Optical fiber mutual splicer

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コネクタに関し、特に、光ファイバケーブルを接続する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバケーブルは、その高い伝送容量のために、複雑な電子データネットワークおよび通信ネットワークでの使用がますます広まっている。 このようなネットワークは、例えば、相互接続されたコンピュータ、周辺装置、マルチメディア装置、ディスプレイ、
音声合成器などからなる。 このようなネットワークに要求される伝送条件は光ファイバケーブルによって満たすことができるが、このようなネットワークの使用の柔軟性は、構成要素装置が容易に接続および切断されることを必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような柔軟性は、
光信号を電子信号に変換し、電子信号を光信号に変換する光電子デバイスを各コネクタで使用することによって、光ファイバケーブルのコネクタに取り入れることができる。 しかし、従来の電気コネクタはやや複雑であり、また、光ファイバケーブルへの有害な応力を生じることがあるため、そのような電気コネクタは不利であると考えられている。 電気ケーブルとは異なり、光ファイバケーブルは鋭い角度で曲げることができず、そのため、ケーブルを鋭く曲げることを必要とせずにさまざまな方向へ分岐する光ファイバを収容することができるコネクタが所望される。 また、光ファイバケーブルは一般的に電源導体および電気的接地導体をも有する。 異なるケーブルの光ファイバとともにこれらの電気的導体も相互接続することが所望される。 さらに、製造が容易であり、使用中の着脱が容易であるコネクタが所望される。
以上の理由から、組立てが比較的容易かつ便利であり、
使用が容易であり、光ファイバとともに電線も相互接続可能であり、さまざまな方向に延びる光ファイバケーブルを収容可能な、光ファイバケーブルコネクタに対する需要が長い間存在している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれば、各光ファイバの末端に接続されるように適合し、光信号を電気信号に変換し、電気信号を光信号に変換する光電子デバイスからなるコネクタを使用することによって、複数の光ファイバが相互接続される。 各コネクタは、円筒状プラグ端と共通軸上にある円筒状ソケット端とを有する第１接点と、第１接点からの軸を横切るように延び、コネクタの光電子デバイスに接続された横断導体とを有する。 各接点のプラグ端は、他の接点のソケット端内にぴったりはまるように適合し、それによって、
すべての接点を共通軸に沿って接続し配列することが可能となる。 各接点は、それに接続された他の接点に対して自由に回転する。 これによって、いくつもの光ファイバが軸から相異なる半径方向に延びることが可能となる。

【０００５】好ましい実施例では、各コネクタは、第１
接点を包囲する第２および第３の中空円筒状接点をさらに有する。 中空円筒状絶縁体が第１、第２および第３の接点を分離しかつ絶縁し、適当なスロットにより、横断コネクタが光電子デバイスと接続可能となる。 このようにして、各コネクタは、さまざまな光ファイバケーブルの光信号線とともに、電気接地線および電源線を相互接続する。

【０００６】後述の説明からわかるように、コネクタは単純な構成であり、組立てが容易であり、使用が容易であり、光ファイバケーブルに大きい機械的応力を生じることがない。

【０００７】

【実施例】図１を参照すると、本発明の目的に従って、
各コネクタは中空円筒状導電性信号接点１２および光電子デバイス１３からなる。 いかにしてコネクタが協同してネットワークの要素を相互接続するかを例示するために、他のコネクタの接点１２Ｂ〜１２Ｅおよび光電子デバイス１３Ｂ〜１３Ｅを示してある。 各光電子デバイス１３は、光ファイバケーブルの光ファイバ１４に接続するように適合している。 光電子デバイスは光信号を電気信号に変換し、電気信号を光信号に変換する。 従って、
例えば、光ファイバ１４上の光信号は電気信号に変換され、信号接点１２によって信号接点１２Ｂへ、さらにそこから光電子デバイス１３Ｂへ伝送することが可能となり、光電子デバイス１３Ｂで光信号に変換して戻され、
光ファイバ１４Ｂ上を伝送される。 光電子デバイスの詳細は、例えば、米国特許第５，１５５，７８５号（発明者：ホランド(Holland)他、付与日：１９９２年１０月１３日）に記載されている。

【０００８】すべての接点１２〜１２Ｅは同一であり、
すべての接点は、傾斜プラグ端１６および傾斜ソケット端１７を有する。 接点１２のプラグ端１６は、他の接点のソケット端１７の導電性環状デテント内にぴったりはまるように適合している。 各ソケット端１７の導電性環状デテントはそれぞれ、プラグ端を収容するように軸から離れて偏向するように適合した片持ちデテント部分の円形アレイによって規定される。 ソケット端の分節化にもかかわらず、接続された接点のプラグ端とソケット端は、相対的回転角とは無関係に、連続的な導電性接点をなす。 その結果、相異なる光ファイバ１４〜１４Ｅが共通中心軸２０に対して任意の半径方向に延びることが可能となる。

【０００９】横断導体２１は、各接点の円筒状部分と、
対応する光電子デバイス１３との間に電流を伝導する。
多数の光ファイバがそれぞれ光ファイバケーブルの一部であり、コンピュータのようなネットワークの要素に接続されることがもちろん好ましい。 このように、接点１
２は、高い伝送容量の光ファイバがネットワークのさまざまな要素を接続することを可能にするコネクタの重要部分である。

【００１０】一般に、光ファイバケーブルは光ファイバに沿って２つの電導体を有するため、本発明の実施例では、各コネクタは、図２に示すような３個の同軸導電性接点からなる。 信号接点２２が、電源接点２３によって包囲され、電源接点２３は、接地接点２４によって包囲される。 接点２２と２３は中空円筒状絶縁体２６によって電気的に絶縁され、接点２３と２４は中空円筒状絶縁体２７によって絶縁される。 信号接点２２は横断導体２
９を有する。 横断導体２９は、中心軸３０を横切って延び、図１の横断導体２１に対応する。 同様に、横断導体３１が接点２３から延び、横断導体３２が円筒状の接地接点２４から延びる。 後で明らかになるように、横断導体２９、３１および３２のこの独特の構成が、コネクタの組立を助け、コネクタの光電子デバイスとの接触に有用である。

【００１１】円筒状絶縁体２６は、組立後に横断導体２
９と３１を絶縁するための横断絶縁体部分３４を有する。 絶縁体２６は横断スロット３５を有し、接点２３は横断スロット３６を有し、絶縁体２７はスロット３７を有し、接地接点２４は横断開口（図示せず）を有し、これらすべてによって、横断導体２９および３１ならびに横断絶縁体３４が組立後にそれらを通って延びることが可能となる。 絶縁体２６を信号接点２２上にはめ込み、
電源接点２３を絶縁体２６上にはめ込み、中空絶縁体２
７を電源接点２３上にはめ込み、接地接点２４を絶縁体２７上にはめ込むことによって、要素は組み立てられる。 これらの要素は摩擦によって一体に保持され、組立には特別の道具は不要であることに注意すべきである。
接点２２、２３および２４はそれぞれ左端に傾斜プラグ端を有し、右端に、片持ちデテント部分の円形アレイによって規定される傾斜ソケット端を有する。 このようにして、組立後、３つの同軸接点２２、２３および２４
が、同一のアダプタのソケット端にはめ込まれるように適合した同軸プラグ端を有し、もう１つのアダプタのプラグ端を受容するように適合した同軸ソケット端を有する。

【００１２】組み立てた同軸接点２２、２３および２４
を図３に示す。 次の段階は、光ファイバケーブル４０の要素導体を光電子デバイス４１に接続し、光電子デバイスを横断導体２９、３１および３２と接触するように組み立てることである。 ケーブル４０の要素は波形ブロック４２に送られ、光電子デバイス４１の下側に接触する。 光電子デバイスは、信号導体２９と接触するための信号接点４３と、横断電源導体３１と接触するための電源接点４４と、接地導体３２と接触するための光電子デバイスの側面の接地接点（図示せず）とを有する。 フェライトボックス４５は、横断導体３１および３２ならびに波形ブロック４２を固定して構造的安定性を与えるように設計されている。 動作中、フェライトボックス４５
は、フィルタとして作用し、電源導体からの電力放射を抑圧する。

【００１３】図３の要素の設計によって、これらの要素は、図４に示すように組み立てられ一体に保持されることが可能となる。 次に、接点のソケット端はソケットハウジング４７に包囲され、プラグ端は接点シュラウド４
８に包囲される。 このシュラウドは、絶縁性プラスチックでもよいが、接点の電磁遮蔽を設けることが所望される場合は、導電性金属または導電性プラスチック製とすることも可能である。 ソケットハウジングを導体で形成することが所望される場合、接地接点２４をソケットハウジング４７から絶縁するために、オプションとして、
絶縁テープ５１を使用することが可能である。 あるいは、ソケットハウジングはプラスチックやその他の絶縁材料とし、絶縁テープを省略することも可能である。 ソケットハウジングは、接点シュラウドのフランジ５０に接触するエネルギー集中子４９を含むことが好ましい。
周知のように、エネルギー集中子は、２つの接触する要素の超音波結合を行うために使用される。

【００１４】接点シュラウドは、内側に偏向可能な第１
のラッチ部材５２および第２のラッチ部材５３をも有する。 ソケットハウジング４７は、内面上に、ラッチ５２
と係合するように適合した周囲デテント５４を有する。
図からわかるように、一方のコネクタのラッチが他方のコネクタの周囲デテント５４と係合すると、２つのコネクタは相互に自由に回転可能であるが、軸方向には固定される。

【００１５】図５で、ソケットハウジング４７が接点シュラウド４８と結合した後、ラッチ部材５３が開口部５
６を貫通するように、滑りハウジング部材５５が組み立てられて接点シュラウド４８を包囲する。 これでコネクタ５７の組立は完了し、その後コネクタ５７は図６に示すように他のコネクタ５７Ａおよび５７Ｂと接続可能となる。 コネクタがはめ合わされると、さまざまな接点は摩擦係合で保持され、コネクタの軸方向の移動はラッチ５２によって抑制される。 ラッチ５２は、前記のように、はめ合わされているソケットハウジングの周囲デテントと係合している。 分離は、ラッチ５３を押し下げるように滑りハウジング５５を軸方向に滑らせることによって行われる。 これによって同様にラッチ５２も対応する周囲デテントから押し下げられ、はめ合わされているコネクタが係合が解かれる。 ラッチ５２および５３は、
力が除かれた後に通常の位置に戻るように半径方向外側にばねで押される。

【００１６】図７で、右に移動する際に、滑りハウジング（スリーブ）５５がラッチ５３を内側に偏向させ、続いてラッチ５２を内側に偏向させることをさらに明確に示す。 図７はまた、コネクタ５７Ａの接点２４Ａ、２３
Ａおよび２２Ａのプラグ端と、コネクタ５７の接点２
４、２３および２２のソケット端との係合を明確に示している。 図からわかるように、接点２２、２３および２
４のソケット端は片持ちデテント部分の円形アレイを構成し、そのそれぞれは、プラグ端と係合する際に中心軸から離れるように偏向される。 簡単のため、光電子デバイスおよび横断導体の詳細は図７には示していない。

【００１７】

【発明の効果】以上、相互に自由に回転可能であり、それによっていくつもの光ファイバケーブルが共通の中心軸に対して任意の半径方向に延びることが可能な光ファイバケーブルコネクタについて説明した。 このコネクタの組立に必要な作業員の技術は最小である。 必要なただ１つの永久結合は、ソケットハウジング４７と接点シュラウド４８の超音波結合である。 使用中、コネクタは容易に着脱される。 例えば、多くのコンピュータが光ファイバケーブルで相互接続されることが可能であり、従って、光ファイバによってコンピュータ間で大量の情報を伝送することができる。 このコネクタは電気エネルギーへの変換を必要とするが、電気エネルギーは、相互接続された光電子デバイス間の短距離のみで伝送されるだけであるため、コネクタの電気的損失は最小である。 もちろん、電気エネルギーへの変換がないような光ファイバタップを使用した相互接続能力を備えることはずっと困難であろう。 光ファイバタップは本質的に信号損失を含むため、本発明のコネクタの損失はそれほど不利であるとみなされるものではない。

【００１８】ソケットコネクタは、単一のコネクタ５７
を接続することが所望されるようなデバイスとともに使用するようにも設計されている。 もちろんこの設計はコネクタ５７の設計と両立するが、簡単のため説明していない。 そのような使用法も、本発明の原理と一貫性があるとみなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって、信号接点が、いかにして相異なる半径方向に延びる光ファイバを相互接続することができるかを示す概略図である。

【図２】本発明の実施例によるコネクタの一部分解組立図である。

【図３】後のほうの組立段階における図２の装置を示す分解組立図である。

【図４】後のほうの組立段階における図３のコネクタの図である。

【図５】後のほうの組立段階における図３のコネクタの図である。

【図６】図５に示す種類の相互接続したコネクタの斜視図である。

【図７】図６の線７−７の図である。

【符号の説明】

１２ 中空円筒状導電性信号接点 １３ 光電子デバイス １４ 光ファイバ １６ 傾斜プラグ端 １７ 傾斜ソケット端 ２０ 共通中心軸 ２１ 横断導体 ２２ 信号接点 ２３ 電源接点 ２４ 接地接点 ２６ 中空円筒状絶縁体 ２７ 中空円筒状絶縁体 ２９ 横断導体 ３０ 中心軸 ３１ 横断導体 ３２ 横断導体 ３４ 横断絶縁体部分 ３５ 横断スロット ３６ 横断スロット ３７ スロット ４０ 光ファイバケーブル ４１ 光電子デバイス ４２ 波形ブロック ４３ 信号接点 ４４ 電源接点 ４５ フェライトボックス ４７ ソケットハウジング ４８ 接点シュラウド ４９ エネルギー集中子 ５１ 絶縁テープ ５２ ラッチ部材 ５３ ラッチ部材 ５４ 周囲デテント ５５ 滑りハウジング部材 ５６ 開口部 ５７ コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コーシック シャーマ アカペッディ アメリカ合衆国 07981 ニュージャージ ー、モリス カウンティ、ウィパニー、レ フケ レーン 30 (72)発明者 マイケル グレゴリー ジャーマン アメリカ合衆国 07094 ニュージャージ ー、ハドソン カウンティ、セカウカス、 テール プラザ 515 (72)発明者 コンスタンス レニー パラス アメリカ合衆国 07054 ニュージャージ ー、モリス カウンティ、パーシパニー、 アーガイル コート ７ (72)発明者 ウィリアム ジョセフ パージナット アメリカ合衆国 07960 ニュージャージ ー、モリス カウンティ、モリスタウン、 レヴン ドライヴ 39 (72)発明者 デイヴィッド アラン スナイダー アメリカ合衆国 18036 ペンシルヴェニ ア、バックス カウンティ、クーパースバ ーグ、ステイト ロード 2025