JPH07248432A - 光コネクタ用キャピラリ - Google Patents
光コネクタ用キャピラリInfo
- Publication number
- JPH07248432A JPH07248432A JP6065434A JP6543494A JPH07248432A JP H07248432 A JPH07248432 A JP H07248432A JP 6065434 A JP6065434 A JP 6065434A JP 6543494 A JP6543494 A JP 6543494A JP H07248432 A JPH07248432 A JP H07248432A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capillary
- thermal expansion
- optical connector
- optical
- sintered body
- Prior art date
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- Pending
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低熱膨張・高靭性ジルコニア焼結体からな
り、被加工性が良好で耐衝撃性も高く、かつ、光ファイ
バとの熱膨張率のマッチング性の点でも改良された光コ
ネクタ用キャピラリを提供する。 【構成】 本発明の光コネクタ用キャピラリは、CeO2／
Zro2モル比が6.7/93.3〜8.6/91.4のCeO2安定化（CeSZ）
からなることを特徴とする。この組成範囲において、光
コネクタ用キャピラリのような小形の焼結体であれば、
焼成後の冷却過程でクラック（冷却時クラック）が生じ
ることもなく、高強度の焼結体を製造可能である。ま
た、熱膨張率はYSZ （３mol ％Y2O3、9.1 ×10-6/ ℃）
よりも低い。そのため、上述のような優れた光コネクタ
用キャピラリを提供できる。
り、被加工性が良好で耐衝撃性も高く、かつ、光ファイ
バとの熱膨張率のマッチング性の点でも改良された光コ
ネクタ用キャピラリを提供する。 【構成】 本発明の光コネクタ用キャピラリは、CeO2／
Zro2モル比が6.7/93.3〜8.6/91.4のCeO2安定化（CeSZ）
からなることを特徴とする。この組成範囲において、光
コネクタ用キャピラリのような小形の焼結体であれば、
焼成後の冷却過程でクラック（冷却時クラック）が生じ
ることもなく、高強度の焼結体を製造可能である。ま
た、熱膨張率はYSZ （３mol ％Y2O3、9.1 ×10-6/ ℃）
よりも低い。そのため、上述のような優れた光コネクタ
用キャピラリを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバのコネクタ
に用いられるキャピラリ（光ファイバを通す毛細管）に
関する。特には、低熱膨張・高靭性ジルコニア焼結体か
らなり、被加工性が良好で耐衝撃性も高く、かつ、光フ
ァイバとの熱膨張率のマッチング性の点でも改良された
光コネクタ用キャピラリに関する。
に用いられるキャピラリ（光ファイバを通す毛細管）に
関する。特には、低熱膨張・高靭性ジルコニア焼結体か
らなり、被加工性が良好で耐衝撃性も高く、かつ、光フ
ァイバとの熱膨張率のマッチング性の点でも改良された
光コネクタ用キャピラリに関する。
【０００２】
【従来の技術】光コネクタは、２本の光ファイバに端面
を正確に突き合わせ、両光ファイバ間を光信号が良好に
伝達されるように、光ファイバを接続するものである。
図４は、現在用いられる代表的な光コネクタの概略構造
を示す断面図である。光コネクタ１００は、図の左右の
光ファイバケーブル１０１と１０１’とを接続してい
る。
を正確に突き合わせ、両光ファイバ間を光信号が良好に
伝達されるように、光ファイバを接続するものである。
図４は、現在用いられる代表的な光コネクタの概略構造
を示す断面図である。光コネクタ１００は、図の左右の
光ファイバケーブル１０１と１０１’とを接続してい
る。
【０００３】光ファイバケーブル１０１、１０１’中に
は、光ファイバ１０２、１０２’が通っている。光ファ
イバ１０２、１０２’は、光ファイバケーブル１０１、
１０１’からむき出しにされて、光コネクタ１００内
で、キャピラリ１０４中心の細孔１０５に挿通され、接
着剤で固定されている。キャピラリ１０４、１０４’
は、スリーブ１０６内に、軸方向に向き合って嵌め込ま
れる。両キャピラリ１０４、１０４’は、その端面同士
が、スリーブ１０６内のほぼ中心で接している（キャピ
ラリ接触端面１０８、球面加工されている）。このキャ
ピラリ接触端面で、光ファイバ１０２と１０２’とはぴ
ったりと、軸ズレもほとんど無く接している。同接触端
面は、光ファイバと一体に現場で研磨された後に組み立
てられる。そのため、両光ファイバ間を、光信号がほと
んど減衰・反射することなく通過できる。なお、光コネ
クタ１００の両端のフランジ１０７、１０７’は、光フ
ァイバケーブル１０１、１０１’と接着剤で固定される
とともに、スリーブ１０６とネジ接続（図示されず）さ
れる。したがって、光ファイバケーブル１０１、１０
１’間に働く力は、フランジ１０７、１０７’からスリ
ーブ１０６にかかり、光ファイバ１０２には力がかから
ないようになっている。
は、光ファイバ１０２、１０２’が通っている。光ファ
イバ１０２、１０２’は、光ファイバケーブル１０１、
１０１’からむき出しにされて、光コネクタ１００内
で、キャピラリ１０４中心の細孔１０５に挿通され、接
着剤で固定されている。キャピラリ１０４、１０４’
は、スリーブ１０６内に、軸方向に向き合って嵌め込ま
れる。両キャピラリ１０４、１０４’は、その端面同士
が、スリーブ１０６内のほぼ中心で接している（キャピ
ラリ接触端面１０８、球面加工されている）。このキャ
ピラリ接触端面で、光ファイバ１０２と１０２’とはぴ
ったりと、軸ズレもほとんど無く接している。同接触端
面は、光ファイバと一体に現場で研磨された後に組み立
てられる。そのため、両光ファイバ間を、光信号がほと
んど減衰・反射することなく通過できる。なお、光コネ
クタ１００の両端のフランジ１０７、１０７’は、光フ
ァイバケーブル１０１、１０１’と接着剤で固定される
とともに、スリーブ１０６とネジ接続（図示されず）さ
れる。したがって、光ファイバケーブル１０１、１０
１’間に働く力は、フランジ１０７、１０７’からスリ
ーブ１０６にかかり、光ファイバ１０２には力がかから
ないようになっている。
【０００４】光コネクタ１００の各部の寸法例は以下で
ある。 光ファイバ：径 １２５μｍ キャピラリ：外径 ２．５mm、長さ １０．５mm 内径 １２５μｍ
ある。 光ファイバ：径 １２５μｍ キャピラリ：外径 ２．５mm、長さ １０．５mm 内径 １２５μｍ
【０００５】光コネクタキャピラリ用の材料に求められ
る特性は以下である。 細孔に光ファイバを通しやすいこと。 精度よく加工できること。特に、細孔の真直度、細
孔と外周面との同心度が、精度よく出せることと。 靭性がある程度以上であること。コネクタ組立時や
接続作業時に誤って落としたり、衝撃を加えたりしても
割れないこと。 光ファイバの熱膨張率５×１０-6℃に対して、熱膨
張率があまりかけ離れていないこと。温度変化によって
光ファイバがキャピラリの細孔内にひっ込んだり、出っ
張ったりすると、光信号伝達上の損失となる。
る特性は以下である。 細孔に光ファイバを通しやすいこと。 精度よく加工できること。特に、細孔の真直度、細
孔と外周面との同心度が、精度よく出せることと。 靭性がある程度以上であること。コネクタ組立時や
接続作業時に誤って落としたり、衝撃を加えたりしても
割れないこと。 光ファイバの熱膨張率５×１０-6℃に対して、熱膨
張率があまりかけ離れていないこと。温度変化によって
光ファイバがキャピラリの細孔内にひっ込んだり、出っ
張ったりすると、光信号伝達上の損失となる。
【０００６】このような特性の要求される光コネクタ用
キャピラリの材料として、セラミック焼結体が広く用い
られる。特に、細孔に光ファイバを通しやすい点で、金
属製のキャピラリにまさるのが、セラミックキャピラリ
の特徴である。金属製のキャピラリでは、セラミックキ
ャピラリと比較して加工しにくく、精度が出にくい。仮
にセラミックキャピラリと同程度の低クリアランス高精
度に仕上げられても、光ファイバを細孔に通す際に、細
孔の壁面が削れてひっかかり光ファイバが止まってしま
うことが問題となる。
キャピラリの材料として、セラミック焼結体が広く用い
られる。特に、細孔に光ファイバを通しやすい点で、金
属製のキャピラリにまさるのが、セラミックキャピラリ
の特徴である。金属製のキャピラリでは、セラミックキ
ャピラリと比較して加工しにくく、精度が出にくい。仮
にセラミックキャピラリと同程度の低クリアランス高精
度に仕上げられても、光ファイバを細孔に通す際に、細
孔の壁面が削れてひっかかり光ファイバが止まってしま
うことが問題となる。
【０００７】キャピラリ用のセラミック材料として、特
公昭５９−２５２０２は、アルミナ（Al2O3 ）を使用す
る、としている。また、特開平1-262507は、ジルコニア
セラミックス（ZrO2）を使用する、としている。前者
は、Al2O3 の熱膨張率（７．４×１０-6／℃）が光ファ
イバ材の石英ファイバの熱膨張率（５×１０-6／℃ ）
と近似しているため、熱変化に伴う変形が小さいことを
Al2O3 の利点と強調している。後者は、ZrO2はAl2O3 よ
りもヤング率が低いので、キャピラリ接触端面（図４の
１０８）が突き合わせ力により容易に変形して密着する
ため、光信号の伝達特性が安定することを、ZrO2の利点
と強調している。また、ZrO2は、Al2O3 よりも研磨加工
性が良い、とも言われている（ＦＣ Report 5(1987)No.
6)。
公昭５９−２５２０２は、アルミナ（Al2O3 ）を使用す
る、としている。また、特開平1-262507は、ジルコニア
セラミックス（ZrO2）を使用する、としている。前者
は、Al2O3 の熱膨張率（７．４×１０-6／℃）が光ファ
イバ材の石英ファイバの熱膨張率（５×１０-6／℃ ）
と近似しているため、熱変化に伴う変形が小さいことを
Al2O3 の利点と強調している。後者は、ZrO2はAl2O3 よ
りもヤング率が低いので、キャピラリ接触端面（図４の
１０８）が突き合わせ力により容易に変形して密着する
ため、光信号の伝達特性が安定することを、ZrO2の利点
と強調している。また、ZrO2は、Al2O3 よりも研磨加工
性が良い、とも言われている（ＦＣ Report 5(1987)No.
6)。
【０００８】一方、CeO2安定化Zro2焼結体の組成に関し
ては、特公昭64-7029 （Zro261〜87重量％、CeO211〜27
重量％、Al2O3 20重量％以下）や、特公平3-52425 (CeO
2 ／Zro2モル比8/92〜30/70 ）が存在する。いずれも、
安定化物質であるCeO2の割合がかなり高いのが特徴であ
る。その理由は、CeO2の割合が低いと、焼結体を焼成
後、室温まで冷却する過程で、正方晶系から単斜晶系へ
の相転移が起こり、その際生じる体積膨張によって焼結
体にクラックが入るおそれがあるため、とされている。
ては、特公昭64-7029 （Zro261〜87重量％、CeO211〜27
重量％、Al2O3 20重量％以下）や、特公平3-52425 (CeO
2 ／Zro2モル比8/92〜30/70 ）が存在する。いずれも、
安定化物質であるCeO2の割合がかなり高いのが特徴であ
る。その理由は、CeO2の割合が低いと、焼結体を焼成
後、室温まで冷却する過程で、正方晶系から単斜晶系へ
の相転移が起こり、その際生じる体積膨張によって焼結
体にクラックが入るおそれがあるため、とされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
ては、次のような問題があった。 Al2O3 製キャピラリ：光コネクタ用キャピラリとし
て用いられるに充分な表面粗さ（Ｒａ＝０．１μｍ）に
鏡面ラップ加工するためには、研削代を多くとる必要が
あり、加工時間が長くなるという問題があった。
ては、次のような問題があった。 Al2O3 製キャピラリ：光コネクタ用キャピラリとし
て用いられるに充分な表面粗さ（Ｒａ＝０．１μｍ）に
鏡面ラップ加工するためには、研削代を多くとる必要が
あり、加工時間が長くなるという問題があった。
【００１０】 一般的なY2O3（イットリア）安定化Zr
o2製キャピラリ：一般的なY2O3安定化Zro2（YSZ ）は、
熱膨張率が比較的大きいため（９．０×１０-6／℃）、
光コネクタに熱冷サイクル（温度差サイクル）がかかっ
た場合における、キャピラリと光ファイバとの変形に伴
う光信号伝達の変化特性（熱冷サイクル）が不安定とな
る、という問題があった。
o2製キャピラリ：一般的なY2O3安定化Zro2（YSZ ）は、
熱膨張率が比較的大きいため（９．０×１０-6／℃）、
光コネクタに熱冷サイクル（温度差サイクル）がかかっ
た場合における、キャピラリと光ファイバとの変形に伴
う光信号伝達の変化特性（熱冷サイクル）が不安定とな
る、という問題があった。
【００１１】特開平1-262507に開示されているように、
コネクタの接続損失、戻り反射損失が熱冷サイクルによ
り劣化するのは、ファイバがフェルール端面から引き込
むことに起因する。例えば、ファイバを、エポキシ接着
剤（エポテック社製、３５３ＮＤ）で、イットリア部分
安定化ジルコニア製のフェルールに固定した場合、温度
が５０℃上昇すると0.05μm 引っ込み、それはフェルー
ルとファイバとの熱膨張差に起因すると述べられてい
る。したがって、特開平1-262057に開示されたメカニズ
ムが公正ならば、熱冷サイクル特性は、材料学的にはフ
ェルールとファイバとの熱膨張差を代用特性として論じ
ることができる。
コネクタの接続損失、戻り反射損失が熱冷サイクルによ
り劣化するのは、ファイバがフェルール端面から引き込
むことに起因する。例えば、ファイバを、エポキシ接着
剤（エポテック社製、３５３ＮＤ）で、イットリア部分
安定化ジルコニア製のフェルールに固定した場合、温度
が５０℃上昇すると0.05μm 引っ込み、それはフェルー
ルとファイバとの熱膨張差に起因すると述べられてい
る。したがって、特開平1-262057に開示されたメカニズ
ムが公正ならば、熱冷サイクル特性は、材料学的にはフ
ェルールとファイバとの熱膨張差を代用特性として論じ
ることができる。
【００１２】このようなファイバとの熱膨張差の低い材
料としては、従来ガラス製フェルール（特開平4-32630
9）やアルミナ製フェルールがあった（特公昭59-2520
2）（表１参照）。しかし、ガラス製フェルールは耐機
械衝撃性が悪く、カケやすいという問題があった。ま
た、アルミナの耐機械衝撃性は、コネクタとしての使用
に耐え得る程度には良いのだが、充分な表面粗さ（Ra=
0.1μm)にするための研削代が多く、また加工時間もか
かるという問題があった（表２参照）。
料としては、従来ガラス製フェルール（特開平4-32630
9）やアルミナ製フェルールがあった（特公昭59-2520
2）（表１参照）。しかし、ガラス製フェルールは耐機
械衝撃性が悪く、カケやすいという問題があった。ま
た、アルミナの耐機械衝撃性は、コネクタとしての使用
に耐え得る程度には良いのだが、充分な表面粗さ（Ra=
0.1μm)にするための研削代が多く、また加工時間もか
かるという問題があった（表２参照）。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】一方、イットリア部分安定化ジルコニア製
のフェルールでは、耐機械的衝撃性はアルミナよりもは
るかに良く（図１参照）、充分な表面粗さにするための
研削代が少なく、また加工時間も短くてすむ（表２参
照）が、熱膨張係数が9.0 ×10-6/ ℃と比較的大きい。
この値は現行用途範囲内の光コネクタでは問題はない
が、将来的に使用温度差△Ｔ＞50℃なる用途が発生した
時には、特開平1-262507で望ましいとされているファイ
バ凹み量が0.05μm を上回り、戻り反射特性が悪化する
ことが考えられる。
のフェルールでは、耐機械的衝撃性はアルミナよりもは
るかに良く（図１参照）、充分な表面粗さにするための
研削代が少なく、また加工時間も短くてすむ（表２参
照）が、熱膨張係数が9.0 ×10-6/ ℃と比較的大きい。
この値は現行用途範囲内の光コネクタでは問題はない
が、将来的に使用温度差△Ｔ＞50℃なる用途が発生した
時には、特開平1-262507で望ましいとされているファイ
バ凹み量が0.05μm を上回り、戻り反射特性が悪化する
ことが考えられる。
【００１６】 CeO2を多く含有するZro2（Hi- CeO2・
Zro2）製キャピラリ：上記YSE 同様に熱膨張率が大であ
るため（CeO210mol ％で１０×10-6/ ℃）、熱冷サイク
ル特性に問題があった。
Zro2）製キャピラリ：上記YSE 同様に熱膨張率が大であ
るため（CeO210mol ％で１０×10-6/ ℃）、熱冷サイク
ル特性に問題があった。
【００１７】本発明は、低熱膨張・高靭性ジルコニア焼
結体からなり、被加工性が良好で耐衝撃性も高く、か
つ、光ファイバとの熱膨張率のマッチング性の点でも改
良された光コネクタ用キャピラリを提供することを目的
とする。
結体からなり、被加工性が良好で耐衝撃性も高く、か
つ、光ファイバとの熱膨張率のマッチング性の点でも改
良された光コネクタ用キャピラリを提供することを目的
とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光コネクタ用キャピラリは、CeO2／Zro2モ
ル比が6.7/93.3〜8.6/91.4のCeO2安定化Zro2からなるこ
とを特徴とする。
め、本発明の光コネクタ用キャピラリは、CeO2／Zro2モ
ル比が6.7/93.3〜8.6/91.4のCeO2安定化Zro2からなるこ
とを特徴とする。
【００１９】上記組成範囲において、光コネクタ用キャ
ピラリのような小形の焼結体であれば、焼成後の冷却過
程でクラック（冷却時クラック）が生じることもなく、
高強度の焼結体を製造可能である。また、熱膨張率はYS
Z （３mol ％Y2O3、9.1 ×10-6/ ℃）よりも低い。その
ため、上述のような優れた光コネクタ用キャピラリを提
供できる。
ピラリのような小形の焼結体であれば、焼成後の冷却過
程でクラック（冷却時クラック）が生じることもなく、
高強度の焼結体を製造可能である。また、熱膨張率はYS
Z （３mol ％Y2O3、9.1 ×10-6/ ℃）よりも低い。その
ため、上述のような優れた光コネクタ用キャピラリを提
供できる。
【００２０】本発明の光コネクタ用キャピラリのCeO2添
加量の下限値について説明する。CeO2添加量が6.3 ％未
満では、焼成冷却時クラックの発生を、工業的生産レベ
ルでは避けにくいので、CeO2添加量は6.3 ％以上が必要
である。6.3 ≦CeO2添加量＜6.7 では、焼結体の冷却速
度をかなり速くする必要がある（例えば６００℃／Hr）
ので大きな容量の炉が使用できず、昇温時間は逆に８０
０〜１０００℃で時間をかけなければならず（例えば２
〜３℃／ｈ）冷却時間を若干短縮しても炉の使用効率は
改善されない。したがって生産能率が悪くなる。そのた
め、CeO2添加量は6.7 ％以上が好ましい。さらに同様の
観点から、CeO2添加量は、7.0 ％以上がより好ましい。
加量の下限値について説明する。CeO2添加量が6.3 ％未
満では、焼成冷却時クラックの発生を、工業的生産レベ
ルでは避けにくいので、CeO2添加量は6.3 ％以上が必要
である。6.3 ≦CeO2添加量＜6.7 では、焼結体の冷却速
度をかなり速くする必要がある（例えば６００℃／Hr）
ので大きな容量の炉が使用できず、昇温時間は逆に８０
０〜１０００℃で時間をかけなければならず（例えば２
〜３℃／ｈ）冷却時間を若干短縮しても炉の使用効率は
改善されない。したがって生産能率が悪くなる。そのた
め、CeO2添加量は6.7 ％以上が好ましい。さらに同様の
観点から、CeO2添加量は、7.0 ％以上がより好ましい。
【００２１】次にCeO2添加量の上限値について説明す
る。図１は、CeO2添加量を変化させた時のZro2の熱膨張
率変化を表すグラフである。CeO2添加量が8.6 ％を越え
るとYSZ （Y2O3、３mol ％）の熱膨張率9.0 ×10ー6／℃
よりも、CeO2添加Zro2の熱膨張率のほうが大きくなるの
で、CeO2添加量は8.6 ％以下が必要である。Al2O3 と熱
膨張率を同等以下とするためには、CeO2は7.9 ％以下が
好ましい。さらに熱膨張率を６×10-6℃以下とするため
には、CeO2添加量は7.6 ％以下がより好ましい。なお、
熱膨張率はCeO2添加量が増えるとともに多くなるが、Ce
O2添加量10mol ％くらいから熱膨張率の増大カーブは寝
てくる。
る。図１は、CeO2添加量を変化させた時のZro2の熱膨張
率変化を表すグラフである。CeO2添加量が8.6 ％を越え
るとYSZ （Y2O3、３mol ％）の熱膨張率9.0 ×10ー6／℃
よりも、CeO2添加Zro2の熱膨張率のほうが大きくなるの
で、CeO2添加量は8.6 ％以下が必要である。Al2O3 と熱
膨張率を同等以下とするためには、CeO2は7.9 ％以下が
好ましい。さらに熱膨張率を６×10-6℃以下とするため
には、CeO2添加量は7.6 ％以下がより好ましい。なお、
熱膨張率はCeO2添加量が増えるとともに多くなるが、Ce
O2添加量10mol ％くらいから熱膨張率の増大カーブは寝
てくる。
【００２２】以上より、好ましいCeO2添加量範囲は6.7
〜7.9mol％であり、より好ましいCeO2添加量範囲は7.0
〜7.6mol％である。
〜7.9mol％であり、より好ましいCeO2添加量範囲は7.0
〜7.6mol％である。
【００２３】本発明の光コネクタ用キャピラリを構成す
るCeO2添加Zro2に含まれ得る不純物について説明する。
Al2O3 は2 mol ％以内、アルカリ土類金属、アルカリ金
属、遷移金属、Siは、トータル 0.2 mol ％以内であれ
ば含まれていてもさしつかえない。Al2O3 以外はできる
だけ（好ましくはトータル0.1 mol ％以下）含まれない
ほうがよい。Al2O3 は、むしろ焼成温度を低下させるた
め、0.2 〜1 mol ％程度含まれることが好ましい。
るCeO2添加Zro2に含まれ得る不純物について説明する。
Al2O3 は2 mol ％以内、アルカリ土類金属、アルカリ金
属、遷移金属、Siは、トータル 0.2 mol ％以内であれ
ば含まれていてもさしつかえない。Al2O3 以外はできる
だけ（好ましくはトータル0.1 mol ％以下）含まれない
ほうがよい。Al2O3 は、むしろ焼成温度を低下させるた
め、0.2 〜1 mol ％程度含まれることが好ましい。
【００２４】CeO2添加Zro2の冷却時クラック、あるい
は、目に見えない冷却時クラックや内部応力によるCeO2
添加Zro2の強度低下を防止するため、本発明のCeO2添加
Zro2焼結体の寸法は、肉厚３ mm 以下とすることが好ま
しい。一般的な光コネクタ用キャピラリの外径は１〜３
mmくらいなので、円柱部の肉厚は．1.5 mm未満であり上
記肉厚範囲内に入る。なお、キャピラリの細孔は小径
（例えば0.125mm ）なので、ここでは無視する。
は、目に見えない冷却時クラックや内部応力によるCeO2
添加Zro2の強度低下を防止するため、本発明のCeO2添加
Zro2焼結体の寸法は、肉厚３ mm 以下とすることが好ま
しい。一般的な光コネクタ用キャピラリの外径は１〜３
mmくらいなので、円柱部の肉厚は．1.5 mm未満であり上
記肉厚範囲内に入る。なお、キャピラリの細孔は小径
（例えば0.125mm ）なので、ここでは無視する。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。光コネク
タ用キャピラリ（外形2.5 mm 、内径0.125 mm、長さ10.5
mm ）、及び、衝撃試験用TP（30 mm ×30 mm × 3 mm
t）を以下の方法で作成した。
タ用キャピラリ（外形2.5 mm 、内径0.125 mm、長さ10.5
mm ）、及び、衝撃試験用TP（30 mm ×30 mm × 3 mm
t）を以下の方法で作成した。
【００２６】原料調合：液相法により得られたCeO2添加
Zro2粉末（平均粒径0.1 μｍ）と、バインダーとを、セ
ラミック粉体の体積比が40〜55vol ％となるように調合
した。バインダーには、成形剤としては主としてアクリ
ル系樹脂を用いた。また可塑剤としてDBP 、滑剤として
ワックスも添加した。
Zro2粉末（平均粒径0.1 μｍ）と、バインダーとを、セ
ラミック粉体の体積比が40〜55vol ％となるように調合
した。バインダーには、成形剤としては主としてアクリ
ル系樹脂を用いた。また可塑剤としてDBP 、滑剤として
ワックスも添加した。
【００２７】混練：前記組成物を、100 〜150 ℃で混
合、60〜80℃で練成、という工程を１〜５回行い、混練
物を作成した。
合、60〜80℃で練成、という工程を１〜５回行い、混練
物を作成した。
【００２８】造粒：前記混練物をペレタイザーを用いて
造粒した。
造粒した。
【００２９】成形：前記造粒物を、シリンダー温度 120
〜160 ℃、金型温度 20 〜40℃で射出成形した。他の成
形条件はセラミックの種類や形状により、クラック、ひ
け、ショートショート、ウェルド、フローマーク等の欠
陥を生じない条件を選んで成形した。
〜160 ℃、金型温度 20 〜40℃で射出成形した。他の成
形条件はセラミックの種類や形状により、クラック、ひ
け、ショートショート、ウェルド、フローマーク等の欠
陥を生じない条件を選んで成形した。
【００３０】脱脂：加圧脱脂炉を用い脱脂した。脱脂時
の昇温は、180 〜 230℃程度で低分子成分をゆっくり分
解させるためにゆっくり昇温し、さらにＴＧ−ＤＴＡ曲
線でもっとも変化の大きい 250℃付近では温度保持も行
い、クラック、ひび割れ、ボイド生成等が生じないよう
にした。それぞれの時間については、形状により異な
り、寸法の大きいテストピースではキャピラリよりも長
い時間をかけて昇温した。
の昇温は、180 〜 230℃程度で低分子成分をゆっくり分
解させるためにゆっくり昇温し、さらにＴＧ−ＤＴＡ曲
線でもっとも変化の大きい 250℃付近では温度保持も行
い、クラック、ひび割れ、ボイド生成等が生じないよう
にした。それぞれの時間については、形状により異な
り、寸法の大きいテストピースではキャピラリよりも長
い時間をかけて昇温した。
【００３１】焼成：大気雰囲気下、1300〜1550℃×2 Hr
焼成した。昇温時には必要に応じ800 〜1000℃で2 〜10
℃／ｈでゆっくり昇温した。冷却時には必要に応じ、焼
成温度より約100 ℃低い温度でエージングし、その後基
本的には約50℃／ｈの温度で冷却した。但しジルコニア
に関しては、必要に応じてＴｍ温度（マルテンサイト変
態点）付近で冷却速度を変更し、100 〜600 ℃／ｈで冷
却した。
焼成した。昇温時には必要に応じ800 〜1000℃で2 〜10
℃／ｈでゆっくり昇温した。冷却時には必要に応じ、焼
成温度より約100 ℃低い温度でエージングし、その後基
本的には約50℃／ｈの温度で冷却した。但しジルコニア
に関しては、必要に応じてＴｍ温度（マルテンサイト変
態点）付近で冷却速度を変更し、100 〜600 ℃／ｈで冷
却した。
【００３２】加工：キャピラリについては、外形をセン
タレスグライダー及び両センター加工機を用いて鏡面研
磨した。内径は焼成ままとした。なお、キャピラリ内径
の加工を省略しても問題のないキャピラリを製造する方
法については、特願平5-319829（Ｔ935469）として、同
一出願人にて出願されている。衝撃試験用TPについて
は、ＮＣ平面研削盤を用いて鏡面研磨した。その際エッ
ジ部がシャープにつくように加工した。
タレスグライダー及び両センター加工機を用いて鏡面研
磨した。内径は焼成ままとした。なお、キャピラリ内径
の加工を省略しても問題のないキャピラリを製造する方
法については、特願平5-319829（Ｔ935469）として、同
一出願人にて出願されている。衝撃試験用TPについて
は、ＮＣ平面研削盤を用いて鏡面研磨した。その際エッ
ジ部がシャープにつくように加工した。
【００３３】衝撃試験：以上のように作成した衝撃試験
用TPを用いて衝撃試験用を行った。図２は、衝撃試験の
状況を示す図である。衝撃試験用ＴＰ１を、Ｖブロック
３上にホットメルトで斜めに固定した。衝撃試験用ＴＰ
１の上端部の角に向けて、回転支点７で回転可能に支持
された超硬合金棒５（径12mm、長さ240mm ）を、種々の
落下高さ（20〜150 mm）から、落下させた。衝撃試験用
ＴＰ１の超硬合金棒５が当たった部分に生じたカケ（図
２(B) 参照）の幅（Ｘ）、奥行き（Ｙ）、高さＺを測定
し、これを乗じた値（Ｘ・Ｙ・Ｚ）を求めた。
用TPを用いて衝撃試験用を行った。図２は、衝撃試験の
状況を示す図である。衝撃試験用ＴＰ１を、Ｖブロック
３上にホットメルトで斜めに固定した。衝撃試験用ＴＰ
１の上端部の角に向けて、回転支点７で回転可能に支持
された超硬合金棒５（径12mm、長さ240mm ）を、種々の
落下高さ（20〜150 mm）から、落下させた。衝撃試験用
ＴＰ１の超硬合金棒５が当たった部分に生じたカケ（図
２(B) 参照）の幅（Ｘ）、奥行き（Ｙ）、高さＺを測定
し、これを乗じた値（Ｘ・Ｙ・Ｚ）を求めた。
【００３４】図３は、各種材料を用いた衝撃試験の結果
を示すグラフである。縦軸は、カケの大きさを示すＸ、
Ｙ及びＺを掛け合せた値（mm3 ）を、横軸は超硬合金棒
５先端の落下高さを示す。このグラフからCeO2添加Zro2
（CeO2添加量８mol ％）は、YSZ （Y2O3 mol ％）より
もカケが小さい、すなわち耐衝撃性が高いことが分かっ
た。さらに、CeO2添加ジルコニアの耐衝撃性はSUS316
（ステンレス合金）よりも高く、超硬合金（Ｍ50Ni系)
に近い値を示した。このことは、いわゆるエンジニアリ
ングセラミック中で最も靭性が高いと言われているYSZ
をはるかにしのぐ、きわめて画期的な高靭性セラミック
が開発されたことを示している。
を示すグラフである。縦軸は、カケの大きさを示すＸ、
Ｙ及びＺを掛け合せた値（mm3 ）を、横軸は超硬合金棒
５先端の落下高さを示す。このグラフからCeO2添加Zro2
（CeO2添加量８mol ％）は、YSZ （Y2O3 mol ％）より
もカケが小さい、すなわち耐衝撃性が高いことが分かっ
た。さらに、CeO2添加ジルコニアの耐衝撃性はSUS316
（ステンレス合金）よりも高く、超硬合金（Ｍ50Ni系)
に近い値を示した。このことは、いわゆるエンジニアリ
ングセラミック中で最も靭性が高いと言われているYSZ
をはるかにしのぐ、きわめて画期的な高靭性セラミック
が開発されたことを示している。
【００３５】さらに各種のCeO2添加料の研削試験用ＴＰ
を、上述したのと同様の方法で作成し、Ra=0.1μm の鏡
面加工面を得るために必要な研削代と加工時間を求める
試験を行った。表２はその結果を示す表である。
を、上述したのと同様の方法で作成し、Ra=0.1μm の鏡
面加工面を得るために必要な研削代と加工時間を求める
試験を行った。表２はその結果を示す表である。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２から分かるように、CeO2添加Zro2の研
削代・加工時間は、Al2O3 の約数分の１であり、YSZ
（Y2O3 mol ％）のそれとほぼ同等であった。このこと
から、CeO2添加Zro2もYSZ 同様に研削加工性がよいこと
が分かった。
削代・加工時間は、Al2O3 の約数分の１であり、YSZ
（Y2O3 mol ％）のそれとほぼ同等であった。このこと
から、CeO2添加Zro2もYSZ 同様に研削加工性がよいこと
が分かった。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光コネクタ用キャピラリは以下の効果を発揮する。 熱膨張率が、YSZ 光コネクタ用キャピラリよりも小
さい。さらに、Al2O3 光コネクタ用キャピラリよりも小
さくできる。そのため、光コネクタの熱冷サイクル特性
を改善できる。 CeO2添加Zro2の靭性が高いため、光コネクタ用キャ
ピラリの信頼性・耐久性が上がる。 YSZ 光コネクタ用キャピラリと同様に被加工性が良
い。
の光コネクタ用キャピラリは以下の効果を発揮する。 熱膨張率が、YSZ 光コネクタ用キャピラリよりも小
さい。さらに、Al2O3 光コネクタ用キャピラリよりも小
さくできる。そのため、光コネクタの熱冷サイクル特性
を改善できる。 CeO2添加Zro2の靭性が高いため、光コネクタ用キャ
ピラリの信頼性・耐久性が上がる。 YSZ 光コネクタ用キャピラリと同様に被加工性が良
い。
【図１】CeO2添加量を変化させたときのZro2焼結体の熱
膨張率変化を表すグラフである。
膨張率変化を表すグラフである。
【図２】衝撃試験の状況を示す図である。
【図３】各種材料を用いた衝撃試験の結果を示すグラフ
である。縦軸は、カケの大きさを示すＸ、Ｙ及びＺを掛
け合せた値（mm3 ）を、横軸は超硬合金棒５先端の落下
高さを示す。
である。縦軸は、カケの大きさを示すＸ、Ｙ及びＺを掛
け合せた値（mm3 ）を、横軸は超硬合金棒５先端の落下
高さを示す。
【図４】現在用いられる代表的な光コネクタの概略構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ 衝撃試験用TP ３ Ｖブロック ５ 超硬合金棒 ７ 回転支点
Claims (3)
- 【請求項１】 CeO2／Zro2モル比が6.7/93.3〜8.6/91.4
のCeO2安定化Zro2からなることを特徴とする光コネクタ
用キャピラリ。 - 【請求項２】 CeO2／Zro2モル比が6.7/93.3〜7.9/92.1
のCeO2安定化Zro2からなることを特徴とする光コネクタ
用キャピラリ。 - 【請求項３】 CeO2／Zro2モル比が7.0/93.0〜7.6/92.4
のCeO2安定化Zro2からなることを特徴とする光コネクタ
用キャピラリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065434A JPH07248432A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 光コネクタ用キャピラリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065434A JPH07248432A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 光コネクタ用キャピラリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07248432A true JPH07248432A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=13287011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6065434A Pending JPH07248432A (ja) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | 光コネクタ用キャピラリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07248432A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019082557A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | アダマンド並木精密宝石株式会社 | 光レセプタクル |
| JP2020149051A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 京セラ株式会社 | 光コネクタ用スリーブおよび光コネクタ |
| JP2020149052A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 京セラ株式会社 | 光コネクタ用スリーブおよび光コネクタ |
-
1994
- 1994-03-10 JP JP6065434A patent/JPH07248432A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019082557A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | アダマンド並木精密宝石株式会社 | 光レセプタクル |
| JP2020149051A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 京セラ株式会社 | 光コネクタ用スリーブおよび光コネクタ |
| JP2020149052A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 京セラ株式会社 | 光コネクタ用スリーブおよび光コネクタ |
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