JPH06250045A

JPH06250045A - 光素子収納筺体用光ファイバ接続スリーブ

Info

Publication number: JPH06250045A
Application number: JP3560993A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Nagata; 裕俊永田; Tsutomu Saito; 勉斉藤; Mitsuru Sakuma; 満佐久間; Nobuhide Miyamoto; 信英宮本
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-09
Anticipated expiration: 2017-08-05
Also published as: JP3311063B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光素子収納筺体用光ファイバスリーブにおい
て、光ファイバを適正な位置に、簡單な操作で封止固定
し得る機構を提供する。【構成】筺体から伸び出ている筒状体１１と、その先
端を封止する封止部材１２とを有し、筒状体に、環状突
起体１５を設け、封止部材および環状突起体の中心円孔
の直径を、光ファイバの直径にほゞ等しく、かつ光ファ
イバの通過を許すように設定して、光ファイバを適正に
保持し得るようにし、封止部材を、先端が細くなった管
状体１９、又は、嵌合突起体２４を有する封止コマ、又
はこの封止コマを１対の割りコマ２６，２７から構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光素子収納筺体用光ファ
イバ接続スリーブに関するものである。更に詳しく述べ
るならば、本発明は、誘電体基板、又は電気光学結晶基
板、例えばＬｉＮｂＯ₃結晶基板上に形成された光導波
路、およびこの光導波路中を伝播する光波を外部電界に
より制御するための電極などを具備した導波路型光素
子、例えばＴｉ導波路型ＬｉＮｂＯ₃光変調器、又は光
スイッチなどを収納実装するための筺体に取りつけら
れ、光ファイバを筺体内の光素子に接続するためのスリ
ーブに関するものである。本発明に係る光素子収納筺体
用光ファイバ接続スリーブはきわめて高い信頼度を要求
される光通信システムにおける使用に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムが公衆通信手段として注
目され、実用化されるに伴い、光通信システムを構成す
る各種光部品の開発において、その性能のみならず、そ
の信頼性も重要視されるようになった。すなわち発光素
子、および受光素子などは勿論のことであるが、その
他、例えば基板上に形成された光導波路、およびこの光
導波路中を伝播する光波を外部電界により制御するため
の電極を具備した導波路型光素子においても、上述のよ
うな光素子としての高信頼性が要求され、この要求に対
応するための種々の工夫がなされている。

【０００３】しかし、これら導波路型光素子を含む光部
品の製造工程においてこの導波路型光素子を収容し、こ
れを外界に対し気密封止するための筺体構造および実装
技術は未だ開発途上にある。特に筺体内に気密収縮され
る光素子に光ファイバを接続するスリーブの構造につい
ても種々の工夫がなされており、例えば光素子に接続さ
れた光ファイバをスリーブ中の貫通孔を通して筺体の外
界に引き出し、この貫通孔内壁面と光ファイバとの間に
生ずるわづかな隙間を、接着剤、又は充填剤をもって充
填閉塞する方式、或は、スリーブの中子を、ゴムのよう
な弾性体、又はソフトメタルなどの変形容易な材料で形
成し、この中子に光ファイバを通した後、中子を圧縮変
形してこれを光ファイバ周面に密着させる方式などが試
みられている。

【０００４】一方柳橋、宮沢、小薮、村田、電子通信学
会技術研究会報告、「ＬｉＮｂＯ₃光デバイスの実装方
法」、ＯＱＥ９１−７０（１９９１）、７〜１１頁、に
は例えば筺体と光素子体との熱膨張率差により光ファイ
バ部に付加される応力、又は機械的衝撃などによる応力
を緩和するために、光ファイバに屈曲を与えた姿勢で実
装することを推奨している。

【０００５】従って光ファイバをスリーブの貫通孔内
に、接着剤、又は充填材を用いて気密封止する場合で
も、光ファイバに上記のような屈曲を与えることが好ま
しく、更に製品の信頼性を高めるためには、光ファイバ
に対し常に一定の屈曲状態を付与し、これを固定する必
要がある。

【０００６】従来の光素子収納筺体用光ファイバ接続ス
リーブの一例が図１に示されている。この場合充填剤
（接着剤）を注入する空間部分の大きさにより、図１
（Ａ）に示されているように、光ファイバ１が、スリー
ブ２の貫通孔３中に斜めに挿入された状態になり、この
ような状態で光ファイバ１を接着剤（充填剤）４により
固定すると、光ファイバ１の裸光ファイバ５が、貫通孔
３内に斜めに伸び出てその内壁面に接触して、損傷さ
れ、これが光ファイバ破断の原因となることがある。

【０００７】また図１（Ｂ）に示されているように、光
ファイバ１がスリーブ２の貫通孔３のほゞ中心軸に沿っ
て挿入されず、貫通孔３の内壁面に近く偏在している
と、接着剤（充填剤）を貫通孔３内に注入しても、接着
剤（充填剤）の分布が不均一になり、光ファイバ１周面
の一部分が、スリーブ２の内壁面に接着されず、このた
め光ファイバ１がスリーブ２から抜け易くなるなどの問
題を生ずる。

【０００８】さらに接着剤（充填剤）としてエポキシ系
接着剤が一般に広く用いられているが、これを硬化する
ために、室温で数十分〜数時間を要するため、この長時
間にわたる硬化工程において、光ファイバの位置を常に
正確に保持することが困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】光通信システムを、高
信頼性を必要とする公衆通信手段として確立させるため
には、それに用いられる光部品、例えば、導波路型光素
子を筺体内に実装し、それに接続している光ファイバを
筺体から引き出す場合、この筺体にとりつけられる光フ
ァイバ接続用スリーブは、信頼性が高く、かつ実装作業
の容易なものでなければならない。

【００１０】特に光ファイバとスリーブ貫通孔との隙間
を閉塞し、筺体の気密性を保持するために、この隙間に
接着剤などを充填する方式においては、接着剤が十分に
硬化するに要する比較的長い硬化時間中、常に光ファイ
バをスリーブ貫通孔内の適正な位置に保持することが必
要である。

【００１１】また光ファイバを通すスリーブの構造は、
光ファイバを適正位置に保持固定できること、気密性を
保持できること、および実用上十分な機械的強度を有す
ることなどに加えて、それ自身が小型、かつ單純な構成
を有し、筺体全体の構造を複雑にすることがなく、構成
部品数が少ないことが必要である。一般に構成部品の数
の増大は製品の信頼性を低下させる要因となり得るもの
である。

【００１２】本発明は、簡單な操作で光ファイバを適正
な位置に保持固定し、この状態を保持したまゝ接着剤の
硬化が可能であり、比較的單純な構成を有する、光素子
収納筺体用光ファイバ接続スリーブを提供しようとする
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、光素子収
納筺体用光ファイバ接続スリーブの先端に、特殊封止部
材を装着し、これに充填剤（接着剤）を併用することに
より、従来技術の上記問題点を解決し得ることを見出
し、本発明を完成した。

【００１４】本発明に係る光素子収納筺体用光ファイバ
接続スリーブは、光素子を収納する筺体の少なくとも一
側面から伸び出し、前記筺体内室に連通する、光ファイ
バ収容用貫通孔を有する筒状体、および前記筒状体の先
端に取りつけられ、前記筒状体貫通孔を封止するための
封止部材を有し、前記筒状体は、その貫通孔の内壁面か
ら、内側に向って伸び出している環状突起体を有し、こ
の環状突起体の中心円孔は、前記光ファイバの直径にほ
ゞ等しく、かつこの光ファイバの通過を許す直径を有し
ており、前記封止部材の少なくとも先端部分の中心部に
は、前記光ファイバの直径とほゞ等しく、かつこの光フ
ァイバの通過を許す直径を有する中心円孔が形成されて
いることを特徴とするものである。

【００１５】本発明のスリーブの一実施態様において、
前記封止部材が前記筒状体の先端から伸び出し、その先
端において細くなっている管状体からなり前記管状体先
端部が、前記光ファイバの直径とほゞ等しく、かつこの
光ファイバの通過を許す直径を有する中心円孔を有して
いる。

【００１６】また、前記封止部材の管状体先端部が、そ
の内壁面から、内側に向って伸び出している１個以上の
光ファイバ固定ツメを有していてもよい。

【００１７】さらに、上記封止部材の光ファイバ固定ツ
メを有する、又は有していない、管状体先端部は、それ
に挿入された前記光ファイバに対し、カシメ圧着可能な
材料により形成されているものであることが好ましい。

【００１８】本発明のスリーブの他の実施態様におい
て、前記封止部材が、環状板基体と、この環状板基体か
ら、前記筒状体貫通孔内に向って伸び出し、その中に嵌
合する嵌合突起体とを有し、前記環状板基体および嵌合
突起体との中心部を貫いて、前記中心円孔が形成されて
おり、前記光ファイバを前記中心円孔に通した状態で前
記嵌合突起体を、前記筒状体貫通孔先端部に挿入嵌合す
ることによりこれを封止することができる。

【００１９】本発明のスリーブの更に他の実施態様にお
いて、前記封止部材が１対の割りコマからなり、各割り
コマが、半円環状板基体と、この半円環状板基体から、
前記筒状体貫通孔内に向って伸び出ている嵌合突起体と
からなり、上記１対の割りコマを合体したときに、その
中心部を貫いて前記中心円孔が形成されており、前記割
りコマを合体し、前記光ファイバを前記中心円孔に通し
た状態で、前記嵌合突起体を、前記筒状体貫通孔先端部
に挿入嵌合することにより、これを封止することができ
る。

【００２０】前記スリーブの各々において、前記環状突
起体と、前記封止部材との中間において、前記筒状体に
気密封止剤注入孔が形成されていてもよい。

【００２１】

【作用および実施例】本発明の光素子収納筺体用光ファ
イバ接続スリーブの各種実施態様が図２〜６に示されて
いる。図２（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）に示された実施
態様において、光素子を収納する筺体（図示されていな
い）の一側面から光ファイバを収容するスリーブ１０が
伸び出している。スリーブ１０は、筒状体１１と、封止
部材１２とからなるものである。筒状体１１には筺体内
室に連通し、この筺体内室から伸び出ている光ファイバ
１３を収容するための貫通孔１４を有し、その先端は開
放されている。封止部材１２は筒状体１１の開放先端に
取りつけられ、それを封止する。

【００２２】筒状体１１は、その貫通孔１４の内壁面か
ら内側に向って伸び出ている環状突起体１５を有し、こ
の環状突起体１５の中心円孔１５ａは光ファイバ１３の
直径にほゞ等しく、かつこの光ファイバを通過を許す直
径を有している。従って、この中心円孔１５ａを通る光
ファイバ１３は、中心円孔１５ａの内壁面にほゞ密着し
ている。光ファイバは裸光ファイバ１６と、それを被覆
している被覆層とからなるものであって、光ファイバの
直径とは、その被覆層の外径を示すものである。

【００２３】また封止部材１２は、その少なくとも先端
部分の中心部に中心円孔１７を有しており、この中心円
孔の直径は光ファイバ１３の直径にほゞ等しく、かつそ
の通過を許すものである。従ってこの中心円孔１７を通
る光ファイバ１３は、中心円孔１７の内壁面にほゞ密着
している。環状突起体１５と、封止部材１２との中間に
おいて筒状体１２に気密封入剤の注入孔１８が形成され
ている。

【００２４】図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されたスリーブの
実施態様において封止部材１２は筒状体１１の先端から
伸び出した管状体１９からなり、この管状体１９の先端
部２０は、細くなっている。この細い先端部２０の先端
には中心円孔１７が開口しており、この中心円孔１７の
直径は、前述のように光ファイバ１３の直径にほゞ等し
く、かつその通過を許すものである。

【００２５】封止部材１２の管状体１９と、筒状体１１
とは例えば金属材料、又は樹脂材料により一体に成形さ
れていてもよいし、或は、管状体１１の先端に、管状体
１９が適宜の接着剤１９ａ、例えば半田により気密に接
着されていてもよい。

【００２６】図２（Ａ）に示されているように、スリー
ブ１０内に光ファイバ１３を収容した後、図２（Ｂ）に
示されているように、封止部材管状体１９の細くなった
先端部２０に、そのまわりから矢印に示されているよう
な圧縮力を付与して、これをかしめ、この細くなった先
端部２０の中心円孔７の内壁面を、光ファイバ１３に強
く密着させてもよい。この場合、細くなった先端部２０
は、圧着変形可能な材料、例えば銅系合金などにより形
成されていることが好ましい。

【００２７】上記かしめによる封止部材先端部の封止が
不完全な場合、或は光ファイバの被覆層のクリープ変形
によりかしめ効果が経時的に弱くなる場合は、図２
（Ｃ）に示されているように、気密封止剤２１、例えば
接着剤（例えばエポキシ系接着樹脂）、又は充填剤を、
注入口１８から注入し、環状突起体１５と、封止部材１
２の先端部２０との間において、光ファイバ１３と貫通
孔１４の内壁面との隙間を気密に封止する。この密着封
入剤層の長さには格別の制限はないが一般に３〜５mm程
度である。

【００２８】図３（Ａ）および（Ｂ）において、封止部
材管状体の前記細くなった先端部分２０の内壁面には、
１個以上のツメ２２が内側に伸び出ている。図３（Ａ）
に示されているように、この封止部材１２に光ファイバ
１３を通した後、図３（Ｂ）に示されているように、先
端部２０に対し、そのまわりから矢印により示されてい
るような圧縮力を付与して、これをかしめ、ツメ２２を
光ファイバ１３の被覆層中にくい込ませる。このように
すると光ファイバの滑りを防止し、これを定位置に固定
することができる。

【００２９】本発明のスリーブは、図４に示されている
形状の封止部材を有していてもよい。図４（Ａ）におい
て封止部材１２は環状板基体２３と、この環状板基体２
３から、伸び出ている嵌合突起体２４とを有するもの
で、この環状板基体２３と、嵌合突起体２４の中心部を
貫いて封止部材中心円孔２５が形成されていて、この中
心円孔２５に、光ファイバ１３を通すことができる。

【００３０】嵌合突起体２４は、図４（Ｂ）に示されて
いるように筒状体１１の貫通孔１４内に向って伸び出て
いるものである。封止部材１２の中心円孔に、筒状体１
１の貫通孔１４から伸び出ている光ファイバ１３を通
し、封止部材１２の嵌合突起体２４を図４（Ｃ）に示さ
れているように貫通孔１４に挿入嵌合すれば、筒状体１
１の先端は封止部材１２により封止される。その後、図
４（Ｄ）に示されているように、注入孔１８から気密封
止剤２１を注入し硬化させることによりスリーブ先端を
完全に気密封止することができる。上記のような封止部
材の少なくとも嵌合突起体は、圧縮により変形可能な材
料、例えば眞鍮又はプラスチック樹脂などにより形成さ
れていることが好ましい。

【００３１】本発明のスリーブに用いられる封止部材
は、図５に示されているようなものであってもよい。図
５（Ａ）に示されているように、封止部材１２は１対の
割りコマ２６および２７からなり、割りコマ２６および
２７の各々は半円環状板基体２８ａ，２８ｂと、この半
円環状板基体から伸び出ている嵌合突起体２９ａ，２９
ｂとからなるものである。この割りコマ２６，２７を、
それぞれの底平面が接するように合体したとき、それに
よって形成された円環状板基体と筒状突起体の中心部を
貫いて、封止部材中心円孔が形成される。この中心円孔
の直径は前述のように、それに挿入される光ファイバ１
３の直径にほゞ等しく、かつその通過を許すものであ
る。

【００３２】図５（Ｂ）に示されているように、割りコ
マ２６，２７を光ファイバ１３の上下、又は左右から、
それを通すように合体する。この合体された割りコマ２
６，２７を、光ファイバ１３に沿って筒状体１１の貫通
孔１４に圧入し、図５（Ｃ）に示されているように貫通
孔１４を封止する。その後図５（Ｄ）に示されているよ
うに、気密封止剤２１を注入硬化することによってスリ
ーブを気密に封止することができる。上述のような割り
コマにおいて、少なくともその嵌合突起体は圧縮により
変形可能な材料、例えば眞鍮又はプラスチック樹脂によ
り形成されていることが好ましく、特にプラスチック樹
脂製の嵌合突起体は、その嵌合操作がスムースに行われ
るので好ましいものである。

【００３３】図４および５に示された嵌合型封止部材を
用いる場合、筒状体から光ファイバを引き出した後、又
はそれを挿入した後、その貫通孔の先端から気密封止剤
を注入し、その後に嵌合型封止部材を嵌合してもよい。
この場合には、筒状体に気密封入剤注入孔を設ける必要
がない。

【００３４】本発明のスリーブにおいて、それに収容さ
れた光ファイバを屈曲させた状態に保つことができる。
例えば図６（Ａ）に示されているように、光素子３０に
接続されている光ファイバ１３を、筒状体１１の環状突
起体１５の中心円孔および封止部材１２の先端中心円孔
を通して、スリーブ１０外に引き出す。次に図６（Ｂ）
に示されているように、光ファイバ１３を矢印の方向、
すなわち筺体側に、所定長さだけ押し込み、貫通孔１４
内の裸光ファイバ１６に所望の屈曲を与える。その後図
６（Ｃ）に示されているように、封止部材１２の先端部
を圧縮力を与えてこれをかしめ、更に必要に応じて気密
封止剤２１を注入して、光ファイバ１３を不動に固定す
る。

【００３５】上記のように裸光ファイバに屈曲を持たせ
た場合、光ファイバが十分に固定されていると、熱衝撃
（例えば７０℃→−３０℃の急激の温度変化が繰り返さ
れる場合）においても、裸光ファイバが損傷を受け、又
は破断することがないことが経験されている。

【００３６】

【発明の効果】本発明のスリーブは、光素子収納筺体か
ら伸び出ている光ファイバを確実に、高信頼性をもって
収容固定することができ、それによって高信頼度の光部
品を提供することを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ従来の光
素子収納筺体用光ファイバ接続スリーブによる光ファイ
バの収容固定状況の一例を示す断面説明図。

【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の光素子収納筺
体用光ファイバ接続スリーブの一例の構成、およびそれ
による光ファイバ収容固定操作の手順を示す断面説明
図。

【図３】図（Ａ）および（Ｂ）は、図２に示されたスリ
ーブに用いられる封止部材の一例の構成、およびそれに
よる光ファイバの封止固定状況を示す断面説明図。

【図４】図４（Ａ）は、本発明の光素子収納筺体用光フ
ァイバ接続スリーブに用いられる封止部材の一例の構成
を示す斜視説明図。図４（Ｂ）〜（Ｄ）は、図４（Ａ）
の封止部材を用いて光ファイバを封止固定する手順の一
例を示す断面説明図。

【図５】図５（Ａ）は、本発明の光素子収納筺体用光フ
ァイバ接続スリーブに用いられる封止部材の他の例の構
成を示す斜視説明図。図５（Ｂ）〜（Ｄ）は、図５
（Ａ）の封止部材を用いて光ファイバを封止固定する手
順の一例を示す断面説明図。

【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の光素子収納筺
体用光ファイバ接続スリーブを用いて、スリーブ内の裸
光ファイバに屈曲を与え、これを固定する場合の手順の
一例を示す断面説明図。

【符号の説明】

１…光ファイバ２…スリーブ（従来技術）３…貫通孔４…接着剤５…裸光ファイバ１０…スリーブ（本発明）１１…筒状体１２…封止部材１３…光ファイバ１４…貫通孔１５…環状突起体１５ａ…中心円孔１６…裸光ファイバ１７…封止部材先端部の中心円孔１８…気密封止剤注入孔１９…管状体１９ａ…接着剤（はんだ）２０…細い先端部２１…気密封止剤２２…光ファイバ固定ツメ２３…環状板基体２４…嵌合突起体２５…中心円孔２６，２７…封止部材割りコマ２８ａ，２８ｂ…半円環状板基体２９ａ，２９ｂ…嵌合突起体３０…光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本信英千葉県船橋市豊富町585番地住友セメント株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光素子を収納する筺体の少なくとも一側
面から伸び出し、前記筺体内室に連通する、光ファイバ
収容用貫通孔を有する筒状体、および前記筒状体の先端
に取つけられ、前記筒状体貫通孔を封止するための封止
部材を有し、前記筒状体は、その貫通孔の内壁面から、内側に向って
伸び出している環状突起体を有し、この環状突起体の中
心円孔は、前記光ファイバの直径にほゞ等しく、かつこ
の光ファイバの通過を許す直径を有しており、前記封止部材の少なくとも先端部分の中心部には、前記
光ファイバの直径とほぼ等しく、かつこの光ファイバの
通過を許す直径を有する中心円孔が形成されている光素
子収納筺体用光ファイバ接続スリーブ。
【請求項２】前記封止部材が前記筒状体の先端から伸
び出し、その先端において細くなっている管状体からな
り、前記管状体先端部が、前記光ファイバの直径とほゞ
等しく、かつこの光ファイバの通過を許す直径を有する
中心円孔を有している、請求項１に記載のスリーブ。
【請求項３】前記封止部材の管状体先端部が、その内
壁面から、内側に向って伸び出している１個以上の光フ
ァイバ固定ツメを有している、請求項２に記載のスリー
ブ。
【請求項４】前記封止部材の管状体先端部が、それに
挿入された前記光ファイバに対し、カシメ圧着可能な材
料により形成されている、請求項２又は３に記載のスリ
ーブ。
【請求項５】前記封止部材が、環状板基体と、この環
状板基体から、前記筒状体貫通孔内に向って伸び出し、
その中に嵌合する嵌合突起体とを有し、前記環状板基体
および嵌合突起体との中心部を貫いて、前記中心円孔が
形成されており、前記光ファイバを前記中心円孔に通し
た状態で前記嵌合突起体を、前記筒状体貫通孔先端部に
挿入嵌合することによりこれを封止することができる、
請求項１に記載のスリーブ。
【請求項６】前記封止部材が１対の割りコマからな
り、各割りコマが、半円環状板基体と、この半円環状板
基体から、前記筒状体貫通孔内に向って伸び出ている嵌
合突起体とからなり、上記１対の割りコマを合体したと
きにその中心部を貫いて前記中心円孔が形成されてお
り、前記割りコマを合体して、前記光ファイバを前記中
心円孔に通した状態で前記嵌合突起体を前記筒状体貫通
孔先端部に挿入嵌合することにより、これを封止するこ
とができる、請求項１に記載のスリーブ。
【請求項７】前記環状突起体と、前記封止部材の中間
において、前記筒状体に、気密封止剤注入孔が形成され
ている、請求項１〜６のいづれか１項に記載のスリー
ブ。