JP3274404B2

JP3274404B2 - 光コネクタ用フェルール射出成形用金型

Info

Publication number: JP3274404B2
Application number: JP03214898A
Authority: JP
Inventors: 祐治植田; 正昭小坂; 弘次佐藤; 秀一柳; 義人首藤; 俊一東野
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 2002-04-15
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: JPH11207785A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、寸法精度が高く、
よってファイバの接続時に高い伝送効率が得られる光コ
ネクタ用フェルールの製造に用いられる射出成形用金型
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバの接続にフェルールを
有する光コネクタが用いられている。上記フェルールの
一例を図９に基づいて説明すると、フェルール４０は、
接続に直接関係する円筒部４０ａと光コネクタ内で該円
筒部４０ａを安定に保持する保持部４０ｂおよび光ファ
イバをフェルール４０に挿入する挿入部４０ｃにより構
成されており、また、フェルールの内部に形成されてい
る貫通孔は、大径のファイバ挿入孔４２と小径のファイ
バ支持孔４３とによって構成されている。

【０００３】上記フェルールの使用に際しては、図１０
に示すように、ファイバ４４をファイバ挿入孔４２に挿
入し、さらに、その先端部をファイバ支持孔４３に挿入
し、接着、固定してファイバ４４を支持する。上記のよ
うにファイバを支持したフェルール４０を二つ用意し、
互いに先端部を突き合わせるように配置して、割りスリ
ーブ４６にそれぞれの円筒部４０ａ、４０ａを挿入、嵌
合することにより両者を接合する。それぞれのフェルー
ル４０、４０に挿入されているファイバ４４、４４は、
上記のようにファイバ支持孔４３で支持されているとと
もに位置決めされているので、フェルール４０、４０同
士の上記接合により互いに接続される。なお、ファイバ
間の伝送効率は、ファイバ同士の接続状態に大きく左右
されるため、良好な光伝送効率を得るためには、ファイ
バ同士を正確に接続できるように、フェルールが高い寸
法精度（孔径、孔の偏心量、フェルール外径、外径真円
度等）を有していることが必要である。このような観点
から、フェルールの製作に際しては、セラミックスや金
属を高精度に切削、研磨することにより高い形状精度を
得ていた。

【０００４】しかし、このような方法は製造効率が悪
く、製造コストが高くなるという問題があった。そこ
で、上記フェルールを射出成形によって効率的に製造す
る方法が提案されている（特開平８−１９４１３１号、
特開平９−１４１７０４号）。これらの方法では、図１
１に示すように、固定金型５１と可動金型６１とで、フ
ェルールを成形するキャビティ７０を確保するととも
に、固定金型５１に、ファイバ支持孔形成用の細ピン５
２を設け、可動金型６１には、ファイバ挿入孔形成用の
太ピン６２を設ける。さらに太ピン６２の先端に細穴６
３を設け、この細孔６３に前記細ピン５２を挿入して支
持することにより、ファイバ支持孔の位置を正確に形成
する工夫もなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法によ
り成形されるフェルールは、ファイバ挿入孔からファイ
バ支持孔に至る間の円筒部の肉厚変化が大きいため、射
出成形時に、該肉厚部分で樹脂の充填密度差や冷却時間
差が生じてしまう。これらは外壁部にヒケを発生させる
原因になり、成形されるフェルールの寸法精度を低下さ
せてしまう。寸法精度の低下は、円筒度や同軸度、真円
度の悪化という形で現れ、具体的にはファイバ支持孔と
外径部との同芯度が悪くなってファイバの接続損失を増
加させ、さらには光コネクタとしての着脱性も害してし
まう。このため、上記フェルールでは、例えば、コア外
径８〜１０μｍ程度のいわゆるシングルモードファイバ
では、良好な伝送効率が得られない。

【０００６】本発明は、上記事情を背景としてなされた
ものであり、その目的は、高い寸法精度を有する光コネ
クタ用フェルールを射出成形によって効率的に製造する
ことができる射出成形用金型を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の射出成形用金型は、円筒体の一端に開口す
る大径のファイバ挿入孔と、該挿入孔に連通し、かつ円
筒体の他端に開口する小径のファイバ支持孔とを有する
光コネクタ用フェルールを製造するための射出成形用金
型であって、金型間で形成されるキャビティ内に突出す
るように、一の金型に、ファイバ支持孔形成用の細ピン
が設けられているとともに、他の金型に、上記細ピンが
挿入される細穴を先端部に形成した、ファイバ挿入孔形
成用の太ピンが設けられており、該太ピンの先端部は、
その外壁部が内側の細穴形成部を越えて先端側に伸張し
て、細穴に挿入される細ピンを周囲から囲むように筒形
状を有していることを特徴とする。

【０００８】本発明の射出成形用金型は、寸法精度の高
い光コネクタ用フェルールの製造を目的としており、金
型に設けられる細ピンおよび太ピンの太さや長さは、フ
ェルールの太孔の形状や細孔の形状に合わせて定める。
また、太ピン先端部の筒形状の長さも、成形品における
形状に合わせて適宜定めることができる。また、金型で
は、細ピンを設ける金型側のキャビティの中心位置と細
ピンの中心位置とを相対的に移動可能とするのが望まし
い。これは、両者の位置を相対的に調整することによ
り、細ピンにより形成される細孔の位置のずれ、すなわ
ち成形品に対する偏芯量を低減するためである。

【０００９】そして、上記金型を用いた射出成形によれ
ば、フェルールの筒壁が太ピンとキャビティとの間で形
成され、また太ピン先端部の筒形状と細ピンとの間で柱
体が形成され、この柱体にファイバ支持孔が形成される
ので、上記により製造されたフェルールでは、フェルー
ルの内径と外径との差の肉厚をフェルール全長にわたっ
てほぼ均一にすることができ、これを射出成形により製
造する際に、樹脂の充填密度差、冷却時間差などに起因
してヒケが発生するのを抑制して、高い寸法精度を得る
ことを可能にする。しかも、支持孔は、挿入孔に連通す
るように柱体に形成されているので、フェルールとして
の機能も損なわれることはない。さらにフェルール円筒
部と柱体とを連結する連結部をテーパ部側に配置してお
けば、接合に関わる円筒部に、連結部による肉厚変化を
生じさせることなく、フェルールの全長に亘って肉厚を
均一にすることができる。

【００１０】また、本発明の金型によれば、成形体の内
部に細孔を有する柱体を確実かつ正確に配置することが
でき、よって、樹脂の充填密度差、冷却時間差などの発
生を抑えて寸法精度の高い成形体を製造することが可能
になる。また、射出成形時に、細ピンの大部分が太ピン
の先端部で囲まれるので、樹脂の流れによって細ピンが
軸方向と交差する方向にずれたり振動したりするのを極
力防止し、よって形成される細孔の位置を一層正確なも
のとすることができる。また、本発明の金型は、個々の
キャビティに対応できるため、多数個取り金型に展開す
ることも容易であり、射出成形による大量生産が可能と
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明が適用される光コネ
クタ用フェルールの一例を図１に基づき説明する。図１
は、本発明の金型を使用して製造した光コネクタ用フェ
ルール１００を示すものであり、該フェルール１００
は、全体が円筒体形状を有しており、接続に直接関係す
る円筒部１とフランジ状の保持部２と光ファイバをフェ
ルールに挿入する挿入部３とにより構成されており、フ
ェルール１００は、該保持部２を介して光コネクタに安
定的に保持される。また、円筒部１の先端側（図示左
方）には、先端に向けて小径となるテーパ部１ａが設け
られている。

【００１２】フェルール１００内の孔は、フェルール１
００の後端に開口して大径なファイバ挿入孔４を構成し
ており、該挿入孔４は、フェルール１００の先端部側に
達している（開口はしていない）。このファイバ挿入孔
４の先端側内部には、該挿入孔４よりも外径が小径で、
ファイバ挿入孔４と同芯にある柱体５が配置されてお
り、該柱体５の先端は、連結部６を介して円筒部１と一
体化されている。なお、連結部６は、円筒部１の軸方向
において、テーパ部１ａ側（連結部後端がテーパ部１ａ
の後端と同位置またはそれよりも先端側）に位置してい
る。したがってテーパー部１ａと保持部２との間では、
円筒部１の肉厚は均一になるように設計されている。ま
た、上記柱体５の中心には、細径のファイバ支持孔７が
形成されており、該ファイバ支持孔７は、柱体５の後端
に開口して前記ファイバ挿入孔４に連通しているととも
に、先端側では連結部６を通って円筒部１の先端に開口
している。なお、ファイバ支持孔７の後方部は、後方に
向けて徐々に大径となるように形成されている。これは
ファイバ支持孔７へのファイバの挿入作業を容易にする
ためである。上記フェルール１００は、射出成形により
効率的に製造が可能であり、寸法精度にも優れている。

【００１３】上記フェルールの使用法は、従来と同様で
あり、ファイバ挿入孔４の開口部からファイバ８を挿入
するとともに、フランジ２を介してフェルールを光コネ
クタで保持する。ファイバ８は、その挿入先端側を挿入
孔４からファイバ支持孔７に続けて挿入し、その先端を
ファイバ支持孔７の開口端に位置させて該支持孔７でフ
ァイバ８を支持する。上記のようにしてファイバを挿
入、支持したフェルールを２つ用意し、互いに先端側を
突き合わせるように位置させて、円筒体１に共通する割
りスリーブ９を嵌合して、フェルール同士を接合する。
これにより、それぞれのフェルールに挿入、支持された
ファイバが正確に突き合わされて接続され、ファイバ内
を通る光が接続されたファイバ間で効率的に伝送され
る。

【００１４】次に、上記フェルールを射出成形により製
造する際に使用する金型の一実施形態を説明する。金型
は、図２、３に示すように、取付板１０に設けられた固
定金型１１と、取付板２０に設けられ、図示しない移動
手段により移動される可動金型２１とにより構成されて
おり、型締めした両金型１１、２１間には、フェルール
を所定形状に成形するためのキャビティ３０が確保され
ている。なお、キャビティ３０のうち、固定金型１１側
のキャビティ３０ａはフェルール１００の円筒部１を形
成するための空間であり、その先端部には、フェルール
１００の先端に先端側ほど小径となるテーパ部１ａを形
成するために、テーパ面が形成されている。また、キャ
ビティ３０のうち、可動金型２１の先端側に位置するキ
ャビティ３０ｂは、光コネクタで保持するフランジ形状
の保持部２を形成するために大径に形成されているとと
もに、樹脂を外部からキャビティ３０内に導入するため
のゲート３１が形成されている。また、キャビティ３０
のうち、可動金型２１側にある残余のキャビティ３０ｃ
は、ファイバが挿入される側の挿入部３を形成するもの
である。

【００１５】なお、固定側金型１１には、図４、５に示
すように、コアピン基台１２ａを介してファイバ支持孔
７を形成するための細径のコアピン（細ピン）１２が突
設されており、一方、可動側金型２１には、コアピン１
２よりも大径で長尺なピンキャッチャ（太ピン）２２が
突設されており、該ピンキャッチャ２２の先端部２３に
は、前記コアピン１２を挿入、支持するためのコアピン
保持穴（細穴）２３ａが中央に形成されているととも
に、ピンキャッチャ２２の先端外壁２３ｂは、前記先端
部２３を越えてさらに先端側に伸張する筒形状を呈して
いる。これにより、前記固定側金型１１と可動側金型２
１とを型締めした状態では、コアピン１２の先端が上記
コアピン保持穴２３ａに挿入されるとともに、コアピン
１２の、該挿入位置よりも基部側がピンキャッチャ２２
の先端外壁２３ｂで周囲を囲まれることになる。

【００１６】なお、上記固定金型１１では、キャビティ
３０ａの中心位置とコアピン１２の中心位置とを相対的
に移動可能にしている。これは、両者の位置を相対的に
調整することにより、コアピン１２により形成されるフ
ァイバ支持孔のフェルール筒体に対する偏芯量を低減す
るためである。具体的には、コアピン１２は固定された
状態に置き、一方、キャビティ３０ａを形成する固定側
部分金型１１ａは、図６に示すように、上下左右にクリ
アランス１４を有する状態で固定金型１１側に組み込む
とともに、該クリアランス１４の縦横部の一部（実施形
態では下部と一側方部）に所定厚のゲージ１５ａ、１５
ｂを挟み込んで、部分金型１１ａすなわちキャビティ３
０ａを位置決めする。したがって、これらゲージ１５
ａ、１５ｂの厚さを適宜調整することにより、キャビテ
ィ３０ａの中心位置をコアピン１２の中心位置に対し、
移動させることができる。この手法では±１０μｍの範
囲で偏芯調整が可能になる。

【００１７】次に、固定金型１１と可動金型２１とを、
それぞれ固定側取付板１０，可動側取付板２０を介して
図示しない射出成形機の型締め盤に固定する。上記金型
を用いて射出工程に移行すれば、溶融樹脂がゲート３１
からキャビティ３０内に射出される。樹脂は先ずキャビ
ティ３０ｂ内に導入された後、キャビティ３０ａおよび
キャビティ３０ｃ内に充填され、その結果、先端にテー
パ部１ａを有し、外面中央部に光コネクタ保持用のフラ
ンジ形状の保持部２を有し、さらに内部にファイバ挿入
用孔４を有するフェルール１００が形成される。この際
に、保持部２からテーパ部１ａに至る間は肉厚がほぼ均
一であるので、ヒケの発生が極力抑えられ、良好な外径
寸法が得られる。また、キャビティ３０ａ内に充填され
た溶融樹脂は、コアピン１２を取り囲むとともに、コア
ピン１２とピンキャッチャ２２の先端外壁２３ｂとの間
の隙間に流入し、フェルール１００の柱体５および連結
部６を形成するとともに、柱体５から連結部６に掛けて
コアピン１２によりファイバ支持孔７を形成する。な
お、コアピン１２の先端とコアピン保持穴２３ａとの間
に、数μｍのクリアランスが必要であるが、適切な樹脂
を適宜選定することにより、この部分への樹脂の回り込
みは避けることができる。上記樹脂流入に際しては、コ
アピン１２が、ゲージ１５ａ、１５ｂにより正確に位置
付けされているとともに、先端がコアピン保持穴２３ａ
で保持され、また、周囲が先端外壁２３ｂで囲まれてい
るので、樹脂の流動によってコアピン１２が位置ずれし
たり、振動することがなく、極めて偏芯の少ない成形品
を得ることができる。上記により、寸法精度（外径寸法
高精度、支持孔偏芯量小）が優れたフェルールが効率的
に得られる。

【００１８】なお、本実施形態は、いわゆる１個取りの
金型に対して説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、同様にして多数個取りの金型に対しても適
用することができる。また、上記実施形態では、光コネ
クタ用フェルールの製造について説明したが、フェルー
ル以外の他の用途で高精度の寸法精度が求められる円筒
形状成形品に対しても同様に適用できるものである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。上記実施
形態に示した金型を使用して、図１に示すフェルールを
製造した。なお、目標値寸法で、フェルールの全長は１
６ｍｍ、先端から保持部２先端縁に至る間は長さ８ｍ
ｍ、外径２．５ｍｍ、テーパ部１ａの長さは１ｍｍであ
る。また、ファイバ挿入孔４は、径１．０ｍｍで、ファ
イバ支持孔７は、径０．１２５ｍｍ、長さ３．５ｍｍと
した。また、比較のため、従来の金型を使用して図９に
示すフェルールを製造した。このフェルールの目標寸法
も上記フェルールと同様である。

【００２０】射出成形により得られた上記各フェルール
のファイバ支持孔の偏芯量を測定したところ、本発明の
フェルールでは、平均偏芯量は０．５μｍであった。一
方、従来のフェルールでは、偏芯量は平均２．８μｍで
あり、本発明の金型の使用により、ファイバ支持孔の偏
芯量が大幅に改善されている。次に、両フェルールの先
端から保持部近傍に至るまでの外径を測定し、評価し
た。外径の測定では、横方向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方
向）において行い、それぞれの測定値と平均値を図７，
８に示した。図から明らかなように、本発明のフェルー
ルは、外径のばらつきが極めて小さく、優れた外径寸法
精度を有している。一方、従来のフェルールでは、外径
寸法が大きくばらついており、外径寸法精度に劣ってい
る。

【００２１】さらに、両フェルールの円筒度、円軸度、
真円度の評価を行った。その結果は以下の通りである。従来品発明品円筒度６．７μｍ２．５μｍ同軸度４．３μｍ０．６μｍ真円度０．８〜１．８μｍ０．７〜１．６μｍ上記に示すように、本発明品は、従来品に比べて円筒
度、円軸度、真円度において、格段に優れている。以上
より、本発明のフェルールは、従来品に比べて高い寸法
精度を有していることが明らかである。その結果、ファ
イバの接続時に高い伝送効率を得ることが可能になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の射出成形用金型によれば、円筒
体の一端に開口する大径のファイバ挿入孔と、該挿入孔
に連通し、かつ筒体の他端に開口する小径のファイバ支
持孔とを有する光コネクタ用フェルールを製造するため
の射出成形用金型であって、金型間で形成されるキャビ
ティ内に突出するように、一の金型に、小径孔形成用の
細ピンを設けるとともに、他の金型に、上記細ピンが挿
入される細穴を先端部に形成した、大径孔形成用の太ピ
ンを設け、該太ピンの先端部を、その外壁部が内側の細
穴形成部を越えて先端側に伸張して、細穴に挿入される
細ピンを周囲から囲むように筒型形状としたので、寸法
精度の高い円筒形状の成形品を効率よく製造することが
できる。また、前記フェルール円筒部のファイバ支持孔
側先端部に、先端側を小径としたテーパ部を形成し、連
結部を該テーパ部側に位置させれば、肉厚の均一化が一
層なされ、寸法の精度がより向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフェルールの一実施形態を示す断
面図である。

【図２】本発明のフェルール射出成形用金型の要部
を示す断面図である。

【図３】同じく全体を示す概略断面図である。

【図４】同じく要部拡大断面図である。

【図５】同じくさらに拡大した要部拡大断面図であ
る。

【図６】同じく部分金型の組み込み状態を示す一部
拡大図である。

【図７】実施例における本発明のフェルールの外径
寸法を示すグラフである。

【図８】同じく従来のフェルールの外径寸法を示す
グラフである。

【図９】従来のフェルールを示す断面図である。

【図１０】２つのフェルールの接合状態を示す一部断
面図である。

【図１１】従来のフェルール射出成形用金型の要部拡
大図である。

【符号の説明】

１円筒部１ａテーパ部２保持部３挿入部４ファイバ挿入孔５柱体６連結部７ファイバ支持孔８ファイバ９割りスリーブ１１固定金型１１ａ部分金型１２コアピン１２ａコアピン基台１４クリアランス１５ａゲージ１５ｂゲージ２１可動金型２２ピンキャッチャ２３ピンキャッチャ先端部２３ａコアピン保持穴２３ｂ先端外壁３０キャビティ１００フェルール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤弘次東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者柳秀一東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者首藤義人東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者東野俊一東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平８−15570（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84 G02B 6/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒体の一端に開口する大径のファイバ
挿入孔と、該挿入孔に連通し、かつ前記円筒体の他端に
開口する小径のファイバ支持孔とを有する光コネクタ用
フェルールを製造するための射出成形用金型であって、
金型間で形成されるキャビティ内に突出するように、一
の金型に、ファイバ支持孔形成用の細ピンが設けられて
いるとともに、他の金型に、上記細ピンが挿入される細
穴を先端部に形成した、ファイバ挿入孔形成用の太ピン
が設けられており、該太ピンの先端部は、その外壁部が
内側の細穴形成部を越えて先端側に伸張して、細穴に挿
入される細ピンを周囲から囲むように筒形状を有してい
ることを特徴とする光コネクタ用フェルール射出成形用
金型