JP2005316345A - 高品質な変換スリーブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大小の異なる外径の光コネクタを突き合わせ低損失に接続できる高品質な変換スリーブの製造方法を提供する。
【解決の手段】大小の異なる外径の光コネクタを突き合わせ低損失に接続できる円筒形状の光コネクタ用変換スリーブであり、陰極回転方式による電気鋳造法により、第１電鋳とし母材である真円性の高い棒材を真直に支持し自転回転させながら金属電着し、該棒材を中心軸とし電鋳体の外径加工を行う。第２電鋳として再度、該棒材を中心軸とし、外径加工した第１電鋳体の表面に金属電着を行う。前述の外径加工後の電鋳体は、所定寸法に長さ加工し、棒材を除去するが、除去した貫通孔は小径コネクタの接続孔（内径）とする。更に、第１電鋳体を所定寸法押し出しスライドさせ大径コネクタの接続孔（内径）とし、第２電鋳体より突出した部分を切断し高品質な変換スリーブの製造方法とする。また、変換スリーブの保持固定は、接続孔（内径）の内径寸法精度または長手方向に割り加工を施しバネ力により保持させる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、大小の異なる外径の光コネクタを低損失に接続する高品質な変換スリーブの製造方法に関する。

近年、インターネットの普及により情報流通の高速化または大容量化が進み、光ファイバ接続需要が増大傾向にある。光通信における光ファイバの接続方法は、光ファイバ同士の溶着接続またはメカニカルスプライスにより光ファイバを突き合わし接続する永久接続方法、またスリーブを使用し光ファイバコネクタ同士を突き合わす着脱可能な接続方法がある。後者の接続方法においては、同一外径のコネクタ同士を接続するストレートスリーブタイプまた大小の異なる外径のコネクタ同士を接続する変換スリーブタイプがあるが、特に、変換スリーブにおいては、真円で外径精度が高い大小異なる内径の中心を軸線上に形成し、光ファイバ直径１０ミクロンのコア同士を高精度に突き合わす事が必要とされ、低損失に接続可能である高品質な変換スリーブが要望されている。

図１に一般的な光コネクタを接続する長手方向に割りのある変換スリーブ断面図１を示すが、大小異なる高精度な内径を有す円筒体が連結部２を介し結合した形状であり、大内径部３には直径２．５ｍｍ位の円筒形状の光コネクタ、また小内径部４に直径１．２５ｍｍ位の円筒形状の光コネクタを挿入し先端部を突き合わせ軸線上で保持させる（非特許文献１参照、非特許文献２参照。）。
「オプトコム２００４ １月号Ｎｏ．１７８、ｐ．８４．ｐ．９０」 「本多通信工業株式会社 カタログ，２００４ ＨＯＮＤＡ ＴＨＥ ＷＯＲＬＤ ＦＡＮＵＳ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲＳ ｐ．２５」

変換スリーブは、一端または他端に大小異なる外径の光コネクタより僅かに大きい接続孔（内径）を有し、両端から接続孔（内径）寸法の光コネクタを挿入し、光コネクタ外径により軸あわせが行われる。また、光コネクタの保持固定は、該変換スリーブの内径寸法精度または長手方向に割り加工を施しバネ力により保持する事とする。

上記の接続方法において、特に大小異なる外径の光コネクタを突き合わせる変換スリーブの接続孔（内径）は、真円且つ真直であり、しかも大小異なる軸線上の内径は該変換スリーブ内で高精度に連結する必要がある為、現状の精密機械加工による製造方法あるいは高温化での焼成による製造方法では生産性または設備コストがかかるという問題があった。

かかる問題を解決する方法としては、陰極回転方式による電気鋳造法により、母材に真円で小径の光コネクタ外径寸法の長尺な棒材両端部を真直に支持し、第１電鋳とし該棒材の表面に所定寸法金属電着させる。第１電鋳により得られた電鋳体は、大径の光コネクタ外径寸法に該棒材を中心軸に外径研削、切削加工する為、第１電鋳体の外周部は棒材中心軸に対し極めて同軸性が高くなる。

次に第２電鋳とし、再度、第１電鋳体表面に電鋳を行い金属電着させ、得られた第２電鋳体中の該棒材の除去、更に第１電鋳電鋳体をスライドさせる事で、大小異なる軸線上の内径が円筒体中で連結した高精度且つ高品質な変換スリーブを容易に得る事ができ、生産性または設備コストの面でも優位性が高い。

本発明は、かかる実情に鑑みされたものであり、その目的は、大小異なる外径の光コネクタを低接続損失に接続し、保持固定する変換スリーブの製造方法を提供する事にある。

本発明に従えば、変換スリーブの製造方法であって、陰極回転方式の電鋳により金属電着した電鋳体は外形を所定寸法に加工し、また棒材除去する事で、大小の異なる外径の光コネクタを突き合わせ接続する高精度な接続孔（内径）を有する変換スリーブの製造方法が提供される。

本発明の製造方法においては、第１電鋳とし陰極回転方式電鋳により、真円性及び外径精度の優れた棒材の両端部を一定の張力で支持し真直させ、回転させながら金属電着を行う。得られた円筒形状の第１電鋳体は、該棒材を中心軸とし所定寸法に外周部を研削または切削加工を行う。更に第２電鋳として外径加工を施した第１電鋳体表面に電鋳し金属電着させ、所定寸法に外周部を研削または切削加工する。

電鋳体外周を高精度に加工する為の装置には、ワイヤーセンターレス機を用いる事ができる。

外径加工後の第２電鋳体は、所定の長さに切断し、研磨し、該棒材を除去する。更に第１電鋳体を所定寸法スライドさせ、第２電鋳体から突出した部分を切断、研磨する事で、大小異なる接続孔（内径）が円筒形状の金属管中で軸線上に連結した変換スリーブを作製する事でき、内径寸法精度または長手方向の割り加工により光コネクタを保持固定し低損失に接続する変換スリーブの製造方法とする。

本発明の製造方法では、小径の接続孔（内径）は母材である棒材の外径で決定され、該接続孔（内径）精度もまた該棒材の外径精度で決定され、同様に大径の接続孔（内径）は外径加工された第１電鋳体外径で決定され、該接続孔（内径）精度もまた該第１電鋳体の外径精度で決定される。したがって、特に、光コネクタ同士を突き合わせる変換スリーブに関しては、光コネクタと相似断面（真円形）であり、光ファイバより僅かに大きな径を有し、且つ高精度の真円性及び真直性を有する電鋳母材を用いる事が極めて接続孔（内径）精度の高い変換スリーブを得る事ができる。

本発明の製造方法では、電鋳体から棒材を押し出しにより除去し、また第１電鋳体については、所定寸方押し出しによりスライドさせる事とする。

棒材の材料としては、ピアノ線に用いられる材料、ステンレス、鋼、鋼に諸元素を添加した特殊鋼が好適である。

本発明の変換スリーブの製造方法により、真円で外径精度の高い大小の接続孔（内径）は、円筒体中で軸線上に連結している為、低接続損失な光伝送が可能となり、また、内径寸法精度または長手方向に割り加工を施しバネ力を利用する事で、より確実に光コネクタを保持固定する事ができた。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明の製造方法の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

最初に、本発明の変換スリーブを電鋳により製造する装置について図２．陰極回転方式電鋳装置略図を参照しながら説明する。図２に示した装置は、電鋳浴槽２０と、その槽内に充填された電鋳液５、また、電鋳液加熱ヒーター１９、陽極６及び陰極７を備える。陽極６は、電鋳浴槽２０の底部に設置されたベース２１上に設置する。陰極７は、後述するように、支治具上に設けられており、支治具の上下端部間に張られた母材である棒材９または第１電鋳体１０は、電気的に接続される。支治具に設置した母材は駆動モーター１６及びモーターに連動したシャフト１８が回転する事で、ギヤー１７ａ（上部）、１７ｂ（下部）を介し、母材を中心軸とし回転する。また、循環、攪拌には、電鋳液５を循環ポンプ２２で引き上げ、濾過塔２２を介し、ベース２１上の噴射用ノズル１５から噴射される。

電鋳液５は、棒材９または第１電鋳体１０の周囲に電鋳しようとする金属の材質に応じて決定され、例えばニッケルまたはその合金、鉄またはその合金、銅またはその合金、コバルトまたはその合金、タングステン合金、微粒子分散金属などの電鋳用金属を用いる事ができ、スルファミン酸ニッケル、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、ピロリン酸銅、硫酸コバルト、硫酸銅、ホウフッ化銅、ケイフッ化銅、チタンフッ化銅、アリ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性を主成分とする液また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が使用される。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、電鋳の容易さ、電着物の応力が小さい事、化学的安定性、溶接の容易性などの面で適している。

電鋳液５には、電鋳浴中に濾過精度の高いフェルターを用いて濾過を行い、加温は５０±５℃程度の適正温度範囲に温度コントロールする。また、時々、活性炭処理をして有機不純物を除去する事が好ましい。また、ニッケルメッキした鉄製の波板を陰極、カーボンを陽極にして０．２Ａ／ｄｍ^２程度の低電流密度で通電して銅などの金属不純物を、浴中の電鋳液から除去する事が望ましい。

陽極６は、電鋳しようとする金属に応じて選択され、ニッケル、鉄、銅、コバルトなどから選定され、板状、球状のものを適宜使用することができる。球状の電極を使用する場合は、例えば，チタン製のバスケットに入れ、ポリエステル製の布袋で覆って使用する。

支持具について図３．支治具略図を参照しながら詳細を説明する。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下板１４のＢ−Ｂ’方向から見た断面図である。支治具は、上板１３と下板１４が２本の支柱１２を介して連結されており、上板１３と下板１４は、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセレート樹脂またはポリエチレン樹脂の電気絶縁材料で製造され、支柱１２はステンレス、チタンなどの金属またはプラスチックで製造される。上板１３及び下板１４は、支柱１２とそれぞれ、ネジで固定される。上板１３の中央には、陰極７としてのステンレスネジが上板１３を貫通するように設けられている。ステンレスネジは、上板１３の下面にてステンレス製バネ８の一端８ａを固定している。下板１４の中央には、同様にステンレスネジ１１が下板１４を貫通して下板１４の上面に突出するように設けられている。母材の一端９ａは、ステンレス製のバネ８の他端８ｂに固定され、母材を引っ張ってバネ８を伸ばしながら他端９ｂをステンレスネジ１０で保持される。このように母材となる棒材９または第１電鋳体１０を支治具に取り付ける事により、垂直方向にまっすぐに張った状態で支持される。

図２にもどって、電鋳液の循環、攪拌には、噴き出しノズルより電鋳液を噴射、循環し攪拌を行っているが、その他に、プロペラによる攪拌、また特殊な場合として、超音波照射による攪拌も有効である。

棒材９は、鉄またはその合金、アルミニウムまたはその合金、銅またはその合金など金属線及びこの金属線状に薄いハンダメッキをしたもの、及びナイロン、ポリエステル、テフロン（登録商標）などのプラスチック線などから選定される。このうちプラスチックの場合は、導電性プラスチックのタイプである事とし、非導電性の場合は、表面に導電性のニッケル、銀などの無電解メッキが必要となる。

図２に示した陰極回転式電鋳装置を用いて管状部材を電鋳により形成する操作を説明する。電鋳浴槽２０に電鋳液５を充填した後、駆動モーター１６により陰極７を回転させ、４〜２０Ａ／ｄｍ^２程度の電流密度になるように陽極６、及び陰極７にＤＣ電圧を印加する。

上記の陰極回転方式電鋳装置の操作により、第１電鋳として所定の外径まで棒材９の表面に金属電着させる。

電鋳終了後、支持具を電鋳浴槽２０から取り出し、第１電鋳体が形成されている棒材９を支治具から取り外す。

得られた第１電鋳体は、図４に示すように、両端に棒材９ａ及び棒材９ｂが露出した状態で第１電鋳体２３が円筒形状に形成される。

第１電鋳体２３の外周部は所定寸法に外径加工するが、外周部の加工には、ワイヤーセンターレス機により棒材９を中心軸とし外周部を研削または切削する。

次に、第２電鋳として、再度、前述の陰極回転方式電鋳装置の操作により、外径加工された第１電鋳体の表面に金属電着させ、図５に示すように、両端に棒材９ａ及び棒材９ｂが露出した状態で第２電鋳体２４を円筒形状に形成させ、外周部を所定外径寸法に研削または切削する。

図６に切断、研磨した第２電鋳体２５を示すが、電鋳体の切断には、薄刃カッターを使用し、電鋳体の長手方向に対して直角に、研磨代を含む所定の長さに切断し、両端を研磨し長さを整える。

研磨した第２電鋳体２５の棒材９の除去方法には、棒材９を押し出すか、引き抜くかあるいは薬品で溶解のいずれかの方法で可能であるが、選択した棒材の材料に基づいて決定すればよい。本工程に於いては、図７に示すように、超硬ピン２６で棒材を押し出し除去する事とする。

また、図８に示すように、第１電鋳体２３は、大径の超硬ピン２７で所定寸法押し出しスライドさせる事とする。

前記、スライドさせ第２電鋳体より突出した第１電鋳体２３は、図９に示すように薄刃カッターを使用し切断、研磨し変換スリーブ２８とする。

端面研磨加工された変換スリーブの接続孔（内径）は、両端に面取り加工を行えば、光コネクタの挿入性が更に向上する。

接続した光コネクタの固定は、変換スリーブの内径寸法精度または、ワイヤー放電加工機または薄刃カッターにより長手方向に割り加工を施しバネ力を利用し保持固定する事とする。

本開発品である変換スリーブの断面図を図１０に示すが、（ａ）に割りの無い変換スリーブ断面図３１、（ｂ）に割り加工を施した変換スリーブ断面図３２とし、大外径の光コネクタを挿入する大内径２９、また小外径の光コネクタを挿入する小内径３０を示す。

次に、図１１に光コネクタを突き合わせ接続した変換スリーブの断面図を示す。大内径には、ＳＣタイプの光コネクタ３３を挿入し、小内径部には、ＭＵタイプまたはＬＣタイプの光コネクタ３４を挿入し、突き合わせる事で極めて低接続損失な光コネクタの接続を実現する事ができる。

一般的な変換スリーブを示した断面図である。 陰極回転方式電鋳装置を示した略図である。 支治具を示した略図である。（ａ）側面図（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面図 第１電鋳体を示した図である。 第２電鋳体を示した図である。 切断した第２電鋳体を示した図である。 切断した第２電鋳体から棒材除去した図である。 第２電鋳体から第１電鋳体をスライドさせた図である。 変換スリーブの第１電鋳体突出部を切断した図である。 変換スリーブを示した断面図である。（ａ）割りの無い変換スリーブ断面図（ｂ）割り加工を施した変換スリーブ断面図 変換スリーブ光コネクタ接続を示した断面図である。

符号の説明

１ 一般的な変換スリーブ断面図
２ 連結部
３ 大内径部
４ 小内径部
５ 電鋳液
６ 陽極
７ 陰極
８ ステンレス製バネ
８ａ ステンレス製バネの一端
８ｂ ステンレス製バネの他端
９ 棒材
９ａ 棒材の一端
９ｂ 棒材の他端
１０ 第１電鋳体
１１ ステンレスネジ
１２ 支柱
１３ 上板
１４ 下板
１５ 噴射用ノズル
１６ 駆動モーター
１７ａ ギヤー（上部）
１７ｂ ギヤー（下部）
１８ シャフト
１９ 加熱ヒーター
２０ 電鋳浴槽
２１ ベース
２２ 濾過塔及び循環ポンプ
２３ 第１電鋳体
２４ 第２電鋳体
２５ 切断した第２電鋳体
２６ 超硬ピン
２７ 大径の超硬ピン
２８ 変換スリーブ
２９ 変換スリーブ大内径
３０ 変換スリーブ小内径
３１ 割りの無い変換スリーブ断面図
３２ 割り加工を施した変換スリーブ断面図
３３ ＳＣタイプの光コネクタ
３４ ＭＵタイプまたはＬＣタイプの光コネクタ

Claims (9)

1. 大小の異なる外径の光コネクタを突き合わせ低損失に接続できる円筒形状の光コネクタ用変換スリーブであり、製造方法は陰極回転方式による電鋳法により真円性及び外径精度が高い導電性の棒材を真直に支持し中心軸とし回転させ金属電着した電鋳体を、外形寸法加工及び該棒材を除去し作製する事を特徴とする高品質な変換スリーブの製造方法。
2. 前記、電鋳体は、第１電鋳とし導電性の棒材に金属電着後、該棒材を中心軸とし所定寸法に外周部を外径研削または切削加工を施し、第２電鋳とし再度、両端未電着部の該棒材を真直に支持し中心軸とし、外径加工を施した該第１電鋳の表面に金属電着させ、所定寸法に外周部を外径加工する事を特徴とする請求項１に記載の高品質な変換スリーブの製造方法。
3. 外径加工後の電鋳体は、所定の長さに長手方向に対し直角に切断及び端面研磨加工する事を特徴とする請求項１、２記載の高品質な変換スリーブ製造方法。
4. 電鋳体の棒材は、押し出すか、または引き抜きにより除去し、除去後の貫通孔の一端を小径コネクタが収まる挿入孔（内径）とする事を特徴とする請求項１、２または３記載の高品質な変換スリーブの製造方法。
5. 棒材除去した電鋳体は、更に該第１電鋳の電鋳体を所定寸法スライドさせ、第１電鋳体外径である大径コネクタが収まる挿入孔（内径）とする事を特徴とする請求項１〜４記載の高品質な変換スリーブの製造方法。
6. 前記、電鋳体は、第２電鋳の電鋳体から突出した第１電鋳の電鋳体を切断し端面研磨加工する事を特徴とする請求項１〜５記載の高品質な変換スリーブの製造方法。
7. 前記、変換スリーブは、接続孔（内径）の内径寸法精度または長手方向に割り加工を施しバネ力を利用し、挿入したコネクタを保持させる事を特徴とする請求項１〜６記載の高品質な変換スリーブの製造方法。
8. 変換スリーブは、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅、コバルト、タングステン及びそれらの合金からなる群からえらばれた１種である事を特徴とする請求項１〜７のいずれかを一項に記載の高品質な変換スリーブの製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法により製造された事を特徴とする高品質な変換スリーブ。

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