JP4556859B2 - 光レセプタクル - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバーと光半導体を光学的に接続するコネクタ機構に係り、特に軸方向の長さが短い小型光モジュール等に好適な、装着したプラグフェルールに強い横荷重がいかなる方向で作用した場合でも伝達する光パワーの変動が少ない光レセプタクルに関する発明である。

従来の光レセプタクルは内蔵フェルール８と弾性スリーブ９とフェルール保持部材１０とスリーブケース１１から構成され、内蔵フェルールはフェルール保持部材に通常の使用条件では分離しない強度で保持され、自由に拡張変形する弾性スリーブがプラグフェルールの自由な挿抜が可能な程度の力で内蔵フェルールとプラグフェルールを把持して同軸に整列することで損失の少ない光接続を可能にしている。（例えば、特許文献１参照。）
このような場合、図６に示すようにプラグフェルール１２を装着した状態でプラグフェルールに強い横荷重が作用すると弾性スリーブが拡張して、プラグフェルールが傾斜してプラグフェルールの側面がスリーブケースの間口に接点１３で接触する。すると接点１３が支点となってプラグフェルール先端は弾性スリーブ内円筒面に接点１４−ａで押し当てられる。内蔵フェルールは弾性スリーブ内円筒面に接点１５−ａと接点１５−ｂで押し当てられる。光ファイバー同士の接続部近傍において内蔵フェルールとプラグフェルールは拡張した弾性スリーブ内円筒面のそれぞれ反対側に押し当てられることになるため光ファイバー間で軸ずれが生じて大きな光損失が生じてしまうという問題があった。
特に弾性スリーブがスリット入りの割スリーブの場合、接点１４−ａ又は接点１５−ａが弾性スリーブのスリットに重なる方向でプラグフェルールに強い横荷重が作用すると、弾性スリーブはスリット部で一層拡張して光ファイバー間で軸がずれるため、より大きな光損失が生じてしまう問題があった。
プラグフェルールに強い横荷重が作用してもプラグフェルールが傾斜しにくくするためには弾性スリーブが内蔵フェルールとプラグフェルールをそれぞれ把持している軸方向の長さを長くすることが有効であるが、弾性スリーブが内蔵フェルール外円筒面を把持している軸方向長さＬ１を極力短く、例えば３．５ｍｍ以下にしたいという光レセプタクルの小型化の要請と相容れないという問題があった。

特開平２−３３１１４号公報（第５−７頁、第１図）

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、装着したプラグフェルールにいかなる方向で強い横荷重が作用した場合でも伝達する光パワーの変動が少ない小型の光レセプタクルを実現することである。

上記目的を達成するために本発明によれば、プラグフェルール１が装着される光レセプタクルであって、中空円筒状でプラグフェルールの外径より小さい内孔を有し径方向に弾性変形しやすい弾性スリーブ２と、中空円筒状で弾性スリーブ２の外径より大きい内孔を有する精密スリーブ３と、光ファイバーが挿入保持され一端が前記プラグフェルール１と接触するための凸球面を有する内蔵フェルール４と、該内蔵フェルール４を保持するフェルール保持部材５と、前記弾性スリーブ２と前記精密スリーブ３を包含して前記プラグフェルール１を挿入するための開口６を有するスリーブケース７とを備え、前記内蔵フェルール４外円筒面の一部を前記弾性スリーブ２が把持しており、前記弾性スリーブ２が把持していない前記内蔵フェルール４外円筒面の一部と前記フェルール保持部材５の一部が圧入又は接着により固定されており、前記フェルール保持部材５と前記スリーブケース７が圧入又は接着により固定されており、前記精密スリーブ３は前記弾性スリーブ２の外周側に同軸状に隙間を設けて配置されており、かつ、前記精密スリーブ３外筒面と前記スリーブケース７内筒面にも隙間が設けられており、前記プラグフェルール１を装着した際の前記弾性スリーブ２外円筒面と前記精密スリーブ３内円筒面との間にも隙間が設けられており、かつ、前記プラグフェルール１を装着した際の前記精密スリーブ３外円筒面と前記スリーブケース７内円筒面の間にも隙間があり、装着した前記プラグフェルール１に横荷重が作用して前記弾性スリーブ２が前記精密スリーブ３に拡張制限される限界まで前記プラグフェルール１が傾斜した際にも、前記スリーブケース7の開口部の形状を前記プラグフェルール１外円筒面が前記スリーブケース７の開口６に接触しない構成としたことにより、内蔵フェルールの先端とプラグフェルールの先端が弾性スリーブ内円筒面の同一方向に押し当てられて軸が整列するため、その結果、光ファイバーのフィジカルコンタクト面における軸ずれを最小に抑えることを可能とした。

本発明によれば、装着したプラグフェルールに横荷重が作用しない場合は弾性スリーブの把持作用でプラグフェルールと内蔵フェルールを同軸に整列され光ファイバー同士の軸ずれは最小に抑えられている。
図２に示すようにプラグフェルール１６に強い横荷重が作用しても精密スリーブの作用で弾性スリーブは一定以上拡張せず、その結果プラグフェルールは一定以上傾斜することはない。プラグフェルールが最大傾斜した状態でもプラグフェルール外円筒面がスリーブケース開口に接触しないようにスリーブケース開口部の形状を例えばコーン状に設けている。内蔵フェルールが弾性スリーブの内円筒面に接触する部分は接点１８−ａと接点１８−ｂ、プラグフェルールが弾性スリーブの内円筒面に接触する部分は接点１７−ａと接点１７−ｂの位置関係で、内蔵フェルールの先端とプラグフェルールの先端が弾性スリーブ内円筒面の同一方向に押し当てられてフェルールの軸が整列するため光ファイバー同士の軸ずれを最小に抑えることが出来る。その結果プラグフェルールへの横荷重の有無や横荷重の方向によらず、常に伝達する光パワーの変動を最小とする効果がある。

本発明によれば、装着したプラグフェルールにいかなる方向で強い横荷重が作用した場合でも伝達する光パワーの変動が少ない小型の光レセプタクルを実現することができる。

本発明の実施例を図１に示す。

弾性スリーブ２、精密スリーブ３、内蔵フェルール４、フェルール保持部材５、スリーブケース７から構成される。

弾性スリーブに適する材質は樹脂、金属、セラミック等があげられるが、本実施例ではすり割を有するジルコニアセラミック製のものを用いた。

弾性スリーブ内径は、プラグフェルール外径より２μｍから１０μｍ小さいものが好ましい。

精密スリーブの材質は樹脂、金属、セラミック、ガラス等があげられるが、本実施例ではステンレス鋼を用いた。

精密スリーブの内径は、弾性スリーブ外径より１０μｍから３０μｍ大きいものが好ましい。

内蔵フェルールに適する材質はセラミック、ガラス等があげられるが、本実施例ではジルコニアセラミックを用い、その中心にシングルモード光ファイバーを接着剤で固定し、一端を凸球面、もう一端を斜め平面に研磨して形成した。

フェルール保持部材に適する材質は樹脂、金属等があげられるが、本実施例ではステンレス鋼を用いた。

スリーブケースに適する材質は樹脂、金属、セラミック、ガラス等があげられるが、本実施例ではステンレス鋼を用いた。

精密スリーブの内径と、内蔵フェルールとプラグフェルールを挿入した弾性スリーブの外径の差を１μｍ乃至２０μｍとして隙間を設けるのが好ましい。

スリーブケースの内径と精密スリーブの外径の差を０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍとして隙間を設けるのが好ましい。

弾性スリーブが内蔵フェルール外円筒面を把持している軸方向長さＬ１は３．５ｍｍ以下が好適であり、本実施例では弾性スリーブが内蔵フェルール外円筒面を把持している軸方向長さＬ１を２．５ｍｍとした。

組立の手順として、第一にフェルール保持部材５と内蔵フェルールを抜き力９８０Ｎ以上の強度で圧入により一体化する。
第二に内蔵フェルールの凸球面側の端部を弾性スリーブの内孔に挿入し弾性スリーブが内蔵フェルールを抜き力２．５Ｎ程度になる力で把持した状態とする。
第三に弾性スリーブの外側に精密スリーブを被せて装着する。
第４にスリーブケースを精密スリーブの外側にかぶせた状態で、スリーブ保持部材とスリーブケースを抜き力９８０Ｎ以上の強度で圧入により一体化する。

図３に示す構成で、実施例の光レセプタクルの各３ヶにレンズとレーザーダイオードを溶接固定して、レーザー光２０を内蔵フェルールのシングルモード光ファイバーへ導入し、光レセプタクルに装着したプラグフェルールのシングルモード光ファイバーに伝達する光パワーを光パワーメータ１９でモニターしながら、プラグフェルールのフランジに軸に対して直角に９０度ずつ異なる４方向から荷重をかけて、光パワーの変化量を測定した。その値を表１に示す。また対比例として従来の光レセプタクル３ヶによる同様な測定値を併記する。ここでは９．８Ｎの力をＬ２＝１４ｍｍの位置にかけた。

その結果、従来の光レセプタクルでは光パワーの変化量が−２９．９ｄＢ以下と実質的に光が伝達しない状態となるのに対し、実施例１の光レセプタクルでは光パワーの変化量を低く抑えることが出来た。

本発明の実施例に示す光レセプタクルの構成図である。 本発明の実施例に示す光レセプタクルにおいて、挿入したプラグフェルールに強い横荷重が作用した場合の、光レセプタクル構成部品の整列状態を示す図である。 本発明の実施例に示す光レセプタクルに取り付けたレーザーダイオードからプラグフェルールに伝達する光パワーをモニターしながら、プラグフェルールに強い横荷重を作用して、光パワーの変化量を測定する構成を示す図である。 本発明の実施例に示す光レセプタクルに取り付けたレーザーダイオードからプラグフェルールに伝達する光パワーをモニターしながら、プラグフェルールに強い横荷重を作用して、光パワーの変化量を測定する際の、光レセプタクル内部の弾性スリーブのスリット位置と横荷重方向の相対的な関係を示す図である。 従来の実施例に示す光レセプタクルの構成図である。 従来の実施例に示す光レセプタクルにおいて、挿入したプラグフェルールに強い横荷重が作用した場合の、光レセプタクル構成部品の整列状態を示す図である。

符号の説明

１…プラグフェルール
２…弾性スリーブ
３…精密スリーブ
４…内蔵フェルール
５…スリーブ保持部材
６…開口
７…スリーブケース
８…内蔵フェルール
９…弾性スリーブ
１０…スリーブ保持部材
１１…スリーブケース
１２…プラグフェルール
１３…接点
１４−ａ…接点
１４−ｂ…接点
１５−ａ…接点
１５−ｂ…接点
１６…プラグフェルール
１７−ａ…接点
１７−ｂ…接点
１８−ａ…接点
１８−ｂ…接点
１９…光パワーメータ
２０…レーザー光
２１…スリット

Claims (1)

1. プラグフェルール１が装着される光レセプタクルであって、中空円筒状でプラグフェルールの外径より小さい内孔を有し径方向に弾性変形しやすい弾性スリーブ２と、中空円筒状で弾性スリーブ２の外径より大きい内孔を有する精密スリーブ３と、光ファイバーが挿入保持され一端が前記プラグフェルール１と接触するための凸球面を有する内蔵フェルール４と、該内蔵フェルール４を保持するフェルール保持部材５と、前記弾性スリーブ２と前記精密スリーブ３を包含して前記プラグフェルール１を挿入するための開口６を有するスリーブケース７とを備え、前記内蔵フェルール４外円筒面の一部を前記弾性スリーブ２が把持しており、前記弾性スリーブ２が把持していない前記内蔵フェルール４外円筒面の一部と前記フェルール保持部材５の一部が圧入又は接着により固定されており、前記フェルール保持部材５と前記スリーブケース７が圧入又は接着により固定されており、前記精密スリーブ３は前記弾性スリーブ２の外周側に同軸状に隙間を設けて配置されており、かつ、前記精密スリーブ３外筒面と前記スリーブケース７内筒面にも隙間が設けられており、前記プラグフェルール１を装着した際の前記弾性スリーブ２外円筒面と前記精密スリーブ３内円筒面との間にも隙間が設けられており、かつ、前記プラグフェルール１を装着した際の前記精密スリーブ３外円筒面と前記スリーブケース７内円筒面の間にも隙間があり、装着した前記プラグフェルール１に横荷重が作用して前記弾性スリーブ２が前記精密スリーブ３に拡張制限される限界まで前記プラグフェルール１が傾斜した際にも、前記スリーブケース7の開口部の形状を前記プラグフェルール１外円筒面が前記スリーブケース７の開口６に接触しない構成としたことを特徴とする光レセプタクル。

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