JPH10148733A - 光ファイバーコネクタ部品 - Google Patents

光ファイバーコネクタ部品

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JPH10148733A
JPH10148733A JP8309156A JP30915696A JPH10148733A JP H10148733 A JPH10148733 A JP H10148733A JP 8309156 A JP8309156 A JP 8309156A JP 30915696 A JP30915696 A JP 30915696A JP H10148733 A JPH10148733 A JP H10148733A
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JP
Japan
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zirconia
ferrule
optical fiber
fiber connector
alumina
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Pending
Application number
JP8309156A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Matsui
光二 松井
Kuniyoshi Ueda
邦義 植田
Toshihiko Arakawa
敏彦 荒川
Michiji Okai
理治 大貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明では、フェルール先端の球面形状の安定
性のよい、即ち、長時間接続しても球面形状が変形せ
ず、さらに表面加工性についても優れた高強度・高靭性
のジルコニア−アルミナ複合酸化物を用いた光ファイバ
ーコネクタ部品の提供を目的とするものである。 【解決手段】光ファイバーを接続するコネクタにおい
て、光ファイバーを挿着保持する細孔を有するフェルー
ルが、イットリア含有量2〜4モル%のジルコニア−ア
ルミナ複合酸化物で形成されていることを特徴とする光
ファイバーコネクタ部品、及びその当該フェルールを接
続、保持するスリーブが、ジルコニア及び/またはジル
コニア−アルミナ複合酸化物で形成されていることを特
徴とする光ファイバーコネクタ部品。

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
る光ファイバーの接続用部品であり、とくにフェルール
の形状安定性に優れた光ファイバーコネクタ部品に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバー通信に用いられるコネクタ
は、図1に示すように、プラグ2とアダプタ1とから構
成されている。プラグ2内には、図2に示す円形の外径
を基準とし、中心に精密に加工された細孔31を有する
フェルール3が収納され、これに光ファイバーを挿通し
てフェルールと一体化させる。このフェルールの先端は
凸状に球面加工されており、この一対のプラグ2を左右
からアダプタ1の中で圧着接続させる。フェルールの先
端同士の圧着接続時に、光ファイバー端子間の軸がずれ
ると、光損失による送信ロスが生じるため、外径,内
径,長さ等の形状が精密に制御されたフェルール部品が
使用されている。アダプタ1内には図3に示される様な
スリーブ4が収納され、2本のフェルール3が弾性的に
保持、整列されている。これらのフェルール及びスリー
ブ部品の材質として、イットリアで部分安定化させたジ
ルコニア焼結体が用いられている。このジルコニア焼結
体は、結晶粒径が小さく、かつ、高強度・高靭性を有し
ているため、精度の高い表面加工が可能となり、さらに
チッピング等の欠陥が生じにくいため、フェルール及び
スリーブの部品材質として適している。しかしながら、
ジルコニア焼結体は、長時間の圧着接続に際して、フェ
ルール先端の球面形状の変形等が起こりやすく、その結
果、再接続時に接続不良が生じる等の欠点があり、コネ
クターの着脱時に先端球面の形状が変化しない、即ち、
形状安定性のよいフェルール及びスリーブ部品が要求さ
れている。
【0003】従来、光ファイバーコネクタ部品として
は、細孔に光ファイバーを装着した一対の中子をスリ
ーブの両端から挿入し、両中子の先端面同士を当接させ
る接続構造において、該中子及びスリーブがジルコニア
セラミックスで形成されている光ファイバーコネクタ
(特開平5−333239公報)等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、の光ファ
イバーコネクタ部品は、Y23,MgO,CaO等の安
定化剤を含むジルコニア原料粉末を所定形状に成形し1
400〜1600℃の温度で焼結させて得るが、このジ
ルコニア焼結体を用いて得られる光ファイバーコネクタ
部品は、前記のとおり、圧着接続時にフェルール先端の
球面形状が変形するため、再接続する際に接続不良が生
じるものとなって、光ファイバーコネクタ部品として適
さないものとなる。
【0005】本発明では、このような従来方法における
欠点を解消した、フェルール先端の球面形状の安定性の
よい、即ち、長時間接続しても球面形状が変形せず、さ
らに表面加工性についても優れた高強度・高靭性のジル
コニア−アルミナ複合酸化物を用いた光ファイバーコネ
クタ部品の提供を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ジルコニ
ア−アルミナ複合酸化物焼結体の結晶粒径と化学組成と
に着目して、光ファイバーコネクタ部品の表面加工性及
びフェルール先端の球面形状の安定性を詳細に検討し、
本発明に到達した。
【0007】即ち、本発明は、 a)光ファイバーを接続するコネクタにおいて、光ファ
イバーを挿着保持する細孔を有するフェルールが、イッ
トリア含有量2〜4モル%のジルコニア−アルミナ複合
酸化物で形成されてなる光ファイバーコネクタ部品 b)上記a)のフェルールを接続、保持するスリーブ
が、ジルコニア及び/またはジルコニア−アルミナ複合
酸化 物で形成されてなる、光ファイバーコネクタ部
品 c)上記a)のフェルールを接続、保持するスリーブ
が、ジルコニア−アルミナ複合酸化物で形成されてなる
上記b)の光ファイバーコネクタ部品を要旨とするもの
である。以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0008】本明細書において、ジルコニア−アルミナ
複合酸化物に係わる「イットリア含有量」とは、Y23
/(ZrO2+Y23)の比率をモル%として表した値
をいう。「アルミナ含有量」とは、Al23/(ZrO
2+Y23+Al23)の比率を重量%として表した値
をいう。光ファイバーコネクタ部品に係わる「球面形状
の安定性がよいもの」とは、圧着接続前後でフェルール
先端の球面形状を、高分解能顕微鏡,微分干渉偏光顕微
鏡等を用いて観察して、その球面形状が、実質上、変形
していないものをいう。ジルコニア結晶粒子に係わる
「単斜相率」とは、焼結体のX線回折パターンの測定か
ら単斜相の(111)面及び (11−1)面、正方相
の(111)面の積分強度をそれぞれ求めて、下記の数
1により算出されたものの値をいう。
【0009】
【数1】
【0010】本発明の光ファイバーコネクタ部品のフェ
ルールに使用されるジルコニア−アルミナ複合酸化物
は、ジルコニアに安定化剤としてイットリアが2〜4モ
ル%の範囲で固溶していることを必要とする。イットリ
ア以外の安定化剤、例えばカルシア,マグネシアを安定
化剤に使用すると、焼結体中のジルコニア結晶粒子の粒
径が大きいものとなって、焼結体表面の加工精度が低く
なり、またセリアを用いると、フェルール先端の球面形
状の安定性が悪いものとなるからである。ジルコニアの
イットリア含有量が、2mol%よりも小さく、または
4mol%よりも大きくなると、曲げ強度及び靭性が低
いものとなって、光ファイバーコネクタ用フェルールと
して不適なものとなるからである。好ましいイットリア
含有量は2.5〜3.5モル%であり、より好ましくは
2.7〜3.1モル%である。
【0011】さらに、上記のジルコニア−アルミナ複合
酸化物は、アルミナを含有するものでなければならな
い。アルミナを含有しないと、前記のとおり、フェルー
ル先端の球面形状の安定性が悪くなり、本発明の光ファ
イバーコネクタ用フェルールが得られなくなるからであ
る。好ましいアルミナ含有量は10〜50重量%であ
り、望ましくは15〜45重量%、より好ましくは20
〜40重量%である。
【0012】上記のジルコニア−アルミナ複合酸化物の
イットリア含有量の他に、焼結体中のジルコニア及びア
ルミナ結晶粒子の粒径が0.05〜1μm,ジルコニア
結晶粒子の単斜相率が20%以下,焼結体密度が理論密
度の98%以上,及び曲げ強度が100kgf/mm2
以上の条件を満足すれば、さらにフェルール先端の球面
形状の安定性に優れ、これに加えて加工精度にも優れた
光ファイバーコネクタ用フェルールとなる。後述する熱
間等方圧力処理を焼成時に行うと、焼結体密度及び強度
がさらに向上するので、よりいっそう球面形状の安定性
に優れた光ファイバーコネクタ用フェルールになる。
【0013】また、光ファイバーを挿着保持する細孔を
有する上記のフェルールと、これを接続、保持するスリ
ーブが、ジルコニア及び/またはジルコニア−アルミナ
複合酸化物で形成されると、圧着接続時に生じるフェル
ール及びスリーブ間の耐摩耗性が向上するため、圧着接
続のくり返し耐久性に優れた光ファイバーコネクタ部品
となる。とくに、ジルコニア−アルミナ複合酸化物を用
いると、材質の熱膨張差に起因するフェルール先端同士
の軸ずれがなくなるので、接続のくり返し耐久性に加え
て送信性能にも優れた光ファイバーコネクタ部品とな
る。
【0014】本発明の光ファイバーコネクタ部品に用い
られるジルコニア−アルミナ複合酸化物を得るにあたっ
ては、イットリアが2〜4モル%固溶しているジルコニ
ア粉末に所定量のアルミナ粉末を混合して得られるジル
コニア−アルミナ混合粉末、または特開昭60−215
571公報記載のジルコニア−アルミナ混合粉末を用い
て、下記の方法で成形して焼結させればよい。ジルコニ
ア−アルミナ混合粉末を成形する方法としては、加圧成
形,射出成形,押出成形等の公知の方法を選択すること
ができる。例えば、射出成形法で成形するときには、上
記の粉末に所定量の有機バインダーを添加し、混練機で
均一に混合したあと、所望の形状になるように射出する
と、密度の均一な成形体が得られる。
【0015】次いで、上記の方法で得られた成形体を1
300〜1600℃の温度で焼成して、加工処理を行う
と、本発明の光ファイバコネクタ部品を得ることができ
る。上記の焼成は常圧焼結条件の場合であるが、加圧焼
結条件で焼結させると、例えば常圧で予備焼結したあと
に熱間等方圧力焼結(HIP)の条件で焼成を行うと、
さらに強度及び靭性の高い焼結体になるため、よりいっ
そう球面形状の安定性に優れた光ファイバコネクタ部品
が得られる。
【0016】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明の光ファ
イバーコネクタ部品に用いられるジルコニア−アルミナ
複合酸化物は、フェルール先端の球面形状の安定性がよ
く、さらに表面加工性についても優れている。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に何等限定されるもので
ない。
【0018】例中、フェルール部品は、各種組成条件で
調製されたジルコニア−アルミナ混合粉末に、所定量の
有機バインダーを添加して混練機で混合したあと、射出
成形機を用いて所望の形状を有する成形体を得、それを
500℃の温度で脱脂させ、1500℃−2時間の条件
で焼結させて得た(但し、実施例3,9及び10は、焼
結条件が異なる)。
【0019】ジルコニア−アルミナ複合酸化物の結晶粒
径,単斜相率,曲げ強度は、上記と同様の成形及び焼結
条件でテストピースを作製して求めた。フェルール先端
の球面形状変化は、微分干渉偏光顕微鏡を用いて観察し
た。圧着接続する前のフェルールと、圧着接続後、それ
を110℃の飽和水蒸気圧下に2週間放置したフェルー
ルとで、球面形状の変化を比較した。
【0020】実施例1 イットリア含有量2.2モル%のジルコニア粉末とアル
ミナ粉末とを、アルミナ含有量が30重量%の組成にな
るように混合して、フェルール部品を得た。
【0021】実施例2 イットリア含有量2.9モル%のジルコニア粉末を用い
た以外は、実施例1と同様の条件で行った。
【0022】実施例3 実施例2で調製した成形体を、500℃の温度で脱脂さ
せ、1400℃の温度で予備加熱したあと、アルゴンガ
ス雰囲気中、1500気圧の圧力で1500℃−2h、
HIP処理してフェルール部品を得た。
【0023】実施例4 イットリア含有量3.8モル%のジルコニア粉末を用い
た以外は、実施例1と同様の条件で行った。
【0024】実施例5 イットリア含有量2.9モル%のジルコニア粉末とアル
ミナ粉末とを、アルミナ含有量が10重量%の組成にな
るように混合して、フェルール部品を得た。
【0025】実施例6 アルミナ含有量が20重量%の組成になるように混合し
た以外は、実施例5と同様の条件で行った。
【0026】実施例7 アルミナ含有量が40重量%の組成になるように混合し
た以外は、実施例5と同様の条件で行った。
【0027】実施例8 アルミナ含有量が50重量%の組成になるように混合し
た以外は、実施例5と同様の条件で行った。
【0028】実施例9 1400℃−2hの条件で焼成した以外は、実施例2と
同様の条件で行った。 実施例10 1600℃−2hの条件で焼成した以外は、実施例2と
同様の条件で行った。 比較例1 イットリア含有量2.9モル%のジルコニア粉末のみを
用いて、フェルール部品を得た。
【0029】比較例2 イットリア含有量1.5モル%のジルコニア粉末用いた
以外は、実施例1と同様の条件で行った。
【0030】比較例3 イットリア含有量5モル%のジルコニア粉末用いた以外
は、実施例1と同様の条件で行った。
【0031】比較例4 セリア含有量12モル%のジルコニア粉末のみを用い
て、フェルール部品を得た。
【0032】比較例5 セリア含有量12モル%のジルコニア粉末を用いた以外
は、実施例1と同様の条件で行った。
【0033】比較例6 カルシア含有量10モル%のジルコニア粉末を用いた以
外は、実施例1と同様の条件で行った。
【0034】比較例7 マグネシア含有量9モル%のジルコニア粉末を用いた以
外は、実施例1と同様の条件で行った。
【0035】実施例1〜10及び比較例1〜7のジルコ
ニア−アルミナ混合粉末の化学組成は表1に示し、
【0036】
【表1】
【0037】圧着接続する前のフェルールと、圧着接続
後、それを110℃の飽和水蒸気圧下に2週間放置した
フェルールとで、球面形状の変化を表2に示した。
【0038】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファイバー通信に用いられるコネクタを示す
図である。
【図2】プラグの断面を示す図である。
【図3】スリーブの構造を示す図である。
【符号の説明】 1:アダプタ 2:プラグ 3:フェルール 31:細孔 4:スリーブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ファイバーを接続するコネクタにおい
    て、光ファイバーを挿着保持する細孔を有するフェルー
    ルが、イットリア含有量2〜4モル%のジルコニア−ア
    ルミナ複合酸化物で形成されていることを特徴とする光
    ファイバーコネクタ部品。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の光ファイバーコネクタ部
    品において、当該フェルールを接続、保持するスリーブ
    が、ジルコニア及び/またはジルコニア−アルミナ複合
    酸化物で形成されていることを特徴とする光ファイバー
    コネクタ部品。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の光ファイバーコネクタ部
    品において、当該フェルールを接続、保持するスリーブ
    が、ジルコニア−アルミナ複合酸化物で形成されている
    ことを特徴とする光ファイバーコネクタ部品。
JP8309156A 1996-11-20 1996-11-20 光ファイバーコネクタ部品 Pending JPH10148733A (ja)

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