【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光コネクタや光モジュールなどにおいて、光ファイバを保持したフェルール同士を接続するために用いる円筒体の長手方向にスリットを設けた割スリーブの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ同士を接続する一般的な光コネクタの断面構造を、図６（ａ）に示す。光ファイバ２を挿通したフェルール３同士を割スリーブ１の両端から挿入して突き合わせるようになっている。フェルール３、割スリーブ１の材質としてアルミナやジルコニアなどのセラミックスまたは金属、プラスチックスなどが用いられている。
【０００３】
図６（ｂ）に、特許文献１に開示されている一般的な三点割スリーブの斜視図を示す。割スリーブ１は、円筒体で長手方向にスリット５が設けられ、その内周面４はフェルール３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１にフェルール３を挿入すると、割スリーブ１が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ１の内周面４でフェルール３を強固に把持することができる。なお、内周面に突起を設けてフェルール３を支持するようにしても良く、特許文献１の例では内周面に三箇所の突起４ａが設けられている。
【０００４】
また、この割スリーブ１を形成する材料としては、耐摩耗性に優れ、適度な弾性を有するジルコニアなどのセラミックスが好適に用いられる。その製造方法としては、セラミック原料粉末を押し出し成形もしくは射出成形などの方法によって円筒状に成形し、高純度のムライトからなる平板上に円筒状成形体を長手方向に載置して焼成することで円筒状焼結体を得る。その後、内周面４および外周面６を所定寸法になるように研削し、最後に、ダイヤモンドブレードなどによって、円筒状焼結体の軸方向にスリット５を加工し、割スリーブ１を得ていた。
【０００５】
なお、このような製造方法により得られる割スリーブ１は、光ファイバ２を挿通した一対のフェルール３同士を割スリーブ１の両端から挿入して当接させたときに、割スリーブ１の内周面の精度がばらつくため、フェルール３同士の光学結合にずれが生じ、接続損失がばらつくという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するため、割スリーブ１の内周面４を高精度に加工することが工夫されている。例えば、出願人は、ホーニング加工で荒研磨をした後、精密ホーニング加工またはピン研磨で最終仕上げ加工する方法について特許文献２に開示した。これによって、光通信用割スリーブ１の内周面４の真円度１μｍ以下および内周面４の長手方向の真直度１μｍ以下に仕上げることを可能としている。
【０００７】
なお、ホーニング加工とは、図８（ａ）に示すように、先端部がテーパ形状となったホーン８のテーパ部にダイヤモンド砥石９を貼り付け、該ホーン８を回転させながら、固定治具１０に固定された割スリーブ１の内径に該ホーン８のダイヤモンド砥石９を接触させ、荷重を割スリーブ１の内径に印加して、荒削りする加工方法である。また、ピン研磨とは、図８（ｂ）に示すように、先端部をテーパ形状に形成したピン１１に油性スラリ−に混合したダイヤモンド砥石１２を塗付し、該ピン１１を回転させながら、固定治具１３に固定された割スリーブ１の内周面４に該ピン１１のテーパ面方向に荷重を印加して、研磨する方法である。
【０００８】
図９は、従来の製造方法によりジルコニアセラミックス製の割スリーブを形成する手順を説明したフロー図である。このように、焼成によってジルコニア焼結体を得た後に、二種類の内周加工と外周加工を経て、さらにスリット加工を行うことによって、割スリーブを形成していた。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−２７３４８号公報（段落番号０００７など）
【００１０】
【特許文献２】
特開平２００１−９１７８３号公報（段落番号０００９など）
【００１１】
【特許文献３】
特開平９−２９２５４６号公報（段落番号０００９など）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す製造方法では、特に、図４のスリット５を加工するのに大幅な加工時間を必要とするという問題があった。これに関して、出願人らはスリット５の加工時間の短縮を目的として、以下のような方法を案出し特許文献３に開示した。
【００１３】
まず、押出成形や射出成形などにより、図７（ａ）に示すように、内周面４側のみに開口した方向の溝５ａの断面形状を有する円筒状成形体７を成形する。上記溝５ａは外周面には開口しておらず、連結部５ｂの肉厚分で外周面と繋がっている。また、図７（ｂ）に示すように、円筒状成形体７の内周面４には、突起４ａを設けても良い。次に、円筒状成形体７を高純度のムライトからなる平板上に円筒状成形体７を長手方向に置いて焼成した後、円筒状焼結体を得る。外周加工を行い、連結部５ｂを除去することにより、溝５ａを外周面に連通させて、図５に示すスリット５を形成するという方法である。この方法により、スリット５の加工時間を大幅に短縮することができるようになった。
【００１４】
しかしながら、近年、割スリーブ１の光学特性について、さらなる向上が求められるようになり、同時に顧客要求に対して、より短い納期で対応することが必要になってきた。これに対し、特許文献３の方法によって、スリット５の加工時間を大幅に短縮することができるようになったが、焼成収縮により内周面の真円度、真直度のバラツキが生じるという問題が残っており、要求に完全には応えることができていない。
【００１５】
そのため、割スリーブ１の内周面の真円度および真直度を向上するため、特許文献２で開示したホーニング加工およびピン研磨を用いて、内周面の精度の高い製品を製造しているのが現状である。しかしながら、製造から出荷までのリードタイムが大幅にかかり、短納期で顧客の要求に応えることが難しかった。
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み案出されたものであり、極めて簡単な方法を用いて、割スリーブの内周面の精度を向上させるとともに、割スリーブの製造にかかる費用や時間を大幅に短縮化し、高品質で低コストの割スリーブを得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するため、発明者らは、円筒体の一方端から他方端に連続するスリットを長手方向に形成した割スリーブの製造方法について、以下のような方法を見いだした。
【００１８】
まず、円筒状成形体の内周面側に開口した溝を長手方向に設ける。その後、この円筒状成形体の内部に円柱体を長手方向に挿入する。そして、円筒状成形体を、その内周面の少なくとも一部が円柱体の外周面に当接するように収縮させる。その後、円筒状成形体の外周面を研削加工し、内周面側に設けた溝の連結部を除去することによって、内周面と外周面に連通するスリットを形成する。最後に、上記円柱体を抜脱することによって、本発明の割スリーブを形成することができる。
【００１９】
このとき、円筒状成形体を円柱体の外周面に当接するように収縮させるため、円柱体の寸法および表面状態が円筒状成形体の内周面にそのまま転写される。したがって、あらかじめ所定の寸法精度ならびに表面状態を有する円柱体を用いることによって、収縮後の円筒状成形体の内周面は、後加工を行うことなく、必要な寸法精度、表面状態にすることが可能となる。
【００２０】
さらに、円筒状成形体の外周面側にスリット用の溝の連結部を設けた状態で焼成を行うため、連結部がない場合と比べて、円筒状成形体が焼成収縮する際に均一に収縮が進行するという利点もある。
【００２１】
また、本発明は、スリットを外周面に対して開口させてから円柱体を抜脱するため、割スリーブから円柱体を容易に抜くことができる。そのため、成形に用いた円柱体に傷や欠陥を生じさせることなく、何度でも再利用することが可能になる。
【００２２】
また、円筒状成形体の内周面に３箇所以上の突起を設けておき、円筒状成形体を収縮させたときに、該突起を円柱体の外周面に当接させるようにすることが望ましい。割スリーブの内周面に、このような突起を設けることにより、フェルール挿入時の空気溜まりを防止したり、フェルールと割スリーブの間に存在する異物を隙間から除去したりできるという効果がある。
【００２３】
円筒状成形体と円柱体については、円筒状成形体を収縮させて円柱体に当接させる際に、互いに傷をつけたり、反応したりしないような材料の組合せを選択して用いることが必要であり、例えば、円筒状成形体として樹脂を用いた場合、円柱体として金属やセラミックス焼結体などを用い、樹脂を収縮成形させて必要な割スリーブの内周面形状を得ることができる。
【００２４】
その中でも、円筒状成形体として、ジルコニアセラミックス材料粉末の成形体を用いることが望ましく、この場合、円筒状成形体の内部に挿入する円柱体としては、アルミナセラミックス、窒化珪素質セラミックス、炭化珪素質セラミックスのいずれかの材料から選択された焼結体とすることが望ましい。
【００２５】
この理由として、ジルコニアセラミックスは、割スリーブの材料として、適度な弾性と優れた耐摩耗性を兼ね備えている上に、アルミナセラミックス・窒化珪素質セラミックス・炭化珪素質セラミックスは、いずれも焼結温度が、ジルコニアセラミックスの焼結温度よりも高いことから、ジルコニアセラミックスの円筒体成形体を焼結させ、これらのセラミックス焼結体からなる円柱体上に当接するように収縮成形させても、相互に全く反応が起こらないし、円柱体自体は収縮しない。また、円柱体として、これらの耐摩耗性に優れた焼結体を使用することにより、長期間繰り返して成形に使用できるという長所を有している。
【００２６】
したがって、このセラミックス焼結体からなる円柱体の外径寸法は、あらかじめジルコニアセラミックスの円筒状成形体の焼成収縮率を計算して、焼成収縮後に円柱体の外周面に隙間なく当接するように決めれば良い。なお、隙間なく当接させるためには、円筒状成形体の内径寸法を、１μｍから５μｍの範囲で小さめに作っておくことが望ましい。円筒状成形体が樹脂の場合でも同様に、樹脂の収縮率を計算して、円柱体の外形寸法を設定すれば良い。
【００２７】
また、円柱体の寸法精度として、断面の真円度は１μｍ以下であり、かつ円柱体の外周面の長手方向の真直度は１μｍ以下とすることが望ましい。これは、上述のように、円筒状成形体を円筒体の外周面に当接するように収縮成形させることによって、この円柱体の寸法精度が割スリーブの内周面に転写されるということのほか、円筒状成形体を外周加工する際に、円柱体の外周を中心基準として加工すれば、割スリーブの外周加工精度が格段に向上するという作用をも有する。
【００２８】
なお、真円度とは円形形体の幾何学的に正しい円からの狂いの大きさであり、真直度とは直線形体の幾何学的に正しい直線からの狂いの大きさを意味する。いずれもＪＩＳ−Ｂ０６２１に規定されている。
【００２９】
さらに、円筒状成形体に円柱体を挿入した後、円柱体の両端をそれぞれ底板に立設された支持体で支持し、円筒状成形体を底板から離隔した状態で、円柱体の外周面に円筒状成形体が当接するように収縮させる。
【００３０】
また、円筒状成形体に円柱体を挿入した後、円柱体を長手方向に立設した状態でその外周面に円筒状成形体が当接するように収縮させることにより、円筒状成形体の自重負荷がなく、円筒状成形体の内周が円柱体外周に均一に噛み込んだ焼結体を得る事ができる。
【００３１】
円柱体の一端を平板に開口した穴に挿入して支持することにより、上述円筒状成形体の自重負荷がなく焼成できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるジルコニア製の割スリーブの製造方法の手順を説明したフロー図である。このフロー図の流れにしたがって、円筒状成形体の材料としてジルコニアセラミックス原料粉末を使用し、円柱体としてアルミナセラミックス焼結体材料を用いた例について説明する。
【００３３】
まず、ジルコニアを主成分とする出発原料の不純物を除去し、安定化剤や焼結助剤などを混合して、成型用のバインダーを添加し、成形前原料を調合する。この成形前原料を、セラミックス焼結体の特定個所が所望の寸法になるように平均的な収縮率に基づき成形金型を選定して、押出成形、射出成形などの成型方法によって成形を行い、ジルコニア原料粉末からなる円筒状のジルコニア成形体を得る。
【００３４】
図２（ａ）に、上記の方法により作製したジルコニアの円筒状成形体８００の断面図を示す。内周面４００側のみに所定寸法に開口した円筒軸の長手方向の溝５００ａを有している。この溝５００ａは外周面６００側には開口しておらず、連結部５００ｂによって外周面側がつながっている。また、図２（ｂ）は、ジルコニアの円筒状成形体８００の内周面４００に三箇所の突起４００ａを設けた場合の断面図である。以降の説明は、この三箇所の突起４００ａを設けた三点割スリーブの製造方法について行うことにする。
【００３５】
図３の（ａ）〜（ｄ）は、本発明のジルコニアの三点割スリーブ１００の製造方法を示す図である。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、ジルコニアセラミックス原料粉末からなる円筒状成形体８００の内周面４００の長手方向にアルミナセラミックス焼結体の円柱体７００を挿入する。該円柱体７００は、あらかじめ必要な寸法形状に外周加工されている。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、上記円柱体７００が挿入された状態で、ジルコニアの円筒状成形体８００を所定の条件で焼成する。通常、ジルコニアセラミックスの焼成温度は、１３５０〜１４５０℃である。このとき、アルミナ焼結体の円柱体７００はジルコニアが焼結する温度近傍では安定であり、全く変形や反応を生じず、その形状がそのまま保たれる。そして、この円柱体７００の外周面に当接するように、ジルコニアの円筒状成形体８００は焼成収縮し、所定の内周面寸法精度を有する円筒状のジルコニア焼結体１０００を得ることができる。なお、必要に応じてバインダー除去のため、大気中で仮焼成を行っても良い
なお、上述の焼成方法として、図４（ａ）に示すように、円筒状成形体８００に円柱体７００を挿入した後、円柱体７００の両端をそれぞれアルミナ系のセラミックス等からなる底板１６に立設された支持体１６ａで支持し、円筒状成形体８００を底板１６から離隔した状態で円柱体７００の外周面に円筒状成形体８００が当接するように焼成することが好ましい。この場合、円筒状成形体８００の外周面６００が焼成時に変形することがなく寸法精度の高い割スリーブを得ることができる。
【００３８】
さらに、他の焼成方法として図４（ｂ）に示すように、円筒状成形体８００に円柱体７００を挿入した後、円柱体７００を長手方向に立設した状態でその外周面に円筒状成形体８００が当接するように焼成することが好ましい。この場合、図４（ａ）に示すように、支持体１６ａにのせる手間や底板１６のコストがかかることはなく、また、円筒状成形体８００の自重負荷を全く受けずに焼成することができる。また、円柱体７００の一端は、平板１４に開口した穴１５に挿入して長手方向に立設した状態で焼成することがより好ましく、円筒状成形体８００が焼結する際に、円柱体７００の外周に習って、均一に収縮し、円筒状成形体８００自体の自重負荷がなく、焼成時に円筒状成形体８００の内周部は中心へと均一に収縮していくため、焼結後には円柱体７００の外周部に均一に習って焼結され、寸法精度の高い割スリーブを得ることができる。
【００３９】
なお、前記平板１４の反りは１μｍ以下、穴１５の寸法は円柱体７００の外径より１〜５μｍ大きく、深さは３〜５ｍｍ程度とすることが好ましく、多少の振動においても円柱体７００を挿入してある円筒状成形体８００が倒れないように設ける。
【００４０】
また、平板１４の材質は、アルミナ系、ムライト系、ジルコニア系等のセラミックスからなることが好ましいが、特に高純度のムライト系の材質で形成することがより好ましく、安価でかつ熱に対し曲げ応力が優れた材料であるため、焼成を数回繰返しても反りの発生が少ない。
【００４１】
次に、図３（ｃ）に示すように、ジルコニア焼結体１０００の外周加工を行って、溝５００ａの連結部５００ｂを切削加工し、内周面４００と外周面６００を連通させ、スリット５００を形成する。外周加工の方法としては、周知のセンタレス加工やラップ加工などを用いることができる。
【００４２】
最後に、図３（ｄ）に示すように、円柱体７００を抜き取って、本発明の実施形態にかかるジルコニア製の三点割スリーブ１００を得る。スリット５００が一方端から他方端まで完全に連続しているため、円柱体７００を三点割スリーブ１００から極めて容易に抜き取ることができ、しかも円柱体７００にはダメージを与えないので、円柱体７００を何度も成形用に繰り返して使用することができるという作用を有している。
【００４３】
図５（ａ）（ｂ）に本発明の割スリーブの製造方法により作製された三点割スリーブ１００の斜視図および側面図を示す。上記三点割スリーブ１００は、円筒体で長手方向にスリット５００が設けられ、その内周面４００は嵌装するフェルールの外径よりわずかに小さく、内周面４００の長手方向に３箇所の突起４００ａが設けられている。
【００４４】
また、図５（ｃ）に、上記三点割スリーブ１００に光ファイバ２００を挿通したフェルール３００同士を割スリーブ１００の両端から挿入して突き合わせた断面図を示す。この割スリーブ１００にフェルール３００を挿入すると、割スリーブ１００が弾性変形してわずかに広がることにより、割スリーブ１００の内周面４００に備えられた３箇所の突起４００ａでフェルール３００を強固に把持することができるようになっている。
【００４５】
本発明の割スリーブの製造法によって作製された割スリーブ１００は、円柱体７００を所定の寸法精度に設定しておけば、時間をかけずに、内周面を必要な精度にすることができる。そのため製造にかかる時間や費用を少なく抑えて、さらに従来問題となっていたジルコニアの三点割スリーブの長手方向の反りやうねりも改善され、信頼性の高い製品を提供することが可能となる。
【００４６】
また、従来の加工方法を用いると、内周加工する際にホーニング加工、ピン研磨と研削するため、内周内に研磨カスが残り、さらにピン研磨においては、油性のスラリ−を使用しているので、油性スラリ−も残る。そのため、アルカリ洗浄液などを用いた大がかりな洗浄工程を設けて、研磨カスや油性スラリ−を除去する必要があるが、本発明においては、内周加工をしないので、洗浄する必要がないという利点もある。
【００４７】
なお、上記の説明では、本発明の割スリーブ１００を構成する材料として、ジルコニアセラミックスを用いて説明したが、特にジルコニアを主成分として、イットリア、アルミナ、チタニア、カルシウムなどの安定化剤を所定量含有し、平均結晶粒子径２μｍ以下で正方晶の結晶を主体とする高強度高靭性の部分安定化ジルコニアにより割スリーブを形成することがより望ましい。
【００４８】
また、突起４００ａを３箇所の三点割スリーブの例で説明を行ったが、突起の箇所は３箇所以上でも良く、さらに、突起がないノーマル割スリーブでも良く、本発明と全く同様な効果を得ることができる。なお、突起４００ａの高さは５μｍ〜７０μｍとすることが好ましく、この範囲を超えると割スリーブの肉厚が薄くなり、強度が低下するという問題があり、この範囲より小さいと成形用の金型を精度良く加工することが困難で形状バラツキが生じるという問題がある。
【００４９】
さらに、上記突起４００ａの上面の角部にＲ形状を設けてもよく、これにより、角部のカケを防止することが可能となる。
【００５０】
また、ジルコニアの円筒状成形体８００の連結部５００ｂの肉厚は、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とすることが望ましく、この範囲より大きいと、後の工程でこの連結部を除去する加工の時間が多くかかり、この範囲より小さいと、肉厚が薄く強度が低いため、後の工程で円筒状成形体を焼結させるときに焼成収縮により内部クラックが発生するという問題が生ずる恐れがある。さらに、連結部５００ｂの幅は、設けたいスリット５００の幅に応じて最適な値を選べばよいが、通常は、０．１〜１．５ｍｍの範囲で選択される。
【００５１】
なお、溝５００ａの形状は外周面研削によって、スリット５００を形成することができれば、どのような形状であっても良く、内側がＵ字形状となっていたり、Ｖ字形状となっていたりしてもよい。
【００５２】
さらに、円柱体７００の外径については、ジルコニアの円筒状成形体８００が焼成収縮したときに、その内周面４００が円柱体７００の外周面と当接して隙間なく嵌め合うように、上記円筒状成形体８００の内径は、円柱体７００の外径よりも１〜５μｍの範囲で小さく成形されている。この範囲を外れると、円筒状成形体８００が焼成収縮したときに、円柱体７００と収縮後のジルコニア焼結体１０００との間に隙間ができてしまったり、円筒状成形体８００の焼成収縮が円柱体７００によって阻害され、ジルコニア焼結体１０００や円柱体７００にクラックが生じたりする恐れがあるからである。
【００５３】
また、円柱体７００の外周面はあらかじめ、真円度を１μｍ以下とし、長手方向の真直度を１μｍ以下の精度に仕上げておくことによって、作製する割スリーブ１００の内周面にその精度を転写し、高精度に仕上げることが可能となる。特に、ジルコニア焼結体１０００の外周加工を行う際に、真円度に優れた円柱体７００の外周部を加工の基準とできるので、割スリーブ１００の外周加工精度が格段に向上するという優れた効果をも奏する。
【００５４】
さらに、この円柱体７００の外周面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａを０．５μｍ以下とすることが望ましく、この場合、円柱体７００の外周面に当接するように収縮成形された割スリーブ１００の内周面４００および突起４００ａの表面粗さについても、中心線平均粗さＲａが０．５μｍ以下になるので、割スリーブ１００中にフェルール３００を均一に把持して接続損失を低減することができる。
【００５５】
なお、本発明の製造方法によれば、割スリーブ１００の内周面を加工することなく、高い寸法精度に仕上げることができるため、基本的には後から加工する必要はない。しかしながら、必要に応じて、内周面を精密ホーニング加工やピン研磨などの方法によって研磨加工しても良い。特に本発明の製造方法では、必要な寸法精度に対して必要最低限の研磨しろを残して割スリーブを形成することが可能であるため、さらに高精度に仕上げる際にも、ほとんど手間をかけずに加工ができるという優れた特徴を有する。
【００５６】
なお、本発明の実施形態は上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。
【００５７】
例えば、上述の例では割スリーブ１００を形成するための円筒状成形体８００の材料として、ジルコニアセラミックス原料粉末よりなる成形体を用い、内部に挿入する円柱体７００として、アルミナセラミックスの焼結体材料を用いて説明したが、これに限るものではなく、割スリーブ１００を形成するための円筒状成形体８００の材料として、チタン酸バリウム原料粉末よりなる成形体を用い、内部に挿入する円柱体７００として、アルミナセラミックス、窒化珪素質セラミックス、炭化珪素質セラミックスなどの焼結体材料を用いても、本発明と全く同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また、上記円筒状成形体８００にポリスチレン樹脂原料を用い、上記円柱体７００には、ステンレス材料を用いて、ポリスチレン樹脂をステンレス材料の円柱体に当接させるように収縮成形させても、本発明と全く同様な効果が得られる。
【００５９】
すなわち、上記円柱体７００の材料として、上記円筒状成形体８００の成形温度や焼結温度において、変形したり反応したりすることがない材料から選択すれば、本発明の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００６０】
【実施例】
（実施例１）
以下本発明の実施例を説明する。
【００６１】
本発明の図１と図３に示す製造方法によって、安定化ジルコニア原料を使用して三点割スリーブの作製を行った。該ジルコニア原料の組成は、出発原料のＺｒＯ２に不純物としてＡｌ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３が含まれており、この中に安定化剤としてＹ２Ｏ３を３〜５モル％添加混合し、加水分解の方法により反応・固溶させ、バインダーを混合させて、外径φ３．２ｍｍ、内径φ２．５ｍｍ、長さ１１．４ｍｍの外形寸法を有する本発明の製造方法にかかるジルコニアの三点割スリーブ１００を１００個作製した。
【００６２】
なお、図３に示すジルコニアの円筒状成形体８００の各寸法は、外径φ５．０ｍｍ、内径φ３．３３ｍｍとなるように、あらかじめ押し出し成形で、内周面４００側のみ開口した方向の溝５００ａの断面形状を有する円筒体を成形し、円柱体７００は、９９．９％高純度アルミナ焼結体を使用して、その外径がφ２．５ｍｍで、真円度０．９μｍ、真直度０．９μｍのものをジルコニアの円筒状成形体８００の内周面４００に挿入して、長手方向にＶ溝を有する焼成板に円筒状成形体８００を長手方向にして並べて焼成させることによって、上記アルミナ焼結体からなる円柱体７００の外周面に当接したジルコニア焼結体１０００を得た。
【００６３】
その後、長さは焼結後に定寸カットし、溝５００ａの連結部５００ｂまでセンタレス加工法により外周加工して、連結部５００ｂを除去し、内周面４００と外周面６００を連通させてスリット５００を形成した。
【００６４】
なお、ジルコニアの円筒状成形体８００は、焼成収縮後の内径寸法が、円柱体７００の外形寸法よりもあらかじめ２μｍ小さくなるようにすることによって、焼成収縮後、円筒状成形体８００が円柱体７００の外周面に隙間なく当接し、強く噛み込んだジルコニア焼結体１０００が形成され、そのままでは全く動かない状態であったが、スリット５００を形成することにより、円柱体７００を無理なく抜脱することが可能であった。
【００６５】
なお、従来例として、図８に示す製造方法によって、外径φ３．２ｍｍ、内径φ２．５ｍｍ、長さ１１．４ｍｍのジルコニアの三点割スリーブ１を１００個作製した。円筒状成形体は、図６に示す方法によって、あらかじめ押し出し成形で、内周面４側のみ開口した方向の溝５ａの断面形状を有する円筒体を成形し、焼成、外周加工、内周加工を施してジルコニアの三点割スリーブを作製した。外周加工は、ラップ加工を用いて、内周加工においては、図７（ａ）（ｂ）に示す方法でホーニング加工、ピン研磨を行って精度を出した。
【００６６】
これらの三点割スリーブの真円度、円筒度、表面粗さ、接続損失を測定し、本発明と従来例とを焼成後から製品化までの加工時間の比較を行った。また、接続損失の測定は、図４（ｃ）に示す方法にて三点割スリーブ１００に光ファイバ２００を挿通したフェルール３００同士を両端から挿入して突き合わせて光学損失を測定した。
【００６７】
なお、真円度と表面粗さは三点割スリーブの内周について測定し、円筒度は三点割スリーブの内周と外周について求めた。なお、円筒度とは、円筒形態を二つの同軸の幾何学的円筒で挟んだとき、両円筒面の間隔が最小となる場合の両円筒面の半径の差をいう。
【００６８】
本発明および従来例の真円度、円筒度、表面粗さ、接続損失は各１００個のサンプルの平均値で、加工時間については、各１００個のサンプルを作製したときの成形工程から加工工程を終了するまでのトータル時間である。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１に示すように、従来の製造方法により作製した割スリーブでは、平均真円度０．７μｍ、平均円筒度０．９μｍ、平均表面粗さＲａ０．４μｍ、平均接続損失０．２ｄＢとなり、その製造時間が６０分であるのに対し、本発明の製造方法により作製した割スリーブは、平均真円度０．７μｍ、平均円筒度０．８μｍ、平均表面粗さＲａ０．３μｍ、平均接続損失０．２ｄＢとなり、製造時間は１０分であった。
【００７１】
このように、本発明は従来と比較して、寸法値及び接続損失を同等以上に保ちながら、割スリーブの内周面の加工をする手間を省くことができたため、製造時間を、約１／６とすることができた。
【００７２】
また、円柱体焼結体として窒化珪素を用いた場合、炭化珪素を用いた他は、上記の方法と全く同様にして割スリーブを作製した場合についても、高純度アルミナを用いた場合と全く同様の結果となり、従来と比較して、寸法値及び接続損失を同等以上に保ちながら、加工時間を短縮する効果を得ることができた。
【００７３】
さらに、円筒状成形体にポリスチレン樹脂原料を用い、円柱体としてステンレスを用いて、樹脂を収縮成形させた場合においても、上記と同様の結果となり、従来と比較して、寸法値及び接続損失を同等以上に保ちながら、加工時間を短縮する効果を得ることができた。
【００７４】
（実施例２）
また、円筒状成形体の焼成方法の違いによる寸法精度を比較するため、表１における本発明の実施例である円筒状成形体８００をジルコニアで、円柱体７００をアルミナで形成した場合の試料を実施例１と同様な方法で作製した。なお、焼成方法として、図４（ａ）に示す方法にて底板１６の支持体１６ａに円柱体７００を固定したもの、また図４（ｂ）に示す方法にて円柱体７００を平板１４の穴１５に立てたもの、また、比較例として長手方向にＶ溝を有する焼成板上に円筒状成形体８００を長手方向にして並べて焼成したものとする。
【００７５】
そして、各焼成方法で焼成した後、寸法精度の比較を行った。
【００７６】
なお、底板１６、支持体１６ａは、アルミナを使用し、平板１４はムライトを使用した。このときの寸法精度の比較は、平均真円度、平均円筒度であり、各データは、サンプル１００個の平均値である。
【００７７】
【表２】
【００７８】
表２から明らかなように、本発明の焼成方法である底板１６に支持体１６ａを設けた治具を用いて焼成した場合には、平均真円度０．６μｍ、平均円筒度０．６μｍ、接続損失０．１ｄＢとなり、また平板１４に設けた穴１５に立てて焼成した場合には、平均真円度０．５μｍ、平均円筒度０．６μｍ、接続損失０．１ｄＢと寸法精度の高いものとなった。
【００７９】
これに対し、溝を有する焼成板によって焼成した場合には、平均真円度１．０μｍ、平均円筒度２．０μｍ、接続損失１．０ｄＢと大きくものであった。このように、支持体１６ａを用いた場合、さらに立てて焼成した場合においては、平均真円度、平均円筒度が改善され、接続損失においても更なる改善することができた。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、円筒体の一方端から他方端に連続するスリットを長手方向に形成した割スリーブの製造方法について、円筒状成形体の内周面側に開口した溝を長手方向に設けた後、この円筒状成形体の内部に円柱体を長手方向に挿入する。その後、円筒状成形体を、その内周面の少なくとも一部が円柱体の外周面に当接するように収縮させた後、円筒状成形体の外周面を研削加工し、内周面側に設けた溝の連結部を除去することによって、内周面と外周面に連通するスリットを形成する。そして、最後に、上記円柱体を抜脱することによって、本発明の割スリーブを形成する。このとき、円筒状成形体を円柱体の外周面に当接するように収縮させるため、円柱体の寸法および表面状態が円筒状成形体の内周面にそのまま転写される。したがって、あらかじめ所定の寸法精度ならびに表面状態を有する円柱体を用いることによって、収縮後の円筒状成形体の内周面は、後加工を行うことなく、必要な寸法精度、表面状態にすることが可能となり、手間をかけずに信頼性の高い製品が提供できる。
【００８１】
また、円筒状成形体を円柱体の外周面に当接するように収縮させる方法として、円柱体を長手方向に立設した状態でその外周面に円筒状成形体が当接するように収縮させることで、寸法精度が１．０μｍ以下となり、かつ加工をほとんどしないで信頼性の高い製品が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の割スリーブの製造方法のフロー図である。
【図２】（ａ）は本発明の割スリーブの製造方法を説明するためのジルコニアノーマル割スリーブの断面図であり、（ｂ）はジルコニアの三点割スリーブの断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それぞれ本発明の割スリーブの製造方法を説明するための斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の割スリーブの製造方法における焼成工程の一実施形態を示す模式図である。
【図５】（ａ）は本発明の割スリーブの製造方法により作製された割スリーブの斜視図であり、（ｂ）は側面図である。また、（ｃ）は、本発明の割スリーブを用いて光ファイバ同士を接続する一般的な光コネクタの構造断面図である。
【図６】（ａ）光ファイバ同士を接続する一般的な光コネクタの構造図であり、（ｂ）割スリーブの斜視図である。
【図７】（ａ）は、従来の製法を説明するためのジルコニアノーマル割スリーブの断面図であり、（ｂ）ジルコニアの三点割スリーブの断面図である。
【図８】（ａ）は、従来の割スリーブ内周加工に用いるホーニング加工の断面模式図であり、（ｂ）ピン研磨加工の断面模式図である。
【図９】従来の割スリーブの製造方法のフロー図である。
【符号の説明】
１：割スリーブ
２：光ファイバ
３：フェルール
４：内周面
４ａ：突起
５：スリット
５ａ：溝
５ｂ：連結部
６：外周面
７：円筒状成形体
８：ホーン
９：ダイヤモンド砥石
１０：固定治具
１１：ピン
１２：ダイヤモンド砥石
１３：固定治具
１４：平板
１５：穴
１６：底板
１６ａ：支持体
１００：割スリーブ
２００：光ファイバ
３００：フェルール
４００：内周面
４００ａ：突起
５００：スリット
５００ａ：溝
５００ｂ：連結部
６００：外周面
７００：円柱体
８００：円筒状成形体
１０００：ジルコニア焼結体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a split sleeve provided with a slit in a longitudinal direction of a cylindrical body used for connecting ferrules holding optical fibers in an optical connector, an optical module, or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6A shows a cross-sectional structure of a general optical connector for connecting optical fibers. The ferrules 3 into which the optical fibers 2 have been inserted are inserted from both ends of the split sleeve 1 and butted. As the material of the ferrule 3 and the split sleeve 1, ceramics such as alumina and zirconia, metals, plastics, and the like are used.
[0003]
FIG. 6B is a perspective view of a general three-point split sleeve disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. The split sleeve 1 is a cylindrical body provided with a slit 5 in the longitudinal direction, and the inner peripheral surface 4 is slightly polished slightly smaller than the outer diameter of the ferrule 3. When the ferrule 3 is inserted into the split sleeve 1, the split sleeve 1 elastically deforms and slightly expands, so that the inner peripheral surface 4 of the split sleeve 1 can firmly grip the ferrule 3. Note that a projection may be provided on the inner peripheral surface to support the ferrule 3, and in the example of Patent Document 1, three projections 4a are provided on the inner peripheral surface.
[0004]
As a material for forming the split sleeve 1, ceramics such as zirconia having excellent wear resistance and appropriate elasticity are preferably used. The production method is as follows. A ceramic raw material powder is formed into a cylindrical shape by a method such as extrusion molding or injection molding, and a cylindrical molded body is placed in a longitudinal direction on a flat plate made of high-purity mullite and fired. Obtain a cylindrical sintered body. Thereafter, the inner peripheral surface 4 and the outer peripheral surface 6 are ground to have predetermined dimensions, and finally, the slit 5 is processed in the axial direction of the cylindrical sintered body using a diamond blade or the like, thereby obtaining the split sleeve 1. .
[0005]
The split sleeve 1 obtained by such a manufacturing method is such that when a pair of ferrules 3 through which the optical fiber 2 is inserted are inserted from both ends of the split sleeve 1 and brought into contact with each other, the inner peripheral surface of the split sleeve 1 However, there is a problem that the optical coupling between the ferrules 3 is shifted due to the variation in the accuracy of the ferrules 3 and the connection loss varies.
[0006]
To solve this problem, it has been devised to machine the inner peripheral surface 4 of the split sleeve 1 with high accuracy. For example, the applicant disclosed in Patent Document 2 a method of performing rough finishing by honing and then finishing by precision honing or pin polishing. This makes it possible to finish the inner peripheral surface 4 of the split sleeve 1 for optical communication at a roundness of 1 μm or less and the straightness of the inner peripheral surface 4 in the longitudinal direction of 1 μm or less.
[0007]
As shown in FIG. 8 (a), the honing process is to attach a diamond grindstone 9 to a tapered portion of a horn 8 having a tapered tip, and rotate the horn 8 while fixing the fixing jig 10. In this method, the diamond grindstone 9 of the horn 8 is brought into contact with the inner diameter of the split sleeve 1 fixed to the inner surface of the split sleeve 1, and a load is applied to the inner diameter of the split sleeve 1 to perform rough cutting. As shown in FIG. 8 (b), the pin polishing is performed by applying a diamond grindstone 12 mixed with an oily slurry to a pin 11 having a tapered tip, and rotating the pin 11, This is a method in which a load is applied to the inner peripheral surface 4 of the split sleeve 1 fixed to the fixing jig 13 in the taper surface direction of the pin 11 to grind the pin.
[0008]
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure for forming a split sleeve made of zirconia ceramics by a conventional manufacturing method. As described above, after the zirconia sintered body is obtained by firing, the split sleeve is formed by performing two types of inner peripheral processing and outer peripheral processing, and further performing slit processing.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-6-27348 (paragraph 0007 etc.)
[0010]
[Patent Document 2]
JP-A-2001-91783 (paragraph number 0009 and the like)
[0011]
[Patent Document 3]
JP-A-9-292546 (paragraph number 0009 etc.)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The manufacturing method shown in FIG. 8 has a problem that a large processing time is required particularly for processing the slit 5 in FIG. In this regard, the applicants have devised the following method and disclosed it in Patent Document 3 in order to shorten the processing time of the slit 5.
[0013]
First, as shown in FIG. 7A, a cylindrical molded body 7 having a cross-sectional shape of a groove 5a opened only on the inner peripheral surface 4 side is formed by extrusion molding, injection molding, or the like. The groove 5a does not open on the outer peripheral surface, but is connected to the outer peripheral surface by the thickness of the connecting portion 5b. Further, as shown in FIG. 7B, a projection 4a may be provided on the inner peripheral surface 4 of the cylindrical molded body 7. Next, the cylindrical molded body 7 is placed in a longitudinal direction on a flat plate made of high-purity mullite and fired to obtain a cylindrical sintered body. This method is to form the slit 5 shown in FIG. 5 by processing the outer periphery and removing the connecting portion 5b to connect the groove 5a to the outer peripheral surface. According to this method, the processing time of the slit 5 can be greatly reduced.
[0014]
However, in recent years, further improvement in the optical characteristics of the split sleeve 1 has been demanded, and at the same time, it has become necessary to respond to customer requests with a shorter delivery time. On the other hand, the processing time of the slit 5 can be greatly reduced by the method of Patent Document 3, but there is a problem that the roundness and the straightness of the inner peripheral surface vary due to shrinkage during firing. It remains and has not been able to fully meet the demands.
[0015]
Therefore, in order to improve the roundness and straightness of the inner peripheral surface of the split sleeve 1, a product having a highly accurate inner peripheral surface is manufactured using the honing process and the pin polishing disclosed in Patent Document 2. Is the current situation. However, the lead time from manufacture to shipment is significantly long, and it has been difficult to meet customer requirements in a short delivery time.
[0016]
The present invention has been devised in view of the above problems, and uses a very simple method to improve the accuracy of the inner peripheral surface of the split sleeve, and significantly reduces the cost and time required for manufacturing the split sleeve. The objective is to obtain a high quality, low cost split sleeve.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above object, the present inventors have found the following method for manufacturing a split sleeve in which a slit continuous from one end to the other end of a cylindrical body is formed in the longitudinal direction.
[0018]
First, a groove opened on the inner peripheral surface side of the cylindrical molded body is provided in the longitudinal direction. Thereafter, a columnar body is inserted into the cylindrical molded body in the longitudinal direction. Then, the cylindrical molded body is contracted such that at least a part of the inner peripheral surface thereof comes into contact with the outer peripheral surface of the columnar body. Thereafter, the outer peripheral surface of the cylindrical molded body is ground, and a connection portion of the groove provided on the inner peripheral surface side is removed to form a slit communicating with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface. Lastly, the split sleeve of the present invention can be formed by removing the cylindrical body.
[0019]
At this time, since the cylindrical molded body is contracted so as to be in contact with the outer peripheral surface of the columnar body, the dimensions and surface state of the cylindrical body are directly transferred to the inner peripheral surface of the cylindrical molded body. Therefore, by using a cylindrical body having a predetermined dimensional accuracy and surface state in advance, the inner peripheral surface of the cylindrical molded body after shrinkage can be set to a required dimensional accuracy and surface state without performing post-processing. It becomes possible.
[0020]
Furthermore, since firing is performed in a state in which the connecting portion of the slit groove is provided on the outer peripheral surface side of the cylindrical molded body, the cylindrical molded body shrinks more uniformly when firing and shrinking than when there is no connecting part. Also has the advantage of progressing.
[0021]
Further, in the present invention, since the cylindrical body is withdrawn after the slit is opened to the outer peripheral surface, the cylindrical body can be easily pulled out from the split sleeve. Therefore, the cylindrical body used for molding can be reused any number of times without causing scratches or defects.
[0022]
Further, it is preferable that three or more projections are provided on the inner peripheral surface of the cylindrical molded body, and that when the cylindrical molded body is contracted, the projections abut on the outer peripheral surface of the cylindrical body. . By providing such projections on the inner peripheral surface of the split sleeve, there is an effect that air can be prevented from being trapped when the ferrule is inserted, and foreign substances existing between the ferrule and the split sleeve can be removed from the gap.
[0023]
For the cylindrical molded body and the cylindrical body, it is necessary to select and use a combination of materials that do not damage or react with each other when the cylindrical molded body is contracted and brought into contact with the cylindrical body. For example, when a resin is used as the cylindrical molded body, a metal or ceramic sintered body or the like can be used as the cylindrical body, and the resin can be shrink-molded to obtain a required inner peripheral surface shape of the split sleeve.
[0024]
Among them, it is desirable to use a molded body of zirconia ceramic material powder as the cylindrical molded body. In this case, as the cylindrical body inserted into the cylindrical molded body, alumina ceramics, silicon nitride ceramics, silicon carbide It is desirable to use a sintered body selected from any of ceramic materials.
[0025]
The reason for this is that zirconia ceramics have both moderate elasticity and excellent wear resistance as the material of the split sleeve, and alumina ceramics, silicon nitride ceramics and silicon carbide ceramics all have a sintering temperature of Since the sintering temperature of zirconia ceramics is higher than that of zirconia ceramics, even if the zirconia ceramic body is sintered and shrunk so as to be in contact with the cylindrical body made of these sintering ceramics, No reaction occurs and the cylinder itself does not shrink. Further, by using a sintered body having excellent wear resistance as a cylindrical body, there is an advantage that the sintered body can be repeatedly used for molding for a long time.
[0026]
Therefore, the outer diameter of the cylindrical body made of the ceramic sintered body is determined so that the firing shrinkage rate of the cylindrical molded body of zirconia ceramic is calculated in advance, and the cylindrical body is brought into contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body without gap after firing shrinkage. Good. In order to make contact with no gap, it is desirable to make the inner diameter of the cylindrical molded body smaller in the range of 1 μm to 5 μm. Similarly, when the cylindrical molded body is a resin, the shrinkage of the resin may be calculated to set the external dimensions of the columnar body.
[0027]
Further, as the dimensional accuracy of the columnar body, it is desirable that the roundness of the cross section be 1 μm or less and the straightness in the longitudinal direction of the outer peripheral surface of the columnar body be 1 μm or less. This is because, as described above, the dimensional accuracy of the cylindrical body is transferred to the inner circumferential surface of the split sleeve by shrink-molding the cylindrical shaped body so as to contact the outer circumferential surface of the cylindrical body. When the outer periphery of the cylindrical body is machined with the outer periphery of the cylindrical body as a center when machining the outer periphery of the cylindrical molded body, there is also an effect that the outer periphery machining accuracy of the split sleeve is remarkably improved.
[0028]
Note that the circularity is a magnitude of deviation from a geometrically correct circle of a circular shape, and a straightness is a magnitude of deviation from a geometrically correct straight line of a linear shape. Both are specified in JIS-B0621.
[0029]
Furthermore, after inserting the cylindrical body into the cylindrical molded body, both ends of the cylindrical body are respectively supported by supports erected on the bottom plate, and the cylindrical molded body is separated from the bottom plate, and is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical body. The cylindrical molded body is shrunk so as to abut.
[0030]
In addition, after the cylindrical body is inserted into the cylindrical body, the cylindrical body is shrunk so that the cylindrical body comes into contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body in a state of being erected in the longitudinal direction. Therefore, it is possible to obtain a sintered body in which the inner periphery of the cylindrical molded body uniformly bites the outer periphery of the cylindrical body.
[0031]
By inserting and supporting one end of the cylindrical body into the hole formed in the flat plate, the cylindrical molded body can be fired without a load of its own weight.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure of a method of manufacturing a split sleeve made of zirconia according to an embodiment of the present invention. An example in which zirconia ceramic raw material powder is used as a material of a cylindrical molded body and an alumina ceramic sintered body material is used as a cylindrical body according to the flow of the flow chart will be described.
[0033]
First, impurities of a starting material mainly composed of zirconia are removed, a stabilizer and a sintering aid are mixed, a binder for molding is added, and a raw material before molding is prepared. The raw material before molding is selected by a molding die based on an average shrinkage ratio so that a specific portion of the ceramic sintered body has a desired size, and is molded by a molding method such as extrusion molding or injection molding, A cylindrical zirconia compact formed from zirconia raw material powder is obtained.
[0034]
FIG. 2A is a cross-sectional view of a cylindrical molded body 800 of zirconia manufactured by the above method. It has a groove 500a in the longitudinal direction of the cylindrical shaft opened to a predetermined size only on the inner peripheral surface 400 side. This groove 500a does not open on the outer peripheral surface 600 side, and the outer peripheral surface side is connected by a connecting portion 500b. FIG. 2B is a cross-sectional view when three projections 400 a are provided on the inner peripheral surface 400 of the cylindrical molded body 800 of zirconia. In the following description, a method of manufacturing a three-point split sleeve provided with the three projections 400a will be described.
[0035]
FIGS. 3A to 3D are views showing a method for manufacturing the zirconia three-point split sleeve 100 of the present invention.
[0036]
First, as shown in FIG. 3A, a columnar body 700 of an alumina ceramics sintered body is inserted in a longitudinal direction of an inner peripheral surface 400 of a cylindrical molded body 800 made of zirconia ceramics raw material powder. The outer periphery of the cylindrical body 700 is previously processed to a required size and shape.
[0037]
Next, as shown in FIG. 3B, the zirconia cylindrical molded body 800 is fired under predetermined conditions in a state where the columnar body 700 is inserted. Usually, the firing temperature of the zirconia ceramic is 1350 to 1450 ° C. At this time, the columnar body 700 of the alumina sintered body is stable near the temperature at which zirconia is sintered, does not undergo any deformation or reaction, and its shape is maintained. Then, the zirconia cylindrical molded body 800 shrinks by firing so as to be in contact with the outer peripheral surface of the columnar body 700, and a cylindrical zirconia sintered body 1000 having predetermined inner peripheral surface dimensional accuracy can be obtained. Note that, if necessary, pre-baking may be performed in the air to remove the binder.
As shown in FIG. 4A, after the cylindrical body 700 is inserted into the cylindrical molded body 800, both ends of the cylindrical body 700 are erected on the bottom plate 16 made of alumina ceramic or the like, as shown in FIG. It is preferable that the cylindrical molded body 800 is fired so that the cylindrical molded body 800 is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 700 in a state of being separated from the bottom plate 16 while being supported by the provided support 16a. In this case, a split sleeve having high dimensional accuracy can be obtained without deformation of the outer peripheral surface 600 of the cylindrical molded body 800 during firing.
[0038]
Further, as another firing method, as shown in FIG. 4B, after inserting the cylindrical body 700 into the cylindrical molded body 800, the cylindrical body 700 is formed on the outer peripheral surface thereof in a state of standing in the longitudinal direction. It is preferable to perform firing so that the body 800 comes into contact with the body 800. In this case, as shown in FIG. 4 (a), there is no need for the trouble of placing on the support 16a or the cost of the bottom plate 16, and the firing can be performed without receiving the weight load of the cylindrical molded body 800 at all. it can. Further, it is more preferable that one end of the cylindrical body 700 is inserted into the hole 15 opened in the flat plate 14 and fired in a state of being erected in the longitudinal direction. After the sintering, since the inner peripheral portion of the cylindrical molded body 800 shrinks uniformly to the center during firing, there is no own weight load of the cylindrical molded body 800 itself, It is possible to obtain a split sleeve having a high dimensional accuracy by uniformly sintering and sintering the outer periphery of the cylindrical body 700.
[0039]
The flat plate 14 has a warp of 1 μm or less, the size of the hole 15 is preferably 1 to 5 μm larger than the outer diameter of the cylindrical body 700, and the depth is preferably about 3 to 5 mm. It is provided so that the inserted cylindrical molded body 800 does not fall.
[0040]
Further, the material of the flat plate 14 is preferably made of ceramics such as alumina, mullite, and zirconia, but is more preferably formed of a high-purity mullite-based material. Is an excellent material, so that even if firing is repeated several times, there is little occurrence of warpage.
[0041]
Next, as shown in FIG. 3C, the outer peripheral surface of the zirconia sintered body 1000 is processed to cut the connecting portion 500b of the groove 500a, so that the inner peripheral surface 400 communicates with the outer peripheral surface 600, and the slit 500 is formed. To form As a method of the outer peripheral processing, a known centerless processing, a lap processing, or the like can be used.
[0042]
Finally, as shown in FIG. 3D, the columnar body 700 is extracted to obtain the zirconia three-point split sleeve 100 according to the embodiment of the present invention. Since the slit 500 is completely continuous from one end to the other end, the cylindrical body 700 can be very easily extracted from the three-point sleeve 100, and furthermore, the cylindrical body 700 is not damaged. Can be repeatedly used for molding many times.
[0043]
FIGS. 5A and 5B show a perspective view and a side view of a three-point split sleeve 100 manufactured by the split sleeve manufacturing method of the present invention. The three-point split sleeve 100 has a cylindrical body provided with a slit 500 in a longitudinal direction, an inner peripheral surface 400 of which is slightly smaller than an outer diameter of a ferrule to be fitted, and three projections in the longitudinal direction of the inner peripheral surface 400. 400a are provided.
[0044]
FIG. 5C is a cross-sectional view in which the ferrules 300 in which the optical fiber 200 is inserted through the three-point split sleeve 100 are inserted and butted from both ends of the split sleeve 100. When the ferrule 300 is inserted into the split sleeve 100, the split sleeve 100 elastically deforms and slightly expands, so that the ferrule 300 is firmly gripped by three projections 400a provided on the inner peripheral surface 400 of the split sleeve 100. You can do it.
[0045]
In the split sleeve 100 manufactured by the split sleeve manufacturing method of the present invention, if the cylindrical body 700 is set to a predetermined dimensional accuracy, the inner peripheral surface can have the required accuracy without taking much time. . Therefore, the time and cost required for manufacturing can be reduced, and the warping and undulation in the longitudinal direction of the three-piece split sleeve of zirconia, which has been a problem in the past, can be improved, and a highly reliable product can be provided.
[0046]
In addition, when the conventional processing method is used, honing processing, pin polishing and grinding are performed at the time of inner peripheral processing, so polishing scum remains in the inner peripheral, and oil-based slurry is used in pin polishing. Therefore, an oily slurry also remains. Therefore, it is necessary to provide a large-scale cleaning step using an alkaline cleaning solution or the like to remove polishing residues and oily slurry. However, in the present invention, since the inner peripheral processing is not performed, there is also an advantage that cleaning is not required. is there.
[0047]
In the above description, zirconia ceramics has been described as a material constituting the split sleeve 100 of the present invention. However, in particular, zirconia is a main component, and a predetermined amount of a stabilizer such as yttria, alumina, titania, and calcium is used. More preferably, the split sleeve is formed of partially stabilized zirconia having high strength and high toughness, mainly containing tetragonal crystals having an average crystal grain size of 2 μm or less.
[0048]
In addition, although the projection 400a has been described as an example of a three-point split sleeve at three locations, the number of projections may be three or more, and a normal split sleeve without projections may be used. Obtainable. The height of the projections 400a is preferably 5 μm to 70 μm. If the height exceeds this range, the thickness of the split sleeve is reduced, and the strength is reduced. However, there is a problem that it is difficult to process the workpiece with high accuracy, resulting in a variation in shape.
[0049]
Further, an R-shape may be provided at a corner on the upper surface of the projection 400a, thereby making it possible to prevent chipping of the corner.
[0050]
The thickness of the connecting portion 500b of the cylindrical zirconia compact 800 is desirably in the range of 0.3 mm to 0.5 mm. If the thickness is larger than this range, a process of removing the connecting portion in a later step. If the thickness is smaller than this range, the wall thickness is small and the strength is low, so that there may be a problem that internal cracks are generated due to firing shrinkage when sintering the cylindrical molded body in a later step. . Further, the width of the connecting portion 500b may be an optimal value depending on the width of the slit 500 to be provided, but is usually selected in the range of 0.1 to 1.5 mm.
[0051]
In addition, the shape of the groove 500a may be any shape as long as the slit 500 can be formed by grinding the outer peripheral surface, and the inside may be U-shaped or V-shaped. Is also good.
[0052]
Further, regarding the outer diameter of the cylindrical body 700, when the zirconia cylindrical molded body 800 is shrunk by firing, the inner cylindrical surface 400 is brought into contact with the outer circumferential surface of the cylindrical body 700 so as to be fitted without any gap. The inner diameter of the shaped body 800 is smaller than the outer diameter of the columnar body 700 in a range of 1 to 5 μm. Outside this range, when the cylindrical molded body 800 shrinks during firing, a gap is formed between the cylindrical body 700 and the zirconia sintered body 1000 after shrinkage, or the firing shrinkage of the cylindrical molded body 800 is reduced. This is because the zirconia sintered body 1000 and the cylindrical body 700 may be cracked by being hindered by the cylindrical body 700.
[0053]
In addition, by setting the roundness of the cylindrical body 700 to 1 μm or less in advance and finishing the straightness in the longitudinal direction to 1 μm or less, the accuracy is transferred to the inner circumferential surface of the split sleeve 100 to be manufactured. In addition, it is possible to finish with high accuracy. In particular, when the outer peripheral processing of the zirconia sintered body 1000 is performed, since the outer peripheral portion of the cylindrical body 700 having excellent roundness can be used as a processing reference, the outer peripheral processing accuracy of the split sleeve 100 is greatly improved. It also works.
[0054]
Further, the surface roughness of the outer peripheral surface of the cylindrical body 700 is desirably such that the center line average roughness Ra is 0.5 μm or less. In this case, the outer peripheral surface of the cylindrical body 700 is shrink-formed. Regarding the surface roughness of the inner peripheral surface 400 and the protrusions 400a of the split sleeve 100, the center line average roughness Ra is 0.5 μm or less. Therefore, the ferrule 300 is uniformly gripped in the split sleeve 100 to reduce connection loss. can do.
[0055]
In addition, according to the manufacturing method of the present invention, since the inner peripheral surface of the split sleeve 100 can be finished with high dimensional accuracy without processing, basically, there is no need to process later. However, if necessary, the inner peripheral surface may be polished by a method such as precision honing or pin polishing. In particular, in the manufacturing method of the present invention, since it is possible to form the split sleeve while leaving the minimum required polishing margin for the required dimensional accuracy, even when finishing with higher precision, it takes almost no effort. It has the excellent feature that it can be processed into
[0056]
It should be noted that the embodiments of the present invention are not limited to the above-described examples, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
[0057]
For example, in the above-described example, as a material of the cylindrical molded body 800 for forming the split sleeve 100, a molded body made of zirconia ceramic raw material powder is used, and as a cylindrical body 700 inserted therein, a sintered body material of alumina ceramics is used. However, the present invention is not limited to this, and as a material of the cylindrical molded body 800 for forming the split sleeve 100, a molded body made of barium titanate raw material powder is used, and a cylindrical body 700 inserted therein. Even if a sintered body material such as alumina ceramics, silicon nitride-based ceramics, silicon carbide-based ceramics, etc. is used, exactly the same effects as those of the present invention can be obtained.
[0058]
Also, the present invention can be applied to a case where a polystyrene resin raw material is used for the cylindrical molded body 800 and a stainless material is used for the cylindrical body 700, and the polystyrene resin is shrunk so as to abut against the cylindrical body of the stainless material. The same effect can be obtained.
[0059]
That is, if the material of the cylindrical body 700 is selected from a material that does not deform or react at the molding temperature or the sintering temperature of the cylindrical molded body 800, the effect of the present invention can be obtained. Needless to say.
[0060]
【Example】
(Example 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0061]
According to the manufacturing method shown in FIGS. 1 and 3 of the present invention, a three-point split sleeve was manufactured using a stabilized zirconia raw material. The composition of the zirconia raw material is ZrO starting material. 2 Al as an impurity 2 O 3 , CaO, Na 2 O, Fe 2 O 3 In which Y is used as a stabilizer. 2 O 3 Of the present invention having an outer diameter of 3.2 mm, an inner diameter of 2.5 mm, and a length of 11.4 mm. 100 zirconia three-point split sleeves 100 according to the manufacturing method described above were produced.
[0062]
The dimensions of the cylindrical molded body 800 of zirconia shown in FIG. 3 are extruded in advance so that the outer diameter is 5.0 mm and the inner diameter is 3.33 mm. The cylindrical body 700 is made of 99.9% high-purity alumina sintered body, has an outer diameter of φ2.5 mm, a roundness of 0.9 μm, and a straightness of 0. .9 μm is inserted into the inner peripheral surface 400 of the cylindrical zirconia compact 800, and the cylindrical compacts 800 are arranged in a longitudinal direction on a calcining plate having V-grooves in the longitudinal direction and calcined, thereby firing the alumina. A zirconia sintered body 1000 in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body 700 made of the sintered body was obtained.
[0063]
Thereafter, the length is cut to a fixed size after sintering, the outer periphery is processed by a centerless processing method up to the connecting portion 500b of the groove 500a, the connecting portion 500b is removed, and the inner peripheral surface 400 communicates with the outer peripheral surface 600 to form the slit 500. Was formed.
[0064]
The cylindrical molded body 800 made of zirconia has an inner diameter dimension after firing shrinkage of 2 μm smaller than the outer dimension of the cylindrical body 700 in advance, so that the cylindrical molded body 800 after firing shrinkage becomes cylindrical body 700. The zirconia sintered body 1000 which was in contact with the outer peripheral surface without any gap and was strongly engaged was formed, and was in a state where it did not move at all as it was. It was possible.
[0065]
As a conventional example, 100 pieces of zirconia three-point split sleeves 1 having an outer diameter of 3.2 mm, an inner diameter of 2.5 mm, and a length of 11.4 mm were manufactured by the manufacturing method shown in FIG. The cylindrical molded body is extruded in advance by the method shown in FIG. 6 to form a cylindrical body having a cross-sectional shape of the groove 5a in a direction in which only the inner peripheral surface 4 side is opened, and firing, outer peripheral processing, and inner peripheral processing are performed. To produce a zirconia three-point split sleeve. In the outer peripheral processing, lapping was used, and in the inner peripheral processing, honing processing and pin polishing were performed by the methods shown in FIGS.
[0066]
The roundness, cylindricity, surface roughness, and connection loss of these three-pointed sleeves were measured, and the processing time from firing to commercialization of the present invention and the conventional example was compared. Further, the connection loss was measured by inserting ferrules 300 each having the optical fiber 200 inserted into the three-point split sleeve 100 from both ends by a method shown in FIG.
[0067]
The roundness and surface roughness were measured on the inner circumference of the three-point sleeve, and the cylindricity was obtained on the inner circumference and the outer circumference of the three-point sleeve. The cylindricity refers to the difference between the radii of the two cylindrical surfaces when the space between the two cylindrical surfaces is minimized when the cylindrical form is sandwiched between two coaxial geometric cylinders.
[0068]
The roundness, cylindricity, surface roughness, and connection loss of the present invention and the conventional example are average values of 100 samples, and the processing time is from the forming step when each 100 samples are manufactured to the processing step. Is the total time to complete.
[0069]
[Table 1]
[0070]
As shown in Table 1, in the split sleeve manufactured by the conventional manufacturing method, the average roundness was 0.7 μm, the average cylindricity was 0.9 μm, the average surface roughness Ra was 0.4 μm, and the average connection loss was 0.2 dB. While the production time is 60 minutes, the split sleeve produced by the production method of the present invention has an average roundness of 0.7 μm, an average cylindricity of 0.8 μm, an average surface roughness Ra of 0.3 μm, and an average splice loss of 0 μm. .2 dB, and the production time was 10 minutes.
[0071]
As described above, according to the present invention, the time required to process the inner peripheral surface of the split sleeve can be reduced while maintaining the dimensional value and the connection loss equal to or more than those of the related art. 6 could be obtained.
[0072]
In addition, when silicon nitride was used as the cylindrical sintered body, except that silicon carbide was used, the split sleeve was produced in exactly the same manner as described above, and the split sleeve was produced in exactly the same manner as when high-purity alumina was used. As a result, it was possible to obtain an effect of shortening the processing time while maintaining the dimensional value and the connection loss equal to or more than those of the related art.
[0073]
Furthermore, when using a polystyrene resin raw material for the cylindrical molded body and using stainless steel for the cylindrical body and shrink-molding the resin, the same result as described above is obtained. The effect of shortening the processing time could be obtained while maintaining the same or higher.
[0074]
(Example 2)
Further, in order to compare the dimensional accuracy due to the difference in the firing method of the cylindrical molded body, a sample in which the cylindrical molded body 800 according to the embodiment of the present invention in Table 1 was formed of zirconia and the cylindrical body 700 was formed of alumina was used. It was produced in the same manner as in Example 1. As a firing method, a method in which the column 700 is fixed to the support 16a of the bottom plate 16 by the method shown in FIG. 4A, and a method in which the column 700 is 15 and, as a comparative example, cylindrical molded bodies 800 are fired side by side in a longitudinal direction on a fired plate having V-grooves in the longitudinal direction.
[0075]
After firing by each firing method, the dimensional accuracy was compared.
[0076]
The bottom plate 16 and the support 16a used alumina, and the flat plate 14 used mullite. The comparison of the dimensional accuracy at this time is an average roundness and an average cylindricity, and each data is an average value of 100 samples.
[0077]
[Table 2]
[0078]
As is clear from Table 2, when firing is performed using a jig provided with the support 16a on the bottom plate 16 according to the firing method of the present invention, the average roundness is 0.6 μm, the average cylindricity is 0.6 μm, The connection loss is 0.1 dB, and when baked in the hole 15 provided in the flat plate 14, the average roundness is 0.5 μm, the average cylindricity is 0.6 μm, the connection loss is 0.1 dB, and the dimensional accuracy is high. It became.
[0079]
On the other hand, when fired using a firing plate having grooves, the average roundness was 1.0 μm, the average cylindricity was 2.0 μm, and the connection loss was 1.0 dB. As described above, when the support 16a was used and when it was baked upright, the average roundness and average cylindricity were improved, and the connection loss was further improved.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, regarding a method for manufacturing a split sleeve in which a slit continuous from one end to the other end of a cylindrical body is formed in a longitudinal direction, a groove opened on the inner peripheral surface side of the cylindrical molded body is formed in a longitudinal direction. Then, a cylindrical body is inserted into the cylindrical molded body in the longitudinal direction. Then, after shrinking the cylindrical molded body so that at least a part of the inner peripheral surface thereof contacts the outer peripheral surface of the columnar body, the outer peripheral surface of the cylindrical molded body is ground and provided on the inner peripheral surface side. By removing the connecting portion of the groove, a slit communicating with the inner peripheral surface and the outer peripheral surface is formed. Then, finally, the columnar body is pulled out to form the split sleeve of the present invention. At this time, since the cylindrical molded body is contracted so as to be in contact with the outer peripheral surface of the columnar body, the dimensions and surface state of the cylindrical body are directly transferred to the inner peripheral surface of the cylindrical molded body. Therefore, by using a cylindrical body having a predetermined dimensional accuracy and surface state in advance, the inner peripheral surface of the cylindrical molded body after shrinkage can be set to a required dimensional accuracy and surface state without performing post-processing. It is possible to provide a highly reliable product without any hassle.
[0081]
Further, as a method of shrinking the cylindrical molded body so as to abut on the outer peripheral surface of the columnar body, the cylindrical molded body is contracted so as to abut on the outer peripheral surface thereof in a state where the cylindrical body is erected in the longitudinal direction. In addition, a highly reliable product with a dimensional accuracy of 1.0 μm or less and little processing can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a split sleeve according to the present invention.
FIG. 2A is a cross-sectional view of a zirconia normal split sleeve for describing a method of manufacturing the split sleeve of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a zirconia three-point split sleeve.
FIGS. 3 (a), (b), (c) and (d) are perspective views for explaining a method of manufacturing a split sleeve according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are schematic views showing one embodiment of a firing step in the method for manufacturing a split sleeve according to the present invention.
FIG. 5A is a perspective view of a split sleeve manufactured by the method of manufacturing a split sleeve according to the present invention, and FIG. 5B is a side view. FIG. 3C is a structural sectional view of a general optical connector for connecting optical fibers using the split sleeve of the present invention.
6A is a structural view of a general optical connector for connecting optical fibers, and FIG. 6B is a perspective view of a split sleeve.
7A is a cross-sectional view of a zirconia normal split sleeve for explaining a conventional manufacturing method, and FIG. 7B is a cross-sectional view of a zirconia three-point split sleeve.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of a conventional honing process used for processing the inner circumference of a split sleeve, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of a pin polishing process.
FIG. 9 is a flowchart of a conventional method for manufacturing a split sleeve.
[Explanation of symbols]
1: Split sleeve
2: Optical fiber
3: Ferrule
4: Inner circumference
4a: protrusion
5: slit
5a: groove
5b: connecting part
6: Outer surface
7: Cylindrical molded body
8: Horn
9: Diamond whetstone
10: Fixing jig
11: Pin
12: Diamond whetstone
13: Fixing jig
14: flat plate
15: Hole
16: Bottom plate
16a: Support
100: Split sleeve
200: Optical fiber
300: Ferrule
400: inner circumference
400a: protrusion
500: slit
500a: groove
500b: Connecting part
600: outer peripheral surface
700: cylindrical body
800: cylindrical molded body
1000: sintered zirconia
