JPH0415607A

JPH0415607A - 光コネクタ用セラミックフェルールの射出成形方法

Info

Publication number: JPH0415607A
Application number: JP11950690A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hayashi; 浩一林; Osamu Kobayashi; 修小林
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-01-21
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JP2855783B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は光コネクタの一部をなすセラミックフェルール
を射出成形する方法に関する。

（従来の技術）加入者系の光通信網の飛躍的な発展に伴い、光フアイバ
相互の接続に用いる光コネクタの役割が増大している。

光コネクタにはバヨネット型、ブツシュオン型、プッシ
ュプル型、ＳＣＣ型番各種構造のものがあるが、一般的
な光コネクタとして第１８図にＦＣ型の光コネクタを示
す。この光コネクタは一対のプラグ１００，１００とこ
れらプラグ１００，１００をつなぐアダプタ２００から
なり、プラグ１ｏＯはホルダ１０１内にフェルール１０
２を保持し、またフード１０３を介してファイバコード
１０４を挿入し、このファイバコート１０４から引出し
た光ファイバ１０５を前記フェルール１０２の中心に形
成した貫通孔に挿入し、その先端をフェルール１０２の
先端に面一に臨ませている。

そして、左右のプラグ１００，１００の光ファイバ１０
５を接続するには、フェルール１０２の先端をアダプタ
２００の割りスリーブ２０１内に差し込んだ後、ホルダ
１０１の外側に設けた締め付はナツト１０６をアダプタ
２００に形成したネジ部２０２に螺合することで、左右
のプラグ１００．１００のフェルール１０２先端面を割
りスリーブ内で当接せしめ、フェルール先端中心の光フ
アイバ１０５同士を突き合わせる。

ここで、前記フェルール１０２としては強度、耐熱性等
に優れたセラミック製のものが知られている。斯かるセ
ラミックフェルールを製造するには、先ず第１９図（Ａ
）に示すようにアルミナやジルコニア等をバインダーと
ともに混練したセラミックコンパウンドを押出成形して
ロッド状成形体１１０を得る。ここで、成形の際にはロ
ッド状成形体１１０の中心にナイロン製ワイヤ１１１を
埋設しておく。

次いで成形体１１０を焼成し同時にワイヤ１１１をガス
化除去し、第１９図（Ｂ）に示すように光フアイバ挿入
用の貫通孔１１２を形成したセラミック焼成体１１３と
し、このセラミック焼成体を貫通孔１１２を中心として
回転させつつ研削研磨治具１１４を用いて外周面を研削
研磨加工することで、セラミック焼成体１１３の中心と
貫通孔１１２とを一致せしめ、この後、第１９図（Ｃ）
及び（Ｄ）に示すように研削研磨治具１１５によって先
端外周の糸面取りを行ない、研削研磨治具１１６によっ
て後端部にテーバ状ガイド孔１１７を形成してフェルー
ル１０２とする。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、従来は押出成形していたため、焼成後
にガイド孔等を後で研削研磨加工しなければならず、特
にセラミックの場合には高硬度であるためガイド孔１１
７の中心と貫通孔１１２とを一致せしめることが困難で
第１９図（Ｄ）に示すようにズレを生じ、スムーズに光
ファイバを挿入できなくなる。

そこで射出成形により予めガイド孔１１７の部分まで同
時に成形することが考えられが、射出成形の場合には、
エアの巻き込みによるボアやボイドが生じやすく、また
硬化する際の厚肉部のヒケや型との転写性等多くの課題
がある。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決すべく本発明は、光コネクタ用セラミッ
クフェルールを射出成形する条件として、射出圧力を９
００〜１８００ｋｇ／ｃｍ２、セラミックコンパウンド
の粘度を５０，０００〜１５０，０００ｃｐｓ、保圧時
間を０．５〜５秒、保圧圧力を１８０〜８００ｋｇ／ｃ
ｍ２とした。

（作用）射出圧力、セラミックコンパウンドの粘度、保圧時間及
び保圧圧力を所定範囲にコントロールすることで、転写
性、収縮率比、真円度及び離型性に優れたフェルールを
成形することができる。

（実施例）以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明方法の実施に使用する射出成形用金型装
置の型締め状態の断面図、第２図は第１図のＡ方向矢視
図、第３図は第１図の要部拡大図、第４図はランチの平
面図である。

金型装置は上型１と下型２を備え、上型１はフレーム等
に固定され、下型２は昇降自在な基台３上に取り付けら
れる。そして、上型１上面には射出機のノズル４が嵌り
込む凹部５が形成され、この凹部５の底部から下方にス
プルー６が伸び、ノズル４からスプルー６に注入された
セラミックコンパウンドを上型１と下型２の合せ部に形
成したランナ７、リングゲート８及びフィルムゲート９
を介して上型１に形成したキャビティ１０内に送り込む
ようにしている。ここで、ランナ７は第４図に示すよう
にスプルー６の下端から分岐ランナ７ａ、７ａが反対方
向に導出され、これら分岐ランナ７ａ、７ａの下流部を
更に分岐ランチ７ｂ。

７ｂに分け、これら４本の分岐ランナ７ｂを介してリン
グゲート８に四方からセラミックコンパウンドが均一に
流入するようにしている。

ここで、スプルー６は下方が広がったテーパ孔形状をな
し、その角度は７°〜１０’とし、更に前記フィルムゲ
ート９の厚みは０．４ｍｍ〜０．５ｍｍとしている。こ
のような角度及び厚みとすることで、キャビティ１０内
にセラミックコンパウンドを充填した後、保圧をかけて
いる間にスプルー６内及びフィルムゲート９内のセラミ
ックコンパウンドがキャビティ１０内のセラミックコン
パウンドよりも先に凝固することを防止でき、ヒケ等が
改善される。

また、下型２内には成形ピン１１を基端部に設けたネジ
部１２を介して螺着している。成形ピン１１は第３図に
示すように光ファイノく挿入孔を成形するための小径部
１３とその大部分が下型２内に入り込んだ大径部１４を
備え、大径部１４のキャビティ１０内に臨む面を一１°
〜−２°の逆テーパ面１５とし、離型時にこの逆テーパ
面１５にて成形品を保持してキャビティ１０内から引き
抜くようにし、更に逆テーパ面１５と小径部１３とを先
細りのテーパ面１６で連続している。このテーパ面１６
は光フアイバ挿入孔へのガイド孔を形成するためのもの
であるためテーパ角は９０°〜３０°程度とする。

一方、成形ピン１１はストリッパブレート１７を介して
キャビティ１０の中心に臨んでいる。

即ち、ストリッパプレート１７の中央下面には下方に向
って広がるテーパ孔１８を形成し、成形ピン１１の外周
に前記テーパ孔１８に適合するテーパ面を有するガイド
部材１９を外嵌して成形ピン１１の型締め時の芯出しを
行なうようにしている。

また、下型２の下面には下方からボルト２０を螺着し、
このボルト２０を第１の可動プレート２１に挿通し、下
型２下面と可動プレート２１上面との間に縮装した第１
のスプリング２２にて第１の可動プレート２１を下方に
付勢し、且つボルト２０の頭部で可動プレート２０の落
下を防止している。また可動プレート２０には上方に伸
びるロッド２３を固着し、このロッド２３上端を前記ス
トリッパブレート１７の下面にネジ止めしている。

前記可動プレート２１には段付きの貫通孔２４を設け、
この貫通孔２４に上方からボルト２５を挿通し、このボ
ルト２５下端に第２の可動プレート２６を螺着し、ボル
ト２５の周囲で可動プレート２１下面と可動プレート２
６上面との間に前記第１のスプリング２２よりも弾発力
の犬なる第２のスプリング２７を縮装している。そして
、第２の可動プレート２６には第１の可動プレート２１
を貫通してその先端部が前記スプルー６、ランナ７、リ
ングゲート８及びフィルムゲート９の所定部分に臨むエ
ジェクタピン２８・・・の基端部を固着している。また
可動プレート２６には可動プレート２１及び下型２を貫
通してその先端部が下型２上面に臨む緩衝ロッド２９の
基端部を取り付け、この緩衝ロッド２９の周囲で前記下
型２と第１の可動プレート２１との間にスプリング３０
を縮装している。

更に、第２図に示すように前記第２の可動プレート２６
の側部からは上方に向って門型フレーム３１が起立し、
この門型フレーム３１で囲まれる空間内に前記上型１に
取り付けたストッパボルト３２が上方から入り込むよう
にしている。

尚、図示例にあっては、金型装置を上下の型１゜２によ
って構成したが、左右の型によって構成してもよい。

以上の構成からなる金型装置を用いてセラミックフェル
ールを射出成形する手順を以下に説明する。

先ず、第１図に示す型締め状態とし、この状態で射出機
のノズル４からスプルー６、ランナ７、リングゲート８
、フィルムゲート９を介してキャビティ１０内に加熱さ
れたセラミックコンパウンドを射出し、所定の条件で保
圧した後、セラミックコンパウンドが固まって成形品Ｗ
。ができたならば基台３を下降せしめる。すると、基台
３とともに下型２、第１及び第２の可動プレート２１２
６が一体的に下降し、キャビティ１０から成形品Ｗ０を
引き出す。尚、この時成形品Ｗ。は前記したように成形
ピン１１の大径部か逆テーパ状（粗面でもよい）となっ
ているため成形ピン１１とともにキャビティ１０から引
き抜かれる。

このようにして、下型２、第１及び第２の可動プレート
２１．２６が一体的に下降すると、第２の可動プレート
２６に取り付けられた門型フレーム８１も下降し、スト
ッパボルト３２の頭部に門型フレーム３１が当接して第
２の可動プレート２６の下降が停止する。そして、第２
の可動プレート２６の下降が停止すると、スプリング２
７の弾発力がスプリング２２の弾発力よりも大きいため
、第１の可動プレート２１の下降にも制動がかかり、第
７図に示すようにロッド２３によりストリッパブレート
１７が相対的に上昇し、成形品Ｗ０から成形ピン１１が
引き抜かれる。

そして更に基台３とともに下型２が下降すると、下型２
の下面が第１の可動プレート２１上面に当たり、第１の
可動プレート２１が押し下げられ、また下型２が第２の
可動プレート２６に相対的に接近して第７図に示すよう
に、エジェクタピン２８が上昇し、ストリッパプレート
１７から成形品Ｗ０を払い出す。

次いで、成形品を焼成しフェルールとなる部分を切断し
た後、第８図に示すように成形品Ｗ０の上端部及び下端
部のダミ一部Ｗｔ、Ｗ＊を研削研磨治具３３，３４にて
除去する。　このようにして第９図に示すような光ファ
イバの挿入孔３５、この挿入孔３５にその中心が正確に
一致するテーパガイド孔３６及び面取り部３７を一体的
に後加工せずに成形したセラミックフェルールＷが得ら
れる。

ところで、第１０図乃至第１６図は射出成形の条件と成
形結果の良否の関係を示すグラフであり、具体的には第
１０図は保圧圧力と転写性との関係を示すグラフ、第１
１図は保圧圧力と収縮率比との関係を示すグラフ、第１
２図は保圧圧力と真円度との関係を示すグラフ、第１３
図は保圧圧力と離型不良率との関係を示すグラフ、第１
４図は保圧時間と真円度及び離型不良率との関係を示す
グラフ、第１５図はセラミックコンパウンドの粘度と転
写性との関係を示すグラフ、第１６図は連続成形個数と
離型不良率との関係を離型剤の有無及び種類に対応して
示したグラフである。尚、真円度については対向する２
本のランチの開口を結ぶ線に沿って測定した直径と前記
線と４５°をなす線に沿って測定した直径との差で表わ
した。

また射出成形の他の条件（固定条件）としては、第１７
図に示すようにキャビティ１０内周面のテニバ角θ、を
＋１°、ピン大径部Φ、の面粗度を０゜８Ｒａ、ピン大
径部の逆テーパ角θ２を一１°１分岐ランチの本数を４
本とし、更にセラミックコンパウンドの組成割合は以下
の通りとした。

セラミック粉末；８２ｗｔ％バインダー　；　１８ｗｔ％また、セラミック粉末としては平均粒径０．５μｍの部
分安定化ジルコニアを使用し、バインダーとしてはアク
リル系熱可塑性樹脂、パラフィンワックス及びフタル酸
ジ−ｎ−ブチルを混合したものを使用する。混合割合と
してはアクリル系熱可塑性樹脂を１４．５ｗｔ％、パラ
フィンワックスを３゜ＯＷ　ｔ％、フタル酸ジ−ｎ−ブ
チルを０．５ｗｔ％とする。

第１０図からは転写性（成形体の寸法／金型の寸法）を
０．９９０以上にするには保圧圧力を１８０ｋｇ／ｃｍ
２以上にする必要かあ、す、第１１図からは成形体の径
方向の収縮率と軸方向の収縮率の比を０．９９０以上に
するには保圧圧力を１２０ｋｇ／ｃｍ２以上にする必要
があり、第１２図からは真円度を０．９９０以上にする
には保圧圧力を１８０ｋｇ／Ｃｍ”以上にする必要があ
り、第１３図からは離型不良をなくすには保圧圧力を８
００ｋｇ／ｃｍ”以下にする必要があることが分る。し
たがって保圧圧力については１８０ｋｇ／ｃｍ”以上で
８００ｋｇ／ｃｍ”以下にする。

また第１４図からは真円度を０．９９０以上にするには
保圧時間を０．５秒以上としなけらばならず、離型不良
を無くすには保圧時間を５秒以下とし、第１５図からは
転写性を０９９０以上にするにはセラミックコンパウン
ドの粘性をｓｏ　、　ｏｏｏ〜１５０，０００ｃｐｓと
しなければならないことが分る。更に、第１６図からは
離型剤としてはシリコン系のものを使用することが好ま
しいといえる。

更に射出圧力としては９００〜１８００ｋｇ／ｃｍ”と
するのが成形性及び射出機の能力の観点から適当である
。

（効果）以上に説明したように本発明によれば、光コネクタを構
成するセラミックフェルールを射出成形するにあたり、
射出圧力を９００〜１８００ｋｇ／Ｃｍ２、セラミック
コンパウンドの粘度を５０，０００〜１５０，０００ｃ
ｐｓ、保圧時間を０．５〜５秒、保圧圧力を１８０〜８
００　ｋｇ／ｃｍ２としたので、転写性、収縮率比、真
円度及び離型性に優れたフェルールを成形することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用する射出成形用金型装
置の型締め状態の断面図、第２図は第１図のＡ方向矢視
図、第３図は第１図の要部拡大図、第４図はランナの平
面図、第５図はキャビティ内にセラミックコンパウンド
を充填した状態の金型要部の拡大図、第６図はキャビテ
ィから成形品を引き抜いた状態の金型装置の要部拡大図
、第７図はエジェクタビンにて成形品を突き上げた状態
の金型装置の要部拡大図、第８図は成形品に切削加工を
施している状態を示す図、第９図はフェルールの断面図
、第１０図は保圧圧力と転写性との関係を示すグラフ、
第１１図は保圧圧力と収縮率比との関係を示すグラフ、
第１２図は保圧圧力と真・円度との関係を示すグラフ、
第１３図は保圧圧力と離型不良率との関係を示すグラフ
、第１４図は保圧時間と真円度及び離型不良率との関係
を示すグラフ、第１５図はセラミックコンパウンドの粘
度と転写性との関係を示すグラフ、第１６図は連続成形
個数と離型不良率との関係を離型剤の有無及び種類に対
応して示したグラフ、第１７図はキャビティの斜視図、
第１８図は従来の光コネクタの分解図、第１９図（Ａ）
乃至（Ｄ）は従来のフェルールの製作工程を示す図であ
る。尚、図面中１は上型、２は下型、６はスプルー７はラン
チ、８．９はゲート、１０はキャビティ、１１は成形ピ
ン、１３は成形ピンの小径部、１４は成形ピンの大径部
、Ｗはフェルールである。願人

Claims

【特許請求の範囲】

　光コネクタを構成するセラミックフェルールを射出成
形するにあたり、射出圧力を９００〜１８００ｋｇ／ｃ
ｍ＾２、セラミックコンパウンドの粘度を５０，０００
〜１５０，０００ｃｐｓ、保圧時間を０．５〜５秒、保
圧圧力を１８０〜８００ｋｇ／ｃｍ＾２としたことを特
徴とする光コネクタ用セラミックフェルールの射出成形
方法。