ファイバ３の非接着領域が形成さ
れる光ファイバ位置決め孔４の長さは１ｍｍ以下といっ
た極めて小さなものである。これは、光ファイバ３のフ
リーな部分３Ａが１ｍｍを越えると、温度変化による光
ファイバ３の伸縮量が過大となり、光ファイバ位置決め
孔４内において光ファイバ３の先端面３ａの位置が安定
し難いことによる。従って、相手側のフェルール（図示
せず）内の光ファイバの先端面と、図５のフェルール１
内の光ファイバ３の先端面３ａとの端面間隔が不安定で
あると、光伝達特性も不安なものになることは言うまで
もない。

【００２１】なお、フェルール１内に光ファイバ３の先
端面３ａを引き込ませたタイプの光コネクタにおいて
は、光コネクタ同士の接続を考慮し、フェルール１の光
接続口５内には屈折率整合剤Ｋが充填されている。しか
し、必要に応じて屈折率整合剤Ｋが清掃除去されて利用
される場合もある。

【００２２】更に、図７に示すように、接着剤充填孔６
を形成する壁面６ａは粗面に形成されている。例えば、
壁面６ａの表面粗さは、Ｒｍａｘ０．５以上が好適であ
る。このようにすると、接着剤充填孔６の壁面６ａに対
する接着剤Ｒの馴染み性が向上し、アンカー効果によ
り、接着剤Ｒが、温度変化の激しい環境下で利用される
ことが想定されるフェルール１から剥離し難くなること
が実験でも確かめらている。また、接着剤Ｒの剥離は壁
面６ａに沿って伝搬し難くなる。なお、粗面が接着剤充
填孔６ａの一部に形成されているだけでも、十分なアン
カー効果が発揮され、その全長に亙って形成される場合
には、接着性が格段に向上することは云うまでもない。

【００２３】このような粗面に形成する手段としては、
接着剤充填空間７内の全体に亙ってブラスト処理を行う
か、又は接着剤充填孔６を成形するための抜きピン（成
形金型の一部）の表面をブラスト処理によって粗面に形
成させることで達成される。また、接着剤充填空間７を
形成する壁面７ｂ（図５，図６参照）を全体に亙って粗
面を形成すると、接着強度が更に向上することになる。
なお、フェルール成形金型にプラズマ放電加工して粗面
を形成させ、この粗面をフェルール１に転写させること
も可能である。

【００２４】ここで、フェルール１に対する光ファイバ
３の引き抜き強度試験の結果について説明する。なお、
光ファイバ３は８心であり、フェルール１はＰＰＳで成
形され、接着剤Ｒとしてシアノアクリレート系接着剤を
採用した。そこで、接着剤充填孔６を含んだ接着剤充填
空間７の壁面全体に亙って表面粗さがＲｍａｘ０．２〜
０．３μｍの場合、壁面は極めて滑らかに形成され、光
ファイバ３の引き抜き強度は７ｋｇｆであった。

【００２５】これに対して、表面粗さをＲｍａｘ０．５
μｍとした場合、光ファイバ３の引き抜き強度は１０ｋ
ｇｆと向上し、更に、表面粗さをＲｍａｘ５μｍとした
場合、光ファイバ３の引き抜き強度は１５ｋｇｆと向上
し、更に、表面粗さをＲｍａｘ１０μｍとした場合、光
ファイバ３の引き抜き強度は２０ｋｇｆにまで達した。
このような実験結果から、接着剤充填空間７の壁面の表
面粗さが接着強度に多大な影響を与えることが分かる。

【００２６】このとき、粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ
０．５μｍ以上５μｍ以下にすると好適である。この場
合は、直径０．１２５ｍｍ以下の光ファイバ３に最適で
あるといえる。このような表面粗さは、プラズマ放電や
サンドブラストが施されたフェルール成形金型で製造で
きる限界であるといえる。また、粗面の表面粗さを、Ｒ
ｍａｘ０．５μｍ以上１０μｍ以下にすると好適であ
る。この場合は、直径０．１２５ｍｍ程度の光ファイバ
３に最適であるといえる。このような表面粗さは、フェ
ルールに対してサンドブラストを施す場合の限界である
といえる。また、粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５μ
ｍ以上２０μｍ以下にすると好適である。この場合は、
直径０．１２５ｍｍ以上の光ファイバ３に最適であると
いえる。このような表面粗さは、接着剤充填孔３６を成
形するために利用する抜きピン（成形金型の一部）の加
工で製造できる限界といえる。また、表面粗さが光ファ
イバ３に影響（傷など）を与えない限界といえる。な
お、前述した「Ｒｍａｘ」の語は「ＪＩＳ Ｂ ０６０
１」に基づいている。

【００２７】本発明に係るフェルールは、前述した実施
形態に限定されるものではない。例えば、図８に示すよ
うに、接着剤充填孔２６を短く形成し、ガイド孔として
機能するようにロート形状にしてもよい。この場合、接
着剤充填孔２６の壁面２６ａを粗面にする。

【００２８】また、図９に示すように、接着剤充填孔３
６の壁面３６ａには、軸線方向に延びる突起部３７が形
成され、この突起部３７によって、壁面３６ａに粗面を
形成させるようにしてよい。この場合の突起部３７は、
接着剤充填孔３６を成形するために利用する抜きピン
（成形金型の一部）の表面において、抜き方向に延在す
るような複数本の凹溝をもたせておくことで成形可能と
なる。また、光ファイバ３は、８心に限定されるもので
はなく、単心、４心、１２心などであってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明による光コネクタ用フェルール
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得る。すなわち、前端面に形成した光接続口から内部
に向けて延在する光ファイバ挿入部を有した光コネクタ
用フェルールにおいて、光ファイバ挿入部は、光接続口
から延在する光ファイバ位置決め孔と、光ファイバ位置
決め孔から後方に延在すると共に光ファイバ位置決め孔
の径よりも拡大した径をもつ接着剤充填孔とを有し、接
着剤充填孔を形成する壁面の少なくとも一部を粗面に形
成したことにより、光ファイバを、フェルールに対しよ
り確実に接着固定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光コネクタ用フェルールの一実施
形態を示す平面図である。

【図２】図１に示したフェルールの正面図である。

【図３】図１に示したフェルールの断面図である。

【図４】本発明に係るフェルールの要部拡大断面図であ
る。

【図５】光ファイバ挿入部内に光ファイバを挿入して、
接着固定した状態を示す断面図である。

【図６】本発明に係るフェルールに光ファイバを組付け
て完成した光コネクタを示す断面図である。

【図７】接着剤充填孔の要部拡大断面図である。

【図８】他の接着剤充填孔の要部拡大断面図である。

【図９】更に他の接着剤充填孔の要部拡大斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…フェルール、１ａ…前端面、３…光ファイバ、４…
光ファイバ位置決め孔、５…光接続口、６，２６，３６
…接着剤充填孔、６ａ，２６ａ，３６ａ…接着剤充填孔
の壁面、７…接着剤充填空間、１０…光ファイバ挿入
部、１３…充填部分、Ｒ…接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝占 洋 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 柿井 俊昭 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 2H036 JA02 QA12 QA23 QA49

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端面に形成した光接続口から内部に向
   けて延在する光ファイバ挿入部を有した光コネクタ用フ
   ェルールにおいて、 前記光ファイバ挿入部は、前記光接続口から延在する光
   ファイバ位置決め孔と、前記光ファイバ位置決め孔から
   後方に延在すると共に前記光ファイバ位置決め孔の径よ
   りも拡大した径をもつ接着剤充填孔とを有し、前記接着
   剤充填孔を形成する壁面の少なくとも一部を粗面に形成
   したことを特徴とする光コネクタ用フェルール。
2. 【請求項２】 前記接着剤充填孔は、これの一部をなす
   ロート状の充填部分を介して、前記光ファイバ位置決め
   孔に連結させたことを特徴とする請求項１記載の光コネ
   クタ用フェルール。
3. 【請求項３】 前記接着剤を充填させる接着剤充填空間
   を形成する全壁面を粗面に形成させたことを特徴とする
   請求項１又は２記載の光コネクタ用フェルール。
4. 【請求項４】 前記粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
   μｍ以上５μｍ以下にしたことを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか一項記載の光コネクタ用フェルール。
5. 【請求項５】 前記粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
   μｍ以上１０μｍ以下にしたことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか一項記載の光コネクタ用フェルール。
6. 【請求項６】 前記粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
   μｍ以上２０μｍ以下にしたことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか一項記載の光コネクタ用フェルール。
7. 【請求項７】 前記粗面の表面粗さを、Ｒｍａｘ０．５
   μｍ以上にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か一項記載の光コネクタ用フェルール。