JP4545915B2

JP4545915B2 - 金属フェルールの製造に用いられる芯線ホルダ及びそれを含むフェルール製造装置

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Publication number: JP4545915B2
Application number: JP2000346538A
Authority: JP
Inventors: 鐵男田中; 与志成河野
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: JP2002146582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバー用フェルールを電鋳により製造するときに用いられる芯線ホルダ及びそれを含む製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電話回線は世界的な規模で電気ケーブルから光ファイバケーブルに取って代わろうとしている。光ファイバは、光通信、光デバイス、ＬＡＮ用機器、各種光システムに広範に使用されている。このような光通信システムにおいて、光ファイバ同士を接続するには、融着やメカニカルスプライスによる永久接続法や、光ファイバコネクタによる着脱可能な接続方法が知られている。後者の方法に用いられる光ファイバコネクタは、着脱が容易であること、耐環境性であることに加えて、光通信システムの長距離化や大容量化の要求に応えるために、低接続損失であること、レーザ発信を安定化させるために無反射処理がなされることなどが要求されている。
【０００３】
光ファイバコネクタは、図１（Ｂ）に示したように、断面が真円形で直径約０．１３ｍｍの光ファイバ４０ａ、４０ｂを所定位置に高精度に保持し、同軸状に固定するための管状部品（以下、フェルールという）１ａ、１ｂと、フェルール１ａ、１ｂを突き合わせて保持する整列部４２０とから構成されている。フェルールは、例えば、図１（Ａ）に示すような円柱形状を有しており、ジルコニアセラミックスなどから製造されている。図１（Ａ）に示したフェルール１は、一芯タイプのフェルールであり、例えば、長さ８ｍｍ程度の円柱の中心に長さ方向に沿ってφ＝０．１２６ｍｍの真円の貫通孔２が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１（Ａ）に示したようなフェルールを製造するには、従来、次のような方法が採用されていた。まず、ジルコニア粉末と樹脂の混合物を原料にして、円筒形を成型するための射出成型用または押出成型用金型などを用いて円筒形に成型する。次いで、成型体を５００℃程度の温度で焼成して樹脂分を分解した後、１２００℃程度の高温で焼成する。得られた円筒状焼成体の貫通孔に、線状のダイヤモンド研磨体を通して貫通孔の内径を微調整する。
【０００５】
上記成型方法において、焼成した成型体は焼成により幾分収縮してその内径が所望の寸法からずれてくる。このため、焼成後のダイヤモンド研磨体を用いた貫通孔の研磨は必要不可欠な処理であった。しかしながら、この研磨は手間がかかり熟練を要する作業であり、生産性を低くする原因になっていた。しかも、線状の研磨体におけるダイヤモンドの付き具合が不均一であるなどの理由により研磨しても焼成体の内孔の軸方向位置における内径を完全に均一にすることは容易ではなかった。また、ダイヤモンド研磨体は消耗するために、設備コストがかかるという問題があった。
【０００６】
かかる問題を解決する方法として、本発明者らは、国際公開番号ＷＯ００／３１５７４において、電鋳によるフェルールの製造方法を開示した。かかる製造方法では、線材の周囲に、電鋳により金属を堆積させて棒状の電鋳体を形成し、電鋳体から線材を除去することによりフェルールを製造している。この方法で得られたフェルールの内径は、軸方向において極めて均一に且つ高精度に制御されている。それゆえ、電鋳によるフェルールの製造方法は前記の成型方法に代わる方法として注目されている。
【０００７】
本発明者は、さらに、芯線の表面に電鋳により金属皮膜を形成し、形成した金属皮膜を残し芯線を除去して金属フェルールを製造する装置を特願平１１−３７５２４２号として出願している。この製造装置は、電鋳槽の内部に、芯線を保持する複数の芯線ホルダと、それらの芯線ホルダを円周上に保持する保持具が設けられており、電鋳が行なわれているときに芯線ホルダ及び保持具がそれぞれ回転されるように構成されている。芯線ホルダは、芯線の上下端をそれぞれ保持する上枠及び下枠並びにそれらを互いに連結する３本の支柱または横枠から構成されていた。しかしながら、この出願には、芯線の回転機構及び好適な支柱の配置について十分な検討がなされていない。
【０００８】
本発明の目的は、フェルールを電鋳により製造するために一層改良された装置を提供することにあり、特に、芯線の周囲に均一に電鋳物を形成するための芯線ホルダ及びそれを含む金属フェルールの製造装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に従えば、芯線の周囲に金属を電着させることによりフェルールを製造するための装置であって、
電鋳槽と；
電鋳槽中に設けられた第１電極と；
第２電極として機能する芯線の両端をそれぞれ保持するための第１及び第２保持部材と；
第１及び第２保持部材を着脱可能に把持する第１及び第２チャックと；
第１チャックを回転させるための駆動機構と；
上記駆動機構からの駆動力を第２チャックに伝達して第２チャックを回転させるための伝達機構とを備えるフェルール製造装置が提供される。
【００１０】
本発明の装置では、第１及び第２保持部材を着脱可能に把持する第１及び第２チャックを備えるために、芯線を第１及び第２保持部材に取り付けた状態で、第１及び第２チャックに装着することができるので、芯線の張力などに関する最適条件下での装置への装着及び電鋳後の電鋳物の芯線からの離脱が容易である。また、駆動機構からの駆動力を第２チャックに伝達するための伝達機構を備えるために、芯線の両端を第１及び第２保持部材で保持しつつ等速で回転することができる。それゆえ、芯線を捩れることなく電鋳を実行することができる。
【００１１】
本発明の装置は、さらに、所定間隔を隔てて所定の回転軸上に同軸に且つ平行に設けられたトッププレート及びボトムプレートと、複数の第１及び第２チャック対を備え得る。この場合、複数の第１及び第２チャック対がそれぞれトッププレート及びボトムプレートの内面で且つ外周近傍に互いに対向するように配置され得る。このような構造を採用することにより、複数の芯線を回転及び公転させることができ、生産効率を向上することができる。また、公転により、芯線の周囲及び長さ方向に渡って一層均一に金属を堆積させることができる。
【００１２】
本発明の製造装置において、上記駆動機構がモータを備え、該モータが上記トッププレート及びボトムプレートを回転軸を中心に回転させ得る。さらに、製造装置は第１及び第２保持部材を回転可能に支持する第１軸受及び第２軸受と、第１軸受及び第２軸受を連結する支柱とを備え得る。この場合、第１及び第２保持部材と第１軸受及び第２軸受と上記支柱とが、芯線ホルダを構成する。こうすることで、芯線の取り付けはホルダ上で行えばよく、装置外部にて所定の張力条件下で芯線を取り付ける作業を行うことができるために作業上、好都合である。そして、芯線をホルダに装着した状態でホルダを第１及び第２チャックを介して装置に取り付け、または取り外すことができるため、作業が簡単となり、電鋳操作をホルダ毎に管理することができる。
【００１３】
芯線ホルダを用いる場合、上記支柱が芯線に対して第１電極と反対側に位置するように芯線ホルダが第１チャック及び第２チャックに取り付けられるのが望ましい。こうすることで、陽極から芯線に向かう電流に対して支柱が障害とならず、芯線の周囲に均等な厚さで金属被覆を形成することができる。
【００１４】
本発明の第２の態様に従えば、芯線の周囲に金属を電着させることによってフェルールを製造するときに用いられる芯線ホルダであって、
芯線の両端をそれぞれ保持するための第１及び第２保持部材であって、芯線を保持したまま外部駆動源により回転可能な第１及び第２保持部材と；
第１及び第２保持部材をそれぞれ回転可能に支持する第１及び第２軸受と；
第１及び第２軸受を連結する少なくとも一本の支柱とを備え、
該少なくとも一本の支柱が、該芯線を中心として少なくとも１８０°以上の角度範囲の空間が開放されるように設けられていることを特徴とする芯線ホルダが提供される。
【００１５】
電鋳槽中の金属イオンは対流などにより陰極周辺まで運ばれ、陰極表面の金属イオン濃度と電鋳槽内の金属イオン濃度の差で生じる拡散により陰極表面まで移動する。陰極表面に移動してきた金属イオンは陰極表面で電荷を失い陰極上に金属原子として堆積する。ここで、陰極周辺は電気二重層が形成され、金属イオン濃度に勾配が生じている。この金属イオン濃度の勾配をできるだけ小さく且つ陰極（芯線）が陽極と面する側において均等にする必要がある。本発明の芯線ホルダは、例えば、２本の支柱を用いたホルダであっても、それらの支柱が芯線を中心として少なくとも１８０°以上の角度範囲の空間が開放されるように設けられているため、金属イオン濃度の勾配は芯線が陽極と面する側において均等となる。それゆえ、電鋳において、回転している芯線（陰極）に向かって流れる電流が支柱の存在によって妨害されることがない。なお、３本の支柱を芯線の周囲に１２０度の角度間隔で設けた場合には、芯線から見た前方（対応する電極に向かう方向）の開放角の範囲が最大でも１２０°であるので、芯線を回転しながら電鋳により得られた金属の厚みは回転方向に均一ではなく、頂点付近が丸みをを帯びた三角形となることがわかった。
【００１６】
本発明の芯線ホルダにおいて、第１及び第２保持部材が、芯線の両端を把持するための非電導性材料から形成されたクランプをそれぞれ備え得る。芯線の両端に金属片（ピン）がそれぞれ接続されており、金属片もまたクランプ中に収容され得る。電鋳が行なわれているときに、第１及び第２保持部材のクランプ間の芯線は金属皮膜が形成される。クランプ中に挟まれた芯線部分は電鋳液に露出されず、金属皮膜が形成されないために過電流が流れる可能性がある。しかしながら、金属片が電鋳液に接触するようにしておけば、かかる過電流による芯線の切断が防止される。芯線は、例えば、ＳＵＳから構成され、その太さが０．１ｍｍ〜１ｍｍになり得る。
【００１７】
芯線ホルダにおいて、クランプが、芯線を第１及び第２保持部材の中心に位置付けるための位置付け機構を備えるのが好ましい。この機構により芯線はクランプ及び第１及び第２保持部材の中心に位置し、芯線の回転中心を確実に芯線の中心に位置させることができる。位置付け機構としては、例えば、クランプに形成したＶ型溝及びＴ型押え治具から構成し得る。この場合、Ｖ型溝の中央に置かれた芯線をＴ型押え治具で固定することができる。
【００１８】
本発明の第３の態様に従えば、本発明の芯線ホルダが着脱可能に取り付けられるフェルール製造装置であって、
電鋳槽と；
電鋳槽中に設けられた第１電極と；
芯線ホルダの第１及び第２保持部材を着脱可能に把持する第１及び第２チャックと；
第１チャックを回転させるための駆動機構と；
上記駆動機構からの駆動力を第２チャックに伝達して第２チャックを回転させるための伝達機構とを備えるフェルール製造装置が提供される。この装置は、本発明の芯線ホルダの使用に好適である。この装置は、さらに、所定間隔を隔てて回転軸上に平行に設けられトッププレート及びボトムプレートと、複数の第１チャック及び第２チャックを備え、複数の第１チャック及び第２チャックがそれぞれトッププレート及びボトムプレートの内面で且つ外周近傍に互いに対向するように配置されており、複数の芯線ホルダが複数の第１チャック及び第２チャックに着脱可能に取り付けられ得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の製造方法の実施の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。
【００２０】
本発明のフェルールを電鋳により製造するための製造装置について図２を参照しながら説明する。図２に示した製造装置１００は、電鋳槽５０内に、軸受け２３に支持された回転軸１３を中心に回転する公転板２８と、公転板２８を回転させる第１モータ１２と、公転板２８により保持される複数の芯線ホルダ２１とを主に備える。公転板２８は、ボトムプレート２５及びトッププレート２０を備え、それらのプレート間の外周近傍に複数の芯線ホルダ２１が等間隔で装着される。トッププレート２０の内面には、芯線ホルダ２１の上端を保持するための複数のアッパチャック３４とアッパチャック３４の回転軸３４ａに同軸上に接続された従動ギア３８が設けられている。アッパチャック３４の回転軸３４ａはトッププレート２０を貫通してその上方に延在しており、さらに回転軸３４ａの軸上にはスプロケット４１が取り付けられている。
【００２１】
トッププレート２０の外面には、各芯線ホルダ２１に回転力を伝達するための伝達装置３０が設けられており、伝達装置３０は、モータ１２の回転力をスプロケット４１に伝達する伝達ギア３０ａ及びチェ−ン３０ｂより構成されている。ボトムプレート２５には、アッパチャック３８に対応して複数のロアチャック３６及び従動ギア３９が外周近傍に等間隔で設けられている。
【００２２】
陽極４は、装置外部の電源１１と接続され、電源１１はまた陰極として機能する各芯線ホルダ２１に保持された芯線１６と接続されている。なお、図２には、説明を簡単にするために陽極４を一つだけ図示したが、実際には、図５に示すように電鋳槽５の周囲に等間隔に複数の陽極４が配置されている。図５から分かるように、陽極４と、陰極としての芯線が保持されている芯線ホルダ２１とは、公転板２８の回転軸１３を中心に回転対称に設けられている。
【００２３】
次に、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて芯線ホルダ２１の構造を説明する。芯線ホルダ２１は、一対の支柱５４，５６の両端にそれぞれアッパプレート４２及びローアプレート４４が取り付けられており、アッパプレート４２及びローアプレート４４にそれぞれ第１開口４２ａ及び４４ａ、並びに第２開口４２ｂ及び４４ｂが形成されている。第１開口４２ａ及び４４ａには、円柱状のアッパクリップ４６及びロアクリップ４８がそれぞれ回転可能に装填されている。すなわち、第１開口４２ａ及び４４ａは軸受けとして機能する。アッパクリップ４６及びロアクリップ４８はそれぞれアッパプレート４２及びローアプレート４４を介してテーパ状のアッパエンド５２及びロアエンド５８に結合されている。アッパエンド５２及びロアエンド５８は、それぞれ、図１に示したアッパチャック３４及びロアチャック３６に着脱可能に嵌合される。これにより、芯線ホルダ２１が公転板２８に取り付けられる。
【００２４】
アッパクリップ４６の中心には芯線を通す縦孔４６ｂが形成されており、縦孔４６ｂはさらにその上方に形成された芯線の末端ピン１６ａを収容する収容室４６ｃと連絡している。アッパクリップ４６の内部には、アッパクリップ４６の下端から上方に延在し、アッパクリップ４６の半径方向外側に延在するプラスチック部材４６ａが埋設されている。プラスチック部材４６ａは図示しない螺子を締め付けることによって縦溝が４６ｂが閉鎖して芯線１６をアッパクリップ４６下端中心に固定することができる。すなわち、この位置決め機構は、電鋳溶液内に露出していない部分のジュール熱発生による熱焼損から芯線を保護すると共に芯線を常に回転軸の中心に固定させる機構を持つものとなっている。
【００２５】
一方、ロアクリップ４８の中心にも芯線１６を通す縦孔４８ｂが形成されており、縦孔４８ｂはさらにその下方に形成された芯線１６の末端ピン１６ｂを収容する収容室４８ｃと連絡している。ロアクリップ４８の内部には、ロアクリップ４８の上端から下方に延在するプラスチック部材４８ａが埋設されている。プラスチック部材４８ａは、アッパクリップ４６と同様に、図示しない螺子を締め付けることによって芯線１６をロアクリップ４８の上端の中心位置に位置決めしつつ固定することができる。
【００２６】
次に、芯線ホルダ２１を公転プレート２８に保持するための機構及びに芯線１６を回転させるための機構について図４を用いて説明する。図４には、図３に示した芯線ホルダ２１が、公転板のトッププレート２０及びボトムプレート２５の間に保持されている状態が示されている。トッププレート２０には開口部２０ａが形成されており、開口部２０ａには従動ギア３８が開口部２０ａ内で回転可能に取り付けられている。従動ギア３８の回転軸４３の一端はアッパチャック３４の内部に延在している。回転軸４３の他端には、スプロケット４２が取り付けられている。スプロケット４２は、図１に示したモータ１２の駆動力が伝達されるチェーン３０ｂと噛み合っており、モータ１２の駆動力をチェーン３０ｂを介して回転軸４３に伝達し、それによりアッパチャック３４が回転する。
【００２７】
アッパチャック３４の下端は、スリーブ状であり、内部に嵌合部３４ｂを有するとともに小径の先端部３４ａを有する。アッパチャック３４に芯線ホルダ２１が取り付けられるとき、芯線ホルダ２１のアッパプレート４２の第１開口部４２ａにアッパチャック３４の先端部３４ａが嵌合されるとともに、芯線ホルダ２１のアッパエンド５２はアッパチャック３４の嵌合部３４ｂに嵌合される。アッパエンド５２が嵌合部３４ｂに嵌合した後、図示しないビスなどによりアッパエンド５２のテーパー部が嵌合部３４ｂ内に固定される。
【００２８】
ボトムプレート２５には、ロアチャック３６がその回転軸６０を中心に回動可能に取り付けられている。ロアチャック３６の下端には従動ギア６０が取り付けられている。ロアチャック３６の上端部は芯線ホルダ２１のロアエンド５８と着脱可能に嵌合する形状を有する。芯線ホルダ２１の側方には、芯線ホルダ２１の支柱５４，５６に平行に、且つ支柱より外側に支柱５４，５６に挟まれるような位置にドライブシャフト６２が取り付けられている。ドライブシャフト６２の両端はそれぞれトッププレート２０とボトムプレート２５に回転可能に支持されている。ドライブシャフト６２の上端にはアッパチャック３４の従動ギア３８と噛み合う第１伝達ギア６４が取り付けられ、ドライブシャフト６２の下端にはロアチャック３６の従動ギア６１と噛み合う第２伝達ギア６６が取り付けられている。ドライブシャフト６２には、その長手方向中央部寄りにカラー６８、７０が設けられており、カラー６８、７０は芯線ホルダ２１のアッパプレート４２の第２開口４２ｂ及びロアプレート４４の第２開口４４ｂにそれぞれ回転可能に収容される。
【００２９】
図４において、モータ（１２）からの駆動力がチェーン３０ｂ及びスプロケット４２を介して従動ギア３８に伝達されると、従動ギア３８は回転軸４３を通じて連結されたアッパチャック３４を回転させ、アッパチャック３４に接続された芯線ホルダのアッパクランプ４６も一緒に回転する。一方、従動ギア３８の回転力は伝達ギア６４を介してドライブシャフト６２及び伝達ギア６６を回転させ、それにより伝達ギア６６に噛み合った従動ギア６１及びロアチャック３６を回転させる（伝達ギア６４、ドライブシャフト６２、伝達ギア６６及び伝達ギア６６が「第２チャックを回転させるための伝達機構」を構成する）。ここで、従動ギア３８と伝達ギア６４のギア比は１であり、また、伝達ギアと従動ギア６０のギア比は１であるので、アッパチャック３４とロアチャック３６とは同一回転数で回転し、それらの間に張られた芯線１６が捩れることはない。
【００３０】
図６は、図４における芯線１６の長手方向の中央位置における断面図を概略的に示しており、ドライブシャフト６２及び芯線ホルダ２１の支柱５４、５５は、芯線１６に関して、陽極４と反対側に位置する。芯線１６から見れば陽極４に向かって１８０°以上の角度の範囲に障害物は存在していない（図中、１８０°≦θ）。従って、芯線１６に対して陽極４からの電流は空間的に阻害されることなく到達し、後述するように、芯線１６が回転していることによって芯線１６の周囲に均一の厚さで金属の電着を可能にする。
【００３１】
図２に戻って、電鋳槽中に充填される電鋳液３は、芯線１６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用金属を用いることができ、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、スルファミン敢第一鉄、ホウフッ化第一銑、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、電鋳物の応力が小さいこと、化学的安定性、溶接の容易性などの面で適している。
【００３２】
なお、電鋳液の金属成分は電鋳物、すなわち、フェルールを構成する材料となる。フェルールはＰＣ接続を行なわせるためのＰＣ研磨の観点からすれば、金属成分としてニッケル／コバルト合金が特に好ましい。
【００３３】
電鋳液は、電鋳槽中にて、濾過精度０．１〜２ｍｍ程度のフィルター（不図示）を用いて高速濾過してよく、加温して５０±５℃程度の適性温度範囲に温度コントロールしてもよい。また時々、活性炭処理をして有機不純物を除去するのが好ましい。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ことが望ましい。
【００３４】
陽極４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ればよい。
【００３５】
電鋳の際、エアー吹出ノズルから少量のエアーを吹き出して電鋳液３を攪拌しても良い。エアー攪拌に代えて、プロペラ、超音波、超振動などの手法を採用でき、特に、超音波攪拌が芯線１６の直線性を維持する面から望ましい。
【００３６】
芯線１６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の金属線、及びこの金属線の上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、テフロンなどのプラスチック線から適宜選択使用される。このうちプラスチック線の場合は、表面に導電性の付与のためニッケル、銀などの無電解メッキが必要となる。導電性プラスチックを用いるのが有利である。この場合、電鋳後に導電性プラスチックに通電して加熱すると電鋳物の引き抜き離型が容易となる。芯線１６は、電鋳で得られるフェルールの内径を決定することになるので、線の太さ、真円度及び直線性において高精度のものが要求される。線は、ダイスによる押し出しや伸線による方法或いはセンタレス加工などにより太さと真円度と、直線性の調整を実施することができる。現時点では、直径１２５μｍのステンレス線の場合には、例えば、±０．５μｍ程度の誤差範囲のステンレス線材製品が入手可能である。
【００３７】
次に、図２に示した電鋳装置１００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。電鋳槽５０に、電鋳液３を充填した後、１Ａ／ｄｍ^２程度の電流密度になるように陽極４及び陰極である各芯線１６にＤＣ電圧を印加する。この際、モータを駆動させて公転板２８を回転軸１３の周囲に１ｒｐｍの回転数で回転（公転）させるとともに、モータの駆動力をチェーン３０ｂ、スプロケット４２、ギア３８、６４、６６、６１を介して芯線１６を３０ｒｐｍの回転数で回転（自転）させる。上記の条件でほぼ６時間、電鋳することにより芯線１６の周囲に直径１．５ｍｍの太さの電着物に成長させることができる。
【００３８】
電鋳の終了後、公転板２３から芯線ホルダ２１を取り出し、電着物が形成されている芯線１６から取り外す。芯線１６の周囲には、図７に示すように、電着物７０が均一な厚さで円柱状に形成されている。円柱状の電鋳物の真円度は、０．２μｍであった。なお、比較のため、３本の支柱を芯線の周囲に１２０度の角度間隔で設けた芯線ホルダーを用いて上記と同様の条件で電鋳を行った。この場合、芯線から見た陽極方向の開放角が１２０°であった。電鋳により得られた金属の厚みは回転方向に均一ではなく、頂点付近が丸みをを帯びた三角形となることがわかった。
【００３９】
図７において、芯線１６の端部１６ａ、１６ｂに近い部分は芯線１６がわずかに露出している。この露出部分は、アッパクランプ４６の縦溝４６ａ及びロアクランプ４８の縦溝４８ａに相当する。
【００４０】
次いで、かかる電着物７０の外周部を、ワイヤーセンターレス機などを用いて外径加工することができる。図８にワイヤーセンターレス機の切削機構８０の概略を示す。切削機構８０は、内側リングが回転可能なベアリング式の治具８１、８２と、当該治具８１、８２を回転させるための回転駆動装置８３と、カッター８４を主に備える。電着物７０は治具８１及び８２に装着され、図８に示すように、電着物７０の一端から露出している芯線１６がベアリング式の治具８１の三点式チャックで支持されるとともに、芯線１６の他端が治具８２の三点式チャックで支持される。そして、芯線１６を回転軸として回転駆動装置８３により治具８１及び８２の内側リングを回転させながら、電着物７０の外周部７０ａをカッター８４を用いて外径が１．２４９ｍｍになるように切削加工する。
【００４１】
このような外径加工により、電着物の真円度が高められる。後述する方法により電着物から線材を取り除くことによって形成される内孔の内径中心と、電着物の外径中心とのずれは０．２μｍ以下であり同軸性が極めて高かった。
【００４２】
外径加工を終えた芯線１６は電着物から引き抜くか、加熱した酸またはアルカリ水溶液に溶かすなどで除去することができる。ハンダメッキの金属線の場合は、金属線を加熱しながら引き抜けばよい。
【００４３】
また、電着物から芯線１６を押し出しにより取り出すことも可能である。例えば、図９に示すように、貫通孔が内部に形成されたガイド２１０と超硬ピン２２０を用いて、ガイド２１０を、電鋳品２３０とガイド２１０の貫通孔２３ａ及び２１ａが超硬ピン２２０を通じて連結するように配置して、超硬ピン２２０で電鋳品から芯線９０を押し出すこともできる。この場合は、電鋳品の芯線の一端を、薬品で少し溶かしてから実施するのが望ましい。
【００４４】
電鋳品の中心に存在する芯線を引き抜くか、押し出すか、あるいは薬品で溶解するかについては、選択した芯線の材料に基づいて決定すればよい。一般には、線材が薬品に溶解しにくく、引っ張り強度の高いものは、引き抜きまたは押し出しを利用し、薬品に溶解しやすいものは、溶解させるのがよい。例えば、鉄またはその合金の場合は、芯線を離型処理した後、図１０に示すようにビニルテープなどの電気絶縁体２００で一部を覆って前述の電鋳を実施し、電鋳品から電気絶縁体２０を剥がして芯線１６を図１１に示すように露出させると、電鋳品７０から芯線１６を引き抜き易くなる。上記ハンダメッキした金属線、無電解メッキしたプラスチック線の場合には、離型処理なしで同様の方法で引き抜けばよく、ハンダメッキした金属線の場合には、加熱しながら引き抜けばよい。引き抜き法の場合には、特に芯線１６は鉄の合金であるステンレス線が望ましく、実験的には、直径０．１２６ｍｍのステンレス線で１００ｍｍ程度の長さまで引き抜くことができた。
【００４５】
芯線１６がアルミニウムまたはその合金、銅またはその合金などの場合には、芯線１６が酸またはアルカリ水溶破に溶解しやすいため、溶解による除去が有効である。溶解液として、アルミニウムまたはその合金を溶解しつつ、電鋳金属に殆ど影響を与えない強アルカリ水溶液が好ましい。具体的には、５〜１０ｗ／ｖ％程度の濃度の水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの強アルカリ水溶液を使用し、１００±３℃程度に加熱することにより容易に溶解除去することができる。実験的には、１０ｍｍの長さのアルミニウム線を９０分程度で溶解除去することができた。この場合には、引き抜く必要がないので図１０に示すような電気絶縁体で覆って電鋳する必要はなく、芯線１６の全面を電鋳すればよく、また芯線１６の離型処理は不要である。
【００４６】
線材が取り除かれた電着物は、例えば、薄刃カッターを用いて所定の長さで切断することによりフェルールとして使用可能である。特に、本発明の方法を用いたことにより、フェルールの内径及び外径の寸法精度は極めて高く、その精度は前述の芯線１６の寸法誤差で決まる。ここでは、電着物から線材を取り除いた後に所定の長さに切断したが、電鋳物を所定の長さに切断した後に、線材を取り除く作業を行なっても良い。
【００４７】
得られたフェルールは、フェルールの回転方向を位置決めするとともに光ファイバコネクタハウジング中に収容するためのフェルールホルダに嵌合され得る。フェルールを用いた光ファイバコネクタで光ファイバを接続するためには、前述のように光ファイバ同士のＰＣ接続が望ましい。ＰＣ接続を行うためには、フェルールに光ファイバを挿入した形でフェルールの端面を、凸球面または傾斜した凸球面に加工する。この加工は、端面研磨機を用いて実行することができる。本発明の製造方法により製造されるフェルールは金属製フェルールであるので、従来のジルコニアやガラス製のフェルールに比べてＰＣ研磨が一層容易にできるという利点がある。さらに、ＰＣ研磨後の光ファイバ先端とフェルール研磨面とはそれらの高さが同程度となることがわかった。従って、本発明のフェルール及びそれを含む光ファイバコネクタを用いることにより、極めて高精度に光ファイバを接続が可能であり、それにより低反射損失の接続を実現することができる。
【００４８】
以上、具体例により本発明の芯線ホルダ及びフェルール製造装置を説明してきたが、本発明はそれらに限定されず、当業者が想いつく種々の変形例及び改良を含み得る。例えば、芯線が対応する陽極に向かう開放角θが１８０°以上であれば、支柱は３本でも４本以上設けても良い。あるいは支柱は一本でもよい。本発明のフェルール製造装置では、場合によっては、第１及び第２保持部材（アッパチャック及びロアチャック）を連結する支柱を省略することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の装置では、第１及び第２保持部材または芯線ホルダを着脱可能に把持する第１及び第２チャックを備えるために、芯線を第１及び第２保持部材に取り付けた状態で、第１及び第２チャックに装着することができる。それゆえ、芯線の張力などに関する最適条件下での装置への装着及び電鋳後の電鋳物の芯線からの離脱が容易である。また、駆動機構からの駆動力を第２チャックに伝達するための伝達機構を備えるために、芯線の両端を第１及び第２保持部材で保持しつつ等速で回転することができ、芯線をねじることなく簡単な機構で芯線回転させつつ電鋳を実行することができる。
【００５０】
本発明の芯線ホルダは、例えば、２本の支柱を用いたホルダであっても、それらの支柱が芯線を中心として少なくとも１８０°以上の角度範囲の空間が開放されるように設けられているため、電鋳において、陰極として機能する回転している芯線に向かって流れる電流がそれらの支柱によって妨害されることがない。従って、芯線の周囲に均等な厚さの円筒状の電鋳物を極めて高精度に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）はフェルールの縦断面図及びそのＸ−Ｘ方向断面図であり、（Ｂ）は光ファイバを接続するための光ファイバコネクタの概略断面図である。
【図２】フェルールを製造するための電鋳装置の槻略構成を示す図である。
【図３】芯線ホルダ２１の構造を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は底面図をそれぞれ示す。
【図４】図３に示した芯線ホルダが、第１及び第２チャックに取り付けられた状態を示す図である。
【図５】図２に示した装置を上方から見た概念図であり、陽極と、陰極としての芯線が保持されている芯線ホルダと、公転板との位置関係を示す。
【図６】陽極と、陰極としての芯線と、芯線ホルダの支柱及びドライブシャフトとの位置関係を示す概念図である。
【図７】電鋳により芯線の周囲に電着物が形成された様子を示す概念図である。
【図８】ワイヤーセンターレス機の研削機構の概略図である。
【図９】電鋳物から線を押し出す方法を説明するための概念図である。
【図１０】電鋳物から線を引き抜く場合に、テープが線に所定間隔で設けられることを説明するための概念図である。
【図１１】図１０に示したテープを剥離した後の線の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
３電鋳液
４陽極
８陰極
１６芯線
２０トッププレート
２５ボトムプレート
３０回転機構
３０ａ伝達ギア、３０ｂチェーン
４２アッパプレート
４４ロアプレート
４６アッパクリップ
４８ロアクリップ
５０電鋳槽
６２ドライブシャフト
６３第１伝達ギア
６６第２伝達ギア

Claims

芯線の周囲に金属を電着させることによりフェルールを製造するための装置であって、
電鋳槽と；
電鋳槽中に設けられた第１電極と；
第２電極として機能する芯線の両端をそれぞれ保持するための第１及び第２保持部材と；
第１及び第２保持部材を着脱可能に把持する第１及び第２チャックと；
第１チャックを回転させるための駆動機構と；
上記駆動機構からの駆動力を第２チャックに伝達して第２チャックを回転させるための伝達機構とを備えるフェルール製造装置。
さらに、所定間隔を隔てて所定の回転軸上に同軸に且つ平行に設けられたトッププレート及びボトムプレートと、複数の第１及び第２チャック対を備え、複数の第１及び第２チャック対がそれぞれトッププレート及びボトムプレートの内面で且つ外周近傍に互いに対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフェルール製造装置。
上記駆動機構がモータを備え、該モータが上記トッププレート及びボトムプレートを回転軸を中心に回転させることを特徴とする請求項２に記載のフェルール製造装置。
さらに、第１及び第２保持部材を回転可能に支持する第１軸受及び第２軸受と、第１軸受及び第２軸受を連結する支柱とを備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のフェルール製造装置。
第１及び第２保持部材と第１軸受及び第２軸受と上記支柱とが芯線ホルダを構成し、芯線ホルダが第１及び第２チャックに着脱可能である請求項４に記載のフェルール製造装置。
上記支柱が芯線に対して第１電極と反対側に位置するように芯線ホルダが第１チャック及び第２チャックに取り付けられる請求項５に記載のフェルール製造装置。
芯線の周囲に金属を電着させることによってフェルールを製造するときに用いられる芯線ホルダであって、
芯線の両端をそれぞれ保持するための第１及び第２保持部材であって、芯線を保持したまま外部駆動源により回転可能な第１及び第２保持部材と；
第１及び第２保持部材をそれぞれ回転可能に支持する第１及び第２軸受と；
第１及び第２軸受を連結する少なくとも一本の支柱とを備え、
該少なくとも一本の支柱が、該芯線を中心として少なくとも１８０°以上の角度範囲の空間が開放されるように設けられていることを特徴とする芯線ホルダ。
第１及び第２保持部材が芯線の両端を把持するための非電導性材料から形成されたクランプをそれぞれ備え、芯線の両端に金属片が接続されており、該金属片がクランプ中に収容されている請求項７に記載の芯線ホルダ。
クランプが、芯線を第１及び第２保持部材の中心に位置付けるための位置付け機構を備える請求項８に記載の芯線ホルダ。
位置付け機構が、クランプ中に形成されたＶ溝及び押さえ治具を備える請求項９に記載の芯線ホルダ。
請求項７に記載の芯線ホルダが着脱可能に取り付けられるフェルール製造装置であって、
電鋳槽と；
電鋳槽中に設けられた第１電極と；
芯線ホルダの第１及び第２保持部材を着脱可能に把持する第１及び第２チャックと；
第１チャックを回転させるための駆動機構と；
上記駆動機構からの駆動力を第２チャックに伝達して第２チャックを回転させるための伝達機構とを備えるフェルール製造装置。
さらに、所定間隔を隔てて回転軸上に平行に設けられトッププレート及びボトムプレートと、複数の第１チャック及び第２チャックを備え、複数の第１チャック及び第２チャックがそれぞれトッププレート及びボトムプレートの内面で且つ外周近傍に互いに対向するように配置されており、複数の芯線ホルダが複数の第１チャック及び第２チャックに着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１１に記載のフェルール製造装置。