(57)【要約】【課題】光通信用スリーブにおける貫通孔にフェルールを斜めにこじり挿入を行っても挿入性が良好な光通信用スリーブを提供する。【解決手段】フェルール挿入用の貫通孔２を有する中空筒状の光通信用スリーブ１であって、上記貫通孔２は先端部３に傾斜角度θ５〜４５°、スリーブ１の全長Ｌに対して先端面１ａから８〜３５％の長さＫのテーパ部４を有し、該テーパ部４と先端面１ａとの境界に曲面部５を有する。【選択図】図１
2004062005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルール挿入用の貫通孔を有する中空筒状の光通信用スリーブであって、上記貫通孔は先端部に傾斜角度５〜４５°、スリーブの全長に対して先端面から８〜３５％の長さのテーパ部を有し、該テーパ部と先端面との境界に曲面部を有することを特徴とする光通信用スリーブ。
【請求項２】
上記曲面部の曲率半径が０．０２〜０．５０ｍｍであ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３】
上記貫通孔に複数の突起を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光通信用スリーブ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の光通信用スリーブを用いてなる光レセプタクル。
【請求項５】
請求項４に記載の光レセプタクルの後端側に、光素子を収納したケーシングを取り付けてなる光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバコネクタを受光素子もしくは発光素子に光学的に接続する等の用途に用いられる光通信用スリーブとそれを用いた光レセプタクル及び光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光通信用の部材として用いられるスリーブ２１は、図４（ａ）に示すように、フェルール挿入用の貫通孔２２を有する中空筒状であって、アルミナやジルコニア等のセラミックスまたは金属、プラスチック等から形成されている。
【０００３】
上記光通信用スリーブ２１を用いた光レセプタクル３０は、図４（ｂ）に示すように、貫通孔２２の先端部からフェルール２６の貫通孔に光ファイバ２７を挿入固定してなるファイバスタブ２８を挿入するとともに、スリーブ２１の後端部には、ホルダ２９が外挿され、さらにこの光レセプタクル３０を用いて光モジュールを形成する場合は、光素子３１とレンズ３２を備えたケーシング３３を溶接により接合し、上記スリーブ２１の貫通孔２２の先端部よりプラグフェルール３４に光ファイバ３５を挿入固定してなる光コネクタ３６を脱着自在に挿入し、ファイバスタブ２８の端面とプラグフェルール３４の端面とを当接させ、光ファイバ２７と光ファイバ３５とがその端面において接触して光学的に接続される。
【０００４】
ここで、上記スリーブ２１の先端面２１ａは、一般的に図４（ａ）に示されるように先端面２１ａと貫通孔２２と境界部に面取り１５が施されている。これは、スリーブ２１に光コネクタのプラグフェルール３４を挿入する際、面取り部１５がないとスムーズに挿入出来ず、スリーブ２１およびプラグフェルール３４に傷もしくはかけ等の破損を防止するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４の光レセプタクルにおいて、プラグフェルール３４がスリーブ２１に対して斜めに傾いてこじりながら挿入される際、挿入の初期段階ではプラグフェルール３４の先端がスリーブ２１の先端面と面取り部１５との境界部付近にぶつかって一旦静止する。この状態でプラグフェルール３４をスリーブ２１に挿入しようとしてさらに挿入力を加えると、プラグフェルール３４はスリーブ２１の内壁に沿ってこすれながら移動し、プラグフェルール３４の挿入方向がスリーブ２１にこすれない方向に矯正される。このときプラグフェルール３４が収められている光コネクタのバネ力により、プラグフェルール３４はスリーブ２１にこすれることが無くなった瞬間に急激に移動し、ファイバスタブ２８に衝撃力を与える。ファイバスタブ２８は通常の光コネクタ３６のバネ力によっては動くことはないが、上記衝撃力が加わった場合には光素子３１側に動いてしまうことがあり、結合効率が悪化してしまうという課題を有していた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて本発明の光通信用スリーブは、フェルール挿入用の貫通孔を有する中空筒状の光通信用スリーブであって、上記貫通孔は先端部に傾斜角度５〜４５°、先端面からスリーブの全長に対して８〜３５％の長さのテーパ部を有し、該テーパ部と先端面との境界に曲面部を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の光通信用スリーブは、上記曲面部の曲率半径が０．０２〜０．５０ｍｍであることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、本発明の光通信用スリーブは、上記貫通孔に複数の突起を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
またさらに、本発明の光レセプタクルは、上記スリーブを用いてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の光モジュールは、光レセプタクルの後端側に、光素子を収納したケーシングを取り付けてなることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の光通信用スリーブの一実施形態を示す断面図であり、フェルール挿入用の貫通孔２を有し、上記貫通孔２は先端部３に傾斜角度θが５〜４５°、スリーブ１の全長Ｌに対して先端面１ａから８〜３５％の長さＫのテーパ部４を有し、該テーパ部４と先端面１ａとの境界に曲面部５を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のスリーブ１は、例えば図２に示すように、スリーブ１の貫通孔２の先端面１ａ側より、フェルール６に光ファイバ７を挿入固定してなるファイバスタブ８の先端部を挿入するとともに、その後端部をホルダ９に固定してホルダ９とスリーブ１を固定してなる。
【００１４】
さらに、この光レセプタクル１０におけるファイバスタブ８を備えた後端部に、光素子１１とレンズ１２を備えたケーシング１３を溶接により接合し、上記スリーブ１の貫通孔２の先端面１ａ側よりプラグフェルール１４に光ファイバ１５を挿入固定してなる光コネクタ１６を脱着自在に挿入し、ファイバスタブ８の端面と光ファイバ１５の端面とを当接させ、光信号のやりとりを行う光通信用部材として好適に用いられる。
【００１５】
本発明のスリーブ１は、図１に示すように貫通孔２の先端部３に傾斜角度θが５〜４５°、スリーブ１の全長Ｌに対して先端面１ａから８〜３５％の長さのテーパ部４を有することから、上述の図２に示す光レセプタクル１０に用いる際、スリーブ１の先端側からプラグフェルール１４がスリーブ１に対して斜めに傾いてこじりながら挿入されるが、この場合プラグフェルール１４の先端がスリーブ１の先端面１ａやテーパ部４との境界付近にぶつかって一旦静止すること防ぐとともに、プラグフェルール１４をテーパ部４の傾斜に沿ってスムーズに徐々に移動させプラグフェルール１４の傾きを補正することにより、プラグフェルール１４が収められている光コネクタ１６のバネ力により、プラグフェルール１４が急激に移動し、ファイバスタブ８に大きな衝撃力を与え移動するのを防いで接続損失を低減させることができる。
【００１６】
上記スリーブ１のテーパ部４は、傾斜角度θが５〜４５°に特定され、傾斜角度θが５°より小さい場合は、テーパ面の傾きが不足して、プラグフェルール１４をテーパ部４に沿ってスムーズに徐々に移動させる効果が十分でない。一方、傾斜角度θが４５°より大きい場合は、テーパ面の距離が短くなり、ファイバスタブ８に大きな衝撃力を与え移動するのを防ぐ効果が十分でない。上記の効果をより大きく得るためには、傾斜角度θを１０°〜３０°であることがより望ましい。
【００１７】
また、上記テーパ部４の長さＫは、スリーブ１の全長Ｌに対して先端面１ａから８〜３５％に特定され、８％より小さい場合はテーパ部４の長さが短くなるため、ファイバスタブ９に大きな衝撃力を与え移動するのを防ぐ効果が十分でない。一方３５％よりも長い場合は、テーパ部４の長さが過剰に長くなりプラグフェルール８とスリーブ１の内孔のガタが大きくなり良好な結合効率を得ることができない上、加工も非常に困難になり加工コストが高くなってしまう。上記の効果をより大きく得るためには、テーパ部４の長さＫが１５〜３３％であることがより望ましい。
【００１８】
例えば、一般的に光レセプタクル１０に用いられるスリーブ１の全長Ｌは２〜１０ｍｍであり、スリーブ１の先端面１ａからテーパ部４の長さＫは、１〜３．５ｍｍ程度とする。
【００１９】
さらに、上記スリーブ１のテーパ部４と先端面１ａとの境界に曲面部５を有することによって、斜めにプラグフェルール１４をこじり挿入する際にプラグフェルール１４の傾きを補正する力をより小さくして傾き補正の効果がより大きくなることが期待できるとともにプラグフェルール１４の先端にキズが付くことを防止できる。
【００２０】
またさらに、上記スリーブ１のテーパ部４と先端面１ａとの境界の曲面部５の曲率半径は、０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍであることが望ましい。この曲率半径が０．０２ｍｍより小さい場合は、プラグフェルール１４がスリーブ１に対して斜めに傾いてこじりながら挿入される場合にプラグフェルール１４の先端がぶつかって静止する恐れがある。また一般にスリーブ１の厚みが０．５ｍｍから０．６ｍｍ程度であることから、曲率半径が０．５ｍｍより大きい場合は端面の変形や欠け等を生じてしまう。
【００２１】
また、上記スリーブ１のテーパ部４と、該テーパ部４に連続するストレート部２ａの境界部を曲面状とることが好ましく、曲率半径０．０２〜２ｍｍの曲面状とすることが好ましく、よりスムーズにプラグフェルール１４を挿入することができる。
【００２２】
さらに、上記テーパ部４の表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）０．１〜３．２μｍ、ストレート部２ａは算術平均粗さ（Ｒａ）０．１〜１．６μｍ程度とすることが好ましい。ストレート部２ａの表面粗さが１．６μｍを超えると面の凹凸によってスリーブ１の内周面のプラグフェルール１４を把持する部分が内周面全体にならず凸の部分で把持することになり、接続損失が増大してしまう。テーパ部４の表面粗さが３．２μｍより大きいと、プラグフェルール１４を傾斜に沿ってスムーズに徐々に移動させプラグフェルール１４の傾きを補正させる効果が小さくなってしまう。ストレート部２ａの表面粗さが小さければプラグフェルール１４を把持する部分が内周面全体になり接続損失を小さく抑えることができ、またテーパ部４も表面粗さが小さければ、プラグフェルール１４を傾斜に沿ってスムーズに徐々に移動させプラグフェルール１４の傾きを補正させる効果が大きく期待できるが、実際には算術平均粗さ（Ｒａ）を０．１μｍより小さくすることは加工上非常に困難であり、また加工したとしてもコストが大幅に増大するため表面粗さは０．１μｍ以上あることが好ましい。
【００２３】
またさらに、上記スリーブ１の後端部における貫通孔２は、ストレート部２ａを後端面まで形成するか、もしくは０．５ｍｍ程度の面取り部を形成することが好ましい。０．５ｍｍより面取り部が大きくなったり、テーパ部４を形成した場合は、光レセプタクルに用いられているスリーブ１に挿入されたファイバスタブ８とスリーブ１の内孔とのクリアランスが大きくなり、ファイバスタブ８がガタつくため良好な接続損失を得ることが出来ない。またファイバスタブ８とプラグフェルール１４ともスリーブ１の先端側から挿入するため、後端面には挿入性を良好にするためのテーパ部４は不要であり、後端面へのテーパ部４の形成は加工コストを増大させる結果となる。しかしながらスリーブ１の端部の欠けを防止するため、０．５ｍｍ程度の面取り部が形成されていても良い。
【００２４】
ここで、上記スリーブ１は、ステンレス、りん青銅等の金属、エポキシ、液晶ポリマー等のプラスチックス、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスからなり、特に、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、ＺｒＯ２を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましく、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから、割スリーブとしての作用を成すことができる。
【００２５】
これらの材料から本発明のスリーブ１を形成する場合は、押し出し成形やプレス成形によって円筒状のセラミックス成形体を得て焼成工程で焼き固め、図１のように切削加工することによって得ることができる。あるいはセラミックスの射出成形によって図１に示す形状の成形体を一体的に成形した後、所定の条件で焼成することも出来る。さらに、得られた焼成体の必要箇所を研磨加工することによっても得ることができる。
【００２６】
また、上記スリーブ１の貫通孔２には、図３に示すような複数の突起１７が形成されていることが好ましい。上記突起１７によりスリーブ１にプラグフェルール１４を挿入する際の接触抵抗を小さくして作業性を良好にできるとともに、割スリーブ１とファイバスタブ８の間に隙間ができるために、ゴミ等を良好に排出することができる。
【００２７】
さらに、上記突起１７は、スリーブ１の貫通孔２に均一な間隔で備えてあり、ファイバスタブ８を安定して保持するために３個以上備えることが好ましい。
【００２８】
上記突起６を形成する方法としては、押し出し成形またはプレス成形を行う際の金型に溝を設けて突起を形成するか、もしくはスリーブの内径を研磨加工することによって突起を形成することができる。
【００２９】
上述のスリーブ１を用いた光レセプタクル１０や光モジュールによれば、光コネクタのプラグフェルール１４の挿入性が良く、かつファイバスタブ８に大きな衝撃力を与えて移動することを防ぐので、結合効率を低下させない光モジュールを得ることができる。
【００３０】
なお、本発明のスリーブ１は上述の実施形態に限定されるものではなく、光レセプタクル１０をはじめ、光コネクタ等の種々の光通信用部材として適用できる。
【００３１】
【実施例】
次いで、本発明の実施例を説明する。
【００３２】
先ず、図１に示すスリーブと、比較例として図３に示すスリーブを作製した。各スリーブは、ジルコニアセラミックスからなり、押し出し成形によって円筒状のセラミックス成形体を得て焼成工程で焼き固め、切削加工を行って表１に示す如く形状、寸法のスリーブ試料を得た。なお全長は全て５．８ｍｍとした。またプラグフェルールの挿入性を比較するため、テーパ部４の傾斜角度５〜４５°、テーパ部の長さをスリーブの全長に対し８〜３５％、テーパ部と先端面との境界に形成した曲面部の曲率半径を０．０２〜０．５ｍｍとした。
【００３３】
そして、各スリーブ試料の先端側からファイバスタブを挿入し、さらにプラグフェルールに光ファイバを保持してなる光コネクタをスリーブに対して斜めに傾けてこじりながら挿入し、ファイバスタブに衝撃荷重がかかるようにし、ファイバスタブの位置の変化を確認した。
【００３４】
光コネクタを挿入する前の位置からのズレをダイヤルゲージによって測定した。
【００３５】
その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2004062005.tif 000003
【００３７】
表１より明らかなように、スリーブの貫通孔に傾斜角度５〜４５°、先端面からスリーブの全長に対して８〜３５％の長さのテーパ部を有し、テーパ部と先端面との境界に曲面部を有する試料（Ｎｏ．２〜４、６〜１７、１９〜２２）は、ファイバスタブの位置ズレを０〜０．４μｍに抑えることができた。
【００３８】
特に、先端面との境界に形成した曲面部の曲率半径を０．０２〜０．５ｍｍとした試料（Ｎｏ．２〜４、６、７、９〜１３、１５〜１７、１９〜２２）は、位置ズレが０．２μｍ以下と非常に小さくすることができた。
【００３９】
これに対し、テーパ部がないスリーブを用いた試料（Ｎｏ．２６、２７）は、衝撃荷重でファイバスタブが２４．３〜２５．１μｍもズレが生じ、結合効率が悪化することが判る。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の光通信用スリーブは、フェルール挿入用の貫通孔を有する中空筒状の光通信用スリーブであって、上記貫通孔は先端部に傾斜角度５〜４５°、先端面からスリーブの全長に対して８〜３５％の長さのテーパ部を有し、該テーパ部と先端面との境界に曲面部を有する事から、プラグフェルールが収められている光コネクタのバネ力により、プラグフェルールが急激に移動し、ファイバスタブに大きな衝撃力を与え移動するのを防ぐ効果を得ることができるとともに、本発明のスリーブを用いて光レセプタクルとして、結合効率が良好な光レセプタクルを容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光通信用スリーブの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光通信用スリーブを用いた光レセプタクル及び光モジュールを示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の光通信用スリーブの他の実施形態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）の正面図である。
【図４】（ａ）は従来の光通信用スリーブを示す断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の光通信用スリーブを用いてなる光モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
１：スリーブ
１ａ：先端面
２：貫通孔
２ａ：ストレート部
３：先端部
４：テーパ部
５：曲面部
６：フェルール
７：光ファイバ
８：ファイバスタブ
９ｓ：ホルダ
１０：光レセプタクル
１１：光素子
１２：レンズ
１３：ケーシング
１４：プラグフェルール
１５：光ファイバ
１６：光コネクタ
１７：突起
【図１】
2004062005.tif 000004
【図２】
2004062005.tif 000005
【図３】
2004062005.tif 000006
【図４】
2004062005.tif 000007