(57)【要約】【課題】光レセプタクル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レセプタクルを提供する。【解決手段】フェルール挿入用の貫通孔を有するシェル内に、さらに小さい貫通孔を有する中空筒状のスリーブを備えた光レセプタクルであって、上記スリーブは端部にテーパ部を有し、その端部の内径をＤ１、貫通孔の内径をＤ２とし、上記シェル貫通孔の内径をＤ３としたとき、Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１、Ｄ３−Ｄ２＝０．０２〜１ｍｍ、Ｄ１−Ｄ３＝０．０２〜１ｍｍとする。【選択図】図１
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【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シェル内に、さらに小さい貫通孔を有する中空筒状のスリーブを備えた光レセプタクルであって、上記スリーブは端部にテーパ部を有し、その端部の内径をＤ１、貫通孔の内径をＤ２とし、上記シェル貫通孔の内径をＤ３としたとき、
Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１
Ｄ３−Ｄ２＝０．０２〜１ｍｍ
Ｄ１−Ｄ３＝０．０２〜１ｍｍ
の関係を満足する事を特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
上記スリーブのテーパ径が焼成したままの表面であることを特徴とする請求項１記載の光レセプタクル。
【請求項３】
上記スリーブのテーパ部が射出成形、プレス成形などの方法で形成され焼成後の加工を施していない事を特徴とする請求項１または２記載の光レセプタクル。
【請求項４】
上記スリーブの貫通孔内に複数の突起を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光レセプタクル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか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３（ａ）に示すように、フェルール挿入用のスリーブ貫通孔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】
上記スリーブ２１を用いた光レセプタクル３０は、図３（ｂ）に示すように、シェル２４にフェルール挿入用のシェル貫通孔２３を有し、スリーブ貫通孔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のスリーブ貫通孔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３（ａ）に示されるように先端面１４とスリーブ貫通孔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、従来の光レセプタクル３０においてスリーブ２１の面取り部１５は円柱状の加工用ブランクに後加工によって形成されるので加工工数の増加を防ぐ為に極力小さく加工され、図３（ｃ）の様にＤ３＞Ｄ１となっていた。そのため図３（ｂ）の光レセプタクル３０において、プラグフェルール３４がシェル貫通孔２３に対して斜めに傾いてこじりながら挿入された場合に、プラグフェルール３４の先端がスリーブ２１の先端面１４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】
本発明は、フェルール挿入用の貫通孔を有するシェル内に、さらに小さい貫通孔を有する中空筒状のスリーブを備えた光レセプタクルであって、上記スリーブは端部にテーパ部を有し、その端部の内径をＤ１、貫通孔の内径をＤ２とし、上記シェル貫通孔の内径をＤ３としたとき、
Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１
Ｄ３−Ｄ２＝０．０２〜１ｍｍ
Ｄ１−Ｄ３＝０．０２〜１ｍｍ
の関係を満足する事を特徴とする。
【０００７】
また、上記スリーブのテーパ径が焼成したままの表面であることを特徴とする。
【０００８】
さらに、上記スリーブのテーパ部が射出成形、プレス成形などの方法で形成され焼成後の加工を施していない事を特徴とする。そして、本発明のレセプタクルは、上記スリーブ貫通孔に複数の突起を備えたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、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。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は本発明の光レセプタクル１０の一実施例を示す断面図であり、フェルール挿入用の貫通孔を有するシェル内に、さらに小さい貫通孔を有する中空筒状のスリーブを備えた光レセプタクルであって、上記スリーブは端部にテーパ部を有し、その端部の内径をＤ１、貫通孔の内径をＤ２とし、上記シェル貫通孔の内径をＤ３としたとき、
Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１
Ｄ３−Ｄ２＝０．０２〜１ｍｍ
Ｄ１−Ｄ３＝０．０２〜１ｍｍ
の関係を満足する事を特徴とする。
【００１２】
本発明の光レセプタクル１０は、例えば図１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。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明の光レセプタクル１０は、図１（ｂ）に示すように、フェルール挿入用の貫通孔を有するシェル内に、さらに小さい貫通孔を有する中空筒状のスリーブを備えたレセプタクルであって、上記スリーブは端部にテーパ部を有し、その端部の内径をＤ１、貫通孔の内径をＤ２とし、上記シェル貫通孔の内径をＤ３としたとき、
Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１
Ｄ３−Ｄ２＝０．０２〜１ｍｍ
Ｄ１−Ｄ３＝０．０２〜１ｍｍ
の関係を満足する事から、光レセプタクル１０の先端側からプラグフェルール１４がシェル貫通孔１７対して斜めに傾いてこじりながら挿入された際にプラグフェルール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。
【００１５】
上記シェル貫通孔径Ｄ３とスリーブ貫通孔径Ｄ２の差は０．０２〜１ｍに特定され、差が０．０２ｍｍより小さい場合は、プラグフェルール１４とシェル貫通孔１７とのクリアランスが少なくなり、シェル貫通孔１７内でプラグフェルール１４がスムーズに移動しない。一方、差が１ｍｍより大きい場合は、一般的にスリーブの肉厚が０．５〜０．６ｍｍである為スリーブ１以外の金具部に衝突し、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ぐ効果が十分でない。
【００１６】
また、上記スリーブテーパ径Ｄ１とシェル貫通孔径Ｄ３の差が０．０２〜１ｍｍに特定され、差が０．０２ｍｍより小さい場合は、一般的にスリーブテーパ部の同心度が０．０２ｍｍである為、スリーブ１のエッジ部に衝突してプラグフェルール１４がスムーズに移動しない。一般的にスリーブの肉厚が０．５〜０．６ｍｍであることから、差が１ｍｍより大きい場合は端面の変形やカケを生じてしまう。
【００１７】
また、スリーブ貫通孔径Ｄ２＜シェル貫通孔径Ｄ３＜スリーブテーパ径Ｄ１の関係をもつ事からプラグフェルール１４がシェル貫通孔１７を通過後、より細いスリーブ貫通孔２に挿入される際に、段差に引っかかる事が無くスムーズに移動できる。
【００１８】
また、シェル貫通孔径Ｄ３＜スリーブテーパ径Ｄ１を満足する為にテーパ部をより大きく加工する必要があるが、図１（ｃ）に示すように射出成形、プレス成形などの方法で、予め成形時に形成することにより焼成後の加工を省略出来る。このようにテーパ部４は焼成後の加工を施さないことにより、焼成したままの面となる。これによって加工変質層の発生を防いで耐チッピング性を向上することもできる。また、焼成後の加工を施さないので、薄肉となったテーパ部に加工による加重を加えない為にカケ・クラックの発生も防止できる。
【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２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】
【実施例】
次いで、本発明の実施例を説明する。
【００３１】
先ず、図１に示す光レセプタクルと、比較例として図３に示すレセプタクルを作製した。プラグフェルールの挿入性を比較する為、シェル貫通孔径とスリーブ貫通孔径の差が０．０２〜１ｍｍ、スリーブテーパ径とシェル貫通孔径の差が０．０２〜１ｍｍ、スリーブ貫通孔径＜金具貫通孔径＜スリーブテーパ径とした。
【００３２】
そして各光レセプタクルの先端からプラグフェルールを挿入し、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レセプタクル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。
【００３３】
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。
【００３４】
その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2004093619.tif 000003
【００３６】
表１より明らかなように、シェル貫通孔径とスリーブ貫通孔径の差が０．０２〜１ｍｍ、スリーブテーパ径とシェル貫通孔径の差が０．０２〜１ｍｍ、スリーブ貫通孔径＜金具貫通孔径＜スリーブテーパ径の関係を有する試料は（Ｎｏ．３〜９、１２〜１６）は、ファイバスタブの位置ズレを０〜０．５μｍに抑えることができた。
【００３７】
これに対し、上記範囲を超える試料（Ｎｏ．１、２、１０，１１，１７，１８）は、衝撃荷重でファイバスタブが５〜２４μｍもズレが生じ、結合効率が悪化することが判る。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、フェルール挿入用の貫通孔を有するシェル内に、さらに小さい貫通孔を有する中空筒状のスリーブを備えた光レセプタクルであって、上記スリーブは端部にテーパ部を有し、その端部の内径をＤ１、貫通孔の内径をＤ２とし、上記シェル貫通孔の内径をＤ３としたとき、
Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１
Ｄ３−Ｄ２＝０．０２〜１ｍｍ
Ｄ１−Ｄ３＝０．０２〜１ｍｍ
の関係を満足することによって、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、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】（ａ）は本発明の光モジュールを示す断面図、（ｂ）は（ａ）の拡大図、（ｃ）はスリーブの断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の光レセプタクルに用いる光通信用スリーブの他の実施形態を示す断面図、（ｂ）は同じく正面図である。
【図３】（ａ）は従来のスリーブを示す断面図であり、（ｂ）は従来の光モジュールを示す断面図、（ｃ）は（ｂ）の拡大図、（ｄ）はスリーブの加工方法を説明するための図である。
【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：シェル貫通孔
１９：突起
２１：スリーブ
２２：スリーブ貫通孔
２３：シェル貫通孔
２４：シェル
２６：フェルール
２７：光ファイバ
２８：ファイバスタブ
３０：光レセプタクル
３４：プラグフェルール
３５：光ファイバ
３６：光コネクタ
３７：内径エッジ
３８：スリーブ加工用ブランク
Ｄ１：テーパ径
Ｄ２：貫通孔径
Ｄ３：シェル貫通孔径
【図１】
2004093619.tif 000004
【図２】
2004093619.tif 000005
【図３】
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