JP2001192883A

JP2001192883A - 金属フェルールの製法及び製造装置

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Publication number: JP2001192883A
Application number: JP37524299A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Tanaka; 鐵男田中; Yoshinari Kono; 与志成河野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】長尺の芯線を複数個並べて、生産性高く、しか
も、寸法精度高く、金属フェルールを製造する方法及び
装置を提供する。【解決手段】電鋳槽の内部に、電鋳すべき金属を入れる
治具を配置し、芯線を保持する芯線ホルダーを複数個、
円周配列状に保持する保持具を電鋳槽内に設け、芯線ホ
ルダー及び保持具がそれぞれ回転可能にされていること
を特徴とする金属フェルールの製造装置及び製法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芯線の表面に電鋳
により金属皮膜を形成し、形成された金属皮膜を残し芯
線を除去して金属フェルールを製造する方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】石英系光ファイバー接続用のコネクタに
は、フェルールが使用される。光ファイバーは細くて折
れやすいため、光ファイバーをコネクタに確実に固定す
る必要がある。このための光コネクタ用部品が、フェル
ールである。即ち、光コネクタは、０．１２５ｍｍ程度
の太さの光ファイバーを円筒形の管に通して固定するこ
とにより、光ファイバーの中心にあるコア同士の位置を
正確に合わせて接続を図るものである。フェルールの内
径は光ファイバーを通す必要があるので０．１２６ｍｍ
程度の内径を有し、外径が２．５ｍｍで長さが１２ｍｍ
程度の小さなものである。フェルールの一例を、図１に
示した。

【０００３】現在使用されているフェルールは、ステン
レス、ジルコニア又はプラスチック製のものがあり、ジ
ルコニア製が主流を占めている。ジルコニア製のフェル
ールを製造するには、まず、ジルコニア粉末と樹脂とを
混合し、これを射出成型、押出成型などにより円筒形に
成型する。次に、該成型物を５００℃程度の温度で加熱
して樹脂分を分解除去し、更に、１２００℃程度の高温
で焼成する。焼成後、内径の寸法をだすために円筒の中
心部分の孔に線状のダイヤモンド研磨体を通して、研磨
する。この研磨作業は、手作業で行われ、正確な寸法出
しが要求される。外径の精度を上げるためには、表面の
研磨加工を行う。更に、内径と外径の同軸度の精度を上
げるために、ワイヤセンタレス機による加工を行う。こ
うした、諸加工を行っても、内径、外径及び同軸度にバ
ラツキが生じ、一個一個検査し、寸法による区分分けを
行っているのが実状である。

【０００４】ジルコニア製フェルールは、高価な射出成
型機、押出成型機、金型が必要でしかも成型機、金型の
寿命が短い、ジルコニア・樹脂の成型物を５００〜１２
００℃という高温で処理するためエネルギーコストが高
い、中心部孔の寸法精度をだすために線状のダイヤモン
ド研磨体で該孔を研磨しなければならない、研磨は作業
者の高度の熟練した手作業によるため生産性が低い、等
の問題が指摘されている。

【０００５】本発明は、ジルコニア製フェルールに代わ
って電鋳により金属フェルールを製造しようとするもの
である。電鋳により細径のパイプを製造することは既に
知られている。例えば、特開平１１−１９３４８５号公
報には、芯材の表面に金属皮膜を形成し、形成された金
属皮膜を残して芯材を除去する細孔を有するチューブの
製造方法が記載されている。また、特開昭５６−９０９
９５号公報、特開平４−３１１５８９号公報には、薬品
にて溶解できる芯線の外周面に金属を電鋳メッキし、所
定の寸法に切断後、芯線を薬品で溶解除去して細径パイ
プを製造する方法が記載されている。

【０００６】即ち、芯線を用意し該芯線を電導処理した
後、電鋳操作により芯線の周囲に金属を電着せしめ、し
かる後に芯線を適当な方法で除去して、細径を有するパ
イプを製造する方法である。基本的には、この方法を利
用することにより、光ファイバー接続用のフェルールを
製造することができる。

【０００７】光ファイバーの外径は、規格により０．１
２５ｍｍと定められており、従って、フェルールの内径
は０．１２６ｍｍ程度のものになっている。フェルール
自身の長さは１２ｍｍ程度で、外径は２．５ｍｍ程度で
ある。このように、小型のしかも細径のパイプを電鋳で
製造するに当たっては、特に、生産性及び寸法精度の問
題に遭遇する。

【０００８】即ち、フェルール１個の大きさが小さいも
のであるため、フェルール１個１個を生産するのではな
く、工業的に生産するには、複数の芯線を平行に並べ、
しかも、一本の芯線の長さを長くして生産することが望
まれる。長尺のパイプは、所定の長さに切断してフェル
ールとするのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の状況
に鑑みて、長尺の芯線を複数個並べて、生産性高く、し
かも、寸法精度高く、金属フェルールを製造する方法及
び製造装置を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電鋳
槽の内部に、電鋳すべき金属を入れる治具を配置し、芯
線を保持する芯線ホルダーを複数個、円周状に保持する
保持具を電鋳槽内に設け、芯線ホルダー及び保持具がそ
れぞれ回転可能にされていることを特徴とする金属フェ
ルールの製造装置である。

【００１１】請求項２の発明は、電鋳すべき金属を入れ
る治具を保持具の周辺に円周状に配列する請求項１の金
属フェルール製造装置である。

【００１２】請求項３の発明は、電鋳槽が、電鋳液を攪
拌する超音波発生装置を備える請求項１の金属フェルー
ル製造装置である。

【００１３】請求項４の発明は、芯線の外表面に電鋳に
より金属皮膜を形成し、形成された金属皮膜を残し、芯
線を除去して金属フェルールを製造する方法にして、芯
線を保持する芯線ホルダーを複数個、円周状に保持する
保持具、及び、芯線ホルダーをそれぞれ回転しつつ電鋳
することを特徴とする金属フェルールの製法である。

【００１４】細径を有するパイプを電鋳による製造する
には、例えば、特開平１０−３３５１３５号公報によれ
ば、まず、クロム芯材に軟磁性薄膜を電気メッキにより
形成する。これをワイヤーソーで所定の長さに切断し、
クロームエッチング液に浸漬してクローム芯材をエッチ
ングして中空の円筒体を得ている。

【００１５】しかし、フェルール用の中空パイプを製造
する場合、長さがせいぜい１２ｍｍ程度で直径が高々
２．５ｍｍというように極めて小さいものであるので、
生産性を如何に高くするかという点が実際上大きな問題
である。このためには、比較的長い芯線に電鋳を施し、
しかる後に、所定の長さに切断する方法が推奨される。
同時に、芯線の数を多くし複数個の電鋳品をまとめて電
鋳することが推奨される。

【００１６】しかし、長い芯線を使用し、しかも複数個
の芯線を一度に電鋳する場合、均一性の問題がある。フ
ェルールは、高い真円度と同軸性が求められるので、芯
線一本一本について、その長さ方向の電着層の厚さが均
一であり、同時に、複数の芯線の電着層の厚さが均一で
なければならない。

【００１７】真円度、同軸度に優れ、均一性の高い長尺
の電鋳品を製造するには、電鋳浴中に於ける芯線及び陽
極周辺のイオン濃度を均一にするのがポイントの一つで
ある。本発明の製造装置に於いては、真円度、同軸度が
高く、均一性の高い長尺の電鋳品を製造するための、製
造方法及び装置を提案するものである。

【００１８】攪拌の要点は、電極周辺のイオン濃度を均
一にすることにある。電鋳浴中の金属イオンは、対流等
により陰極周辺まで運ばれ、陰極表面の金属イオン濃度
と電鋳浴中の金属イオン濃度との濃度差で起こる拡散に
より陰極表面まで移動する。陰極表面に移動してきた金
属イオンは、陰極表面で電荷を失い金属結晶に組み込ま
れる。陰極周辺は電気二重層が形成され、金属イオン濃
度に勾配が生じている。この金属イオン濃度の差を、芯
線の長さ方向に沿って、できるだけ小さくし、拡散層の
厚みを小さくして、芯線の長さ方向に沿って均一に金属
が電着するようにしてやる必要がある。

【００１９】金属イオン濃度の差を小さくするために、
本発明では、陰極を形成する芯線をホルダーごと回転す
るとともに、複数の芯線ホルダーを保持する保持具を回
転させるのである。芯線の径が０．１２６ｍｍ程度と非
常に小さいので、芯線は芯線ホルダーにセットして電鋳
浴に浸漬する。従って、複数の芯線に同時に電鋳を施す
には、芯線をホルダーごと芯線ホルダーにセットするこ
とになる。芯線をホルダーごと回転させると同時に芯線
ホルダー保持具を回転させることにより、芯線周辺のイ
オン流れを均一にするのである。芯線ホルダーの回転数
は、３０〜１００回／分がよい。また、芯線ホルダー保
持具の回転数は、２０〜８０回／分が好ましい。

【００２０】また、先に述べたように、陰極の周辺には
電気二重層といわれる拡散層が生じるので、この拡散層
を如何に小さくするかが、攪拌のポイントの一つでもあ
る。特に、超音波は拡散層を小さくする効果が認められ
る。使用する超音波の波長は、１５キロヘルツから６０
キロヘルツのものが好ましく、そのエネルギーとしては
２〜４Ｗ／ｃｍ^２の強度のものが好ましい。いずれもこ
の範囲の特性を有する超音波を使用するとき、攪拌の効
果が大きくなるのである。超音波の波長は、１５キロヘ
ルツより小さいと超音波適用の効果が小さくなり、ま
た、逆に６０キロヘルツよりも大きくなると同様に効果
が小さくなるので、周波数をこの範囲に設定するのがよ
い。また、適用するエネルギーが小さくても効果は無い
し、また、エネルギーが大きすぎると、電鋳品に皺が生
じるという問題が発生するので、上記エネルギー範囲が
適している。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施形態に基づい
て説明する。電鋳装置は、図２に示したようなものであ
る。電鋳装置１０は、陽極と陰極を含む。陽極１５は、
電着すべき金属であって、金属板、金属球等を使用する
ことができる。金属球を使用する場合は、金属球を導電
性を有する袋等に入れた状態で使用することができる。
陽極は、必要に応じて、複数個設けることができる。陽
極は電源１１、例えば、電池の陽極に接続される。陰極
は、電鋳を施す芯線１６であり電源１１、例えば電池の
陰極に接続される。芯線１６は、芯線ホルダー２１に支
持されている。芯線１６は芯線ホルダー２１に支持され
た状態で、保持具２８に保持されて電鋳液１８に浸漬さ
れ、電鋳を施される。

【００２２】芯線ホルダー２１は、例えば、図３
（ａ）、同（ｂ）に示したようなものを使用することが
できる。図３（ａ）に於いては、上枠３５、３６と下枠
３９の間に３本の支柱３１が配置され、全体の形状を保
っている。上枠３６及び下枠３９の一部に溝３７と３８
がそれぞれ設けられ、芯線１６は固定具３２と３３によ
って、芯線ホルダー２１に固定されている。更に、モー
タからの回転を保持具に伝える回転軸３４が設けられて
いる。図３（ｂ）に於いては、芯線ホルダーは、上枠４
１、下枠４３及び横枠４２から構成され、芯線１６は、
上枠４１と下枠４３に固定具４５、４４により固定され
てている。芯線ホルダーは、これらの形状に限定される
ものではなく、適宜、種々の形態のものが適用できるこ
とはいうまでもない。

【００２３】複数の芯線ホルダーは、例えば、円形状に
保持具に保持される。図２に於いて、保持具２８は、保
持上枠２０、保持下枠２５及び回転軸１３の延長部２２
とからなっており、芯線ホルダーは、保持上枠２０と保
持下枠２５との間に支持・保持される。保持上枠２０に
は、芯線ホルダーを自転させるデバイスが組み込まれて
いる。回転軸延長部２２は必ずしも必要ではないが、保
持具２８の回転を安定させるために設けている。回転軸
延長部の先端は、電鋳浴の底に設けられた軸受け２３に
おさまり、保持具２８の安定した回転を助ける。

【００２４】芯線はホルダーごと複数個が保持具に取り
付けられる。できるだけ多数の芯線を取り付けるのがよ
い。例えば、１００本の芯線を円形をした保持具２８の
周辺に並べてホルダーごと取り付けることができる。保
持具２８は、モータ１２により軸１３によって回転す
る。また、保持上枠２０の部分に芯線ホルダーを個別に
回転させるためのデバイスが組み込まれている。

【００２５】図２に於いて、電鋳浴の側部に超音波発生
装置２６が複数個設けられている。必要に応じて、超音
波発生装置を稼働させ、電鋳浴中のイオン濃度の均一化
を図る。

【００２６】図４は、芯線ホルダー２１、保持具２８及
び金属を入れる治具５１の配列状態を上から見た概観図
である。保持具２８の保持上枠２０と保持下枠（図示し
ていない）の間に複数個の芯線ホルダー２１が円周状に
配列され保持されている。保持具２８を取り囲むように
金属を入れる治具５１が複数個円周状に配置されてい
る。モータ１２からの回転は、保持上枠２０中のデバイ
ス（図示していない）を介して芯線ホルダー２１を回転
さ、同時に、保持具２８を回転させる。

【００２７】電鋳液は、目的とする電鋳金属の種類によ
って、決まる。電鋳金属としては、ニッケル又はその合
金、鉄又はその合金、銅又はその合金、コバルト又はそ
の合金、タングステン合金などの電鋳金属を採用するこ
とができる。これらの金属に対応して、それぞれ、電鋳
液として、スルフアミン酸ニッケル、塩化ニッケル、硫
酸ニッケル、スルフアミン酸第一鉄、ホウフッ化第一
鉄、ピロリン酸銅、硫酸銅、ホウフッ化銅、ケイフッ化
銅、チタンフッ化銅、アルカノールスルフォン酸銅、硫酸
コバルト、タングステン酸ナトリウムなどの水溶液を主
成分とする液を使用することができる。

【００２８】これらのうち、特に、スルフアミン酸ニッケ
ルを主成分とする電鋳液が、電鋳作業の容易性、製品の硬
度などの物性、化学的安定性、溶接の容易性などの面から
好適に使用できる。

【００２９】また、電鋳液は、ろ過精度０．１〜２μｍ程
度のフィルターで高速ろ過し、これを加温して±５℃程
度の適性温度範囲に温度コントロールし、時々、活性炭処
理をして有機不純物を除去し、ニッケルメッキした鉄製
の波板を陽極、カーボンを陰極にして金属不純物を除去
する。

【００３０】陽極は、目的とする電鋳金属によりきまる
もので、ニッケル、鉄、銅、コバルトなどから選定し、金属
の形状も板状、球状のものを適宜使用する。球状のものを
使用する場合は、チタン製のバスケットに入れ、ポリエス
テル製等の電鋳液に耐性のある布袋で覆つて使用する。

【００３１】母型に使用する線の材質として、アルミニ
ウム、銅、鉄又はそれらの合金、金、銀等の金属等を好
適に使用することができる。芯線を引き抜き或いは押し
出しにより除去する場合には、ステンレス線、燐青銅
線、及びこれらの表面を他の金属で処理したもの等好適
に使用できる。

【００３２】

【実施例】以下本発明を、実施例に基づいて説明する。断
面が円形で直径が０．１２６ｍｍ、長さ３５ｃｍのリン
青銅線を芯線ホルダー２１に装着した。この芯線ホルダ
ー１００個を保持具２８にセットし電鋳浴１８に浸漬し
た。芯線ホルダーは、６０回／分の速度、保持具は３０
回／分の速度で回転させた。電鋳浴は、スルフアミン酸
ニッケルを主成分とする液で、ポリエステル製の袋に入
れたチタン製網の中にニッケル球を入れた陽極を、保持
具の周辺に５０個セットした。この状態で、９Ａ／ｄｍ
^２程度の陰極電流密度で電鋳を１０時間施した。電鋳に
より、平均直径２ｍｍのニッケル電鋳品を得た。この電鋳
品をNC自動加工機で、長さ１２mmに切断し、芯線の一部
を押し出すと同時に押し出された芯線の先端を把持し引
き抜くことによって、芯線を除去した。その後、仕上げ
の加工を行った。得られた製品は、所定の規格内にあり
問題のない製品であった。

【００３３】更に、３０キロヘルツの超音波を３Ｗ／ｃ
ｍ^２の強度で適用したところ、同様に、所定の規格内に
ある製品を得た。

【００３４】

【発明の効果】長尺の複数の芯線に電鋳を施すに際し、
電鋳液中で芯線をホルダーごと回転させるとともに複数
の芯線ホルダーを保持する保持具を回転させることによ
り、外径が均一で、真円度、同軸度が高い、そして長尺
の金属フェルールを生産性高く製造することができる。
更に、電鋳によるフェルールの製造は、高価な成型機、
金型を必要とせず、設備としては安価な電鋳設備があれ
ばよい。また、高温で焼成する工程がないため、エネル
ギーコストが低い。更に、電鋳は寸法転写精度が極めて
良いため、製品の寸法は、寸法の測定により区分分けす
る必要はないほど精度の良いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】フェルールの一例を示す図である

【図２】電鋳装置の一例を示す図である

【図３】芯線ホルダーを示す図である

【図４】芯線ホルダー、保持具、金属を入れる治具の配
列状態を示す図である

【符号の説明】

１フェルール２細孔３光ファイバー導入孔１０電鋳装置１１電源１２モータ１３、３４回転軸１５陽極１６芯線１７カップリング１８電鋳浴２０保持上枠２１芯線ホルダー２２回転軸延長部２３軸受け２５保持下枠２６超音波発生装置３１支柱３２、３３、４５、４４固定具３５、３６、４１ホルダー上枠３７、３８溝３９、４３ホルダー下枠５１金属を入れる治具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電鋳槽の内部に、電鋳すべき金属を入れる
治具を配置し、芯線を保持する芯線ホルダーを複数個、
円周状に保持する保持具を電鋳槽内に設け、芯線ホルダ
ー及び保持具がそれぞれ回転可能にされていることを特
徴とする金属フェルールの製造装置。
【請求項２】電鋳すべき金属を入れる治具を保持具の周
辺に円周状に配列する請求項１の金属フェルール製造装
置。
【請求項３】電鋳槽が、電鋳液を攪拌する超音波発生装
置を備える請求項１の金属フェルール製造装置。
【請求項４】芯線の外表面に電鋳により金属皮膜を形成
し、形成された金属皮膜を残し、芯線を除去して金属フ
ェルールを製造する方法にして、芯線を保持する芯線ホ
ルダーを複数個、円周状に保持する保持具、及び、芯線
ホルダーをそれぞれ回転しつつ電鋳することを特徴とす
る金属フェルールの製法。