JP5074805B2 - Assembly method of mechanical splice - Google Patents
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Description
本発明は、対向する光ファイバ同士を突き合わせて接続するためのメカニカルスプライスに関する。 The present invention relates to a mechanical splice for abutting and connecting opposing optical fibers.
従来、光ファイバ同士を接続するための装置として、光ファイバの端面同士を突き合わせた状態で固定するメカニカルスプライスが知られている(例えば特許文献1、2参照)。 Conventionally, as a device for connecting optical fibers, mechanical splices are known that are fixed in a state in which end faces of optical fibers are butted together (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1,2に記載の技術では、まず、接続する両光ファイバの端部の被覆を除去して端面を処理し、支持部の溝に挿入して両光ファイバの端面同士を接触させ、硬質部材によって押圧することにより両光ファイバを整合させる。この際、光ファイバを湾曲させて、光ファイバの伸びようとする反発力により接触面同士を押圧し、確実に接続できるようにしている。 In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, first, the end surfaces of both optical fibers to be connected are removed to treat the end surfaces, inserted into the grooves of the support portions, and the end surfaces of both optical fibers are brought into contact with each other, Both optical fibers are aligned by pressing with a hard member. At this time, the optical fibers are bent so that the contact surfaces are pressed by a repulsive force to extend the optical fibers so that the connection can be made reliably.
ところで、特許文献1に記載のメカニカルスプライスにおいては、光ファイバの調心精度を確保するために、被覆を除去してガラスファイバの外径を基準として調心し、固定を行わねばならない。そのため、被覆を除去した後、露出したガラスファイバを清掃し、所定の長さに切断するといった作業が必要となり、接続作業の工数が多くなってしまう。また、光ファイバの被覆を剥いてガラスが剥き出しになるため、接続作業中に作業者の手等を傷付けるおそれがある。 By the way, in the mechanical splice described in Patent Document 1, in order to ensure the alignment accuracy of the optical fiber, it is necessary to remove the coating and align and fix the glass fiber based on the outer diameter. Therefore, after removing the coating, it is necessary to clean the exposed glass fiber and cut it into a predetermined length, which increases the number of man-hours for the connection work. Further, since the glass is exposed by peeling off the coating of the optical fiber, the operator's hand or the like may be damaged during the connection work.
さらに、被覆を除去してガラス状態で使用するため、接続作業中にガラス部分に傷が付くおそれがある。このような場合には、光ファイバの強度が低下して、最悪の場合には断線するおそれもある。 Furthermore, since the coating is removed and the glass is used, the glass portion may be damaged during the connection work. In such a case, the strength of the optical fiber is reduced, and in the worst case, there is a possibility of disconnection.
また、通常メカニカルスプライスはPPS、エポキシ等の樹脂材料で構成されているため、接続時にガラスファイバをメカニカルスプライスの基板のV溝に沿わせて挿入する際に、ガラスのエッジが樹脂を削り、樹脂ゴミを巻き込んだ状態で接続する可能性があり、初期特性が安定しにくい。 In addition, since the mechanical splice is usually made of a resin material such as PPS or epoxy, when the glass fiber is inserted along the V-groove of the mechanical splice substrate at the time of connection, the edge of the glass scrapes the resin. There is a possibility of connecting in a state where dust is involved, and the initial characteristics are difficult to stabilize.
また、接続が完了したメカニカルスプライスにおいて、光ファイバの線膨張係数と樹脂製のメカニカルスプライス本体の線膨張係数が異なるため、温度変化に伴う各部材の収縮差から、接続端面が外れてロス増を招くおそれがある。 Also, in the mechanical splice that has been connected, the linear expansion coefficient of the optical fiber is different from the linear expansion coefficient of the resin mechanical splice body. There is a risk of inviting.
さらに、接続の確認ができないため、十分に光ファイバの端面が突き当っていない状態で接続作業を完了させるおそれがある。 Furthermore, since the connection cannot be confirmed, there is a possibility that the connection work is completed in a state where the end face of the optical fiber is not sufficiently abutted.
そこで、本発明の目的は、作業の安全性を確保しつつ接続工数を減少させ、接続信頼性を向上させることができるメカニカルスプライス及びメカニカルスプライスの組立方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a mechanical splice and a mechanical splice assembly method capable of reducing connection man-hours while improving work safety and improving connection reliability.
上記課題を解決するための本発明に係るメカニカルスプライスは、対向する光ファイバのそれぞれを基板上に固定するファイバ固定部と、前記光ファイバ同士を調心しつつ突き合わせて接続する突き合わせ部を有する接続部と、前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの撓みを許容する撓み空間が形成された撓み部と、を備え、前記接続部は、前記接続部へ導入された前記光ファイバが前記突き合わせ部に向けて撓んだ状態で収納可能に構成されていることを特徴とする。 The mechanical splice according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a connection having a fiber fixing portion for fixing each of the opposed optical fibers on the substrate, and a butting portion for connecting the optical fibers while aligning each other. And a bending portion in which a bending space allowing the bending of the optical fiber is formed between the connection portion and the fiber fixing portion, and the connection portion is the light introduced into the connection portion. The fiber is configured to be housed in a state of being bent toward the abutting portion.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部は、前記光ファイバを前記突き合わせ部へ向けて撓ませる押さえ部が設けられていることが好ましい。 In the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that the connection portion is provided with a pressing portion that bends the optical fiber toward the butting portion.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記押さえ部は、前記突き合わせ部においては前記光ファイバに対して所定のクリアランスを有することが好ましい。 In the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that the pressing portion has a predetermined clearance with respect to the optical fiber at the abutting portion.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記押さえ部における前記光ファイバの長手方向の両端部に対応する部分には、前記光ファイバを挿入方向に沿って前記接続部の底部へ導く挿入テーパ部が設けられていることが好ましい。 Further, in the mechanical splice according to the present invention, an insertion taper portion that guides the optical fiber to a bottom portion of the connection portion along the insertion direction is provided at a portion corresponding to both ends of the optical fiber in the longitudinal direction in the pressing portion. It is preferable to be provided.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部の底部と、前記撓み部の底部との間に段差を有し、前記接続部の底部に前記突き合わせ部を有していることが好ましい。 Moreover, in the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that a step is provided between a bottom portion of the connection portion and a bottom portion of the bending portion, and the butt portion is provided at the bottom portion of the connection portion.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記突き合わせ部は、断面がV字またはU字形状の溝からなることが好ましい。 In the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that the abutting portion is formed of a groove having a V-shaped or U-shaped cross section.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記撓み部は、前記接続部に対する一方側のみに設けられていることが好ましい。 In the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that the bending portion is provided only on one side with respect to the connection portion.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部には、前記突き合わせ部と繋がる空気逃げ用の溝が設けられていることが好ましい。 In the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that the connection portion is provided with an air escape groove connected to the butt portion.
また、本発明に係るメカニカルスプライスにおいて、前記接続部の内部に屈折率整合材が設けられていることが好ましい。 In the mechanical splice according to the present invention, it is preferable that a refractive index matching material is provided inside the connecting portion.
上記課題を解決するための本発明に係るメカニカルスプライスの組立方法は、対向する被覆付きの光ファイバのそれぞれを基板上に固定するファイバ固定部と、前記光ファイバ同士を被覆付きの状態で調心しつつ突き合わせて接続する接続部を備えたメカニカルスプライスの組立方法であって、前記メカニカルスプライスの一方から被覆付きの光ファイバを挿入するとともに、他方からも被覆付きの光ファイバを挿入して、前記接続部において前記光ファイバを撓んだ状態で突き合わせる工程と、前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの少なくとも一方を撓ませる工程と、両方の前記光ファイバをそれぞれ前記ファイバ固定部に固定する工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the mechanical splice assembly method according to the present invention includes a fiber fixing portion for fixing each of the opposed coated optical fibers on a substrate, and alignment with the optical fibers coated. A method of assembling a mechanical splice having a connection portion that is connected while being abutted, and inserting a coated optical fiber from one of the mechanical splices and inserting a coated optical fiber from the other, A step of abutting the optical fibers in a bent state at a connecting portion; a step of bending at least one of the optical fibers between the connecting portion and the fiber fixing portion; and And a step of fixing to the fixing portion.
本発明によれば、接続部において、被覆が付いたままの光ファイバ同士を調心しつつ、突き合わせ部へ向けて撓ませて接続し、接続部とファイバ固定部との間で少なくとも一方の光ファイバを撓ませて、両方の光ファイバをそれぞれファイバ固定部に固定する。そのため、接続部では光ファイバを突き合わせ部へ向けて撓ませることで、光ファイバの端部を突き合わせ部内に安定して位置決めすることができる。さらに、撓み空間内で光ファイバを撓ませることで相手の光ファイバに向けて付勢されるため、光ファイバ同士の接続状態を高い信頼性で保つことができる。 According to the present invention, at the connection portion, the optical fibers with the coatings are aligned, bent and connected toward the abutting portion, and at least one light is connected between the connection portion and the fiber fixing portion. The fibers are bent to fix both optical fibers to the fiber fixing part. Therefore, the end of the optical fiber can be stably positioned in the abutting portion by bending the optical fiber toward the abutting portion at the connecting portion. Furthermore, since the optical fiber is bent in the bending space and biased toward the other optical fiber, the connection state between the optical fibers can be maintained with high reliability.
以下、本発明に係るメカニカルスプライス及びメカニカルスプライスの組立方法の実施形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of a mechanical splice and an assembly method of the mechanical splice according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
図1は本発明のメカニカルスプライスに係る実施形態を示す概略構成図、図2はクランプスプリングを外した状態を示すメカニカルスプライスの斜視図、図3はメカニカルスプライスの分解斜視図、図4(A)は接続部の軸線に沿った断面図、図4(B)は図4(A)中B−B位置の拡大断面図、図5は接続部における光ファイバの状態を示す断面図、図6は接続蓋を上方から見た斜視図、図7は接続蓋を下方から見た斜視図、図8は接続蓋及び固定蓋の組み付け状態を示す分解斜視図、図9(A)は撓み部がV字形状の場合の光ファイバの移動状態を示す説明図、図9(B)は撓み部が矩形状の場合の光ファイバの移動状態を示す説明図である。 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a mechanical splice according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the mechanical splice showing a state in which a clamp spring is removed, FIG. 3 is an exploded perspective view of the mechanical splice, and FIG. Is a cross-sectional view taken along the axis of the connecting portion, FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view at the position BB in FIG. 4A, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the state of the optical fiber in the connecting portion, and FIG. 7 is a perspective view of the connection lid as viewed from above, FIG. 7 is a perspective view of the connection lid as viewed from below, FIG. 8 is an exploded perspective view showing an assembled state of the connection lid and the fixing lid, and FIG. FIG. 9B is an explanatory diagram showing a moving state of the optical fiber when the bent portion is rectangular.
図1及び図2に示すように、本実施形態のメカニカルスプライス10は、全長にわたって全体矩形状の基板20を有しており、基板20の上面20a(図1において上面)には、基板20の長手方向、すなわち接続する光ファイバ11,12の軸方向(図1において左右方向)に沿って真っ直ぐなV溝形状のガイド溝21が形成されている。これにより、光ファイバ11,12を対向した状態で同軸上にガイドすることが可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板20の左右両端部に対応して、接続する光ファイバ11,12をそれぞれ固定するファイバ固定部30R,30Lが設けられており、各光ファイバ11,12を基板20のガイド溝21に押圧して固定するための固定蓋31R,31Lが基板20に対向して設けられている。
Corresponding to the left and right ends of the
また、ファイバ固定部30Lに隣接して、光ファイバ11,12同士を調心しつつ突き合わせて接続する接続部40が設けられており、基板20に対向する接続蓋41が設けられている。接続部40は、この接続部40へ導入された光ファイバ11,12が撓んだ状態で収納可能に構成されている。
Further, adjacent to the fiber fixing portion 30 </ b> L, a
さらに、接続部40と右側のファイバ固定部30Rとの間には、光ファイバ11の撓みを許容して光ファイバ11,12同士の押圧力を発生させるための撓み空間51が形成された撓み部50が設けられている。なお、基板20、固定蓋31R,31L、接続蓋41は、PPS樹脂やエポキシ樹脂等、硬質プラスチックにより形成されている。
Further, a
左右の固定蓋31R,31Lの上面、接続蓋41の上面、撓み部50における基板20の上端面20cの高さ位置(基板20の下面からの厚さ)は、全長にわたってほぼ同一面上にあり、固定蓋31R,31L、接続蓋41を基板20と共に挟持して接合させるとともに光ファイバ11,12を押圧して固定する断面コ字状のクランプスプリング13が、基板20のほぼ全長にわたって設けられている。なお、固定蓋31R,31Lの上面及び接続蓋41の上面には、それぞれ水平面を有する押圧部31b,41aが設けられており、クランプスプリング13によって確実に把持されるようになっている。クランプスプリング13の材質は、例えば、ベリリウム銅である。
The upper surfaces of the left and right fixed
図3に示すように、基板20の上面20aには、左右のファイバ固定部30R,30L及び撓み部50に対応して前述したガイド溝21が一直線に設けられており、接続部40に対応してV溝42が設けられている。また、撓み部50においては基板20の両側壁20bはほぼメカニカルスプライス10の全高の高さを有しており、中央部にはガイド溝21を下端の底部とする断面V字形状の撓み空間51が形成されている。
As shown in FIG. 3, the above-described
なお、基板20の両端面においては、ガイド溝21を頂点とする円錐形状のテーパ部23が形成されている。また、固定蓋31R,31Lの端面にも、同様のテーパ部31aが設けられており、テーパ部23とともに円錐形状を形成している。これにより、光ファイバ11,12のガイド溝21への挿入を容易にしている。
Note that conical
図3及び図4に示すように、基板20上面の接続部40には深さHの矩形状の凹部45が設けられており、凹部45の底部には調心用のV溝42が設けられている。V溝42は、左側固定部30Lのガイド溝21及び撓み部50の撓み空間51の底部との間に段差42a(高さH)を有し、撓み空間51及び基板20の上面20aに設けられているガイド溝21より下がった位置に設けられることになる。なお、V溝42は、断面U字状のU溝としても良い。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
一方、図6及び図7に示すように、接続蓋41の下部には、接続部40に設けられている凹部45に嵌合する全体矩形状の押さえ部43が下方へ突出して設けられている。押さえ部43の中央には、光ファイバ11,12を導くスリット46が軸方向に沿って凹状に設けられており、スリット46の両端部には光ファイバ11,12を挿入方向に沿ってV溝42へ導く挿入テーパ部46a(図5及び図7参照)が設けられている。また、押さえ部43の下面には、スリット46から外側面にかけて、挿入方向に直交する空気逃げ用の溝43aが設けられている。これにより、スリット46に沿って光ファイバ11,12を挿入する際の空気の逃げ道を形成し、光ファイバ11,12の挿入時に空気の圧縮抵抗を生じさせず、容易に挿入することができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, an overall rectangular pressing
図5に示すように、光ファイバ11,12は、挿入テーパ部46aの下端46bによって押さえ込まれて下方への曲げ力が作用しており、光ファイバ11,12同士の突き合わせ部である接続位置44においては光ファイバ11,12はV溝42に向けて(図5における下向きに)付勢されるので、図4(B)に示すように、光ファイバ11,12とスリット46との間にはクリアランスβが設けられることになる。このため、接続位置44では光ファイバ11,12は押圧されないで調心されることになる。
As shown in FIG. 5, the
なお、軸ずれを小さくして接続ロスを小さくするためには、クリアランスβを小さくすることが望ましいが、V溝42の形成精度および接続蓋41の成型精度は、共に樹脂成型品であるため数μmの寸法精度を出すことは困難である。このため、成型の寸法のバラツキを見込んだクリアランスを設定しておき、光ファイバ11,12を高精度で調心して接続するとよい。
In order to reduce the axial displacement and reduce the connection loss, it is desirable to reduce the clearance β. However, since the formation accuracy of the V-
また、接続位置44においては、屈折率整合材47を設けておき、左右両側の光ファイバ11,12を突き合わせた際の端面間に屈折率整合材47が含まれるようになっている。屈折率整合材47は、屈折率整合用のグリスや薄膜シートを用いることができる。
Further, a refractive
このように、接続部40の底部(V溝42の底部)と撓み部50の底部(撓み空間51の底部)との間に段差を有し、接続部40のV溝42が撓み空間51の底部よりも低く形成されているため、被覆が付いたままの光ファイバ11,12を撓み空間51の底部を沿わせて接続部40へと導入することができる。そして、接続部40では押さえ部43により光ファイバ11,12をV溝42の底部へ向けて撓ませることで、光ファイバ11,12の端部をV溝42内に安定して位置決めすることができる。これにより、光ファイバ11,12の軸ずれロスの低減を図ることができる。
Thus, there is a step between the bottom of the connecting portion 40 (the bottom of the V-groove 42) and the bottom of the bending portion 50 (the bottom of the bending space 51), and the V-
また、光ファイバ11,12を挿入テーパ部46aに沿ってV溝42に挿入した際に、V溝42と押さえ部43の間の空気が空気逃げ用の溝43aから押し出されて逃げるため、光ファイバ11,12の突き合わせ時に空気の圧縮抵抗を生じさせず、容易に挿入することができる。
Further, when the
図9(A)に示すように、撓み部50における撓み空間51はV字形状とされている。これにより、ガイド溝21に沿って挿入された光ファイバ11に軸方向圧縮力を作用させた場合に、図9(B)に示す矩形状の場合と比較して、光ファイバ11は撓み部50の内側で引っ掛かることなくスムーズに上方へ移動して撓むことができ、両光ファイバ11,12の端面同士を互いに所定の押圧力で押圧して接触させることができる。
As shown in FIG. 9A, the bending
なお、図2及び図3に示したクランプスプリング13は、撓み部50の上面を覆う構造となっているが、図1に示したように撓み部50の上面を覆わない構造とすれば、撓み空間51内の光ファイバ11の撓みの状態を目視で確認することができる。
また、本実施形態の例では、接続部40の押さえ部43によって、光ファイバ11,12を接続位置44に向けて押しつけて撓ませる構成としたが、例えば接続部40の両側に光ファイバ11,12を斜め下方に向けて接続位置44(突き合わせ部)へ導入する通路が形成され、その通路を通して光ファイバ11,12を接続位置44へ向けて撓ませる構成としても良い。
The
Further, in the example of the present embodiment, the
次に、本実施形態のメカニカルスプライスの組立方法について説明する。
図10(A)〜(G)はメカニカルスプライスの組立方法を示す工程図である。
Next, a method for assembling the mechanical splice of this embodiment will be described.
FIGS. 10A to 10G are process diagrams showing a mechanical splice assembly method.
図10(A)に示すように、メカニカルスプライス10を位置決めして接続作業を行うための接続工具14にメカニカルスプライス10をセットし、図10(B)に示すように、楔部材15を2箇所に差し込んで、基板20と固定蓋31R,31L及び接続蓋41との間を開いて接合を解除する。次いで、図10(C)に示すように、把持具16によって把持された被覆付きの光ファイバ11,12を、メカニカルスプライス10の左右の一方側から挿入するとともに他方側からも挿入する。
As shown in FIG. 10 (A), the
その際、把持具16により把持された光ファイバ11,12は、把持具16からの突出長さが所定長さとなるように、予めファイバカッタにより切断されている。また、接続部40に対して撓み部50が設けられている側(ここでは右側)の接続位置44から接続工具14の端面までの長さをLとすると、把持具16から突出している光ファイバ11,12の長さは、所定量αだけ長くなっている。また、接続部40に対して撓み部50が設けられていない側(ここでは左側)にスペーサ17を取り付けて、接続位置44からスペーサ17の外側面までの長さがLになるようにする。
At that time, the
次に、図10(D)に示すように、把持具16が接続工具14またはスペーサ17に当接するまで、すなわち光ファイバ11,12が固定される位置に配置されるまで、光ファイバ11,12をメカニカルスプライス10のガイド溝21に挿入する。光ファイバ11,12は、接続部40において、接続蓋41のスリット46に沿って下方へ屈曲し、押さえ部43によりV溝42の底部へ向けて撓ませた状態で押さえられて、V溝42によって調心される。
Next, as shown in FIG. 10D, the
このとき、撓み部50が設けられている側(右側)から先に一方側の光ファイバ11を挿入して、その後、他方側(左側)の光ファイバ12を挿入することが好ましい。これにより、両光ファイバ11,12は接続位置44において当接し、光ファイバ11,12の余分な長さαを吸収するために、撓み空間51において光ファイバ11が所定量撓むことになる。光ファイバ11は、撓み空間51の中央部で撓み空間51の底部(すなわちガイド溝21)から離れる方向に撓むことにより(図1参照)、丸穴43へと挿入された箇所では光ファイバ11が撓み空間51の底部に押し付けられるように力が作用する。そして、撓み部50の上面がクランプスプリング13により覆われていない場合には、光ファイバ11が確かに撓んでいることを目視により確認する。
At this time, it is preferable to insert the
光ファイバ11が撓んだ状態で、図10(E)に示すように、楔部材15,15を取り外して、クランプスプリング13の押圧力により固定蓋31R,31Lと基板20を接合させて、両光ファイバ11,12をガイド溝21に固定する。そして、把持具16を取り外し(図10(F)参照)、さらにスペーサ17を取り外してメカニカルスプライス10を接続工具14から取り出すと(図10(G)参照)、接続作業が完了する。
In a state where the
以上説明したメカニカルスプライス10及びメカニカルスプライス10の組立方法によれば、ファイバ固定部30R,30L及び撓み部50に対応してガイド溝21が一直線に設けられており、被覆が付いたままの光ファイバ11,12を撓み空間51の底部を沿わせて接続部40へと導入することができる。そして、接続部40では撓み空間51の底部(すなわちガイド溝21)より下がった位置にV溝42が設けられ、押さえ部43により光ファイバ11,12をV溝42の底部へ向けて撓ませることで、光ファイバ11,12の端部をV溝42内に安定して位置決めすることができる。これにより、光ファイバ11,12の軸ずれロスの低減を図って接続信頼性を向上させることができる。
According to the
そして、接続部40内では、押さえ部43と光ファイバ11,12との間にはクリアランスβが設けられており、光ファイバ11,12を径方向に押し付けることがないため、光ファイバ11,12に側圧が作用せず、被覆の変形がない。そのため、V溝42内の所定の位置で光ファイバ11,12の調心を高精度に行なうことができる。
And in the
さらに、撓み空間51内で光ファイバ11を撓ませることで相手の光ファイバ12に向けて付勢されるため、メカニカルスプライス10の各部の収縮差の影響を受けずに光ファイバ11,12自身による押圧力が常に接続面に作用し、光ファイバ11,12同士の接続状態を高い信頼性で保つことができる。
Further, since the
すなわち、被覆付きの光ファイバ11,12を少ない接続工数で容易に接続することができ、しかも接続信頼性が良好である。また、光ファイバ11,12を被覆付きのまま接続できるため、接続作業の安全性を確保することができ、光ファイバ11,12をメカニカルスプライス10に挿入する時に、光ファイバ11,12のガラスがメカニカルスプライス10の樹脂部分を削ることを防止することができる。
That is, the coated
なお、上記実施形態では、光ファイバ11を撓ませた撓み部50を、接続部40に対する一方側(右側)のみに設けたが、接続部40の左右両側に設けることもできる。
また、撓み空間51は、断面V字形状のものに限られず、例えば断面U字形状としても良い。
また、接続部40の底部と撓み部50の底部との間に設けられる段差は、上記実施形態では下方向としたが、上方向や横方向であっても良い。その場合、接続部40内では、その段差の方向に光ファイバ11,12を撓ませれば良い。
In the above-described embodiment, the
Further, the bending
Moreover, although the level | step difference provided between the bottom part of the
次に、本発明に係るメカニカルスプライス10の一実施例について説明する。
光ファイバ11,12としては、ガラス径が80μmで、被覆外径が125μmのものを用いる。また、曲げに強い光ファイバが好ましく、例えば、シングルモードファイバの場合は、コア径が約10μm、MFD(モードフィールド径)が8〜9μmである。また、マルチモードファイバ(MMF)の場合は、コア/クラッドの比屈折率差Δnが1.9%である。また、被覆層は、例えば、ヤング率が980MPaのウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂による一層コートである。この光ファイバは、被覆層が薄く(22.5μm)、一層コートであるため、外径寸法は1μm以下で制御することができる。
Next, an embodiment of the
(撓み部)
まず、撓み部50においては、撓み空間51の長さを短くすれば座屈力が大きくなるが、一方で光ファイバ11の曲率半径が小さくなり、曲げロス増、曲げ破断の可能性が高くなる。適用する光ファイバ11,12に応じた撓み長さ及び押込み量の設定が必要である。ここでは、Δn=1.9%の細径マルチモードファイバを使用する場合について説明する。
・ファイバ押込み量:カット長のバラツキを考慮して、0.4±0.3mm(0.1〜0.7μm)とする。
・撓みロス:低ロス性を考慮して、0.05dB以下とする。
・曲率半径:破断強度を考慮して、3mm以上とする。
(Flexible part)
First, in the bending
Fiber push-in amount: 0.4 ± 0.3 mm (0.1 to 0.7 μm) in consideration of variation in cut length.
Deflection loss: 0.05 dB or less in consideration of low loss.
-Curvature radius: 3 mm or more in consideration of breaking strength.
測定は、2個の単心キャピラリを用いて光ファイバのたわみ量を設定し、片側から固定されていない光ファイバを押し込んで撓みを作り、そのときの伝送ロスを測定した。なお、ここでは、波長0.85μmのLED光源を使用した。その結果、上記条件を満たす撓み長さは6mm以上であった。また、各撓み長におけるファイバ押し込み量とファイバ曲率半径との計算結果から、上記条件を満たすたわみ長は、約11mm以上となった。以上の結果から、撓み長は11mm以上となるが、押し込み量の範囲はファイバカット精度の向上等により狭くできるので、撓み長の下限は6mm程度、上限はメカニカルスプライスの長さから制約されるが実使用上20mm程度となる。
撓み部の断面形状はV字形状であり、角度は30〜120°である。好適な範囲は45〜90°であり、実施例としては60°である。
In the measurement, the amount of deflection of the optical fiber was set using two single-core capillaries, and the optical fiber not fixed from one side was pushed in to make a bend, and the transmission loss at that time was measured. Here, an LED light source having a wavelength of 0.85 μm was used. As a result, the bending length satisfying the above conditions was 6 mm or more. Further, from the calculation results of the fiber push-in amount and the fiber curvature radius at each bending length, the bending length satisfying the above condition was about 11 mm or more. From the above results, the bending length is 11 mm or more. However, since the range of the push-in amount can be narrowed by improving the fiber cutting accuracy, the lower limit of the bending length is about 6 mm, and the upper limit is restricted by the length of the mechanical splice. In actual use, it is about 20 mm.
The cross-sectional shape of the bending portion is V-shaped, and the angle is 30 to 120 °. The preferred range is 45-90 °, and in the example 60 °.
(接続部)
撓み力による結合維持のため、光ファイバ同士の接続箇所は撓み力の範囲で摺動可能なように、ファイバ外径と押さえ部43との間には、ある一定以上のクリアランスβ(図4(B)参照)を確保することが好ましい。一方で、低ロス性を確保するためには、そのクリアランスで接続特性(ロス)が決まるため、極力、低クリアランスが望ましい。ここでは、細径ファイバの撓み時の座屈力が、ガラス径125μmの通常の光ファイバと比べて1/9と小さく、設定たわみ長が11mmのときの座屈力は約4gfである。このため、少なくとも0.1mm以上のクリアランスがあれば光ファイバの挿入が可能となる。従って、穴径は、被覆外径の最大値よりも0.1mm以上大きく、穴径公差は接続ロス(軸ずれ)の観点から±0.5mm以下が望ましい。
(Connection part)
In order to maintain the coupling by the bending force, a clearance β (FIG. 4 (FIG. It is preferable to ensure B). On the other hand, in order to ensure low loss, the connection characteristic (loss) is determined by the clearance, so that a low clearance is desirable as much as possible. Here, the buckling force when the thin fiber is bent is as small as 1/9 compared with a normal optical fiber having a glass diameter of 125 μm, and the buckling force when the set deflection length is 11 mm is about 4 gf. For this reason, if there is a clearance of at least 0.1 mm, the optical fiber can be inserted. Therefore, the hole diameter is preferably 0.1 mm or more larger than the maximum value of the outer diameter of the coating, and the hole diameter tolerance is desirably ± 0.5 mm or less from the viewpoint of connection loss (axial deviation).
前述したように、V溝42には段差42a(高さH)が設けられており、撓み空間51の底部及び基板20上面20aに設けられているガイド溝21の底部より下がった位置に設けられている。一般に、光ファイバ11,12のオフセット量、すなわち段差Hの高さが大きいほど光ファイバ11,12の曲げ力が増加して、V溝42への接地精度が向上する。一方、光ファイバの曲げ力が大きくなると、挿入性が損なわれる。また、撓み部50における撓み長の設計において、細径ファイバの撓み時の座屈力は例えば4gf程度と小さいため、この座屈力でファイバ挿入でき、かつ低ロス性(V溝接地性)を両立させる段差の高さH、ファイバ挿入角度θを設定する必要がある。
As described above, the
図5に示すように、押さえ部43のスリット46における挿入テーパ部46aの下端46bからV溝42の段差42aまでの距離をL1、段差の高さをHとすると、光ファイバ11,12の挿入角度θ及びファイバ曲げ力(接地性≒ロス)が決定される。ここで、ファイバ接地部のV溝長L2をL2=2mmとし、L1=2mm、H=0.1〜0.5mmとして接続ロスおよびファイバ挿入性(挿入の可否)を評価した。なお、光ファイバ11,12は細径MMF、接続位置44には屈折率整合材47を塗布した。また、測定光源としては、0.85μmのLEDを用いた。
As shown in FIG. 5, when the distance from the
その結果、段差42aの高さHが増加するほど接続ロスが小さくなる傾向が確認され、さらに高さHが500μm以上では光ファイバ11,12の挿入ができなくなった。したがって、細径MMFファイバを用いた場合、段差42aの高さHは、200〜500μm、好ましくは、300〜400μmの範囲(例えば、H=350μm)が良い。なお、ガラス径が125μmの一般的な光ファイバの場合には、ファイバ座屈力が大きくなるため、その範囲は、細径ファイバに比して大きくなる。また、接続部40におけるV溝42の底部と押さえ部43の底部との間隔は、押さえ部43の底部と光ファイバ11,12とのクリアランスβ(例えば、5〜100μm、好ましくは15±10μm)から、130〜225μmの範囲となる。
As a result, it was confirmed that the connection loss tends to decrease as the height H of the
(固定部)
従来のメカニカルスプライスでは、主にガラスファイバ部分で保持力を発生させていたが、本メカニカルスプライス10では、被覆つき光ファイバ11,12を保持する。この場合、設計のポイントは、ファイバ把持力及び低ロス性を両立する固定蓋31R,31Lの長さ及び押し付け力である。V溝(ガイド溝)上にセットした細径の光ファイバ11,12を各長さの固定蓋31R,31Lで押し付けて、そのときのファイバ引き抜き荷重及び曲げロスを測定した。判断基準としては、ファイバ把持力>5N、押し付け時ロス<0.05dBとした。これらを満たすためには、固定蓋の長さは5mm以上、押し付け荷重は3kgf以上となった。実使用上、固定蓋の長さはサイズの制約から15mm以下、荷重の上限はロスの制約から5kgf程度とする。以上から、各固定蓋31R,31Lの長さは8mmとして、そのうち光ファイバを固定する固定部の長さを6mm、挿入テーパ部31aの長さを2mmとする。また、ガイド溝21の深さは、光ファイバ11,12の断面積とガイド溝21の断面積がほぼ等しく(0.8〜1.2倍)なる深さとする。したがって、ガイド溝21の角度は60°で、深さは約140μmとする。
(Fixed part)
In the conventional mechanical splice, a holding force is mainly generated in the glass fiber portion. However, in the present
10 メカニカルスプライス
11,12 被覆付きの光ファイバ
13 クランプスプリング
20 基板
21 ガイド溝
30 ファイバ固定部
31R,31L 固定蓋
40 接続部
42 V溝
42a 段差
43 押さえ部
43a 空気逃げ用の溝
44 接続位置(突き合わせ部)
46a 挿入テーパ部
47 屈折率整合材
50 撓み部
51 撓み空間
β クリアランス
DESCRIPTION OF
46a
Claims (4)
前記光ファイバ同士を被覆付きの状態で調心しつつ突き合わせて接続する突き合わせ部を有する接続部と、
前記接続部と前記ファイバ固定部との間で前記光ファイバの撓みを許容する撓み空間が形成された撓み部と、を備え、
前記撓み部は、前記接続部に対する一方側のみに設けられており、前記撓み空間は外部から視認可能であるメカニカルスプライスの組立方法であって、
前記メカニカルスプライスの前記一方側から被覆付きの光ファイバを挿入した後に、他方側から被覆付きの光ファイバを挿入して、前記接続部において前記光ファイバを撓んだ状態で突き合わせる工程と、
前記撓み空間において前記一方側の光ファイバを撓ませてその撓みを視認する工程と、
両方の前記光ファイバをそれぞれ前記ファイバ固定部に固定する工程と、を有することを特徴とするメカニカルスプライスの組立方法。 A fiber fixing part for fixing each of the optical fibers with coatings facing each other on the substrate;
A connecting portion having a butting portion for connecting and connecting the optical fibers while being aligned in a coated state ;
A bending portion in which a bending space allowing the bending of the optical fiber is formed between the connection portion and the fiber fixing portion, and
The bending portion is provided only on one side with respect to the connection portion, and the bending space is an assembly method of a mechanical splice that is visible from the outside,
After inserting the coated optical fiber from the one side of the mechanical splice, inserting the coated optical fiber from the other side, and abutting the optical fiber in a bent state at the connection portion;
Bending the optical fiber on the one side in the bending space and visually checking the bending;
A method of assembling the mechanical splice, comprising: fixing both of the optical fibers to the fiber fixing portion.
前記接続部の底部と、前記撓み部の底部との間に段差を有し、前記接続部の底部に前記突き合わせ部を有することを特徴とするメカニカルスプライスの組立方法。 The mechanical splice assembly method according to claim 1,
A mechanical splice assembling method, comprising: a step between a bottom portion of the connection portion and a bottom portion of the flexure portion; and the butt portion at the bottom portion of the connection portion.
前記接続部には、前記突き合わせ部と繋がる空気逃げ用の溝が設けられていることを特徴とするメカニカルスプライスの組立方法。 The mechanical splice assembly method according to claim 2,
An assembly method of a mechanical splice, wherein the connection portion is provided with an air escape groove connected to the butting portion.
前記光ファイバを前記接続部に挿入する前に、前記接続部の内部に屈折率整合材を設けておくことを特徴とするメカニカルスプライスの組立方法。 The mechanical splice assembly method according to claim 3 ,
Before inserting the optical fiber into the connection part, a refractive index matching material is provided inside the connection part.
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