(57)【要約】【課題】研削加工によって割スリーブの強度が劣化するとともに、該研削加工で生じた傷に応力が集中し、割スリーブに破壊が生じる可能性が高まっていた。【解決手段】軸方向にスリット１２を有し、貫通孔１１内にフェルールが挿入されるセラミックス製の筒状体１０からなる割スリーブであって、筒状体１０は、その外周面１４が焼肌面であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向にスリットを有し、貫通孔内にフェルールが挿入されるセラミックス製の筒状体からなる割スリーブであって、
前記筒状体は、その外周面が焼肌面であることを特徴とする割スリーブ。
【請求項２】
前記焼肌面の表面粗さＲａが０．０１〜０．２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の割スリーブ。
【請求項３】
前記筒状体は、前記貫通孔を挟んで前記スリットと対向するスリット対向部の厚みが他の部分に比し、厚いことを特徴とする請求項１または２に記載の割スリーブ。
【請求項４】
前記焼肌面上に金属層をさらに設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の割スリーブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の割スリーブと、
一端部が前記割スリーブの一端側の貫通孔内で保持され、前記割スリーブの他端側から挿入されるプラグフェルールと光学的に結合される光ファイバを有するファイバスタブと、
該ファイバスタブの他端部を保持したホルダと、を備えた光レセプタクル。
【請求項６】
両側から光コネクタのフェルールが挿入されて、該フェルールの先端面同士が内部で当接する請求項１〜４のいずれかに記載の割スリーブと、
該割スリーブを収納するスリーブ収納部を有しており、該スリーブ収納部に連通し、かつ前記フェルールが挿入される２つの開口孔部をする筐体と、を備えた光アダプタ。
【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割スリーブならびにこれを用いた光レセプタクル及び光アダプタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ同士を接続する光コネクタの構造は、図６に示すように光ファイバ１０２を挿通した一対のフェルール１０１同士を割スリーブ１０３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１０３は、図７に示すように、アルミナ等のセラミックス、りん青銅等の金属等からなり、筒状体で長手方向にスリット１０３ａが設けられ、その内周面１０３ｂはフェルール１０１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１０３にフェルール１０１を挿入すると、割スリーブ１０３が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ１０３の内周面１０３ｂでフェルール１０１を強固に保持することが出来るようになっている。
【０００４】
一方、割スリーブ１０３の外周面１０３ｃは、フェルール１０１同士を精密に突き合わせる必要がある内周面に対して、高い精度を必要としないため、比較的粗面な研削加工が成されている。また、外周面１０３ｃが研削加工されている理由としては、セラミックスの成形時において、成形体の肉厚が薄いと、成形体に反りが生じていた。それ故、成形体は、完成品の割スリーブの肉厚よりも厚く作製し、焼結後に外周面を研削加工する必要があった（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】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】
【０００５】
割スリーブ１０３は、フェルール１０１を割スリーブ１０３の貫通孔に対して斜めに挿入したり、フェルール１０１を挿入した後に抉った場合、割スリーブ１０３の内周側に引張応力が発生し、破壊が生じる可能性がある。また、割スリーブ１０３を外側から圧縮した場合は、割スリーブ１０３の外周側に引張応力が発生し、同様に、破壊が生じる場合がある。これは、割スリーブ１０３の外周面に研削加工が成されているため、割スリーブ１０３の強度が劣化するとともに、該研削加工によって生じた傷に応力が集中した結果、生じるものである。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で割スリーブの強度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の割スリーブは、軸方向にスリットを有し、貫通孔内にフェルールが挿入されるセラミックス製の筒状体からなる割スリーブであって、前記筒状体は、その外周面が焼肌面であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の割スリーブは、前記焼肌面の表面粗さＲａが０．０１〜０．２μｍであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の割スリーブは、前記貫通孔を挟んで前記スリットと対向するスリット対向部の厚みが他の部分に比し、厚いことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の割スリーブは、前記焼肌面上に金属層をさらに設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の光レセプタクルは、本発明の割スリーブと、一端部が前記割スリーブの一端側の貫通孔内で保持され、前記割スリーブの他端側から挿入されるプラグフェルールと光学的に結合される光ファイバを有するファイバスタブと、該ファイバスタブの他端部を保持したホルダと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光アダプタは、両側から光コネクタのフェルールが挿入されて、該フェルールの先端面同士が内部で当接する本発明の割スリーブと、該割スリーブを収納するスリーブ収納部を有しており、該スリーブ収納部に連通し、かつ前記フェルールが挿入される２つの開口孔部をする筐体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の割スリーブによれば、セラミックス製の筒状体（基体）の外周面を焼肌面とすることによって、従来よりも強度を高くすることができる。すなわち、本発明では、研削加工を施していないため、研削による傷や欠陥が発生しない。そのため、本発明では、上述した傷や欠陥における応力集中を抑制することができ、かつ研削面に比べて表面粗さを小さくできることから、特に、外側からの圧縮強度を高めることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記焼肌面の表面粗さＲａを０．０１〜０．２μｍとすれば、焼肌面上の凹凸部の境界部における応力集中をより低減できるため、割スリーブの強度をさらに高めることができる。
【００１５】
また、本発明において、割スリーブを構成する筒状体の貫通孔を挟んでスリットと対向するスリット対向部の厚みを他の部分に比し、厚くすることによって、割スリーブに荷重がかかった時に最大引張応力が発生するスリット対向部の強度を高くできるため、割れ等の破損を抑制することができる。
【００１６】
さらに、割スリーブの焼肌面上に金属層を設ければ、焼肌面の微小な傷を封鎖することができるため、より圧縮強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態に係る割スリーブＸ１を示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は端面図である。
【００１９】
割スリーブＸ１は、軸方向に貫通孔１１と連通し、一端から他端まで延びるスリット１２を有する筒状体１０を成している。この筒状体１０は、内周面１３と外周面１４とを有する。また、以下の実施形態の説明においては、フェルール（図示なし）が挿入される貫通孔１１１を挟んでスリット１２と対向する部位をスリット対向部１５とする。
【００２０】
割スリーブＸ１を構成する筒状体１０は、セラミックスで形成されている。このようなセラミックスとしては、アルミナセラミックスまたはジルコニアセラミックスが、耐摩耗性および精密加工の容易性という観点から好適である。特に、ジルコニアセラミックスは、適度に弾性変形するという点でより好適である。ジルコニアセラミックスで構成する場合は、ＺｒＯ2を主成分とし、Ｙ2Ｏ3、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3を安定化剤として少なくとも一種含み、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とするのがよい。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、フェルールが多数回挿抜されても、破損が生じにくい。
【００２１】
割スリーブＸ１では、外周面１４が焼肌面で構成されている。焼肌面とは、セラミックス成形体を焼成した後に作製される焼結体を、研削または研磨等の仕上げ加工を施さない面を指す。すなわち、このような焼肌面は、結晶粒径（０．３μｍ以下）程度の微小な凹凸を有している。
【００２２】
このように、割スリーブＸ１では、外周面１４が焼肌面で構成されているため、研削による傷や欠陥が発生しない。そのため、割スリーブＸ１では、上述した傷や欠陥における応力集中を抑制することができ、かつ研削面に比べて表面粗さを小さくできることから、特に、外側からの圧縮強度を高めることができる。
【００２３】
一方で、割スリーブＸ１の内周面１３は、挿入されるフェルール同士を精密に突き合わせる必要があるため、精密な研磨加工仕上げが施される。これに対し、外周面１４は、高い精度を必要としないため、従来は成形体の寸法精度を考慮して研削加工仕上げとしていたが、加工面の表面粗さが大きく、また加工によって傷などの欠陥を生じるため、強度が低くなる可能性があった。特に、割スリーブ外側から圧縮した場合は、割スリーブの外周側に引張応力が発生し、最大引張応力がかかるスリット対向部で割れが生じやすかった。
【００２４】
次に、割スリーブＸ１の製造方法について説明する。まず、ジルコニアセラミックス原料を用い、射出成形、プレス成形、または押出成形等の所定の成形法によって円筒状の成形体を作製し、その成形体を１３００〜１４００℃で焼成して磁器とする。次に所定の寸法になるように加工を行う。最初に内周部をダイヤモンド砥粒が被着された研磨ピン等を用いて研磨加工する。最後に、スリット１２を円盤状ダイヤ砥石等が装着されたダイシング加工機を用いて形成する。
【００２５】
また、割スリーブＸ１において、焼肌面（外周面１４）の表面粗さＲａを０．０１〜０．２μｍの範囲とすれば、焼肌面上の凹凸部の境界部における応力集中をより低減できるため、割スリーブの強度をさらに高めることができる。これは、表面粗さＲａが０．２μｍを超えると、上記境界部において応力が集中しやすくなるからである。このような表面粗さとなるように割スリーブを形成するためには、たとえば成形、乾燥及び焼成の各工程において、外周面に触れる設備や治具などの表面粗さを小さくし、滑りを良くすることで実現できる。また焼成温度が高くなると結晶が成長し、結晶粒径が大きくなることにより、表面粗さが増大するため、焼成温度は１４００℃以下とするのが好ましい。割スリーブＸ１では、成形体のときの形状を維持するために、原料のセラミック粉末とバインダとの混練原料に対し、バインダの量を１重量％まで少なくすることによって、成形体の保形性を確保することができる。また、たとえばジルコニアセラミックスを原料とした場合は、結合剤として、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、またはポリビニルアルコール、もしくはこれらの混合物から選択し、可塑剤として、水や界面活性剤を選択してなるバインダを利用すれば、結合剤よりも可塑剤の添加量を小さくすることができるため、成形体の保形性をより向上させることができることから、完成品である割スリーブＸ１と同等の肉厚で成形体を作製できる。
【００２６】
表面粗さＲａは、たとえば東京精密社製の表面粗さ測定機であるサーフコム（登録商標）を用いて測定する。以下に、割スリーブの外周面１４の測定方法の一例を示す。まず、測定を行う割スリーブＸ１をＸＹＺ方向の微調整が可能なＶ溝基板等に固定する。この測定においては、測定機の触針を割スリーブＸ１の外周面１４に接触させて、軸方向にトレースして行うので、そのトレース面が３次元的に直線となるよう、Ｖ溝基板の位置を微調整する。その後、外周面１４に測定機の触針を接触させ、表面粗さの測定を行う。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について図２を参照しつつ説明する。
【００２８】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る割スリーブＸ２を示す端面図である。割スリーブＸ２は、スリット対向部１５の厚みが、他の部分（スリット対向部を除く部位の筒状体の厚み）に比べて、厚い点で割スリーブＸ１と相違する。このような割スリーブＸ２では、割スリーブＸ２に荷重がかかった時に最も引張応力が発生するスリット対向部１５の強度を高めることができ、割れを防ぐことができる。このような割スリーブＸ２は、内径を偏心させた金型を用いて成形し、その肉薄の場所にスリット１２を施すことで製作できる。なお、スリット対向部１５とは、他の部分に比べて最も肉厚が厚い部分であり、その幅は円周方向の長さがスリットの幅と略同一、もしくはスリットの幅よりも小さい範囲であり、その肉厚は肉厚が最も小さいスリット近傍部に比べて１．１〜１．８倍とする。
【００２９】
次に、本発明の第３の実施形態について図３を参照しつつ説明する。
【００３０】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る割スリーブＸ３を示す端面図である。割スリーブＸ３は、焼肌面である外周面１４上に金属層１６を設けている点で割スリーブＸ３と相違する。このような割スリーブＸ３は、焼肌面が金属層１６で覆われているため、焼肌面上に存在する微小傷を封鎖することができ、より強度を高めることが可能となる。この金属層１６は、たとえばＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどの金属を蒸着または、めっきによって焼肌面に施すことができる。特に、割スリーブＸ３では、焼肌面上に存在する微小な凹凸に金属層が入りこむことによるアンカー効果によって、金属層１６の密着性を極めて高くすることができる。
【００３１】
次に、本発明の割スリーブを用いたレセプタクルについて図４を参照しつつ説明する。
【００３２】
本発明の一実施形態である光レセプタクルＹは、フェルール２１の貫通孔に光ファイバ２２を固定したファイバスタブ２０と、ファイバスタブ２０の一端部が一方の開放端部から挿入されるとともに、他方の開放端部からプラグフェルール（図示なし）の先端側を挿入してファイバスタブ２０の先端面に当接させるとともに、前記プラグフェルールおよびファイバスタブ２０を把持するための割スリーブＸ１と、割スリーブＸ１を保護するためのシェル２３と、ファイバスタブ２０の他端部を保持するためのホルダ２４と、を備えている。このような光レセプタクルＹは、割スリーブＸ１の強度が高まっているため、プラグフェルールの挿抜によって荷重がかかっても、割スリーブの破損を低減することができる。
【００３３】
フェルール２１は、光ファイバ２２を保護するとともに、割スリーブＸ１と協働してファイバスタブ２０の中心軸とプラグフェルール（図示なし）の中心軸とを一致させるための部材であり、たとえば円筒状を成している。フェルール２１を構成する材料としては、たとえば酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマーなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス（ジルコニアを主成分とするセラミックス）が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を主成分とし、Ｙ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス（正方晶の結晶が主体）が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
【００３４】
光ファイバ２２は、光を伝播するためのものである。光ファイバ２２としては、石英系光ファイバ、プラスチック系光ファイバおよび多成分ガラス系光ファイバなどが挙げられる。
【００３５】
シェル２３およびホルダ２４は光モジュールとして光素子等を収納するケース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が用いられるが、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。
【００３６】
次に、本発明の割スリーブＸ１を用いた光アダプタＺについて図５を参照しつつ説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る光アダプタＺの断面図である。光アダプタＺは、両側からそれぞれ光コネクタ用のフェルール２１が挿入されて、該フェルール２１の先端面同士を内部で当接させる本発明の割スリーブＸ１と、一対のフェルール２１が挿入される開口部３１ａ、３１ｂを有し、かつ該開口部３１ａ、３１ｂに連通する割スリーブ収納部３１ｃを有する筺体３１と、を備えてなる。
【００３７】
筐体３１は、光コネクタ用のフェルール２１が挿入可能な開口部３１ａと開口部３１ｂとが一直線上に形成されるとともに、開口部３１ａと開口部３１ｂとの間に割スリーブＸ１が収容されるスリーブ収容部３１ｃ形成されている。この筺体３１は、たとえば２分割構造となっており、各分割部はたとえばステンレス鋼により一体成形されている。筐体３１の中央部に形成されたスリーブ収納部３１ｃには、割スリーブＸ１が周方向に回転可能に収納されている。
【００３８】
そして、この光アダプタＺは、一対のフェルール（不図示）が両開口部３１ａ、３１ｂからそれぞれ挿入され、そのフェルール２１の先端面同士が割スリーブＸ１の略中央部で当接することにより、各フェルール２１の内部に保持されている光ファイバ２２同士を光学的に結合する機能を有している。このように、光アダプタＺは、本発明の第１の実施形態に係る割スリーブＸ１を備えているため、割スリーブＸ１に挿入された一対のフェルール２１同士の相対的な位置ずれを低減することができるため、各フェルール２１の内部に保持されている光ファイバ２２間における接続損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る割スリーブを示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は端面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る割スリーブを示す端面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る割スリーブを示す端面図である。
【図４】本発明の割スリーブを用いた光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の割スリーブを用いた光アダプタの一実施形態を示す断面図である。
【図６】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る。
【図７】従来の割スリーブを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｘ１〜Ｘ３：割スリーブ
Ｙ：光レセプタクル
Ｚ：光アダプタ
１０：筒状体
１１：貫通孔
１２：スリット
１３：内周部
１４：外周部
１５：スリット対向部
１６：金属層
２０：ファイバスタブ
２１：フェルール
２２：光ファイバ
２３：シェル
２４：ホルダ
３１：筐体
３１ａ、３１ｂ：開口部
３１ｃ：割スリーブ収納部
【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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【図６】
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【図７】
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