(57)【要約】【課題】プラスチックフェルールにおいて、フェルール心出し部における高水準の成形寸法精度を比較的容易かつ安価に確保できるようにする。【解決手段】フェルール１０は、心出し基準外周面１２を有する筒状の心出し部１４と、心出し部１４に軸線方向へ同軸状に連結される基部１８とを備える。心出し部１４は、心出し基準外周面１２を規定する一様な外形寸法を軸線方向略全長に渡って備える。心出し部１４には中心軸線１４ａに沿って素線保持孔２０が形成され、基部１８には中心軸線１８ａに沿って心線保持孔２２が形成される。心出し部１４はさらに、素線保持孔２０と心線保持孔２２との間に介在して中心軸線１４ａに沿って延設される中間孔２４を備える。中間孔２４は、素線保持孔２０の内径よりも大きくかつ心線保持孔２２の内径よりも小さい内径を有する。素線保持孔２０と中間孔２４とは、心出し部１４の軸線方向全長に渡って形成される。【選択図】      図１
2004206017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心出し基準外周面を有する筒状の心出し部と、該心出し部に軸線方向へ同軸状に連結され、該心出し基準外周面に隣接して径方向外方へ突出するフランジを有する基部とを具備し、該心出し部及び該基部の共通の中心軸線に沿って、光ファイバ素線を固定的に収容する素線保持孔が該心出し部の軸線方向端面に開口して形成されるとともに、該素線保持孔に連通して光ファイバ心線を固定的に収容する心線保持孔が該基部の軸線方向端面に開口して形成されるプラスチックフェルールにおいて、
前記心出し部は、前記心出し基準外周面を規定する一様な外形寸法を軸線方向略全長に渡って備えるとともに、前記素線保持孔と前記心線保持孔との間に介在して前記中心軸線に沿って延設される中間孔を備え、該中間孔は、該素線保持孔の内径よりも大きくかつ該心線保持孔の内径よりも小さい内径を有し、該素線保持孔と該中間孔とが該心出し部の軸線方向全長に渡って形成されること、
を特徴とするプラスチックフェルール。
【請求項２】
前記中間孔が、それ自体の軸線方向全長に渡って一様な内径を有する請求項１に記載のプラスチックフェルール。
【請求項３】
前記中間孔が、それ自体の軸線方向全長に渡って、前記心線保持孔から前記素線保持孔に向かって漸減する内径を有する請求項１に記載のプラスチックフェルール。
【請求項４】
前記素線保持孔が、前記心出し部の前記軸線方向端面に隣接する部分であって、成形時の材料収縮率が局所的に小さくなる部分に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチックフェルール。
【請求項５】
前記基部の前記軸線方向端面から前記心出し部の前記軸線方向端面の近傍に至る長さに渡って、前記心線保持孔、前記中間孔及び前記素線保持孔を同心状に包囲するように延設される管状部材を埋め込んで備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラスチックフェルール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コネクタで使用されるプラスチックフェルールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光コネクタの分野において、量産化及び価格低減を促進する観点で、樹脂材料から一体的に成形されてなるプラスチックフェルールが開発されている。プラスチックフェルールは通常、円筒状の外周面を有する中空筒状の心出し部と、心出し部に軸線方向へ同軸状に連結され、心出し部外周面に隣接して径方向外方へ突出するフランジを有する基部とを備えて構成される。心出し部にはその中心軸線に沿って、心出し部の軸線方向先端面に開口する素線保持孔が形成され、この素線保持孔に、被覆を除去した光ファイバ素線が固定的に収容される。また、基部にはその中心軸線に沿って、心出し部から離れた側の基部の軸線方向端面に開口する心線保持孔が形成される。心線保持孔は、素線保持孔よりも大きな内径を有して素線保持孔に同軸状に連通し、被覆付きの光ファイバ心線を固定的に受容する。なお、基部のフランジは、光コネクタ内でばねによる軸線方向付勢力を受ける部分として機能する。
【０００３】
光コネクタは通常、割りスリーブと称する円管状の位置合せ部材を備え、それぞれに光ファイバを取り付けた一対のフェルールの心出し部を１つの割りスリーブ内で軸線方向へ整列させて、各心出し部の先端面同士をばね付勢力下で突き合わせることにより、一対の光ファイバ同士を高精度に心合わせして同軸状に接続できるように構成される。このとき割りスリーブは、各フェルールの心出し部の円筒状外周面に密接して弾性的に押し拡げられ、その弾性復原力下で両フェルールを所定位置に心出し支持する。したがって、フェルールの心出し部の円筒状外周面は、素線保持孔に収容された光ファイバ素線の心出し基準面となる。
【０００４】
一般にプラスチックフェルールは、成形性に優れた樹脂材料から射出成形工程やトランスファ成形工程を経て一体成形されるが、従来、成形品の寸法精度や機械的強度を実用上問題の無い水準まで如何にして向上させるかが課題となっている。特に、光コネクタによる接続作業中に、割りスリーブ内で突き合わされる一対のフェルール心出し部の素線保持孔同士の相対的偏心を可及的に低減するために、フェルールの特に心出し部の寸法精度（外径公差、円筒度、真円度、心出し基準外周面に対する素線保持孔の偏心量等）を向上させる必要がある。例えばシングルモード光ファイバの接続に使用される光コネクタでは、フェルールの心出し部に０．１〜１μｍオーダの極めて高い各種寸法精度が要求される。
【０００５】
ここで、従来一般的なプラスチックフェルール成形型では、溶融樹脂材料のゲートが、フェルール成形キャビティを画定する成形面の、フランジ成形部位に開口するように設けられている。そして、このようなゲート配置により、ゲートから離隔したフェルール心出し部先端部分に対応するキャビティ端部領域内で、溶融樹脂材料の流動特性が局所的に変化し、その結果、フェルール心出し部における樹脂材料の成形収縮に不均衡が生じて、成形後のフェルール心出し部の外径が、その先端部分で他部分よりも若干大きくなる傾向があった。フェルール心出し部におけるこのような外径の局部的増加は、要求される寸法精度の達成を困難にするものである。
【０００６】
そこで従来、プラスチックフェルールの特に心出し部の成形寸法精度を向上させ得る構成として、素線保持孔及び心線保持孔を有する心出し部の筒状壁に、素線保持孔を同心状に包囲するように心線保持孔と略同一径の中空円筒状の空孔を延設するとともに、心出し部の軸線方向先端部分の外径をその基端部分よりも若干細く形成したものが提案されている（例えば特許文献１参照）。この構成では、心出し部を成形する際の溶融樹脂材料の流動特性が、空孔を形成するための成形型の円筒状コアによって特に心出し部先端部分で整流されるので、心出し部の上記した寸法精度が向上することが期待される。しかも、心出し部の先端部分の外周面を基端部分よりも小径に形成したから、光コネクタ接続時の割りスリーブによる心出し作用への影響を排除でき、したがって、光ファイバ同士の高精度の心合わせ及び同軸接続を実現することができる。
【特許文献１】
特開２００２−５５２５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されるプラスチックフェルールでは、心出し部内面に心線保持孔、素線保持孔及び空孔を形成する一方で、心出し部外面には大径部分と小径部分とを形成するので、成形型の構造が複雑になる傾向があった。その結果、プラスチックフェルールの要求寸法精度を達成し得る高精度成形面を有した成形型を作製することが困難になり、型作製コスト及びフェルール製造コストが高騰することが懸念された。
【０００８】
本発明の目的は、光コネクタで使用されるプラスチックフェルールにおいて、フェルールの心出し部における高水準の成形寸法精度を比較的容易かつ安価に確保でき、割りスリーブ内で接続される相手方フェルールに対する相対的偏心を可及的に低減できるプラスチックフェルールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、心出し基準外周面を有する筒状の心出し部と、心出し部に軸線方向へ同軸状に連結され、心出し基準外周面に隣接して径方向外方へ突出するフランジを有する基部とを具備し、心出し部及び基部の共通の中心軸線に沿って、光ファイバ素線を固定的に収容する素線保持孔が心出し部の軸線方向端面に開口して形成されるとともに、素線保持孔に連通して光ファイバ心線を固定的に収容する心線保持孔が基部の軸線方向端面に開口して形成されるプラスチックフェルールにおいて、心出し部は、心出し基準外周面を規定する一様な外形寸法を軸線方向略全長に渡って備えるとともに、素線保持孔と心線保持孔との間に介在して中心軸線に沿って延設される中間孔を備え、中間孔は、素線保持孔の内径よりも大きくかつ心線保持孔の内径よりも小さい内径を有し、素線保持孔と中間孔とが心出し部の軸線方向全長に渡って形成されること、を特徴とするプラスチックフェルールを提供する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプラスチックフェルールにおいて、中間孔が、それ自体の軸線方向全長に渡って一様な内径を有するプラスチックフェルールを提供する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のプラスチックフェルールにおいて、中間孔が、それ自体の軸線方向全長に渡って、心線保持孔から素線保持孔に向かって漸減する内径を有するプラスチックフェルールを提供する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチックフェルールにおいて、素線保持孔が、心出し部の軸線方向端面に隣接する部分であって、成形時の材料収縮率が局所的に小さくなる部分に形成されるプラスチックフェルールを提供する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラスチックフェルールにおいて、基部の軸線方向端面から心出し部の軸線方向端面の近傍に至る長さに渡って、心線保持孔、中間孔及び素線保持孔を同心状に包囲するように延設される管状部材を埋め込んで備えるプラスチックフェルールを提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図１〜図３は、本発明の一実施形態によるプラスチックフェルール１０（以下、フェルール１０と略称する）を示す図、図４はフェルール１０を成形するための成形型の図である。
【００１５】
フェルール１０は、円筒状の外周面１２を有する中空筒状の心出し部１４と、心出し部１４に軸線方向へ同軸状に連結され、円筒状外周面１２に隣接して径方向外方へ突出する溝付円板状のフランジ１６を有する基部１８とを備えて構成される。心出し部１４にはその中心軸線１４ａ（すなわち円筒状外周面１２の中心軸線）に沿って、心出し部１４の軸線方向先端面１４ｂに開口する素線保持孔２０が形成される。後述するように素線保持孔２０には、被覆を除去した光ファイバ素線Ｆ（図５）が固定的に収容される。また、基部１８には、心出し部１４の中心軸線１４ａと共通するその中心軸線１８ａに沿って、心出し部１４から離れた側の基部１８の軸線方向端面１８ｂに開口する心線保持孔２２が形成される。心線保持孔２２は、素線保持孔２０よりも大きな内径を有して素線保持孔２０に同軸状に連通し、後述するように被覆付きの光ファイバ心線Ｃ（図５）を固定的に受容する。
【００１６】
心出し部１４の外周面１２は、光ファイバ接続時に、素線保持孔２０に収容された光ファイバ素線Ｆの心出し基準面として作用する。この心出し基準外周面１２は、心出し部１４の軸線方向先端からフランジ１６に隣接する軸線方向基端までの略全長に渡って、全体に一様な外形寸法を有して直線状に延設される。また基部１８は、装着対象の光ファイバ心線Ｃを、露出した光ファイバ素線Ｆの近傍で直線状に保持する一方、フランジ１６にて後述する光コネクタに内蔵されるばねによる軸線方向前方への付勢力を受けるように作用する。このような構成を有するフェルール１２は、液晶ポリマー等の所望の樹脂材料から、例えば射出成形工程により一体成形される。
【００１７】
心出し部１４にはさらに、素線保持孔２０と心線保持孔２２との間に介在して中心軸線１４ａに沿って延設される中間孔２４が形成される。中間孔２４は、それ自体の軸線方向全長に渡り、素線保持孔２０の内径よりも大きくかつ心線保持孔２２の内径よりも小さい一様な内径を有して、直線状に延設される。他方、素線保持孔２０は、心出し部１４の軸線方向先端面１４ｂに隣接する部分であって、後述する成形時の材料収縮率が局所的に小さくなる部分に直線状に延設され、先端面１４ｂの中心に開口して光ファイバ素線露出口２０ａを形成する。素線保持孔２０と中間孔２４とは、心出し部１４の軸線方向全長に渡って形成される。特にこの実施形態では、心出し部１４の軸線方向全長は、素線保持孔２０の軸線方向全長と中間孔２４の軸線方向全長との合計値に実質的に等しくなっている。
【００１８】
心線保持孔２２は、フランジ１６の中途位置から基部１８の軸線方向端面１８ｂまで直線状に延設され、端面１８ｂの中心に開口して光ファイバ心線導入口２２ａを形成する。素線保持孔２０と中間孔２４とは、中心軸線１４ａに略直交する環状の肩面２６を介して相互に連結される。また、中間孔２４と心線保持孔２２とは、中心軸線１８ａを包囲する円錐台状の遷移面２８を介して相互に連結される。
【００１９】
図４に示すように、フェルール１０を製造するための成形型３０は、心出し部１４を成形する成形面３２を有した第１型部３４と、基部１８を成形する成形面３６を有した第２型部３８とを備える。成形型３０は、成形機（例えば射出成形機）の型締装置（図示せず）に固定的に搭載される固定側構造と、固定側構造に対して直動式開閉動作可能に型締装置に搭載される可動側構造とを備え、第１型部３４が可動側構造に設置されるとともに、第２型部３８が固定側構造に設置される。型締め状態では、可動側の第１型部３４と固定側の第２型部３８とが分割面ＰＬに沿って互いに圧力下で密接し、この状態で第１型部３４の成形面３２及び第２型部３８の成形面３６によって、フェルール成形キャビティ４０が画定される。
【００２０】
成形型３０はさらに、フェルール成形キャビティ４０内に固定的に設置される段付円柱状のコアピン４２を備える。コアピン４２はその外周面に、フェルール１０の素線保持孔２０、心線保持孔２２、中間孔２４、肩面２６及び遷移面２８を成形する成形面４４を有する。第１及び第２型部３４、３８には、分割面ＰＬに沿って、フェルール成形キャビティ４０に溶融樹脂材料を供給するための材料通路４６を構成する溝が、それぞれの対応位置に形成される。特に第２型部３８には、材料通路４６の末端部分を構成するゲート４８が、成形面３６のフランジ成形部位に開口するように形成される。なお、コアピン４２の最小径の先端部４２ａは、第１型部３４の成形面３２の、心出し部先端面成形部位に設けた溝３４ａに固定的に嵌入される。
【００２１】
このような成形型３０を用いてフェルール１０を成形すると、ゲート４８から離隔したフェルール心出し部先端部分に対応するフェルール成形キャビティ４０の先端領域４０ａ内で、溶融樹脂材料の流動特性が局所的に変化し、その結果、フェルール心出し部１４における樹脂材料の成形収縮率が、特に先端部分において、基端部分を含む他部分よりも小さくなる傾向がある。ここで、前述したようにフェルール１０では、成形される心出し部１４の壁厚が、素線保持孔２０に対応する先端部分で、中間孔２４に対応する他部分よりも厚くなるから、この壁厚の差（すなわち素線保持孔２０と中間孔２４との内径差）を適宜調整して、心出し部先端部分における特に径方向への実際の材料収縮量を、心出し部基端部分における同材料収縮量と同程度に制御することができる。
【００２２】
このように、フェルール１０では、素線保持孔２０と中間孔２４との内径差を、心出し部１４の特に径方向への材料収縮量が先端部分から基端部分に至る全体において均一になるように寸法設定することにより、心出し部１４に高い寸法精度（心出し基準外周面１２の外径公差、円筒度及び真円度、中心軸線１４ａに対する素線保持孔２０の偏心量、等）を確保することができる。したがってフェルール１０は、特に光ファイバの接続損失に影響を及ぼす心出し部１４の素線保持孔２０の偏心量並びに心出し基準外周面１２の円筒度及び真円度を、シングルモード光ファイバにも適用可能な０．１〜１μｍオーダの高い精度レベルに維持することができる。
【００２３】
しかも、フェルール１０を作製する成形型３０は、その第１型部３４の成形面３２が、心出し部１４の円筒状の心出し基準外周面１２を成形する単純な円筒形状を有するから、成形面３２を容易に高精度仕上げすることができる。他方、コアピン４２の外形は、例えば機械加工により比較的容易に高い寸法精度で作製できる。したがってフェルール１０によれば、心出し部１４における高水準の成形寸法精度を比較的容易かつ安価に確保することができる。
【００２４】
上記構成を有するフェルール１０を使用した光ファイバ接続部の一例を、図５を参照して説明する。なお、この光ファイバ接続部では、相互接続される一対の光ファイバの双方にフェルール１０が装着されている。
【００２５】
フェルール１０を装着する一対の光ファイバ心線Ｃは、それぞれの先端の所定長さ（約３〜５ｍｍ程度）部分で樹脂製の被覆が除去されて、光ファイバ素線Ｆが露出した状態に準備される。各光ファイバ素線Ｆの露出部分の長さは、フェルール１０の素線保持孔２０の長さよりも若干長く設定される。これらの光ファイバ心線Ｆをそれぞれフェルール１０の後端側から挿入し、光ファイバ素線Ｆを素線保持孔２０内に配置するとともに、光ファイバ心線Ｃの露出素線近傍領域を心線保持孔２２内に配置する。このとき光ファイバ素線Ｆ及び光ファイバ心線Ｃは、それぞれに接着剤（図示せず）を介して、素線保持孔２０、中間孔２４及び心線保持孔２２に固定される。その後、各フェルール１０の素線保持孔２０から外部に突出した光ファイバ素線Ｆの余剰部分を研磨又は加熱して端面処理することにより、フェルール装着が完了する。
【００２６】
それぞれにフェルール１０を装着した一対の光ファイバ心線Ｃは、以下のようにして、光コネクタ（図示せず）に内蔵した割りスリーブＳ内で相互に接続される。両フェルール１０の心出し部１４は、それぞれの心出し基準外周面１２を割りスリーブＳの円筒状内周面に密接させて、割りスリーブＳ内で所定位置に配置される。このとき割りスリーブＳは、各フェルール１０の心出し部１４により押し拡げられて弾性復原力を発揮し、その復原力下で各フェルール１０を所定位置に心出し支持する。この状態で、両フェルール１０には、光コネクタに内蔵された図示しないばねの付勢力が負荷されて、両フェルール１０の心出し部１４の軸線方向先端面１４ｂ同士が互いに突き合わされる。これにより、両フェルール１０の心出し部１４に固定的に保持された光ファイバ素線Ｆが、互いに高精度に心合わせして同軸状に接続される。
【００２７】
上記した光ファイバ接続部では、各フェルール１０は前述したように、心出し部１４の心出し基準外周面１２が極めて高水準の円筒度及び真円度を有する円筒面として形成されており、かつ素線保持孔２０の偏心量が実質的に排除されている。したがって、一対のフェルール１０を上記したように割りスリーブＳ内に心出し支持したときに、それらフェルール１０の心出し部１４の相対的偏心（すなわち素線保持孔２０同士の位置ずれ）を、光ファイバの接続損失を所望の低レベルに維持し得る程度まで低減することができる。
【００２８】
上記実施形態において、中間孔２４は、フェルール心出し部１４における樹脂材料の成形収縮率の変動に逐次対応する内径をそれぞれに有する複数の中間孔部分に分割することもできる。この場合、中間孔２４及び素線保持孔２０への光ファイバ素線Ｆの挿入を容易にする観点では、図６に示すように、心線保持孔２２から素線保持孔２０に向かって一様に漸減する内径を、それ自体の軸線方向全長に渡って有する中間孔２４´を形成することが有利である。
【００２９】
さらに、図７に示すように、基部１８の軸線方向端面１８ｂから心出し部１４の軸線方向先端面１４ｂの近傍に至る長さに渡って、心線保持孔２２、中間孔２４及び素線保持孔２０を同心状に包囲するように延設される管状部材５０を、基部１８及び心出し部１４に埋め込んで備えることができる。管状部材５０は、金属又はプラスチック（フェルール材料とは異なるもの）からなる中空円筒状の剛性部材であり、フェルール１０の成形時に成形型３０内にインサートとして所定位置に配置される。この場合、管状部材５０を、コアピン４２の最大径の基端部４２ｂ（図４）に密接嵌合させて配置することが有利である。管状部材５０は、フェルール１０の成形工程中に、心出し部１４を成形する溶融樹脂材料の流動特性を、特に心出し部先端部分に対応するキャビティ領域４０ａ内で整流するように作用するので、心出し部１４の上記した寸法精度を一層向上させることができる。
【００３０】
【実施例】
図４に示す成形型３０において、先端部４２ａで０．１２５ｍｍ、中間部４２ｃで０．７ｍｍ、基端部４２ｂで０．８ｍｍの外径を有するコアピン４２を用意し、外径目標値２．５ｍｍの心出し部１４を有するフェルール１０を作製した。図８は、この成形工程により得られたフェルール１０の心出し部１４における外径実測値及び材料収縮率を、心出し部先端面１４ｂからの距離との関係で示す。また比較例として、先端部４２ａと同一径の中間部４２ｃを有するコアピンを用いて作製したフェルールに関し、同様の外径実測値を図８に示す。図８から明らかなように、フェルール１０の心出し部先端部分における外径は、基端部分を含む他部分と実質的に同一になっている。なお、心出し部先端面近傍で局部的に外径が小さくなっている部分が有るが、このような小径部分が前述した光コネクタの割りスリーブ内での心出し作用に影響を及ぼさないことは理解されよう。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光コネクタで使用されるプラスチックフェルールにおいて、フェルールの心出し部における高水準の成形寸法精度を比較的容易かつ安価に確保できるようになり、以って、割りスリーブ内で接続される相手方フェルールに対する相対的偏心を可及的に低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるフェルールの図で、図３の線Ｉ−Ｉに沿った断面図で示す。
【図２】図１のフェルールの正面図である。
【図３】図１のフェルールの矢印ＩＩＩから見た端面図である。
【図４】図１のフェルールを製造するための成形型の断面図である。
【図５】図１のフェルールを用いた光コネクタにおけるファイバ接続部を示す断面図である。
【図６】変形例によるフェルールの断面図である。
【図７】他の変形例によるフェルールの断面図である。
【図８】図４の成形型を用いて作製した本発明のフェルールの心出し部外径実測値を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…フェルール
１２…心出し基準外周面
１４…心出し部
１６…フランジ
１８…基部
２０…素線保持孔
２２…心線保持孔
２４…中間孔
３０…成形型
４２…コアピン
５０…管状部材
【図１】
2004206017.tif 000003
【図２】
2004206017.tif 000004
【図３】
2004206017.tif 000005
【図４】
2004206017.tif 000006
【図５】
2004206017.tif 000007
【図６】
2004206017.tif 000008
【図７】
2004206017.tif 000009
【図８】
2004206017.tif 000010