JP2004029225A - 多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多芯フェルールをより小形化することを可能にすると共に、射出成形する際にコアピンが折れたり曲がったりすることを防止し、高精度な多芯フェルールを安価で且つ容易に製造することを主たる目的とした多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法である。
【解決手段】外筒を形成するインサートパイプ３内に、射出成形した樹脂成形部２を一体に設け、樹脂成形部２には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各心線部を挿入する心線挿入孔４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔４ｃを設け、前記心線挿入孔４ａは円形断面をした各心線挿入孔４ａ，４ａを隣接した円繋ぎ形状で並設した。
【選択図】 図１
【解決手段】外筒を形成するインサートパイプ３内に、射出成形した樹脂成形部２を一体に設け、樹脂成形部２には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各心線部を挿入する心線挿入孔４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔４ｃを設け、前記心線挿入孔４ａは円形断面をした各心線挿入孔４ａ，４ａを隣接した円繋ぎ形状で並設した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２本以上の複数本の光ファイバ芯線を装着する多芯フェルールと、この多芯フェルールを射出成形する製造方法であって、光半導体モジュール用のフェルールや、光ファイバ相互間の突き合わせ接続用のフェルールなどに利用できる多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフェルールでは、単芯又は多芯を問わずに高精密な寸法精度が要求され、特に前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度を高める必要があるので、主としてジルコニア製のフェルールが使用されており、ジルコニア粉末と樹脂材の混合材料を射出成形や圧縮成形した成形品を焼成した後に、ダイヤモンド研磨材などを用いて仕上げ加工を行っている。
【０００３】
ジルコニア製のフェルールは、寸法精度などの性能面では十分に仕様を満足させることができるが、加工が容易でないので量産化や低価格化に適しておらず、今後益々需要の増加が見込まれるフェルールに対応することが困難であることから、量産化や低価格化が可能な熱可塑性樹脂材の射出成形による樹脂製フェルールの開発が期待されている。
【０００４】
樹脂製フェルールは、ジルコニア製に比べて加工が容易で量産化や低価格化には適しているが、射出成形後における樹脂材の熱収縮などによって、前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度が損なわれる恐れがあり、寸法精度などの性能面での課題があると共に、ファイバ芯線の挿通孔を形成する極細ピンが成形樹脂材の射出圧力により、折れたり曲がったりする課題があった。
【０００５】
この樹脂製フェルールの課題である寸法精度を高めるために、例えば特開２０００−８４９７４号公報及び特開２００１−９６５７０号公報には、極細の光ファイバー心線を挿入する心線挿入孔を軸心に形成した前方側の外周に、少なくとも中間部に形成したフランジ部まで延在させて金属製のインサートパイプを装着したフェルールとその製造方法が開示されている。
【０００６】
この樹脂製フェルールの製造は、フランジ部に適合する位置に樹脂注入用の連通孔を設けたインサートパイプを金型内に装着すると共に、光ファイバー端末の心線及び被覆に対する挿入孔を形成するためのコアピンを軸心に設け、連通孔の近傍に設けたゲートから連通孔を介して成形樹脂材を注入し、フランジ部を含むフェルール全体が射出成形で一体成形される。
【０００７】
この樹脂製フェルールによると、インサートパイプを装着して射出成形したことで前方側外周の真円度が確保され、外形寸法精度と同軸度を高めると共に、外周に被着したスリーブを介して相手方のフェルールと連結する際の整合性が向上し、軸心の心線挿入孔に挿入した光ファイバー心線に対する位置決め精度も向上するので、伝送ロスを少なくできるなどの効果が期待できる。
【０００８】
また、２芯以上の多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法については、例えば特許第３００５７５４号公報、特開２００１−３５６２４０号公報、特開２００２−１４２５４号公報などに開示されているような、各種の提案がなされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
今後の光通信は、一般家庭にも導入されて伝送量の増加や双方向通信の普及が見込まれるので、フェルールは益々多芯化及び小形化が進んで高精密になると共に、量産化と低コスト化が要求されてくることが予想され、従来技術によるフェルールではこれらの要求に対応することが困難であった。
【００１０】
例えば、特開２０００−８４９７４号公報及び特開２００１−９６５７０号公報に開示された従来技術をそのまま多芯フェルール適用した場合には、多数の光ファイバ芯線を装着するフェルールの心線挿入孔を、離間させた状態で平行状に配置させることになるので、小形化するのには限界があり、より多芯化及び小形化が進ん際には対応することが困難であること。
【００１１】
また、樹脂成形する際には多数の心線挿入孔を形成するために多数のコアピンを並設することになるので、単芯の場合よりコアピンの折れ又は曲がりが発生し易くなり、各コアピンの平行度が維持されないと寸法精度を低下させると共に、製品性能にバラツキを生じ、コアピンの品質管理を厳格にすると生産性を低下させる恐れがある。
【００１２】
また、フランジ部の前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔を設けると共に、フランジ部の後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔を設けたＳＣ形フェルール全体を一体に射出成形した場合には、キャビティが大きくなり且つ流路も長くなって、コスト上及び性能上で各種の弊害が生ずる。
【００１３】
例えば、フランジ部の前方側は高精度を必要とするので、樹脂成形材の中でも高価な液晶ポリマーなどの使用するが、必ずしも高精度を必要としないフランジ部の後方側は安価な汎用のエンジニアリングプラスチックでも良いところを、全体に高価な液晶ポリマーなどを使用することになり、コストアップになる。
【００１４】
また、流路が長くなる成形樹脂材及び金型の温度差が大きくなり、流動性が不均一になったりアンバランスな熱収縮が生じて寸法精度を低下させると共に、特に流路の終端側になるフェルールの先端部には、最初に流入してスラッグ状態の成形樹脂材が充填され、これによりフローマークやひけなどを生じて心線挿入孔の内径面が歪み、外径を保持するインサートパイプとの同軸度が得らなくなる恐れがある。
【００１５】
次に、特許第３００５７５４号公報、特開２００１−３５６２４０号公報、特開２００２−１４２５４号公報に開示された従来技術の場合には、光ファイバの２芯線を装着するフェルールの心線挿入孔を、離間させた状態で平行状に配置させているので、小形化するのには限界があり、より多芯化及び小形化が進ん際には対応することが困難である。
【００１６】
しかも、特許第３００５７５４号公報及び特開２００１−３５６２４０号公報のフェルールは、三元金属などで金属射出成形した円筒形スリーブに、粉末ジルコニアを焼結して形成したキャピラリを圧入するか、全体を三元金属などで金属射出成形して製造しているので、成形後における焼結や脱脂及び研磨処理などに多くの時間と経費を要し、樹脂製フェルールに比べて高価になる。
【００１７】
さらに、特開２００２−１４２５４号公報のフェルールは、樹脂成形したキャピラリを金属スリーブ内に装着して製造しているので、キャピラリの心線挿入孔を樹脂成形する際におけるコアピンの折れ又は曲がりの問題や、熱収縮によって寸法精度が低下する問題や、別体のキャピラリを金属スリーブに組み付ける際の寸法精度及び接合強度の問題など、解決を必要とする課題が残されている。
【００１８】
そこで本発明は、これら従来技術の課題を解決し得る多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法を提供するものであり、特に多芯フェルールをより小形化することを可能にすると共に、射出成形する際にコアピンが折れたり曲がったりすることを防止し、高精度な多芯フェルールを安価で且つ容易に製造することを主たる目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明による多芯フェルールは、外筒を形成するインサートパイプ内に、射出成形した樹脂成形部を一体に設け、樹脂成形部には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各心線部を挿入する心線挿入孔を設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔を設け、前記心線挿入孔は円形断面をした各心線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状で並設した。
【００２０】
この多芯フェルールでは、円形断面をした隣接する各心線挿入孔を円繋ぎ形に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができる。
【００２１】
前記多芯フェルールにおけるインサートパイプには、後端側の外周に凹部又は凸部で形成した係止部を設けた形態を採ることができる。
【００２２】
この形態による多芯フェルールでは、インサートパイプに係止部を設けたことによって、半導体モジュールに使用した場合には係止部をマジックハンドで保持して光軸の位置決め調整を容易に行ったり、係止部を接合部にしてインサート成形を行ってＳＣ形又はＳＴ形の多芯フェルールを製造することができる。
【００２３】
前記前記多芯フェルールにおけるインサートパイプには、薄肉状に形成した小径円筒部を先端に設け、この小径円筒部は端面を含む内外周が前記樹脂成形部中に埋設されると共に、小径円筒部の外周側が成形樹脂材の溜まり部を形成した形態を採ることができる。
【００２４】
この形態による多芯フェルールでは、心線挿入孔から離れた小径円筒部の外周側にある溜まり部に、最初に流入したスラッグ状の成形樹脂材を収容させることにより、心線挿入孔の周辺ではフローマークやひけなどを生じ難くなって、心線挿入孔の内径面における歪みを改善することができる。
【００２５】
前記多芯フェルールにおけるインサートパイプは、内径を縮径して形成した前方側の筒状部分と、内径を拡径して形成した後方側の筒状部分が、テーパ筒状部分を介して一体に接合され、前方側の筒状部分には心線挿入孔を形成する小径円筒部を設け、後方側の筒状部分には被覆挿入孔を形成する大径円筒部を設け、テーパ筒状部分には光ファイバの心線部を心線挿入孔に案内するテーパ部を設けた形態を採ることができる。
【００２６】
この形態による多芯フェルールでは、小径円筒部に心線挿入孔を形成することによって、成形後における熱収縮で心線挿入孔の寸法精度が低下するのを防止できると共に、テーパ部を設けたことによって、光ファイバの芯線部を心線挿入孔に容易に案内することができる。
【００２７】
前記多芯フェルールにおけるインサートパイプは、ステンレスパイプで形成した形態を採ることができる。
【００２８】
この形態による多芯フェルールでは、従来技術によるジルコニアなどに比べて安価で加工が容易なステンレス材をインサート部品として、高精度で大量生産することが可能である。
【００２９】
本発明による多芯フェルールの製造方法は、射出成形金型内に外筒を形成するインサートパイプを装着させ、インサートパイプの軸心には光ファイバの被覆挿入孔を形成する第２コアピンと、被覆挿入孔に連通する２芯以上の心線挿入孔を形成する第１コアピンを装着し、前記第１コアピンは金型に装着したピンホルダーで一端側を支持し、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させると共に、他端側を第２コアピンの先端と着脱可能に嵌合させ、第１及び第２コアピンとインサートパイプで形成したキャビティ内に樹脂成形材を充填して樹脂成形部を一体成形した。
【００３０】
この多芯フェルールの製造方法では、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させたことによって、隣接する各第１コアピンがお互いに支え合いながら、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止できるので、生産管理を容易にして均一な精度で大量生産が可能である。
【００３１】
前記多芯フェルールの製造方法におけるキャビテイは、インサートパイプの前方側内周と第１コアピン間に、狭い流路で小径円筒部用キャビティを形成すると共に、インサートパイプ後方側内周と第２コアピン間に、広い流路で大径円筒部用キャビティを形成し、両キャビティ間に小径円筒部用キャビティの中央に流路を絞り込むテーパ部用キャビティを設けた形態を採ることができる。
【００３２】
この多芯フェルールの製造方法では、成形樹脂材の流路をテーパ部用キャビティで中央に絞り込むようにしているので、隣接する各第１コアピンは成形樹脂材によって接触する方向に付勢されてお互いに支え合い、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止することができる。
【００３３】
また、インサートパイプの前方側内周と第１コアピン間に、狭い流路で小径円筒部用キャビティを形成することにより、射出圧力を高くしないで射出速度を速くすることができるので、射出圧力の第１コアピンに対するダメージを軽減して折れたり曲がったりすることを防止すると共に、金型温度を均一にして熱収縮を軽減することができる。
【００３４】
前記多芯フェルールの製造方法におけるキャビテイは、インサートパイプの先端を縮径した小径筒状部を形成すると共に、金型内には小径筒状部を囲繞するキャビティブロックを装着させ、小径筒状部の外周側に溜まり部用キャビティを形成し、成形樹脂材が小径筒状部の先端を迂回して外周側にあるが溜まり部に流動するようにした形態を採ることができる。
【００３５】
この多芯フェルールの製造方法では、心線挿入孔のある軸心から離れた溜まり部用キャビティに流入させることにより、最初に流入したスラッグ状態の成形樹脂材が充填され、心線挿入孔の周辺ではフローマークやひけなどを生じ難くなって、心線挿入孔の内径面における歪みを改善することができる。
【００３６】
本発明による多芯フェルールの製造方法は、前記インインサートパイプの後端側の外周に凹部又は凸部で形成した係止部を設けると共に、このインインサートパイプに樹脂成形部として光ファイバの装着孔を設けた多芯フェルールをインサート部品として、樹脂成形部の後端側に被覆挿入孔との連通孔を軸心に設けたベース部材を、係止部を埋設する態様で射出成形して一体に接合し、ＳＣ形又はＳＴ形フェルールを形成する。
【００３７】
この多芯フェルールの製造方法では、インサートしたフェルールと後端側に射出成形されるベース部材とが、係止部を抜け防止部材として強固に一体接合されると共に、高い寸法精度が要求されるフェルールとは別に、比較的安価な汎用のエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリブチレンテレフタレートなど）を用いて、安価にベース部材を射出成形することができる。
【００３８】
また、インサートするフェルールは、単体でもフェルール及びモジュールとして使用できるので、このフェルールをＳＣ形又はＳＴ形フェルールに活用することにより、生産量が増大してコストダウンを図ることができると共に、在庫管理を含む生産管理も容易になる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法について、本発明を適用した添付図面の実施形態に基づいて詳細に説明するが、図１〜４によって多芯フェルールとその使用状態を説明し、図５〜７によって多芯フェルールの製造方法について説明し、図８及び図９によって多芯フェルールの変形例を説明する。
【００４０】
フェルール１は、図１で示すように、軸心に光ファイバが装着される樹脂成形部２による内筒と、樹脂成形部２の外径を保持するインサートパイプ３による外筒を備え、詳細を後述するようにインサートパイプ３を金型装置内に装着させ、樹脂成形部２を射出成形して一体に連結された内筒と外筒を形成する。
【００４１】
樹脂成形部２には、前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔４ｃを設け、心線挿入孔４ａと被覆挿入孔４ｃの間をテーパ孔４ｂで連通状態にしたファイバ装着孔４を形成している。
【００４２】
ファイバ装着孔４は、１本の光ファイバ内に２本以上の複数本の心線部を平行状に設けた多芯光ファイバに適合するように心線挿入孔４ａが形成され、図１の実施形態では２芯光ファイバに適合するように、２つの円形断面をした心線挿入孔４ａ−１，４ａ−２を隣接状態で並設して円繋ぎ形に形成されている。
【００４３】
心線挿入孔４ａは、円繋ぎ形に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができると共に、詳細を後述するように射出成形時において、心線挿入孔４ａを形成する極細のコアピンが充填した樹脂材の圧力で折れたり曲がったりすることを防止できる。
【００４４】
樹脂成形部２は、各種の熱可塑性樹脂の中から所望な機械的強度や寸法精度などが得られるものを成形樹脂材に選択して射出成形するが、特にエンジニアリングプラスチックの中でも、機械的強度及び寸法安定性に優れて加工性も良い液晶ポリマーなどの使用が望ましい。
【００４５】
インサートパイプ３には、前方側に先端に外径を縮径させた小径筒状部５と、小径筒状部５と内径を等しく縮径させた小径内周面を設け、後方側には内径を拡径させて大径内周面を形成する大径筒状部６を設け、大径筒状部６の後端側の外周には係止部７を設けると共に、小径内周面と大径内周面はテーパ状内周面で連通させており、係止部７は図１の実施形態では外周に環状溝で形成している。
【００４６】
樹脂成形部２には、小径筒状部５の先端に先端テーパ部２ａを、小径筒状部５の外周側に成形樹脂材のスラッグ溜まり部２ｂを、小径筒状部５の内周側で軸心に心線挿入孔４ａを形成する小径円筒部２ｃを、小径筒状部５と大径筒状部６の内周側で軸心にテーパ孔４ｂを形成するテーパ部２ｄを、大径筒状部６の内周側で軸心に被覆挿入孔４ｃを形成する大径円筒部２ｅを設けている。
【００４７】
インサートパイプ３は、樹脂成形部２の外周面に被着して外径寸法精度及び真円度を高めると共に、先端側の小径筒状部５を内外に跨った樹脂成形部２中に埋設して接合強度を高め、小径筒状部５の外周側を成形樹脂材のスラッグ溜まり部２ｂにして、詳細を後述するように心線挿入孔４ａの内径精度を改善できる。
【００４８】
インサートパイプ３は、後方側の大径筒状部６によって、被覆挿入孔４ｃ及びテーパ孔４ｂの外周における樹脂成形部２の肉厚をほぼ一定に確保すると共に、後端側の外周に設けた係止部７は、フェルール１をそのまま光半導体モジュール用として使用する場合や、フェルール１を利用したＳＣ形又はＳＴ形の突き合わせ接続用のフェルールの製造に有効である。
【００４９】
例えば、図２で示すように、光ファイバ８を装着したフェルール１を光半導体モジュールの取付部材９の取付け孔８ａに挿通させ、光半導体モジュール内の光学レンズ系（図示を省略）に対して、フェルール１を回転及び前後移動させて光軸の位置決め調整を行った後に、取付部材９と一体に接合する。
【００５０】
光軸の位置決め調整を行う際には、係止部７をマジックハンドで把持してフェルール１を容易に操作できると共に、この調整位置で取付部材９と一体に接合する祭には、取付け孔８ａとの間を溶接又は接着するが、特にインサートパイプ３がステンレスなどの金属材の場合は、レーザ溶接１０で容易に固定できる。
【００５１】
また、図３で示すように、フェルール１をインサート部品として後端側に、フランジ部１１付きで被覆挿入孔４ｃとの連通孔１２を軸心に設けたベース部材１３を射出成形してＳＣ形フェルール１４を製造することが可能であり、同様にフェルール１をインサート部品としてＳＴ形フェルール（図示を省略）を製造することも可能である。
【００５２】
このようにＳＣ形又はＳＴ形フェルールを製造した場合には、係止部７が抜け防止部材として機能してフェルール１とベース部材１３とが強固に一体接合されると共に、高い寸法精度が要求されるフェルール１とは別に、比較的安価な汎用のエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリブチレンテレフタレートなど）を用い、安価にベース部材１３を射出成形することができる。
【００５３】
さらに、光半導体モジュール用のフェルールと突き合わせ接続用のフェルールを共通にすると、大量生産によってコストダウンを図ることが可能になると共に、部品の調達や部品の在庫管理も容易になる効果も得られる。
【００５４】
インサートパイプ３は、例えばステンレスやチタンや繊維強化金属（ＦＲＭ）などの硬質金属材、ジルコニアなどを含むセラミックス類、ポリイミド樹脂などの高性能のエンジニアリングプラスチック、などの使用が可能であるが、特にモジュールに使用した場合にレーザ溶接が容易な金属パイプが望ましく、中でも安価で而も耐熱性で剛性及び寸法精度も高いステンレスパイプは最適である。
【００５５】
インサートパイプ３は、図１の実施形態では肉厚なパイプ材を使用しており、特にステンレスパイプを使用した場合には、切削加工などによって前方側の外周と後端側の内周及び外周を拡縮径させ、小径筒状部５と大径筒状部６及び係止部７を形成する加工を、高精度で且つ比較的安価に行うことができる。
【００５６】
また、図４（ｃ）のインサートパイプ３Ｃのように、肉薄なパイプ材を使用してプレス加工などによって折り曲げ、先端側の外周を縮径させた小径筒状部５Ｃ（５）と、後端側の外周を突出させた環状の係止部７Ｃ（７）を形成し、大径筒状部６を省略する形態を採ることも可能である。
【００５７】
更に、図４（ａ）及び図４（ｂ）のインサートパイプ３Ａ，３Ｂのように、外周面に対して局部的に凹設した係止部７Ａ（７）を形成したり、外周面に対して環状に突設した係止部７Ｂ（７）を形成したり、外周面に対して局部的に突設した係止部７（図示を省略）を形成する形態などを採ることが可能である。
【００５８】
次に、フェルール１の製造方法を図５〜図７に基づいて説明すると、図５は射出成形用の金型装置１５であって、分割面ＰＬを境にして対向状に配備した可動側金型１５Ａと固定側金型１５Ｂとを備え、可動側金型１５Ａには可動側型板１６が、固定側金型１５Ｂには固定側型板１７が設けられている。
【００５９】
可動側型板１６には、可動側入れ子１８が装着されており、可動側入れ子１８にはフェルール１のテーパ孔４ｂ及び被覆挿入孔４ｃを形成するための第２コアピン１９を中央に設けると共に、第２コアピン１９の両側にはフェルール１を含む成形品の突き出しを行うエジェクターピン２０，２１が設けられている。
【００６０】
固定側型板１７には、インサートパイプ３が収容される固定側下部入れ子２２と、フェルール１の心線挿入孔４ａを形成するための第１コアピン２３を支持するピンホルダー２４が収容される固定側上部入れ子２５と、固定側上部入れ子２５を上部側から押さえる押さえブロック２６とが設けられている。
【００６１】
第１コアピン２３は、超硬合金で形成した極細ピンであって、上端側は固定側上部入れ子２５に収容したピンホルダー２４で支持されると共に、下端側は尖端部２３ａが第２コアピン１９の上端に形成した受け溝に着脱可能に嵌合して支持され、ピンホルダー２４は固定側下部入れ子２２に装着されたキャビティブロック２７の上面に係止して抜け止めを行う。
【００６２】
ピンホルダー２４は、心線挿入孔４ａに適合する第１コアピン２３が嵌合し得る取付け孔２４ａを軸心に設けるが、取付け孔２４ａの内径は高い寸法精度を必要とするので、例えば母材に金属メッキを施した後に電鋳加工によって所望の寸法に仕上げることが望ましい。
【００６３】
そのために、ピンホルダー２４は導電性の良い銅などを母材にすると共に、メッキする金属材は成形時における成形品のひけなどを防止するために、熱伝導性の良い金属材料を電着することが望ましく、例えばニッケル又は硬度を高めるためにニッケル合金などの金属材料を電着する。
【００６４】
第１コアピン２３は、取付け孔２４ａに挿入した後に上端側から、例えばエポキシ系などの二液性接着剤を注入して硬化すると、ピンホルダー２４に接着されると共に、隣接する各第１コアピン２３，２３の接触面が相互に接着するが、その際に余剰の接着剤が接触面以外に付着した場合には払拭する。
【００６５】
なお、第１コアピン２３とピンホルダー２４は必ず一体に接合するが、隣接する各第１コアピン２３，２３相互は必ずしも一体に接合する必要はなく、一体に接合した方が強度の点で有利ではあるが、平行状態で接触した形態を採る場合もあり、また接着以外に溶着その他の接合手段を採ることも可能である。
【００６６】
キャビティブロック２７は、固定側上部入れ子２５に収容したピンホルダー２４の抜け止めを行う機能の他に、固定側下部入れ子２２に収容したインサートパイプ３の上端側に、樹脂成形部２の先端テーパ部２ａを形成する先端テーパ部用とキャビティ２８ａと、溜まり部２ｂを形成する溜まり部用キャビティ２８ｂを形成するように、内径孔２７ａが設けられている。
【００６７】
また、インサートパイプ３内には、前方側の小径内周面３ａと第１コアピン２３の間に、樹脂成形部２の小径円筒部２ｃを形成する小径円筒部用キャビティ２８ｃが、後端側の大径内周面３ｃと第２コアピン１９の間に、樹脂成形部２の大径円筒部２ｅを形成する大径円筒部用キャビティ２８ｅが、中間のテーパ状内周面３ｂと第２コアピン１９の先端テーパ部１９ａの間に、テーパ部２ｄを形成するテーパ部用キャビティ２８ｄが、それぞれ設けられている。
【００６８】
これにより、型締めされた金型装置１５内には、先端テーパ部用キャビティ２８ａと、溜まり部用キャビティ２８ｂと、小径円筒部用キャビティ２８ｃと、テーパ部用キャビティ２８ｄと、大径円筒部用キャビティ２８ｅと、によって樹脂成形部２を射出成形するためのキャビティ２８が構成される。
【００６９】
キャビティ２８は、金型分割面ＰＬに沿って放射状に設けた複数（例えば、４本）のゲート２９と、大径円筒部用キャビティ２８ｅが連通されており、各ゲート２９はリング状ランナー３０を介して、固定金型１５Ｂの上部に設けたスプール（図示を省略）に連通され、スプールから注入した成形樹脂材がキャビティ２８内に充填され、フェルール１の射出成形が行われる。
【００７０】
成形樹脂材は、大径円筒部用キャビティ２８ｅに流入した後に、テーパ部用キャビティ２８ｄで中央に絞り込まれながら小径円筒部用キャビティ２８ｃに流入し、小径内周面３ａと第１コアピン２３間の狭い流路（小径円筒部用キャビティ２８ｃ）に沿って先端側に流動され、小径筒状部を迂回する状態で先端テーパ部用キャビティ２８ａを経由して溜まり部用キャビティ２８ｂに流入する。
【００７１】
この射出成形では、２芯フェルールの心線挿入孔４ａを成形するための第１コアピン２３は、隣接する各第１コアピン２３，２３の内面を接触状態で平行状に設けたことによって、各第１コアピン２３，２３がお互いに支え合いながら、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７２】
また、第１コアピン２３を設けた小径円筒部用キャビティ２８ｃに流入する成形樹脂材に対し、テーパ部用キャビティ２８ｄで流路を中央に絞り込むようにしているので、この成形樹脂材で各第１コアピン２３，２３は接触する方向に付勢されてお互いに支え合い、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７３】
また、第１コアピン２３を取り囲むインサートパイプ３を肉厚状にして、小径内周面３ａと第１コアピン２３間の狭い流路で小径円筒部用キャビティ２８ｃを形成することで、射出圧力を高くしないで射出速度を速くすることができるので、第１コアピン２３に対するダメージを軽減して折れたり曲がったりすることを防止すると共に、金型温度を均一にして熱収縮を軽減することができる。
【００７４】
また、先端側に流動した成形樹脂材が小径筒状部を迂回する状態で、心線挿入孔４ａのある軸心から離れた溜まり部用キャビティ２８ｂに流入させることにより、最初に流入したスラッグ状態の成形樹脂材が充填され、心線挿入孔４ａの周辺ではフローマークやひけなどを生じ難くなって、心線挿入孔４ａの内径面における歪みを改善することができる。
【００７５】
次に、図８及び図９に他の実施形態による多芯フェルールを示すが、先の実施形態では同径の心線挿入孔４ａ−１，４ａ−２を並設して２芯のフェルール１としたが、図８は異径の心線挿入孔３１ａ，３１ｂを並設して心線挿入孔３１とした２芯のフェルール１Ａであり、図９は同径の心線挿入孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃを並設して心線挿入孔３２とした３芯のフェルール１Ｂである。
【００７６】
これらのフェルール１Ａ，１Ｂは、ホルダー２４に装着する第１コアピン２３を、心線挿入孔３１，３２に適合する形状と本数に変更すると共に、これらのコアピンを受ける第２コアピン１９の先端における受け溝の形状を変更することにより、先の実施形態によるフェルール１と同様に射出成形され、且つ同様の作用効果を発揮することができる。
【００７７】
なお、これらの実施形態に限定されるものではなく、円形断面をした２芯以上の各心線挿入孔が隣接した円繋ぎ形状で並設される形態の多芯フェルールであり、多芯フェルールを射出成形する際に、心線挿入孔に適合させた各第１コアピンが面接触状態で相互に支え合うように並設されている形態であれば良い。
【００７８】
例えば、３芯の場合には軸心線に対して１２０度の間隔で放射状に配置した各心線挿入孔が隣接した円繋ぎ形状で並設される形態を採ったり、４芯の場合には軸心線に対して９０度の間隔で放射状に配置した各心線挿入孔が隣接した円繋ぎ形状で並設される形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施形態によるフェルール１で、（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を、（ｃ）はＩＣ側から見た側面図を示す。
【図２】図１のフェルール１を、モジュールに使用した使用状態の断面図を示す。
【図３】図１のフェルール１を、ＳＣ形フェルールに利用した使用状態で、（ａ）は横断面図を、（ｂ）はＩＩＩＣ側から見た側面図を示す。
【図４】図１のフェルール１の構成部品であるインサートパイプの、他の実施形態による縦断面図及び右側面図を示す。
【図５】図１のフェルール１を射出成形する金型装置の要部縦断面図を示す。
【図６】図５の金型装置における要部の拡大縦断面図を示す。
【図７】図５の金型装置の構成部品である第１コアピンと、第１コアピンを支持するピンホルダーとの、装着状態を説明する斜視図である。
【図８】本発明を適用した他の実施形態によるフェルール１Ａで、（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を、（ｃ）ＶＩＩＩＣ側から見た側面図を示す。
【図９】本発明を適用した更に他の実施形態によるフェルール１Ｂで、（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を、（ｃ）はＩＸＣ側から見た側面図を示す。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ フェルール
２ 樹脂成形部
３ インサートパイプ
４ ファイバー挿通孔
４ａ，３１，３２ 心線挿入孔
４ｂ テーパ孔
４ｃ 被覆挿入孔
５ 小径筒状部
６ 大径筒状部
７ 係止部
８ 光ファイバ
９ 取付部材
１０ レーザ溶接
１１ フランジ部
１２ 連通孔
１３ ベース部材
１４ ＳＣ形フェルール
１５ 金型装置
１５Ａ 可動側金型
１５Ｂ 固定側金型
１６ 可動側型板
１７ 固定側型板
１８ 可動側入れ子
１９ 第２コアピン
２０，２１ エジェクターピン
２２ 固定側下部入れ子
２３ 第１コアピン
２４ ピンホルダー
２５ 固定側上部入れ子
２６ 押さえブロック
２７ キャビティブロック
２８ キャビティ
２９ ゲート
３０ リング状ランナー
【発明の属する技術分野】
本発明は、２本以上の複数本の光ファイバ芯線を装着する多芯フェルールと、この多芯フェルールを射出成形する製造方法であって、光半導体モジュール用のフェルールや、光ファイバ相互間の突き合わせ接続用のフェルールなどに利用できる多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフェルールでは、単芯又は多芯を問わずに高精密な寸法精度が要求され、特に前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度を高める必要があるので、主としてジルコニア製のフェルールが使用されており、ジルコニア粉末と樹脂材の混合材料を射出成形や圧縮成形した成形品を焼成した後に、ダイヤモンド研磨材などを用いて仕上げ加工を行っている。
【０００３】
ジルコニア製のフェルールは、寸法精度などの性能面では十分に仕様を満足させることができるが、加工が容易でないので量産化や低価格化に適しておらず、今後益々需要の増加が見込まれるフェルールに対応することが困難であることから、量産化や低価格化が可能な熱可塑性樹脂材の射出成形による樹脂製フェルールの開発が期待されている。
【０００４】
樹脂製フェルールは、ジルコニア製に比べて加工が容易で量産化や低価格化には適しているが、射出成形後における樹脂材の熱収縮などによって、前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度が損なわれる恐れがあり、寸法精度などの性能面での課題があると共に、ファイバ芯線の挿通孔を形成する極細ピンが成形樹脂材の射出圧力により、折れたり曲がったりする課題があった。
【０００５】
この樹脂製フェルールの課題である寸法精度を高めるために、例えば特開２０００−８４９７４号公報及び特開２００１−９６５７０号公報には、極細の光ファイバー心線を挿入する心線挿入孔を軸心に形成した前方側の外周に、少なくとも中間部に形成したフランジ部まで延在させて金属製のインサートパイプを装着したフェルールとその製造方法が開示されている。
【０００６】
この樹脂製フェルールの製造は、フランジ部に適合する位置に樹脂注入用の連通孔を設けたインサートパイプを金型内に装着すると共に、光ファイバー端末の心線及び被覆に対する挿入孔を形成するためのコアピンを軸心に設け、連通孔の近傍に設けたゲートから連通孔を介して成形樹脂材を注入し、フランジ部を含むフェルール全体が射出成形で一体成形される。
【０００７】
この樹脂製フェルールによると、インサートパイプを装着して射出成形したことで前方側外周の真円度が確保され、外形寸法精度と同軸度を高めると共に、外周に被着したスリーブを介して相手方のフェルールと連結する際の整合性が向上し、軸心の心線挿入孔に挿入した光ファイバー心線に対する位置決め精度も向上するので、伝送ロスを少なくできるなどの効果が期待できる。
【０００８】
また、２芯以上の多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法については、例えば特許第３００５７５４号公報、特開２００１−３５６２４０号公報、特開２００２−１４２５４号公報などに開示されているような、各種の提案がなされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
今後の光通信は、一般家庭にも導入されて伝送量の増加や双方向通信の普及が見込まれるので、フェルールは益々多芯化及び小形化が進んで高精密になると共に、量産化と低コスト化が要求されてくることが予想され、従来技術によるフェルールではこれらの要求に対応することが困難であった。
【００１０】
例えば、特開２０００−８４９７４号公報及び特開２００１−９６５７０号公報に開示された従来技術をそのまま多芯フェルール適用した場合には、多数の光ファイバ芯線を装着するフェルールの心線挿入孔を、離間させた状態で平行状に配置させることになるので、小形化するのには限界があり、より多芯化及び小形化が進ん際には対応することが困難であること。
【００１１】
また、樹脂成形する際には多数の心線挿入孔を形成するために多数のコアピンを並設することになるので、単芯の場合よりコアピンの折れ又は曲がりが発生し易くなり、各コアピンの平行度が維持されないと寸法精度を低下させると共に、製品性能にバラツキを生じ、コアピンの品質管理を厳格にすると生産性を低下させる恐れがある。
【００１２】
また、フランジ部の前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔を設けると共に、フランジ部の後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔を設けたＳＣ形フェルール全体を一体に射出成形した場合には、キャビティが大きくなり且つ流路も長くなって、コスト上及び性能上で各種の弊害が生ずる。
【００１３】
例えば、フランジ部の前方側は高精度を必要とするので、樹脂成形材の中でも高価な液晶ポリマーなどの使用するが、必ずしも高精度を必要としないフランジ部の後方側は安価な汎用のエンジニアリングプラスチックでも良いところを、全体に高価な液晶ポリマーなどを使用することになり、コストアップになる。
【００１４】
また、流路が長くなる成形樹脂材及び金型の温度差が大きくなり、流動性が不均一になったりアンバランスな熱収縮が生じて寸法精度を低下させると共に、特に流路の終端側になるフェルールの先端部には、最初に流入してスラッグ状態の成形樹脂材が充填され、これによりフローマークやひけなどを生じて心線挿入孔の内径面が歪み、外径を保持するインサートパイプとの同軸度が得らなくなる恐れがある。
【００１５】
次に、特許第３００５７５４号公報、特開２００１−３５６２４０号公報、特開２００２−１４２５４号公報に開示された従来技術の場合には、光ファイバの２芯線を装着するフェルールの心線挿入孔を、離間させた状態で平行状に配置させているので、小形化するのには限界があり、より多芯化及び小形化が進ん際には対応することが困難である。
【００１６】
しかも、特許第３００５７５４号公報及び特開２００１−３５６２４０号公報のフェルールは、三元金属などで金属射出成形した円筒形スリーブに、粉末ジルコニアを焼結して形成したキャピラリを圧入するか、全体を三元金属などで金属射出成形して製造しているので、成形後における焼結や脱脂及び研磨処理などに多くの時間と経費を要し、樹脂製フェルールに比べて高価になる。
【００１７】
さらに、特開２００２−１４２５４号公報のフェルールは、樹脂成形したキャピラリを金属スリーブ内に装着して製造しているので、キャピラリの心線挿入孔を樹脂成形する際におけるコアピンの折れ又は曲がりの問題や、熱収縮によって寸法精度が低下する問題や、別体のキャピラリを金属スリーブに組み付ける際の寸法精度及び接合強度の問題など、解決を必要とする課題が残されている。
【００１８】
そこで本発明は、これら従来技術の課題を解決し得る多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法を提供するものであり、特に多芯フェルールをより小形化することを可能にすると共に、射出成形する際にコアピンが折れたり曲がったりすることを防止し、高精度な多芯フェルールを安価で且つ容易に製造することを主たる目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明による多芯フェルールは、外筒を形成するインサートパイプ内に、射出成形した樹脂成形部を一体に設け、樹脂成形部には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各心線部を挿入する心線挿入孔を設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔を設け、前記心線挿入孔は円形断面をした各心線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状で並設した。
【００２０】
この多芯フェルールでは、円形断面をした隣接する各心線挿入孔を円繋ぎ形に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができる。
【００２１】
前記多芯フェルールにおけるインサートパイプには、後端側の外周に凹部又は凸部で形成した係止部を設けた形態を採ることができる。
【００２２】
この形態による多芯フェルールでは、インサートパイプに係止部を設けたことによって、半導体モジュールに使用した場合には係止部をマジックハンドで保持して光軸の位置決め調整を容易に行ったり、係止部を接合部にしてインサート成形を行ってＳＣ形又はＳＴ形の多芯フェルールを製造することができる。
【００２３】
前記前記多芯フェルールにおけるインサートパイプには、薄肉状に形成した小径円筒部を先端に設け、この小径円筒部は端面を含む内外周が前記樹脂成形部中に埋設されると共に、小径円筒部の外周側が成形樹脂材の溜まり部を形成した形態を採ることができる。
【００２４】
この形態による多芯フェルールでは、心線挿入孔から離れた小径円筒部の外周側にある溜まり部に、最初に流入したスラッグ状の成形樹脂材を収容させることにより、心線挿入孔の周辺ではフローマークやひけなどを生じ難くなって、心線挿入孔の内径面における歪みを改善することができる。
【００２５】
前記多芯フェルールにおけるインサートパイプは、内径を縮径して形成した前方側の筒状部分と、内径を拡径して形成した後方側の筒状部分が、テーパ筒状部分を介して一体に接合され、前方側の筒状部分には心線挿入孔を形成する小径円筒部を設け、後方側の筒状部分には被覆挿入孔を形成する大径円筒部を設け、テーパ筒状部分には光ファイバの心線部を心線挿入孔に案内するテーパ部を設けた形態を採ることができる。
【００２６】
この形態による多芯フェルールでは、小径円筒部に心線挿入孔を形成することによって、成形後における熱収縮で心線挿入孔の寸法精度が低下するのを防止できると共に、テーパ部を設けたことによって、光ファイバの芯線部を心線挿入孔に容易に案内することができる。
【００２７】
前記多芯フェルールにおけるインサートパイプは、ステンレスパイプで形成した形態を採ることができる。
【００２８】
この形態による多芯フェルールでは、従来技術によるジルコニアなどに比べて安価で加工が容易なステンレス材をインサート部品として、高精度で大量生産することが可能である。
【００２９】
本発明による多芯フェルールの製造方法は、射出成形金型内に外筒を形成するインサートパイプを装着させ、インサートパイプの軸心には光ファイバの被覆挿入孔を形成する第２コアピンと、被覆挿入孔に連通する２芯以上の心線挿入孔を形成する第１コアピンを装着し、前記第１コアピンは金型に装着したピンホルダーで一端側を支持し、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させると共に、他端側を第２コアピンの先端と着脱可能に嵌合させ、第１及び第２コアピンとインサートパイプで形成したキャビティ内に樹脂成形材を充填して樹脂成形部を一体成形した。
【００３０】
この多芯フェルールの製造方法では、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させたことによって、隣接する各第１コアピンがお互いに支え合いながら、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止できるので、生産管理を容易にして均一な精度で大量生産が可能である。
【００３１】
前記多芯フェルールの製造方法におけるキャビテイは、インサートパイプの前方側内周と第１コアピン間に、狭い流路で小径円筒部用キャビティを形成すると共に、インサートパイプ後方側内周と第２コアピン間に、広い流路で大径円筒部用キャビティを形成し、両キャビティ間に小径円筒部用キャビティの中央に流路を絞り込むテーパ部用キャビティを設けた形態を採ることができる。
【００３２】
この多芯フェルールの製造方法では、成形樹脂材の流路をテーパ部用キャビティで中央に絞り込むようにしているので、隣接する各第１コアピンは成形樹脂材によって接触する方向に付勢されてお互いに支え合い、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止することができる。
【００３３】
また、インサートパイプの前方側内周と第１コアピン間に、狭い流路で小径円筒部用キャビティを形成することにより、射出圧力を高くしないで射出速度を速くすることができるので、射出圧力の第１コアピンに対するダメージを軽減して折れたり曲がったりすることを防止すると共に、金型温度を均一にして熱収縮を軽減することができる。
【００３４】
前記多芯フェルールの製造方法におけるキャビテイは、インサートパイプの先端を縮径した小径筒状部を形成すると共に、金型内には小径筒状部を囲繞するキャビティブロックを装着させ、小径筒状部の外周側に溜まり部用キャビティを形成し、成形樹脂材が小径筒状部の先端を迂回して外周側にあるが溜まり部に流動するようにした形態を採ることができる。
【００３５】
この多芯フェルールの製造方法では、心線挿入孔のある軸心から離れた溜まり部用キャビティに流入させることにより、最初に流入したスラッグ状態の成形樹脂材が充填され、心線挿入孔の周辺ではフローマークやひけなどを生じ難くなって、心線挿入孔の内径面における歪みを改善することができる。
【００３６】
本発明による多芯フェルールの製造方法は、前記インインサートパイプの後端側の外周に凹部又は凸部で形成した係止部を設けると共に、このインインサートパイプに樹脂成形部として光ファイバの装着孔を設けた多芯フェルールをインサート部品として、樹脂成形部の後端側に被覆挿入孔との連通孔を軸心に設けたベース部材を、係止部を埋設する態様で射出成形して一体に接合し、ＳＣ形又はＳＴ形フェルールを形成する。
【００３７】
この多芯フェルールの製造方法では、インサートしたフェルールと後端側に射出成形されるベース部材とが、係止部を抜け防止部材として強固に一体接合されると共に、高い寸法精度が要求されるフェルールとは別に、比較的安価な汎用のエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリブチレンテレフタレートなど）を用いて、安価にベース部材を射出成形することができる。
【００３８】
また、インサートするフェルールは、単体でもフェルール及びモジュールとして使用できるので、このフェルールをＳＣ形又はＳＴ形フェルールに活用することにより、生産量が増大してコストダウンを図ることができると共に、在庫管理を含む生産管理も容易になる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法について、本発明を適用した添付図面の実施形態に基づいて詳細に説明するが、図１〜４によって多芯フェルールとその使用状態を説明し、図５〜７によって多芯フェルールの製造方法について説明し、図８及び図９によって多芯フェルールの変形例を説明する。
【００４０】
フェルール１は、図１で示すように、軸心に光ファイバが装着される樹脂成形部２による内筒と、樹脂成形部２の外径を保持するインサートパイプ３による外筒を備え、詳細を後述するようにインサートパイプ３を金型装置内に装着させ、樹脂成形部２を射出成形して一体に連結された内筒と外筒を形成する。
【００４１】
樹脂成形部２には、前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔４ｃを設け、心線挿入孔４ａと被覆挿入孔４ｃの間をテーパ孔４ｂで連通状態にしたファイバ装着孔４を形成している。
【００４２】
ファイバ装着孔４は、１本の光ファイバ内に２本以上の複数本の心線部を平行状に設けた多芯光ファイバに適合するように心線挿入孔４ａが形成され、図１の実施形態では２芯光ファイバに適合するように、２つの円形断面をした心線挿入孔４ａ−１，４ａ−２を隣接状態で並設して円繋ぎ形に形成されている。
【００４３】
心線挿入孔４ａは、円繋ぎ形に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができると共に、詳細を後述するように射出成形時において、心線挿入孔４ａを形成する極細のコアピンが充填した樹脂材の圧力で折れたり曲がったりすることを防止できる。
【００４４】
樹脂成形部２は、各種の熱可塑性樹脂の中から所望な機械的強度や寸法精度などが得られるものを成形樹脂材に選択して射出成形するが、特にエンジニアリングプラスチックの中でも、機械的強度及び寸法安定性に優れて加工性も良い液晶ポリマーなどの使用が望ましい。
【００４５】
インサートパイプ３には、前方側に先端に外径を縮径させた小径筒状部５と、小径筒状部５と内径を等しく縮径させた小径内周面を設け、後方側には内径を拡径させて大径内周面を形成する大径筒状部６を設け、大径筒状部６の後端側の外周には係止部７を設けると共に、小径内周面と大径内周面はテーパ状内周面で連通させており、係止部７は図１の実施形態では外周に環状溝で形成している。
【００４６】
樹脂成形部２には、小径筒状部５の先端に先端テーパ部２ａを、小径筒状部５の外周側に成形樹脂材のスラッグ溜まり部２ｂを、小径筒状部５の内周側で軸心に心線挿入孔４ａを形成する小径円筒部２ｃを、小径筒状部５と大径筒状部６の内周側で軸心にテーパ孔４ｂを形成するテーパ部２ｄを、大径筒状部６の内周側で軸心に被覆挿入孔４ｃを形成する大径円筒部２ｅを設けている。
【００４７】
インサートパイプ３は、樹脂成形部２の外周面に被着して外径寸法精度及び真円度を高めると共に、先端側の小径筒状部５を内外に跨った樹脂成形部２中に埋設して接合強度を高め、小径筒状部５の外周側を成形樹脂材のスラッグ溜まり部２ｂにして、詳細を後述するように心線挿入孔４ａの内径精度を改善できる。
【００４８】
インサートパイプ３は、後方側の大径筒状部６によって、被覆挿入孔４ｃ及びテーパ孔４ｂの外周における樹脂成形部２の肉厚をほぼ一定に確保すると共に、後端側の外周に設けた係止部７は、フェルール１をそのまま光半導体モジュール用として使用する場合や、フェルール１を利用したＳＣ形又はＳＴ形の突き合わせ接続用のフェルールの製造に有効である。
【００４９】
例えば、図２で示すように、光ファイバ８を装着したフェルール１を光半導体モジュールの取付部材９の取付け孔８ａに挿通させ、光半導体モジュール内の光学レンズ系（図示を省略）に対して、フェルール１を回転及び前後移動させて光軸の位置決め調整を行った後に、取付部材９と一体に接合する。
【００５０】
光軸の位置決め調整を行う際には、係止部７をマジックハンドで把持してフェルール１を容易に操作できると共に、この調整位置で取付部材９と一体に接合する祭には、取付け孔８ａとの間を溶接又は接着するが、特にインサートパイプ３がステンレスなどの金属材の場合は、レーザ溶接１０で容易に固定できる。
【００５１】
また、図３で示すように、フェルール１をインサート部品として後端側に、フランジ部１１付きで被覆挿入孔４ｃとの連通孔１２を軸心に設けたベース部材１３を射出成形してＳＣ形フェルール１４を製造することが可能であり、同様にフェルール１をインサート部品としてＳＴ形フェルール（図示を省略）を製造することも可能である。
【００５２】
このようにＳＣ形又はＳＴ形フェルールを製造した場合には、係止部７が抜け防止部材として機能してフェルール１とベース部材１３とが強固に一体接合されると共に、高い寸法精度が要求されるフェルール１とは別に、比較的安価な汎用のエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリブチレンテレフタレートなど）を用い、安価にベース部材１３を射出成形することができる。
【００５３】
さらに、光半導体モジュール用のフェルールと突き合わせ接続用のフェルールを共通にすると、大量生産によってコストダウンを図ることが可能になると共に、部品の調達や部品の在庫管理も容易になる効果も得られる。
【００５４】
インサートパイプ３は、例えばステンレスやチタンや繊維強化金属（ＦＲＭ）などの硬質金属材、ジルコニアなどを含むセラミックス類、ポリイミド樹脂などの高性能のエンジニアリングプラスチック、などの使用が可能であるが、特にモジュールに使用した場合にレーザ溶接が容易な金属パイプが望ましく、中でも安価で而も耐熱性で剛性及び寸法精度も高いステンレスパイプは最適である。
【００５５】
インサートパイプ３は、図１の実施形態では肉厚なパイプ材を使用しており、特にステンレスパイプを使用した場合には、切削加工などによって前方側の外周と後端側の内周及び外周を拡縮径させ、小径筒状部５と大径筒状部６及び係止部７を形成する加工を、高精度で且つ比較的安価に行うことができる。
【００５６】
また、図４（ｃ）のインサートパイプ３Ｃのように、肉薄なパイプ材を使用してプレス加工などによって折り曲げ、先端側の外周を縮径させた小径筒状部５Ｃ（５）と、後端側の外周を突出させた環状の係止部７Ｃ（７）を形成し、大径筒状部６を省略する形態を採ることも可能である。
【００５７】
更に、図４（ａ）及び図４（ｂ）のインサートパイプ３Ａ，３Ｂのように、外周面に対して局部的に凹設した係止部７Ａ（７）を形成したり、外周面に対して環状に突設した係止部７Ｂ（７）を形成したり、外周面に対して局部的に突設した係止部７（図示を省略）を形成する形態などを採ることが可能である。
【００５８】
次に、フェルール１の製造方法を図５〜図７に基づいて説明すると、図５は射出成形用の金型装置１５であって、分割面ＰＬを境にして対向状に配備した可動側金型１５Ａと固定側金型１５Ｂとを備え、可動側金型１５Ａには可動側型板１６が、固定側金型１５Ｂには固定側型板１７が設けられている。
【００５９】
可動側型板１６には、可動側入れ子１８が装着されており、可動側入れ子１８にはフェルール１のテーパ孔４ｂ及び被覆挿入孔４ｃを形成するための第２コアピン１９を中央に設けると共に、第２コアピン１９の両側にはフェルール１を含む成形品の突き出しを行うエジェクターピン２０，２１が設けられている。
【００６０】
固定側型板１７には、インサートパイプ３が収容される固定側下部入れ子２２と、フェルール１の心線挿入孔４ａを形成するための第１コアピン２３を支持するピンホルダー２４が収容される固定側上部入れ子２５と、固定側上部入れ子２５を上部側から押さえる押さえブロック２６とが設けられている。
【００６１】
第１コアピン２３は、超硬合金で形成した極細ピンであって、上端側は固定側上部入れ子２５に収容したピンホルダー２４で支持されると共に、下端側は尖端部２３ａが第２コアピン１９の上端に形成した受け溝に着脱可能に嵌合して支持され、ピンホルダー２４は固定側下部入れ子２２に装着されたキャビティブロック２７の上面に係止して抜け止めを行う。
【００６２】
ピンホルダー２４は、心線挿入孔４ａに適合する第１コアピン２３が嵌合し得る取付け孔２４ａを軸心に設けるが、取付け孔２４ａの内径は高い寸法精度を必要とするので、例えば母材に金属メッキを施した後に電鋳加工によって所望の寸法に仕上げることが望ましい。
【００６３】
そのために、ピンホルダー２４は導電性の良い銅などを母材にすると共に、メッキする金属材は成形時における成形品のひけなどを防止するために、熱伝導性の良い金属材料を電着することが望ましく、例えばニッケル又は硬度を高めるためにニッケル合金などの金属材料を電着する。
【００６４】
第１コアピン２３は、取付け孔２４ａに挿入した後に上端側から、例えばエポキシ系などの二液性接着剤を注入して硬化すると、ピンホルダー２４に接着されると共に、隣接する各第１コアピン２３，２３の接触面が相互に接着するが、その際に余剰の接着剤が接触面以外に付着した場合には払拭する。
【００６５】
なお、第１コアピン２３とピンホルダー２４は必ず一体に接合するが、隣接する各第１コアピン２３，２３相互は必ずしも一体に接合する必要はなく、一体に接合した方が強度の点で有利ではあるが、平行状態で接触した形態を採る場合もあり、また接着以外に溶着その他の接合手段を採ることも可能である。
【００６６】
キャビティブロック２７は、固定側上部入れ子２５に収容したピンホルダー２４の抜け止めを行う機能の他に、固定側下部入れ子２２に収容したインサートパイプ３の上端側に、樹脂成形部２の先端テーパ部２ａを形成する先端テーパ部用とキャビティ２８ａと、溜まり部２ｂを形成する溜まり部用キャビティ２８ｂを形成するように、内径孔２７ａが設けられている。
【００６７】
また、インサートパイプ３内には、前方側の小径内周面３ａと第１コアピン２３の間に、樹脂成形部２の小径円筒部２ｃを形成する小径円筒部用キャビティ２８ｃが、後端側の大径内周面３ｃと第２コアピン１９の間に、樹脂成形部２の大径円筒部２ｅを形成する大径円筒部用キャビティ２８ｅが、中間のテーパ状内周面３ｂと第２コアピン１９の先端テーパ部１９ａの間に、テーパ部２ｄを形成するテーパ部用キャビティ２８ｄが、それぞれ設けられている。
【００６８】
これにより、型締めされた金型装置１５内には、先端テーパ部用キャビティ２８ａと、溜まり部用キャビティ２８ｂと、小径円筒部用キャビティ２８ｃと、テーパ部用キャビティ２８ｄと、大径円筒部用キャビティ２８ｅと、によって樹脂成形部２を射出成形するためのキャビティ２８が構成される。
【００６９】
キャビティ２８は、金型分割面ＰＬに沿って放射状に設けた複数（例えば、４本）のゲート２９と、大径円筒部用キャビティ２８ｅが連通されており、各ゲート２９はリング状ランナー３０を介して、固定金型１５Ｂの上部に設けたスプール（図示を省略）に連通され、スプールから注入した成形樹脂材がキャビティ２８内に充填され、フェルール１の射出成形が行われる。
【００７０】
成形樹脂材は、大径円筒部用キャビティ２８ｅに流入した後に、テーパ部用キャビティ２８ｄで中央に絞り込まれながら小径円筒部用キャビティ２８ｃに流入し、小径内周面３ａと第１コアピン２３間の狭い流路（小径円筒部用キャビティ２８ｃ）に沿って先端側に流動され、小径筒状部を迂回する状態で先端テーパ部用キャビティ２８ａを経由して溜まり部用キャビティ２８ｂに流入する。
【００７１】
この射出成形では、２芯フェルールの心線挿入孔４ａを成形するための第１コアピン２３は、隣接する各第１コアピン２３，２３の内面を接触状態で平行状に設けたことによって、各第１コアピン２３，２３がお互いに支え合いながら、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７２】
また、第１コアピン２３を設けた小径円筒部用キャビティ２８ｃに流入する成形樹脂材に対し、テーパ部用キャビティ２８ｄで流路を中央に絞り込むようにしているので、この成形樹脂材で各第１コアピン２３，２３は接触する方向に付勢されてお互いに支え合い、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７３】
また、第１コアピン２３を取り囲むインサートパイプ３を肉厚状にして、小径内周面３ａと第１コアピン２３間の狭い流路で小径円筒部用キャビティ２８ｃを形成することで、射出圧力を高くしないで射出速度を速くすることができるので、第１コアピン２３に対するダメージを軽減して折れたり曲がったりすることを防止すると共に、金型温度を均一にして熱収縮を軽減することができる。
【００７４】
また、先端側に流動した成形樹脂材が小径筒状部を迂回する状態で、心線挿入孔４ａのある軸心から離れた溜まり部用キャビティ２８ｂに流入させることにより、最初に流入したスラッグ状態の成形樹脂材が充填され、心線挿入孔４ａの周辺ではフローマークやひけなどを生じ難くなって、心線挿入孔４ａの内径面における歪みを改善することができる。
【００７５】
次に、図８及び図９に他の実施形態による多芯フェルールを示すが、先の実施形態では同径の心線挿入孔４ａ−１，４ａ−２を並設して２芯のフェルール１としたが、図８は異径の心線挿入孔３１ａ，３１ｂを並設して心線挿入孔３１とした２芯のフェルール１Ａであり、図９は同径の心線挿入孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃを並設して心線挿入孔３２とした３芯のフェルール１Ｂである。
【００７６】
これらのフェルール１Ａ，１Ｂは、ホルダー２４に装着する第１コアピン２３を、心線挿入孔３１，３２に適合する形状と本数に変更すると共に、これらのコアピンを受ける第２コアピン１９の先端における受け溝の形状を変更することにより、先の実施形態によるフェルール１と同様に射出成形され、且つ同様の作用効果を発揮することができる。
【００７７】
なお、これらの実施形態に限定されるものではなく、円形断面をした２芯以上の各心線挿入孔が隣接した円繋ぎ形状で並設される形態の多芯フェルールであり、多芯フェルールを射出成形する際に、心線挿入孔に適合させた各第１コアピンが面接触状態で相互に支え合うように並設されている形態であれば良い。
【００７８】
例えば、３芯の場合には軸心線に対して１２０度の間隔で放射状に配置した各心線挿入孔が隣接した円繋ぎ形状で並設される形態を採ったり、４芯の場合には軸心線に対して９０度の間隔で放射状に配置した各心線挿入孔が隣接した円繋ぎ形状で並設される形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施形態によるフェルール１で、（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を、（ｃ）はＩＣ側から見た側面図を示す。
【図２】図１のフェルール１を、モジュールに使用した使用状態の断面図を示す。
【図３】図１のフェルール１を、ＳＣ形フェルールに利用した使用状態で、（ａ）は横断面図を、（ｂ）はＩＩＩＣ側から見た側面図を示す。
【図４】図１のフェルール１の構成部品であるインサートパイプの、他の実施形態による縦断面図及び右側面図を示す。
【図５】図１のフェルール１を射出成形する金型装置の要部縦断面図を示す。
【図６】図５の金型装置における要部の拡大縦断面図を示す。
【図７】図５の金型装置の構成部品である第１コアピンと、第１コアピンを支持するピンホルダーとの、装着状態を説明する斜視図である。
【図８】本発明を適用した他の実施形態によるフェルール１Ａで、（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を、（ｃ）ＶＩＩＩＣ側から見た側面図を示す。
【図９】本発明を適用した更に他の実施形態によるフェルール１Ｂで、（ａ）は横断面図を、（ｂ）は縦断面図を、（ｃ）はＩＸＣ側から見た側面図を示す。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ フェルール
２ 樹脂成形部
３ インサートパイプ
４ ファイバー挿通孔
４ａ，３１，３２ 心線挿入孔
４ｂ テーパ孔
４ｃ 被覆挿入孔
５ 小径筒状部
６ 大径筒状部
７ 係止部
８ 光ファイバ
９ 取付部材
１０ レーザ溶接
１１ フランジ部
１２ 連通孔
１３ ベース部材
１４ ＳＣ形フェルール
１５ 金型装置
１５Ａ 可動側金型
１５Ｂ 固定側金型
１６ 可動側型板
１７ 固定側型板
１８ 可動側入れ子
１９ 第２コアピン
２０，２１ エジェクターピン
２２ 固定側下部入れ子
２３ 第１コアピン
２４ ピンホルダー
２５ 固定側上部入れ子
２６ 押さえブロック
２７ キャビティブロック
２８ キャビティ
２９ ゲート
３０ リング状ランナー
Claims (9)
- 外筒を形成するインサートパイプ内に、射出成形した樹脂成形部を一体に設け、樹脂成形部には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各心線部を挿入する心線挿入孔を設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔を設け、前記心線挿入孔は円形断面をした各心線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状で並設したことを特徴とする多芯フェルール。
- 前記インサートパイプには、後端側の外周に凹部又は凸部で形成した係止部を設けた請求項１に記載した多芯フェルール。
- 前記インサートパイプには、薄肉状に形成した小径円筒部を先端に設け、この小径円筒部は端面を含む内外周が前記樹脂成形部中に埋設されると共に、小径円筒部の外周側が成形樹脂材の溜まり部を形成した請求項１又は２に記載した多芯フェルール。
- 前記インサートパイプは、内径を縮径して形成した前方側の筒状部分と、内径を拡径して形成した後方側の筒状部分が、テーパ筒状部分を介して一体に接合され、前方側の筒状部分には心線挿入孔を形成する小径円筒部を設け、後方側の筒状部分には被覆挿入孔を形成する大径円筒部を設け、テーパ筒状部分には光ファイバの心線部を心線挿入孔に案内するテーパ部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載した多芯フェルール。
- 前記インサートパイプは、ステンレスパイプで形成した請求項１〜４のいずれかに記載した多芯フェルール。
- 射出成形金型内に外筒を形成するインサートパイプを装着させ、インサートパイプの軸心には光ファイバの被覆挿入孔を形成する第２コアピンと、被覆挿入孔に連通する２芯以上の心線挿入孔を形成する第１コアピンを装着し、前記第１コアピンは金型に装着したピンホルダーで一端側を支持し、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させると共に、他端側を第２コアピンの先端と着脱可能に嵌合させ、第１及び第２コアピンとインサートパイプで形成したキャビティ内に樹脂成形材を充填して樹脂成形部を一体成形したことを特徴とする多芯フェルールの製造方法。
- 前記キャビテイは、インサートパイプの前方側内周と第１コアピン間に、狭い流路で小径円筒部用キャビティを形成すると共に、インサートパイプ後方側内周と第２コアピン間に、広い流路で大径円筒部用キャビティを形成し、両キャビティ間に小径円筒部用キャビティの中央に流路を絞り込むテーパ部用キャビティを設けた請求項６に記載した多芯フェルールの製造方法。
- 前記キャビテイは、インサートパイプの先端を縮径した小径筒状部を形成すると共に、金型内には小径筒状部を囲繞するキャビティブロックを装着させ、小径筒状部の外周側に溜まり部用キャビティを形成し、成形樹脂材が小径筒状部の先端を迂回して外周側の溜まり部に流動するようにした請求項６又は７に記載した多芯フェルールの製造方法。
- 前記インサートパイプには、後端側の外周に凹部又は凸部で形成した係止部を設け、請求項６〜８で製造した多芯フェルールをインサート部品として、樹脂成形部の後端側に被覆挿入孔との連通孔を軸心に設けたベース部材を、係止部を埋設する態様で射出成形して一体に接合し、ＳＣ形又はＳＴ形フェルールを形成することを特徴とする多芯フェルールの製造方法。
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