(57)【要約】【課題】  細径光ファイバに対応した光コネクタフェルールを成形することができるファイバ穴形成ピン及び光コネクタ用金型装置を提供する。【解決手段】  ファイバ穴形成ピン１４は、ファイバ穴形成部１７と、このファイバ穴形成部１７の基端側に設けられ、ファイバ穴形成部１７よりも大きい径をもった補助部１８とを有している。ファイバ穴形成部１７と補助部１８との接続部分は、テーパ部２０を構成している。ファイバ穴形成部１７は、光コネクタフェルールのファイバ穴を形成するピン部分である。ファイバ穴形成部１７の径Ａは、５０〜１００μｍである。ファイバ穴形成ピン１４は、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料で形成されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが挿入されるファイバ穴を有する光コネクタフェルールを成形するための光コネクタ用金型装置の一部を構成するファイバ穴形成ピンにおいて、
前記ファイバ穴を形成するファイバ穴形成部と、前記ファイバ穴形成部の基端側に設けられ、前記ファイバ穴形成部よりも大きい径をもった補助部とを有し、
前記ファイバ穴形成部の径が５０〜１００μｍであり、
前記ファイバ穴形成部及び前記補助部は、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料で一体的に形成されていることを特徴とするファイバ穴形成ピン。
【請求項２】
前記ファイバ穴形成部と前記補助部との接続部分はテーパ形状を有し、前記接続部分のテーパ角度が４５度以下であることを特徴とする請求項１記載のファイバ穴形成ピン。
【請求項３】
前記ファイバ穴形成部の表面粗さは０．０３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のファイバ穴形成ピン。
【請求項４】
前記ファイバ穴形成部において、前記ファイバ穴を形成するための有効長さは０．３〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のファイバ穴形成ピン。
【請求項５】
光ファイバが挿入されるファイバ穴を有する光コネクタフェルールを成形するための光コネクタ用金型装置において、
請求項１〜４のいずれか一項記載のファイバ穴形成ピンを含む中子と、
前記中子を挟んで、前記光コネクタフェルールに対応するキャビティを形成する上金型及び下金型とを備えることを特徴とする光コネクタ用金型装置。
【請求項６】
前記上金型または前記下金型には、前記ファイバ穴形成ピンの前記補助部を貫通させる貫通孔を有する支持用突起部が設けられていることを特徴とする請求項５記載の光コネクタ用金型装置。
【請求項７】
光ファイバが挿入されるファイバ穴と、
前記ファイバ穴とつながるように形成され、前記ファイバ穴よりも大きい径をもったファイバ挿入補助穴とを有し、
前記ファイバ穴の径が５０〜１００μｍであることを特徴とする光コネクタフェルール。
【請求項８】
請求項５または６記載の光コネクタ用金型装置によって成形されたことを特徴とする請求項７記載の光コネクタフェルール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光コネクタフェルールのファイバ穴を形成するために使用されるファイバ穴形成ピン、このファイバ穴形成ピンを備えた光コネクタ用金型装置及び光コネクタフェルールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のファイバ穴形成ピンとしては、光コネクタフェルールのファイバ穴を成形する小径部と金型側に保持される大径部とを有するものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許公報第２９４９７７５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、光ファイバの小径曲げに対応すべく、光ファイバのモードフィールド径（ＭＦＤ）を小さくすると共に、光ファイバ自体も細径化するという試みがなされている。しかしながら、光ファイバの径を小さくしようとする場合には、光コネクタフェルールのファイバ穴を形成するためのファイバ穴形成ピンの径も小さくする必要があるため、ファイバ穴形成ピンの強度が低下せざるを得ない。従って、そのようなファイバ穴形成ピンを備えた金型装置を用いて、成形により光コネクタフェルールを成形する際に、樹脂圧によりファイバ穴形成ピンが破損して、結果的に成形できなくなってしまう可能性がある。
【０００４】
本発明の目的は、細径光ファイバに対応した光コネクタフェルールを成形することができるファイバ穴形成ピン及び光コネクタ用金型装置、並びに細径光ファイバに対応可能な光コネクタフェルールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光ファイバが挿入されるファイバ穴を有する光コネクタフェルールを成形するための光コネクタ用金型装置の一部を構成するファイバ穴形成ピンにおいて、ファイバ穴を形成するファイバ穴形成部と、ファイバ穴形成部の基端側に設けられ、ファイバ穴形成部よりも大きい径をもった補助部とを有し、ファイバ穴形成部の径が５０〜１００μｍであり、ファイバ穴形成部及び補助部は、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料で一体的に形成されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明は、ファイバ穴形成ピンを細径化した場合でも、所望のピン強度が確保されるように、実験・評価等を重ねてファイバ穴形成ピンの材質を最適化したものである。即ち、ファイバ穴形成部及び補助部の材料として、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料を用いることにより、ファイバ穴形成部の径を５０〜１００μｍとした場合であっても、所望のピン強度が得られる。従って、小径のファイバ穴を有する光コネクタフェルールの成形時に、樹脂圧によってファイバ穴形成ピンが破損することを防止できる。これにより、細径光ファイバに対応した光コネクタフェルールを成形することが可能となる。
【０００７】
好ましくは、ファイバ穴形成部と補助部との接続部分はテーパ形状を有し、接続部分のテーパ角度が４５度以下である。この場合には、光コネクタフェルールの成形時に、ファイバ穴形成部の根元に集中する応力が低減されるため、ファイバ穴形成ピンの破損をより確実に防止することができる。
【０００８】
また、好ましくは、ファイバ穴形成部の表面粗さは０．０３μｍ以下である。この場合には、ファイバ穴形成ピンを金型内から引き抜く時に生じる摩擦力が低減されるため、ファイバ穴形成ピンの破損をより確実に防止することができる。
【０００９】
さらに、好ましくは、ファイバ穴形成部において、ファイバ穴を形成するための有効長さは０．３〜２ｍｍである。この場合には、ファイバ穴形成ピンの撓みが抑えられるため、ファイバ穴形成ピンが破損しにくくなると共に、フェルール端面の研磨等に与える影響を低減することができる。
【００１０】
また、本発明は、光ファイバが挿入されるファイバ穴を有する光コネクタフェルールを成形するための光コネクタ用金型装置において、上述したファイバ穴形成ピンを含む中子と、中子を挟んで、光コネクタフェルールに対応するキャビティを形成する上金型及び下金型とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
これにより、上述したように、ファイバ穴形成ピンのファイバ穴形成部を小径化した場合であっても、所望のピン強度が得られるため、光コネクタフェルールの成形時に、樹脂圧によってファイバ穴形成ピンが破損することを防止できる。従って、細径光ファイバに対応した光コネクタフェルールを成形することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、上金型または下金型には、ファイバ穴形成ピンの補助部を貫通させる貫通孔を有する支持用突起部が設けられている。これにより、光コネクタフェルールの成形時には、補助部が支持用突起部に支持された状態となるため、ファイバ穴形成部の曲がりが抑えられる。その結果、光コネクタフェルールのファイバ穴の曲がりを低減することができる。
【００１３】
また、本発明の光コネクタフェルールは、光ファイバが挿入されるファイバ穴と、ファイバ穴とつながるように形成され、ファイバ穴よりも大きい径をもったファイバ挿入補助穴とを有し、ファイバ穴の径が５０〜１００μｍであることを特徴とするものである。これにより、小径曲げに対応可能な細径光ファイバを有する光コネクタを形成することができる。
【００１４】
好ましくは、光コネクタフェルールは、上述した光コネクタ用金型装置によって成形されたものである。これにより、ファイバ穴の形状が良好である高品質な光コネクタフェルールを得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ファイバ穴形成ピンのファイバ穴形成部の径を５０〜１００μｍとし、ファイバ穴形成部及び補助部を、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料で一体的に形成したので、ファイバ穴形成ピンを破損させることなく、細径光ファイバに対応したファイバ穴を有する光コネクタフェルールを成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るファイバ穴形成ピン、光コネクタ用金型装置及び光コネクタフェルールの好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る光コネクタ用金型装置の一実施形態を示す分解斜視図である。同図において、本実施形態の光コネクタ用金型装置１は、ＭＴ型の光コネクタフェルールを成形するものである。ＭＴ型の光コネクタフェルールの一例を図２及び図３に示す。
【００１８】
光コネクタフェルール２は、ガイドピン（図示せず）が挿入される１対のガイド穴３と、これらのガイド穴３間に設けられ、光ファイバ（図示せず）が挿入される複数（ここでは４つ）のファイバ穴４とを有している。各ファイバ穴４に挿入される光ファイバの径（直径）は５０〜１００μｍであり、これによりファイバ穴４の径も５０〜１００μｍ程度である。また、各ファイバ穴４の配列ピッチは、１２５〜２５０μｍである。
【００１９】
光コネクタフェルール２における各ファイバ穴４の後側には、ファイバ穴４よりも径の大きい複数のファイバ挿入補助穴５がテーパ部６を介して各ファイバ穴４とつながるように形成されている。このファイバ挿入補助穴５は、光コネクタフェルール２の後側からファイバ穴４に光ファイバを挿入しやすくする為に形成されたものである。なお、ファイバ挿入補助穴５の径は、例えばピッチが２５０μｍの場合で２００μｍ程度である。
【００２０】
光コネクタフェルール２における各ファイバ挿入補助穴５の後側には、複数のファイバ溝７が各ファイバ挿入補助穴５とつながるように形成されている。このファイバ溝７は、光コネクタフェルール２の後側からファイバ穴４に光ファイバを挿入する時のガイドとなるものである。
【００２１】
また、光コネクタフェルール２の上面部には接着剤注入用の窓穴８が形成されており、この窓穴８から接着剤を注入することで、各ファイバ穴４に挿入された光ファイバを固定する。
【００２２】
図１に戻り、光コネクタ用金型装置１は、中子９と、この中子９を挟んで、上記の光コネクタフェルール２に対応するキャビティ１０（図５参照）を形成する下金型１１及び上金型１２とを有している。
【００２３】
中子９は、１対のガイド穴形成ピン１３と、複数本（ここでは４本）のファイバ穴形成ピン１４と、各ガイド穴形成ピン１３の基端側部分を挟持する１対の挟持部材１５ａ，１５ｂと、各挟持部材１５ａ，１５ｂの一端面に突設され、各ファイバ穴形成ピン１４の基端側部分を挟持する１対の挟持部材１６ａ，１６ｂとを有している。
【００２４】
ガイド穴形成ピン１３は、光コネクタフェルール２のガイド穴３を形成するピンである。各ファイバ穴形成ピン１４は、１対のガイド穴形成ピン１３の間に配置されている。各ファイバ穴形成ピン１４の配列ピッチは、１２５〜２５０μｍである。
【００２５】
ファイバ穴形成ピン１４は、図４に示すように、ファイバ穴形成部１７と、このファイバ穴形成部１７の基端側に設けられ、ファイバ穴形成部１７よりも大きい径をもった補助部１８と、この補助部１８の基端側に設けられた略直方体状の固定部１９とを有している。ファイバ穴形成部１７と補助部１８との接続部分は、テーパ部２０を構成している。
【００２６】
ファイバ穴形成部１７は、光コネクタフェルール２のファイバ穴４を形成するピン部分である。ファイバ穴形成部１７の径（直径）Ａは、ファイバ穴４に挿入される光ファイバと同様に５０〜１００μｍである。補助部１８は、光コネクタフェルール２のファイバ挿入補助穴５を形成するピン部分である。ファイバ挿入補助穴５の径（直径）Ｂは、例えば２００μｍ程度である。
【００２７】
このようなファイバ穴形成ピン１４は、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料で形成されている。金属材料としては、例えば鉄、コバルト、カーボンを含む超硬合金が用いられる。このように構成することにより、ファイバ穴形成部１７の径が５０〜１００μｍと小さい場合でも、成形処理に対する強度が確保されるようになる。
【００２８】
また、成形処理に対するファイバ穴形成部１７の強度をより高くするには、テーパ部２０のテーパ角度θが４５度以下であることが好ましく、またファイバ穴形成部１７の表面粗さが０．０３μｍ以下であることが好ましい。なお、ここでいう表面粗さは、ＪＩＳ等で規定されている中心線平均粗さ（Ｒａ）である。
【００２９】
また、ファイバ穴形成部１７において、光コネクタフェルール２のファイバ穴４を形成するための有効長さ（図３に示すファイバ穴４の長さＤに相当）は、好ましくは０．３〜２ｍｍである。これにより、ファイバ穴形成ピン１４の撓みが抑えられるため、ファイバ穴形成ピン１４の曲がりや破損が生じにくくなる。また、光コネクタフェルール２の成形後に実施されるフェルール端面の研磨等にほとんど影響を与えなくて済む。
【００３０】
図１に戻り、挟持部材１６ａ，１６ｂには、ファイバ穴形成ピン１４の固定部１９が嵌入される穴部（図示せず）と、ファイバ穴形成ピン１４の補助部１８の基端側部分が挿入される溝部２１とが設けられている。これにより、ファイバ穴形成ピン１４を挟持部材１６ａ，１６ｂにより強固に保持することができる。
【００３１】
下金型１１の両端部には、挟持部材１５ａ，１５ｂに挟持された各ガイド穴形成ピン１３を位置決めするためのＶ溝２２が１対ずつ設けられている。上金型１２には、Ｖ溝２２に挿入された各ガイド穴形成ピン１３を押圧するための１対の矩形溝２３が設けられている。また、下金型１１の一端部には、各光ファイバ穴形成ピン１４のファイバ穴形成部１７を位置決めするための複数のＶ溝２４が設けられ、下金型１１の他端部には、挟持部材１６ａ，１６ｂを配置するためのスペース２５が設けられている。
【００３２】
下金型１１の内壁面には、光コネクタフェルール２の窓穴８を形成すると共に各ファイバ穴形成ピン１４を支持する支持用突起部２６が立設されている。この支持用突起部２６には、各ファイバ穴形成ピン１４の補助部１８を貫通させる複数の貫通孔２７が設けられている。また、支持用突起部２６には、各貫通孔２７を貫通した各ファイバ穴形成ピン１４が挿入される複数のＵ溝２８が各貫通孔２７とつながるように設けられている。これにより、各ファイバ穴形成ピン１４のファイバ穴形成部１７が正確に位置合わせされることとなる。
【００３３】
以上のように構成した光コネクタ用金型装置１を用いて、光コネクタフェルール２を成形する場合は、図５に示すように、各ガイド穴形成ピン１３をＶ溝２２に配置させると共に、各ファイバ穴形成ピン１４を支持用突起部２６の貫通孔２７に通して、ファイバ穴形成部１７をＶ溝２４に配置させ、その状態で上金型１１と下金型１２とを閉じる。そして、上金型１１、下金型１２及び中子９によって形成されるキャビティ１０内に溶融樹脂を充填させる。溶融樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やエポキシ樹脂等が用いられる。そして、キャビティ１０内の樹脂が固化した後、各ガイド穴形成ピン１３及び各ファイバ穴形成ピン１４をキャビティ１０内から引き抜く。そして、上金型１１と下金型１２とを開く。これにより、図２に示すような光コネクタフェルール２が形成される。
【００３４】
このような成形工程において、ファイバ穴形成ピン１４は、上述したように高強度の金属材料で形成されているので、溶融樹脂が流れる時や樹脂が硬化する時の応力によってファイバ穴形成ピン１４が破損してしまうことは殆ど無い。これにより、光コネクタフェルール２を成形できなくなってしまう事を防止できる。また、ファイバ穴形成ピン１４のテーパ部２０のテーパ角度θを４５度以下とすることにより、ファイバ穴形成ピン１４のファイバ穴形成部１７の根元にかかる応力が低減されるため、ファイバ穴形成ピン１４の破損をより効果的に防ぐことができる。
【００３５】
さらに、成形時には、ファイバ穴形成ピン１４が下金型１１の支持用突起部２６に支持された状態となるので、溶融樹脂が流れる時の応力によってファイバ穴形成ピン１４のファイバ穴形成部１７が補助部１８に対して曲がることは殆ど無い。
【００３６】
また、ファイバ穴形成ピン１４のファイバ穴形成部１７の表面粗さを０．０３μｍ以下と滑らかにすることにより、ファイバ穴形成ピン１４を引き抜く時に生じる摩擦力が小さくなり、ファイバ穴形成部１７の根元にかかる応力が低減される。このため、ファイバ穴形成ピン１４の引き抜き力によってファイバ穴形成部１７が破損してしまうことも殆ど無い。
【００３７】
従って、細径光ファイバに対応すべく、ファイバ穴形成ピン１４のファイバ穴形成部１７を小径にした場合であっても、ファイバ穴４のくずれや曲がり等がほとんど無い高品質な光コネクタフェルール２を得ることができる。
【００３８】
ここで、硬度が９２HRA以上、ヤング率が５７０Gpa以上の金属材料（鉄、コバルト、カーボンを含む超硬合金）でファイバ穴形成ピンを形成し、実際にＭＴコネクタフェルールの成形を行ったところ、ファイバ穴形成部の径が５０〜１００μｍであれば、ファイバ穴形成ピンが殆ど破損することなく成形可能であることが確認された。
【００３９】
例えば、一般的なファイバ穴形成ピン（硬度が９０．６〜９１．８HRA、ヤング率が５４０〜５５０Gpaの超硬合金で形成され、ファイバ穴形成部の径が１２５μｍであるピン）の曲げ破壊強度を１とした場合、全く同じ金属材料で形成され、ファイバ穴形成部の径が８０μｍであるファイバ穴形成ピンの曲げ破壊強度は、約０．１７であった。この場合には、ＭＴコネクタフェルールの成形が困難であった。
【００４０】
一方、ファイバ穴形成部の径が８０μｍであるファイバ穴形成ピンを、硬度が９３．５HRA、ヤング率が５７０Gpaの超硬合金で形成した場合には、ファイバ穴形成ピンの曲げ破壊強度は、一般的なファイバ穴形成ピンに対して０．５〜０．７となり、大幅に改善された。この場合には、ＭＴコネクタフェルールの成形を行うことができた。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、ＭＴ型の多心コネクタフェルールを成形するものであるが、本発明は、これに限らず、ＭＰＯ／ＭＰＸ／ＭＴ−ＲＪ型の多心コネクタフェルールや単心コネクタフェルール等を成形するものにも適用可能である。
【００４２】
また、上記実施形態の光コネクタ用金型装置では、光コネクタフェルール２の窓穴８を形成すると共にファイバ穴形成ピン１４を貫通させる貫通孔２７を有する支持用突起部２６を設けたが、本発明は、そのような貫通孔の無い、単に光コネクタフェルールの窓穴を形成するだけの突起部を下金型または上金型に設けたものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る光コネクタ用金型装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す光コネクタ用金型装置を用いて成形される光コネクタフェルールの一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す光コネクタフェルールの垂直方向断面図である。
【図４】図１に示すファイバ穴形成ピンの側面図である
【図５】図１に示す光コネクタ用金型装置の垂直方向断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…光コネクタ用金型装置、２…光コネクタフェルール、４…ファイバ穴、９…中子、１０…キャビティ、１１…下金型、１２…上金型、１４…ファイバ穴形成ピン、１７…ファイバ穴形成部、１８…補助部、２０…テーパ部（接続部分）、２６…支持用突起部、２７…貫通孔。
【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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