(57)【要約】【課題】高精度に加工された内径を有する円筒状光通信用部品を提供する。【解決手段】軸方向に貫通孔を有する円筒状光通信用部品の加工において、前記貫通孔の内周を超音波により加工する。【選択図】図１
2004114266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通孔を有する円筒状光通信コネクタ部品の加工方法において、前記貫通孔に超音波振動を与えながらワイヤまたはピンを挿通し、前記円筒状光通信コネクタ部品を回転させ、前記ワイヤまたはピンに超音波振動を与えながら長手方向に揺動させることで前記貫通孔の内周面を研磨することを特徴とする光通信コネクタ部品の加工方法。
【請求項２】
前記貫通孔の両端からスラリ状研磨剤を供給することを特徴とする請求項１記載の光通信コネクタ部品の加工方法。
【請求項３】
前記超音波振動の周波数を１６ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、振幅を２０μｍ〜５０μｍとし、ワイヤまたはピンの長さを超音波振動の波長の整数倍としたことを特徴とする請求項１または２記載の光通信コネクタ部品の加工方法。
【請求項４】
前記ワイヤ、またはピンの両端に超音波振動子を接続し、ワイヤまたはピン内で超音波を同調させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光通信コネクタ部品の加工方法。
【請求項５】
軸方向に貫通孔を有する円筒状光通信コネクタ部品の加工装置であって、前記貫通孔に挿通するためのワイヤまたはピンと、該ワイヤまたはピンの両端に接続する超音波振動子と、前記ワイヤまたはピンを長手方向に揺動させる手段とを有する光通信コネクタ部品の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、円筒状光通信コネクタ部品の加工方法、及びそれを用いた加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクタ、レセプタクル等には、光ファイバを挿通保持するためのフェルールが使用されている。このフェルールは、直径が１〜３ｍｍ、長さが１１ｍｍ程度であり、軸方向に貫通孔を有している。
【０００３】
光コネクタではフェルールに保持された光ファイバ同士を接続するため、軸心の一致は重要となり、ファイバ径とフェルール内径とのクリアランスが小さいほどよく、そのためにはフェルール内径のばらつきを小さくしなければならない。このため、フェルールの内径を研摩する際にはできるだけ砥粒のダイヤ径を小さくし、ワイヤの径を大きくする必要がある。
【０００４】
特許文献１には貫通孔を研磨する方法が記されている。図４に示すようにフェルール１を矢印ａの示す方向に回転させ、スラリ状研磨剤４をフェルール１上端から供給し、加工ワイヤ２をその細径部分から矢印ｂで示す方向に前後させながら、フェルール１の貫通孔３を順次進行させる。貫通孔３を加工ワイヤ２で研磨して仕上げた後、加工装置からワークを取出して内周の研磨加工が終了する方法が公開されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１４−５５２５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、図４に示すような貫通孔３の研摩方法において、フェルール１の上端からのみスラリ状研磨剤４を供給するためワーク内の上端と下端で内径が安定しにくいという欠点があった。
【０００７】
さらに、貫通孔３とワイヤ２とのクリアランスが小さいとワイヤが絡まりやすくなるため、前記クリアランスを大きくする必要があり、クリアランスが大きいので研摩能力をあげるためダイヤモンドパウダの粒径を大きくする必要があり、ロット間での内径も安定しにくいという欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
軸方向に貫通孔を有する円筒状光通信コネクタ部品の加工方法において、前記貫通孔に超音波振動を与えながらワイヤまたはピンを挿通し、前記円筒状光通信コネクタ部品を回転させ、前記ワイヤまたはピンに超音波振動を与えながら長手方向に揺動させることで前記貫通孔の内周面を研磨することを特徴とする。
【０００９】
また、前記貫通孔の両端からスラリ状研磨剤を供給することを特徴とする。
【００１０】
さらに、前記超音波振動の周波数を１６ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、振幅を２０μｍ〜５０μｍとし、ワイヤ、またはピンの長さを超音波振動の波長の整数倍としたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記ワイヤ、またはピンの両端に超音波振動子を接続し、ワイヤまたはピン内で超音波を同調させることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明となる軸方向に貫通孔を有する円筒状光通信コネクタ部品の加工装置であって、前記貫通孔に挿通するためのワイヤまたはピンと、該ワイヤまたはピンの両端に接続する超音波振動子と、前記ワイヤまたはピンを長手方向に揺動させる手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の光ファイバ用フェルールの加工方法の一実施形態を示す図である。
【００１５】
外径が１〜５ｍｍ、内径が０．０５〜０．５ｍｍ程度の細穴をもつ円筒体からなるフェルール１を固定治具５に設置し、ワイヤ２の片側を超音波振動子６に固定する。さらにワイヤ２は超音波振動子６により超音波振動が与えられる。固定治具５はゴムベルトによりモーターと直結しており、中心軸まわりに回転する機工を有している。
【００１６】
ここで、あらかじめ固定治具５に設置してあるフェルール１の貫通孔３に、前記ワイヤ２を超音波振動子６により超音波振動を与えながら挿入し、貫通させたワイヤ２を逆側の超音波振動子７に固定し一体化させ、その後超音波を停止する。
【００１７】
この際に、超音波振動子６により超音波振動を与えながらワイヤ２をフェルール１の貫通孔３に挿入するため、ワイヤ２の外径が貫通孔３の内径とほぼ同寸法、より詳しくはワイヤ２外径とフェルール１貫通孔内径の差が０．５μｍ〜２μｍであっても楽に貫通孔３を通すことができる。このためスラリ状研磨剤４に含まれるダイヤモンドパウダの粒径を現状使用しているものより小さい５μｍ以下のダイヤを用いることができるが、研磨面の面粗さ及び加工速度等を勘案すると０．５μｍ〜２μｍのダイヤモンドパウダが好ましい。
【００１８】
つぎに、フェルール１の貫通孔３両端からあらかじめ設定した量のスラリ状研磨剤４を供給し、フェルール１を任意の回転速度で回転させる。
【００１９】
そして、フェルール１を任意の速度で回転させると同時に再び超音波振動子６と超音波振動子７の両方からワイヤ２に超音波振動を与え、前記の一体化したワイヤ２と超音波振動子６と超音波振動子７をフェルール長手方向にフェルール１の全長の２倍長揺動させる。この一体化したワイヤ２と超音波振動子６と超音波振動子７は、モータと連動しておりワイヤ２両端付近に設置されたセンサからの信号によりモータが反転することで揺動することができる。
【００２０】
最後に、貫通孔３をワイヤ２で研磨して仕上げ、固定時具５からフェルール１を取出した後、フェルール１を所定の長さに切断する。
【００２１】
本発明の加工方法では、フェルール１を設置する固定治具５は、フェルール１の貫通孔３の中心を軸に回転する手段を備えており、フェルール１が貫通孔３の中心を軸に回転しているので偏芯による無理な力がワイヤ２にかからず、貫通孔３は従来方法と同等の真円度を有するフェルール１を得ることができる。
【００２２】
また、フェルール１貫通孔３両端よりスラリ状研磨剤４を供給しているためフェルール１貫通孔３内でまんべんなくスラリ状研磨剤４がワイヤ２に塗布され、フェルール１の貫通孔３内周面を均一に研摩することができる。
【００２３】
なお、前記ワイヤ２の長さはワイヤ２に伝わる超音波の波長（λ）の整数倍の長さになるようにセットし、また超音波振動子６と超音波振動子７は同性能のものを向かい合った状態で振動の位相を合わせ、図１の構成では供給する電気信号の位相を逆にすることで、ワイヤ２上では同位相で振動させることができるためワイヤ２全体を効率よく振動させることができる。また、ワイヤ２の長さについては研摩時のワイヤ２の揺動範囲を考え、フェルール１の全長の約２倍の長さ、より詳しくは２００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲にすることで加工時のワイヤの摩耗も均等になり内径のばらつきも低減できる。
【００２４】
一般的に、超音波は人の耳に聞こえない周波数であり、超音波の周波数は１６ｋＨｚ以上とされている。本発明では周波数を１６ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、より好ましくは１６ｋＨｚ〜３０ｋＨｚにし、振動の振幅を２０μｍ〜５０μｍにすることで貫通孔３内周研磨加工中にフェルール１に加工熱が発生することなく、安定した内孔研摩加工を施すことができる。
【００２５】
また、前述のスラリ状研磨剤４の供給量は０．０１ｍｌ〜２０ｍｌが望ましい。供給するスラリ状研磨剤４の量が０．０１ｍｌ以下では、フェルール１の貫通孔３に入るスラリ状研磨剤４の量が少なくなるため研磨能力が不足し、また、２０ｍｌを越えるとフェルール端面よりスラリ状研磨剤４があふれ出るため無駄になってしまう。
【００２６】
固定治具５に固定された前記フェルール１の回転速度は５０ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍが望ましく、５０ｒｐｍよりも遅いと加工時間が長くなり過ぎ、１００００ｒｐｍより速くなるとワイヤ２が破断しやすくなる。
【００２７】
前述までの、フェルール１の貫通孔３の内周面を研摩するのに用いた１つ１つのユニットと適切な電源を、任意の位置に備えた加工装置、即ち、ワイヤ２の両端に超音波振動子６，７を備え、回転するフェルール１貫通孔３を超音波により研磨加工することを特徴とする光ファイバ用フェルール加工装置を作成する。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態を図２に基づいて説明する。
【００２９】
図２は、光通信部品の１つであるスリーブ８の加工方法の一実施形態を示す図であり、図１のフェルール１の加工方法と同様に外径が３〜７ｍｍ、内径が１〜５ｍｍ程度の円筒体からなるスリーブ８を固定治具５に設置し、ピン９の片側を超音波振動子６に固定する。さらにピン９は超音波振動子６により超音波振動が与えられる。このときの固定治具５はスリーブ外径にあわせフェルール加工時に使用した固定治具５よりも大きいものになっている。
【００３０】
ここで、あらかじめ固定治具５に設置してあるスリーブ８の貫通孔３に前記ピン９を超音波振動子６により超音波振動を与えながら挿入し、貫通させたピン９を逆側の超音波振動子７に固定し一体化させ、その後超音波を停止する。
【００３１】
この際に、ピン９を超音波振動子６により超音波振動を与えながらスリーブ８の貫通孔３に挿入するため、ピン９の外径が貫通孔３の内径とほぼ同寸法、より詳しくはワイヤ２外径とフェルール１貫通孔内径の差が０．５μｍ〜２μｍであっても楽に貫通孔３を通すことができる。このためスラリ状研磨剤４に含まれるダイヤモンドパウダの粒径を現状使用しているものより小さい５μｍ以下のダイヤを用いることができるが、研磨面の面粗さ及び加工速度等を勘案すると０．５μｍ〜２μｍのダイヤモンドパウダを使用することが好ましい。
【００３２】
つぎに、スリーブ８の貫通孔３両端からあらかじめ設定した量のスラリ状研磨剤４を供給し、スリーブ８を任意の回転速度で回転させる。
【００３３】
そして、スリーブ８を任意の速度で回転させたと同時に再び超音波振動子６と超音波振動子７の両方からピン９に超音波振動を与え、前記の一体化したピン９と超音波振動子６と超音波振動子７をスリーブ長手方向にスリーブ８全長の２倍長揺動させる。この一体化したピン９と超音波振動子６と超音波振動子７は、モータと連動しておりピン２両端付近に設置されたセンサからの信号によりモータが反転することで揺動することができる。
【００３４】
最後に、貫通孔３をピン９で研磨して仕上げ、固定時具５からスリーブ８を取出した後、スリーブ８を所定の長さに切断する。
【００３５】
本発明の加工方法では、スリーブ８を設置する固定治具５は、スリーブ８の貫通孔３の中心を軸に回転する手段を備えており、スリーブ８が貫通孔３の中心を軸に回転しているので偏芯による無理な力がピン９にかからず、貫通孔３は従来方法と同等の真円度を有するスリーブ８を得ることができる。
【００３６】
また、スリーブ８貫通孔３両端よりスラリ状研磨剤４を供給しているためスリーブ８の貫通孔３内でまんべんなくスラリ状研磨剤４がピン９に塗布され、スリーブ８の貫通孔３内周面を均一に研摩することができる。
【００３７】
なお、前記ピン９の長さはピン９に伝わる超音波の波長（λ）の整数倍の長さになるようにセットし、また超音波振動子６と超音波振動子７は同性能のものを向かい合った状態で振動の位相を合わせ、図２の構成では供給する電気信号の位相を逆にすることで、ピン９上では同位相で振動させることができるためピン９全体を効率よく振動させることができる。また、ピン９の長さについては研摩時のピン９の揺動範囲を考え、スリーブ８の全長の約２倍の長さ、より詳しくは２００ｍｍ〜６００ｍｍにすることで加工時のワイヤの摩耗も均等になり内径のばらつきも低減できる。
【００３８】
一般的に、超音波は人の耳に聞こえない周波数であり、超音波の周波数は１６ｋＨｚ以上とされている。本発明では周波数を１６ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ、より好ましくは１６ｋＨｚ〜３０ｋＨｚにし、振動の振幅を２０μｍ〜５０μｍにすることで貫通孔３内周研磨加工中にスリーブ８に加工熱が発生することなく、安定した内孔研摩加工を施すことができる。
【００３９】
また、前述のスラリ状研磨剤４の供給量はフェルール１を加工するときよりも加工面積が大きいため０．０５ｍｌ〜４０ｍｌが望ましい。供給するスラリ状研磨剤４の量が０．０５ｍｌ以下では、スリーブ８の貫通孔３に入るスラリ状研磨剤４の量が少なくなるため研磨能力が不足し、また、４０ｍｌを越えるとスリーブ８端面よりスラリ状研磨剤４があふれ出るため無駄になってしまう。
【００４０】
固定治具５に固定された前記スリーブ８の回転速度は５０ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍが望ましく、５０ｒｐｍよりも遅いと加工時間が長くなり過ぎ、１００００ｒｐｍより速くなると摩擦により加工熱が上がるためロット間で貫通孔３の内径がばらつく要因になる。
【００４１】
このように、本発明の加工方法においては、固定治具５、スラリ状研磨剤４の供給量を変えるだけで円筒状光通信コネクタ部品の貫通孔を高効率で研磨加工することができる。
【００４２】
ここでは、フェルール、スリーブについて実施形態を述べているが、本発明の光通信コネクタ部品の加工方法では、軸方向に貫通孔を有する円筒状光通信コネクタ部品であれば全て適用することができる。
【００４３】
また、フェルール、スリーブの磁器には一般的にセラミックが用いられるが、本発明の加工方法では、りん青銅などの金属にも適用することができる。
【００４４】
さらに、今回の実施例ではスラリ状研磨剤の溶媒に油性のオリーブオイルを用いたが、水溶性のスラリ状研磨剤でも本発明の加工方法を適用することができる。
【００４５】
そして、本試験ではワイヤまたはピン両端に全部で２個超音波振動子を設置しているが、ワイヤ又はピンに超音波振動を与えることができるのであれば超音波振動子を何個用いても同一の効果を奏することができる。
【００４６】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
【００４７】
本発明の図１に示すように、外径φ２．５５ｍｍ、内径φ０．１２４０ｍｍの貫通孔３を有するシングルモードフェルール１を固定治具５に設置し、超音波振動子６に外径がφ０．１２３８ｍｍのワイヤを取り付け、ワイヤ２に超音波振動を与えながらフェルールの貫通孔３にワイヤ２を挿入、貫通させ反対側の超音波振動子７に固定し一体化する。
【００４８】
次に、定治具５を回転させ、シングルモードフェルール１の貫通孔３の両端より、オリーブオイルに粒径が１μｍのダイヤモンドパウダを溶かしたスラリ状研磨剤４を供給しながら、一体化したワイヤ２と超音波振動子６と超音波振動子７を、シングルモードフェルール１長手方向にフェルール１の全長の２倍長揺動し、フェルール１貫通孔３を研磨した。
【００４９】
さらに、研磨を終了したフェルール１を所定の長さに切断し、フェルール１の両端のサンプルを１０組採取した。
【００５０】
また従来例として図４に示すように、外径φ２．５５ｍｍ、内径φ０．１２４０ｍｍの貫通孔４を有するシングルモードフェルール１を固定治具５に取り付け、固定治具５を回転させ貫通孔４上端よりオリーブオイルに粒径が２μｍのダイヤモンドパウダをとかした油性スラリ状研磨剤４を供給しながら、外径がφ０．１２３０ｍｍのワイヤ２を矢印ｂの示す方向で前後させながらフェルール１の貫通孔３内周面を研磨した。
【００５１】
そして、新加工法と同様、研磨を終了したフェルール１を所定の長さに切断し、フェルール１の両端のサンプルを１０組採取した。
【００５２】
上記方法で採取した各１０組のフェルール１１内径を０．１μｍ刻みで用意したゲージ１０でゲージ止まり検査を行い、それぞれのフェルール１１内径を測定した。
【００５３】
なお、ゲージ止まり検査とは、図３に示すように１μｍ刻みで用意したゲージ１１０をフェルール１１の貫通孔３に通し、ゲージ１０の挿入量がゲージ１０先端より２ｍｍ以下であったときのゲージの外径を記入する検査である。
【００５４】
結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2004114266.tif 000003
【００５６】
表１の結果より、従来の方法でのフェルール磁器両端の内径差の絶対値の平均は０．１４μｍ、ばらつきは０．０９６μｍとばらつきが大きいのに対し、本発明の方法では平均値０．０６μｍ、ばらつき０．０５１６μｍと小さい値を示している。
【００５７】
また、従来の方法で研磨したものは、ロット間の内径差の平均０．１４４μｍ、ばらつき０．１３３μｍと大きく、本発明方法では平均０．０７８μｍ、ばらつき０．０６７と著しく小さくすることができ、またその加工時間も大幅に短縮することができた。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の光通信コネクタ部品の加工方法によれば、円筒形状を有する光通信用部品の貫通孔の内周面を超音波振動により研摩することから、フェルール内、ロット間でも内径のばらつきが小さく、高精度の内径を得ることができた。
【００５９】
また、本発明の光通信コネクタ部品の加工方法によれば、ワイヤ、ピンの長さ、超音波振動子の周波数を最適化することで加工精度が向上でき、さらに加工時間を大幅に削減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光通信コネクタ部品の加工方法の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の光通信コネクタ部品の加工方法の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の方法で加工した光通信コネクタ部品の検査方法を示す断面図である。
【図４】従来の光通信コネクタ部品の加工方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１：フェルール
２：ワイヤ
３：貫通孔
４：スラリ状研磨剤
５：固定時具
６：超音波振動子
７：超音波振動子
８：スリーブ
９：ピン
１０：ゲージ
１１：フェルール
ａ：固定軸回転方向
ｂ：ワイヤ移動方向
【図１】
2004114266.tif 000004
【図２】
2004114266.tif 000005
【図３】
2004114266.tif 000006
【図４】
2004114266.tif 000007