(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの挿入孔が軸方向に形成されたセラミックス製のフェルールと、該フェルールの後端部に固定保持し、貫通孔を備えた引っ張り破断強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で、成形収縮率５％以下の樹脂製のバックボディとからなる光ファイバ用接続部材であって、上記フェルールにおける挿入孔の後端口縁部が曲面を成し、かつ上記バックボディの貫通孔は上記後端口縁部の曲面にまでバックボディが入り込んだ上記テーパ状先端部に合致した形状で連続する角度９０°以下のテーパ孔を備えたことを特徴とする光ファイバ用接続部材。
【請求項２】
上記フェルールの挿入孔における後端口縁部の曲面の曲率半径が０．０１〜０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ用接続部材。
【請求項３】
光ファイバの挿入孔を軸方向に有し、挿入孔の一方端口縁部が曲面を成したセラミックス製のフェルールを作製し、このフェルールの上記曲面部に固定部材でコアピンを固定したコアピンの角度９０°以下のテーパ状先端部を当接させた状態でフェルールを金型のキャビティ内に保持し引っ張り破断強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で、成形収縮率５％以下の熱可塑性樹脂でモールド成形することによってコアピンのテーパ状先端部と曲面部との間にも樹脂が充填されることにより、テーパ状先端部に合致した形状でフェルールの後端側にバックボディを形成する工程からなることを特徴とする光ファイバ用接続部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信の分野において、光ファイバ同士を接続する光コネクタや、光ファイバと各種光素子とを接続する光モジュール等に使用される光ファイバ用接続部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光コネクタや光モジュールには、光ファイバを保持するための接続部材が用いられる。例えば、図７に示すように、接続部材１は、軸方向の挿入孔１１を有するジルコニアセラミックス製のフェルール１０の後端部に、貫通孔２１を有する樹脂製又は金属製のバックボディ２０を接合してなるものである。また、この接続部材１は、一般的な製造方法でフェルール１０とバックボディ２０を別々に作製した後、両者を接着剤等で接合したものである。
【０００３】
そして、バックボディ２０の貫通孔２１側から光ファイバ２を挿入し、フェルール１０の挿入孔１１に挿入して先端面を同一とした状態とし、また光ファイバ２の被覆部２ａはバックボディ２０の貫通孔２１内に挿入した状態で、接着剤等により固定保持するようになっている。なお、この時、光ファイバ２の挿入を容易にするために、フェルール１０の挿入孔１１の後端部はテーパ孔１３としてある。
【０００４】
このような一対の接続部材１のフェルール１０の先端面同士を当接させれば光コネクタとすることができ、またレーザダイオードやフォトダイオード等の光素子を収納したケーシングに上記接続部材１を配置して光モジュールとすることができる。
【０００５】
ところで、このような接続部材１では、光ファイバ２の挿入を容易にするために、フェルール１０にテーパ孔１３を形成する必要があるが、フェルール１０は硬度の高いセラミックスからなるため、このようなテーパ孔１３の加工は手間がかかるものであった。
【０００６】
そこで、フェルール１０側にはテーパ孔を形成せず、加工の容易なバックボディ２０側にテーパ孔を形成することを本件出願人は提案した（特開平９−６８６２５号公報参照）。
【０００７】
これは、図６に示すように、フェルール１０側にはテーパ孔を形成せずに、後端面の口縁を曲面部１２としておき、一方、バックボディ２０側の貫通孔２１を大径孔２２とテーパ孔２３と小径孔２４により形成したものである。
【０００８】
この接続部材１では、金属製又は樹脂製のバックボディ２０側にテーパ孔２３を加工すれば良いことから製造が容易となる。また、挿入した光ファイバ２はバックボディ２０側のテーパ孔２３で案内され、滑らかに挿入することができ、しかもフェルール１０の挿入孔１１の後端面の口縁は曲面部１２となっているため光ファイバ２に傷をつけることを防止できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６に示す構造の接続部材１で光ファイバ２を挿入する場合、バックボディ２０の小径孔２４からフェルール１０の挿入孔１１に向かって光ファイバ２が挿入される際に、挿入孔１１と光ファイバ２の中心が若干芯ずれることが考えられる。このような時でも滑らかに挿入できるように、フェルール１０の挿入孔１１の後端部に備える曲面部１２の曲率半径Ｒは０．２〜０．５ｍｍ程度が必要であった。
【００１０】
一方、上記のような接続部材１において、フェルール１０を細くすることが求められている。具体的には、フェルール１０の直径は従来２．５ｍｍ程度であったが、近年、直径１．２５ｍｍの細径型接続部材が提案され、広く使用されつつある。
【００１１】
ところが、このような要求に伴って、図６に示すような構造の接続部材１におけるフェルール１０の直径を細くしようとすると、これに合わせて挿入孔１１の曲面部１２の曲率半径Ｒも小さくする必要があり、その結果、光ファイバ２を滑らかに挿入しにくくなるという問題があった。
【００１２】
また、製造工程上からも、上記曲面部１２の曲率半径Ｒを小さくすることが好ましく、曲率半径Ｒの小さな曲面部１２で充分滑らかに光ファイバ２を案内できるような接続部材１が求められている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて本発明は、光ファイバの挿入孔が軸方向に形成されたセラミックス製のフェルールと、該フェルールの後端部に固定保持し、貫通孔を備えた引っ張り破断強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で、成形収縮率５％以下の樹脂製のバックボディとからなる光ファイバ用接続部材であって、上記フェルールにおける挿入孔の後端口縁部が曲面を成し、かつ上記バックボディの貫通孔は上記後端口縁部の曲面にまでバックボディが入り込んだ上記テーパ状先端部に合致した形状で連続する角度９０°以下のテーパ孔を備えたことを特徴とする。
上記フェルールの挿入孔における後端口縁部の曲面の曲率半径が０．０１〜０．２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
光ファイバの挿入孔を軸方向に有し、挿入孔の一方端口縁部が曲面を成したセラミックス製のフェルールを作製し、このフェルールの上記曲面部に固定部材でコアピンを固定したコアピンの角度９０°以下のテーパ状先端部を当接させた状態でフェルールを金型のキャビティ内に保持し引っ張り破断強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で、成形収縮率５％以下の熱可塑性樹脂でモールド成形することによってコアピンのテーパ状先端部と曲面部との間にも樹脂が充填されることにより、テーパ状先端部に合致した形状でフェルールの後端側にバックボディを形成する工程からなることを特徴とする。
【００１６】
即ち、本発明では、フェルールの後端側に樹脂のモールド成形でバックボディを形成するようにしたものであり、この時、フェルールの曲面部にコアピンのテーパ状先端部を当接させた状態でモールド成形すれば、両者の隙間に樹脂が入り込んで曲面部と連続するテーパ孔を容易に形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図によって説明する。
【００１８】
図１に示す接続部材１は、軸方向の挿入孔１１を有するジルコニアセラミックス製のフェルール１０の後端側に、貫通孔２１を有する樹脂製のバックボディ２０を接合してなるものである。また、フェルール１０の挿入孔１１の後端部における口縁には曲面部１２が形成され、一方バックボディ２０の貫通孔２１は大径孔２２とテーパ孔２３からなり、このテーパ孔２３が上記フェルール１０の挿入孔１１における曲面部１２に連続している。
【００１９】
即ち、拡大図を図２に示すように、本発明では、フェルール１０における挿入孔１１の後端部の口縁には、曲率半径Ｒの曲面部１２が形成されており、しかもバックボディ２０がこの曲面部１２まで入り込んで、曲面部１２に連続したテーパ孔２３を形成していることを特徴とする。
【００２０】
そのため、バックボディ２０側から光ファイバ２を挿入すると、テーパ孔２３で案内され、このテーパ孔２３が曲面部１２と連続していることによって、滑らかにフェルール１０の挿入孔１１に光ファイバ２を挿入することができるのである。また、この時、テーパ孔２３と曲面部１２が連続していることにより、曲面部１２の曲率半径Ｒを小さくしても充分滑らかに光ファイバ２を案内することができる。
【００２１】
ちなみに、図６に示す従来の接続部材１では、バックボディ２０の先端部がテーパ孔ではなくストレート状の小径孔２４であり、しかもこの小径孔２４がフェルール１０の曲面部１２と連続していないため、光ファイバ２を滑らかに案内するためには、曲面部１２の曲率半径を０．２〜０．５ｍｍと大きくしておく必要がある。これに対し、本発明では、上述したように、バックボディ２０の先端部をテーパ孔２３とし、このテーパ孔２３を曲面部１２に連続させたことによって、曲面部１２の曲率半径Ｒを小さくしても滑らかに案内できるようにしたのである。
【００２２】
なお、従来の接続部材１では、フェルール１０とバックボディ２０を別々に形成して接合していたため、上記のように曲面部１２と小径孔２４を連続させることができず、また両者の芯ずれが生じていたが、本発明では、詳細を後述するように樹脂のモールド成形でバックボディ２０を形成することにより、フェルール１０の曲面部１２とバックボディ２０のテーパ孔２３を連続させることができるのである。
【００２３】
また、本発明の接続部材１において、上記フェルール１０における曲面部１２の曲率半径Ｒは０．０１〜０．２ｍｍの範囲とすることが好ましい。これは、曲率半径Ｒが０．０１ｍｍ未満では、上述した光ファイバ２を滑らかに案内する効果に乏しく、また後述する製造工程において、コアピンの摩耗が激しくなるためである。また、曲率半径Ｒが０．２ｍｍを超えるとブラシ研磨等の簡易な方法で加工できずに研削加工が必要になり、また接続部材１の細径化に対応しにくくなる。
【００２４】
したがって、曲面部１２の曲率半径Ｒを０．０１〜０．２ｍｍの範囲としておけば、光ファイバ２を滑らかに案内できるとともに、ブラシ研磨によって簡単に加工することができ、接続部材１の細径化にも対応できる。より好ましくは、曲率半径Ｒは０．０２〜０．０５ｍｍが良い。
【００２５】
また、上記テーパ孔２３の角度θについては、９０°以下とすることが必要である。これは、角度θが９０°を超えると、光ファイバ２を挿入する際に、テーパ孔２３で滑らかに案内されにくくなるためである。より好ましくは、テーパ孔２３の角度θは３０°前後が最適である。
【００２６】
なお、本発明の他の実施形態を図３に示すように、バックボディ２０側の貫通孔２１として、大径孔２２、テーパ孔２３、小径孔２４、テーパ孔２５を形成し、このテーパ孔２５をフェルール１０の曲面部１２と連続するように形成することもできる。この場合は、曲面部１２と連続するテーパ孔２５の角度を上記範囲内としておけば良い。
【００２７】
次に本発明の接続部材１の製造方法を説明する。
【００２８】
まず、フェルール１を作製する。材質としては、アルミナやジルコニア等のセラミックス、あるいは結晶化ガラス等を用いることができるが、ジルコニアセラミックスが最適である。具体的には、ＺｒＯ２  を主成分として、Ｙ２  Ｏ３  、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２  、Ｄｙ２  Ｏ３  等の一種以上の安定化剤を含み、正方晶の結晶を主体とし、平均結晶粒径２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下の部分安定化ジルコニアセラミックスを用いる。
【００２９】
このような原料粉末を用いて、押出成形法によって、挿入孔１１を有するフェルール１０を成形し、所定条件で焼成した後、挿入孔１１の一方端の口縁をブラシ研磨等で加工し、曲面部１２を形成する。あるいは、射出成形法によって、予め挿入孔１１と曲面部１２を有するフェルール１０を成形し、焼成することもできる。
【００３０】
次に、このようにして得られたフェルール１０を金型に保持して、樹脂のモールド成形により、バックボディ２０を形成する。
【００３１】
具体的には、図４（ａ）に示すように、バックボディ２０の形状に合致したキャビティ３２ａを有する金型３２、３３内に上記フェルール１０を保持し、一方、テーパ状先端部３１ａを有するコアピン３１をフェルール１０の挿入孔１１の端部に挿入し、図４（ｂ）に示すようにコアピン３１のテーパ状先端部３１ａをフェルール１０の曲面部１２に当接させる。そして、両者が当接する方向に押圧するように、コアピン３１にはバネ等の押圧部材３４を備えている。
【００３２】
この状態で、キャビティ３２ａ内に、不図示の注入孔から溶融した樹脂を注入し硬化させる。この時、コアピン３１とキャビティ３２ａの間の空間に樹脂が充填されて硬化することにより、バックボディ２０が形成されることになる。また、図４（ｂ）に示すコアピン３１のテーパ状先端部３１ａと曲面部１２との間にも樹脂が充填されることにより、テーパ状先端部３１ａに合致した形状で、曲面部１２に連続したテーパ孔２３が形成される。
【００３３】
また、樹脂を注入する際には、樹脂の圧力で、樹脂がコアピン３１とフェルール１０の隙間を通って挿入孔１１内へ流れ込まないように、コアピン３１を押圧部材３４で押圧しているが、押圧力を大きくするとフェルール１０やコアピン３１が破損しやすくなるため、固定部材３５でコアピン３１を固定しておくことが必要である。この固定部材３５は、矢印方向にスライドすることにより、両側からコアピン３１を挟み込んで保持固定するものである。
【００３４】
なお、コアピン３１を保持する構造の他の実施形態として、図５に示すように、コアピン３１の一部に細径となるようなテーパ部３１ｂを形成しておき、固定部材３５の先端を斜面３５ａとしておいて、この斜面３５ａを上記テーパ部３１ｂに当接させるように固定部材３５をスライドさせて固定することが必要である。この時、固定部材３５に歪みゲージセンサ３６を備えておいてコアピン３１の押圧力を調整することもできる。
【００３５】
最後に、樹脂が硬化した後、金型３２、３３を分離して離形すれば、フェルール１０の後端側に樹脂製のバックボディ２０が接合された接続部材１を得ることができる。
【００３６】
なお、バックボディ２０を成す樹脂としては、接続部材１として好適に用いるためには引っ張り破断強度が５００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で、成形収縮率５％以下の熱可塑性樹脂を用いる必要がある。具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、及び変性を含むポリフェニレンエーテル等の一種、もしくは２種以上の複合材を用いる。あるいは、これらの樹脂に、ガラスや炭素等のフィラーを添加したものでもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、光ファイバの挿入孔が軸方向に形成されたセラミックス製のフェルールと、該フェルールの後端部に固定保持し、貫通孔を備えた樹脂製のバックボディとからなる光ファイバ用接続部材であって、上記フェルールにおける挿入孔の後端口縁部が曲面を成し、かつ上記バックボディに形成した貫通孔は上記後端口縁部の曲面に連続するテーパ孔を備えたことにより、フェルール側にはテーパ孔を形成することなく、小さな曲率半径の曲面部のみを備えれば良いことから、滑らかに光ファイバを案内できる光ファイバ用接続部材を簡単な製造工程で得ることができる。しかも、上記曲面部の曲率半径を小さくできることから、接続部材の細径化にも対応できる。
【００３８】
また、本発明によれば、光ファイバの挿入孔を軸方向に有し、該挿入孔の一方端口縁部を曲面と成したセラミックス製のフェルールを作製し、このフェルールの上記曲面部にコアピンのテーパ状先端部を当接させた状態で、金型のキャビティ内に保持し、樹脂でモールド成形することによって、フェルールの後端側にバックボディを形成する工程から光ファイバ用接続部材を製造することによって、上述したようなバックボディのテーパ孔とフェルールの曲面部が連続した光ファイバ用接続部材を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ用接続部材を示す縦断面図である。
【図２】図１中のＡ部の拡大図である。。
【図３】本発明の他の実施形態を示す部分断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は本発明の光ファイバ用接続部材の製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の光ファイバ用接続部材の製造装置の他の実施形態を示す図である。
【図６】従来の光ファイバ用接続部材を示す部分断面図である。
【図７】従来の光ファイバ用接続部材を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１：接続部材
２：光ファイバ
１０：フェルール
１１：挿入孔
１２：曲面部
２０：バックボディ
２１：貫通孔
２２：大径部
２３：テーパ孔
【図１】
0003559431.tif 000002
【図２】
0003559431.tif 000003
【図３】
0003559431.tif 000004
【図４】
0003559431.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003559431.tif 000007
【図７】
0003559431.tif 000008