JP4350360B2 - 多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コネクタなどに使用するフェルールを、熱可塑性樹脂材で射出成形して製造するフェルール及びフェルールの製造装置に係り、特に２本以上の複数本の光ファイバを円筒状のフエルール本体内に装着する多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフェルールでは、単芯又は多芯を問わずに高精密な寸法精度が要求され、特に前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度を高める必要があるので、主としてジルコニア製のフェルールが使用されており、ジルコニア粉末と樹脂材の混合材料を射出成形や圧縮成形した成形品を焼成した後に、ダイヤモンド研磨材などを用いて仕上げ加工を行っている。
【０００３】
ジルコニア製のフェルールは、寸法精度などの性能面では十分に仕様を満足させることができるが、加工が容易でないので量産化や低価格化に適しておらず、今後益々需要の増加が見込まれるフェルールに対応することが困難であることから、量産化や低価格化が可能な熱可塑性樹脂材の射出成形による樹脂製フェルールの開発が期待されている。
【０００４】
樹脂製フェルールは、ジルコニア製に比べて加工が容易で量産化や低価格化には適しているが、射出成形後における樹脂材の熱収縮などによって、前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度が損なわれる恐れがあり、寸法精度などの性能面での課題があると共に、ファイバ芯線の挿通孔を形成する極細ピンが成形樹脂材の射出圧力により、折れたり曲がったりする課題があった。
【０００５】
この樹脂製フェルールの課題である寸法精度を高めるために、例えば特許文献１及び２には、極細の光ファイバー心線を挿入する心線挿入孔を軸心に形成した前方側の外周に、少なくとも中間部に形成したフランジ部まで延在させて金属製のインサートパイプを装着したフェルールとその製造方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−８４９７４号公報
【特許文献２】
特開２００１−９６５７０号公報
【０００７】
この樹脂製フェルールの製造は、フランジ部に適合する位置に樹脂注入用の連通孔を設けたインサートパイプを金型内に装着すると共に、光ファイバー端末の心線及び被覆に対する挿入孔を形成するためのコアピンを軸心に設け、連通孔の近傍に設けたゲートから連通孔を介して成形樹脂材を注入し、フランジ部を含むフェルール全体が射出成形で一体成形される。
【０００８】
この樹脂製フェルールによると、インサートパイプを装着して射出成形したことで前方側外周の真円度が確保され、外形寸法精度と同軸度を高めると共に、外周に被着したスリーブを介して相手方のフェルールと連結する際の整合性が向上し、軸心の心線挿入孔に挿入した光ファイバー心線に対する位置決め精度も向上するので、伝送ロスを少なくできるなどの効果が期待できる。
【０００９】
また、２芯以上の多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法については、例えば特許文献３などのように、フエルール本体を方形状に形成したＭＴ形フェルールが主流であったが、小形化が可能で取り扱いが容易であることなどの利点から、例えば特許文献４及び５などのように、三元金属などで円筒状に金属射出成形したＳＣ形フェルールの提案がなされている。
【００１０】
【特許文献３】
特開平６−２２６７９３号公報
【特許文献４】
特許第３００５７５４号公報
【特許文献５】
特開２００１−３５６２４０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
今後の光通信は、一般家庭にも導入されて伝送量の増加や双方向通信の普及が見込まれるので、フェルールは益々多芯化及び小形化が進んで高精密になると共に、量産化と低コスト化が要求されてくることが予想されるが、従来技術による円筒状に射出成形したフェルールをそのまま多芯化した場合には、これらの要求に十分に対応することが困難であった。
【００１２】
例えば、特許文献１及び２の射出成形したフェルールを、特許文献３や特許文献４及び５の技術思想を適用して多芯化した場合には、多数の光ファイバ芯線を装着するフェルールの心線挿入孔を、離間させた状態で平行状に配置させることになるので、小形化するのには限界があり、より多芯化及び小形化が進ん際には対応することが困難であること。
【００１３】
また、樹脂成形する際には多数の心線挿入孔を形成するために多数のコアピンを並設することになるので、単芯の場合よりコアピンの折れ又は曲がりが発生し易くなり、各コアピンの平行度が維持されないと寸法精度を低下させると共に、製品性能にバラツキを生じ、コアピンの品質管理を厳格にすると生産性を低下させる恐れがある。
【００１４】
なお、特許文献３などのようなＭＴ形の多芯フェルールの場合には、小形化や取り扱い上に難点があり、特許文献４及び５の多芯フェルールの場合には、素材自体が高価であることに加え、成形後における焼結や脱脂及び研磨処理などに多くの時間と経費を要し、熱可塑性樹脂材で射出成形したフェルールに比べて高価になる。
【００１５】
そこで、これら従来技術の課題を解決するために、本件出願人は先に特願２００２−１８２９７６号（以下、先願発明という）によって、より小形化することを可能にすると共に、射出成形する際にコアピンが折れたり曲がったりすることを防止し、安価で且つ容易に製造することを主たる目的とした円筒状の多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法についての提案を行った。
【００１６】
図１は、先願発明を適用した２芯フェルール１を示すが、軸心に光ファイバが装着される樹脂成形部２による内筒と、樹脂成形部２の外径を保持するインサートパイプ３による外筒を備え、インサートパイプ３を金型装置内に装着させ、樹脂成形部２を射出成形して一体に連結された内筒と外筒を形成する。
【００１７】
樹脂成形部２には、前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔４ｃを設け、心線挿入孔４ａと被覆挿入孔４ｃの間をテーパ孔４ｂで連通状態にしたファイバ装着孔４を形成している。
【００１８】
ファイバ装着孔４は、１本の光ファイバ内に２本以上の複数本の心線部を平行状に設けた多芯光ファイバに適合するように心線挿入孔４ａが形成され、図１の実施形態では２芯光ファイバに適合するように、２つの円形断面をした心線挿入孔４ａ−１，４ａ−２を隣接状態で並設して円繋ぎ形状に形成されている。
【００１９】
図２は、心線挿通孔を成形する細ピンホルダー部分の一例を示すが、心線挿入孔４ａに適合する外径で先端に円錐状の導入部５ａを形成した２本のコアピン５を、方形状で軸心に円繋ぎ形状に取付け孔６を形成した細ピンホルダー７に挿入し、取付け孔６にエポキシ系などの接着剤を注入して固着している。
【００２０】
細ピンホルダー７は、固定側金型内に装着して細ピンホルダー７から突出したコアピン５の先端側を、金型内に収容したインサートパイプ３の一方側開口から軸心に突設させると共に、インサートパイプ３の他方側開口から軸心に、テーパ孔４ｂ及び被覆挿入孔４ｃを形成する太径のコアピン８を突設させ、コアピン８の先端に形成した円錐状溝８ａに導入部５ａを嵌合して支持している。
【００２１】
先願発明では、心線挿入孔４ａを円繋ぎ形状に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができると共に、隣接する極細のコアピン５を接触状態で配置することにより、射出成形時にコアピン５が充填した成形樹脂材の圧力で折れたり曲がったりすることを防止できる。
【００２２】
しかしながら、先願発明にも改善を必要な課題が残されており、例えば各心線挿入孔４ａに装着されるファイバー心線の光軸を正確に一致させるためには、細ピンホルダーで極細なコアピンの基端側を支持する際に、隣接する各コアピンの取付けピッチを厳密に設定する必要があるが、図２のようなコアピンの取付け構造では十分に対応することができなかった。
【００２３】
すなわち、図２のように細ピンホルダーの円繋ぎ形状の取付け孔にコアピンを挿着する取付け構造の場合には、取付け孔を形成する各円孔を高精度で加工する必要があると共に、無調整で所定ピッチに設定することは極めて困難であるから、挿着後にピッチ調整を行う必要がある。
【００２４】
ところが、各円孔の加工を高精度にするほどピッチ調整をするクリアランスが少なくなるので、所定ピッチに設定することことが困難になると共に、取付け孔に挿入する際にコアピンが折れる恐れがあり、またルーズホールにした場合でも円孔内でのピッチ調整であり、調整時にコアピンを折る恐れがある。
【００２５】
本発明で、先願発明に改善を加えた新たな多芯フェルールの製造装置を提案するものであり、特に心線挿通孔を成形する極細のコアピンのホルダー部分を改善し、コアピンの折れを防止し且つ取付けピッチの調整が容易な取付構造にした多芯フェルール製造装置の提供を主たる目的としている。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明による多芯フェルールの製造装置は、先端側が射出成形用金型装置のキャビティ内に突出し多芯フェルールのファイバ心線挿通孔を形成する円形横断面形状の複数本の第１コアピンと、前記複数本の第１コアピンの基端側を整列状態で支持する細ピンホルダーと、
先端側が前記キャビティ内に突出して整列状態の前記複数本の第１コアピンの先端部を受け入れ、前記ファイバ心線挿通孔と連続する多芯フェルールのファイバ挿通孔を形成する第２コアピンとを有し、前記細ピンホルダーは、互いに接合する溝付き板と当て板とで構成され、前記溝付き板は、前記複数本の第１コアピンを、前記当て板との接合面より外側に突出しない態様で、且つ、円形孔による心線挿通孔を円繋ぎ形状に形成するために、互いに隣り合う第１コアピン同士の外周面が互いに当接する状態で、一列に収容する溝底面が平坦面の収容溝を凹設され、前記当て板は、前記溝付き板との接合面を平坦面で形成され、前記溝付き板に被着して前記溝付き板とで第１コアピンを挟持する。
【００３２】
この多芯フェルールの製造装置では、細ピンホルダーは先願発明の取付け孔のように極細のコアピンを円孔に挿着するのではなく、溝付き板と当て板を開閉することができ、収容溝に第１コアピンを取り付け及び取り外しする作業が容易であると共に、第１コアピンに無理な外力が加わることが無く、コアピンの折れを防止できる。
【００３３】
また、収容溝の溝底面を平坦面にしているので、各第１コアピンが拘束されることなくピッチの調整を行うことができると共に、第１コアピンを接合内面側より突出しない状態で収容溝に収容しているので、当て板を被着するなど際にスライドさせても第１コアピンに無理な外力が加わることが無く、コアピンの折れを防止できる。
【００３４】
更に、各第１コアピン間のピッチが適正値の許容範囲外でピッチの調整を必要とする場合には、予め外径寸法別に選別して用意しておいた第１コアピンの中から、適正なものを選択して交換することによって、高精度のピッチ調整を容易に行うことができる。
【００３５】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記キャビティ内に多芯フェルールの外形となるインサートパイプを装着した形態を採り、成形樹脂部の外周にインサートパイプが一体化された多芯フェルールを製造することができるが、これによって外径寸法精度の高い多芯フェルールを歩留まり良く安価に大量生産することが可能である。
【００３６】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記細ピンホルダーには、溝付き板の収容溝に対して隣接する各第１コアピンを当接状態で配置し、円形孔による心線挿通孔を円繋ぎ形状で形成した多芯フェルールを製造することができるが、この場合には隣接する各第１コアピンが相互に支え合うことによって、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止できる。
【００３７】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記細ピンホルダーには、溝付き板の収容溝に対して各第１コアピンを離間状態で配置すると共に、各第１コアピンの間に間隔保持ピンを当接状態で配置し、円形孔による心線挿通孔を間隔を置いて形成した多芯フェルールを製造することができるが、この場合には予め外径寸法別に選別して用意しておいた間隔保持ピンの中から、適正なものを選択して交換することによって、第１コアピンに対して高精度のピッチ調整を容易に行うことができる。
【００３８】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記細ピンホルダーは、片面に前記収容溝を設けた複数の溝付き板又は、両面に前記収容溝を設けた単数又は複数の溝付き板と、収容溝を設けた溝付き板の接合内面側に被着し得る枚数の当て板で構成し、前記心線挿通孔群を複列に並設した多芯フェルールを製造することができる。
【００３９】
この多芯フェルールの製造装置では、溝付き板と当て板を所望に組み合わせることによって、心線挿通孔群を２列以上の複列に配置した各種の多芯化したフェルールを容易且つ高精度のピッチで製造することが可能である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置について、本発明を適用した添付図面の実施形態に基づいて詳細に説明するが、図３〜７にでは第１の実施形態である４芯による多芯フェルールとその製造装置について説明し、図８〜１０では他の実施形態による多芯フェルールとその製造装置について説明する。
【００４１】
多芯フェルール１１は、図３で示すように、軸心に光ファイバが装着される樹脂成形部１２による内筒と、樹脂成形部１２の外径を保持するインサートパイプ１３による外筒を備え、詳細を後述するようにインサートパイプ１３を金型装置内に装着させ、樹脂成形部１２を射出成形してインサートパイプ１３と一体形成されている。
【００４２】
樹脂成形部１２には、前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔１４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔１４ｃを設け、心線挿入孔１４ａと被覆挿入孔１４ｃの間をテーパ孔１４ｂで連通状態にしたファイバ装着孔１４を形成している。
【００４３】
ファイバ装着孔１４は、１本の光ファイバ内に２本以上の複数本の心線部を平行状に設けた多芯光ファイバに適合するように心線挿入孔１４ａが形成され、この実施形態では４芯光ファイバに適合するように、４つの円形孔を隣接状態で並設して円繋ぎ形状にした心線挿入孔１４ａで形成されている。
【００４４】
心線挿入孔１４ａは、円繋ぎ形状に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができると共に、詳細を後述するように射出成形時において、心線挿入孔１４ａを形成する極細のコアピンが充填した樹脂材の圧力で折れたり曲がったりするのを防止できる。
【００４５】
樹脂成形部１２は、各種の熱可塑性樹脂の中から所望な機械的強度や寸法精度などが得られるものを成形樹脂材に選択して射出成形するが、特にエンジニアリングプラスチックの中でも、機械的強度及び寸法安定性に優れて加工性も良い液晶ポリマーなどの使用が望ましい。
【００４６】
インサートパイプ１３には、前方側に先端に外径を縮径させた小径筒状部１５と、小径筒状部１５と内径を等しく縮径させた小径内周面を設け、後方側には内径を拡径させて大径内周面を形成する大径筒状部１６を設け、大径筒状部１６の後端側の外周には係止部１７を設けると共に、小径内周面と大径内周面はテーパ状内周面で連通させており、係止部１７はこの実施形態では外周に環状溝で形成している。
【００４７】
樹脂成形部１２には、小径筒状部１５の先端に先端テーパ部１２ａを、小径筒状部１５の外周側に成形樹脂材のスラッグ溜まり部１２ｂを、小径筒状部１５の内周側で軸心に心線挿入孔１４ａを形成する小径円筒部１２ｃを、小径筒状部１５と大径筒状部１６の内周側で軸心にテーパ孔１４ｂを形成するテーパ部１２ｄを、大径筒状部１６の内周側で軸心に被覆挿入孔１４ｃを形成する大径円筒部１２ｅを設けている。
【００４８】
インサートパイプ１３は、樹脂成形部１２の外周面に被着して外径寸法精度及び真円度を高めると共に、先端側の小径筒状部１５を内外に跨った樹脂成形部１２中に埋設して接合強度を高め、小径筒状部１５の外周側を成形樹脂材のスラッグ溜まり部１２ｂにして、詳細を後述するように心線挿入孔１４ａの内径精度を改善できる。
【００４９】
インサートパイプ１３は、後方側の大径筒状部１６によって、被覆挿入孔１４ｃ及びテーパ孔１４ｂの外周における樹脂成形部１２の肉厚をほぼ一定に確保すると共に、後端側の外周に設けた係止部１７は、多芯フェルールをそのまま光半導体モジュール用として使用する場合や、多芯フェルールを利用したＳＣ形又はＳＴ形の突き合わせ接続用のフェルールの製造に有効である。
【００５０】
インサートパイプ１３は、ステンレスやチタンや繊維強化金属（ＦＲＭ）などの硬質金属材、ジルコニアなどを含むセラミックス類、ポリイミド樹脂などの高性能のエンジニアリングプラスチック、などの使用が可能であるが、特にモジュールに使用した場合にレーザ溶接が容易な金属パイプが望ましく、中でも安価で而も耐熱性で剛性及び寸法精度も高いステンレスパイプは最適である。
【００５１】
インサートパイプ１３は、この実施形態では肉厚なパイプ材を使用しており、特にステンレスパイプを使用した場合には、切削加工などによって前方側の外周と後端側の内周及び外周を拡縮径させ、小径筒状部１５と大径筒状部１６及び係止部１７を形成する加工を、高精度で且つ比較的安価に行うことができる。
【００５２】
次に、図４では多芯フェルールの心線挿入孔１４ａを形成する極細（例えば、直径が０．１２５ｍｍ）な第１コアピン１８（細ピン）に対し、その基端側を支持する細ピンホルダー１９を説明すると、細ピンホルダー１９は溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂによって構成されている。
【００５３】
細ピンホルダー１９は、方形板状をした溝付き板１９Ａの接合内面２０側に収容溝２１を凹設し、この収容溝２１は複数本（図示の実施形態では４本）の第１コアピン１８を並列状態で収容できる横幅で形成すると共に、収容した第１コアピン１８が接合内面２０より突出しない深さを備え、収容溝２１の溝底面は平坦面に形成している。
【００５４】
当て板１９Ｂは、接合内面２２側を平坦面に形成した方形板状で、接合内面２２を接合内面２０に当接させて溝付き板１９Ａとの間で第１コアピン１８の基端部を挟持すると共に、円錐台形状にした第１コアピン１８の先端部１８ａ側を、心線挿入孔１４ａを形成するのに必要な所定長さだけ突出させた状態にし、ねじ手段（図示を省略）を介して一体に連結する。
【００５５】
細ピンホルダー１９は、成形時における多芯フェルールのひけなどを防止するために、例えば導電性の良い銅などの金属材料を母材にしてニッケルやニッケル合金などの金属メッキを施した後に、電鋳加工などによって所望の寸法に仕上げることが望ましい。
【００５６】
細ピンホルダー１９は、詳細は後述するように第１コアピン１８の先端側をキャビティ内に突出させる態様で金型装置２５内に装着され、テーパー孔１４ｂ及び被覆挿入孔１４ｃを形成する太径の第２コアピン２３（太ピン）の先端に形成した楕円状の嵌合溝穴２４に対し、第１コアピン１８の先端部１８ａを挿着して支持される。
【００５７】
第１コアピン１８は、細ピンホルダー１９の収容溝２１内に所定ピッチで配列されているか否かを、金型装置２５に装着する前の細ピンホルダー１９又は試し打ち成形した多芯フェルール１１に対し、高精度な光学装置を用いて計測するが、この計測でピッチが設定した許容範囲外である場合には、予め外径寸法別に選別して用意しておいたコアピンと交換してピッチ調整を行い、エポキシ系などの耐熱性の接着剤Ｂを充填して調整位置で固着する。
【００５８】
すなわち、基準の外径寸法（例えば、直径が０．１２５ｍｍ）のコアピンと、これより僅かに径の大きいコアピン及び径の小さいコアピンとを、予め外径寸法別に選別して用意しておき、細ピンホルダー１９に収容した第１コアピン１８，１８間のピッチが適正でない場合には、ピッチの±に応じて適正になるコアピンと交換してピッチ調整を行う。
【００５９】
この細ピンホルダー１９では、図２の円繋ぎ形状の取付け孔のように、極細のコアピンを円孔に挿着するのではなく、溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂを開閉することができるので、収容溝２１に第１コアピン１８を取り付け及び取り外しする作業が容易であると共に、第１コアピン１８に無理な外力が加わることが無く、コアピンの折れを防止できる。
【００６０】
また、細ピンホルダー１９は溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂとが平坦面に形成した接合内面２０，２２で接合されているので、両者の寸法精度の相違及び、金型装置２５内に装着した際における取付け精度などによって、溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂの間に水平方向の位置ずれを生じた場合でも、第１コアピン１８に無理な外力が加わったり位置ずれを生じることがない。
【００６１】
なお、図示の実施形態では収容溝２１を溝穴加工が容易なように、溝底部側へ次第に縮径する台形状の収容溝で形成したが、この収容溝２１を例えば横幅を一定にした方形状に形成したり、溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂは、接合内面２０，２２の背面側を半円弧状に形成する形態を採ることも可能である。
【００６２】
次に、図５は多芯フェルールを射出成形する金型装置２５の要部を縦断面図で示すが、金型分割面ＰＬの一方側（図面上で上側）に固定側金型２５Ａを、他方側（図面上で下側）に可動側金型２５Ｂを設け、固定側金型２５Ａにはロケートリング２６や固定側取付け板２７などによって、射出成形機のノズルが挿入されるノズル装着孔２７ａを形成している。
【００６３】
固定側金型２５Ａ側には、固定側取付け板２７に重合した固定側型板２８を設け、固定側型板２８にはノズル装着孔２７ａの底部側にスプール３０ａを形成するスプールブッシュ３０を取り付けると共に、スプールブッシュ３０の隣接位置には金型本体の一方側を装着する第１型板３１を取り付けている。
【００６４】
可動側金型２５Ｂには、金型分割面ＰＬで固定側型板２８と対峙する可動側型板３２と、可動側型板３２に重合したエジェクタープレート３３を設け、可動側型板３２には金型分割面ＰＬに沿ってランナー３４を形成すると共に、スプール３０ａにはスプールロックピン２９を挿着し、ランナー３４の隣接位置には金型本体の他方側を装着する第２型板３５を取り付けている。
【００６５】
図６は、第１型板３１に装着した金型本体の一方側を拡大した断面図及び平面図を示すが、第１型板３１には細ピンホルダー１９を装着するコアブロック３６と、インサートパイプ１３を装着してキャビティ３７を形成するキャビブロック３８と、コアブロック３６の隣接位置で細ピンホルダー１９を押さえる押さえブロック３９を取り付けている。
【００６６】
図７は、第２型板３５に装着した金型本体の他方側を拡大した平面図及び断面図及を示すが、第２型板３５には先端に嵌合溝穴２４を設けた太径の第２コアピン２３を装着したコアブロック４０を取り付け、第２型板３５及びコアブロック４０には、基端側をエジェクタープレート３３に装着して成形品の突き出しを行う第１及び第２のエジェクターピン４１，４２が挿通されている。
【００６７】
ランナー３４は、スプール３０ａと一端側が連通する直状の主ランナー３４ａと、キャビティ３７を囲繞する態様で主ランナー３４ａの他端側に環状に設けた副ランナー３４ｂとで形成し、副ランナー３４ｂとキャビティ３７の間を複数本の（図示の実施形態では４本）ゲート４３で放射状に連通させると共に、主ランナー３４ａの対向位置には副ランナー３４ｂと連通するエアーベント４４が設けられている。
【００６８】
金型装置２５には、キャビブロック３８内に形成したキャビティ３８にインサートパイプ１３を装着させると共に、コアブロック３６に装着した細ピンホルダー１９で第１コアピン１８を支持させ、図５のように型締めを行うと、コアブロック４０で支持された第２コアピン２３の先端がインサートパイプ１３内に突出し、嵌合溝穴２４に第１コアピン１８の先端部１８ａ側を挿入して支持する。
【００６９】
この型締め状態の金型装置２５に対し、ノズル装着孔２７ａに挿入した射出成形機のノズルから、液晶ポリマーなどによる成形樹脂材がスプール３０ａに注入されると、成形樹脂材はランナー３４及びゲート４３を介してキャビティ３８内に充填され、インサートパイプ１３と一体化した図３で示す多芯フェルール１１が射出成形される。
【００７０】
この射出成形では、多芯フェルールの心線挿入孔１４ａを成形するための第１コアピン１８は、隣接する各第１コアピン１８，１８の外周面を接触状態で平行状に設けたことによって、各第１コアピン１８，１８がお互いに支え合いながら、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７１】
また、第１コアピン１８を設けたインサートパイプ１３内のキャビティ３７に流入する成形樹脂材に対し、第２コアピン２３の先端に形成したテーパ部分で流路を中央に絞り込むようになるので、これによって各第１コアピン１８，１８は接触する方向に付勢されてお互いに支え合い、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７２】
また、第１コアピン１８を取り囲むインサートパイプ１３によって流路が狭められるので、射出圧力を高くしないで射出速度を速くすることができ、第１コアピン１８に対するダメージを軽減して折れたり曲がったりすることを防止すると共に、金型温度を均一にして熱収縮を軽減することができる。
【００７３】
特に、第１コアピン１８の基端側を支持する細ピンホルダー１９によって、隣接する各第１コアピン１８，１８間のピッチを高精度に位置決めすることができるので、外径寸法を規定するインサートパイプ１３の使用と相俟って、外径寸法と外径の真円度及び、外径に対する各心線挿入孔１４ａの位置を高精度に設定することが可能である。
【００７４】
次に、図８で第２の実施形態による多芯フェルール４５に関する説明を行うが、多芯フェルール４５は図８（ｂ）（ｃ）で示すように、８本の心線挿入孔４６を横一列の円繋ぎ形状に形成したものであり、心線挿入孔４６の本数の相違を除いて第１の実施形態の場合と同様に構成されているが、２本以上の複数本の心線挿入孔を形成した他の実施形態を採ることも可能である。
【００７５】
多芯フェルール４５は、射出成形する際には図８（ａ）で示す細ピンホルダー４７を用いるが、細ピンホルダー４７は第１の実施形態の場合と同様に溝付き板４７Ａと当て板４７Ｂで構成され、溝付き板４７Ａの内面側に形成した溝底面が平坦な収容溝４８に８本の第１コアピン５０を並列状態で収容し、内面側を平坦面にした当て板４７Ｂで挟持している。
【００７６】
次に、図９で第３の実施形態による多芯フェルール５１に関する説明を行うが、多芯フェルール５１は図９（ｂ）（ｃ）で示すように、第２の実施形態と同様に８本の心線挿入孔５２を横一列の円繋ぎ形状に連続させた心線挿入孔群を、離間した状態で上下２列に配列して合計１６本の心線挿入孔５２を設けたものである。
【００７７】
多芯フェルール５１は、射出成形する際には図９（ａ）で示す細ピンホルダー５３を用いるが、細ピンホルダー５３は第２の実施形態の場合と同様の溝付き板５３Ａと当て板５３Ｂに加え、溝付き板５３Ａと同様で当て板５３Ｂの外面側に対向状に配置した溝付き板５３Ｃで構成されている。
【００７８】
細ピンホルダー５３は、溝付き板５３Ａ，５３Ｃの内面側に形成した溝底面が平坦な収容溝５４，５５にそれぞれ８本の第１コアピン５６，５６を並列状態で収容し、内面側及び外面側をそれぞれ平坦面にした当て板５３Ｂを中間に介在して挟持している。
【００７９】
なお、図示を省略するが、溝付き板５３Ａの内外両面にそれぞれ収容溝５４，５５を設け、溝付き板５３Ａの内外両面に対してそれぞれ当て板５３Ｂを装着して第１コアピン５６，５６を２列に配列する形態を採ることも可能であると共に、同様の技術思想に基づき２列以上の複列に配列する形態も可能である。
【００８０】
例えば、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃのいずれか一方に対して内外両面にそれぞれ収容溝５４，５５を設け、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの中間といずれか一方の外面側の２個所に当て板５３Ｂを装着すると、第１コアピン５６を３列に配列した形態を採ることできる。
【００８１】
また、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの内外両面にそれぞれ収容溝５４，５５を設けると共に、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの外面側と各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの中間の３個所に当て板５３Ｂを装着すると４列に配列でき、更に第１コアピンの本数を適宜に設定して各列毎に心線挿入孔の本数が異なる形態を採ることも可能である。
【００８２】
このように第３の実施形態では、多数の光ファイバを装着し得る複数の心線挿通孔を横一列の円繋ぎ状に配列すると共に、この心線挿通孔群を離間した位置に複数列で並設することによって、円形断面をした小形のフェルールを多芯化することができると共に、各心線挿通孔の取り付けピッチを高精度にし且つ安価に射出成形が可能である。
【００９１】
なお、この種のフェルールの使用形態の１つとして、割りリングなどの接合部材を介して相手方のフェルールと突き合わせ状態で連結しているが、現状における射出成形によるフェルールの場合には、外径寸法精度を高めることが困難で歩留まりが良くないなどの理由から、第１〜３の実施形態ではインサートパイプを使用している。この点の改善がなされるならば、インサートパイプを使用しない多芯フェルールに適用する実施形態を採ることもできる。
【００９２】
以上の実施形態でも明らかなように、本発明による多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置によると、伝送情報量の増大に伴って今後益々需要が増えてくることが予想されるフェルールの小形化及び多芯化に対し、安価で大量生産が可能な熱可塑性樹脂材の射出成形によって対応することが可能である。
【００９３】
また、多芯フェルールにおける心線挿入孔を横一列の円繋ぎ形状に連続させた心線挿入孔群にすると、多数のファイバー心線を横一列に連結した多芯ファイバーテープの使用に好適であり、更に図示の実施形態では２．４９９ｍｍの円形断面をしたフェルールを例示したが、１．２４９ｍｍの円形断面をしたハーフサイズのフェルールにも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】先願発明を適用した実施形態による多芯（２芯）フェルールであって、（ａ）は横断面図で、（ｂ）は縦断面図で、（ｃ）は平面図で、それぞれ示す。
【図２】図１の多芯（２芯）フェルールにおける心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーを斜視図で示す。
【図３】本発明を適用した第１の実施形態による多芯（４芯）フェルールであって、（ａ）は平面図で、（ｂ）は縦断面図で、それぞれ示す。
【図４】図３の多芯（４芯）フェルールの心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーであって、（ａ）は分解状態を斜視図で、（ｂ）は組立状態を斜視図で、それぞれ示す。
【図５】図３の多芯（４芯）フェルールを射出成形する金型装置の要部縦断面図を示す。
【図６】図５の金型装置におけるキャビブロック側の部分拡大図であって、（ａ）は縦断面図で、（ｂ）は平面図で、それぞれ示す。
【図７】図５の金型装置におけるコアブロック側の部分拡大図であって、（ａ）は縦断面図で、（ｂ）は平面図で、それぞれ示す。
【図８】本発明を適用した第２の実施形態であって、（ａ）は多芯（８芯）フェルールの心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーの分解状態を斜視図で、（ｂ）は多芯（８芯）フェルールを斜視図で、（ｃ）は多芯（８芯）フェルールを拡大平面図で、それぞれ示す。
【図９】本発明を適用した第３の実施形態であって、（ａ）は多芯（１６芯）フェルールの心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーの分解状態を斜視図で、（ｂ）は多芯（１６芯）フェルールを斜視図で、（ｃ）は多芯（１６芯）フェルールを拡大平面図で、それぞれ示す。
【符号の説明】
１１，４５，５１，５７ 多芯フェルール
１２ 樹脂成形部
１３ インサートパイプ
１４ ファイバ挿通孔
１４ａ，４６，５２，５８ 心線挿入孔
１６ 第１コアピン（細ピン）
１９，４７，５３，５９ 細ピンホルダー
１９Ａ，４７Ａ，５３Ａ，５３Ｃ，５９Ａ 溝付き板
１９Ｂ，４７Ｂ，５３Ｂ，５９Ｂ 当て板
２０，２２，４９，６１ 接合内面
２１，４８，５４，６０ 収容溝
２３ 第２コアピン（太ピン）
２４ 嵌合溝穴
２５ 金型装置
２５Ａ 固定側金型
２５Ｂ 可動側金型
２６ ロケートリング
２７ 固定側取付け板
２７ａ ノズル装着孔
２８ 固定側型板
２９ スプールロックピン
３０ スプールブッシュ
３０ａ スプール
３１ 第１型板
３２ 可動側型板
３３ エジェクタープレート
３４ ランナー
３５ 第２型板
３６，４０ コアブロック
３７ キャビティ
３８ キャビティブロック
３９ 押さえブロック
４１，４２ エジェクターピン
４３ ゲート
４４ エアーベント
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コネクタなどに使用するフェルールを、熱可塑性樹脂材で射出成形して製造するフェルール及びフェルールの製造装置に係り、特に２本以上の複数本の光ファイバを円筒状のフエルール本体内に装着する多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のフェルールでは、単芯又は多芯を問わずに高精密な寸法精度が要求され、特に前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度を高める必要があるので、主としてジルコニア製のフェルールが使用されており、ジルコニア粉末と樹脂材の混合材料を射出成形や圧縮成形した成形品を焼成した後に、ダイヤモンド研磨材などを用いて仕上げ加工を行っている。
【０００３】
ジルコニア製のフェルールは、寸法精度などの性能面では十分に仕様を満足させることができるが、加工が容易でないので量産化や低価格化に適しておらず、今後益々需要の増加が見込まれるフェルールに対応することが困難であることから、量産化や低価格化が可能な熱可塑性樹脂材の射出成形による樹脂製フェルールの開発が期待されている。
【０００４】
樹脂製フェルールは、ジルコニア製に比べて加工が容易で量産化や低価格化には適しているが、射出成形後における樹脂材の熱収縮などによって、前方側の外径寸法精度及び軸心と外径寸法との同軸度が損なわれる恐れがあり、寸法精度などの性能面での課題があると共に、ファイバ芯線の挿通孔を形成する極細ピンが成形樹脂材の射出圧力により、折れたり曲がったりする課題があった。
【０００５】
この樹脂製フェルールの課題である寸法精度を高めるために、例えば特許文献１及び２には、極細の光ファイバー心線を挿入する心線挿入孔を軸心に形成した前方側の外周に、少なくとも中間部に形成したフランジ部まで延在させて金属製のインサートパイプを装着したフェルールとその製造方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−８４９７４号公報
【特許文献２】
特開２００１−９６５７０号公報
【０００７】
この樹脂製フェルールの製造は、フランジ部に適合する位置に樹脂注入用の連通孔を設けたインサートパイプを金型内に装着すると共に、光ファイバー端末の心線及び被覆に対する挿入孔を形成するためのコアピンを軸心に設け、連通孔の近傍に設けたゲートから連通孔を介して成形樹脂材を注入し、フランジ部を含むフェルール全体が射出成形で一体成形される。
【０００８】
この樹脂製フェルールによると、インサートパイプを装着して射出成形したことで前方側外周の真円度が確保され、外形寸法精度と同軸度を高めると共に、外周に被着したスリーブを介して相手方のフェルールと連結する際の整合性が向上し、軸心の心線挿入孔に挿入した光ファイバー心線に対する位置決め精度も向上するので、伝送ロスを少なくできるなどの効果が期待できる。
【０００９】
また、２芯以上の多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法については、例えば特許文献３などのように、フエルール本体を方形状に形成したＭＴ形フェルールが主流であったが、小形化が可能で取り扱いが容易であることなどの利点から、例えば特許文献４及び５などのように、三元金属などで円筒状に金属射出成形したＳＣ形フェルールの提案がなされている。
【００１０】
【特許文献３】
特開平６−２２６７９３号公報
【特許文献４】
特許第３００５７５４号公報
【特許文献５】
特開２００１−３５６２４０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
今後の光通信は、一般家庭にも導入されて伝送量の増加や双方向通信の普及が見込まれるので、フェルールは益々多芯化及び小形化が進んで高精密になると共に、量産化と低コスト化が要求されてくることが予想されるが、従来技術による円筒状に射出成形したフェルールをそのまま多芯化した場合には、これらの要求に十分に対応することが困難であった。
【００１２】
例えば、特許文献１及び２の射出成形したフェルールを、特許文献３や特許文献４及び５の技術思想を適用して多芯化した場合には、多数の光ファイバ芯線を装着するフェルールの心線挿入孔を、離間させた状態で平行状に配置させることになるので、小形化するのには限界があり、より多芯化及び小形化が進ん際には対応することが困難であること。
【００１３】
また、樹脂成形する際には多数の心線挿入孔を形成するために多数のコアピンを並設することになるので、単芯の場合よりコアピンの折れ又は曲がりが発生し易くなり、各コアピンの平行度が維持されないと寸法精度を低下させると共に、製品性能にバラツキを生じ、コアピンの品質管理を厳格にすると生産性を低下させる恐れがある。
【００１４】
なお、特許文献３などのようなＭＴ形の多芯フェルールの場合には、小形化や取り扱い上に難点があり、特許文献４及び５の多芯フェルールの場合には、素材自体が高価であることに加え、成形後における焼結や脱脂及び研磨処理などに多くの時間と経費を要し、熱可塑性樹脂材で射出成形したフェルールに比べて高価になる。
【００１５】
そこで、これら従来技術の課題を解決するために、本件出願人は先に特願２００２−１８２９７６号（以下、先願発明という）によって、より小形化することを可能にすると共に、射出成形する際にコアピンが折れたり曲がったりすることを防止し、安価で且つ容易に製造することを主たる目的とした円筒状の多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法についての提案を行った。
【００１６】
図１は、先願発明を適用した２芯フェルール１を示すが、軸心に光ファイバが装着される樹脂成形部２による内筒と、樹脂成形部２の外径を保持するインサートパイプ３による外筒を備え、インサートパイプ３を金型装置内に装着させ、樹脂成形部２を射出成形して一体に連結された内筒と外筒を形成する。
【００１７】
樹脂成形部２には、前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔４ｃを設け、心線挿入孔４ａと被覆挿入孔４ｃの間をテーパ孔４ｂで連通状態にしたファイバ装着孔４を形成している。
【００１８】
ファイバ装着孔４は、１本の光ファイバ内に２本以上の複数本の心線部を平行状に設けた多芯光ファイバに適合するように心線挿入孔４ａが形成され、図１の実施形態では２芯光ファイバに適合するように、２つの円形断面をした心線挿入孔４ａ−１，４ａ−２を隣接状態で並設して円繋ぎ形状に形成されている。
【００１９】
図２は、心線挿通孔を成形する細ピンホルダー部分の一例を示すが、心線挿入孔４ａに適合する外径で先端に円錐状の導入部５ａを形成した２本のコアピン５を、方形状で軸心に円繋ぎ形状に取付け孔６を形成した細ピンホルダー７に挿入し、取付け孔６にエポキシ系などの接着剤を注入して固着している。
【００２０】
細ピンホルダー７は、固定側金型内に装着して細ピンホルダー７から突出したコアピン５の先端側を、金型内に収容したインサートパイプ３の一方側開口から軸心に突設させると共に、インサートパイプ３の他方側開口から軸心に、テーパ孔４ｂ及び被覆挿入孔４ｃを形成する太径のコアピン８を突設させ、コアピン８の先端に形成した円錐状溝８ａに導入部５ａを嵌合して支持している。
【００２１】
先願発明では、心線挿入孔４ａを円繋ぎ形状に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができると共に、隣接する極細のコアピン５を接触状態で配置することにより、射出成形時にコアピン５が充填した成形樹脂材の圧力で折れたり曲がったりすることを防止できる。
【００２２】
しかしながら、先願発明にも改善を必要な課題が残されており、例えば各心線挿入孔４ａに装着されるファイバー心線の光軸を正確に一致させるためには、細ピンホルダーで極細なコアピンの基端側を支持する際に、隣接する各コアピンの取付けピッチを厳密に設定する必要があるが、図２のようなコアピンの取付け構造では十分に対応することができなかった。
【００２３】
すなわち、図２のように細ピンホルダーの円繋ぎ形状の取付け孔にコアピンを挿着する取付け構造の場合には、取付け孔を形成する各円孔を高精度で加工する必要があると共に、無調整で所定ピッチに設定することは極めて困難であるから、挿着後にピッチ調整を行う必要がある。
【００２４】
ところが、各円孔の加工を高精度にするほどピッチ調整をするクリアランスが少なくなるので、所定ピッチに設定することことが困難になると共に、取付け孔に挿入する際にコアピンが折れる恐れがあり、またルーズホールにした場合でも円孔内でのピッチ調整であり、調整時にコアピンを折る恐れがある。
【００２５】
本発明で、先願発明に改善を加えた新たな多芯フェルールの製造装置を提案するものであり、特に心線挿通孔を成形する極細のコアピンのホルダー部分を改善し、コアピンの折れを防止し且つ取付けピッチの調整が容易な取付構造にした多芯フェルール製造装置の提供を主たる目的としている。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明による多芯フェルールの製造装置は、先端側が射出成形用金型装置のキャビティ内に突出し多芯フェルールのファイバ心線挿通孔を形成する円形横断面形状の複数本の第１コアピンと、前記複数本の第１コアピンの基端側を整列状態で支持する細ピンホルダーと、
先端側が前記キャビティ内に突出して整列状態の前記複数本の第１コアピンの先端部を受け入れ、前記ファイバ心線挿通孔と連続する多芯フェルールのファイバ挿通孔を形成する第２コアピンとを有し、前記細ピンホルダーは、互いに接合する溝付き板と当て板とで構成され、前記溝付き板は、前記複数本の第１コアピンを、前記当て板との接合面より外側に突出しない態様で、且つ、円形孔による心線挿通孔を円繋ぎ形状に形成するために、互いに隣り合う第１コアピン同士の外周面が互いに当接する状態で、一列に収容する溝底面が平坦面の収容溝を凹設され、前記当て板は、前記溝付き板との接合面を平坦面で形成され、前記溝付き板に被着して前記溝付き板とで第１コアピンを挟持する。
【００３２】
この多芯フェルールの製造装置では、細ピンホルダーは先願発明の取付け孔のように極細のコアピンを円孔に挿着するのではなく、溝付き板と当て板を開閉することができ、収容溝に第１コアピンを取り付け及び取り外しする作業が容易であると共に、第１コアピンに無理な外力が加わることが無く、コアピンの折れを防止できる。
【００３３】
また、収容溝の溝底面を平坦面にしているので、各第１コアピンが拘束されることなくピッチの調整を行うことができると共に、第１コアピンを接合内面側より突出しない状態で収容溝に収容しているので、当て板を被着するなど際にスライドさせても第１コアピンに無理な外力が加わることが無く、コアピンの折れを防止できる。
【００３４】
更に、各第１コアピン間のピッチが適正値の許容範囲外でピッチの調整を必要とする場合には、予め外径寸法別に選別して用意しておいた第１コアピンの中から、適正なものを選択して交換することによって、高精度のピッチ調整を容易に行うことができる。
【００３５】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記キャビティ内に多芯フェルールの外形となるインサートパイプを装着した形態を採り、成形樹脂部の外周にインサートパイプが一体化された多芯フェルールを製造することができるが、これによって外径寸法精度の高い多芯フェルールを歩留まり良く安価に大量生産することが可能である。
【００３６】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記細ピンホルダーには、溝付き板の収容溝に対して隣接する各第１コアピンを当接状態で配置し、円形孔による心線挿通孔を円繋ぎ形状で形成した多芯フェルールを製造することができるが、この場合には隣接する各第１コアピンが相互に支え合うことによって、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止できる。
【００３７】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記細ピンホルダーには、溝付き板の収容溝に対して各第１コアピンを離間状態で配置すると共に、各第１コアピンの間に間隔保持ピンを当接状態で配置し、円形孔による心線挿通孔を間隔を置いて形成した多芯フェルールを製造することができるが、この場合には予め外径寸法別に選別して用意しておいた間隔保持ピンの中から、適正なものを選択して交換することによって、第１コアピンに対して高精度のピッチ調整を容易に行うことができる。
【００３８】
前記多芯フェルールの製造装置において、前記細ピンホルダーは、片面に前記収容溝を設けた複数の溝付き板又は、両面に前記収容溝を設けた単数又は複数の溝付き板と、収容溝を設けた溝付き板の接合内面側に被着し得る枚数の当て板で構成し、前記心線挿通孔群を複列に並設した多芯フェルールを製造することができる。
【００３９】
この多芯フェルールの製造装置では、溝付き板と当て板を所望に組み合わせることによって、心線挿通孔群を２列以上の複列に配置した各種の多芯化したフェルールを容易且つ高精度のピッチで製造することが可能である。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置について、本発明を適用した添付図面の実施形態に基づいて詳細に説明するが、図３〜７にでは第１の実施形態である４芯による多芯フェルールとその製造装置について説明し、図８〜１０では他の実施形態による多芯フェルールとその製造装置について説明する。
【００４１】
多芯フェルール１１は、図３で示すように、軸心に光ファイバが装着される樹脂成形部１２による内筒と、樹脂成形部１２の外径を保持するインサートパイプ１３による外筒を備え、詳細を後述するようにインサートパイプ１３を金型装置内に装着させ、樹脂成形部１２を射出成形してインサートパイプ１３と一体形成されている。
【００４２】
樹脂成形部１２には、前方側の軸心に光ファイバの心線部を挿入する心線挿入孔１４ａを設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの被覆部を挿入する被覆挿入孔１４ｃを設け、心線挿入孔１４ａと被覆挿入孔１４ｃの間をテーパ孔１４ｂで連通状態にしたファイバ装着孔１４を形成している。
【００４３】
ファイバ装着孔１４は、１本の光ファイバ内に２本以上の複数本の心線部を平行状に設けた多芯光ファイバに適合するように心線挿入孔１４ａが形成され、この実施形態では４芯光ファイバに適合するように、４つの円形孔を隣接状態で並設して円繋ぎ形状にした心線挿入孔１４ａで形成されている。
【００４４】
心線挿入孔１４ａは、円繋ぎ形状に形成することによって、外径を小さくして今後に予想されるフェルールの多芯化及び小形化に適合することができると共に、詳細を後述するように射出成形時において、心線挿入孔１４ａを形成する極細のコアピンが充填した樹脂材の圧力で折れたり曲がったりするのを防止できる。
【００４５】
樹脂成形部１２は、各種の熱可塑性樹脂の中から所望な機械的強度や寸法精度などが得られるものを成形樹脂材に選択して射出成形するが、特にエンジニアリングプラスチックの中でも、機械的強度及び寸法安定性に優れて加工性も良い液晶ポリマーなどの使用が望ましい。
【００４６】
インサートパイプ１３には、前方側に先端に外径を縮径させた小径筒状部１５と、小径筒状部１５と内径を等しく縮径させた小径内周面を設け、後方側には内径を拡径させて大径内周面を形成する大径筒状部１６を設け、大径筒状部１６の後端側の外周には係止部１７を設けると共に、小径内周面と大径内周面はテーパ状内周面で連通させており、係止部１７はこの実施形態では外周に環状溝で形成している。
【００４７】
樹脂成形部１２には、小径筒状部１５の先端に先端テーパ部１２ａを、小径筒状部１５の外周側に成形樹脂材のスラッグ溜まり部１２ｂを、小径筒状部１５の内周側で軸心に心線挿入孔１４ａを形成する小径円筒部１２ｃを、小径筒状部１５と大径筒状部１６の内周側で軸心にテーパ孔１４ｂを形成するテーパ部１２ｄを、大径筒状部１６の内周側で軸心に被覆挿入孔１４ｃを形成する大径円筒部１２ｅを設けている。
【００４８】
インサートパイプ１３は、樹脂成形部１２の外周面に被着して外径寸法精度及び真円度を高めると共に、先端側の小径筒状部１５を内外に跨った樹脂成形部１２中に埋設して接合強度を高め、小径筒状部１５の外周側を成形樹脂材のスラッグ溜まり部１２ｂにして、詳細を後述するように心線挿入孔１４ａの内径精度を改善できる。
【００４９】
インサートパイプ１３は、後方側の大径筒状部１６によって、被覆挿入孔１４ｃ及びテーパ孔１４ｂの外周における樹脂成形部１２の肉厚をほぼ一定に確保すると共に、後端側の外周に設けた係止部１７は、多芯フェルールをそのまま光半導体モジュール用として使用する場合や、多芯フェルールを利用したＳＣ形又はＳＴ形の突き合わせ接続用のフェルールの製造に有効である。
【００５０】
インサートパイプ１３は、ステンレスやチタンや繊維強化金属（ＦＲＭ）などの硬質金属材、ジルコニアなどを含むセラミックス類、ポリイミド樹脂などの高性能のエンジニアリングプラスチック、などの使用が可能であるが、特にモジュールに使用した場合にレーザ溶接が容易な金属パイプが望ましく、中でも安価で而も耐熱性で剛性及び寸法精度も高いステンレスパイプは最適である。
【００５１】
インサートパイプ１３は、この実施形態では肉厚なパイプ材を使用しており、特にステンレスパイプを使用した場合には、切削加工などによって前方側の外周と後端側の内周及び外周を拡縮径させ、小径筒状部１５と大径筒状部１６及び係止部１７を形成する加工を、高精度で且つ比較的安価に行うことができる。
【００５２】
次に、図４では多芯フェルールの心線挿入孔１４ａを形成する極細（例えば、直径が０．１２５ｍｍ）な第１コアピン１８（細ピン）に対し、その基端側を支持する細ピンホルダー１９を説明すると、細ピンホルダー１９は溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂによって構成されている。
【００５３】
細ピンホルダー１９は、方形板状をした溝付き板１９Ａの接合内面２０側に収容溝２１を凹設し、この収容溝２１は複数本（図示の実施形態では４本）の第１コアピン１８を並列状態で収容できる横幅で形成すると共に、収容した第１コアピン１８が接合内面２０より突出しない深さを備え、収容溝２１の溝底面は平坦面に形成している。
【００５４】
当て板１９Ｂは、接合内面２２側を平坦面に形成した方形板状で、接合内面２２を接合内面２０に当接させて溝付き板１９Ａとの間で第１コアピン１８の基端部を挟持すると共に、円錐台形状にした第１コアピン１８の先端部１８ａ側を、心線挿入孔１４ａを形成するのに必要な所定長さだけ突出させた状態にし、ねじ手段（図示を省略）を介して一体に連結する。
【００５５】
細ピンホルダー１９は、成形時における多芯フェルールのひけなどを防止するために、例えば導電性の良い銅などの金属材料を母材にしてニッケルやニッケル合金などの金属メッキを施した後に、電鋳加工などによって所望の寸法に仕上げることが望ましい。
【００５６】
細ピンホルダー１９は、詳細は後述するように第１コアピン１８の先端側をキャビティ内に突出させる態様で金型装置２５内に装着され、テーパー孔１４ｂ及び被覆挿入孔１４ｃを形成する太径の第２コアピン２３（太ピン）の先端に形成した楕円状の嵌合溝穴２４に対し、第１コアピン１８の先端部１８ａを挿着して支持される。
【００５７】
第１コアピン１８は、細ピンホルダー１９の収容溝２１内に所定ピッチで配列されているか否かを、金型装置２５に装着する前の細ピンホルダー１９又は試し打ち成形した多芯フェルール１１に対し、高精度な光学装置を用いて計測するが、この計測でピッチが設定した許容範囲外である場合には、予め外径寸法別に選別して用意しておいたコアピンと交換してピッチ調整を行い、エポキシ系などの耐熱性の接着剤Ｂを充填して調整位置で固着する。
【００５８】
すなわち、基準の外径寸法（例えば、直径が０．１２５ｍｍ）のコアピンと、これより僅かに径の大きいコアピン及び径の小さいコアピンとを、予め外径寸法別に選別して用意しておき、細ピンホルダー１９に収容した第１コアピン１８，１８間のピッチが適正でない場合には、ピッチの±に応じて適正になるコアピンと交換してピッチ調整を行う。
【００５９】
この細ピンホルダー１９では、図２の円繋ぎ形状の取付け孔のように、極細のコアピンを円孔に挿着するのではなく、溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂを開閉することができるので、収容溝２１に第１コアピン１８を取り付け及び取り外しする作業が容易であると共に、第１コアピン１８に無理な外力が加わることが無く、コアピンの折れを防止できる。
【００６０】
また、細ピンホルダー１９は溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂとが平坦面に形成した接合内面２０，２２で接合されているので、両者の寸法精度の相違及び、金型装置２５内に装着した際における取付け精度などによって、溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂの間に水平方向の位置ずれを生じた場合でも、第１コアピン１８に無理な外力が加わったり位置ずれを生じることがない。
【００６１】
なお、図示の実施形態では収容溝２１を溝穴加工が容易なように、溝底部側へ次第に縮径する台形状の収容溝で形成したが、この収容溝２１を例えば横幅を一定にした方形状に形成したり、溝付き板１９Ａと当て板１９Ｂは、接合内面２０，２２の背面側を半円弧状に形成する形態を採ることも可能である。
【００６２】
次に、図５は多芯フェルールを射出成形する金型装置２５の要部を縦断面図で示すが、金型分割面ＰＬの一方側（図面上で上側）に固定側金型２５Ａを、他方側（図面上で下側）に可動側金型２５Ｂを設け、固定側金型２５Ａにはロケートリング２６や固定側取付け板２７などによって、射出成形機のノズルが挿入されるノズル装着孔２７ａを形成している。
【００６３】
固定側金型２５Ａ側には、固定側取付け板２７に重合した固定側型板２８を設け、固定側型板２８にはノズル装着孔２７ａの底部側にスプール３０ａを形成するスプールブッシュ３０を取り付けると共に、スプールブッシュ３０の隣接位置には金型本体の一方側を装着する第１型板３１を取り付けている。
【００６４】
可動側金型２５Ｂには、金型分割面ＰＬで固定側型板２８と対峙する可動側型板３２と、可動側型板３２に重合したエジェクタープレート３３を設け、可動側型板３２には金型分割面ＰＬに沿ってランナー３４を形成すると共に、スプール３０ａにはスプールロックピン２９を挿着し、ランナー３４の隣接位置には金型本体の他方側を装着する第２型板３５を取り付けている。
【００６５】
図６は、第１型板３１に装着した金型本体の一方側を拡大した断面図及び平面図を示すが、第１型板３１には細ピンホルダー１９を装着するコアブロック３６と、インサートパイプ１３を装着してキャビティ３７を形成するキャビブロック３８と、コアブロック３６の隣接位置で細ピンホルダー１９を押さえる押さえブロック３９を取り付けている。
【００６６】
図７は、第２型板３５に装着した金型本体の他方側を拡大した平面図及び断面図及を示すが、第２型板３５には先端に嵌合溝穴２４を設けた太径の第２コアピン２３を装着したコアブロック４０を取り付け、第２型板３５及びコアブロック４０には、基端側をエジェクタープレート３３に装着して成形品の突き出しを行う第１及び第２のエジェクターピン４１，４２が挿通されている。
【００６７】
ランナー３４は、スプール３０ａと一端側が連通する直状の主ランナー３４ａと、キャビティ３７を囲繞する態様で主ランナー３４ａの他端側に環状に設けた副ランナー３４ｂとで形成し、副ランナー３４ｂとキャビティ３７の間を複数本の（図示の実施形態では４本）ゲート４３で放射状に連通させると共に、主ランナー３４ａの対向位置には副ランナー３４ｂと連通するエアーベント４４が設けられている。
【００６８】
金型装置２５には、キャビブロック３８内に形成したキャビティ３８にインサートパイプ１３を装着させると共に、コアブロック３６に装着した細ピンホルダー１９で第１コアピン１８を支持させ、図５のように型締めを行うと、コアブロック４０で支持された第２コアピン２３の先端がインサートパイプ１３内に突出し、嵌合溝穴２４に第１コアピン１８の先端部１８ａ側を挿入して支持する。
【００６９】
この型締め状態の金型装置２５に対し、ノズル装着孔２７ａに挿入した射出成形機のノズルから、液晶ポリマーなどによる成形樹脂材がスプール３０ａに注入されると、成形樹脂材はランナー３４及びゲート４３を介してキャビティ３８内に充填され、インサートパイプ１３と一体化した図３で示す多芯フェルール１１が射出成形される。
【００７０】
この射出成形では、多芯フェルールの心線挿入孔１４ａを成形するための第１コアピン１８は、隣接する各第１コアピン１８，１８の外周面を接触状態で平行状に設けたことによって、各第１コアピン１８，１８がお互いに支え合いながら、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７１】
また、第１コアピン１８を設けたインサートパイプ１３内のキャビティ３７に流入する成形樹脂材に対し、第２コアピン２３の先端に形成したテーパ部分で流路を中央に絞り込むようになるので、これによって各第１コアピン１８，１８は接触する方向に付勢されてお互いに支え合い、成形樹脂材の射出圧力で折れたり曲がったりすることを防止している。
【００７２】
また、第１コアピン１８を取り囲むインサートパイプ１３によって流路が狭められるので、射出圧力を高くしないで射出速度を速くすることができ、第１コアピン１８に対するダメージを軽減して折れたり曲がったりすることを防止すると共に、金型温度を均一にして熱収縮を軽減することができる。
【００７３】
特に、第１コアピン１８の基端側を支持する細ピンホルダー１９によって、隣接する各第１コアピン１８，１８間のピッチを高精度に位置決めすることができるので、外径寸法を規定するインサートパイプ１３の使用と相俟って、外径寸法と外径の真円度及び、外径に対する各心線挿入孔１４ａの位置を高精度に設定することが可能である。
【００７４】
次に、図８で第２の実施形態による多芯フェルール４５に関する説明を行うが、多芯フェルール４５は図８（ｂ）（ｃ）で示すように、８本の心線挿入孔４６を横一列の円繋ぎ形状に形成したものであり、心線挿入孔４６の本数の相違を除いて第１の実施形態の場合と同様に構成されているが、２本以上の複数本の心線挿入孔を形成した他の実施形態を採ることも可能である。
【００７５】
多芯フェルール４５は、射出成形する際には図８（ａ）で示す細ピンホルダー４７を用いるが、細ピンホルダー４７は第１の実施形態の場合と同様に溝付き板４７Ａと当て板４７Ｂで構成され、溝付き板４７Ａの内面側に形成した溝底面が平坦な収容溝４８に８本の第１コアピン５０を並列状態で収容し、内面側を平坦面にした当て板４７Ｂで挟持している。
【００７６】
次に、図９で第３の実施形態による多芯フェルール５１に関する説明を行うが、多芯フェルール５１は図９（ｂ）（ｃ）で示すように、第２の実施形態と同様に８本の心線挿入孔５２を横一列の円繋ぎ形状に連続させた心線挿入孔群を、離間した状態で上下２列に配列して合計１６本の心線挿入孔５２を設けたものである。
【００７７】
多芯フェルール５１は、射出成形する際には図９（ａ）で示す細ピンホルダー５３を用いるが、細ピンホルダー５３は第２の実施形態の場合と同様の溝付き板５３Ａと当て板５３Ｂに加え、溝付き板５３Ａと同様で当て板５３Ｂの外面側に対向状に配置した溝付き板５３Ｃで構成されている。
【００７８】
細ピンホルダー５３は、溝付き板５３Ａ，５３Ｃの内面側に形成した溝底面が平坦な収容溝５４，５５にそれぞれ８本の第１コアピン５６，５６を並列状態で収容し、内面側及び外面側をそれぞれ平坦面にした当て板５３Ｂを中間に介在して挟持している。
【００７９】
なお、図示を省略するが、溝付き板５３Ａの内外両面にそれぞれ収容溝５４，５５を設け、溝付き板５３Ａの内外両面に対してそれぞれ当て板５３Ｂを装着して第１コアピン５６，５６を２列に配列する形態を採ることも可能であると共に、同様の技術思想に基づき２列以上の複列に配列する形態も可能である。
【００８０】
例えば、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃのいずれか一方に対して内外両面にそれぞれ収容溝５４，５５を設け、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの中間といずれか一方の外面側の２個所に当て板５３Ｂを装着すると、第１コアピン５６を３列に配列した形態を採ることできる。
【００８１】
また、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの内外両面にそれぞれ収容溝５４，５５を設けると共に、各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの外面側と各溝付き板５３Ａ，５３Ｃの中間の３個所に当て板５３Ｂを装着すると４列に配列でき、更に第１コアピンの本数を適宜に設定して各列毎に心線挿入孔の本数が異なる形態を採ることも可能である。
【００８２】
このように第３の実施形態では、多数の光ファイバを装着し得る複数の心線挿通孔を横一列の円繋ぎ状に配列すると共に、この心線挿通孔群を離間した位置に複数列で並設することによって、円形断面をした小形のフェルールを多芯化することができると共に、各心線挿通孔の取り付けピッチを高精度にし且つ安価に射出成形が可能である。
【００９１】
なお、この種のフェルールの使用形態の１つとして、割りリングなどの接合部材を介して相手方のフェルールと突き合わせ状態で連結しているが、現状における射出成形によるフェルールの場合には、外径寸法精度を高めることが困難で歩留まりが良くないなどの理由から、第１〜３の実施形態ではインサートパイプを使用している。この点の改善がなされるならば、インサートパイプを使用しない多芯フェルールに適用する実施形態を採ることもできる。
【００９２】
以上の実施形態でも明らかなように、本発明による多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置によると、伝送情報量の増大に伴って今後益々需要が増えてくることが予想されるフェルールの小形化及び多芯化に対し、安価で大量生産が可能な熱可塑性樹脂材の射出成形によって対応することが可能である。
【００９３】
また、多芯フェルールにおける心線挿入孔を横一列の円繋ぎ形状に連続させた心線挿入孔群にすると、多数のファイバー心線を横一列に連結した多芯ファイバーテープの使用に好適であり、更に図示の実施形態では２．４９９ｍｍの円形断面をしたフェルールを例示したが、１．２４９ｍｍの円形断面をしたハーフサイズのフェルールにも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】先願発明を適用した実施形態による多芯（２芯）フェルールであって、（ａ）は横断面図で、（ｂ）は縦断面図で、（ｃ）は平面図で、それぞれ示す。
【図２】図１の多芯（２芯）フェルールにおける心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーを斜視図で示す。
【図３】本発明を適用した第１の実施形態による多芯（４芯）フェルールであって、（ａ）は平面図で、（ｂ）は縦断面図で、それぞれ示す。
【図４】図３の多芯（４芯）フェルールの心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーであって、（ａ）は分解状態を斜視図で、（ｂ）は組立状態を斜視図で、それぞれ示す。
【図５】図３の多芯（４芯）フェルールを射出成形する金型装置の要部縦断面図を示す。
【図６】図５の金型装置におけるキャビブロック側の部分拡大図であって、（ａ）は縦断面図で、（ｂ）は平面図で、それぞれ示す。
【図７】図５の金型装置におけるコアブロック側の部分拡大図であって、（ａ）は縦断面図で、（ｂ）は平面図で、それぞれ示す。
【図８】本発明を適用した第２の実施形態であって、（ａ）は多芯（８芯）フェルールの心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーの分解状態を斜視図で、（ｂ）は多芯（８芯）フェルールを斜視図で、（ｃ）は多芯（８芯）フェルールを拡大平面図で、それぞれ示す。
【図９】本発明を適用した第３の実施形態であって、（ａ）は多芯（１６芯）フェルールの心線挿通孔を射出成形するために、金型装置内に装着する細ピンホルダーの分解状態を斜視図で、（ｂ）は多芯（１６芯）フェルールを斜視図で、（ｃ）は多芯（１６芯）フェルールを拡大平面図で、それぞれ示す。
【符号の説明】
１１，４５，５１，５７ 多芯フェルール
１２ 樹脂成形部
１３ インサートパイプ
１４ ファイバ挿通孔
１４ａ，４６，５２，５８ 心線挿入孔
１６ 第１コアピン（細ピン）
１９，４７，５３，５９ 細ピンホルダー
１９Ａ，４７Ａ，５３Ａ，５３Ｃ，５９Ａ 溝付き板
１９Ｂ，４７Ｂ，５３Ｂ，５９Ｂ 当て板
２０，２２，４９，６１ 接合内面
２１，４８，５４，６０ 収容溝
２３ 第２コアピン（太ピン）
２４ 嵌合溝穴
２５ 金型装置
２５Ａ 固定側金型
２５Ｂ 可動側金型
２６ ロケートリング
２７ 固定側取付け板
２７ａ ノズル装着孔
２８ 固定側型板
２９ スプールロックピン
３０ スプールブッシュ
３０ａ スプール
３１ 第１型板
３２ 可動側型板
３３ エジェクタープレート
３４ ランナー
３５ 第２型板
３６，４０ コアブロック
３７ キャビティ
３８ キャビティブロック
３９ 押さえブロック
４１，４２ エジェクターピン
４３ ゲート
４４ エアーベント
Claims (3)
- 先端側が射出成形用金型装置のキャビティ内に突出し多芯フェルールのファイバ心線挿通孔を形成する円形横断面形状の複数本の第１コアピンと、
前記複数本の第１コアピンの基端側を整列状態で支持する細ピンホルダーと、
先端側が前記キャビティ内に突出して整列状態の前記複数本の第１コアピンの先端部を受け入れ、前記ファイバ心線挿通孔と連続する多芯フェルールのファイバ挿通孔を形成する第２コアピンとを有し、
前記細ピンホルダーは、互いに接合する溝付き板と当て板とで構成され、
前記溝付き板は、前記複数本の第１コアピンを、前記当て板との接合面より外側に突出しない態様で、且つ、円形孔による心線挿通孔を円繋ぎ形状に形成するために、互いに隣り合う第１コアピン同士の外周面が互いに当接する状態で、一列に収容する溝底面が平坦面の収容溝を凹設され、
前記当て板は、前記溝付き板との接合面を平坦面で形成され、前記溝付き板に被着して前記溝付き板とで第１コアピンを挟持することを特徴とする多芯フェルールの製造装置。 - 先端側が射出成形用金型装置のキャビティ内に突出し多芯フェルールのファイバ心線挿通孔を形成する円形横断面形状の複数本の第１コアピンと、
前記複数本の第１コアピンの基端側を整列状態で支持する細ピンホルダーと、
先端側が前記キャビティ内に突出して整列状態の前記複数本の第１コアピンの先端部を受け入れ、前記ファイバ心線挿通孔と連続する多芯フェルールのファイバ挿通孔を形成する第２コアピンとを有し、
前記細ピンホルダーは、２個の溝付き板と当該２個の溝付き板間に挟まれる当て板とで構成され、
前記２個の溝付き板は、各々前記複数本の第１コアピンを、前記当て板との接合面より外側に突出しない態様で、且つ、円形孔による心線挿通孔を円繋ぎ形状に形成するために、互いに隣り合う第１コアピン同士の外周面が互いに当接する状態で、一列に収容する溝底面が平坦面の収容溝を凹設され、
前記当て板は、前記２個の溝付き板との接合両面を各々平坦面で形成され、前記２個の溝付き板間に挟まれて両側の前記溝付き板との間に各々第１コアピンを挟持することを特徴とする多芯フェルールの製造装置。 - 前記キャビティ内に、多芯フェルールの外形となるインサートパイプが装着されている請求項１または２に記載した多芯フェルールの製造装置。
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