特許 6018841 フェルール及び光コネクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6018841

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】フェルール及び光コネクタ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/36 20060101AFI20161020BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/36

   G02B6/42

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-186944(P2012-186944)

(22)【出願日】2012年8月27日

(65)【公開番号】特開2014-44335(P2014-44335A)

(43)【公開日】2014年3月13日

【審査請求日】2015年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100105474

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 弘徳

(74)【代理人】

【識別番号】100177910

【弁理士】

【氏名又は名称】木津 正晴

(74)【代理人】

【識別番号】100108589

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 利光

(72)【発明者】

【氏名】彦坂 知弘

(72)【発明者】

【氏名】池谷 謙一

【審査官】 野口 晃一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１６０６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２７２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０４７８０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−２５８５５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／２４

６／２５５

６／３６−６／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆うプラスチック樹脂とで構成された光ファイバの端部を収納する軸方向の貫通孔を備えたフェルールであって、
前記貫通孔は、フェルール先端側からコジリ対策穴部と、前記コジリ対策穴部のフェルール後端側に接続し前記コジリ対策穴部より内径が大きいファイバ素線挿入穴部と、前記ファイバ素線挿入穴部のフェルール後端側に接続し前記ファイバ素線挿入穴部より内径が大きいファイバ挿入穴部と、からなり、
前記コジリ対策穴部の内径は前記光ファイバ素線の外径より小さく、前記ファイバ素線挿入穴部の内径は前記光ファイバ素線の外径と略一致し、前記ファイバ挿入穴部の内径は前記光ファイバ素線を覆う前記プラスチック樹脂の外径と略一致し、
前記ファイバ素線挿入穴部には、前記光ファイバの端部における前記プラスチック樹脂で覆われない前記光ファイバ素線のみが収納され、前記ファイバ挿入穴部には、前記光ファイバの端部における前記光ファイバ素線を覆う前記プラスチック樹脂が収納され、
前記コジリ対策穴部と前記ファイバ素線挿入穴部との接続部には、前記ファイバ素線挿入穴部に収納された前記光ファイバ素線の先端面と当接して前記光ファイバのフェルール先端側への移動を規制する段部が設けられることを特徴とするフェルール。

【請求項2】

請求項１に記載のフェルールをコネクタハウジングに収容保持したことを特徴とする光コネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フェルール及び光コネクタに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用ＬＡＮ等において、光ファイバ相互の接続に使用される光コネクタが知られている（例えば特許文献１参照）。図８（ａ）に示すように、この種の光コネクタ５０１は、ファイバ挿通孔５０３が形成され、ファイバ挿通孔５０３に光ファイバ５０５を配置してなるストップリング５０７と、光ファイバケーブル５０９の周囲に配置され、ストップリング５０７及び光ファイバケーブル５０９を加締める加締めリング５１１と、光ファイバケーブル５０９における光ファイバ５０５の端部に配置されるフェルール５１３と、フェルール５１３とストップリング５０７との間に配置されるスプリング（図示せず）と、ストップリング５０７に嵌め合わされるプラグフレーム５１７と、プラグフレーム５１７に嵌め合わされる摘み５１９と、加締めリング５１１及び光ファイバケーブル５０９の一部を覆うブーツ５２１と、を備えている。

【0003】

フェルール５１３は、図８（ｂ）に示すように、光ファイバケーブル５０９における光ファイバ５０５の端部に配置されるものであり、フランジ部５２３と、円筒状部５２５と、を有して形成されている。フランジ部５２３及び円筒状部５２５にはいずれも貫通孔５２７が形成されており、この貫通孔５２７に光ファイバ５０５の先端を貫通させ、接着剤などで接着することでフェルール５１３を固定することができる。

【0004】

光コネクタ５０１の組立工程では、光ファイバケーブル５０９に、ブーツ５２１、加締めリング５１１、ストップリング５０７が順に通される。光ファイバケーブル５０９は、外被５２９や抗張力体５３１が除去されて露出した光ファイバ５０５にフェルール５１３が固定される。加締めリング５１１をストップリング５０７及び光ファイバケーブル５０９に加締める工程は、ストップリング５０７と加締めリング５１１との間に抗張力体５３１を挟み込みつつ圧着工具等を用いて周囲から圧力を加える。これより、加締めリング５１１を縮径方向に塑性変形させ、抗張力体５３１をストップリング５０７の外周に圧着する。そして、摘み５１９をプラグフレーム５１７と嵌め合わせると共に、ブーツ５２１をストップリング５０７の一部、加締めリング５１１、光ファイバケーブル５０９の一部を覆うように配置し、光コネクタ付きの光ファイバケーブル５０９として完成させていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２６６８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述した光ファイバ５０５の端部に配置されたフェルール５１３は、光コネクタ５０１の先端面から突出しており、コネクタ組立時やコネクタ嵌合時には、このフェルール５１３の先端面に組立治具や相手コネクタ部品が接触することも考えられる。そのため、フェルール５１３の先端面に露出している光ファイバ５０５の端面に接触傷が生じる可能性があり、接触傷による端面損失増加に起因する通信不能が懸念される。

【0007】

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、光ファイバの端面における傷付きを防止できるフェルール及び光コネクタを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線を覆うプラスチック樹脂とで構成された光ファイバの端部を収納する軸方向の貫通孔を備えたフェルールであって、
前記貫通孔は、フェルール先端側からコジリ対策穴部と、前記コジリ対策穴部のフェルール後端側に接続し前記コジリ対策穴部より内径が大きいファイバ素線挿入穴部と、前記ファイバ素線挿入穴部のフェルール後端側に接続し前記ファイバ素線挿入穴部より内径が大きいファイバ挿入穴部と、からなり、
前記コジリ対策穴部の内径は前記光ファイバ素線の外径より小さく、前記ファイバ素線挿入穴部の内径は前記光ファイバ素線の外径と略一致し、前記ファイバ挿入穴部の内径は前記光ファイバ素線を覆う前記プラスチック樹脂の外径と略一致し、
前記ファイバ素線挿入穴部には、前記光ファイバの端部における前記プラスチック樹脂で覆われない前記光ファイバ素線のみが収納され、前記ファイバ挿入穴部には、前記光ファイバの端部における前記光ファイバ素線を覆う前記プラスチック樹脂が収納され、
前記コジリ対策穴部と前記ファイバ素線挿入穴部との接続部には、前記ファイバ素線挿入穴部に収納された前記光ファイバ素線の先端面と当接して前記光ファイバのフェルール先端側への移動を規制する段部が設けられることを特徴とするフェルール。

【0009】

上記（１）の構成のフェルールによれば、段部に当接した光ファイバの先端面は、フェルールの先端部から外に露出しない。そこで、光ファイバの搬送時やコネクタ組立時に、フェルールの先端部が組立治具や相手コネクタ部品等の他部材と接触しても光ファイバの先端面に擦れが生じることはなく、光ファイバの先端面における傷付きを防止できる。

【0010】

（２） 上記（１）の構成のフェルールをコネクタハウジングに収容保持したことを特徴とする光コネクタ。

【0011】

上記（２）の構成の光コネクタによれば、コネクタ嵌合時の抉り（コジリ）やインライン嵌合時の光ファイバの先端面同士の擦れが生じることはなく、コネクタハウジング側でコジリ対策を実施する必要がないので、光コネクタを小型・安価に構成できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るフェルール及び光コネクタによれば、光ファイバの先端面における傷付きを防止できる。

【0013】

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態に係るフェルールを備えた光コネクタの分解斜視図である。

【図2】図１に示したフェルールの軸線を含む面による断面図である。

【図3】図２に示したフェルールを備えたフェルールアッシーを説明するための部分断面図である。

【図4】図１に示した光コネクタと相手光コネクタとのインライン嵌合状態を示す水平断面図である。

【図5】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るフェルールを備えたフェルールアッシーが接続される基板実装光コネクタの斜視図、（ｂ）はフェルールアッシーが接続された基板実装光コネクタの断面図である。

【図6】図５に示した基板実装光コネクタの積層基板配索状態を表した斜視図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係るフェルールを備えたフェルールアッシーを用いたサブハーネスを説明するための縦断面図である。

【図8】（ａ）は従来の光コネクタの一部を破断して拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）に示したフェルールの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の第１実施形態に係るフェルール１９を備えた光コネクタ１１及び相手光コネクタ３０（図４参照）は、互いに結合することで、二対のフェルールアッシー２５の光ファイバ１７の先端を突き合わせた状態に接続（インライン嵌合）する光コネクタである。

【0016】

本第１実施形態に係る光コネクタ１１は、図１に示すように、光ファイバ１７の端部に接続されたフェルール１９を後方開口２３に収容するコネクタハウジング２１と、フェルール１９をコネクタハウジング２１内に収容保持するホルダ２４とを備える。
合成樹脂製のコネクタハウジング２１は、前方に相手光コネクタ３０との結合開口部３１を有する。結合開口部３１の奥側には一対のフェルール１９が収容され、コネクタハウジング２１の下面にはホルダ装着開口（不図示）が形成され、ホルダ装着開口はホルダ２４を受入可能とする。

【0017】

本第１実施形態に係る相手光コネクタ３０は、図４に示すように、光ファイバ１７の端部に接続されたフェルール１９を後方開口３８に収容するコネクタハウジング３２と、フェルール１９をコネクタハウジング３２内に収容保持するホルダ３３とを備える。
合成樹脂製のコネクタハウジング３２は、前方に光コネクタ１１との結合開口部３４を有する。一対のフェルール１９が収容される結合開口部３４の奥側には、コネクタ嵌合時に光コネクタ１１のフェルール１９を挿入案内してフェルール１９同士の突合せ位置決めを行うガイド部３６が設けられている。

【0018】

光ファイバ１７は、光ファイバ素線２７をプラスチック樹脂２９で覆って構成されている。光ファイバ１７の種類としては、シングルモードファイバ、マルチモードファイバ等、材料としては、石英、プラスチック等の材料からなる光ファイバ素線２７を用いることができる。

【0019】

本実施形態のフェルール１９は、コジリ対策付きのものとなっている。フェルール１９は、例えばジルコニア製とすることができる。図２に示すように、フェルール１９は、軸体の先端側からコジリ対策穴部３５と、ファイバ素線挿入穴部３７と、ファイバ挿入穴部３９と、からなる貫通孔４１が同軸に貫通して形成されている。軸体の外周側には、軸線方向略中央部に円環フランジ部４３が半径方向外側に張り出して形成され、この軸線方向後方側に略同一外径の円環後端部４５が半径方向外側に張り出して形成される。

【0020】

ファイバ素線挿入穴部３７の内径Ｄ２は、光ファイバ素線２７の外径と略一致する。ファイバ挿入穴部３９の内径Ｄ３は、光ファイバ素線２７にプラスチック樹脂２９が被された光ファイバ１７の外径と略一致する。コジリ対策穴部３５の内径Ｄ１は、光ファイバ素線２７の外径よりも小さく形成されている。即ち、コジリ対策穴部３５の内径Ｄ１と、ファイバ素線挿入穴部３７の内径Ｄ２と、ファイバ挿入穴部３９の内径Ｄ３との大きさは、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３の関係にある。
そして、フェルール１９の先端部４７における貫通孔４１の開口端４９には、貫通孔４１に収納された光ファイバ１７の先端面であるファイバ端面５１（光ファイバ素線２７のファイバ端面５１）と当接して光ファイバ１７のフェルール先端側への移動を規制する段部であるファイバストッパ部５３が設けられている。本実施形態におけるファイバストッパ部５３は、開口端４９の開口縁から開口中心に向って突出した円環状に形成されており、ファイバ端面５１の外周全体に当接しているが、光ファイバ１７のフェルール先端側への移動を規制できる形状であれば、ファイバ端面５１の外周の一部に当接するなど種々の形態を採り得ることは云うまでもない。

【0021】

なお、図３に示すように、ファイバ端面５１を予め端面処理（カットまたはクリービング等）した光ファイバ１７の両端部をそれぞれフェルール１９に挿入し、ファイバ端面５１をファイバストッパ部５３に合わせた状態で、レーザー溶着、接着等により固着することで、フェルールアッシー２５が構成されている。
そこで、フェルールアッシー２５の一端をコネクタハウジング２１に挿入し、ホルダ２４を押し上げ、フェルール１９をコネクタハウジング２１に収容保持することで、光コネクタ１１が構成される。また、フェルールアッシー２５の一端をコネクタハウジング３２に挿入し、ホルダ３３を押し上げ、フェルール１９をコネクタハウジング３２に収容保持することで、相手光コネクタ３０が構成される。

【0022】

次に、上記構成を有するフェルール１９を備えた光コネクタ１１及び相手光コネクタ３０の作用を説明する。
図３に示すように、本実施形態に係るフェルール１９では、ファイバストッパ部５３に当接した光ファイバ１７のファイバ端面５１は、フェルール１９の先端部４７における貫通孔４１の開口端４９から外に露出しない。
そこで、フェルールアッシー２５の搬送時やコネクタ組立時に、フェルール１９の先端部４７が組立治具やコネクタハウジング２１と接触しても、ファイバ端面５１に擦れが生じることはなく、光ファイバ１７のファイバ端面５１の傷付きを防止できる。その結果、コネクタ組み立て時の他部材との接触やコネクタ嵌合時のコジリなどによるファイバ端面５１の傷が起因する通信不能を防止することができる。

【0023】

また、直線型の接続であるインライン嵌合の場合、環境変化などでピストニングが発生することがある。この場合、ファイバ端面同士が接した状態で振動を受けると突き合わせたファイバ端面同士が擦れ合うことも考えられる。しかしながら、本第１実施形態に係る光コネクタ１１と相手光コネクタ３０とのインライン嵌合においては、図４に示したように、フェルール１９の先端部４７における貫通孔４１の開口端４９に設けたファイバストッパ部５３によって、各コネクタ内の光ファイバ１７のピストニング（伸び方向）が物理的に抑制されるので、光損失安定化にも効果がある。

【0024】

なお、光コネクタ１１と相手光コネクタ３０を嵌合してフェルール１９の先端部４７同士を互いに当接させた際、コジリ対策により開口端４９より奥まっている光ファイバ１７のファイバ端面５１同士の間隔は、通常のフェルールの場合よりも広くなる。そこで、ファイバ端面５１同士の間隔が広がったことによる接続損失を最小限に抑えるため、ファイバストッパ部５３の肉厚寸法や光ファイバ素線２７のコア径が適宜設定される。

【0025】

図５及び図６に示した本発明の第２実施形態に係るフェルール１９を備えたフェルールアッシー２５は、積層配置された複数の回路基板７５にそれぞれ実装された基板実装光コネクタ６０間を接続するものである。
基板実装光コネクタ６０には、フェルールアッシー２５のフェルール１９が結合される。基板実装光コネクタ６０は、絶縁ハウジング６３と、ＦＯＴ（Fiber Optic Transceiver；以下、光トランシーバ７１と称す）と、シールドケース６５と、を備える。光トランシーバ７１は、電気信号と光信号を相互変換し、送受信するためのものである。この光トランシーバ７１は、絶縁ハウジング６３の内方に収容される。

【0026】

基板実装光コネクタ６０は、回路基板７５の例えばカードエッジに配置されることで、回路基板７５を出入りする接続が回路基板７５の縁から行えるようになる。そして、基板実装光コネクタ６０は、フェルールアッシー２５のフェルール１９と嵌合結合されると、光ファイバ１７の光ファイバ素線２７の先端が光トランシーバ７１に接続される。
光トランシーバ７１には、光電変換素子のそれぞれの光路中心を筒部７２の軸線とする一対のフェルール７０が付設される。それぞれのフェルール７０は、絶縁ハウジング６３の隔壁を貫通している。フェルール７０は、光トランシーバ本体と別体または一体に形成される。フェルール７０は、透明樹脂材からなり、筒部７２の底にレンズ部７３を有している。レンズ部７３は、受信用光トランシーバの受光素子、送信用光トランシーバの発光素子の正面にそれぞれ配置される。これにより、フェルール７０に嵌装されるフェルール１９内の光ファイバ素線２７と、光トランシーバ７１の光電変換素子とが簡単、且つ高精度に位置合わせされる。

【0027】

光トランシーバ７１を収容した絶縁ハウジング６３は、シールドケース６５によって覆われる。シールドケース６５は、導電性金属板を箱状に形成して構成されており、ケース天板部６５ａの両側にケース両側面部６５ｂが平行に折り曲げられて垂設され、ケース両側面部６５ｂの後方がケース天板部６５ａから折り曲げられたケース背面部６５ｃで塞がれる。

【0028】

絶縁ハウジング６３におけるフェルール７０の前方には、それぞれランス６１が設けられている。ランス６１は、フェルールアッシー２５のフェルール１９における円環フランジ部４３と円環後端部４５の間に嵌合することで、フェルール１９の先端部４７を光トランシーバ７１の筒部７２に嵌装した状態に保持する。

【0029】

フェルールアッシー２５のフェルール１９を基板実装光コネクタ６０のフェルール７０に嵌合する際、コジリが生じてもファイバストッパ部５３に当接した光ファイバ素線２７のファイバ端面５１は、フェルール１９の先端部４７から外に露出しないので、ファイバ端面５１の擦れが生じることはなく、光ファイバ１７のファイバ端面５１における傷付きを防止できる。

【0030】

なお、基板実装光コネクタ６０の光トランシーバ７１は、レンズ部７３の焦点位置を調節することで、コジリ対策によりファイバ端面５１が開口端４９より奥まっているフェルール１９との接続にも、ファイバ端面が開口端に露出している通常のフェルールとの接続にも、容易に対応することができ、接続損失が生じることはない。

【0031】

図７に示した本発明の第３実施形態に係るフェルール１９を備えたフェルールアッシー２５を用いたサブハーネス８０は、光ファイバ１７の両端部にそれぞれ接続した光コネクタ８１を介して、図示しない相手光コネクタ間に接続されるものである。

【0032】

本第３実施形態に係る光コネクタ８１は、光ファイバ１７の端部に接続されたフェルール１９を収容するコネクタハウジング８３と、フェルール１９をコネクタハウジング８３内に収容保持するホルダ８５とを備える。
合成樹脂製のコネクタハウジング８３は、前方に相手光コネクタとの結合開口部８６を有する。結合開口部８６の奥側には一対のフェルール１９が収容され、コネクタハウジング８３の下面に形成されたホルダ装着開口に装着されたホルダ２４によりフェルール１９をコネクタハウジング８３に収容保持する。

【0033】

上述したように、本実施形態に係るフェルール１９では、ファイバストッパ部５３に当接した光ファイバ１７のファイバ端面５１は、フェルール１９の先端部４７における貫通孔４１の開口端４９から外に露出せず、コネクタ嵌合時のコジリなどによりファイバ端面５１に擦れが生じることはない。
そこで、本実施形態に係る光コネクタ８１のコネクタハウジング８３側では、コジリ対策を実施する必要がなく、コネクタハウジング８３の結合開口部８６を形成するフード部８７を従来のコネクタのものより短くできる。即ち、従来の光コネクタでは、コネクタ嵌合時のコジリを防止する為、コネクタハウジングのフード部を長くして相手光コネクタを嵌合案内するように構成されていた。これに対し、コジリ対策を実施する必要がない本実施形態のコネクタハウジング８３は、フード部８７の先端をフェルール１９の先端部４７と略同位置に形成することができ、光コネクタ８１のコネクタ全長を短くできる。
なお、フェルール１９の先端部４７をフード部８７の先端よりも突出させて、更に小型化したコネクタハウジングを構成することもできる。

【0034】

従って、本実施形態に係るフェルール１９及び光コネクタ１１，１３，８１は、によれば、光ファイバ１７のファイバ端面５１の傷付きを防止でき、接触傷による端面損失増加に起因する通信不能を防止できる。
なお、本発明のフェルール及び光コネクタは、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

【符号の説明】

【0035】

１１…光コネクタ
１７…光ファイバ
１９…フェルール
２１…コネクタハウジング
２５…フェルールアッシー
４１…貫通孔
４７…先端部
４９…開口端
５１…ファイバ端面（先端面）
５３…ファイバストッパ部（段部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】