(57)【要約】  【課題】光通信用割スリーブにおいて、内周研磨加工及び外周研削加工時に生じた応力が、その後のスリット加工後及び使用中に緩和することにより、内径真円度が悪くなって、割スリーブによって接続したフェルール同士の接続損失が悪化するという問題がある。【解決手段】長手方向にスリット２２を有する光通信用割スリーブ１０であって、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリット２２の中心に対向する位置を中心に２７０度の範囲における内径真円度が３μｍ以下であり、かつ浸漬前のスリット２２の幅Ｗ１に対する浸漬後のスリット２２の幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ1）が１．１以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向にスリットを有する光通信用割スリーブであって、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリットに対向する位置を中心に２７０度の範囲における内径真円度が３μｍ以下であり、かつ浸漬前のスリットの幅に対する浸漬後のスリットの幅の比が１．１以下であることを特徴とする光通信用割スリーブ。
【請求項２】
８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリットに平行な方向の外径と、垂直な方向の外径の比で定義する扁平率が１．２以下であることを特徴とする請求項１に記載の光通信用割スリーブ。
【請求項３】
所定のセラミックス材料を円筒状に成形、焼成して焼結体を得、該焼結体の内周面を加工した後、８００〜１３００℃でアニール処理を施し、スリットを加工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の製造方法。
【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とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバ同士を接続する光コネクタの構造は、図２（ａ）に示すように光ファイバ２１を挿通したフェルール２０同士を割スリーブ１０の両端から挿入して突き合わせるようになっている。
【０００３】
この割スリーブ１０は、ジルコニア等のセラミックス、りん青銅等の金属及びプラスチックなどからなり、図２（ｂ）に示すように円筒体で長手方向にスリット２２が設けられ、その内周面はフェルール２０の外径よりわずかに小さく精密研磨されている。この割スリーブ１０にフェルール２０を挿入すると、割スリーブ１０が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ１０の内周面でフェルール２０を強固に保持することができるようになっており、このような構造によって、割スリーブ１０によって接続したフェルール２０同士の接続損失を小さくすることができる（特許文献１参照）。
【０００４】
この割スリーブ１０は、押出成形などの方法によって得た成形体を焼成して得られた円筒状の焼結体を加工することによって得られる。
【０００５】
この加工は、先ず、接続損失を小さくするために、円筒状の焼結体の内周面をホーニング加工またはピン研磨加工などの方法で精密に研磨加工して内径真円度を１μｍ以下とする。次に、外周面をセンタレス加工などの方法で研削加工し、外径を所定の寸法値とした後、スライシング加工などの方法でスリット加工し、スリット２２を設けるものである（引用文献２参照）。
【特許文献１】特開平２−２３１５４５号公報
【特許文献２】特開２００１−９１７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の割スリーブ１０は、内周研磨加工及び外周研削加工時に生じた応力が、その後のスリット加工で緩和することにより、外側に開くように変形するという問題があった。
【０００７】
このような変形が生じると、高精度な内周研磨加工によって得た内径真円度が悪くなり、割スリーブ１０によって接続したフェルール２０同士の接続損失が悪化するという問題を生じる。
【０００８】
また、この変形は、ジルコニアセラミックスからなる割スリーブ１０が使用中に長期間にわたって周囲温度の影響により、加工中に生じた応力の原因となる単斜晶が、相変態して再び正方晶に戻ることによって応力が緩和し、変形を生じるため、内径真円度が悪くなり、接続損失が悪化するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光通信用割スリーブは、長手方向にスリットを有する光通信用割スリーブであって、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリットの中心に対向する位置を中心に２７０度の範囲における内径真円度が３μｍ以下であり、かつ浸漬前のスリットの幅に対する浸漬後のスリットの幅の比が１．１以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の光通信用割スリーブは、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリットに平行な方向の外径と、垂直な方向の外径の比で定義する扁平率が１．２以下であることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の光通信用割スリーブの製造方法は、所定のセラミックス材料を円筒状に成形、焼成して焼結体を得、該焼結体の内周面を加工した後、８００〜１３００℃でアニール処理を施し、スリットを加工することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光通信用割スリーブによれば、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリットの中心に対向する位置を中心に２７０度の範囲における内径真円度が３μｍ以下であり、かつ浸漬前のスリットの幅に対する浸漬後のスリットの幅の比が１．１以下であることから、使用中に変形して内径真円度が悪くなることはなく、光コネクタ等として用いた場合に接続損失が悪化することを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の光通信用割スリーブによれば、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後、スリットに平行な方向の外径と、垂直な方向の外径の比で定義する扁平率が１．２以下であることから、割スリーブのスリットを含む全体にわたって変形のより小さなものとすることができるため、光コネクタ等として用いた場合に接続損失をより小さくすることができ
る。
【００１４】
さらに、本発明の光通信用スリーブの製造方法は、所定のセラミックス材料を円筒状に成形、焼成して焼結体を得、該焼結体の内周面を加工した後、８００〜１３００℃でアニール処理を施し、スリットを加工することから、８５℃の熱水中に２週間浸漬した後でも、スリットの中心に対向する位置を中心に２７０度の範囲における内径真円度を高いものとすることがきるとともに、スリットの幅も変形がなく光コネクタ等として用いた場合に接続損失が悪化することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１（ａ）は本発明の光通信用割スリーブ（以下、単に割スリーブと称す）１０の一実施形態を示す正面図である。
【００１７】
本発明の割スリーブ１０は、ジルコニア等のセラミックスからなり、長手方向に幅０．５ｍｍ程度のスリット２２を有するものであり、図２（ａ）に示すように光ファイバ２１を挿通したフェルール２０同士をこの割スリーブ１０の両端から挿入して突き合わせるようになっている。割スリーブ１０の内周面はフェルール２０の外径よりわずかに小さく精密研磨されており、この割スリーブ１０にフェルール２０を挿入すると、割スリーブ１０が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ１０の内周面でフェルール２０を強固に保持することができる。
【００１８】
なお、図１（ａ）の割スリーブ１０は熱水に浸漬する前の状態を示す。
【００１９】
ここで、本発明の割スリーブ１０は、浸漬前において図１（ａ）に示すような割スリーブ１０を、８５℃の熱水中に２週間（＝３３６時間）浸漬するエージング試験の後の割スリーブ１０が、図１（ｂ）に示すように、スリット２２の中心に対向する位置Ａを中心に２７０度の範囲における内径真円度が３μｍ以下であり、かつかつ浸漬前のスリット２２の幅Ｗ１に対する浸漬後のスリット２２の幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が１．１以下であることが重要である。
【００２０】
これは、割スリーブ１０の加工において、内周面を加工する内径研磨加工及び外周面を加工する外周研削加工時に割スリーブ１０にこれら加工によって残留応力が生じる。この応力はその後のスリット加工で一端が解放されることにより、一部が緩和し、図１（ｂ）に示すように外側に開くように変形する。ただし、この段階においては、接続損失を小さくするために、内周部をホーニング加工またはピン研磨加工などの方法で精密に研磨加工しているため、変形しても内径真円度が１μｍ以下となっている。
【００２１】
以上のように作製した割スリーブ１０は、使用中に残りの応力が徐々に緩和し、変形して内径真円度が悪くなる。
【００２２】
そのため、エージング試験後の内径真円度を３μｍ以下とすることで、使用中に残りの応力が徐々に緩和することがなくなり、変形により内径真円度が悪くなって、接続損失が悪化することを防ぐことができる。一方、内径真円度が３μｍを超えると、使用中に残りの応力が徐々に緩和して、変形により内径真円度が悪くなるため、接続損失の悪化が顕著になる。
【００２３】
また、図１（ａ）に示すようにエージング試験前のスリット２２の幅をＷ１とし、図１（ｂ）に示すようにエージング試験後のスリット２２の幅をＷ２とした際、比Ｗ２／Ｗ１を計算する。このＷ２／Ｗ１により、内径真円度同様、エージング試験後の応力の緩和による割スリーブ１０の変形の大きさを知ることができる。
【００２４】
このＷ２／Ｗ１が大きいほど割スリーブ１０の変形が大きいため、割スリーブ１０によって接続したフェルール２０同士の接続損失が悪化するという問題を生じる。本発明において、エージング試験前のスリット２２の幅Ｗ１とエージング後のスリット２２の幅Ｗ２の変化率Ｗ２／Ｗ１が１．１以下としたのは、Ｗ２／Ｗ１が１．１を超えるとフェルール２０の保持が弱くなり、接続損失が悪くなるためである。
【００２５】
また、割スリーブ１０の内径真円度の測定範囲は、スリット２２のうち外周面側のスリット２２の中心位置に対向する位置Ａを中心に２７０度とすることで、内径真円度を正確に測定することができる。これは、接続損失の低減に必要な内径の真円性において、スリット２２周辺の範囲はほとんど影響しないため、この範囲を除外した割スリーブ１０の内径真円度を求めることで、割スリーブ１０を光コネクタ等に用いた際の接続損失を左右する値を規定することができる。
【００２６】
なお、上記内径真円度は、真円度測定機によって測定した後、除外する範囲を指定して計算する。また、スリット２２の幅Ｗ１、Ｗ２は、工場顕微鏡で測定したものであり、割スリーブ１０の最外周における幅を測定する。
【００２７】
さらに、上述と同様なエージング試験後の割スリーブ１０が、スリット２２に平行な方向の外径Ｄ１と、垂直な方向の外径Ｄ２の比で定義する扁平率が１．２以下であることが好ましい。
【００２８】
これにより、割スリーブ１０のスリット２２を含む全体にわたって変形のより小さなものとすることができるため、光コネクタ等として用いた場合に接続損失をより小さくすることができる。エージング試験後には加工中に生じた応力の緩和により、内径が開くように変形するため、スリット２２に平行な方向の外径Ｄ１がその垂直な方向の外径Ｄ２に対して大きくなりやすく、扁平率が１より大きくなる。この扁平率が大きいほど割スリーブ１０の変形が大きいため、割スリーブ１０によって接続したフェルール２０同士の接続損失が悪化するが、扁平率を１．２以下とすることで、フェルール２０を均一に保持でき、接続損失をより小さくすることができる。
【００２９】
なお、上記扁平率は、エージング試験後の割スリーブ１０のスリット２２の開口面に平行な方向の外径Ｄ１と、垂直な方向の外径Ｄ２を工場顕微鏡によって測定し、その比（Ｄ１／Ｄ２）で定義したものである。
【００３０】
ここで、割スリーブ１０を８５℃の熱水中に２週間（＝３３６時間）浸漬するエージング試験の前後で比較したのは、テルコーディア規格にジルコニアフェルールのエージング試験として規定され、光コネクタ部品のエージング条件として一般的であることによる。また、８５℃の熱水中に２週間（＝３３６時間）浸漬することで、割スリーブ１０を形成するジルコニアセラミックスのうち、加工中に生じた応力の原因となる単斜晶が、相変態して再び正方晶に戻る変化が完了するため、長期間の使用において変形のない割スリーブ１０とすることができるためである。
【００３１】
さらに、上記エージング試験前後の内径寸法の変化率が１０３．３％以下、割り荷重が２０Ｎ以上であることが好ましく、内径寸法変化率を１０３．３％以下とすることで、フェルール２０を均一に保持でき、接続損失をより小さくすることができる。また、割り荷重を２０Ｎ以上とすることで、変形による強度劣化が生じていないので、スリット２２を含む全体にわたって変形のより小さなものとすることができ、フェルール２０を均一に保持して、接続損失をより小さくすることができる。
【００３２】
なお、上記内径寸法は、スリット２２の幅Ｗ１、Ｗ２と同様、エージング試験前後のスリット２２近傍の内径を工場顕微鏡で測定し、エージング試験前の内径を１００％に対し、エージング試験後の内径がいくらかを算出したものである。また、割り荷重は、割スリーブ１０の一端を保持し、他端より割スリーブ１０の内径より０．００５ｍｍ大きい外径を有するピンゲージを割スリーブ１０の長手方向の半分の位置まで挿入し、ピンゲージの長手方向に対して垂直に荷重を印加し、割スリーブ１０のスリット２２から破壊する際の荷重をロードセルによって測定したものであり、加工によって生じた応力の原因となる単斜晶によって劣化した強度を評価できる。
【００３３】
次に本発明の割スリーブ１０について製造方法を説明する。
【００３４】
例えば、ジルコニアセラミックスからなる割スリーブ１０を作製する際について説明する。先ず、主成分としてジルコニアに、イットリア、アルミナ等を添加、混合して原料粉末を得、該原料粉末を押出成形、プレス成形、射出成形等により予め円筒状に成形して成形体を得る。
【００３５】
次に、成形体を焼成温度１３５０〜１４５０℃で焼成して焼結体を作製する。
【００３６】
次いで、焼結体の内周面をダイヤモンド砥石を用いたホーニング加工、ダイヤモンド砥粒を用いたピン研磨などの方法で所定の内径寸法になるように精密に研磨加工を行う。
【００３７】
この時の内径真円度は、接続損失を小さくするために、１μｍ以下程度とする。
【００３８】
さらに、外周面をダイヤモンド砥石を用いたセンタレス加工などの方法で所定の外径寸法になるように研削加工を行う。この研削加工によって割スリーブ１０に生じる応力が最も大きい。これは使用するダイヤモンド砥石の粒度が最も粗いため、応力の原因となる単斜晶量が多く発生するためである。したがって使用するダイヤモンド砥石の粒度をできるだけ大きくすることが望ましく、＃４００以上で研削するか、＃２００で粗研削した後、＃４００以上で仕上げるのが良い。また加工後の外周の単斜晶量ができるだけ小さい方が望ましく、ＸＲＤ分析による測定値が０．５％以下とするのが良い。
【００３９】
次いで、本発明の割スリーブの製造方法で重要となるアニール処理を行う。アニール処理は、焼成炉を用いて８００〜１３００℃の温度に行う。
【００４０】
最後に、アニール処理を施した焼結体の長手方向に、ダイヤモンド砥石を用いたスライシング加工などの方法で所定のスリット幅になるようにスリット加工を行い上述のような割スリーブ１０を得ることができる。
【００４１】
ここで、本発明では上記アニール処理を施すことが重要となり、これにより、スリット加工を施す前に、予め焼結体に存在する内周研磨加工及び外周研削加工時に生じた応力を緩和させ、スリット加工後に割スリーブ１０が変形したり、使用中に応力が徐々に緩和して割スリーブ１０が変形することを防ぐことができるものである。
【００４２】
ここでアニール処理の温度を８００〜１３００℃の範囲としたのは、８００℃未満では応力の緩和が十分ではないためである。すなわち研削加工などによって生じた応力の原因となる単斜晶が、相変態して再び正方晶に戻るのに最低でも８００℃以上の温度が必要であると考えられる。また１３００℃を超えると元の焼成温度に近くなり、焼結が進行して結晶粒径などが変化するためである。
【実施例】
【００４３】
以下本発明の実施例を説明する。
【００４４】
まず、ジルコニアを主成分とし、イットリア、アルミナ等を含有した原料粉末に押出成形に必要なバインダーとして結合剤、潤滑剤、可塑剤をそれぞれ混合した材料を押出成形し、円筒状の成形体を得た。
【００４５】
そして、この成形体を焼成炉で焼成温度１３５０〜１４５０℃の条件で焼成し、円筒状の焼結体を得た。
【００４６】
次に、この焼結体をダイヤモンド砥粒を用いたピン研磨加工で内径が約φ２．５ｍｍとなるように内周研磨し、さらにダイヤモンド砥石を用いたセンタレス加工で外径が約φ３．２ｍｍとなるように外周研削した。
【００４７】
そして、この円筒焼結体を焼成炉を用いて７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１２００℃、１３００℃、１４００℃の温度で２時間アニール処理した。
【００４８】
また、比較例としてアニール処理を行わない試料を準備した。
【００４９】
各円筒焼結体の長手方向にダイヤモンド砥石を用いたスライシング加工で幅が約０．５ｍｍのスリットを設け、割スリーブの試料を得た。
【００５０】
次に、各試料の内径真円度を真円度測定機にて測定した。測定範囲はスリットの中心に対向する位置を中心に２７０度の範囲で測定した。また、スリットの幅Ｗ１を工場顕微鏡にて測定し、光学測定機にてフェルールと接続した時の接続損失を測定した。
【００５１】
そして、各試料を８５℃の水中に２週間浸漬するエージング試験をした。エージング試験後の試料についても同様に内径真円度、スリットの幅Ｗ２、接続損失を測定して、エージング試験前後の各測定値の変化を調査した。また、スリットに平行な方向の外径Ｄ１と、垂直な方向の外径Ｄ２を工場顕微鏡によって測定し、その比（Ｄ１／Ｄ２）である扁平率を算出した。
【００５２】
結果を表１に示す。
【表１】
2005274606.tif 000003
【００５３】
表１から明らかなように、エージング試験後のスリットの中心に対向する位置を中心に２７０度の範囲における内径真円度が３μｍ以下、かつ浸漬後のスリットの幅が浸漬前のスリットの幅に対し１．１以下である試料（Ｎｏ．２〜９）は、接続損失が０．２３ｄＢ以下と小さくできることが判った。
【００５４】
特に、扁平率が１．２以下の試料（Ｎｏ．２、３、４、６、８）は、接続損失が０．１８ｄＢ以下とより小さくできることが判った。
【００５５】
これに対し、エージング試験後の内径真円度が３．１μｍ以上、かつ浸漬後のスリットの幅が浸漬前のスリットの幅に対し１．１５４以上である試料（Ｎｏ．１、１０）は、接続損失が０．５２ｄＢ、０．６４ｄＢと非常に大きくなることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は本発明の光通信用割スリーブのエージング試験前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の光通信用割スリーブのエージング試験後の正面図である。
【図２】（ａ）は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り、（ｂ）は光通信用割スリーブを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０：割スリーブ
２０：フェルール
２１：光ファイバ
２２：スリット
【図１】
2005274606.tif 000004
【図２】
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