JP2004177717A

JP2004177717A - Optical communication component and method of fabricating the same

Info

Publication number: JP2004177717A
Application number: JP2002344741A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Takimoto; 寿博瀧本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication component which is formed by fixing an optical fiber by caulking to a fixture, such as a ferrule, and which has high tensile strength. <P>SOLUTION: The optical communication component is formed by fixing an optical fiber 2 to the fixture, such as a ferrule 1, by caulking. The tight contact length (the amount of caulking) of the fixture and a coated optical fiber 4 of the caulked portion is ≥0.1 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用される光学系を構成する部材である光通信用部品及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信機器や各種検査装置、及び各種光センサ、レーザ装置等には、光ファイバをフェルール等の固定具にかしめ固定してなる光通信用部品が多数使用されており、その性能は引っ張り強度、気密特性、半田ぬれ性等多岐にわたり、且つ高い性能が要求される。
【０００３】
このような光ファイバをフェルール等の固定具にかしめ固定して使用する光通信用部品の例として、図６（ａ）〜（ｄ）に示すフェルール付き光ファイバを用いて説明する。
【０００４】
図６（ａ）の構造については、塑性変形が可能で切削加工等の後加工により形状変更が可能な金属材で、円筒状に成形または加工したフェルール２５の内径に、アクリル樹脂及び塩化ビニール樹脂等の合成樹脂材で、１次被覆２８ａと、２次被覆２８ｂで構成された２層構造の被覆２８を予め取り除いて、露出した石英ガラスからなる光ファイバ芯線２７を挿通し、上記フェルール２５の側面を外側から中心に向けて圧縮力を加えて変形させることにより、光ファイバ芯線２７を直接かしめ固定した構造である（特許文献１参照）。
【０００５】
また図６（ｂ）の構造は、使用する光ファイバ２６及びフェルール２５の形状は上記図６（ａ）と同様ではあるが、かしめ固定する時にフェルール２５の先端をテーパ状の押し治具２９で軸方向に押し当てることにより、フェルール２５の先端３４を変形させて光ファイバ芯線２７を直接かしめ固定した構造である（特許文献２参照）。
【０００６】
一方、かしめる側のフェルール２５とかしめられる側の光ファイバ芯線２７との間に緩衝材を介在させて、かしめ固定する構造も提案されている。
その一例としては図６（ｃ）に示すような構造で、まず光ファイバ２６の先端部分の被覆２８を除去し、光ファイバ芯線２７を露出した状態でフェルール２５に挿通する。
【０００７】
フェルール２５は、光ファイバ芯線２７を挿通する芯線挿通穴３０と、１次被覆２８ａを挿通する被覆挿通穴３１を備える段付き形状とし、且つ１次被覆２８ａをかしめる被覆かしめ部３２を備え、被覆かしめ部３２を変形させることにより１次被覆２８ａを介して光ファイバ２６を固定するという構造である（特許文献３参照）。
【０００８】
また、上述した図６（ｂ）の光ファイバ芯線２７を直接かしめ固定する構造に加えて被覆２８を介してかしめ固定する構造とを合わせ持った構造を、図６（ｄ）に示す。
まず、上記同様に光ファイバ芯線２７を挿通する芯線挿通穴３０と、被覆２８を挿通する被覆挿通穴３１を備えた段付き形状のフェルール２５に、予め被覆２８を除去した光ファイバ芯線２７を挿通し、フェルール２５の先端３４及び、被覆２８で覆われているフェルール２５の後端３５をそれぞれ変形させてかしめ固定するという構造である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２９００４９号公報
【特許文献２】
米国再発行特許第０３６２３１号明細書
【特許文献３】
特開２０００−３０４９６８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来例において、図６（ａ）に示すようなフェルール２５と光ファイバ芯線２７を直接かしめる構造で、且つ外周側からフェルール２５を変形させるような場合には、フェルール２５を外周方向からの力で均一に変形させることが実質上非常に困難であり、光ファイバ２６を固定出来たとしてもフェルール２５と光ファイバ芯線２７との間に隙間が出来て気密性が確保出来ないといった欠点があった。逆に、気密性を確保する為にかしめ量を増やした場合には、かしめ時の応力が光ファイバ芯線２７に直接伝達されることにより、クラックが生じ易いという欠点があった。
【００１１】
また、図６（ｂ）に示すような構造の場合には、テーパ状の押し治具２９で押し当てることにより均等に変形させることが出来るため気密性は確保し易いが、かしめ前のフェルール２５の先端３４の断面が９０°の形状で有るため、テーパ状の押し治具２９を押し当ててかしめる時にフェルール２５の先端３４のみに応力が集中し易い。従って、フェルール２５を変形させられる量は極めて微少でしかなく、かしめ量３３が０．１ｍｍ以下程度しかないためにフェルール２５と光ファイバ２６の引っ張り強度が非常に低かった。
【００１２】
また、フェルール２５の先端３４の断面が９０°の形状で有るため、テーパ状の押し治具２９を押し当てた時に治具との摩擦抵抗（接触抵抗）が大きくなり、光ファイバ芯線２７をかしめる方向（フェルールの中心方向）に効率的に力が伝達せず、フェルール２５の軸方向に負荷が掛かり、その結果フェルール２５の外径が膨らんでしまうといった欠点もあった。ここで、フェルール２５の外径が膨らんだ場合の問題としては、光通信機器や検査装置等の各種通信機器に本部品を組み込む際に、相手部品との光軸ズレ等を起こすため、搭載出来ない等といったことが挙げられる。
【００１３】
次に図６（ｃ）に示すような構造の場合、各種通信機器へ組み込む際には、主に半田付けやＹＡＧ溶接により相手部品に固定されるため、フェルール２５を伝わって被覆２８ａに高温の熱が負荷され、その結果被覆２８ａが溶けて光ファイバ２６が抜けてしまうといった欠点を有していた。
【００１４】
更に、被覆２８ａの材質がアクリル樹脂もしくは塩化ビニール樹脂等の合成樹脂であるため、各種通信機器へ組み込んだ際に被覆２８ａから発生するアウトガスにより、周辺部品への悪影響が起るという問題があった。また、被覆２８ａは一般に高温高湿条件において水分の吸収による劣化が起り易く、且つ温度変化による膨張収縮が起るため、引っ張り強度の低下等、部品の信頼性にも問題があった。更にまた、被覆２８ａの肉厚がバラツクことによりかしめ後の保持力が変化し、引っ張り強度が安定しないという欠点があった。
【００１５】
次に図６（ｄ）に示すような構造の場合には、フェルール２５の先端３４で光ファイバ芯線２７を直接かしめることで気密性を確保し、更にフェルール２５の後端３５で被覆２８を介してかしめることで、先端側での引っ張り強度を補う構造にしているが、上述した欠点同様に、各種通信機器へ組み込む際に、半田付けやＹＡＧ溶接等による熱で被覆２８が溶けてしまい、結局、光ファイバ２６の引っ張り強度が確保できないといった欠点があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の問題点に鑑み案出されたもので、本発明の光通信用部品は、光ファイバをフェルール等の固定具にかしめ固定してなる光通信用部品において、かしめた部分の固定具と光ファイバの密着長さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１７】
更に、上記固定具のかしめ部は、かしめる前の外径が０．５ｍｍ以上で、テーパ角度５〜６０°のテーパ形状を有し、且つ内径が０．１２６〜０．３ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１８】
更に、上記固定具の外周部に、かしめる前の外径より０．０５ｍｍ以上小さい外径で、且つその外径が０．５ｍｍ以上の段差部を有していることを特徴とするものである。
【００１９】
また、光ファイバをフェルール等の固定具にかしめ固定してなる光通信用部品の製造方法において、テーパ形状を有する押し治具を用いて上記固定具をかしめ、押し冶具のテーパ角度は上記固定具のテーパ角度に対して０〜２０°大きく、且つかしめる時の負荷荷重は５０〜３００Ｎで押し治具を回転させながらかしめることを特徴とするものである。
【００２０】
更に、上記固定具をかしめる時に、平面方向に可動自在な受け冶具で上記固定具を保持することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による光通信用部品の実施形態であるフェルール付き光ファイバの実施形態について図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
点線部分はかしめる前のフェルールの形状を描いたものである。
【００２２】
図１（ａ）は、光ファイバ２をフェルール１に挿通し、テーパ状に形成されたフェルール１の先端１６をテーパ状の押し治具で軸方向に押し当て、フェルール１の先端１６を中心に向けて変形させることにより光ファイバ芯線４をかしめ固定したものである。
【００２３】
まず使用する光ファイバ２の構成を説明する。ここで用いる光ファイバ２はシングルモード（ＳＭ）、マルチモード（ＭＭ）に依らず使用でき、また、ＰＭＦ（ＰＯＬＡＲＩＺＡＴＩＯＮＭＡＩＮＴＡＩＮＩＮＧＦＩＢＥＲ）のような偏光の極性を維持した光ファイバでも支障なく使用することができる。
【００２４】
また、その構造に至っては、光ファイバ芯線４とそれを覆う合成樹脂材の被覆３からなり、フェルール１の内径６に挿通する長さ分だけその被覆３が除去されている。ここで、被覆３の除去方法としては、光ファイバ２を薬液に浸して被覆３を溶解する方法や、機械的に剥ぎ取る方法が一般的にとられており、そのどちらでも構わないが、かしめ後の光ファイバ２の引っ張り強度を安定させるため、光ファイバ芯線４の表面に傷を付けないように注意することが必要である。
【００２５】
被覆３は光ファイバ芯線４に密着する１次被覆３ａとその１次被覆の外側に配設される２次被覆３ｂとからなり、少なくともフェルール１をかしめる部分は１次被覆３ａ及び２次被覆３ｂとも除去して使用する。尚、本実施形態では２層に構成されているが１層でもよく、限定されるものではない。
【００２６】
即ち、図１（ｂ）に示すようにフェルール１をかしめる部分以外は、必ずしも被覆３を除去する必要はなく、ハンドリング時の光ファイバ２の曲げ強度を確保するために被覆３をフェルール１の中に挿通して使用する場合もある。この場合、少なくとも光ファイバ芯線４が露出している部分でかしめているため、各種通信機器に組み込む際に受ける熱影響で、被覆３が溶けて光ファイバ２が抜けてしまうといったことはない。また、フェルール１の先端１６をかしめることで気密性及び引っ張り強度を確保する構造のため、かしめ部であるフェルール１の先端１６より後端側に配設されている被覆３が、各種通信機器への組み込む際の熱影響で仮に溶けたとしても、光ファイバ２の引っ張り強度は変化することなく、またフェルール１の先端１６から被覆３のアウトガスが漏れる心配もない。
【００２７】
次に使用されるフェルール１について説明する。
まず、フェルール１の母材質としては、ステンレスやＡＳＴＭ−Ｆ１５を使用することが望ましいが、それ以外の金属の使用も可能である。例えば、金属では鉄／ニッケル合金、ステンレス以外の鉄／ニッケル／クロム合金、鉄／クロム合金等があり、その他非鉄金属としては、銅、アルミニウム、マグネシウム等がある。
【００２８】
これらの材質が用いられるのは、熱が加わった際にかしめた部分に発生する熱膨張により光ファイバ２との気密性が低下するのを極力防ぐと共に、各種通信機器に組み込む際に、相手方の材質の熱膨張係数に合わせることにより光学機器からの脱落を防ぐ目的が有る。
【００２９】
尚、不図示ではあるが、母材質に金メッキ等の表面処理をした物を使用しても何ら問題ない。これは、上述したように各種光学機器に組み込む際に半田付けする場合には必要で、半田との濡れ性を確保するために施すものであるが、金等の金属の中でも比較的柔らかい材質の場合には、かしめ時の気密性を確保し易くする効果や、かしめ時の光ファイバ２の破断を防ぐ効果もある。
【００３０】
次に形状については、まず外径Ｄ１は０．５ｍｍ以上で、内径Ｄ２は０．１２６〜０．３ｍｍとし、かしめる部分の先端径Ｄ３は０．２〜０．８ｍｍでテーパ角度αが５〜６０°のテーパ部８を有し、このテーパ部８に連続するように外径Ｄ１より０．０５ｍｍ以上小さく、外径Ｄ１が０．５ｍｍ以上の段差部９を備えた形状とする。また、光ファイバ２をかしめた時のフェルールと光ファイバの密着長さ（以下、かしめ量という）Ｌは０．１ｍｍ以上とする。
【００３１】
こうすることにより、かしめる時に加わる軸方向の荷重に耐え得る外径となり、且つフェルール１の先端１６にテーパ部８を有することによって、かしめた時に上述したようなフェルール先端の応力集中型のかしめではなく、応力の分散したかしめが可能となり、十分なかしめ量Ｌ（０．１ｍｍ以上）の確保ができるようになるため、非常に高い光ファイバ２の引っ張り強度を保つことが可能になる。
【００３２】
また、更に光ファイバの引っ張り強度を上げたい場合には、フェルール１に熱を加えることによって生ずる膨張収縮を利用してかしめを行う方法を併用することで、更に強靱な引っ張り強度を確保することも可能となる。
【００３３】
更に、段差部９を備えることにより、万一必要以上の負荷荷重が加わった際に、外径Ｄ１より小さい段差部９の部分が先に変形を起こすことで過負荷分を吸収し、外径Ｄ１の変形を防止するため、過負荷によって外径Ｄ１が膨らむようなことがなくなり、各種通信機器に組み込む際に軸ズレが発生するようなこともない。このように、過負荷時の外径Ｄ１の変形を防止する目的で設定された段差部９は、上述したようなテーパ部８と連続する形状ではなく、フェルール１の後端１７もしくはフェルール１の中心部に配設しても何ら問題ない。
【００３４】
なお、ここでかしめ量Ｌを０．１ｍｍ以上としたのは、実用上問題ないレベルの３．５Ｎ以上の引っ張り強度を確保出来るためであり、０．１ｍｍ以下の場合には、引っ張り強度が低く実用的ではないと同時に、あまりにもかしめ量１０が短いためにフェルール１の内径６がばらついた時等に、気密性が確保できない場合が出るためである。
【００３５】
次に、フェルール１の外径Ｄ１は、０．５ｍｍ以上が好ましく、フェルール１の外径Ｄ１が０．５ｍｍ未満の場合には、負荷荷重３００Ｎ以下の荷重で真直度が変化する。即ち、フェルール１が変形し各種光学機器に組み込むことが不可能になるからである。
【００３６】
さらに、テーパ角度αは５〜６０°が好ましいが、テーパ角度αが５°未満の場合には、殆どテーパ８が無い状態であり、図６（ｂ）に示す従来例同様の応力集中型かしめとなり、かしめる段階で光ファイバ２６が破断する。逆に、テーパ角度αが６０°を超える場合にはテーパ角度αが大きすぎるため、フェルール１の軸方向に力が逃げ、十分なかしめ量を確保することが出来なくなるからである。
【００３７】
さらに、内径Ｄ２は０．３ｍｍ以下にすることが好ましく、内径Ｄ２が０．３ｍｍより大きい場合、光ファイバ芯線４との気密性が確保できない場合があるためである。また、０．１２６ｍｍ未満では、光ファイバ芯線４の外径が０．１２５ｍｍのため、フェルール１に挿通することが実質上不可能なためである。
【００３８】
次に、段差部９を外径Ｄ１より少なくとも０．０５ｍｍ以上の小さい外径Ｄ４で、且つ０．５ｍｍ以上の外径Ｄ４としているが、これは段差部９があまりにも細いため０．０５ｍｍ未満では、段差部９の部分でフェルール１が曲がってしまうからである。また、外径Ｄ１に対し０．０５ｍｍ未満の段差しかない場合には、負荷荷重が加わった際に、段差部９の部分で荷重を吸収できずに、外径Ｄ１が膨らんでしまうためである。
【００３９】
次に上記フェルール付き光ファイバの製造方法について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００４０】
まず、図２（ａ）に示すように、フェルール１内径に被覆３を除去した光ファイバ芯線４を所望の出寸法になる位置まで挿通し、受け治具１１にセットする。次に図２（ｂ）に示すベアリング等のついたステージ１２上に上記受け治具１１を乗せ、平面方向に可動自在となるようにする。平面方向に自在に動くようにすることで、図２（ｄ）に示す押し治具１４と、フェルール１の軸が必ずしも合っていなくても、かしめる過程で押し治具１４のテーパ２０にフェルール１の軸が倣うようにかしめることが可能になる。ここで使用するステージ１２は、ベアリング付きステージに限ったものではなく、平面方向に受け治具が自在に動く構造、例えば図２（ｃ）に示すようなステージ上面にテフロン（Ｒ）層１３の膜が形成され、滑り性が増すことによって受け治具１１が自在に動く等の構造で有れば良い。
【００４１】
次に図２（ｄ）に示すように、テーパ状の押し治具１４を回転させながらフェルール１の先端に押しつけてかしめ方向３６の負荷でかしめる。このときの押し治具１４のテーパ角度βはフェルール１のテーパ角度αより０〜２０°大きい角度の物を使用し、負荷荷重はロードセル１５等の測定器で測定しながら５０〜３００Ｎの荷重を負荷する。
【００４２】
ここで、押し治具１４のテーパ角度βが、フェルール１のテーパ角度αより小さい角度の場合、フェルール１をかしめることが出来なくなり、また２０°より大きい角度の場合には、十分なかしめ量を確保することが出来なくなるためである。
【００４３】
また、押し治具１４を回転させながらかしめることにより、フェルール１と押し治具１４との摩擦抵抗が低減出来、テーパ２０の奥深くまでフェルール１の先端を食い込ませることが可能になるため、より多いかしめ量を稼ぐことが可能になる。また、負荷荷重については、フェルール１に使用する材質、及びフェルール先端形状や押し治具１４のテーパ角度βによって好適な荷重は異なるが、例えばフェルール１の材質がＡＳＴＭ−Ｆ１５で、外径がφ１．０ｍｍ、テーパ角度８ａが３０°の場合には、１００Ｎ程度の負荷荷重が望ましい。これは、引っ張り強度が１０Ｎ以上となり、実用上十分なレベルにあるが故に、光ファイバ芯線４への攻撃性を低減するという意味でも、必要以上の負荷荷重は避けるためである。
【００４４】
【実施例】
ここで、以下に示す方法で各種実験を行った。
【００４５】
まず、本発明の実施例として図１（ａ）に示す上記光通信部品と、従来例として、図６（ｂ）に示す従来の光通信部品をそれぞれ下記の条件で作製し、各々の光ファイバ引っ張り強度とかしめ量の関係をを測定した。
【００４６】
本発明の実施例、従来例ともにフェルール１の外径Ｄ１を１．００ｍｍ、内径Ｄ４を０．１３３ｍｍとし、母材にはＡＳＴＭ−Ｆ１５を用い、金めっきを施した物を使用した。
【００４７】
また、本発明の実施例におけるフェルール１の先端のテーパ角度αは、３０°の物を使用した。
【００４８】
次に、光ファイバについては、両サンプル共にシングルモードファイバを用い、更に、フェルール１をかしめる時の押し治具１４は、テーパ角度βが４０°の物を使用し、本発明の実施例サンプルは押し治具１４を回転させ、従来例のサンプルは押し治具１４を回転させずにかしめ、更にまた、押し治具１４の負荷荷重は４５〜３０５Ｎまでの各荷重でかしめた物の引っ張り強度を測定した。
測定方法は図３に示す。
【００４９】
光ファイバ５３をプッシュプルゲージ５１に接続された光ファイバ固定冶具５２に固定して、上記光ファイバ５３にかしめ固定されているフェルール５４をフェルール固定冶具に固定して、引っ張り強度測定器支持台５８上に設置された稼動ステージ５７を進行方向５５にスライドさせた。この際、フェルール５４から光ファイバ５３が抜けた、もしくは破断したときのプッシュプルゲージ５１の値を読み、それを引っ張り強度とした。
【００５０】
以上のサンプルでの評価結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】

【００５２】
表１から明らかなように、本発明の実施例では、かしめ量が０．１ｍｍ以上で実用上問題ないレベルの３．５Ｎ以上の引っ張り荷重が得られた。更に、押し治具１４の負荷荷重が５０〜３００Ｎの範囲で十分なかしめ量の確保が可能であることが確認できた。
【００５３】
一方、従来例では前述したように応力集中型のかしめとなっているため、十分なかしめ量を確保する前に光ファイバ２６が破断する結果となった。
【００５４】
次に、フェルール１の外径Ｄ１の大きさを評価するため、図１（ａ）に示す形状で外径Ｄ４違いの製品を、押し治具１４の負荷荷重を変化させてかしめ、フェルール１の変形量４４を測定した。
変形量の測定方法を図４に示す。
【００５５】
図４（ａ）はフェルール４１の外径の太い側が変形した場合であり、寸法４４を測定する。また、図４（ｂ）はフェルール４１の外径の細い側が変形した場合であり、寸法４５を測定する。
以上のサンプルでの評価結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】

【００５７】
表２から明らかなように、フェルール１の外径Ｄ１が０．５ｍｍ未満の場合には、負荷荷重３００Ｎ以下の荷重で変形量が変化する。即ち、フェルール１が変形し各種光学機器に組み込む際に変形しやすくなるため、フェルール１の外径Ｄ１は０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５８】
更に、フェルール先端１６のテーパ角度αを評価するため、図１（ａ）に示す形状で、テーパ角度αを変化させた製品を、１００Ｎの負荷荷重でかしめ、かしめ量を測定した。
【００５９】
かしめ量は実際にかしめた後のフェルール１を半割りして、フェルール１と光ファイバ芯線４の密着部分の長さを工場顕微鏡で測定した。
その結果を表３に示す。
【００６０】
【表３】

【００６１】
表３から明らかなように、テーパ角度αが５°未満の場合には、殆どテーパ８が無い状態であり、図６（ｂ）に示す従来例同様の応力集中型かしめとなりやすく、かしめる段階で光ファイバ２６が破断し、逆に、テーパ角度αが６０°を超える場合には、フェルール１の軸方向に力が逃げ、十分なかしめ量を確保することが難しくなるため、テーパ角度αは５〜６０°にすることが好ましい。
【００６２】
更にまた、フェルール１の内径６を評価するため、図１（ａ）に示す形状で、フェルール１の内径Ｄ２を変化させた製品を、１００Ｎの負荷荷重で各５個ずつかしめ、光ファイバ芯線４との気密特性を測定した。
その測定方法は図５に示すように、光ファイバ芯線６１とかしめ固定されているフェルール６２をホルダ６４にセットされたシリコーンゴム６３に挿通する。そして真空ポンプ６７で排気しながらＨｅガスノズル６９からＨｅガス６８をフェルール６２に向けて噴射する。
【００６３】
フェルール６２における気密特性が悪い場合、Ｈｅガス６８はフェルール６２からリークして流路６５の経路で排気されるが、その際、デイテクタ６６でリーク量が測定される。
その結果を表４に示す。
【００６４】
【表４】

【００６５】
表４から明らかなように、内径Ｄ２が０．３ｍｍより大きい場合、内径Ｄ２が大きすぎることによって光ファイバ芯線４との気密性が確保できない場合があるため、内径Ｄ２は０．３ｍｍ以下にすることが好ましい。また、０．１２６ｍｍ以下の製品は評価しなかったが、光ファイバ芯線４の外径が０．１２５ｍｍのため、０．１２６ｍｍ以下の場合にはフェルール１に挿通することが実質上不可能なためである。
【００６６】
ここで、気密特性の評価基準は、一般的に光通信用部品に要求される１×１０Ｅ−８ａｔｍ・ｃｃ／ｓｅｃ以下を基準とした。
また更に、図１（ａ）で示すフェルール１の段差部９を評価するため、図１（ａ）に示す形状で外径Ｄ１が１．０ｍｍとし、外径Ｄ４が違う製品を４００Ｎの負荷荷重でかしめ、かしめ後の外径Ｄ１及び外径Ｄ４を測定した。その結果を表５に示す。
【００６７】
【表５】

【００６８】
表５から明らかなように、外径Ｄ４が０．５ｍｍ以下の場合、外径Ｄ４があまりにも細いため段差部９の部分でフェルール１が曲がってしまい、逆に外径Ｄ１に対し０．０５ｍｍ以下の段差しかない０．９８ｍｍの場合には、負荷荷重が加わった際に、段差部９の部分で荷重を吸収できずに、外径Ｄ１が膨らんでしまった。
【００６９】
以上より、外径Ｄ１より少なくとも０．０５ｍｍ以上の小さい外径Ｄ４で、且つ０．５ｍｍ以上の外径Ｄ４である段差部９を備えることにより、過負荷荷重が加わった際でも、段差部９で吸収し、安定したかしめが可能となる。
また、かしめ時の押し治具１４のテーパ角度βを評価するため、図１（ａ）に示す形状で、テーパ角度αが３０°のフェルール１を、テーパ角度βが異なる押し治具１４でかしめ、かしめ後のかしめ量を測定した。その結果を表６に示す。
【００７０】
【表６】

【００７１】
表６から明らかなように、押し治具１４のテーパ角度βが、フェルール１のテーパ角度α（３０°）に対して同等以下のテーパ角度β（２９°）の場合には、フェルール１をかしめることが出来ず、逆に、フェルール１のテーパ角度αより２０°以上大きいテーパ角度β（５２°）の場合には、角度が大きすぎるために十分なかしめ量を確保することが出来ない。従って、十分なかしめ量を確保するには、フェルール１のテーパ角度αに対して０〜２０°大きいテーパ角度βの押し治具を使用する必要がある。
【００７２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、光ファイバをフェルール等の固定具にかしめ固定してなる光通信用部品において、かしめた部分の固定具と光ファイバの密着長さが０．１ｍｍ以上にすることにより、より高い引っ張り強度を確保することが可能になる。
【００７３】
また、上記固定具のかしめ部は、かしめる前の外径が０．５ｍｍ以上で、テーパ角度５〜６０°のテーパ形状を有し、且つ内径が０．１２６〜０．３ｍｍとすることにより、かしめるときに加わる軸方向の荷重に耐えうる外径となり、且つ、かしめ部分にテーパを有することによって、応力を分散したかしめが可能となり、十分なかしめ量の確保ができるようになるため、非常に強い引っ張り強度をたもつことができる。
【００７４】
さらに、上記固定具の外周部に、かしめる前の外径より０．０５ｍｍ以上小さい外径で、且つその外径が０．５ｍｍ以上の段差部を有することで必要以上の負荷加重が加わった際に段差部で過負荷分を吸収し、外径を膨らませてしまうことがない。
【００７５】
また更に、光ファイバをフェルール等の固定具にかしめ固定してなる光通信用部品の製造方法において、テーパ形状を有する押し治具を用いて上記固定具をかしめ、押し冶具のテーパ角度は上記固定具のテーパ角度に対して０〜２０°大きく、且つかしめる時の負荷荷重は５０〜３００Ｎで押し治具を回転させながらかしめることによりかしめ量を更にふやすことができる。
【００７６】
さらにまた、上記固定具をかしめる時に、平面方向に可動自在な受け冶具で上記固定具を保持することでフェルールの軸をあわせてかしめることを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の光通信用部品を示す断面図、（ｂ）は他の実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の光通信用部品の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の光通信用部品の引っ張り強度の測定方法を説明する図である。
【図４】本発明の光通信用部品のフェルールの変形量の測定方法を説明する図である。
【図５】本発明の光通信用部品の気密特性の測定方法を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は従来の光通信用部品及びその製法の断面図である。
【符号の説明】
Ｄ１：外径
Ｄ２：内径
Ｄ３：外径
Ｄ４：外径
α ：テーパ角度
β ：テーパ角度
Ｌ：かしめ量
Ｍ：変形量
１：フェルール
２：光ファイバ
３：被覆
３ａ：１次被覆
３ｂ：２次被覆
４：光ファイバ芯線
８：テーパ部
９：テーパ部
１１：受け治具
１２：ステージ
１３：テフロン（Ｒ）層
１４：押し治具
１５：ロードセル
１６：フェルール先端
１７：フェルール後端
２０：テーパ部
２５：フェルール
２６：光ファイバ
２７：光ファイバ芯線
２８：被覆
２８ａ：１次被覆
２８ｂ：２次被覆
２９：押し治具
３０：芯線挿通穴
３１：被覆挿通穴
３２：被覆かしめ部
３４：フェルール先端
３５：フェルール後端
３６：かしめ方向
４１：フェルール
４２：光ファイバ芯線
４３：被覆
５１：プッシュプルゲージ
５２：光ファイバ固定冶具
５３：光ファイバ
５４：フェルール
５５：進行方向
５６：フェルール固定冶具
５７：可動ステージ
５８：引っ張り強度測定器支持台
６１：光ファイバ
６２：フェルール
６３：シリコーンゴム
６４：ホルダ
６５：ガス流路
６６：デイテクタ
６７：真空ポンプ
６８：Ｈｅガス
６９：Ｈｅガスノズル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication component which is a member constituting an optical system used for optical communication and the like, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Optical communication devices, various inspection devices, various optical sensors, laser devices, and the like use a large number of optical communication components in which an optical fiber is caulked and fixed to a fixture such as a ferrule. A wide variety of hermetic properties, solder wettability, etc., and high performance are required.
[0003]
As an example of an optical communication component in which such an optical fiber is used by being caulked and fixed to a fixture such as a ferrule, an optical fiber with a ferrule shown in FIGS. 6A to 6D will be described.
[0004]
The structure shown in FIG. 6A is a metal material which can be plastically deformed and whose shape can be changed by post-processing such as cutting. Acrylic resin and vinyl chloride resin are provided inside the ferrule 25 formed or processed into a cylindrical shape. With a synthetic resin material such as this, the coating 28 having a two-layer structure composed of the primary coating 28a and the secondary coating 28b is removed in advance, and the exposed optical fiber core wire 27 made of quartz glass is inserted. In this structure, the optical fiber core wire 27 is directly caulked and fixed by applying a compressive force from the outside toward the center to deform the side surface (see Patent Document 1).
[0005]
In the structure of FIG. 6B, the shapes of the optical fiber 26 and the ferrule 25 to be used are the same as those of FIG. 6A, but the tip of the ferrule 25 is fixed with a tapered pressing jig 29 when caulking and fixing. The structure is such that the optical fiber core wire 27 is directly caulked and fixed by deforming the distal end 34 of the ferrule 25 by pressing in the axial direction (see Patent Document 2).
[0006]
On the other hand, there has been proposed a structure in which a buffer material is interposed between the ferrule 25 on the side to be caulked and the optical fiber core wire 27 on the side to be caulked to fix by caulking.
As an example, a structure as shown in FIG. 6C is used. First, the coating 28 at the distal end of the optical fiber 26 is removed, and the optical fiber 26 is inserted into the ferrule 25 with the optical fiber core 27 exposed.
[0007]
The ferrule 25 has a stepped shape including a core wire insertion hole 30 through which the optical fiber core wire 27 is inserted, and a coating insertion hole 31 through which the primary coating 28a is inserted, and includes a coating caulking portion 32 for caulking the primary coating 28a. This is a structure in which the optical fiber 26 is fixed via the primary coating 28a by deforming the coating caulking portion 32 (see Patent Document 3).
[0008]
Further, FIG. 6D shows a structure having a structure in which the optical fiber core wire 27 shown in FIG.
First, the optical fiber core wire 27 with the coating 28 removed in advance is inserted into the stepped ferrule 25 having the core wire insertion hole 30 through which the optical fiber core wire 27 is inserted and the coating insertion hole 31 through which the coating 28 is inserted. Then, the front end 34 of the ferrule 25 and the rear end 35 of the ferrule 25 covered with the coating 28 are deformed and fixed by caulking.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-290049 A
[Patent Document 2]
US Patent No. 032631
[Patent Document 3]
JP 2000-304968 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional example, when the ferrule 25 and the optical fiber core wire 27 are directly caulked as shown in FIG. 6A and the ferrule 25 is deformed from the outer peripheral side, the ferrule 25 is moved from the outer peripheral direction. However, even if the optical fiber 26 can be fixed, a gap is formed between the ferrule 25 and the optical fiber core wire 27, so that airtightness cannot be secured. there were. Conversely, when the amount of caulking is increased in order to ensure airtightness, the stress at the time of caulking is directly transmitted to the optical fiber core wire 27, and there is a disadvantage that cracks are likely to occur.
[0011]
Further, in the case of the structure as shown in FIG. 6B, the airtightness can be easily ensured by pressing with the tapered pressing jig 29, so that the airtightness can be easily ensured. Since the cross section of the tip 34 of the ferrule 25 has a shape of 90 °, stress tends to concentrate only on the tip 34 of the ferrule 25 when the tapered pressing jig 29 is pressed and caulked. Accordingly, the amount by which the ferrule 25 can be deformed is extremely small, and the tensile strength between the ferrule 25 and the optical fiber 26 is very low because the caulking amount 33 is only about 0.1 mm or less.
[0012]
In addition, since the cross section of the tip 34 of the ferrule 25 has a shape of 90 °, when the tapered pressing jig 29 is pressed against the jig, the frictional resistance (contact resistance) with the jig becomes large, and the optical fiber core wire 27 is removed. There is also a disadvantage that the force is not efficiently transmitted in the tightening direction (the center direction of the ferrule), and a load is applied in the axial direction of the ferrule 25, and as a result, the outer diameter of the ferrule 25 expands. Here, as a problem when the outer diameter of the ferrule 25 is expanded, when this component is incorporated into various communication devices such as an optical communication device and an inspection device, an optical axis deviation from a mating component is caused. There are no such things.
[0013]
Next, in the case of the structure as shown in FIG. 6C, when it is incorporated into various communication devices, it is fixed to the mating component mainly by soldering or YAG welding. Heat is applied, and as a result, the coating 28a melts and the optical fiber 26 comes off.
[0014]
Further, since the material of the coating 28a is a synthetic resin such as an acrylic resin or a vinyl chloride resin, there is a problem that outgas generated from the coating 28a when incorporated into various communication devices adversely affects peripheral components. . In addition, the coating 28a generally tends to deteriorate due to moisture absorption under high-temperature and high-humidity conditions, and expands and contracts due to a temperature change. Therefore, there is also a problem in reliability of parts such as a decrease in tensile strength. Furthermore, the thickness of the coating 28a varies, so that the holding force after caulking changes and the tensile strength is not stable.
[0015]
Next, in the case of the structure as shown in FIG. 6D, airtightness is ensured by directly caulking the optical fiber core wire 27 at the front end 34 of the ferrule 25, and the coating 28 is further provided at the rear end 35 of the ferrule 25. By caulking through, the tensile strength at the tip side is compensated for, but similar to the above-mentioned disadvantage, when incorporated into various communication devices, the coating 28 is melted by heat due to soldering or YAG welding. Finally, there is a disadvantage that the tensile strength of the optical fiber 26 cannot be secured.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the above problems, and an optical communication component of the present invention is an optical communication component in which an optical fiber is caulked and fixed to a fixture such as a ferrule. The contact length between the tool and the optical fiber is 0.1 mm or more.
[0017]
Further, the caulking portion of the fixture has an outer diameter of 0.5 mm or more before caulking, has a taper shape with a taper angle of 5 to 60 °, and an inner diameter of 0.126 to 0.3 mm. It is a feature.
[0018]
Further, the outer peripheral portion of the fixture has an outer diameter smaller than the outer diameter before caulking by 0.05 mm or more, and has a step portion whose outer diameter is 0.5 mm or more. is there.
[0019]
Further, in the method for manufacturing an optical communication component in which an optical fiber is caulked and fixed to a fixing device such as a ferrule, the fixing device is caulked using a pressing jig having a tapered shape, and the taper angle of the pressing jig is set to the fixing device. The tapering angle is larger by 0 to 20 ° with respect to the taper angle, and the load applied when caulking is 50 to 300 N while caulking while rotating the pressing jig.
[0020]
Further, when the fixing tool is swaged, the fixing tool is held by a receiving jig movable in a plane direction.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an optical fiber with a ferrule which is an embodiment of an optical communication component according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b).
The dotted line shows the shape of the ferrule before caulking.
[0022]
FIG. 1A shows that the optical fiber 2 is inserted into the ferrule 1, and the tip 16 of the tapered ferrule 1 is pressed in the axial direction with a tapered pressing jig, so that the tip 16 of the ferrule 1 is centered. The optical fiber core wire 4 is caulked and fixed by being deformed.
[0023]
First, the configuration of the optical fiber 2 used will be described. The optical fiber 2 used here can be used irrespective of single mode (SM) or multi mode (MM), and it is possible to use even an optical fiber maintaining the polarization polarity such as PMF (POLARIZATION MAINTING FIBER) without any trouble. it can.
[0024]
In addition, the structure is composed of an optical fiber core wire 4 and a coating 3 of a synthetic resin material covering the optical fiber core wire 4, and the coating 3 is removed by a length that is inserted into the inner diameter 6 of the ferrule 1. Here, as a method of removing the coating 3, a method of immersing the optical fiber 2 in a chemical solution to dissolve the coating 3 or a method of mechanically stripping the coating 3 are generally employed. In order to stabilize the tensile strength of the optical fiber 2 later, it is necessary to take care not to damage the surface of the optical fiber core wire 4.
[0025]
The coating 3 comprises a primary coating 3a in close contact with the optical fiber core wire 4 and a secondary coating 3b disposed outside the primary coating, and at least a portion for caulking the ferrule 1 is the primary coating 3a and the secondary coating. 3b is used after being removed. In the present embodiment, two layers are used, but one layer may be used, and there is no limitation.
[0026]
That is, as shown in FIG. 1 (b), it is not always necessary to remove the coating 3 except for the portion where the ferrule 1 is swaged, and the coating 3 is applied to the ferrule 1 in order to secure the bending strength of the optical fiber 2 during handling. In some cases, it is used by inserting it inside. In this case, since at least the portion where the optical fiber core wire 4 is exposed is swaged, there is no possibility that the coating 3 is melted and the optical fiber 2 comes off due to the thermal influence when the optical fiber core wire 4 is incorporated into various communication devices. In addition, since the structure is to secure the airtightness and the tensile strength by caulking the tip 16 of the ferrule 1, the covering 3 provided on the rear end side of the ferrule 1, which is a caulked portion, is provided with various communication devices. Even if the optical fiber 2 is melted due to the heat effect at the time of assembling, the tensile strength of the optical fiber 2 does not change, and the outgas of the coating 3 does not leak from the tip 16 of the ferrule 1.
[0027]
Next, the ferrule 1 used will be described.
First, as a base material of the ferrule 1, it is desirable to use stainless steel or ASTM-F15, but other metals can also be used. For example, metals include iron / nickel alloys, iron / nickel / chromium alloys other than stainless steel, iron / chromium alloys, and other non-ferrous metals include copper, aluminum, magnesium, and the like.
[0028]
These materials are used to prevent the airtightness with the optical fiber 2 from being reduced as much as possible by the thermal expansion generated in the caulked portion when heat is applied, and to prevent the other party from incorporating the material into various communication devices. There is a purpose of preventing the material from falling off from the optical device by matching the coefficient of thermal expansion of the material.
[0029]
Although not shown, there is no problem in using a base material whose surface has been subjected to surface treatment such as gold plating. This is necessary when soldering when assembling into various optical devices as described above, and is performed to ensure wettability with solder, but is made of a relatively soft material among metals such as gold. In this case, there is also an effect of easily ensuring airtightness at the time of caulking, and an effect of preventing breakage of the optical fiber 2 at the time of caulking.
[0030]
Next, regarding the shape, first, the outer diameter D1 is 0.5 mm or more, the inner diameter D2 is 0.126 to 0.3 mm, the tip diameter D3 of the swaged portion is 0.2 to 0.8 mm, and the taper angle α is 5 mm. It has a tapered portion 8 of up to 60 °, and a shape having a step portion 9 smaller than the outer diameter D1 by 0.05 mm or more and having an outer diameter D1 of 0.5 mm or more so as to be continuous with the tapered portion 8. In addition, the length L (hereinafter, referred to as a swage amount) of the ferrule and the optical fiber when the optical fiber 2 is swaged is 0.1 mm or more.
[0031]
By so doing, the outer diameter can withstand the axial load applied during crimping, and the tapered portion 8 at the tip 16 of the ferrule 1 enables the stress-concentrated crimping of the ferrule tip as described above when crimping. Instead, caulking with dispersed stress becomes possible, and a sufficient caulking amount L (0.1 mm or more) can be secured, so that a very high tensile strength of the optical fiber 2 can be maintained.
[0032]
When it is desired to further increase the tensile strength of the optical fiber, a method of caulking utilizing expansion and contraction generated by applying heat to the ferrule 1 may be used together to secure a stronger tensile strength. It becomes possible.
[0033]
Further, by providing the stepped portion 9, when a load more than necessary is applied, the portion of the stepped portion 9 smaller than the outer diameter D1 deforms first to absorb an overload portion, and the outer diameter is reduced. Since the deformation of D1 is prevented, the outer diameter D1 does not expand due to an overload, and there is no occurrence of axial misalignment when being incorporated in various communication devices. As described above, the step portion 9 set for the purpose of preventing the deformation of the outer diameter D1 at the time of overload is not a shape continuous with the tapered portion 8 as described above, but the rear end 17 of the ferrule 1 or the ferrule 1. There is no problem even if it is arranged in the center.
[0034]
Here, the caulking amount L is set to 0.1 mm or more because it is possible to secure a tensile strength of 3.5 N or more, which is a practically acceptable level. This is because it is not practical, and sometimes the airtightness cannot be ensured when the inner diameter 6 of the ferrule 1 varies because the swaged amount 10 is too short.
[0035]
Next, the outer diameter D1 of the ferrule 1 is preferably 0.5 mm or more. If the outer diameter D1 of the ferrule 1 is less than 0.5 mm, the straightness changes with a load of 300 N or less. That is, the ferrule 1 is deformed and cannot be incorporated into various optical devices.
[0036]
Further, the taper angle α is preferably 5 to 60 °, but when the taper angle α is less than 5 °, there is almost no taper 8 and the stress concentration type caulking similar to the conventional example shown in FIG. The optical fiber 26 is broken at the stage of crimping. Conversely, if the taper angle α exceeds 60 °, the taper angle α is too large, so that the force escapes in the axial direction of the ferrule 1 and a sufficient amount of crimping cannot be secured.
[0037]
Further, it is preferable that the inner diameter D2 be equal to or less than 0.3 mm. If the diameter is less than 0.126 mm, the outer diameter of the optical fiber core wire 4 is 0.125 mm, so that it is substantially impossible to insert the optical fiber core wire 4 into the ferrule 1.
[0038]
Next, the step portion 9 has an outer diameter D4 smaller than the outer diameter D1 by at least 0.05 mm or more and an outer diameter D4 not smaller than 0.5 mm. This is because the step portion 9 is too thin and less than 0.05 mm. This is because the ferrule 1 bends at the step 9. In addition, if there is no step of less than 0.05 mm with respect to the outer diameter D1, when a load is applied, the load cannot be absorbed by the step 9 and the outer diameter D1 expands. .
[0039]
Next, a method of manufacturing the optical fiber with a ferrule will be described with reference to FIGS.
[0040]
First, as shown in FIG. 2 (a), the optical fiber core wire 4 from which the coating 3 has been removed is inserted into the inner diameter of the ferrule 1 to a position at which a desired protruding dimension is obtained, and set in the receiving jig 11. Next, the receiving jig 11 is placed on a stage 12 provided with a bearing or the like shown in FIG. 2B so as to be movable in a plane direction. By allowing the ferrule 1 to freely move in the plane direction, even if the axis of the ferrule 1 is not necessarily aligned with the pressing jig 14 shown in FIG. It is possible to caulk one axis to follow. The stage 12 used here is not limited to a stage with a bearing, but has a structure in which a receiving jig can freely move in a plane direction, for example, a Teflon (R) layer 13 on a stage upper surface as shown in FIG. The structure may be such that the film is formed and the receiving jig 11 moves freely due to an increase in the slipperiness.
[0041]
Next, as shown in FIG. 2 (d), the tapered pressing jig 14 is pressed against the tip of the ferrule 1 while rotating, and is caulked by a load in the caulking direction 36. At this time, the taper angle β of the pushing jig 14 is an angle larger than the taper angle α of the ferrule 1 by 0 to 20 °, and the applied load is 50 to 300 N while measuring with a measuring instrument such as the load cell 15. Load.
[0042]
Here, when the taper angle β of the pressing jig 14 is smaller than the taper angle α of the ferrule 1, the ferrule 1 cannot be caulked, and when the taper angle β is larger than 20 °, a sufficient caulking amount is required. It is because it becomes impossible to secure.
[0043]
Also, by swaging the pressing jig 14 while rotating it, the frictional resistance between the ferrule 1 and the pressing jig 14 can be reduced, and the tip of the ferrule 1 can be digged deep into the taper 20. It becomes possible to earn a large amount of caulking. The preferred load varies depending on the material used for the ferrule 1 and the tip shape of the ferrule and the taper angle β of the pressing jig 14. For example, the material of the ferrule 1 is ASTM-F15 and the outer diameter is φ1. In the case of 0.0 mm and the taper angle 8a of 30 °, a load of about 100 N is desirable. This is because, since the tensile strength is 10 N or more, which is a practically sufficient level, an unnecessary load load is avoided in the sense of reducing the aggressiveness to the optical fiber core wire 4.
[0044]
【Example】
Here, various experiments were performed by the following methods.
[0045]
First, the optical communication component shown in FIG. 1A as an embodiment of the present invention and the conventional optical communication component shown in FIG. 6B as a conventional example were manufactured under the following conditions, respectively. The relationship between the tensile strength and the amount of caulking was measured.
[0046]
In both the examples of the present invention and the conventional example, the outer diameter D1 of the ferrule 1 was set to 1.00 mm, the inner diameter D4 was set to 0.133 mm, and ASTM-F15 was used as a base material, which was subjected to gold plating.
[0047]
Further, the taper angle α at the tip of the ferrule 1 in the embodiment of the present invention was 30 °.
[0048]
Next, as for the optical fiber, a single mode fiber was used for both samples, and a pressing jig 14 having a taper angle β of 40 ° was used as a pressing jig 14 for caulking the ferrule 1. Rotates the pressing jig 14, the sample of the conventional example is swaged without rotating the pressing jig 14, and the load of the pressing jig 14 is 45 to 305 N. Was measured.
The measuring method is shown in FIG.
[0049]
The optical fiber 53 is fixed to an optical fiber fixing jig 52 connected to the push-pull gauge 51, and the ferrule 54 fixed by caulking to the optical fiber 53 is fixed to a ferrule fixing jig, and a tensile strength measuring instrument support 58 is fixed. The operating stage 57 installed above was slid in the traveling direction 55. At this time, the value of the push-pull gauge 51 when the optical fiber 53 was pulled out of the ferrule 54 or when the optical fiber 53 was broken was read, and this was taken as the tensile strength.
[0050]
Table 1 shows the evaluation results of the above samples.
[0051]
[Table 1]

[0052]
As is clear from Table 1, in the example of the present invention, a tensile load of 3.5 N or more was obtained at a caulking amount of 0.1 mm or more, which is a practically acceptable level. Further, it was confirmed that a sufficient amount of caulking could be secured when the load applied to the pressing jig 14 was in the range of 50 to 300 N.
[0053]
On the other hand, in the conventional example, since the stress concentration type caulking is performed as described above, the optical fiber 26 is broken before a sufficient caulking amount is secured.
[0054]
Next, in order to evaluate the size of the outer diameter D1 of the ferrule 1, a product having a shape different from the outer diameter D4 in the shape shown in FIG. The amount of deformation 44 was measured.
FIG. 4 shows a method of measuring the amount of deformation.
[0055]
FIG. 4A shows a case where the ferrule 41 has a deformed side with a large outer diameter, and the dimension 44 is measured. FIG. 4B shows a case where the thinner side of the outer diameter of the ferrule 41 is deformed, and the dimension 45 is measured.
Table 2 shows the evaluation results of the above samples.
[0056]
[Table 2]

[0057]
As is clear from Table 2, when the outer diameter D1 of the ferrule 1 is less than 0.5 mm, the deformation amount changes with a load of 300 N or less. That is, the outer diameter D1 of the ferrule 1 is preferably 0.5 mm or more because the ferrule 1 is deformed and easily deformed when incorporated into various optical devices.
[0058]
Further, in order to evaluate the taper angle α of the ferrule tip 16, a product having the shape shown in FIG. 1A and having a changed taper angle α was caulked under a load of 100 N, and the amount of caulking was measured.
[0059]
The caulking amount was obtained by halving the ferrule 1 after the actual caulking, and measuring the length of the contact portion between the ferrule 1 and the optical fiber core wire 4 with a factory microscope.
Table 3 shows the results.
[0060]
[Table 3]

[0061]
As is clear from Table 3, when the taper angle α is less than 5 °, there is almost no taper 8 and the stress concentration type caulking like the conventional example shown in FIG. When the optical fiber 26 breaks and the taper angle α exceeds 60 °, the force escapes in the axial direction of the ferrule 1 and it becomes difficult to secure a sufficient amount of crimping. It is preferable to set it to 5 to 60 °.
[0062]
Furthermore, in order to evaluate the inner diameter 6 of the ferrule 1, five products each having the inner diameter D2 of the ferrule 1 changed and having a shape shown in FIG. And the airtightness of the sample were measured.
As shown in FIG. 5, the measuring method is as follows. An optical fiber core wire 61 and a ferrule 62 fixed by caulking are inserted through a silicone rubber 63 set in a holder 64. Then, a He gas 68 is injected from the He gas nozzle 69 toward the ferrule 62 while the gas is exhausted by the vacuum pump 67.
[0063]
If the airtightness of the ferrule 62 is poor, the He gas 68 leaks from the ferrule 62 and is exhausted through the flow path 65. At this time, the amount of leak is measured by the detector 66.
Table 4 shows the results.
[0064]
[Table 4]

[0065]
As is clear from Table 4, when the inner diameter D2 is larger than 0.3 mm, the airtightness with the optical fiber core wire 4 may not be secured because the inner diameter D2 is too large, so the inner diameter D2 is set to 0.3 mm or less. Is preferred. In addition, although the product of 0.126 mm or less was not evaluated, since the outer diameter of the optical fiber core wire 4 is 0.125 mm, it is virtually impossible to insert the ferrule 1 in the case of 0.126 mm or less. It is.
[0066]
Here, the evaluation standard of the airtightness was based on 1 × 10E-8 atm · cc / sec or less generally required for optical communication components.
Further, in order to evaluate the step 9 of the ferrule 1 shown in FIG. 1A, a product having an outer diameter D1 of 1.0 mm and a different outer diameter D4 having a shape shown in FIG. The outer diameter D1 and the outer diameter D4 after caulking and caulking were measured. Table 5 shows the results.
[0067]
[Table 5]

[0068]
As is clear from Table 5, when the outer diameter D4 is 0.5 mm or less, the outer diameter D4 is too small, so that the ferrule 1 is bent at the step portion 9, and conversely, the outer diameter D1 is 0.05 mm. In the case of 0.98 mm where there is no step below, when a load was applied, the load could not be absorbed by the step portion 9 and the outer diameter D1 expanded.
[0069]
As described above, by providing the step portion 9 having the outer diameter D4 smaller than the outer diameter D1 by at least 0.05 mm or more and the outer diameter D4 equal to or more than 0.5 mm, even when an overload load is applied, the step portion 9 is formed. And stable caulking becomes possible.
Further, in order to evaluate the taper angle β of the pressing jig 14 at the time of caulking, the ferrule 1 having the shape shown in FIG. 1A and having a taper angle α of 30 ° is swaged with the pressing jig 14 having a different taper angle β. And the amount of caulking after caulking was measured. Table 6 shows the results.
[0070]
[Table 6]

[0071]
As is clear from Table 6, when the taper angle β of the pressing jig 14 is equal to or smaller than the taper angle α (30 °) of the ferrule 1, the ferrule 1 is fixed. On the contrary, when the taper angle β (52 °) is larger than the taper angle α of the ferrule 1 by 20 ° or more, the angle is too large to secure a sufficient caulking amount. Therefore, in order to secure a sufficient caulking amount, it is necessary to use a pressing jig having a taper angle β that is larger by 0 to 20 ° than the taper angle α of the ferrule 1.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, in the optical communication component in which the optical fiber is caulked and fixed to a fixture such as a ferrule, by making the fixing length of the caulked portion of the fixture and the optical fiber 0.1 mm or more, Higher tensile strength can be secured.
[0073]
In addition, the caulking portion of the fixing tool has an outer diameter before caulking of 0.5 mm or more, has a tapered shape with a taper angle of 5 to 60 °, and has an inner diameter of 0.126 to 0.3 mm. Since the outer diameter can withstand the axial load applied at the time of caulking, and by having a taper at the caulked portion, caulking with dispersed stress becomes possible, and a sufficient caulking amount can be secured, Can have very high tensile strength.
[0074]
Further, the outer peripheral portion of the fixture had an outer diameter smaller than the outer diameter before caulking by 0.05 mm or more, and the step diameter was 0.5 mm or more. In this case, the overload is absorbed by the step portion and the outer diameter does not expand.
[0075]
Furthermore, in the method for manufacturing an optical communication component in which an optical fiber is caulked and fixed to a fixing device such as a ferrule, the fixing device is caulked by using a pressing jig having a tapered shape, and the taper angle of the pressing jig is fixed. The swaging amount can be further increased by swaging the pressing jig while rotating the pressing jig at 0 to 20 ° larger than the taper angle of the jig and the load applied when swaging is 50 to 300N.
[0076]
Furthermore, when caulking the fixing tool, holding the fixing tool with a receiving jig that is movable in a planar direction makes it easy to caulk the ferrule with its axis aligned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an optical communication component of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view showing another embodiment.
FIGS. 2 (a) to 2 (d) are diagrams showing a manufacturing process of the optical communication component of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for measuring the tensile strength of an optical communication component according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for measuring the amount of deformation of a ferrule of an optical communication component according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for measuring the airtightness of the optical communication component according to the present invention.
FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views of a conventional optical communication component and a method of manufacturing the same.
[Explanation of symbols]
D1: Outer diameter
D2: Inner diameter
D3: Outer diameter
D4: Outer diameter
α: Taper angle
β: taper angle
L: Caulking amount
M: Deformation amount
1: Ferrule
2: Optical fiber
3: Coating
3a: Primary coating
3b: Secondary coating
4: Optical fiber core wire
8: Tapered part
9: Tapered part
11: Receiving jig
12: Stage
13: Teflon (R) layer
14: Pushing jig
15: Load cell
16: Ferrule tip
17: Ferrule rear end
20: Tapered part
25: Ferrule
26: Optical fiber
27: Optical fiber core wire
28: Coating
28a: primary coating
28b: Secondary coating
29: Pushing jig
30: Core wire insertion hole
31: Cover insertion hole
32: Cover caulking part
34: Ferrule tip
35: Rear end of ferrule
36: Caulking direction
41: Ferrule
42: Optical fiber core wire
43: Coating
51: Push-pull gauge
52: Optical fiber fixing jig
53: Optical fiber
54: Ferrule
55: Traveling direction
56: Ferrule fixing jig
57: Movable stage
58: Support for tensile strength measuring instrument
61: Optical fiber
62: Ferrule
63: Silicone rubber
64: Holder
65: Gas flow path
66: Detector
67: Vacuum pump
68: He gas
69: He gas nozzle

Claims

An optical communication component comprising an optical fiber which is caulked and fixed to a fixing device such as a ferrule, wherein the contact length of the caulking portion of the fixing device and the optical fiber is 0.1 mm or more.

The caulking portion of the fixing device has an outer diameter before caulking of 0.5 mm or more, has a taper shape with a taper angle of 5 to 60 °, and an inner diameter of 0.126 to 0.3 mm. The optical communication component according to claim 1.

2. An outer peripheral portion of the fixing device, wherein an outer diameter is smaller than the outer diameter before caulking by 0.05 mm or more, and a step portion having an outer diameter of 0.5 mm or more is provided. 2. The optical communication component according to item 2.

In a method for manufacturing an optical communication component in which an optical fiber is caulked and fixed to a fixing device such as a ferrule, the fixing device is caulked by using a pressing jig having a tapered shape, and the taper angle of the pressing jig is determined by the taper of the fixing device. A method for manufacturing an optical communication component, characterized in that caulking is performed while rotating a pressing jig with a load of 50 to 300 N which is larger than the angle by 0 to 20 ° and caulking.

The method for manufacturing an optical communication component according to claim 4, wherein when the fixing tool is crimped, the fixing tool is held by a receiving jig movable in a plane direction.