JP3139608B2 - 光コネクタ用プラスチック精密スリーブ - Google Patents

光コネクタ用プラスチック精密スリーブ

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JP3139608B2
JP3139608B2 JP07206047A JP20604795A JP3139608B2 JP 3139608 B2 JP3139608 B2 JP 3139608B2 JP 07206047 A JP07206047 A JP 07206047A JP 20604795 A JP20604795 A JP 20604795A JP 3139608 B2 JP3139608 B2 JP 3139608B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る光ファイバを効率良く接続する光コネクタ用プラスチ
ック精密スリーブに関する。
【0002】
【従来の技術】光通信技術の進展により、各家庭にまで
光ファイバを導入するためには、経済的な光コネクタが
必要である。
【0003】従来の光ファイバコネクタでは図6に例示
したようなフェルールとスリーブの組み合わせが用いら
れている。すなわち、光ファイバが内挿されたフェルー
ル12,12を両側より挿入し、各フェルール12,1
2を整列接合させるスリーブ10としては、図7に示す
ように、円筒スリーブに円筒の中心軸に平行に切り欠い
たスリット11を設けた割りスリーブ10が多く使用さ
れている。このような割りスリーブ10は、リン青銅の
ような金属材料やジルコニア等のセラミックスで構成さ
れており、貫通穴13の内径を、光ファイバを固定して
いるフェルール12の外径よりも小さく形成してあるた
め、割りスリーブ10にフェルール12を挿入した時
に、フェルール12と貫通穴13との間に隙間が生じに
くい構造となっている。
【0004】しかしながら、図7に示す割りスリーブ1
0においては、開き易いスリット11を有するために、
図8に示すように片側のフェルール12の外周に凹凸が
ある場合には、貫通穴13が凹凸に応じて必要以上に大
きく広がり、他端のフェルールとの間で軸ズレを生じ
て、ファイバの接続が不安定になるという欠点があっ
た。
【0005】また、現状では割りスリーブ10は、リン
青銅やセラミックスを素材として、内面を真円に研磨加
工することにより製造されているが、製造工程が多いた
め、割りスリーブの価格が高くなり、コネクタ自体の経
済化を妨げていた。このため、割りスリーブをプラスチ
ックの射出成形により製作することが提案されている。
しかしながら、割りスリーブ構造を採用している限り、
プラスチック割りスリーブの内壁の荒れによる凹凸や、
ゲート/半ゲート側での偏芯方向のズレ等により、片側
の貫通穴が他方の貫通穴よりも大きく広がりすぎる現象
は起こり、その結果、挿入されたフェルール間で軸ズレ
を生じて、ファイバの接続が不安定になるという欠点が
あった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の欠点を除去しフェルールを安定に保持できる光コネク
タ用プラスチック精密スリーブを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の第一の発明に係る光コネクタ用プラスチッ
ク精密スリーブ1は、図1のように精密スリーブの形状
が厚肉円筒形であって、その内径Dがフェルール外径よ
りも2μmから11μm小さく、その厚さtが0.35
mmから0.45mmの範囲にあり、該精密スリーブの
長手方向にわたって内面に溝3を設ける等のエア抜き構
造を有していることを特徴とする。
【0008】第二の発明に係る光コネクタ用プラスチッ
ク精密スリーブは、曲げ弾性率300kg/mm2
上、800kgf/mm2 以下の非晶質可塑性樹脂もし
くは樹脂組成物から形成されていることを特徴とする。
【0009】第三の発明に係る光コネクタ用プラスチッ
ク精密スリーブは、前記非晶質熱可塑性樹脂もしくは樹
脂組成物が、少なくともポリエーテルサルホン、ポリサ
ルホン、ポリエーテルイミドのいずれか1種の樹脂、も
しくはこれらの1種の樹脂と、無機フィラーもしくは炭
素繊維とを含む樹脂組成物であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図1は本発明の光コネクタ用プラスチッ
ク精密スリーブを示す断面図である。図において、1は
精密スリーブ、2は精密スリーブの内面、3は内面2に
長手方向に形成されたエア抜き溝である。
【0011】まず、本発明の光コネクタが具備すべき諸
条件について説明する。
【0012】(i) 精密成形 一定の把持力を得るため、精密スリーブの内径や肉厚、
外径真円度等の寸法に関して、少なくともμm単位の極
めて精密な成形精度が要求される。
【0013】(ii)適度な把持力および保持力 フェルールの抜け難さと接続プラグの接続安定性の観点
から、精密スリーブは1kgf以上の把持力(締め付け
力)と200〜400gfの保持力が必要とされる。ま
た、保持力は、把持力と精密スリーブ/フェルール間の
摩擦係数との積に関係するため、適当な摩擦係数、例え
ば0.3以下の値が必要とされる。一方、光コネクタ
は、より高密度の実装が要求されるため、精密スリーブ
の肉厚としても、より薄いものが必要である。このた
め、精密スリーブは、より薄い肉厚で、機械的強度の優
れた材質が必要である。
【0014】(iii) 耐挿抜性 フェルールと精密スリーブは多数回の挿抜に耐えなけれ
ばならない。すなわち、挿抜時にゴミ等を発生したり、
寸法変化が起こると、接続損失に大きな影響を与える。
【0015】(iv)信頼性 精密スリーブは基本的に厚肉円筒の径方向弾性伸縮力で
フェルールを固定するものである。したがって、長期の
間にプラスチックの応力緩和現象により弾性力が減少す
ると、必要とされる把持力が維持できなくなり、接続損
失の変化が生じる。また、温度、湿度の変化により、プ
ラスチックが寸法変化しても、同様の問題が生じる。
【0016】本発明者らは、光コネクタが具備すべき諸
条件、プラスチック成形における問題点、使用する樹
脂、および添加物について鋭意検討した結果、本発明に
至ったものである。これらの事項について以下に詳細に
説明する。
【0017】(イ)樹脂の選定 金属やセラミックス材料に替わり得るプラスチック材料
は、通常、エンジニアリングプラスチック(略称:エン
プラ)と呼ばれ、最近に至るまで各種のものが開発され
てきた。各種のエンプラを検討した結果、本発明が要求
する機械的強度、耐クリープ性、温度・湿度に対する寸
法安定性、精密成形性を満足する樹脂もしくは樹脂組成
物を得るためには、非晶質な樹脂を基本組成として使用
することが重要であることを見いだした。これは、結晶
性樹脂の場合では、成形後の変形や、長期間にわたる応
力緩和が無視できない程度であるという問題点があるか
らである。具体的にはポリエーテルサルホン(PE
S)、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルイミド
(PEI)を使用するのが適当である。
【0018】(ロ)添加物の選定 樹脂組成物に使用される添加物としては、無機フィラー
としてのガラス繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ガ
ラスビーズ等が一般的に知られており、また、炭素繊
維、グラファイト、テフロンビーズや、酸化亜鉛、チタ
ン酸バリウム等の各種無機添加物も知られている。こう
した各種の添加物の中で少なくとも無機フィラーもしく
は炭素繊維を添加することが好ましい。また、必要に応
じて添加物の表面処理剤、着色剤等を添加することがで
きる。
【0019】(ハ)形状の設計 非晶質熱可塑性樹脂と添加物を基本組成とする樹脂組成
物の物性値として、曲げ弾性率300kgf/mm2
上、800kgf/mm2 以下であることが、本発明を
実現する上で重要である。300kgf/mm2 を下回
ると、精密スリーブが側圧に対して容易に変形して、フ
ェルールに内挿された光ファイバの間で軸ズレが起こ
り、接続損失が劣化する。また、特に高温度下での接続
信頼性が低下する傾向があるため、好ましくない。
【0020】一方、曲げ弾性率が800kgf/mm2
以上であると、プラスチック精密スリーブの寸法許容度
が著しく小さくなり、作製が困難になって好ましくな
い。図2は曲げ弾性率が800kgf/mm2 の場合
に、プラスチック精密スリーブの内径と把持力(計算
値)の関係を示している。精密スリーブの厚さとして
は、ハンドリングや機械的強度の観点から0.35mm
を下限と考えることができ、この場合に図2により、2
00〜400gfの保持力を達成するには、精密スリー
ブの内径を2.496±0.001mmに設定すること
が必要となる。寸法許容度0.001mmは、以下で述
べる射出成形用金型の最小作製許容度であり、これ以上
大きな曲げ弾性率では、プラスチック精密スリーブの金
型作製が困難になり、好ましくない。
【0021】図3は曲げ弾性率が300kgf/mm2
の場合に、プラスチック精密スリーブの内径と把持力
(計算値)の関係を示している。精密スリーブの厚さの
上限として、現用割りスリーブの厚さにほぼ等しい0.
45mmを考えれば、図2および図3より、200〜4
00gfの保持力を実現するには、精密スリーブの厚さ
を0.35mmから0.45mmの範囲にとり、内径は
フェルール外径(2.499mm)よりも2μmから1
1μmだけ小さく設定すれば良いことがわかる。
【0022】さらに、実用上には、図1に示すように該
精密スリーブ1の長手方向にわたって内面2に溝3を設
ける等のエア抜き構造を有していることが不可欠であ
る。なお、溝の形状は図1のような矩形に限定するもの
でなく、円弧状など、エア抜き性能を示す形状であれば
良い。
【0023】(ニ)成形 前記のようにして決められた樹脂組成物の成形法として
は、通常の射出成形技術が適用できる。他の成形法、例
えば圧縮成形、トランスファー成形技術は、連続成形性
(経済性)、成形精度の点で好ましくない。射出成形に
おいては成形金型の設計が重要であり、金型表面の面精
度、パーティング面での位置合わせ精度に注意する必要
がある。金型の寸法許容度としては、0.001mmが
最小とされる。また、樹脂を金型内に導入するゲートの
形状としては、ピンポイントゲート、リングゲート、フ
ィルムゲート等があり、ゲートの位置に応じて適宜選択
できる。また、必要に応じて樹脂導入等、イジェクタピ
ン等を利用して樹脂の一部を圧縮して、成形収縮を抑え
る射出圧縮技術等が適宜利用できる。
【0024】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って詳しく説明す
る。
【0025】[実施例1]以下の組成の樹脂組成物を調
合した。
【0026】 ポリエーテルサルホン 100重量部 無機フィラー 30重量部 この樹脂組成物の曲げ弾性率は、ASTM規格で800
kgf/mm2 であった。こうして得た樹脂組成物を使
用して、図1の形状で以下の寸法の精密スリーブを射出
成形により製造した。
【0027】内径:2.496mm、肉厚:0.35m
m、溝深さ:0.1mm、溝幅:0.2mm、長さ:1
1.4mm。
【0028】なお、射出条件は表1の通りであった。得
られた成形品の内径、肉厚、真円度は、全て1μm以内
であり、内面の平面荒さは±0.5μm以内であった。
【0029】把持力、保持力の測定値は、それぞれ1.
2kgf、300gfであった。このスリーブにジルコ
ニア製フェルールを挿入して、シングルモード光ファイ
バの接続試験を行った。なお、ファイバ端面の研磨条件
はPC(フィジカルコンタクト)研磨とした。この結果
および各種の信頼性試験を行った結果を表2に、得られ
た接続損失の個数分布を図4に示す。また、着脱回数に
対する反射減衰量を調べ図5の結果を得た。いずれの結
果も、光コネクタとしての必要な特性を満たしていた。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】[実施例2〜5]表3に示した樹脂もしく
は樹脂組成物を使用して、実施例1と同様にプラスチッ
ク精密スリーブを製造した。形状と肉厚、溝深さ、溝
幅、長さは実施例1と同様であるが、内径は表4に示し
た値とした。把持力、保持力は同表に示した。シングル
モード光ファイバの接続特性はいずれも0.5dB以内
にあり、着脱試験および温湿度サイクル試験後の反射減
衰量の値も表4に示した。いずれも光コネクタとしての
必要な特性を満たしていた。
【0033】
【表3】
【0034】
【表4】
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、光ファイバを内挿したフェルールを両端
から挿入する光コネクタ用プラスチック精密スリーブに
おいて、スリーブの形状が厚肉円筒形であって、その内
径がフェルール外径よりも2μmから11μmだけ小さ
く、その厚さが0.35mmから0.45mmの範囲に
あり、該スリーブの長手方向にわたって内面にエア抜き
溝を有している構成にしたことにより、フェルールを安
定に保持できる光コネクタ用プラスチック精密スリーブ
を得ることができる。
【0036】請求項2に記載の発明によれば、前記光コ
ネクタ用プラスチック精密スリーブが曲げ弾性率300
kgf/mm2 以上、800kgf/mm2 以下の非晶
質熱可塑性樹脂もしくは樹脂組成物から形成されている
構成にしたことにより、フェルールに内挿された光ファ
イバの間で軸ズレが起こりにくく接続損失が劣化しない
とともに、寸法性許容度が大きく作製が容易な光コネク
タ用精密スリーブを得ることができる。
【0037】請求項3に記載の発明によれば、前記非晶
質熱可塑性樹脂もしくは樹脂組成物が、少なくともポリ
エーテルサルホン、ポリサルホン、ポリエーテルイミド
のいずれか1種の樹脂、あるいはこれらの1種の樹脂
と、無機フィラーもしくは炭素繊維とを含む樹脂組成物
である構成にしたことにより、曲げ弾性率を向上するこ
とができ、さらに効率よく上述の効果を達成した光コネ
クタ用プラスチック精密スリーブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光コネクタ用プラスチック精密スリー
ブの断面図である。
【図2】曲げ弾性率が800kgf/mm2 の場合に、
光コネクタ用プラスチック精密スリーブの内径と把持力
(計算値)の値を示す図である。
【図3】曲げ弾性率が300kgf/mm2 の場合に、
光コネクタ用プラスチック精密スリーブの内径と把持力
(計算値)の関係を示す図である。
【図4】本発明の実施例1における光コネクタ用プラス
チック精密スリーブの接続損失特性に関する頻度分布図
である。
【図5】本発明の実施例1における光コネクタ用プラス
チック精密スリーブとフェルールとの着脱試験による光
ファイバの反射減衰量の変化を示すグラフである。
【図6】従来の割りスリーブにフェルールを挿入した状
態を示す側面図である。
【図7】従来の割りスリーブの斜視図である。
【図8】従来の割りスリーブに凹凸のあるフェルールを
挿入した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 精密スリーブ 2 精密スリーブの内面 3 エア抜きの溝 10 従来の割りスリーブ 11 スリット 12 フェルール 13 貫通穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−56405(JP,A) 特開 平8−240745(JP,A) 特開 平4−315111(JP,A) 特開 昭58−143309(JP,A) 特表 昭60−500687(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/24 - 6/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバを内挿したフェルールを両端
    から挿入する光コネクタ用プラスチック精密スリーブに
    おいて、スリーブの形状が厚肉円筒形であって、その内
    径がフェルール外径よりも2μmから11μmだけ小さ
    く、その厚さが0.35mmから0.45mmの範囲に
    あり、該スリーブの長手方向にわたって内面にエア抜き
    溝を有していることを特徴とする光コネクタ用プラスチ
    ック精密スリーブ。
  2. 【請求項2】 前記光コネクタ用プラスチック精密スリ
    ーブが曲げ弾性率300kgf/mm2 以上、800k
    gf/mm2 以下の非晶質熱可塑性樹脂もしくは樹脂組
    成物から形成されていることを特徴とする請求項1に記
    載の光コネクタ用プラスチック精密スリーブ。
  3. 【請求項3】 前記非晶質熱可塑性樹脂もしくは樹脂組
    成物が、少なくともポリエーテルサルホン、ポリサルホ
    ン、ポリエーテルイミドのいずれか1種の樹脂、あるい
    はこれらの1種の樹脂と、無機フィラーもしくは炭素繊
    維とを含む樹脂組成物であることを特徴とする請求項1
    に記載の光コネクタ用プラスチック精密スリーブ。
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