JP2003057504A - 耐熱・高強度光ファイバの製造方法 - Google Patents

耐熱・高強度光ファイバの製造方法

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JP2003057504A
JP2003057504A JP2001290096A JP2001290096A JP2003057504A JP 2003057504 A JP2003057504 A JP 2003057504A JP 2001290096 A JP2001290096 A JP 2001290096A JP 2001290096 A JP2001290096 A JP 2001290096A JP 2003057504 A JP2003057504 A JP 2003057504A
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optical fiber
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heat
electroforming
metal
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Shinichi Okamoto
眞一 岡本
Hitoshi Mikajiri
等 三ケ尻
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Hikari Tech Co Ltd
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Hikari Tech Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光ファイバの機械的強度と耐熱性などを著しく
向上させ、極めて厳しい条件下においても問題を発生し
ないことと、必要により80mmφ程度以上に曲げても
光損失の発生をゼロにするなどの構造と方法を提供する
ことを課題としている。 【解決手段】光ファイバ素線または光ファイバのコア部
に直接電鋳法によって、連続的に金属を析出し、金属の
厚さと同心度を精密に管理する手段を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などに使用
する光ファイバの新規の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光ファイバは、概略図1に示すよ
うに、コア部1とクラッド部2から構成され、これを一
般には光ファイバ素線と呼んでおり、クラッドにはコア
よりも低い屈折率のものを使用することによって、図2
のようにコア部1内を光が全反射を繰り返しながら光速
で伝わっていくものであり、シリカガラス、多成分系ガ
ラス、プラスチックを材料に使用した光ファイバがあ
る。
【0003】光ファイバ素線は、JIS規格に規定され
ていて、例えば石英系マルチモード光ファイバ素線C−
6832:1999、多成分系マルチモード光ファイバ
素線C−6833:1999、プラスチッククラッドマ
ルチモード光ファイバ素線C−6834:1999、石
英系シングルモード光ファイバ素線C−6835:19
99、全プラスチックマルチモード光ファイバ素線C−
6837:1999などがあり、コア径が7μm,8μ
m,9μm,9.3μm,10.5μm,50μm,6
2.5μm,85μm,100μm,200μm,48
5μm,735μm,980μmなどがあり、そしてク
ラッド外径が、125μm,140μm,220μm,
230μm,250μm,300μm,380μm,5
00μm,750μm,1000μmのものなど多くの
種類がある。
【0004】これらの光ファイバ素線は、いずれもクラ
ッドにコアよりも低い屈折率の透明素材のものを使用し
ている構成のために、80mmφ程度以上に曲げると光
損失する問題があり、また、いずれの光ファイバ素線も
補強などの目的で心線、抗張力体、シースなどの素材に
プラスチックを一般的に使用しているために、弾性強度
などの機械的強度に乏しく、特に衝撃力などの外力のか
かる部分に使用すると、ファイバの折れという致命的な
不良を発生したり、耐熱性が著しく弱く自動車や飛行機
などの高熱の部分に全く使用できないなどの大きな問題
があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上に鑑み、
光ファイバの耐熱性と機械的強度などを著しく向上さ
せ、極めて厳しい条件下においても問題を発生しないこ
とと、必要により80mmφ程度以上に曲げても光損失
の発生をゼロにすることと、長さの著しく長い光ファイ
バであっても電鋳法によって、連続的に、生産性が極め
て良好で、容易に製造可能にする方法を提供することを
課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、光ファイバ素線のクラッド部、または光
ファイバのコア部に直接電鋳法によって金属を析出する
こと、及び金属陽極を光ファイバの回りで回転すること
と、定電流値と電鋳時間管理によって、極めて長い光フ
ァイバであっても連続的に、容易に電鋳可能にし、そし
て太さと同心度を正確に管理する手段を採用した。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を更に詳しく
説明すると、光ファイバ素線のクラッド部、または光フ
ァイバのコア部に直接に電鋳法で金属を析出するには、
シリカガラス、多成分ガラス、プラスチックなどを使用
しているため、いずれも表面に導電性が乏しく、導電化
処理を必要とするが、その方法には、公知である乾式法
と湿式法のいずれでも採用できる。
【0008】乾式法は、例えば真空蒸着、スパッタリン
グ、イオン化プレーティング法、溶融金属塗布などによ
る方法を採用でき、湿式法は銀鏡反応、銅、ニッケルな
どの無電解メッキ、或いは導電塗料による塗装などが採
用でき、この場合光ファイバの回りに全面に電鋳が成さ
れるために付着性が乏しくても引張応力によって光ファ
イバを締め付けるために、光ファイバの抜けなどの不具
合を発生しない現象が有るために、どの方法を採用して
も問題を発生しないメリットがある。
【0009】本発明において、光ファイバの素線に直接
電鋳する場合は、図3に示すように光ファイバのコア1
とクラッド2の外側に電鋳部3を形成した構成であり、
従来のプラスチックを使用する場合に比較して著しく機
械的強度と耐熱性などの性質を向上でき、図4に示すよ
うにコア1に直接電鋳する場合には、曲げなどによる光
の損失を全くゼロにすることが可能であり、また機械的
強度と耐熱性などの性質も著しく向上することが可能と
なる。
【0010】前記のように導電性を付与した光ファイバ
素線または光ファイバのコア部に電鋳を実施するが、図
5は、本発明に係る電鋳装置の量産設備の一実施例で概
略の構成図であるが、光ファイバ4、導電性処理エリア
5、光ファイバ受滑車6、プラス電極バネ端子7、マイ
ナス電極バネ端子8、プラス電極回転用モータ9、ベル
ト10、電鋳槽11、電鋳液12、構造体13、金属陽
極14、フィルターポンプ15で構成されており、電鋳
槽11中に電鋳液12を入れ、加温し、濾過し、撹拌し
た状態の中に導電性処理エリア5で二液銀鏡反応などに
よって導電処理された光ファイバ4を光ファイバ受滑車
6で受けて電鋳槽11の電鋳液12中に浸漬し、プラス
電極バネ端子7によってプラス通電されているニッケ
ル、銅などの金属陽極14の孔17の中心付近を通っ
て、右から左の方向へ一定速度で移動させ、マイナス電
極バネ端子8によって光ファイバ4がマイナスに通電さ
れている。そして金属陽極14は、プラス電極回転用モ
ータ9とベルト10によって光ファイバ4を中心に回転
する構成となっている。
【0011】さらに詳しく説明すると、電鋳液12は、
目的とする電鋳金属の材質で、それぞれ異なっている
が、例えば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、微粒子分散金属などの電鋳金属が採用可能であり、
スルファミン酸ニツケル、塩化ニッケル、硫酸ニッケ
ル、スルファミン酸第一鉄、ホウフッ化第一鉄、ピロリ
ン酸胴、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
する水溶液、又は、これらの液に炭化ケイ素、炭化タン
グステン、炭化ホウ素、酸化ジルコニウム、チッ化ケイ
素、アルミナ、ダイヤモンドなどの微粉末を分散させた
液などが使用でき、これらのうち特にスルファミン酸ニ
ッケルを主成分とする浴が、電鋳のやり易さ、硬度など
の物性の多様性、化学的安定性、溶接の容易性などの面
で適している。そして、電鋳液は、濾過精度0.1〜5
μm程度のフィルターで高速濾過し、また加温して±3
℃程度の適性温度範囲に温度コントロールし、また時
々、活性炭処理をして有機不純物を除去し、またニッケ
ルメッキした鉄製の波板を陽極、カーボンを陰極にして
0.2A/dm程度の低電流密度で通電して銅などの
金属不純物を除去することが望ましい。
【0012】金属陽極14は、目的とする電鋳金属によ
ってそれぞれ異なっており、ニッケル、鉄、銅、コバル
トなどから選定され、そして金属陽極14は、例えば円
筒菅状のものが望ましいが、左右対象位置付近の複数箇
所に金属棒状のものなどを配する方法でも差支えない。
図5においては、菅状の金属陽極14の孔17の中心付
近に光ファイバ4が通る構成となっているが、光ファイ
バ4を中心に配置して菅状の金属陽極14を回転しなが
ら電鋳する構成とするのが電鋳部の肉厚が一定になりや
すいことから望ましいが、場合によっては回転しなくて
も問題無い場合もあり得る。また金属陽極14を2〜1
0程度に菅状で左右に分離電機絶縁して、それぞれにプ
ラス電極バネ端子7を接続することによって、始めは低
い電流値で開始し、順次電流値を高くする方法を採用す
ることも可能であり、この方法を採用することによって
表面状態の良い理想的な電鋳を可能にする。
【0013】そして撹拌は一般的な空気、プロペラ、超
音波、超振動などの撹拌が採用できるが、図5に示すよ
うにフィルターポンプ15などのポンプで液流を金属陽
極14の中心の光ファィバ4の付近に流す方法が、撹拌
の効果、装置の簡素性などの面で望ましい方法である。
【0014】電鋳厚寸法管理は、非常に重要であるが、
定電流装置を使用して電流値を精度よく一定にして、光
ファイバ4の移動速度を調整して電鋳時間を正確に管理
することによって極めて正確な寸法管理が容易にでき
る。
【0015】本発明における金属陽極14を回転する場
合の回転速度は、100〜1000rpm程度が適当で
あり、回転速度を上げるほど電鋳厚の均一性が得られる
ことから、出来た金属被覆光ファイバのコアとの同心度
を著しく良好にできるなど品質向上を図ることができ、
また金属陽極14の回転速度は、前記数字に限定されず
1000rpm以上の高速回転を採用することによって
更に品質の向上を図れる。
【0016】光ファイバ4は、光ファイバ素線または光
ファイバのコア部を使用するが、これらは、シリカガラ
ス、多成分ガラス、プラスチックなどを使用し、表面に
導電性処理を乾式法と湿式法のいずれかを採用して実施
するが、乾式法では、例えば真空蒸着、スパッタリン
グ、イオン化プレーティング法、溶融金属塗布などによ
る方法を採用し、湿式法では、銀鏡反応、銅、ニッケル
などの無電解メッキ、或いは導電塗料による塗装などを
採用する。
【0017】上記のような装置で回転電鋳を実施する
が、電鋳は、直流電流を1〜50A/dm程度の電流
密度で実施し、太さ0.2〜1.5mmφ程度の任意の
ものを製造すればよく、これによって現状の光ファイバ
は、主として光ファイバ素線にプラスチックを被覆して
心線にしているが、これを全部金属に変えることが容易
に可能となり、前記したように太さと同心度の管理が極
めて正確にできることから、先端のカットと研磨程度の
加工だけで、例えば図6に示すように光ファイバ4に直
接電鋳部を形成したものを先端部だけ加工して、フラン
ジ部16をレーザー溶接などによって固着した、フェル
ールを使用しないコネクタ接続も可能となる。
【0018】
【発明の効果】本発明の方法によれば、光ファイバ素線
のクラッド部または光ファイバのコア部に直接電鋳法に
よって金属を析出し、また電鋳液12中で、横方向に移
動する光ファイバ4の回りに金属陽極14を配する構成
にして、太さと同心度を正確に管理する手段を採用した
ので、光ファイバの機械的強度と耐熱性などの性能を著
しく向上させることができ、コア1に直接電鋳する場合
には、曲げなどによる光の損失を全くゼロにすることが
可能で、また、連続的な生産ができ、生産性が極めて良
好であり、、更に加えて極めて良好な同心度、外径など
の寸法精度が得られことから、先端のカットと研磨加工
以外の加工を殆ど必要とせず、それに伴ってフェルール
を使用をしないで、接続することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファィバの一般的な構造を示す拡大断面図と
側面図である。
【図2】光ファイバのコア内を光が伝わっていく時の状
態を示す図である。
【図3】本発明に係る光ファイバ素線の表面に電鋳層を
形成したときの状態を示す側面図である。
【図4】本発明に係る光ファイバのコア表面に電鋳層を
形成したときの状態を示す側面図である。
【図5】本発明に係る電鋳装置の構成を示す構成図であ
る。
【図6】本発明に係る製品のフェルールを使用しない場
合の構成の一実施例を示す拡大側断面図である。
【符号の説明】
1 コア部 2 クラッド部 3 電鋳部 4 光ファイバ 5 導電性処理エリア 6 光ファイバ
受滑車 7 プラス電極バネ端子 8 マイナス電
極バネ端子 9 プラス電極回転用モータ 10 ベルト 11 電鋳槽 12 電鋳液 13 構造体 14 金属陽極 15 フィルターポンプ 16 フランジ部 17 孔

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリカガラス、多成分ガラス、プラスチッ
    クなどの光ファイバに通電処理した後、直接電鋳法によ
    って金属層を形成する方法において、電鋳液12中で、
    横方向に移動する光ファイバ4の回りの、少なくとも左
    右対象位置付近の複数箇所に金属陽極14を配すること
    を特徴とする耐熱・高強度光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】菅状の金属陽極14である金管を使用し、
    当該金管の孔17の内部に、陰極に通電した光ファイバ
    4を通して電鋳することを特徴とする請求項1記載の耐
    熱・高強度光ファイバの製造方法。
  3. 【請求項3】金属陽極14を光ファイバ4の回りで回転
    しながら電鋳することを特徴とする請求項1、2記載の
    耐熱・高強度光ファイバの製造方法。
  4. 【請求項4】定電流装置による定電流値と、光ファイバ
    4の金属陽極14部分の通過時間によって太さ管理をす
    ることを特徴とする請求項1、2、3記載の耐熱・高強
    度光ファイバの製造方法。
  5. 【請求項5】光ファイバ4にコアとクラッドを有する光
    ファイバ素線を使用することを特徴とする請求項1、
    2、3、4記載の耐熱・高強度光ファイバの製造方法。
  6. 【請求項6】光ファイバ4にコアだけを使用することを
    特徴とする請求項1、2、3、4記載の耐熱・高強度光
    ファイバの製造方法。
  7. 【請求項7】金属陽極14を2〜10程度で左右に分離
    電気絶縁して、それぞれにプラス電極バネ端子7を接続
    し、始めは低い電流値で光ファイバ4に電鋳を開始し、
    順次電流値を高くする電鋳法を採用することを特徴とす
    る請求項1、2、3、4、5、6記載の耐熱・高強度光
    ファイバの製造方法。
  8. 【請求項8】ポンプで液流を金属陽極14の中心にある
    光ファィバ4の付近に流す撹拌を利用することを特徴と
    する請求項1、2、3、4、5、6、7記載の耐熱・高
    強度光ファイバの製造方法。
  9. 【請求項9】フェルールなどを使用する事なく、光ファ
    イバに直接に電鋳法によって金属層を形成したものを、
    接続することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
    6、7、8記載の耐熱・高強度光ファイバの製造方法。
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