JP5303402B2 - Optical communication component and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、光通信素子を内蔵する光通信部品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an optical communication component incorporating an optical communication element and a method for manufacturing the same.
例えば、自動車内の伝送情報の大容量化、高速化に対処するため、自動車内でも光ファイバケーブルによる光通信システムが採用されるようになってきている。このような光通信システムを構成する車載用光通信部品の一つとして、光トランシーバ(FOT:Fiber Optical Transceiver)を内蔵した光コネクタが用いられる(特許文献1参照)。 For example, in order to cope with an increase in capacity and speed of transmission information in an automobile, an optical communication system using an optical fiber cable has been adopted in the automobile. As one of in-vehicle optical communication components constituting such an optical communication system, an optical connector incorporating an optical transceiver (FOT: Fiber Optical Transceiver) is used (see Patent Document 1).
この種の従来の光コネクタ50は、図4に示すように、相手側光コネクタ(図示せず)が嵌合されるコネクタハウジング51と、このコネクタハウジング51内に配置される一対の光トランシーバ60とを備えている。
As shown in FIG. 4, this type of conventional
コネクタハウジング51は、外壁部51aと嵌合先端壁51bに囲まれたコネクタ嵌合室52を有する。このコネクタ嵌合室52に相手側光コネクタ(図示せず)が嵌合される。嵌合先端壁51bの二箇所には、コネクタ嵌合室52に向かって円筒状の光ファイバ位置決め部53が突出されている。相手側コネクタ(図示せず)が嵌合されると、相手側コネクタ(図示せず)の光ファイバ(図示せず)の先端部が光ファイバ位置決め部53によって位置決めされる。又、コネクタハウジング51は、嵌合先端壁51bのコネクタ嵌合室52の反対側に光トランシーバ固定壁51cを有する。
The
各光トランシーバ60は、光トランシーバ固定壁51cに固定され、集光レンズ66がファイバ位置決め部53の内部に突出された状態で配置されている。
Each
各光トランシーバ60は、リードフレーム61と光電変換素子(図示せず)と、これらの外周を覆うように配置された樹脂成形部63とを備えている。樹脂成形部63は、リードフレーム61の外周に配置されたベース部64と、このベース部64より突出された突出部65と、突出部65の上端に設けられた集光レンズ66とを備え、これらが光伝搬可能な樹脂材より一体に形成されている。樹脂成形部63は、ベース部64と集光レンズ66を有する突出部65とから構成されている。突出部65の側壁面は、ベース部64より先端側に向かって徐々に縮径する円錐状のテーパ側壁面65aとして構成されている。
Each
かかる光コネクタ50の製造方法の一従来例を簡単に説明する。先ず、リードフレーム61及び光電変換素子(図示せず)をインサート成形の内部部品として樹脂成形部63を一次成形を行い、光トランシーバ60を作製する。次に、光トランシーバ60をインサート成形の内部部品として二次成形を行い、コネクタハウジング51を作製する。
A conventional example of a method for manufacturing the
二次成形に用いられる金型70は、図5(a)、(b)に示すように、筒状の光ファイバ位置決め部53の外周面を形成するための外周ブロック部71と、筒状の光ファイバ位置決め部53の内周面を形成するための内周筒部72とを備えている。そして、金型密閉過程では、内周筒部72が光トランシーバ20の突出部65の外周にガイドされつつ挿入され、図5(b)に示すように、内周筒部72の先端面72aが光トランシーバ60のベース部64の上面で、且つ、突出部65との境界に突き当たる位置まで挿入される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
金型70内への樹脂注入時には、図5(a)にて矢印で示すように、溶融樹脂が光トランシーバ60のベース部64の外周に流れ込むことによって光トランシーバ固定壁51cが成形されると共に、外周ブロック部71と内周筒部72の間のスペースに流れ込むことによって光ファイバ位置決め部53が成形される。
At the time of injecting resin into the
しかしながら、前記従来例では、金型70の内周筒部72の最終的な挿入位置では、突出部65の外周面がテーパ側壁面65aであるため、図6に示すように、光トランシーバ60の突出部65に対し金型70の内周筒部72が相対的に傾斜可能であり、突出部65の軸方向(集光レンズ66の光軸方向)C3と内周筒部72の軸方向(光ファイバの光軸方向)C4がずれた状態で二次成形が行われる恐れがある。すると、集光レンズ66の光軸方向C3と光ファイバの光軸方向C4が一致しないため、高精度な光通信を行うことができない。車載用光通信では、通信速度が上がれば上がるほど、光トランシーバ側と光ファイバ側の光軸精度が要求され、その対策が必要とされている。
However, in the conventional example, at the final insertion position of the inner peripheral
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、光通信素子側の光軸と光ファイバ側の光軸を精度良く一致させることができる光通信部品及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical communication component capable of accurately matching the optical axis on the optical communication element side and the optical axis on the optical fiber side, and a method for manufacturing the same. The purpose is to do.
請求項1の発明は、ベース部に突出部が突出され、前記突出部の上端に集光レンズを有する光通信素子と、前記光通信素子を固定する素子固定部と、前記突出部の周囲に筒状に突設され、挿入される光ファイバの位置決めを行う光ファイバ位置決め部とを有する二次樹脂成形部とを備え、前記突出部の根本箇所は、前記ベース部の上面に対し垂直なストレート側壁面であり、前記突出部の外周と前記光ファイバ位置決め部の内周の間には、金型が挿入される金型挿入スペースが設けられ、前記金型挿入スペースに挿入された前記金型が前記ストレート側壁面の外周面に対し相対的に傾斜不能とされ、前記集光レンズの光軸と前記光ファイバの光軸が一致されたことを特徴とする光通信部品である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical communication element having a protruding portion protruding from a base portion and having a condenser lens at an upper end of the protruding portion, an element fixing portion for fixing the optical communication element, and a periphery of the protruding portion. And a secondary resin molding part that has an optical fiber positioning part that projects in a cylindrical shape and positions an optical fiber to be inserted, and the base part of the protruding part is a straight line perpendicular to the upper surface of the base part A mold insertion space into which a mold is inserted is provided between the outer periphery of the protruding portion and the inner periphery of the optical fiber positioning portion, and the mold inserted into the mold insertion space. Is an optical communication component characterized in that it can not be inclined relative to the outer peripheral surface of the straight side wall surface, and the optical axis of the condenser lens and the optical axis of the optical fiber coincide with each other .
請求項2の発明は、請求項1記載の光通信部品であって、前記突出部の前記ストレート側壁面より先端箇所は、先端に向かうに従って縮径されたテーパ側壁面であることを特徴とする光通信部品である。 A second aspect of the present invention is the optical communication component according to the first aspect, wherein the tip portion of the projecting portion is a tapered side wall surface having a diameter reduced toward the tip. It is an optical communication component.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の光通信部品であって、前記二次樹脂成形部は、コネクタハウジングであることを特徴とする光通信部品である。 A third aspect of the present invention is the optical communication component according to the first or second aspect, wherein the secondary resin molded portion is a connector housing.
請求項4の発明は、ベース部に突出部が突出され、前記突出部の根本箇所が前記ベース部の上面に対し垂直なストレート側壁面であり、且つ、前記記突出部の上端に集光レンズを有する光通信素子を作製し、前記光通信素子をインサート成形の内部部品として、前記光通信素子を固定する素子固定部と、前記突出部の周囲に突設され、挿入される光ファイバの位置決めを行う光ファイバ位置決め部とを有する二次樹脂成形部を作製する光通信部品の製造方法であって、前記二次樹脂成形部を作製する成形過程では、金型の内周筒部が前記突出部の外周にガイドされつつ挿入され、内周筒部の最終的な挿入位置では、内周筒部が突出部のストレート側壁面にガイドされた状態で樹脂の射出成形を行うことを特徴とする光通信部品の製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, a protruding portion is protruded from the base portion, a root portion of the protruding portion is a straight side wall surface perpendicular to the upper surface of the base portion, and a condensing lens is provided at the upper end of the protruding portion. An optical communication element having the optical communication element as an internal part of insert molding, and an element fixing portion for fixing the optical communication element, and a positioning of an optical fiber that is provided around and protrudes from the protrusion An optical communication component manufacturing method for producing a secondary resin molded part having an optical fiber positioning part for performing the molding, wherein in the molding process for producing the secondary resin molded part, the inner peripheral cylindrical part of the mold protrudes. It is inserted while being guided by the outer periphery of the part, and at the final insertion position of the inner peripheral cylindrical part, resin injection molding is performed in a state where the inner peripheral cylindrical part is guided by the straight side wall surface of the protruding part. A method for manufacturing optical communication components. .
請求項5の発明は、請求項4記載の光通信部品の製造方法であって、前記突出部の前記ストレート側壁面より先端箇所は、先端に向かうに従って縮径されたテーパ側壁面であることを特徴とする光通信部品の製造方法である。 A fifth aspect of the present invention is the method of manufacturing an optical communication component according to the fourth aspect, wherein the tip portion of the projecting portion is a tapered side wall surface having a diameter reduced toward the front end. It is the manufacturing method of the optical communication component characterized.
請求項1の発明によれば、光通信素子をインサート成形の内部部品として二次樹脂成形部を作製する際に、金型の内周筒部が光通信素子の突出部の外周に挿入され、内周筒部の最終的な挿入位置では、内周筒部が突出部のストレート側壁面にガイドされるため、内周筒部の軸方向が突出部の軸方向に一致し、これにより、内周筒部の先端面が突出部の周囲のベース部の面に全周状で隙間なく当接するため、突出部の軸と光ファイバ位置決め部の軸が精度良く一致する。これにより、光通信素子側の光軸と光ファイバ側の光軸を精度良く一致させることができる。 According to the invention of claim 1, when producing the secondary resin molding part using the optical communication element as an internal part of insert molding, the inner peripheral cylindrical part of the mold is inserted into the outer periphery of the protruding part of the optical communication element, At the final insertion position of the inner peripheral cylindrical portion, the inner peripheral cylindrical portion is guided by the straight side wall surface of the protruding portion, so that the axial direction of the inner peripheral cylindrical portion coincides with the axial direction of the protruding portion. Since the front end surface of the peripheral tube portion is in contact with the surface of the base portion around the protruding portion without any gaps, the axis of the protruding portion and the axis of the optical fiber positioning portion are accurately aligned. Thereby, the optical axis on the optical communication element side and the optical axis on the optical fiber side can be made to coincide with each other with high accuracy.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、光通信素子をインサート成形の内部部品として二次樹脂成形部を作製する際に、金型の内周筒部が光通信素子の突出部の外周にガイドされつつスムーズに挿入される。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、二次樹脂成形部がコネクタハウジングである場合に、請求項1又は請求項2の発明の効果を得ることができる。
According to invention of
請求項4の発明によれば、光通信素子をインサート成形の内部部品として二次樹脂成形部を作製する際に、金型の内周筒部が光通信素子の突出部の外周に挿入され、内周筒部の最終的な挿入位置では、内周筒部が突出部のストレート側壁面にガイドされるため、内周筒部の軸方向が突出部の軸方向に一致し、これにより、内周筒部の先端面が突出部の周囲のベース部の面に全周状で隙間なく当接するため、突出部の軸と光ファイバ位置決め部の軸が精度良く一致する。これにより、光通信素子側の光軸と光ファイバ側の光軸を精度良く一致させることができる。 According to the invention of claim 4, when producing the secondary resin molding part using the optical communication element as an internal part of insert molding, the inner peripheral cylindrical part of the mold is inserted into the outer periphery of the protruding part of the optical communication element, At the final insertion position of the inner peripheral cylindrical portion, the inner peripheral cylindrical portion is guided by the straight side wall surface of the protruding portion, so that the axial direction of the inner peripheral cylindrical portion coincides with the axial direction of the protruding portion. Since the front end surface of the peripheral tube portion is in contact with the surface of the base portion around the protruding portion without any gaps, the axis of the protruding portion and the axis of the optical fiber positioning portion are accurately aligned. Thereby, the optical axis on the optical communication element side and the optical axis on the optical fiber side can be made to coincide with each other with high accuracy.
請求項5の発明によれば、請求項4の発明の効果に加え、光通信素子をインサート成形の内部部品として二次樹脂成形部を作製する際に、金型の内周筒部が光通信素子の突出部の外周にガイドされつつスムーズに挿入される。
According to the invention of
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明の一実施形態を示し、図1は光コネクタ1の断面図、図2は光トランシーバ20の断面図、図3(a)は二次樹脂成形時における金型30の密閉時の要部断面図、図3(b)は図3(a)のP部拡大図である。
1 to 3 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view of an optical connector 1, FIG. 2 is a sectional view of an
図1に示すように、光通信部品である光コネクタ1は、相手側光コネクタ(図示せず)が嵌合される二次樹脂成形部であるコネクタハウジング2と、このコネクタハウジング2の外周を覆うシールドケース(図示せず)と、コネクタハウジング2内に配置される光通信素子である一対の光トランシーバ20(FOT:Fiber Optical Transceiver)とを備えている。
As shown in FIG. 1, an optical connector 1 that is an optical communication component includes a
コネクタハウジング2は、方形枠状に囲まれた外壁3と、その先端側に配置された嵌合先端壁4とを有し、これらによって内部にコネクタ嵌合室5が設けられている。このコネクタ嵌合室5に相手側光コネクタ(図示せず)が嵌合される。嵌合先端壁4のコネクタ嵌合室側の面がコネクタ嵌合先端面4aである。相手側光コネクタ(図示せず)のコネクタハウジング(図示せず)がコネクタ嵌合先端面4aに突き当たる位置が適正な嵌合位置である。嵌合先端壁4の二箇所には、コネクタ嵌合室5に向かって円筒状の光ファイバ位置決め部6が突出されている。相手側コネクタ(図示せず)が嵌合されると、相手側コネクタ(図示せず)の光ファイバ(図示せず)の先端部が光ファイバ位置決め部6によって位置決めされる。又、コネクタハウジング2は、嵌合先端壁4のコネクタ嵌合室5の反対側に素子固定部である光トランシーバ固定壁7を有する。
The
各光トランシーバ20は、光トランシーバ固定壁7に固定され、下記する集光レンズ10が光ファイバ位置決め部6の内部に突出された状態で配置されている。各光トランシーバ20は、図2に詳しく示すように、リードフレーム21と、このリードフレーム21上に配置されたセラミックス基板22と、このセラミックス基板22上に配置された光電変換素子23と、リードフレーム21、セラミックス基板22及び光電変換素子23の外周に配置され、これらの部材を固定する樹脂成形部24とを備えている。
Each
各光電変換素子23は、セラミックス基板22の高さによって、下記する集光レンズ10に対して適正な光通信を行うことができる距離に配置されている。
Each
一対の光電変換素子23は、その一方が発光素子であり、他方が受光素子である。各光電変換素子23は、集光レンズ10の焦点位置に配置され、セラミックス基板22と導通ワイヤー25a,25bを介して所定のリードフレーム21に電気的に接続されている。
One of the pair of
樹脂成形部24は、リードフレーム21の外周を覆うベース部26と、このベース部26より上方に突出された突出部27と、この突出部27の上端に設けられた集光レンズ10とから成り、これらが光伝搬可能な樹脂材より一体に形成されている。突出部27の側壁面は、その根本箇所がベース部26の上面に対し垂直な円周状のストレート側壁面27aに、このストレート側壁面27aより先端箇所が先端に向かうに従って縮径された円錐状のテーパ側壁面27bに形成されている。
突出部27の外周と光ファイバ位置決め部6の内周の間には、金型30の内周筒部32が挿入される金型挿入スペース40が設けられている。
The resin molded
Between the outer periphery of the protruding
次に、光コネクタ1の製造方法を説明する。先ず、リードフレーム21、セラミックス基板22及び光電変換素子23をインサート成形の内部部品として樹脂成形部24を成形し、これによって光トランシーバ20を作製する。この一次樹脂成形工程によって集光レンズ10が樹脂成形部24によって一体に形成される。
Next, a method for manufacturing the optical connector 1 will be described. First, the
次に、光トランシーバ20をインサート成形の内部部品としてコネクタハウジング2を二次樹脂成形によって作製する。
Next, the
最後に、コネクタハウジング2の外周にシールドケース(図示せず)を装着すれば、完了する。
Finally, when a shield case (not shown) is attached to the outer periphery of the
前記した二次樹脂成形過程を詳細に説明する。二次樹脂成形に用いられる金型30は、図3(a)、(b)に示すように、筒状の光ファイバ位置決め部6の外周面を形成するための外周ブロック部31と、筒状の光ファイバ位置決め部6の内周面を形成するための内周筒部32とを備えている。金型密閉過程では、内周筒部32が光トランシーバ20の突出部27のテーパ側壁面27bにガイドされつつ挿入される。そして、図3(b)に示すように、内周筒部32の先端面32aが光トランシーバ20のベース部26の上面で、且つ、突出部27との境界に突き当たる位置まで挿入される。
The above-described secondary resin molding process will be described in detail. As shown in FIGS. 3A and 3B, the
金型30内への樹脂注入時には、溶融樹脂は、図3(a)にて矢印で示すように、光トランシーバ20のベース部26の外周に流れ込むと共に、外周ブロック部31と内周筒部32の間のスペースに流れ込む。光トランシーバ20のベース部26の外周に滞留した溶融樹脂によって光トランシーバ固定壁7が成形され、外周ブロック部31と内周筒部32の間のスペースに滞留した溶融樹脂によって筒状の光ファイバ位置決め部6が成形される。
At the time of injecting the resin into the
以上、説明したように光トランシーバ20の突出部27の根本箇所は、ベース部26の上面に対し垂直なストレート側壁面27aに形成されている。従って、光トランシーバ20をインサート成形の内部部品としてコネクタハウジング2を作製する際に、金型の内周筒部32が光トランシーバ20の突出部27の外周に挿入され、内周筒部32の最終的な挿入位置では、内周筒部32が突出部27のストレート側壁面27aにガイドされ、内周筒部32の先端面32aが光トランシーバ20のベース部26の上面で、且つ、突出部27との境界に突き当たる位置まで挿入される。そのため、光トランシーバ20の突出部27に対し金型30の内周筒部32が相対的に傾斜不能で、且つ、光トランシーバ20の突出部27の軸方向(集光レンズ10の光軸)C1と内周筒部32の軸方向(光ファイバの光軸)C2が一致した状態で位置決めされる。これにより、集光レンズ10の光軸C1と光ファイバの光軸C2を精度良く一致する光コネクタ1を提供できる。
As described above, the root portion of the protruding
又、二次樹脂成形の金型密閉状態では、内周筒部32の内面と突出部27の側壁面の間は、突出部27のストレート側壁面27aの全領域で面接触するので、溶融樹脂が内周筒部32の内側(集光レンズ10が配置された側)に流れ込むのを確実に防止できる。
Further, in the sealed state of the mold of the secondary resin molding, since the inner surface of the inner peripheral
突出部27のストレート側壁面27aより先端箇所は、先端に向かうに従って縮径されたテーパ側壁面27bに形成されている。従って、光トランシーバ20をインサート成形の内部部品としてコネクタハウジング2を作製する際に、金型30の内周筒部32が光トランシーバ20の突出部27の外周にガイドされつつスムーズに挿入される。
A tip portion of the protruding
この実施形態では、光通信素子が光トランシーバ20であり、二次樹脂成形部がコネクタハウジング2であり、最終的に光コネクタ1を作製したが、光コネクタ以外の部品を作製する場合にも本発明を同様に適用できることはもちろんである。
In this embodiment, the optical communication element is the
尚、前記実施形態では、光電変換素子23は、発光素子と受光素子であるが、受発光素子であっても良い。
In the embodiment, the
1 光コネクタ
2 コネクタハウジング(二次樹脂成形部)
6 光ファイバ位置決め部
7 光ファイバ固定壁(素子固定部)
10 集光レンズ
20 光トランシーバ(光通信素子)
26 ベース部
27 突出部
27a ストレート側壁面
27b テーパ側壁面
30 金型
32 内周筒部
1
6 Optical
10 condensing
26
Claims (5)
前記光通信素子を固定する素子固定部と、前記突出部の周囲に筒状に突設され、挿入される光ファイバの位置決めを行う光ファイバ位置決め部とを有する二次樹脂成形部とを備え、
前記突出部の根本箇所は、前記ベース部の上面に対し垂直なストレート側壁面であり、
前記突出部の外周と前記光ファイバ位置決め部の内周の間には、金型が挿入される金型挿入スペースが設けられ、
前記金型挿入スペースに挿入された前記金型が前記ストレート側壁面の外周面に対し相対的に傾斜不能とされ、前記集光レンズの光軸と前記光ファイバの光軸が一致されたことを特徴とする光通信部品。 An optical communication element having a protruding portion protruding from the base portion and having a condenser lens at the upper end of the protruding portion;
A secondary resin molding part having an element fixing part that fixes the optical communication element, and an optical fiber positioning part that projects in a cylindrical shape around the protruding part and positions an optical fiber to be inserted;
The base portion of the protruding portion is a straight side wall surface perpendicular to the upper surface of the base portion,
Between the outer periphery of the protruding portion and the inner periphery of the optical fiber positioning portion, a mold insertion space into which a mold is inserted is provided,
The mold inserted into the mold insertion space cannot be inclined relative to the outer peripheral surface of the straight side wall surface, and the optical axis of the condenser lens and the optical axis of the optical fiber are matched. Features optical communication components.
前記突出部の前記ストレート側壁面より先端箇所は、先端に向かうに従って縮径されたテーパ側壁面であることを特徴とする光通信部品。 The optical communication component according to claim 1,
An optical communication component characterized in that a tip portion of the protruding portion from the straight side wall surface is a tapered side wall surface having a diameter reduced toward the tip.
前記二次樹脂成形部は、コネクタハウジングであることを特徴とする光通信部品。 The optical communication component according to claim 1 or 2,
The optical communication component, wherein the secondary resin molding part is a connector housing.
前記二次樹脂成形部を作製する成形過程では、金型の内周筒部が前記突出部の外周にガイドされつつ挿入され、内周筒部の最終的な挿入位置では、内周筒部が突出部のストレート側壁面にガイドされた状態で樹脂の射出成形を行うことを特徴とする光通信部品の製造方法。 An optical communication element having a protruding portion protruding from a base portion, a root portion of the protruding portion being a straight side wall surface perpendicular to the upper surface of the base portion, and a condensing lens at the upper end of the protruding portion is manufactured. The optical communication element is used as an internal part for insert molding, and an element fixing portion for fixing the optical communication element, and an optical fiber that projects in a cylindrical shape around the protrusion and positions the inserted optical fiber A method of manufacturing an optical communication component for producing a secondary resin molded part having a positioning part,
In the molding process of producing the secondary resin molded part, the inner peripheral cylindrical part of the mold is inserted while being guided by the outer periphery of the protruding part, and the inner peripheral cylindrical part is inserted at the final insertion position of the inner peripheral cylindrical part. A method for producing an optical communication component, comprising performing injection molding of a resin while being guided by a straight side wall surface of a protruding portion.
前記突出部の前記ストレート側壁面より先端箇所は、先端に向かうに従って縮径されたテーパ側壁面であることを特徴とする光通信部品の製造方法。 A method of manufacturing an optical communication component according to claim 4,
The method of manufacturing an optical communication component, wherein a tip portion of the protruding portion from the straight side wall surface is a tapered side wall surface having a diameter reduced toward the tip.
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