(57)【要約】【課題】光レセプタクルにおいて、ウイグル特性を安定させ、かつ割スリーブの割れを防ぎ信頼性向上を実現する光レセプタクルを提供する。【解決手段】フェルール２の貫通孔に光ファイバ３を固定してなるファイバスタブ１の後端部１ｂをホルダ５に圧入固定するとともに先端部１ａに接続されるプラグフェルール２１を保持するための割スリーブ４を上記先端部１ａに保持し、上記割スリーブ４の外周をスリーブケース６で保持するとともにスリーブケース後端部６ｂをホルダ５で保持してなる光レセプタクル７であって、上記割スリーブ４のスリット４ａを固定するスリット固定部８を有することを特徴とする請求項１記載の光レセプタクル。【選択図】図１
2005156969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールの貫通孔に光ファイバを固定してなるファイバスタブの後端部をホルダに圧入固定し、上記ファイバスタブに接続されるプラグフェルールを保持するための割スリーブを上記先端部に覆い、上記割スリーブの外周をスリーブケースで保持するとともにスリーブケース後端部をホルダで保持してなる光レセプタクルであって、上記割スリーブのスリットを固定するスリット固定部をスリーブケース、又はホルダ、又はスタブ、又は割スリーブとスリーブケースの間に備えたことを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
上記スリット固定部の反対側に配したレバーをスリーブケースに備えた貫通口に配置し、光レセプタクルの外から上記レバーにより割スリーブを回転できるようにした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】
上記スリット固定部が上記スリットを含む面に設けられて、上記割スリーブのスリットと勘合するようにした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４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光レセプタクルにプラグフェルールを接続してなることを特徴とする光コネクタ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の光レセプタクルに、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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用モジュール等に使用される光レセプタクルおよび光コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケーシング内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図３（ａ）に示すような光レセプタクル４７の一端に光素子３２を備えるとともに、他端に光コネクタ（ＳＣコネクタ等）のプラグフェルール２１を接続するものである。
【０００４】
上記光レセプタクル４７は、図３（ａ）に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール４２と、該フェルール４２の貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ４３を挿入固定して得られたファイバスタブ４１の後端部をホルダ４５に圧入により固定し、先端部を割スリーブ４４の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース４６に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
フェルール４２の外径は、ＳＣコネクタを接続するタイプのものがφ２．５ｍｍ程度、ＬＣコネクタを接続する小型タイプのものがφ１．２５ｍｍ程度で、外径公差は±１μｍ以下で、その貫通孔に備えられた光ファイバ４３の外径は１２５μｍ程度で、外径公差は±１μｍ程度とＪＩＳ規格やＩＥＣ規格等で規定されているが、従来から、光ファイバ４３の中心に形成された光信号を伝搬する直径１０μｍ程度のコア（不図示）同士を損失の少ない接続とするため、割スリーブ４４、フェルール４２等は高精度に加工されており、割スリーブ４４によってファイバスタブ４１及びプラグフェルール２１を安定且つ高精度に保持する構造となっている。
【０００６】
割スリーブ４４は、プラグフェルール２１の挿入軸の長手方向の円筒の一部にスリット４４ａが入ったものであり、弾性変形によってフェルール同士を同軸上に保持するため、フェルール同士の接続損失をより少なくする。
【０００７】
さらに、上記ファイバスタブ４１における光ファイバ４３の端面は、当接時の接続損失を減らすために曲率半径５〜３０mm程度の曲面に鏡面研磨されており、反対側の端面は、ＬＤ等の光素子３２から出射された光が光ファイバ４３の先端部で反射して光素子３２に戻る反射光を防止するため、光ファイバ４３を挿通するフェルール４２とともに４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【特許文献１】特開２００１−６６４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら近年、光軸と垂直方向にプラグフェルール２１にかかる荷重に対する光通信用モジュールの出力安定性（ウイグル特性）が重要視されてきており、図３（ｂ）に示す従来構造であるとその荷重が割スリーブ４４に直接かかる構造となっている。
【０００９】
また、Ａ−Ａ断面図において、割スリーブ４４のスリット４４ａを含む面に対して、荷重が垂直にかかる方向を矢印Ｖとし、平行にかかる方向を矢印Ｐとした。
【００１０】
割スリーブ４４の特徴として、矢印Ｖ方向の荷重に対しては、割スリーブ４４の弾性変形が起こりやすくなる。これにより、割スリーブ４４で保持しているファイバスタブ４１やプラグフェルール２１はＰＣ接合が外れ、接続損失が大きくなりやすくなる。
【００１１】
逆に矢印Ｐ方向の荷重に対しては、弾性変形が起こりにくいので、割スリーブ４４で保持しているファイバスタブ４１やプラグフェルール２１はＰＣ接合が外れにくく、接続損失は安定する。
【００１２】
しかし、割スリーブ４４は、弾性変形の構造上、プラグフェルール２１の挿抜によって、ファイバスタブ４１の回転軸上でスリット４４ａの位置がばらつく問題があった。
【００１３】
また、割スリーブ４４の変形量が大きいときは、割スリーブ４４が割れることもあった。
【００１４】
荷重の主な発生原因は、光レセプタクルが実装される光通信用モジュールとコネクタとの接続ガタであり、コネクタはＪＩＳ規格やＩＥＣ規格等で規格化されているため、荷重には方向性があった。特に、ＬＣコネクタ（不図示）は、ラッチと呼ばれるコネクタの保持部が１方向にしかないため、コネクタの保持部と平行方向に対しては、光レセプタクルとの接続ガタが少ないが、コネクタ保持部に対して垂直の方向に対しては、大きな接続ガタを発生させやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記に鑑みて本発明の光レセプタクルは、フェルールの貫通孔に光ファイバを固定してなるファイバスタブの後端部をホルダに圧入固定し、上記ファイバスタブに接続されるプラグフェルールを保持するための割スリーブを上記先端部に覆い、上記割スリーブの外周をスリーブケースで保持するとともにスリーブケース後端部をホルダで保持してなる光レセプタクルであって、上記割スリーブのスリットを固定するスリット固定部をスリーブケース、又はホルダ、又はスタブ、又は割スリーブとスリーブケースの間に備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記スリット固定部の反対側に配したレバーをスリーブケースに備えた貫通口に配置し、光レセプタクルの外から上記レバーにより割スリーブを回転できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記スリット固定部が上記スリットを含む面に設けられて、上記割スリーブのスリットと勘合するようにしたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記の光レセプタクルにプラグフェルールを接続してなることを特徴とするものである。
【００１９】
また、上記の光レセプタクルに、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。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光レセプタクルによれば、ウイグル特性を大幅に改善することができる。
【００２１】
また同時に割スリーブの変形量を抑えることができ、割スリーブの割れを防ぎ、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図であり、フェルール２の貫通孔に光ファイバ３を固定してなる後端部１ｂをホルダ５に圧入固定するとともに先端部１ａに接続されるプラグフェルール１０を保持するための割スリーブ４を上記先端部１ａに保持し、上記割スリーブ４の外周をスリーブケース６で保持するとともにスリーブケース６のスリーブケース後端部６ｂをホルダ５で保持してなるものである。
【００２４】
ここで、本発明の光レセプタクル７は、割スリーブ４のスリット４ａを固定するスリット固定部８を有することを特徴とするものである。
【００２５】
スリット固定部８は、従来のコネクタ（不図示）に用いられる回転位置合わせのキーやキー溝とは異なったものであり、作用目的も従来のコネクタは単にフェルール貫通孔の偏心を考慮した挿入損失特性の安定に対するものであり、スリット固定部８は割スリーブ４の特性を十分に生かし、横荷重の影響による光ファイバ同士のＰＣ接合ずれを抑えるという全く違うのものである。
【００２６】
ＰＣ接合がずれた場合は、光学特性の重要な要素である挿入損失特性の悪化のみならず、接合面での反射が発生し反射減衰量も悪化してしまい、光レセプタクル７の機能を全く果たさなくなる。
【００２７】
図１のスリット固定部８は、スリーブケース６の一部となっており、スリーブケース６をホルダ５に固定する際に、スリット４ａの位置とスリット固定部８を合わせる必要がある。
【００２８】
また、スリット４ａは、割スリーブ４の弾性変形の長所を生かし、割スリーブ４４のスリット４４ａを含む面に対して、平行にかかる方向の荷重を矢印Ｐで示した（以下、単に荷重Ｐという）。
【００２９】
平行な荷重Ｐの方向に固定する必要がある。
【００３０】
本発明のスリット固定部８によって、割スリーブ４のスリット４ａの位置は固定され、プラグフェルール２１の挿抜によるスリット４ａの位置ズレが解消され、接続損失が小さく、バラツキも抑えることができる。
【００３１】
スリット固定部８はスリット４ａの幅より小さくする必要がある。スリット４ａの幅より大きい場合、割スリーブ４のスリット４ａの幅を広げることになり、割スリーブ４本来の機能を果たさなくなる。本来、割スリーブ４は、ファイバスタブ１やプラグフェルール２１の外径より小さい内径となっており、スリット４ａを形成することにより、弾性変形の機能を有する。この弾性変形によって、ファイバスタブ１とプラグフェルール２１は割スリーブ４の内径に沿って同軸上で保持されるため、挿入損失を小さく抑えることができる。
【００３２】
スリット固定部８の位置は、スリット４ａの位置がプラグフェルール２１の挿抜で動かなければ、ファイバスタブ１側でもプラグフェルール２１側でもどちらでも良い。
【００３３】
スリット固定部８を有することにより、スリット４ａは常に荷重Ｐの方向に固定されていることを前提に、プラグフェルール２１に荷重Ｐがかかった場合でも割スリーブ４の変形は非常に小さなものとなり、光ファイバ３とプラグフェルール２１の光ファイバ同士のＰＣ接合を保持し、接合面での反射、また接続損失の変動を抑制することができる。
【００３４】
また、スリット４４ａを含む面に対して垂直な荷重Ｖ（以下、単に荷重Ｖという）によって割スリーブ４が変形し、割れが生じることを有効に防止することができる。
【００３５】
このような光レセプタクル７に用いられるスリット固定部の形状としては、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、スリット４ａを固定すれば、形状はどれでも良い。
【００３６】
図２（ａ）は、ホルダ５がスリット固定部９を有する光レセプタクル７である。
【００３７】
スリット４ａの固定位置が予めわかっている場合、ホルダ５の設計時にスリット固定部９を設けることができ、割スリーブ４をファイバスタブ１に挿入するときの調整時間を削減できる。
【００３８】
図２（ｂ）は、ファイバスタブ１がスリット固定部１０を有する光レセプタクル７である。
【００３９】
ファイバスタブ１を構成するフェルール２は、セラミック材料を主とするため、スリット固定部１０は高精度に形成することができ、スリット４ａとのクリアランスを最小限まで小さくすることができる。
【００４０】
図２（ｃ）は、レバー１１ｂを有するスリット固定部１１を別体としたものである。
【００４１】
スリーブケース６にレバー１１ｂの可動を確保するため、貫通口６ａを設けている。
【００４２】
貫通口６ａはレバー１１ｂの可動範囲１２であり、レバー１１ｂは、可動範囲１２で任意に可動でき、スリット固定部１１がレバー１１ｂに連動することにより、スリット４ａの位置は任意に調整でき固定できる。
【００４３】
ここで、上記ファイバスタブ１を構成するフェルール２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、圧入によって固定する際に有利である。
【００４４】
上記フェルール２の加工方法としては、先ず、フェルール２を例えばジルコニアセラミックスから形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によってフェルール２となる円柱状もしくは直方体形状の成形体を得、その後、該成形体を１３００〜１５００℃で焼成し、所定の寸法に切削加工または研磨加工を施す。
【００４５】
なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。
【００４６】
先端部１ａは、光コネクタとの接続損失を低減させるため、曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面状に加工され、ファイバスタブ端面部１ｂはＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ３の端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【００４７】
さらに割スリーブ４はジルコニア、アルミナ、銅などの材料からなっている。主には耐摩耗性を考慮して、ジルコニアなどのセラミックス材料からなることが多い。
【００４８】
その加工方法としては、たとえばジルコニアなどのセラミックス材料により、形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によって割スリーブ４となる円筒状もしくは円柱状の成形体を得、その後、該成形体を１３００〜１５００℃で焼成し、所定の寸法に切削加工または研磨加工を施こす。
【００４９】
なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。
【００５０】
また、割スリーブ４の内径の表面荒さは挿入性を考慮して、算術平均粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下が望ましく、ファイバスタブ１の外径と割スリーブ４の内径公差は低い接続損失を得るため、±１μｍ以下が望ましく、割スリーブ４の内径寸法はファイバスタブ１を確実に保持するために、０．９８Ｎ以上の挿入力になるよう設計することが望ましい。
【００５１】
さらに、ホルダ５は、光モジュールとしてケーシング２４（図３参照）と溶接することが多いため、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。
【００５２】
さらにまた、スリーブケース６は、ステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニア、アルミナなどの幅広い材料が用いられる。スリーブケース６をホルダ５へ溶接固定する場合は、ＳＵＳ３０４などのステンレス材料が好ましく、半田固定の場合は、ホルダと同材質の金属が好ましい。
【実施例】
【００５３】
次いで、本発明の実施例を説明する。
【００５４】
本発明実施例として図１に示すＬＣ光レセプタクルを５個作製した。
【００５５】
ファイバスタブ１に用いたフェルール２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、切削加工を行って図1に示す形状の試料を得た。
【００５６】
こうして得られたフェルール２の貫通孔に光ファイバ３を挿入固定し、先端部１ａを曲率半径２０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨し、反対側の後端部１ｂは、ＬＤ等の光素子から出射された光が反射して光素子に戻る反射光を防止するため、８°の傾斜面に鏡面研磨を行い、ファイバスタブ１とした。
【００５７】
その後端部１ｂを金属製のホルダ５へ圧入固定し、割スリーブ４を挿入した。
【００５８】
次いで、スリット固定部８を有したスリーブケース６をスリット４ａの位置を合わせながらホルダ５へ圧入固定した。
【００５９】
また比較例として図３の、スリット固定部８がないスリーブケース６とホルダ５を圧入固定した光レセプタクルを５個作製した。
【００６０】
これら２種の光レセプタクル試料をトランシーバー組込状態と同じ状態にするため、平板の基板上に固定した。
【００６１】
このとき、２種の光レセプタクルともスリット４ａを基板側とした。
【００６２】
このような配置では、スリット４ａに対して荷重Ｖはかからず、荷重Ｐのみが掛かる。
【００６３】
そして、光レセプタクル試料のファイバスタブ先端部１ａから光コネクタ２３のプラグフェルール２１を挿入し、挿抜を１０回繰り返した後、そのプラグフェルール２１に光軸と垂直方向かつプラグフェルール２１及びプラグフェルール２１につながる光ファイバの自重が掛かる基板側に荷重をかけ、接続損失変動の測定を行った。
【００６４】
図４より、本発明の光レセプタクルに関して、荷重３Ｎまで接続損失変動を１ｄＢ以下を保持している。
【００６５】
一方従来例品では、接続損失変動が２Ｎを越えたあたりから急激に増加している。
【００６６】
本発明品に対しては、スリット固定部８があるため挿抜によってスリット４ａは変動せず、スリットに対して平行な荷重Ｐがかかる。
【００６７】
しかし、従来例品に対しては、挿抜によりスリット４ａはファイバスタブ１の回転軸方向に変動するため、次第にスリット４ａに対して平行な荷重Ｐよりも垂直な荷重Ｖの成分が多くなる。
【００６８】
このため、本発明品と従来例品とでは図４のように接続損失変動特性に差が出た。
【００６９】
尚、荷重方向が刻々と変わる場合は、スリット固定部８をレバーで動かすタイプが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のスリット固定部別の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】従来の光モジュールであり（ａ）は光モジュールの断面図、（ｂ）は光レセプタクルの拡大断面図である。
【図４】接続損失変動を示すグラフで（ａ）は本発明の実施例で（ｂ）は従来例である。
【符号の説明】
【００７１】
１：ファイバスタブ
１ａ：先端部
１ｂ：後端部
２：フェルール
３：光ファイバ
４：割スリーブ
４ａ：スリット
５：ホルダ
６：スリーブケース
６ａ：貫通口
６ｂ：スリーブケース後端部
７：光レセプタクル
８：スリット固定部
９：スリット固定部
１０：スリット固定部
１１：スリット固定部
１１ｂ：レバー
１２：可動範囲
２１：プラグフェルール
２２：ハウジング
２３：光コネクタ
３１：レンズ
３２：光素子
３３：ケーシング
４１：ファイバスタブ
４２：フェルール
４３：光ファイバ
４４：割スリーブ
４４ａ：スリット
４５：ホルダ
４６：スリーブケース
４７：光レセプタクル
４７ｂ：光コネクタ後端部
Ｐ：スリットを含む面に対して平行な荷重
Ｖ：スリットを含む面に対して垂直な荷重
【図１】
2005156969.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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