JP2009086168A - Split sleeve, and optical receptacle and optical adaptor using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信等で光ファイバの接続に用いる割スリーブならびにこれを用いた光レセプタクル及び光アダプタに関するものである。 The present invention relates to a split sleeve used for connecting an optical fiber in optical communication or the like, and an optical receptacle and an optical adapter using the split sleeve.
光ファイバ同士を接続する光コネクタの構造は、図6に示すように光ファイバ102を挿通した一対のフェルール101同士を割スリーブ103の両端から挿入して突き合わせるようになっている。
The structure of the optical connector for connecting the optical fibers is such that a pair of
この割スリーブ103は、図7に示すように、アルミナ等のセラミックス、りん青銅等の金属等からなり、筒状体で長手方向にスリット103aが設けられ、その内周面103bはフェルール101の外径よりわずかに小さく精密研磨されている。この割スリーブ103にフェルール101を挿入すると、割スリーブ103が弾性変形して若干広がることにより、割スリーブ103の内周面103bでフェルール101を強固に保持することが出来るようになっている。
As shown in FIG. 7, the
一方、割スリーブ103の外周面103cは、フェルール101同士を精密に突き合わせる必要がある内周面に対して、高い精度を必要としないため、比較的粗面な研削加工が成されている。また、外周面103cが研削加工されている理由としては、セラミックスの成形時において、成形体の肉厚が薄いと、成形体に反りが生じていた。それ故、成形体は、完成品の割スリーブの肉厚よりも厚く作製し、焼結後に外周面を研削加工する必要があった(たとえば特許文献1参照)。
割スリーブ103は、フェルール101を割スリーブ103の貫通孔に対して斜めに挿入したり、フェルール101を挿入した後に抉った場合、割スリーブ103の内周側に引張応力が発生し、破壊が生じる可能性がある。また、割スリーブ103を外側から圧縮した場合は、割スリーブ103の外周側に引張応力が発生し、同様に、破壊が生じる場合がある。これは、割スリーブ103の外周面に研削加工が成されているため、割スリーブ103の強度が劣化するとともに、該研削加工によって生じた傷に応力が集中した結果、生じるものである。
In the
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で割スリーブの強度を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to improve the strength of the split sleeve with a simple configuration.
本発明の割スリーブは、軸方向にスリットを有し、貫通孔内にフェルールが挿入されるセラミックス製の筒状体からなる割スリーブであって、前記筒状体は、その外周面が焼肌面であることを特徴とする。 The split sleeve of the present invention is a split sleeve made of a ceramic cylindrical body having a slit in the axial direction and having a ferrule inserted into the through-hole, and the cylindrical body has an outer peripheral surface that is burned. It is a surface.
また、本発明の割スリーブは、前記焼肌面の表面粗さRaが0.01〜0.2μmであることを特徴とする。 Further, the split sleeve of the present invention is characterized in that the surface roughness Ra of the burned skin surface is 0.01 to 0.2 μm.
また、本発明の割スリーブは、前記貫通孔を挟んで前記スリットと対向するスリット対向部の厚みが他の部分に比し、厚いことを特徴とする。 The split sleeve of the present invention is characterized in that the thickness of the slit facing portion facing the slit across the through hole is thicker than that of other portions.
さらに、本発明の割スリーブは、前記焼肌面上に金属層をさらに設けたことを特徴とする。 Furthermore, the split sleeve of the present invention is characterized in that a metal layer is further provided on the surface of the skin.
本発明の光レセプタクルは、本発明の割スリーブと、一端部が前記割スリーブの一端側の貫通孔内で保持され、前記割スリーブの他端側から挿入されるプラグフェルールと光学的に結合される光ファイバを有するファイバスタブと、該ファイバスタブの他端部を保持したホルダと、を備えたことを特徴とする。 The optical receptacle of the present invention is optically coupled to the split sleeve of the present invention, and a plug ferrule that has one end held in a through hole on one end side of the split sleeve and is inserted from the other end side of the split sleeve. A fiber stub having an optical fiber and a holder holding the other end of the fiber stub.
本発明の光アダプタは、両側から光コネクタのフェルールが挿入されて、該フェルールの先端面同士が内部で当接する本発明の割スリーブと、該割スリーブを収納するスリーブ収納部を有しており、該スリーブ収納部に連通し、かつ前記フェルールが挿入される2つの開口孔部をする筐体と、を備えたことを特徴とする。 The optical adapter of the present invention has the split sleeve of the present invention in which the ferrule of the optical connector is inserted from both sides and the tip surfaces of the ferrule abut on each other, and the sleeve storage portion for storing the split sleeve And a housing that communicates with the sleeve storage portion and has two opening holes into which the ferrule is inserted.
本発明の割スリーブによれば、セラミックス製の筒状体(基体)の外周面を焼肌面とすることによって、従来よりも強度を高くすることができる。すなわち、本発明では、研削加工を施していないため、研削による傷や欠陥が発生しない。そのため、本発明では、上述した傷や欠陥における応力集中を抑制することができ、かつ研削面に比べて表面粗さを小さくできることから、特に、外側からの圧縮強度を高めることができる。 According to the split sleeve of the present invention, the outer peripheral surface of the ceramic cylindrical body (base body) is a burnt surface, so that the strength can be increased as compared with the conventional case. That is, in this invention, since the grinding process is not given, the damage | wound and defect by grinding do not generate | occur | produce. Therefore, in the present invention, stress concentration in the scratches and defects described above can be suppressed, and the surface roughness can be reduced as compared with the ground surface, so that the compressive strength from the outside can be particularly increased.
また、本発明において、前記焼肌面の表面粗さRaを0.01〜0.2μmとすれば、焼肌面上の凹凸部の境界部における応力集中をより低減できるため、割スリーブの強度をさらに高めることができる。 Further, in the present invention, if the surface roughness Ra of the skin surface is 0.01 to 0.2 μm, the stress concentration at the boundary of the uneven portion on the skin surface can be further reduced, so that the strength of the split sleeve Can be further enhanced.
また、本発明において、割スリーブを構成する筒状体の貫通孔を挟んでスリットと対向するスリット対向部の厚みを他の部分に比し、厚くすることによって、割スリーブに荷重がかかった時に最大引張応力が発生するスリット対向部の強度を高くできるため、割れ等の破損を抑制することができる。 Further, in the present invention, when a load is applied to the split sleeve by making the thickness of the slit facing portion opposed to the slit across the through hole of the cylindrical body constituting the split sleeve larger than that of other portions, Since the strength of the slit facing portion where the maximum tensile stress is generated can be increased, breakage such as cracking can be suppressed.
さらに、割スリーブの焼肌面上に金属層を設ければ、焼肌面の微小な傷を封鎖することができるため、より圧縮強度を高めることができる。 Furthermore, if a metal layer is provided on the calcined skin surface of the split sleeve, minute scratches on the calcined skin surface can be sealed, so that the compressive strength can be further increased.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施形態に係る割スリーブX1を示すものであり、(a)は斜視図、(b)は端面図である。 FIG. 1 shows a split sleeve X1 according to a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view and (b) is an end view.
割スリーブX1は、軸方向に貫通孔11と連通し、一端から他端まで延びるスリット12を有する筒状体10を成している。この筒状体10は、内周面13と外周面14とを有する。また、以下の実施形態の説明においては、フェルール(図示なし)が挿入される貫通孔111を挟んでスリット12と対向する部位をスリット対向部15とする。
The split sleeve X1 forms a
割スリーブX1を構成する筒状体10は、セラミックスで形成されている。このようなセラミックスとしては、アルミナセラミックスまたはジルコニアセラミックスが、耐摩耗性および精密加工の容易性という観点から好適である。特に、ジルコニアセラミックスは、適度に弾性変形するという点でより好適である。ジルコニアセラミックスで構成する場合は、ZrO2を主成分とし、Y2O3、CaO、MgO、CeO2、Dy2O3を安定化剤として少なくとも一種含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスとするのがよい。このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに適度に弾性変形することから、フェルールが多数回挿抜されても、破損が生じにくい。
The
割スリーブX1では、外周面14が焼肌面で構成されている。焼肌面とは、セラミックス成形体を焼成した後に作製される焼結体を、研削または研磨等の仕上げ加工を施さない面を指す。すなわち、このような焼肌面は、結晶粒径(0.3μm以下)程度の微小な凹凸を有している。
In the split sleeve X1, the outer
このように、割スリーブX1では、外周面14が焼肌面で構成されているため、研削による傷や欠陥が発生しない。そのため、割スリーブX1では、上述した傷や欠陥における応力集中を抑制することができ、かつ研削面に比べて表面粗さを小さくできることから、特に、外側からの圧縮強度を高めることができる。
Thus, in the split sleeve X1, since the outer
一方で、割スリーブX1の内周面13は、挿入されるフェルール同士を精密に突き合わせる必要があるため、精密な研磨加工仕上げが施される。これに対し、外周面14は、高い精度を必要としないため、従来は成形体の寸法精度を考慮して研削加工仕上げとしていたが、加工面の表面粗さが大きく、また加工によって傷などの欠陥を生じるため、強度が低くなる可能性があった。特に、割スリーブ外側から圧縮した場合は、割スリーブの外周側に引張応力が発生し、最大引張応力がかかるスリット対向部で割れが生じやすかった。
On the other hand, the inner
次に、割スリーブX1の製造方法について説明する。まず、ジルコニアセラミックス原料を用い、射出成形、プレス成形、または押出成形等の所定の成形法によって円筒状の成形体を作製し、その成形体を1300〜1400℃で焼成して磁器とする。次に所定の寸法になるように加工を行う。最初に内周部をダイヤモンド砥粒が被着された研磨ピン等を用いて研磨加工する。最後に、スリット12を円盤状ダイヤ砥石等が装着されたダイシング加工機を用いて形成する。
Next, a method for manufacturing the split sleeve X1 will be described. First, using a zirconia ceramic raw material, a cylindrical molded body is produced by a predetermined molding method such as injection molding, press molding, or extrusion molding, and the molded body is fired at 1300 to 1400 ° C. to obtain porcelain. Next, it processes so that it may become a predetermined dimension. First, the inner peripheral portion is polished using a polishing pin or the like to which diamond abrasive grains are applied. Finally, the
また、割スリーブX1において、焼肌面(外周面14)の表面粗さRaを0.01〜0.2μmの範囲とすれば、焼肌面上の凹凸部の境界部における応力集中をより低減できるため、割スリーブの強度をさらに高めることができる。これは、表面粗さRaが0.2μmを超えると、上記境界部において応力が集中しやすくなるからである。このような表面粗さとなるように割スリーブを形成するためには、たとえば成形、乾燥及び焼成の各工程において、外周面に触れる設備や治具などの表面粗さを小さくし、滑りを良くすることで実現できる。また焼成温度が高くなると結晶が成長し、結晶粒径が大きくなることにより、表面粗さが増大するため、焼成温度は1400℃以下とするのが好ましい。割スリーブX1では、成形体のときの形状を維持するために、原料のセラミック粉末とバインダとの混練原料に対し、バインダの量を1重量%まで少なくすることによって、成形体の保形性を確保することができる。また、たとえばジルコニアセラミックスを原料とした場合は、結合剤として、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、またはポリビニルアルコール、もしくはこれらの混合物から選択し、可塑剤として、水や界面活性剤を選択してなるバインダを利用すれば、結合剤よりも可塑剤の添加量を小さくすることができるため、成形体の保形性をより向上させることができることから、完成品である割スリーブX1と同等の肉厚で成形体を作製できる。 Further, in the split sleeve X1, when the surface roughness Ra of the skin surface (outer peripheral surface 14) is in the range of 0.01 to 0.2 μm, the stress concentration at the boundary portion of the uneven portion on the skin surface is further reduced. Therefore, the strength of the split sleeve can be further increased. This is because when the surface roughness Ra exceeds 0.2 μm, stress tends to concentrate at the boundary portion. In order to form the split sleeve so as to have such a surface roughness, for example, in each step of molding, drying, and firing, the surface roughness of equipment or jigs that touch the outer peripheral surface is reduced to improve sliding. This can be achieved. In addition, since the crystal grows as the firing temperature increases and the crystal grain size increases, the surface roughness increases, so the firing temperature is preferably 1400 ° C. or lower. In the split sleeve X1, in order to maintain the shape of the molded body, the shape retention of the molded body is reduced by reducing the amount of the binder to 1% by weight with respect to the kneaded raw material of the raw material ceramic powder and the binder. Can be secured. For example, when zirconia ceramics is used as a raw material, the binder is selected from methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, or polyvinyl alcohol, or a mixture thereof, and water or a surfactant is selected as a plasticizer. If the binder to be used is used, the amount of plasticizer added can be made smaller than that of the binder, so that the shape retention of the molded body can be further improved. A molded body can be produced with a thickness.
表面粗さRaは、たとえば東京精密社製の表面粗さ測定機であるサーフコム(登録商標)を用いて測定する。以下に、割スリーブの外周面14の測定方法の一例を示す。まず、測定を行う割スリーブX1をXYZ方向の微調整が可能なV溝基板等に固定する。この測定においては、測定機の触針を割スリーブX1の外周面14に接触させて、軸方向にトレースして行うので、そのトレース面が3次元的に直線となるよう、V溝基板の位置を微調整する。その後、外周面14に測定機の触針を接触させ、表面粗さの測定を行う。
The surface roughness Ra is measured using, for example, Surfcom (registered trademark) which is a surface roughness measuring machine manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. Below, an example of the measuring method of the outer
次に、本発明の第2の実施形態について図2を参照しつつ説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図2は、本発明の第2の実施形態に係る割スリーブX2を示す端面図である。割スリーブX2は、スリット対向部15の厚みが、他の部分(スリット対向部を除く部位の筒状体の厚み)に比べて、厚い点で割スリーブX1と相違する。このような割スリーブX2では、割スリーブX2に荷重がかかった時に最も引張応力が発生するスリット対向部15の強度を高めることができ、割れを防ぐことができる。このような割スリーブX2は、内径を偏心させた金型を用いて成形し、その肉薄の場所にスリット12を施すことで製作できる。なお、スリット対向部15とは、他の部分に比べて最も肉厚が厚い部分であり、その幅は円周方向の長さがスリットの幅と略同一、もしくはスリットの幅よりも小さい範囲であり、その肉厚は肉厚が最も小さいスリット近傍部に比べて1.1〜1.8倍とする。
FIG. 2 is an end view showing the split sleeve X2 according to the second embodiment of the present invention. The split sleeve X2 differs from the split sleeve X1 in that the thickness of the
次に、本発明の第3の実施形態について図3を参照しつつ説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図3は、本発明の第3の実施形態に係る割スリーブX3を示す端面図である。割スリーブX3は、焼肌面である外周面14上に金属層16を設けている点で割スリーブX3と相違する。このような割スリーブX3は、焼肌面が金属層16で覆われているため、焼肌面上に存在する微小傷を封鎖することができ、より強度を高めることが可能となる。この金属層16は、たとえばAu、Ni、Crなどの金属を蒸着または、めっきによって焼肌面に施すことができる。特に、割スリーブX3では、焼肌面上に存在する微小な凹凸に金属層が入りこむことによるアンカー効果によって、金属層16の密着性を極めて高くすることができる。
FIG. 3 is an end view showing a split sleeve X3 according to a third embodiment of the present invention. The split sleeve X3 is different from the split sleeve X3 in that a
次に、本発明の割スリーブを用いたレセプタクルについて図4を参照しつつ説明する。 Next, a receptacle using the split sleeve of the present invention will be described with reference to FIG.
本発明の一実施形態である光レセプタクルYは、フェルール21の貫通孔に光ファイバ22を固定したファイバスタブ20と、ファイバスタブ20の一端部が一方の開放端部から挿入されるとともに、他方の開放端部からプラグフェルール(図示なし)の先端側を挿入してファイバスタブ20の先端面に当接させるとともに、前記プラグフェルールおよびファイバスタブ20を把持するための割スリーブX1と、割スリーブX1を保護するためのシェル23と、ファイバスタブ20の他端部を保持するためのホルダ24と、を備えている。このような光レセプタクルYは、割スリーブX1の強度が高まっているため、プラグフェルールの挿抜によって荷重がかかっても、割スリーブの破損を低減することができる。
An optical receptacle Y according to an embodiment of the present invention includes a
フェルール21は、光ファイバ22を保護するとともに、割スリーブX1と協働してファイバスタブ20の中心軸とプラグフェルール(図示なし)の中心軸とを一致させるための部材であり、たとえば円筒状を成している。フェルール21を構成する材料としては、たとえば酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマーなどのプラスチックスなどが挙げられ、中でも対候性や靭性に優れたジルコニア系セラミックス(ジルコニアを主成分とするセラミックス)が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム(ZrO2)を主成分とし、Y2O3、CaO、MgO、CeO2、Dy2O3などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定化ジルコニアセラミックス(正方晶の結晶が主体)が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
The
光ファイバ22は、光を伝播するためのものである。光ファイバ22としては、石英系光ファイバ、プラスチック系光ファイバおよび多成分ガラス系光ファイバなどが挙げられる。
The
シェル23およびホルダ24は光モジュールとして光素子等を収納するケースと溶接することが多いため、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料が用いられるが、主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。
Since the
次に、本発明の割スリーブX1を用いた光アダプタZについて図5を参照しつつ説明する。図5は、本発明の一実施形態に係る光アダプタZの断面図である。光アダプタZは、両側からそれぞれ光コネクタ用のフェルール21が挿入されて、該フェルール21の先端面同士を内部で当接させる本発明の割スリーブX1と、一対のフェルール21が挿入される開口部31a、31bを有し、かつ該開口部31a、31bに連通する割スリーブ収納部31cを有する筺体31と、を備えてなる。
Next, an optical adapter Z using the split sleeve X1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of an optical adapter Z according to an embodiment of the present invention. In the optical adapter Z, the
筐体31は、光コネクタ用のフェルール21が挿入可能な開口部31aと開口部31bとが一直線上に形成されるとともに、開口部31aと開口部31bとの間に割スリーブX1が収容されるスリーブ収容部31c形成されている。この筺体31は、たとえば2分割構造となっており、各分割部はたとえばステンレス鋼により一体成形されている。筐体31の中央部に形成されたスリーブ収納部31cには、割スリーブX1が周方向に回転可能に収納されている。
The
そして、この光アダプタZは、一対のフェルール(不図示)が両開口部31a、31bからそれぞれ挿入され、そのフェルール21の先端面同士が割スリーブX1の略中央部で当接することにより、各フェルール21の内部に保持されている光ファイバ22同士を光学的に結合する機能を有している。このように、光アダプタZは、本発明の第1の実施形態に係る割スリーブX1を備えているため、割スリーブX1に挿入された一対のフェルール21同士の相対的な位置ずれを低減することができるため、各フェルール21の内部に保持されている光ファイバ22間における接続損失を小さくすることができる。
In this optical adapter Z, a pair of ferrules (not shown) are inserted from both
X1〜X3:割スリーブ
Y:光レセプタクル
Z:光アダプタ
10:筒状体
11:貫通孔
12:スリット
13:内周部
14:外周部
15:スリット対向部
16:金属層
20:ファイバスタブ
21:フェルール
22:光ファイバ
23:シェル
24:ホルダ
31:筐体
31a、31b:開口部
31c:割スリーブ収納部
X1 to X3: Split sleeve Y: Optical receptacle Z: Optical adapter 10: Tubular body 11: Through hole 12: Slit 13: Inner peripheral portion 14: Outer peripheral portion 15: Slit facing portion 16: Metal layer 20: Fiber stub 21: Ferrule 22: Optical fiber 23: Shell 24: Holder 31:
Claims (6)
前記筒状体は、その外周面が焼肌面であることを特徴とする割スリーブ。 A split sleeve made of a ceramic cylindrical body having a slit in the axial direction and having a ferrule inserted into the through-hole,
A split sleeve in which the outer peripheral surface of the cylindrical body is a burnt surface.
一端部が前記割スリーブの一端側の貫通孔内で保持され、前記割スリーブの他端側から挿入されるプラグフェルールと光学的に結合される光ファイバを有するファイバスタブと、
該ファイバスタブの他端部を保持したホルダと、を備えた光レセプタクル。 The split sleeve according to any one of claims 1 to 4,
A fiber stub having an optical fiber that is held in a through hole on one end side of the split sleeve and optically coupled with a plug ferrule inserted from the other end side of the split sleeve;
And a holder that holds the other end of the fiber stub.
該割スリーブを収納するスリーブ収納部を有しており、該スリーブ収納部に連通し、かつ前記フェルールが挿入される2つの開口孔部をする筐体と、を備えた光アダプタ。 The split sleeve according to any one of claims 1 to 4, wherein the ferrule of the optical connector is inserted from both sides, and the front end surfaces of the ferrule abut against each other inside,
An optical adapter, comprising: a sleeve housing portion that houses the split sleeve, and a housing that communicates with the sleeve housing portion and has two opening holes into which the ferrule is inserted.
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