JPH11211934A - 光コネクタ用プラスチックフェルールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シングルモードファイバの接続に使用するプ
ラスチックフェルールが、フェルールの外径寸法精度に
優れ、接続信頼性、経済性にも優れていること。 【解決手段】 光コネクタ用プラスチックフェルール
は、第１の円筒状体と、該第１の円筒状体の内部に第１
の円筒状体と隙間をおいて、かつ第１の円筒状体と同一
軸心上に形成された第１の円筒状体より短い第２の円筒
状体とを有し、前記第１および第２の円筒状体は同一側
の端部において前記隙間が埋められるように連続してお
り、前記第１の円筒状体の内部は光ファイバの挿通孔と
なり、前記第２の円筒状態の内部は前記光ファイバの心
線ガイド穴となり、さらに前記第１の円筒状体の外周に
鍔状態が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシングルモードファ
イバの接続に使用される光コネクタ用のフェルールに関
するものであり、特に、フェルールの偏芯量および円筒
外径の寸法変化が極めて小さく、かつ組立コストや部品
コスト等の低減を図ることができる経済的な光コネクタ
用プラスチックフェルールとその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光通信技術の進展により、光ファイバを
各家庭にまで導入して多彩な通信サービスを提供するこ
とが可能となりつつある。こうした一般加入者の利用に
供する光通信網を実現するためには、コストの安い経済
的な光コネクタが必要である。

【０００３】光通信に使用する光ファイバを接続する場
合、図１で示したように、光ファイバコード０３Ａ，０
３Ｂが挿入された二本のフェルール０１Ａ，０１Ｂを割
りスリーブ０２中で整列整合させる。図２はこうした目
的で使用されるフェルールの断面図でありフェルールの
概略構造を示している。光ファイバ心線ガイド穴０４お
よび先端に一個のファイバ挿通孔０５を有しており、ま
た接続に直接関係する円筒部０６、光コネクタ内でフェ
ルールを安定に保持する保持部０７、光ファイバをフェ
ルール内に挿入する挿入部０８からなっている。

【０００４】フェルールは光ファイバを接続する際、光
ファイバを保持し、光コネクタへ光ファイバを挿入する
際のガイドとなるものであり、光ファイバ挿通孔径、光
ファイバ挿通孔の偏芯量、フェルール外径、外径真円度
などに、表１に示す極めて高度な寸法精度が必要とされ
る。従来、フェルールはセラミックスや金属を１個１個
精密に切削、研磨することにより作成されていた。この
ため、製造効率が悪く、部品コストが高くなるという問
題があった。

【０００５】

【表１】

【０００６】こうした問題を解決するため、プラスチッ
ク成形によりフェルールを作製することが試みられた。
たとえば吉澤らはフェノール樹脂のトランスファー成形
によりプラスチックフェルールを作製した（研究実用化
報告、第３２巻、第３号、第８３１〜８４２頁（１９８
３年））。当時はコアの外径が５０μｍ程度と大きな、
いわゆるマルチモードファイバが主に使用されており、
マルチモードファイバの接続にはかかるプラスチックフ
ェルールを適用することができた。しかし、かかるプラ
スチックフェルールは、現在で通信用として使用されて
いるコア外径８〜１０μｍのいわゆるシングルモードフ
ァイバに適用できるものではない。また、トランスファ
ー成形によりフェルールを作製すると、成形後にバリ取
り等の後処理や熱処理が必要であるので、このプラスチ
ックフェルールは製造工程における経済性という観点に
おいても充分なものとは言えなかった。さらに経済性に
優れた射出成形技術を用いてプラスチックフェルールを
作製する試みもなされた。プラスチックとしては耐熱
性、流動性に比較的優れたＰＰＳ（ポリフェニレンサル
ファイド）等が検討された。

【０００７】例えば以下に示すフェルールが検討され
た。

【０００８】 バイコニックコネクタ（ATT:W.C.Youn
g et. al., Poc. IWCS, 1981, p.411-418 ） エポキシ樹脂のトランスファー成形により作製される。
吉澤らの検討と同様、成形サイクルが長く、バリ取り等
の後処理も必要とするので、製造効率が悪く、コストの
低減を図ることができない。また、シングルモード用と
しては接続特性が不満足であった。

【０００９】 中空パイプをフェルール外径として使
用し、内部をトランスファー成形により樹脂化する方法
（住友電工：K. Kashihara et. al., Proc. IWCS, 198
7, p.379-381 ） いわゆるインサート成形による作製法であり、手間がか
かるので、製造コストの安い経済的なフェルールを作製
することはできなかった。

【００１０】１９８０年代から、射出成型法の成形精度
が向上したため、より経済的な射出成型法（連続生産が
容易で、バリ取り等の後処理を必要としない）による検
討も始められた。成形材料としては液晶ポリマー（ＬＣ
Ｐ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が比較的
多く検討された。

【００１１】 液晶ポリマーを用いた射出成形による
フェルール（DuPond: M. H. Johnsonet. al., SPIE Pro
c., vol.1992, p.47-53, 1993） 成形ショットごとにコアピンをフェルールから抜き出す
必要があり、連続生産できる手法とはなっていない。ま
た、様々な環境下での信頼性について十分満足するには
至っていなかった。

【００１２】 フェルール端面に凹溝を有する構造の
プラスチックフェルール（日電：K. Harada et. al.,
特開平１−２４３００５号） フェルール端面に凹溝を有するためフェルール端面の研
磨が困難であり、また、ファイバ挿通孔部の強度が弱く
なる。

【００１３】しかしながらこれらのフェルールは、シン
グルモードファイバの接続に耐え得る寸法精度、機械的
強度、各種の信頼性等を満足するものではなかった。例
えばシングルモードファイバの接続に要求されるフェル
ールの寸法精度は、上述の表１の値であることが明らか
にされているが、こうした高精度なフェルールは実現さ
れていなかった。

【００１４】また、光コネクタの接続特性は接続損失と
フェルール端面の反射減衰量により評価できるが、前者
で０．５ｄＢ以下、後者で２５ｄＢ以上（Physical Con
tact；ＰＣ研磨条件）および４０ｄＢ以上(Advanced Ph
ysical Contact；ＡｄＰＣ研磨条件）の値がそれぞれ必
要とされている。

【００１５】他方、信頼性試験においては高い温度や湿
度環境下におかれた場合、接続特性が劣化する問題も指
摘されている。この原因としてはプラスチックフェルー
ルではその成形法から図２に示される光ファイバ挿通孔
の長さが１〜２ｍｍであり（ジルコニアフェルールでは
８ｍｍ程度）、高温、高湿下では光ファイバとフェルー
ルの接着力が不足するためと推定されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決すべくなされたものであり、本発明の目的はシング
ルモードファイバの接続に使用する光コネクタ用のプラ
スチックフェルールを提供することにあり、より詳細に
は、フェルール外径の寸法精度、機械的強度、接続信頼
性、経済性に優れたプラスチックフェルールおよびその
製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はなされたものである。

【００１８】本発明の光コネクタ用フェルールは、第１
の円筒状体と、該第１の円筒状体の内部に第１の円筒状
体と隙間をおいて、かつ第１の円筒状体と同一軸心上に
形成された第１の円筒状体より短い第２の円筒状体とを
有し、第１および第２の円筒状体は同一側の端部におい
て隙間が埋められるように連続しており、第１の円筒状
体の内部は光ファイバの挿通孔となり、第２の円筒状態
の内部は光ファイバの心線ガイド穴となり、さらに第１
の円筒状体の外周に鍔状態が形成されていることを特徴
とする。

【００１９】ここで、円筒部が、その先端で角度３０度
から６０度のテーパを有し、かつ前記挿入孔の長さが３
ｍｍ以上であることができる。

【００２０】また、光コネクタ用プラスチックフェルー
ルがサーモトロピック液晶性全芳香族ポリエステルから
なることができる。

【００２１】また、保持部または挿入部に、フェルール
の射出成型用金型内における相対的な位置関係を示すマ
ークを有することができる。

【００２２】本発明の光ファイバコネクタ用プラスチッ
クフェルールの製造方法は、それぞれ光ファイバを収容
する２個のフェルールを当接させて光ファイバを接続す
るための光ファイバコネクタ用のフェルールであり、か
つ位置合わせに使用される円筒を有し、円筒の一端に光
ファイバの挿通孔を、他端に光ファイバの心線ガイド穴
を有し、さらに円筒の外周にフェルールをコネクタ内に
保持するための保持部を有するフェルールの製造方法で
あって、固定側金型に光ファイバ挿通孔を形成する細径
ピンを有するコアピンを固定し、可動側金型にピンキャ
ッチャーを固定し、ピンキャッチャーの先端部にコアピ
ン保持穴を有する円筒状の窪みがあって、金型の型締め
時においては該コアピン保持穴に細径ピンの先端が非接
触状態で保持される金型内に、樹脂組成物を射出充填し
て成形することを特徴とする。

【００２３】ここで、金型内に樹脂組成物を充填する樹
脂流路の一部に樹脂の流動を制御する機構を設けること
ができる。

【００２４】また、金型のキャビティの円筒中心位置
は、光ファイバ挿通孔を形成する細径ピンの中心位置に
対して、相対的に移動可能であることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明者らは従来手法とその問題
点を詳細に検討した結果、以下の経緯により本発明を完
成するに至ったものである。

【００２６】（１）フェルール構造の選定 本発明のフェルールは十分な接着力を有しつつ、偏心量
の低減を図ることができ、表１のフェルール寸法条件も
満たすことができる。図３に本発明のフェルールを示
す。本発明のフェルール１０は二重円筒状である。第１
の円筒１１の一端は、光ファイバ挿通孔１６となる。円
筒１１の外周には鍔状の保持部１２があり、これは光コ
ネクタ内で円筒部を安定に保持する。保持部１２から先
端までの円筒部１１が光ファイバの接続に直接関わる部
分である。光ファイバ挿通孔１６と対向する先端部に
は、円筒１１と隙間をおいて第２の円筒１４が円筒１１
の内部に突き出している。そして円筒１１と１４の端部
は円筒１４の内径部分を除いて連続している。円筒１４
は、光ファイバの挿通孔となる。すなわち第１のフェル
ールの挿通孔に挿通された第１の光ファイバの端部と第
２のフェルールの挿通孔に挿通された第２の光ファイバ
の端部がコネクタ内において当接する。円筒１１の挿通
孔側の端部の外形はテーパ状とするとよい。

【００２７】このフェルールの特徴は以下の通りであ
る。光ファイバ挿通孔が従来例に比べて長いので、光フ
ァイバの固定が強固に行われる。さらに、単一の円筒形
状で挿通孔側のみを厚肉にして挿通孔の長さを長くする
と、フェルールを射出成形した時の冷却時に厚肉部は冷
却速度が遅く、そのために薄肉部分に比べてひけが大き
く、従って円筒の外径寸法が他の部分と異なってしまう
という問題がある。本発明では、円筒１１の肉厚は長さ
方向で一様なので、このような問題は生じない。またフ
ェルールの先端部は冷却速度が大きく、ラッパ状に広が
り易いが、第２の円筒を設けることによって、冷却速度
を他の部分に近づけることができ、さらに先端部をテー
パ状とすることによって、より完全にこの問題を解決で
きる。

【００２８】このようなフェルールは以下に説明する金
型を使用して製造することができる。

【００２９】（２）金型構造の選定 プラスチック（樹脂）製フェルールにおいて、偏芯量の
低減を図ることは最大の技術的課題である。偏芯量は採
用する金型構造に最も大きく依存する。図４に従来の代
表的な金型構造を、図５に本発明に用いられる金型構造
の一例を示す。

【００３０】図４の金型２１は光ファイバ心線ガイド穴
と光ファイバ挿通孔を形成するコアピン２２が可動側金
型２３に設けられ、型締めにより固定側金型２４のキャ
ビティ２５内のピン受け部２６で保持される構造であ
る。なお、図４中、符号２７は樹脂流入部および２８は
パーティングラインを各々表す。

【００３１】図４に示すように、コアピン２２はキャビ
ティ中心に正確に設定されるが、型締め時に１０〜２０
ｃｍ程度移動する。また、コアピン２２の先端細径２２
ａとピン受け部２６との間には少なくとも数μｍのクリ
アランスが必要である。このため成形時に樹脂が流動す
るとコアピンが振動し、得られたフェルールには数μｍ
の偏芯が生じてしまう。

【００３２】図５の金型構造は、こうした問題を解決す
るためコアピン３５ａを固定側金型３２に固定するもの
である。

【００３３】この構造では成形時に固定コアピン３５ａ
が移動することは無く、また固定コアピン３５ａに固定
された細径ピン３５が振動することが無いため、金型の
偏芯を小さくすることにより、極めて偏芯の少ないフェ
ルール成形品を得ることができる。また、図５の金型
は、細径ピン３５の先端がピンキャッチャー３４との間
に適度な隙間を有するようにコアピン保持穴で保持さ
れ、かつ、細径ピンを軸中心とするような中空円筒状の
空隙を有する構造となっている。このため、樹脂流入部
（ゲート）３７から流入して円筒部先端方向へ移動した
樹脂は、第一キャビティを通過した後、細径ピン周囲の
円筒状空間３３は満たすが細径ピン先端のコアピン保持
穴３３ａは樹脂で満たされない。従って、ファイバ心線
ガイド穴からファイバ挿通孔まで連続した挿通孔を有す
るフェルールが成形されるのである。なお、細径ピン先
端の隙間の大きさは充填される樹脂の種類によって決定
される。隙間が大きすぎると、成形時に樹脂が細径ピン
先端の隙間にまで回り込み、バリを発生させ、連続した
ファイバ心線ガイド穴とファイバ挿通孔が形成できなく
なる。バリの問題はこの隙間の大きさをコントロールす
ることにより、または成形材料の種類を選択することに
より解決することができる。

【００３４】ここで、ファイバ挿通孔の長さは３ｍｍ以
上が適当であり、また、フェルールの先端部にテーパを
設ける金型構造とすることが好ましい。テーパーの角度
としては３０度から６０度が適当である。

【００３５】こうした金型を使用することにより、偏芯
量１μｍ以下のプラスチックフェルールを作製すること
ができるようになった。一方、図４に示す従来の金型を
用いて作製した図２に示す従来のフェルールでは、円筒
部先端０６ａと円筒部中央０６ｂとでは筒体の樹脂肉厚
が異なるため、樹脂の充填密度差や冷却時間差が生じて
しまう。これにより、円筒部の外壁にヒケを発生させる
原因となり、長手方向の円筒外径が不均一となってしま
う。そのため、光ファイバの接続損失を悪化させ、着脱
特性にも影響してくる。従って、ファイバ挿通孔の長さ
を３ｍｍ以上にすることは困難であった。

【００３６】図５の金型にはファイバ挿通孔を中心軸と
する中空円筒状の円筒外壁３３ｂが設けられているの
で、図４の従来の金型により作製したフェルールの円筒
部先端０６ａ（図３の１１ａに対応）と円筒部中央０６
ｂ（図３の１１ｂに対応）に該当する筒体の樹脂肉厚を
同じにすることができるようになっている。ただし、図
３は図５の構造の金型により成形されたプラスチックフ
ェルールの断面構造であり、円筒部先端１１ａと円筒部
中央１１ｂとの筒体の樹脂肉厚が同じであるので、長手
方向に均一な寸法の円筒外径を得ることができる。

【００３７】このように、図５の構造の金型を使用する
ことにより、極めて偏芯が少なく円筒外径の寸法変動の
少ない成形品を得ることができる。

【００３８】（３）成形材料の選定 成形技術において成形材料の選定は重要な課題の１つで
ある。例えばフェルール樹脂やエポキシ樹脂といった熱
硬化性樹脂を使用した場合、図５の金型構造における前
述のバリの発生が特に著しく、後加工が必要となり、経
済的なフェルールを得ることはできない。

【００３９】一方、熱可塑性樹脂は溶融時の粘度が高い
ため、コア細径ピンとピンキャッチャーとの間の隙間へ
樹脂が回り込むことがなく、バリの問題に関しては有利
と考えられる。

【００４０】金属やセラミックス材料に替わり得るプラ
スチック材料は、通常、エンジニアリングプラスチック
と呼ばれ、最近にいたるまで各種のものが開発されてき
た。

【００４１】これらの中で、「汎用エンジニアリングプ
ラスチック」と呼ばれる範疇に入るものとしては、例え
ば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカー
ボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレ
ンオキサイド（ＰＰＯ）およびポリアセタール（ＰＯ
Ｍ）が挙げられる。

【００４２】また、「高性能エンプラ」と呼ばれる範疇
に入るのもとしては、例えば、ポリアリレート（ＰＡ
Ｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフ
ィド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテ
ルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥ
Ｉ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエー
テルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリイミド（ＰＩ）が挙
げられる。

【００４３】本発明においては、樹脂組成物がポリエー
テルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスル
ホン樹脂より選ばれた樹脂と単結晶無機針状結晶より選
ばれた無機物質とを含む樹脂組成物から形成されている
ことが好ましく、かかる樹脂組成物を使用することによ
り優れた効果が得られる。上述の樹脂と無機物質はそれ
ぞれ単独で使用してもよく、あるいは組み合わせて使用
してもよい。

【００４４】ここで、ポリエーテルイミド、ポリエーテ
ルスルホン、ポリスルホンは非晶性の高性能エンジニア
リングプラスチックであり、樹脂自体の配向性が小さ
く、また機械的強度や耐熱性が良いため、本発明で好適
に使用できる。

【００４５】ポリエーテルイミドの例としては、下記の
式（Ｉａ）〜（Ｉｄ）で表される構造のものが挙げられ
る。式中、ｎは１０〜１０００の整数である。これらの
ポリエーテルイミドのうち、式（Ｉａ）で表されるポリ
マーは市販品として入手できる（ＧＥプラスチックス社
製、商品名「ウルテム」）。式（Ｉｂ）〜（Ｉｄ）で表
される構造のポリマーは公知であるか、または公知の方
法で調整することができる。ただし、本発明で使用しう
るポリエーテルイミドはこれらに限定されない。

【００４６】

【化１】

【００４７】また、ポリエーテルスルホンの例として
は、下記の式（ＩＩａ）〜（ＩＩｅ）で表される構造の
ものが挙げられる。式中、ｎは１０〜１０００の整数で
ある。これらのポリエーテルスルホンのうち、式（ＩＩ
ａ）で表される樹脂は市販品として入手できる（住友化
学社製、商品名「スミカエクセル」）。式（ＩＩｂ）〜
（ＩＩｅ）で表される構造のポリマーは公知であるか、
または公知の方法で調整することができる。ただし、本
発明で使用しうるポリエーテルスルホンはこれらの樹脂
に限定されない。

【００４８】

【化２】

【００４９】また、ポリスルホンの例としては、下記式
の（ＩＩＩａ）〜（ＩＩＩｃ）で表される構造のものが
挙げられる。式中ｎは１０から１０００の整数である。
これらのポリスルホンのうち、式（ＩＩＩａ）で表され
る樹脂は市販品として入手できる（テイジンアモコエン
ジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーデ
ル」）。式（ＩＩＩｂ）、（ＩＩＩｃ）で表される構造
のポリマーは公知であるか、または公知の方法で調整す
ることができる。ただし、本発明で使用しうるポリスル
ホンはこれらに限定されない。

【００５０】

【化３】

【００５１】樹脂に加える添加物に関しては、各種の添
加物の中で単結晶無機針状結晶および／または石英微粉
末を添加することが、本発明を実現する上で効果的であ
る。単結晶無機微粉末はいわゆるウィスカと呼ばれるも
ので、主にセラミック系のものが知られている。具体的
には、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化
アルミニウム、チタン酸カリウム、ほう酸アルミニウ
ム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、黒鉛、炭酸カルシウム、
炭酸亜鉛、水酸化マグネシウム、雲母などが挙げられ
る。ウィスカは単結晶針状結晶であるため、理論値に近
い機械的強度が得られ、耐熱性、耐磨耗性、耐薬品性が
優れている。また、ウィスカは繊維長が一般に数μｍか
ら数百μｍの短繊維であり、そのアスペクト比は３０〜
３００の値である。こうしたウィスカが本発明に適して
いる理由は、基本的に等方性の強化が可能であるためと
考えられる。ガラス繊維や炭素繊維のような繊維状物質
を添加すると、非晶質性樹脂をベースとしても樹脂の異
方性が大きくなり、従前に述べた寸法精度を実現するこ
とは困難である。

【００５２】本発明で使用しうる特に優れたウィスカと
してはチタン酸カリウム、酸化亜鉛、炭化珪素、雲母が
挙げられる。酸化亜鉛ウィスカでは特にテトラポッド状
ウィスカが優れた結果を与えた。また石英微粉末も単結
晶無機針状結晶と同様、優れた効果を与えた。この添加
物も異方性がなく、熱膨張係数が小さく、かつ機械的強
度が優れているという特徴がある。

【００５３】より樹脂組成物を具現化すれば、単結晶無
機針状結晶を含むポリエーテルイミド、ポリエーテルス
ルホン、またはポリスルホン樹脂組成物が優れた効果を
与えた。更に、樹脂組成物が単結晶無機針状結晶を２０
から６０重量％含むポリエーテルイミドおよびポリエー
テルスルホンまたはポリスルホン樹脂組成物であると
き、同様に優れた効果が得られる。

【００５４】本発明においては、バリ発生の問題を考慮
すると熱可塑性樹脂を用いることが好ましいが、その中
でも特に、サーモトロピック液晶性全芳香族ポリエステ
ルを使用することが好ましい。かかるサーモトロピック
液晶性全芳香族ポリエステルを用いると、バリが発生せ
ず、また表１に示される１μｍ以下の真円度、円筒度を
実現できる。液晶ポリマー（ＬＣＰ）は一般的に、溶融
状態で液晶性を示すため、成形時の流動性が極めて良好
である。このため、金型への樹脂の転写性がよく、高い
寸法精度を実現できる。また、成形時にコアピンに対す
る圧力印加を小さくすることができ、ファイバ挿通孔が
３ｍｍ以上となっても、ピンの折れや曲がりを避けるこ
とができる。

【００５５】ところで、サーモトロピック液晶性全芳香
族ポリエステルは、粘性のずり応力依存性が大きいの
で、金型内に流入し、流動が停止すると急速に固化す
る。このため、コアピン先端とピンキャッチャーの間に
数μｍの隙間があっても樹脂の回り込みが避けられ、バ
リの問題が生じない。

【００５６】液晶性ポリマーとしては様々な構造のもの
が合成されており、その化学構造により物性値は大きく
異なる。液晶ポリマーは表２に示すように、その荷重た
わみ温度（ＴＤＵＬ）により便宜上三種に分類できる。

【００５７】

【表２】

【００５８】本発明では全芳香族構造をとる、タイプＩ
およびタイプＩＩ構造のものを使用することが、耐熱
性、各種の信頼性等の点で優れているため好ましい。こ
こで全芳香族構造とは、すべての繰り返し単位中に芳香
環を有し、同一の繰り返し単位中には２つ以上の原子が
連なって鎖状に結合した鎖状結合が含まれないことをい
う。なお、全芳香族ポリエステルの詳細については、特
公平５−６９２０３号明細書に記載されている。

【００５９】本発明では樹脂の添加物として、サーモト
ロピック液晶性全芳香族ポリエステルの配向性を低減さ
せる添加物を使用することが好ましい。液晶ポリマーの
配向性は一般的に高いため、フェルール先端部付近、す
なわち肉厚の不均一が生ずる部分で、真円度および円筒
度の低下が起きやすいという問題がある。このため、樹
脂の配向性を低減させる添加物を使用することが好まし
い。具体的には、ガラスビーズ、石英ビーズ、グラファ
イト、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、酸化マ
グネシウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸
カリウム、ほう酸アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ
素、黒鉛、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、水酸化マグネシ
ウムなどの各種無機添加物が挙げられる。ただし、ガラ
ス繊維や炭素繊維といった、繊維状の添加物は使用しな
い。添加量は樹脂の流動を低下させない範囲で決めら
れ、２０％から７０％、より好ましくは３０％から６０
％の範囲で適宜選択することができる。本発明において
「真円度」とは、直径２．５ｍｍの円を基準円として、
この基準円の中心からのずれを絶対値で示したものであ
る。

【００６０】さらに、本発明では樹脂組成物の「異方
性」に着目し、その配向性が適当な範囲にある場合に極
めて優れたプラスチックフェルールが得られることを見
いだした。樹脂組成物の「異方性」を判断するために
は、樹脂組成物を射出成形した場合の樹脂の流動方向と
その垂直方向の物性値の比を用いて表すことが適当であ
り、その比が５以下の樹脂組成物を用いることが好まし
い（ただし、かかる「比」は大きい方の数値を小さい方
の数値で除した場合の値とする）。ここで異方性を評価
するための製品形状としては、通常、樹脂の物性値の評
価の際に使用されるＡＳＴＭ試験サンプルや、平板形状
（例えば、６０×６０×３ｍｍ）を使用することがで
き、いずれも、端面にゲートを設ける金型構造が適当で
ある。成形後、樹脂の流動方向とその直角方向に適当な
形状の試験片を切り出し、その物性値を評価すれば、樹
脂組成物の異方性を求めることができる。この比が大き
いほど、樹脂が流動方向に配向していることを表す。物
性値としては線膨張係数、成形収縮率、曲げ弾性率等を
使用できるが、線膨張係数がもっとも好ましく使用でき
る。液晶ポリマーでは、通常、流動方向の線膨張係数が
その直角方向に比べて大きい。本発明では異方性が２か
ら５の場合に優れた結果が得られることを見いだした。
異方性が５を越えると、真円度が１μｍ以上となり、成
形精度が低下する。これは樹脂の異方性が大きいと、樹
脂流動や冷却時の収縮が均質でないため、成形精度が低
下するものと考えられる。また、一般的に、樹脂の異方
性が大きいと、流動方向の線膨張係数は低下する。光コ
ネクタ用フェルールとしては、樹脂の線膨張係数は低
く、石英光ファイバの線膨張係数に近い値をとることが
望ましい。一方、樹脂の配向性が２を下回ると、後に述
べるヒートサイクル信頼性で必要とされる値の限界１．
５×１０^-5を越えてしまうため、適当でない。なお、好
ましい樹脂組成は、異方性を低下させる添加物を、必要
量配合することにより得られる。

【００６１】本発明の樹脂組成物には必要に応じて添加
物の表面処理剤、着色剤、金型との離型剤等を加えるこ
とができる。特に、本発明に用いられる金型構造では離
型剤の添加は有効である。

【００６２】（４）偏芯量の制御 図５の構造の金型を採用することにより、成形時におけ
る偏芯の揺らぎを抑制することができる。しかしなが
ら、偏芯量の絶対値に関しては必ずしも０になるとは限
らない。すなわち、各金型部品の加工精度を限りなく上
げ、部品レベルとしては偏芯量を０となるように設定し
たとしても、金型部品を組み合わせるためには、最低１
〜２μｍのクリアランスが必要となる。従って、金型の
組み付け状態によって、期待できる偏芯量は必ずしも０
レベルにはならず、一定の偏芯が生じてしまう。従っ
て、偏芯特性に関しては、偏芯量を制御する機構を設け
ることが、本発明をより有効にするためには必要であ
る。本発明では以下の二通りの偏芯量の調整機構を使用
して、偏芯量の低減を行っている。

【００６３】（Ａ）金型内へ充填される樹脂の流路であ
るランナーの一部に、樹脂の流動を制御する機構を設け
る。具体的には図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、ラン
ナー４２に細い径のピン４１を押し込む手法が適用でき
る。ここで、（ａ）はピンの未挿入状態であり、
（ｂ）、（ｃ）の順でピンがランナー内に深く挿入され
て樹脂の流動が影響される。この手法では±３μｍの範
囲で偏芯量の制御が可能である。

【００６４】（Ｂ）キャビティとコアピンの相対的位置
を変える機構を設ける。具体的には、コアピン位置を固
定し、キャビティの位置を変えるためにキャビティ部品
を図７の構成とする。挿入するゲージ５１の厚みを変え
ることにより、キャビティ部品５２のキャビティ中心５
３の位置を変えることができる。この手法では±１０μ
ｍの範囲で偏芯調整が可能である。なお、図中５４は調
整用スペース、５５は金型ベースを示す。

【００６５】本発明では上記（Ａ）、（Ｂ）両方の手法
を併用することも可能である。

【００６６】先に表１で示したように、ジルコニアフェ
ルールでは偏芯０．７μｍ以下が必要とされている。他
方、プラスチックフェルールの場合は偏芯１μｍ以下で
同様の特性が実現できる。この理由は、ジルコニアのよ
うな剛性が高い材質の場合はフェルール自体の変形は全
く生じ得ないが、プラスチックの場合は 一定の弾性変
形が期待でき、このことが偏芯量の許容値をやや広いも
のにしている。

【００６７】本発明においては、フェルールの保持部ま
たは挿入部の一部にフェルールの成形された金型内での
位置を示すためのマークを設けておくことが好ましい。
この理由は以下の通りである。

【００６８】すなわち、本発明のフェルールの偏芯位置
は一定の位置に集中する傾向がある。偏芯の制御をした
場合でもこのことは同様である。すなわち、本発明のフ
ェルールを使用して光接続を行う場合、二本のフェルー
ルが金型内での位置を基準として同一の位置関係で対向
されれば、光ファイバの相対的位置関係は最も近くな
り、接続損失が低くなる。金型内からフェルールが突き
出され、スプルー、ランナーの処理を行うと、フェルー
ルの金型内での位置を示すものはなくなってしまう。従
って、フェルール円筒部以外の一部にマークを設けてお
けば、この位置を参考にしてフェルール同士の対向を行
うことができる。こうした「調芯操作」は位置合わせマ
ークのある本発明のプラスチックフェルールによって初
めて可能となる。従来のフェルールでは、ファイバを実
装した各フェルールの偏芯を個別に測定し、その結果を
基にフェルールにマーキングし、この位置を参考にして
調芯を行っている。こうした操作が不要な分、マーキン
グ付きのフェルールを使用すると光コネクタの低コスト
化が可能となる。

【００６９】また、金型作製においては金型表面の面精
度、パーティング面での位置合わせ精度にも注意を払う
必要がある。位置合わせ精度を挙げるためには、インロ
ー部をもたせる構造、テーパーピンやコッターブロック
を設ける方法などがあり、適宜選択することができる。
また樹脂を金型内に導入するゲートの形状としてはピン
ポイントゲート、リングゲート、フィルムゲート等があ
り、ゲートの位置に応じて適宜選択することができる。
射出条件としては、射出時の速度をより高速にした「高
速射出成形技術（射出圧力は低下する）」、あるいは逆
にできるだけ射出速度を落として成形後の歪みを低下さ
せる「低速射出成形技術」等を適宜利用することができ
る。

【００７０】また、使用する成形機としては金型型締め
圧が比較的小さい（５０ｔ以下）、小型の射出成形機を
使用できる。通常、公知の油圧式射出成形機およびサー
ボモーターを駆動源とする電動射出成形機、あるいは射
出側／型締め側に油圧式／電送式を使用したハイブリッ
ド型の装置等を使用できる。成形機で特に注意すべき点
は、金型を取り付けて移動する移動プレートと固定プレ
ートとの平行度である。この平行度の値が悪いと、金型
の位置合わせ精度が低下し、精密成形に適さなくなる。
平行度の値としては両プレート間の距離の誤差で規定さ
れ、少なくとも５０μｍ以内、より好ましくは３０μｍ
以内であることが必要である。

【００７１】本発明のプラスチックフェルールはＳＣ型
光コネクタ用の関連製品に利用可能である。通常使用さ
れる、両端プラグコード用のアダプタおよび光モジュー
ル内での接続部に応用可能である。また、フェルール外
径が２．５ｍｍである光コネクタ（ＦＣ、ＳＴコネク
タ）には基本的に全て対応可能である。

【００７２】今後、各種の情報処理装置内にも光インタ
ーコネクションが採用され、大量の光コネクタ、フェル
ール部品が必要になると思われる。

【００７３】

【実施例】図８、図９に示す射出成形用金型を使用して
プラスチックフェルールの成形を行った。

【００７４】ここでは、ファイバ挿通孔の長さは３．５
ｍｍとし、先端部のテーパ角度は４０度としている。図
８、図９を用いて具体的に説明するが、これらは図５の
金型と同一のものであるので、図５に対応する金型構成
部材については、同一の符号を用いた。型締めした状態
で、可動側金型３１、固定側金型３２の間にキャビティ
３６が形成されるとともに、ピンキャッチャー３４の貫
通孔の一端部内に固定コアピン３５ａの細径ピン３５が
嵌入し、両端支持を行う。この状態から射出工程に移行
すれば、溶融樹脂がゲート３７からキャビティ３６内に
射出される。樹脂は左右両方に分かれ、第二キャビティ
３６ｂ内に充填された溶融樹脂によりフェルールの保持
部が形成され、第三キャビティ３６ｃ内に充填された溶
融樹脂により挿入部が形成され、また第一キャビティ３
６ａ内に充填された溶融樹脂によりフェルールの円筒部
が形成され、中心にファイバ挿通孔およびファイバ心線
ガイド穴が形成される。ここで可動側金型３１および固
定側金型３２はそれぞれ可動側取り付け板７０、固定側
取り付け板６０を介して射出成形機（図示せず）の型締
め盤に固定されている。ただし、成形材料としては下記
のものを使用した。

【００７５】 全芳香族サーモトロピック液晶ポリエステル（タイプII） ５０重量部 ガラスビーズ（平均粒径３０μｍ） ５０重量部 射出条件を表３に示す。

【００７６】

【表３】

【００７７】（Ａ）外径形状：上記条件により作製した
プラスチックフェルールの円筒部先端から保持部に至る
長手方向の外径寸法を図１０に示す。従来の手法で成形
されたプラスチックフェルールの円筒部先端から保持部
に至る長手方向の外径寸法を図１１に示す。図１０およ
び図１１から明らかなように、従来のフェルールでは外
径寸法の大きさが一定ではなく、筒体の樹脂肉厚が厚い
部分で特にばらついているのに対し、本発明のフェルー
ルは円筒部先端から保持部に至るまで外径形状のばらつ
きが極めて小さくなっている。

【００７８】また、図１２に上記条件により作製したプ
ラスチックフェルールの各寸法を示す。

【００７９】（Ｂ）接続損失：従来のプラスチックフェ
ルールと本発明のプラスチックフェルールとをそれぞれ
用いて光コネクタ（ＳＣ型）を組み立て、接続損失を測
定した。従来のフェルール、本発明のフェルールとも
に、偏芯が０．５μｍのものを使用した。研磨条件はＡ
ｄＰＣ研磨とした。０．５μｍの偏芯量から理論的に予
想される接続損失の値は、０．０５ｄＢ程度であるが、
従来のフェルールを用いた光コネクタの接続損失は０．
２ｄＢであり、偏芯量から理論的に予想される値よりも
大きかった。これは、偏芯以外の接続損失を悪化させる
要因が影響したためと予想される。そのような接続損失
を悪化させる要因の一つとして、フェルールの外径寸法
のばらつきが考えられる。

【００８０】一方、本発明のフェルールを用いた光コネ
クタの接続損失は０．１３ｄＢであり（図１３）、偏芯
量から理論的に予想される値よりも大きいものの、従来
のフェルールに比べ接続損失が小さくなった。このよう
に、本発明のようにフェルールの外径寸法のばらつきを
小さくすることにより、接続損失特性を向上させること
ができた。

【００８１】図１３に、市販フェルール（ジルコニア
等）とプラスチックフェルールを市販の割りスリーブで
接続したときの接続損失を示した。図１４には、２つの
プラスチックフェルールを市販の割りスリーブで接続し
たときのランダム接続の接続損失を示した。図１３、図
１４から明らかなように、これらはすべて本願の優れた
効果を有し、かつ歩留まりもよく作製することができ
た。

【００８２】また、本発明のフェルールはＡｄＰＣ研磨
が可能であり、反射減衰量の平均も５１．６ｄＢと良好
な反射特性を示した（図１５）。

【００８３】（ｃ）信頼性の向上 図１６に本発明のプラスチックフェルールのヒートサイ
クル試験結果を示す。温度、湿度等の変化に伴う接続損
失、反射減衰量の特性変動は少なく、優れた耐候性を有
していることが分かった。

【００８４】次に、ジルコニア割りスリーブ、プラスチ
ック割りスリーブに対しての５００回繰り返し挿抜試験
の結果を図１７に示す。ジルコニア割りスリーブでは、
接続損失が悪化するときがあった。ただし、クリーニン
グ操作を施すことにより、もとの値に戻ることから機械
的な劣化は生じていないと考えられる。プラスチック割
りスリーブでは、クリーニング操作を行わなくても、接
続損失が悪化することはなかった。ジルコニア割りスリ
ーブ、プラスチック割りスリーブともに５００回繰り返
し挿抜後でも接続特性の劣化は生じず、良好な挿抜特性
を示した。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ングルモードファイバの接続に使用できる、接続特性、
信頼性、経済性に優れた光コネクタ用プラスチックフェ
ルールを得られる利点がある。現在市販されているシン
グルモード用フェルールは、フェルールをアダプタに保
持するための保持金具を後から取り付けなければならな
いが、本発明のプラスチックフェルールは保持部も併せ
て一括成形するため、保持金具の取り付け工程を省くこ
とができる。さらに、プラスチックを使用することによ
り材料費も低減することができる。

【００８６】また、本発明は極めて汎用性が高く、種々
の光コネクタに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の、割りスリーブ内のフェルールの接続状
態を示す図である。

【図２】従来のフェルールの断面図である。

【図３】本発明によるプラスチックフェルールの断面図
である。

【図４】従来のフェルール成形用金型の断面図である。

【図５】本発明のフェルールを成形するのに用いられる
金型の断面図である。

【図６】本発明で使用する樹脂の流動を制御する機構を
説明する図であり、（ａ）はピンの未挿入状態、（ｂ）
および（ｃ）はピンが挿入された状態を示す図である。

【図７】偏芯制御のために本発明で使用する、固定側金
型構造を示す図である。

【図８】本発明で使用する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９】本発明で使用するフェルール射出成形用金型の
全体を示す断面図である。

【図１０】本発明のフェルールの外径寸法を示す図であ
る。

【図１１】従来のフェルールの外径寸法を示す図であ
る。

【図１２】実施例により作製したプラスチックフェルー
ルの断面図である。

【図１３】接続損失を示すグラフである。

【図１４】ランダム接続による接続損失を示すグラフで
ある。

【図１５】反射減衰量を示すグラフである。

【図１６】ヒートサイクル試験結果を示すグラフであ
る。

【図１７】挿抜試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

０１，０１Ａ，０１Ｂ フェルール ０２ 割りスリーブ ０３Ａ，０３Ｂ 光ファイバコード ０４ 光ファイバ心線ガイド穴 ０５ 光ファイバ挿通孔 ０６ 円筒部 ０６ａ 円筒部先端 ０６ｂ 円筒部中央 ０７ 保持部 ０８ 挿入部 １０ フェルール １１ 第１の円筒 １１′ 円筒部 １１ａ 円筒部先端 １１ｂ 円筒部中央 １１ｃ テーパ部 １２ 保持部 １３ 光ファイバの心線ガイド穴 １４ 第２の円筒状体 １６ 光ファイバ挿通孔 １７ ファイバ １８ 中空円筒状の隙間 ２１ 金型 ２２ コアピン ２２ａ コアピン先端細径 ２３ 可動側金型 ２４ 固定側金型 ２５ キャビティ ２６ ピン受け部 ２７ 樹脂流入部 ２８ パーティングライン ３１ 可動側金型 ３２ 固定側金型 ３３ 円筒状空間 ３３ａ コアピン保持穴 ３３ｂ 円筒外壁 ３４ ピンキャッチャー ３５ 細径ピン ３５ａ 固定コアピン ３６ キャビティ ３６ａ 第１キャビティ ３７ 樹脂流入部（ゲート） ３９ パーティングライン ４１ ピン ４２ ランナー ５１ ゲージ ５２ キャビティ部品 ５３ キャビティ中心 ５４ 調整用スペース ５５ 金型ベース ６０ 固定側取り付け板 ７０ 可動側取り付け板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年２月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】

【化１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】

【化２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】

【化３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５７】

【表２】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１２】

【図１１】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１７】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 正善 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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の円筒状体と、該第１の円筒状体の
   内部に第１の円筒状体と隙間をおいて、かつ第１の円筒
   状体と同一軸心上に形成された第１の円筒状体より短い
   第２の円筒状体とを有し、前記第１および第２の円筒状
   体は同一側の端部において前記隙間が埋められるように
   連続しており、前記第１の円筒状体の内部は光ファイバ
   の挿通孔となり、前記第２の円筒状態の内部は前記光フ
   ァイバの心線ガイド穴となり、さらに前記第１の円筒状
   体の外周に鍔状態が形成されていることを特徴とする光
   コネクタ用プラスチックフェルール。
2. 【請求項２】 前記円筒部が、その先端で角度３０度か
   ら６０度のテーパを有し、かつ前記挿入孔の長さが３ｍ
   ｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光コネ
   クタ用プラスチックフェルール。
3. 【請求項３】 光コネクタ用プラスチックフェルールが
   サーモトロピック液晶性全芳香族ポリエステルからなる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光コネクタ
   用プラスチックフェルール。
4. 【請求項４】 前記保持部または挿入部に、該フェルー
   ルの射出成型用金型内における相対的な位置関係を示す
   マークを有することを特徴とする請求項１から３のいず
   れかに記載の光コネクタ用プラスチックフェルール。
5. 【請求項５】 それぞれ光ファイバを収容する２個のフ
   ェルールを当接させて光ファイバを接続するための光フ
   ァイバコネクタ用のフェルールであり、かつ位置合わせ
   に使用される円筒を有し、前記円筒の一端に光ファイバ
   の挿通孔を、他端に光ファイバの心線ガイド穴を有し、
   さらに前記円筒の外周にフェルールをコネクタ内に保持
   するための保持部を有するフェルールの製造方法であっ
   て、固定側金型に光ファイバ挿通孔を形成する細径ピン
   を有するコアピンを固定し、可動側金型にピンキャッチ
   ャーを固定し、ピンキャッチャーの先端部にコアピン保
   持穴を有する円筒状の窪みがあって、金型の型締め時に
   おいては該コアピン保持穴に細径ピンの先端が非接触状
   態で保持される金型内に、樹脂組成物を射出して成形す
   ることを特徴とする光コネクタ用プラスチックフェルー
   ルの製造方法。
6. 【請求項６】 前記金型に樹脂組成物を充填する樹脂流
   路の一部に樹脂の流動を制御する機構を設けたことを特
   徴とする請求項５に記載の光コネクタ用プラスチックフ
   ェルールの製造方法。
7. 【請求項７】 前記金型のキャビティの円筒中心位置
   が、光ファイバ挿通孔を形成する細径ピンの中心位置に
   対して、相対的に移動可能であることを特徴とする請求
   項５または６に記載の光コネクタ用プラスチックフェル
   ールの製造方法。