JP2003248137A - 光ファイバ用フェルールとその加工方法及びそれを用いた光ファイバ固定具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ファイバ用フェルールの真円度が大きく同心
度不良率を低減させることができない。 【解決手段】軸方向に光ファイバを収納するための貫通
孔を有する円筒状のセラミック製の光ファイバ用フェル
ール１であって、外周面１ｃおよび／または貫通孔１ｂ
の真円度を０．５μｍ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光通信等に使用さ
れる、光ファイバを固定するための光ファイバ用フェル
ールとその加工方法及びそれを用いた光ファイバ固定具
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信などの光信号処理に用いら
れる光ファイバを固定するための光ファイバ用フェルー
ルは、光ファイバ同士を接続するために用いられる光コ
ネクタもしくは、半導体レーザと光ファイバ等から構成
される半導体レーザモジュール等に用いられている。

【０００３】例えば光ファイバ固定具は、図７に示す断
面図のように、石英からなるシングルモード光ファイバ
を挿通して接着固定した後、先端面２１ａを略凸球面状
に研磨したジルコニアセラミックスからなる光ファイバ
用フェルール２１（以降フェルールと称す）の先端面２
１ａ同士を当接させて光接続するようになっている。

【０００４】従来よりフェルール２１の外周面２１ｃ
は、割スリーブにスムーズに挿入できるよう鏡面仕上げ
されている。またフェルール２１の後端面２１ｅは、フ
ェルール支持体３７の凹部３７ａに圧入され、光ファイ
バ固定具３８を形成している。

【０００５】そして上記フェルール２１の貫通孔２１ｂ
に光ファイバを挿入し、上記フェルール支持体３７の貫
通孔３７ｂに接着剤を充填して光ファイバの被覆部を固
着する。

【０００６】フェルール支持体３７の凹部３７ａと貫通
孔３７ｂはドリル加工によって金属体に下穴を開けた
後、同一のバイトで仕上げ加工を行っており、その表面
粗さはＲａで０．２〜０．４μｍの同一の面粗さに仕上
がっていた。

【０００７】上記フェルール２１の外周面２１ｃの真円
度は、日本工業規格Ｃ５９７３号であるＦ０４形単心光
ファイバコネクタ（通称ＳＣフェルール）において規格
化されていない。しかしながら、実用上の真円度は１μ
ｍ程度であった。これは真円度を無理に向上させること
によって市場から低価格を要求されているフェルールの
製造原価を下げること、真円度を向上させる加工方法が
ないことがあげられる。

【０００８】上記フェルール２１は、セラミックス粉体
を押出成形、射出成形、もしくはプレス成形することに
よって中心に微細な下穴を有する円筒状成形体を得、脱
脂、焼成してセラミック体を得、両面研磨した後、下穴
を研磨して高精度の貫通孔２１ｂに仕上げる。

【０００９】これは、セラミック体の下穴の研磨加工後
に外周面を加工する際に、貫通孔を基準にセラミック体
を回転させながら研削加工し、外周面に対する貫通孔の
偏心を小さくする必要があるからである。

【００１０】従来のフェルール２１は、図８に示すよう
にセラミック体３１の下穴３１ａを研磨する方法を説明
する（特開平５−６６３２０号公報参照）。

【００１１】まず、複数の短尺セラミック体３１の下穴
３１ａに連結用ワイヤを通し、これらの複数の短尺セラ
ミック体３１の整列体の両端にダミープラグを当てが
い、全体に半田を流し込んで複数の短尺セラミック体３
１を一体に固定し、連結用ワイヤを抜いて短尺セラミッ
ク体３１を組立てたワーク３６を形成する。

【００１２】その後、このワーク３６を加工装置にセッ
トし、一方のダミープラグ側から加工ワイヤ３５を貫通
し、ワーク３６の各短尺セラミック体３１の下穴３１ｂ
ａに差し込む。加工ワイヤ３５は先端部をエッチング等
によってテーパ加工した鋼線から成り、外周面にダイヤ
モンド等の砥粒を含んだ研磨材が塗布されている。

【００１３】次に、ワーク３６を矢印Ａで示す方向に回
転させながら、加工ワイヤ３５をその矢印Ｂで示す方向
に前後させながら、複数の短尺セラミック体３１に順次
進行させていく。このようにして、全ての短尺セラミッ
ク体３１の下穴３１ｂａを加工ワイヤ３５で研磨して仕
上げた後、個々のセラミック体３１を取出す。

【００１４】その後、外周面を研削し、外周面のラッ
プ、面取り、丸み研磨等を行なってフェルール２１を得
ることができる。

【００１５】フェルール２１の外周面２１ｃの加工方法
には、外周面２１ｃの表面粗さ（Ｒａ）が０．０２μｍ
程度で十分であったため、ダイヤモンド砥石を用いて外
周面を研削する芯無センタレスが主流であった。このと
き表面粗さ（Ｒａ）が０．０２μｍ程度に仕上げるため
には２μｍ以上の粒度の細かい砥石を用いており、細か
い砥石を用いると砥石の目詰まりが発生するため、その
解消のために加工しながら電解ドレスを行う（通称；Ｅ
ＬＩＤ研削）方法を用いる例もあった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年の波長
多重技術の進展に伴い、ＤＷＤＭ伝送方式（高密度波長
多重伝送方式）が急激に増加してきている。

【００１７】ところが、近年の波長多重技術の進展に伴
い、ＤＷＤＭ伝送方式が急激に増加してきている。ＤＷ
ＤＭ伝送方式においては、１本の光ファイバに波長をか
えた多重の光を送りそれを合波、分波させ、またフィル
タを通して余分な波長の光が進入しないように従来の伝
送方式に比べて伝送系統に使用する受動部品点数が多く
なり、それによりそれぞれの部品の接続点である光コネ
クタに対して接続損失の低減化の要求が高まった。

【００１８】その対策として、光コネクタに対して、光
ファイバのずれ方向をそろえる光コネクタ調芯技術が導
入された。しかし、調芯したとしても、割スリーブの内
周面の真円度が悪いこと、光コネクタの部材間の寸法の
ばらつきにより、フェルール２１と割スリーブが同じ組
み合わせでも、フェルール２１の外周面２１ｃと割スリ
ーブの内周面が常に同じ部分で当接することにはなら
ず、挿入するたびに接続損失が変動するという問題を生
じている。

【００１９】このことにより、ＤＷＤＭ伝送において光
コネクタの接続損失値を特定できないため、伝送系統で
受光部の直前に高価な可変減衰器を設置して、光出力を
減衰して調整し、各チャンネルのパワーをあわせてい
た。

【００２０】そのために、１本の光ファイバで多重伝送
できそれにより安価なサービスが出来るとされていたも
のが、逆にシステム全体としてかなり高価なものとなっ
てしまっていた。

【００２１】また、上記従来の加工方法で貫通孔２１ｂ
を研磨加工したフェルール２１の外周面２１ｃを研削す
る際に、フェルール２１の外周面２１ｃに対する貫通孔
２１ｂの偏心を小さくするために、フェルール２１の貫
通孔２１ｂを中心にフェルール２１を回転することが要
求され、貫通孔２１ｂは高い精度で形成されることが要
求される。このため、ワーク３６を形成する際に、個々
の短尺セラミック体３１が途中で撓むことがなく、下穴
３１ｂが一直線に整列して並べられていなければならな
い。しかし、下穴３１ｂの孔径が全て同一でないことと
連結用ワイヤの外径と下穴３１ｂの孔径との隙間がある
ために、下穴３１ｂが均一に整列していないために、特
定の方向に対して余計な研削力がかかり、貫通孔２１ｂ
の真円度が低下するという課題があった。

【００２２】また、加工ワイヤ３５を進行させる際、こ
の加工ワイヤ３５に余計な振動や引張り方向のずれが付
与されることがなく、加工ワイヤ３５を一直線に進行さ
せなければならない。しかし、加工ワイヤ３５に振動が
付与されるために、貫通孔２１ｂの径に大きなばらつき
が発生し、また引張り方向のずれがあるために、貫通孔
２１ｂの真円度が低下するという課題があった。

【００２３】これによってフェルール２１の貫通孔２１
ｂの真円度は１μｍ程度であった。

【００２４】また、真円度の低下に伴い、フェルール２
１の外周面２１ｃに対する貫通孔２１ｂの同心度が大き
くなり、光コネクタとして用いた場合に接続損失が大き
くなりやすいという課題を有していた。

【００２５】

【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、軸方向に光ファイバを収納するための貫通
孔を有する円筒状のセラミック製の光ファイバ用フェル
ールであって、外周面および／または貫通孔の真円度が
０．５μｍ以下であることを特徴とするものである。

【００２６】また、本発明の光ファイバ用フェルール
は、上記光ファイバ用フェルールの外周面に対する貫通
孔の同心度が１μｍ以下であることを特徴とするもので
ある。

【００２７】さらに、本発明の光ファイバ用フェルール
は、上記光ファイバ用フェルールの外周面の算術平均粗
さ（Ｒａ）が０．０１５μｍ以下であることを特徴とす
るものである。

【００２８】さらに、本発明の光ファイバ用フェルール
の加工方法は、軸方向に光ファイバを収納するための貫
通孔を有する円筒状のセラミック製光ファイバ用フェル
ールの加工方法であって、上記貫通孔となる下穴を有す
る円筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上記下穴
の内周面に仕上げ加工を施した後、セラミック体の外周
面にセラミック体の長さＬに対して８Ｌ〜４０Ｌの長さ
を有するダイヤモンド砥石を用いた芯無センタレス加工
を施すことを特徴とするものである。

【００２９】またさらに、本発明の光ファイバ用フェル
ールの加工方法は、軸方向に光ファイバを収納するため
の貫通孔を有する円筒状のセラミック製光ファイバ用フ
ェルールの加工方法であって、上記貫通孔となる下穴を
有する長尺の円筒状成形体を焼成してセラミック体を
得、上記下穴の内周面に仕上げ加工を施した後、所定の
長さに切断することを特徴とするものである。

【００３０】さらにまた、本発明の光ファイバ固定具
は、上記光ファイバ用フェルールと、該光ファイバ用フ
ェルールが嵌合する凹部及び光ファイバ用の被覆部を保
持する貫通孔を有するフェルール支持体とからなる光フ
ァイバ固定具であって、上記フェルール支持体の凹部側
面の表面粗さをＲ１、貫通孔の内周面の表面粗さをＲ２
とした場合、Ｒ１＜Ｒ２となることを特徴とするもので
ある。

【００３１】またさらに、本発明の光ファイバ固定具
は、上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗さＲ１が
算術平均粗さＲａで０．０１μｍより大きく０．３μｍ
未満であり、且つ貫通孔の内周面の表面粗さＲ２が算術
平均粗さＲａで０．３μｍ以上であることを特徴とする
ものである。

【００３２】本発明の光ファイバ用フェルールによれ
ば、外周面および／または貫通孔の真円度が０．５μｍ
以下であることから、光ファイバ用フェルールを光コネ
クタ等に用いる際、他の光ファイバ用フェルールとの接
続損失を小さくすることができる。

【００３３】また、本発明の光ファイバ用フェルールに
よれば、上記光ファイバ用フェルールの外周面に対する
貫通孔の同心度が１μｍ以下であることから、さらに接
続損失を小さくすることができる。

【００３４】さらに、本発明の光ファイバ用フェルール
の加工方法によれば、上記貫通孔となる下穴を有する円
筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上記下穴の内
周面に仕上げ加工を施した後、セラミック体の外周面に
セラミック体の長さＬに対して８Ｌ〜４０Ｌの長さを有
するダイヤモンド砥石を用いた芯無センタレス加工を施
すことから、外周の真円度を高精度に加工することがで
きる。

【００３５】またさらに、本発明の光ファイバ用フェル
ールの加工方法によれば、上記貫通孔となる下穴を有す
る長尺の円筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上
記下穴の内周面に仕上げ加工を施した後、所定の長さに
切断することから、研磨長さ全てを製品に使用すること
ができ、高い真円度でばらつきの小さい貫通孔を得るこ
とができる。

【００３６】さらにまた、本発明の光ファイバ固定具に
よれば、上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗さを
Ｒ１、貫通孔の内周面の表面粗さをＲ２とした場合、Ｒ
１＜Ｒ２となることから、光ファイバ用フェルールをフ
ェルール支持体に滑らかに圧入することができ、しかも
光ファイバを強固に接着固定することができる。

【００３７】また、本発明の光ファイバ固定具によれ
ば、上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗さＲ１が
算術平均粗さＲａで０．０１μｍより大きく０．３μｍ
未満であり、且つ貫通孔の内周面の表面粗さＲ２が算術
平均粗さＲａで０．３μｍ以上であることから、光ファ
イバ用フェルールをフェルール支持体により正確に且つ
スムーズに圧入することができるとともに、光ファイバ
を強固に接着固定することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。

【００３９】図１は本発明の光ファイバ用フェルール
（以下フェルールと称す）の一実施形態を示す断面図で
あり、軸方向に光ファイバを収納するための貫通孔１ｂ
を有しており、その先端面１ａと外周面１ｃとのつなぎ
部分に面取り部１ｄが設けられ、上記貫通孔１ｂの後端
面１ｅ側には円錐状のファイバ挿入用のテーパ部１ｆが
設けらている。

【００４０】本発明のフェルール１は、一般的に外径Ｄ
がφ２．５ｍｍ、長さが１０．５ｍｍ、貫通孔１ｂがφ
０．１２６ｍｍの形状をなし、樹脂、金属、セラミッ
ク、ガラスから形成され、特に、ジルコニアを主成分と
するセラミックスが最適である。具体的には、ＺｒＯ₂
を主成分とし、安定化剤としてＹ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＣｅＯ₂、Ｄｙ₂Ｏ₃等の一種以上を含有するもの
で、正方晶の結晶を主体とした部分安定化ジルコニアセ
ラミックスを用いる。

【００４１】このジルコニアセラミックスは平均結晶粒
径が０．１μｍ〜１．０μｍであり、かつ気孔率が３％
以下であるものが適用可能である。ここで結晶粒径が
１．０μｍを越えると結晶間の空隙が大きくなり良好な
外周面が得られず、又原料混合時ボールミル等で粉砕を
行う時に安定して０．１μｍ以下に粒度を調整すること
が困難であり、焼成後は結晶が粒成長するため更に径が
大きくなる為に０．１μｍ以上とした。気孔率はフェル
ールの個体中に含まれる空隙の割合を百分率であらわし
たもので３％を越えると気孔部分が外周面粗度を悪化さ
せてしまうことになる。

【００４２】また、上記フェルール１の外周面１ｃの真
円度は０．５μｍ以下に特定される。外周面１ｃの真円
度が０．５μｍを超えると、フェルール１を光コネクタ
として用いる場合に割スリーブに挿入して固定する際、
割スリーブの内周面の真円度は低いものであるため、フ
ェルール１の外周面１ｃと接触しやすく、接続損失が大
きくなる。

【００４３】なお、上記フェルール１の外周面１ｃの真
円度は、真円度測定器を用いて触針をフェルール１の外
周面１ｃに接触させながら、フェルール１を回転し該触
針の振れを測定する方法を用いて求める。

【００４４】さらに、上記フェルール１は、貫通孔１ｂ
の真円度が０．５μｍ以下に特定される。貫通孔の真円
度が０．５μｍ以下とすることによって、フェルール１
を光コネクタ等に用いる際、他のフェルールとの接続損
失を小さくすることができる。

【００４５】ここで、上記フェルール１の外周面１ｃに
対する貫通孔１ｂの同心度は、図２に示されるように、
光源２からの出射光３をＶ溝冶具４上で回転するフェル
ール１の貫通孔１ｂを通過し、スポット光５としてカメ
ラ６に入射する。これが画像処理装置７の表示画面８上
に表示される。スポット光５は表示倍率の関係上、その
輪郭９のみが表示画面８上に表示される。フェルール１
は回転ローラー１０によって回転しているため、輪郭９
は、フェルール１の外周面１ｃに対する貫通孔１ｂの偏
心の分、表示画面８上で変動する。この変動幅がフェル
ール１の外周面１ｃに対する貫通孔１ｂの同心度にな
る。

【００４６】上記フェルール１の貫通孔１ｂの真円度が
０．５μｍを超えると、そもそも貫通孔１ｂの輪郭に凹
凸が存在するため、フェルール１を回転させるとそれだ
けでスポット光５の輪郭９は変動する。そのため、フェ
ルール１の外周面１ｃに対する貫通孔１ｂの同心度とし
て、本来のフェルール１の外周面１ｃに対する貫通孔１
ｂの偏心に、貫通孔１ｂの凹凸分が付加されてしまい、
フェルール１の外周面１ｃに対する貫通孔１ｂの同心度
が１μｍより大きくなりやすく、不良率が増加すること
となる。

【００４７】ここで、セラミック体１１の下穴１１ｂの
研磨加工後、フェルール１の外周面１ｃに対する貫通孔
１ｂの偏心を小さくするために、フェルール１の貫通孔
１ｂを基準にフェルール１を回転しながら外周面を加工
するが、このときの加工精度は装置の性能で決まり、一
般的には、フェルール１の外周面１ｃに対する貫通孔１
ｂの同心度で０．５μｍ程度である。

【００４８】実際に測定されるフェルール１の外周面１
ｃに対する貫通孔１ｂの同心度は、上記の加工精度にフ
ェルール１の貫通孔１ｂの真円度を加えたものになる。
即ち、フェルール１の貫通孔１ｂの真円度が０．５μｍ
以下とすると、フェルール１の外周面１ｃに対する貫通
孔１ｂの同心度は１μｍ以下となる。

【００４９】フェルール１の貫通孔１ｂを基準にフェル
ール１を回転しながら外周面１ｃを加工するときの加工
バラツキを考慮すると、フェルール１の貫通孔１ｂの真
円度は、０．３μｍ以下とすることがより好ましい。

【００５０】なお、上記フェルール１の貫通孔１ｂの真
円度は、真円度測定機で測定することができ、フェルー
ル１の後端面１ｅに光を照射しながら先端面１ａをカメ
ラで観察し、貫通孔１ｂの穴形状を画像処理して真円度
を求める。

【００５１】このようにフェルール１の外周面１ｃ、貫
通孔１ｂの真円度を０．５μｍ以下とする方法は、フェ
ルール１の加工方法として後述する。

【００５２】また、上記フェルール１の外周面１ｃの算
術平均粗さ（Ｒａ）は、０．００１５μｍ以下であるこ
とが好ましい。外周面１ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）が
０．０１５μｍを越えると、フェルール１の外周面１ｃ
の凹凸が光コネクタとして用いる際に、フェルール１を
挿通する金属からなる割スリーブの内周面を削り落とし
て、割スリーブを形成する金属がフェルール１の先端面
１ａに付着しやすいため、接続損失が悪化しやすい。

【００５３】なお、本発明のフェルール１は、シングル
モ−ド、マルチモード共に適用できる。

【００５４】次いで、本発明のフェルール１の加工方法
について説明する。

【００５５】所定のセラミックス粉体に成形性を良くす
るためのバインダーを添加して得られたコンパウンドを
材料として押出成形、射出成形、もしくはプレス成形に
よって、貫通孔１ｂとなる下穴を有する成形体を作製す
る。

【００５６】次いで、得られた成形体を２００〜６００
℃でゆっくり加熱し、セラミックス粉体以外の有機成分
を蒸発して脱脂させ、次いで、１０００〜１６００℃程
度で加熱して焼成することによって円筒セラミック体１
１を作製する。

【００５７】次いで、この円筒状セラミック体１１の下
穴１１ｂの内周面に仕上げ加工を施す。

【００５８】しかる後、図３（ａ）、（ｂ）に示す芯無
センタレス加工機のように、円筒状セラミック体１１の
外周面１１ｃを芯無センタレス加工によって研削する方
法が用いられる。

【００５９】これは、ブレード１２で円筒状セラミック
体１１を保持しながら定規車１３で回転させダイヤモン
ド砥石等の砥石１４を用いて外周面１１ｃを研削する。

【００６０】なお、砥石１４はダイヤモンド砥石を用い
ることが好ましく、ビトリファイドダイヤモンド砥石を
用いることがより好ましい。

【００６１】ここで、砥石１４は図３（ｂ）に示すよう
に上記セラミック体１１の長手方向の長さをＬとした
時、その長さが８Ｌ〜４０Ｌとすることが好ましい。

【００６２】上記砥石１４の長さが８Ｌ未満であると、
セラミック体１１が長手方向に十分に保持できず外周面
１１ｃの真円度を高いものとできない。一方、４０Ｌを
超えると、砥石１４が大型になりすぎて、重量が重くな
り工作機械の回転軸を太くしなければ支持することがで
きず、装置全体の剛性を高めなければならなくなる。

【００６３】本発明の芯無センタレス加工機は温度管理
する必要があり、２５℃±３℃の室内で温度管理しなが
ら加工することで、安定した寸法精度で加工できる。

【００６４】また、装置全体を安定した温度に保つため
に、研削液の循環にも工夫して研削液が装置を保温し、
それとともに研削液を冷却させる方法を用いることが好
ましい。

【００６５】上記加工において、フェルール１の外周面
１ｃを算術平均粗さ（Ｒａ）０．０１５μｍ以下に仕上
げるためには１μｍ以下の粒度の細かい砥石を使う必要
がある。粒度が細かいと加工時間が多大にかかるため、
仕上げ寸法の直前の数μｍ大きい外径まで従来の方法で
研削加工で加工した後、最終仕上げを本発明の加工方法
を採用すると加工時間を短縮できる。

【００６６】なお、細かい砥石１４を用いると砥石１４
の目詰まりが発生しやすいため、加工しながら電解ドレ
スを行う（通称；ＥＬＩＤ研削）方法を用いることが好
ましい。

【００６７】上記加工方法において、フェルール１の外
周面１ｃの算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０１５μｍ以
下、真円度を０．５μｍ以下の範囲内に形成することが
できる。

【００６８】このように、外周面の表面粗さ（Ｒａ）
０．０１５μｍ以下、及び真円度を０．５μｍ以下の範
囲内とすることによって同じ組み合わせのフェルール１
と割スリーブであっても、繰り返し測定において、接続
損失変動の少ないフェルール１を得ることができる。

【００６９】また、本発明のフェルール１の製造方法の
他の実施形態を説明する。

【００７０】上述の製造方法と同様に先ず、セラミック
ス粉体に成形性を良くするためのバインダーを添加して
得られたコンパウンドを材料として押出成形、射出成
形、もしくはプレス成形によって、最終的なフェルール
１の複数本分の長さとし、中心に微細な下穴１１ｂを有
する長尺の円筒状成形体を作製する。

【００７１】次いで、成形体を２００〜６００℃でゆっ
くり加熱し、セラミックス粉体以外の有機成分を蒸発し
て脱脂させ、次いで、１０００〜１６００℃程度で加熱
して焼成する。

【００７２】そして、図４に示すように長尺の円筒状セ
ラミック体１１を矢印Ａの方向にワーク１６を回転させ
ることにより、下穴１１ｂの内周面に加工ワイヤ１５を
挿通して研磨加工を施す。これによって、下穴１１ｂが
均一に整列しているために、特定の方向に対して余計な
研削力がかかることはなく、加工ワイヤ１５に振動が付
与されず、下穴１１ｂの加工後の貫通孔１ｂの径にばら
つきが発生せず、しかも引張り方向のずれも生じないた
めに、貫通孔１ｂの真円度を０．５μｍ以下の優れたも
のとできる。

【００７３】しかる後、所定の長さに切断することによ
ってフェルール１を作製することができる。

【００７４】上記長尺のセラミック体１１の長さは、作
製されるフェルール１が２個以上の複数個分であればそ
の効果を奏することができるが、研磨加工精度及び加工
上の取り扱い易さの点からフェルール１が１０〜３０個
分の長さとすることが好ましい。

【００７５】ここで、上記長尺のセラミック体１１の加
工方法を図５に基いてさらに詳細に説明する。

【００７６】長尺のセラミック体１１を図５の加工装置
にセットし、セラミック体１１の下穴１１ｂの一方から
加工ワイヤ１５を差し込む。加工ワイヤ１５はその先端
部１５ａをエッチング等によってテーパ加工した鋼線か
ら成り、外周面にダイヤモンド等の砥粒を含んだ研磨材
が塗布されている。この研磨材は０．５〜１０μｍのダ
イヤモンド製の砥粒を用いることができるが、研磨面の
面粗さ及び加工速度等を勘案すると１〜５μｍの砥粒を
用いることが好ましい。

【００７７】次に、ワーク１６を矢印Ａに示す方向に回
転させながら、加工ワイヤ１５を矢印Ｂで示す方向に前
後させながら、ワーク１６の下穴１１ｂを順次進行させ
る。加工ワイヤ１５で下穴１１ｂを研磨して仕上げた
後、加工装置からワーク１６を取出して研磨加工が終了
する。加工ワイヤ１５のテーパ加工した先端部１５ａを
ワーク１６に通し、その先端部１５ａを引っ張りながら
テーパ部分で下穴１１ｂの孔径を順次大きくしていき研
磨する方法でも同様の効果を奏することができる。

【００７８】しかる後、所定の長さに切断し、外周を研
削し、外周面１ｃのラップ、面取り、丸み研磨等を行っ
てフェルール１に仕上げられるが、外周面１ｃの研削に
際しては、このようにして研磨されて形成されたフェル
ール１の中心の貫通孔１ｂを中心にフェルール１を回転
して行なわれるので、偏心することなく研削することが
できる。

【００７９】上述の図２及び図３に示す加工方法によっ
て得られたフェルール１は、図６に示すようにフェルー
ル１が嵌合する凹部１７ａ及び光ファイバ用の被覆部を
保持する貫通孔１７ｂを有するフェルール支持体１７と
からなる光ファイバ固定具１８として好適に用いること
ができる。

【００８０】上記フェルール支持体１７は、ステンレ
ス、黄銅にＮｉメッキを施したもの、洋白にＮｉメッキ
を施したもの等の金属材料からなり、フェルール１は凹
部１７ａに圧入固定され、凹部１７ａの面粗さを構成す
る凹凸が弾性変形してフェル−ル１を保持する。

【００８１】上記光ファイバ固定具１８において、フェ
ルール支持体１７の凹部１７ａ側面の表面粗さをＲ１、
貫通孔１７ｂの内周面の表面粗さをＲ２とした場合、Ｒ
１＜Ｒ２とすることが重要である。

【００８２】上記Ｒ１を小さくすることでフェルールを
安定に圧入することができるからである。また、Ｒ２を
大きくつまり粗くすることにより光ファイバを固定する
接着剤が凹凸面に入り込み、いわゆるアンカー効果によ
り軸方向の引っ張り力を強めることになるからである。

【００８３】また、上記フェルール支持体１７の凹部１
７ａ側面の表面粗さＲ１が算術平均粗さＲａで０．０１
μｍより大きく０．３μｍ未満であり、且つ貫通孔の内
周面の表面粗さＲ２が算術平均粗さＲａで０．３μｍ以
上であることが好ましい。

【００８４】上記フェルール支持体１７の凹部１７ａの
面粗さがＲ１がＲａ０．３μｍを超えると、面粗さを構
成する凹凸の高低差が大きくなり、この凹凸部のうち凸
部は強度が弱く圧入時に変形しやすいので、フェルール
１に傾きが生じやすい。フェルール１が圧入の際に傾く
と、フェルール支持体１７の凹部１７ａに円周方向に均
一な変形状態が得られず安定しないため、圧入力が不安
定となり引き抜き力がばらつく。

【００８５】さらに、フェルール支持体１７の貫通孔１
７ｂの表面粗さＲ２がＲａ０．３μｍ以上の範囲であれ
ば、接着面積が大きくなり接着強度が上がるため、ヒー
トサイクル後に光ファイバが剥離することを減少するこ
とができる。

【００８６】なお、フェルール支持体１７の凹部１７ａ
の側面の表面粗さＲ１は棒状の材料をチャックで固定
後、材料の中央部をドリルで下穴加工を行った後にバイ
トで仕上げ加工する事により、Ｒａで０．０１〜０．３
μｍに加工するこｔができる。また、フェルール支持体
１７の貫通孔１７ｂの表面粗さＲ２は、上記材料の固定
後ドリル加工することにより、Ｒａ０．３μｍ以上に加
工することができる。

【００８７】上記フェルール支持体１７にフェルール１
を圧入する際は、その締め代は２〜２５μｍが好まし
い。締め代が２μｍ未満となるとフェルール１とフェル
ール支持体１７の引き抜き力は１０Ｋｇｆ以上を満足で
きない。一方、締め代が２５μｍを超えるとフェルール
支持体１７が塑性変形を起こして、逆に引き抜き力は１
０Ｋｇｆ以下に低下するものが発生する。

【００８８】本発明は上述の実施形態に限定されること
はなく、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。

【００８９】

【実施例】ここで、実施例について説明する。

【００９０】（実施例１）ジルコニアセラミックスを用
いて上記貫通孔となる下穴を有する円筒状成形体を焼成
してセラミック体を得、上記下穴の内周面に仕上げ加工
を施した後、セラミック体の外周面にセラミック体の長
さＬに対して７Ｌ〜４０Ｌの長さを有するダイヤモンド
砥石を用いた芯無センタレス加工を施すことによって外
径Ｄ＝φ２．５ｍｍ、長さＬ＝１０．５ｍｍ、貫通孔ｄ
＝φ０．１２６ｍｍ、外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が
０．０１μｍのフェルール試料を作製した。

【００９１】各試料の外周面の真円度、貫通孔と外周面
の同心度を測定した。

【００９２】なお、上記フェルール試料の外周面の真円
度は、真円度測定器を用いて触針をフェルールの外周面
に接触させながら、フェルールを回転し該触針の振れを
測定する方法を用いて求めた。

【００９３】また、同心度はセラミック製のＶ溝にフェ
ルール試料を載置して回転させ、貫通孔の振れ幅を測定
することによって求めた。

【００９４】次に各試料の貫通孔に光ファイバを挿入固
定して、先端面を研磨仕上げし、割スリーブに１０回挿
入してその接続損失の最大値から最小値を引いた値であ
る接続損失変動値を算出した。

【００９５】その結果を表１に示す。

【００９６】

【表１】

【００９７】表１より明らかなように外周面の真円度が
０．５μｍ以下の試料（Ｎｏ．５〜１７）は、接続損失
が０．０９〜０．３６ｄＢと小さいものであった。

【００９８】特に、同心度が１μｍ以下の試料（Ｎｏ．
５〜１１、１５〜１７）は、接続損失が０．１８ｄＢ以
下とさらに小さくできることがわかった。

【００９９】一方、真円度が０．５μｍを超える試料
（Ｎｏ．１〜５）は、接続損失が０．３２〜１．１８ｄ
Ｂと大きいことがわかった。

【０１００】（実施例２）次いで、実施例１と同様にジ
ルコニアセラミックスによって貫通孔となる下穴を有す
る外径Ｄ＝φ２．５ｍｍ、下穴ｄ＝φ０．１２０ｍｍの
長尺の円筒状セラミック体を作製し、下穴の内周面に仕
上げ加工を施した後、長さＬ＝１０．５ｍｍに切断する
ことによって５０個のフェルール試料を作製した。

【０１０１】比較例として従来の短尺セラミック体を５
０個同様な加工方法で作製した。

【０１０２】各試料の貫通孔の真円度を図２に示す方法
によって測定し、同心度が１μｍを越える試料を不良と
し、その個数から不良率を算出した。

【０１０３】結果を表２に示す。

【０１０４】

【表２】

【０１０５】表２より、従来の加工方法によって得られ
た試料（Ｎｏ．４、５）は、真円度の平均値が０．６〜
０．７μｍと大きく、同心度の不良率が５３〜９８％と
１μｍ以下にできない試料が多かった。

【０１０６】これに対し、長尺セラミック体を加工、切
断する方法によって作製した試料（Ｎｏ．１〜３）は、
真円度が０．５μｍ以下にでき、同心度の不良率も１５
％以下と小さなものであった。 （実施例３）次いで、図７に示すようにフェルール支持
体の凹部側面の表面粗さ（Ｒ１）がＲａ０．０１〜０．
４μｍの試料を作製した。また、ジルコニアセラミック
スからなり外径Ｄ＝φ２．４９９±０．０００５ｍ、長
さＬ＝１０．５ｍｍ、軸孔ｄ＝φ０．１２６ｍｍのフェ
ルールを上記フェルール支持体に圧入固定後、フェルー
ルとフェルール支持体の引き抜き力を検査した。

【０１０７】結果を表３に示す。

【０１０８】

【表３】

【０１０９】表３より明らかなように、凹部の側面の表
面粗さ（Ｒ１）がＲａ０．０１〜０．２８μｍの試料
（Ｎｏ．１〜６）は、フェルールの引き抜き力が２０〜
２９Ｋｇｆと大きいことがわかった。

【０１１０】これに対し、表面粗さがＲａ０．３μｍを
超える試料（Ｎｏ．７〜９）は、１５Ｋｇｆ以下と低い
ことがわかる。

【０１１１】次いで、フェルール支持体の貫通孔の表面
粗さ（Ｒ２）をＲａ０．２μｍ、Ｒａ０．４μｍの試料
を２０個ずつ作製し、上記フェルールをフェルール支持
体に圧入固定し、接着した後、下記温度サイクル試験を
行い温度サイクル後の光ファイバとフェルール支持体の
接着部について引き抜き力を検査した。

【０１１２】温度条件 ；−４０℃〜常温〜＋８５℃〜
常温 （３０分・・５分・・３０分・・５分） サイクル数；２００サイクル その結果、温度サイクル後に光ファイバとフェルール支
持体の接着部の剥離を調査したところ、フェルール支持
体の貫通孔の表面粗さがＲａ０．４μｍの試料において
は、剥離が発生しなかったが、Ｒａ０．２μｍの試料は
２０個中６個に剥離が認められた。

【０１１３】

【発明の効果】本発明の光ファイバ用フェルールによれ
ば、外周面および／または貫通孔の真円度が０．５μｍ
以下であることから、光ファイバ用フェルールを光コネ
クタ等に用いる際、他の光ファイバ用フェルールとの接
続損失を小さくすることができる。

【０１１４】また、本発明の光ファイバ用フェルールに
よれば、上記光ファイバ用フェルールの外周面に対する
貫通孔の同心度が１μｍ以下であることから、さらに接
続損失を小さくすることができる。

【０１１５】さらに、本発明の光ファイバ用フェルール
の加工方法によれば、上記貫通孔となる下穴を有する円
筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上記下穴の内
周面に仕上げ加工を施した後、セラミック体の外周面に
セラミック体の長さＬに対して８Ｌ〜４０Ｌの長さを有
するダイヤモンド砥石を用いた芯無センタレス加工を施
すことから、外周の真円度を高精度に加工することがで
きる。

【０１１６】またさらに、本発明の光ファイバ用フェル
ールの加工方法によれば、上記貫通孔となる下穴を有す
る長尺の円筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上
記下穴の内周面に仕上げ加工を施した後、所定の長さに
切断することから、研磨長さ全てを製品に使用すること
ができ、高い真円度でばらつきの小さい貫通孔を得るこ
とができる。

【０１１７】さらにまた、本発明の光ファイバ固定具に
よれば、上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗さを
Ｒ１、貫通孔の内周面の表面粗さをＲ２とした場合、Ｒ
１＜Ｒ２となることから、光ファイバ用フェルールをフ
ェルール支持体に滑らかに圧入することができ、しかも
光ファイバを強固に接着固定することができる。

【０１１８】また、本発明の光ファイバ固定具によれ
ば、上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗さＲ１が
算術平均粗さＲａで０．０１μｍより大きく０．３μｍ
未満であり、且つ貫通孔の内周面の表面粗さＲ２が算術
平均粗さＲａで０．３μｍ以上であることから、光ファ
イバ用フェルールをフェルール支持体により正確に且つ
スムーズに圧入することができるとともに、光ファイバ
を強固に接着固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ用フェルールの一実施形態
を示す断面図である。

【図２】本発明の光ファイバ用フェルールにおける貫通
孔の同心度の測定方法を示す説明図である。

【図３】本発明の光コネクタ用フェルールの加工方法を
示す概略図である。

【図４】本発明の光コネクタ用フェルールの加工方法の
他の実施形態を示す概略図である。

【図５】本発明の光コネクタ用フェルールの加工方法を
示す概略図である。

【図６】本発明の光ファイバ固定具の一実施形態を示す
断面図である。

【図７】従来の光ファイバ固定具を示す断面図である。

【図８】従来の光ファイバ用フェルールの加工方法を示
す概略図である。

【符号の説明】 １：フェルール １ａ：先端面 １ｂ：貫通孔 １ｃ：外周面 １ｄ：面取り部 １ｅ：後端部 ２：光源 ３：出射光 ４：Ｖ溝治具 ５：スポット光 ６：カメラ ７：画像処理装置 ８：表示画面 ９：輪郭 １０：回転ローラー １１：セラミック体 １２：ブレード １３：定規車 １４：ダイヤモンド砥石 １５：加工ワイヤ １６：ワーク １７：フェルール支持体 １８：光ファイバ固定具

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に光ファイバを収納するための貫通
   孔を有する円筒状のセラミック製の光ファイバ用フェル
   ールであって、外周面および／または貫通孔の真円度が
   ０．５μｍ以下であることを特徴とする光ファイバ用フ
   ェルール。
2. 【請求項２】上記光ファイバ用フェルールの外周面に対
   する貫通孔の同心度が１μｍ以下であることを特徴とす
   る請求項１に記載の光ファイバ用フェルール。
3. 【請求項３】上記光ファイバ用フェルールの外周面の算
   術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１５μｍ以下であることを
   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。
4. 【請求項４】軸方向に光ファイバを収納するための貫通
   孔を有する円筒状のセラミック製光ファイバ用フェルー
   ルの加工方法であって、上記貫通孔となる下穴を有する
   円筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上記下穴の
   内周面に仕上げ加工を施した後、セラミック体の外周面
   にセラミック体の長さＬに対して８Ｌ〜４０Ｌの長さを
   有するダイヤモンド砥石を用いた芯無センタレス加工を
   施すことを特徴とする光ファイバ用フェルールの加工方
   法。
5. 【請求項５】軸方向に光ファイバを収納するための貫通
   孔を有する円筒状のセラミック製光ファイバ用フェルー
   ルの加工方法であって、上記貫通孔となる下穴を有する
   長尺の円筒状成形体を焼成してセラミック体を得、上記
   下穴の内周面に仕上げ加工を施した後、所定の長さに切
   断することを特徴とする光ファイバ用フェルールの加工
   方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至３の何れかに記載の光ファイ
   バ用フェルールと、該光ファイバ用フェルールが嵌合す
   る凹部及び光ファイバ用の被覆部を保持する貫通孔を有
   するフェルール支持体とからなる光ファイバ固定具であ
   って、上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗さをＲ
   １、貫通孔の内周面の表面粗さをＲ２とした場合、Ｒ１
   ＜Ｒ２となることを特徴とする光ファイバ固定具。
7. 【請求項７】上記フェルール支持体の凹部側面の表面粗
   さＲ１が算術平均粗さＲａで０．０１μｍより大きく
   ０．３μｍ未満であり、且つ貫通孔の内周面の表面粗さ
   Ｒ２が算術平均粗さＲａで０．３μｍ以上であることを
   特徴とする請求項６に記載の光ファイバ固定具。