(57)【要約】【課題】光レセプタクルにおいて、短尺化を実現させ、かつプラグフェルールの傾きに対する接続損失を改善し、かつ接続損失の再現性が良好な光レセプタクルを提供する。【解決手段】フェルールの貫通孔に光ファイバを挿入固定したファイバスタブの後端部をホルダに固定し、ファイバスタブの先端面に接続されるプラグフェルールを保持するためのスリーブに、上記ファイバスタブの先端部を保持してなる光レセプタクルにおいて、スリーブの外周をファイバスタブの端面以下の位置まで、保持リングを有する光レセプタクルとする。【選択図】図１
2005017700.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有するファイバスタブの後端部をホルダに固定し、上記ファイバスタブの先端部にプラグフェルールを保持するスリーブを配設してなる光レセプタクルにおいて、上記ファイバスタブと上記スリーブが重なる外周側面に保持リングを配設したことを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
上記保持リングは弾性体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】
上記保持リングは上記ホルダに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光レセプタクル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用モジュール等に使用されるレセプタクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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ス内に収納し、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２に示すような光レセプタクル１２の端面９側に光素子２０を備えるとともに、端面８に光コネクタ（ＳＣコネクタ）のプラグフェルール１０を接続するものである。
【０００４】
上記光レセプタクル１２は、図２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２と、該フェルール２の貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ３を挿入固定して得られたファイバスタブ１の後端部１７をホルダ５に圧入により固定し、先端部１８をスリーブ４の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース６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】
近年、高密度実装の要求から光モジュールの小型化が求められており、光レセプタクルの全長も短くすることが求められている。そこで図３に示すように、フェルール２の貫通孔に光ファイバ３を挿入固定したファイバスタブ１、ファイバスタブ１の先端部１８に接続されるプラグフェルール１０を保持するためのスリーブ４、スリーブ４の後端部１７のＬ３の外周側面１９に圧入されたスリーブ４の自由な変形を拘束する把持リング１４からなる光レセプタクル１５が考案された。上記ファイバスタブ１を保持したスリーブ４の外周側面１９に把持リング１４を圧入し、スリーブ４の自由な変形を拘束することによって、ファイバスタブ１がスリーブ４に保持されている長さＬ２を短くしても十分なファイバスタブ１の保持力を得ている（特許文献２参照）。
【０００６】
又、図４に示すように、図３の把持リング１４にストッパ部１６を付ける事により、ファイバスタブ１の抜けを防止する構造のものも考案されている。
【０００７】
（特許文献３参照）
図４のように、上述の光レセプタクル１７を用いて光モジュールを構成する場合は、光レセプタクル１７のファイバスタブ１の後端部１７側に、光素子２０とレンズ２１を備えたケース２２を溶接により接合し、光レセプタクル１７のもう一方の端面８側よりスリーブ４内にプラグフェルール１０を挿入し、光ファイバ端面８を当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。
【０００８】
このときプラグフェルール１０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、それぞれの部品（スリーブ４、プラグフェルール１０等）は高精度に加工されており、スリーブ４によってファイバスタブ１及びプラグフェルール１０を安定且つ高精度に保持する構造となっている。
【０００９】
さらに、上記ファイバスタブ１における先端部１８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、後端部１７は、ＬＤ等の光素子２０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、光ファイバ３を挿通したフェルール２とともに４〜１０°程度に端面９が鏡面研磨されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−６６４６８号公報
【００１１】
【特許文献２】特開平１０−３３２９８８号公報
【００１２】
【特許文献３】特開２００３−４３３１３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示す従来の光レセプタクル１２の場合、小型化の要求に応えるため、スリーブ４の長さＬ１を短くし、ファイバスタブ１の先端部１８の寸法Ｌ２を短くする方法を適用した場合、スリーブ４とファイバスタブ１の保持強度が大きく減少するために、プラグフェルール１０をファイバスタブ１に接続した後、プラグフェルール１０が傾くような加重が掛かった場合に、スリーブ４が傾き、接続損失が生じてしまうという問題があった。
【００１４】
更に、図３や図４に示すような光レセプタクル１５、光レセプタクル１７の場合、把持リング１４がスリーブ４を同時圧入することでプラグフェルール１０をファイバスタブ１に接続した後、プラグフェルール１０が傾くような加重が掛かった場合でもスリーブ４の傾きが発生しにくいため、接続損失が生じないと考えられる。しかし、プラグフェルール１０の脱着の繰り返しや接続時に掛かり続けるプラグフェルール１０側のバネ圧により、ファイバスタブ１に対して加重が掛かるため、把持リング１４はファイバスタブ１とスリーブ４に対して十分な把持力と、ホルダ１３への十分な固定が必要である。そのため、スリーブ４が変形したり、プラグフェルール１０をスリーブ４に挿入、抜去した際のスリーブ４の変形が不均一となるので挿入力、抜去力が不安定となり、着脱再現性を重視する用途には不向きな構造であった。
【００１５】
又、スリーブ４は構造的に薄いため、強く圧入しすぎると割れや歪が発生する場合もあり、図３のように把持リング１４のようにストッパーの無い構造である場合においては特に、ファイバスタブ１の抜け防止のために圧入で強固に固定する把持力を十分に管理をする必要があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
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有するファイバスタブの後端部をホルダに固定し、上記ファイバスタブの先端部にプラグフェルールを保持するスリーブを配設してなる光レセプタクルにおいて、上記ファイバスタブと上記スリーブが重なる外周側面に保持リングを配設したことを特徴とするものである。
【００１７】
又、上記保持リングは弾性体であることを特徴とするものである。
【００１８】
又、上記保持リングは上記ホルダに固定されていることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明の光レセプタクル７の一実施形態を示す断面図であり、フェルール２に光ファイバ３を挿入固定してなるファイバスタブ１と、ファイバスタブ１の後端部１７を固定するホルダ５及びスリーブケース６と、ファイバスタブ１の先端部１８に接続されるプラグフェルール１０を保持するためのスリーブ４とからなり、該スリーブ４はファイバスタブ１の先端部１８に挿入保持されている。
【００２１】
ここで、上記スリーブ４のファイバスタブ１の相重なる外周側面１９に樹脂を充填することにより、保持リング１１を形成する。これにより、上記スリーブ４が傾くことが無く、かつ、弾性体であるため、スリーブ４が変形したり、傾いたりすることを低減する効果がある。
【００２２】
以下、スリーブ４の長さをＬ１、スリーブ４とファイバスタブ１の重なる長さをＬ２、ホルダ５とファイバスタブ１の重なる長さをＬ３、ファイバスタブ１と保持リング１１の重なる長さをＬ４として説明する。
【００２３】
スリーブ４の外周に寸法Ｌ４の範囲で保持リング１１を有することにより、ファイバスタブ１とスリーブ４の重なる寸法Ｌ２は、スリーブの長さ寸法Ｌ１に対して、１／２以下になっても急激にスリーブ４が変形したり、傾いたりすることはないが、１／３以上の長さであることが好ましい。
【００２４】
スリーブ４の材質としては弾性体であればよく、ステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチックなどの幅広い材料が用いられる。
【００２５】
保持リング１１は樹脂を充填する代わりに樹脂や金属の割スリットの入った弾性リングをホルダ５に嵌め込み、固定することで、スリーブ４の傾きを防止することも可能である。
【００２６】
又、スリーブケース６のホルダ挿入側に、スリットを入れる等して保持リング１１と一体化することも可能である。
【００２７】
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。
【００２８】
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。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。
【００２９】
ファイバスタブ１の先端部１８の端面８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、後端部１７の端面９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９で反射して光素子２０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。
【００３０】
さらにスリーブ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。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して形成する。
【００３１】
また、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、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。
【００３２】
ファイバスタブ１はプラグフェルール１０の脱着の繰り返しや、接続時に掛かり続けるプラグフェルール１０側のバネ圧により加重が掛かるため、十分な固定強度が必要である。このため、ファイバスタブ１はホルダ５に十分な圧入、又は接着、又は圧入と接着を併用する固定方法にすることで、これを達成することが出来る。
【００３３】
さらにホルダ５は光モジュールとしてケース２２（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。
【００３４】
さらにまた、スリーブケース６は耐摩耗性、溶接性を配慮する必要がないため、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。
【００３５】
本発明の光レセプタクル７では、スリーブ４を弾性体にて保持するため、極端な応力がかからず、傾くことが無いため、プラグフェルール１０をスリーブ４に挿入、抜去において、良好な着脱性を得ることが出来る。また短尺化のためにファイバスタブ１のスリーブ４への挿入長を短くすることも可能であり、ファイバスタブ１を直接ホルダ５に圧入や接着でしっかり固定することが出来るため、プラグフェルール１０脱着時などの押し込み加重でファイバスタブ１がずれることが無い。
【００３６】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。
【００３７】
先ず、本発明実施例として図１（ａ）に示す光レセプタクル７を作製した。なお光レセプタクル７に接続される光コネクタはＬＣコネクタとした。
【００３８】
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に示す形状のフェルール２を得た。
【００３９】
こうして得られたそれぞれのフェルール２の貫通孔に光ファイバ３を挿入固定し、先端部１８を曲率半径２０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨し、反対側の後端部１７は、ＬＤ等の光素子２０から出射された光が、光ファイバ３の先端部１８で反射して光素子２０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。
【００４０】
ファイバスタブ１の後端部１７はホルダ５へ圧入には圧力センサ付きハンドプレスにて、十分な加重を確認しつつ圧入した。このとき、このサンプルの固定位置付近での圧入強度は１５０Ｎ程度あった。従って、それ以下の加重であればファイバスタブ１が動くことが無いため、プラグフェルール１０のバネによる押し圧や、着脱時の衝撃に対して十分な強度があることが明白である。
【００４１】
その後、ジルコニアセラミックスからなる、フェルール２の外形に対して、１ｕｍ大きい精度を持つように内径を研磨した精密なスリーブ４を、ホルダ５に圧入固定されたファイバスタブ１へ挿入し、ホルダ５迄当て付けた。
【００４２】
この時、ファイバスタブ１の先端部１８とスリーブ４の相重なる寸法Ｌ２は、レセプタクルの短尺化のため、精密なスリーブ４の長さ寸法Ｌ１に対して１／３の位置になるように設計されている。そして、精密なスリーブ４とファイバスタブ１の相重なる位置の寸法Ｌ４の間で、樹脂を充填し、オーブンにて加熱硬化し、保持リング１１を形成した。最後にスリーブケース６をホルダ５に圧入することによって図１に示す様な光レセプタクル７を作製した。
【００４３】
次に比較例として、上記の様に作製した光レセプタクル７と上記の作製手順の内、樹脂の充填をせずに保持リング１１を形成せず、そのままスリーブケース６を圧入した図２に示す様な光レセプタクル１２を作製した。
【００４４】
ここで、図５（ｂ）の様に、この２つのレセプタクルに発光素子をつけてモジュール化した後、電源２６を駆動させ発光させる。そして、レセプタクルに対して、プラグフェルール１０を接続して光を導出した後、光出力測定器２５にて光出力を測定する。その後、プラグフェルール１０に横加重２７を加えて、傾きが発生したときの接続損失を光出力測定器２５により計測して算出し、測定比較した。
図５（ａ）に横加重対損失の比較グラフを示す。この結果より、保持リング１１によって傾きが制限されることにより、横加重２７に対して損失が抑えられることが明確となった。又、図１（ｂ）のスリーブ４が弾性変形する様にスリット２４の入った割スリーブ２３においても、保持リング１１をスリット２４の入った割スリーブ２３の弾性変形を大きく妨げることの無い弾性体にすることで、スリーブ２３に対して、大きな応力をかけたり、変形させることなく、プラグフェルール１０の斜めの傾きに対して効果を持たせることが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光レセプタクルによれば、フェルールの貫通孔に光ファイバを挿入固定したファイバスタブの後端部を寸法Ｌ３でホルダに固定し、ファイバスタブの先端部に接続されるプラグフェルールを保持するためのスリーブに、上記ファイバスタブを保持してなる光レセプタクルにおいて、スリーブの外周に寸法Ｌ４の範囲で保持リングを有することにより、ファイバスタブとスリーブの重なる寸法Ｌ２が、スリーブの長さ寸法Ｌ１に対して、１／２より短い構造になっても、スリーブが傾くことなく、プラグフェルールの傾き加重に対して強い構造とすることが出来るだけでなく、小型の光レセプタクルとすることが可能となる。
【００４６】
又、該保持リングは弾性体であるため、スリーブが弾性体であっても、その形状変化を大きく妨げることがなく、スリーブが変形してプラグフェルールを挿入、抜去した際に挿入力、抜去力が不安定となり、着脱性が悪くなるという問題が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図、（ｂ）は弾性変形する様にスリットの入った割スリーブの斜視図である。
【図２】従来の光モジュールを示す断面図である。
【図３】従来の光モジュールを示す断面図である。
【図４】従来の光モジュールを示す断面図である。
【図５】（ａ）は保持リング有、無での横方向加重に対する接続損失を示すグラフ、（ｂ）は横加重に対する接続損失の測定方法である。
【符号の説明】
１：ファイバスタブ
２：フェルール
３：光ファイバ
４：スリーブ
５：ホルダ
６：スリーブケース
７：光レセプタクル
８：端面
９：端面
１０：プラグフェルール
１１：保持リング
１２：光レセプタクル
１３：ホルダ
１４：把持リング
１５：光レセプタクル
１６：ストッパ部
１７：後端部
１８：先端部
１９：外周側部
２０：光素子
２１：レンズ
２２：ケース
２３：割スリーブ
２４：スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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