JP3200011B2 - 光ファイバコネクタ製造方法および装置 - Google Patents
光ファイバコネクタ製造方法および装置Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光コネクタ、特に、
円筒形フェルールとベースを含む、低コストのコネクタ
サブ組立体に関する。
円筒形フェルールとベースを含む、低コストのコネクタ
サブ組立体に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバコネクタは、実質的にすべて
の光ファイバ通信システムにおいて本質的な役割を担
う。例えば、これらのコネクタはファイバ断片を接続
し、ファイバを光源、検出器、中継器のような能動素
子、またはスイッチ、減衰器のような受動素子に接続す
る。
の光ファイバ通信システムにおいて本質的な役割を担
う。例えば、これらのコネクタはファイバ断片を接続
し、ファイバを光源、検出器、中継器のような能動素
子、またはスイッチ、減衰器のような受動素子に接続す
る。
【0002】光ファイバコネクタの中心的機能は、一方
のファイバのコアと他方のファイバのコアが軸方向に整
合するように、結果的に一方のファイバからのすべての
光がもう一方のファイバに結合するように、二本の光フ
ァイバの端面を維持することである。光ファイバの光伝
搬領域(コア)は非常に小さいため、これは非常に困難
な課題である。シングルモード光ファイバのコアの直径
は、約8ミクロンである。ここで1ミクロン=1μm=
10ー3mmである。
のファイバのコアと他方のファイバのコアが軸方向に整
合するように、結果的に一方のファイバからのすべての
光がもう一方のファイバに結合するように、二本の光フ
ァイバの端面を維持することである。光ファイバの光伝
搬領域(コア)は非常に小さいため、これは非常に困難
な課題である。シングルモード光ファイバのコアの直径
は、約8ミクロンである。ここで1ミクロン=1μm=
10ー3mmである。
【0003】光ファイバコネクタのもう一つの機能は、
動作環境において、接続部分に機械的安定性を提供し、
保護することである。二本のファイバの接続における挿
入損失は、一般に、ファイバ端の整合性、ファイバ端の
ずれ幅、および両方のファイバ端面の状態に関係する。
安定性と接続部保護は、コネクタ設計(すなわち熱膨張
差と機械的な動きの影響の最小化)に関係する。光ファ
イバコネクタは、通常、中心軸に沿ってガラスまたはプ
ラスチックファイバが取り付けられる小さい円筒形部分
を含む。
動作環境において、接続部分に機械的安定性を提供し、
保護することである。二本のファイバの接続における挿
入損失は、一般に、ファイバ端の整合性、ファイバ端の
ずれ幅、および両方のファイバ端面の状態に関係する。
安定性と接続部保護は、コネクタ設計(すなわち熱膨張
差と機械的な動きの影響の最小化)に関係する。光ファ
イバコネクタは、通常、中心軸に沿ってガラスまたはプ
ラスチックファイバが取り付けられる小さい円筒形部分
を含む。
【0004】種々のコネクタプラグが当業者間において
知られている。アカデミック・プレス(Academic Pres
s)版(1988)、S.E.ミラー(Miller)、A.
G.シノウェス(Chynoweth)編、”光ファイバ通信(O
ptical Fiber Telecommunication)”を参照のこと。既
知のコネクタプラグの一つはSTコネクタと称され、米
国特許第4,934,785号に記載されている。
知られている。アカデミック・プレス(Academic Pres
s)版(1988)、S.E.ミラー(Miller)、A.
G.シノウェス(Chynoweth)編、”光ファイバ通信(O
ptical Fiber Telecommunication)”を参照のこと。既
知のコネクタプラグの一つはSTコネクタと称され、米
国特許第4,934,785号に記載されている。
【0005】コネクタプラグは円筒形フェルール、フェ
ルールを保持するベース、圧縮バネ、およびフェルール
とバネを覆うキャップを含む。この構造において、フェ
ルールのみが高い精度を必要とし、通常セラミック材料
から作られる。円筒形フェルールはベースに、接着剤に
よって強固に固定される。フェルールおよびベースはそ
れぞれ、長さ方向に一端から他端へ伸びる開口部を含
む。
ルールを保持するベース、圧縮バネ、およびフェルール
とバネを覆うキャップを含む。この構造において、フェ
ルールのみが高い精度を必要とし、通常セラミック材料
から作られる。円筒形フェルールはベースに、接着剤に
よって強固に固定される。フェルールおよびベースはそ
れぞれ、長さ方向に一端から他端へ伸びる開口部を含
む。
【0006】明確化のため、これらの開口部を、フェル
ールにおいては”通路”、ベースにおいては”ボア”と
称する。通路とボアの中心軸は、軸方向において整合し
ていることが必要であり、特に、フェルールとベースが
接着している領域においては、光ファイバがこれらの共
通軸に沿って通されるため、これらの整合性は重要であ
る。
ールにおいては”通路”、ベースにおいては”ボア”と
称する。通路とボアの中心軸は、軸方向において整合し
ていることが必要であり、特に、フェルールとベースが
接着している領域においては、光ファイバがこれらの共
通軸に沿って通されるため、これらの整合性は重要であ
る。
【0007】製造許容差がゼロの近づくと、コスト等の
現実問題が発生し、ボアと通路が隣接している接続部分
をファイバが通過可能であることを維持するだけなら
ば、軸整合許容差は緩和される。これまでこの問題に
は、ファイバが挿入されるフェルールの端部にファイバ
挿入コーン(フュネル)を設置することによって対処し
てきた。これらのフュネルはグリンジング、エッチン
グ、または火炎研磨などの種々の方法によって製造可能
である。しかし、これは時間と資源の浪費であり、結局
はコストが高くなる。
現実問題が発生し、ボアと通路が隣接している接続部分
をファイバが通過可能であることを維持するだけなら
ば、軸整合許容差は緩和される。これまでこの問題に
は、ファイバが挿入されるフェルールの端部にファイバ
挿入コーン(フュネル)を設置することによって対処し
てきた。これらのフュネルはグリンジング、エッチン
グ、または火炎研磨などの種々の方法によって製造可能
である。しかし、これは時間と資源の浪費であり、結局
はコストが高くなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、端部
に挿入フュネルを含まないフェルールを含む光コネクタ
組立体の製造方法およびその装置を提供することであ
る。
に挿入フュネルを含まないフェルールを含む光コネクタ
組立体の製造方法およびその装置を提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
コネクタ組立体は、一端から他端へ伸びる軸通路を有す
る円筒形フェルールの周囲を包むように成形されたプラ
スチックべースを含む。モールドは、円筒形フェルール
を保持するための第一のスロットと、可動コアを保持す
るための第二のスロットを含むベースキャビティへ、プ
ラスチック材料を導くための分配チャネルを含む。
コネクタ組立体は、一端から他端へ伸びる軸通路を有す
る円筒形フェルールの周囲を包むように成形されたプラ
スチックべースを含む。モールドは、円筒形フェルール
を保持するための第一のスロットと、可動コアを保持す
るための第二のスロットを含むベースキャビティへ、プ
ラスチック材料を導くための分配チャネルを含む。
【0010】コアピンの端部には円錐形チップが含ま
れ、これもまたベースキャビティ内へ伸び、フェルール
の軸通路に適合する。第一および第二のスロットは通常
円筒形であり、互いに軸方向に整合している。
れ、これもまたベースキャビティ内へ伸び、フェルール
の軸通路に適合する。第一および第二のスロットは通常
円筒形であり、互いに軸方向に整合している。
【0011】本発明の実施例においては加圧加熱された
ポリカーボネート樹脂が使用される。フェルールにかか
る圧力を最小化するためにコアピンはバネによって負荷
がかけられる。
ポリカーボネート樹脂が使用される。フェルールにかか
る圧力を最小化するためにコアピンはバネによって負荷
がかけられる。
【0012】さらに、加圧された熱可塑性樹脂がベース
キャビティに入り、コアピンをフェルールから遠ざけよ
うとした場合に、コアピンがフェルールの軸通路内にと
どまるように、コアピンにブレーキがかけられる。さら
に成形中に熱可塑性プラスチック材料がブレーキアクチ
ュエータへ導かれるため、コアピンにかかるブレーキの
大きさと、それを動かそうとする力の大きさは比例す
る。
キャビティに入り、コアピンをフェルールから遠ざけよ
うとした場合に、コアピンがフェルールの軸通路内にと
どまるように、コアピンにブレーキがかけられる。さら
に成形中に熱可塑性プラスチック材料がブレーキアクチ
ュエータへ導かれるため、コアピンにかかるブレーキの
大きさと、それを動かそうとする力の大きさは比例す
る。
【0013】本発明により、上述の方法および装置によ
って、端部にフュネルを含まないフェルールの使用が可
能となる利点がある。さらに包囲しながらの成形によっ
て、成形中にプラスチック材料によって充填されている
フェルール内のキー溝を形成することにより、フェルー
ルとベースを確実にインターロックすることが可能とな
る。このようなキー溝は、フェルールのベースからの脱
落や、ベース内での回転を防ぐ。
って、端部にフュネルを含まないフェルールの使用が可
能となる利点がある。さらに包囲しながらの成形によっ
て、成形中にプラスチック材料によって充填されている
フェルール内のキー溝を形成することにより、フェルー
ルとベースを確実にインターロックすることが可能とな
る。このようなキー溝は、フェルールのベースからの脱
落や、ベース内での回転を防ぐ。
【0014】
【発明の実施の形態】図1に、光ファイバコネクタ1
0、曲げを防止する歪軽減ブーツ20、光ファイバケー
ブル30が示される。この光ファイバコネクタは通常、
正方形断面を有する角形である。コネクタ10の外表面
には、コネクタを対応するレセプタクルに固定し、予期
せぬ離脱を防ぐためのバネラッチ120が含まれる。
0、曲げを防止する歪軽減ブーツ20、光ファイバケー
ブル30が示される。この光ファイバコネクタは通常、
正方形断面を有する角形である。コネクタ10の外表面
には、コネクタを対応するレセプタクルに固定し、予期
せぬ離脱を防ぐためのバネラッチ120が含まれる。
【0015】内部に光部品を収容するための軽量なハウ
ジングを、低コストで提供するために、コネクタとラッ
チは、市販の熱可塑性樹脂から成形される。バネラッチ
120はハウジング内に一体成形され、タブ126がコ
ネクタ10の中心軸50ー50に垂直方向に上下に可動
となるように、”一体ヒンジ”125を含む。コネクタ
は、4.6×4.6mmの断面寸法を有する。
ジングを、低コストで提供するために、コネクタとラッ
チは、市販の熱可塑性樹脂から成形される。バネラッチ
120はハウジング内に一体成形され、タブ126がコ
ネクタ10の中心軸50ー50に垂直方向に上下に可動
となるように、”一体ヒンジ”125を含む。コネクタ
は、4.6×4.6mmの断面寸法を有する。
【0016】フェルール140はハウジング110とカ
バー100から成る二部品組立体の開口部111から突
出している。これらのハウジングとカバーは、フェルー
ル140とその関連部品がハウジング内に搭載された
後、接合される。関連部品の一つは、フェルールを開口
部111を通して前後に可動とするためのバネである。
フェルールの端面142は研磨された平面であり、通常
の相互接続において、もう一つのフェルールの端面と隣
接する。
バー100から成る二部品組立体の開口部111から突
出している。これらのハウジングとカバーは、フェルー
ル140とその関連部品がハウジング内に搭載された
後、接合される。関連部品の一つは、フェルールを開口
部111を通して前後に可動とするためのバネである。
フェルールの端面142は研磨された平面であり、通常
の相互接続において、もう一つのフェルールの端面と隣
接する。
【0017】落下時の損傷から保護するため、フェルー
ルはハウジングの端部からわずかに突出するのみとす
る。後述するように、フェルールはガラスから作られ、
プラスチック、金属、またはセラミック材料から作られ
る場合に比べ、より強い保護を必要とする。コネクタが
小さく、むしろ軽量な材料から作られ、総質量も小さい
ため、(ガラスフェルールを装着した)コネクタが落下
時に損傷する恐れはほとんどない。等式F=maにおい
て力Fは質量mに比例し、ここでaは重力加速度であ
る。
ルはハウジングの端部からわずかに突出するのみとす
る。後述するように、フェルールはガラスから作られ、
プラスチック、金属、またはセラミック材料から作られ
る場合に比べ、より強い保護を必要とする。コネクタが
小さく、むしろ軽量な材料から作られ、総質量も小さい
ため、(ガラスフェルールを装着した)コネクタが落下
時に損傷する恐れはほとんどない。等式F=maにおい
て力Fは質量mに比例し、ここでaは重力加速度であ
る。
【0018】図2において、コネクタ10は、ハウジン
グ110、カバー100、およびフェルール140、ベ
ース150、ベース周囲に設置されたバネ160を含む
ファイバ保持構造を含む。ハウジング110は一般に、
ファイバ保持構造を受容するためのキャビティ114を
有するU字形の素子である。ファイバ保持構造がハウジ
ング110のキャビティ内に挿入され、カバー100が
接合される。整合のため、カバー100は、ハウジング
110内の穴116ー116に適合するピン106ー1
06を含む。
グ110、カバー100、およびフェルール140、ベ
ース150、ベース周囲に設置されたバネ160を含む
ファイバ保持構造を含む。ハウジング110は一般に、
ファイバ保持構造を受容するためのキャビティ114を
有するU字形の素子である。ファイバ保持構造がハウジ
ング110のキャビティ内に挿入され、カバー100が
接合される。整合のため、カバー100は、ハウジング
110内の穴116ー116に適合するピン106ー1
06を含む。
【0019】上面112と左側面101は、コネクタ1
0の前部を形成する四つの外面のうちの二面を成す。コ
ネクタの後部は互いに90°を成す四つの平面部分を有
する錘形であり、この平面部分はコネクタ後部を歪軽減
ブーツ20の前端部内に設置するために使用される。上
面118と左側面102は、コネクタ10の後部を形成
する四つの外面のうちの二面を成す。
0の前部を形成する四つの外面のうちの二面を成す。コ
ネクタの後部は互いに90°を成す四つの平面部分を有
する錘形であり、この平面部分はコネクタ後部を歪軽減
ブーツ20の前端部内に設置するために使用される。上
面118と左側面102は、コネクタ10の後部を形成
する四つの外面のうちの二面を成す。
【0020】ハウジング部材100、110は、ファイ
バ保持構造を囲むキャビティ114を形成する複数の内
表面を含む。光ケーブル30を受容するための第一開口
部119がコネクタ後部に、ファイバ保持構造の端面を
突出可能とするための第二開口部111がコネクタ前部
に含まれる。これらの開口部111、119はキャビテ
ィ114内へ伸び、コネクタ10をはさんで互いに反対
側に位置する。
バ保持構造を囲むキャビティ114を形成する複数の内
表面を含む。光ケーブル30を受容するための第一開口
部119がコネクタ後部に、ファイバ保持構造の端面を
突出可能とするための第二開口部111がコネクタ前部
に含まれる。これらの開口部111、119はキャビテ
ィ114内へ伸び、コネクタ10をはさんで互いに反対
側に位置する。
【0021】ハウジング部材100、110は、熱可塑
性プラスチックから成形加工され、成形および部品のコ
ストを削減するために、カムなしの直線引き抜きで成形
されるように設計される。ハウジング110の上面11
2に、バネラッチ120が一体成形される。
性プラスチックから成形加工され、成形および部品のコ
ストを削減するために、カムなしの直線引き抜きで成形
されるように設計される。ハウジング110の上面11
2に、バネラッチ120が一体成形される。
【0022】コネクタ外表面と同様、内部キャビティ1
14も通常角形である。ハウジング110内のフランジ
113は、ベース150のフランジ152の面取り面1
51に係合するように形成された傾斜面を含む。さら
に、フランジ152はいくつかの異なる安定な位置(す
なわち、それぞれの位置がファイバ保持構造の中心軸に
関して異なる回転角を有する。)においてキャビティ1
14内に支持されることが可能である。
14も通常角形である。ハウジング110内のフランジ
113は、ベース150のフランジ152の面取り面1
51に係合するように形成された傾斜面を含む。さら
に、フランジ152はいくつかの異なる安定な位置(す
なわち、それぞれの位置がファイバ保持構造の中心軸に
関して異なる回転角を有する。)においてキャビティ1
14内に支持されることが可能である。
【0023】ベース150の後部円筒形部分の周囲に圧
縮バネ160が設置され、フランジ152の面153
(図5参照)、およびハウジング110のキャビティ1
14内の面115を圧迫する。バネ160はファイバ保
持構造の端面を開口部111から突出させる。
縮バネ160が設置され、フランジ152の面153
(図5参照)、およびハウジング110のキャビティ1
14内の面115を圧迫する。バネ160はファイバ保
持構造の端面を開口部111から突出させる。
【0024】フェルール140はガラス、金属、セラミ
ック、またはプラスチック製の円筒であり、その中心軸
に軸通路(直径約0.13mm)を含み、光ファイバの
被覆されていない端部を受容する。本発明の実施例にお
いて、フェルールはホウケイ酸塩ガラスから作られ、外
径約1.25mm、長さ約7mmである。光ケーブル3
0の構造において、細いガラスファイバ35(直径約
0.125mm、図3参照)が、通常、ポリウレタンポ
リアクリレートのような紫外線硬化型材料の二つの層に
よって被覆されている。
ック、またはプラスチック製の円筒であり、その中心軸
に軸通路(直径約0.13mm)を含み、光ファイバの
被覆されていない端部を受容する。本発明の実施例にお
いて、フェルールはホウケイ酸塩ガラスから作られ、外
径約1.25mm、長さ約7mmである。光ケーブル3
0の構造において、細いガラスファイバ35(直径約
0.125mm、図3参照)が、通常、ポリウレタンポ
リアクリレートのような紫外線硬化型材料の二つの層に
よって被覆されている。
【0025】取扱い中の保護、および環境条件からの保
護のため、被覆ファイバの周囲に外装システムが設置さ
れる。外装システムは次のアイテムのうちいくつか、ま
たは全部を含む。例えば、被覆ファイバを十分な剛性を
有する熱可塑性材料によってカバーすると、ファイバの
歪みが除外され、それにより緩衝ファイバ33を形成す
る。
護のため、被覆ファイバの周囲に外装システムが設置さ
れる。外装システムは次のアイテムのうちいくつか、ま
たは全部を含む。例えば、被覆ファイバを十分な剛性を
有する熱可塑性材料によってカバーすると、ファイバの
歪みが除外され、それにより緩衝ファイバ33を形成す
る。
【0026】補強部材32が緩衝ファイバ33の周囲に
設置され、他の損傷要因である引っ張り力に耐える。ア
ラミド・ヤーンのような細長く伸長された引っ張り強さ
の大きい高分子ファイバが、このような目的には適して
いる。通常、例えばポリ塩化ビニルから成る外側ジャケ
ット31が、緩衝ファイバおよび補強部材を覆い、光ケ
ーブルの構造が完成する。
設置され、他の損傷要因である引っ張り力に耐える。ア
ラミド・ヤーンのような細長く伸長された引っ張り強さ
の大きい高分子ファイバが、このような目的には適して
いる。通常、例えばポリ塩化ビニルから成る外側ジャケ
ット31が、緩衝ファイバおよび補強部材を覆い、光ケ
ーブルの構造が完成する。
【0027】これらの、紫外線硬化型材料の二層を含
む、異なる材料から成る層は、フェルール140へのガ
ラスファイバの挿入に先だって、ファイバの端部から剥
離される。接合材がフェルール140の中心軸を通る通
路に注入される。続いて光ファイバの被覆されていない
端部が通路に挿入され、接合される。ケーブルを装備し
たフェルール/ベース組立体140/150上において
バネ160があらかじめ圧縮され、ハウジング110内
に配置される。
む、異なる材料から成る層は、フェルール140へのガ
ラスファイバの挿入に先だって、ファイバの端部から剥
離される。接合材がフェルール140の中心軸を通る通
路に注入される。続いて光ファイバの被覆されていない
端部が通路に挿入され、接合される。ケーブルを装備し
たフェルール/ベース組立体140/150上において
バネ160があらかじめ圧縮され、ハウジング110内
に配置される。
【0028】次にハウジングカバー100が取り付けら
れ、超音波接合される。ケーブルジャケット31と補強
部材32の両方は、ブーツ20とコネクタ10の後部の
間にはさまれる。ケーブル30の軸に15ポンドの引っ
張り力が加えられた場合にも、ケーブル30はコネクタ
10内にとどまることが望ましい。補強部材を歪軽減ブ
ーツおよびコネクタに接着するための適切な材料は、市
販されている二液型エポキシ、ハイソル(Hysol)15
1である。
れ、超音波接合される。ケーブルジャケット31と補強
部材32の両方は、ブーツ20とコネクタ10の後部の
間にはさまれる。ケーブル30の軸に15ポンドの引っ
張り力が加えられた場合にも、ケーブル30はコネクタ
10内にとどまることが望ましい。補強部材を歪軽減ブ
ーツおよびコネクタに接着するための適切な材料は、市
販されている二液型エポキシ、ハイソル(Hysol)15
1である。
【0029】図3の従来技術において、フェルール/ベ
ース組立体170/180への挿入の準備として、緩衝
ファイバ33の被覆材料はすべて除去されている。しか
しフェルール170とベース180の接合に通常使用さ
れる接着剤が、組立過程においてフュネル173に入
り、被覆されない部分35の通路175への挿入を妨げ
る。部品が小さくなると、接着剤がしばしばフュネル1
73へ入り得る。結果的にこの従来技術による組立体で
は、フェルール/ベース部材全体のコストがかなり高く
なるため、改良が必要である。
ース組立体170/180への挿入の準備として、緩衝
ファイバ33の被覆材料はすべて除去されている。しか
しフェルール170とベース180の接合に通常使用さ
れる接着剤が、組立過程においてフュネル173に入
り、被覆されない部分35の通路175への挿入を妨げ
る。部品が小さくなると、接着剤がしばしばフュネル1
73へ入り得る。結果的にこの従来技術による組立体で
は、フェルール/ベース部材全体のコストがかなり高く
なるため、改良が必要である。
【0030】図4において、フェルール170は、その
中心軸50ー50に沿って前端面172から後端面17
1へ伸びる狭い通路175を含む。特に、後端面171
は通路への挿入フュネル173を含むため、端面172
とは形状が異なる。このような挿入フュネルは、従来技
術において光ファイバをほとんど隙間のない(シングル
モードにおいて通常1μm未満)状態で通路175へ導
入するために必要である。
中心軸50ー50に沿って前端面172から後端面17
1へ伸びる狭い通路175を含む。特に、後端面171
は通路への挿入フュネル173を含むため、端面172
とは形状が異なる。このような挿入フュネルは、従来技
術において光ファイバをほとんど隙間のない(シングル
モードにおいて通常1μm未満)状態で通路175へ導
入するために必要である。
【0031】フェルール内にフュネルを設けることは経
費の高い作業である。フェルールがガラスで作られる場
合、挿入フュネルはエッチングによって形成され、フェ
ルールがセラミック材料で作られる場合、挿入フュネル
はグリンジングによって形成されるが、これらは比較的
経費の高い過程である。
費の高い作業である。フェルールがガラスで作られる場
合、挿入フュネルはエッチングによって形成され、フェ
ルールがセラミック材料で作られる場合、挿入フュネル
はグリンジングによって形成されるが、これらは比較的
経費の高い過程である。
【0032】フェルールとベースが圧迫または接着剤に
よって接合された組立体において、光ファイバとフェル
ールが同軸にならなければならないため、ベース180
は光ファイバを受容するための軸方向ボア185を含
む。従ってフェルール/ベース組立体は細長いものとな
る。従来のフェルールの一般的な寸法は、外径約2.5
mm、通路の内径が約0.13mm、長さが12.5m
mである。
よって接合された組立体において、光ファイバとフェル
ールが同軸にならなければならないため、ベース180
は光ファイバを受容するための軸方向ボア185を含
む。従ってフェルール/ベース組立体は細長いものとな
る。従来のフェルールの一般的な寸法は、外径約2.5
mm、通路の内径が約0.13mm、長さが12.5m
mである。
【0033】本発明の実施例において、フェルールの一
般的な寸法は、外径約1.25mm、通路の内径約0.
13mm、長さ約7.0mmである。フェルールの外径
が小さくなるほど、組立は困難となる。
般的な寸法は、外径約1.25mm、通路の内径約0.
13mm、長さ約7.0mmである。フェルールの外径
が小さくなるほど、組立は困難となる。
【0034】図5においてフェルール140は、その中
心軸50ー50に沿い、フェルールの前端面142から
後端面141へ伸びる狭い円筒形通路145を含む。特
に、後端面141が前端面142と同様に、通路への挿
入フュネルを含まず、従って通路145はその全長にお
いて(すなわち端面141から端面142まで)、実質
的に一定の直径を有する。
心軸50ー50に沿い、フェルールの前端面142から
後端面141へ伸びる狭い円筒形通路145を含む。特
に、後端面141が前端面142と同様に、通路への挿
入フュネルを含まず、従って通路145はその全長にお
いて(すなわち端面141から端面142まで)、実質
的に一定の直径を有する。
【0035】ベース150は軸方向のボア155を含
み、ボア155はフェルール140の後端部141と接
する部分に、挿入フュネル151を含む。本発明の実施
例において、ベース150はフェルール140上に、以
下に述べる方法によってそれを包むように成形される。
み、ボア155はフェルール140の後端部141と接
する部分に、挿入フュネル151を含む。本発明の実施
例において、ベース150はフェルール140上に、以
下に述べる方法によってそれを包むように成形される。
【0036】本発明の実施において必須ではないが、引
き抜きガラスフェルールの使用が確実に有利である。通
常フェルールの製造に使用されるセラミック材料の、高
い硬度や強度は必要ではない。実際、ガラスフェルール
の比較的柔軟な性質(しばしば、そこに保持するSiO
2ベースのファイバより柔らかい。)のため、フェルー
ル端面の標準的な研磨の結果、わずかに(顕微鏡レベル
で)ファイバが突出し、わずかに凸状のフェルール端面
となる。
き抜きガラスフェルールの使用が確実に有利である。通
常フェルールの製造に使用されるセラミック材料の、高
い硬度や強度は必要ではない。実際、ガラスフェルール
の比較的柔軟な性質(しばしば、そこに保持するSiO
2ベースのファイバより柔らかい。)のため、フェルー
ル端面の標準的な研磨の結果、わずかに(顕微鏡レベル
で)ファイバが突出し、わずかに凸状のフェルール端面
となる。
【0037】この意図せずして生じる形状は、非常に効
率的なファイバ結合を可能にする。この良好なファイバ
ーファイバ間接続が光損失を小さくするのみならず、こ
れらのコネクタによる信号の反射は非常に少ない。基本
的なコネクタにおいて通常ー55dB以下の反射レベル
が観察され、反射レベルが低いことは望ましい。
率的なファイバ結合を可能にする。この良好なファイバ
ーファイバ間接続が光損失を小さくするのみならず、こ
れらのコネクタによる信号の反射は非常に少ない。基本
的なコネクタにおいて通常ー55dB以下の反射レベル
が観察され、反射レベルが低いことは望ましい。
【0038】一方、比較的硬いセラミックフェルールの
端面に(フェルール内に光ファイバを保持した状態で)
標準的研磨を行うと、ファイバからの材料の選択的除去
が起こり、ファイバ端面はしばしば凹状となる。これは
ファイバ間の接続不良につながる。さらに、セラミック
フェルールの研磨で生じる比較的硬いくずが、しばしば
ファイバ端面を損傷させる。さらに引き抜きガラスフェ
ルールはセラミックフェルールよりコストが低く、より
良好な熱特性と寸法許容差が提供される。
端面に(フェルール内に光ファイバを保持した状態で)
標準的研磨を行うと、ファイバからの材料の選択的除去
が起こり、ファイバ端面はしばしば凹状となる。これは
ファイバ間の接続不良につながる。さらに、セラミック
フェルールの研磨で生じる比較的硬いくずが、しばしば
ファイバ端面を損傷させる。さらに引き抜きガラスフェ
ルールはセラミックフェルールよりコストが低く、より
良好な熱特性と寸法許容差が提供される。
【0039】図6において、600は引き抜きガラス
管、145はその中心軸に沿う通路、149ー149は
容易に折れる円周方向のスコアである。スコアは対称に
傾斜しているように図示されているが、これは必要では
ない。フェルール140ー140を製造するための引き
抜き法の使用は、実質的に光ファイバ製造における引き
抜き過程と同様である。
管、145はその中心軸に沿う通路、149ー149は
容易に折れる円周方向のスコアである。スコアは対称に
傾斜しているように図示されているが、これは必要では
ない。フェルール140ー140を製造するための引き
抜き法の使用は、実質的に光ファイバ製造における引き
抜き過程と同様である。
【0040】この方法は、非常に精度の高い最終製品を
提供し、その断面寸法は、それが引き抜かれた、より大
きい管に正確に比例する。従って、従来使用されていた
ものより直径の小さいフェルールを製造することは、ガ
ラスを使用する場合は困難ではない。
提供し、その断面寸法は、それが引き抜かれた、より大
きい管に正確に比例する。従って、従来使用されていた
ものより直径の小さいフェルールを製造することは、ガ
ラスを使用する場合は困難ではない。
【0041】図7のフェルールは、表面上にキー溝14
8を有する。このキー溝は実際はいかなる形状でもよい
が、図7では、フラットノッチ形でフェルールの後端面
141の近傍に位置する。フェルールの通路145には
光ファイバの被覆されていない端部が挿入されている。
キー溝は、フェルールの回転運動を防ぐために、成形し
た後にベース内に属するような位置になければならな
い。
8を有する。このキー溝は実際はいかなる形状でもよい
が、図7では、フラットノッチ形でフェルールの後端面
141の近傍に位置する。フェルールの通路145には
光ファイバの被覆されていない端部が挿入されている。
キー溝は、フェルールの回転運動を防ぐために、成形し
た後にベース内に属するような位置になければならな
い。
【0042】フェルールがベースに押し込まれる場合、
キー溝148は直接端面141上に位置する。しかし本
発明の実施例においては、(すなわち、ベースがフェル
ール上に包むように成形される場合、)キー溝148は
端面141からやや離れた位置に配置され、このため前
面149が、フェルールがベースから抜けないように維
持するために有効である。
キー溝148は直接端面141上に位置する。しかし本
発明の実施例においては、(すなわち、ベースがフェル
ール上に包むように成形される場合、)キー溝148は
端面141からやや離れた位置に配置され、このため前
面149が、フェルールがベースから抜けないように維
持するために有効である。
【0043】図8のフェルール/ベース組立体におい
て、特に、オーバー成形過程において、少量の熱可塑性
プラスチック材料がキー溝148を充填し、これにより
フェルール140とベース150が特定の向きにおいて
永久的に接合される。さらにベースは一体成形されたフ
ュネル151を含み、これがフェルールの通路145に
直接ファイバを供給するため、実質的な経費、およびフ
ェルール内にフュネルをエッチングやグリンジングによ
って形成するための時間が不要となる。
て、特に、オーバー成形過程において、少量の熱可塑性
プラスチック材料がキー溝148を充填し、これにより
フェルール140とベース150が特定の向きにおいて
永久的に接合される。さらにベースは一体成形されたフ
ュネル151を含み、これがフェルールの通路145に
直接ファイバを供給するため、実質的な経費、およびフ
ェルール内にフュネルをエッチングやグリンジングによ
って形成するための時間が不要となる。
【0044】図9において、モールド900は、成形加
工中には閉じる断片910、960からなるアルミニウ
ムブロックである。モールドを閉じる前に、フェルール
140がチャネル914に、モールド断片910内のエ
ジェクタピン920に到達するまで挿入される。モール
ドが閉じた時、チャネル914はモールド断片960内
のチャネル964と同軸である。
工中には閉じる断片910、960からなるアルミニウ
ムブロックである。モールドを閉じる前に、フェルール
140がチャネル914に、モールド断片910内のエ
ジェクタピン920に到達するまで挿入される。モール
ドが閉じた時、チャネル914はモールド断片960内
のチャネル964と同軸である。
【0045】チャネル964内にはコアピン950が存
在する。コアピンは焼入鋼から作られ、その一端に鋭利
な円錐点951を有する。円錐点の夾角は60度であ
り、二つのモールド断片が接すると、通路145に入り
込むことによってフェルール140の端面141とかみ
合う。
在する。コアピンは焼入鋼から作られ、その一端に鋭利
な円錐点951を有する。円錐点の夾角は60度であ
り、二つのモールド断片が接すると、通路145に入り
込むことによってフェルール140の端面141とかみ
合う。
【0046】モールドが閉じられると、フェルール14
0はコアピン950の円錐点951に向かい合いに位置
する。フェルールへの損傷を防ぐため、コアピンにはバ
ネ荷重がかけられ、軸の動きは0.1mmに抑えられ
る。セラミックフェルールは、ガラスフェルールに比べ
て、より大きいバネ荷重に対して破損せずに耐え得る。
セラミックフェルールにオーバー成形する場合、4.5
kgfのバネ荷重が使用され、ガラスフェルールにオー
バー成形する場合は1.4kgfのバネ荷重が使用され
る。
0はコアピン950の円錐点951に向かい合いに位置
する。フェルールへの損傷を防ぐため、コアピンにはバ
ネ荷重がかけられ、軸の動きは0.1mmに抑えられ
る。セラミックフェルールは、ガラスフェルールに比べ
て、より大きいバネ荷重に対して破損せずに耐え得る。
セラミックフェルールにオーバー成形する場合、4.5
kgfのバネ荷重が使用され、ガラスフェルールにオー
バー成形する場合は1.4kgfのバネ荷重が使用され
る。
【0047】モールドが閉じられると、加圧、加熱され
た熱可塑性プラスチック材料が、半円形溝912、96
2によって形成されるチャネル内に注入される。実例と
して、約200℃に加熱され、3.5ー14kgf/m
m2の範囲に加圧されたポリカーボネートプラスチック
が使用される。モールドそのものは約93℃に保温さ
れ、モールドを開く前に、ポリカーボネートが十分に冷
却されるまでに約10ー12分を要する。
た熱可塑性プラスチック材料が、半円形溝912、96
2によって形成されるチャネル内に注入される。実例と
して、約200℃に加熱され、3.5ー14kgf/m
m2の範囲に加圧されたポリカーボネートプラスチック
が使用される。モールドそのものは約93℃に保温さ
れ、モールドを開く前に、ポリカーボネートが十分に冷
却されるまでに約10ー12分を要する。
【0048】ベースの形は、チャネル964内の空間に
対応している。例えば、ベース内の軸方向ボア155
(図5参照)は、955で示されるコアピン部分の形状
を有し、軸方向ボアの一端の挿入フュネル151は、9
51で示される円錐部分の形状を有する。
対応している。例えば、ベース内の軸方向ボア155
(図5参照)は、955で示されるコアピン部分の形状
を有し、軸方向ボアの一端の挿入フュネル151は、9
51で示される円錐部分の形状を有する。
【0049】上述したように、ガラスフェルールが使用
される場合、約1.4kgfのみのバネ荷重が加えられ
る。加圧された熱可塑性プラスチック材料がコアピン9
50(特にその円錐点951)をフェルールから移動さ
せ、フェルールの通路145内にしみ出すのを防ぐため
には、一般にバネ荷重3ポンドでは不十分である。
される場合、約1.4kgfのみのバネ荷重が加えられ
る。加圧された熱可塑性プラスチック材料がコアピン9
50(特にその円錐点951)をフェルールから移動さ
せ、フェルールの通路145内にしみ出すのを防ぐため
には、一般にバネ荷重3ポンドでは不十分である。
【0050】この問題を解決するための一つの方法は、
モールドが閉じられた後、コアピンを定位置に固定し、
フェルールをコアピンと接触させることである。この
時、コアピンは、それにかかるバネ荷重と等しい大きさ
の力をフェルールにかける。図10に示すように、”
F”はバネ(図示せず)によってコアピン950にかけ
られる力を示す。熱可塑性プラスチック材料がコアピン
をフェルールから移動させないために、熱可塑性プラス
チック材料そのものの圧力を、コアピンを定位置に固定
するために使用する。
モールドが閉じられた後、コアピンを定位置に固定し、
フェルールをコアピンと接触させることである。この
時、コアピンは、それにかかるバネ荷重と等しい大きさ
の力をフェルールにかける。図10に示すように、”
F”はバネ(図示せず)によってコアピン950にかけ
られる力を示す。熱可塑性プラスチック材料がコアピン
をフェルールから移動させないために、熱可塑性プラス
チック材料そのものの圧力を、コアピンを定位置に固定
するために使用する。
【0051】これは、加圧された熱可塑性材料を半円溝
913によって形成されるチャネルへ導入し、それによ
りアクチュエータ980を押すことによって達成され
る。アクチュエータはこの力を、ピボットピン967を
中心に回転するレバー(ブレーキ)970に伝達し、コ
アピン950の表面957を圧迫して静止させるブレー
キ力を提供する。ブレーキ力はコアピンを動かそうとす
る力に比例する。コアピンの自動的固定方法を記述した
が、この固定は手動または電気的アクチュエータ素子
(例、ソレノイド)によって行っても良い。
913によって形成されるチャネルへ導入し、それによ
りアクチュエータ980を押すことによって達成され
る。アクチュエータはこの力を、ピボットピン967を
中心に回転するレバー(ブレーキ)970に伝達し、コ
アピン950の表面957を圧迫して静止させるブレー
キ力を提供する。ブレーキ力はコアピンを動かそうとす
る力に比例する。コアピンの自動的固定方法を記述した
が、この固定は手動または電気的アクチュエータ素子
(例、ソレノイド)によって行っても良い。
【0052】フェルール140は、モールドが開かれて
いる間に、モールド断片910のチャネル914に挿入
される。図10において”F”で示される力が、バネ
(図示されていない)によってコアピン950に加えら
れ、コアピン950はモールド断片960の壁965に
よって保持される。加えられる力の大きさは、フェルー
ル製造に使用される材料に対して適当でなければならな
い。
いる間に、モールド断片910のチャネル914に挿入
される。図10において”F”で示される力が、バネ
(図示されていない)によってコアピン950に加えら
れ、コアピン950はモールド断片960の壁965に
よって保持される。加えられる力の大きさは、フェルー
ル製造に使用される材料に対して適当でなければならな
い。
【0053】モールドが閉じられ、フェルール140は
コアピン950の先端に接触し、それによってコアピン
は壁965から距離dだけ戻され、力FはF2に増加す
る。高圧熱可塑性プラスチック材料が溝912、96
2、913によって形成されるチャネルに注入され、
(i)アクチュエータ980がブレーキ970を押し、
(ii)ブレーキ970がピボット967を中心に回転
し、コアピン950にかみ合ってコアピンを固定し、
(iii)熱可塑性プラスチック材料がチャネル91
5、964へ流入してフェルール140の周囲の構造物
(すなわちベース)を形成する。短時間の冷却後、モー
ルドが開かれ、完成したフェルール/ベース組立体をモ
ールドから取り出すためにエジェクタピン920が動か
される。
コアピン950の先端に接触し、それによってコアピン
は壁965から距離dだけ戻され、力FはF2に増加す
る。高圧熱可塑性プラスチック材料が溝912、96
2、913によって形成されるチャネルに注入され、
(i)アクチュエータ980がブレーキ970を押し、
(ii)ブレーキ970がピボット967を中心に回転
し、コアピン950にかみ合ってコアピンを固定し、
(iii)熱可塑性プラスチック材料がチャネル91
5、964へ流入してフェルール140の周囲の構造物
(すなわちベース)を形成する。短時間の冷却後、モー
ルドが開かれ、完成したフェルール/ベース組立体をモ
ールドから取り出すためにエジェクタピン920が動か
される。
【0054】以上本発明による一つの方法を記述した
が、本発明の主旨と範囲内において種々の応用が可能で
ある。たとえば、フェルールの材料としてセラミック、
プラスチック、または金属の使用、異なる大きさのフェ
ルールの使用、ガラスファイバと同様プラスチック製光
ファイバの使用、フェルールとベース間の相対移動を防
ぐためにベースに対応するフェルール表面上に設置され
るキー溝の別の形状、例えばST、SC、FCのような
他のコネクタハウジング内でのフェルール/ベース部材
の使用等である。さらに、ベースの成形に、熱可塑性プ
ラスチック以外の材料も使用可能である。
が、本発明の主旨と範囲内において種々の応用が可能で
ある。たとえば、フェルールの材料としてセラミック、
プラスチック、または金属の使用、異なる大きさのフェ
ルールの使用、ガラスファイバと同様プラスチック製光
ファイバの使用、フェルールとベース間の相対移動を防
ぐためにベースに対応するフェルール表面上に設置され
るキー溝の別の形状、例えばST、SC、FCのような
他のコネクタハウジング内でのフェルール/ベース部材
の使用等である。さらに、ベースの成形に、熱可塑性プ
ラスチック以外の材料も使用可能である。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のコネクタ
製造方法および装置において、フェルール上に直接ベー
スをオーバー成形し、さらに、成形材料そのものの圧力
を利用してコアピンの固定をおこなうため、フェルール
の損傷なくフェルールベース間の軸整合が達成され、か
つ簡単、低コストにコネクタの製造を行うことが可能で
ある。
製造方法および装置において、フェルール上に直接ベー
スをオーバー成形し、さらに、成形材料そのものの圧力
を利用してコアピンの固定をおこなうため、フェルール
の損傷なくフェルールベース間の軸整合が達成され、か
つ簡単、低コストにコネクタの製造を行うことが可能で
ある。
【図1】光ファイバコネクタの、前方右側上方からの斜
視図である。
視図である。
【図2】図1の光ファイバコネクタの分解図である。
【図3】従来技術によるフェルール/ベース組立体の分
解斜視図および部分的断面図である。
解斜視図および部分的断面図である。
【図4】図3の従来技術の組立品の断面図である。
【図5】本発明によるフェルール/ベース組立体の断面
図である。
図である。
【図6】軸方向通路および円周方向スコアを有する、引
き抜きガラス管を示した図である。
き抜きガラス管を示した図である。
【図7】全長にわたる均一な軸方向通路と、表面上のキ
ー溝を有するフェルールの断面図である。
ー溝を有するフェルールの断面図である。
【図8】本発明によるフェルール/ベース組立体の、部
分的に断面を示した斜視図である。
分的に断面を示した斜視図である。
【図9】フェルールへのベースのオーバー成形に適当な
モールドの、部分的に断面を示した分解図である。
モールドの、部分的に断面を示した分解図である。
【図10】図9のモールドの開いた状態を示した断面図
である。
である。
【図11】図9のモールドの閉じた状態を示した断面図
である。
である。
10 コネクタ 20 歪軽減ブーツ 30 光ケーブル 32 補強部材 33 緩衝ファイバ 35 ガラスファイバ 50 中心軸 100 カバー 101 左側面 102 左側面 106 ピン 110 ハウジング 111 第二開口部 112 上面 113 フランジ 114 キャビティ 116 ホール 119 第一開口部 120 バネラッチ 125 一体ヒンジ 126 タブ 140 フェルール 141 フェルール後端面 142 フェルール前端面 145 通路 148 キー溝 149 スコア 150 ベース 151 挿入フュネル 152 フランジ 155 ボア 170 フェルール 171 フェルール後端面 172 フェルール前端面 173 フュネル 175 通路 180 ベース 185 ボア 600 引き抜きガラス管 900 モールド 910 モールド断片 912 半円溝 913 半円溝 914 チャネル 915 チャネル 920 エジェクタピン 950 コアピン 951 円錐点 960 モールド断片 962 半円溝 964 チャネル 965 壁 967 ピボットピン 970 レバー(ブレーキ) 980 アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノーマン ロジャー、ランパート アメリカ合衆国、30092 ジョージア ノークロス アレンハーストライブ 3809 (72)発明者 ジョージ ジョン、シェヴチュク アメリカ合衆国、07747 ニュージャー ジー オールドブリッジ ポーシュドラ イブ 18 (56)参考文献 特開 昭62−247308(JP,A) 特開 平2−16022(JP,A) 特開 昭59−179312(JP,A) 実開 昭59−192313(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 39/00 - 39/44
Claims (10)
- 【請求項1】 (A) モールド(900)内のフェルー
ル保持チャネル(914)に、円筒形フェルール(14
0)を挿入するステップと、 (B) 一端に鋭利なチップ(951)を有する剛体ピン
(950)を、前記円筒形フェルールの軸通路(145)
に、前記剛体ピンおよび前記フェルールの長さ方向の軸
が同一線となるように、かみ合わせるステップと、 (C) 前記剛体ピンとフェルール間のかみ合う力を、
スプリングで付勢された前記剛体ピンを用いて、制限す
るステップと、 (D) 前記モールドにプラスチック材料を注入して前
記円筒形フェルールの端部を囲み、ベース(150)を
形成するステップと、 (E) 前記ベースと前記円筒形フェルールからなる組
立体を前記モールドから取り出すステップとを含むこと
を特徴とする、ベースと一端から他端へ伸びる軸通路を
有する円筒形フェルールとを含む光ファイバコネクタの
製造方法。 - 【請求項2】 前記(D)ステップで注入されるプラス
チック材料が、熱可塑性プラスチック材料であり、 (F) 前記(D)ステップで前記モールド(900)へ
注入する前に、所定の温度まで加熱するステップと、 (G) 前記(E)ステップの前に、前記モールド内の
熱可塑性プラスチック材料を冷却するステップとを更に
含むことを特徴とする、 請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 (H) 前記剛体ピン(950)が前記フ
ェルール(140)とかみ合った後、前記剛体ピンの動き
を制止するステップを含むことを特徴とする、請求項1
記載の方法。 - 【請求項4】 前記(H)のステップが、 (H1) 注入される熱可塑性プラスチック材料の一部
を、可動ブレーキ(970)を駆動する第一のセクション
へ導くステップと、 (H2) 前記可動ブレーキを動かし、前記可動ブレー
キと前記剛体ピンとの間に摩擦力を提供するステップと
を含むことを特徴とする請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 プラスチック材料の注入前に結合される
第一および第二のモールド構造(910,960)から
なり、前記 第一のモールド構造(910)内に、円筒形フェル
ール(140)を保持する第一のチャネル(914)が形
成され、 前記 第二のモールド構造(960)内に、コアピン(9
50)を保持する第二のチャネル(964)が形成され、
前記第一および第二のモールド構造が結合されたときに
前記第一および第二のチャネルが同軸であり、前記コア
ピンがその一端に、フェルールの軸通路にかみ合う点
(951)を有し、前記第一および第二のモールド構造が、 注入されたプラ
スチック材料を第一および第二のチャネルに導くための
第三のチャネル(912、962)を含むことを特徴とす
る一端から他端へ伸びる軸通路を有する円筒形フェルー
ルを包むようにベース(150)を成形する装置。 - 【請求項6】 前記円筒形フェルール(140)内の軸通
路(145)が、直径がその全長にわたって実質的に一定
である円形断面を有することを特徴とする請求項5記載
の装置。 - 【請求項7】 前記コアピン(950)に所定の力Fを加
えるためのバネを含み、それにより前記円筒形フェルー
ルに与えられる圧力は、前記円筒形フェルールを損傷し
ない大きさに制限されることを特徴とする請求項5記載
の装置。 - 【請求項8】 前記第一および第二のモールド構造への
プラスチック材料注入時、前記コアピンの動きを防ぐ可
動ブレーキ(970)を更に含むことを特徴とする、請求
項5記載の装置。 - 【請求項9】 前記第三のチャネル(912、962)と
連通する、注入されたプラスチック材料を可動ブレーキ
(970)へ導くための第四のチャネル(913)を含み、
それにより、前記コアピン(950)に提供されるブレー
キ力の大きさが、コアピンを動かそうとする力に比例す
ることを特徴とする請求項8記載の装置。 - 【請求項10】 前記プラスチック材料が、ポリカーボ
ネートを含むことを特徴とする請求項5記載の装置。
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