JP4776093B2

JP4776093B2 - 光コネクタフェルールの製造方法と成形型

Info

Publication number: JP4776093B2
Application number: JP2001161131A
Authority: JP
Inventors: 克輝末松; 泰木原; 孝繁松
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-05-29
Also published as: JP2002350685A; US20030001297A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の光コネクタフェルールの製造方法とそれに使用される成形型とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は光ファイバの端部に取り付けて、光ファイバ相互の接続に用いる光コネクタフェルール（以下「フェルール」）の一例を示す斜視図である。このフェルールは、光ファイバＡを差入れる差込み口Ｂの先に、その差込み口Ｂから差込まれた光ファイバＡを案内する複数のガイド溝Ｃが並列され、夫々のガイド溝Ｃの先に同ガイド溝Ｃに案内された光ファイバＡが挿通されるファイバ孔Ｄが形成されている。また、差込み口Ｂの両外側にはガイドピン孔Ｅが形成されている。
【０００３】
この種のフェルールの製造は、その量産性やコスト性等の面からプラスチック材料樹脂による型成形が主流となっている。具体的には、図４に示すように、成形型Ｆの成形空間Ｇ（キャビティＧ）内に前記ガイドピン孔Ｅを成形するための成形ピンＨを所定間隔で平行に配置し、それら成形ピンＨの間に前記ファイバ孔Ｄを成形するための成形ピンＪを所定間隔で平行に配置し、その後、これら成形ピンＨ、Ｊの配列方向両外側対向位置に設けられている２つの樹脂注入口Ｋから溶融させた樹脂をキャビティＧ内に注入する。尚、キャビティ内には必要に応じて中子Ｌを配置することは勿論である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すように、成形ピンＨ、Ｊの配列方向両外側対向位置に夫々樹脂注入口Ｋが設けられた成形型Ｆを用いてフェルールを製造することには次のような課題があった。
（１）図３に示すような極細の光ファイバＡが挿通されるファイバ孔Ｄにはミクロン単位の位置精度及び寸法精度が要求される。しかし、図４に示す樹脂注入口Ｋから注入された材料樹脂は、キャビティＧ内を同図に矢印で示すように流動して同キャビティＧ内に充満する。従って、キャビティＧ内を流動する材料樹脂が成形ピンＨ、Ｊにぶつかり、同成形ピンＨ、Ｊに偏った強い力が加えられ、同成形ピンＨ、Ｊに曲がりや位置ずれ発生することが多々ある。特に、成形ピンＨに比べて細径の成形ピンＪに曲がりや位置ずれが発生し易く、要求される精度でファイバ孔Ｄを成形することが困難となる。
（２）キャビティＧ内を図４に矢印で示すように流動する材料樹脂は、図５（ａ）〜（ｂ）に斜線で示すようにキャビティＧ内に広がって、同キャビティＧ内に充満する。従って、図６（ａ）（ｂ）に示すように、高い位置精度及び寸法精度が要求されるファイバ孔Ｄの成形位置付近においてウェルドラインＬ（夫々の樹脂注入口Ｋから注入された材料樹脂が最終的にぶつかって合わさるライン）が発生すると、材料樹脂の均一な収縮が損なわれて成形ピンＪ（図４）の転写性が低下し、ファイバ孔Ｄの位置精度及び寸法精度が低くなる。
（３）前記（１）（２）の課題は高粘度の材料樹脂を高速高圧でキャビティ内に注入する射出成形の場合に特に顕著となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本件出願の光コネクタフェルールの製造方法の一つは、２つのガイドピン孔の間に複数のファイバ孔が並列された光コネクタフェルールの製造方法であって、成形型の成形空間内に前記ガイドピン孔を成形するための２本の成形ピンを所定間隔で平行に配置し、それら成形ピンの間に前記ファイバ孔を成形するための複数本の成形ピンを平行に配置するとともに、これらファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向後端側を支持する中子を成形型の成形空間内に配置し、その後、前記成形空間を形成する各平面のうち、面積が最も大きな平面内であって、且つ成形ピンの配列方向中心線上で、ファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向中子寄りの外側に、設けられた一つの樹脂注入口から前記成形空間内に溶融させた材料樹脂を注入する製造方法である。
【０００６】
本件出願の光コネクタフェルールの製造方法の他の一つは、前記光コネクタフェルールの製造方法において、成形空間に注入する材料樹脂の溶融粘度を300Pa・sec以上とした製造方法である。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
本件出願の成形型は、２つのガイドピン孔の間に複数のファイバ孔が並列された光コネクタフェルールを成形するための成形型であって、前記ガイドピン孔を成形するための２本の成形ピンを所定間隔で平行に配置可能であり、且つそれら成形ピンの間に前記ファイバ孔を成形するための複数本の成形ピンを平行に配置可能であって、これらファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向後端側を支持する中子を配置可能である成形空間と、その成形空間内に溶融した材料樹脂を注入可能な１つの樹脂注入口と、を備え、前記樹脂注入口は成形空間を形成する各平面のうち、面積が最も大きな平面内であって、且つ成形ピンの配列方向中心線上で、ファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向中子寄りの外側に、設けられているものである。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の光コネクタフェルールの製造方法の実施形態の一例を説明する。本実施形態に示す製造方法は、本発明の成形型を用いて前記図３に示す光コネクタフェルール（以下「フェルール」）を樹脂成形するものである。
【００１３】
前記本発明の成形型は、上型及び下型からなり、それら上下の型を突き合わせると、その間に図１（ａ）（ｂ）に示すような成形空間（キャビティ）１が形成されるものである。この成形空間１は同図に示すように、前記図３に示すガイドピン孔Ｅを成形するための２本の成形ピン２を所定間隔で平行に配置可能であると共に、それら成形ピン２の間に図３に示すファイバ孔Ｄを成形するための複数本の成形ピン３を所定間隔（所定ピッチ）で平行に配置可能な空間である。ここで、図３に示すファイバ孔Ｄは、同図に示すガイド溝Ｃに連通する大径孔Ｄ_１と、その大径孔Ｄ_１に連通する微細孔Ｄ_２とから構成されており、微細孔Ｄ_２には被覆が除去された光ファイバＡの先端部分が挿通され、大径孔Ｄ_１にはその手前の被覆部分が挿通されるようにしてある。従って、図１（ａ）（ｂ）に示す成形ピン３は、前記大径孔Ｄ_１を成形するための大径部４の先に前記微細孔Ｄ_２を成形するための小径部５が連設された構造としてある。また、この成形ピン３は大径部４寄りの端部が中子６によって支持され、小径部５寄りの端部は成形空間１から外側に突出し、その突出した端部が図示されていないＶ溝によって下方から支持されて位置決めされている。また、ガイドピン孔Ｅを成形するための成形ピン２は両端部が成形空間１から外側に突出し、その突出した両端部が図示されていないＶ溝によって下方から支持されて位置決めされている。尚、成形ピン３の端部を支持している前記中子６は、図３に示す差込み口Ｂ及びその先の接着剤充填空間Ｓを成形する役割も果たす。
【００１４】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、前記成形空間１には外部に連通し、当該成形空間１内に溶融した材料樹脂を注入可能な樹脂注入口１０が１つだけ設けられている。この樹脂注入口１０は同図に示すように、成形空間１を構成する面のうち、面積が最大となる平面１１内であり、且つ前記成形ピン３の配列方向中心線Ｘ−Ｘ上あって、さらに、成形ピン３の軸方向外側（詳しくは、成形ピン３より中子６寄り）に設けられている。また、その形状は前記中心線Ｘ−Ｘによって二分した場合に対称な半円となる円形としてある。
【００１５】
以上により、前記樹脂注入口１０から成形空間１内に注入された材料樹脂は、図１（ａ）に矢印で示すように同成形空間１内において樹脂注入口１０を中心に放射状に流動して同成形空間１内に充満する。即ち、図２（ａ）〜（ｄ）に斜線で示すように成形空間１内に広がって、同成形空間１内に充満する。従って、成形空間１内を流動する（成形空間１内に広がる）材料樹脂によって成形ピン２、３に偏った強い力が加えられ、同成形ピン２、３に曲がりや位置ずれ発生する可能性が極めて低い。さらに、異なる２箇所以上から注入された材料樹脂が成形空間１内でぶつかり合うこともないので、成形されたフェルールに前記ウェルドラインが発生することもない。
【００１６】
本発明の成形型を用いてフェルールを成形する本発明の光コネクタフェルールの製造方法によれば、フェルールにウェルドラインが発生しないことを確認するために行った実験の結果を表１及び表２に示す。表１は前記図４に示すような２つの樹脂注入口Ｋを有する成形型を用いて図３に示すフェルールを成形した場合における材料樹脂の溶融粘度とウェルドライン発生の有無との関係を示す表であり、表２は本発明の成形型を用いて同様のフェルールを成形した場合における材料樹脂の溶融粘度とウェルドライン発生の有無との関係を示す表である。尚、材料樹脂及び成形型の温度は任意の同一温度とした。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【表２】

【００１９】
前記表１より、成形型の成形空間内に異なる２箇所から溶融粘度が1000pa・secの材料樹脂を注入すると、成形されたフェルールにウェルドラインが発生する場合と発生しない場合の双方があり、溶融粘度が1190pa・sec以上の材料樹脂を注入すると確実にウェルドラインが発生することがわかる。
【００２０】
前記表２より、本発明の光コネクタフェルールの製造方法によれば、材料樹脂の溶融粘度に拘らず、成形されたフェルールにウェルドラインが発生しないことがわかる。
【００２１】
尚、表１より、成形型の成形空間内に異なる２箇所から材料樹脂を注入しても、材料樹脂の溶融粘度を低くすればウェルドラインの発生を防止できることがわかる。しかし、フェルールは環境温度の変化等に伴って収縮すると、これに挿通固定されている光ファイバの伝送品質に悪影響を与えるため、低収縮な材料樹脂を用いて成形することが要求され、そのような低収縮な材料樹脂は溶融粘度を低くするとハイフィラーになる。従って、材料樹脂の溶融粘度を低くしてウェルドラインの発生を防止することは事実上困難である。また、成形型の温度を高めてウェルドラインの発生を防止すること考えられるが、成形型の温度を高めると（成形温度を高めると）、成形後の収縮が大きくなり、高精度のフェルールを成形することが困難となる。尚、図７に示すように、フェルールの成形に用いられる一般的な材料樹脂は、せん断速度が高いほど、溶融粘度が低くなる。
【００２２】
（実施形態２）
前記実施形態では図３に示すフェルールを製造する場合を例にとって、本発明の光コネクタフェルールの製造方法を説明した。しかし、本発明の光コネクタフェルールの製造方法によれば、図３に示すフェルール以外のフェルールを製造することも可能であり、その場合も前記と同様の作用・効果が得られる。即ち、ファイバ孔やガイドピン孔の寸法精度や位置精度が高く、ウェルドラインの無いフェルールを製造することができる。
【００２３】
前記実施形態では樹脂注入口の形状を円形としたが、樹脂注入口の形状は円形に限定されてない。もっとも、ファイバ孔を成形するための成形ピンの配列方向中心線によって二分した場合に対称な形状となることが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本件出願の光コネクタフェルールの製造方法は、次のような効果を有する。
（１）成形空間内に一つの樹脂注入口から溶融させた材料樹脂を注入するので、注入された材料樹脂は樹脂注入口を中心として放射状に広がる。従って、成形空間に配置されている成形ピンに偏った力が加わって、同成形ピンが曲がったり、位置ずれを起こしたりする可能性が極めて低い。よって、寸法精度及び位置精度の高い光コネクタフェルールを製造することができる。
（２）成形ピンの配列方向中心線上に設けられた一つの樹脂注入口から成形空間内に溶融させた材料樹脂を注入するので、異なる２箇所から注入された材料樹脂が成形空間内でぶつかり合うことが無い。従って、ウェルドラインの無い光コネクタフェルールを製造することができる。
（３）成形空間を形成する各平面のうち、面積が最も大きな平面内に設けられた一つの樹脂注入口から成形空間内に材料樹脂を注入するか、注入される材料樹脂の溶融粘度を300Pa・sec以上とするので、前記効果がより一層確実となる。
【００２５】
本件出願の成形型は、次のような効果を有する。
（１）成形空間内に樹脂を注入するための樹脂注入口が１つなので、その注入口から注入された材料樹脂は、同樹脂注入口を中心として成形空間内に放射状に広がる。従って、成形空間に配置されている成形ピンに偏った力が加わって、同成形ピンが曲がったり、位置ずれを起こしたりする可能性が極めて低い。よって、寸法精度及び位置精度の高い光コネクタフェルールを成形することができる。
（２）成形空間内に樹脂を注入するための樹脂注入口が同成形空間内に配置される成形ピンの配列方向中心線上に設けられているので、異なる２つの樹脂注入口から注入された材料樹脂が成形空間内でぶつかり合うことが無い。従って、ウェルドラインの無い光コネクタフェルールを成形することができる。
（３）樹脂注入口が成形空間を形成する各平面のうち、面積が最も大きな平面内に設けられているので、前記効果がより一層確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形型の成形空間の一例を示す図であって、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は側面説明図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１に示す成形空間内に注入された材料樹脂の広がり方を示す説明図。
【図３】光コネクタフェルールの一例を示す斜視図。
【図４】従来の成形型の一例を示す平面説明図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は図４に示す成形空間内に注入された材料樹脂の広がり方を示す説明図。
【図６】ウェルドラインが発生した光コネクタフェルールを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は端面図。
【図７】材料樹脂のせん断速度と溶融粘度との関係を示す図。
【符号の説明】
１成形空間
２ガイドピン孔成形用の成形ピン
３ファイバ孔成形用の成形ピン
４成形ピンの大径部
５成形ピンの小径部
６中子
１０樹脂注入口
１１成形空間を構成する平面のうち、面積が最大の平面

Claims

２つのガイドピン孔の間に複数のファイバ孔が並列された光コネクタフェルールの製造方法であって、
成形型の成形空間内に前記ガイドピン孔を成形するための２本の成形ピンを所定間隔で平行に配置し、それら成形ピンの間に前記ファイバ孔を成形するための複数本の成形ピンを平行に配置するとともに、これらファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向後端側を支持する中子を成形型の成形空間内に配置し、
その後、前記成形空間を形成する各平面のうち面積が最も大きな平面内であって、且つ成形ピンの配列方向中心線上で、ファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向中子寄りの外側に、設けられた一つの樹脂注入口から前記成形空間内に溶融させた材料樹脂を注入することを特徴とする光コネクタフェルールの製造方法。
請求項１に記載の光コネクタフェルールの製造方法において、
成形空間に注入する材料樹脂の溶融粘度を300Pa・sec以上としたことを特徴とする光コネクタフェルールの製造方法。
２つのガイドピン孔の間に複数のファイバ孔が並列された光コネクタフェルールを成形するための成形型であって、
前記ガイドピン孔を成形するための２本の成形ピンを所定間隔で平行に配置可能であり、且つそれら成形ピンの間に前記ファイバ孔を成形するための複数本の成形ピンを平行に配置可能であって、これらファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向後端側を支持する中子を配置可能である成形空間と、
その成形空間内に溶融した材料樹脂を注入可能な１つの樹脂注入口と、を備え、
前記樹脂注入口は成形空間を形成する各平面のうち面積が最も大きな平面内であって、且つ成形ピンの配列方向中心線上で、ファイバ孔を成形するための成形ピンの軸方向中子寄りの外側に、設けられていることを特徴とする成形型。