JP4106625B2 - 光ファイバー用金属結合子の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、主として、光通信などに用いる光ファイバー用金属結合子の製造に関するものであり、特に、前記金属結合子を、電鋳によって成長させた円筒状の電鋳層から得るようにした光ファイバー用金属結合子の製造方法および装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
主として、光通信用に開発された光ファイバー相互を接続するコネクタ構造には、旧来、種々の円筒状結合子（フェルール：光ファイバー素線相互の端末を同軸上に突き合わせ、保持するための円筒状の部品）が採用されている。
前記結合子は、これまで、ジルコニア粉末と樹脂との混合物を、射出成形または押出成形によって、円筒状に形成し、その後、５００℃前後で焼成することによって、樹脂分を分解除去し、さらに、１，２００℃前後で焼成して製造されるが、その後に、前記結合子（焼成物）の貫通孔をダイヤモンド研磨して、その孔径を許容誤差内に微調整するとともに、その貫通孔の中心に対して、前記結合子の外周が真円になるように、研削などの機械加工が行われる。
【０００３】
しかしながら、このような製造方法によって、結合子を得る場合には、以下のような問題がある。
（１）射出成形や押出成形に、高価な成形装置や金型を必要とする上に、金型がジルコニア粉末により摩耗し易いため、金型の成形面を超硬質合金とするなどの特殊加工が必要となり、また、常に、摩耗状態を観察して、必要に応じ、金型補修や、交換をしなければならない。
（２）貫通孔のダイヤモンド研磨に手間と熟練を要し、生産性を上げ難い。
（３）高温で焼成するので、多大のエネルギーコストがかかる。
（４）セラミックを原料とする結合子は、フィジカル・コンタクト接続（以下、「ＰＣ接続」と略記する。）に対応して、その端面を、凸球面、斜めに傾いた凸球面、フラット面、斜めに傾いたフラット面などに加工する必要があるが、その材質（セラミックであること）が原因で、加工が難しい。
【０００４】
これらの問題を解決するために、例えば、ＰＣＴ／ＪＰ９９／０６５７０号公報（発明の名称「光ファイバーコネクタ及びそれに用いられるフェルール並びにフェルールの製造方法」）に示されたような、電鋳法が用いられ、金属を素材とする結合子が形成されている。ここでは、電鋳槽内に浸漬した芯線材（フェルールの内径と同外径）の周囲に金属を堆積させて、円筒状電鋳層を形成する工程と、その円筒状電鋳層から芯線材を除去する工程と、形成された電鋳層を所要寸法（長さ）に切断加工することで所要のフェルールを得る工程とを含んでいる。
【０００５】
しかしながら、この電鋳法では、円筒状電鋳層（即ち、電鋳液に浸漬されている芯線材の部分）の長さが、電鋳槽の深さによって制約されるので、１回の電鋳で得られる量が少なく、また、多くの芯線材を浸漬し、取り出す作業を繰り返すバッチ式の電鋳加工なので量産性に欠ける。また、内外径の同芯度、真円度、円筒度を向上させるためには、陰極としての芯線材と、電鋳のための陽極との距離を一定に保つ必要から、電鋳槽、電極配置、構造などに工夫が必要であり、円筒状電鋳層の真円度、円筒度、表面粗さなどを、目標精度内に納めることが難しい。
【特許文献】
ＰＣＴ／ＪＰ９９／０６５７０号公報
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、光ファイバー用金属結合子を、電鋳法により連続製造することで、量産性を向上し、コストダウンを図るとともに、円筒状電鋳層を製造する過程で、その電鋳層の内外径について、同芯度、真円度、円筒度、電鋳堆積度などの均一性を確保することもできる光ファイバー用金属結合子の製造方法および装置を提供することである。本発明の他の目的とするところは、円筒状電鋳層の形成過程において、実際に使用する光ファイバー用金属結合子（フェルール）の取得することができる光ファイバー用金属結合子を提供することである。本発明の更に他の目的とするところは、電鋳初期における電鋳液内の気泡を除去し、芯線材の表面の濡れ性を向上させることにより、円筒状電鋳層での巣発生を、特に、電鋳層内壁でのそれを防止し、光ファイバー接続に際して、結合子の個所における光信号の減衰を最小にすることを意図した、光ファイバー用金属結合子を提供することである。また、本発明の別の目的とするところは、電鋳槽を多段構造として、上下方向における水圧の変化の問題、陽極の交換、メンテナンス上の便宜、電鋳過程での電鋳層の成長具合の確認を可能にする光ファイバー用金属結合子の製造装置を提供することである。
【０００７】
（発明の開示）
上記目的を達成するために、本発明による請求項１に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法は、電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極として、金属結合子を電鋳過程で成長させる電鋳方式において、陰極として使用され製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材と前記内径形成部材と同外径、同軸心の陰極芯部材を設け、前記内径形成部材は成長ガイドとして電鋳槽内の底部に固定し、前記内径形成部材の上端に前記陰極芯部材当接させて電鋳を開始し、円筒状の内孔を有する電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させた後、前記陰極芯部材を前記内径形成部材の上端から離し、前記前記陰極芯部材を筒状電鋳層のダミーとして、筒状電鋳層をさらに成長させ、該電鋳層を前記電鋳槽から引き上げる過程で所要外径へと成長させた筒状電鋳層を、前記電鋳槽外で所要の寸法に切断することにより、前記金属結合子を製造することを特徴とする。
【０００８】
本発明による請求項２に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法は、電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極として、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材を、陰極芯部材として、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させると共に、該筒状電鋳層を前記内径形成部材と共に前記電鋳槽から引き上げる過程で、所要外径へと成長した前記筒状電鋳層を、前記電鋳槽外で所要の寸法に切断することにより、前記金属結合子を製造することを特徴とする。
【０００９】
本発明による請求項３に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法は、電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極側において、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同内径の円筒状部材を、陰極芯部材として、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させると共に、該筒状電鋳層を前記円筒状部材と共に前記電鋳槽から引き上げる過程で、所要外径へと成長した前記筒状電鋳層を前記円筒状部材と共に前記電鋳槽外で所要の寸法に切断することにより、前記金属結合子を製造することを特徴とする。
【００１０】
本発明による請求項４に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法は、電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極側において、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材を、陰極芯部材として、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させると共に、成長された前記筒状電鋳層と共に引き上げられる前記内径形成部材に、予め、所定ピッチで、スペーサを備えており、該スペーサの上下端に、製造されるべき金属結合子の上下端末の所要面を形成していることを特徴とする。
【００１１】
電鋳によって成長している前記筒状電鋳層を、前記引き上げの過程において、所要速度で回転させ、円周方向に均等な厚さを確保することが有効である。前記電鋳槽から引き上げられた筒状電鋳層の外径を測定することで、前記筒状電鋳層の引き上げ速度を制御し、前記電鋳槽外に引き上げられた個所の所定外径寸法を維持することが有効である。成長された前記電鋳層に陰極側電圧を印加するように、電源が接続されていることが有効である。前記陰極芯部材が円筒状であって、その内部に所要の気圧が掛けてあって、前記電鋳槽内の電鋳液が、前記電鋳層の内部に侵入するのを防止することが有効である。前記内径形成部材は、前記電鋳槽底部での、その消耗が許容される外径寸法精度の範囲で、成長した筒状電鋳層が引き上げられる過程で、所要の速度で上昇制御されることが有効である。前記筒状電鋳層のみを、前記内径形成部材を切断しない状態で、切断することが有効である。前記連続電鋳の開始初期に発生する気泡を除去する工程を含み、これにより前記連続電鋳層内での巣の発生を防止することが有効である。
【００１２】
本発明による請求項１２に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置は、電鋳槽内において、陽極に対向して陰極芯部材を設け、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同径の内孔を有する筒状電鋳層を、前記電鋳槽内の陰極側で成長させる光ファイバー用金属結合子の製造装置において、前記電鋳槽内で成長した筒状電鋳層を引き上げる手段と、前記電鋳層の外径を、その電鋳層の引き上げの過程において、前記電鋳槽外で計測する手段と、その計測結果を予測計測値として前記引き上げ手段の引き上げ速度を制御する制御手段と、所要外径へと成長した筒状電鋳層を前記電鋳槽外で所要の寸法に切断する手段と、を具備していることを特徴とする。
【００１３】
前記金属結合子の内径と同外径の内径形成部材が、前記電鋳槽内の底部に陰極の成長ガイドとして装備され、該内径形成部材の上端に陰極芯部材が設けられ、電鋳開始時は、該内径形成部材の上端に該陰極芯部材を当接させ、電鋳が進むに従って該陰極芯部材を該内径形成部材の上端から離すようにして、前記筒状電鋳層を形成することが有効である。陰極芯部材として設けられた前記金属結合子の内径と同外径の内径形成部材が、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給する手段を装備し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を、電鋳槽内の陰極側で成長させることが有効である。陰極芯部材として設けられた前記金属結合子の内径と同内径の円筒状部材を、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給する手段が装備され、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を、電鋳槽内の陰極側で成長させることが有効である。
【００１４】
本発明による請求項１６に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置は、電鋳槽内において、陽極に対向して陰極芯部材を設け、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同径の内孔を有する筒状電鋳層を、前記電鋳槽内の陰極側で成長させる光ファイバー用金属結合子の製造装置において、前記電鋳槽内で成長した筒状電鋳層を引き上げる手段と、前記電鋳層の外径を、その電鋳層の引き上げの過程において、前記電鋳槽外で計測する手段と、その計測結果を予測計測値として前記引き上げ手段の引き上げ速度を制御する制御手段と、を具備し、陰極芯部材として設けられ、成長された前記筒状電鋳層と共に引き上げられる内径形成部材に、予め、所定ピッチで、スペーサを備えており、該スペーサの上下端に、製造されるべき金属結合子の上下端末の所要面を形成していて、前記内径形成部材の引き上げにおいて、前記スペーサ間に形成された円筒状電鋳層を前記内径形成部材から取り外す手段を具備していることを特徴とする。
【００１５】
電鋳によって成長している前記筒状電鋳層を、前記引き上げの過程において、所要速度で回転させる手段を装備し、その円周方向に関して均等厚さを確保することにより、前記電鋳層の真円度および同芯度を向上させるようにしたが有効である。前記陽極には、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉの不溶解陽極を用いることが有効である。前記電鋳槽は、上下に多段の分割型で構成され、前記筒状電鋳層を挿通する貫通孔を介して、電鋳液を流下すると共に、オーバーフローによって最下段の貯槽へ電鋳液をもたらすように構成されていることが有効である。光ファイバー用金属結合子の製造方法、光ファイバー用金属結合子の製造装置のいずれにおいても、筒状電鋳層の外径を常時、計測することにより、フィードバック制御により、前記電鋳層の上昇速度を調整することが有効である。
【００１６】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して、具体的に説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る第１の実施の形態について、図面を参照して、具体的に説明する。即ち、本発明の光ファイバー用金属結合子の製造装置は、第１図ないし第４図に示すように、電鋳槽１内において、陽極２（Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉなどの不溶解陽極が好ましい）に対向して、製造すべき円筒状の金属結合子（フェルール）Ｆの内径と同径の内孔を有する筒状電鋳層（フェルール素材）ＦＥを、電鋳槽１内の陰極側で成長させるものであって、特に、電鋳槽１内で成長した筒状電鋳層ＦＥを引き上げる手段３と、電鋳層ＦＥの外径を、その電鋳層の引き上げの過程において、電鋳槽１外で計測する計測手段４と、その計測結果を予測計測値として引き上げ手段３の引き上げ速度を制御する制御手段５とを具備している。なお、電鋳層ＦＥに対向する陽極２は、前記電鋳層（陰極側）との間の距離を一定に保持して配置されていて、前記電鋳層の真円度、同芯度および円筒度を向上させるように、例えば、前記電鋳槽を中心として、これを囲む円筒状、弧状などの形状に構成されている（なお、陽極の素材として、球状のニッケルの集合体を用いることもできる）。
【００１８】
更に詳述すると、ここでは、金属結合子Ｆの内径と同外径の内径形成部材６を、電鋳槽１内に装備し、これを成長ガイドとして、筒状電鋳層ＦＥを形成するのである（なお、ここでは、内径形成部材６が陰極としても機能しており、その素材も、耐蝕メッキを施した超硬合金などの高剛性材、ステンレスなどを用いる）。このため、電鋳槽１の底部には貫通孔１ａが設けてあり、これを介して、電鋳槽１の下側から内径形成部材６を電鋳槽１内に鉛直に突出している。なお、この実施の形態では、内径形成部材６を鉛直に支持する支持手段７が装備してあり、この支持手段７には、内径形成部材６を周囲からクランプする、公知のクランプ機構が採用される。特に、ここでは、支持手段７を昇降制御する昇降手段８（例えば、公知の昇降装置が採用される）が用意されていて、本発明の制御系９（コンピュータ制御系であって、前述の制御手段５を含む）からの制御信号Ｓ１により、所要の微速度で、昇降手段８を介して、内径形成部材６を上昇させるようになっている。また、支持手段７は制御系９から制御信号Ｓ７を受けてクランプと解除との切換を行う。
【００１９】
電鋳槽１には、ポンプ１０を介して、貯槽１１から電鋳液が供給されており、また、電鋳槽１内の電鋳液のレベルを一定に維持するために、電鋳槽１の上縁に設けた溢流部１ｂから、電鋳液をオーバーフローさせることができる。このオーバーフローされた電鋳液は、電鋳槽１の下に設けた受け槽１２に受けられる。この受け槽１２は、貫通孔１ａから流下する電鋳液も受け取れるように、構成されている（これにより、電鋳初期に、後述する陰極芯部材（ダミー）の表面の濡れ性を向上する）。
【００２０】
また、受け槽１２の電鋳液は、ポンプ１３により、フィルター１４を介して貯槽１１にフィードバックされる。なお、内径形成部材６を通すための誘導孔１２ａには、液密シール部材１５が設けられる（内径形成部材６は前記シール部材１５に対して摺動自在である）。なお、ポンプ１０および１３の駆動制御は、先述の制御系９からの制御信号Ｓ２で行われる。
【００２１】
また、内径形成部材６の上端と電鋳開始時に当接するように、内径形成部材６と同外径、同軸心の陰極芯部材１６を、筒状電鋳層ＦＥのダミーとして、電鋳槽１内に上方から挿入し、電鋳の過程で、先述の引き上げ手段３により引き上げることができる。この実施の形態では、引き上げ手段３が、電鋳槽１の上方に配置した上下二段の支持手段１７、１７’（これには、陰極芯部材１６を周囲からクランプする、公知のクランプ機構が採用される）と昇降手段１８（例えば、公知の昇降装置が採用される）から構成されている。なお、支持手段１７は、昇降手段１８で昇降されるが、支持手段１７’は、そのレベルにおいて、フレーム（図示せず）に固定的に保持される。そして、支持手段１７を介して、ダミーを鉛直に支持し、昇降手段１８を上昇しながら、電鋳液内で、その表面に筒状電鋳層ＦＥを成長させるのである。
【００２２】
なお、ここでも、本発明の制御系９からの制御信号Ｓ３、Ｓ３’により、所要の速度で、支持手段１７を介して、陰極芯部材１６（あるいは電鋳層ＦＥ）を上昇させ、あるいは下降させるようになっている。また、支持手段１７、１７’は、制御系９からの制御信号Ｓ４、Ｓ４’で、クランプあるいはその解除の動作を、それぞれ、独立に行う。
【００２３】
また、電鋳によって成長している筒状電鋳層ＦＥ（引き上げ対象としてダミーを含む）および内径形成部材６を、その引き上げの過程において、制御系９からの制御信号Ｓ５、Ｓ５’により、所要速度Ｒ１およびＲ２で回転させる手段１９（１９’）が装備されている。これにより、その電鋳層の円周方向に関して均等な厚さを確保することができ、前記電鋳層の真円度および同芯度を向上させるようにしている。ここでの回転手段１９（１９’）は、例えば、第３図に示すような構成になっているとよい。
【００２４】
即ち、この実施の形態では、筒状電鋳層ＦＥ（またはダミー）および内径形成部材６に共通の鉛直な軸線Ｌを中心に回転する円環状の回転子１９１（１９１’）が、ベアリング１９２（１９２’）を介して、支持フレーム（図示せず）に支持されており、これには、左右一対のクランプ手段１９３（１９３’）が装備されている。なお、各回転子は、例えば、その周縁に歯車歯を形成していて、適当な歯車伝導系（図示せず）を介して、電動モータＭ（例えば、ステッピングモータ）に連係されており、上述のように、制御系９からの制御信号Ｓ５、Ｓ５’で、その駆動、停止および速度の制御を受ける。これらクランプ手段１９３（１９３’）は、鼓形状のローラ１９３ａ（１９３ａ’）を軸支したレバー１９３ｂ（１９３ｂ’）を、前述の回転子に設けた軸架台１９３ｃ（１９３ｃ’）に揺動自在に軸支しており、また、レバー１９３ｂ（１９３ｂ’）間に、引張コイルスプリング１９３ｄ（１９３ｄ’）を張設している。
【００２５】
このような構成では、ローラ１９３ａ（１９３ａ’）の間で、電鋳層ＦＥ（ダミー）および内径形成部材６を挟持することができ、しかも、回転子１９１（１９１’）の回転を、電鋳層ＦＥ（ダミー）および内径形成部材６に伝達することができる。なお、この実施の形態では、電鋳層ＦＥの回転手段と内径形成部材６の回転手段とを同じ構造としているが、別々の構成としてもよく、また、公知の適当な手段に置き換えることもできる。
【００２６】
また、この実施の形態では、電鋳層ＦＥを引き上げる過程で、これを、使用するフェルールとしての、所要長さに切断するための切断手段２０を備えている。この切断手段２０は、例えば、第４図に示すように、電鋳層ＦＥの左右からカッター２０１を前進して、切断する構成であり、各カッター２０１は、往復動アクチュエータ２０２で、前後方向に駆動される。このアクチュエータ２０２への制御信号Ｓ６が制御系９から与えられる。
【００２７】
なお、昇降手段１８が、電鋳層ＦＥの切断長さ（フェルール長さ）に対応して上昇した後、制御系９からの制御信号により、先ず、支持手段１７’をクランプし、切断が行われる。その後、引き上げ手段３における支持手段１７の、電鋳層ＦＥに対する持ち替え（クランプ位置を下げる）が行われる。このため、制御系９からの制御信号Ｓ４’により、支持手段１７のクランプが解除され、次いで、制御信号Ｓ３’により、昇降手段１８が下降する。そして、制御信号Ｓ４により、支持手段１７がクランプした後、支持手段１７’がクランプを解除する。
【００２８】
また、電鋳層ＦＥの外径を、その電鋳層の引き上げの過程において、電鋳槽１外で計測する先述の手段４には、レーザビームを利用した光センサ（例えば、発光ダイオードなどを用いた計測器）を用いるとよい。勿論、ここでの計測手段４としては、上述の光センサに限られることはない（使用可能な公知の計測器でもよい）。
【００２９】
なお、この実施の形態において、符号２１は、陽極２と電鋳層ＦＥとの間に印加される電圧（直流電圧や陰極−陽極間に一定のバイアス電圧を負荷するように調整した交流電圧）の電源（これは充電式バッテリーでも、市販の交流電源から交流−直流変換器を介して得るものでもよく、更には、上述の調整された交流電源などの電源が採用されるとよい）、２２は電圧調整器である。この電圧調整器２２の制御には、制御系９の制御信号Ｓ６が関与する。
【００３０】
次に、本発明に係る上述の製造装置を用いて、光ファイバー用金属結合子Ｆを製造する過程を以下に説明する。まず、第５図の（１）に示すように、支持手段１７（第１図参照）でクランプした陰極芯部材１６（ダミー）を、昇降手段１８（第１図参照）の動作で、電鋳槽１内に挿入し、電鋳槽１の底部に臨む内径形成部材６に当接する。なお、この実施の形態では、内径形成部材６の先端に小径部６ａを形成していて、これに、ダミーの先端が着脱自在かつ回転自在に嵌合するようになっている（あるいは、ダミーの内径が、内径形成部材６の外径に相当して、内径形成部材６の先端側に摺動可能に嵌合されるようにしてもよい）。
【００３１】
この状態で、電鋳を開始すると、電鋳液に浸漬された陰極芯部材１６の部分および電鋳液中に突出する内径形成部材６の外周面に、電鋳によって、金属層が形成されてくる（第５図の（２）を参照）。所要の厚さ（回転手段１９でダミーが回転されて、回転しない内径形成部材６との間で、金属層に捩れ力が加わっても、内径形成部材６に対して金属層がスムーズに剥離し、ダミー側と共に回転して、そこでは、亀裂などの損傷を生じない程度の厚さ、例えば、０．５μｍ程度の厚さ）に電鋳層ＦＥが成長した段階で、回転手段１９を回転駆動し、また、引き上げ手段３によるダミーの引き上げを行う。この際、回転手段１９’も回転させて、両者の回転差をゼロもしくは所要値になるように、制御系９からの制御信号で、各回転手段１９（１９’）の電動モータＭの駆動速度を各別に制御する。
【００３２】
この引き上げ過程で、ダミーの下端は、内径形成部材６の上端から離れるが、電鋳作用で形成された筒状電鋳層ＦＥは、内径形成部材６の内径を維持して、成長されて行く（第５図の（３）を参照）。ダミーが上昇して、筒状電鋳層ＦＥが計測手段４のレベルに到達すると（第５図の（４）および（５）を参照）、その段階から、筒状電鋳層ＦＥの外径が計測される。引き上げ手段３による引き上げ速度は、電鋳液から引き上げられた筒状電鋳層ＦＥの外径を決定する。そこで、計測手段４によって、筒状電鋳層ＦＥの外径が計測された結果、所定の設定値（フェルール外径）になると、その値を維持するように、制御系９を介して、フィードバック制御により、引き上げ手段３の引き上げ速度が制御される。このように、計測手段４による計測値を、筒状電鋳層ＦＥの外径を一定に維持する予測値（設定値相当）として利用するのである。
【００３３】
計測された筒状電鋳層ＦＥの外径が、所定の設定値を維持している過程で、引き上げ手段３による筒状電鋳層ＦＥの引き上げ長さが、フェルールの設定長さになると、制御系９からの制御信号で、支持手段１７’が筒状電鋳層ＦＥの切断部直上をクランプする。この状態で、制御系９からの制御信号で、切断手段２０が駆動され、筒状電鋳層ＦＥの切断がなされる。その後、制御系９からの制御信号で、前述した支持手段１７の持ち替えがなされる（即ち、支持手段１７によるクランプの解除→昇降手段１８の降下→支持手段１７による、新たな位置での再クランプ）。なお、ここでは、切断後に支持手段１７の持ち替えを行ったが、支持手段１７’のクランプ後に、まず、支持手段１７の持ち替えを行い、その後に切断しても良い。
【００３４】
また、切断された最初の筒状電鋳層の部分（ダミーを含む）は、支持手段１７’のクランプを解除した上で、適当な手段で除かれ、その後に切断された筒状電鋳層ＦＥの切断片は、同じく、適当な手段により、フェルールＦとして、予定した貯蔵個所へと採取される。そして、その後、再び、筒状電鋳層ＦＥの成長の過程で、支持手段１７によるクランプ状態を保持しながら、昇降手段１８が上昇される（上述のように、支持手段１７’は、クランプ解除状態である）。
【００３５】
なお、この実施の形態では、ダミーは、中空であり、その上端からは、圧力気体（空気などの気体）が供給され、電鋳槽１内での、筒状電鋳層の内部への電鋳液の浸入を防止する。この場合の圧力気体供給手段（図示せず）には、公知の手段を用いることができる。これは、内径形成部材６により筒状電鋳層ＦＥの内径が正確に保持されている状態を電鋳液で犯されないためである。
【００３６】
更に、内径形成部材６の頂部に、細径の部材（図示せず）を連設して、この部材を円筒状陰極芯部材（ダミー）に通して、上方に延長し、これに上向きのテンションを負荷して、内径形成部材６の鉛直度を維持し、揺らぎのない状態にする（それによって、成長する電鋳層の真円度、同芯度、円筒度を高める）ように構成することもできる。
【００３７】
また、電鋳の過程で、少しずつ内径形成部材６の先端部（電鋳槽１内に露出する部分）が痩せることを考慮して、許容範囲内で、成形された筒状電鋳層内に進出するように、昇降手段８により、内径形成部材６を微速度で上昇させる制御も有効である。この昇降手段８の制御は、制御系９からの制御信号Ｓ１で行われる。
【００３８】
なお、この実施の形態において製造する対象の、筒状電鋳層ＦＥの内径は、例えば、０．０５〜０．１３ｍｍとし、外径は、例えば、１ｍｍ〜１．２ｍｍとする。また、電鋳層には、例えば、ニッケル、鉄、銅、コバルト、タングステン及びそれらの合金が挙げられる。従って、電鋳液としては、溶液または浮遊液（懸濁液）の状態において、上述のような金属成分を含有する、例えば、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、硼弗化第一鉄、ピロリン酸銅、硼弗化銅、珪弗化銅、チタン弗化銅、アルカノールスルホン酸銅、硫酸コバルト、タングステン酸ナトリウムなどの水溶液か、あるいは、水に炭化珪素、炭化タングステン、炭化硼素、酸化ジルコニウム、窒化珪素、アルミナ、ダイヤモンドの微粉末を分散させてなる浮遊液（懸濁液）が用いられる。なお、スルファミン酸塩を含有する水溶液は、電鋳が容易であること、化学的に安定であること、溶解し易いことなどから、電鋳液として極めて有用である。
【００３９】
なお、この実施の形態において、電鋳液の金属成分は、そのまま本発明の光ファイバー用金属結合子を構成する金属材料となることから、ＰＣ接続に用いる光ファイバー用金属結合子を所望する場合において、研削が容易な、例えば、ニッケル、あるいは、ニッケル／コバルト合金などのニッケル合金とすることが望ましい。
【００４０】
また、内径形成部材６やダミーとしての陰極芯部材１６は、その材質として、例えば、ステンレス合金（ＪＩＳ規格でのＳＵＳ３０４など）の線材が用いられる。このような線材には、ダイスによる押出し方法、延伸による伸線方法などで製造された、例えば、直径：１２５．０±０．２μｍの精度を有するものを、容易に入手することができる。
【００４１】
また、電源に接続される陽極２、および、内径形成部材６や陰極芯部材１６を介して電源に電気的に接続される陰極側の筒状電鋳層ＦＥに、各々、正及び負の直流を印加するが、その際の電流密度は、４〜２０Ａ／ｄｍが、通常、用いられる。このとき、電鋳液を酸性側のｐＨ（ｐＨ３〜６）、望ましくは、ｐＨ４〜５に維持する。この場合には、電鋳液の深さによっても相違するが、例えば、通電開始から１２時間以内、通常、３〜８時間以内に、電鋳槽１内で、筒状電鋳層ＦＥを所定の直径まで太らせることができる。
【００４２】
また、電鋳液から、例えば、活性炭などを用いて、定期的に有機性不純物を除去する。また、電鋳に先立って、例えば、ニッケル鍍金した、鉄製波板などの別の陰極を電鋳液に浸漬し、陽極２との間で、０．２Ａ／ｄｍ前後の低電流密度による直流印加を行い、予め、電鋳液から鋼などの無機不純物を除去するとよい。
【００４３】
なお、筒状電鋳層は、用途に応じた所定の長さに切断した後、そのまま光ファイバー用金属結合子として用いることもできるが、通常、ＮＣ機械加工などにより外をサブミクロンの精度（±０．５μｍ以内）で、真円に研削加工する。本発明においては、筒状電鋳層の内外径の差を２ｍｍ以下としても、製品としての光ファイバー用金属結合子における偏心度を、容易に０．５μｍ以内とすることができる。特に、陽極２と筒状電鋳層との間隔を一定にして、しかも、筒状電鋳層を回転手段１９で回転することで、堆積厚さを大きくしても、偏心度を小さく維持できる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本発明に係る第２の実施の形態について、以下に説明する。ここでは、第１の実施の形態で示した陰極芯部材１６（ダミー）を用いず、電鋳槽１内に装備された陽極に対向する陰極として、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材６を、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その上端を直接に支持手段１７に支持させ、電鋳液内では、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層ＦＥを電鋳槽１内の陰極側で成長させる（第６図を参照）。また、支持手段７および昇降手段８は用いない。なお、その他の構成および制御は、第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４５】
この場合、切断手段２０は、内径形成部材６を切断しないで、筒状電鋳層ＦＥのみを切断するように、例えば、第７図に示すように、切断刃先を形成しておくと良い。そして、切断後の筒状電鋳層の切断片（フェルール）は、支持手段１７の持ち替えの際に、適当な手段で、上方に抜き取られる。これによって、内径形成部材６は、再使用が可能である。
【００４６】
（第３の実施の形態）
本発明に係る第３の実施の形態について、以下に説明する。ここでは、第２の実施の形態において、内径形成部材６の代わりに、必要とされる光ファイバー用金属結合子（フェルール）の内径を内径とする円筒状部材６’を用いる（第８図を参照）。また、その材質は、電鋳によって、部材６’の周囲に堆積される金属と同じであるのが好ましい（例えば、ニッケル合金を堆積する際には、部材６’も同材質とする）。この場合は、切断手段２０は、第１の実施の形態で示す構成（第４図を参照）であって、部材６’を、その周囲の電鋳層ＦＥと共に切断する。ここでは、部材６’は、フェルールの一部として、電鋳層ＦＥの中に残される。なお、その他の構成およびその制御は、第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４７】
（第４の実施の形態）
本発明に係る第４の実施の形態について、第９図を参照して以下に説明する。ここでは、成長された筒状電鋳層ＦＥと共に引き上げられる内径形成部材６に、予め、所定ピッチで、スペーサ（非導電材料、例えば、セラミックなど）Ｓを備えており、該スペーサの上下端に、製造されるべき金属結合子の上下端末の所要面（テーパ面、バックテーパ面など）を形成していて、第２の実施の形態に示されるように、内径形成部材６の引き上げにおいて、前記スペーサ間に筒状電鋳層を堆積、形成する。
【００４８】
また、電鋳槽１の上方では、形成された円筒状電鋳層ＦＥを内径形成部材から取り外す適当な手段（図示せず）を具備している。例えば、ここでは、予め、スペーサを分割型、特に、縦分割型とするなど、スペーサの取り外しを工夫することで、内径形成部材６と所定長さの筒状電鋳層ＦＥとを残し、その後に、内径形成部材６から筒状電鋳層ＦＥを抜き取る手法が採られる。なお、その他の構成およびその制御は、第１の実施の形態と同様であるから、その説明は省略する。
【００４９】
（他の実施の形態）
なお、上述の本発明に係る実施の形態では、電鋳槽１は、単に受け槽１２との組み合わせで構成されているが、第１０図に示すように、上下に多段の多槽分割型に構成しても良い。この場合は、内径形成部材を通す貫通孔１ａと内径形成部材との間隙が、上槽から下槽への電鋳液の流れを構成する。また、上の段から下の段へのオーバーフローも、第１の実施の形態と同様に、実施されるのがよい（オーバーフローによって最下段の貯槽（図示せず）へ電鋳液をもたらす）。これによって、上下方向における水圧の変化の問題を解決し、陽極の交換、メンテナンス上の便宜を図ることができる。更に、各槽の間で、成長過程の電鋳層ＦＥの直径を計測することにより、電鋳過程での電鋳層の成長具合を確認することができる。
【００５０】
なお、この実施の形態では、第１１図の横断面（ａ）に示すように、多段の電鋳槽１を半円筒体の組み合わせとして、そこに形成したフランジ部１０１でネジ止めするか（第１１図の（ｂ）を参照）、あるいは、片側にヒンジ１０２を設けて、横開きにしている。この場合、陽極２は、電鋳槽１の内壁に沿う半円筒体の形状に構成されるのがよい（第１１図の（ｃ）を参照）。
【００５１】
また、本発明の電鋳の開始初期に、電鋳液に発生する気泡を除去することは、堆積される筒状電鋳層内での巣の発生を防止する上から有効である。特に、陰極芯部材（ダミー１６、内径形成部材６あるいは円筒状部材６）の露出表面における気泡を除去させ、濡れ性を向上させるためには、例えば、液温を管理しながら、以下のような手法を用いることができる。
（１）陰極芯部材を溶液から数回出入りさせる。
（２）陰極芯部材の下方から大き目の気泡を出させる。
（３）陰極芯部材を溶液内でオシレートさせる。
（４）陰極芯部材を高速回転させる。
ここで、陰極芯部材としてのダミー１６や内径形成部材（円筒状部材）６は、光ファイバー用金属結合子の内径、すなわち、光ファイバー素線を挿入する貫通孔の孔径を決定するものであることから、太さの均一性、真円度（陰極芯部材における所期の直径と実際の直径との近似度）及び直線性のすべてに、高精度が要求される。
【００５２】
また、本発明において、電鋳層ＦＥの内外径の同芯度、真円度を目標精度内に収めるのに、必要なら、陰極芯部材としてのダミー１６や内径形成部材（円筒状部材）６の回転に際して、その回転速度を調整し、あるいは、電鋳に際して印加する電流値を変えることがなされてもよい。
【００５３】
更に、電鋳層の引き上げに際して、計測手段による計測値に基づいて、電鋳層の径が不足する過程では、電鋳液中での電鋳層の滞留時間を長くするように、引き上げ速度を低減するなどの制御がなされると良い。また、第１図に示すように、何れの実施の形態においても、電鋳液中での電鋳層の長手方向のテーパ（堆積速度に関係する）を一定に維持する上で、相互を平行に設置することが肝要である。
【００５４】
このようにして構成された、本発明の光ファイバー用金属結合子は、光ファイバーの端末相互を一時的または永久的に接続するための部品として、光素子を用いる多種多様の用途において極めて有利に用いることができる。また、要すれば、本発明の光ファイバー用金属結合子は、従来のフェルールと比較して、その外径を可及的に小さくできることから、例えば、プラグ型コネクタ、ジャック型コネクタ、アダプタ、レセプタクルをはじめとする多種多様のコネクタにおける、多芯用の結合子（フェルール）として、光ファイバーの実装密度を高くすることができる。同様に、偏心度が極めて小さいことから、光ファイバーをより高精度に接続し、接続に伴う光信号の損失も低減できる。
【００５５】
また、光ファイバー用金属結合子（フェルール）の長さは、コネクタの構造などに応じて、適宜に選択・設定される。なお、本発明の金属結合子においては、用途に応じて、例えば、金属結合子における端面の一方若しくは両方を、例えば、フラットの形状に加工し、あるいは、内部に光ファイバーを挿入し易くする目的で、適宜角度のバックテーパ面に加工するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
第１図は、本発明に係る実施の形態を示す光ファイバー用金属結合子の電鋳式製造装置の概略的縦断面図であり、第２図は、同じく、電鋳槽部分の平面図であり、第３図は、同じく、回転手段の要部を示す斜視図であり、第４図は、同じく、切断手段の要部を示す斜視図であり、第５図は、本発明の第１の実施形態を示す工程順の図解であり、第６図は、本発明の第２の実施形態を示す要部（電鋳槽）の概略縦断側面図であり、第７図は、ここで使用する切断手段の要部を示す斜視図であり、第８図は、本発明の第３の実施形態を示す要部（電鋳槽）の概略縦断側面図であり、第９図は、本発明の第４の実施形態を示す要部（電鋳槽）の概略縦断側面図であり、第１０図は、本発明の電鋳槽の多段構造を示す概略縦断側面図であり、第１１図は、同じく、その構造例を示す横断面図である。
【００５７】
（符号の説明）
Ｆ 金属結合子（フェルール）
ＦＥ 筒状電鋳層
Ｍ 電動モータ
Ｓ１−Ｓ７ 制御信号
１ 電鋳槽
１ａ 貫通孔
２ 陽極
３ 引き上げ手段
４ 計測手段
５ 制御手段
６ 内径形成部材
６ａ 小径部
７ 支持手段
８ 昇降手段
９ 制御系
１０ ポンプ
１１ 貯槽
１２ 受け槽
１２ａ 誘導孔
１３ ポンプ
１４ フィルター
１５ シール部材
１６ 陰極芯部材
１７ 支持手段
１８ 昇降手段
１９ 回転手段
２０ 切断手段
２１ 符号
２２ 電圧調整器
１０１ フランジ部
１０２ ヒンジ
１９１ 回転子
１９２ ベアリング
１９３ クランプ手段
１９３ａ ローラ
１９３ｂ レバー
１９３ｃ 軸架台
１９３ｄ 引張コイルスプリング
２０１ カッター
２０２ アクチュエータ

Claims (21)

1. 電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極として、金属結合子を電鋳過程で成長させる電鋳方式において、陰極として使用され製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材と前記内径形成部材と同外径、同軸心の陰極芯部材を設け、前記内径形成部材は成長ガイドとして電鋳槽内の底部に固定し、前記内径形成部材の上端に前記陰極芯部材当接させて電鋳を開始し、円筒状の内孔を有する電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させた後、前記陰極芯部材を前記内径形成部材の上端から離し、前記前記陰極芯部材を筒状電鋳層のダミーとして、筒状電鋳層をさらに成長させ、該電鋳層を前記電鋳槽から引き上げる過程で所要外径へと成長させた筒状電鋳層を、前記電鋳槽外で所要の寸法に切断することにより、前記金属結合子を製造することを特徴とする光ファイバー用金属結合子の製造方法。
2. 電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極として、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材を、陰極芯部材として、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させると共に、該筒状電鋳層を前記内径形成部材と共に前記電鋳槽から引き上げる過程で、所要外径へと成長した前記筒状電鋳層を、前記電鋳槽外で所要の寸法に切断することにより、前記金属結合子を製造することを特徴とする光ファイバー用金属結合子の製造方法。
3. 電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極側において、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同内径の円筒状部材を、陰極芯部材として、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させると共に、該筒状電鋳層を前記円筒状部材と共に前記電鋳槽から引き上げる過程で、所要外径へと成長した前記筒状電鋳層を前記円筒状部材と共に前記電鋳槽外で所要の寸法に切断することにより、前記金属結合子を製造することを特徴とする光ファイバー用金属結合子の製造方法。
4. 電鋳槽内に装備された陽極に対向する陰極側において、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同外径の内径形成部材を、陰極芯部材として、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を電鋳槽内の陰極側で成長させると共に、成長された前記筒状電鋳層と共に引き上げられる前記内径形成部材に、予め、所定ピッチで、スペーサを備えており、該スペーサの上下端に、製造されるべき金属結合子の上下端末の所要面を形成していることを特徴とする光ファイバー用金属結合子の製造方法。
5. 電鋳によって成長している前記筒状電鋳層を、前記引き上げの過程において、所要速度で回転させ、円周方向に均等な厚さを確保することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
6. 前記電鋳槽から引き上げられた筒状電鋳層の外径を測定することで、前記筒状電鋳層の引き上げ速度を制御し、前記電鋳槽外に引き上げられた個所の所定外径寸法を維持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
7. 成長された前記電鋳層に陰極側電圧を印加するように、電源が接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
8. 前記陰極芯部材が円筒状であって、その内部に所要の気圧が掛けてあって、前記電鋳槽内の電鋳液が、前記電鋳層の内部に侵入するのを防止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
9. 前記内径形成部材は、前記電鋳槽底部での、その消耗が許容される外径寸法精度の範囲で、成長した筒状電鋳層が引き上げられる過程で、所要の速度で上昇制御されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
10. 前記筒状電鋳層のみを、前記内径形成部材を切断しない状態で、切断することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
11. 前記連続電鋳の開始初期に発生する気泡を除去する工程を含み、これにより前記連続電鋳層内での巣の発生を防止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
12. 電鋳槽内において、陽極に対向して陰極芯部材を設け、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同径の内孔を有する筒状電鋳層を、前記電鋳槽内の陰極側で成長させる光ファイバー用金属結合子の製造装置において、前記電鋳槽内で成長した筒状電鋳層を引き上げる手段と、前記電鋳層の外径を、その電鋳層の引き上げの過程において、前記電鋳槽外で計測する手段と、その計測結果を予測計測値として前記引き上げ手段の引き上げ速度を制御する制御手段と、所要外径へと成長した筒状電鋳層を前記電鋳槽外で所要の寸法に切断する手段と、を具備していることを特徴とする光ファイバー用金属結合子の製造装置。
13. 前記金属結合子の内径と同外径の内径形成部材が、前記電鋳槽内の底部に陰極の成長ガイドとして装備され、該内径形成部材の上端に陰極芯部材が設けられ、電鋳開始時は、該内径形成部材の上端に該陰極芯部材を当接させ、電鋳が進むに従って該陰極芯部材を該内径形成部材の上端から離すようにして、前記筒状電鋳層を形成することを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。
14. 陰極芯部材として設けられた前記金属結合子の内径と同外径の内径形成部材が、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給する手段を装備し、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を、電鋳槽内の陰極側で成長させることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。
15. 陰極芯部材として設けられた前記金属結合子の内径と同内径の円筒状部材を、前記電鋳槽底部を貫通して上方に供給する手段が装備され、その周囲において、円筒状の内孔を有する筒状電鋳層を、電鋳槽内の陰極側で成長させることを特徴とする請求項１２に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。
16. 電鋳槽内において、陽極に対向して陰極芯部材を設け、製造すべき円筒状の金属結合子の内径と同径の内孔を有する筒状電鋳層を、前記電鋳槽内の陰極側で成長させる光ファイバー用金属結合子の製造装置において、前記電鋳槽内で成長した筒状電鋳層を引き上げる手段と、前記電鋳層の外径を、その電鋳層の引き上げの過程において、前記電鋳槽外で計測する手段と、その計測結果を予測計測値として前記引き上げ手段の引き上げ速度を制御する制御手段と、を具備し、
    陰極芯部材として設けられ、成長された前記筒状電鋳層と共に引き上げられる内径形成部材に、予め、所定ピッチで、スペーサを備えており、該スペーサの上下端に、製造されるべき金属結合子の上下端末の所要面を形成していて、前記内径形成部材の引き上げにおいて、前記スペーサ間に形成された円筒状電鋳層を前記内径形成部材から取り外す手段を具備していることを特徴とする光ファイバー用金属結合子の製造装置。
17. 電鋳によって成長している前記筒状電鋳層を、前記引き上げの過程において、所要速度で回転させる手段を装備し、その円周方向に関して均等厚さを確保することにより、前記電鋳層の真円度および同芯度を向上させるようにしたことを特徴とする請求項１２又は１６に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。
18. 前記陽極には、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉの不溶解陽極を用いることを特徴とする請求項１２又は１６に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。
19. 前記電鋳槽は、上下に多段の分割型で構成され、前記筒状電鋳層を挿通する貫通孔を介して、電鋳液を流下すると共に、オーバーフローによって最下段の貯槽へ電鋳液をもたらすように構成されていることを特徴とする請求項１２又は１６に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。
20. 筒状電鋳層の外径を常時、計測することにより、フィードバック制御により、前記電鋳層の上昇速度を調整することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ファイバー用金属結合子の製造方法。
21. 筒状電鋳層の外径を常時、計測することにより、フィードバック制御により、前記電鋳層の上昇速度を調整することを特徴とする請求項１２又は１６に記載の光ファイバー用金属結合子の製造装置。

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