WO1995009373A1 - Capillary for optical fiber connectors and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

明 細 書 光フ ァ イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 及びその製造方法 産業上の利用分野

本発明は、 2本の光フ ア イ バの端面同士を突き合わせて両光フ ア イ バ間に光信号を伝達する ための光コネ ク タ に用い られる光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 及びその製造方法に関する。

従来の技術

光フ ァ イ バコ ネ ク タ は、 2本の光フ ァ イ バの端面を正確に突き 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 ア イ バを接続する ものであ る。

図 1 7 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 1 0 0 は、 図の左右の光フ ァ イバケー ブル 1 0 1 と 1 0 1 ' と を接続 している。

光フ ァ ケーブル 1 0 1、 1 0 1 ' 中には、 光フ ァ 1 0 2、 1 0 2 ' が通っ ている。 光フ ァ 1 0 2、 1 0 2 ' は、 光フ ァ ィ バケーブル 1 0 1 、 1 0 1 ' か らむき 出 しに さ れて、 光コ ネ ク タ 1 0 0 内で、 キ ヤ ビラ リ 1 0 4 中心の細孔 1 0 5 に揷通さ れ、 接着剤で固定されている。 キ ヤ ビラ リ 1 0 4、 1 0 4 ' は、 ス リ ー ブ 1 0 6 内に、 軸方向に向き合っ て嵌め込ま れる。 両キ ヤ ビラ リ 1 0 4、 1 0 4 ' は、 その端面同士が、 ス リ ー ブ 1 0 6 内の ほぼ 中心で接 している （ キ ヤ ビラ リ 接触端面 1 0 8 、 球面ま たは平面 加工されている） 。 こ のキ ヤ ビラ リ 接触端面で、 光フ ァ イ バ 1 0 2 と 1 0 2 ' と はぴっ た り と、 軸ズ レ も角度ズ レ も ほ と ん ど無 く 接 しな ければな ら な い。 同接触端面は、 キ ヤ ビラ リ 一製造時に予め 研磨 して端面形状を整えた後、 最終的には光フ 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 1 0 0 の両端の フ ラ ン ジ 1 0 7、 1 0 7 ' は、 光フ ァ ケ ーブル 1 0 1 、 1 0 1 ' と接着剤で固定さ れる と と も に、 爪を介 してハ ウ ジ ン グ係合部に嵌合さ れ、 ハウ ジ ン グ係合部はネ ジ、 バイ オネ ッ ト ロ ッ ク、 プッ シュ ' オ ンロ ッ ク等によ り 、 ス リ ー ブ 1 0 6 と接続 （図示さ れず） さ れる。 したが っ て、 光フ ァ ケーブル 1 0 1、 1 0 1 ' 間に働く 力は、 フ ラ ンジ 1 0 7、 1 0 7 ' か ら ス リ ー ブ 1 0 6 にかか り 、 光フ ァ イ バ 1 0 2 に は力がかか ら ないよ う にな っ ている。

光コネ ク タ 1 0 0 の各部の寸法例は以下であ る。

① 光フ ァ イ バ ： 径 1 2 5 jw m

② キ ヤ ビラ リ ： 外径 2 . 5 mm、 長さ 1 0 . 5 mm

内径 1 2 6 m

こ のよ う な光コ ネ ク タ キ ヤ ビラ リ 用の材料に求め られる特性は 以下であ る。

① 細孔に光フ ァ イ バを通 しやすい こ と。

② 精度よ く 加工でき る こ と。 特に、 細孔の内径、 外径精度、 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 。

③ 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。

④ 光フ ァ イ バの熱膨張率 5 x 1 0 — ⁶°C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 ヤ ビラ リ の細孔内に ひつ込んだ り 、 出 っ 張っ た り す る と、 光信号伝 達上の損失と な る。

こ の よ う な特性の要求さ れる光コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の材料と して、 セ ラ ミ ッ ク焼結体が広 く 用い られる。 その理由は、 金属、 プラ スチ ッ ク と比較 して下記の点に優れているため と考え られる。

① 塑性変形を生 じ に く いの で、 加工中の変形、 力 エ リ な どが生 じず高精度に加工でき る。 ま た、 キ ヤ ビラ リ を突き合わせた時に 押圧力に よ り 変形 しない。

② ガラ スを主成分とする フ ァ イ バと のな じみがよ く 、 キ ヤ ビラ リ 内径と フ ァ イ バ外径と の ク リ ア ラ ン ス が 1 m以下で も容易に フ ァ イ バを挿入する こ とができ る。

③ フ ァ イ バ と の熱膨張差が小さ く 、 耐熱性に も優れる ので、 熱 的環境変化に強い。

④ 耐摩耗性に優れる ため、 コ ネ ク タ の繰 り返 し着脱時に摩耗粉 に よ る端面汚染が生 じに く く 、 接続不良が発生 しに く い。

光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の形状や材質、 製造方法に関 しては、 多数の特許出願がな さ れている。 例えば、 特公平卜 45042 には、 中心に光フ ア イ バ素線を揷入する ための下穴をあ けたアル ミ ナ等を主成分とする 円柱状成形体を焼成 してキ ヤ ビラ リ の原形 を作り 、 焼成後、 キ ヤ ビラ リ の下穴に ワ イ ヤを通 し ワ イ ヤ上に付 さ れたダイ ヤモ ン ド · ペー ス ト等に よ っ て下穴を磨 く 工程を含む 光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法が開示さ れている。

特開平卜 2 62507には、 光フ ァ イ バの端部がそれぞれ固定さ れる 一対の フ ヱ ルー ル （キ ヤ ビ ラ リ ） と 、 こ れ ら の フ ヱ ルー ルが嵌揷 さ れ突き合わさ れる ス リ 一 ブ と 、 こ れ ら の フ ヱ ノレ一ノレ に軸方向の 押圧力を印加す る手段と を備えた光フ ァ イ バコ ネ ク タ において、 前記フ ヱ ルー ルの突き合わせ端面を該フ ヱ ルー ルの軸線上を中心 とす る曲率半径が 1 O mmか ら 2 5 mmの凸球面に形成 した光フ ア イ ノく コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ が開示さ れて い る 。 ま た フ エ ノレ ー ゾレ （キ ャ ビラ リ ） を ジルコ 二アセ ラ ミ ッ ク ス に よ り 構成す る こ と も開示 さ れて いる。

特開平 2 - 304508に は、 セ ラ ミ ッ ク フ ヱ ルー ル （キ ヤ ビ ラ リ ） の 中心に沿っ て穿設 した軸孔に光フ ァ イ バを装着 し、 こ のセ ラ ミ ツ ク フ ヱ ルールの接続端面を突き合わせる こ と に よ り 光フ ア イ バを 接続す る光フ ア イ バ用 コ ネ ク タ において、 上記軸孔は軸方向に内 径が一定な直管部と、 光フ ァ イ バを挿入する挿入端面側に拡開す る テーパ管部とか ら構成 した こ と を特長とする光フ ァ イ バ用 コ ネ ク タ が開示さ れてい る。

こ の よ う なセ ラ ミ ッ ク キ ヤ ビラ リ の製造方法と しては、 押出成 形法、 射出成形法ま たは粉末プ レ ス法が考え られる。 し か し 、 押 出成形法の場合は、 ス ト レー 卜なチュ ーブしか製造できないため、 テーパ部について は機械加工で形成 しな ければな らない。 こ の よ う な後加工を行う 際は、 加工傷を残さ ぬよ う に慎重に作業を進め な ければな ら な い。 加工傷が生 じ る と、 そ こ の部分と の接触に よ り フ ア イバが損傷した り折損した りする おそれがあるか らである。 したが っ て、 押出成形法は加工費がかさ み、 キ ヤ ビ ラ リ の製造方 法に向いている と は言えない。 こ の点、 射出成形法と粉末プ レ ス 法はテーパ部を同時成形でき る の で好ま しい。 なかで も、 得 られ る焼結体の寸法精度の良い射出成形法が最も好ま しい。

図 1 8 は、 従来の射出成形型の 1 例の断面図である。 第 1 型 1 1 1 には、 キヤ ビラ リ 用のキ ヤ ビティ 1 1 2 が刻設されている。 ま た、 第 2 型 1 1 3 に は、 テーパ部 1 1 4 及びニ ー ドル 1 1 5 が突設さ れ、 かつ、 ゲー ト 1 1 6 が設け られてい る。 第 1 型 1 1 1 に第 2 型 1 1 3 を型合わせ し、 こ の際に二— ドル 1 1 5 の先端を第 1 型 1 1 1 の凹部 1 1 1 a に差 し込む。 こ の状態で、 ゲー ト 1 1 6 を 介 して、 バイ ン ダを含むセ ラ ミ ッ ク粉末を、 キ ヤ ビテ ィ 1 1 2 に 高圧で射出す る。 発明が解決 し ょ う とする課題

射出成形さ れた セ ラ ミ ッ ク キ ヤ ビ ラ リ を切断 した と こ ろ 、 二 一 ドル 1 1 5 に よ っ て形成さ れた細孔部が、 完全な直線ではな く て わずかに湾曲 してい る こ とが判明 した。 こ れは、 図 1 8 に想像線 で示すよ う にニー ドル 1 1 5 がたわんだためであ る。 すなわち、 ニ ー ドル 1 1 5 は極めて細 く 曲げ剛性が小さ いため、 ま た、 射出 さ れた コ ンパウ ン ドがニー ドル 1 1 5 の円周面に完全に均等に行 き渡る わけではな いので、 ニー ドル 1 1 5 の長さ方向の中央付近 がたわんだ も の と推定さ れる。

細孔部の曲が り はあ る程度は許容さ れる が、 それを越え る分は 「孔加工」 を施して曲がり を矯正する必要がある。 細孔部の径は、 焼成後の完成品で一定値に規定さ れて い る ので、 孔加工する場合 に は削 り し ろを見込む必要があ る。 そ う な る と 、 削 り し ろ の分だ け成形品の細孔部の径は小さ く な り 、 同時にニー ドル 1 1 5 も細 く な る。 細いニー ドルが更に細 く な る ので、 上記曲が り 及び撓み は更に増す と い う 悪循環が起こ り 、 こ の対策が求め られている。 粉末プ レ ス法で も、 プ レス圧をニー ドルに完全に均等に掛け る こ と は困難であ る か ら、 同様の問題が存在する。

また、 孔加工を施すとテーパ部 （図 1 7 の 1 0 3 ) と細孔部 （同 図の 1 0 5 ) と の境目 にエ ッ ジが立ちやす く 、 こ のエ ッ ジが揷入 さ れる フ ァ イ バ素線を傷め る おそれがあ る。 し たが っ て 、 孔加工 は簡単ではな く 製造費の高騰を招 く 。

結局、 従来の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 及びそ の製造方 法に は以下の問題点があ っ た。

① 細孔加工が必要不可欠で、 そ の分コ ス ト高と な っ ていた。

② 細孔と テーパ穴部と の交差部にエ ッ ジ （加工バ リ ） が立ちや す く 、 フ ァ イ バ揷入時に フ ァ イ バが折損 した り 傷付いた り する お _D

— D — そ れが あ っ た。

本発明は、 加工コ ス 卜 が低い光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 及びそ の製造方法を提供する こ と を 目的 とする。 課題を解決する ため の手段

本発明の第一態様の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ピラ リ は、 2 本 の光フ ァ イ バの端面同士を突き合わせ、 両光フ ァ イ バ間に光信号 を伝達する光コ ネ ク タ に用い られる キ ヤ ビラ リ であ っ て ； 筒状の セ ラ ミ ッ ク ス焼結体か らな り 、 光フ ァ イ バの素線を揷通する ため の 、 該光フ ァ イ バ素線外径よ り も わずか に大き い内径を有する ス ト レ 一 ト穴状の細孔と、 こ の細孔が開口する接続用端面と、 を有 し ； こ の細孔内面が実質的に焼成肌であ る こ と を特徴とする。 本発明の第二態様の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ は、 2 本 の光フ ァ イ バの端面同士を突き合わせ、 両光フ ァ イ バ間に光信号 を伝達する光コ ネ ク タ に用い られる、 筒状のセ ラ ミ ッ ク ス焼結体 か らな る キ ヤ ビラ リ であ っ て ； 光フ ァ イ バの素線を揷通する ため の、 該光フ ア イ バ素線外径よ り も わずかに大き い内径を有する ス ト レー ト穴状の細孔と、 こ の細孔が開口する接続用端面と、 細孔 の反接続用端面側に、 細孔と 同軸状に、 徐々 に拡開 しつつ延びる テーパ穴部と、 こ のテーパ穴部と 同軸上に連な る、 光フ ァ イ バ芯 線を揷通する ため の、 ス ト レー 卜穴状の太孔と、 を有 し ； 上記細 孔内面が実質的に焼成肌であ る こ と を特徴とす る。 作用

本発明の上記 2 態様の光フ ァ イ バコネ ク タ用キ ヤ ビラ リ は、 い ずれ も、 細孔が実質的に焼成肌であ る の で、 研削加工の工数が、 従来の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ よ り も著 し く 低減さ れて いる。 そのため、 製造コ ス ト を低 く 抑え る こ と ができ る。 ま た、 細孔の研削加工時に、 細孔部と テー パ部と の交差部等に生 じ る こ と のあ る エ ッ ジがな い。 したが っ て、 エ ッ ジに起因す る フ ァ イ ノく' の損傷を防止でき る。 こ こ で、 キ ヤ ビ ラ リ の細孔が実質的に焼成 肌であ る と は、 従来の湾曲を修正する ほ どの著 しい細孔加工 （ 5 // in 以上の加工代） を しな い こ と を意味する。 し た が っ て、 完全 な焼成肌の他に、 付着 したセ ラ ミ ッ ク粉を除去する程度の若干の 修正研削加工や遊離砥粒に よ る噴射加工を施さ れた肌を も含む意 味であ る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ において は、 上記キ ャ ビ ラ リ を構成する セ ラ ミ ッ ク ス焼結体用 の成形体が、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末とバイ ンダと の混合物を射出成形する こ と に よ り 成形さ れた も の で あ る こ と と し て よ い。

押出 し成形や粉末プ レ ス成形で作 られたキ ヤ ビラ リ よ り も、 射 出成形で作 られたキ ヤ ビ ラ リ のほ う が、 焼結体の寸法精度や表面 精度の良い も のを得やすいか らであ る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 上記光 フ ァ イ バが単一モー ド （シ ン グルモー ド） 光フ ァ イ バであ り 、 上 記細孔径 d が、 1 2 5 m ≤ ά _r ≤ 1 2 7 μ m であ り 、 上記細孔長

し し

さ が 1 . 2 〜 8 . 5 mm であ る こ と が好ま しい。 詳 し く は後述する よ う に、 キ ヤ ビラ リ 軸芯に対する被挿入フ ァ イ バの軸芯の傾斜角 （倒 れ） を 0. 1 ° 以下に して、 コネ ク タ における光信号の伝達損失 （接 続損失） を少な く する の に適 している か らであ る。

さ ら に、 上記条件下でフ ァ イ バ傾斜角 0 . 0 5 ° 以下を確保する た めには、 上記細孔長さが 2. 3 〜 6. l mm である こ とがよ り好ま しい。

本発明の光フ ァ イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ において は、 上記光 フ ァ が、 多モー ド （マルチモー ド） 光フ ァ であ り 、 上記 細孔径 d が、 1 26 β m ≤ d _r <

し 128 μ m であ り 、 上記細孔長さ し

が、 0. 9 mm以上であ る こ と が好ま しい。 さ ら に は、 こ の場合の細 孔長さ は 1 . 7 8. 5mm であ る こ と がよ り 好ま しい。 と い う の は、 マルチモ ー ド光フ ァ イ バでは接続損失と して許容さ れ る値が シ ン グルモ ー ド よ り 大き い。 一般に シ ン グルモ ー ドで許容さ れる接続 損失最大値が 0. 5 dB未満であ る の に対 し、 マ ルチ モ ー ドで は 1 dB 未満でよ い。 したがっ て、 フ ァ イ バ傾斜角 も マ ルチ モ ー ド につい て は広い許容値が許さ れ、 0. 2 ° 以下好ま し く は 0. 1 ° 以下を確 保 したい。 0. 9 mm以上は傾斜角を 0. 2 ° 以下に確保でき る値であ り 、 1. 7 8. 5 mmは傾斜角を 0. 1 ° 以下に確保でき る値であ る 。 本発明の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 上記光 フ ァ イ バが、 多 モ ー ド （マノレチ モ ー ド） 光 フ ァ イ バであ り 、 上記 細孔径 d が、 128 a m ≤ ά _n < 1 30 m であ り 、 上記細孔長さ

し

が、 1 , 4 mm以上であ る こ とが好ま しい。 さ ら には、 こ の場合の細 孔長さ は 2. 9 7. 5mm であ る こ とがよ り 好ま しい。 上述 した理由 と 同 じ理由に よ る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 上記光 フ ァ イ ノくが、 多 モ ー ド （マ ノレチ モ ー ド） 光フ ァ イ ノくであ り 、 上記 細孔径 d _e が、 130 n m ≤ d„ ≤ 1 32 m であ り 、 上記細孔長さ が、 2 mm以上であ る こ とが好ま しい。 さ ら には、 こ の場合の細孔 長さ は 4 6. 1 mm であ る こ とがよ り 好ま しい。 上述 した理由 と 同 じ理由に よ る。

本発明の第二態様の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ において は、 上記細孔長さ と上記テーパ穴部長さ と の合計が 5 mn！〜 8. 5mm であ る こ とが好ま しい。 現在採用 さ れてい る キ ヤ ビラ リ と光フ ァ ィ バ と の接着方法 · 接着剤を用い る場合に は、 上記範囲内におい て、 良好な熱冷衝撃特性 （後述） を得る こ と ができ る か ら である。 さ ら に は、 上記細孔長さ と上記テ ーパ穴部長さ と の合計は 5 . 5 - 8. 5mm であ る こ と がよ り 好ま し く 、 同長さ は 6 〜 8. 5 m m であ る こ とが最も好ま しい。 光フ ァ イ バ接続作業時の不安定要素 （軽度 の作業不良） に対す る安全率が高 く な る か らであ る。

本発明の第二態様の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ において は、 上記太孔の長さが 2 mm以上である こ とが好ま しい。 太孔部は、 フ ァ イ バ芯線と接着さ れる部分であ るが、 両者の接着強度を高 く 保つ こ と ができ 、 それに よ り 衝撃特性が良好と な る か らであ る。

本発明の第二態様の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ において は、 上記テーパ穴部も焼成肌であ り 、 細孔と テーパ穴部と の境界 部が加工バ リ （エ ッ ジ） の無いス ムー ズな面と な っ てい る こ と が 好ま しい。 キ ヤ ビラ リ にフ ァ イバを揷入する際に、 作業しやす く 、 かつ、 フ ア イ バ素線の損傷を防止でき るか らであ る。

本発明の光フ ア イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 接続用 端面に開口する細孔のキ ヤ ビラ リ 軸芯に対す る傾斜角 （ 0 _{m a x} ) が、 シ ン グルモ ー ドでは 0 . 1 ° 以下、 マルチモ ー ドでは 0 . 2 ° 以 下であ る こ とが好ま しい。 コネ ク タ におけ る光信号の接続損失を 低 く 抑え る こ と がで き るか らであ る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 上記細 孔の内面粗さ が R 。 = 0 . 1 m以下であ る こ とが好ま しい。 キ

ひ

ャ ピ ラ リ に フ ァ イ ノく素線をス ム ー ズに挿入する こ と ができ 、 ま た、 挿入さ れた フ ア イ バ素線の損傷を防止 して素線の強度低下を防 ぐ こ と ができ る か らであ る。

本発明の光フ ァ イ ノく' コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 上記セ ラ ミ ッ ク ス焼結体が ジルコニァ系焼結体であ り 、 上記細孔内面の 結晶粒径が 0 . 5 / m以下であ る こ と が好ま しい。 さ ら に、 上記 結晶粒径は 0 . 3 m 以下であ る こ とがよ り 好ま しい。 — _{1 {)} — ジ ルコ ニァ焼結体は靱性が高 く 破損 しに く い。 結晶粒径が細か いほ う が、 細孔表面粗さ を小さ く する面か ら も有利であ る。 さ ら に、 焼成後の冷却時の ク ラ ッ ク発生防止や焼結体の硬度を上げる ために も有利であ る。

本発明の光フ ァ イ ノくコネ ク タ用キ ヤ ビラ リ においては、 上記テー パ穴部の拡開角度が 1 0 〜 2 0 ° であ る こ とが好ま しい。 キ ヤ ピ ラ リ に フ ァ イ バ素線を挿入 しやす く 、 フ ァ イ バ素線損傷防止上も 有利だか らであ る。

同様の観点か ら、 上記拡開角度は 1 2 〜 1 8 ° であ る こ と がよ り 好ま しい。 さ ら に、 同角度は、 1 4 〜 ： 1 6 。 であ る こ とが最も 好ま しい。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法は、 光フ ア イ バの素線を揷通する ためのス 卜 レ ー ト穴状の細孔を備えたセ ラ ミ ッ ク ス焼結体か らな る光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製 造方法であ っ て ； セ ラ ミ ッ ク ス粉末とバイ ン ダ と の混合物 （ コ ン パ ウ ン ド） を、 上記細孔成形用の成形 ピ ンを備えた金型中に、 射 出成形す る こ と に よ り 、 成形体を得る射出成形工程と、 こ の成形 体か らバイ ンダを除去す る脱脂工程と、 脱脂さ れた成形体を焼成 し て焼結体を得る焼成工程と、 を含み ； 上記成形 ピ ン が、 上記細 孔の径 d _e 、 焼成収縮率 s 、 及び成形体の冷却 · 固化時の収縮率 か ら、 d " = d _r / ( s · z ) の式によ り決定される径 d "

し

を有する こ と を特徴とする。

本発明の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法において は、 射出成形時の上記成形 ピ ンの曲 り に伴う 細孔の角度のズ レを 所定値に押え る べ く 、 細孔長さ L を下式によ っ て決定する こ と と し て よ い。

① シ ン グルモ ー ド の場合 ； L ≥ 1 8 0 0 ( d_c- d_f ) / π

カヽつ

1/3

L ≤ ( tan 0. 1 ° x d " E / 6. 79w ) s z

マ ノレチ モ ー ドの場合 ；

L ≥ 9 0 0 ( d_c— d_f ) / 7Γ

かつ

L ≤ ( tan 0.2 ° x d 4 1/3

E 6. 79w ) s z

d

c 細孔径 f フ ァ イ バ素線径

d ： 成形 ピ ン径、 d " = d_c/,s z

E 成形 ピ ン ヤ ン グ率

w 射出成形時に ピ ンに作用する横荷重

s 焼成収縮率

z 成形収縮率

接続用端面におけ る、 キ ヤ ビラ リ 軸芯に対する フ ァ イ バ素線軸 心のあ り う る最大の傾斜角 0 _maY (以下単に素線傾斜角 と い う ）

1U α Λ

は次式で表さ れる。

Θ

max - max + & max (1)

a

max 細孔軸芯に対する あ り う る最大傾斜角

β _max ： 素線軸芯の細孔軸芯に対する あ り う る最大傾斜角 こ こ で α は、 金型成形 ピ ンの射出成形時の撓み角がそのま ま細 孔軸芯の倒れにな っ た も の と考えてよ い そ の場合、 a _m ma。x_v は 片端支持片端固定 ビー ム と考えて （図 3 参照） 次式で表さ れる

(機械工学便覧改訂第 5 版第 4 7 頁参照）

4 8 E I ) (2) a max = ^tan ^ ^{w L}

w ： 射出成形時の成形 ピ ン にかかる横方向分布荷重、 等分布荷 重と考え る し 〃 ： 成形 ピ ン の細孔相当部長さ

E ： 成形 ピ ン構成材の ヤ ン グ率

I ： 成形 ピ ン の断面二次モ ー メ ン ト

成形 ピ ン は径 d〃 の円形断面を有する の で以下と な る

I = 7T d " ⁴ / 1 0 2 4 (3) (3) 式を（2) 式に代入 して以下とな る。

a _m „ = tan一 1 ί ( c 6. τ 7 η9 ,w„ τ ' ^ϋ / / ύ j "" 4 ^¾E) ·· ·· (4) max

で w (分布荷重） の値を求め る方法例を説明する

成形 ピ ンの最大撓み y _mav は、 上記撓み角を求めたの と 同様

111 X

の条件の下、 以下と な る。

y = W L

max ⁴ / 184.6 E I = 1.77wL" ⁴/d E (5) また、 y " max は、 キヤ ビラ リ実品 （焼結体） における摸み y _max か ら以下と な る

y " = y

max ^J max ( s · z ) (6) s 焼成収縮率

z ： 成形体の冷却 · 固化時の線収縮率

(5)、（6) よ り 以下と な る。

w = Υ max^d" ^/ 1.77L ⁴ = y (3 ⁴E/(1.77L " ⁴SZ)

(7) で所定条件ごと に y z をデー タ取 り しておけば

max

wを予測でき る そ う な る と、 （4) 式か ら a _m 111 a Λ_Y を予測でき る 一方 / e_max は、 幾何的に考察すれば （図 4参照） 以下と な る β tan ¹ {(d - d_f)/L} = 180(d

max し 丄 し

(8) d_c: 細孔径

d_f ： フ ア イ バ素線径

L ： 細孔長さ (1)、（4)、（8) 式よ り 以下と な る。

Θ = a + β

max max max

= tan"¹ (6.79 " ³ Έ) + 180(d_c- d_f ) ( 7Γ L )

(9) こ こ で し ( L " ) が短い場合は右辺第 2 項が支配的 と な り 、 L ( L 〃 ) が長い場合は右辺第 1 項が支配的 と な る の で以下と考え る。 と い う のは、 α は L ' の 3 乗に比例する か らであ る。

① シ ン グルモー ドの場合 ；

L の下限値について ：

d_f) ( ττ L ) ≤ 0. 1

ゆえに L ≥ 1800 (d_c — d_f )/ 7Γ (10) L の上限値について ：

Θ

max tan^-1 (6.79WL" ³/d " ⁴E) ≤ 0. 1

ゆえに L = L 〃 / ( sz)

≤ (tanO.1 ° x d" ⁴E/6.79w)^{1 /3}/(sz) (11)

② マルチモ ー ド の場合 ；

L の下限値について ：

Θ 180(d.

max d,)/ ( 7Γ L ) 0.2

ゆえに L ≥ 900 (d_o- d ) / π

し 丄 (12)

L の上限値について

Θ ≡ tan— ¹ (6.79WL" ³/d " ⁴E)

max 0.2

ゆえ に L = L 〃 / ( sz)

(tanO.2 ° x d" ⁴E/6.79 ) ^{1 3}. (sz) (13) なお、 0 _m 111_a Λ_Y ≤ 0. 1 ° 又は 0.2 ° は一例であ る。 上式に基づい て、 請求項 4 〜 1 1 に対する場合の具体的計算結果について は、 実施例の部分において述べる。

本発明の光フ ァ ィ バ コ ネ ク タ用キ ャ ビラ リ の製造方法において は、 射出成形時の上記成形 ピ ン の曲 り に伴う 細孔の角度ズ レを予 測 し、 その角度ズ レを所定値以下に押え るべ く 、 金型キ ヤ ビテ ィ 内におけ る射出成形用 コ ンパ ゥ ン ドの粘性を適正値に調整す る こ と と して も よ い。

ま た、 本発明の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法に おいては、 射出成形時の上記成形 ピ ンの曲 り に伴う 細孔の角度ズ レを予測 し、 そ の角度ズ レを所定値以下に押え るべ く 射出速度を 適正値に調節する こ と と して も よ い。 なお、 ス プール先端か ら製 造部に至る ス プール長と ラ ンナー長と の和、 ラ ンナー部の径と フ イ ルム ゲー 卜 の厚み と の比等の金型の改良も、 直接的に は粘性、 射出成形速度に影響を与え、 それによ つ て成形曲が り を抑えてい る のであ っ て、 こ の範疇に属する こ と はい う ま で もない こ とであ る。

上述の max の予測式（9) において、 w (成形ピン横荷重） は、 コ ンパ ゥ ン ドの粘性や射出速度によ っ て影響を受け る。 したがつ て、 成形 ピ ン寸法が定め られた後において も、 コ ンパ ウ ン ド の粘 性や射出速度を コ ン ト ロ ールする こ と によ っ て、 細孔の角度ズ レ ( _max ) を規定値以下に コ ン ト ロ ールする こ とができ る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法において は、 下式を満たす条件下で射出成形を行う こ と と して も よ い。

① シ ン グルモ ー ドの場合 ；

tan—¹ [ 6. 79L³ s ³ z ° x e x p { - A log 77 + B ) } / ( d_c ⁴ E ) ] + 1 8 0 ( d_c- d_f) / ( 7Γ L ) ≤ 0. 1 (14)

② マルチモー ドの場合 ；

tan— ¹ [ 6. 79L³ s ³ z x e x p { - A log 7? + B ) } /

( d_c ⁴ E ) ] + 1 8 0 ( d_c- d_f) / ( 7Γ L ) ≤ 0. 2 (15)

A ： 定数 η ： コ ンパ ウ ン ド の みか け粘性値

Β ： 定数

射出成形時に成形 ピ ン に働 く 横荷重 w と コ ンパ ゥ ン ドの みか け 粘性値 と の間に は実験的に以下の関係があ る こ とが判明 した。

w = expi- (A log?7 + B ) i 丄 6)

A ： 定数、 一例 0.46

B ： 定数、 一例 2.81

つま り 、 上記一例の元において は コ ンパゥ ン ドのみかけ粘性値 を高 く した方が wが小さ く な る。 wが小さ く な る と い う こ と は、 成形 ピ ンの射出成形時の曲げ も小さ く な る と い う こ と であ る。 し たがって、 " を含む式（14)、 （15)のパラ メ ータ を操作してやれば、 細孔の傾斜角が小さ い （すなわちフ ア イバ素線の傾斜角の小さ い） キ ヤ ビラ リ を製造でき る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法において は、 上記射出成形用 コ ンパゥ ン ド中のセ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積分 率が 3 0 〜 7 0 %であ る こ とが好ま しい。 セ ラ ミ ッ ク ス粉末の体 積分率が低すぎる と、 成形体及び焼結体中に ポアが発生 しやす く な り 、 細孔内面の表面粗さ が粗 く な る。 ま た、 成形体の脱脂に要 す る時間が長 く な る。 さ ら に、 収縮率の安定性が悪 く な つ て焼結 体の寸法精度が悪 く な る。

セ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積分率が高すぎる と、 射出成形時に コ ン パウ ン ドが円滑に流れに く く な つ て成形体の肌荒れ （すなわ ち焼 結体の肌荒れ） が生 じ る。 したが っ て、 上記範囲内が好ま しい。 生産の安定性のために は、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積分率は 4 0 〜 6 0 %がよ り 好ま しい。

表 1 は、 種々 のバイ ン ダ一組成におけ る成形体の評価をま と め た グラ フ であ る。 セ ラ ミ ッ ク ス粉末 （ Z r O。 、 粒径 0.3 β m ) を、 表の左欄に示す体積分率で配合 した。 こ の表か ら分かる よ う に、 ポ リ スチ レ ン系、 ア ク リ ル系、 ワ ッ ク ス系のバイ ン ダーを用 いて、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末体積分率 3 0 〜 7 0 % の範囲内で満足す べき結果が得 られた。 ァ ク リ ル系バイ ン ダーでセ ラ ミ ッ ク ス粉末 体積分率 4 0 、 6 0 % の コ ンパ ゥ ン ドを用いた場合は、 特に良好 な成形体が得 られた。

l

種々 のコンパゥンド組成における成形体の評価

(セラミックス = Zr 0₂、粒径 0. 3 m )

X バ ィ ン ダ 一 ポ ァ 脱脂性 収縮安定性 肌荒 れ

2 0 ポ リ ス チ レ ン 系 X 〇

2 0 ァ ク リ ル系 Δ 〇

3 0 ポ リ ス チ レ ン 系 Δ Δ Δ 〇

3 0 ァ ク リ ノレ系 △ Δ 〇 〇

4 0 ァ ク リ ル系 〇 〇 〇 〇

6 0 ァ ク リ ノレ系 〇 〇 〇 〇

7 0 ァ ク リ ル系 〇 〇 〇 Δ

7 0 ワ ッ ク ス 系 〇 △ 〇 〇

8 0 ァ ク リ ル系 〇 〇 〇 X

8 0 ワ ッ ク ス 系 〇 厶 〇 X

〇：良好 △ :可 X ：不可

本発明の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法におい て は、 上記射出成形金型の成形 ピ ンが W C を含む高剛性材料 （ャ ン グ率 5 X 1 0 ⁴ kg / mm ² 以上） か ら構成さ れている こ と が好ま し _ _lg _ い。 成形 ピ ンの射出成形時にお け る 曲が り を小さ く す る こ と がで き る か ら であ る。

本発明の光フ ア イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法において は、 上記光フ ァ イ バがマルチモ ー ド光フ ァ イ バであ り 、 上記成形 ピ ンの細孔部の径が 1 4 9 〜 1 8 5 μ m であ る こ と が好ま し い。 ま た、 シ ン グルモー ドの場合は成形 ピ ン の細孔部の径が 147 〜 178 m が好ま しい。

成形体の収縮率が 2 %未満であ り 、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積分 率が 4 0 〜 6 0 %であ り 、 焼結体の相対密度 1 0 0 % (理論密度 と 同 じ） の場合は、 成形 ピ ンの径が上記のよ う に な る。 なお、 マ ルチモー ド光フ ァ 用のキ ヤ ビラ リ 細孔径は 1 2 7 〜 1 3 2 m 、 シ ン グルモー ド光フ ァ '用のキ ヤ ビラ リ 細孔径は 125.5 〜 1 2 1 μ m であ る。 かか る ピ ン は従来使用 して いた ピ ン （約 140 m ) よ り 太 く 、 そのために射出成形時の ピ ンの曲が り を小さ く す る こ とができ る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法において は、 上記セ ラ ミ ッ ク ス粉末の粒径が平均 1 m 以下であ り 、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積分率は 3 0 〜 7 0 %であ る こ と が好ま しい。 成形体、 焼結体の性状を確保する ためであ る。 なお、 こ こ で言う 平均粒径と は、 メ ディ ア ン径 （累積分布 5 0 %の径） であ る。 セ ラ ミ ッ ク ス粉末の材質と しては、 Y₂0。部分安定化 Zr0₂、 CeO。部 分安定化 Zr0。 （同一出願人に よ る 出願、 平成 6 年 3 月 10日 出願、 整理番号 935513) 、 A1₂0。 等を使用でき る。

本発明の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法において は、 上記バイ ン ダーの主成分が平均分子量 1 万以上の高分子化合 物であ る こ とが好ま しい。 コ ンパゥ ン ドの粘性を高め る の に有効 だか らであ る。 その よ う な高分子化合物の例 と して は、 ア ク リ ル 系樹脂、 ポ リ スチ レ ン系樹脂等を挙げる こ と ができ る。 こ の中で は、 ア ク リ ル系樹脂が成形体の収縮率が低 く 、 寸法安定性が良好 と な る の で特に好ま しい。 図面の簡単な説明

図 1 本発明の一実施例にかかる キ ヤ ビラ リ の断面図であ る。 図 2 従来の光コネ ク タ を示す断面図であ る。

図 3 キ ヤ ビラ リ 射出成形用 ピ ンのたわみを示す図であ る。 図 4 キ ヤ ビラ リ の細孔と光フ ァ イ バ素線と の傾き を表す図で あ る。

図 5 キ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔部の長さ と最大たわみの関係を 示すグ ラ フ であ る。

図 6 キ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔部の長さ と最大たわみ角の関係 を示すダラ フ であ る。

図 7 キ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔長さ と フ ァ イ バ素線の最大角度 ズ レ 0 ili a と の関係を示すグラ フであ る。

図 8 従来の フ ヱ ルールを用いて作製 した光フ ア イ バ接続部の 接続損失の変動を示すグラ フ であ る。

図 9 本発明の第二態様の一実施例にかかる光フ ァ イ バコネ ク タ用キ ヤ ビラ リ と、 それに揷入さ れる光フ ア イ バを概念的に示す 図であ る。

図 1 0 小径直管部の長さ と フ ァ イ バの接着強度と の関係を示 すグラ フ であ る。

図 1 1 本実施例の フ ヱ ルールを用いて作製 した光フ ァ イ バ接 続部の接続損失の変動を示すグ ラ フ であ る。

図 1 2 比較例の フ ヱ ルールを用いて作製 した光フ ァ イ バ接続 部の接続損失の変動を示すグラ フ であ る。 — ₂Q — 図 1 3 本発明のセ ラ ミ ッ ク キ ヤ ビラ リ の別実施例の断面図で あ る 。

図 1 4 コ ンパ ウ ン ド粘性 （ ポ ア ズ） と成形 ピ ン に かか る 横 荷重 w ( kgf/ mm²)と の関係を示すグラ フ であ る。

図 1 5 細孔長 L を変化させた時に、 軸芯ずれ _max ≤ 0.2 ° を達成 し う る粘性値の領域を示すグラ フ であ る。

図 1 6 細孔長 L を変化させた時に、 軸芯ずれ 0 _maY ≤ 0.1 。 を達成 し う る粘性値の領域を示すグ ラ フ であ る。

図 1 7 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。

図 1 8 従来の射出成形型の 1 例の断面図であ る。

図 1 9 キ ヤ ビ ラ リ 太孔長と フ ァ イ バ —芯線保持強度と の関係 を示すグラ フ であ る。 実施例

以下、 本発明の実施例及び比較例を説明する。 ま ず、 従来よ り の細孔加工を前提と したテーパ部のないキ ヤ ビラ リ にかかる比較 例を先に説明する。

以下の条件で、 比較例のキ ヤ ビラ リ 用焼結体を製作 した。

形状 ： 図 2 に示す。 細孔 1 0 5 が長い （ 10mm ) の が特徴であ る

製造方法 ： 射出成形—焼成

セ ラ ミ ッ ク ス粉末体積分率 ： 4 1 %

成形 ピ ン材質 ： 超硬合金

コ ン パ ゥ ン ド粘性 ： 1.1 X 10³ (poise)

細孔内径は研削加工の削 り し ろ を見込んで以下と した。

焼結体細孔内径 ： 1 0 0 ^ m 成形体細孔内径 ： 1 3 8 μ

成形 ピ ン外形 ： 1 3 8 / m

なお、 成形体か ら焼結体に至る収縮率を 7 3 % と した。

細孔長さ は以下と した。

焼結体細孔長さ ： 1 0 . 5 ram

成形体細孔長さ ： 1 4 . 5 mm 上記条件で製作したキヤ ビラ リ用焼結体の細孔の最大たわみ （ y _max ) は 27 // m であ っ た。 こ のデータ と成形 ピン径 d ' = 138 β m 、 ピ ンのヤ ン グ率 E = 5. 31 x 10⁴kg/mm² 、 合計収縮率 s z = 0. 73、 L〃 - 14. 5mm, を式（7) に入れて、 射出成形時に成形 ピ ン に働 く 横荷重 w = 1. 1 X 10— ⁴kgf/mmを得た。

ま た上記デー タ を式（4) に代入 して、 細孔の傾斜角 は、 a _max = 0.42° と な る （後述の図 6 に△で印す。 ）

一方フ ァ イ バ素線の細孔に対する傾斜角 ^ _ma，， は、 式（8) に、 細孔径 d_c= 132 m (マルチモー ド最大径） 、 フ ァ イ バ素線径 df = 125 . L = 10. 5miDを代入 して、 β… = 0. 035 ° と な る。

ID α X

し たが っ て、 フ ァ イ バ素線の角度ズ レ （ フ ァ イ バ素線の キ ヤ ビ ラ リ に対する傾斜角） 0 _max は、

^ max ⁼ " max + ^ max = ⁰· ⁴²。 + ⁰· ⁰³⁵ ° = ⁰' ⁴⁵。

と な る。 こ の _mQV の

111 α A 値は、 シ ン グルモ ー ドの限度値 0. 1 ° 及び マルチモー ドの限度値 0. 2 ° よ り は る かに大き な値であ っ て、 問 題にな ら ないほ ど悪い。

次に、 細孔加工を前提と しないキ ヤ ビラ リ につ いて説明す る。 形状例 ： 細孔 3 、 テーパ穴部 4 、 太孔 2 を有する タ イ プの キ ヤ ビ ラ リ の形状例を図 1 に示す。

材質、 製造方法等 ： 細孔加工を しな い こ と を除いて上述の従来 型の場合と 同 じ と した。 細孔内径 ： 以下の 4 タ イ プで考えた。

① シ ン グル 1 ： 焼結体 d_r = 12Ί μ m 、 成形体 d 〃 = 1 7 4 〃 m

し

② マルチ 1 ： 焼結体 d_e = 128 m 、 成形体 d " = 1 7 5 m

③ マルチ 2 ： 焼結体 = 130 a m 、 成形体 d " = 1 7 8 ί m

④ マルチ 3 ： 焼結体 d„= 132 μ m 、 成形体 d 〃 = 1 8 0 μ m 図 5 はキ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔部の長さ と最大たわみの関係を 示すグラ フ であ り 、 こ の グラ フ に よればキ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔 部の長さ が小さ く な る と指数関数的にたわみ y _max が小さ く な る こ とが分かる。 なお、 比較例は△で付記 した。 一方、 図 6 はキ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔部の長さ と最大たわみ角の関係を示すグラ フ であ り 、 こ の グラ フ に よればキ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔部の長さ が 小さ く な る と指数関数的にたわみ角 " _mflY が小さ く な る こ とが分

111 d Λ

か る 。

図 7 は、 キ ヤ ビラ リ 焼結体の細孔長さ と フ ア イ バ素線の最大角 度ズ レ ⁰ max と の関係を示すグ ラ フ であ る。 角度ズ レ ⁰ _max は、 ^ max =細孔傾斜角 《 _max + フ ァ イ バ素線傾斜角 ^ _max

であ り 、 式（9) で計算でき る。

wを上述の実験値と し、 d_f = 125 m と し、 =127、 128、130、132 μ m と した場合の角度ズ レ 0 _m。_v を図 7 のグラ フ上に表 した。 ① m

は シ ン グル ' モー ド =125~ 127 m におけ る代表例、 ②のマル

し

チ 1 は d 126〜 128 β m におけ る代表例、 ③のマルチ 2 は =128

し し

〜 130 β m にお け る代表例、 ④のマルチ 3 は d =130〜 132 β m にお け る代表例であ る。

それぞれについて上限値を代表的実施例に選んだ理由は、 それ らが最も厳 しい条件だか ら であ る。 （ 8 ) 式よ り フ ァ イ ノく一素線 傾斜角 5 _ms，， は （d — d_f) に比例する。 フ ァ イ バー素線径 d_f ^ 125

lil d λ し 丄 丄 β m だか ら、 ほ ど 3

しが大き い _m lit d_aY は大き く な る。 一方、 角度ズ — o。 一 レ _max は （ 9 ) 式の よ う に S _max = a _max + _max で示 さ れ る か ら、 （^が大き い方が角度ズ レが大き く な り 、 条件と して は厳 し く な る わ け で あ る 。 な お、 角度ズ レ上限値を シ ン グルモ ー ドの場 合 0. 1 ° 、 マルチモー ドの場合 0. 2 ° 、 あ る いは、 さ ら に安全に 見て シ ン グルモ ー ド の場合 0. 05° 、 マ ルチ モ ー ド の場合 0. 1 ° と した細孔内径（^と細孔長さ L と の好ま しい関係は、 前述の と お り であ る 。

一方、 光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の孔の寸法を決定する に際 して は、 熱冷衝撃を も考慮 しな ければな らない。

特公平卜 45042 コ ネ ク タ （図 1 7 参照） で は、 光フ ァ イ バ芯線 1 0 1 を フ ラ ン ジ 1 0 7 での みで支え る が、 こ の よ う な構造で は 熱冷衝撃 （加熱と冷却 と衝撃と を繰 り 返 し加え る こ と 。 ） に十分 耐え る と は いえ な い。 具体例を以下に説明する。

図 8 は、 従来の フ ヱ ルールを用いて作製 した光フ ア イ バ接続部 の接続損失の変動を示すグラ フであ り 、 横軸は熱冷衝撃サイ ク ル 数、 縦軸は接続損失の変動を示す。 上記グ ラ フ の作成条件は次の と お り であ る。

キ ヤ ビ ラ リ ：

キ ヤ ビ ラ リ の材質 ： Zr0₂ (ィ ッ ト リ ァ部分安定化、 Y₂0₃の Zr

0₂に対す る 割合は 5. 3wt¾)

焼成体の外径 ： 2.499 ± 0. 0005mm

焼成体の長さ ： 10. 5mm

小径直管部の長さ ： 10. 0mm

小径直管部の径 ： 125. 5 〜 126. 0 m

先端部の加工法 ： P C研磨 （球面加工）

熱冷衝撃サ イ ク ル ：

常温— 7 5 °Cで 1 0 0 mm高さ か ら落下— 7 5 °Cで 3 0 分保持→ 常温—— 4 0 度で 1 0 0 高さ か ら落下—— 4 0 °Cで 3 0 分保持

→常温を 1 サイ ク ルとする。

こ の ク ラ ス の接続損失の管理値は ± 0 . 2 d B であ る。 1 0 サ ン プ ルに つ いて 1 0 0 サ イ ク ルの試験を し た と こ ろ 、 8 サ ン プルは良 好であ つ たが、 2 サ ン プルは 2 0 サイ ク ルを超え る と接続損失が 変動 し始め、 3 0 サイ ク ルで管理値を超えて しま っ た。

すなわち、 n = 1 0 とサ ンプル数は少ないが、 2 0 % も の不良 が認め られ、 フ ア イ バ芯線を フ ラ ン ジのみで保持する従来の コ ネ クタは、 現状の接着方法 （接着剤 2液タイプエポキシ樹脂 3 5 3 N D ) では、 信頼性に乏 し い構造であ る と言え る。

図 1 9 は、 そ の事情を確認 した も の であ る 。 フ ヱ ルー ルに素線 を露出 さ せずに芯線のみを接着剤で固定 し、 引張試験を行っ た。 そ の結果、 フ ラ ン ジ の みで固定 した も の に つ いて は 2 kg f 程度で 剥れたのに対 し、 本発明の第二態様の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ において太孔部の長さ を 2 mm以上に した も のについては、 4 kg f 程度の芯線保持強度を示 した。 し たが っ て、 太孔部長さ は 2 mm以上 と る こ と が好ま し い。

図 9 は、 本発明の第二態様の一実施例にかかる光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ と、 それに揷入さ れる光フ ァ イ バを概念的に示 す図であ る。 光フ ァ コネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 1 の内部には、 細 孔 3 、 テーパ穴部 4及び太孔 2 が形成されている。 光フ ァ イバ 1 0 は、 フ ァ 芯線 1 1 か ら フ ァ イバ素線 1 2 がむき出されている。 フ ァ イ バ素線 1 2 は、 キ ヤ ビ ラ リ 1 の細孔 3 及びテ ーパ穴部 4 に 挿入さ れる。 フ ァ イ バ芯線 1 1 は、 キ ヤ ビラ リ 1 の太孔 2 に揷入 さ れる。 挿入部分に は接着剤 （エ ポ キ シ樹脂系等） が塗布さ れ固 定さ れる。

図 9 の実施例のキ ヤ ビラ リ の内径寸法は以下の と お り であ る 。 — — 太孔 2 の内径 ： 1 . 0 〜 1 . 2 m m

細孔 3 の内径 ： 125 〜 127 m ( シ ン グル）

126 〜 132 in (マ ルチ ）

細孔 3 の長さ を L ₃ 、 テ ー パ穴部 4 の長さ を L ₄ 、 L ₃ と L ₄ と の合計を L t とす る。

図 1 1 は、 本実施例の フ ヱ ルールを用いて作製 した光フ ァ イ ノく 接続部の接続損失の変動を示すグ ラ フ であ り 、 横軸は熱冷衝撃サ イ ク ル数、 縦軸は接続損失の変動を示す。 上記グ ラ フ の作成条件 は次の と お り であ る。

キ ヤ ピラ リ の材質 ： 上記従来例 と 同 じ

焼成体の外径 ： 2.499 ± 0.0005mm

焼成体の長さ ： 10. 5mm

小径直管部の長さ L ₃ ： 6 mm

小径直管部の径 ： 125. 5 〜 128. 5 n m

テ一パ管部の長さ L ₄ ： 1 mm

L t ： 7 mm

先端部の加工法 ： P C研磨 （球面加工）

熱冷衝撃サイ ク ル ： 上記従来例 と 同 じ

実施例は 1 0 0 サ イ ク ル終了後で、 全 1 0 サ ン プル と も に、 接 続損失の変動は ± 0.2dB 内であ り 良好であ っ た。

図 1 2 は、 比較例の フ ヱ ルールを用いて作製 した光フ ァ イ バ接 続部の接続損失の変動を示すグ ラ フ であ り 、 横軸は熱冷衝撃サイ ク ル数、 縦軸は接続損失の変動を示す。 上記グ ラ フ の作成条件は 次の と お り であ る。

比較例 1 の キ ヤ ビ ラ リ ：

キ ヤ ビラ リ の材質 ： 上記従来例 と 同 じ

焼成体の外径 ： 2.499 ± 0. 0005mm — — 焼成体の長さ ： 10. 5mm

小径直管部の長さ し 。 ： 3 mm

小径直管部の径 ： 125. 5 〜 126. 0 m

テーパ管部の長さ L ₄ ： 1 mm

L t ： 4 mm

先端部の加工法 ： P C研磨 （球面加工、 R 20土 5mm ) 熱冷衝撃サイ ク ル ： 上記従来例 と 同 じ

こ の比較例は 7 0 サイ ク ル終了後で、 1 0 サ ンプル中、 4 サ ン プルは - 0.2dB を超え、 残 り 6 サ ンプル中、 1 サ ンプルも傾向 と しては良 く な い。 したが っ て、 L t が 4 mm以下では寿命の点で好 ま し く な い。

熱冷衝撃サイ ク ル試験を他の例 も試 したのでその結果を表 2 に 示す。

2

表 2 は L を 4 111111か ら 10. 5111111ま で変化さ せ、 各々 接続損失の変 動を調べた も ので、 比較例 1 ( L t = 4 ） は 3 0 サイ ク ルです でに 0.3dB を超えたので判定は X 、 比較例 2 ( L t = 10.5mm) は 5 0 サイ ク ノレで 0.3dB 以上なの で判定は X であ る。

実施例 1 ( L t = 5 mm) 、 実施例 2 ( L t = 5.5 mm) 、 実施例 3、 4 ( L t = 6 mm) 、 実施例 5、 6、 7 ( L t = 7 mm) お よ び 実施例 8 ( L t = 8.5 mm) は良好であ り 、 判定は〇であ っ た。

更に、 と も に L t = 7 mm であ る実施例 5 ( L ₃ = 1 mm) 、 実 施例 6 ( L = 3 mm) 、 実施例 7 ( L ₃ = 6 mm) のいずれ も判定 は〇であ る こ とか ら、 L = 3 mmま たは L の大小に左右さ れずに L t が 5 〜 8.5 mmであればよ い結果がえ られる こ とが分か っ た。

5 〜 8.5 mmで接続損失の変動が低 レ ベルに留ま る理由は二つ考 え られる。 まず 8.5 mm以下であ る と良いの は、 芯線を保持する た め の太孔部を 2 mm以上有する こ と がで き る ため、 フ ァ イ バー芯線 を確実に保持する こ と ができ 、 耐衝撃構造と な っ て いる ためであ る。

ま た し t が 5 mm以上だと良いの は、 図 1 0 に示すよ う に、 フ ァ ィ バ素線と フ ヱ ルー ル と の接着強度は、 フ ア イ バ素線と フ ヱ ノレ一 ルが直接接着さ れる部分の長さ と比例 し、 なおかつ無機物同士の 結合なの で、 熱的サイ ク ルに よ っ て内部応力は発生する が熱劣化 は生 じに く い。 し た が っ て 4 mmで は接着強度が繰 り 返 し内部応力 に抗する ほ ど大き く な いため問題があ り 、 5 mm以上でよ い結果が 得 られた。 さ ら に図 1 0 の関係に よ り 、 5.5 mm以上、 よ り 好ま し く は 6 mm以上にすれば、 よ り安全であ る。

し た が っ て 、 光フ ァ イ バの接着強度は、 小径直管部の長さ L ₃ と テ一パ管部の長さ L ₄ と の和 L t に関係す る と言え、 こ の L t が 5 〜8.5 mm、 よ り 好ま し く は 5.5 〜8.5 mm、 さ ら に好ま し く は 6 〜 8.5mm の範囲であれば、 熱冷衝撃試験に耐え得る セ ラ ミ ッ ク キ ヤ ビラ リ を提供でき る。 ま た、 テーパ管部を長めに と る こ と に よ り 、 小径直管部を短 く して も熱冷衝撃に耐え得る構造で、 なお かつ射出成形工程時の孔の変形が小さ く 、 成形 ピ ン の寿命 も長 く な る。

図 1 3 は、 本発明のセ ラ ミ ッ ク キ ヤ ビ ラ リ の別実施例の断面図 であ り 、 こ のセラ ミ ッ ク キ ヤ ビ ラ リ 2 1 は、 小径直管部 2 3 、 テ ー パ管部 2 3 (テーパ管部 2 4 は第 1 テーパ管部 2 5 、 直管部 2 6 及び第 2 テーパ管部 2 7 か らな る。 ） 大径直管部 2 2 が順に設け られた も の であ り 、 小径直管部 2 3 、 テ ーパ管部 2 4 が接着強度 の向上に寄与 し、 しか も小径直管部 2 3 を充分に短 く する こ と が でき る。

すなわち、 テーパ管部 2 4 は小径管部 2 3 と大径管部 2 2 をテー パ部分 （こ の例では 2 5 、 2 7 ) を含むテーパ管部であればよ く 、 その中に 1 個ま たはそれ以上の直管部を含むこ と は差 し支えない。 次に、 射出成形用 コ ンパウ ン ドの粘性に着目 して光フ ァ イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造パラ メ ー タ を制御する本発明のキ ヤ ピ ラ リ 製造方法について説明する。

フ ァ イ バ芯線の角度ズ レ _max は上述（9) 式よ り 以下で与え ら れる。

Θ = a + β

max max max

= tan^_1(6. 79wL" ³ / d " ⁴E) + 180(d - d_f)/ π L

し 丄

(9) こ の式に、 w と と の関係を示す実験式であ る上述の （16)式を 代入す る。

w = exp{- (A log+ B)} (16) そ の結果が シ ン グルモ ー ドに お いて は（ 14)式、 マ ルチ モ ー ド に おいて は（15)式であ る。

tan—¹ [ 6.79L³ s ³ z ³ x e x p { - （ A log + B ) } Z d し E ] + 1 8 0 ( d_c- d_f ) / π L ≤ Q. I - (14) tan—¹ [ 6.79L^J s ³ z ³ x e x p { - ( A log T? + B ) } / d_£ ⁴

E ] + 1 8 0 ( d_c- d_f ) / π L ≤ 0.2 (15)

A ： 定数

7 ： コ ンパ ゥ ン ドの みか け粘性値

B ： 定数

こ の 1 4 、 1 5 式では、 望ま しい 0 と して シ ン グルモー ドに関 しては≤ 0.1 。 、 マルチモー ドに関 しては ≤ 0.2 。 と してあ る。 こ れ らの式の関係を具体的に見てみる。

上記 wの実験式を具体的に確定する ため、 本発明の実施例にお いては以下の手法に よ り 7? (コ ンパウ ン ドのみかけ粘性値） を求 めた。 コ ンパウ ン ドの温度を、 射出成形機の シ リ ンダー内におけ る コ ンパゥ ン ドの温度よ り も 3 0 °C低い温度、 具体的には 1 2 0 °C と した。 そ して、 荷重 2 0 ( kgf /mm² ) を コ ン ノ、°ゥ ン ドにかけ て、 径 l mmx長さ 1 mmの毛細管を通過させた。 その時の単位時間 あた り の コ ンパ ウ ン ドの通過量を測定 した。 そ の測定値か ら、 二 ユ ー 卜 ン流体近似で 7? を算出 した。

次に、 こ の 7? と w と の関係を以下条件の実験によ っ て求めた。 使用セ ラ ミ ッ ク ス粉末 ： 材質 ZrO。、 平均粒径 0.3// Π1 、 体積分 率 4 1 %

バイ ン ダ一 ： ァ ク リ ル系樹脂、 平均分子量 2万

成形ピ ン径 ： 0.180mm

コ ン ノ、 °ゥ ン ド温度 ： シ リ ンダー部 1 5 0 °C、 キ ヤ ビテ ィ 部推定 1 2 0 °C

射出速度 ： 5 %

図 1 4 は、 コ ン ノ、 ° ゥ ン ド粘性 （ポアズ） と成形 ピ ン にかか る 横荷重 w (kgf/mm" ) との関係を示すグラ フである。 この場合は、 上記（13)式の定数は、 A = 0.46、 B = 2.81であ っ た。

w = exp{- (0.46 log + 2.81)} (15) 以上の式を用いて望ま しい コ ンパ ゥ ン ド粘性値を求め る。

マ ノレチ モ 一 ドの場合

成形体の収縮率 z = 0.99、

成形 ピ ン ヤ ン グ率 E = 5.31 X 10⁴ kg/mm².

L = 10.5mm、

d^し= 0.1285mm,

d_f = 0. 125 mm、

こ れ ら の値を（12)式左辺第一項に代入する と と も に、 セ ラ ミ ツ ク ス体積分率を 0.3 〜 0.7 、 7? を 1 x lO⁴ 〜 1 x lO⁰ ポアズの範 囲に振っ て、 a _m。_Y を求めた。 表 3 に、 そ の結果を示す。

こ の表 3 か ら、 コ ン ノ、°ゥ ン ド粘性値 7? を 7? ≥ 2.2 10⁵ poise と すれば、 0.3 ≤ X ≤ 0.7 の どんなセ ラ ミ ッ ク ス体積分率 X に対 し て も a _m:3Y が L = 10.5mmにおけ る望ま しい値ひ _{m a v} ≤ 0. 16。 （ ·.·

Ill a A III a A β _m。_v が L = 10.5mmの時 0.04° ) に収ま る こ と がわかる 。 ま た、

ΙΠ d Λ

射出成形性を考えた と き の よ り 好ま しいセ ラ ミ ッ ク 体積分率であ る 0.4 ≤ ≤ 0.6 に対 して は、 X _m。_v ≤ 0. 16と な る コ ン ノヽ°ゥ ン ド

ΙΠ a X

粘性値 " と な り う る幅は さ ら に広 く な り ？/ ≥ 1.9 X 10⁵poiseで も よ い こ と にな る。

シ ン グルモ一 ドの場合

d_r = 0.127mm 、 d_f = 0.125 mm, L = 10.5mm、 その他はマルチモー し 丄

ドの場合と 同様に して、 計算 した。 表 4 にその結果を示す。

表 4

の表 4 か ら、 コ ンパゥ ン ド粘性値 2 X 10" poise とす れば、 0. 3 ≤ x ≤ 0. 7 の どんな セ ラ ミ ッ ク ス体積分率 X に対 し て も ひ _m。_v が L = 10. 5mmにお け る望ま しい値 a _{ma v} ≤ 0. 089

Π1 α λ 。 ( ···

III

β… が L = 10mmの時 0. 011° ) に収ま る こ と がわかる 。 ま た、 射出成形性を考えた と き の よ り 好ま しいセ ラ ミ ッ ク体積分率であ る 0.4 ≤ ≤ 0. 6 に対 して は、 X _m。_v 089

Ω1 d ≤ 0. と な る コ ンパゥ ン ド粘性値 7? と な り う る幅は さ ら に広 く な り 7? ≥ 1. 9 X 10⁵poiseと な る。

以上の よ う に、 細孔長 Lの値を変化さ せる代わ り に、 コ ンパゥ ン ド粘性値を変化さ せればやは り 形成時の曲が り を抑え る こ とが でき 、 それに よ つ て光フ ア イ バコ ネ ク タ突合せ時の軸芯ずれを未 然に防ぎ得る フ ヱ ルールを提供でき る こ とを示 した。

次に、 細孔長 L と、 コ ンパウ ン ド粘性値 7? を同時に適正化 して い く 場合について示す こ と にする。

マ ノレチ モ ー ド の場合

d_c= 0. 1285mm

d_f = 0. 125 mmと した。

表 5 は細孔長 L を変化させた時に、 軸芯ずれ 0 _mav ≤ 0.2 。 を 達成 し う る粘性値の範囲を示す。 図 1 5 はそれを グラ フ上の領域 で示 した も のであ る。

細孔長 さ 最大倒れ角 許容た わ み角 コ ン パ ゥ ン ド 粘性 許容値

L β max a max V ο

mm poise

0. 4 ≤ X ≤ 0. 6 0. 3 ≤ X ≤ 0. 7

1 0 . 5 0. 04 0. 16 1. 9 10⁵ 以上 2. 2 X 10⁵ 以上

7 0. 06 0. 14 1. 5 10⁴ 以上 1. 7 X 10⁴ 以上 4 0. 10 0. 10 8. 2 X 10² 以上 9. 3 X 10² 以上 3 0. 13 0. 07 2. 7 X 10" 以上 3. 1 10² 以上

2 0. 20

の結果か ら以下の こ とがわかる。 まず L を小さ く してい く β _max が大き く な る。 そ して L < 2 mmにな る と、 β 2

■ … > 0.

max 。 と な る。 0 max = « max + nmx 、 《 _maX ^{≥ 0} であ るか ら、 こ の 場合任意の粘性値に対 し、 Θ _fflax > 0.2 ° と な り 、 軸心ずれを適 正値に抑え る こ と ができな く な る。

L > 2 mmにおいては、 L を小さ く す る と β max が大き く な り α m_ax 許容値は厳 し く な る も のの、 （13)式よ り ひ _max は L の 3 乗に 比例する ため、 （15)式におけ る粘性値 の許容範囲はかえ つ て広 がる。

したが っ て L > 2 mmにおいては L→小ほ ど粘性条件の指定が容 易にな る。 一般にキ ヤ ビテ ィ 内に入る時の コ ンパゥ ン ドの粘性は 1 X 10⁴ 〜 10⁵ poise 程度が適当であ り 、 それを こ え る と シ ョ ー ト シ ョ ー ト 等を生 じやす く 成形はき わめて困難にな る。 ま た粘性 が低すぎる と成形時に気泡等を巻き込みやす く な る。 ま たバイ ン ダ一の選定条件 も 限定さ れて く る。 こ の よ う な こ と か ら 、 粘性条 件を 1 X 10⁴ 〜 10⁵poiseに指定 し得る 2 L ≤ 9.6 mmで射出成形 すれば、 よ り 曲が り の少な いキ ヤ ビラ リ 一を製造でき る こ と にな る。

シ ン グルモ ー ドの dc = 0. 126 mm

d_f = 0. 125 mm

表 6 は細孔長 L を変化さ せた時に、 軸芯ずれ 0 _max ≤ 0.1 ° を 達成 し う る粘性値の範囲を示す。 図 1 6 はそれを グ ラ フ に上の領 域で示 した も のであ る。

シ ン グルモ ー ド角度ずれ規格値を満たす粘性条件

細孔長 さ a max 3 ン ゥ ン K

L (規格値） 粘性値 V mm po i s e

1 0 . 5 0. 089 7. 2 X 10⁵ 以上

o

9 0. 087 3. 5 X 10⁵ 以上

o

7 . 5 0. 085 1. 2 X 10⁵ 以上

6 0. 080 3. 2 X 10⁴ 以上

o

4 . 5 0. 074 1. 4 X 10⁴ 以上

o

3 0. 061 1. 5 X 10³ 以上

1 . 5 0. 023 1. 7 X 10² 以上

の結果か ら以下の こ とがわかる。 マルチモ ー ドの場合と 同様 に L を小さ く してい く と /3 _m Π1 α。, Λ _v が大き く な り 、 L く 1.1 mmにな る と 、 β… > 0.1 ° と な る。 したが っ て L く 1.1 mmでは任意の粘 ul X

性に対 して 0 _m。 _ν > 0.1 ° と な り 、 軸芯ずれを適正値に抑え る こ

a, A

と はでき な く な る。

L > 1.1 mmにおいて は、 図 1 6 に示すよ う に、 L—小ほ ど粘性 条件の指定が容易にな る。 マルチモ ー ドの場合と 同様の理由で、 粘性設定条件は 10⁴ 〜 10⁵poiseが適当 と考え られ、 そのためには 1.1 < L ≤ 7.2 mmとする こ とが好ま しい。

次に、 種々 のバイ ンダー系における組成と射出温度 （シ リ ンダー 温度） 、 同温度— 3 0 °C (想定キ ヤ ビテ ィ 温度） にお け る粘性値 を表 7 に示す。

表 7 有機添加物構成比 （ ％ )

セラミック セラミック 射 出 粘性 体積分率 粒径 温度

X アクリル系 ヮプクス スチレン 低分子 ( H m ) (。C ) ( po i s e )

0. 47 64. 6 22. 8 12. 6 0. 95 180 5 X 10³

0. 60 86. 9 13. 1 0. 95 110 2 X 10³

0. 56 89. 7 10. 3 0. 95 140 1 X 10⁴

0. 40 93. 7 6. 3 0. 95 110 4 X 1 o⁵

0. 30 95. 3 4. 7 0. 95 100 4 X 10⁶

0. 53 66. 6 14. 6 12. 5 6. 3 0. 3 150 1 X 10⁴

0. 53 72. 9 25. 0 2. 1 0. 3 150 6 X 10⁴

0. 40 65. 9 31. 8 2. 3 0. 3 100 2 X 10⁴

0. 53 89. 7 10. 3 0. 3 160 1 X 10⁵

0. 40 93. 7 6. 6 0. 3 120 4 X 10⁶

0. 40 66. 6 31. 2 2. 1 0. 07 150 1 X 1 o⁵

0. 35 89. 1 8. 9 0. 07 160 1 X 10⁶

0. 30 93. 7 6. 3 0. 07 140 5 X 10⁶ 表 7 よ り 以下がわかる。

① セ ラ ミ ッ ク スの粒径を小さ く す る と、 粘性がき わめて高 く な る ため、 セ ラ ミ ッ ク スの体積分率を小さ く しな ければな らな い。 粘性が 10³ poise 以上にな る と成形時に シ ョ ー ト シ ョ ー 卜 が生 じ る等のおそれがあ り 、 10⁶poiseを こ え る と成形条件を き わめて適 正に合わせな い と実際に シ ョ ー ト シ ョ ー 卜 が生 じた。

② コ ンパウ ン ドの粘性値を高 く する には、 ア ク リ ル系樹脂のよ う な平均分子量 1 万を超え る よ う な高分子材料を多 く 添加する の が効果的であ る。 特にア ク リ ル樹脂を用いた場合には成形収縮率 が 0.6 %以下と小さ く な る傾向があ り 、 寸法精度上他の平均分子 量 1 万を越え る高分子材料よ り も好ま しい と いえ る。

③ シ ン グルモ ー ドの場合には、 L = 1.5 ~ 3 mmでは、 表 7 の ど の コ ン ノ ゥ ン ドを用 いて も 、 フ ァ イ バ素線の角度ズ レ に影響は な い。 L = 3 mm以上では、 ァ ク リ ル系樹脂を主成分に した コ ンパゥ ン ドを用いる こ とが好ま しい。 さ ら に、 L = 10.5mmの場合には、 V ≥ 7.2 X 10" poise の必要があ る の で、 平均粒径 0.07 m の セ ラ ミ ッ ク ス粉末を用いた場合で も、 バイ ン ダ一有機添加物中 8 0 %以上はァ ク リ ル系樹脂とする必要があ る。

マ ルチ モ ー ド の場合には、 L = 2 〜 4 mmで は表 7 の どの コ ン ノ、° ゥ ン ドを用いて も、 フ ァ イ バー素線の角度ずれに影響はない。 L = 4 mm以上ではァ ク リ ル系樹脂を主成分に した コ ンパゥ ン ドを用 い る こ と が好ま しい。 さ ら に L = 10.5mmでは ？7 ≥ 2 x 10" poise の必要があ る の で、 平均粒径 0.07 m の セ ラ ミ ッ ク ス粉末を用 い た場合で も、 バイ ンダ—有機添加物中 7 0 %以上はァ ク リ ル系樹 脂とする必要があ る。

代表的な製造条件例を述べる。

キ ヤ ビ ラ リ 形状 ： シ ン グルモ ー ド、 細孔長さ 3 mm、 テーパ穴部 6 mm、 全長 10. 5mm

調合 ：

加水分解法に よ り 得 られた 5. 3wt % Y_o0₃添加 Zr0₉粉末 （平均粒 径 0 · 07 m ) とバイ ンダ一 と を、 セ ラ ミ ッ ク粉末の体積比が 4 0 〜 5 0 vol%と な る よ う に調合 した。 バイ ン ダ一 に は成形剤 と して は主と してァ ク リ ル系樹脂を用いた。 ま た可塑剤 と して D B P 、 滑剤 と して ヮ ッ ク ス も添加 した。

混練 ：

前記組成物を、 100 〜 150 °Cで混合、 60〜 80°Cで練成、 と い う 工程を 1 〜 5 回行い、 混練物を作成 した。

造粒 ：

前記混練物をペ レ タ イ ザ—を用いて造粒 した。

成形 ：

前記造粒物を、 シ リ ンダー温度 120〜 160 °C、 金型設定温度 20 ~ 40°Cで、 射出圧力 900 〜 1800kgZcm² 、 保圧圧力 180 〜800 kg / cm² 、 保圧時間 0. 5 〜 5 秒射出成形 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、 ゥ エ 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。 その際スプールか ら製品部に至る スプール長と ラ ンナ一長と の和は 50〜 1 0 O mm、 ラ ンナー部の径と フ イ ノレム · ゲー ト の厚み と の比は 1. 5 〜 5 が好ま しい。

脱脂 ：

加圧脱脂炉を用い脱脂 した。 脱脂時の昇温は、 180 ~ 230°C程 度で低分子成分をゆ つ く り 分解さ せる ためにゆ つ く り 昇温 し、 さ ら に T G — D T A曲線で も つ と も変化の大き い 250 °C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 ヤ ビ ラ リ よ り も長い時間を か け て昇 焼成 ：

大気雰囲気下、 1300〜 1500 °C x 2 Hr焼成 した。 昇温速度は 50〜 200 °C /h、 降温時は 800 °Cま で 50〜 200 °C /hで降下さ せ、 そ の後 炉冷 した。

以上の説明から明 らかなよ う に本発明は以下の効果を発揮する。

① 加工コ ス 卜 の低い光フ ァ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ を提供す る こ とができ る。

② 光フ ァ イ バの挿入が容易で、 挿入時に フ ァ イ バを傷つけ る お それがな い光フ ァ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ を提供する こ と が でき る。

③ 熱冷衝撃特性、 耐衝撃特性が良好なキ ヤ ビラ リ を提供でき る。

Claims

請 求 の 範 囲 ' . 2 本の光フ ァ イ バの端面同士を突き合わせ、 両光フ ァ イ バ間 に光信号を伝達する光コ ネ ク タ に用い られる キ ヤ ビラ リ であ つ て ；

筒状のセ ラ ミ ッ ク ス焼結体か らな り 、

光フ ァ イ バの素線を揷通する ための、 該光フ ァ イ バ素線外径 よ り もわずかに大き い内径を有する ス ト レ ー ト穴状の細孔と、 こ の細孔が開口する接続用端面と、 を有 し ；

こ の細孔内面が実質的に焼成肌であ る光フ ア イ バコ ネ ク タ用 キ ヤ ビ ラ リ 。

. 2 本の光フ ァ イ バの端面同士を突き合わせ、 両光フ ァ イ バ間 に光信号を伝達する光コ ネ ク タ に用い られる 、 筒状のセ ラ ミ ッ ク ス焼結体か らな る キ ヤ ビラ リ であ っ て ；

光フ ァ イ バの素線を揷通する ための、 該光フ ァ イ バ素線外径 よ り も わずかに大き い内径を有する ス ト レ ー ト穴状の細孔と、 こ の細孔が開口する接続用端面と、

細孔の反接続用端面側に、 細孔と 同軸状に、 徐々 に拡開 し つつ延びる テーパ穴部と、

こ のテーパ穴部と 同軸上に連な る、 光フ ア イ バ芯線を揷通す る ための、 ス ト レー ト穴状の太孔と、 を有 し ；

上記細孔内面が実質的に焼成肌であ る光フ ア イ バ コ ネ ク タ用 キ ヤ ビ ラ リ 。

. 上記キ ヤ ビ ラ リ を構成する セ ラ ミ ッ ク ス焼結体用の成形体 が、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末とバイ ン ダ と の混合物を射出成形する こ と に よ り 成形さ れた も の であ る請求項 1 又は 2 記載の光フ ア イ 'コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

. 上記光フ ァ イ バが単一モー ド （ シ ン グルモー ド ） 光フ ァ イ ノく であ り 、 上記細孔径 d が、 125 μ m ≤ d _r ≤ 127 μ m であ c し

、

上記細孔長さ が 1. 2 〜 8. 5mm であ る請求項 1 、 2 又は 3 記載 の光フ ァ イ ノく コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

. 上記光フ ァ イ バが シ ン グルモー ド光フ ァ イ バであ り 、

上記細孔径 3 „ が、 125 m ≤ d _c ≤ 127 n m であ り 、

上記細孔長さ が 2.3 〜 6. 1mm であ る請求項 1 ， 2 又は 3 記 載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

. 上記光フ ァ イ バが、 多モー ド （マルチモー ド） 光フ ァ イ バで あ り 、

上記細孔径 d が、 126 n m ≤ d ^ < 128 β であ り 、

し し

上記細孔長さ が、 0. 9mm 以上であ る請求項 1 、 2 記載又は 3 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ピラ リ 。

. 上記光フ ァ イ バが、 マルチモー ド光フ ァ イ ノくであ り 、

上記細孔径 d が、 126 m ≤ ά _r < 128 m であ り 、

し し

上記細孔長さ が、 1. 7 〜 8.5mm であ る請求項 1 、 2 記載又は 3 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

. 上記光フ ァ イ バが、 マルチモー ド光フ ァ イ ノくであ り 、

上記細孔径 d _e が、 128 m ≤ d „ < 130 n m であ り 、 上記細孔長さ が、 1.4mm 以上であ る請求項 1 、 2 記載又は 3 記載の光フ ア イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

. 上記光フ ァ イ バが、 マルチモー ド光フ ァ イ ノく'であ り 、

上記細孔径 d。 が、 128 fi ≤ d „ < 130 μ m であ り 、 上記細孔長さ が、 2. 9 〜 7. 5miD であ る請求項 1 、 2 記載又は 3 記載の光フ ァ イ ノく コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

0 . 上記光フ ァ イ ノくが、 マルチモー ド光フ ァ イ ノくであ り 、 上記細孔径 d p が、 1 30 a m ≤ d ≤ 1 32 μ m であ り 、 し し

上記細孔長さ が、 2 mm以上であ る請求項 1 、 2 記載又は 3 記 載の光フ ァ イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

1 · 上記光フ ァ イ バが、 マルチモー ド光フ ァ イ バであ り 、 上記細孔径 d p が、 1 30 μ m ≤ d _r ≤ 1 32 β m であ り 、

し し

上記細孔長さ が、 4 〜 6. l mm であ る請求項 1 、 2 記載又は 3 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ピラ リ 。

2 . 上記細孔長さ と上記テーパ穴部長さ と の合計が 5 mm〜 8. 5 m m であ る請求項 2 〜 1 1 いずれか 1 項記載の光フ ァ イ バコ ネ ク 夕用キ ヤ ビラ リ 。

3 . 上記細孔長さ と上記テーパ穴部長さ と の合計が 5. 5 mm - 8. 5mm であ る請求項 2 〜 1 1 いずれか 1 項記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビ ラ リ 。

4 . 上記細孔長さ と上記テーパ穴部長さ と の合計が 6 mn！〜 8. 5 m m であ る請求項 2 〜 1 1 いずれか 1 項記載の光フ ァ イ バコネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

5 . 上記太孔の長さ が 2 mm以上であ る請求項 2 〜 1 4 いずれか 1 項記載の光フ ァ イ ノくコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

6 . 上記テーパ穴部も焼成肌であ り 、 細孔と テーパ穴部と の境 界部が加工バ リ の無いスムーズな面と な っ ている請求項 2 〜 1 5 いずれか 1 項記載の光フ ァ イ ノく コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

7 . 上記光フ ァ イ バが シ ン グノレ モ ー ド光フ ァ イ バであ り 、

接続用端面に開口する細孔のキ ヤ ビラ リ 軸芯に対する傾斜 角 （ a _{m a}„ ) が 0 . 1 。 以下である請求項 1 〜 5及び 1 2 〜 1 6

ill d Λ

いずれか 1 項記載の光フ ァ イ ノくコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

8 . 上記光フ ァ イ バが、 マルチモー ド光フ ァ イ バであ り 、 接続用端面に開口する細孔のキ ヤ ビラ リ 軸芯に対す る傾斜角 （ ) が 0 . 2 。 以下であ る請求項 1 〜 3 及び 6 〜 1 6 いず ^a max

れカ、 1 項記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

9 . 上記細孔の内面粗さ が R = 0 . l / m以下であ る請求項 1 〜 1 8 いずれか 1 項記載の光フ ァ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ 0 . 上記セ ラ ミ ッ ク ス焼結体が ジ ル コ ニァ系焼結体であ り 、 上 記細孔内面の結晶粒径が 0 . 5 ;tz m以下であ る請求項 1 〜 1 9 いずれか 1 項記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ピラ リ 。

1 . 上記セ ラ ミ ッ ク ス焼結体が ジ ル コ ニァ系焼結体であ り 、 上 記細孔内面の結晶粒径が 0 . 3 m以下であ る請求項 1 〜 1 9 いずれか 1 項記載の光フ ァ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。

2 . 上記テ 穴部の拡開角度が 1 0 〜 2 0 。 であ る請求項 2 〜 2 1 いずれか 1 項記載の光フ ァ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ 3 . 上記テ 穴部の拡開角度が 1 2 ~ 1 8 ° であ る請求項 2 〜 2 1 いずれか 1 項記載の光フ ァ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ 。 4 . 上記テ 穴部の拡開角度が 1 4 〜 1 6 ° であ る 請求項 2 〜 2 1 いずれか 1 項記載の光フ ァ コネク タ用キ ヤ ビラ リ 。 5 . 光フ ァ イ バの素線を揷通す る ためのス ト レ 一 ト穴状の細孔 を備えたセ ラ ミ ッ ク ス焼結体か らな る光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ャ ビラ リ の製造方法であ っ て ；

セ ラ ミ ッ ク ス粉末 と バ イ ン ダ と の混合物 （ コ ン パ ウ ン ド ） を、 上記細孔成形用 の成形 ピ ン を備え た金型中に、 射出成形 す る こ と に よ り 、 成形体を得る射出成形工程と、

こ の成形体か らバイ ンダを除去する脱脂工程と、

脱脂さ れた成形体を焼成 して焼結体を得る焼成工程と、 を含 み ；

上記成形 ピ ンが、 上記細孔の径 d 焼成収縮率 s 、 及び成形体の冷却 · 固化 時の収縮率 z か ら、

d " = d / ( s z )

の式に よ り 決定さ れる径 d " を有する光フ ァ イ バ コ ネ ク タ用キ ャ ビラ リ の製造方法。

6 . 射出成形時の上記成形 ピ ン の曲 り に伴う 細孔の角度のズ レ を所定値に押え るべ く 、 細孔長さ L を下式に よ っ て決定する請 求項 2 5 記載の シ ン グルモ ー ド光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。

し 1 8 0 0 (d -d.) π

かつ

L ( tan 0.1 x d E / 6.79w ) ^1/3 / ( s z ) dc 細孔径

d_f フ ア イ バ素線径

d ： 成形 ピ ン径、 d (sz)

E 成形 ピ ン の ヤ ン グ率

w 射出成形時に ピ ン に作用する横荷重

焼成収縮率

成形収縮率

7 . 射出成形時の上記成形 ピ ン の曲 り に伴う 細孔の角度のズ レ を所定値に押え るべ く 、 細孔長さ L を下式に よ っ て決定する請 求項 2 5 記載のマルチモ ー ド光フ ァ 'コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。

L ≥ 9 0 0 ( d_c-d_f)/ 7Γ

カヽつ

L ≤ ( tan 0.2 ° x d " ⁴ E / 6.79 w ) ¹ 1/^ϋ3 Ζ ( s ζ ) 8 . 射出成形時の上記成形 ピ ン の曲 り に伴う 細孔の角度ズ レを 予測 し、 そ の角度ズ レを所定値以下に押え る べ く 、 金型キ ヤ ビ テ ィ 内におけ る射出成形用 コ ンパゥ ン ドの粘性を適正値に調整 す る請求項 2 5 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造 方法。

9 . 射出成形時の上記成形 ピ ン の曲 り に伴う 細孔の角度ズ レを 予測 し、 そ の角度ズ レを所定値以下に押え るべ く 射出速度を適 正値に調節する請求項 2 5記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ピ ラ リ の製造方法。

0. 下式を満たす条件下で射出成形を行う 請求項 2 5 記載の シ ン グルモ ー ド光フ ァ イ ノくコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。 tan一 ¹ [ 6.79 Ι^ϋ s ³ ζ ^ϋ x e χ ρ { - ( A log τ? + Β ) } / (dし E ) ] + 1 8 0 (dし - d_f丄) / ( 7Γ L ) ≤ 0.1

A ： 定数

7? ： コ ンパ ゥ ン ドの みか け粘性値

B ： 定数

1 . 下式を満たす条件下で射出成形を行う 請求項 2 5記載のマ ルチ モ ー ド光フ ァ イ バ コ ネ ク タ 用 キ ヤ ビ ラ リ の製造方法。

tan ¹ [ 6.79 1° s ³ z ^u x e x p { - ( A log + B ) } / (dし E ) ] + 1 8 0 (dし - d_f丄) / ( π L ) ≤ 0.2

2 . 上記射出成形用 コ ンパゥ ン ド中のセ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積 分率が 3 0 〜 7 0 %であ る請求項 2 5 〜 3 1 記載の光フ ァ イ バ コ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。

3 . 上記射出成形用 コ ンパ ゥ ン ド中のセ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積 分率が 4 0 〜 6 0 %であ る請求項 2 5 〜 3 1 記載の光フ ァ イ ノく' コ ネ ク タ用キ ヤ ビ ラ リ の製造方法。

4 . 上記射出成形金型の成形 ピ ンが W C を含む高剛性材料 （ャ ン グ率 5 X 1 0⁴kg/mm² 以上） か ら構成さ れている請求項 2 5 ^— 4 ( —

〜 3 3 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。 5 . 上記光フ ァ イ バがマルチモー ド光フ ァ イ ノくであ り 、 上記成 形 ピ ン の細孔部の径が 1 4 9 〜 1 8 5 μ m であ る請求項 2 5 〜

3 4 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。

6 . 上記光フ ァ イ バが シ ン グルモー ド光フ ァ イ バであ り 、 上記 成形 ピ ンの細孔部の径が 1 4 7 〜 1 7 8 ^ m であ る請求項 2 5

〜 3 4 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。 7 . 上記セ ラ ミ ッ ク ス粉末の粒径が平均 1 m 以下であ り 、 セ ラ ミ ッ ク ス粉末の体積分率は 3 0 〜 7 0 %であ る請求項 2 5 〜

3 6 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。

8 . 上記バイ ンダーの主成分が平均分子量 1 万以上の高分子化 合物であ る請求項 2 5 ~ 3 7 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。

9 . 上記バイ ンダーの主成分がア ク リ ル樹脂であ る請求項 3 8 記載の光フ ァ イ バコ ネ ク タ用キ ヤ ビラ リ の製造方法。