(57)【要約】      （修正有）【課題】高い真円度でばらつきの小さい貫通孔を有するとともに、製造コストを低減させたフェルールを製造することができる方法を提供する。【解決手段】長手方向に貫通孔を有する筒状体１５の内径加工装置であって、上記筒状体をその貫通孔が連続するように複数配列した状態で固定する固定部１０と、上記各貫通孔にワイヤ３１を挿通させるとともに軸方向に沿って往復摺動させて研磨する加工部３０と、上記複数の筒状体をその軸を中心に回転させる回転部２０とを具備し、上記固定部は上記複数の筒状体の両端をバネ１１により押圧固定する。【選択図】図１
2006110689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に貫通孔を有する筒状体の内径加工装置であって、上記筒状体をその貫通孔が連続するように複数配列した状態で固定する固定部と、上記各貫通孔にワイヤを挿通させるとともに軸方向に沿って往復摺動させて研磨する加工部と、上記複数の筒状体をその軸を中心に回転させる回転部とを具備し、上記固定部は配列された複数の筒状体の両端をバネにより押圧固定することを特徴とする筒状体の内径加工装置。
【請求項２】
上記固定部が、上記複数の筒状体の外周保持具は両端にバネ圧により筒状体を固定することを特徴とする請求項１に記載の筒状体の内径加工装置。
【請求項３】
上記保持具は両端に脱着可能な蓋体を固定することを特徴とする請求項１または２に記載の筒状体の内径加工装置。
【請求項４】
上記筒状体が光通信用のフェルールであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の筒状体の内径加工装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の筒状体の内径加工装置を用いた内径加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信等に使用される光コネクタ用フェルール等の筒状体を保持して内径を加工するための内径加工装置と、それを用いた内径加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信などの光信号処理に用いられ、光ファイバを固定するためのフェルールは、光ファイバ同士を接続するために用いられる光コネクタもしくは、半導体レーザと光ファイバ等から構成される半導体レーザモジュール等に用いられている。
【０００３】
一例として、光コネクタは図３にその概略図を示すように、石英からなるシングルモード光ファイバ２を挿通し接着固定した後、先端面１ａを略凸球面状に研磨したジルコニアセラミックスからなる光ファイバ用フェルール（以下、フェルールと称す）１の先端面１ａ同士を当接させて光接続するようになっている。
【０００４】
フェルール１は、セラミックス粉体を押出成形、射出成形、もしくはプレス成形によって中心に微細な下穴を有する円筒形のフェルール素材を成形し、この素材を脱脂し、焼成し、両面研磨した後、下穴を研磨して高精度の貫通孔１ｂに仕上げる。
【０００５】
これは、フェルール１の下穴の研磨加工後に外周面を加工する際に、フェルール１の貫通孔１ｂを基準にフェルール１を回転しながら研削加工し、フェルール１の外周面に対する貫通孔１ｂの偏心を小さくする必要があるからである。
【０００６】
図５（ａ）〜（ｃ）を用いて従来の短尺フェルール素材である筒状体４１の貫通孔４１ａを研磨する方法を説明する。
【０００７】
まず、図４（ａ）に示すように、複数の筒状体４１の貫通孔４１ａに連結用ワイヤ４２を通し、これらの複数の筒状体４１の整列体の両端にダミープラグ４３を当てがい、全体に半田４４を流し込んで複数の筒状体４１を一体に固定し、連結用ワイヤ４２を抜いて筒状体４１を組立てた固定部４０を形成する。
【０００８】
その後、この固定部４０を図示していない加工装置にセットし、図４（ｂ）に示すように、一方のダミープラグ４３のワイヤ貫通孔４３ａから加工用のワイヤ４５を貫通し、固定部４０の各筒状体４１の貫通孔４１ａに差し込む。加工用のワイヤ４５は先端部４５ａをエッチング等によってテーパ加工した鋼線から成り、外周面にダイヤモンド等の砥粒を含んだ研磨材が塗布されている。
【０００９】
次に、図４（ｃ）に示すように、固定部４０を矢印ａで示す方向に回転させながら、加工用のワイヤ４５をその細径部分から大径部分へと矢印ｂで示す方法に前後させながら、複数の筒状体４１に順次進行させていく。このようにして、すべての筒状体４１の貫通孔４１ａを加工用のワイヤ４５で研磨して仕上げた後、加工装置から固定部４０を取出し、半田４４を溶かし、両端のダミープラグ４３を取外して貫通孔１ｂを有する個々のフェルール１を取出す。
【００１０】
なお、フェルール１は、その後外周を研削し、外周面のラップ、面取り、丸み研磨等を行なってフェルール１を完成する。
【特許文献１】特開平５−６６３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の加工装置にて筒状体の内径を加工した場合、ダミープラグ４３の鍔４３ｂの端面が筒状体４１の端面に衝合しているだけであるため、筒状体４１に接触する面積が小さく、筒状体４１を両側から押え付ける力が不充分となり、複数の筒状体４１の貫通孔４１ａを完全に整列することが難しかった。
【００１２】
そのため、得られるフェルール４１の貫通孔４１ａの真円度が低下しやすく、孔径に大きなばらつきが発生しやすいという問題があった。
【００１３】
さらに、半田固定とその半田溶かしに多大な時間を費やすことになり、内周の研磨加工にかかる製造コストを膨大なものとし、フェルールの低価格化を阻害する要因となっていた。
【００１４】
さらに、従来の加工方法で内周を研磨加工したフェルール１の外周を研削する際には、フェルール１の外周面に対する貫通孔１ｂの偏心を小さくするために、フェルール１の貫通孔１ｂを中心にフェルー１を回転させるため、貫通孔１ｂは高い精度で形成されることが要求される。しかし、貫通孔４１ａの孔径が全て同一でなく、連結用ワイヤ４２の外径と下穴４１ａの孔径との違いから両者には隙間があるため、下穴４１ａが均一に整列していないと特定の方向に対して余計な研削力がかかり、フェルール１の貫通孔１ｂの真円度が低下するという問題があった。
【００１５】
そこで本発明の目的は、上記の欠点を回避し、高い真円度でばらつきの小さい貫通孔を有するとともに、製造コストを低減させたフェルールを製造することができる筒状体の内径加工装置および加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで本発明は、長手方向に貫通孔を有する筒状体の内径加工装置であって、上記筒状体をその貫通孔が連続するように複数配列した状態で固定する固定部と、上記各貫通孔にワイヤを挿通させるとともに軸方向に沿って往復摺動させて研磨する加工部と、上記複数の筒状体をその軸を中心に回転させる回転部とを具備し、上記固定部は配列された複数の筒状体の両端をバネにより押圧固定することを特徴とする。
【００１７】
また、上記保持具は両端に脱着可能な蓋体を固定することを特徴とする。
【００１８】
さらに、上記筒状体が光通信用のフェルールであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の内径加工方法は、上記内径加工装置を用いて筒状体の内径を加工することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の内径加工装置によれば、筒状体をその貫通孔が連続するように複数配列した状態で固定する固定部と、上記各貫通孔にワイヤを挿通させるとともに軸方向に沿って往復摺動させて研磨する加工部と、上記複数の筒状体をその軸を中心に回転させる回転部とを具備し、上記固定部は配列された複数の筒状体の両端をバネにより押圧固定することから、保持具と筒状体の間に設けられた僅かな隙間によって複数の筒状体を位置精度よく筒状体の内径を中心にして加工することができるため、高い真円度でばらつきの小さい貫通孔を有する筒状体を得ることができる。
【００２１】
また、保持具は、両端に脱着可能な蓋体を固定することから、分割可能な保持具の両端を容易に組み立てることができ、また、保持具内に設置されたバネによって筒状体を確実に保持し、尚かつ上下に筒状体が動くことができる。更に保持具と筒状体の間に設けられている僅かな隙間により、筒状体が左右にわずかに動くことができる。
【００２２】
さらに、上記内径加工装置を用いた場合には、上記筒状体が光通信用のフェルールのような真円度の高い貫通孔を有する場合に好適に用いることができ、高い真円度でばらつきの小さい筒状体を得ることができる。
【００２３】
また、上記内径加工装置を用いた内径加工方法によれば、上記保持具の両端にバネを設置し、筒状体を上記保持具に載置して連続した複数の筒状体の両端面をバネを介して保持し、ワイヤを軸方向に沿って往復摺動させて研磨することで、筒状体が上下左右にわずかに動くことが出来、このことにより筒状体の内径を中心に加工し、筒状体の内径寸法、真円度を高精度に加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。
【００２５】
本発明の内径加工装置は、長手方向に貫通孔を有する筒状体の内径加工装置であって、図１は本発明の筒状体１５の内径加工装置およびこの装置を用いて筒状体の内径を加工する方法を示す断面図である。図１に示すように、複数の筒状体１５をその貫通孔１５ａが連続するように配列した状態で固定する固定部１０と、上記各貫通孔１５ａにワイヤ３１を挿通させるとともに貫通孔１５ａ内で軸方向に沿って往復摺動させて研磨する加工部３０と、上記複数の筒状体１５をその軸を中心に回転させる回転部２０とを具備してなる。
【００２６】
ここで、本発明の内径加工装置では、上記固定部１０は上記複数の筒状体１５の両端をバネ１１により押圧固定することを特徴とするものである。
【００２７】
これによって、筒状体１５はバネ１１により両端面を押さえられながら、バネ１１のバネ圧により、加工中の振動を吸収できる程度に上下左右へ挿通されたワイヤ３１を中心に僅かに動くことができるため、加工中の振動と連続した筒状体１５同士の内径１５ａのズレを矯正することができ高精度に加工することができる。また、バネ１１のバネ圧により押さえられている筒状体１５は保持具１２とともに筒状体１５の貫通孔１５ａに挿通されたワイヤ３１を中心に回転するため貫通孔１５ａの真円度を高精度に加工することができる。また、バネ１１は、５０〜２００ｇ程のバネ圧のバネを用いることが好ましく、５０〜２００ｇ程のバネ圧を用いることにより、保持具１２と筒状体１５の外周との僅かな隙間により上下左右に加工中僅かに動くことが可能になる。
【００２８】
上記固定部１０は、複数の筒状体１５を整列させ、その軸方向に両端から固体するためのバネ１１と、複数の筒状体１５の外周を僅かな隙間を設けて覆う筒状の保持具１２と、筒状体１５の長手方向の両端面及びバネ１１を確実に隙間無く位置精度よく配置する蓋体１３、１４とからなり、上記保持具１２の内径は、筒状体１５の外径よりも内径が１００〜２００μｍ大きな筒状となっていることが好ましい。
【００２９】
また、保持具１２に配列する筒状体１５は、例えば筒状体１５が光通信用のフェルールの場合、１０〜２０個配置することが好ましいが個数は種々変更可能である。
【００３０】
また、上記保持具１２は、蓋体１３、１４により、筒状体１５の長手方向の両端面及びバネ１１を確実に隙間無く位置精度よく配置することができる。また、加工後に筒状体１５を容易に取り出すことができる。
【００３１】
さらに、図１に示すように上記保持具１２の両端には脱着可能な蓋体１３、１４で固定することが好ましく、保持具１２の中に筒状体１５複数個配置した後、バネ１１を筒状体１５の両端に配置し、蓋体１３、１４を固定することで複数の筒状体１５を確実に固定することができる。
【００３２】
なお、上記保持具１２および蓋体１３、１４は、ステンレス鋼、超鋼等の原料を用いて構成することができるが、剛性の高い超鋼を用いることが好ましい。さらに耐摩耗性及び耐腐食性が必要であり、かつ高精度に加工する必要があるため、硬度の高い超鋼を用いることが好ましい。
【００３３】
ここで、上記固定部１０に筒状体１５を固定する方法について、蓋体１３、１４を有する保持具１２を用いた場合について説明する。
【００３４】
先ず、筒状体１５を複数個保持具１２の内部１２ａに配置させて、バネ１１をその両端に配置し蓋体１３、１４で固定させたものを用意する。
【００３５】
次いで、筒状体１５が配置された保持具１２を固定部１０に設置し、その両端をケース蓋２４で固定する。このようにして固定部１０によって整列された複数の筒状体１５は、図１に示すように回転部２０によって回転される。
【００３６】
回転部２０は、固定具１２を挿入する回転ケース２３と、この回転ケース２３の両端に固定部１０を固定するケース蓋２４と、この回転ケース２３を固定部１０と一体的に回転させるための駆動ローラ２１と保持ローラ２２とからなる。
【００３７】
回転ケース２３及びケース蓋２４には固定部１０が挿入された時に、確実に固定部１０が固定されるため、それぞれに固定部１０と接触する部分が凸状になっており、蓋体１３、１４の凹部と接触して強固に保持できるようになっている。
【００３８】
また、加工部３０は、筒状体１５の貫通孔１５ａに挿通して研磨するワイヤ３１と、このワイヤ３１の両端に接続して配置され、ワイヤ３１を往復摺動させるための巻取りローラ３４と、ワイヤ３１にダイヤモンドペースト３３を塗布するオイラー３２とからなる。上記２個の巻取りローラ３４はワイヤ３１の巻取り量を種々変化させることができ、筒状体１５の貫通孔１５ａの加工量を調整することができる。
【００３９】
さらに、ワイヤ３１の先端部３１ａは図２に示すように先端方向に向かい細くなる形状にあらかじめ加工しておき、ワイヤ３１は固定部１０が回転していることにより、スムーズにバネ１１、筒状体１５を挿通することができる。
【００４０】
次いで、このような内径加工装置を用いて筒状体１５の内径を加工する方法について説明する。
【００４１】
先ず、保持部１０によって複数の筒状体１５を整列させ、筒状体１５の貫通孔１５ａにワイヤ３１を挿入させる。ワイヤ３１は固定部１０が回転していることにより、スムーズにバネ１１、筒状体１５を挿通することができる。
【００４２】
次いで、この固定部１０を回転ケース２３内に配置し、ケース蓋２４によって回転ケース２３の両端に固定部１０を固定した後、駆動ローラ２１と保持ローラ２２により、回転ケース２３を固定部１０と一体的に回転させる。
【００４３】
回転ケース２３及びケース蓋２４には固定部１０が挿入された時に、確実に固定部１０が固定されるため、それぞれに固定部１０と接触する部分が凸状になっており、蓋体１３、１４の凹部と接触して強固に保持できるようになっている。
【００４４】
そして、固定部１０が回転すると同時に筒状体１５が回転し、巻取りローラ３４によって張られたワイヤ３１を中心に筒状体１５が回転するとともに、巻取りローラ３４によってワイヤ３１が往復摺動して加工することができる。
【００４５】
この時、遠心力にて外側へ向かおうとする筒状体１５はローラ３４で張られたワイヤ３１を中心に、バネ１１のバネ圧を介し回転するため、バネ１１が筒状体１５の回転による遠心力を吸収し、貫通孔１５ａは真円に加工される。
【００４６】
また、駆動ローラ２１は回転数を変化させることができ、筒状体１５の貫通孔１５ａの加工状況により回転数を変化させ加工状況を最適な状態にすることができる。
【００４７】
従来の加工方法では、複数の筒状体１５が半田で固定されており、ワイヤ３１を中心に個々に回転させることが不可能であり、本発明は筒状体１５の貫通孔１５ａの真円度に有利であると言える。それは、筒状体１５の外周面が半田で固定されておらず、バネ１１により保持体１２の内部１２ａの中で上下左右に僅かに動くことが可能な構造の為に貫通孔１５ａを中心に回転するためである。
【００４８】
最後に、ワイヤ３１を取り外し、筒状体１５を保持具１２より取り出す。
【００４９】
なお、上述のような内径加工装置は、筒状体１５として光通信用に用いられるフェルールを加工する際に好適に用いられ、このフェルールは、高い真円度でばらつきの小さい貫通孔を有することを条件とするためである。
【００５０】
なお、本発明の内径加工装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更は可能である。
【実施例】
【００５１】
ここで、本発明の内径加工装置を用いた実施例を説明する。
【００５２】
先ず、図１に示すような内径加工装置を用いて筒状体の内径を加工した。
【００５３】
筒状体１５として、ジルコニアセラミックスからなり、外径φ２．５ｍｍ、長さ１０．５ｍｍ、貫通孔となる下穴φ０．１２０ｍｍの円筒体を作製する。
【００５４】
固定部１０は、図１に示すように両端に蓋体１３、１４を有する保持具１２と、バネ体１１として１５０gのバネ圧のバネを用い、この保持具１２に１０個の筒状体１５を配置して径φ０．１１５mmのワイヤ３１に粒径２μｍのダイヤモンドペースト３３を塗布して加工した。
【００５５】
そして、図１の状態のまま、複数のワイヤ３１を抜き取った後、筒状体１５を取り外す。
【００５６】
なお、筒状体１５の貫通孔１５ａの内径のねらい値を０．１２５５ｍｍとして研磨加工して１０個のフェルールを得た。
【００５７】
また、比較例として図５に示すような装置を用いて、上記と同様な１０個の筒状体４１を連結用ワイヤ４２を挿通し、半田で固定した後、同様な加工条件で研磨加工した後、半田を高温の半田層に入れ溶かして個々のフェルールを得た。
【００５８】
そして、それぞれ１０個のフェルールの内径真円度と内径寸法を測定した。
【００５９】
なお、内径真円度は光学式の測定器ＦＭＳを用い測定をし、内径寸法はワイヤ製のゲージを用い測定した。
【００６０】
その内径真円度、内径寸法の測定結果を表１に示す。
【表１】
2006110689.tif 000003
【００６１】
この結果より、従来の方法では真円度の平均値が０．８６３μｍ、ばらつきが０．２４０６μｍと悪いのに対し、本発明の方法では平均値が０．２０５μｍ、ばらつきが０．０６１０μｍと良い値を示している。
【００６２】
また、従来の方法での内径寸法精度は平均値０．１２５５μｍ、ばらつき０．０００５μｍとばらつきが大きいのに対し、本発明の方法では平均値０．１２５５μｍ、ばらつき０．０００１μｍと小さい値を示している。
【００６３】
以上の結果より、本発明の加工方法を用いることにより、筒状体１５の貫通孔１５ａの内径のばらつきを著しく小さくすることができ、更にまたその内径真円度を向上することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
筒形体の内径加工方法に関するが、光コネクタ用フェルールの他、キャピラリ、ノズル、流体軸受のスリーブ等の微細孔を有する部品に用いることができ、材質はジルコニアやアルミナに限らずセラミックス全般とガラス、金属等にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の内径加工装置および内径加工方法の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の内径加工装置におけるワイヤの先端部を示す側面図である。
【図３】一般的な光ファイバコネクタの接合部を示す概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来の光ファイバ用フェルールの内径加工方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：フェルール
１ａ：先端面
１ｂ：貫通孔
２：光ファイバ
１０：固定部
１１：バネ
１２：保持具
１３、１４：蓋体
１５：筒状体
２０：回転部
２１：駆動ローラ
２２：保持ローラ
２３：回転ケース
２４：ケース蓋
３０：加工部
３１：ワイヤ
３２：オイラー
３３：ダイヤモンドペースト
３４：巻取りローラ
４０：固定部
４１：筒状体
４１ａ：貫通孔
４２：連結用ワイヤ
４３：ダミープラグ
４３ａ：ワイヤ貫通孔
４３ｂ：鍔
４４：半田
４５：加工用ワイヤ
４５ａ：先端部
【図１】
2006110689.tif 000004
【図２】
2006110689.tif 000005
【図３】
2006110689.tif 000006
【図４】
2006110689.tif 000007