(57)【要約】【課題】従来の割スリーブは、コストの点からりん青銅等の金属を用いていたが、摩耗による光接続損失の増大という問題がある。すなわちフェルールを繰り返し着脱することによる割スリーブ内周面の摩耗や発生する摩耗粉がフェルール外周面または端面に付着して、フェルールの突き合わせ面の密着不良や軸ずれを起こし、光伝送における接続損失を増大させてしまう。【解決手段】光通信用割スリーブの少なくとも内周面を気孔率が１０〜８０体積％で有る多孔質部とし、該内周面に潤滑剤を含浸させるか、または該内周面に潤滑層を形成することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信用割スリーブの少なくとも内周面を気孔率が１０〜８０体積％の多孔質部とし、該内周面に潤滑剤を含浸させたことを特徴とする光通信用割スリーブ。
【請求項２】
光通信用割スリーブの少なくとも内周面を気孔率が１０〜８０体積％の多孔質部とし、該内周面に潤滑層を形成したことを特徴とする光通信用割スリーブ。
【請求項３】
上記割スリーブが、黄銅、スズ青銅、リン青銅、ベリリウム銅、ベリリウム銅合金、チタン銅合金、またはステンレス鋼のいずれかからなる弾性材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の光通信用割スリーブ。
【請求項４】
上記多孔質部の厚さが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光通信用割スリーブ。
【請求項５】
上記潤滑剤として光通信用ファイバと同じ屈折率を有するマッチングオイルを用いることを特徴とする請求項１に記載の光通信用スリーブ。
【請求項６】
上記潤滑層が非晶質硬質炭素膜、またはフッソ系樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の光通信用スリーブ。
【請求項７】
上記多孔質部をケミカルエッチングまたは粉末冶金により製造することを特徴とする請求項１または２に記載の光通信用割スリーブ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信等で光ファイバの接続に用いる光通信用割スリーブ及びその製造方法に関する物である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信等に用いる光ファイバ・コネクタは、石英からなる単一モード光ファイバを挿通固定したセラミックス又はプラスチックなどからなる光コネクタ用フェルールをセラミックスまたは金属からなる割スリーブの一端に挿入し、該光ファイバに接続されるべき光ファイバを前記同様に挿通固定した光コネクタ用フェルールを同じ割スリーブの他端に挿入し、先端同士を衝合して光接続する構造になっている。
【０００３】
このとき、高い光接続効率を得る為には、衝合接続しようとする二つのフェルールの間に中心軸のずれが少ない方が良いことは当然である。即ち、二つのフェルールを割スリーブに挿入した際に光ファイバ間に位置ずれがあった場合、光の損失を生ずることになり、例えば約１〔μｍ〕の位置ずれがあると０．５〔ｄＢ〕程度に達する。
【０００４】
前記したようなことから、略円筒状のフェルールには、真円からのずれ量、即ち、真円度が小さく、且つ、光ファイバのずれ量、即ち、偏心量と呼ばれる円中心からの位置ずれ量は小さいことが要求される（参考文献１）。
【０００５】
通常、前記ずれ量の許容範囲は１〔μｍ〕以下、好ましくは０．５〔μｍ〕以下である。
【０００６】
図３は従来例を説明する為のフェルール及び割スリーブを表す要部切断正面図であり、図に於いて、８は光ファイバ、７はフェルール、１は割スリーブを示している。
【０００７】
前記したように、従来の光ファイバ・コネクタに関する技術分野では、真円からのずれ量を小さくして、高い接続効率を実現することに努力が払われ、フェルール７の表面平滑性と割スリーブ内周面３（図４）の平滑性を高めることが重要視されてきた。
【０００８】
然しながら、高い接続効率を実現するのに表面平滑性が高いフェルール７、割スリーブ１を用いた場合、新たに幾つかの問題が発生する。
【０００９】
第１の問題は、フェルール７を割スリーブ１に挿抜する際の抵抗であって、表面平滑性が高いフェルール７は割スリーブ内周面３との接触点が多い為、高い摩擦抵抗を生じ、挿抜操作を行い難くなることにある。
【００１０】
また、挿入時の抵抗が大きいことから、フェルール７の先端が接続すべき相手フェルール７に確実に衝合しないことがあり、光接続の不確実性が増大することが懸念される。
【００１１】
また、挿抜時の高い摩擦に依って磨耗粉を生じ、光接続部分に於ける光路を遮るなどの現象が起こり易くなるので、光接続の不確実性が大きくなることが懸念される。
【００１２】
第２の問題は、フェルール７側面に付着したゴミの影響を受け易いことである。従来割スリーブ１では性能、即ち、表面平滑性が高いフェルール７を割スリーブ１に挿入した場合、フェルール７と割スリーブ１との間の空隙は殆どないに等しく、その為、例えば２〜３〔μｍ〕程度の大きさのごみが付着したフェルール７を割スリーブ１に挿入すると、フェルール７の中心軸位置、即ち、光ファイバ８のコア位置に２〜３〔μｍ〕程度のずれを生じ、光接続損失が増大し、更に、ごみが光接続光路を遮る場合も発生する。
【００１３】
この問題を防止するには、挿入操作を行う前に毎回フェルール７の表面を専用の道具を用いて清掃するか、或いは、フェルール７にごみが付着しないようにカバーで覆うなどの特別の作業を必要とし、取り扱いが煩雑になる旨の問題が起こる。
【００１４】
前記の問題については、表面改質剤を用いて対処しようとする試みがなされていて、例えば、フェルール７を割スリーブ１に挿入する際の抵抗に関しては、フッ素系樹脂等の潤滑剤をフェルール７表面に塗布したり、或いは、フェルール７材料に添加するなどして、摩擦を低減することが行われている。
【００１５】
また、同様にごみに関しても、付着の原因となる静電気を低減させる為、界面活性剤等の帯電防止剤をフェルール７表面に塗布したり、或いは、フェルール７材料に添加するなどの手段が採られている。
【００１６】
然しながら、フェルール７表面に表面改質剤を塗布する場合、フェルール７の外径精度の制約から、厚く塗布することはできない。即ち、フェルール７を割スリーブ１に挿入した際、光ファイバ８間の位置ずれを約１〔μｍ〕以下に抑える必要があるので、塗布膜の膜厚は約１〔μｍ〕以下の薄膜にしなければならない。
【００１７】
従って、フェルール７の挿抜を繰り返すと表面改質剤が比較的早期に消失し、改質効果を持続させることができない旨の欠点がある。
【００１８】
また、表面改質剤をフェルール７材料に添加した場合には、フェルール７外形精度の制約は無くなるが、表面特性を改質するには相当量の添加が必要となり、フェルール７材料に於ける本来の特性が変化し、所要の特性を維持することができない旨の問題が起こる。
【特許文献１】特開２００４−０８６１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来の割スリーブ１は、コストの点からりん青銅等の金属を用いていたが、摩耗による光接続損失の増大という問題がある。すなわちフェルール７を繰り返し着脱することによる割スリーブ内周面３の摩耗や発生する摩耗粉がフェルール１外周面または端面に付着して、フェルール１の突き合わせ面の密着不良や軸ずれを起こし、光伝送における接続損失を増大させてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記に鑑みて本発明は、光通信用割スリーブの少なくとも内周面を気孔率が１０〜８０体積％の多孔質部とし、該内周面に潤滑剤を含浸させたことを特徴とする
また、光通信用割スリーブの少なくとも内周面を気孔率が１０〜８０体積％の多孔質部とし、該内周面に潤滑層を形成したことを特徴とする。
【００２１】
また、上記割スリーブが、黄銅、スズ青銅、リン青銅、ベリリウム銅、ベリリウム銅合金、チタン銅合金、またはステンレス鋼のいずれかからなる弾性材料であることを特徴とする。
【００２２】
また、上記多孔質部の厚さが０．０５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００２３】
また、上記潤滑剤として光通信用ファイバと同じ屈折率を有するマッチングオイルを用いることを特徴とする。
【００２４】
また、上記潤滑層が非晶質硬質炭素膜、またはフッソ系樹脂であることを特徴とする。
【００２５】
また、上記多孔質部をケミカルエッチングまたは粉末冶金により製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上の様に本発明によれば、金属製の割スリーブ１を用いても、少なくともスリーブ内周面３を多孔質部５にして、液体潤滑剤をしみこませるか、多孔質内周面１０に潤滑層１２を形成することでフェルール７を繰り返し着脱しても割スリーブ内周面３の摩耗が無く、安定した接続損失を持った割スリーブ１を簡単に作ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明の実施形態を図を用いて説明する。
【００２８】
図１（ａ）は本発明の実施形態である多孔質部内周面１０に潤滑剤を含浸させた光通信用割スリーブを示す斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は端面側付近のＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
割スリーブ１は、少なくともスリーブ内周面３を多孔質部５とし、割スリーブ１の長手方向にスリット２が設けられ、その多孔質部内周面１０は挿入するフェルール７（図３）の外径よりも僅かに小さな内径となるような円形に精密研磨されている。また割スリーブ１の両端面の内周側にＣ０．２ｍｍ以下またはＲ０．２ｍｍ以下のフェルール７の挿入ガイドとなる面取部５ａを形成して、フェルール７を挿入し易くしている。スリット２は割スリーブ１が弾性変形してフェルール７を強固に保持するよう０．５〜１．０ｍｍの寸法に加工される。
【００３０】
また本発明の割スリーブ１は、少なくともスリーブ内周面３を多孔質部５とし、多孔質部５に液体潤滑剤を含浸させるか、または、多孔質部内周面１０に潤滑層１２を形成している。
【００３１】
多孔質部５に存在する気孔１１に液体潤滑剤をしみこませることにより、割スリーブ１の内径よりわずかに大きい外径を持つフェルール７を挿入する際に割スリーブ１が広がり、フェルール７を保持しようとする圧力で多孔質部５の気孔１１にしみこませた液体潤滑剤がにじみ出し、多孔質部内周面１０とフェルール７外周部の間に潤滑剤が介在することでフェルール７を繰り返し着脱しても割スリーブ１の摩耗が無くなる。
【００３２】
また、フェルールを抜脱した時にはフェルール７を保持しようとする圧力が無くなるため、にじみ出した液体潤滑剤が再度多孔質部にしみこみ、スリーブ内部が潤滑剤まみれになることがない。
【００３３】
また、割スリーブ内周面３を多孔質部５にして、多孔質部内周面１０に潤滑層１２を形成することでも多孔質部内周面１０とフェルール７外周部の間に潤滑層を介在させることができ上記と同等の効果を得ることができる。
【００３４】
割スリーブ内周面３に多孔質部５を設けることで多孔質部内周面１０に潤滑層１２を形成した際、潤滑層１２が多孔質部内周面１０の気孔１１に入り込んで潤滑層１２を多孔質部内周面１０に強固に固定保持することができる様になる。
【００３５】
ここで、多孔質部５の気孔率を１０〜８０体積％としたのは、気孔率が１０体積％以下になると、多孔質部５に液体潤滑剤をまったく含浸させることができない。また、潤滑層１２を多孔質部内周面１０に成層する場合、気孔率が１０体積％以下であると気孔１１に潤滑層１２がはいりこまず潤滑層をうまく定着できず剥離してしまう。
【００３６】
また、多孔質部５の気孔率が８０体積％を越えると、多孔質部５自体の強度が落ちフェルール７を挿入した際に破損してしまう。
【００３７】
気孔率が１０体積％のものでは多孔質部５に含浸できる潤滑剤の量は気孔率が８０体積％の多孔質部５に含浸できる潤滑剤の量に比べ少ないが、フェルール７を割スリーブ１に挿入した際ににじみ出る潤滑剤の量も少ないため潤滑剤の寿命はだいたい同じくらいになり潤滑剤の寿命は気孔率に依存せず、多孔質部５の厚みに比例する。
【００３８】
次に多孔質部５の厚さが０．０５ｍｍ以上であるとしたのは、多孔質部５の厚みが０．０５ｍｍ以下になると、多孔質部５に含浸させることができる潤滑剤が足りず、フェルール７の着脱を１０００回以上繰り返すと潤滑剤が不足しスリーブ内周面３の摩耗が始まってしまう。
【００３９】
また、固体潤滑層を形成する場合、多孔質部５の厚さが０．０５ｍｍ以上ないと固体潤滑層をスリーブ内周面３に強固に固定することができない。
【００４０】
多孔質部５に液体潤滑剤をしみこませた多孔質部５及び弾性層６からなる割スリーブ１の材質としては、例えば、フェルール７を強固に保持できる黄銅、スズ青銅、リン青銅、ベリリウム銅、ベリリウム銅合金、チタン銅合金、またはステンレス鋼のいずれかからなる弾性材料が望ましい。
【００４１】
上記弾性材料を使用することで、割スリーブ１の内径よりわずかに大きい外径を持つフェルール７を挿入したときに割スリーブ１が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ内周面３でフェルール７を強固に保持することが出来るようになっている。
【００４２】
上述の液体潤滑剤には、屈折率が光通信用ファイバの屈折率と同じであるマッチングオイルを用いることが望ましい。フェルール７を割スリーブ１に繰り返し着脱すると、どうしても液体潤滑剤がフェルール７外周部を伝わってフェルール７先端部に付着してしまう。
【００４３】
この時液体潤滑剤の屈折率が光通信用ファイバの屈折率と同じであるマッチングオイルを用いることでフェルール７先端同士を衝合した時に間に液体潤滑剤が介在しても結合効率を悪化させることがない。
【００４４】
また上述の潤滑層としては、耐摩耗、潤滑性に富んだ非晶質硬質炭素膜（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）、フッソ系樹脂のコーティングが望ましい。二硫化モリブデン、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、グラファイト、２硫化タングステン等、低摩擦、耐摩耗性に富んだ層を新たに形成しても良い。
【００４５】
上述の多孔質部５の製造方法としては粉末冶金、ケミカルエッチングが適している。
【００４６】
粉末冶金では、各金属により条件は異なるが、圧力と金属粉末の粒径を調整することで比較的容易に多孔質な部材を成型することができ、気孔率を調整することができる。
【００４７】
ケミカルエッチングは化学薬品等による化学的なエッチング法のことである。前記化学薬品としては腐食性無機酸や無機塩基等をあげることができ、例えば硝酸、塩酸、硫酸、塩化第２鉄、塩化第２銅、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等を例示できる。
【００４８】
上記化学薬品を割スリーブ内周面３に塗布し、割スリーブ内周面３に気孔１２を設ける。
【００４９】
ケミカルエッチングでは化学薬品の濃度、エッチング時間を調整することで比較的容易に多孔質部５の気孔率、厚さを調整することができる。
【００５０】
ケミカルエッチングに際しては、これら腐食性化合物の糊状物や水溶液等を用いてもよいし、どのような方法でエッチングしようと自由である。
【００５１】
最後に弾性層６を、多孔質な部材に液体潤滑剤をしみこませた多孔質部外周面４に圧入、接着、メッキ、蒸着、半田付け、ろう付けのいずれかの方法により固定する。
【実施例】
【００５２】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【００５３】
実施例の割スリーブ１として、粉末冶金法によりリン銅粉末をプレスし焼結させた円筒状の多孔質部５を作成した。
【００５４】
次にリン青銅の平板を精密プレス加工して、弾性層６を作製した。次にこのりん青銅製の弾性層６を多孔質部５にハンドプレス機で圧入して固定した。
【００５５】
ここで表１に示すように多孔部５の気孔率が１０、４５、８０、９０体積％でそれぞれの多孔質部５の厚さを０．０４、０．０５、０．２０、０．３５ｍｍと変化させて、多孔質部５にマッチングオイルを含浸させた割スリーブとスリーブ内周面３に非晶質硬質炭素膜コーティング処理を行った割スリーブをそれぞれ作成し最終の外径をφ３．２ｍｍ、内径をφ２．４９０ｍｍ、スリット幅が０．５となるように図１に示す形状にサンプルを各１０個作製した。
【００５６】
次に比較例として上記サンプルと同じ方法で多孔質部５の気孔率が５、９０体積％で多孔質部の厚みが０．０５、０．２０、０．３５ｍｍの割スリーブをそれぞれ１０個づつ作成した。
【００５７】
表１に示す上記３４種類のサンプルを光通信用アダプタに組み込み、割スリーブ１の片端にフェルール７を挿入し、もう一方側からフェルール７を挿入して接続損失を各サンプル１０個の接続損失を測定した。その後フェルール７の着脱を５００回、１０００回行った後に再度各サンプル１０個の接続損失を測定した。
【００５８】
測定結果の接続損失平均を表１に示す。
【表１】
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【００５９】
比較例である多孔質部の気孔率が５体積％、多孔質部５の厚さがそれぞれで０．０５，０．２，０．３５ｍｍあるサンプル３，８，１３，２０，２５，３０では着脱が５００回を越えると突発的に接続損失が悪いスリーブが有ったことから接続損失平均が０．５２ｄＢ以上とかなり高い値となった。
【００６０】
これは、割スリーブ内周面３に金属粉が付着していたことから、多孔質部の気孔が少ないため液状潤滑剤を含浸させることができなかった、または非晶質硬質炭素膜コーティング層をうまく定着できなかったためフェルール７と割スリーブ内周面３の間に摩擦が生じ摩耗粉が発生したと考えられる。
【００６１】
更に、多孔質部５の気孔率が９０体積％であるサンプル７，１２，１７，２４，２９，３４では接続損失平均が０．３４ｄＢ以上と悪化しており、外観を調べてみると割スリーブ内周部３に破損が観察された。
【００６２】
これに対し、本発明の実施例である多孔質部５気孔率が１０〜８０体積％である本発明のサンプル１，２，４，５，６，９，１０，１１，１４，１５，１６，１８，１９，２１，２２，２３，２６，２７，２８，３１，３２，３３では着脱を５００回行っても接続損失の平均値が０．１１ｄＢ以下の値を示し、フェルール７を繰り返し着脱しても接続損失が悪化しないことがわかる。特に、多孔質部５の厚さが０．０５ｍｍ以上であるサンプル４，５，６，９，１０，１１，１４，１５，１６，２１，２２，２３，２６，２７，２８，３１，３２，３３は着脱を１０００回おこなっても接続損失の悪化が見られなかった。
【００６３】
以上の様に本発明によれば、金属製の割スリーブを用いても、少なくとも内周面を気孔率が１０〜８０体積％で有る多孔質部とし、該内周面に潤滑剤を含浸させるか、または潤滑層を形成することでフェルールを繰り返し着脱しても割スリーブ内周面の摩耗が無く、安定した接続損失を持ったスリーブを簡単に作ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）は本発明の潤滑剤を用いた光通信用割スリーブを示す斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は端面側付近のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の潤滑層を形成した光通信用割スリーブを示す断面図、（ｂ）は端面側付近のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】光ファイバ同士を接続する一般的な光コネクタの構造を示す断面図である。
【図４】従来の光通信用割スリーブを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：割スリーブ
２：スリット
３：割スリーブ内周面
４：多孔質部外周面
５：多孔質部
５ａ：面取部
６：弾性層
７：フェルール
８：光ファイバ
９：割スリーブ外周面
１０：多孔質部内周面
１１：気孔
１２：潤滑層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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