JP2003004978A - 光ファイバ用フェルール及びその製造方法 - Google Patents
光ファイバ用フェルール及びその製造方法Info
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- JP2003004978A JP2003004978A JP2001193739A JP2001193739A JP2003004978A JP 2003004978 A JP2003004978 A JP 2003004978A JP 2001193739 A JP2001193739 A JP 2001193739A JP 2001193739 A JP2001193739 A JP 2001193739A JP 2003004978 A JP2003004978 A JP 2003004978A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- insertion hole
- ferrule
- wall
- grooves
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い固定強度を有する光ファイバ用フェルール
を提供する。 【解決手段】光ファイバの挿入孔２を有するフェルール
１であって、前記挿入孔２の内壁に複数の溝３を網目状
に形成する。
を提供する。 【解決手段】光ファイバの挿入孔２を有するフェルール
１であって、前記挿入孔２の内壁に複数の溝３を網目状
に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の光ファイバ
の先端部を挿着するために用いられる光ファイバ用フェ
ルール及びその製造方法に関する。
の先端部を挿着するために用いられる光ファイバ用フェ
ルール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】近年、情報伝達量及び速度の点から高速・
大容量通信手段として光ファイバを用いた光信号による
情報通信が広く行われつつある。これら情報伝達は、通
信網としての整備から情報機器間データ移送まで幅広い
応用展開が見込まれている。
大容量通信手段として光ファイバを用いた光信号による
情報通信が広く行われつつある。これら情報伝達は、通
信網としての整備から情報機器間データ移送まで幅広い
応用展開が見込まれている。
【０００３】これらの光ファイバを用いた情報伝達で
は、光ファイバ用フェルールに挿通保持された光ファイ
バの端面同士を接続する光コネクタが使用される。
は、光ファイバ用フェルールに挿通保持された光ファイ
バの端面同士を接続する光コネクタが使用される。
【０００４】かかる光ファイバ用フェルールは、その軸
方向に光ファイバ心線及び前記光ファイバ心線を被覆層
で覆った光ファイバを挿通する挿入孔が形成され略円筒
形状を有している。
方向に光ファイバ心線及び前記光ファイバ心線を被覆層
で覆った光ファイバを挿通する挿入孔が形成され略円筒
形状を有している。
【０００５】また、前記細孔の内径は０．１２６ｍｍ程
度とされており、この光ファイバ用フェルールは、いず
れも細径の光ファイバを保持、接続する目的から、サブ
ミクロンの非常に高い寸法精度が要求されるが、今後は
更に小型化していくと考えられ、より高精度が求められ
る。
度とされており、この光ファイバ用フェルールは、いず
れも細径の光ファイバを保持、接続する目的から、サブ
ミクロンの非常に高い寸法精度が要求されるが、今後は
更に小型化していくと考えられ、より高精度が求められ
る。
【０００６】さらに、複数本の光ファイバからなる多心
ファイバを挿入保持する多心フェルールは、一度に多量
の情報を交換する接続器などに用いられ、横一列に多数
の光ファイバを挿通する複数の挿入孔を有した構造や、
より一層の小型化のため、複数の行列に光ファイバを挿
入した構造の多心フェルールが提案されている。
ファイバを挿入保持する多心フェルールは、一度に多量
の情報を交換する接続器などに用いられ、横一列に多数
の光ファイバを挿通する複数の挿入孔を有した構造や、
より一層の小型化のため、複数の行列に光ファイバを挿
入した構造の多心フェルールが提案されている。
【０００７】これらの光ファイバ用フェルールや多心フ
ェルールの挿入孔に、光ファイバ心線を保持するには、
挿入孔の内壁と光ファイバとの間に間隙を設け、接着剤
を充填して行うか、もしくは挿入孔と光ファイバとの間
に接着剤を充填して行われ、光ファイバを強固に固定す
るため、挿入孔の内壁に凹凸を形成することが本願出願
人より提案されている（特開平７−２３９４２５号公報
参照）。
ェルールの挿入孔に、光ファイバ心線を保持するには、
挿入孔の内壁と光ファイバとの間に間隙を設け、接着剤
を充填して行うか、もしくは挿入孔と光ファイバとの間
に接着剤を充填して行われ、光ファイバを強固に固定す
るため、挿入孔の内壁に凹凸を形成することが本願出願
人より提案されている（特開平７−２３９４２５号公報
参照）。
【０００８】また、直径が０．１〜５μｍの空孔を略均
一に有するセラミックスを用いて光ファイバー用フェル
ールを形成することにより、挿入孔の内壁に現れた気孔
によって内壁が平滑でなくなり、この気孔に接着剤が入
り込むことによって光ファイバの固定強度を高めること
が提案されている（特開平１１−５２１８０号公報参
照）。
一に有するセラミックスを用いて光ファイバー用フェル
ールを形成することにより、挿入孔の内壁に現れた気孔
によって内壁が平滑でなくなり、この気孔に接着剤が入
り込むことによって光ファイバの固定強度を高めること
が提案されている（特開平１１−５２１８０号公報参
照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ファイバー用フェルールのように、細孔の内壁に凹凸
を形成する場合、金型に溝を形成して製作するため、コ
ストが高くなり、また細孔の内壁を同心円状に研磨する
必要があるため、加工時間が長くなって製造コストが高
くなるという欠点を有していた。また、直径０．１〜５
μｍの空孔を略均一に有するセラミックスからなる光フ
ァイバー用フェルールは、細孔の内壁以外に光ファイバ
用フェルールの外周部や端面にも０．１〜５μｍの空孔
が存在することから、機械的強度が低下し、この光ファ
イバ用フェルールをスリーブに挿入することによって、
他の光ファイバ用フェルールと接続する際、大きな曲げ
モーメントが生じ、破損しやすく、長期間の使用に供す
ることができないという欠点を有していた。
光ファイバー用フェルールのように、細孔の内壁に凹凸
を形成する場合、金型に溝を形成して製作するため、コ
ストが高くなり、また細孔の内壁を同心円状に研磨する
必要があるため、加工時間が長くなって製造コストが高
くなるという欠点を有していた。また、直径０．１〜５
μｍの空孔を略均一に有するセラミックスからなる光フ
ァイバー用フェルールは、細孔の内壁以外に光ファイバ
用フェルールの外周部や端面にも０．１〜５μｍの空孔
が存在することから、機械的強度が低下し、この光ファ
イバ用フェルールをスリーブに挿入することによって、
他の光ファイバ用フェルールと接続する際、大きな曲げ
モーメントが生じ、破損しやすく、長期間の使用に供す
ることができないという欠点を有していた。
【００１０】本発明は、上述の欠点に鑑み案出されたも
ので、その目的は光ファイバを強固に固定するととも
に、高強度を有し長期間の使用に供することができる光
ファイバ用フェルールを提供することにある。
ので、その目的は光ファイバを強固に固定するととも
に、高強度を有し長期間の使用に供することができる光
ファイバ用フェルールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ用フ
ェルールは、光ファイバの挿入孔を有するフェルールで
あって、前記挿入孔の内壁に複数の溝を網目状に形成し
たことを特徴とするものである。
ェルールは、光ファイバの挿入孔を有するフェルールで
あって、前記挿入孔の内壁に複数の溝を網目状に形成し
たことを特徴とするものである。
【００１２】また、本発明の光ファイバ用フェルール
は、前記溝間の表面粗さＲａが０．２μｍ以下であるこ
とを特徴とするものである。さらに、本発明の光ファイバ
用フェルールは、前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子は、
内壁表面における平均長さが１μｍ以下、かつ前記内壁
に対して垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであること
を特徴とするものである。
は、前記溝間の表面粗さＲａが０．２μｍ以下であるこ
とを特徴とするものである。さらに、本発明の光ファイバ
用フェルールは、前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子は、
内壁表面における平均長さが１μｍ以下、かつ前記内壁
に対して垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであること
を特徴とするものである。
【００１３】またさらに、本発明の光ファイバ用フェル
ールは、前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３０μｍ
以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１μｍ
以下であることを特徴とするものである。
ールは、前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３０μｍ
以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１μｍ
以下であることを特徴とするものである。
【００１４】さらにまた、本発明の光ファイバ用フェル
ールの製造方法は、セラミックス部材にパルスレーザを
照射し溶融過程により前記挿入孔を形成するとともに、
該挿入孔の内壁に溶融層を残すことによって網目状の溝
を加工することを特徴とするものである。
ールの製造方法は、セラミックス部材にパルスレーザを
照射し溶融過程により前記挿入孔を形成するとともに、
該挿入孔の内壁に溶融層を残すことによって網目状の溝
を加工することを特徴とするものである。
【００１５】本発明の光ファイバ用フェルールによれ
ば、挿入孔内壁に溝を網目状に形成することから、該光
ファイバ用フェルールの挿入孔に光ファイバを挿入保持
する際、溝に接着剤が入り込み、アンカー効果によって
光ファイバを強力に接着できるものである。
ば、挿入孔内壁に溝を網目状に形成することから、該光
ファイバ用フェルールの挿入孔に光ファイバを挿入保持
する際、溝に接着剤が入り込み、アンカー効果によって
光ファイバを強力に接着できるものである。
【００１６】また、本発明の光ファイバ用フェルールに
よれば、挿入孔内壁の溝間の表面粗さＲａが０．２μｍ
以下であることから、光ファイバを挿入孔に強固に、か
つ傷をつけることなく保持することができる。
よれば、挿入孔内壁の溝間の表面粗さＲａが０．２μｍ
以下であることから、光ファイバを挿入孔に強固に、か
つ傷をつけることなく保持することができる。
【００１７】さらに、本発明の光ファイバ用フェルール
によれば、前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子が内壁表面
での平均長さが１μｍ以下であり、かつ前記内壁に対し
て垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであることから、
挿入孔内壁の溝の深さ、溝間の距離を調整し、挿入孔に
光ファイバ心線を保持する際、より高いアンカー効果を
得られるとともに、チッピング等が生じるのを防止する
ことができる。
によれば、前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子が内壁表面
での平均長さが１μｍ以下であり、かつ前記内壁に対し
て垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであることから、
挿入孔内壁の溝の深さ、溝間の距離を調整し、挿入孔に
光ファイバ心線を保持する際、より高いアンカー効果を
得られるとともに、チッピング等が生じるのを防止する
ことができる。
【００１８】またさらに、本発明の光ファイバ用フェル
ールによれば、前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３
０μｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が
１μｍ以下であることから、光ファイバ用フェルール自
体を緻密体とし、機械的強度、耐候性の高い光ファイバ
用フェルールを得ることができる。
ールによれば、前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３
０μｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が
１μｍ以下であることから、光ファイバ用フェルール自
体を緻密体とし、機械的強度、耐候性の高い光ファイバ
用フェルールを得ることができる。
【００１９】さらにまた、本発明の光ファイバ用フェル
ールの製造方法によれば、セラミックス部材にパルスレ
ーザを照射し、その溶融過程により前記挿入孔を形成す
るとともに、該孔内壁に溶融層を残すことによって網目
状の溝を加工して得られることから、挿入孔を形成する
と同時にその内壁に網目状の溝を容易に形成することが
できる。また、挿入孔の位置精度が高いため単心並びに
多心の光ファイバ用フェルールを容易に製造することが
できる。
ールの製造方法によれば、セラミックス部材にパルスレ
ーザを照射し、その溶融過程により前記挿入孔を形成す
るとともに、該孔内壁に溶融層を残すことによって網目
状の溝を加工して得られることから、挿入孔を形成する
と同時にその内壁に網目状の溝を容易に形成することが
できる。また、挿入孔の位置精度が高いため単心並びに
多心の光ファイバ用フェルールを容易に製造することが
できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明実施形態を図によっ
て説明する。
て説明する。
【００２１】図１（ａ）は本発明の光ファイバ用フェル
ールの一実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は同図
（ａ）の光ファイバの挿入孔の内壁を示す部分上面図で
あり、（ｃ）は同図（ｂ）の挿入孔の内壁近傍の結晶粒
子を示す模式図である。
ールの一実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は同図
（ａ）の光ファイバの挿入孔の内壁を示す部分上面図で
あり、（ｃ）は同図（ｂ）の挿入孔の内壁近傍の結晶粒
子を示す模式図である。
【００２２】本発明の光ファイバ用フェルール１は、図
１（ａ）に示すように、その中心に光ファイバを挿通保
持する挿入孔２が形成されており、この光ファイバ用フ
ェルールを光ファイバコネクタとする場合には、図２に
示すように、この光ファイバ用フェルール１の後方をバ
ックボディ４に保持しておいて、挿入孔２に光ファイバ
５を挿入して接着固定する。そして一対の光ファイバ用
フェルール１の先端面同士を当接させれば光ファイバコ
ネクタとすることができる。
１（ａ）に示すように、その中心に光ファイバを挿通保
持する挿入孔２が形成されており、この光ファイバ用フ
ェルールを光ファイバコネクタとする場合には、図２に
示すように、この光ファイバ用フェルール１の後方をバ
ックボディ４に保持しておいて、挿入孔２に光ファイバ
５を挿入して接着固定する。そして一対の光ファイバ用
フェルール１の先端面同士を当接させれば光ファイバコ
ネクタとすることができる。
【００２３】本発明の光ファイバ用フェルール１は、ジ
ルコニア、アルミナ、ムライト、窒化珪素、炭化珪素、
窒化アルミなどの他、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系、ＳｉＯ2−
Ｂ2Ｏ3系の結晶化ガラス等のガラスセラミックス、及び
Ａｌ2Ｏ3を主成分としＺｒＯ2を混合したジルコニア分
散アルミナセラミックス、アルミナの結晶粒界に粒径が
ナノレベルの非常に微細なジルコニア粒子を分散させ、
粒界強度を飛躍的に向上させたジルコニア分散アルミナ
セラミックス、Ａｌ2Ｏ3を主成分としてＡｌ 2Ｂ2Ｏ9を
混合したセラミックス等の各種複合セラミックス等から
成り、これらの中でも耐候性、曲げ強度等がより優れた
部分安定化ジルコニアがより好ましい。
ルコニア、アルミナ、ムライト、窒化珪素、炭化珪素、
窒化アルミなどの他、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系、ＳｉＯ2−
Ｂ2Ｏ3系の結晶化ガラス等のガラスセラミックス、及び
Ａｌ2Ｏ3を主成分としＺｒＯ2を混合したジルコニア分
散アルミナセラミックス、アルミナの結晶粒界に粒径が
ナノレベルの非常に微細なジルコニア粒子を分散させ、
粒界強度を飛躍的に向上させたジルコニア分散アルミナ
セラミックス、Ａｌ2Ｏ3を主成分としてＡｌ 2Ｂ2Ｏ9を
混合したセラミックス等の各種複合セラミックス等から
成り、これらの中でも耐候性、曲げ強度等がより優れた
部分安定化ジルコニアがより好ましい。
【００２４】この部分安定化ジルコニアは、ＺｒＯ2を
主成分とし、安定化剤としてＹ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｅ
Ｏ2、Ｄｙ2Ｏ3、ＣａＯ等を含有するものであり、耐候
性が優れ、高靭性、そして研磨しやすいため、長期間の
使用に供する高精度な光ファイバ用フェルールを得るこ
とができる。
主成分とし、安定化剤としてＹ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ｃｅ
Ｏ2、Ｄｙ2Ｏ3、ＣａＯ等を含有するものであり、耐候
性が優れ、高靭性、そして研磨しやすいため、長期間の
使用に供する高精度な光ファイバ用フェルールを得るこ
とができる。
【００２５】ここで、本発明の光ファイバ用フェルール
１の挿入孔２内壁には、図１（ｂ）に示すように網目状
の溝３が形成されていることが重要である。
１の挿入孔２内壁には、図１（ｂ）に示すように網目状
の溝３が形成されていることが重要である。
【００２６】前記挿入孔２の内壁に網目状の溝３を形成
しておくことから、挿入孔２に光ファイバを保持する
際、前記溝３に接着剤が十分に入り込み、アンカー効果
が作用することによって、挿入孔２に光ファイバを強固
に保持することができる。また、前記挿入孔２内壁の溝
３間の表面粗さＲａが０．２μｍ以下としておくことが
好ましい。これによって光ファイバを挿入孔２に強固
に、かつ光ファイバに傷をつけることはなく保持するこ
とができる。なお、前記溝３間の表面粗さＲａを０．２
μｍ以下とするには、挿入孔２をレーザ加工によって形
成することで、レーザ光の熱による滑らかな溶融表目を
得ることができる。
しておくことから、挿入孔２に光ファイバを保持する
際、前記溝３に接着剤が十分に入り込み、アンカー効果
が作用することによって、挿入孔２に光ファイバを強固
に保持することができる。また、前記挿入孔２内壁の溝
３間の表面粗さＲａが０．２μｍ以下としておくことが
好ましい。これによって光ファイバを挿入孔２に強固
に、かつ光ファイバに傷をつけることはなく保持するこ
とができる。なお、前記溝３間の表面粗さＲａを０．２
μｍ以下とするには、挿入孔２をレーザ加工によって形
成することで、レーザ光の熱による滑らかな溶融表目を
得ることができる。
【００２７】さらに、前記挿入孔２の内壁近傍の結晶粒
子は、図１（ｃ）に示すように内壁表面での平均長さＡ
が１μｍ以下、かつ前記内壁に対して垂直方向の平均長
さＢが１〜２０μｍとしておくことが好ましい。前記挿
入孔２内壁の溝３は、各溝３間の距離及び深さが、前記
内壁近傍の結晶粒子によって決まるため、結晶粒子の内
壁表面での平均長さＡを１μｍ以下と小さくすることに
よって、溝３間の距離及び挿入孔２の表面粗さを小さく
することができ、内壁に対して垂直方向の平均長さＢを
１〜２０μｍとしておくことによって、溝３の深さを１
〜２０μｍとして、挿入孔２に光ファイバを保持する
際、より高いアンカー効果が得られ、光ファイバを強固
に保持することができる。また、光ファイバ用フェルー
ル１の先端面を研磨する際、挿入孔２にチッピングが生
じることはなく、強度の高い光ファイバ用フェルール１
を得ることができる。
子は、図１（ｃ）に示すように内壁表面での平均長さＡ
が１μｍ以下、かつ前記内壁に対して垂直方向の平均長
さＢが１〜２０μｍとしておくことが好ましい。前記挿
入孔２内壁の溝３は、各溝３間の距離及び深さが、前記
内壁近傍の結晶粒子によって決まるため、結晶粒子の内
壁表面での平均長さＡを１μｍ以下と小さくすることに
よって、溝３間の距離及び挿入孔２の表面粗さを小さく
することができ、内壁に対して垂直方向の平均長さＢを
１〜２０μｍとしておくことによって、溝３の深さを１
〜２０μｍとして、挿入孔２に光ファイバを保持する
際、より高いアンカー効果が得られ、光ファイバを強固
に保持することができる。また、光ファイバ用フェルー
ル１の先端面を研磨する際、挿入孔２にチッピングが生
じることはなく、強度の高い光ファイバ用フェルール１
を得ることができる。
【００２８】前記挿入孔２の内壁近傍の結晶粒子を上述
のような形状にするためには、後述するように挿入孔２
の内壁にパルスレーザ加工を施すことによって、挿入孔
２の内壁近傍の結晶粒子を溶融させることによって得る
ことができる。
のような形状にするためには、後述するように挿入孔２
の内壁にパルスレーザ加工を施すことによって、挿入孔
２の内壁近傍の結晶粒子を溶融させることによって得る
ことができる。
【００２９】なお、前記挿入孔内壁近傍の結晶粒子の形
状は、挿入孔２の内壁近傍の断面写真及び内壁表面の写
真から測定する。内壁表面での平均長さは内壁表面の写
真に、任意に直線を引き、該直線上の結晶粒子の数より
大きさを算出するインターセプト法によって測定するこ
とができる。
状は、挿入孔２の内壁近傍の断面写真及び内壁表面の写
真から測定する。内壁表面での平均長さは内壁表面の写
真に、任意に直線を引き、該直線上の結晶粒子の数より
大きさを算出するインターセプト法によって測定するこ
とができる。
【００３０】また、前記挿入孔２の内壁表面から３０μ
ｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１μ
ｍ以下、さらには０．４μｍ以下であることが好まし
い。該結晶粒子の平均粒径はインターセプト法によって
測定することができる。前記挿入孔２の内壁表面より離
れた内部が、小さな粒径の結晶粒子からなることで、光
ファイバ用フェルール１全体の強度、耐候性を向上させ
ることができる。
ｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１μ
ｍ以下、さらには０．４μｍ以下であることが好まし
い。該結晶粒子の平均粒径はインターセプト法によって
測定することができる。前記挿入孔２の内壁表面より離
れた内部が、小さな粒径の結晶粒子からなることで、光
ファイバ用フェルール１全体の強度、耐候性を向上させ
ることができる。
【００３１】なお、前記挿入孔２の内壁表面から３０μ
ｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１μ
ｍ以下とするには、使用する原料の粒径を小さくし、焼
成温度を低くすることによって結晶粒径を小さく保持し
て焼結させることができ、例えばジルコニアによって光
ファイバ用フェルール１を形成する場合、原料の一次粒
径を０．１μｍ以下とし、焼成温度を１４５０℃以下と
することで粒径が１μｍ以下の焼結体を得ることがで
き、さらに１４００℃以下で焼成することによって粒径
を０．４μｍ以下にすることができる。
ｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１μ
ｍ以下とするには、使用する原料の粒径を小さくし、焼
成温度を低くすることによって結晶粒径を小さく保持し
て焼結させることができ、例えばジルコニアによって光
ファイバ用フェルール１を形成する場合、原料の一次粒
径を０．１μｍ以下とし、焼成温度を１４５０℃以下と
することで粒径が１μｍ以下の焼結体を得ることがで
き、さらに１４００℃以下で焼成することによって粒径
を０．４μｍ以下にすることができる。
【００３２】ここで、本発明の光ファイバ用フェルール
１の製法を説明する。
１の製法を説明する。
【００３３】まず、出発原料として例えばジルコニアを
主原料とした場合、ジルコニアの純度は９５％以上、よ
り好ましくは９８％以上とし、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）により観察される一次平均粒径が０．０１〜０．１
μｍ、より好ましくは０．０４〜０．０７μｍ、二次凝
集粒子の平均粒径が１〜４μｍの粉末を選ぶとよい。こ
のジルコニアに安定化剤として、純度９９％以上、好ま
しくは９９．５％以上のイットリア粉末をジルコニア粉
末８５〜９９重量％、好ましくは９０〜９８重量％に対
して、１〜１５重量％、好ましくは２〜１０重量％の割
合で混合する。そして、前記組成を満足するように配合
された混合粉末をボールミル等により十分混合粉砕した
後、バインダを添加し、混合後、必要に応じて造粒して
成形用原料を得る。バインダは２０〜５０体積％含有す
ることが好ましい。
主原料とした場合、ジルコニアの純度は９５％以上、よ
り好ましくは９８％以上とし、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）により観察される一次平均粒径が０．０１〜０．１
μｍ、より好ましくは０．０４〜０．０７μｍ、二次凝
集粒子の平均粒径が１〜４μｍの粉末を選ぶとよい。こ
のジルコニアに安定化剤として、純度９９％以上、好ま
しくは９９．５％以上のイットリア粉末をジルコニア粉
末８５〜９９重量％、好ましくは９０〜９８重量％に対
して、１〜１５重量％、好ましくは２〜１０重量％の割
合で混合する。そして、前記組成を満足するように配合
された混合粉末をボールミル等により十分混合粉砕した
後、バインダを添加し、混合後、必要に応じて造粒して
成形用原料を得る。バインダは２０〜５０体積％含有す
ることが好ましい。
【００３４】次いで、前記成形用原料を例えばプレス金
型に充填してプレス成形することによって、成形体を得
る。なお、前記プレス成形の他、射出成形、鋳込成形、
冷間静水圧成形、押出し成形、射出成形等の手法により
成形することができる。
型に充填してプレス成形することによって、成形体を得
る。なお、前記プレス成形の他、射出成形、鋳込成形、
冷間静水圧成形、押出し成形、射出成形等の手法により
成形することができる。
【００３５】得られた成形体を脱脂後、酸化雰囲気柱に
て１３００〜１５００℃の温度で、より好ましくは１３
５０〜１４５０℃で０．５〜３時間焼成することによ
り、ジルコニア焼結体を得ることができる。
て１３００〜１５００℃の温度で、より好ましくは１３
５０〜１４５０℃で０．５〜３時間焼成することによ
り、ジルコニア焼結体を得ることができる。
【００３６】しかる後、得られた焼結体の挿入孔にパル
スレーザを照射することで、挿入孔の寸法、真円度を整
えるとともに挿入孔２の内壁表面を溶融させ網目状の溝
を形成する。
スレーザを照射することで、挿入孔の寸法、真円度を整
えるとともに挿入孔２の内壁表面を溶融させ網目状の溝
を形成する。
【００３７】前記パルスレーザは、ＣＯ2レーザ、ＹＡ
Ｇレーザ等の穿孔可能な出力を有し、パルス発振できる
ものであれば使用することができる。特に、波長の短
さ、出力の高さ、コスト等からＹＡＧレーザが好まし
く、前記パルスレーザを挿入孔２に照射することで、挿
入孔２の内壁近傍に溶融部が限定されテーパのつかない
孔を開けることができる。
Ｇレーザ等の穿孔可能な出力を有し、パルス発振できる
ものであれば使用することができる。特に、波長の短
さ、出力の高さ、コスト等からＹＡＧレーザが好まし
く、前記パルスレーザを挿入孔２に照射することで、挿
入孔２の内壁近傍に溶融部が限定されテーパのつかない
孔を開けることができる。
【００３８】また、前記パルスレーザを照射する際は、
アシストガスを溶融部が除去されない程度に微弱にする
ことが重要であり、レーザ照射時に内壁の溶融部が吹き
飛ばされず残留し、これらが固化することで内壁近傍の
結晶粒子が内壁に対して垂直方向に粒成長するため、前
記図１（ｃ）のような内壁表面における平均長さＡが１
μｍ以下、かつ前記内壁に対して垂直方向の平均長さＢ
が１〜２０μｍの形状となり、この溶融部の固化にとも
なう収縮によって生じる割れが網目状の溝３となり、各
溝３間の距離及び深さは、前記挿入孔２の内壁近傍の結
晶粒子とほぼ同じ値を有し、各溝３間の距離が１μｍ以
下、溝３の深さが１〜２０μｍとなる。
アシストガスを溶融部が除去されない程度に微弱にする
ことが重要であり、レーザ照射時に内壁の溶融部が吹き
飛ばされず残留し、これらが固化することで内壁近傍の
結晶粒子が内壁に対して垂直方向に粒成長するため、前
記図１（ｃ）のような内壁表面における平均長さＡが１
μｍ以下、かつ前記内壁に対して垂直方向の平均長さＢ
が１〜２０μｍの形状となり、この溶融部の固化にとも
なう収縮によって生じる割れが網目状の溝３となり、各
溝３間の距離及び深さは、前記挿入孔２の内壁近傍の結
晶粒子とほぼ同じ値を有し、各溝３間の距離が１μｍ以
下、溝３の深さが１〜２０μｍとなる。
【００３９】なお、前記パルスレーザによって挿入孔２
を加工する際は、予め光ファイバ被覆部を挿通するため
の径の大きい挿入孔２を形成した焼結体に、光ファイバ
心線部を挿通する径の小さい挿入孔２をパルスレーザに
よって穿孔することによって、位置精度が高く、加工時
間、製造コストを小さくすることができる。
を加工する際は、予め光ファイバ被覆部を挿通するため
の径の大きい挿入孔２を形成した焼結体に、光ファイバ
心線部を挿通する径の小さい挿入孔２をパルスレーザに
よって穿孔することによって、位置精度が高く、加工時
間、製造コストを小さくすることができる。
【００４０】また、アシストガスによりレーザ照射部の
雰囲気が酸素雰囲気になっていることが好ましい。これ
によりレーザ照射による還元作用に伴うセラミックスの
変色を抑えることができる。
雰囲気が酸素雰囲気になっていることが好ましい。これ
によりレーザ照射による還元作用に伴うセラミックスの
変色を抑えることができる。
【００４１】さらに、前記パルスレーザによって挿入孔
２を形成した後、光ファイバ用フェルール１を熱処理し
てもよい。これによりレーザ加工による部分的な加熱・
冷却に伴う残留応力を解放し、光ファイバ用フェルール
１の強度、信頼性をより高めることができ、酸素欠陥等
による変色をなくすことができる。また、レーザを照射
することで挿入孔２の周辺では熱膨張に伴う応力がかか
り、残留応力が生じることがある。特に、ジルコニアか
ら成る場合、熱伝導率が低いため、挿入孔２の周辺では
他のセラミックスに比べ大きな応力が生じるとともにジ
ルコニアに酸素欠陥が生じて黒変してしまうことがあ
る。そのため、レーザ照射後、熱処理を行うことで応力
を解放したり、該黒変を解消することができる。この熱
処理の温度は材質によって異なるが、５００〜１６００
℃の温度範囲、好ましくは７５０〜１３００℃の温度範
囲で熱処理することが好ましく、黒変を解消する場合は
酸素濃度を５〜１００容量％の酸素雰囲気中で行うこと
が好ましい。なお、熱処理工程が焼成工程を兼ねていて
もよい。
２を形成した後、光ファイバ用フェルール１を熱処理し
てもよい。これによりレーザ加工による部分的な加熱・
冷却に伴う残留応力を解放し、光ファイバ用フェルール
１の強度、信頼性をより高めることができ、酸素欠陥等
による変色をなくすことができる。また、レーザを照射
することで挿入孔２の周辺では熱膨張に伴う応力がかか
り、残留応力が生じることがある。特に、ジルコニアか
ら成る場合、熱伝導率が低いため、挿入孔２の周辺では
他のセラミックスに比べ大きな応力が生じるとともにジ
ルコニアに酸素欠陥が生じて黒変してしまうことがあ
る。そのため、レーザ照射後、熱処理を行うことで応力
を解放したり、該黒変を解消することができる。この熱
処理の温度は材質によって異なるが、５００〜１６００
℃の温度範囲、好ましくは７５０〜１３００℃の温度範
囲で熱処理することが好ましく、黒変を解消する場合は
酸素濃度を５〜１００容量％の酸素雰囲気中で行うこと
が好ましい。なお、熱処理工程が焼成工程を兼ねていて
もよい。
【００４２】以上のように得られた光ファイバ用フェル
ール１は、挿入孔２の内壁に網目状の溝３を形成するこ
とから、光ファイバの固定強度をより高くすることがで
き、高精度で長期間の使用に供することができる。
ール１は、挿入孔２の内壁に網目状の溝３を形成するこ
とから、光ファイバの固定強度をより高くすることがで
き、高精度で長期間の使用に供することができる。
【００４３】なお、上述の実施形態では、単心の光ファ
イバ用フェルールを用いて説明したが、複数の光ファイ
バ挿入孔を有する多心ファイバ用フェルールとして用い
ることができ、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。
イバ用フェルールを用いて説明したが、複数の光ファイ
バ挿入孔を有する多心ファイバ用フェルールとして用い
ることができ、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。
【００４４】
【実施例】図１（ａ）に示すような光ファイバ用フェル
ールを作製するため、先ず、アルミナを０．２重量％含
有した純度９９％、一次平均粒径０．０５μｍのジルコ
ニア粉末、純度９９．９％のイットリア粉末を９７：３
のモル比で調合し、ボールミルによる混合を行って原料
粉末を得た。この原料粉末にバインダとしてメチルセル
ロースを混合粉末１００重量％に対して４重量％加え、
二次凝集粒の平均粒径が２．５μｍとなるように造粒す
る。
ールを作製するため、先ず、アルミナを０．２重量％含
有した純度９９％、一次平均粒径０．０５μｍのジルコ
ニア粉末、純度９９．９％のイットリア粉末を９７：３
のモル比で調合し、ボールミルによる混合を行って原料
粉末を得た。この原料粉末にバインダとしてメチルセル
ロースを混合粉末１００重量％に対して４重量％加え、
二次凝集粒の平均粒径が２．５μｍとなるように造粒す
る。
【００４５】得られた造粒粉を超硬合金からなる金型を
用いて長径方向に１８０ＭＰａの圧力で加圧して円筒形
の成形体を作製した。こうして得られた成形体を１３５
０〜１４５０℃で３時間焼成した。
用いて長径方向に１８０ＭＰａの圧力で加圧して円筒形
の成形体を作製した。こうして得られた成形体を１３５
０〜１４５０℃で３時間焼成した。
【００４６】また、前記イットリア添加ジルコニア粉体
１００重量部に対して、バインダとしてパラフィンワッ
クス、ポリメタクリル酸イソブチル、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体及びフタル酸ジオクチルを合計で１３重量部
加えた射出成形用原料を作製する。この原料を用い、射
出成形により光ファイバ挿入孔を有したフェルール成形
体を作製した。さらに成形体を４５０℃で４８時間脱脂
を行い、このようにして得られた成形体を１３５０〜１
４５０℃で３時間焼成した。
１００重量部に対して、バインダとしてパラフィンワッ
クス、ポリメタクリル酸イソブチル、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体及びフタル酸ジオクチルを合計で１３重量部
加えた射出成形用原料を作製する。この原料を用い、射
出成形により光ファイバ挿入孔を有したフェルール成形
体を作製した。さらに成形体を４５０℃で４８時間脱脂
を行い、このようにして得られた成形体を１３５０〜１
４５０℃で３時間焼成した。
【００４７】しかる後、得られた焼結体の外径を研磨加
工し、長さ１０．５ｍｍ、外径２．５ｍｍの円柱体を
得、次いで、ＹＡＧレーザによって長さ３ｍｍの挿入孔
を穿孔した。
工し、長さ１０．５ｍｍ、外径２．５ｍｍの円柱体を
得、次いで、ＹＡＧレーザによって長さ３ｍｍの挿入孔
を穿孔した。
【００４８】また、比較例として、射出成形により得た
成形体を焼成した後、ダイヤモンドペーストによって前
記同様な挿入孔を加工した試料（Ｎｏ．１３）を用意し
た。
成形体を焼成した後、ダイヤモンドペーストによって前
記同様な挿入孔を加工した試料（Ｎｏ．１３）を用意し
た。
【００４９】各試料は固定強度の測定用に２０個、粒
径、溝の大きさなどの測定用に５個ずつの計２５個ずつ
作製した。
径、溝の大きさなどの測定用に５個ずつの計２５個ずつ
作製した。
【００５０】そして、固定強度の測定のため、エポキシ
接着剤であるエポテック３５３ＮＤを挿入孔に充填した
後、シングルモード用の光ファイバを挿入し、接着剤を
固化させて接続した後、図２に示すように１対の光ファ
イバ用フェルールを光コネクタに組み込んで、長さ１．
２ｍの光ファイバを有する１対のフェルールの突合せ部
をお互いに接触させるように対向接続した各試料１０組
の光コネクタを用意した。これら光コネクタを湿度９３
％の環境下で、６５℃にて３時間、２５℃にて１時間、
６５℃にて３時間、−１０℃で３時間と順に保持した
後、２５℃に戻る温度サイクルの負荷を与え、１サイク
ル終了の度に各対向接続部の接続損失の変動量をモニタ
ーし、合計１０サイクルを行いその最大値を接続損失の
変動量とした。
接着剤であるエポテック３５３ＮＤを挿入孔に充填した
後、シングルモード用の光ファイバを挿入し、接着剤を
固化させて接続した後、図２に示すように１対の光ファ
イバ用フェルールを光コネクタに組み込んで、長さ１．
２ｍの光ファイバを有する１対のフェルールの突合せ部
をお互いに接触させるように対向接続した各試料１０組
の光コネクタを用意した。これら光コネクタを湿度９３
％の環境下で、６５℃にて３時間、２５℃にて１時間、
６５℃にて３時間、−１０℃で３時間と順に保持した
後、２５℃に戻る温度サイクルの負荷を与え、１サイク
ル終了の度に各対向接続部の接続損失の変動量をモニタ
ーし、合計１０サイクルを行いその最大値を接続損失の
変動量とした。
【００５１】また、結晶粒子の平均長さ、結晶粒径につ
いては、各試料を挿入孔の軸方向に対して垂直、及び平
行に切断し、ＳＥＭ観察によって測定した。表面粗さ
は、レーザ顕微鏡により挿入孔内壁の表面の凹凸の測定
を行い、溝の部分の値を除いた数値の平均値を表面粗さ
（Ｒａ）とし、結晶粒子の平均長さ及び粒径について
は、インターセプト法を用いて測定した。
いては、各試料を挿入孔の軸方向に対して垂直、及び平
行に切断し、ＳＥＭ観察によって測定した。表面粗さ
は、レーザ顕微鏡により挿入孔内壁の表面の凹凸の測定
を行い、溝の部分の値を除いた数値の平均値を表面粗さ
（Ｒａ）とし、結晶粒子の平均長さ及び粒径について
は、インターセプト法を用いて測定した。
【００５２】
【表１】
【００５３】表１から明らかなように、挿入孔の内壁に
網目状の溝が形成されている本発明の試料（Ｎｏ．１〜
１１）は、接続損失変動量がすべての試料で０．１ｄＢ
以下と非常に小さいことが判った。
網目状の溝が形成されている本発明の試料（Ｎｏ．１〜
１１）は、接続損失変動量がすべての試料で０．１ｄＢ
以下と非常に小さいことが判った。
【００５４】特に、挿入孔の表面粗さが０．２μｍ以
下、内壁近傍の結晶粒子の平均長さＡが１μｍ以下、平
均長さＢが１〜２０μｍ、内部の結晶粒径が１μｍ以下
の試料（Ｎｏ．１〜３、７、９〜１０）は、接続損失の
変動量が０．０５ｄＢ以下と非常に小さいことが判っ
た。
下、内壁近傍の結晶粒子の平均長さＡが１μｍ以下、平
均長さＢが１〜２０μｍ、内部の結晶粒径が１μｍ以下
の試料（Ｎｏ．１〜３、７、９〜１０）は、接続損失の
変動量が０．０５ｄＢ以下と非常に小さいことが判っ
た。
【００５５】これに対し、レーザ照射を行わなかったた
めに、挿入孔の内壁に網目状の溝が形成されていない試
料（Ｎｏ．１２）は、接続損失変動量が０．３ｄＢ以上
と３倍以上大きくなっていることが判った。
めに、挿入孔の内壁に網目状の溝が形成されていない試
料（Ｎｏ．１２）は、接続損失変動量が０．３ｄＢ以上
と３倍以上大きくなっていることが判った。
【００５６】
【発明の効果】本発明の光ファイバ用フェルールによれ
ば、挿入孔内壁に溝を網目状に形成することから、該光
ファイバ用フェルールの挿入孔に光ファイバを挿入保持
する際、溝に接着剤が入り込み、アンカー効果によって
光ファイバを強力に接着できるものである。
ば、挿入孔内壁に溝を網目状に形成することから、該光
ファイバ用フェルールの挿入孔に光ファイバを挿入保持
する際、溝に接着剤が入り込み、アンカー効果によって
光ファイバを強力に接着できるものである。
【００５７】また、本発明の光ファイバ用フェルールに
よれば、挿入孔内壁の溝間の表面粗さＲａが０．２μｍ
以下であることから、光ファイバを挿入孔に強固に、か
つ傷をつけることなく保持することができる。
よれば、挿入孔内壁の溝間の表面粗さＲａが０．２μｍ
以下であることから、光ファイバを挿入孔に強固に、か
つ傷をつけることなく保持することができる。
【００５８】さらに、本発明の光ファイバ用フェルール
によれば、前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子が内壁表面
での平均長さが１μｍ以下であり、かつ前記内壁に対し
て垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであることから、
挿入孔内壁の溝の深さ、溝間の距離を調整し、挿入孔に
光ファイバ心線を保持する際、より高いアンカー効果を
得られるとともに、チッピング等が生じるのを防止する
ことができる。
によれば、前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子が内壁表面
での平均長さが１μｍ以下であり、かつ前記内壁に対し
て垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであることから、
挿入孔内壁の溝の深さ、溝間の距離を調整し、挿入孔に
光ファイバ心線を保持する際、より高いアンカー効果を
得られるとともに、チッピング等が生じるのを防止する
ことができる。
【００５９】またさらに、本発明の光ファイバ用フェル
ールによれば、前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３
０μｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が
１μｍ以下であることから、光ファイバ用フェルール自
体を緻密体とし、機械的強度、耐候性の高い光ファイバ
用フェルールを得ることができる。
ールによれば、前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３
０μｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が
１μｍ以下であることから、光ファイバ用フェルール自
体を緻密体とし、機械的強度、耐候性の高い光ファイバ
用フェルールを得ることができる。
【００６０】さらにまた、本発明の光ファイバ用フェル
ールの製造方法によれば、セラミックス部材にパルスレ
ーザを照射し、その溶融過程により前記挿入孔を形成す
るとともに、該孔内壁に溶融層を残すことによって網目
状の溝を加工して得られることから、挿入孔を形成する
と同時にその内壁に網目状の溝を容易に形成することが
できる。また、挿入孔の位置精度が高いため単心並びに
多心の光ファイバ用フェルールを容易に製造することが
できる。
ールの製造方法によれば、セラミックス部材にパルスレ
ーザを照射し、その溶融過程により前記挿入孔を形成す
るとともに、該孔内壁に溶融層を残すことによって網目
状の溝を加工して得られることから、挿入孔を形成する
と同時にその内壁に網目状の溝を容易に形成することが
できる。また、挿入孔の位置精度が高いため単心並びに
多心の光ファイバ用フェルールを容易に製造することが
できる。
【図１】（ａ）は本発明の光ファイバ用フェルールの一
実施形態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）の光ファイ
バの挿入孔の内壁表面を示す拡大図、（ｃ）は同図
（ａ）の挿入孔の内壁近傍の結晶粒子を示す模式図であ
る。
実施形態を示す断面図、（ｂ）は同図（ａ）の光ファイ
バの挿入孔の内壁表面を示す拡大図、（ｃ）は同図
（ａ）の挿入孔の内壁近傍の結晶粒子を示す模式図であ
る。
【図２】本発明の光ファイバ用フェルールを用いた光コ
ネクタを示す断面図である。
ネクタを示す断面図である。
１：光ファイバ用フェルール
２：挿入孔
３：溝
４：バックボディ
５：光ファイバ
Claims (5)
- 【請求項１】光ファイバの挿入孔を有するフェルールで
あって、前記挿入孔の内壁に複数の溝を網目状に形成し
たことを特徴とする光ファイバ用フェルール。 - 【請求項２】前記内壁における複数の溝間の表面粗さＲ
ａが０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１記
載の光ファイバ用フェルール。 - 【請求項３】前記挿入孔の内壁近傍の結晶粒子は、内壁
表面における平均長さが１μｍ以下、かつ前記内壁に対
して垂直方向の平均長さが１〜２０μｍであることを特
徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ用フェル
ール。 - 【請求項４】前記挿入孔の内壁表面から垂直方向に３０
μｍ以上離れた領域に存在する結晶粒子の平均粒径が１
μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載の光ファイバ用フェルール。 - 【請求項５】セラミックス部材の所定位置にパルスレー
ザを照射し、その溶融過程によって挿入孔を形成すると
ともに、該挿入孔の内壁に溶融層を残すことによって網
目状の溝を加工することを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載の光ファイバ用フェルールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001193739A JP4693288B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 光ファイバ用フェルール及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001193739A JP4693288B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 光ファイバ用フェルール及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004978A true JP2003004978A (ja) | 2003-01-08 |
| JP4693288B2 JP4693288B2 (ja) | 2011-06-01 |
Family
ID=19031964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001193739A Expired - Fee Related JP4693288B2 (ja) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | 光ファイバ用フェルール及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4693288B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014105902A1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-03 | Commscope, Inc. Of North Carolina | Flutes for ferrule to fiber bonding |
| CN114477755A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-13 | 宁波大学 | 红外多组分玻璃光纤预制棒挤压制备方法 |
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| JPH07198991A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Adamando Kogyo Kk | 光通信コネクタフェルール |
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-
2001
- 2001-06-26 JP JP2001193739A patent/JP4693288B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4693288B2 (ja) | 2011-06-01 |
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