JPH10186176A - 光ファイバーコネクター用フェルール及びその製造方法 - Google Patents
光ファイバーコネクター用フェルール及びその製造方法Info
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- JPH10186176A JPH10186176A JP8356345A JP35634596A JPH10186176A JP H10186176 A JPH10186176 A JP H10186176A JP 8356345 A JP8356345 A JP 8356345A JP 35634596 A JP35634596 A JP 35634596A JP H10186176 A JPH10186176 A JP H10186176A
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の形状、寸法精度を満足したフェルール
を単一プロセスで量産性良く製造でき、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
て耐久性、光伝達性等に優れた安価なフェルールを提供
する。 【解決手段】 光ファイバーを固定する挿通孔２を有す
る光ファイバーコネクター用フェルール１は、少なくと
もガラス遷移領域を有する非晶質合金、特に温度幅３０
Ｋ以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる。
好適には、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、Ｆ
ｅ、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≦８
５、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
質合金からなる。このようなフェルールは金型鋳造法又
は金型成形法により量産性よく製造できる。
を単一プロセスで量産性良く製造でき、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
て耐久性、光伝達性等に優れた安価なフェルールを提供
する。 【解決手段】 光ファイバーを固定する挿通孔２を有す
る光ファイバーコネクター用フェルール１は、少なくと
もガラス遷移領域を有する非晶質合金、特に温度幅３０
Ｋ以上のガラス遷移領域を有する非晶質合金からなる。
好適には、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、Ｆ
ｅ、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≦８
５、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
質合金からなる。このようなフェルールは金型鋳造法又
は金型成形法により量産性よく製造できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シングルモード光
ファイバーの接続に用いられる光ファイバーコネクター
（光コネクターと称することもある）用フェルール及び
その製造方法に関する。
ファイバーの接続に用いられる光ファイバーコネクター
（光コネクターと称することもある）用フェルール及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ファイバーコネクターは、例
えば図４に示すように、中心軸線に沿って光ファイバー
が挿入・固定されている光ファイバーコード１１０が接
続されたプラグ１００と、このプラグ同士を嵌合して整
列させる中空円筒状のスリーブ１２０とから構成され
る。特に電気コネクターと異なり、接続すべき２本の光
ファイバーの相対位置は正確に合わせることが要求され
る。このため、接続すべき非常に細い２本の光ファイバ
ーの先端部を挿入するためのフェルール１０１が一般に
用いられ、これらのフェルール１０１同士を突き合わせ
ることにより光ファイバーの接続が行われている。すな
わち、光ファイバーの先端部が挿入・固定されたフェル
ール１０１を、外径が規定寸法に仕上げられたプラグ１
００の中心に一致させて固定し、これらのプラグ１００
をスリーブ１２０の両端から挿入し、それらのフェルー
ル１０１同士を突き合わせて光ファイバーの軸線を合わ
せる方式である。
えば図４に示すように、中心軸線に沿って光ファイバー
が挿入・固定されている光ファイバーコード１１０が接
続されたプラグ１００と、このプラグ同士を嵌合して整
列させる中空円筒状のスリーブ１２０とから構成され
る。特に電気コネクターと異なり、接続すべき２本の光
ファイバーの相対位置は正確に合わせることが要求され
る。このため、接続すべき非常に細い２本の光ファイバ
ーの先端部を挿入するためのフェルール１０１が一般に
用いられ、これらのフェルール１０１同士を突き合わせ
ることにより光ファイバーの接続が行われている。すな
わち、光ファイバーの先端部が挿入・固定されたフェル
ール１０１を、外径が規定寸法に仕上げられたプラグ１
００の中心に一致させて固定し、これらのプラグ１００
をスリーブ１２０の両端から挿入し、それらのフェルー
ル１０１同士を突き合わせて光ファイバーの軸線を合わ
せる方式である。
【０００３】このように、光ファイバーコネクター用フ
ェルールは、光ファイバー同士の先端の軸線を完全に一
致させるため、実質的に光ファイバーを保持するフェル
ールの挿通用細孔の内径、フェルールの外径に非常に高
い精度が求められ、さらに細孔の軸線と外径の軸線を一
致させることが求められている。ところで、従来のフェ
ルールは、金属材料及びセラミック材料の機械加工によ
って製造されているため、量産性、即ち加工コストに改
善の余地を残している。特にセラミックス（部分安定化
ジルコニア（ＰＳＺ）等）は粉末押出、射出成形等によ
って一次成形し、脱脂、焼結、機械加工等、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、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った。一方、
このコスト削減の課題に応えるため、炭素繊維強化型プ
ラスチック複合材の射出成形等が提案されているが、着
脱が頻繁に行なわれる光コネクターには、材料特性上、
変形、劣化等の問題が懸念される。
ェルールは、光ファイバー同士の先端の軸線を完全に一
致させるため、実質的に光ファイバーを保持するフェル
ールの挿通用細孔の内径、フェルールの外径に非常に高
い精度が求められ、さらに細孔の軸線と外径の軸線を一
致させることが求められている。ところで、従来のフェ
ルールは、金属材料及びセラミック材料の機械加工によ
って製造されているため、量産性、即ち加工コストに改
善の余地を残している。特にセラミックス（部分安定化
ジルコニア（ＰＳＺ）等）は粉末押出、射出成形等によ
って一次成形し、脱脂、焼結、機械加工等、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、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った。一方、
このコスト削減の課題に応えるため、炭素繊維強化型プ
ラスチック複合材の射出成形等が提案されているが、着
脱が頻繁に行なわれる光コネクターには、材料特性上、
変形、劣化等の問題が懸念される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題に鑑み、本
発明は、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、所望の形状、寸法精度を満足したフェルール
を単一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、もって所望の材料物性を与えることによって光伝達
効率が高く、耐久性、強度、耐衝撃性、加工性等に優れ
た安価なフェルールを提供しようとするものである。
発明は、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、所望の形状、寸法精度を満足したフェルール
を単一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、もって所望の材料物性を与えることによって光伝達
効率が高く、耐久性、強度、耐衝撃性、加工性等に優れ
た安価なフェルールを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、光ファイバーを固定する挿通孔を
有する光ファイバーコネクター用フェルールにおいて、
該フェルールを形成する非晶質合金が少なくともガラス
遷移領域を有する非晶質合金、特に温度幅３０Ｋ以上、
好ましくは６０Ｋ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ファイバーコネクター
用フェルールが提供される。好適な態様においては、光
ファイバーコネクター用フェルールは、一般式：ＸａＭ
ｂＡｌｃ、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からなる。
に、本発明によれば、光ファイバーを固定する挿通孔を
有する光ファイバーコネクター用フェルールにおいて、
該フェルールを形成する非晶質合金が少なくともガラス
遷移領域を有する非晶質合金、特に温度幅３０Ｋ以上、
好ましくは６０Ｋ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ファイバーコネクター
用フェルールが提供される。好適な態様においては、光
ファイバーコネクター用フェルールは、一般式：ＸａＭ
ｂＡｌｃ、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からなる。
【０００６】さらに本発明によれば、上記のような光フ
ァイバーコネクター用フェルールの製造方法も提供され
る。その一つの方法は、ガラス遷移領域を有する非晶質
合金、好ましくは前記一般式で示される非晶質合金を生
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、該容器下部又は上部に設けた孔と金型注湯口を結合
させた後、該溶湯に圧力を加え、容器下部又は上部の孔
を通じて所定量の合金溶湯を金型内に充填せしめ、１０
Ｋ／ｓ以上の冷却速度で凝固させ、実質的に非晶質相か
らなる製品を得ることを特徴としている。他の方法は、
前記一般式に示す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。
ァイバーコネクター用フェルールの製造方法も提供され
る。その一つの方法は、ガラス遷移領域を有する非晶質
合金、好ましくは前記一般式で示される非晶質合金を生
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、該容器下部又は上部に設けた孔と金型注湯口を結合
させた後、該溶湯に圧力を加え、容器下部又は上部の孔
を通じて所定量の合金溶湯を金型内に充填せしめ、１０
Ｋ／ｓ以上の冷却速度で凝固させ、実質的に非晶質相か
らなる製品を得ることを特徴としている。他の方法は、
前記一般式に示す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。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明者らは、非晶質合金の研究
を通じてガラス遷移挙動を示す合金を次々に発見し、そ
の材料特性を明らかにした。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Ｚ
ｒ−ＴＭ−Ａｌ系及びＨｆ−ＴＭ−Ａｌ系（ＴＭ：遷移
金属）非晶質合金（特開平３−１５８４４６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−Ａｌ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ファイバーコネクター
用フェルールに適していることが判明し、本発明に至っ
た。
を通じてガラス遷移挙動を示す合金を次々に発見し、そ
の材料特性を明らかにした。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Ｚ
ｒ−ＴＭ−Ａｌ系及びＨｆ−ＴＭ−Ａｌ系（ＴＭ：遷移
金属）非晶質合金（特開平３−１５８４４６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−Ａｌ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ファイバーコネクター
用フェルールに適していることが判明し、本発明に至っ
た。
【０００８】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Ｚｒ60Ａｌ15Ｃｏ2.5 Ｎｉ7.5 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。
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Ｚｒ60Ａｌ15Ｃｏ2.5 Ｎｉ7.5 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。
【０００９】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、フェルール材料として本合金を適用すれば、金型
表面の調整がフェルール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。
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、フェルール材料として本合金を適用すれば、金型
表面の調整がフェルール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。
【００１０】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、光ファイバーコネクター用フェ
ルール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。
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、光ファイバーコネクター用フェ
ルール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。
【００１１】本合金をフェルールに適用する利点を、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。光ファイバーを直接保持
するフェルールの挿通孔の直径は、できるだけ光ファイ
バーの直径に近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、フ
ェルールとしての寸法精度、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、
後でワイヤラッピング内径加工、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
上げ研磨の必要ない又は補足的で簡易な仕上げ加工で量
産でき、特に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。ガラスファイバーを密着させるた
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、光ファイバー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
ールの外径軸線と挿通用細孔軸線の整合についても同様
である。
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。光ファイバーを直接保持
するフェルールの挿通孔の直径は、できるだけ光ファイ
バーの直径に近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、フ
ェルールとしての寸法精度、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、
後でワイヤラッピング内径加工、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
上げ研磨の必要ない又は補足的で簡易な仕上げ加工で量
産でき、特に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。ガラスファイバーを密着させるた
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、光ファイバー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
ールの外径軸線と挿通用細孔軸線の整合についても同様
である。
【００１２】第２はフェルールの強度及び靭性などの機
械的性質である。頻繁に着脱が繰り返される光ファイバ
ーコネクターのフェルールは、その先端の突き合わせ部
のへたり、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、フェルールに限らず、ス
リーブ等の光コネクター構成部品、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。
械的性質である。頻繁に着脱が繰り返される光ファイバ
ーコネクターのフェルールは、その先端の突き合わせ部
のへたり、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、フェルールに限らず、ス
リーブ等の光コネクター構成部品、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。
【００１３】以下、添付図面を参照しながら本発明のフ
ェルールについて説明する。図１は本発明のフェルール
の好適な一実施形態を示し、このフェルール１は、光フ
ァイバー素線挿通用小径部３と、光ファイバー心線挿通
用大径部５と、これら小径部３と大径部５との間に介在
し、小径部３から大径部５にかけて傾斜しているテーパ
径部４とが中心軸線に沿って直線状に形成された挿通孔
２を有する。このようなフェルール１において、光ファ
イバー素線挿通用小径部３の長さＬ1 は１ｍｍ以上と
し、かつ、光ファイバー素線挿通用小径部３とテーパ径
部４の合計長さＬ2 は６ｍｍ未満とすることが望まし
い。フェルール１の光ファイバー素線挿通用小径部３の
長さＬ1 を１ｍｍ未満とした場合、フェルール外径に対
する光ファイバー素線挿通用小径部３の平行度を保つこ
とが難しく、フェルール端面同士の突き合わせによる光
ファイバーの接続不良になり易くなる。従って、Ｌ1 長
さは１ｍｍ以上とする必要がある。
ェルールについて説明する。図１は本発明のフェルール
の好適な一実施形態を示し、このフェルール１は、光フ
ァイバー素線挿通用小径部３と、光ファイバー心線挿通
用大径部５と、これら小径部３と大径部５との間に介在
し、小径部３から大径部５にかけて傾斜しているテーパ
径部４とが中心軸線に沿って直線状に形成された挿通孔
２を有する。このようなフェルール１において、光ファ
イバー素線挿通用小径部３の長さＬ1 は１ｍｍ以上と
し、かつ、光ファイバー素線挿通用小径部３とテーパ径
部４の合計長さＬ2 は６ｍｍ未満とすることが望まし
い。フェルール１の光ファイバー素線挿通用小径部３の
長さＬ1 を１ｍｍ未満とした場合、フェルール外径に対
する光ファイバー素線挿通用小径部３の平行度を保つこ
とが難しく、フェルール端面同士の突き合わせによる光
ファイバーの接続不良になり易くなる。従って、Ｌ1 長
さは１ｍｍ以上とする必要がある。
【００１４】光ファイバーのフェルールへの取付けにお
いては、好ましくはフェルール１のテーパ径部４の傾斜
角度θに合わせた皮剥ぎ角度で光ファイバー心線先端部
の外被を光ファイバー素線挿通用小径部３に相当する長
さ分だけ剥がし、光ファイバー心線先端部に接着剤を塗
布し、フェルール１の挿通孔２に挿入することにより、
光ファイバーの折損を生ずることなく光ファイバーをフ
ェルール１に取り付けることができる。また、フェルー
ルへの光ファイバーの挿入作業が安定し、それらの接着
強度も充分なものとなる。この際、フェルール１の光フ
ァイバー心線挿通用大径部５の内径を光ファイバー心線
の外径よりも僅かに大きくすることにより、光ファイバ
ー素線挿通用小径部３と光ファイバー心線挿通用大径部
５との間にテーパ径部４が介在するため、皮剥ぎした光
ファイバー心線をフェルール１の挿通孔２に挿入するだ
けで、光ファイバー心線先端部に塗布した接着剤が上記
テーパ径部４を介して光ファイバー素線挿通用小径部３
の先端部にまで接着剤が浸透して行き渡り、光ファイバ
ーと光ファイバー心線先端部が同時にフェルール１の挿
通孔２に接着され、それらの接着強度が著しく高くな
る。このようにして光ファイバーが接合されたフェルー
ルは、必要に応じて光ファイバーとフェルールの端面を
同時にＰＣ研磨した後、図４に示すようにプラグを装着
し、光ファイバー接続に供される。
いては、好ましくはフェルール１のテーパ径部４の傾斜
角度θに合わせた皮剥ぎ角度で光ファイバー心線先端部
の外被を光ファイバー素線挿通用小径部３に相当する長
さ分だけ剥がし、光ファイバー心線先端部に接着剤を塗
布し、フェルール１の挿通孔２に挿入することにより、
光ファイバーの折損を生ずることなく光ファイバーをフ
ェルール１に取り付けることができる。また、フェルー
ルへの光ファイバーの挿入作業が安定し、それらの接着
強度も充分なものとなる。この際、フェルール１の光フ
ァイバー心線挿通用大径部５の内径を光ファイバー心線
の外径よりも僅かに大きくすることにより、光ファイバ
ー素線挿通用小径部３と光ファイバー心線挿通用大径部
５との間にテーパ径部４が介在するため、皮剥ぎした光
ファイバー心線をフェルール１の挿通孔２に挿入するだ
けで、光ファイバー心線先端部に塗布した接着剤が上記
テーパ径部４を介して光ファイバー素線挿通用小径部３
の先端部にまで接着剤が浸透して行き渡り、光ファイバ
ーと光ファイバー心線先端部が同時にフェルール１の挿
通孔２に接着され、それらの接着強度が著しく高くな
る。このようにして光ファイバーが接合されたフェルー
ルは、必要に応じて光ファイバーとフェルールの端面を
同時にＰＣ研磨した後、図４に示すようにプラグを装着
し、光ファイバー接続に供される。
【００１５】次に、本発明のフェルールの製造方法の一
例を、図２を参照しながら説明する。図２において、符
号１１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１１の下部
には製品形状のキャビティ２４を形成する分割金型２
１，２２が配置される。容器１１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。キャビティ２４は、金型２１，２２と
コアピン２３によって規定される。コアピン２３は、前
記したフェルール１の挿通孔２の形状に対応して、小径
部２３ａと大径部２３ｃがテーパ部２３ｂで接続された
形状を有し、しかも小径部２３ａの長さが従来の方法で
用いられているものに比べて短いため、その加工が容易
であると共に強度も大きくなり、またコアピン２３の寿
命も長くなる。また、コアピンの強度が大きいため、成
形圧を高くすることができ、緻密で寸法精度の良いフェ
ルールが得られる。
例を、図２を参照しながら説明する。図２において、符
号１１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１１の下部
には製品形状のキャビティ２４を形成する分割金型２
１，２２が配置される。容器１１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。キャビティ２４は、金型２１，２２と
コアピン２３によって規定される。コアピン２３は、前
記したフェルール１の挿通孔２の形状に対応して、小径
部２３ａと大径部２３ｃがテーパ部２３ｂで接続された
形状を有し、しかも小径部２３ａの長さが従来の方法で
用いられているものに比べて短いため、その加工が容易
であると共に強度も大きくなり、またコアピン２３の寿
命も長くなる。また、コアピンの強度が大きいため、成
形圧を高くすることができ、緻密で寸法精度の良いフェ
ルールが得られる。
【００１６】フェルールの製造に際しては、容器１１の
底部に形成されている細孔１２を金型２１，２２の注湯
口２６に接合した後、容器１１内の溶湯３０に例えば不
活性気体を介して圧力を加え、容器１１底部の細孔１２
から金型接合部のリング状ランナー２５を経て所定量の
合金溶湯をキャビティ２４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
相からなる合金製フェルールを得る。上記のような合金
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、該コンテナを図２に示すような所
望の製品形状のキャビティ２４を設けた合金２１，２２
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、成形して所望の形状のフ
ェルールを得ることもできる。
底部に形成されている細孔１２を金型２１，２２の注湯
口２６に接合した後、容器１１内の溶湯３０に例えば不
活性気体を介して圧力を加え、容器１１底部の細孔１２
から金型接合部のリング状ランナー２５を経て所定量の
合金溶湯をキャビティ２４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
相からなる合金製フェルールを得る。上記のような合金
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、該コンテナを図２に示すような所
望の製品形状のキャビティ２４を設けた合金２１，２２
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、成形して所望の形状のフ
ェルールを得ることもできる。
【００１７】図３は本発明のフェルールの他の実施形態
を示す。この実施形態では、光ファイバー素線挿通用小
径部３ａとその端部にテーパ径部４ａが中心軸線に沿っ
て形成されたフェルール１ａと、光ファイバー心線挿通
用大径部５ａが中心軸線に沿って形成されたフランジ６
とが一体的に接合される。すなわち、フェルール１ａの
テーパ径部４ａが形成された端部をフランジ６の前端穴
部７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、フェルール１ａの小径部３ａとフランジ６
の大径部５ａがテーパ径部４ａを介して接続された挿通
孔２ａが中心軸線に沿って形成される。このようなフェ
ルールとフランジを一体化したタイプのものにおいて
も、前記したような本発明の利点が得られる。
を示す。この実施形態では、光ファイバー素線挿通用小
径部３ａとその端部にテーパ径部４ａが中心軸線に沿っ
て形成されたフェルール１ａと、光ファイバー心線挿通
用大径部５ａが中心軸線に沿って形成されたフランジ６
とが一体的に接合される。すなわち、フェルール１ａの
テーパ径部４ａが形成された端部をフランジ６の前端穴
部７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、フェルール１ａの小径部３ａとフランジ６
の大径部５ａがテーパ径部４ａを介して接続された挿通
孔２ａが中心軸線に沿って形成される。このようなフェ
ルールとフランジを一体化したタイプのものにおいて
も、前記したような本発明の利点が得られる。
【００１８】
【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。
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。
【００１９】実施例１ 予め溶製したＺｒ60Ａｌ15Ｃｏ2.5 Ｎｉ7.5 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。
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
度がこれまでフェルール材料として一般に用いられてい
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、フェルールの材料として必要な特性を備えている
ことがわかる。
度がこれまでフェルール材料として一般に用いられてい
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、フェルールの材料として必要な特性を備えている
ことがわかる。
【００２０】実施例２ 図２に示すようなＷＣ系超硬製金型を用い、実施例１と
同様にして、Ｚｒ65Ａｌ10Ｎｉ10Ｃｕ15の合金を鋳造
し、フェルールを製造した。使用した金型は、フェルー
ル製造後、仕上げ加工又は研磨工程を最小にするべく、
仕上がりを考慮して寸法を設定し、金型内面は全て鏡面
に仕上げた。光ファイバー挿通孔が開口したフェルール
先端表面は、曲率半径２０ｍｍの球面凸加工と鏡面加工
を施した。鋳造後、湯口との連結部分は精密切断によっ
て除去を行なった。この結果得られた成形品の外観は全
面鏡面を示しており、寸法はフェルール全長１０．５ｍ
ｍ、光ファイバー素線挿通用小径部の長さ（Ｌ1 ）は４
ｍｍで、特に精度を配慮したフェルール外径、ファイバ
ー挿通孔内径、両者の同心度、真円度、及び円筒度は、
それぞれ狙った寸法に対して０．１〜０．５μｍの公差
内で製造できることがわかった。
同様にして、Ｚｒ65Ａｌ10Ｎｉ10Ｃｕ15の合金を鋳造
し、フェルールを製造した。使用した金型は、フェルー
ル製造後、仕上げ加工又は研磨工程を最小にするべく、
仕上がりを考慮して寸法を設定し、金型内面は全て鏡面
に仕上げた。光ファイバー挿通孔が開口したフェルール
先端表面は、曲率半径２０ｍｍの球面凸加工と鏡面加工
を施した。鋳造後、湯口との連結部分は精密切断によっ
て除去を行なった。この結果得られた成形品の外観は全
面鏡面を示しており、寸法はフェルール全長１０．５ｍ
ｍ、光ファイバー素線挿通用小径部の長さ（Ｌ1 ）は４
ｍｍで、特に精度を配慮したフェルール外径、ファイバ
ー挿通孔内径、両者の同心度、真円度、及び円筒度は、
それぞれ狙った寸法に対して０．１〜０．５μｍの公差
内で製造できることがわかった。
【００２１】実施例３ 図２に示すような鋼製金型と金属押出機を連結し、実施
例２と同じ合金の押出しによってフェルールの製造を行
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で、直径は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２で得られたフェルールとほぼ同等の品質を
得ることができた。
例２と同じ合金の押出しによってフェルールの製造を行
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で、直径は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２で得られたフェルールとほぼ同等の品質を
得ることができた。
【００２２】
【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、光通信コネクター用フェルールに要求される
寸法精度、表面品質を満足するフェルールを生産性よく
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、フェ
ルールとして摩耗、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。
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、光通信コネクター用フェルールに要求される
寸法精度、表面品質を満足するフェルールを生産性よく
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、フェ
ルールとして摩耗、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。
【図１】本発明のフェルールの一実施形態を示す概略拡
大断面図である。
大断面図である。
【図２】本発明の方法に用いる装置の一例を示す部分概
略断面図である。
略断面図である。
【図３】本発明のフェルールの他の実施形態を示す概略
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図４】光ファイバーコネクターの一例を示す部分破断
概略正面図である。
概略正面図である。
【符号の説明】 １ フェルール ２ 挿通孔 ３ 光ファイバー素線挿通用小径部 ４ テーパ径部 ５ 光ファイバー心線挿通用大径部 １１ 容器 １２ 細孔 ２１，２２ 金型 ２３ コアピン ２４ キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永洞 純一 宮城県仙台市泉区将監11丁目12−12 (72)発明者 谷口 武志 宮城県仙台市泉区山の寺２−30−26
Claims (7)
- 【請求項１】 光ファイバーを固定する挿通孔を有する
光ファイバーコネクター用フェルールにおいて、該フェ
ルール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フェルール。 - 【請求項２】 光ファイバーを固定する挿通孔を有する
光ファイバーコネクター用フェルールにおいて、該フェ
ルールが温度幅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フェルール。 - 【請求項３】 光ファイバーを固定する挿通孔を有する
光ファイバーコネクター用フェルールにおいて、該フェ
ルールが下記一般式で示される非晶質合金からなること
を特徴とするフェルール。 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
質相からなる非晶質合金。 - 【請求項４】 光ファイバーコネクター用フェルールに
おいて、フェルールの中心軸線上に配した光ファイバー
素線挿通用小径部と光ファイバー心線挿通用大径部を連
結する形で傾斜したテーパ径部を持ち、該小径部の長さ
が１ｍｍ以上であり、該小径部の長さと該テーパ径部の
長さの和が６ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか一項に記載のフェルール。 - 【請求項５】 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、該溶湯に圧力を加え、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、１
０Ｋ／ｓ以上の冷却速度で凝固させ、実質的に非晶質相
からなる製品を得ることを特徴とする光ファイバーコネ
クター用フェルールの製造方法。 - 【請求項６】 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
む非晶質合金からなる製品を得ることを特徴とする請求
項５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７】 下記一般式に示す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
とする光ファイバーコネクター用フェルールの製造方
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
質相からなる非晶質合金。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35634596A JP3326087B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 光ファイバーコネクター用フェルール及びその製造方法 |
| TW086118616A TW367421B (en) | 1996-12-26 | 1997-12-10 | Ferrule for optical fiber connector and method for production thereof |
| EP97122402A EP0851253B1 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-18 | Ferrule for optical fiber connector and method for production thereof |
| DE69708033T DE69708033T2 (de) | 1996-12-26 | 1997-12-18 | Endhülse für einen Glasfaserstecker und ihr Herstellungsverfahren |
| US08/993,573 US6158900A (en) | 1996-12-26 | 1997-12-18 | Ferrule for optical fiber connector and method for production thereof |
| CN97126303A CN1186252A (zh) | 1996-12-26 | 1997-12-25 | 光学纤维接头用的箍及其制造方法 |
| KR1019970074814A KR100307896B1 (ko) | 1996-12-26 | 1997-12-26 | 광섬유커넥터용페룰및그제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35634596A JP3326087B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 光ファイバーコネクター用フェルール及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186176A true JPH10186176A (ja) | 1998-07-14 |
| JP3326087B2 JP3326087B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=18448566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35634596A Expired - Fee Related JP3326087B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 光ファイバーコネクター用フェルール及びその製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6158900A (ja) |
| EP (1) | EP0851253B1 (ja) |
| JP (1) | JP3326087B2 (ja) |
| KR (1) | KR100307896B1 (ja) |
| CN (1) | CN1186252A (ja) |
| DE (1) | DE69708033T2 (ja) |
| TW (1) | TW367421B (ja) |
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