JP4386846B2 - 樹脂製の多芯フェルール - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂材で射出成形して製造するフェルールであって、特に複数本の光ファイバ芯線を並設したテープ形光ファイバをフエルール本体内に装着し、光半導体モジュール用のフェルールや、光ファイバ相互間の突き合わせ接続用のフェルールなどに利用できる樹脂製の多芯フェルールに関する。

この種の樹脂製の多芯フェルールでは、例えば特許文献１「多芯フェルール及び多芯フェルールの製造方法」や、特許文献２「多芯フェルール及び多芯フェルールの製造装置」などに開示されているような提案が行われている。
特開２００４−２９２２５号公報 特開２００４−１７０６７１号公報

特許文献１による多芯フェルールは、外筒を形成するインサートパイプ内に、射出成形した樹脂成形部を一体に設け、樹脂成形部には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各芯線部を挿入する芯線挿入孔を設けると共に、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を設け、前記芯線挿入孔は円形断面をした各芯線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状で並設したものである。

特許文献１による多芯フェルールでは、円形断面をした隣接する各芯線挿入孔を円繋ぎ形に形成することによって、外径を小さくしてフェルールの多芯化及び小形化を図ることができる。

特許文献１による多芯フェルールの製造方法は、射出成形金型内に外筒を形成するインサートパイプを装着させ、インサートパイプの軸心には光ファイバの被覆挿入孔を形成する第２コアピンと、被覆挿入孔を連通する２芯以上の被覆挿入孔を形成する第１コアピンを装着し、前記第１コアピンは金型に装着したピンホルダーで一端側を支持し、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させると共に、他端側を第２コアピンの先端と着脱可能に嵌合させ、第１及び第２コアピンとインサートパイプで形成したキャビティ内に樹脂成形材を充填して樹脂成形部を一体形成した。

特許文献１による多芯フェルールの製造方法では、隣接する各第１コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させたことによって、隣接する各第１コアピン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できるので、生産管理を容易にして均一な精度で大量生産が可能である。

特許文献２による多芯フェルールは、熱可塑性の成形樹脂材で射出成形した円形断面の樹脂成形部を有する多芯フェルールであって、前記樹脂成形部には横一列に複数の芯線挿通孔を配列すると共に、当該芯線挿通孔群を複列に並設した。

特許文献２による多芯フェルールでは、芯線挿通孔群を複列に並設することで、限定された円形断面の樹脂成形部に多数の芯線挿通孔を形成し、これによって多芯化して光ファイバーの情報伝達量を増大させると共に、ハーフサイズ又はそれ以下の小径フェルールにも適用することができる。

特許文献２による多芯フェルールの製造装置は、射出成形用の金型装置内には、先端側をキャビティ内に突出させて多芯フェルールのファイバー芯線挿通孔を形成する第１コアピンと、先端側をキャビティ内に突出させて第１コアピンの先端側をすると共に、多芯フェルールのファイバー挿通孔を形成する第２コアピンを設け、前記第１コアピンの基端側を支持する細ピンホルダーは、溝底面が平坦面で複数本の第１コアピンを接合内面側より突出しない態様で並列に収容する収容溝を凹設した溝付き板と、接合内面側を平坦面で形成して前記溝付き板に被着して第１コアピンを狭持する当て板とで構成した。

特許文献２による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。

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。

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。

上記のように、特許文献１，２の発明によると、従来技術では主として断面形状が角形をしたＭＴ形フェルールなどで行われていた多芯フェルールを、断面形状が円形のフェルールにも適用することが可能になると共に、熱可塑性の成形樹脂材による射出成形で歩留まり良く高精度且つ安価に大量生産することが可能である。

しかしながら、特許文献１，２や従来技術によるＭＴ形の多芯フェルールの芯線挿入孔に対して、複数本の光ファイバ芯線を並設したテープ形光ファイバ芯線を装着する場合に、各光ファイバ芯線を高精度に整列させた状態で作用性を良く一括挿入することは容易ではなく、テープ形ファイバ芯線を挿入するための専用治具を用いたり、挿入状態を目視する窓孔をフェルール本体に設けるなどの手段が採られていた。

また、テープ形光ファイバ芯線の一括挿入を容易にするためにＭＴ形の多芯フェルールでは、例えば特許文献３〜５などのような提案が行われている。
特開平１１−８４１７７号公報 特開２００３−２４１０１９号公報 特開２００３−３１５６２７号公報

ところが、テープ形光ファイバは被覆部を介して各光ファイバ芯線が離間しているので、特許文献３〜５などによる多芯フェルールの場合における各芯線挿入孔は、各光ファイバ芯線と同じピッチで配列させ、これによって比較的容易に一括挿入することが可能であるが、特許文献１，２のように各芯線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状で並設した場合には、テープ形光ファイバ芯線のピッチより狭くなるので、特許文献３〜５などの従来技術を適用することはできなかった。

そこで本発明は、これら従来技術の課題を解決し得る樹脂製の多芯フェルールであって、特に各芯線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状にしてテープ形光ファイバ芯線のピッチより狭く並設した場合でも、各光ファイバ芯線を高精度に整列させた状態で、作業性を良く一括挿入できる樹脂製の多芯フェルールを提供するものである。

本発明による多芯フェルールは、テープ形光ファイバのための多芯フェルールであって、 装着対象のテープ形光ファイバの芯線を挿入される複数の芯線挿入孔が前記芯線のピッチより狭いピッチをもって隣接した円繋ぎ形状で形成され、前記芯線挿入孔の手前側の上半部には空洞部が連通し、前記芯線挿入孔の手前側の下半部には前記芯線挿入孔のピッチと同じピッチをもって配置されて一端側にて前記芯線挿入孔の各々の下半部に連通する半円状の横断面形状の芯線案内溝が形成され、前記芯線案内溝の他端側には、円錐台を半裁した形状で前記芯線案内溝に近付くに従って縮径し前記芯線を前記芯線案内溝に誘導する導入テーパ面が形成され、前記空洞部が前記芯線挿入孔と連通する側には、円錐台を半裁した形状で前記芯線案内溝に近付くに従って縮径し前記芯線を前記芯線挿入孔に誘導するもう一つの導入テーパ面が形成されている。

また、本発明による多芯フェルールは、外筒を形成するインサートパイプ内に、射出成形した樹脂成形部を一体に設けて円形断面のフェルール本体が形成され、樹脂成形部には前方側の軸心に光ファイバの２芯以上の各芯線部を挿入する各芯線挿入孔を設けると共に、後方側の軸心に光ファイバの各芯線部を案内する各芯線案内溝を設けた形態を採ることができる。

本発明による多芯フェルールでは、多芯フェルールに対するテープ形光ファイバの装着は、特許文献１，２などのように多芯化及び小形化を図るために、各芯線挿入孔を隣接した円繋ぎ形状にしてテープ形光ファイバ芯線のピッチより狭く並設した場合でも、導入溝を介して芯線案内溝に各光ファイバ芯線を高精度に整列させた状態で作業性を良く一括挿入することができ、空洞部では光ファイバ芯線と芯線挿入孔とのピッチの相違を矯正することができる。

また、テープ形光ファイバ芯線を挿入する際には、各芯線案内溝に対して横一列の整列状態で挿入されているか否かを、多芯フェルールの後端側に開口する態様で設けた半円状の空洞部を介して確認することが可能であると共に、この空洞部はファイバの芯線部を多芯フェルールに固定する接着剤の充填部としても利用することができる。

さらに、多芯フェルールを金型内で射出成形する際には、特許文献１，２などの場合と同様に隣接する各コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させ、このコアピンによって各芯線挿入孔及び各芯線案内溝を成形加工することができるので、隣接する各コアピン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できるので、生産管理を容易にして均一な精度で大量生産が可能である。

また、本発明による多芯フェルールでは、テープ形光ファイバの各芯線部を一括挿入する際に、空洞部の後端側に設けた導入溝に光ファイバの各芯線部を挿入すると、導入テーパ面によって各芯線部を収束させながら芯線案内溝に誘導することができると共に、芯線案内溝と芯線挿入孔は整合状態で連続し且つ空洞部の先端側に導入テーパ面を設けているので、各芯線部を収束させながら芯線挿入孔に誘導することができる。

また、本発明による多芯フェルールでは、従来は特許文献３〜５などのように主として角形断面によるＭＴ形などによって多芯フェルールが形成されていたところを、円形断面による小形のフェルールでも多芯化ができるようにし、この多芯フェルールに対するテープ形光ファイバ芯線の挿入を容易に行うことを可能にしている。

本発明による樹脂製の多芯フェルールについて、本発明を適用した好適な実施形態を示す添付図面に基づいて詳細に説明するが、図１〜６によって円形断面の多芯フェルール１に適用した第１の実施例を説明し、図７及び図８で多芯フェルールに対するテープ形光ファイバの装着状態を説明し、図９では角形断面の多芯フェルール（ＭＴフエルール）１１に適用した第２の実施例を説明する。

多芯フェルール１は、図１の縦断面図と図２の横断面図及び図３，４の左右側面図で示すように、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を射出成形してインサートパイプ３と一体形成されている。

樹脂成形部２には、図７で示すテープ形光ファイバ４を装着するために、前方側の軸心に光ファイバの芯線部４ａを挿入する芯線挿入孔５を設け、芯線挿入孔５の後方側に連続して光ファイバの芯線部４ａの挿入をガイドする芯線案内溝６を設けると共に、芯線案内溝６の後方側には光ファイバの芯線部４ａを誘導する導入溝７が設けられている。

すなわち、図５の拡大断面図で示すように、インサートパイプ３と同心円状に配置された樹脂成形部２の軸心部に対して、複数（図示では４個）の各芯線挿入孔５が横一列に配列すると共に、隣接した各芯線挿入孔５は円繋ぎ形状で並設するようにしており、ピッチは光ファイバの芯線部４ａの外径寸法とほぼ等しく設定され、各芯線挿入孔５の外径寸法は光ファイバの芯線部４ａより僅かに大径の円孔で形成されている。

また、図６の拡大断面図で示すように、インサートパイプ３と同心円状に配置された樹脂成形部２の上半部に半円状の空洞部８を設けると共に、樹脂成形部２の下半部の上面側に半円状をした各芯線案内溝６を設け、これらの各芯線案内溝６はピッチ及び外径寸法を芯線挿入孔５と等しく設定させ、終端側が芯線挿入孔５の下半部と整合するように形成されている。

また、半円形の空洞部８は先端側を相似形状で次第に縮径させながら、終端側が芯線挿入孔５の上半部と整合するようにし、これによって空洞部８の先端側には円錐台を半裁した形状で、ファイバの芯線部４ａを芯線挿入孔５に誘導する導入テーパ面９を形成すると共に、空洞部８の後端側には円錐台を半裁した形状の導入溝７によって、ファイバの芯線部４ａを芯線案内溝６に誘導する導入テーパ面７ａが形成される。

なお、樹脂成形部２を射出成形する樹脂成形材料としては、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所望に選択して使用することが可能であるが、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。

また、インサートパイプ３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の使用が望ましく、図示の実施例のように肉厚なパイプ材を使用して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、射出成形した樹脂成形部２との一体成形を高精度で且つ比較的安価に行うようにしている。

テープ形光ファイバ４は、図７（ａ）の部分正面図と図７（ｂ）の部分平面図で示すように、先端側の光ファイバ被覆部４ｂを除去して並設した複数本の光ファイバ芯線４ａをを露出させた状態にし、この光ファイバ芯線４ａを多芯フェルール１に装着して一方の光コネクタを構成すると共に、同様に多芯フェルール１に光ファイバ芯線４ａを装着した相手方のコネクタとの間を、割りスリーブなどを介して突き合わせ接合して使用される。

多芯フェルール１に対して、テープ形光ファイバ４の光ファイバ芯線４ａを一括挿入する際には、図８（ａ）で示す横断面図のようにファイバの芯線部４ａの先端部４ａ−１を導入溝７に差し込むと、先端部４ａ−１は導入テーパ面７ａに沿って横幅方向が次第に収束されながら、平行状態に配列された各芯線案内溝６に対して横一列の整列状態で挿入されるが、この挿入状態は空洞部８を介して確認することが可能である。

この状態でファイバの芯線部４ａを更に差し込むと、先端部４ａ−１は導入溝７の先端側に整合状態で連続する各芯線挿入孔５に挿入され、次いで後続する中間部４ａ−２も各芯線挿入孔５に挿入され、多芯フェルール１には図８（ｂ）で示す横断面図のようにテープ形光ファイバ４が装着されるが、光ファイバ被覆部４ｂに隣接したファイバの芯線部４ａの後端部４ｃ−３は、収束途中であって各導入溝７からはみ出した状態で空洞部８内に収容される。

テープ形光ファイバ４を装着した後に、多芯フェルール１の先端面を研磨してファイバの芯線部４ａの端面を鏡面状の接続面にすると共に、空洞部８内に接着剤を充填してファイバの芯線部４ａの後端部４ｃ−３を多芯フェルール１に固定し、これによって多芯の光コネクタ部品を構成することができるが、多芯フェルール１の先端側の外周面を予めテーパ状に形成しておくと、割りスリーブに対して挿入を容易にすることができる。

次に、角形断面の多芯フェルール（ＭＴフエルール）に適用した第２の実施例を図９で説明するが、この多芯フェルール１１と第１の実施例による多芯フェルール１との相違は、外形が角形断面であること、一対で使用する相手方の多芯フェルールとの位置決めを行うために、ガイドピンを挿入するガイドピン穴１８，１８を設けていること、インサートパイプを使用せず、射出成形した樹脂成形部１２によって構成されていることであり、テープ形光ファイバ４を装着する基本構造は同一である。

すなわち、図９（ａ）の縦断面図と図９（ｂ）の横断面図及び図９（ｃ）の左側面図で示すように、多芯フェルール１１は長方形の角形断面で形成された樹脂成形部１２の中央に、テープ形光ファイバ４を装着するために、前方側の軸心に光ファイバの芯線部４ａを挿入する芯線挿入孔１３を設け、芯線挿入孔１３の後方側に連続して光ファイバの芯線部４ａの挿入をガイドする芯線案内溝１４を設けると共に、芯線案内溝１４の後方側には光ファイバの芯線部４ａを誘導する導入溝１５が設けられている。

また、樹脂成形部１２の後端側の上半部には半円状の空洞部１６を設け、空洞部１６は先端側を相似形状で次第に縮径させながら、終端側が芯線挿入孔１３の上半部と整合するようにし、ファイバの芯線部４ａを芯線挿入通孔１３に誘導する導入テーパ面１７を形成すると共に、空洞部１６の後端側には導入溝１５でファイバの芯線部４ａを芯線案内溝１４に誘導する導入テーパ面１５ａが形成されており、複数（図示では４個）の各芯線挿入孔１３が横一列に配列し、隣接した各芯線挿通孔は円繋ぎ形状で並設するようにしている。

従って、この多芯フェルール１１に対してテープ形光ファイバ４の光ファイバ芯線４ａを一括挿入する際には、第１の実施例の場合と同様にファイバの芯線部４ａの先端部４ａ−１を導入溝１５に差し込むと、先端部４ａ−１は導入テーパ面１５ａに沿って横幅方向が次第に収束されながら、平行状態に配列された各芯線案内溝１４に対して横一列の整列状態で挿入された後に各芯線挿入孔１３に挿入され、後続する中間部４ａ−２も各芯線挿入孔１３に挿入される。

以上による第１及び第２の実施例でも明らかなように、多芯フェルール１，１１に対するテープ形光ファイバ４の装着は、特許文献１，２などのように多芯化及び小形化を図るために、各芯線挿入孔５，１３を隣接した円繋ぎ形状にしてテープ形光ファイバ芯線４ａのピッチより狭く並設した場合でも、導入溝７，１５から芯線案内溝６，１４及び導入テーパ面９，１７を介して、各光ファイバ芯線４ａを高精度に整列させた状態で作業性を良く一括挿入することができ、空洞部８，１６では光ファイバ芯線４ａと芯線挿入孔５，１３とのピッチの相違を矯正することができる。

また、テープ形光ファイバ芯線４ａを挿入する際には、各芯線案内溝６，１４に対して横一列の整列状態で挿入されているか否かを、多芯フェルール１，１１の後端側に開口する態様で設けた半円状の空洞部８，１６を介して確認することが可能であると共に、この空洞部８，１６はファイバの芯線部４ａを多芯フェルール１，１１に固定する接着剤の充填部としても利用することができる。

さらに、多芯フェルール１，１１を金型内で射出成形する際には、特許文献１，２などの場合と同様に隣接する各コアピンの内面を接触状態で平行状に突設させ、このコアピンによって各芯線挿入孔５，１３及び各芯線案内溝６，１４を成形加工することができるので、隣接する各コアピン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できるので、生産管理を容易にして均一な精度で大量生産が可能である。

本発明を円形断面の多芯フェルールに適用した第１の実施例による多芯フェルールであって、縦断面図を示す。 図１の多芯フェルールの横断面図を示す。 図１の多芯フェルールの拡大した左側面図を示す。 図１の多芯フェルールの拡大した右側面図を示す。 図１の多芯フェルールにおけるV−V線に沿った拡大断面図を示す。 図１の多芯フェルールにおけるVI−VI線に沿った拡大断面図を示す。 本発明の実施対象となる多芯フェルールに装着するテープ形光ファイバの部分図であって、（ａ）は正面図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）使用状態図を、それぞれ示す。 図１の多芯フェルールに図７のテープ形光ファイバを装着する際の横断面図であって、（ａ）は装着途中時の横断面図を、（ｂ）装着完了時の横断面図を、それぞれ示す。 本発明を角形断面の多芯フェルールに適用した第２の実施例による多芯フェルールであって、（ａ）は縦断面図を、（ｂ）は横断面図を、（ｃ）左側面図を、それぞれ示す。

符号の説明

１ （円形断面の）多芯フェルール
２，１２ 樹脂成形部
３ インサートパイプ
４ テープ形光ファイバ
４ａ 光ファイバ芯線
４ｂ 光ファイバ被覆
５，１３ 芯線挿入孔
６，１４ 芯線案内溝
７，１５ 導入溝
８，１６ 空洞部
９，１７ 導入テーパ面
１１ （角形断面の）多芯フェルール
１８ ガイドピン穴

Claims (1)

1. テープ形光ファイバのための多芯フェルールであって、
   装着対象のテープ形光ファイバの芯線を挿入される複数の芯線挿入孔が前記芯線のピッチより狭いピッチをもって隣接した円繋ぎ形状で形成され、
   前記芯線挿入孔の手前側の上半部には空洞部が連通し、前記芯線挿入孔の手前側の下半部には前記芯線挿入孔のピッチと同じピッチをもって配置されて一端側にて前記芯線挿入孔の各々の下半部に連通する半円状の横断面形状の芯線案内溝が形成され、
   前記芯線案内溝の他端側には、円錐台を半裁した形状で前記芯線案内溝に近付くに従って縮径し前記芯線を前記芯線案内溝に誘導する導入テーパ面が形成され、
   前記空洞部が前記芯線挿入孔と連通する側には、円錐台を半裁した形状で前記芯線案内溝に近付くに従って縮径し前記芯線を前記芯線挿入孔に誘導するもう一つの導入テーパ面が形成されている多芯フェルール。

Images