JP2004052050A - 金属フェルールの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フェルールのための円筒体の形成と同時にテーパ穴を形成すると共に、光ファイバ用の微細孔の軸線と正確に連通した状態でテーパ穴を形成する。
【解決手段】電鋳槽１０内に電鋳金属及び電鋳液１１を充填し、電鋳液１１に芯線１５を浸漬して状態で電鋳金属及び芯線に通電すると共に芯線１５を周方向に回転させて芯線の外表面に金属被膜４を形成する電鋳を行う。その後、芯線１５を除去して光ファイバ用の微細孔２を形成する。外面がテーパ状の成形型５０を芯線１５に所定間隔で設け、成形型５０を芯線１５と共に電鋳液１１に浸漬して電鋳を行い、電鋳後に成形型５９を離型して微細孔２と連通するテーパ穴３をフェルールの後端に形成する。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを接続するために用いる金属フェルールに関し、特に、電鋳によって芯線に金属被膜を析出させることにより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】
図１４は、金属からなるフェルール１を示し、中央部分に光ファイバを挿通させるための微細孔２が長さ方向に貫通している。このフェルール１の後端部には光ファイバを微細孔２に案内して挿入するためのテーパ穴３が形成される一方、先端部の外周が面取り加工されている。このようなフェルール１をセラミックジルコニアによって製造する場合には、高価となるばかりではなく、成形や研磨のため手間がかかり生産性に劣るため、近年、電鋳によって製造することが行われている。
【０００３】
電鋳によって製造する場合には、電鋳槽内に電鋳金属及び電鋳液を充填し、電鋳液に金属からなる芯線を浸漬し、この状態で電鋳金属及び芯線に通電を行うことにより芯線の外表面に金属被膜を付着させる。また、電鋳の際には、芯線を回転させることにより、均一な肉厚の金属被膜を形成するようにしている。
【０００４】
この電鋳の後、芯線をアルカリ溶液で溶解して除去することによって、光ファイバ用の微細孔が貫通した円筒体とし、この円筒体を所定の長さに切断してフェルールを作製している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電鋳では、円筒体しか成形できないものとなっている。このため、微細孔２と連通するテーパ穴３を形成する工程が必要となっており、工程数が多い問題を有している。
【０００６】
しかも、テーパ穴３は、光ファイバをフェルール１の微細孔２にスムーズに挿入するため、テーパ穴３を微細孔２と同軸上に正確に連通するように形成する必要がある。このため、テーパ穴３の形成に際して、手間と時間がかかる問題を有している。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、フェルールのための円筒体の形成と同時にテーパ穴を形成することにより、テーパ穴形成のための工程を不要とし、しかも光ファイバ用の微細孔の軸線と正確に連通した状態での形成が可能な金属フェルールの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の金属フェルールの製造方法は、電鋳槽内に電鋳金属及び電鋳液を充填し、電鋳液に芯線を浸漬して状態で電鋳金属及び芯線に通電すると共に芯線を周方向に回転させて芯線の外表面に金属被膜を形成する電鋳を行った後、芯線を除去して光ファイバ用の微細孔を形成する金属フェルールの製造方法において、外面がテーパ状の成形型を前記芯線に所定間隔で設け、成形型を芯線と共に電鋳液に浸漬して前記電鋳を行い、電鋳後に成形型を離型して前記微細孔と連通するテーパ穴をフェルールの後端に形成することを特徴とする。
【０００９】
電鋳液に浸漬した芯線及び電鋳金属に通電しながら芯線を周方向に回転させることにより、芯線の外表面に金属被膜が形成され、金属被膜形成の後に、芯線を除去することにより光ファイバ挿通用の微細孔を形成することができる。
【００１０】
この発明では、外面がテーパ状の成形型を所定間隔で芯線に設けて芯線と共に電鋳を行うことにより、成形型配置部分に対しては金属被膜が形成されることがない。従って、電鋳後に、成形型を離型することにより、微細孔と連通するテーパ穴をフェルールの後端に形成することができる。
【００１１】
このような発明では、電鋳によるフェルールの円筒体の形成と同時にテーパ穴を形成することができるため、後工程でのテーパ穴の形成が不要となる。また、テーパ穴を形成するための成形型を微細孔を形成するための芯線に設けているため、テーパ穴と微細孔との同軸精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明の金属フェルールの製造装置は、電鋳金属及び電鋳液が充填された電鋳槽と、電鋳液に浸漬される芯線と、芯線及び電鋳金属に通電する通電手段と、芯線を周方向に回転させる回転手段とを備えた金属フェルールの製造装置において、外面がテーパ状となっており、光ファイバ用の微細孔と連通するテーパ穴を形成するための成形型が前記芯線に所定間隔で設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、電鋳液に浸漬される芯線と、芯線及び電鋳金属に通電する通電手段と、芯線を周方向に回転させる回転手段とを備えているため、上述した製造方法を好適に実施することができる。また、芯線としては、外面がテーパ状の成形型が間隔を有して取り付けられたものを使用するため、電鋳による円筒体の形成と同時にテーパ穴を形成することができ、テーパ穴を後から形成することが不要となると共に、テーパ穴と微細孔との同軸精度を向上させることができる。
【００１４】
以上の発明において、フェルールの長さの約２倍の間隔となるように成形型を芯線に設けることができる。このように成形型を設けて電鋳を行うことにより、成形型の間にフェルール２本分の長さの円筒体が形成される。従って、円筒体の長さの略中央部分で切断することにより２本のフェルールを同時に製造することができ、生産効率が向上する。
【００１５】
また、芯線として、鏡面仕上げ加工を施した真円に形成されたステンレス線を用いることができる。これにより、真円度の良好な円筒体を形成することができると共に、テーパ穴と微細孔との同軸度を高精度に確保することができる。
【００１６】
さらに、電鋳金属としてニッケルを用い、電鋳液としてスルファミン酸ニッケルを用いることが可能であり、これにより、安価な金属フェルールを製造することができる。
【００１７】
さらにまた、成形型は合成樹脂または金属からなり、円錐形の成形面を両側に有したソロバン玉形状となっているものを用いることができる。このような形状の成形型によれば、テーパ穴を確実に成形することができると共に、一つの成形型で二つの円筒体に対してのテーパ穴の形成が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施の形態であり、図１は、本発明の製造装置の全体を、図２〜図４は同装置の要部を、図５は芯線を、図６〜図８は製造工程をそれぞれ示している。
【００１９】
図１に示すように製造装置は、電鋳液１１が充填された電鋳槽１０を有している。電鋳槽１０の内部には、長尺な芯線１５が水平に配置され、この芯線１５の外表面に対し、電鋳処理によって円筒状の金属被膜４（図４参照）が形成される。この実施の形態において、芯線１５としては、鏡面仕上げ加工を施すことにより真円度を高くした０．１〜０．２ｍｍ直径のステンレス線が使用されている。このように真円度の高い芯線１５を用いることにより、光ファイバ用の微細孔２を均一な寸法で、しかも良好な真円度で形成することができる。なお、芯線１５の外面には、必要に応じて離型材をコーティングすることができる。
【００２０】
電鋳槽１０に対しては、対向している側壁１０ａに対となっている通電ラック１３を複数対引っ掛けている。対となっている通電ラック１３の下端部には、電鋳液１１に浸漬されるように金網１２を掛け渡し、金網１２内に電鋳金属としてのニッケルペレットを収納している。そして、通電ラック１３を直流電源１６の陽極と接続することにより、金網１２及びニッケルペレットをアノードとしている。なお、電鋳金属としてニッケルを用いていることから、電鋳液１１としては、スルファミン酸ニッケルの水溶液が使用されている。
【００２１】
電鋳槽１０には、管理槽２０が連結されている。管理槽２０は内部に、電鋳液１１が充填されていると共に、電鋳槽１０の外周部分に設けたオーバーフロー槽１７と戻りパイプ２１によって連結されており、管理槽２０に設けた戻りノズル２２に戻りパイプ２１の先端部が連結されることにより、電鋳槽１０からオーバーフローした電鋳液１１が貯留される。また、管理槽２０には排出ノズル２３が取り付けられており、この排出ノズル２３と電鋳槽１０の底壁１０ｂに形成した排出口とが、コック２４を有する排出パイプ２５を介して連結されている。
【００２２】
電鋳槽１０には、その底部に沿って散液パイプ２６が配置されており、この散液パイプ２６と管理槽２０とが供給パイプ２７によって連結されている。供給パイプ２７には、ポンプ３０、熱交換器３１、フィルター３２を管理槽２０側から電鋳槽１０側に向かって順に設けられている。熱交換器３１は温度コントローラー３３により制御されており、管理槽２０からの電鋳液１１を４０〜７０℃（好ましくは、５５℃前後）に温度制御する。フィルター３２は電鋳液１１内に混入した塵等を除去する。このような供給パイプ２７は、散液パイプ２６に連結されており、温度調整された電鋳液１１をポンプ３０の駆動によって、散液パイプ２６の散液孔２６ａから電鋳槽１０に供給するように作用する。これにより、電鋳液１１の回収・再生による循環使用が可能となっている。
【００２３】
芯線１５は図１に示すように、両端部が一対の芯線ホルダー４１に保持された状態で、電鋳槽１０内の電鋳液１１に浸漬されている。芯線ホルダー４１は、電鋳槽１０の側壁１０ａに取り付けられるが、この取り付けは、側壁１０ａの上部に縦方向の複数のスリット１０ｄ（図１及び図３参照）を形成し、このスリット１０ｄに後述するホルダー本体４１ａを挿入して係止することにより行われる。スリット１０ｄの形成により、電鋳槽１０内の電鋳液１１はスリット１０ｄからオーバーフロー槽１７に流れ出るが、この流出により電鋳液１１は管理槽２０に戻される。
図４に示すように、芯線ホルダー４１はホルダー本体４１ａと、ホルダー本体４１ａの外周部に円周方向に沿って回転する従動ギヤ４１ｂとを備えており、ホルダー本体４１ａの端部には芯線１５の巻取部４１ｃが取り付けられている。芯線１５は、対となっている芯線ホルダー４１における巻取部４１ｃ間に掛け渡されることにより、水平状態で電鋳液１１に浸漬される。
【００２４】
電鋳に際し、芯線１５はカソードとなるものであり、このため直流電源１６の負極が芯線ホルダー４１に接続されている。この接続構造は図３及び図４に示すように、直流電源１６の負極からのリード線４４の先端にばね４５によって付勢された通電ブラシ４３を取り付け、このブラシ４３を芯線ホルダー４１の本体４１ａ外周部に接触させるようになっている。
【００２５】
このように芯線１５をカソードとする芯線ホルダー４１及び上述したように電鋳金属をアノードとする金網１２、芯線ホルダー４１及び金網１２に電力を供給する直流電源１６によって通電手段が構成されている。
【００２６】
また、電鋳に際し、芯線１５が周方向に回転するものであり、この回転を行うため、回転手段が電鋳槽１０に配置される。回転手段は、図２に示すように電鋳槽１０の長さ方向における略中間部分に配置された回転駆動源としてのモータ４７と、電鋳槽１０の対向する側壁１０ａに沿って伸びるように配置された連結駆動軸４８と、モータ４７の出力軸に固定された駆動ギヤ４７ａ及び連結駆動軸４８の端部に固定された連動ギヤ４８ａに掛け渡された無端状のチェーン４９とによって形成されている。さらに、連結駆動軸４８の長さ方向には、連結ギヤ４８ｂが所定間隔で固定されており、この連結ギヤ４８ｂによって芯線１５の周方向の回転力が伝達される。
【００２７】
芯線ホルダー４１は、各連結ギヤ４８ｂと対応するように、連結駆動軸４８の長さ方向に沿って複数配置されており、図３及び図４に示すように、その従動ギヤ４１ｂが連結駆動軸４８の連結ギヤ４８ｂに噛合することによりモータ４７の回転力が芯線ホルダー４１に伝達される。このような構造では、モータ４７の駆動力が左右のチェーン４９に分配され、側壁１０ａに沿って配置した連結駆動軸４８の連動ギヤ４８ａ、連結ギヤ４８ｂから芯線ホルダー４１に伝達される。これにより、芯線ホルダー４１が回転するため、同ホルダー４１に保持されている芯線１５が周方向に回転する。
【００２８】
この実施の形態において、芯線１５には成形型５０が所定間隔で長さ方向に設けられている。図５は、成形型５０が設けられた芯線１５を示す。成形型５０は、芯線１５から径方向に膨出する形状となって複数が設けられている。各成形型５０は、周囲の解放側から芯線１５に向かって斜めとなることにより、円錐形となったテーパ状の成形面５１が両側に形成されている。両側の成形面５１は軸方向に沿った連続面５２によって連結されており、これにより各成形型５０はソロバン玉形状となっている。成形型５０をこのようなソロバン玉形状とすることにより、フェルール１のテーパ穴３を確実に成形することができ、しかも一つの成形型５０で二つの円筒体に対してテーパ穴３を形成することができるメリットがある。このような成形型５０は、合成樹脂または非導電性の金属によって成形された状態で芯線１５に設けられている。合成樹脂の場合には、非電解性で且つ収縮率が小さなエポキシ系樹脂が良好である。
【００２９】
このような成形型５０を芯線１５に設け、芯線１５と共に電鋳液１１に浸漬して電鋳を行う場合、成形型５０の配置部位では金属被膜が堆積することがない。すなわち、電鋳では、芯線１５の周囲に金属被膜が付着して堆積するが、成形型５０が金属被膜の付着を阻止するためである。これにより、成形型５０の成形面５１に沿った形状のテーパ穴を形成することができる。
【００３０】
以上の成形型５０に対し、芯線ホルダー４１には、図４に示すようにサイドストッパ５５が設けられている。サイドストッパ５５は対となっている芯線ホルダー４１におけるホルダー本体４１ａの先端面から芯線１５の軸方向に延びるように形成されている。このサイドストッパ５５の先端には、成形型５０における成形面５１と同様な成形面５６が形成されており、これにより、サイドストッパ５５側におけるテーパ穴の形成が可能となっている。
【００３１】
この実施の形態において、フェルール３を形成する電鋳金属の材料としては、ニッケルに加えたニッケル合金、鉄または鉄合金、銅または銅合金、コバルトまたはコバルト合金、タングステンまたはその合金、その他の材料を使用することができる。これにより、廉価で加工に優れ、他の部材との溶接が可能なフェルールを製造することができる。
【００３２】
芯線１５の材料としては、ステンレスの他に、アルミニウム、銅、鉄、あるいはこれらの合金、金、銀等の金属、または導電処理された合成樹脂等の非金属を使用することができる。
【００３３】
電鋳液１１としては、スルファミン酸ニッケルの他に、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、ピロリン酸銅、硫酸銅、ホウフッ化銅、ケイフッ化銅、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等の水溶液を使用することができる。
【００３４】
次に、この実施の形態によるフェルール３の製造を工程順に説明する。
【００３５】
図１に示すように、芯線ホルダー４１の本体４１ａを対向している電鋳槽１０の側壁１０ａにおけるスリット１０ｄに差し込むことにより、芯線１５を電鋳液１１に浸漬する。この状態で、芯線ホルダー４１に陰極電流を通電し、アノードとなっている金網１２に通電ラック１３を介して陽極電流を通電すると共に、モータ４７を駆動して電鋳液１１内の全ての芯線１５を同一方向且つ同一速度で周方向に回転させる。また、芯線１５の回転と同時に管理槽２０から電鋳槽１０内に電鋳液１１を連続的に供給する。これにより、電鋳液１１中のニッケル等の金属が電気分解によって芯線１５の表面に析出して付着し、円筒状の金属被膜４が形成される。
【００３６】
この電鋳においては、芯線１５に間隔を有して設けられた成形型５０が合成樹脂や非導電性金属によって成形されているため、成形型５０には電鋳液１１中の金属が付着することがない。従って、金属被膜４は成形型５０間の芯線１５周囲にだけ形成される。
【００３７】
以上の電鋳工程の後、芯線ホルダー４１を電鋳槽１０から取り外す。そして、図６に示すように、金属被膜４付着状態の芯線１５を直線状とし、カッタ６０の切断刃６１によって切断を行う。切断は、成形型５０が存在していない部分に対して行う。
【００３８】
本実施の形態においては、成形型５０の間隔を目的とするフェルール１の長さの約２倍となるように設定することができる。これにより、成形型５０の間にはフェルール２本分に相当した長さの金属被膜４が付着して円筒体となる。従って、金属被膜４の長さの略中央部分を切断することにより、フェルール２本分に相当した成形体５を同時に得ることができる。これにより、生産効率が向上する。
【００３９】
図７及び図８は、切断によって得られた成形体５から芯線１５を除去する工程を示す。成形体５は成形型５０を中心としてその両側に金属被膜４が所定長さで形成されており、成形体５の両端部を一対のチャック６３によって把持し、その後、この把持状態でチャック６３を相互の離隔方向に移動させる。この移動によって左右の金属被膜４だけがチャック６３と共に移動し、図８に示すように芯線１５が左右の金属被膜４から引き抜かれる。この引き抜きによって、金属被膜４の中心には光ファイバー用の微細孔２が形成される。
【００４０】
この引き抜きの際には、金属被膜４は芯線１５に設けられている成形型５０から離れて離型が行われる。この離型により、成形型５０の成形面５１に対応したテーパ穴３が各金属被膜４の端部（後端部）に形成される。これにより、金属被膜４からなる円筒体の形成と、テーパ穴３の形成とを同時に行うことができる。
【００４１】
図９〜図１３は、その後の工程を示し、外周研削砥石６４によって円筒状の金属被膜４の外面を研削し（図９）、その後、端面研削砥石６５によって金属被膜４の両端面を研削する（図１０）。そして、図１１に示すように面取り砥石６６，６７によって、金属被膜４の長さ方向両端部を面取り加工する。さらに、図１２に示すように、一対のチャック６８によって金属被膜４を保持し、この保持状態で研磨砥石６９により外面を研磨する。そして、図１３に示すように、金属被膜４の角部に発生しているバリをバリ取り具７０により除去することにより、図１４に示すフェルール１が製造され、その後、洗浄を行って完成品とする。
【００４２】
このような実施の形態では、成形型５０を所定間隔で設けた芯線１５を用い、この芯線１５に対して金属被膜４を形成した後、芯線１５の引き抜き及び成形型５０の離型を行うため、金属被膜４からなる円筒体への微細孔２の形成と、テーパ穴３の形成とを同時に行うことができる。このため、テーパ穴３を後から形成する必要がなくなり、そのための時間と手間を省くことができるため、生産効率が向上する。
【００４３】
また、テーパ穴３を成形するための成形型５０を微細孔２を形成するための芯線１５に設けているため、テーパ穴３と微細孔２との同軸精度を向上させた状態でフェルール１を製造することができる。
さらに、電鋳の際には、芯線１５を周方向に回転させながら金属被膜４を付着させるため、厚みが均一の金属被膜を形成することができ、高精度のフェルールとすることができる。
【００４４】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々変更が可能である。例えば、芯線１５を金属被膜４からの引き抜きによって除去しているが、アルカリ溶液により溶解して除去しても良い。また、成形型５０をフェルール１の長さの２倍以外の間隔で芯線１５に設けても良い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、外面がテーパ状の成形型を芯線に対し所定間隔で設けて電鋳を行うことにより芯線に金属被膜を形成した後、芯線を金属被膜から除去すると共に成形型を離型するため、微細孔と微細孔に連通するテーパ穴とを同時に形成することができる。このため、後工程でテーパ穴を加工する必要がなく、生産効率が向上する。
【００４６】
また、テーパ穴を形成する成形型を微細孔を形成する芯線に設けているため、テーパ穴と微細孔との同軸精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置を示す全体断面図である。
【図２】回転手段を示す平面図である。
【図３】通電手段を示す断面図である。
【図４】芯線を周方向に回転させる構造を示す断面図である。
【図５】成形型を設けた芯線の断面図である。
【図６】金属被膜形成後の切断工程を示す断面図である。
【図７】芯線の除去及び離型の工程を行う前の側面図である。
【図８】芯線の除去及び離型の工程を示す側面図である。
【図９】外周研削を示す断面図である。
【図１０】端面研削を示す断面図である。
【図１１】面取り加工を示す断面図である。
【図１２】仕上げ研磨を示す断面図である。
【図１３】バリ取り工程を示す断面図である。
【図１４】フェルールの断面図である。
【符号の説明】
１　　フェルール
２　　微細孔
３　　テーパ穴
４　　金属被膜
１０　電鋳槽
１１　電鋳液
１２　金網
５０　成形型
５１　成形面

Claims (10)

1. 電鋳槽内に電鋳金属及び電鋳液を充填し、電鋳液に芯線を浸漬して状態で電鋳金属及び芯線に通電すると共に芯線を周方向に回転させて芯線の外表面に金属被膜を形成する電鋳を行った後、芯線を除去して光ファイバ用の微細孔を形成する金属フェルールの製造方法において、
   外面がテーパ状の成形型を前記芯線に所定間隔で設け、成形型を芯線と共に電鋳液に浸漬して前記電鋳を行い、電鋳後に成形型を離型して前記微細孔と連通するテーパ穴をフェルールの後端に形成することを特徴とする金属フェルールの製造方法。
2. 前記成形型をフェルールの所定長さの約２倍の間隔を有して芯線に設けることを特徴とする請求項１記載の金属フェルールの製造方法。
3. 前記芯線として、鏡面仕上げ加工を施した真円に形成されたステンレス線を用いることを特徴とする請求項１または２記載の金属フェルールの製造方法。
4. 前記電鋳金属としてニッケルを用い、前記電鋳液としてスルファミン酸ニッケルを用いることを特徴とする請求項１記載の金属フェルールの製造方法。
5. 前記成形型は合成樹脂または金属からなり、円錐形の成形面を両側に有したソロバン玉形状となっていることを特徴とする請求項１または２記載の金属フェルールの製造方法。
6. 電鋳金属及び電鋳液が充填された電鋳槽と、電鋳液に浸漬される芯線と、芯線及び電鋳金属に通電する通電手段と、芯線を周方向に回転させる回転手段とを備えた金属フェルールの製造装置において、
   外面がテーパ状となっており、光ファイバ用の微細孔と連通するテーパ穴を形成するための成形型が前記芯線に所定間隔で設けられていることを特徴とする金属フェルールの製造装置。
7. 前記成形型がフェルールの所定長さの約２倍の間隔を有して芯線に設けられていることを特徴とする請求項６記載の金属フェルールの製造装置。
8. 前記芯線は、鏡面仕上げ加工を施した真円に形成されたステンレス線であることを特徴とする請求項７または８記載の金属フェルールの製造装置。
9. 前記電鋳金属はニッケルであり、前記電鋳液はスルファミン酸ニッケルであることを特徴とする請求項６記載の金属フェルールの製造装置。
10. 前記成形型が合成樹脂または金属からなり、円錐形の成形面を両側に有したソロバン玉形状に成形されていることを特徴とする請求項６または７記載の金属フェルールの製造装置。

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