JP4104864B2 - フェルールの製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、光コネクター用部品である、中心に微小径の光ファイバ用孔を有するフェルールの製造方法に関するものである。
背景技術
石英系光ファイバに代表される光ファイバ類の接続は、溶融接続による方法と光コネクターによる方法とがある。長距離通信用光ファイバケーブルの接続には、溶融接続が用いられ、短距離用光ファイバケーブルや光ファイバコードの接続には、光コネクターが用いられる。
光コネクターには、接続損失が小さいこと、脱着を繰り返しても接続損失が安定していること、脱着しやすく軽量であること等の特性が求められる。また、コネクタを利用する永久接続も今後の発展が期待されている。
光ファイバは細くてフレキシブルであるため、接続時光ファイバの軸ずれ、折れ曲がり、ギャップ等が生じやすく、これらが接続損失の原因になる。特に、軸ずれが接続損失の大きな要因になる。
従って、光コネクターに於いて、光ファイバを軸がずれないように確実に固定する必要がある。このための光コネクター用部品が、フェルールである。即ち、光コネクターは、断面が真円形で０．１３ｍｍ程度の径の光ファイバを円筒形の管に通して固定することにより、光ファイバ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。該円筒形の管が、フェルールである。
現在最も多く使用されているフェルールは、例えば、第１図に示すような形状をしている。フェルールの材質としては、ステンレス、ジルコニア又はプラスチックが使用されるが、現在は、ジルコニアが主流を占めている。第１図は、１芯タイプのフェルールであり、長さ８ｍｍ程度の円筒形の管からなり、その中心部に０．１２６ｍｍの真円形状の孔が穿孔されている。最近は、２芯タイプのフェルール又は３芯以上の多芯フェルールの要望が高まっている。
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、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。ジルコニア製フェルールは上記方法で製造されるので、次のような多くの問題点がある。
第一に射出成型機、押出成型機などを使用するため、高価な専用の成型機、金型が必要である。また、極めて硬度の高いジルコニア粉末を成型機、金型で成形するので、これら成型機、金型の摩耗がはげしく、成型機、金型の寿命が短い。このため、製造コストが高くなる。成型機、金型の摩耗対策として、表面の硬い材質からなる特殊な成型機、金型を用いる方法があるが、これは、設備が高価になり、製造コストも更に高くなる。
第二に、ジルコニア・樹脂の成型物を５００〜１２００℃という高温で処理するため、エネルギーコストが高くなる。また、これは、エネルギー資源の無駄でもある。
第三に、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。この研磨は、高価なダイヤモンド研磨体を使用する手作業によるものである。しかも、該作業は、高度の熟練を要するものである。この結果、寸法不良率も高くなりやすく、コストが高くなる。
第四に、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。
第五に、従来、主として第１図の１芯タイプのものが主流を占めていたが、次第に２芯タイプ、或いはそれ以上の多芯タイプのものが要求されるようになってきている。多芯用のフェルールに於いては、ダイヤモンド研磨体による寸法出しが非常に難しく、特に、３芯以上用のフェルールは、製造が事実上不可能である。
本発明は、従来のフェルール製造に於ける問題点に鑑み、高価な成型機、金型などの設備を必要とせず、簡単で安価な設備で、エネルギーコストが低く、寸法安定性が良く、生産管理が容易で、作業者の熟練を特に必要とせず、そのため不良率も低く、生産性が高く、また２芯以上の多芯用フェルールであっても極めて容易に製造することができる、フェルールの製造方法を提供することを目的としている。
発明の開示
本発明は、細線を通したチューブ状物体をダイス引き、ロール加工、プレス圧縮加工又は絞り加工により外径及び内径寸法を整えた後、細線を引抜く又は押出すことにより、フェルールを製造するものである。
即ち、本発明は、チューブに該チューブよりも硬度の高い材質からなる芯線を挿入する工程、
該チューブをダイス加工、スエージング加工、ロール加工、プレス圧縮加工又はプレス絞り加工によりチューブと芯線とを密着させるとともに、チューブと芯線とを密着させた状態の内径と外径寸法を均一に調整する工程、
該チューブを所定の長さに芯線とともに、ローラ切断加工、旋盤削り加工、ワイヤー放電加工、メタルソール加工、プレス加工、レーザ加工、プラズマ加工、又は高圧水を用いた切断加工により切断する工程及び、
該切断したチューブ部分から芯線をピンで押出し又は高圧の空気、水若しくは油を噴射して押出しにより除去する工程、
からなることを特徴とする中心に微小径の光ファイバ用孔を有するフェルールの製造方法である。
本発明により、高価な成型機、金型などの設備を必要とせず、ダイス加工、ロール加工、プレス圧縮加工又はプレス絞り加工用の一般的で安価な設備を使用して、寸法精度のよいフェルールを、低コストで製造することができる。作業者の熟練を必要としないので、不良率も低く、生産性が高い。また、２芯以上の多芯用フェルールも極めて容易に製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明によりフェルールを製造する原理を、第２図に示した。まず、チューブ１の中に芯線２を配置し、所定の口径を有するダイス３を通し、チューブの内径、外径を均一に調製する。この際、潤滑剤４や離型剤を使用するのがよい。
チューブは金、白金、ロジューム、銀などの貴金属類やステンレス、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、マグネシウム、亜鉛、錫、モリブデン、ジルコニウム、チタン、タングステン、ジュメットやこれらの合金材、焼結合金材、プラスチック等から製造することができる。
芯線は、チューブの材質よりも硬度の高い材料からなり、フェルールに通す光ファイバよりもやや大きい直径を有する細線が好ましい。また、芯線は、ダイスを通す際チューブ材の加圧により変形しないように硬度の高い材料からなるものを使用するのがよい。この視点からは、硬鋼線、ステンレス線、タングステン線、チタン合金線、ニッケル合金線等の材料が好ましい。
特に、硬質ステンレス線、硬鋼線、タングステン線等の硬度の高い材料が芯線として適しており、チューブ材としては貴金属類や軟質ステンレス材、ニッケル材等の硬度が低く且つ成形が容易で且つ耐食性の高いい材質が適している。
第２図に示したチューブの内径、外径を均一に調整する方法の例として、ダイスを使用する方法を説明したが、これに限定されるものではない。他の方法として、ロール加工、プレス圧縮加工又はプレス絞り加工を適用することができる。また、これ等のいずれかの加工方法に於いてもチューブ内より芯線が抜出やすい様にする為、界面活性剤や石鹸、油、樹脂などの潤滑剤や離型剤をチューブと芯線の間に塗布することが好ましい。
第３図にロール加工法を示した。ロール加工法は、チューブ仕上り寸法の半径の溝がついた相対して回転するローラ５、６に芯線９を有したチューブ８を通過させる事によりチューブの内径、外径の寸法を調整する加工方法である。この際、潤滑剤７を使用するのがよい。
第４図にプレス圧縮加工法を示した。プレス圧縮加工は、複数分割された金型の中心に芯線１１を有したチューブ１０を入れ矢印方向にプレスしチューブの内径、外径の寸法を調製する加工方法である。この場合も、潤滑剤１２を使用するのがよい。
第５図に、プレス絞り加工法を示した。プレス絞り加工は、固定された円筒状の金型に芯線１３を有したチューブ１５を矢印方向に押し込んでチューブの内径、外径の寸法を調整する加工方法である。この場合も同様に、潤滑剤１４を使用するのがよい。
このようにして内径、外径を均一にしたチューブを、次に所定の長さにチューブの部分のみを切断し、切断したチューブ部分を端部から順次芯線より抜き取り、フェルールを得る。チューブの引抜きは、チューブ部分を切断したチューブの一端を固定し、他端から順次チューブ部分を引抜いていくのである。
チューブは、芯線ごと切断してもよい。芯線ごと切断した場合は、芯線を押出すことにより除去する。芯線部分にピンを押し込む、又は高圧力の空気、水若しくは油等を噴射して芯線を押出し除去することができる。
芯線を残しチューブ部分のみの切断、又は芯線とチューブとを同時に切断するには、ロール刃、旋削、ワイヤ放電切断加工、メタソール加工、砥石切断加工、プレス加工、レーザ加工、プラズマ加工又は水圧切断加工等の方法で行うことができる。
ロール刃でチューブ部分を切断する例を、第６図に示した。フェルールの長さに相当する長さを有するスペーサ１６で、１個又は、複数個のロール刃の位置決めを行い、回転又は平行移動するロール刃１７に芯線の入ったチューブを押入、又は回転している芯線入りチューブにロール刃を押し当てることにより１ヶ又は複数個の切断を行うことができる。
第７図に、芯線を有するチューブを複数個同時にワイヤー放電加工により切断する例を示した。旋削、メタルソー砥石などにより１個又は複数個を同時に切断することもできる。
芯線とともに切断したチューブより芯線を押出したもの、それは、即ち、目的とするフェルールである。
芯線より切断したチューブ部分の引抜きは、第８図に模式的に示した。この図はチューブの一端１８を固定し、他端から順次切断したチューブ部分２０を芯線１９から矢印の方向に引抜いていくものである。本発明は、第８図に模式的に示した方法をとらない。
第９図に、芯線２１とともにチューブ２３を切断した場合、ピン２２により芯線２１を押出す状況を模式的に示した。この際に、押出された芯線の一部を掴み取り更に引き抜くことにより、芯線を除去することもできる（図９（ｂ、ｃ））。
第１０図は、高圧の空気、水又は油等を噴射し芯線を押出し取り除く方法を模式的に示した。ノズル２５から高圧の気体又は液体をチューブ２７中の芯線２６に噴射することにより、芯線を押出し除去することができる。
芯線を取り除いて得られた、フェルールは必要に応じて、適宜寸法やその他の仕上げを行い、実用価値の高いフェルールに仕上げる。
以上は主として単芯フェルールを中心に説明してきたが、本発明は、勿論、多芯フェルールにも適用することができる。
多芯フェルールは、基本的には既に述べてきた単芯フェルールと同様の方法で製造することができる。多芯フェルールの場合は、複数の芯穴を有するチューブを使用するのである。第１１図に示すように、予め所定寸法に成形した複数個の芯穴を有するチューブ（ａ）に、芯線を挿入し、ダイス引抜き、ロール加工プレス、圧縮加工又はプレス絞り加工等によりケースの内径と外径寸法を調製し（ｂ）、その後、チューブと芯線を切断し、チューブ内の芯線を除去することにより、多芯フェルール（ｃ）を得ることができる。
基本的には、多芯フェルールの場合も単芯フェルールと同様に製造することが出来る。この場合は、多芯になった分だけ、ダイスの形状や、ロール形状、プレス型の形状を変える等の処置をとる必要がある。
第１２図及び第１３図に、１芯フェルールや１芯の長尺フェルール材を複数本整列させ又は束ねて、ロー付加工又は接着加工により、多芯フェルールを得る方法を示した。第１２図には直線状に配列した６芯フェルールの例を、第１３図には柱状に配列した７芯フェルールを示した。尚、１芯の長尺フェルール材というのは、端的には、チューブに芯線を挿入し、ダイス加工等を行った後、切断する前の状態のもののことである。
第１４図から第１７図は、多芯フェルールの例を示している。第１４図は、二芯フェルールを並べて整列しバンド又はケースで束ねるものである。同様にして、直線状に配列した６芯フェルールを第１５図（ａ）に、また、直線状に配列した１２芯フェルールを第１５図（ｂ）に示した。第１６図には、１２芯フェルールを１２組組み合わせた１４４芯フェルールを示した。第１７図には、柱状に配列した７芯フェルールを示した。
産業上の利用可能性
本発明により、従来のジルコニア製フェルールに対して、容易且つ低コストでフェルールを提供することができる。フェルールは、光コネクターの要の部分であって、通信用光ファイバの接続には不可欠のものである。本発明は、通信情報産業分野で極めて利用価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、フェルールを示す図である。
第２図は、ダイス加工の原理を示す図である。
第３図は、ロール加工の原理を示す図である。
第４図は、プレス加工の原理を示す図である。
第５図は、プレス絞り加工の原理を示す図である。
第６図は、チューブを切断する例を示す図である。
第７図は、チューブをワイヤー放電加工により切断する例を示す図である。
第８図は、チューブ引き抜きの状況を示す図である。
第９図は、芯線をピンで押出す状況を示す図である。
第１０図は、芯線を押出す状況を示す図である。
第１１図は、多芯フェルールを製造する状況を示す図である。
第１２図及び第１３図は、ロー付加工又は接着加工により多芯フェルールを得る方法を示す図で、第１２図は直線状に配置した６芯、第１３図は柱状に配置した７芯フェルールを示す。
第１４図、第１５図、第１７図及び第１８図は、バンド絞付加工又は外装ケースへの押入により多芯フェルールを得る方法を示す図で、第１４図は二芯フェルールを示し、第１５図は６芯フェルール及び１２芯フェルールを示し、第１６図に１４４芯フェルールを示し、第１７図は７芯フェルールを示す。

Claims (1)

1. チューブに該チューブよりも硬度の高い材質からなる芯線を挿入する工程、
   該チューブをダイス加工、スエージング加工、ロール加工、プレス圧縮加工又はプレス絞り加工により、チューブと芯線とを密着させるとともにチューブと芯線とを密着させた状態の内径と外径寸法を均一に調整する工程、
   該チューブを所定の長さに芯線とともに、ローラ切断加工、旋盤削り加工、ワイヤー放電加工、メタルソール加工、プレス加工、レーザ加工、プラズマ加工、又は高圧水を用いた切断加工により切断する工程及び、
   該切断したチューブ部分から芯線をピンで押出し又は高圧の空気、水若しくは油を噴射して押出しにより除去する工程、
   からなることを特徴とする中心に微小径の光ファイバ用孔を有するフェルールの製造方法。

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