JP2987876B2 - セラミック製品の射出成形用金型装置 - Google Patents

セラミック製品の射出成形用金型装置

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光コネクタの一部を構成するセラミックフェ
ルールを射出成形する金型装置に関する。
(従来の技術) 加入者系の光通信網の飛躍的な発展に伴い、光ファイ
バ相互の接続に用いる光コネクタの役割が増大してい
る。
光コネクタにはバヨネット型、プッシュオン型、プッ
シュプル型、SC型等各種の構造のものがあるが、一般的
な光コネクタとして第16図にFC型の光コネクタを示す。
この光コネクタは一対のプラグ100,100とこれらプラグ1
00,100をつなぐアダプタ200からなり、プラグ100はホル
ダ101内にアルミナやジルコニア等のセラミックからな
るフェルール102を保持し、またフード103を介してファ
イバコード104を挿入し、このファイバコード104ら引出
した光ファイバ105を前記フェルール102の中心に形成し
た貫通孔に挿入し、その先端をフェルール102の先端に
面一に臨ませている。
そして、左右のプラグ100,100の光ファイバ105を接続
するには、フェルール102の先端をアダプタ200の割りス
リーブ201内に差し込んだ後、ホルダ101の外側に設けた
締め付けナット106をアダプタ200に形成したネジ部202
に螺合することで、左右のプラグ100,100のフェルール1
02先端面を割りスリーブ内で当接せしめ、フェルール先
端中心の光ファイバ105同士を突き合わせる。
(発明が解決しようとする課題) 上述したフェルールはアルミナやジルコニア等をバイ
ンダとともに混練したセラミックコンパウンドを押出成
形し、焼成後に端面に光ファイバのガイド孔等を研削研
磨加工しているが、セラミックの場合には高硬度である
ためガイド孔の中心とフェルール中心の光ファイバ挿入
孔とを一致せしめることが困難である。
そこで予め射出成形によってガイド孔の部分まで同時
に成形することが考えられるが、フェルール自体極めて
小径で長寸法のため、キャビティの下方から徐々に上端
に向ってセラミックコンパウンドを充填しにくくジェッ
ティングと称する乱流現象により成形時にエアを巻き込
みやすく、ポアやボイドが発生する。またセラミックコ
ンパウンドの流れがぶつかる箇所にウェルドラインが生
じやすく、収縮率においても縦横にバラツキを生じやす
い。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決すべく本発明は、光コネクターのセラ
ミックフェルールを射出成形する金型装置において、セ
ラミックコンパウンドの流路としてのランナの少なくと
も下流部分を対称な複数本の分岐ランナとし、この分岐
ランナを再びゲートの部分で集合せしめるようにした。
(作用) 射出機内で加熱加圧されたセラミックコンパウンドは
ノズルを介して金型のスプルー内に射出され、次いでス
プルーからランナに入ったセラミックコンパウンドは分
岐ランナに分れリングゲートに周りから均等に流入し、
キャビティ内に下方から供給される。
(実施例) 以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第1図はセラミックフェルールを射出成形する場合に
適用した本発明の金型装置の型締め状態の断面図、第2
図は第1図のA方向矢視図、第3図は第1図の要部拡大
図、第4図はランナの平面図である。
金型装置は上型1と下型2を備え、上型1はフレーム
等に固定され、下型2は昇降自在な基台3上に取り付け
られる。そして、上型1上面には射出機のノズル4が嵌
り込む凹部5が形成され、この凹部5の底部から下方に
スプルー6が伸び、ノズル4からスプルー6に注入され
たセラミックコンパウンドを上型1と下型2の合せ部に
形成したランナ7及びゲート8を介して上型1に形成し
たキャビティ10内に送り込むようにしている。
前記ランナ7は第4図に示すように、スプルー6の下
端において2本の分岐ランナ7a,7aに分れ、各分岐ラン
ナ7aは下流部において更に分岐ランナ7b,7bに分れ、こ
れら分岐ランナ7b…はゲート8の外側部を構成するリン
グゲート8aに90゜離間した4方向から合流している。ま
たリングゲート8aの内側部はリングゲート8aよりも高さ
の低い環状のフィルムゲート8bとなっており、このフィ
ルムゲート8bがキャビティ10の底部に開口している。
また、下型2内には成形ピン11の基端部を螺着し、こ
の成形ピン11をストリッパプレート12を介してキャビテ
ィ10の中心に臨ませている。即ち、ストリッパプレート
12の中央下面には下方に向って広がるテーパ孔13を形成
し、成形ピン11の外周に前記テーパ孔13に適合するテー
パ面を有するガイド部材14を外嵌して成形ピン11の型締
め時の芯出しを行なうようにしている。
一方、下型2の下面には下方からボルト15を螺着し、
このボルト15を第1の可動プレート16に挿通し、下型2
下面と可動プレート16上面との間に縮装した第1のスプ
リング17にて第1の可動プレート16を下方に付勢し、且
つボルト15の頭部で可動プレート16の落下を防止してい
る。また可動プレート16には上方に伸びるロッド18を固
着し、このロッド18上端を前記ストリッパプレート12の
下面にネジ止めしている。
また、可動プレート16には段付きの貫通孔19を設け、
この貫通孔19に上方からボルト20を挿通し、このボルト
20下端に第2の可動プレート21を螺着し、ボルト20の周
囲で可動プレート16下面と可動プレート21上面との間に
前記第1のスプリング17よりも弾発力の大なる第2のス
プリング22を縮装している。そして、第2の可動プレー
ト21には第1の可動プレート16を貫通してその先端部が
前記スプルー6、ランナ7、リングゲート8及びフィル
ムゲート9の所定部分に臨むエジェクタピン23…の基端
部を固着している。また可動プレート21には可動プレー
ト16及び下型2を貫通してその先端部が下型2上面に臨
む緩衝ロッド24の基端部を取り付け、この緩衝ロッド24
の周囲で前記下型2と第1の可動プレート16との間にス
プリング25を縮装している。
更に、第2図に示すように前記第2の可動プレート21
の側部からは上方に向って門型フレーム26が起立し、こ
の門型フレーム26で囲まれる空間内に前記上型1に取り
付けたストッパボルト27が上方から入り込むようにして
いる。
尚、図示例にあっては、金型装置を上下の型1、2に
よって構成したが、左右の型によって構成してもよい。
以上の構成からなる金型装置を用いてフェルールを射
出成形する手順を以下に説明する。
先ず、第1図に示す型締め状態とし、この状態で射出
機のノズル4からスプルー6、ランナ7(分岐ランナ7
a,7b),ゲート8(リングゲート8a、フィルムゲート8
b)を介してキャビティ10内にセラミックコンパウンド
を射出する。射出条件は以下の通りである。
セラミックコンパウンドの温度;140〜170℃ セラミックコンパウンドの粘度;50,000〜150,000cps 射出圧力;900〜1800kg/cm2 保圧圧力;180〜800kg/cm2 保圧時間;0.5〜5秒 またセラミックコンパウンドの組成割合は以下の通り
とした。
セラミック粉末;78〜86wt%(最適値は82wt%) バインダー ;14〜22wt%(最適値は18wt%) また、セラミック粉末としては平均粒径0.5μmの部
分安定化ジルコニアを使用し、バインダーとしたはアク
リル系熱可塑性樹脂、パラフィンワックス及びフタル酸
ジ−n−ブチルを混合したものを使用する。混合割合と
してはアクリル系熱可塑性樹脂を6〜22wt%(好ましく
は14.5wt%)、パラフィンワックスを14wt%以下(好ま
しくは3.0wt%)、フタル酸ジ−n−ブチルを2wt%以下
(好ましくは0.5wt%)とする。
以上の如くして、第5図に示すようにセラミックコン
パウンドが固まって成形品W0が出来たならば、第6図に
示すように基台3を下降せしめる。すると、基台3とと
もに下型2、第1及び第2の可動プレート16,21が一体
的に下降し、キャビティ10から成形品W0を引き出す。
尚、この時成形品W0が上型1側に残らないようにするた
め、成形ピン11の大径部を逆テーパ状とするか大径部外
周面を粗面にしておくとよい。
このようにして、下型2、第1及び第2の可動プレー
ト16,21が一体的に下降すると、第2の可動プレート21
に取り付けられた門型フレーム26も下降し、ストッパボ
ルト28の頭部に門型フレーム26が当接して第2の可動プ
レート21の下降が停止する。そして、第2の可動プレー
ト21の下降が停止すると、スプリング22の弾発力がスプ
リング17の弾発力よりも大きいため、第1の可動プレー
ト16の下降にも制動がかかり、第6図及び第7図に示す
ようにロッド18によりストリッパプレート12が相対的に
上昇し、成形品W0から成形ピン11が引き抜かれる。
そして更に基台3とともに下型2が下降すると、下型
2の下面が第1の可動プレート16上面に当たり、第1の
可動プレート16が押し下げられ、また下型2が第2の可
動プレート21に相対的に接近して第8図及び第9図に示
すように、エジェクタピン23が上昇し、ストリッパプレ
ート12から成形品W0を払い出す。この時点での成形品W0
には、スプルー6、分岐ランナ7a,7b、リングゲート8
a、フィルムゲート8bの部分で成形された部分も付いて
いる。
次いで、成形品W0を焼成した後に製品であるフェルー
ルとなる部分を切断し、第10図に示すような光ファイバ
の挿入孔30、この挿入孔30にその中心が正確に一致する
テーパガイド孔31及び面取り部32を一体的に後加工せず
に成形したセラミック製フェルールWが得られる。
第11図及び第12図はフェルールを2個り取りする別実
施例を示す第4図と同様の図であり、第11図に示す実施
例にあってはスプルー6の下端から伸びる分岐ランナ7
c,7cから分岐ランナ7a,7aを分岐し、この分岐ランナ7a
から更に分岐ランナ7b,7bを分岐し、また第12図に示す
実施例にあっては第11図に示した分岐ランナ7c,7cの向
きを90゜異ならせて導出している。このようにすること
でキャビティ10内にセラミックコンパウンドを均一に流
入せしめることができる。
第13図はキャビティ10、成形ピン11の寸法及びテーパ
角を示し、キャビティ10の内周面のテーパ角θ1は5゜
以下とし、成形ピン11の小径部の平均径Φ1は(115〜1
25μm)÷径方向の収縮率とし、成形ピン11の小径部の
先端径をΦ1′、成形ピン11の小径部の基端径をΦ1″
とした場合、Φ1′−Φ1″<0例えばΦ1′−Φ1″
=−0.5μmとし、キャビティ10の上端部の平均内径Φ
2は(2.500〜2.800mm)÷径方向の収縮率とし、成形ピ
ン11の大径部の逆テーパ角θ2はー1〜ー2゜とし、成
形ピン11の大径部外周面の面粗度は0.4〜0.8Raとしてい
る。
第14図は保圧を行なった場合の離型不良率とランナ本
数との関係を示すグラフであり、このグラフからも明ら
かなようにランナの本数を増やすことで、保圧を高くし
ても離型不良率を低く抑えることができる。
また第15図はキャビティのテーパ角と離型不良率の関
係を示すグラフであり、このグラフからキャビティ10の
内周面のテーパ角は1゜以上必要と言える。そして、テ
ーパ角をあまり大きくすると後の研削研磨加工が面倒と
なるので5゜以下とするのが好ましい。
(効果) 以上の説明から明らかなように本発明によれば、ポア
やボイドの発生が殆どない緻密で均質なセラミックフェ
ルール等のセラミック製品をを射出成形で効率よく得る
ことができる。またセラミックコンパウンドがキャビテ
ィ内にその周囲から均等に流入するためウェルドライン
が生じにくく、且つ収縮率においても縦横のバラツキの
ない寸法精度に優れたセラミックフェルール等のセラミ
ック製品を成形できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る射出成形用金型装置の型締め状態
の断面図、第2図は第1図のA方向矢視図、第3図は第
1図の要部拡大図、第4図はランナの平面図、第5図は
キャビティ内にセラミックコンパウンドを充填した状態
の金型要部の拡大図、第6図はキャビティから成形品を
引き抜いた状態の金型装置の断面図、第7図は第6図の
要部拡大図、第8図はエジェクタピンにて成形品を突き
上げた状態の金型装置の断面図、第9図は第8図の要部
拡大図、第10図はフェルールの断面図、第11図及び第12
図はランナ形状の別実施例を示す図、第13図はキャビテ
ィの透視図、第14図は保圧を行なった場合の離型不良率
とランナ本数との関係を示すグラフ、第15図はキャビテ
ィのテーパ角と離型不良率の関係を示すグラフ、第16図
は従来の光コネクタの分解図である。 尚、図面中1は上型、2は下型、6はスプルー、7はラ
ンナ、7a,7b,7cは分岐ランナ、8はゲート、8aはリング
ゲート、8bはフィルムゲート、10はキャビティ、11は成
形ピン、Wはフェルールである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B28B 1/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】射出機のノズルから射出されたセラミック
    コンパウンドをスプルー、ランナ及びゲートを介してキ
    ャビティ内に流入せしめるようにした金型装置におい
    て、前記ランナは下流部分を複数本の分岐ランナとし、
    これら分岐ランナをリングゲートに対称位置にて合流せ
    しめるようにしたことを特徴とするセラミック製品の射
    出成形用金型装置。
  2. 【請求項2】前記ゲートは分岐ランナが開口するリング
    ゲートと、キャビティ内に連通するとともにリングゲー
    トよりも高さの低い環状のフィルムゲートから構成され
    ることを特徴とする請求項(1)に記載のセラミック製
    品の射出成形用金型装置。
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