JP2005161776A - 導光路、光伝送装置および射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 射出成形用金型からの取出しが容易で、導光路の位置決めを簡素な構成で行え、ゲート痕やエジェクトピンによる突き出し痕が光信号の伝送に悪影響を及ぼすことのない導光路、光伝送装置および射出成形用金型を提供する。
【解決手段】 この導光路６は、射出成形により形成されるものであり、固定側型板１２と可動側型板１３との間のキャビティ１３ａ内に成形された平板状の導光路本体６０と、導光路本体６０の一方の面に設けられた円柱状の第１の凸部６１と、導光路本体６０の他方の面に設けられた逆テーパ状の第２の凸部６２とを備える。これにより、導光路６の離型の際に、固定側型板１２が第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板１３が第２の凸部６２を保持する力が大きくなるので、導光路６をより確実に可動側型板１３側に持ってくることができ、導光路６の金型からの取出しが容易となる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の光ファイバあるいは発光素子からの信号光を複数の光ファイバあるいは受光素子に分岐または結合できる導光路、光伝送装置、および導光路の射出成形用金型に関し、特に、射出成形用金型からの取出しが容易で、導光路の位置決めを簡素な構成で行え、ゲート痕やエジェクトピンによる突き出し痕が光信号の伝送に悪影響を及ぼすことのない導光路、光伝送装置および射出成形用金型に関する。

導光路と光ファイバ、発光素子あるいは受光素子とは、結合損失を減らすため、高精度に位置決めされる必要がある。このため、従来の光伝送装置として、導光路に位置決め用凸部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１）。

この光伝送装置は、平板状の導光路本体の下面に円柱状の凸部を有する導光路を射出成形により形成し、導光路の凸部を基板の上面に設けた凹部に係合させて導光路を位置決めし、この位置決めされた導光路の端面に光ファイバを当接したものである。この導光路は、固定側型板のゲートに位置決め用凸部を成形しているので、成形された導光路をゲート部から切り離すとき、位置決め用凸部にできる凹み等のゲート痕によって導光路内を伝送する光信号に悪影響を及ぼすことがなくなる。
特開２００２−２５８０９７号公報

しかし、従来の導光路によると、位置決め用凸部が固定側型板のゲート内に成形されるため、型から成形品である導光路を取り出すとき、位置決め用凸部が固定側型板のゲートに付着して型からの取り出しが困難になるという問題がある。

図１１は、その問題点を説明するための図である。同図に示す射出成形用金型１０は、溶融樹脂が注入されるスプルー１１ａを有する固定側取付板１１と、スプルー１１ａに連通するランナー１２ａ、ゲート１２ｂ、および成形された導光路６との分離用のゲート先端部１２ｃを有する固定側型板１２と、導光路本体６０の反転形状を有するキャビティ１３ａが形成された可動側型板１３と、可動側型板１３にスペーサブロック１４を介して取り付けられた可動側取付板１５と、可動側型板１３のピン挿通孔１３ｂに遊挿され、キャビティ１３ａ内に成形された導光路本体６０を可動側型板１３から型外に突き出すエジェクタピン１６およびこれを支持するエジェクタプレート１７とを有して構成されている。

このように構成された射出成形用金型１０において、可動側型板１３、スペーサブロック１４および可動側取付板１５が図示しない駆動装置により固定側型板１２に向けて移動し、型が閉められた後、図示しない射出装置内で溶融された樹脂が、図１１（ａ）に示すように、固定側取付板１１のスプルー１１ａに注入され、それがランナー１２ａ、ゲート１２ｂおよびゲート先端部１２ｃを通ってキャビティ１３ａ内に充填される。この後、キャビティ１３ａ内の樹脂を冷却固化させる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、図示しない駆動装置により可動側型板１３を同図右方向へ移動させ、スプルー１１ａ、ランナー１２ａおよびゲート１２ｂ内に成形された成形部分６５を導光路６のゲート先端部１２ｃ内に成形された凸部６１から分離させる。次に、図示しない駆動装置により可動側型板１３を同図左方向に移動させるが、凸部６１がゲート先端部１２ｃに密着して成形された導光路６が固定側型板１２に残ってしまうという問題を生じる。

従って、本発明の目的は、射出成形用金型からの取出しが容易で、導光路の位置決めを簡素な構成で行え、ゲート痕やエジェクトピンによる突き出し痕が光信号の伝送に悪影響を及ぼすことのない導光路、光伝送装置および射出成形用金型を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、射出成形により形成された導光路において、固定側の第１の型板と可動側の第２の型板との間のキャビティ内に成形された平板状の導光路本体と、前記導光路本体の前記第１の型板側の第１の面に設けられた第１の凸部と、前記導光路本体の前記第１の面に対向する第２の面に設けられた第２の凸部とを備え、前記第１および第２の凸部は、前記射出成形により形成された前記導光路を離型する際に、前記第１の型板が前記第１の凸部を保持する力よりも前記第２の型板が前記第２の凸部を保持する力の方が大きくなるように所定の形態を有することを特徴とする導光路を提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、射出成形によって形成された平板状の導光路と、前記導光路に光学的に結合して光信号を入出力する光ファイバと、前記導光路と前記光ファイバとを光学的に位置決め保持する固定部材とを有する光伝送装置において、前記導光路は、固定側の第１の型板と可動側の第２の型板との間のキャビティ内に成形された平板状の導光路本体と、前記導光路本体の前記第１の型板側の第１の面に設けられた第１の凸部と、前記導光路本体の前記第１面に対向する第２の面に設けられた第２の凸部とを備え、前記第１および第２の凸部は、前記射出成形により形成された前記導光路を離型する際に、前記第１の型板が前記第１の凸部を保持する力よりも前記第２の型板が前記第２の凸部を保持する力の方が大きくなるように所定の形態を有し、前記固定部材は、前記第１および第２の凹部の一方に嵌合して前記導光路を位置決めする凹部を備えたことを特徴とする光伝送装置を提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、平板状の導光路本体の一方の面に第１の凸部を有し、他方の面に第２の凸部を有する導光路を射出成形する射出成形用金型において、前記第１の凸部が成形されるゲートを有する固定側の第１の型板と、前記第２の凸部が成形されるエジェクタピン挿通孔を有する可動側の第２の型板と、前記第１の型板と前記第２の型板とを閉じて形成される、前記導光路本体のキャビティとを備え、前記ゲートおよび前記エジェクタピン挿通孔は、前記射出成形により形成された前記導光路を離型する際に、前記第１の型板が前記第１の凸部を保持する力よりも前記第２の型板が前記第２の凸部を保持する力の方が大きくなるように所定の形態を有することを特徴とする射出成形用金型を提供する。

本発明の導光路、光伝送装置および射出成形用金型によれば、射出成形により形成された導光路を離型する際に、固定側の第１の型板が第１の凸部を保持する力よりも可動側の第２の型板が第２の凸部を保持する力が大きいので、成形された導光路を第２の型板側に持ってくることができ、金型からの取出しが容易となる。

また、ゲート内に第１の凸部を成形しているので、成形された導光路をゲート部から切り離すときに第１の凸部にできる凹み等のゲート痕によって導光路本体内を伝送する光信号に悪影響を及ぼすことがなくなる。

さらに、エジェクトピンを受ける第２の凸部を備えているので、金型からエジェクトピンにより突き出すときに第２の凸部にできる凹み等の突き出し痕によって導光路本体内を伝送する光信号に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、導光路を変形させずに突き出すことができる。

また、第１の凸部あるいは第２の凸部を位置決めに利用することにより、位置決め治具等が不要になり、導光路の位置決めを簡素な構成で行うことができる。

図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置を示し、図１は斜視図、図２は分解斜視図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図１のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図である。この光伝送装置１は、カバー部材２と、カバー部材２の上に配置された複数の導光路６と、各導光路６に光学的に結合して光信号を入力する複数の入力側光ファイバ３Ａと、これらの入力側光ファイバ３Ａを保持する入力側コネクタ４Ａと、導光路６に光学的に結合して光信号を出力する複数の出力側光ファイバ３Ｂと、これらの出力側光ファイバ３Ｂを保持する複数の出力側コネクタ４Ｂと、入力側コネクタ４Ａおよび出力側コネクタ４Ｂを開口部５ａに収容するとともに、導光路６をカバー部材２との間で挟持する固定部材５とを有して構成されている。

導光路６は、図２および図３に示すように、入力した光信号を側面で全反射させつつ導光方向（以下「Ｘ方向」という。）に沿って導く平板状の導光路本体６０と、導光路本体６０の上面に形成されたＸ方向の位置決め用の第１の凸部６１と、導光路本体６０の下面に形成されたエジェクタピン受け用の第２の凸部６２と、導光路本体６０の端面に上面に対して４５°の傾斜角度を有して形成され、入力した光信号を反射する入力反射面６３、および階段状に設けられた各端面に上面に対して４５°の傾斜角度を有して形成され、光信号を反射して出力する出力反射面６４ａ，６４ｂ，６４ｃとを備え、アクリル樹脂等の透光性を有する樹脂からなり、射出成形によって形成される。第１の凸部６１は、導光路本体６０の上面のほぼ中央に位置し、第２の凸部６２は、第１の凸部６１と同一線上に位置している。

カバー部材２は、プラスチックからなる平板状を有し、導光路６の第２の凸部６２を逃げるための逃げ穴２ａを有し、射出成形、切削等により形成される。

固定部材５は、プラスチックからなる矩形状を有し、コネクタ４Ａ，４Ｂを収容する上記した開口部５ａの他、３つの導光路６の位置決め用の第１の凸部６１が係合して各導光路６のＸ方向を位置決めする３つの第１の凹部５ｂと、各導光路６を収容してＸ方向に直交するＹ方向を位置決めする収容凹部５ｃとを有し、射出成形、切削等により形成される。

図４は、この第１の実施の形態に係る導光路６を示す。この導光路６は、第１の凸部６１が円柱状を有し、エジェクタピン受け用の第２の凸部６２は、後述するエジェクタピンによって突き出し可能なテーパ角度、例えば、片側約０．５°の逆テーパ形状を有している。これにより、後述する固定側型板が第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板が第２の凸部６２を保持する力が大きくなり、射出成形により形成された導光路６を離型する際に、導光路６を確実に可動側型板側に持ってくることができる。

図５は、射出成形用金型による導光路６の成形方法を示す。この射出成形用金型１０は、溶融樹脂が注入されるスプルー１１ａを有する固定側取付板１１と、スプルー１１ａに連通するランナー１２ａ、ゲート１２ｂ、および成形された導光路６との分離用のゲート先端部１２ｃを有する固定側型板１２と、導光路６の反転形状を有するキャビティ１３ａが形成された可動側型板１３と、可動側型板１３にスペーサブロック１４を介して取り付けられた可動側取付板１５と、可動側型板１３のピン挿通孔１３ｂに遊挿され、キャビティ１３ａ内に成形された導光路本体６０を可動側型板１３から型外に突き出すエジェクタピン１６およびこれを支持するエジェクタプレート１７とを有して構成されている。

このように構成された射出成形用金型１０において、可動側型板１３、スペーサブロック１４および可動側取付板１５が図示しない駆動装置により固定側型板１２に向けて移動し、型が閉められた後、図示しない射出装置内で溶融された樹脂が、図５（ａ）に示すように、固定側取付板１１のスプルー１１ａに注入され、それがランナー１２ａ、ゲート１２ｂを通ってキャビティ１３ａ内に充填される。この後、キャビティ１３ａ内の樹脂を冷却固化させる。

次に、図５（ｂ）に示すように、図示しない駆動装置により可動側型板１３を同図右方向へ移動させ、スプルー１１ａ、ランナー１２ａ、ゲート１２ｂおよびゲート先端部１２ｃ内に成形された成形部分６５を導光路６のゲート先端部１２ｃ内に成形された第１の凸部６１から分離させる。次に、図示しない駆動装置により可動側型板１３を同図左方向に移動させる。次に、図示しない駆動装置によりエジェクタプレート１７を同図右方向に移動させてエジェクタピン１６により導光路６の第２の凸部６２を突き出し、導光路６を可動側型板１３から型外に突き出す。

図６は、この光伝送装置１における光信号の伝送経路を示す。なお、同図は説明を簡単にするために１つの導光路６における光信号の伝達経路を示す。この光伝送装置１は、入力側光ファイバ３Ａに光信号が入力すると、その光信号は導光路６の導光路本体６０の上面の左側端部から導光路本体６０内に入射し、入力反射面６３で反射して導光路本体６０の側面で全反射しつつ導光路本体６０内をＸ方向に沿って伝播し、出力反射面６４ａ，６４ｂ，６４ｃで反射して導光路本体６０の上面から各出力側光ファイバ３Ｂに分岐して出力される。他の２つの導光路６も同様に光信号が入力され、導光路６内を伝播して出力される。

この第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）射出成形により形成された導光路６を離型する際に、固定側型板１２のゲート先端部１２ｃが第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板１３のピン挿通孔１３ｂが第２の凸部６２を保持する力が大きいので、成形された導光路６を可動側型板１３に持ってくることができ、射出成形用金型１０からの取出しが容易となる。
（ロ）ゲート先端部１２ｃ内に第１の凸部６１を成形しているので、成形された導光路６をゲート部から切り離すときに第１の凸部６１にできる凹み等のゲート痕によって導光路本体６０内を伝送する光信号に悪影響を及ぼすことがなくなる。
（ハ）導光路６は、エジェクトピン１６を受ける第２の凸部６２を備えているので、射出成形用金型１０からエジェクトピン１６により突き出すときに第２の凸部６２にできる凹み等の突き出し痕によって導光路本体６０内を伝送する光信号に悪影響を及ぼすことがなくなる。また、導光路６を変形させずに突き出すことができる。
（ニ）キャビティ１３ａを可動側型板１３に設けているので、導光路６を固定側型板１２が引っ張る力を低減させることができ、離型の際に、導光路６を可動側型板１３側に持ってくるのが容易となる。
（ホ）導光路６は、第１の凸部６１とこれに係合する第１の凹部５ｂによってＸ方向が位置決めされ、導光路本体６０の側面と固定部材５の収容凹部５ｃによってＹ方向が位置決めされ、光ファイバー３Ａ，３Ｂを保持するコネクタ４Ａ、４Ｂは、固定部材５の開口部５ａによってＸ方向およびＹ方向が位置決めされているので、導光路６と光ファイバー３Ａ，３Ｂとの結合面がずれることが無くなり、結合損失の発生を防止することができる。また、位置決め治具等が不要になるので、導光路６を簡素な構成で行うことができる。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係る導光路を示す。この第２の実施の形態に係る導光路６は、位置決め用の第１の凸部６１が導光路本体６０の上面に対して垂直方向に突出し、エジェクタピン受け用の第２の凸部６２が導光路本体６０の下面から、例えば、傾斜角約１°で斜め方向に突出した形状を有している。これにより、第１の実施の形態と同様に、固定側型板が第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板が第２の凸部６２を保持する力が大きくなり、導光路６をより確実に可動側型板１３側に持ってくることができ、導光路６の金型からの取出しが容易となる。

図８は、本発明の第３の実施の形態に係る導光路を示す。この第３の実施の形態に係る導光路６は、エジェクタピン受け用の第２の凸部６２の側面を位置決め用の第１の凸部６１よりも表面粗さを粗くし、例えば、第１の凸部６１の表面粗さを約３μｍＲｙ、第２の凸部６２の表面粗さを約２０μｍＲｙとしたものである。この場合も、第１の実施の形態と同様に、固定側型板が第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板が第２の凸部６２を保持する力が大きくなり、導光路６をより確実に可動側型板１３側に持ってくることができる。

図９は、本発明の第４の実施の形態に係る導光路を示す。この第４の実施の形態に係る導光路６は、位置決め用の第１の凸部６１に抜きテーパを設け、エジェクタピン受け用の第２の凸部６２には抜きテーパを設けずに円柱形状としたものである。この場合も、第１の実施の形態と同様に、固定側型板が第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板が第２の凸部６２を保持する力が大きくなり、導光路６をより確実に可動側型板１３側に持ってくることができる。

図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る光伝送装置を示す。この光伝送装置１は、第１の実施の形態において、導光路６のエジェクタピン受け用の第２の凸部６２の直径を位置決め用の第１の凸部６１よりも大きくして導光路６の離型の際に、導光路６をより確実に可動側型板１３側に持ってくることができるようにし、さらにエジェクタピン受け用の第２の凸部６２をＸ方向の位置決めに用いたものである。

この第５の実施の形態のカバー部材２は、３つの導光路本体６０を収容してＸ方向に直交するＹ方向の位置決めを行う収容凹部２ｂと、エジェクタピン受け用の第２の凸部６２が係合してＸ方向の位置決めを行う第２の凹部２ｃとを備え、導光路６を位置決めする固定部材としても機能する。

固定部材５は、コネクタ４Ａ，４Ｂを収容する上記した開口部５ａと、３つの導光路６の位置決め用の第１の凸部６１を逃げる逃げ穴５ｄとを有する。

この第５の実施の形態によれば、エジェクタピン受け用の第２の凸部６２の周面の面積が位置決め用の第１の凸部６１の周面の面積よりも広いため、固定側型板が第１の凸部６１を保持する力よりも可動側型板が第２の凸部６２を保持する力が大きくなり、導光路６をより確実に可動側型板１３側に持ってくることができ、導光路６の金型からの取出しが容易となる。

なお、上記各実施の形態では、第１の凸部６１と第２の凸部６２をそれぞれ１つずつ同一線上に設けたが、個数や場所は限定されない。例えば、第１の凸部を１つとし、第１の凸部の中心線の回りに複数の第２の凸部を配置してもよい。

また、第１および第２の凸部を同一の直径とし、柱の高さを第１の凸部よりも第２の凸部の方を高くしてもよい。これによっても、第２の凸部の周面の面積が第１の凸部の周面の面積よりも広くなり、固定側型板が第１の凸部を保持する力よりも可動側型板が第２の凸部を保持する力が大きくなる。

さらに、上記各実施の形態では、第１および第２の凸部は、円柱状として説明したが、角柱状等の他の形状でもよい。なお、位置決め用の凸部を角柱状とした場合は、これに係合する凹部も角柱状とする。

本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図１のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る導光路の正面図である。 （ａ）は型閉じ時の射出成形用金型の断面図、（ｂ）離型時の射出成形用金型の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置による光伝送を説明するための斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る導光路の正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る導光路の正面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る導光路の正面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る光伝送装置を示す断面図である。 （ａ）は型閉じ時の射出成形用金型の断面図、（ｂ）離型時の射出成形用金型の断面図である。

符号の説明

１ 光伝送装置
２ カバー部材
２ａ 逃げ穴
２ｂ 収容凹部
２ｃ 第２の凹部
３Ａ 入力側光ファイバ
４Ａ 入力側コネクタ
３Ｂ 出力側光ファイバ
４Ｂ 出力側コネクタ
５ 固定部材
５ａ 開口部
５ｂ 第１の凹部
５ｃ 収容凹部
５ｄ 逃げ穴
６ 導光路
１０ 射出成形用金型
１１ 固定側取付板
１１ａ スプルー
１２ 固定側型板
１２ａ ランナー
１２ｂ ゲート
１２ｃ ゲート先端部
１３ 可動側型板
１３ａ キャビティ
１３ｂ ピン挿通孔
１４ スペーサブロック
１５ 可動側取付板
１６ エジェクタピン
１７ エジェクタプレート
６０ 導光路本体
６１ 第１の凸部
６１ａ 凸部
６２ 第２の凸部
６３ 入力反射面
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ 出力反射面
６５ 成形部分

Claims (11)

1. 射出成形により形成された導光路において、
   固定側の第１の型板と可動側の第２の型板との間のキャビティ内に成形された平板状の導光路本体と、
   前記導光路本体の前記第１の型板側の第１の面に設けられた第１の凸部と、
   前記導光路本体の前記第１の面に対向する第２の面に設けられた第２の凸部とを備え、
   前記第１および第２の凸部は、前記射出成形により形成された前記導光路を離型する際に、前記第１の型板が前記第１の凸部を保持する力よりも前記第２の型板が前記第２の凸部を保持する力の方が大きくなるように所定の形態を有することを特徴とする導光路。
2. 前記第１および第２の凹部は、互いに対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項１記載の導光路。
3. 前記第１の凸部は、円柱形状もしくは角柱形状を有し、
   前記第２の凸部は、逆テーパ形状を有することを特徴とする請求項１記載の導光路。
4. 前記第１の凸部は、前記第１の面に対して垂直方向に突出し、
   前記第２の凸部は、前記第２の面に対して斜め方向に突出していることを特徴とする請求項１記載の導光路。
5. 前記第１の凸部は、周面が所定の表面粗さを有し、
   前記第２の凸部は、周面が前記所定の表面粗さより大なる表面粗さを有することを特徴とする請求項１記載の導光路。
6. 前記第１の凸部は、周面が所定の面積を有し、
   前記第２の凸部は、周面が前記所定の面積より大なる面積を有することを特徴とする請求項１記載の導光路。
7. 前記第１の凸部は、抜きテーパを有し、
   前記第２の凸部は、前記第２の面に対して垂直方向に突出しているか、逆テーパ形状を有していることを特徴とする請求項１記載の導光路。
8. 射出成形によって形成された平板状の導光路と、前記導光路に光学的に結合して光信号を入出力する光ファイバと、前記導光路と前記光ファイバとを光学的に位置決め保持する固定部材とを有する光伝送装置において、
   前記導光路は、固定側の第１の型板と可動側の第２の型板との間のキャビティ内に成形された平板状の導光路本体と、前記導光路本体の前記第１の型板側の第１の面に設けられた第１の凸部と、前記導光路本体の前記第１面に対向する第２の面に設けられた第２の凸部とを備え、前記第１および第２の凸部は、前記射出成形により形成された前記導光路を離型する際に、前記第１の型板が前記第１の凸部を保持する力よりも前記第２の型板が前記第２の凸部を保持する力の方が大きくなるように所定の形態を有し、
   前記固定部材は、前記第１および第２の凹部の一方に嵌合して前記導光路を位置決めする凹部を備えたことを特徴とする光伝送装置。
9. 前記第１および第２の凸部は、互いに対向する位置に配置されたことを特徴とする請求項８記載の光伝送装置。
10. 平板状の導光路本体の一方の面に第１の凸部を有し、他方の面に第２の凸部を有する導光路を射出成形する射出成形用金型において、
    前記第１の凸部が成形されるゲートを有する固定側の第１の型板と、
    前記第２の凸部が成形されるエジェクタピン挿通孔を有する可動側の第２の型板と、
    前記第１の型板と前記第２の型板とを閉じて形成される、前記導光路本体のキャビティとを備え、
    前記ゲートおよび前記エジェクタピン挿通孔は、前記射出成形により形成された前記導光路を離型する際に、前記第１の型板が前記第１の凸部を保持する力よりも前記第２の型板が前記第２の凸部を保持する力の方が大きくなるように所定の形態を有することを特徴とする射出成形用金型。
11. 前記キャビティは、前記第２の型板側に設けられていることを特徴とする請求項１０記載の射出成形用金型。

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