JPH10311923A

JPH10311923A - 光コネクタフェルール用スリーブ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10311923A
Application number: JP9135756A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Taniguchi; 武志谷口; Kazuo Omiya; 一男大宮; Jiyunichi Nagahora; 純一永洞
Original assignee: YKK Corp
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 1998-11-24
Anticipated expiration: 2017-05-12
Also published as: EP1081516A2; CN1189770C; HK1042948B; HK1042948A1; TW418334B; US6450696B1; DE69813076D1; EP1081516A3; CN1147750C; CN1341867A; KR19980086958A; EP0878723B1; KR100307672B1; DE69818309D1; CN1201152A; EP0878723A3; DE69818309T2; US20010024550A1; DE69813076T2; JP3400296B2

Abstract

(57)【要約】【課題】所定の形状、寸法精度、表面品質を満足する
スリーブを単一プロセスで量産性良く製造できる方法を
提供し、もってフェルール同士を正確に突き合わせ整列
して保持できる安価なスリーブを提供する。【解決手段】スリーブ１は、円筒体２の内周面の３箇
所に長手方向全長に亘って形成された断面半円形の凸部
３を有し、かつ長手方向にスリット４が形成されてい
る。スリーブは、好ましくは温度幅３０Ｋ以上のガラス
遷移領域を有する非晶質合金、特に一般式：ＸａＭｂＡ
ｌｃ、但し、ＸはＺｒ及びＨｆから選ばれる１種又は２
種の元素、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕよりな
る群から選ばれる少なくとも１種の元素、ａ、ｂ、ｃは
原子％で、２５≦ａ≦８５、５≦ｂ≦７０、０＜ｃ≦３
５で示される組成を有し、少なくとも体積率５０％以上
の非晶質相を含む非晶質合金からなる。このようなスリ
ーブは金型鋳造法、金型成形法により量産性よく製造で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの接続
に用いられる光コネクタ（光ファイバコネクタと称する
こともある）用フェルール同士を突き合わせ整列して保
持するスリーブ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光コネクタにおける接続部は、
光ファイバ素線の外周に外被が被着された光ファイバが
接続されたフェルールと、このフェルール同士を嵌挿し
て整列させる中空円筒状のスリーブとから構成される。
特に電気コネクタと異なり、接続すべき２本の光ファイ
バの相対位置は正確に合わせることが要求される。その
ため、光ファイバを外径及び光ファイバ素線挿通部内径
が規定寸法に仕上げられたフェルールの中心に一致させ
て固定し、次いで一対のこのフェルールをスリーブの両
端から挿入して突き合わせ、光ファイバの軸線を合わせ
る芯出しが必要となる。この芯出しの方法には、調整機
構により微細調整する方法、いわゆる調整型と、フェル
ールやスリーブの寸法精度を高める方法、すなわち無調
整型とがあるが、最近では無調整型が主流となってい
る。

【０００３】従来、フェルールとしてはジルコニア等の
セラミック製のものが多用され、また、スリーブとして
もジルコニア等のセラミック製のスリーブが用いられて
いる。例えば、特開平６−２７３４８号には、円筒体の
内周面の少なくとも３箇所に長手方向の一端から他端に
至る凸部が設けられ、該凸部はその上面が円筒体の軸線
を中心とした円弧状、即ち上面が円筒体の軸線に向って
凹の円弧状で、さらに上記凸部と内周面とのつなぎ部が
ゆるやかなＲ形状にされているセラミック製のスリーブ
が開示されている。また、上記特許公報には上記スリー
ブの製造方法も開示されており、その方法は、上記のよ
うな幾何学的形状となるようにジルコニア、アルミナ等
のセラミック原料を円筒体に成形する工程と、成形した
円筒体を焼成する工程と、焼成した円筒体の内径部の上
記凸部の上面を研磨する工程とからなる。また、割スリ
ーブの場合には、さらに研磨工程終了後の円筒体に長手
方向全長に亘ってスリットを形成する工程を含んでい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のようなセラミッ
ク製スリーブの場合、一般に粉末押出、射出成形等によ
って円筒状に一次成形した後、脱脂、焼結、外周研削加
工や内周部研磨加工等の機械加工などを行って製造され
ている。そのため、製造工程が長大で、コストの増大を
余儀なくされているとともに、材料が脆弱かつ硬いため
に欠け等の問題や、表面の研磨仕上がりが結晶粒度に依
存する等の問題がある。また、セラミック製のスリーブ
は硬くて弾性が低いため、スリーブ内周面に凸部を形成
した場合、この凸部によってフェルール外周面を傷付け
易く、またスリーブとフェルールの着脱を繰り返すとガ
タが生じ易く、光ファイバの軸線にずれを生じる問題が
懸念される。従って、セラミックスはフェルールの着脱
が頻繁に行われる光コネクタのスリーブ用材料としては
必ずしも適していない。

【０００５】また、セラミック製スリーブの場合、一次
成形後焼結することによって収縮を生ずるため、焼結
後、必ず所定の寸法となるように研磨加工を行う必要が
ある。そのため、円筒体の内周面に長手方向に延在する
凸部（凸条）を形成した場合、この凸条の上面は、前記
特開平６−２７３４８号に記載されているように、同筒
体の軸線に向って凹の円弧状に研磨加工される。このよ
うな凸条が円筒体の内周面３箇所に形成された場合、ス
リーブに嵌挿されたフェルールの外周面と接触する箇所
は、実際上、上記凹の円弧状面ではなくてその長手方向
の両側縁となる。従って、スリーブの各凸条の寸法が正
確に一致する場合には、３箇所の凸条の円弧状上面の両
側縁（合計６点）がスリーブ外周面に接触した状態で固
定することになるが、僅かでも寸法に誤差があれば、上
記各点のいずれか数点で接触し、対向してスリーブ内に
嵌挿された各フェルールとの接触・固定点にずれを生
じ、接続される光ファイバ同士の軸線がずれてしまうと
いう問題がある。

【０００６】従って、本発明の目的は、接続する光ファ
イバ同士の軸線のずれや、スリーブの欠け等、前記した
ような問題を生ずることが殆どなく、光コネクタのフェ
ルール同士を正確に突き合わせ整列して保持できる光コ
ネクタフェルール用スリーブを提供することにある。さ
らに本発明の目的は、従来の金型鋳造法又は金型成形法
をベースにした技術とガラス遷移領域を示す非晶質合金
の組み合わせによって、所定の形状、寸法精度、及び表
面品質を満足する光コネクタフェルール用スリーブを単
一のプロセスで量産性良く製造でき、従って研磨等の機
械加工工程を省略又は大幅に削減できる方法を提供し、
もってスリーブに要求される耐久性、強度、耐衝撃性、
弾性等に優れた安価な光コネクタフェルール用スリーブ
を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の第１の側面によれば、光コネクタフェルー
ル同士を突き合わせ整列して保持する光コネクタフェル
ール用スリーブにおいて、従来用いられているセラミッ
クスや金属とは異なり、非晶質合金から作製したことを
特徴とするスリーブが提供される。その第１の態様にお
いては、少なくともガラス遷移領域を有し、好ましくは
温度幅３０Ｋ以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金
からなることを特徴とする光コネクタフェルール用スリ
ーブが提供される。好適な態様においては、スリーブは
下記一般式で示される非晶質合金からなることを特徴と
している。一般式：ＸａＭｂＡｌｃ但し、ＸはＺｒ及びＨｆから選ばれる１種又は２種の元
素、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ａ、ｂ、ｃは原子％
で、２５≦ａ≦８５、５≦ｂ≦７０、０＜ｃ≦３５で示
される組成を有し、少なくとも体積率５０％以上の非晶
質相を含む非晶質合金。また第２の態様においては、用
いる光コネクタフェルールと、それらの端部同士を突き
合わせ整列して保持するスリーブの変形の容易性の面に
着目し、スリーブとフェルールの着脱を繰り返してもフ
ェルールを傷付けたりガタが生じないように、スリーブ
が光コネクタフェルールよりも弾性変形し易い非晶質合
金からなることを特徴としている。

【０００８】本発明の第２の側面によれば、光コネクタ
フェルール同士を突き合わせ整列して保持するに適した
幾何学的形状とし、またフェルールを傷付けないように
するために、円筒体の内周面の３箇所に長手方向の一端
から他端に至る凸部が設けられ、該凸部はその上面が円
筒体の軸線に向って凸の円弧状の断面形状を有すること
を特徴とするスリーブが提供される。好適な態様のスリ
ーブにおいては、光コネクタフェルールを弾性的に保持
し、スリーブとフェルールの着脱を繰り返してもガタが
生じないようにするために、上記円筒体の長手方向に全
長に亘ってスリットが設けられていることを特徴として
いる。

【０００９】さらに本発明の他の側面によれば、前記の
ような光コネクタフェルール用スリーブの製造方法も提
供される。その一つの方法は、上面が開放された溶解用
容器で非晶質合金を生じ得る合金材料を溶解し、容器の
上部に配置された製品成形用キャビティを持つ強制冷却
鋳型内に合金溶湯を強制移動させ、上記強制冷却鋳型内
で合金溶湯を急冷凝固して非晶質化させ、非晶質相を含
む合金からなる製品を得ることを特徴としている。好適
な態様においては、上記溶解用容器内に合金溶湯を上方
に強制移動させるための溶湯移動具が配設されていると
共に、上記強制冷却鋳型が２個以上の同一形状の製品成
形用キャビティと各キャビティに連通する湯道を持ち、
該湯道が上記溶湯移動具の移動ライン上に配設されてい
る。

【００１０】他の方法は、ガラス遷移領域を有する非晶
質合金を生じ得る合金材料を溶融、保持する容器と、例
えばその下部又は上部に製品形状のキャビティを設けた
金型を配置し、該容器の下部又は上部に設けた孔と金型
注湯口を結合させた後、容器内の合金溶湯に圧力を加
え、容器の孔を通じて所定量の合金溶湯を金型内に充填
せしめ、１０Ｋ／ｓ以上の冷却速度で凝固させ、非晶質
相を含む合金からなる製品を得ることを特徴としてい
る。前記いずれの方法においても、好適には、前記合金
材料として、前記一般式：ＸａＭｂＡｌｃで示される組
成を有し、少なくとも体積率５０％以上の非晶質相を含
む実質的に非晶質の合金からなる製品を得ることができ
る材料が用いられる。本発明のさらに他の方法は、前記
一般式で示される合金からなる非晶質材料を過冷却液体
領域温度まで加熱し、同一温度に保持されたコンテナに
挿入し、製品形状のキャビティを設けた金型をコンテナ
に連結し、所定量の合金を過冷却液体の粘性流動を利用
して金型内に圧入、成形することを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１の側面によれば、前
記のように光コネクタのフェルール同士を突き合わせ整
列して保持するスリーブを非晶質合金から作製する。非
晶質合金は、セラミックスに比べて硬度が低いと共に弾
性が高く、また、引張強度や曲げ強度が高く、耐久性、
耐衝撃性、表面平滑性等に優れているため、光コネクタ
のフェルール同士を突き合わせ、軸線のずれを生ずるこ
となく整列して保持するスリーブの材質として最適であ
る。このような特性を有する非晶質合金から作製したス
リーブは、その内周面に例えば断面半円形状の凸条を形
成しても、この凸条によってフェルール外周面を傷付け
難く、またスリーブに対してフェルールの着脱を繰り返
してもガタを生じ難く、フェルール同士の安定した接続
が可能となる。

【００１２】また、非晶質合金は、高精度の鋳造性及び
加工性を有し、金型鋳造法や金型成形法によって金型の
キャビティ形状を忠実に再現した表面平滑なスリーブを
製造できる。前記したように、セラミック製スリーブの
場合、一次成形後焼結することによって収縮を生ずるた
め、焼結後、必ず所定の寸法となるように研磨加工を行
う必要がある。これに対して、非晶質合金製スリーブの
場合、焼結工程が不要であり、焼結によって製品に収縮
を生ずるということがないため、その後の寸法調整又は
表面粗さ調整の工程を省略でき、あるいは大巾に短縮で
きる。従って、所定の形状、寸法精度、表面品質を満足
したスリーブを単一プロセスで量産性良く製造できる。

【００１３】本発明のスリーブの材質としては、実質的
に非晶質の合金からなる製品を得ることができる材料で
あれば全て使用可能であり、特定の材料に限定されるも
のではないが、中でも、ガラス遷移温度（Ｔｇ）と結晶
化温度（Ｔｘ）の温度差が極めて広いＺｒ−ＴＭ−Ａｌ
系及びＨｆ−ＴＭ−Ａｌ系（ＴＭ：遷移金属）非晶質合
金（特公平７−１２２１２０号参照）は、高強度、高耐
食性であると共に、過冷却液体領域（ガラス遷移領域）
ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇが３０Ｋ以上、特にＺｒ−ＴＭ−Ａ
ｌ系非晶質合金は６０Ｋ以上と極めて広く、この温度領
域では粘性流動により数１０ＭＰａ以下の低応力でも非
常に良好な加工性を示す。また、冷却速度が数１０Ｋ／
ｓ程度の鋳造法によっても非晶質バルク材が得られるな
ど、非常に安定で製造し易い特徴を持っている。これら
の合金の用途研究の結果、溶湯からの金型鋳造によって
も、またガラス遷移領域を利用した粘性流動による成形
加工によっても、非晶質材料ができると同時に、金型形
状及び寸法を極めて忠実に再現し、これらの合金の物性
も相俟って光コネクタフェルール及びそれらを接続する
スリーブの材料として適していることが判明した。

【００１４】本発明に利用されるこのＺｒ−ＴＭ−Ａｌ
系及びＨｆ−ＴＭ−Ａｌ系非晶質合金は、合金組成、測
定法によっても異なるが、非常に大きなΔＴｘの範囲を
持っている。例えばＺｒ₆₀Ａｌ₁₅Ｃｏ_2.5 Ｎｉ_7.5 Ｃｕ
₁₅合金（Ｔｇ：６５２Ｋ、Ｔｘ：７６８Ｋ）のΔＴｘは
１１６Ｋと極めて広い。耐酸化性も極めて良く、空気中
でＴｇまでの高温に熱してもほとんど酸化されない。硬
度は室温からＴｇ付近までビッカース硬度（Ｈｖ）で４
６０（ＤＰＮ）、引張強度は１，６００ＭＰａ、曲げ強
度は３，０００ＭＰａに達する。熱膨張率αは室温から
Ｔｇ付近まで１×１０^-5／Ｋと小さく、ヤング率は９１
ＧＰａ、圧縮時の弾性限界は４〜５％を超える。さらに
靭性も高く、シャルピー衝撃値で６〜７Ｊ／ｃｍ² を示
す。このように非常に高強度の特性を示しながら、ガラ
ス遷移領域まで加熱されると、流動応力は１０ＭＰａ程
度まで低下する。このため極めて加工が容易で、低応力
で複雑な形状の微小部品や高精度部品に成形できるのが
本合金の特徴である。しかも、いわゆるガラス（非晶
質）としての特性から加工（変形）表面は極めて平滑性
が高く、結晶合金を変形させたときのように滑り帯が表
面に現われるステップなどは実質的に発生しない特徴を
持っている。

【００１５】一般に、非晶質合金はガラス遷移領域まで
加熱すると長時間の保持によって結晶化が始まるが、本
合金のようにΔＴｘが広い合金は非晶質相が安定であ
り、ΔＴｘ内の温度を適当に選べば２時間程度までは結
晶が発生せず、通常の成形加工においては結晶化を懸念
する必要はない。また、本合金は溶湯からの凝固におい
てもこの特性を如何なく発揮する。一般に非晶質合金の
製造には急速な冷却が必要とされるが、本合金は冷却速
度１０Ｋ／ｓ程度の冷却で溶湯から容易に非晶質単相か
らなるバルク材を得ることができる。その凝固表面はや
はり極めて平滑であり、金型表面のミクロンオーダーの
研磨傷でさえも忠実に再現する転写性を持っている。従
って、スリーブ材料として本合金を適用すれば、金型表
面がスリーブの要求特性を満たす表面品質を持っておれ
ば、成形材においても金型の表面特性をそのまま再現
し、従来の金型鋳造法、金型成形法においても寸法調
整、表面粗さ調整の工程を省略又は短縮することができ
る。

【００１６】以上のように、比較的低い硬度、高い引張
強度及び高い曲げ強度、比較的低いヤング率、高弾性限
界、高耐衝撃性、表面の平滑性、高精度の鋳造又は加工
性を併せ持った特徴は、光コネクタフェルール用スリー
ブの材料として適しているばかりでなく、従来の成形加
工方法を適用でき、量産を可能にする。なお、前記一般
式ＸａＭｂＡｌｃで示される非晶質合金は、５原子％以
下の割合でＴｉ、Ｃ、Ｂ、Ｇｅ、Ｂｉなどの元素を含有
する場合でも、上記と同様の特性を示す非晶質合金が得
られる。

【００１７】本合金をスリーブに適用する利点を、以下
にもう少し具体的に述べる。第１に高精度の製品を量産
化できることが挙げられる。光コネクタのフェルールを
直接保持するスリーブの内径又はフェルールとの接触点
（凸部上端）を通る円の径は、できるだけフェルールの
外径に等しいことが要求される。従来、セラミック材料
の射出、脱脂、焼結を経て製造される成形材は、スリー
ブとしての寸法精度、表面品質を満足できないため、予
め加工代を考慮した寸法の成形材として製造し、後でダ
イヤモンド砥粒ペーストを用いたワイヤラッピング内径
研磨加工、外径研磨加工の複雑な加工によって仕上げら
れるのが普通である。本発明においては、適切に準備さ
れた金型を用いれば、鋳造によっても、粘性流動加工
（ガラス成形加工）によっても、仕上げ研磨の必要がな
い又は補足的で簡易な仕上げ加工で量産でき、特にスリ
ーブの貫通孔の真円度、孔内表面の仕上がりの効果が大
きい。従って、製造工程を大幅に短縮することができ
る。第２はスリーブの強度及び靭性などの機械的性質で
ある。フェルールの着脱が頻繁に繰り返されるスリーブ
は、へたり、摩耗、欠けがあってはならない。前述した
硬度、強度、靭性は十分にそれに耐え得る値である。以
上の特性を有する非晶質合金は、スリーブに限らず、フ
ェルール等の光コネクタの他の構成部品、マイクロマシ
ン等の精密部品などにも有利に適用できる。

【００１８】また、本発明の他の態様においては、光コ
ネクタのフェルールよりも弾性変形し易い非晶質合金、
例えばヤング率で３〜３０ＧＰａ程度、好ましくは５〜
１５ＧＰａ程度低い非晶質合金からスリーブを作製す
る。それによって、スリーブに対してフェルールの着脱
を繰り返しても、フェルールを傷付けたりガタを生じた
りすることなく、軸線を整列させた状態で安定して保持
し易くなる。用いるフェルールの材質としては、セラミ
ックス、金属などを用いることができるが、非晶質合
金、特に前記したような機械的性質や鋳造性、加工性等
の点から、前記一般式ＸａＭｂＡｌｃの組成を有し、少
なくとも体積率５０％以上の非晶質相を含む非晶質合金
を用いることが好ましい。このような非晶質合金を用い
ることにより、金型鋳造法によっても、金型成形法（ガ
ラス成形加工）によっても、仕上げ研磨の必要がない又
は補足的で簡易な仕上げ加工でフェルールを量産でき、
特にファイバ挿通用細孔断面の真円度、孔内表面の仕上
がりの効果が大きい。また、ガラスファイバを密着させ
るため通常行なわれるフェルール先端凸球面加工のＰＣ
研磨も不要であり、光ファイバ固定後の最終研磨のみで
よい。従って、金属やセラミックスの場合に必要であっ
た長大な製造工程を大幅に短縮することができる。フェ
ルールの外径やフェルールの外径軸線とファイバ挿通用
細孔軸線の整合についても同様である。

【００１９】本発明の第２の側面によれば、スリーブ
は、フェルールを傷付けることなく、フェルール同士の
軸線を整合して保持するに適した幾何学的形状を有す
る。以下、添付図面を参照しながら本発明のスリーブの
形状について説明する。図１及び図２は本発明のスリー
ブの好適な一実施形態を示し、図１はその平面図、図２
は斜視図である。このスリーブ１は、円筒体２の内周面
の３箇所にその長手方向の一端から他端に至る凸部（凸
条）３が形成されていると共に、長手方向に全長に亘っ
てスリット４が形成されている。

【００２０】上記凸部３は、フェルールを傷付けないよ
うに、その上面が円筒体２の軸線に向って凸の断面略半
円形状、略楕円形状、上端が丸みを帯びた三角形状等の
円弧状である必要があり、好ましくは図１に示されるよ
うに断面が略半円形状の凸部３とする。このような凸部
３を円筒体２の内周面３箇所に長手方向に設けることに
より、スリーブ１内に保持するフェルールの外周面と３
箇所で点接触した状態にフェルールを挟持することにな
る。従って、突き合わされるフェルール同士の軸線（従
って、光ファイバ同士）を整列させて保持することがで
きる。但し、点接触の場合でも、上記凸部が鋭角な角部
を有する場合、集中荷重がかかってフェルール外周面を
傷付け易くなるので好ましくない。また、スリーブの内
周面に４箇所以上の凸部を設けた場合、スリーブ内に嵌
挿された対向するフェルールの接触・固定点にずれを生
じ易く、接続される光ファイバ同士の軸線がずれ易くな
る。なお、凸部３は円筒体２の内周面３箇所に等間隔に
設けることが好ましいが、多少ずれていても構わない。
また、凸部３の高さはフェルールを安定して保持できる
程度であればよいが、一般に０．１〜１．０ｍｍ（断面
半円形の場合、０．１〜１．０ｍｍＲ）の範囲内が好ま
しい。さらに、凸部３は連続した突条であることが好ま
しいが、断続していても構わない。

【００２１】前記したように、スリーブ１には長手方向
に全長に亘ってスリット４が形成されている。本発明で
は、このようなスリットを設けない精密スリーブでも、
前記したような非晶質合金材使用による効果及び前記し
た凸部形成による効果は得られる。しかしながら、スリ
ット４を設けることにより、スリーブ１の弾力性が向上
し、多少寸法精度にばらつきがあってもフェルール同士
の軸線を整列させてより安定して弾力的に挟持でき、ま
た、スリーブとフェルールの着脱を繰り返しても保持状
態にガタを生じ難くなるので有利である。また、スリー
ブ１の材料自体の機械的性質としては、ヤング率が９０
〜９９ＧＰａ程度、弾性限が約１％から数％程度が好ま
しい。従来のスリーブ材料として用いられているセラミ
ックス、例えば、ジルコニアは弾性を殆ど有しないのに
比べ、非晶質合金から作製した本発明のスリーブはばね
特性に優れ、フェルールの繰返し脱着に充分に耐えるこ
とができる。

【００２２】図３及び図４は、光コネクタにおける本発
明のスリーブ１の使用状態の一実施形態を示しており、
フェルール１０としてはキャピラリー部１１とフランジ
部１２が一体型のものが用いられている。すなわち、フ
ェルール１０は、光ファイバ１７（もしくは光ファイバ
素線）を挿入するための小径の貫通孔１３が中心軸線に
沿って形成されたキャピラリー部１１と、中心軸線に沿
って光ファイバ心線１６（光ファイバの外周に外被１８
が被着されたもの）挿通用の大径の貫通孔１４が形成さ
れたフランジ部１２とからなり、小径の貫通孔１３と大
径の貫通孔１４はテーパ径部１５を介して接続されてい
る。このようなフェルール１０に光ファイバを取り付け
る場合、光ファイバー心線１６の先端部の外被１８を剥
がして所定の長さだけ光ファイバ１７を露出させ、露出
した光ファイバ及び光ファイバ心線先端部に接着剤を塗
布した後、フェルール１０の小径の貫通孔１３に露出し
た光ファイバ１７をフランジ部側から挿入し、光ファイ
バ１７及び光ファイバ心線１６の先端部を接着剤により
フェルール１０の貫通孔１３及び１４内に固着させるこ
とにより行われる。

【００２３】一対の光ファイバ１７，１７の接続は、そ
れらが挿入・接合された各フェルール１０，１０をスリ
ーブ１の両端から挿入し、フェルール１０，１０同士の
端部を突き合わせることにより行われ、これによって光
ファイバ１７，１７の軸線が整列した状態で先端部が突
き合わせ接続される。スリーブ１の３箇所の凸部３上端
を通る円５（図１参照）の径は、フェルール１０のキャ
ピラリー部１１の外径よりも僅かに小さめの寸法とされ
ている。従って、フェルール１０，１０を両端から挿入
したときにスリーブ１は若干押し拡げられ、キャピラリ
ー部１１，１１を弾力的に挟持した状態に保持すること
になる。

【００２４】図５は、光コネクタにおける本発明のスリ
ーブ１の使用状態の他の実施形態を示しており、フェル
ール１０ａとしてキャピラリー部１１ａとフランジ部１
２ａが別体のものが用いられている。すなわち、このフ
ェルール１０ａは、光ファイバ１７を挿入するための小
径の貫通孔１３ａが中心軸線に沿って形成されたキャピ
ラリー１１ａと、中心軸線に沿って光ファイバ心線１６
挿通用の大径の貫通孔１４ａが形成されたフランジ１２
ａとからなる。キャピラリー１１ａのテーパ孔部１５ａ
が形成された端部を、フランジ１２ａの前端穴部１９に
締り嵌め又は接着等により固着することにより組み立て
られ、キャピラリー１１ａの小径の貫通孔１３ａとフラ
ンジ１２ａの大径の貫通孔１４ａはテーパ孔部１５ａを
介して接続される。フェルール１０ａへの光ファイバの
接合方法及びスリーブ１とフェルール１０ａ，１０ａの
取付態様は、前記図３及び図４に示す実施形態と同様で
ある。

【００２５】図６は、金型鋳造法により本発明のスリー
ブを製造する装置及び方法の一実施形態の概略構成を示
している。強制冷却鋳型２０は上型２１と下型２６とか
らなり、上型２１にはスリーブの外径寸法を規制する一
対の製品成形用キャビティ２２ａ，２２ｂが形成されて
おり、これらのキャビティ２２ａ，２２ｂ内にはそれぞ
れスリーブの内径寸法を規制する中子２５ａ，２５ｂが
配設される。これらのキャビティ２２ａ，２２ｂは湯道
２３によって連通されており、キャビティ２２ａ，２２
ｂの周囲をそれぞれ所定間隔を置いて半周する湯道の部
分２４ａ，２４ｂの先端部からキャビティ２２ａ，２２
ｂ内に溶湯が流入されるように構成されている。一方、
下型２６の所定箇所には上記湯道２３と連通する注湯口
（貫通孔）２７が形成され、その下部には溶解用容器３
０の円筒状原料収容部３２の上端部と対応する形状の凹
部２８が形成されている。なお、中子２５ａ，２５ｂは
下型２６と一体に形成してもよい。また、強制冷却鋳型
２０は、銅、銅合金、超硬合金その他の金属材料から作
製することができるが、キャビティ２２ａ，２２ｂ内に
注入された溶湯の冷却速度を速くするために、熱容量が
大きくかつ熱伝導率の高い材料、例えば銅製、銅合金製
等とすることが好ましい。また、上型には冷却水、冷媒
ガス等の冷却媒体を流通させる流路を配設することもで
きる。

【００２６】溶解用容器３０は、本体３１の上部に円筒
状の原料収容部３２を有し、前記下型２６の注湯口２７
の真下に昇降自在に配設されている。原料収容部３２の
原料収容孔３３内には、該原料収容孔３３と略等しい径
を有する溶湯移動具３４が摺動自在に配置されており、
該溶湯移動具３４は図示しない油圧シリンダ（又は空圧
シリンダ）のプランジャー３５により上下動される。ま
た、溶解用容器３０の原料収容部３２の周囲には、加熱
源として誘導コイル３６が配設されている。加熱源とし
ては、高周波誘導加熱の他、抵抗加熱等の任意の手段を
採用できる。上記原料収容部３２及び溶湯移動具３４の
材質としては、セラミックス、耐熱皮膜コーティング金
属材料などの耐熱性材料が好ましい。なお、溶湯の酸化
皮膜形成を防止するために、装置全体を真空中又はＡｒ
ガス等の不活性ガス雰囲気中に配置するか、あるいは少
なくとも下型２６と溶解用容器３０の原料収容部３２上
部との間に不活性ガスを流すことが好ましい。

【００２７】本発明のスリーブの製造に際しては、ま
ず、溶解用容器３０が強制冷却鋳型２０の下方に離間し
た状態において、原料収容部３２内の溶湯移動具３４上
の空間内に前記したような非晶質合金を生じ得る組成の
合金原料Ａを装填する。合金原料Ａとしては棒状、ペレ
ット状、粉末状等の任意の形態のものを使用できる。次
いで、誘導コイル３６を励磁して合金原料Ａを急速に加
熱する。合金原料Ａが溶解したかどうかを溶湯温度を検
出して確認した後、誘導コイル３６を消磁し、溶解用容
器３０をその上端部が下型２６の凹部２８に嵌挿される
まで上昇させ、次いで油圧シリンダを作動させて溶湯移
動具３４を急速に上昇させ、溶湯を強制冷却鋳型２０の
注湯口２７から射出する。射出された溶湯は湯道２３を
経て各製品成形用キャビティ２２ａ，２２ｂ内に注入、
加圧され、急速に凝固される。この際、射出温度、射出
速度等を適宜設定することにより、１０³ Ｋ／ｓ以上の
冷却速度が得られる。その後、溶解用容器３０を下降さ
せ、上型２１と下型２６を分離して製品を取り出す。

【００２８】前記の方法で製造された鋳造後の製品形状
を図７に示す。鋳造品４０のスリーブ部分４１ａ，４１
ｂから湯道部分４２ａ，４２ｂを切断・分離し、その切
断面を研磨することにより、鋳型のキャビティ面を忠実
に再現した平滑な表面を有する図１及び図２に示すよう
なスリーブ１が得られる。前記のような高圧ダイカスト
法によれば、鋳造圧力が約１００ＭＰａまで、射出速度
が数ｍ／ｓまで可能であり、以下のような利点が得られ
る。（１）溶湯の金型への充填が数ｍｓ以内で完了し、急冷
作用が大きい。（２）溶湯の金型との高密着性による冷却速度の増大と
ともに、精密成形が可能である。（３）鋳造品の凝固収縮時における引け巣などの欠陥を
低減できる。（４）複雑な形状の成形品の作製が可能になる。（５）高粘度の溶湯の鋳込みが可能になる。

【００２９】図８は本発明のスリーブを製造する装置及
び方法の他の実施形態の概略構成を示している。図８に
おいて、符号６０は前記したような非晶質合金を生じ得
る合金材料を溶融、保持するための容器であり、該容器
６０の下部には製品形状のキャビティ５２ａ，５２ｂを
有する分割金型５０が配置される。容器６０の加熱手段
（図示せず）としては、高周波誘導加熱、抵抗加熱等、
任意の手段が採用できる。金型５０の構造は、上下関係
が逆である以外は前記図６に示す金型２０と実質的に同
一である。すなわち、上型５６は注湯口（貫通孔）５７
の上部に容器６０の下端部を収容する凹部５８が形成さ
れており、図６に示す下型２６に対応している。一方、
下型５１は、製品成形用キャビティ５２ａ，５２ｂ、湯
道５３，５４ａ，５４ｂ、中子５５ａ，５５ｂの形状及
び配置態様が上下逆な以外は図６に示す上型２１と同一
である。なお、この金型５０の場合にも、中子５５ａ，
５５ｂは上型５６と一体成形されたものであってもよ
い。

【００３０】スリーブの製造に際しては、容器６０の底
部に形成されている細孔６１を金型５０の注湯口５７に
接続した後、容器６０内の合金溶湯Ａ’に例えば不活性
ガスを介して圧力を加え、容器６０底部の細孔６１から
湯道５３，５４ａ，５４ｂを経て所定量の合金溶湯Ａ’
を各キャビティ５２ａ，５２ｂ内に充填せしめ、好まし
くは１０Ｋ／ｓ以上の冷却速度で凝固させ、実質的に非
晶質相からなる合金製スリーブを得る。

【００３１】前記したような方法により、寸法精度Ｌ±
０．０００５〜０．００１ｍｍ、表面精度０．２〜０．
４μｍでスリーブを製造できる。なお、前記した方法で
は、一対の製品成形用キャビティを形成した金型を用
い、単一の工程で２個の製品を製造する２個取りの例を
説明したが、３個以上のキャビティを形成した金型を用
い、多数個取りとすることも勿論可能である。また、前
記したような合金鋳造法の他に、押出成形も可能であ
る。すなわち、前記したような非晶質合金は、大きな過
冷却液体領域ΔＴｘを持っているため、このような非晶
質合金からなる材料を過冷却液体領域温度まで加熱して
同一温度に保持されたコンテナに挿入し、該コンテナを
スリーブ製品形状のキャビティを設けた金型に連結し、
所定量の合金を過冷却液体の粘性流動を利用して金型キ
ャビティ内に圧入、成形して所定の形状のスリーブを得
ることもできる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の効果を具体的に確認した実施
例を示し、本発明について具体的に説明するが、本発明
が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりで
ある。

【００３３】実施例１図６に示す装置を用い、射出温度１２７３Ｋ、射出速度
１ｍ／ｓ、鋳造圧力１ＭＰａ、充填時間１００ｍｓの条
件で、内径２．５ｍｍ、外径３．１ｍｍ、凸部曲率半径
０．３ｍｍのＺｒ₆₅Ａｌ₁₀Ｎｉ₁₀Ｃｕ₁₅の組成を有する
図１及び図２に示す形状の非晶質合金からなるスリーブ
を作製した。得られたスリーブは金型キャビティ面を忠
実に再現した表面平滑性に優れた製品であり、ヤング率
８０ＧＰａ、曲げ強度２，９７０ＭＰａ、ビッカース硬
度４００（ＤＰＮ）、熱膨張率α＝０．９５×１０^-5／
Ｋの特性を有していた。また、同様の方法により、Ｚｒ
₆₀Ａｌ₁₅Ｃｏ_2.5 Ｎｉ_7.5 Ｃｕ₁₅の組成を有し、ヤング
率９１ＧＰａの図３に示すようなキャピラリー部とフラ
ンジ部が一体型の非晶質合金からなるフェルールを作製
した。作製した２つのフェルールに光ファイバを接合
し、上記スリーブに両端から嵌め込んだところ、光ファ
イバ同士を軸線のずれを生ずることなく安定して接続す
ることができた。

【００３４】実施例２予め溶製したＺｒ₆₀Ａｌ₁₅Ｃｏ_2.5 Ｎｉ_7.5 Ｃｕ₁₅、そ
の他表１に示す各合金をそれぞれ石英るつぼに入れ、高
周波誘導加熱によって完全に溶解し、この溶湯を２ｋｇ
ｆ／ｃｍ² の気体加圧によって、るつぼ下部に設けられ
た細孔から直径２ｍｍ、長さ３０ｍｍの棒状キャビティ
を有する室温の銅製鋳型に注入して、機械的性質測定用
棒状試料を得た。機械的性質の評価結果を表１に示す。

【表１】表１に示すように、得られた非晶質合金材料は、曲げ強
度がこれまでスリーブ材料として用いられている部分安
定化ジルコニアの値（約１，０００ＭＰａ）を大きく上
回り、ヤング率は約１／２、硬度は約１／３であり、ス
リーブの材料として必要な特性を備えていることがわか
る。

【００３５】実施例３図６に示すような鋼製金型と金属押出機を連結し、実施
例１と同じ合金の押出しによってスリーブの製造を行な
った。押出用素材は別途鋳造によって製造された同合金
の非晶質ビレット（直径２５ｍｍ，長さ４０ｍｍ）であ
る。ビレットは７３０Ｋに予熱し、押出機のコンテナ、
流入部、成形部の金型も同じく７３０Ｋに予熱した。こ
のビレットを押出機のコンテナに挿入し、金型内に射出
した。金型を冷却後、成形材を取り出し、流入部を除去
後、検査を行なった。外観、寸法精度、表面粗さなど実
施例１で得られたスリーブとほぼ同等の品質を得ること
ができた。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガラス
遷移領域の広い例えばＺｒ−ＴＭ−Ａｌ系及びＨｆ−Ｔ
Ｍ−Ａｌ系などの非晶質合金の金型鋳造法、金型成形法
によって、光コネクタフェルール用スリーブに要求され
る寸法精度、表面品質を満足するスリーブを生産性よく
低コストで製造することができる。しかも、本発明に利
用される非晶質合金は強度、靭性、耐食性に優れ、スリ
ーブとして摩耗、変形、欠け等が発生し難く長期間の使
用に耐えることができる。また、光コネクタのフェルー
ルよりも弾性変形し易い非晶質合金からスリーブを作製
することにより、スリーブに対してフェルールの着脱を
繰り返しても、フェルールを傷付けたりガタを生じたり
することなく、軸線を整列させた状態で安定して保持し
易くなる。

【００３７】さらに本発明のスリーブは、その上面が軸
線に向って凸の円弧状の断面形状を有する凸部を内周面
３箇所に長手方向に設けた形状を有するため、スリーブ
内に保持するフェルールの外周面と３箇所で点接触した
状態にフェルールを挟持することになり、突き合わされ
るフェルール同士の軸線（従って、光ファイバ同士）を
整列させて安定して保持することができると共に、フェ
ルール外周面を傷付けることもない。また、スリーブの
長手方向に全長に亘ってスリットを形成することによ
り、スリーブの弾力性が向上し、多少寸法精度にばらつ
きがあってもフェルール同士の軸線を整列させてより安
定して弾力的に挟持でき、また、スリーブとフェルール
の着脱を繰り返しても保持状態にガタを生じ難くなると
いう利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスリーブの一実施形態を示す平面図で
ある。

【図２】図１に示すスリーブの斜視図である。

【図３】本発明のスリーブの使用状態の一実施形態を示
す部分断面図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】本発明のスリーブの使用状態の他の実施形態を
示す部分断面図である。

【図６】本発明のスリーブの製造に用いる装置の一実施
形態の概略部分断面図である。

【図７】図６に示す装置で製造された鋳造品の斜視図で
ある。

【図８】本発明のスリーブの製造に用いる装置の他の実
施形態の概略部分断面図である。

【符号の説明】

１スリーブ２円筒体３凸部４スリット１０，１０ａフェルール１７光ファイバ２０強制冷却鋳型２２ａ，２２ｂ製品成形用キャビティ２３湯道２７注湯口３０溶解用容器３２原料収容部３３原料収容孔３４溶湯移動具４０鋳造品５０金型５２ａ，５２ｂ製品成形用キャビティ５３湯道５７注湯口６０容器６１細孔Ａ合金原料Ａ’ 合金溶湯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光コネクタフェルール同士を突き合わせ
整列して保持する光コネクタフェルール用スリーブにお
いて、該スリーブが少なくともガラス遷移領域を有する
非晶質合金からなることを特徴とするスリーブ。
【請求項２】光コネクタフェルール同士を突き合わせ
整列して保持する光コネクタフェルール用スリーブにお
いて、該スリーブが温度幅３０Ｋ以上のガラス遷移領域
を有する非晶質合金からなることを特徴とするスリー
ブ。
【請求項３】光コネクタフェルール同士を突き合わせ
整列して保持する光コネクタフェルール用スリーブにお
いて、該スリーブが下記一般式で示される非晶質合金か
らなることを特徴とするスリーブ。一般式：ＸａＭｂＡｌｃ但し、ＸはＺｒ及びＨｆから選ばれる１種又は２種の元
素、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ａ、ｂ、ｃは原子％
で、２５≦ａ≦８５、５≦ｂ≦７０、０＜ｃ≦３５で示
される組成を有し、少なくとも体積率５０％以上の非晶
質相を含む非晶質合金。
【請求項４】光コネクタフェルール同士を突き合わせ
整列して保持する光コネクタフェルール用スリーブにお
いて、該スリーブが少なくとも光コネクタフェルールよ
りも弾性変形し易い非晶質合金からなることを特徴とす
るスリーブ。
【請求項５】光コネクタフェルール同士を突き合わせ
整列して保持する光コネクタフェルール用スリーブにお
いて、円筒体の内周面の３箇所に長手方向の一端から他
端に至る凸部が設けられ、該凸部はその上面が円筒体の
軸線に向って凸の円弧状の断面形状を有することを特徴
とするスリーブ。
【請求項６】前記円筒体の長手方向に全長に亘ってス
リットを設けたことを特徴とする請求項５に記載のスリ
ーブ。
【請求項７】上面が開放された溶解用容器で非晶質合
金を生じ得る合金材料を溶解し、容器の上部に配置され
た製品成形用キャビティを持つ強制冷却鋳型内に合金溶
湯を強制移動させ、上記強制冷却鋳型内で合金溶湯を急
冷凝固して非晶質化させ、非晶質相を含む合金からなる
製品を得ることを特徴とする光コネクタフェルール用ス
リーブの製造方法。
【請求項８】前記溶解用容器内に合金溶湯を上方に強
制移動させるための溶湯移動具が配設されていると共
に、前記強制冷却鋳型が２個以上の同一形状の製品成形
用キャビティと各キャビティに連通する湯道を持ち、該
湯道が上記溶湯移動具の移動ライン上に配設されている
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】ガラス遷移領域を有する非晶質合金を生
じ得る合金材料を溶融、保持する容器と、製品形状のキ
ャビティを設けた金型を配置し、該容器に設けた孔と金
型注湯口を結合させた後、容器内の合金溶湯に圧力を加
え、容器の孔を通じて所定量の合金溶湯を金型内に充填
せしめ、１０Ｋ／ｓ以上の冷却速度で凝固させ、非晶質
相を含む合金からなる製品を得ることを特徴とする光コ
ネクタフェルール用スリーブの製造方法。
【請求項１０】前記合金材料が下記一般式で示される
組成を有し、少なくとも体積率５０％以上の非晶質相を
含む実質的に非晶質の合金からなる製品を得ることを特
徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の方法。一般式：ＸａＭｂＡｌｃ但し、ＸはＺｒ及びＨｆから選ばれる１種又は２種の元
素、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ａ、ｂ、ｃは原子％
で、２５≦ａ≦８５、５≦ｂ≦７０、０＜ｃ≦３５であ
る。
【請求項１１】下記一般式で示される合金からなる非
晶質材料を過冷却液体領域温度まで加熱し、同一温度に
保持されたコンテナに挿入し、製品形状のキャビティを
設けた金型をコンテナに連結し、所定量の合金を過冷却
液体の粘性流動を利用して金型内に圧入、成形すること
を特徴とする光コネクタフェルール用スリーブの製造方
法。一般式：ＸａＭｂＡｌｃ但し、ＸはＺｒ及びＨｆから選ばれる１種又は２種の元
素、ＭはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＣｕよりなる群か
ら選ばれる少なくとも１種の元素、ａ、ｂ、ｃは原子％
で、２５≦ａ≦８５、５≦ｂ≦７０、０＜ｃ≦３５で示
される組成を有し、少なくとも体積率５０％以上の非晶
質相を含む非晶質合金。