JPS6032163B2 - プラスチツク光コネクタ用プラグにおける中子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は寸法精度が高く、量産性に優れたプラスチック
光コネクタ用プラグにおける中子の製造方法に関する。

第１図は従来のこの種のプラスチック光コネクタの概略
構成図で、これを同図において説明すると、全体を符号
１で示すプラスチック光コネクタは、一対のプラグ２と
、これら一対のプラグ２が両端部に螺合連結されるソケ
ット３によって構成される。プラグ２としては光フアィ
バ（図示せず）の端部が挿入固定される中子４と、この
中子４が挿通される袋ナット５とを備えている。前記中
子４の外周面には鍔部４ａが一体に形成され、袋ナット
５の内孔で、かつソケット３側内周面にはめねじ６が形
成されている。一方、ソケット３は前記一対のプラグ２
の夫々の中子４が挿入されるスリーブ７と、このスリー
ブ７の外周に欧合固定され、両端部外周面にはおねじ８
が形成されて前記袋ナット５のめねじ６が螺合するスリ
ーブホルダ９とで構成されている。ところで、プラグ２
の中子４は一般に金属の切削加工によって製作されてい
るので、その製作には多くの加工工程と加工時間および
高価な工作機械と高度な切削技術を要し、製造コストと
量産性に問題があった。

また、夫々のプラグ２に固定された微細寸法の光フアィ
バの端面同士を正確に対俵ざせるために、特に中子４の
加工において高精度な加工が要求されるにも拘らず、光
フアィバ素線が挿入される円孔１０の中子外周に対する
偏心量を１〜２山肌以内に押えることが困難で、高度の
熟練が要求されるという不都合があった。また、中子４
のセラミック又はセラミックと金種との複合体で形成し
たものも知られているが、このようなものにおいては加
工に非常に多くの時間と特殊研磨技術を要するので、高
精度加工はできるものの、量産性に欠け、製造コストが
高くなるという欠点があった。この他、第１図に示す構
造のコネクタ１をプラスチックで製作したものも知られ
ているが、この場合には前述した通り高精度を要求され
る中子４の成形金型を切削加工により製作しているので
、円孔１０の偏心量はたかだか４〜５ムのが限度で、軸
ずれが大きいほかスリーブ７とギャップによるずれも加
わり、光フアィバの接続損失が増大するという大きな欠
点があった。

さらに、プラスチック製のコネクタ１においては、中子
４とスリーブ７とのギャップによるずれを無くすため、
スリーブ７として金属製の割りスリーブも用いられてい
るが、このような割りスリーブは高価で、プラスチック
化によるコスト低減を達成できない、などの不都合があ
った。本発明は上述したような点に鑑みてなされたもの
で、量産性に殴れ、低価格で、高精度に製作し得るよう
にしたプラスチック光コネクタ用プラグにおける中子の
製造方法を提供するものであり、その特徴とするところ
は、ロッドの一端面中央部に光フアィバ素線とほぼ同径
の円孔を設け、この円孔に小ロッドを差し込み、このロ
ッドをマスタ型としてこれにニッケル電鏡を施した所定
の厚さの露錠層を形成し、この電銭層から小ロッドを残
してロッドを抜き出して電鏡金型とし、この霞銭金型と
一対の金型およびこれらの金型に挿入されて形成される
べき中子の内孔を形成するパイプとで中子成形用金型を
形成し、この金型のキャビティ内にプラスチックを射出
充填することにより中子を形成するようにしたことにあ
る。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明によって製造された中子をその中心線に
沿って破断した斜視図である。

同図において、中子２０は合成樹脂によって一体に形成
されるもので、光フアィバ心線が挿入される円筒板２０
Ａと、この円筒体２０Ａの外周面中間部に一体に設けら
れた金言部２０Ｂとで構成され、前記円筒体２０Ａの内
孔２１の一端部には内径が小さく設定されることにより
光フアイバ素線が挿入される挿入円孔２２が設けられ、
また前記金号部２０Ｂの外周には位置決め用切欠き２３
が軸方向に沿って形成されている。この切欠き２３は中
子成形時における樹脂の流れ、硬イＱ伏態などの不均一
性によって生じ得る挿入円孔２２の偏心方向と同一方向
に設けられる。次に、上記礎成による中子２０の製造方
法を第３図および第４図に基づいて説明する。

先ず第３図ａに示すように金属、セラミックまたはこれ
らの複合体からなる円柱状のロッド２５が形成される。

このロッド２５は前記円筒体２０Ａの外径と同じ外径を
有して滑らかな表面を持ち、その一端面中央部には光フ
アィバ秦線とほぼ同径で、かつロッド２５の外径に対し
て偏心がほとんどない円孔２６が形成される。そして、
この円孔２６には光フアィバ素線とほぼ同径で、かつ剛
性の大きな材料（例えば焼入鋼、タングステン合金など
）からなる真直ぐな小ロッド２７の一端が所定の深さま
で挿入される。第３図ｂはこの状態を示す。なお、小ロ
ッド２７の他端には後述する電鏡金型からの抜けを防止
する係止部２８が設けられている。小ロッド２７が円孔
２６に差し込まれたロッド２５は、該ロッド２５を金属
で構成した場合、そのま）マスタ型として第３図ｃに示
すニッケル電錆浴槽２９に浸潰され、ニッケル電銃が施
される。一方、ロッド２５がセラミックで構成される場
合には、表面にクロム−金の蒸着を行った後、ニッケル
電銭浴槽２９は浸潰される。なお、３０は電源、３１は
ニッケル電極である。ニッケル電銭によって前記ロッド
２５および小ロッド２６の外周面に所定の厚さに成長し
た亀銭層３２が形成されると、これをニッケル電鏡浴槽
２９から取り出してロッド２５を電銭層３２から抜き取
ると、第３図ｄに示す中空状の蚕銭金型３３が得られる
。この場合、小ロッド２７は係止部２８によって露鋳金
型３３内に残され、ロッド２５の円孔２６に挿入されて
いた挿入端部が今度は亀鏡金型３３の内孔３４内に突出
し、突出端部２７ａを構成する。この突出端部２７ａは
第２図に示した中子２０の挿入円孔２２を形成するため
に用いられる。前記内孔３４の孔径はロッド２５の外径
と同一寸法で、該内孔３４に対する前記突出端部２７ａ
の偏心はほとんど無い。このようにして形成された電銭
金型３３は第４図に示す一対の金型３５Ａ，３５Ｂおよ
びパイプ４０と共に中予成形用金型３５を形成する。

この場合、図において上方の金型３５Ａには形成すべき
中子２０の鍔部２０Ｂと円筒体２０Ａを形成するための
凹部３７（キャピテイ３６の一部を構成）が形成され、
下方の金型３５Ｂには前記電銭金型３３の校合孔３８が
形成される。また、金型３５Ａの前記凹部３７の内壁面
所定箇所には中子２０の鍔部２０Ｂに設けられる位置決
め用切欠き２３を形成するための突起３９が形成される
。前記キャピティ３６には中子２０の内孔２１を形成す
るためのパイプ４０が同軸的に挿入され、その挿入端と
前記４・ロッド２８の突出端部２７ａとの間には空気抜
き用の隙間が設けられる。こうすることにより、金型３
５Ｂ内のガス抜きを十分に行うことができ、成形品の歩
蟹りを９９％以上にすることができる。また、小ロッド
２７は競入鋼、タングステン合金等の金属材料によって
製作されているため、強じんで数万ショットでも破損す
ることはない。そして、金型３５Ａの適宜箇所にはスプ
ルー、ランナ、ゲート（図示せず）が設けられ、これら
を通って加熱溶融したガラス繊維入りフェノール樹脂等
のプラスチックをキヤビテイ３６に射出充填することに
より第２図に示した中子２０が成形される。実際の中子
製作にあたっては、直径２．４９９側、長さ１５肋、先
端部円孔２６の孔径０．１２５肌、深さ１側外径に対す
る偏心が±０．５仏机のセラミック製ロッド２５と、前
記円孔２６に差し込まれた直径０．１２４側の焼入れ鋼
からなる小ロッド２７とを用い、表面にクロム−金の蒸
着を行った後、ニッケル電銭法により電鏡金型３３を形
成した。

そして、ガラス繊維入りフェノール樹脂によって中子２
０を成形した。得られた中子２川ま円筒体２０Ａの外径
が２．４８８帆、挿入円孔２２の孔径０．１２５肋、真
円度ｌＡｍ、そして偏心が２ムのであった。第５図は上
記製造方法によって製造された中子２０を備えたプラグ
の一実施例を示す断面図である。

プラグ４５は、中子２０の一端部外周面に鉄装され、一
対の中子を後述するソケットのスリーブ内で突き合わせ
た時、一定圧で相互に押圧するためのコイルばね４６と
、前記中子２０がコイルばね４６と共に挿入され、外周
面および内周面には中子２０の偏心方向の位置決めを行
うための突起４７，４８がそれぞれ突起されたガイドパ
イプ４９と、このガイドパイプ４９の内孔に一端部が鉄
合固定されて中子２０の移動距離を規制すると共に前記
ガイドパイプ４９の外周面に鮫合されたカップ５０の抜
けを規制し、かつ光ファイバケーブル内にテンションメ
ンバ（図示せず）をプラグ４５に固定するサポート５１
と、このサポート５１の外周面に隣合固定され、前記テ
ンションメンバの固定（接着による）を確実にするカッ
プリング５２およびこのカップリング５２の外周面に競
合され、光ファイバケーブルの曲げ損失を防ぐ弾性体か
らなる保護リング５３とで構成されている。前記ガイド
パイプ４９の内周面に形成された突起４８は中子２０の
位置決め用切欠き２３に鉄入係合され、これによって中
子２０の挿入円孔２２のずれを最小に抑え、接続損失を
少なくしている。前記カップ５０の内孔でかつソケット
側内周面にはめねじ５４が形成されている。コイルばね
４６は直径０．４肋のステンレスワイヤで形成され、ま
た保護リング５３はウレタンェラストマーで成形されて
いる。前記ガイドパイプ４９、カップ５０サポート５１
およびカップリング５２はそれぞれプラスチックによっ
て形成され、前記コイルばね４６並びに保護リング５３
と共に中子ホルダを構成している。第６図は前記プラグ
４５が接続されるソケットの断面図である。

このソケット５５はスリーブ５６と、このスリーブ５６
の外周面に鉄合固定される同形に形成された左右一対の
スリーブホルダ５７とで構成される。スリーブホルダ５
７の外周面には前記カップ５０のめねじ５４が螺合する
おねじ５８が形成されると共に、ガイドパイプ４９の突
起４７が鉄入係合する切欠き５９が形成されている。前
記スリーブ５６としてはその孔径の寸法精度が重要であ
り、第７図ａ，ｂに示す円筒形スリ−ブ５６の場合には
中子２０が隙間なくかつ着脱可能に挿入されるように中
子成形用電銭金型３３の製作時に用いたロッド２５（第
３図参照）がそのまま使用される。

第８図はこの〇ツド２５を用いたスリーブ成形用金型６
０の一例を示すもので、該金型６０に適当なスプル−、
ランナ、ゲート（図示せず）を設けて中子２０と同一の
ブラスチックを射出充填することにより、第７図ａ，ｂ
に示す如く中子２０が隙間なく挿入され得る内孔６１を
有するスリーブ５６が形成される。一方、第７図ｃに示
す割りスリーブ５６Ａの場合には、ロッドよりも僅かに
外径の小さいロッドを第８図の成形金型６０１こ組込ん
で円筒形スリーブを成形した後、切断器によって長手方
向に割り６２を形成し、最終的に第７図ｃの割りスリー
ブ５６Ａが得られる。

この場合、割りスリーブ５６Ａに対しては直径２．４８
７帆のロッドが用いられ、孔径２．４７８側のスリーブ
が得られた。そして、このスリーブに対して割り６２を
入れるため厚さ０．２側のダイヤモンド回転カッタが用
いられた。このような構成からなるソケット５５に対し
て一対のプラグ４５が接続される。この時、各プラグ４
５の中子２０がそれぞれスリーブ５６の内孔６１に挿入
されてその端面が互いに当俵し、カップ５０がスリーブ
ホルダ５７に螺合される。この場合、中子２０の鍔部２
０８には挿入円孔２２の偏心方向と同一方向に位置決め
用切欠き２３が設けられているので、スリーブ５６内に
一対の中子２０を切欠き位置をそろえて挿入した時の挿
入円孔２２のずれ量はｌｒのであった。なお、ホルダ４
５は中子ホルダとスリーブホルダ５７については厳密な
寸法精度を要求されないため、ガイドパイプ４９、カッ
プ５０、サポート５１、カップリング５２およびスリー
ブホルダ５７をそれぞれ切削加工によって製作した金型
にＡＢＳ樹脂を射出充填して形成しているが、信頼性良
く着脱できる構造のものが要求される。

接続検討には、外径１２５仏の、コア蓬５０ム肌の石英
製のグレーデツトィンデックスフアィバを素線とし、テ
ンションメンバとしてアラミッド繊維を用い、最外層を
塩化ビニルの被覆を施した光ファイバケーブルを使用し
た。この場合、フアィバの中子２０への装着は、フアィ
バ素線が約３肋突出したフアィバ心線を中子２０の内孔
２１に挿入してフアィバ素線を挿入円孔２２から突出さ
せた状態で、前記中子２０とフアィバ素線を接着固定し
た後、挿入円孔２２から突出しているフアィバ素線をダ
イヤモンドカットで切断し、その切断機面を６０巧竃の
ェメリ−研磨およびアルミナ粉を用いたバフ仕上げによ
り精度の高い平滑面とした。なお、プラグ４５およびソ
ケット５５の組立ては、瞬間接着剤を用いて行った。接
続損失を波長０．８５ム肌のＬＥＤ光源と１物のモード
スクランブラを用いて測定した結果、０．５母旧であっ
た。

組み立てに要した時間は３０分であった。重量はプラグ
４５が１．５夕、ソケット５５が１夕であった。ソケッ
ト５５の両端にプラグ４５を装着した状態での寸法は、
長さ７山吹、直径１仇岬であった。各部品の成形時間は
、中子２０およびスリーブ５６が各５分、またプラグ４
５及びソケット５５の各ホルダ部は４分であった。製造
例第３図および第４図にもとづいて説明した製造方法に
よって、合計７２個の中子２０を同一成形条件で製作し
た。

この中子２０の外径の分布を第９図に示す。平均外径２
．４斑払側が得られ、２．４８７５帆から２．４８９５
側までの２仏のの間に７の固のものが入っており、平均
値±ｌＡｍの精度で９７％以上の製品が製作されること
がわかった。上記製造例で得た中子２０のうち、５２個
を任意にとり出し、その真空度を真円度測定機で測定し
た。

その結果を第１０図に示す。真円度１りの以下に３針固
が入っており、１．５〃机以下には５Ｎ固が入っていた
。上記製造例で成形された７２個の中子２０の挿入円孔
２２の偏心を真円度測定機で測定し、第１ １図に示す
結果を得た。

偏Ｄ量の平均２．８ム肌が得られ、偏心が極くわずかで
あることがわかった。また偏心方向は全ての成形品にお
いてほぼ同じ方向で、その方向の角度のばらつきは±１
．５度以内であった。上記製造例で成形された７２個の
中子２０のうち任意に１の固の中子２０をとり出し、こ
れに光ファイバケーブルを挿入し、第５図に示すプラグ
４５を粗立てた。

そして、これらのプラグ４５と第６図に示すソケット５
５を使って、フアィバ接続を行ない、その接続損失のヒ
ストグラムを求めると第１２図のようになった。平均接
続損失０．５紅Ｂが得られ、非常に低い接続損失でフア
ィバ接続が可能であることが確かめられた。また、上記
したプラグ４５とソケット５５によって組立てられた１
０のコネクタのうち任意の５個をとり出し、その接続損
失の着脱再現性を検討した。

これらのコネクタに＃１〜＃５の番号をつけ、各々ｌｑ
団の着脱を行ない、その着脱操作１回毎に接続損失を測
定し、その平均値と最大・技小値をプロットすると第１
３図の結果が得られた。この結果、最大・最小値は平均
値土０．０９旧以内におさまっており、着脱による接続
損失の変動はごく少ないことがわかった。さらに、上記
実験に供したコネクタ＃３を用いて、多数回の着脱操作
を行ない、その後の接続損失の変動を調べた。

即ちまず＃３のコネクタを１０回着脱し、その時の接続
損失の最大・最小値とその平均値を測定し、その後１０
０の国の着脱を行なった。そして、１００の司の着脱操
作後、１０回の着脱を行ない、その時の各着脱後の接続
損失の最大・最小値とその平均値を測定した。第１４図
ａに、この測定値を１０００回の着脱操作の前・後につ
いて示した。１０００回の着脱操作も平均値で０．０幻
Ｂの変化を示し、その最大・最小値も０．１船以内にお
さまることを確認した。

さらに、コネクタ＃１を用いて、一２０ｑ○から＋６０
ｑｏの温度範囲を１サイクル１幼時間で変化させるヒー
トサイクル試験を２サイクル行ない、その前・後の接続
損失の最大・最小値とその時の平均値を測定した。

第１４図ｂはその結果を示す。この場合も、平均値で０
．０３Ｂ以下の変化であり、最大・最小値の幅も０．１
ｄＢ程度と小さいことが確認された。以上説明したよう
に本発明に係るプラスチック光コネクタ用プラグにおけ
る中子の製造方法によれば、ロッドと小ロッドをマスタ
型とし、これにニッケル電銭を施して電銭層を形成し、
この篤銭層からロッドのみを抜き出して亀鏡金型とし、
この電鏡金型と一対の金型およびパイプによって形成す
べき中子のキャビティを形成し、このキャビティにプラ
スチックを射出充填することにより中子を形成するよう
にしたので、寸法精度が高〈偏心の少ない中子を製造す
ることができ、しかも量産が可能で、品質の向上とコス
トの低減を計ることができる。

また、このような製造方法によって形成される中子は着
脱再現性、温度サイクル印加試験でも、コネク夕の寸法
精度を正しく保証することが確認された。特に、本発明
は中空パイプを使用しているので、金型内のガス抜きが
良好で、成形品の歩留りをズ水底１こ向上させることが
でき、また金属製の小ロッドを使用しているので数万シ
ョットでも破損せず、金型の耐久性を向上させることが
できるという優れた効果を期待し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラスチック光コネクタの基本構造を示
す断面図、第２図は本発明による製造方法によって製造
された中子の一実施例を示す中心線で断面した斜視図、
第３図は中子製作用電銭金型の製造工程図、第４図は中
子成形用金型の断面図、第５図は本発明によって製造さ
れた中子を用いたプラグの一例を示す断面図、第６図は
第５図のプラグが接続されるソケットの断面図、第７図
ａ，ｂは円筒形スリーブの断面図および側面図、同図ｃ
は割りスリーブの側面図、第８図はスリーブ成形用金型
の断面図、第９図は中子外径のヒストグラム、第１０図
は中子真円度のヒストグラム、第１１図は中子外周から
の挿入円孔の偏心ヒストグラム、第１２図は光ファィバ
接続損失のヒストグラム、第１３図は着脱再現性の実験
結果を示す図、第１４図ａは１０００回の着脱前後の接
続損失値の変化図、同図ｂは−２００Ｃ〜＋６０００の
ヒートサイクル試験前後の接続損失値の変化図である。 ２０・・・・・・中子、２０Ａ・・・・・・円筒体、２
０８・・・・・・鍔部、２１・・・・・・内孔、２２・
・・・・・挿入円孔、２３・・・・・・位置決め用切欠
き、２５・・・・・・ロッド、２６・…・・円孔、２７
・・・・・・小ロッド、２９・・・・・・ニッケル電綾
浴槽、３２・・・・・・電錆層、３３…・・・電銭金型
、３５Ａ，３５Ｂ・・・・・・金型、３５・・・・・・
中子成形用金型、４０……パイプ、４５……プラグ。第
１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属、セラミツクまたは金属とセラミツクの複合体
   からなるロツドの一端面中央部に光フアイバ素線とほぼ
   同径の円孔を形成し、この円孔に小ロツドを差し込み、
   前記小ロツドが差し込まれたロツドをマスタ型としてこ
   れにニツケル電鋳を施すことにより所定の厚さに成長し
   た電鋳層を形成し、この電鋳層から前記ロツドのみを抜
   き出してこれを電鋳金型とし、この電鋳金型とパイプお
   よび一対の金型とによつて中子成形用金型を形成し、こ
   の中子形成用金型内に形成されたキヤビテイにプラスチ
   ツクを射出充填することにより中子を形成することを特
   徴とするプラスチツク光コネクタ用プラグにおける中子
   の製造方法。