(57)【要約】【課題】ファイバ孔形成ピン支持用の孔のアスペクト比が大きくできる金属製のガイドブロック組立体を実現し、成形サイクルタイムを短縮しかつ成形体端面の欠落などの不具合を発生させない多心の光コネクタ成形用射出成形金型を提供することにある。【解決手段】多心光コネクタを製造するための成形型であって、ピン保持体に対向して配置されたファイバ孔形成ピンとガイドピン孔形成ピンの他方を支持するピン受け支持体が、半円形溝形状の加工をされた金属製の直方体部材を、その半円形溝を対象に合わせることで孔形状を形成するように組み立てたものであることを特徴とする光コネクタ成形型とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ挿入用のファイバ孔が同一平面に所定間隔で複数個配列された多心光コネクタを製造するための成形型であって、
材料を供給する注入口を有する上金型と
前記上金型と対向して配置された下金型と、
前記ファイバ孔を形成するために同一平面に所定間隔で配列された複数のファイバ孔形成ピンと、
コネクタガイドピンを装着する孔を形成するための複数のガイドピン孔形成ピンと
前記ファイバ孔形成ピンとガイドピン孔形成ピンの一方を固定して保持するピン保持体と、
前記ピン保持体に対向して配置された前記ファイバ孔形成ピンとガイドピン孔形成ピンの他方を支持するピン受け支持体とからなり、
前記ピン受け支持体が、半円形溝形状の加工をされた金属製の直方体部材を、その半円形溝を対象に合わせることで孔形状を形成するように組み立てたものであることを特徴とする光コネクタ成形型。
【請求項２】
前記ピン受け支持体を構成する直方体部材において、半円形溝直径より少なくとも４倍以上の長い溝加工長さとなる形状を持つことを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ成形型
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の光ファイバ同士を突き合わせ接続するために使用する多心光コネクタを製造する成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクタの精密製造技術に対しては、すでに関連業界からある技術が提出されている。その中の一つとされている技術として、光コネクタを成形するために必要な金型に設置されるファイバ孔形成ピンに対する位置決めを図３に示すような構造であるＶ形溝形状部材で行うのではなく、孔で受けるという方法で、その孔の加工されている部材を１本１本単独としたものである。この技術における位置決めの機構は、孔の加工されている１本１本の部材をファイバボアブロック、ガイドボアブロックと呼び、このファイバボアブロックとガイドボアブロックを配列させてガイドブロック組立体とし、このガイドブロック組立体に対向して設置され、同様に配列されたファイバ孔形成ピンとガイドピン孔形成ピンを受ける構造としている。
まずこの技術の利点は、孔でファイバ孔形成ピンを受けることによって、Ｖ形溝形状部材で受ける時の欠点であったファイバ孔形成ピンの浮動、Ｖ形溝形状部材とファイバ孔形成ピンとの摩擦、Ｖ形溝形状部材とファイバ孔形成ピンの間に生じる隙間に微細な樹脂のくずが入り込んで生じるバリの問題を解決することが可能となる。そしてさらにファイバ孔形成ピンを受けるための孔を単独のガイドブロックと呼ばれる部材とすることでファイバ孔位置の調整の不可を大幅に低減することができるという技術である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、この技術にもいくつかの欠点が存在していた。
【０００４】
第１に、ガイドブロック組立体に外形が円筒型の光コネクタであるセラミック製単心フェルールそのものを使用するため、金属製の部材に比較すると熱伝導が悪く、モールディング後成形体を脱型する際に成形体とガイドブロック組立体の界面に貼り付きが生じ、成形体端面の欠落などが生じることがある。
通常セラミック製単心フェルールは材質としてジルコニアが使用され、鉄鋼と比較して熱伝導度が１／１０から１／１００倍ほど小さい。この不具合は成形体とガイドブロックの界面が完全に固化していないことに起因しているので、サイクルタイムを大きくとれば解決することは出来るが、生産向上を目的とする射出成形法としては大きな欠点となる。
【０００５】
第２に、セラミック製単心フェルールは内径が光ファイバと同径のφ０．１２５ｍｍのものが通常市販品として市場に出ている。プラスチック製光コネクタを成形する場合には成形収縮を考慮して金型を設計・製作を行うため、ファイバ孔をφ０．１２５ｍｍ必要となればファイバ孔形成ピンはφ０．１２５ｍｍより成形収縮分だけ大きな径のピンを使用しなくてはならない。
したがって、ガイドブロック組立体にセラミック製単心フェルールを使用する場合、ガイド孔形成ピンの外径の寸法と同じ寸法の内径を持つ単心フェルールの特注品を購入するか、各自で市販品φ０．１２５ｍｍの内径をガイド孔形成ピンの外径寸法まで拡大する加工をしなくてはならず、どちらにしてもセラミックは難削材のため加工するのには金属加工より多くの時間とコストを必要としてしまう。
【０００６】
さらに、現在光コネクタには多段に整列している孔が形成されている仕様のものも多数みることができるが、この基本的には単心であるセラミック製単心フェルールをガイドブロック組立体として利用している限り、多段の光コネクタを形成するためのガイドブロック組立体として使用することは出来ない。
【０００７】
また、金属でガイドブロック組立体と同様のものを製作しようとした場合、φ０．１〜０．２ｍｍ程度の孔を加工するためには通常細穴放電加工機でφ０．１ｍｍ以下の下穴を加工し、その後ワイヤー放電加工機によって目標とする寸法に仕上げる方法をとるため、一つの孔を仕上げるのために加工機への段取り時間を含め、最低でも２時間以上が費やされてしまう。また、深さは、孔の径と孔の深さの比であるアスペクト比でいうと１０まで加工は可能であるが、深くなればなるほどさらに加工時間を要する。
しかも、上記方法によって加工できる孔の深さは０．５〜１ｍｍ程度であるため、ファイバ孔形成ピンの位置決め幅には、最大でも０．５〜１ｍｍ程度しか取ることが出来ない。
したがって、ピンを押さえる部分が少ないので、樹脂の流動によってファイバ孔形成ピンが曲がりやすくなるという欠点につながる。光コネクタにとって、ファイバ孔が曲がることは光コネクタ接続の間での光エネルギの接続損失に直接的に関わるため、大きな問題となる。ここで、孔の深さを大きくとることによってピン受け孔によってファイバ孔形成ピンを保持する面積が拡大されピン受け部材端面で完全固定とみなされた場合と、ピン受け孔の深さを大きくとることが出来ずに、位置決めのみの開放状態とみなした場合を比較すると、同一均等荷重がファイバ孔形成ピンにかかると仮定すると、最大たわみ量はアスペクト比が大きな深い穴を持っている方が理論上約１／２程度に低減されることが分かっている。ここで、アスペクト比とは孔の径Ｄと深さＬとするとアスペクト比はＬ／Ｄで表されるものである。
【０００８】
金属に高精度に微小孔を形成する方法として、Ｘ線ＬＩＧＡプロセスを利用して高精度に加工した部材を使用する方法がある（例えば、特許文献２参照。）。これは、高精度な位置決めで放電加工を使用する方法よりアスペクト比が大きな微小孔を加工することが出来る加工であるが、Ｘ線ＬＩＧＡプロセスでこの部品を製作するだけで、現在では数週間必要となり、費用も数百万円も必要になるという欠点を持っている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−３１１３５
【特許文献２】
特開平２０００−３１７９４８
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のセラミック製単心フェルールそのものを利用して、ファイバ孔形成ピンを孔で受け位置決めするセラミック製のガイドブロック組立体では、成形体端面の欠落などの原因により生産性の指標となるサイクルタイムを短縮することが出来ず、また金属製のガイドブロック組立体にした場合でもアスペクト比の大きな孔は容易に製作できないという課題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ファイバ孔形成ピン支持用の孔のアスペクト比が大きくできる金属製のガイドブロック組立体を実現し、成形サイクルタイムを短縮しかつ成形体端面の欠落などの不具合を発生させない多心の光コネクタ成形用射出成形金型を提供することにある。
【００１２】
【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は、光ファイバ挿入用のファイバ孔が同一平面に所定間隔で複数個配列された多心光コネクタを製造するための成形型であって、材料を供給する注入口を有する上金型と前記上金型と対向して配置された下金型と、前記ファイバ孔を形成するために同一平面に所定間隔で配列された複数のファイバ孔形成ピンと、コネクタガイドピンを装着する孔を形成するための複数のガイドピン孔形成ピンと前記ファイバ孔形成ピンとガイドピン孔形成ピンの一方を固定して保持するピン保持体と、前記ピン保持体に対向して配置された前記ファイバ孔形成ピンとガイドピン孔形成ピンの他方を支持するピン受け支持体とからなり、前記ピン受け支持体が、半円形溝形状の加工をされた金属製の直方体部材を、その半円形溝を対象に合わせることで孔形状を形成するように組み立てたものであることを特徴とする光コネクタ成形型とした。
これにより、金属製のガイドブロック組立体であるピン受け支持体を採用することができ、サイクルタイムを短縮しても成形体端面の欠落などの不具合を発生させない成形が可能となる。
【００１３】
請求項２は、前記ピン受け支持体を構成する直方体部材において、半円形溝直径より少なくとも４倍以上の長い溝加工長さとなる形状を持つことによって、孔形状に組み合わせた時のピン受けとしての孔の深さが大きくなるので、ピンの成形時の曲がりも小さくすることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明に係る多心光コネクタ成形用金型の構造を示した概略図であり、図２は、本発明によって成形される多心光コネクタの例を示す図である。
図１において、参照符号２は、上金型であり、その対向位置には、下金型３を配置している。上金型には樹脂若しくはセラミック等の材料を流入させるための注入口が設けられている。上金型２と下金型３との側方には、ファイバ孔１ａを形成する複数のファイバ孔形成ピン４を固定して保持するピン保持体５とその対向位置にファイバ孔形成ピン４の位置決めを行うピン受孔７ａを有するピン受け支持体７が配置されている。ピン保持体５とファイバ孔形成ピン４とガイドピン孔形成ピン８よりなるスライドコア６は、成形時に材料が充填される金型のキャビティＡ内を移動可能に配置されている。少なくとも上金型、下金型、ピン、ピン保持体、ピン受け支持体の構成部材は、耐久性、耐摩耗性、また高精度加工性（研磨性）を良くするため、通常、ロックウェル硬度（ＨＲｃ）で５０以上となる焼入れ鋼材や超硬材を使用して製作する。
【００１５】
上記ピン受け支持体は金属製の半円形溝形状を加工した直方体部材（以後半円溝部品と呼ぶ）の集合体を固定した部材である。以下、この半円溝部品の加工について一例を説明する。
【００１６】
ピン受け支持体７には半円溝部品９が図４に示すように配列されて固定されている。半円溝部品９は研磨性、加工性の点から超硬部材や焼入れ鋼材を使用したが、鋼材また例に示す寸法はこれに限定されない。半円溝部品の半円形溝形状の加工法には研削加工による方法とワイヤ放電加工による方法が考えられる。
【００１７】
まず、半円溝部品の半円形溝形状を研削で製作する場合を説明する。光コネクタのファイバ孔ピッチに成形材料である樹脂やセラミック等の成形収縮率を加味した寸法で金型を作るため、ピン受け支持体におけるファイバ孔形成用ピン受け孔のピッチは光コネクタのファイバ孔ピッチより通常大きくなる。このピッチを金型ファイバ孔ピッチ（ＭＰと表す）と呼ぶ。
まず、図５に示すように超硬もしくは焼入れ鋼材を（ＭＰの１／２）ｍｍ×１０ｍｍ×Ｈｍｍで直方体型の素材を光コネクタにおけるファイバ孔数の２倍の個数の直方体を高精度に研削加工によって製作する。
それから、研削加工用の砥石を（ファイバ孔形成ピンの半径＋１μｍ）のＲ形状に整形する。この砥石を用いて図６に示すように上記素材の１０ｍｍ×Ｈｍｍ面上においてＨｍｍの中心位置を１０ｍｍの長さで研削すると、半円溝部品が製作できる。ここで、砥石は粗仕上げ加工、中仕上げ加工、仕上げ加工の３段階程度が出来るように準備しておくとさらに良好な精度を持つ半円溝部品を製作することが可能となる。
【００１８】
次に、半円形溝形状をワイヤ放電加工製作する場合を説明する。上記において製作する超硬もしくは焼入れ鋼材の素材寸法を（ＭＰの１／２＋０．１）ｍｍ×１０ｍｍ×Ｈｍｍとした素材を製作する。
それから、上記半円形溝形状を加工するとした面にワイヤ放電加工機によって（ファイバ孔形成ピンの半径＋１μｍ）のＲ形状を図６に示すように加工する。
【００１９】
その後、ワイヤ加工した面を０．１ｍｍ研削加工する。これは、ワイヤ放電加工によって加工Ｒ面と平面の境のエッジ部にＲ形状がつくために、仕上げに研削加工を追加することによってエッジ部のＲ形状を除去する目的である。これは、半円形溝形状加工を研削加工で実施する時にもＲ形状が発生した場合に有効な手段である。
【００２０】
ここで、上記にて製作した半円溝部品９を図４に示すように配列させて組み合わせて固定すると、ピン受け支持体７の製作完了となる。ここでのピン受け支持体でのピン受け孔はφ０．１３（収縮を加味したファイバ孔形成ピン外径寸法）程度に対して深さで１０ｍｍとなっているため、アスペクト比が７７と高い値を示している。これだけ深く孔が形成されていることおよびその中にファイバ孔形成ピンが挿入されることによって大きな摩擦力を生じるため、ファイバ孔形成ピンがピン受け支持体端面で完全固定されているので両端固定ばりとみなされ、モールディング時にファイバ孔形成ピンに均等荷重がかかった場合に片側固定片側支持ばりとみなされるアスペクト比が小さい孔形状のピン受け孔のものに比べて、理論上最大たわみ量が１／２程度に低減されている。
【００２１】
図２に示す金型にて光コネクタ成形後、成形体のピッチ寸法を測定した際に成形条件、材料などの影響により、希望したファイバ孔ピッチ寸法となっていなかった場合は、半円溝部品は金属製のため加工が容易に出来るため、厚みを変更することによって、図７に示すように簡便に調整することが出来る。たとえば、成形体のファイバ孔ピッチ寸法が大きかった場合は、各半円溝部品の厚みを再度加工して小さくし、研削した寸法の合計分の厚みをもった部材を両端に挿入することによって解決され、逆に小さかった場合は、各半円溝部品の反加工面側に不足分の寸法の厚味を持った部材を挿入することによって解決される。また、ファイバ孔の配列位置によってピッチ寸法が異なる場合でも、同様にピッチの調整が可能である。
【００２２】
上記実施例では、ピンを一列に並べたタイプのものを説明したが、図８のように示すようなピン保持体を利用すればピンを上下左右方向に配置した多段多心光コネクタにも適用できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、サイクルタイムを長くすること無く良品が成形でき、またファイバ孔形成ピンの曲がりを小さくすることが可能となる光コネクタ成形用金型を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコネクタ成形用金型の構造の概略図である。
【図２】本発明に係る多心光コネクタの外観図である。
【図３】従来の金型構造であるＶ形溝形状によるファイバ孔形成用ピンの位置決め機構を示す図である。
【図４】本発明に係る金型に使用されるピン受け支持体の拡大図である。
【図５】本発明に係る金型に使用されるピン受け支持体を構成する半円溝部品の素材時の形状図である。
【図６】本発明に係る金型に使用されるピン受け支持体を構成する半円溝部品の半円形溝形状加工後の形状図である。
【図７】本発明に係る金型における金型ファイバ孔ピッチ幅調整方法の図である。
【図８】本発明に係る金型において２列のファイバ孔をもつコネクタ成形時のピン受け部の図である。
【符号の説明】
１…多心光コネクタ
１ａ…ファイバー孔
１ｂ…ガイドピン孔
２…コネクタ成形用上金型
３…コネクタ成形用下金型
４…ファイバ孔形成ピン
５…ピン保持体
６…スライドコア
７…ピン受け支持体
７ａ…ピン受孔
８…ガイドピン孔形成ピン
９…半円溝部品
１０…注入口
１２…上金型
１３…下金型（Ｖ溝形形状加工品）
１４…スペーサ
１５…ピッチ調整切除部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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