JP5360398B2 - 光レセプタクルおよび光レセプタクルの製造方法 - Google Patents
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この場合、光レセプタクル内部における光ファイバ同士の接続損失を抑制させるためには、光ファイバ同士を同軸に突き合わせる必要がある。そのため、光ファイバが設けられたフェルール同士を光レセプタクルに設けられたスリーブで同軸に保持することで、光ファイバ同士を同軸に突き合わせるようにしている。そして、スリーブをいわゆる弾性スリーブ(例えば、割スリーブなど)とすることでフェルールを弾性的に保持し、フェルールの着脱性や調芯性などを向上させるようにしている。
そのため、弾性スリーブの外面を覆うように補強スリーブを設け、弾性スリーブの変形(例えば、割スリーブの開きなど)を制限する技術が提案されている(特許文献1を参照)。
しかしながら、構成要素の寸法精度に基づいて必要最小限の隙間が設けられるようにすることは困難であり、弾性スリーブの変形の制限を適正に行うことができなくなるおそれがある。また、構成要素の寸法精度を高めれば経済性を損ねるおそれもある。
例えば、弾性スリーブの内面寸法、弾性スリーブの外面寸法、補強スリーブの内面寸法を非常に高い精度で加工することは困難であり、また、製造コストの増大、生産性の低下、歩留まりの低下などを招くおそれもある。
この光レセプタクルによれば、弾性スリーブの変形の制限を適正に行うことができる。
この光レセプタクルによれば、光損失の変化量を個体差によらず確実に1dB(デシベル)未満に抑制することができる。
この光レセプタクルによれば、弾性スリーブの変形の制限を適正に行うことができる。
この光レセプタクルの製造方法によれば、弾性スリーブの変形の制限を適正に行うことができる光レセプタクルを容易且つ経済的に得ることができる。
この光レセプタクルの製造方法によれば、光損失の変化量を個体差によらず確実に1dB(デシベル)未満に抑制することができる光レセプタクルを得ることができる。
この光レセプタクルの製造方法によれば、弾性スリーブの変形の制限を適正に行うことができる光レセプタクルを容易且つ経済的に得ることができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る光レセプタクルを例示するための模式断面図である。また、図2は、光レセプタクル側に設けられたフェルールとプラグ側に設けられたフェルールとを接続した状態を例示するための模式断面図である。
図1、図2に示すように、光レセプタクル1にはシェル2、ブッシング3、弾性スリーブ4、変形制限スリーブ5、変形量適正化部6が設けられている。
弾性スリーブ4には、中心を軸方向に貫通する孔4aが設けられている。また、弾性スリーブ4は、いわゆる割スリーブとすることができる。弾性スリーブ4を割スリーブとする場合には、弾性スリーブ4の軸方向に沿ってスリットが設けられ半径方向に弾性的に拡縮可能とされる。
また、弾性スリーブ4によりフェルール100とフェルール110とが同軸で且つ半径方向の隙間なく保持されることになるので、光ファイバ101、111同士も同軸に保持されることになる。そのため、光学的な接続における損失を抑制することができる。
すなわち、弾性スリーブ4は、光ファイバが設けられたフェルール同士を同軸に突き合わせるとともに弾性的に保持する。
変形制限スリーブ5には、中心を軸方向に貫通する孔5aが設けられている。また、孔5aには変形量適正化部6が設けられている。
変形制限スリーブ5の材質は特に限定されるわけではなく、例えば、ステンレスや黄銅などの金属、樹脂などの有機材料、セラミックスやガラスなどの無機材料などとすることができる。この場合、光レセプタクル1の小型化を考慮すれば、変形制限スリーブ5を薄肉化できるようになるべく剛性の高いものとすることが好ましい。そのため、変形制限スリーブ5をステンレスや黄銅などの金属から形成されるものとすることが好ましい。
また、後述するように、変形量適正化部6は、許容される最も小さな外径寸法(規格下限値)を有するフェルールを弾性スリーブ4に挿入した場合に、変形量適正化部6の内面と弾性スリーブ4の外面との間の寸法が1.5μm以下となるように形成されてなるものとすることができる。
なお、硬化性流動体は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、金属アルコキシドからなる群より選ばれた少なくとも1種を含むものとしてもよい。
硬化性流動体は、作業性、経済性などを考慮すると熱硬化性樹脂とすることが好ましい。また、後述する隙間への注入を考慮すると粘性が低いものとすることが好ましい。
図3(a)に示すように、変形制限スリーブ5の内周面において周方向の全域に変形量適正化部6を設けるようにすることができる。
また、図3(b)に示すように、変形制限スリーブ5の内周面において周方向の一部に変形量適正化部6を設けるようにすることもできる。この場合、弾性スリーブ4の変形量を制限するためには、周方向の50%以上に変形量適正化部6aを設けるようにすればよい。ただし、弾性スリーブ4の変形量の適正化を考慮すれば、周方向の80%以上に変形量適正化部6aが設けられているようにすることが好ましい。また、図3(a)に示すように、周方向の全域に変形量適正化部6aが設けられているようにすることがより好ましい。
例えば、図1に示すように、変形制限スリーブ5の内周面において軸方向の全域に変形量適正化部6を設けるようにすることができる。また、軸方向の一部に変形量適正化部6を設けるようにすることもできる。この場合、弾性スリーブ4の変形量の適正化を考慮すれば、軸方向の80%以上に変形量適正化部6aが設けられているようにすることが好ましく、図1に示すように、軸方向の全域に変形量適正化部6が設けられているようにすることがより好ましい。
なお、変形量適正化部6の形成に関する詳細は後述する。
光レセプタクル1の基端側に設けられたブッシング3の孔3aにフェルール100を圧入することで、ブッシング3にフェルール100を保持させる。この際、ブッシング3の端面から光レセプタクル1の内部に突出するフェルール100を弾性スリーブ4の孔4aに挿入することで、弾性スリーブ4にフェルール100を保持させる。
この際、弾性スリーブ4によりフェルール100とフェルール110とが同軸で且つ半径方向の隙間なく保持されることになるので、光ファイバ101、111同士も同軸に保持されることになる。そのため、損失の少ない光学的な接続を行うことができる。
なお、光ファイバ101、111の接続を解除する場合には、フェルール110を軸方向に引き抜くようにする。
図4は、変形量適正化部6が設けられていない場合について例示をするための模式断面図である。
図5は、変形量適正化部6が設けられている場合について例示をするための模式断面図である。
また、図5(b)は、図5(a)の場合においてフェルール110に曲げモーメントを作用させた場合である。
前述したように、変形量適正化部6を設けるようにすれば、適正な寸法を有する隙間を容易に形成することができる。また、用いられる弾性スリーブ4や変形制限スリーブ5などに合わせて適正な寸法を有する隙間を容易に形成することもできる。
そのため、図5(b)に示すように、弾性スリーブ4の変形量の適正化を図ることができる。また、フェルール110の傾きを小さくすることができるので、光ファイバ101、111同士の軸ずれを小さくすることができる。その結果、光学的な損失が増大することを抑制することができる。
表1からわかるように、変形量適正化部6が設けられていなければ隙間寸法の適正化を図ることが困難となるので、光損失の変化量のバラツキが大きくなってしまう。例えば、実用上使用可能である1dB(デシベル)未満のものもあれば、実用上問題を生じるおそれの高い2dB(デシベル)を超えるものもあるようになる。
表2からわかるように、変形量適正化部6を設けるようにすれば隙間寸法の適正化を図ることができるので、光損失の変化量を個体差によらず確実に1dB(デシベル)未満とすることができる。なお、表2からわかるように本実施の形態によれば、光損失の変化量を個体差によらず確実に0.5dB(デシベル)未満とすることができるので、より好ましいといえる。
また、表1、表2における光損失の変化量は、図6に例示をする測定装置50を用いて光損失を測定し、この光損失の測定値から求めるようにした。
この場合、測定に用いた光の波長は1310nmとした。また、錘54は5N(ニュートン)相当の力が付与できるものとした。そして、図6に示す寸法a1を2mm程度、寸法a2を14mm程度、寸法a3を5mm程度とした。
図6に示すように、測定装置50には、光源51、保持機構52、光パワーメータ53、錘54が設けられている。
保持機構52は、測定対象となる光レセプタクル1を保持する。保持の方式については特に限定されるものではないが、例えば、機械的なチャックとすることができる。
ここで、光損失は、以下の(1)式により求めることができる。
L=−10Log10(P1/P0) ・・・(1)
なお、Lは光損失、P0は光源51から出力した光の光量、P1は光パワーメータ53の受光部で受光された光の光量である。
錘54は、フェルール110に曲げモーメントを付与するために設けられている。錘54の重さには特に限定がなく適宜選定することができる。
なお、図中に示す寸法a1〜a3には特に限定はないが、例えば、寸法a1を1.5mm以上、3mm以下、寸法a2を14mm程度、寸法a3を4mm以上、6mm以下とすることができる。
まず、保持機構52に測定対象となる光レセプタクル1を保持させる。そして、光ファイバ101の一端と光源51とを光学的に接続する。また、光ファイバ111の一端と光パワーメータ53の受光部とを光学的に接続する。
そして、光損失L1と光損失L2との差を演算することで光損失の変化量を求める。
すなわち、フェルール110に曲げモーメントが作用した場合であっても、弾性スリーブ4の変形量が適正な範囲となるように制限することができる。そのため、光損失の変化量を抑制することができる。
この場合、許容される最も小さな外径寸法(規格下限値)を有するフェルールを弾性スリーブ4に挿入した場合に、弾性スリーブ4の外面と変形量適正化部6の内面との間の隙間寸法が1.5μm以下となるようにすることができるので、光損失の変化量を個体差によらず確実に1dB(デシベル)未満に抑制することができる。
また、長さの短いいわゆる短尺フェルールの場合であって、フェルール110を把持する長さを充分に確保することができなくても光損失の変化量を効果的に抑制することができる。
図7は、本実施の形態に係る光レセプタクルの製造方法について例示をするためのフローチャートである。
また、図8は、製造工程の一部を例示するための模式断面図である。
まず、光レセプタクル1に設けられる要素(例えば、シェル2、ブッシング3、弾性スリーブ4、変形制限スリーブ5)を形成する。(ステップS1)
この場合、シェル2、ブッシング3は、例えば、金属(例えば、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなど)、セラミックス(例えば、アルミナ、ジルコニアなど)、ガラス(例えば、石英ガラスなど)、樹脂(例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など)などから形成するものとすることができる。また、シェル2、ブッシング3は、例えば、切削加工、成形加工などにより形成するものとすることができる。
また、弾性スリーブ4と後述する変形量適正化部6とが剥離しやすいように、弾性スリーブ4の外面に剥離層を設ける。剥離層の材質は、変形量適正化部6を形成する際に用いられる硬化性流動体の種類などに応じて適宜選択される。例えば、硬化性流動体として熱硬化性樹脂(例えば、熱硬化性エポキシ樹脂など)を用いる場合には、熱硬化性樹脂に対する濡れ性が低いものを選択するようにする。その様なものとしては、例えば、いわゆるフッ素系離型剤やシリコン系離型剤などを例示することができる。そして、フッ素系離型剤やシリコン系離型剤などを弾性スリーブ4の外面に塗布することで剥離層を形成させるようにすることができる。なお、離型層は製造の際(弾性スリーブ4と変形量適正化部6とを剥離させる際)に存在していればよく、その後に失われたり洗浄などにより除去されたりしてもよい。
変形制限スリーブ5の寸法は、例えば、内径寸法を1.770mm以上、1.780mm以下とすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
治具60には、板状の基台60bと、基台60bから突出する円柱状の軸部60aとが設けられている。そして、弾性スリーブ4の孔4aに軸部60aを挿入するようにして弾性スリーブ4を治具60に取り付ける。また、変形制限スリーブ5の孔5aに弾性スリーブ4を挿入するようにして変形制限スリーブ5を治具60に取り付ける。
ここで、軸部60aの外径寸法はフェルールの外径寸法の規格上限値よりも大きくなっている。また、軸部60aの外径寸法は、後述する硬化性流動体の硬化時における収縮率、弾性スリーブ4の線膨張係数と変形制限スリーブ5の線膨張係数との差などを考慮して、適切な隙間が形成されるようになっている。
この場合、フェルールの外径寸法の規格上限値よりも0.5μm以上、1.0μm以下大きくなるようにすることができる。例えば、軸部60aの外径寸法を1.250mm程度とすることができる。
なお、治具60に弾性スリーブ4と変形制限スリーブ5とを取り付けた際に両者が同軸となるように、変形制限スリーブ5の外面などを位置決めする手段を設けることもできる。
硬化性流動体としては、例えば、熱硬化性樹脂(例えば、熱硬化性エポキシ樹脂など)、光硬化性樹脂(例えば、紫外線硬化樹脂など)、金属アルコキシド(例えば、テトラエトキシシラン(TEOS)など)などを例示することができる。この場合、作業性、経済性などを考慮すると熱硬化性樹脂とすることが好ましい。また、隙間への注入を考慮すると粘性が低いものとすることが好ましい。
硬化性流動体を注入する際には、弾性スリーブ4と変形制限スリーブ5との間に形成された隙間の端部から浸透させるようにして注入することができる。この際、隙間寸法が小さいので、毛細管現象を利用して円滑な注入を行うことができる。
熱硬化性樹脂は加熱をすることにより硬化させることができる。光硬化性樹脂は所定の波長の光を照射することにより硬化させることができる。金属アルコキシドはゾルゲル法により硬化させることができる。
例えば、熱硬化性エポキシ樹脂を硬化させる場合には、加熱温度を100℃程度、加熱時間を1時間程度、雰囲気圧力を大気圧などとすることができる。
この場合、硬化性流動体が硬化した後に、軸部60aから弾性スリーブ4を引き抜くようにして取り外す。この際、弾性スリーブ4の外面には離型層が設けられているので、弾性スリーブ4が半径方向に縮むことで弾性スリーブ4と変形量適正化部6とが剥離される。なお、弾性スリーブ4、変形制限スリーブ5、変形量適正化部6が一体化された状態で取り外された場合には、弾性スリーブ4と変形制限スリーブ5とを軸方向にずらすような力を加えることで弾性スリーブ4と変形量適正化部6とを剥離させるようにすることができる。
この際、光ファイバ101が設けられたフェルール100を取り付けたブッシング3を用いて組立を行うようにすることもできる。例えば、まず、光ファイバ101が設けられたフェルール100をブッシング3の孔3aに圧入する。次に、フェルール100に弾性スリーブ4、変形制限スリーブ5、変形量適正化部6を取付ける。そして、弾性スリーブ4、変形制限スリーブ5、変形量適正化部6をシェル2の内部に収めるようにして、ブッシング3をシェル2に圧入する。
なお、組立の手順は適宜変更することができる。すなわち、図1に例示をするような光レセプタクル1が形成される組立手順であればよい。また、保持方法は圧入に限定されるわけではなく、接着剤や機械的な保持手段などにより保持されるようにしてもよい。
また、組立が終了した後、あるいは前述した各工程の間などにおいて洗浄などを適宜行うようにすることもできる。
また、弾性スリーブ4の外面に剥離層を設けるようにすることができる。
また、硬化性流動体は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、金属アルコキシドからなる群より選ばれた少なくとも1種を含むものとすることもできる。
すなわち、本実施の形態においては、フェルールの外径寸法の規格上限値よりも僅かに大きい外径寸法を有する軸部60aを弾性スリーブ4に挿入した状態で、弾性スリーブ4と変形制限スリーブ5との間に変形量適正化部6を形成するようにしている。
そのため、用いられる弾性スリーブ4や変形制限スリーブ5などに合わせて、適正な寸法を有する変形量適正化部6を容易且つ経済的に形成することができる。この場合、弾性スリーブ4や変形制限スリーブ5の寸法精度を必要以上に高める必要がないので製造コストの低減、生産性の向上、歩留まりの向上などを図ることができる。
Claims (7)
- 光ファイバが設けられたフェルール同士を同軸に突き合わせるとともに弾性的に保持する弾性スリーブと、
前記弾性スリーブの半径方向の外側に略同軸に設けられ、前記弾性スリーブの変形を制限する変形制限スリーブと、
前記弾性スリーブと前記変形制限スリーブとの間に設けられ、前記弾性スリーブの変形量を適正化する変形量適正化部と、
を備え、
前記変形量適正化部は、半径方向に拡張させた前記弾性スリーブの外面と、前記変形制限スリーブの内面と、の間に形成された隙間に注入された硬化性流動体を硬化させてなること、を特徴とする光レセプタクル。 - 前記変形量適正化部は、許容される最も小さな外径寸法を有するフェルールを前記弾性スリーブに挿入した場合に、前記変形量適正化部の内面と前記弾性スリーブの外面との間の寸法が1.5μm以下となるように形成されてなること、を特徴とする請求項1記載の光レセプタクル。
- 前記硬化性流動体は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、金属アルコキシドからなる群より選ばれた少なくとも1種を含むこと、を特徴とする請求項1または2に記載の光レセプタクル。
- 光ファイバが設けられたフェルール同士を同軸に突き合わせるとともに弾性的に保持する弾性スリーブと、
前記弾性スリーブの半径方向の外側に略同軸に設けられ、前記弾性スリーブの変形を制限する変形制限スリーブと、
前記弾性スリーブと前記変形制限スリーブとの間に設けられ、前記弾性スリーブの変形量を適正化する変形量適正化部と、
を有する光レセプタクルの製造方法であって、
前記変形量適正化部の形成は、半径方向に拡張させた前記弾性スリーブの外面と、前記変形制限スリーブの内面と、の間に形成された隙間に硬化性流動体を注入し、前記注入した硬化性流動体を硬化させることで行われること、を特徴とする光レセプタクルの製造方法。 - 前記弾性スリーブの半径方向への拡張は、フェルールの許容される最も大きな外径寸法よりも0.5μm以上、1.0μm以下大きい外径寸法を有する柱状体を前記弾性スリーブに挿入することで行われること、を特徴とする請求項4記載の光レセプタクルの製造方法。
- 前記弾性スリーブの外面に剥離層を設けること、を特徴とする請求項4または5に記載の光レセプタクルの製造方法。
- 前記硬化性流動体は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、金属アルコキシドからなる群より選ばれた少なくとも1種を含むこと、を特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載の光レセプタクルの製造方法。
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