JP4193410B2 - 成形用型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形用型に関し、特に光ファイバを被覆する樹脂をモールドするために用いられるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂などをモールドするために用いられる上基盤と下基盤の２つの部分からなる成形用型は従来から知られている。このような成形用型では、上基盤と下基盤とを精度良く合わせることによって、所望の形状のモールド部を構成することが重要である。成形用型の位置調整を行う方法としては、特開平６−２０６７３２号公報に記載された方法が知られている。
【０００３】
上記公報に記載された位置調整方法は、成形用型の上基盤（上型）と下基盤（下型）とを固定するダイセットにそれぞれ円柱状の第１規制部材と、テーパ状の第２規制部材とを設け、第１規制部材と第２規制部材とを嵌合させることによって、ダイセットに固定された成形用型の位置調整を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記位置調整方法では、ダイセットに対する成形用型の固定位置がずれると成形用型の上基盤と下基盤とが正確に合わないという問題点があった。特に、成形用型が光ファイバを被覆する樹脂をモールドするために用いられるものであるような場合、非常に高い精度で基盤を合わせることが要求され、微妙なずれがバリの発生などを引き起こす原因になっていた。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、高い精度で位置調整を行うことができる成形用型を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る成形用型は、第１のモールド溝が形成された第１の基盤と第２のモールド溝が形成された第２の基盤とを合わせることによって、第１のモールド溝と第２のモールド溝によってモールド部を構成する成形用型において、第１の基盤の第１のモールド溝が形成された面に位置調整部材が嵌合される第１の位置調整溝が形成されており、第２の基盤の第２のモールド溝が形成された面に位置調整部材が嵌合される第２の位置調整溝が形成されており、第１の基盤又は第２の基盤の少なくとも一方には、モールド部に樹脂を注入するための樹脂注入路が形成されており、第１の基盤の第１のモールド溝が形成された面には、モールド部から樹脂を排出するための第１の樹脂排出溝が第１のモールド溝及び第１の位置調整溝を横切って形成されており、第２の基盤の第２のモールド溝が形成された面には、モールド部から樹脂を排出するための第２の樹脂排出溝が第２のモールド溝及び第２の位置調整溝を横切って形成されており、第１及び第２の樹脂排出溝はそれぞれ２本形成され、該２本の樹脂排出溝が樹脂注入路を挟むように位置している、ことを特徴とする。
【０００７】
このような構成の成形用型によれば、第１の位置調整溝と第２の位置調整溝のそれぞれに位置調整部材を嵌合させることにより、第１の基盤と第２の基盤の位置を調整することができる。第１の位置調整溝と第２の位置調整溝はそれぞれ、第１のモールド溝が形成された面、第２のモールド溝が形成された面に形成されているので、第１の基盤と第２の基盤をダイセットなどの保持部材に固定させるときの精度によらず、確実に合わせ位置を調整できる。さらに、位置調整溝は、モールド溝と同じ面に形成されるので、モールド溝と同じ機器によって加工することができ、高精度に位置調整溝を形成することが容易である。
【０００８】
上記成形用型において、第１の基盤又は第２の基盤の少なくとも一方は、紫外線を透過する材料によって構成されていることを特徴としても良い。
【０００９】
このような構成を採用することにより、モールド材料として紫外線硬化樹脂を用いることができ、モールド部に注入された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで硬化させることができる。
【００１０】
上記成形用型において、第１の位置調整溝及び第２の位置調整溝はそれぞれ、第１のモールド溝及び第２のモールド溝とほぼ同じ大きさであることを特徴としても良い。
【００１１】
位置調整溝をモールド溝とほぼ同じ大きさとすることにより、位置を調整しやすく、成形される製品を精度良く加工することができる。位置調整溝をモールド溝とほぼ同じ大きさとすることにより、成形用型の製造が容易になり、また光ファイバの外径寸法に近く寸法精度の良い適切なガイド部材を用いて上下の型基盤を直接位置合わせすることが可能になる。
【００１２】
上記成形用型において、第１の位置調整溝及び第２の位置調整溝は、断面がＶ字形の直線状の溝であることを特徴としても良い。
【００１３】
位置調整溝が断面Ｖ字形の直線状の溝である場合には、位置調整溝に円柱状のピンを載置することにより、ガイド溝に接する２直線によってピンが安定して支持されることになる。従って、このような構成を採用することにより、位置調整部材と位置調整溝を嵌合させることが容易となり、スムーズな位置調整を行う上で好ましい。
【００１４】
上記成形用型において、第１の位置調整溝及び第２の位置調整溝は、半球状の溝であることを特徴としても良い。
【００１５】
位置調整溝を半球状の溝とすることにより、位置調整部材として球を用いることができる。これにより、位置調整部材と位置調整溝を嵌合させることが容易であり、スムーズな位置調整を行う上で好ましい。
【００１６】
上記成形用型において、樹脂注入路のモールド溝側の部分は、その流路の開口面積がモールド溝に向かって徐々に広がっていることを特徴としても良い。
【００１７】
このように、モールド溝に向かって徐々に開口面積が広くなる流路を有する樹脂注入路を有することにより、樹脂注入路からモールド溝に樹脂が流れ込んだときに、流路の大きさが急速に変化することによって生じる気泡の発生を防止することができる。開口面積を徐々に広くした流路としては、例えば、樹脂注入路とモールド溝との接続部分にＲを付けたり、樹脂注入路をテーパ状にするものが考えられる。
【００１８】
上記成形用型は、光ファイバを被覆する樹脂をモールドするために用いられることを特徴としても良い。
【００１９】
本発明に係る成形用型は、第１の基盤と第２の基盤の合わせ位置を高い精度で調整できるので、光ファイバの樹脂モールドなどに用いられるのが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明に係る成形用型の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る成形用型の第１の基盤（以下、「下基盤」という）１０を示す斜視図、図１（ｂ）は成形用型の第２の基盤（以下、「上基盤」という）２０を示す斜視図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）はそれぞれの基盤が合わせられる面（以下、「合わせ面」という）１１、２１から見た図である。図２は、成形用型によって光ファイバＦに紫外線硬化樹脂を被覆するモールド装置を示す図である。モールド装置５０は、成形用型の下基盤１０を把持するクランプ５１と、上基盤２０を固定する金具５２と、下基盤１０と上基盤２０とからなる成形用型内に配置された光ファイバＦ及びモールド溝１２に注入された樹脂に紫外線を照射するランプ５３と、を有している。ここでは、紫外線を照射するランプ５３は上基盤２０の側に配置されているが、ランプ５３は下基盤１０の側に配置されても良いし、また両側に配置されても良い。
【００２２】
成形用型について説明する前に、成形用型がどのようにして使用されるかについて説明する。モールド装置５０を用いて光ファイバＦに樹脂をモールドする方法を説明する。まず、下基盤１０のモールド溝１２（図１（ａ）参照）に光ファイバＦを載置する。次に、下基盤１０に対して上基盤２０を合わせて成形用型を閉じる。この際には、下基盤１０のモールド溝１２と上基盤２０のモールド溝２２とによって光ファイバＦを配置する孔を構成するように、下基盤１０と上基盤２０は位置合わせされる。そして、上基盤２０に形成された樹脂注入路を通じて、モールド溝１２、２２によって構成される孔に紫外線硬化樹脂を注入し、紫外線を照射して樹脂を硬化させる。このようにして、成形用型内に配置された光ファイバＦに樹脂がモールドされる。
【００２３】
次に、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照しながら、成形用型について詳細に説明する。下基盤１０の合わせ面１１には、光ファイバＦを配置すると共に紫外線硬化樹脂を注入するためのモールド溝１２が形成されている。モールド溝１２は合わせ面１１の一辺からその対辺に向かって直線状に延びている。モールド溝１２の両側にある合わせ面１１を構成する表層１５は、紫外線透過を抑制する石英ガラスによって形成されている。この下基盤１０はガラスからなり、その全厚みが５ｍｍである。このうち紫外線透過を抑制する表層１５の厚みは０．１ｍｍ以上である。このようにモールド溝１２以外の部分の合わせ面１１は、紫外線の透過を抑制する石英ガラスからなる表層１５によって構成されているので、モールド溝１２以外には樹脂を硬化させるのに十分な紫外線が照射されず、所定圧力で型を合わせたときに生じるわずかな隙間にモールド溝１２から滲出した樹脂が硬化することによるバリの形成を防止できる。ここでは、合わせ面の表面を紫外線の透過を抑制する石英ガラスによって構成することによって、繰り返しの使用によって対する耐久性が高く、長年にわたって遮光性を維持することができる成形用型を実現している。上基盤２０の合わせ面２１にも、下基盤１０と同様に、光ファイバＦを配置すると共に紫外線硬化樹脂を注入するためのモールド溝２２が形成されている。モールド溝２２は合わせ面２１の一辺からその対辺に向かって直線状に延びている。モールド溝２２の両側にある合わせ面２１を構成する表層２５は、紫外線の透過を抑制する石英ガラスによって形成されている。この上基盤２０はガラスからなり、その全厚みが５ｍｍである。このうち紫外線透過を抑制する表層２５の厚みは０．１ｍｍ以上である。そして、下基盤１０のモールド溝１２と上基盤２０のモールド溝２２とは、成形用型の使用時に下基盤１０と上基盤２０とが合わせられると、成形用型内に光ファイバＦを配置するための断面が略円形の孔を構成する関係にある。また、硬化した樹脂が剥離しやすいように、モールド溝１２、２２には離型性のコーティングがなされている。離型性のコーティングには、離型剤を用いても良いし、フッ素コーティング又はシリコンコーティングをしても良い。
【００２４】
下基盤１０及び上基盤２０のそれぞれの合わせ面１１、２１には、モールド溝１２、２２の両側にモールド溝１２、２２と略平行なガイド溝（位置調整溝）１３、２３がそれぞれ形成されている。ガイド溝１３、２３は、下基盤１０と上基盤２０が合わせられる際に、それぞれの基盤に形成されたモールド溝１２、２２が正確に位置合わせされるために設けられている。ガイド溝１３はガイドピンＧ１が嵌合される断面Ｖ字形の直線状の溝であり、合わせ面１１の一辺からその対辺に向かって延びている。ガイド溝２３もガイド溝１３と同様に、断面Ｖ字形の直線状の溝であり、合わせ面２１の一辺からその対辺に向かって延びている。２本のガイド溝１３の合わせ面１１上における位置はそれぞれ、２本のガイド溝２３の合わせ面２１上における位置に対応している。すなわち、ガイド溝１３とガイド溝２３とが一致すれば、モールド溝１２とモールド溝２２とが正確に位置合わせされることとなる。実際に下基盤１０と上基盤２０とを合わせる場合には、最初に下基盤１０のガイド溝１３に円柱状のガイドピンＧ１の下半分を嵌めておき、次に上基盤２０を載置する際にガイドピンＧ１の上半分が上基盤２０のガイド溝２３に嵌まるように位置合わせする。これによって、下基盤１０と上基盤２０に形成されたモールド溝１２、２２の位置が正確に位置合わせされ、モールド溝１２、２２によって構成される孔の断面を略円形にすることができる。なお、下基盤１０と上基盤２０とをガイド溝１３，２３によって位置合わせする前に、下基盤１０と把持するクランプ５１と上基盤２０を固定する金具５２の位置を調整することとしても良く、あらかじめ合わせ位置をある程度調整しておくことでガイド溝１３，２３による位置調整をスムーズに行うことができる。
【００２５】
また、下基盤１０のモールド溝１２は合わせ面１１の一辺からその対辺に向かって延びているが、その中途にモールド溝１２に樹脂を注入するための樹脂注入溝１４が形成されている。樹脂注入溝１４とモールド溝１２の接続部分１４ａはＲを付けられており、樹脂注入溝１４はモールド溝１２に向かってその溝幅が徐々に広くされている。これにより、樹脂がモールド溝１２に注入される際に、流路の急激な変化に起因して気泡が生じるという問題を防止することができる。樹脂注入溝１４に対応する位置において、上基盤２０には、上基盤２０の合わせ面２１とその反対面とを貫く貫通孔２４が形成されている。この貫通孔２４と前述した樹脂注入溝１４とは、モールド溝１２、２２によって構成される孔に樹脂を注入するための樹脂注入路としての役割を有する。すなわち、樹脂は貫通孔２４を通って成形用型内に注入され、樹脂注入溝１４を介してモールド溝１２、２２によって構成される孔に注入される。本実施形態では、下基盤１０と上基盤２０の両方に樹脂注入路が形成されているが、樹脂注入路は上基盤２０のみに形成されていても良く、この場合には例えばモールド溝２２から合わせ面２１の反対面に貫通する貫通孔によって樹脂注入路を構成できる。
【００２６】
第１実施形態に係る成形用型は、モールド溝１２、２２と略平行なガイド溝１３、２３が形成され、ガイド溝１３、２３に位置調整部材であるガイドピンＧ１を嵌合させて下基盤１０と上基盤２０の位置合わせを行うことによって、下基盤１０と上基盤２０とを正確に位置合わせすることができる。すなわち、従来は、下基盤１０を把持するクランプ５１と上基盤２０を固定する金具５２の位置を調整する際に顕微鏡を用いて下基盤１０と上基盤２０とを位置合わせをしていたが、１０数μｍというオーダーで位置合わせを行うことが困難であり、下基盤１０と上基盤２０との合わせ位置がずれるという問題があった。本実施形態に係る成形用型では合わせ面１１，２１に形成されたガイド溝１３，２３によって直接的に下基盤１０と上基盤２０との位置を合わせて固定することで、下基盤１０と上基盤２０のモールド溝１２、２２によって形成される孔の断面を光ファイバＦにモールドされる樹脂の外径に等しい略円形にすることができ、光ファイバＦに対してモールドされる樹脂の均肉率を高めることができる。実際に、本実施形態に係る成形用型によってモールドされた樹脂の均肉率は、常に８５％以上であった。また、モールド溝１２、２２の位置合わせが正確になされることにより、合わせ面１１、２１への樹脂の滲出量を低減させ、バリの形成を抑制することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態に係る成形用型について説明する。図３は、第２実施形態に係る成形用型を示す斜視図である。第２実施形態に係る成形用型は、第１実施形態に係る成形用型と基本的な構成は同じであるが、第２実施形態に係る成形用型は、直線状のガイド溝ではなく、椀状のガイド溝が形成されている点が異なる。図３に示されるように、第２実施形態に係る成形用型では、下基盤１０ａの合わせ面１１に略半球に抉られた椀状のガイド溝１７が、モールド溝１２を挟んで２つずつ形成されている。上基盤２０ａの合わせ面２１にも下基盤１０ａと同様に、略半球に抉られた椀状のガイド溝２７が、モールド溝２２を挟んで２つずつ形成されている。４つのガイド溝１７の合わせ面１１上における位置はそれぞれ、４つのガイド溝２７の合わせ面２１上における位置に対応している。すなわち、それぞれのガイド溝１７とガイド溝２７とが一致すれば、下基盤１０ａと上基盤２０ａとは正確に位置合わせされることとなる。実際に下基盤１０ａと上基盤２０ａとを合わせる場合には、最初に下基盤１０ａのガイド溝１７に位置調整部材である球状のガイドＧ２の下半分を嵌めておき、次に上基盤２０ａを載置する際に球状のガイドＧ２の上半分が上基盤２０ａのガイド溝２７に嵌まるように位置合わせする。
【００２８】
第２実施形態に係る成形用型は、下基盤１０ａの合わせ面１１と上基盤２０ａの合わせ面２１に、それぞれ対応する４つのガイド溝１７，２７が形成されており、ガイド溝１７、２７に球状のガイドＧ２を嵌合させて下基盤１０ａと上基盤２０ａの位置合わせを行うことによって、下基盤１０ａと上基盤２０ａとを正確に位置合わせすることができる。これによって、下基盤１０ａと上基盤２０ａのモールド溝１２、２２によって形成される孔の断面を光ファイバＦにモールドされる樹脂の外径に等しい略円形にすることができ、光ファイバＦに対してモールドされる樹脂の均肉率を高めることができる。また、モールド溝１２、２２の位置合わせが正確になされることにより、合わせ面１１、２１への樹脂の滲出量を低減させ、バリの形成を抑制することができる。
【００２９】
以上、本発明の成形用型について実施形態を用いて詳細に説明したが、本発明の成形用型は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
上記第１実施形態においては、ガイド溝１３，２３は断面がＶ字形の溝であったが、ガイド溝は断面が略半円形の直線状の溝であっても良い。
【００３１】
上記第１実施形態においては、ガイド溝１３，２３は下基盤１０と上基盤２０に２本ずつ形成されていたが、ガイド溝１３，２３の本数は２本に限定されるものではなく、何本であっても良い。また、第２実施形態においては、ガイド溝１７，２７は下基盤１０ａと上基盤２０ａに４つずつ形成されていたが、ガイド溝１７，２７の数は４つに限定されるものではなく、いくつであっても良い。さらに、ガイド溝の形状についても直線状の溝と球状の溝とに限定されず、位置調整用の位置調整用部材と嵌合し得る溝であれば良く、位置調整用部材の形状との関係で様々な形状のガイド溝が考えられる。
【００３２】
また、上記のガイド溝の構成は、モールド部から樹脂を排出するための樹脂排出路を有する成形用型に適用することも可能である。図４は、樹脂排出路が形成された成形用型を示す斜視図である。図４に示される成形用型は、第１実施形態に係る成形用型と基本的な構成は同じであるが、この成形用型は、下基盤１０ｂ、上基盤２０ｂのそれぞれに、モールド溝１２、２２から樹脂を排出するための樹脂排出溝１６、２６を有している。下基盤１０ｂに形成された樹脂排出溝１６と上基盤２０ｂに形成された樹脂排出溝２６は、同じ態様で形成されているので、ここでは下基盤１０ｂに形成された樹脂排出溝１６について説明する。下基盤１０ｂの合わせ面１１には、モールド溝１２及びガイド溝１３を横切る樹脂排出溝１６が形成されている。樹脂排出溝１６は２本形成され、それぞれの樹脂排出溝１６は樹脂注入溝１４を挟むようにして位置している。このような樹脂排出溝１６を有することにより、２本の樹脂排出溝１６によって挟まれた部分にのみ樹脂をモールドすることができる。つまり、成形用型の大きさによらず、光ファイバＦに樹脂をモールドする範囲を調節できるという効果がある。
【００３３】
さらに、光ファイバＦの被覆部の一端を図２のように成形用型の外形に合わせるのではなく、図５に示されるように光ファイバＦの被覆部の一端をモールド溝の一端に載せて位置合わせをすることにより、モールド溝内で裸ファイバが遊ぶことがないので、モールドされた樹脂が偏肉することなく光ファイバガラス回りに均等なコーティングを形成することができる。この光ファイバＦの被覆部の端末を樹脂排出溝１６のすぐ外側に設置すれば、光ファイバＦの樹脂と切れ目なくモールドすることができるし、樹脂排出溝１６とは間隔をおいて設置すれば、光ファイバＦの樹脂と隙間を空けてモールドすることができる。
【００３４】
また、上記実施形態においては、樹脂注入溝１４がモールド溝１２に向かって徐々に溝幅が広くなるように、樹脂注入溝１４とモールド溝１２との接続部分１４ａにＲを付けられていたが、図６に示されるように樹脂注入溝１４はテーパ状にされていても良い。
【００３５】
また、上記実施形態においては、下基盤１０と上基盤２０の表層は紫外線透過を抑制する石英ガラスによって構成されている成形用型について説明しているが、紫外線を抑制する膜によって合わせ面１１，２１を覆った成形用型にも、上記実施形態において説明したようなガイド溝を適用することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の位置調整溝と第２の位置調整溝のそれぞれに位置調整部材を嵌合させることにより、第１の基盤と第２の基盤の位置を調整することができる。第１の位置調整溝と第２の位置調整溝はそれぞれ、第１のモールド溝が形成された面、第２のモールド溝が形成された面に形成されているので、第１の基盤と第２の基盤をダイセットなどの保持部材に固定させるときの精度によらず、確実に合わせ位置を調整できる。さらに、位置調整溝は、モールド溝と同じ面に形成されるので、モールド溝と同じ機器によって加工することができ、高精度に位置調整溝を形成することが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る成形用型を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る成形用型が適用されるモールド装置を示す図である。
【図３】第２実施形態に係る成形用型を示す斜視図である。
【図４】樹脂排出路を有する成形用型を示す斜視図である。
【図５】位置合わせの他の例を示す図である。
【図６】樹脂注入路の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…下基盤、１１…合わせ面、１２…モールド溝、１３…ガイド溝、１４…樹脂排出溝、１５…表層、２０…上基盤、２１…合わせ面、２２…モールド溝、２３…ガイド溝、２４…貫通孔、２５…表層。

Claims (7)

1. 第１のモールド溝が形成された第１の基盤と第２のモールド溝が形成された第２の基盤とを合わせることによって、前記第１のモールド溝と前記第２のモールド溝によってモールド部を構成する成形用型において、
   前記第１の基盤の前記第１のモールド溝が形成された面に位置調整部材が嵌合される第１の位置調整溝が形成されており、
   前記第２の基盤の前記第２のモールド溝が形成された面に前記位置調整部材が嵌合される第２の位置調整溝が形成されており、
   前記第１の基盤又は前記第２の基盤の少なくとも一方には、前記モールド部に樹脂を注入するための樹脂注入路が形成されており、
   前記第１の基盤の前記第１のモールド溝が形成された面には、前記モールド部から樹脂を排出するための第１の樹脂排出溝が前記第１のモールド溝及び前記第１の位置調整溝を横切って形成されており、
   前記第２の基盤の前記第２のモールド溝が形成された面には、前記モールド部から樹脂を排出するための第２の樹脂排出溝が前記第２のモールド溝及び前記第２の位置調整溝を横切って形成されており、
   前記第１及び第２の樹脂排出溝はそれぞれ２本形成され、該２本の樹脂排出溝が前記樹脂注入路を挟むように位置している、
   ことを特徴とする成形用型。
2. 前記第１の基盤又は前記第２の基盤の少なくとも一方は、紫外線を透過する材料によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形用型。
3. 前記第１の位置調整溝及び前記第２の位置調整溝はそれぞれ、前記第１のモールド溝及び前記第２のモールド溝とほぼ同じ大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形用型。
4. 前記第１の位置調整溝及び前記第２の位置調整溝は、断面がＶ字形の直線状の溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形用型。
5. 前記第１の位置調整溝及び前記第２の位置調整溝は、半球状の溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の成形用溝。
6. 前記樹脂注入路の前記モールド溝側の部分は、その流路の開口面積が前記モールド溝に向かって徐々に広がっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形用型。
7. 光ファイバを被覆する樹脂をモールドするために用いられる請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形用型。

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