JP2842765B2 - 光コネクタフェルールの回転止め構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光コネクタの構造に関す
るもので、特に光コネクタのフェルールの回転防止およ
び偏心位置決め機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光コネクタの位置決め機構の例と
して、特開昭５７−７４７１４号公報、特開昭５９−１
２５７０６号公報、特開昭６２−７００９号公報、特開
昭６２−１３８８０５号公報、特開昭６２−２０５３０
３号公報、実開昭６３−７８９０６号公報、特開平３−
２５４０５号公報などがある。

【０００３】図７に従来の光コネクタプラグのフェルー
ルの位置決め構造の主な例の縦断面を示す。図７におい
て断面Ａ−Ａはハウジング８２とフェルール８１のフラ
ンジ部の部分断面図である。従来の光コネクタプラグに
おけるフェルールの位置決め構造は、この図のようにハ
ウジング８２に設けられたブロック状の凸部８７とフェ
ルール８１のフランジに設けられたスリット状の凹溝８
５との組み合わせで構成されていたり、または逆の構成
でフェルール８１のフランジに設けられたブロック状の
凸部とハウジング８２に設けられたスリット状の凹溝と
の組み合わせ（図示せず）となっていた。

【０００４】また、従来の他の実施例としては特開昭５
７−７４７１４号公報に記載された例がある。図８は特
開昭５７−７４７１４号公報の構造を示す断面図であ
る。図８（ａ）において参照数字１１６は金属スリーブ
内にファイバーが装着されたフェルール、同数字１２５
はばね１２４を受け、一端面の半径方向に複数の楔形凸
部が形成された回り止めであり、この回り止めにはフェ
ルール１１６が回転するのを防ぐための凸部１２５ａが
設けられている。この回り止め１２５を取り付けたフェ
ルールを有する光コネクタプラグとかん合するアダプタ
ー、リセプタクル（同図（ｂ），（ｃ））には、回り止
め１２５と同形状の楔形を有する回り止め受け１３１が
設けられている。このような構造を有するため、位置合
わせをすることなしに、単にプラグをレセプタクルに挿
入するだけでこれらの係合がスムーズに行われるという
特徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光コネ
クタプラグの組立に際しては、ハウジングの位置決め構
造（凸部）とフェルールの位置決め構造（凹溝）のはめ
合わせを人手を介して行う必要があった。一般に、光コ
ネクタは損失を少なくするため、光ファイバのコアの偏
心方向とハウジングの偏心合わせキーとの方向を同一に
して組み立てる。ところがはめ合わせ部はハウジングの
奥等の肉眼では見にくい場所であったために、これらの
キー方向を間違ったまま組み立ててしまう等のはめ合わ
せ不良が起こり易かった。また、自動組立装置を用いて
ハウジングとフェルールの位置決めキーを合わせて正確
に固定することが困難であった。

【０００６】即ち、図７に示した従来の光コネクタプラ
グの例では、フェルール８１のフランジに設けられた凹
溝８５とハウジング８２の内部に設けられた凸部８７の
組み合わせによって回転止め構造を構成していた。この
ような回転止め構造では、コネクタの組立時に必要な凹
溝と凸部との噛み合わせを目視で確認しなければなら
ず、自動組立装置を用いてハウジングにフェルールを確
実に挿入することが困難になるという欠点があった。

【０００７】また、図８に示した特開昭５７−７４７１
４合公報の例では、回り止めの位置を目視で確認しない
で結合した場合でもプラグとアダプタの係合がスムーズ
になるという特長があるが、次のような欠点もある。光
ファイバ同士を突き合わせて光路の接続を行ういわゆる
バットジョイント式の光コネクタではフェルールの押圧
付加にコイルばね等を使用してフェルール先端に常に押
圧力が付加される構造となっている。安定に接続させる
ためにはフェルールの回転方向位置を高精度に設定する
ことと、軸方向の位置精度を設定することが重要であ
る。特開昭５７−７４７１４号公報の例では、楔形同士
の噛み合わせで係合を行うため、光コネクタプラグとリ
セプタクルとがかん合するような場合、光ファイバケー
ブルに捻り力が加わると、フェルールが大きく回転し、
フェルール端面とレセプタクル内部の機械的基準面とが
大きく離れてしまうことがあった。また、アダプタ接続
においても光コネクタプラグ内部のばねを若干撓ませた
状態で接続させるため、プラグ側の楔形の回転止めと、
アダプタ側の楔形の回転止めとの間に隙間が生じ、フェ
ルールの回転方向の自由度が大きくなり位置決めが一意
に決まらず、コネクタプラグの着脱時の損失ばらつきが
大きくなってしまうという欠点があった。特に、今日の
ようにフェルールの回転方向の位置決めを高精度に必要
とするシングルモードの光ファイバや、フェルールの端
面を凸球面に加工して光ファイバ同士を直接接触させ、
接続部の反射光の発生を抑制するＰＣ（ｐｈｙｓｉｃａ
ｌ ｃｏｎｔａｃｔ）型光コネクタに適用する場合は致
命的な欠点となっていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光コネクタフェ
ルールの回転止め構造は、中心軸上に光ファイバを挿入
して保持固定する円筒状のキャピラリと、このキャピラ
リの略中央部に位置し且つ前記光ファイバの挿入側との
反対面側に正多角形状の断面を有してなる回転防止およ
び位置決め用のフランジとを設けて筒状部材から構成さ
れたフェルールと；該フェルールを一側の開口端から内
包して光コネクタプラグの本体をなすハウジングと；前
記フェルールを光コネクタプラグの先端方向に付勢する
ばねと、前記フェルールと前記ばねとを前記ハウジング
に内包して保持固定するリング部品とから構成される光
コネクタプラグであって、前記ハウジングの内部には前
記フェルールの位置決め用のフランジの一端面と突き当
たる突き当て面が形成されており、該突き当て面から前
記ハウジングの前記開口端側に向かって断面形状が前記
フェルールの回転防止および位置決め用のフランジの断
面形状と相似であり且つ断面積がやや大きいフェルール
回り止め段部が形成され、該フェルール回り止め段部か
らさらに前記ハウジングの前記開口端側に向かってスロ
ープ面が設けられ、且つ該スロープ面は前記フェルール
回り止め段部の平面部の中央部から前記ハウジングの前
記開口端側へ延びる稜線を頂点として２面に分割され、
さらに前記ハウジングの前記開口端側に向かって徐々に
前記稜線の傾きが大きくなる傾斜部とから構成されてい
る。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。なお、本実施例で引用した光コネクタの形
式は、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ５９７３で制定されてい
るＦ０４形単心光ファイバコネクタであり、締結方式は
スライドロック構造のプッシュオン締結、光学的結合方
式はバットジョイント方式、機械的結合方式はプラグ−
アダプタ−プラグ方式、光ファイバ整列方式は外径２．
５ｍｍのフェルール構造という特徴を有している。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例を示す分解斜
視図、図２はハウジングに対してフェルールを挿入する
途中の状態を部分的に示す斜視図、図３は本実施例の各
部の断面図である。

【００１１】フェルール１は中心軸上に光ファイバ３を
高精度に保持するための微細穴が設けられたキャピラリ
１１と、キャピラリ１１が回転するのを防ぐためにフラ
ンジ１３に凸部１３ａを設けたキャピラリ保持部材１２
とから構成されている。このフェルール１の中心軸上に
は光ファイバ３が保持固定されており、また本実施例で
は凸部１３ａを含むフランジ１３の断面形状を正４角形
としている。ハウジング２は本実施例の光コネクタプラ
グのハウジング部品であり、成形性の容易な合成樹脂に
よって形成されている。このため、部品の外部および内
部が複雑な形状であってもインジェクションモールド工
法で容易に大量生産が可能となる。このハウジング２の
外部には光アダプタと機械的締結をおこなうための締結
突起２４が設けられており、光コネクタプラグと光アダ
プタとの締結の際には、光アダプタ内部の弾性係止片に
設けられた係止爪と係止がなされる構造となっている
（図示せず）。また、ハウジング２の外形の断面形状は
長方形であり、同様の長方形開口部を有する光アダプタ
との締結後には容易に回転することがない。ハウジング
２外部の一側面には光アダプタの開口部の位置決め用突
起とかん合し、光アダプタと光コネクタプラグとのかん
合時に光コネクタプラグの回転方向の位置を一方向に規
制するための面取り２６が形成されている（図３参
照）。ハウジング２の内部にはフェルール１のフランジ
１３の一端面と突き当たり、フェルール１の先端側（図
１の右方向）への飛び出しを防止する突き当て面２１が
形成されている。この突き当て面２１からハウジング２
の後部（光ファイバ３の挿入方向、図１の左方向）に向
かって、断面形状がフェルール１のフランジ１３の断面
形状と相似であり断面積がやや大きいフェルール回り止
め段部２２が形成されている。このフェルール回り止め
段部２２からさらにハウジング２の後部に向かってスロ
ープ面２３が設けられている。このスロープ面２３はフ
ェルール回り止め段部２２の平面部２２ａの中央部から
ハウジング２の後部へ延びる稜線２３ａを頂点として２
面に分割され且つハウジング２の後部に向かって徐々に
稜線２３ａの傾斜が大きくなる傾斜部２３ｂとから構成
されている。ハウジング２の後部開口付近には後述のリ
ング部品５の係止突起５２とかん合し、リング部品５を
固定するリング止め突起２５が形成されている。

【００１２】ばね４は一端がキャピラリ保持部材１２の
フランジ１３に突き当たるように設定されており、他端
が後述の円筒形状のリング部品５の内面に設けられた突
起部５１に突き当たるように設定されている。このばね
４は光コネクタ組立後には圧縮された状態となるため、
フェルール１を常に光コネクタプラグの先端側に付勢す
るようになる。リング部品５は先端側にフェルール１の
フランジ１３の最大外径よりもやや小さい内径を有する
円筒部５１と、内部にばね４の一端面を受ける段部５２
と、ハウジング２のリング止め突起２５とかん合し、外
周にハウジング２との結合および固定をおこなう係止鍔
５３が形成された円筒状の部品である。

【００１３】次に、自動組立装置を使用して、本実施例
の構成からなる光コネクタプラグを組立する手順につい
て説明する。

【００１４】光コネクタプラグを組立てる工程として
は、フェルール１の光ファイバコアの偏心の向きとハウ
ジング２の位置決め構造との向きを合わせる工程１と、
ハウジング２にフェルール１を挿入する工程２と、ばね
４をハウジング２に挿入する工程３と、リング部品５を
ハウジング２に挿入するとともにフェルール１とばね４
とをハウジング２内に固定する工程４とに分かれる。

【００１５】ここで図４を用いて光ファイバコアの偏心
の向きを求める工程１の測定系について示す。光コネク
タプラグの取り付け工事がおこなわれる光ファイバ３の
端部に設置された光源６０より光ファイバ３へ光を入射
する。次にフェルール１の端面をカメラ６１で観察、光
ファイバ３のコア部から出射する光のパターンを画像処
理装置６２で処理することにより光ファイバコア中心の
フェルール外径中心に対する偏心量６４と、光ファイバ
コアの偏心方向６５が求められる。求められた偏心方向
６５に一番近い方向のフランジ１３の平面部と直角の方
向を光ファイバコアの偏心みなし方向６６とする。

【００１６】工程２では、光ファイバコアの偏心みなし
方向６６のフランジ平面部とハウジング２の偏心方向位
置決めの目安である面取り２６とを合わせながらフェル
ール１をハウジング２の後部開口部より挿入する。この
ときそれぞれの回転方向の位置が若干ずれていても、フ
ェルール１のフランジ１３の凸部１３ａがハウジング２
内部のスロープ面２３に接触し、フェルール１がそのフ
ランジ１３の外形とハウジング２のフェルール回り止め
段部２２の断面形状とが一致するように回転する。ここ
でさらにフェルール１の挿入を続けると、スロープ面２
３と平面部２２ａは連続的に形成されているため、フェ
ルール１のフランジ１３は途中で引っかかることなくハ
ウジング２のフェルール回り止め段部２２へとスムーズ
にはまりこむ。最後にハウジング２のフェルール突き当
て面２１にフランジ１３の端面が突き当たった位置でハ
ウジング２へのフェルール１の挿入工程が完了する。ス
ロープ面２３がフェルール１を回転させながらハウジン
グ２のかん合部まで自動的に導く構造のため、フェルー
ル１のフランジ１３とハウジング２の面取り２６との位
置決め精度は、従来の光コネクタプラグの場合には±５
度以下の精度が必要であったのに対し、±３５度程度で
も確実にかん合させることが可能となる。

【００１７】次にばね４をフェルール１のフランジ１３
の端面に突き当たるまで挿入した後、リング部品５をハ
ウジング２内に挿入していくと、まずリング部品５内部
のばね４を受ける段部５２がばね４に突き当たる。続い
てリング部品５を挿入し続けるとばね４が圧縮され、次
にリング部品５の外周部に形成された係止鍔５３がハウ
ジング２内部のリング止め突起２５とかん合し、リング
部品５の締結が完了する。リング部品５の締結が終了す
ると、フェルール１はばね４により常に先端側（光ファ
イバ３の挿入方向）に付勢されることとなり、光コネク
タ接続をおこなった場合、安定な接続が確保される。ま
た、リング部品５の先端部の円筒部５１の内径はフェル
ール１の凸部１３ａを含むフランジ１３の最大外径より
も小さく設定されているため、フェルール１の先端に大
きな押圧力が付加された場合、フェルール１のフランジ
１３がまずリング部品５の先端部に突き当たり、フェル
ール１のバック量が機械的に規制されるため、フェルー
ル１のフランジ１３の回転止め用の凸部１３ａがハウジ
ング２のフェルール回り止め段部２２からはずれること
がなくなる。このため、ハウジング２とフェルール１の
回転止め構造がはずれて光ファイバコアの偏心方向がず
れ、光コネクタプラグの着脱の際の光学特性が安定しな
いなどの問題を生じることもない。

【００１８】なお本実施例では、回転止め用の凸部１３
ａを含むフランジ１３の断面形状が正４角形の場合を例
示したが、図６（ｃ）に示すように正６角形等の多角形
とした場合でも同様の効果が期待できる。

【００１９】また、図５にはフェルール１のフランジ１
３の凸部１３ａのハウジング挿入側端部と、ハウジング
２のスロープ面２３のフェルール導入部におのおの面取
り１４と面取り２７を施した第２の実施例を示す。第１
の実施例では、ハウジング２へフェルール１を挿入する
ときにフェルール１のフランジ１３の凸部１３ａのハウ
ジング挿入側端部と、ハウジング２のスロープ面２３の
フェルール導入部とが干渉するような場合、ハウジング
２へのフェルール１の挿入が困難となったり或いは挿入
不良となったりする場合があるが、この第２の実施例の
ように、干渉部に適正な面取りを施すことによってスム
ーズな挿入が確保され、確実にフェルールを挿入するこ
とが可能になる。この場合、フェルール１のキャピラリ
保持部材１２の材質を合成樹脂とすることにより、キャ
ピラリ保持部材１２が複雑な形状となってもインジェク
ションモールド工法による大量生産が可能となり、コス
ト低減が図れる。

【００２０】

【発明の効果】従来の光コネクタプラグにおいてハウジ
ングの位置決め構造（例えば、凸起）とフェルールの位
置決め構造（例えば、凹溝）の回転方向を合わせて挿入
するような場合、ハウジングの凸起とフェルールのフラ
ンジ面等、位置決め構造以外の部分が干渉しあってうま
く挿入できないことがある。本発明の第１の実施例に記
載の光コネクタプラグにおいても、フェルール１の凸部
１３ａとハウジング２のスロープ面２３のハウジング内
部への飛び出し部とが干渉した場合には挿入不良となる
場合がある。ハウジング２に対してフェルール１の回転
方向の向きをランダムにして挿入した場合、途中でフラ
ンジ面や位置決め凸起がハウジング内部の構造と干渉し
て挿入不能となる確率は、ハウジング内部の構造と干渉
する角度範囲×フェルール１回転の間に正常にかん合可
能な回数÷３６０度で表すことができる。図６（ａ）は
従来の光コネクタプラグの位置決め構造のかん合状態を
示す断面図、図６（ｂ）は本発明の第１の実施例の光コ
ネクタプラグの位置決め構造のかん合状態を示す断面
図、図６（ｃ）はフェルール１のフランジ１３およびハ
ウジング２のフェルール回り止め段部２２の断面形状を
６角形とした場合のかん合状態を示す断面図をそれぞれ
表わしている。なお、ハウジング２とフェルール１の間
の隙間の寸法をすべて０．２ｍｍとして統一して検討し
た。図６においてハウジング内部の構造と干渉する角度
範囲は、図６（ａ）の場合に約１７０度、図６（ｂ）の
場合に約２０度、図６（ｃ）の場合に約１１．５度とな
り、挿入不良率はそれぞれ１７０×２÷３６０＝０．９
４、２０×４÷３６０＝０．２２、１１．５×６÷３６
０＝０．１９となり、図６（ａ）の従来の光コネクタプ
ラグの位置決め構造に比較して、図６（ｂ），（ｃ）の
場合とも４倍から５倍の挿入し易さとなることが確認さ
れた。また、図５に示すようにフェルール１のフランジ
１３の凸部１３ａのハウジング挿入側端部と、ハウジン
グ２のスロープ面２３のフェルール導入部におのおの面
取り１４と面取り２７とを施すことにより、挿入不良率
をほぼ０（％）とすることが可能になる。

【００２１】以上説明したように本発明による光コネク
タプラグにおいては、フェルールの回転方向の位置が正
確に設定されていなくても、ハウジングへのフェルール
挿入が容易にできる効果があり、また光コネクタプラグ
として完成された後は従来の光コネクタと同様、光ファ
イバコアの偏心方向や光コネクタプラグの着脱の際の位
置決め精度を極めて高い精度で保持できるため、自動組
立装置の適用による組立コストの低減や、高い光学性能
を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光コネクタプラグの第１の実施例を示
す分解斜視図である。

【図２】本実施例におけるハウジングにフェルールを挿
入する途中の状態を部分的に示す斜視図である。

【図３】本実施例の組立状態を示し、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は正面図、（ｃ），（ｄ）はそれぞれ同図
（ａ）のＢ−Ｂ線及びＡ−Ａ線における断面図である。

【図４】光ファイバコアの偏心方向の一般的な測定方法
を示すブロック図である。

【図５】本発明の光コネクタプラグの第２の実施例を示
す分解斜視図である。

【図６】回転止め構造の断面形状を示し、（ａ）は従来
例を、（ｂ）は本実施例を、（ｃ）は他の実施例をそれ
ぞれ示す断面図である。

【図７】従来の光コネクタプラグの一例を示し、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は同図（ａ）のＡ
−Ａ線における断面図である。

【図８】楔形断面の回転止め構造を有する従来例の光コ
ネクタプラグを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はアダプ
タの断面図、（ｃ）は係合部の形状を示す図である。

【符号の説明】

１ フェルール １１ キャピラリ １２ キャピラリ保持部材 １３ フランジ １３ａ 凸部 １４ 面取り ２ ハウジング ２１ フェルール突き当て面 ２２ フェルール回り止め段部 ２２ａ 平面部 ２３ スロープ面 ２３ａ 稜線 ２３ｂ 傾斜部 ２４ 締結突起 ２５ リング止め突起 ２６，２７ 面取り ３ 光ファイバ ４ ばね ５ リング部品 ５１ 円筒部 ５２ 段部 ５３ 係止鍔 ６０ 光源 ６１ カメラ ６２ 画像処理装置 ６３ モニタ ６４ フェルール外径に対する光ファイバコア中心の
偏心量 ６５ 光ファイバコアの偏心方向 ６６ 光ファイバコアの偏心みなし方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/36 G02B 6/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸上に光ファイバを挿入して保持固
   定する円筒状のキャピラリと、このキャピラリの略中央
   部に位置し且つ前記光ファイバの挿入側との反対面側に
   正多角形状の断面を有してなる回転防止および位置決め
   用のフランジとを設けて筒状部材から構成されたフェル
   ールと；該フェルールを一側の開口端から内包して光コ
   ネクタプラグの本体をなすハウジングと；前記フェルー
   ルを光コネクタプラグの先端方向に付勢するばねと、前
   記フェルールと前記ばねとを前記ハウジングに内包して
   保持固定するリング部品とから構成される光コネクタプ
   ラグであって、前記ハウジングの内部には前記フェルー
   ルの位置決め用のフランジの一端面と突き当たる突き当
   て面が形成されており、該突き当て面から前記ハウジン
   グの前記開口端側に向かって断面形状が前記フェルール
   の回転防止および位置決め用のフランジの断面形状と相
   似であり且つ断面積がやや大きいフェルール回り止め段
   部が形成され、該フェルール回り止め段部からさらに前
   記ハウジングの前記開口端側に向かってスロープ面が設
   けられ、且つ該スロープ面は前記フェルール回り止め段
   部の平面部の中央部から前記ハウジングの前記開口端側
   へ延びる稜線を頂点として２面に分割され、さらに前記
   ハウジングの前記開口端側に向かって徐々に前記稜線の
   傾きが大きくなる傾斜部とから構成されていることを特
   徴とする光コネクタフェルールの回転止め構造。
2. 【請求項２】 前記スロープ面の前記フェルール挿入側
   端部および前記フェルールの前記フランジの前記ハウジ
   ング導入側端部にはそれぞれ面取りが施されていること
   を特徴とする請求項１記載の光コネクタフェルールの回
   転止め構造。
3. 【請求項３】 前記キャピラリ及び前記ハウジングは合
   成樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１
   または２記載の光コネクタフェルールの回転止め構造。