JP4364111B2

JP4364111B2 - 径変換用光接続アダプタ

Info

Publication number: JP4364111B2
Application number: JP2004342333A
Authority: JP
Inventors: 岡部　　聡; 淳鉄谷
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2006154086A

Description

本発明は、フェルール径の異なる光コネクタ同士を接続する際に用いる径変換用光接続アダプタに関する。

光ファイバ通信技術は著しい発展を遂げており、光ファイバ応用の各種装置、機器は、既に多数設置されている。これら、既設の装置に用いられている光コネクタ、光レセプタクルは、φ２．５ｍｍのフェルールを持つＳＣ型の光コネクタが主流であった。しかしながら、近年、その半分の直径であるφ１．２５ｍｍのフェルールを用いたＭＵ型もしくはＬＣ型光コネクタが登場し、これらを既設の装置に用いられているφ２．５ｍｍのフェルールを持つ光コネクタに接続する必要性が生じてきている。

図２は、このような場合の従来の接続方式を説明するための概略図である。図に示されているように、変換コード６０は、短い光ファイバ６０ａの両端に既設の光アダプタ６２に、接続することが予定されていた光ファイバのプラグと同一構造のプラグ６０ｂと、接続しようとする光ファイバ６４のプラグ６４ａと同一構造のプラグ６０ｃとをそれぞれ配設したものである。また、光アダプタ６６は、同一直径のフェルールを内蔵するプラグ同志を接続する汎用のもので、変換コード６０のプラグ６０ｃと光ファイバ６４のプラグ６４ａとを接続するものであった。かかる変換コード６０及びアダプタ６６を用いて、変換コード６０のプラグ６０ｂを光アダプタ６２に接続し、一方、アダプタ６６を用いて変換コード６０のプラグ６０ｃと接続しようとする光ファイバ６４のプラグ６４ａとを接続する。これにより、既設の光コネクタに、接続することが予定されていたプラグとは直径の異なるフェルールを有するプラグを接続するものであった（特許文献１参照）。

また、図３は従来の径変換用の光接続アダプタを示し、中心軸を同一とする大径円筒部５２ａと小径円筒部５２ｂからなり、上記中心軸上に沿って光ファイバ５３を一貫内通した径変換用フェルール５２の両端にそれぞれ一端を外嵌した二割スリーブ５６，５７の突出他端に光コネクタプラグを挿嵌保持する嵌合スリーブ５４，５５の軸心円筒部５４ｂ、５５ｂを外嵌してアダプタハウジング５１中に納めていた。この径変換用フェルール５２は単一の部材からなり、貫通孔、片端および他端の各端面、大径円筒部５２ａ、小径円筒部５２ｂを成形、加工等で形成しており、貫通孔に光ファイバ５３を挿入固定し、両端面を光ファイバとともに研磨仕上げされている（特許文献２参照）。
特開２００１−２８１４９５号公報特開平５−８８０４３号公報

ところが、従来の図２に示す接続方式は、変換コード６０とアダプタ６６という２つの部品を用いるため、コストが高くなると共に接続が繁雑であるという欠点を有している。また、接続する光ファイバの数が多くなると、接続部位に多数の変換コード６０が錯綜して存在することになり、見栄えが悪いと共に配線ミスの原因となっていた。更に接続箇所が２ヶ所増える為に接続損失及び反射減衰量が大きくなるという問題があった。

次に、図３に示す従来の接続方式では、径変換用フェルール５２は軸方向に長く、また要求される寸法精度が貫通孔と大径円筒部５２ａ外周との同心度および貫通孔と小径円筒部５２ｂ外周の同心度、共に１μｍ以内でなければならなかった。この理由は両端面において、接続すべき大小のコネクタのフェルールと径変換用フェルール５２との位置ずれが生じ、その結果接続損失を増大させる原因となるからである。

光接続アダプタ内に納められているフェルールを弾性的に保持する一般的な円筒体の割スリーブ５６、５７は、保持する一対のフェルールは共に軸方向に同一の長さを有することが必要であった。そのため、異なった内径の２つの割スリーブ５６，５７を光接続アダプタ内に内蔵しているためコネクタ自体が軸方向に長いものとなっていた。

本発明の一つの態様によれば、径変換用光接続アダプタは、径変換用フェルールと、光ファイバと、第１割スリーブと、第２割スリーブと、第１嵌合スリーブと、第２嵌合スリーブと、中間ハウジングと、アダプタハウジングとを備えている。径変換用フェルールは、軸方向に貫通孔を有するとともに一端に小径円筒部と他端に大径円筒部を有する。光ファイバは、貫通孔に保持されている。第１割スリーブは、一端にツバ部を有するとともに、該ツバ部側で径変換用フェルールの小径円筒部を保持する。第２割スリーブは、一端にツバ部を有するとともに、該ツバ部側でフェルールの大径円筒部を保持する。第１嵌合スリーブは、第１割スリーブの他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するためのものである。第２嵌合スリーブは、第２割スリーブの他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するためのものである。中間ハウジングは、第１嵌合スリーブの開口寸法に対応した開口寸法を有する第１の部分と、第１割スリーブのツバ部の径寸法に対応した開口寸法を有する第２の部分と、第２割スリーブのツバ部の径寸法に対応した開口寸法を有する第３の部分とを含んでおり、第１の部分および第２の部分において第１割スリーブのツバ部を保持しているとともに、第３の部分において第２割スリーブのツバ部を保持している。アダプタハウジングは、第１嵌合スリーブと第２嵌合スリーブと中間ハウジングとを保持している。

本発明のフェルール径変換用光接続アダプタによれば、軸方向に貫通孔を有するとともに一端に小径円筒部と他端に大径円筒部を有する径変換用フェルールと、上記貫通孔に保持した光ファイバと、一端にツバ部を有するとともに該ツバ部側で上記径変換用フェルールの小径円筒部を保持する第１スリーブと、一端にツバ部を有するとともに該ツバ部側で上記フェルールの大径円筒部を保持する第２スリーブと、上記第１スリーブの他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するための第１嵌合スリーブと、上記第２スリーブの他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するための第２嵌合スリーブとからなることにより、それぞれの割スリーブの軸方向の長さを短く出来、さらには径変換用フェルールも軸方向に短くできることにより、径変換用フェルールの同心度の高精度化が可能となり、接続損失を小さくできる。また、光接続アダプタ自体の軸方向の長さを短尺化できる。したがって、フェルール径変換用光接続アダプタの小型、軽量化が可能となり、上記アダプタを取り付けるラック等の耐荷重の軽減ができる。

以下、本発明の実施形態を図を用いて説明する。

図１は、本発明の径変換用光接続アダプタの一実施形態を示す断面図である。

本発明の径変換用光接続アダプタは、軸方向に貫通孔を有するとともに一端に小径円筒部２ａと他端に大径円筒部２ｂを有する径変換用のフェルール２と、上記貫通孔に保持した光ファイバ３と、一端にツバ部４ａを有するとともに該ツバ部４ａ側で上記径変換用フェルール１の小径円筒部２ａを保持する第１割スリーブ４と、一端にツバ部６ａを有するとともに該ツバ部６ａ側で上記フェルール２の大径円筒部２ｂを保持する第２割スリーブ６と、上記第１割スリーブ４の他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するための第１嵌合スリーブ５と、上記第２スリーブ６の他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するための第２嵌合スリーブ７とからなり、第１嵌合スリーブ５、第２嵌合スリーブ７には、それぞれ直径の異なる光コネクタプラグを保持するためのプラスチックからなるフック５ａ、７ａと、軸心円筒部５ｂ、７ｂが設けられており、中間ハウジング８により上記第１割スリーブ４、第２割スリーブ６を保持し、さらに、これら各部材がプラスチックからなるハウジング１の内部に納められている。

また、上記フェルール２の材質は、上記割スリーブ同様にプラスチック、金属、セラミック、ガラス等を用いることができるが、好ましくは強度、耐摩耗性等の理由によりセラミックが良く、その中でもジルコニアセラミックが更に望ましい。また、上記第１割スリーブ４、第２割スリーブ６の材質は、プラスチック、金属、セラミック、ガラス等を用いることができるが、好ましくは強度、耐摩耗性等の理由によりセラミックが良く、その中でもジルコニアセラミックが更に望ましい。

本発明のフェルール径変換用光接続アダプタは、図１に示すように径変換用のフェルール２の小径円筒部２ａを保持する第１割スリーブ４と、大径円筒部２ｂを保持する第２割スリーブ６とが、それぞれツバ部４ａ、６ａを有することから、局所的に強固にフェルール２を保持することができるため、フェルール２の保持力が増大するため、ツバ部４ａ、６を有する側のフェルール２の挿入量を少なくさせても保持力を維持させることができる。よって、径変換用のフェルール２を軸方向に短くすることができ、第１割スリーブ４、第２割スリーブ６自体の軸方向の長さをより短くすることができ、小型化の可能な径変換用光接続アダプタを得ることができる。

また、第１割スリーブ４、第２割スリーブ６に保持されるフェルール２は、小径円筒部２ａ、大径円筒部２ｂそれぞれの軸方向に短尺化することができる。そのため、要求される寸法精度が貫通孔と大径円筒部２ｂ外周との同心度および貫通孔と小径円筒部２ａ外周の同心度ともに１μｍ以内が容易に作製することができ、それぞれの開口端より挿入する光コネクタプラグを高精度に保持することができるため、接続損失を非常に小さなものとすることができる。

上記第１割スリーブ４、第２割スリーブ６のそれぞれツバ部４ａ、６ａは、その材質にもよるが、ジルコニアセラミックスで形成する場合、外径を第１割スリーブ４、第２割スリーブ６の外径に対して１０〜５０％大きくすることが好ましく、これによりフェルール２の小径円筒部２ａ、大径円筒部２ｂを強固に保持することができるととともに、保持力を大きくし過ぎることはなく、光コネクタプラグを挿入させやすく、かつ強固に保持することができる。

また、図１に示すように、上記径変換用のフェルール２の小径円筒部２ａ、大径円筒部２ｂの軸方向の長さをそれぞれＬとしたとき、上記小径円筒部２ａ、大径円筒部２ｂを保持する第１割スリーブ４、第２割スリーブ６の各ツバ部４ａ、６ａの軸方向の長さｌが、それぞれ０．１５≦ｌ／Ｌ＜１の関係を満たすことが好ましい。

この比が０．１５を下回ると保持力を維持することができなくなり割スリーブとしての機能を果たすことができなくなり、挿入される光コネクタプラグを保持することができないため接続に損失を生じる。一方、その比が１を超えると保持力が増大しすぎて、挿入される光コネクタプラグを端面まで当接させることができなくなるため、上記同様に接続に損失を生じる。よって、この比を０．１５≦ｌ／Ｌ＜１とすることで、保持力を維持するとともに、挿入性も適度に保持することができ、さらには０．３≦ｌ／Ｌ＜０．６とすることが好ましい。

また、上記第１割スリーブ４のツバ部４ａの端面が、上記径変換用のフェルール２の小径円筒部２ａと大径円筒部２ｂとの境界に形成される段部２ｃで当接することが好ましい。

これにより、第１割スリーブ４のツバ部４ａの端面が、段部２ｃを基準面として軸方向の長さを正確に調整することができ、段部２ｃをストッパーとして第１割スリーブ４の抜け止めとして作用させることができるため、フェルール２に挿着する際、また光コネクタプラグを挿入する際も強固に保持させることができる。

また、上記第１割スリーブ４のツバ部４ａの外径は、上記フェルール２の大径円筒部２ｂの外径と一致させることが好ましい。これにより、フェルール２の小径円筒部２ａの外周に保持したツバ部４ａと、大径円筒部２ｂとの境界部が平坦となり、さらにその外周に保持する中間ハウジング８などにより各部材を強固に保持することができる。

さらに、フェルール２に保持した光ファイバ３を、減衰ファイバとすることで減衰器の機能を有する。減衰ファイバとは、光信号の減衰方法の一つであり、光ファイバのコア部分にＣｏ等の不純物を意図的にドープして光減衰特性をもたせた方法である。このような減衰ファイバの減衰レベルは、単位長さ当たりの不純物の添加量によって調整され、一般的には１〜３０ｄＢのものが市販されている。減衰ファイバを用いることにより、本発明のフェルール径変換用光接続アダプタは減衰器の機能を有することなり、フェルール２の径の変換とともに光信号を減衰させるという複合化した効果を有することが可能となる。

ここで、この径変換用光接続アダプタの組立方法について説明する。

先ず、貫通孔に光ファイバ３を挿入、固定した径変換用フェルール２に、ツバ部４ａ側で上記フェルール２を保持する第１割スリーブ４を外嵌めし、さらに反対側より第２割スリーブ６を外嵌めする。このとき第１割スリーブ４のツバ部４ａの端面がフェルール２の小径円筒部２ａと大径円筒部２ｂとの境界に形成される段部２ｃによって当接させる。

次に、小径円筒部２ａ側のアダプタハウジング１にフック５を組み込み、その上に中間ハウジング８を組み込んだ後、径変換用フェルール２の小径円筒部２ａ側を上記中間ハウジング８内に組み込む。

そして、径変換用フェルール２の大径円筒部２ｂ側にフック４を組み込み、その上からアダプタハウジング１を被せて、２つのアダプタハウジングを融着またはネジ固定し、径変換用光接続アダプタを得る。

このようにして得られた径変換用光接続アダプタは、全体が従来のツバ部のない割スリーブを用いた場合に比し、全体を軸方向に短くすることができ、小型化の可能なものとすることができる。

以下、本発明の実施例を説明する。

図１に示すような径変換用光接続アダプタを作製した。

径変換用フェルールとして、ジルコニアセラミックを成形、焼成し、予め貫通孔と大径円筒部を研磨及び研削加工にて仕上げ、円筒研削盤にて研削して小径円筒部を形成した。ここで、大径円筒部は直径２．５ｍｍ、小径円筒部は直径１．２５ｍｍとし、大径円筒部の長さを２．３ｍｍ、小径円筒部の長さを２．６ｍｍとした。貫通孔に光ファイバを挿入固定し、両端面を光ファイバと共に研磨仕上げを行った。

第１割スリーブ、第２割スリーブは、上記径変換用フェルールと同様にジルコニアセラミックを成形、焼成し、内径を仕上げて、円筒研削盤にてツバ部の外径寸法で全長にわたり加工を実施する。再度円筒研削盤にて外径を研削し小径部分を形成し、その後スリット加工をすることでツバ部を設けた第１割スリーブ、第２割スリーブを作製した。ここで直径１．２５ｍｍの第１割スリーブは、ツバ部の外径を２．１５ｍｍ、長さ１．３ｍｍとし、小径部分の外径をφ１．６９ｍｍ、長さ４．７ｍｍとした。直径２．５ｍｍの第２割スリーブは、ツバ部の外径を４．０ｍｍ、長さ１．１５ｍｍとし、小径部分の外径を３．２ｍｍ、長さ６．８５ｍｍとした。

これにより、径変換用のフェルールの小径円筒部、大径円筒部の軸方向の長さをそれぞれＬとしたとき、上記小径円筒部、大径円筒部を保持する第１割スリーブ、第２割スリーブの各ツバ部の軸方向の長さｌとの比が０．５となり、０．１５≦ｌ／Ｌ＜１の関係を満たすものとした。

そして、上記径変換用フェルールの外端にそれぞれ第１、第２割スリーブのツバ部を嵌合した状態でアダプタハウジングに納め径変換用光接続アダプタとした。

また、上述の径変換用のフェルールの寸法を変えずに、径変換用のフェルールの小径円筒部、大径円筒部の軸方向の長さをそれぞれＬとしたとき、上記小径円筒部、大径円筒部を保持する第１割スリーブ、第２割スリーブの各ツバ部の軸方向の長さｌとの比が０．１４および１．０のものを作製した。

比が０．１４のものは、直径１．２５ｍｍの第１割スリーブとして、ツバ部の外径を２．１５ｍｍ、長さ０．３６ｍｍとし、小径部分の外径を１．６９ｍｍ、長さ５．６４ｍｍとした。直径２．５ｍｍの第２割スリーブとして、ツバ部の外径を４．０ｍｍ、長さ０．３２ｍｍとし、小径部分の外径を３．２ｍｍ、長さ７．６８ｍｍとした。

比が０．１のものは、直径１．２５ｍｍの第１割スリーブとして、ツバ部の外径を２．１５ｍｍ、長さ３．４ｍｍとし、小径部分の外径を１．６９ｍｍ、長さ３．４ｍｍとし、直径２．５ｍｍの第２割スリーブとして、ツバ部の外径を４．０ｍｍ、長さ５．７ｍｍとし、小径部分の外径を３．２ｍｍ、長さ５．７ｍｍとした。

比較例として、図３に示すような径変換用光接続アダプタを作製した。

先ず、上述と同様に径変換用フェルールとして、ジルコニアセラミックを成形、焼成し、予め貫通孔と大径円筒部を研磨及び研削加工にて仕上げ、円筒研削盤にて研削して小径円筒部を形成した。ここで、大径円筒部は直径２．５ｍｍ、小径円筒部は直径１．２５ｍｍとし、大径円筒部の長さを８．５ｍｍ、小径円筒部の長さを６．０ｍｍとした。貫通孔に光ファイバを挿入固定し、両端面を光ファイバと共に研磨仕上げを行った。また、直径２．５ｍｍの割スリーブは外径３．２ｍｍ、全長１１．４ｍｍ、直径１．２５の割スリーブは外径１．６９ｍｍ、全長６．８ｍｍのものを使用し、上記径変換用フェルールの外端にそれぞれ第１、第２割スリーブのツバ部を嵌合した状態でアダプタハウジングに納め、径変換用光接続アダプタを作製した。

また、図２に示す従来の接合方式は化他端にＳＣコネクタプラグ、他端にＭＵコネクタプラグを取り付けた変換コード６０を用いた。図３および図１に示すフェルール径変換用光アダプタは共にＳＣコネクタとＭＵコネクタとの変換用光アダプタとした。

これらをそれぞれ５０個作製し、その接続損失を全数測定した。この際の測定に用いたマスター光ファイバ、光源、光検出器はいずれも同じものを使用した。

その結果を図に示す。

表１に示すように、従来の径変換用光接続アダプタは接続損失の平均値およびばらつきが大きいのに対して、本発明のフェルール径変換用光アダプタは接続損失の平均値およびばらつきがともに小さくさっており、安定した接続を実現することができた。

また、径変換用のフェルールの小径円筒部、大径円筒部の軸方向の長さをそれぞれＬとしたとき、上記小径円筒部、大径円筒部を保持する第１割スリーブ、第２割スリーブの各ツバ部の軸方向の長さｌとの比が０．１５≦ｌ／Ｌ＜１の関係になければ安定した接続が実現することができない。

本発明の径変換用光接続アダプタの一実施形態を示す断面図である。従来の大径フェルールと小径フェルールとの接続方式を説明するための概略図である。従来の径変換用光接続アダプタを示す断面図である。

符号の説明

１：アダプタハウジング
２：径変換用フェルール
３：光ファイバ
４：第１割スリーブ
４ａ：ツバ部
５：第１嵌合スリーブ
５ａ：フック
６：第２割スリーブ
７：第２嵌合スリーブ
７ａ：フック
８：中間ハウジング
５１：アダプタハウジング
５２：径変換用フェルール
５２ａ：大径円筒部
５２ｂ：小径円筒部
５３：光ファイバ
５４：嵌合スリーブ
５５：嵌合スリーブ
５４ａ：フック
５５ａ：フック
５４ｂ：軸心円筒部
５５ｂ：軸心円筒部
５６：割スリーブ
５７：割スリーブ
６０：変換コード
６０ａ：プラグ
６０ｂ：プラグ
６０ｃ：プラグ
６２：光アダプタ
６４：光ファイバ
６６：アダプタ

Claims

軸方向に貫通孔を有するとともに、一端に小径円筒部と他端に大径円筒部を有する径変換用フェルールと、
前記貫通孔に保持された光ファイバと、
一端にツバ部を有するとともに、該ツバ部側で前記径変換用フェルールの小径円筒部を保持する第１割スリーブと、
一端にツバ部を有するとともに、該ツバ部側で前記フェルールの大径円筒部を保持する第２割スリーブと、
前記第１割スリーブの他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するための第１嵌合スリーブと、
前記第２割スリーブの他端側の外周を保持し、開口端より光コネクタプラグを挿嵌保持するための第２嵌合スリーブと、
前記第１嵌合スリーブと前記第２嵌合スリーブとの間に設けられているとともに、前記第１嵌合スリーブの開口寸法に対応した開口寸法を有する第１の部分と、前記第１割スリーブの前記ツバ部の径寸法に対応した開口寸法を有する第２の部分と、前記第２割スリーブの前記ツバ部の径寸法に対応した開口寸法を有する第３の部分とを含んでおり、前記第１の部分および前記第２の部分において前記第１割スリーブの前記ツバ部を保持しているとともに、前記第３の部分において前記第２割スリーブの前記ツバ部を保持している中間ハウジングと、
前記第１嵌合スリーブと前記第２嵌合スリーブと前記中間ハウジングとを保持しているアダプタハウジングと、
からなることを特徴とする径変換用光接続アダプタ。
前記光ファイバを減衰ファイバとしたことを特徴とする請求項１に記載の径変換用光接続アダプタ。