(57)【要約】  【課題】割スリーブへの挿入性が悪く、接続損失が大きい。  【解決手段】フェルール１の軸方向に光ファイバを収納するための貫通孔を有する円筒状の光ファイバ用フェルールであって、フェルール１の先端部３は、該先端部３の外周に円錐台状の面取り部２を有し、該面取り部２に形成されたツールマーク２Ａは、フェルール１がスリーブに挿入される方向に配置されている。  【選択図】図１
2006227657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールの軸方向に光ファイバを収納するための貫通孔を有する円筒状の光ファイバ用フェルールであって、前記フェルールの先端部は、該先端部の外周に円錐台状の面取り部を有し、該面取り部に形成されたツールマークは、前記フェルールがスリーブに挿入される方向に配置されていることを特徴とする光ファイバ用フェルール。
【請求項２】
前記面取り部のテーパ角度が２０〜６０°であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用フェルール。
【請求項３】
前記フェルールの先端部は、前記面取り部に連続する球面状部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ用フェルール。
【請求項４】
上記光ファイバ用フェルールとなる円筒状セラミック体の先端部の外周を、その軸方向に対して直角方向に駆動軸を有した砥石によって研磨加工することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ用フェルールの加工方法。
【請求項５】
貫通孔に光ファイバが収納された請求項１〜３のいずれかに記載の一対の光ファイバ用フェルールと、該一対の光ファイバ用フェルールの先端部が挿入され、該先端部同士を当接させて前記一対の光ファイバ同士を接続する割スリーブと、を備えた光コネクタであって、
一方の前記光ファイバ用フェルールが前記割スリーブから挿抜される繰り返し挿抜試験を１００回行ったとき、該挿抜試験前後の接続損失値が０．２ｄＢ以下である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、光通信等に使用される、光ファイバ用フェルール及びその加工方法、ならびに該光ファイバ用フェルールを用いた光コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信などの光信号処理に用いられる光ファイバを固定するための光ファイバ用フェルールは、光ファイバ同士を接続するために用いられる光コネクタもしくは半導体レーザと光ファイバ等から構成される半導体レーザモジュール等に用いられている。
【０００３】
例えば、光コネクタは図４に示す側面図のように、ジルコニアセラミックス等からなる光ファイバ用フェルール２１（以降フェルールと称す）の貫通孔２４に石英からなるシングルモード光ファイバを挿通し接着固定した後、面取り部２２及び該面取り部に連続する球面状部に研磨加工した先端部２３を、りん青銅等からなる割スリーブ１４に挿入して他のフェルール２１の先端部２３に当接させて光接続する仕組みである。
【０００４】
上記フェルール２１においては割スリーブ１４への挿入性をよくするため、先端部２３の外周に面取り部２２が形成されている。
【０００５】
このフェルール２１の面取り部２２は、図５に示すようにフェルール２１となる円筒状セラミック体２７を回転させ、その先端部に円柱状のダイヤモンド砥石３１を円筒状セラミック体２７の軸方向に対して角度θを２０〜６０°傾けて回転させながら接触させることによって研磨加工されており、得られたフェルール２１の面取り部２２は円錐台状を成し、砥石３１の研削痕であるツールマーク２２Ａが軸方向に対して直角に形成されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光ファイバ用フェルール２１では、先端部２３を図４に示すような加工方法によって形成するため、加工によるツールマーク２２Ａが軸方向に対して直角に形成されている。そのため、光コネクタとして用いる場合、例えばりん青銅等からなる割スリーブ１４に挿入して他のフェルールの先端部と当接させる際、上記ツールマーク２２Ａにより割スリーブ１４に傷を付けてしまい、フェルール２１の外周面に割スリーブ１４の黒い削りカスが付着し、光ファイバの先端面にもその削りカスが付着してしまい、接続損失が悪化するという欠点を有していた。また、繰り返し挿抜にて割スリーブ１４の円筒度及び真直度を悪化させてしまい、接続損失が安定しないという欠点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記に鑑みて本発明の光ファイバ用フェルールは、フェルールの軸方向に光ファイバを収納するための貫通孔を有する円筒状の光ファイバ用フェルールであって、前記フェルールの先端部は、該先端部の外周に円錐台状の面取り部を有し、該面取り部に形成されたツールマークは、前記フェルールがスリーブに挿入される方向に配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の光ファイバ用フェルールは、前記面取り部のテーパ角度が２０〜６０°であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記フェルールの先端部は、前記面取り部に連続する球面状部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明の光ファイバ用フェルールの加工方法は、上記光ファイバ用フェルールとなる円筒状セラミック体の先端部の外周を、その軸方向に対して直角方向に駆動軸を有した砥石によって研磨加工することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明の光コネクタは、貫通孔に光ファイバが収納された一対の光ファイバ用フェルールと、該一対の光ファイバ用フェルールの先端部が挿入され、該先端部同士を当接させて前記一対の光ファイバ同士を接続する割スリーブと、を備えた光コネクタであって、一方の前記光ファイバ用フェルールが前記割スリーブから挿抜される繰り返し挿抜試験を１００回行ったとき、該挿抜試験前後の接続損失値が０．２ｄＢ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光ファイバ用フェルールによれば、フェルールの先端部は、該先端部の外周に円錐台状の面取り部を有し、該面取り部に形成されたツールマークは、前記フェルールが挿入される方向に配置されていることから、フェルールを割スリーブに挿入する方向と面取り部のツールマークの方向が同一方向であるため、割スリーブを削ることがなく、スムーズに且つ正確に挿入でき、接続損失を小さなものとすることができ、繰り返し装着時においても割スリーブにカケやキズが発生することを有効に防止できる。
【００１３】
さらに、本発明の光ファイバ用フェルールの加工方法によれば、上記光ファイバ用フェルールとなる円筒状セラミック体の先端部の外周を、その軸方向に対して直角方向に駆動軸を有した砥石によって研磨加工することから、容易に、且つ高効率に軸方向に平行なツールマークを有するフェルールを作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１５】
図１は本発明の光コネクタ用フェルール１（以下フェルール１と称す）の一実施形態を示す側面図である。
【００１６】
本発明のフェルール１は、軸方向Ｂに光ファイバを収納するための貫通孔４が形成されており、先端部３は面取り部２と該面取り部２に連続する球面状部からなる略凸球面を有している。他方、後端部６には円錐台形状である光ファイバ挿入部５が形成されている。
【００１７】
上記面取り部２は、一定のテーパ角を有する円錐台状をなしており、この面取り部２には、フェルール１がスリーブに挿入される方向にツールマーク２Ａが形成されていることが重要である。
【００１８】
なお、上記ツールマーク２Ａとはフェルール1の面取り部２を加工する際に用いる砥石の研削痕を示すものである。
【００１９】
上記面取り部２のツールマーク２Ａは、このフェルール１を光コネクタとして用いる場合、先端部３より割スリーブに挿入する方向と面取り部２のツールマーク２Ａの方向が同一方向であるため、割スリーブを削ることがなく、スムーズに且つ正確に挿入でき、接続損失を小さなものとすることができる。
【００２０】
また、上記ツールマーク２Ａは、面取り部２の母線Ｂに対して±３０°の範囲で形成されていることが好ましい。これは、割スリーブへの挿入性をより高くするためであり、角度が±３０°を超える大きなものとなると、ツールマーク２Ａが割スリーブを削りやすくなる。
【００２１】
さらに、上記ツールマーク２Ａの深さ及び巾は１ｍｍ以下とすることが好ましく、上記深さ及び巾が１ｍｍを越えると、角度が３０°以内であっても割スリーブを削りやすく挿入性が低下するためである。
【００２２】
なお、上記面取り部２の母線Ｂ、即ちテーパ角度は２０〜６０°とすることが好ましく、フェルール１を割スリーブに挿入する際、スムーズに挿入することができる。テーパ角度が２０°未満もしくは６０°を超える場合、挿入途中で一旦引っ掛かりがあり、フェルール１および割スリーブや光コネクタのハウジングに悪い影響を与える恐れがある。
【００２３】
上記フェルール１を形成する材料は、ジルコニア、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックスからなり、特にジルコニアを主成分とするセラミックスを用いることが好ましい。
【００２４】
具体的には、ＺｒＯ2を主成分とし、安定剤としてＹ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3等の一種以上を含有するもので、正方晶の結晶を主体とした部分安定化ジルコニアセラミックスを用いる。また、このようなジルコニアセラミックスからなるフェルール１を製造する場合は、上記の原料粉末を用い、押出成形や射出成形もしくはプレス成形等で所定形状に成形した後、焼成することによって得られる。
【００２５】
このジルコニアセラミックスは、平均結晶粒径が０．１〜１．０μｍであり、かつ気孔率が３％以下であるものを適用できる。ここで平均結晶粒径が１．０μｍを越えると結晶間の空隙が大きくなり良好な外周面が得られず、又原料混合時ボールミル等で粉砕を行う時に安定して０．１μｍ以下に粒度を調整することが困難であり、焼成後は結晶が粒成長するため更に径が大きくなるために０．１μｍ以上とした。気孔率はフェルール１の中に含まれる空隙の割合を百分率であらわしたもので３％を越えると気孔部分が面粗さを悪化させてしまうことになる。
【００２６】
このフェルール１はシングルモード、マルチモード共に適用できる。
【００２７】
次に、本発明の光ファイバ用フェルールの面取り部２の加工方法について図２を用いて説明する。
【００２８】
図２（ａ）は、フェルール１の加工方法を示す装置の概略正面図である。
【００２９】
先ず、フェルール１となる所定のセラミック原料からなり、貫通孔４となる孔を有する複数の円筒状セラミック体７をキャリア８の外周側に形成された溝に固定し、キャリア８を回転させる。
【００３０】
上記キャリア８の下部にはベルト１０が設けられており、このベルト１０はキャリア８の外側の固定支点９に取り付けられ、円筒状セラミック体７を保持及び回転させる作用をなす。ダイヤモンド砥石１１は、Ｒ形状付ダイヤモンド砥石であり、これを円筒状セラミック体７の軸方向に対して直角方向の駆動軸により回転させ加工する。
【００３１】
同図（ｂ）は、キャリア８の部分正面図である。
【００３２】
キャリア８は円筒状セラミック体７を保持する溝を有し、キャリア８に円筒状セラミック体７が連続供給され加工位置まで運ぶ作用をなす。
【００３３】
円筒状セラミック体７は動輪１３によって回転させられ、スリップを防止するためベルト１０によって固定される。このベルト１０に円筒状セラミック体７が接触している。ベルト１０の巾はキャリア８の巾と同一もしくは細いものを使用する。
【００３４】
同図（ｃ）は、キャリア８の部分側面図である。
【００３５】
キャリア８の内部に動輪１３があり、このキャリア８と動輪１３を同軸上で回転させる構造となっており、キャリア８を動輪１３より遅く回転させることによって、円筒状セラミック体７を回転させながらベルト１０により円筒状セラミック体７が保持される。
【００３６】
同図（ｄ）は、同図（ａ）の側面図である。
【００３７】
円筒状セラミック体７はキャリア８の下部へ移動し、軸方向に対して直角方向の駆動軸により回転されたダイヤモンド砥石１１と接触する。この接触した研削点１２がフェルール１の面取り部２の母線Ｂの角度を決定する。これは、円筒状セラミック体７の面取り部２の大きさに対して、ダイヤモンド砥石１１が非常に大きく、このダイヤモンド砥石１１の近似接線が面取り部２を形成するため、研削点１２の位置によりフェルール１の面取り部２の母線Ｂの角度を決定する。この加工により、得られたフェルール１の面取り部２には面取り部２の軸方向と平行にツールマーク２Ａが形成される。
【００３８】
このようにして得られたフェルール１は、光コネクタとして用いる場合において、フェルール１を先端部３より割スリーブに挿入する方向と面取り部２のツールマーク２Ａの方向が同一方向であるため、割スリーブを削ることがなく、スムーズに且つ正確に挿入でき、割スリーブの反対側より挿入された他のフェルールの光ファイバとの接続損失を小さなものとすることができる。また、繰り返し装着時においても割スリーブにカケ、傷等が発生することはなく、接続損失の増加を低減させることができる。
【００３９】
なお、本発明の光ファイバ用フェルールは上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可能である。
【実施例】
【００４０】
次いで、本発明の実施例を示す。
【００４１】
図１に示すようなジルコニアセラミックスからなり、面取り部のツールマークが割スリーブへの挿入方向に形成された試料、及び従来例として図４に示すようなツールマークがフェルールの軸方向に直角に形成された試料を各１０個づつ準備し、１００回の繰り返し挿抜を行い試験前後の接続損失値を確認した。
【００４２】
フェルール試料の外径Ｄ＝φ２．５ｍｍ、長さＬ＝１０．５ｍｍ、貫通孔ｄ＝φ０．１２６ｍｍとし、先端部の最終研磨仕上げの曲率半径を１８ｍｍとした。
【００４３】
その結果を図３に示す。
【００４４】
なお、図３中の値は１０個の平均値である。
【００４５】
図３の結果より、従来例である面取り部のツールマークがフェルールの軸方向に直角に形成された試料は、割スリーブに傷を付けてしまい、その削りカスがフェルールに付着し、接続損失を０．６ｄＢ程度まで悪化させる。
【００４６】
これに対し、面取り部のツールマークが割スリーブへの挿入方向に形成された試料は、割スリーブに傷を付けることなく、安定した挿入性を得られ、接続損失が０．２ｄＢ以下と小さくできることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の光ファイバ用フェルールの一実施形態を示す側面図である。
【図２】(ａ)〜（ｄ）は本発明の光ファイバ用フェルールの加工方法を示す説明図である。
【図３】繰り返し挿抜試験結果を示す図である。
【図４】従来の光ファイバ用フェルールを示す側面図である。
【図５】従来の光ファイバ用フェルールの加工方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：フェルール
２：面取り部
２Ａ：ツールマーク
３：先端部
４：貫通孔
５：光ファイバ挿入部
６：後端部
７：円柱状セラミック体
８：キャリア
９：固定支点
１０：ベルト
１１：ダイヤモンド砥石
１２：研削点
１３：動輪
１４：割スリーブ
【図１】
2006227657.tif 000003
【図２】
2006227657.tif 000004
【図３】
2006227657.tif 000005
【図４】
2006227657.tif 000006
【図５】
2006227657.tif 000007