JPS6230206A - 光コネクタのハンダ付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はハンダ付するフェルールと光ファイバのハン
ダ付部分に予めハンダコートな施しておく、超音波を利
用した光コネクタの／＼ンダ付方法に関する。

［従来の技術］ 従来光コネクタのハンダ付方法では、特開昭５Ｌ１２９
８１６号公報に示されるように、超音波振動子上に設け
られたハンダポット内の溶解ｌ＼ンダにａ音波振動を与
えながら光コネクタ（フェルール）の先端を挿入して、
フェルール内に内挿された光ファイバを固着する方法が
知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の方法では、微小間隙に十分にハンダ
が浸透したか否かの確認もできず、接着の信頼性が低く
、必要以−Ｌにハンダ付時間をかけることで少しでも信
頼性を高めることをしなければならないほか、フェルー
ルの予熱時間とハンダポットへの浸漬時間が長いために
、光コードの被覆樹脂の端部が溶解したり、変形する等
の欠点があった。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような問題点を解決する本発明は、溶解ハンダを
収容するハンダポット内において超音波振動を与えられ
ているコアチップ上に、内部に光ファイバを挿通したフ
ェルールの下端を当接してハンダ付を行う方法において
、光ファイバの周面とフェルールのファイバ挿通孔内の
いずれか一方又は双方に予備ハンダコートを施しておく
ことを特徴としている。

［作用］ ハンダポット内のコアチップを通じて与えられる超音波
振動及び熱伝導により、フェルールのファイバ挿通孔よ
り溶解ハンダが上昇し。

ファイバ挿通孔又は光フアイバ周面に予備コートされた
ハンダを順次溶解させ、予備コートされたハンダによっ
てフェルールと光ファイバが確実且つ短時間にハンダ付
固定される。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に即して説明すると、第１図
〜第３図は本発明実施のための装置の要部側面図で、こ
の例では１個の本体テーブル１上に溶解ハンダ槽３とコ
ネクタ保持装置５が突設されている。

コネクタ保持装置５はテーブル１上で一定角度水平回動
する回転テーブル７上に２木の平行な昇降ガイド用のロ
ッド９　（９ａ、　９ｂ）を昇降自在に直立せしめた設
けである。該昇降ロッド９の外周には長方形の偏平な箱
形のケーシング１３及びケースシング１３と嵌合する下
部ケーシング１６が設けられ、下部ケーシング１６が回
転テーブル７上にポルト１７で締着固定されている。

上下のベアリング１５．１５間の昇降ローラド９上部に
はスナップリング等からなるバネ受け１９がフランジ状
に設けられ、該バネ受け１９の下部にはロッド９に外装
されてコイルバネ２１が各挿入され６両昇降ロッド９は
常時上向きに付勢され、ロッド９が下降せしめられた際
にバネの押上刃によって自ら上昇する機構となっている
。

上記昇降ロッジ９ａ、　９ｂは常に同時に昇降駆動し、
上端がケーシング１３上に突出し、下部がケーシング１
３内に挿入されて、その中心部にねじ込まれた調節ねじ
２３と一体となっているｔ［節つまみ２５とによって昇
降調節されるスリーブ状のストッパ２７が、昇降ブロッ
ク２２の底面に当たって、上記昇降ブロック２２及びロ
ッド９の下限位置が調節規制される。また昇降ブロック
２２の上限位置はケーシング１３内上部のベアリング１
５の下部に設けたＯリング２８にバネ受け１８が当接し
て決められる。

昇降ブロック２２上にはその下部より挿入される固定ポ
ルト３１によって上部ベース３３が締着固定され、該上
部ベース３３上には前後２本のガイドロッド３５（３５
ａ、　３５ｂ）が平行に直立固定せしめられ、該ガイド
ロッド３５の上端には上部ベース３３と対応するトップ
プレート３７が固着されている。

上記ガイドロッド３５の前方のガイドロッド３５ａには
ベアリング又はブツシュ等の軸受３８を介して２個のク
リップ４１．４３が昇降自在に取り付けられている。上
記クリップ４１．４３は先端に取り付けられた光コード
又はフェルールの把持部４５ａ、　４５ｂの形状を除い
ては殆ど同一構造をなしているので、以下両者め同一部
分は同一符号で表し、主として下部のフェルール把持用
クリップ４１につきその構造を説明する。

クリップ４１は第１図、第２図に示すように上下に一定
の間隔を介して軸受３８に水平に嵌合固定され、且つそ
の後端は後方のガイドロッド３５ｂに昇降自在に嵌合さ
れる。上下のプレート４７、４９の間に、一対のクリッ
プレバ５１．５１が軸５３、５３によって回動自在に各
別に軸支され、該軸５３．５３にはプレート４７．４９
間において互いに噛み合うギヤー５５．５５が軸５３．
５３及びレバ５１゜５１と一体的に軸支されて設けられ
ている。

その結果レバ５１．５１は常に左右対称に作動し、把持
部４５ａ、　４５ｂの中心は常に一定に保たれている。

また、プレート４７．４８の先端にはスリーブ状のスペ
ーサー５７ａ、　５７ｂが嵌合され、該スペーサー５７
ａ、　５７ｂは前記ガイドロッド３５ａ。

３５ｂと平行なアジャスタボルト５９に昇降自在に挿通
されている。アジャスタボルト５９の上端は下端にフラ
ンジ状のバネ受け６１ａを有するスリーブ状のテンショ
ンロック６１内にねじ込まれて挿通され、該テンション
ロック６１はトッププレー１・３７の先端に昇降自在に
嵌合されている。

またＬ記トップブレー）３７，１．に突出しているテン
ションロック６１の上端にはスリーブ状のテンションア
ジャスタ６３が嵌合されるとともに、該テンションアジ
ャスタ６３の下端はトッププレー１・３７上面に当接し
、且つその上部にはアジャスタボルト５９の上端がねじ
込まれて貫通している。そしてトッププレート３７とテ
ンションロック６１に外装されるコイルスプリング６５
が挿入され、テンションロック６１はテンションアジャ
スタ６３をまわすことによってアジャスタボルト５９と
ともに昇降し、且つそのことによってスプリング６５に
よる下向きの押圧力を調節される構造となっている。

クリップ４１は上面には、アジャスタボルト５９に挿通
されるクリップ調節用のリング６７とアジャスタボルト
５８にねじ込まれているナツトからなるリングストッパ
６９とが設けられ、また下部ベース３３の先端上に突出
するようにボルトからなるクリップストッパ７１が調節
自在にねじ込まれている。さらに上部クリップ４３の先
端上にはビン状のバネ掛け７３が突設され、第１図、第
３図に示すようにヘアピン状の２木の押圧杆７５ａ、　
７５ａとその一端に連結部にリング状のコイル部７５ｂ
を有し、他方の端部が互いに交差して対向し合うような
折曲部７５ｃ、　７５ｃを形成している保合バネ７５の
コイル部７５ｂが上記バネ掛け７３に嵌合されている。

他方上部クリップ４３の上部プレート４８上に突出する
スペーサー５７ｂの周壁の両側には、前記係合バネ７５
の押圧杆７５ａ、　？５ａが常時内向きの力の作用によ
り挿入されるスリット７７が設けられ、押圧杆７５ａ、
　７５ａは一定の弾力でアジャスタボルト５９に押接さ
れており、クリップ４３はこの押接の摩擦力によってア
ジャスタボルト５９に支持されているが、上記押接摩擦
力より強い上下方向の力を加えるとクリップ４３は上下
に移動する。同様に両側から折曲部７５ｃ　、　７５ｃ
を押して押圧杆７５ａ、　７５ａを押し広げ、アジャス
タボルト５９への押圧力を解除すると、クリップ４３は
上下にフリー移動できる。

クリップレバ５１．５１の後端付近の対向面には、該ク
リップレバ５１．５１の後端を常時押し広げるように（
即ち、把持４５ａ又は４５ｂを閉じるように）付勢する
スプリング７９が挿入され、このスプリング７９に抗し
てクリップレバ５１．５１０後端内側に押し挟めると、
先端の把持部４５ａ又は４５ｂが開き、開放するとスプ
リング７８の付勢によって閉じられる。

クリップ４１．４３の把持部４５ａ又は４５ｂは常に同
一軸心上にあって、各クリップ４１．４３の把持部４５
ａ、　４５ｂはそれぞれフェルール８３と光コード８１
とを同軸土に把持し、しかもこれらの軸心の下部には溶
解ハンダ槽３が位置している。

即ちハンダ槽３内には下部に超音波振動子（図示しない
）を連結しているホーン８５の先端に接続したコアチッ
プ８７が上向きに収容され、該コアチップ８７のまわり
には加熱装置付のハンダポット８８が外装されてハンダ
ポット８８内には、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ又はこれに希土類
元素を加えたガラス、陶磁器に接着性の優れた溶解ハン
ダ９１が収容されている。上記コアチップ８７の上端中
心には１■位の細径の孔からなる逃がし部９３が穿設さ
れ、該逃がし部９３の中心は前記把持部４５ａ。

４５ｂの軸心の下方延長上にある。

フェルール８３は光コネクタの内部に挿入される主要部
をなし、図示する例では第８図に示すようにスリーブ状
の本体８３ａの」二部外周には位置決め用のフランジ８
３ｂを突設しており、その内部中心には光コード挿入孔
８３ｃが貫通しており、挿入孔８３ｃの下端には段部８
３ｄが形成され、そこにはセラミックス等よりなるスリ
ーブ状のキャピラリ８３ｅが嵌合固定されている。該キ
ャピラリ８３ｅの中心には１２ｓ　ｇ　ｔｍ位の光フア
イバ挿通孔８３ｆが穿設されている。このキャビラリ８
３ｅを設けないで光コード挿入孔８３ｃからファイバ挿
通孔８３Ｆに連続するタイプもある。

光コード８１の内部中心には上記ファイバ挿通孔８３ｆ
と公差１ル履程度の精度で嵌合する光ファイバ８１ａが
シリコンコート８１ｂを施されて収容され、その外周は
ナイロン等の樹脂で被覆部８１ｃが施されている。そし
てフェルール８３に挿入固定される光コード８１の先端
には光ファイバ８１ａが前記キャピラリ８３ｅ以上の長
さ突出している。

次に光コード８１とフェルール８３とを接続する第１番
目の方法につき説明すると、例えば第４図、第５図に示
すようにクリップ４５ａ又は４５ｂによってフェルール
８３又は光コード８１を把持せしめ、超音波振動子によ
りｌＯ〜１００ＫＨｚの上下方向の振動をコアチップ８
７を介して与えられているハンダポット８９中の溶解ハ
ンダ９１中に挿入し、ファイバ挿通孔８３ｆ内周面及び
光ファイバ８１ａ外周にハンダを付着せしめて予備ハン
ダコートを行う、これらの予備ハンダコートは任意な方
法で行い得るが、フェルール８３を溶解ハンダ９１中に
浸すときは、その先端周面に耐熱性樹脂チューブ８５（
収縮チューブであればなお良い）を被覆し、精密加工さ
れたフェルール周面を保護しておくことが望ましい。

予備ハンダコート完了後のフェルール８３の上端と光コ
ード８１を同心上にあるクリップ先端の把持部４５ａ、
　４５ｂで把持せしめる。このとき光ファイバ８１ａは
フェルール８３内には挿入されていない０次いで昇降ブ
ロック２２を下降させてフェルール８３の先端を超音波
振動印加中のハンダポット８９中に挿入し、コアチップ
８７の中心に当接せしめる。

この工程でフェルール８３のファイバ挿通孔８３ｆ内の
予備ハンダは溶解しているので、クリップ４３上の係合
バネ７５の折曲部７５ｃを両側から押圧して押圧杆７５
ａをアジャスタボルト５８より解放し、クリップ４３を
下降しながら光コード８１の先端をフェルール８３内に
挿入する。このとき光ファイバ８１ａの外周の予備ハン
ダコートも挿入に伴って溶解するとともに、フェルール
８３に印加される超音波振動により、摺り林状に形成さ
れたファイバ挿通孔の入口の中心に光ファイバ８１ａの
先端が案内される結果、光ファイバ８１ａはスムーズに
ファイバ挿通孔８１Ｆに挿入され、光ファイバ８１ａの
先端は逃がし部９３内に収容される。

光ファイバ８１ａがファイバ挿通孔８３ｆに挿入された
時点で保合バネ７５を押し開き状態から開放し、当該位
置でクリップ４３をアジャスタボルト５９の定位置でク
リップ４３をアジャスタボルト５９の定位置に緩やかに
固定する。このとき、リングストッパ６９を調整してク
リップ４１上面との間に一定のギャップを設けておき、
昇降ブロック２２の微小ストロークを操り返し行うと、
光ファイバ８１ａとファイバ挿通孔８５ｆの間で溶解ハ
ンダ馴染み、両者の゛間隙への超音波振動によって溶解
ハンダが均一に浸透する。

最後にフェルール８３をコアチップ８７上に当接せしめ
て昇降ブロック２２を下方に強く抑圧した状態で光コー
ド８１とフェルール８３の超音波ハンダ付が行われるが
、このとき上部クリップ４３ｂもその上部に突出するス
ペーサー５７ｂにテンションロック８１の下端が、テン
ションアジャスタ６３によって調節されるスプリング６
５の付勢を受けなから当接されており、光コード８１も
下向きの独自の押圧力を受けている。

上記により光コード８１及びフェルール８３ともに下向
きに押圧された状態で、超音波振動により両者の微小（
例えばＩＪＬＩＩ位）な間隙に溶解ハンダが押上げられ
てハンダ付が行われ、昇降ブロック２２を上昇させるこ
とにより２〜３秒間でハンダは固化するので、該上昇後
クリップ４１、４３より光コード８１及びフェルール８
３を取り外し、樹脂チューブ９５が除去されて次の加工
工程にまわされる。

上記ハンダ付に際し、フェルール８３に伝わる溶解ハン
ダの熱による樹脂被覆部８１ｃの溶解等を防止するため
、クリップ４１の先端の把持部４５ａの材料を熱出伝導
性の良い（即ち放熱効果の高い）材質を選ぶことが望ま
しい。

またファイバ挿通孔８３ｆ及び光ファイバ８１ａの予備
ハンダコートはいずれか一方に行うだけでハンダ付をむ
らなく高強度に且つ短時間で行う作用としては十分なも
のが得られる。

次に光コード８１とフェルール８３す固定する第２のハ
ンダ付方法を第７図に基づいて説明すると、同図はハン
ダポット８９内のコアチップ８７上端面に、中心にｌａ
ｗ位の噴流孔９７ａを貫通せしめた噴流ノズル９７を、
同心的に且つコアチップ８７上面との接触面が互いに嵌
合し合うように接触載置せしめ、上記噴流ノズル８７が
コアチップ８７上の定位置を保持するように嵌合するノ
ズルガイド９９をハンダポット内周壁に設けてなる噴流
式ハンダ付装置を用いている。

この装置では、コアチップ８７に超音波振動を与えると
コアチップ８７と噴流ノズル８７との接触面からハンダ
が侵入し、噴流孔９７ａを通じてノズル９７の上端面に
溶解ハンダ８１が噴流する結果、溶解ハンダ８１の液面
上に突出した噴流ノズル９７の上面に予備ハンダコート
を施したフェルール８３と光コード８１を前述した要領
で押接することにより、ハンダ付が行われる。

即ち、溶解ハンダ９１が噴流しているノズル８７の上端
面中心部に既に説明した第６図に示す要領でフェルール
８３及び光コード８１を押接すると、フェルール８３の
先端から突出する光ファイバ８１ａの端部は噴流孔９７
ａ内に収容された状態となり、噴流ハンダはフェルール
端面より光ファイバ８１ａとファイバ挿通孔８３ｆ内面
との微小間隙に侵入して予備ハンダコートを溶かしなが
らハンダ付が行われる。

この方法によれば、フェルール８３の周面には溶解ハン
ダが付着せず、第６図に示す場合のようにフェルール先
端に樹脂チューブを被覆せしめたり、あるいは周面の付
着ハンダを除去する必要は生じないし、フェルールや光
コードに溶解ハンダからの熱影響を与えることが少ない
。

またフェルール８３や光コード８１の予備ハンダコート
も、フェルール８３を端面に押接し、あるいは光ファイ
バ８１ａをハンダポット８９や噴流孔９７ａ内に挿入す
ることで行うことができる。

なお、この第２の方法においても予備ハンダコートはフ
ェルール８３と光ファイバ８１ａの双方又はいずれか一
方のみで足りる。

上記いずれの方法においても、予備ハンダコーティング
の過程で、予めフェルール８３に光ファイバ８１ａを途
中まで挿入し仮固定した状態で、最終的なハンダ付を行
うことも可能である。

フェルールのファイバ挿通孔８３Ｆに予備ハンダコート
を行う方法の好ましい態様について第９図及び第１０図
を用いて説明する。

フェルール８３の光コード挿入孔８３Ｃに上方より予備
ハンダコートの完了を検知するセンサー１００を挿入す
る。このセンサーはストパー１０１が設けてあり、該ス
トパーがフェルールの上端に当接することによりセンサ
ーの先端が光フアイバ挿通孔８３ｆの上端に位置するよ
うになっている。次いでこのフェルールを把持部に把持
し、降下して噴流ノズル９７の上端面に当接する。噴流
ノズルの上端面には超音波振動により溶解ハンダ９１が
噴流孔９７ａより噴流しており、フェルールの下端面と
噴流ノズルの接触によってこの溶解ハンダがフェルール
のファイバ挿通孔８３ｆ内に侵入し予備ハンダコートが
行われる。溶解ハンダがファイバ挿通孔８３Ｆの上端に
達するとセンサー１００と、ハンダポット８９の導通が
検知され超音波振動の印加が自動的に停止し予備ハンダ
コートが完了するようになっている。このセンサーは、
銅線１０２の外周面に耐熱性の絶縁層１０３を設けたも
のでその先端が若干露出した構造をしている。この絶縁
層としてはポリイミド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂
の如く作業温度で劣化しない耐熱性を有し、かつ該作業
温度で絶縁性を有するものが好ましい。

センサーとしてはこれに限定されず例えばハンダポット
８９内の溶解ハンダとの導通を検知するようにしてもよ
く、互いに絶縁された二本の導線を先端で露出しこの露
出部に溶解ハンダが付着することにより導通を検知する
ようにすることもできる。

また、ハンダ槽としては、第４図に示すようにコアチッ
プ８７の上端面が溶解ハンダの浴面下にありフェルール
を溶解ハンダ浴に浸漬しコアチップに当接するタイプの
ものであってもよい。

このようにセンサーによってファイバ挿通孔内の予備ハ
ンダコートの完了を検知するようにすると、予備ハンダ
コート不足によるハンダ付不良がなくなり安定した作業
を容易に行うことができるので特に好ましい。

［発明の効果］ この発明は以上の如く構成される結果法のような効果を
奏する。

（１）フェルール内のファイバ挿通孔と光フアイバ端部
の双方又はいずれか一方に予備ハンダコートが施されて
いるので、ハンダの接着信頼性が高い。

（２）超音波振動しているフェルール内に細径（１２５
ｋｌａ位）の光ファイバを通すので、ファイバ挿通孔入
口付近にファイバ先端が当接して挿入が妨げられたり破
損、変形等することがなく、スムースに導かれて短時間
に挿入されるとともに、挿通孔内の微小間隙に新たにハ
ンダが侵入する速度より、予備ハンダコートの溶解速度
が速いために、その分だけハンダ 付速度が速くなり、全体としてハンダ付作業が短縮され
る利点がある。

（３）ハンダ付作業の短縮とあいまってフェルール特に
その上端部の温度上昇が少なく、光コードの樹脂被覆が
熱によって溶解する（注：ナイロン被覆等では１２０℃
〜１３０℃が融点である）等の問題が減少し且つ高融点
をもつハンダの使用が可能となる。

（４）ファイバ挿通孔の予備ハンダニートを施すに当り
、センサーにより予備ハンダコードの完了を検知し超音
波振動の印加を停止するようにするとハンダ付不良がな
くなり、安定した作業が容易に行えるので特に好ましい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波ハンダ付装置の実施例を示す要部の一部
断面図、第２図はクリップ構造を示す半断面平面図、第
３図は同じく他のクリップ上部の係合バネの構造を示す
平面図、第４図〜第７図はハンダ付方法を示す要部拡大
断面図、第８図は互いに固着される光コードとフェルー
ルの構造例を示す拡大断面図、第９図は光ファイバの挿
通孔に予備ハンダコートを施す装置拡大断面図、第１０
図はセンサーの拡大断面図である。 ｌ二本体テーブル　　　３：溶解ハンダ槽５：コネクタ
保持装置　７：回転テーブル９　（９ａ、　９ｂ）　：
昇降ａ　＋７ド１３：ケーシング１５：ベアリング　　
　　１６：下部ケーシング１９：バネ受け　　　　　２
１：コイルバネ２２：昇降ブロック　　　２３：昇降ね
じ２５：調節つまみ　　　　２７：ストツパ２９：０リ
ング　　　　　３１：固定ポルト３３：上部ベース ３５（３５ａ、　３５ｂ）　ニガイドロッド３７二トツ
ププレート　　３９：軸受 ４１、４３：クリップ　　　４５ａ、　４５ｂ：把持部
４７．４９ニブレート　　　５１：クリップレバ５３：
軸　　　　　　　　５５：ギヤ ５７ａ、　５７ｂ：　７．ペーサ− ５８：アジャスタボルト ６１：テンションロック　６１ａ：バネ受けθ３：テン
ションアジャスタ ６５ニスプリング　　　　６７：リング６９ニリンゲス
トツバ ７１：クリップストッパ　７３：バネ掛け７５：係合バ
ネ　　　　　７５ａ：押圧杆７５ｂ：コイル部　　　　
　７５Ｃ：折曲部７７：スリット　　　　　７９ニスプ
リング８１：光コード　　　　　８１ａ：光フアイバ８
１ｂ＝シリコンコート　　８１ｃ：被覆部８３：フエル
ール　　　　８３ａ：本体８３ｂ：フランジ　　　　　
８３ｃ：光コード挿入孔８３ｄ：段部　　　　　　　　
８３ｅ：キャピラリ８３「：ファイバ挿通孔　　８５：
ホーン８７：コアチップ　　　　８９：ハンダポット９
１、溶解ハング　　　　９３：逃がし部９５：耐熱性樹
脂チューブ ９７：噴流ノズル　　　　９７ａ；噴流孔９９：ノズル
ガイド １００：センサー 第２　図 弔４　図 壺５図 躬６　図 第９　図 市０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶解ハンダを収容するハンダポット内において超
   音波振動を与えられているコアチップ上に、内部に光フ
   ァイバを挿通したフェルールの下端を当接してハンダ付
   を行う方法において、光ファイバの周面とフェルールの
   ファイバ挿通孔内のいずれか一方又は双方に予備ハンダ
   コートを施しておくことを特徴とした光コネクタのハン
   ダ付方法。
2. （２）前記フェルールのファイバ挿通孔内に予備ハンダ
   コートを施すに当り、センサーにより挿通孔内の予備ハ
   ンダコートの完了を検知し超音波振動の印加を停止する
   特許請求の範囲第１項記載のハンダ付方法。