JPH10197761A - 熱融着一体型フェルールおよびその製造方法 - Google Patents

熱融着一体型フェルールおよびその製造方法

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JPH10197761A
JPH10197761A JP9002072A JP207297A JPH10197761A JP H10197761 A JPH10197761 A JP H10197761A JP 9002072 A JP9002072 A JP 9002072A JP 207297 A JP207297 A JP 207297A JP H10197761 A JPH10197761 A JP H10197761A
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substrate
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ferrule
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Takashi Ota
隆 太田
Nobutsugu Fukuyama
暢嗣 福山
Shoji Hasegawa
尚司 長谷川
Kazutoshi Toyama
和利 遠山
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N G K OPT CERAMICS KK
NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着強度が強く、耐水性に優れ、しかも生産
性が高く、低価格であるフェルールおよびその製造方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 第1のガラス基板であるV溝基板(5)
に対し、第2のガラス基板である上基板(7)を接した
状態に置き、V溝基板(5)と上基板(7)との接合面
に所定の値以上の荷重をかける。この状態で、〔(Tg
−100)〜(Tg+150)〕℃の範囲で所定の時間
加熱するとV溝基板および上基板の表面が活性化し、そ
のエネルギーにより、互いに接合し、V溝基板(5)お
よび上基板(7)は一体化しフェルールを形成する。
(Tg−50)℃以上に加熱すると、V溝基板(5)に
形成されているV溝が変形し、冷却後、所定の形状の孔
が得られない。また、(Tg−100)℃以下の加熱で
は、V溝基板(5)および上基板(7)の表面の活性化
が始まらないため融着することができない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱融着一体型フェ
ルールおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ファイバーの整列部品には、ファイバー
と他の光学部品との接続を目的としたファイバーアレー
と、ファイバー同士を接続するMTコネクタとの2種類
がある。ファイバーアレーの材料には、接続する他の光
学部品、たとえば、導波路など熱膨張率が低いことが多
いので、一般的にガラスまたはシリコンが用いられてい
る。最近は品質の良い低コストなガラス材料の開発が進
み、ファイバーアレーの材料は、ガラスが主流となって
きている。従来のV溝を用いたファイバーアレーは、V
溝にファイバーを乗せた後にファイバーを固定する基板
を用いてV溝とファイバーを挟み込むようにし、接着剤
等で固定していた。しかし、接着剤を用いたファイバー
アレーの場合、湿度、熱等の環境条件の変化により接合
面の剥がれを生じることがあった。しかも、この固定に
使用されていた接着剤は、接着剤の硬化収縮による劣化
を小さくするため、硬化収縮率を下げる目的で高純度な
フィラーを添加したり、接着力の向上のため、シランカ
ップリング剤を配合するなど特殊なものであり、非常に
高価なものである。また、従来のファイバーアレーの組
み立ては、ファイバーをファイバー固定溝に押さえる作
業と第2のガラス基板を第1のガラス基板に押さえる作
業とを同時にする必要があり、煩雑な作業となり、治工
具および作業者の熟練を要していた。
【0003】一方、MTコネクタは通常プラスチック製
であるため、安価であり、かつ、寸法精度が良いため、
ファイバー同士の接続コネクタとして大量に使用されて
いる。しかし、熱膨張率が大きいのでファイバーアレー
のような光学素子との結合に用いるのは不適当である。
また、プラスチック製のコネクタは、紫外線を透過しな
いため、ファイバーの固定に熱硬化型樹脂を用いてい
る。したがって、生産性が悪く、特に、配線取り付け現
場でファイバーの接続する場合に硬化時間が長いことが
ネックとなっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここにおいて、本発明
は、かかる事情を背景になされたものであって、その解
決課題とするところは、接合強度が強く、耐水性に優
れ、しかも生産性が高く、低価格であるフェルールを提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明であ
る熱融着一体型フェルールは、第1のガラス基板と第2
のガラス基板とが熱融着により一体化されたことを特徴
とするものである。ここで、前記第1のガラス基板に光
ファイバー固定用V溝又はU溝の形成し、前記第2のガ
ラス基板は直方体とすることにより光ファイバー固定用
孔を形成することができる。また、前記第2のガラス基
板に光ファイバー固定用V溝又はU溝を形成し、前記第
1のガラス基板は直方体とすることにより光ファイバー
固定用孔を形成することもできる。さらに、第1のガラ
ス基板、前記第2のガラス基板ともに光ファイバー固定
用V溝又はU溝の形成することにより光ファイバー固定
用孔を形成することもできる。また、前記第1のガラス
基板と第2のガラス基板の材質が同一とすることは作業
条件管理が容易となる観点で好ましい。また、組み立て
設計の要請などから前記第1のガラス基板の長さと第2
のガラス基板の長さとが異なるように形成することもで
きる。前記第2のガラス基板の溝方向の長さは、前記第
1のガラス基板の溝方向の長さより小さくし、被覆のあ
る光ファイバーを固定する領域のみ前記第1のガラス基
板と第2のガラス基板とを熱融着することも可能であ
る。この場合は固定用V溝まで第2のガラス基板を熱融
着する場合に比べ寸法制御を厳密に行う必要がない。
【0006】また、本発明の第2の発明である熱融着一
体型フェルールの製造方法は、光ファイバー固定用V溝
又はU溝の形成された第1のガラス基板の被熱融着面
と、第2のガラス基板の被熱融着面とを接触させ、(T
g −100)℃〜(Tg +150)℃の環境温度下で熱
融着することを特徴とするものである。ここで、前記第
1のガラス基板および第2のガラス基板のそれぞれの融
着面の最大表面粗さは、0.5μm以下であることが熱
融着時の変位量が少なくなる観点で好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】図面を使って、本発明の実施の形
態の一例を説明する。図1は本発明の実施の形態の一例
を示す熱融着一体型フェルールの斜視図である。図2
は、図1に示す熱融着一体型フェルールの熱融着前の分
解斜視図である。まず、熱融着一体型フェルールの熱融
着の手順について説明する。第1のガラス基板であるV
溝基板(5)に対し、第2のガラス基板である上基板
(7)を接した状態に置き、V溝基板(5)と上基板
(7)との接合面に所定の値以上の荷重をかける。この
状態で、〔(Tg−100)〜(Tg+150)〕℃の
範囲で所定の時間加熱するとV溝基板および上基板の表
面が活性化し、そのエネルギーにより、互いに接合し、
V溝基板(5)および上基板(7)は一体化しフェルー
ルを形成する。(Tg+150)℃以上に加熱すると、
V溝基板(5)に形成されているV溝が変形し、冷却
後、所定の形状の孔が得られない。また、(Tg−10
0)℃以下の加熱では、V溝基板(5)および上基板
(7)の表面の活性化が始まらないため融着することが
できない。なお、上基板(7)の自重のみで所定の値以
上の荷重がかかる場合は別途荷重をかける必要はない。
ここで、TgはV溝基板(5)および上基板(7)のガ
ラス材料の転移温度を表す。また、加熱環境雰囲気は酸
化雰囲気、還元雰囲気ともに可能である。さらに、加熱
時間は 基板の材質、加熱温度、荷重により適宜決定す
る。
【0008】ファイバアレーにシングルモードファイバ
を用いる場合には、その配列精度が1μm以下であるこ
とが望まれる。この寸法を確保するためには、融着前の
V溝寸法精度および熱融着による変形を厳密に管理する
必要がある。具体例でさらに詳細に説明する。V溝基板
(5)の大きさは、5mm×5mm×3mm、上基板
(7)の大きさは、5mm×5mm×1mmとし、V溝
基板(5)にはV溝を4本形成し、各基板(5、7)の
融着面の最大表面粗さは、0.5μmとした。Rmax
0.5μm以下とすることが変位量を少なくするため
に望ましい。使用した各基板(5、7)の転移温度Tg
が535℃である材料を用いて、加熱温度675℃で、
上基板の自重のみの荷重条件で、ガラス基板の厚みの減
少量(以下、変位量という。)を予め計測し、この変位
量をV溝加工寸法の設計に反映させる。この変位量がで
きる限り小さい条件を選択することがフェルールの最終
孔径精度の向上の観点から好ましい。この場合の変位量
は5μmであったので、融着前のV溝寸法を、(ファイ
バ径+6)μmに設定し、挿入する際必要なクリアラン
スが1μmになるようにする。なお、この変位量は、環
境温度、荷重、接合時間、第1のガラス基板および第2
のガラス基板の表面粗さに依存する。
【0009】図1および図2ではファイバー挿入孔の断
面形状が三角形であるものを示しているが、この形状
は、三角形に限るものではなく、図3および図4に示す
ような円形、六角形でもかまわない。また、図5に示す
ようにファイバー挿入孔の挿入口の大きさを大きくしテ
ーパを設けることによりファイバーの挿入が容易となる
観点で好ましい。
【0010】図6は、他の実施の形態を示す。被覆され
たファイバー部が配置される部分のみ熱融着により接合
したフェルールである。被覆収納部のみ熱融着により形
成されており被覆を収納することを目的とした部位であ
り、ファイバーを収納するV溝部ほど精度が要求され
ず、最大表面粗さを0.5μm以下にする加工は不要で
ある。このフェルールの場合、ファイバー被覆の曲がり
癖による応力等により被覆収納部が劣化することがな
く、少なくとも被覆収納部の信頼性は確保できる。
【0011】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
フェルールは、熱融着を用いて一体化されているため、
従来の接着剤で固定したものに比べ、接合強度の向上、
耐水性の向上を図ることでき、非常に信頼性の高いもの
となる。また、本発明のフェルールは、ガラス基板同士
の接合に接着剤を必要としないのでコストダウンを図る
ことができる。さらに、本発明のフェルールは、ガラス
製であり、ファイバーの固定に紫外線硬化型樹脂を用い
ることができ、生産性を高めることができる。また、本
発明のフェルールは、ファイバーを挿入する孔が形成さ
れているため、ファイバーを挿入すると同時にフェルー
ルがファイバーを保持するため、接着剤の塗布が極めて
容易となる。また、本発明のフェルールは、ほとんどの
ガラスに適用できるため、たとえば、フェルールの周辺
材料の熱膨張にあったガラスを選択することができる。
上記の如く、本発明のフェルールは、光産業の発展に大
きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す斜視図であ
る。
【図2】図1に示す熱融着一体型フェルールの熱融着前
の分解斜視図である。
【図3】本発明の他の実施の形態の一例を示す斜視図で
ある。
【図4】本発明の他の実施の形態の一例を示す斜視図で
ある。
【図5】本発明の他の実施の形態の一例を示す斜視図で
ある。
【図6】本発明の他の実施の形態の一例を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】 1 熱融着一体型フェルール 3 孔 5 V溝基板 7 上基板 9 V溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福山 暢嗣 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 長谷川 尚司 愛知県江南市布袋下山町東63番地 (72)発明者 遠山 和利 岐阜県中津川市中一色町4番61号

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のガラス基板と第2のガラス基板と
    が熱融着により一体化されたことを特徴とする熱融着一
    体型フェルール。
  2. 【請求項2】 前記第1のガラス基板は光ファイバー固
    定用V溝又はU溝が形成されてなり、前記第2のガラス
    基板は直方体である請求項1記載の熱融着一体型フェル
    ール。
  3. 【請求項3】 前記第1のガラス基板と第2のガラス基
    板の材質が同一である請求項1または請求項2に記載の
    熱融着一体型フェルール。
  4. 【請求項4】 前記第1のガラス基板の長さと第2のガ
    ラス基板の長さとが異なる請求項1乃至請求項3のいず
    れかに記載の熱融着一体型フェルール。
  5. 【請求項5】 前記第2のガラス基板の溝方向の長さ
    は、前記第1のガラス基板の溝方向の長さより小さい請
    求項1乃至請求項3のいずれかに記載の熱融着一体型フ
    ェルール。
  6. 【請求項6】 光ファイバー固定用V溝又はU溝の形成
    された第1のガラス基板の被熱融着面と、第2のガラス
    基板の被熱融着面とを接触させ、(Tg −100)℃〜
    (Tg +150)℃の環境温度下で熱融着することを特
    徴とする熱融着一体型フェルールの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第1のガラス基板および第2のガラ
    ス基板のそれぞれの融着面の最大表面粗さは、0.5μ
    m以下である請求項6記載の熱融着一体型フェルールの
    製造方法。
JP9002072A 1997-01-09 1997-01-09 熱融着一体型フェルールおよびその製造方法 Withdrawn JPH10197761A (ja)

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