(57)【要約】【課題】光通信用部品の加工方法において加工コストを低減させ、洗浄においても地球環境に影響せず、また、信頼性の高い洗浄方法を提供する。【解決手段】軸方向に貫通孔を有する筒状体からなる光通信用部品の内周面もしくは外周面の加工方法において、前記円筒体の内周面もしくは外周面を親水基を２つ以上有するアルコール又はエステルを溶媒としたスラリーによって研磨する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通孔を有する円筒体からなる光通信用部品の内周面もしくは外周面の加工方法において、親水基を２つ以上有するアルコール又はエステルを溶媒としたスラリーを用いて、前記円筒体の内周面もしくは外周面を研磨することを特徴とする光通信用部品の加工方法。
【請求項２】
上記溶媒として、グリコール又はグリセリンを用いることを特徴とする請求項１記載の光通信用部品の加工方法。
【請求項３】
上記スラリーの動粘性が７０〜２００ｍｍ2／ｓであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の光通信用部品の加工方法。
【請求項４】
上記スラリーに研磨剤のダイヤモンドパウダを混合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用部品の加工方法。
【請求項５】
上記ダイヤモンドパウダの最大粒子径が、０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の光通信用部品の加工方法。
【請求項６】
上記スラリーにダイヤモンドパウダに対して分散効果のある界面活性剤を０．１〜１０重量％添加したことを特徴とする請求項４または５記載の光通信用部品の加工方法。
【請求項７】
上記スラリーの被加工物に対する液滴の接触角が６０°以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光通信用部品の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、一般的な加工部品より精密な寸法精度を要求される円筒体の有する光通信部品の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信用部品であるコネクタ、レセプタクル等には、光ファイバを挿通保持するための図１に示すフェルール１が使用されている。このフェルールは、例えば直径が１〜３ｍｍ、長さが４〜１３ｍｍ程度であり、軸方向に貫通孔１ａを有している。
【０００３】
例えば、光ファイバ同士を接続するコネクタの場合、図１及び図２に示すフランジ２付きのフェルール１に形成された貫通孔１ａに光ファイバ３の端部を保持した一対のフェルール１をスリーブ４の両端から挿入して、内部で凸球面状に加工した先端面１ｄ同士を当接させるようにした構造となっている。よって、軸心の一致はコネクタとしての接続精度に、重要な影響を与えることになることからフェルール１自体の軸心精度を高めなければならない。又、フェルール１貫通孔１ａの寸法は、光ファイバ３の径との寸法差で光ファイバ３の接着固定の際に偏心が起こり軸心の不一致が生じる為に、極めて高い寸法精度に加工しておかなければならない（特許文献１参照）。
【０００４】
更に、加工の段階で付着した研磨剤や加工屑は確実に洗浄除去しなければ、光ファイバを接着固定する際に異物となり軸心の不一致が発生すると同時に、最悪の場合に光ファイバ３にキズなどの欠陥を発生させてしまう。
【０００５】
このフェルール１は、図６に示す通りの工程で、材料であるセラミックス焼結体やガラス及び金属材料、樹脂材料などに対して機械加工を行う。このうち貫通孔の加工方法としては、図３に示す通り、研磨剤としてダイヤモンドパウダなどを油類などで溶いたスラリー１ｃをピアノ線などのワイヤー１ｂに付着させ、フェルール１の貫通孔１ａに通し回転運動及びピストン運動を併用し少量づつ研磨加工することで、精度の良い寸法に仕上げている。以降の機械加工に関しては、ダイヤモンド砥石やバイト等の加工ツールを用いて外径、全長、同軸、面取り、端面加工などを行う。
【０００６】
加工後のフェルール１は、研磨加工に使用した研磨用スラリー１ｃと加工屑で非常に汚れることになる為に洗浄除去が必要となる。この洗浄方法として、図４（ａ）に示すように、アルカリ性領域（８ｐＨ〜１２ｐＨ）の洗浄液５が入っている浴槽６にフェルール１を整列させずにランダムに浸水させ、超音波９により振動させてフェルール１の貫通孔１ａを含む外周面など全体を洗浄している。
【０００７】
また、貫通孔１ａは特に汚れが多い為に、図４（ｂ）に示すように、多数のフェルール１を固定できるよう小径の穴溝を有する固定治具８にフェルール１を固定し、超音波９により振動させてフェルール１の貫通孔の内周面に洗浄を施している。このときフェルール１が軸方向に固定治具８にセッティングしているため、洗浄液５の表面張力と超音波９の振動により、フェルール１の貫通孔１ａまで洗浄液５が入り込んで洗浄を行うことができる（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−５５２５５号公報
【特許文献２】
特開１９９４−１７２７７６１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のフェルール１によれば、油類をもちいた疎水性スラリー１ｃで加工する場合、加工面に油脂でダイヤモンドパウダが固着する事からこれらを完全に除去するには、図３に示すような洗浄方法において、フェルール１の外周面洗浄と貫通孔１ａの内周面洗浄を別に行い、アルカリ性領域（８ｐＨ〜１２ｐＨ）の洗浄液５にて超音波９で長時間振動させる洗浄を行った後に、洗浄液５自体も除去しなければならず大変手間がかかり効率が悪いものである。
【００１０】
また、貫通孔１ａは、例えば０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの光ファイバ３の径と同等の寸法であり、洗浄液５が浸透もし難い事で洗浄ムラになりやすいという欠点を有していた。
【００１１】
更に、図４（ａ）の洗浄方法では、長時間の洗浄を行った場合、浴槽６内でフェルール１同士が、超音波９の振動によりぶつかり合い、表面に傷がつきやすく、特に光ファイバ３同士を接続するために使用されるフェルール１においては、その端面部分に傷がついてしまうと光学特性に大きな影響を及ぼすという欠点を有していた。
【００１２】
またさらに、図４（ａ）及び（ｂ）の洗浄方法で、アルカリ性領域（８ｐＨ〜１２ｐＨ）の洗浄液５は、地球環境に影響を及ぼすという欠点を有していた。
【００１３】
また、先行文献２の研磨用スラリー１ｃによれば、研磨用スラリー１ｃと加工用ワイヤー１ｂのぬれ性が悪く、ダイヤモンドパウダーが均一に供給されず、加工不良の原因となっていた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、軸方向に貫通孔を有する円筒体からなる光通信用部品の内周面もしくは外周面の加工方法において、親水基を２つ以上有するアルコール又はエステルを溶媒としたスラリーを用いて、前記円筒体の内周面もしくは外周面を研磨することを特徴とする。
【００１５】
更に、上記溶媒として、グリコール又はグリセリンを用いることを特徴とする。
【００１６】
更に、上記スラリーの動粘性が７０〜２００ｍｍ2／ｓであることを特徴とする。
【００１７】
更に、上記スラリーに研磨剤のダイヤモンドパウダを混合させることを特徴とする。
【００１８】
更に、上記ダイヤモンドパウダの最大粒子径が、０．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
更に、上記スラリーにダイヤモンドパウダに対して分散効果のある界面活性剤を０．１〜１０重量％添加したことを特徴とする。
【００２０】
更に、上記スラリーの被加工物に対する液滴の接触角が６０°以下であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光通信用部品の加工方法によれば、貫通孔の内周面に親水基を２つ以上有するアルコ−ル又はエステルを溶媒としたスラリーを用いて加工することから、油類をもちいた疎水性スラリーにて加工した場合よりも簡易で高効率の洗浄を施し、汚れ等の付着物を除去することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の光通信用部品の加工方法において、図１に示すようなセラミックス焼結体を材料に用いたフェルールの加工方法を例に説明する。
【００２３】
フェルール１の加工方法は、図５に示す通りの工程で、材料として例えばジルコニアのセラミックス焼結体材料を用い機械加工で所定の寸法に加工する。
【００２４】
この中のフェルール１の貫通孔１ａに、研磨用スラリー１ｃを用いてワイヤー加工する方法は、図３に示すようにフェルール１の貫通孔１ａに例えばピアノ線等のワイヤー１ｂを通し、ノズル７より供給される研磨用スラリー１ｃをワイヤー１ｂに付着させ、フェルール１を回転運動させると同時にワイヤー１ｂをピストン運動させて貫通孔１ａの径を大きく研磨加工していく。
【００２５】
この時に用いる研磨用スラリー１ｃに、親水基を２つ以上有するアルコール又はエステルを溶媒をしたものを用いる。
【００２６】
例えばグリコール又は、グリセリンと分散剤を混合したものを溶媒とし、研磨剤として例えば最大粒子径０．５μｍ以下のダイヤモンドパウダを添加した親水性スラリーを用いる。
【００２７】
ここで、研磨用スラリー１ｃの溶媒が親水基が０もしくは１個では、洗浄液５のもつ高い極性と異なるため、洗浄不良となりやすい。
【００２８】
これに対し、親水基を２つ以上有するアルコ−ル又はエステルを溶媒として用いれば、洗浄剤５によって、極性が近いため容易に溶媒が除去され、洗浄不良を低減させることができる。
【００２９】
ここでいう親水基を２つ以上有するアルコール又はエステルは、広義でその誘導体も含むが、保湿性と動粘性のあるものが好ましい。例えば、３価アルコ−ルであるグリセリンの３個の水酸基の１つだけをエステル化したものや、エステルであるリノ−ル酸グリセリドやリノレン酸グリセリドの２つの官能基を加水分解により水酸基に置換したもの等がある。化学式で示すと例えば、
ＣＨ2ＯＨ（ＣＨＯＣＯＲ）ＣＨ2ＯＨ等で示される。
【００３０】
また、図５に示す各種機械加工工程において、例えば外径の鏡面仕上げ加工等の様に研磨用スラリー１ｃを使用する場合は、同様に、上記記載の親水基を２つ以上有するアルコ−ル又はエステルを溶媒とした研磨用スラリー１ｃを使用することで、加工時に発生する加工熱での水分蒸発による潤滑性の悪化を防止でき加工を迅速に行うことができる。
【００３１】
一般的に、研磨などの加工に使用する研磨用スラリー１ｃは、加工発熱の冷却効果や潤滑効果などが必要になる。その効果が不足すると潤滑性を著しく悪化させ焼き付き現象を発生させ加工に不具合を生じさせてしまう。そこで本発明の研磨用スラリー１ｃは、動粘性を７０〜２００ｍｍ2／ｓ（ＪＩＳ規格Ｋ７１１７における室温２５℃環境下での回転式測定）にすることが好ましい。この動粘性はスラリーの付着性に大きく影響し、７０ｍｍ2／ｓ以下の場合は、ダイヤモンドパウダがスラリー中に保持できないため研磨不足となり、２００ｍｍ2／ｓ以上になった場合には、ダイヤモンドパウダの流動性が悪くなり研磨ムラとなる。動粘性を上記範囲とするためには、例えば、上記溶媒として保湿効果の高いグリセリンの比率を２０〜７０重量％とし、更にポリエチレングリコールを１〜２０重量％添加し、水を加えることで調整して得られる。
【００３２】
尚、研磨剤として用いるダイヤモンドパウダは、最大粒子径が０．５μｍ以下となるようにメッシュ孔径０．５μｍのメッシュパスを用いて管理するのが好ましい。
【００３３】
これは、最大粒子径が０．５μｍを超えるとフェルール１の研磨面が粗くなるという不具合が発生するためである。
【００３４】
又、研磨剤であるダイヤンモンドパウダの分散に有効な界面活性剤を０．１〜１０重量％添加することにより、この研磨剤であるダイヤモンドパウダの凝固を防止することができる為に、ダイヤモンドパウダの粒子を均一に分散できる。  この界面活性剤の添加量は０．１重量％未満であると分散効果が不足し、１０重量％を越えると粘度に影響し、加工性が悪くなるため、０．１〜１０重量％とすることが好ましい。
【００３５】
又、加工面に対する研磨用スラリー１ｃの液滴の接触角を６０°以下にして濡れ性を良好にすれば、研磨剤を効率よく加工面に保持できることから加工面を均一に、寸法を高精度に仕上げることができる。
【００３６】
接触角を上記範囲とするためには、動粘性と同様、例えば、溶媒として保湿効果の高いグリセリンの比率を２０〜７０重量％とし、更にポリエチレングリコールを１〜２０重量％添加し、水を加えることで調整して得られる。ここで、接触角の測定方法は、接触角計を用いて測定した。
【００３７】
このような本発明の方法で加工した後の洗浄については、図４（ａ）に示すように、洗浄液５が入っている浴槽６にフェルール１を整列させずにランダムに浸水させ、超音波９により振動させてフェルール１の貫通孔１ａを含む外周面など全体を洗浄する。また、貫通孔１ａは特に汚れが多い為に、図４（ｂ）に示すように、無数のフェルール１を固定できるよう小径の穴溝を有する固定治具８にフェルール１を固定し、超音波９により振動させてフェルール１の貫通孔１ａの内周面に洗浄を施す。このときフェルール１が軸方向に固定治具８にセッティングしているため、洗浄液５の表面張力と超音波９の振動により、フェルール１の貫通孔１ａまで洗浄液５が入り込んで洗浄を行う。
【００３８】
この洗浄の対象物は、加工用の研磨用スラリー１ｃと加工屑になるが、洗浄の対象物の割合の多くは、加工に使用する親水性のスラリーになることから、従来の洗浄液５として用いられる強アルカリ性領域（８ｐＨ〜１２ｐＨ）の洗浄液などは必要なくなり、界面活性剤を主原料に用いた中性〜弱アルカリ性領域（６ｐＨ〜１０ｐＨ）の洗浄液で充分に洗浄ができ、洗浄時間が大幅に短縮できるとともに、地球環境への悪影響を防止することができる。
【００３９】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明する。
【００４０】
図１に示す光通信用部品のフェルール１を用いて、本発明の加工方法を図３，４に従って実施した。
【００４１】
フェルール１は、外径２．５５〜２．７ｍｍ、貫通孔１ａの内径０．１１５〜０．１２ｍｍでジルコニアセラミックス焼結体からなるものを用いた。
【００４２】
まず貫通孔１ａの直径０．１１５〜０．１２０ｍｍを０．１２６〜０．１２７ｍｍにする加工を行う為、図３に示すように、この加工に適した線径のピアノ線製の加工用ワイヤー１ｂを上記のフェルール１用材料の貫通孔１ａに通し、研磨用スラリー１ｃを塗布し、フェルール１を回転運動させ加工用ワイヤー１ｂをピストン運動させて加工を行った。
【００４３】
ここで、本発明の研磨用スラリー１ｃと、比較例として従来の油類を用いた疎水性のスラリーを用いて比較実験を行った。
【００４４】
本発明実施例では、親水基を２つ以上有するアルコ−ル又はエステルとして、グリコ−ル又はグリセリンを用い、更に水を添加して動粘性、接触角を調整した。  例えば、グリコールの比率を４０〜７０重量％、グリセリンを１〜２０重量％、残りを水とすることで、動粘性を７０〜２００ｍｍ2／ｓに調整したうえで、接触角を６０°以下として、この中に種々の粒子径を有する研磨剤としてのダイヤモンドパウダと、その分散効果の高い界面活性剤を０．１〜１０重量％添加しダイヤモンドパウダを均一に攪拌分散させることによって、表１の本発明１〜１７のスラリーを使用した。
【００４５】
また、比較例である油類をもちいた疎水性スラリーに関しては、グリセリドの官能基の１つだけを水酸基に置換したものを溶媒とした。化学式で示すと
ＣＨ2ＯＣＯＲ（ＣＨＯＨ）ＣＨ2ＯＣＯＲとなる。
この中に研磨剤のダイヤモンドパウダを均一に攪拌分散させたものを使用した。
【００４６】
これらのスラリ−を用いてフェル−ル１の貫通孔１ａの加工を行った後、図４（ｂ）に示す洗浄を実施した。中性〜弱アルカリ領域（６ｐＨ〜１０ｐＨ）の洗浄液５が入っている浴槽６に、無数のフェルール１を固定できるよう小径の穴溝を有する固定治具８にフェルール１を固定し、超音波９により振動させてフェルール１の貫通孔１ａの内周面に洗浄を施した。
【００４７】
このようにして得られたフェル−ル１の貫通孔１ａの内径精度の差をピンゲージによる通り検査及び止まり検査による不良率で判断し、貫通孔１ａを含む全体の汚れの度合いを顕微鏡（１０倍）を用いた外観の検査による不良率で判断した。
【００４８】
実験は、サンプル数１００個の製品を各５ロット準備し比較実施した。
【００４９】
結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１から明らかに従来例１として溶媒に親水基の数が１つのグリセリドを用いた疎水性スラリーを用いた場合は、加工不良率１０％、洗浄不良率１２％と悪いものであった。これに対し、本発明１〜１７のように研磨用スラリー１ｃの溶媒として親水基の数が２つ以上のグリコール又はグリセリンを用いた場合、加工不良が８％以下、洗浄不良は５％以下に減少した。
【００５２】
従って、親水基の数が２つ以上のアルコ−ル又はエステルを溶媒としたスラリ−を用いることで、加工性、洗浄性を向上できる事がわかる。
【００５３】
次に、本発明３〜６として、研磨用スラリー１ｃの動粘性を変化させたところ、本発明４、５のように動粘性７０〜２００ｍｍ2／ｓの範囲とすれば、加工不良は、洗浄不良を更に減少させることができた。
【００５４】
次に、本発明７から１０として、研磨剤の最大粒子径を変化させたところ、本発明９，１０のように最大粒子径を０．５μｍ以下とすれば、加工不良、洗浄不良をさらに減少させることができた。
【００５５】
次に、本発明１１〜１４として、分散効果のある界面活性剤（分散剤）の量を変化させたことで、本発明１２、１３のように界面活性剤（分散剤）の量を０．１〜１０重量％にすれば加工不良を更に減少させることができた。
【００５６】
次に、本発明１５〜１７として研磨用スラリー１ｃの被加工物であるフェル−ル１に対する液滴の接触角を変化させたところ、本発明１６及び１７のように接触角が、６０°以下とすれば加工不良を更に減少させることができた。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の光通信用部品の加工方法によれば、機械加工で貫通孔などの研磨加工用スラリーを用いる場合において、親水基を２つ以上有するアルコール及びエステルを溶媒としたスラリーを使用することによって、加工精度を向上させるのと同時に、洗浄においても光通信用部品に傷を付けることはなく、高効率の洗浄を施し、汚れ等の付着物を除去することができる。
【００５８】
さらに、本発明の光通信用部品の加工方法によれば、洗浄に使用する洗浄液が中性〜弱アルカリ性領域の物になることから、地球環境の影響を少なくし、結果としてコストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な光通信用部品であるフェル−ルを示す断面図である。
【図２】図１に示すフェル−ルの使用状態を示す断面図である。
【図３】本発明の光通信用部品の加工方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、光通信用部品の洗浄方法を示す斜視図である。
【図５】本発明の光通信用部品の加工工程を示す図である。
【図６】従来の光通信用部品の加工工程を示す図である。
【符号の説明】
１：フェルール
１ａ：貫通孔
１ｂ：加工用ワイヤー
１ｃ：研磨用スラリー
１ｄ：接続面
２：フランジ
３：光ファイバ
４：スリーブ
５：洗浄液
６：浴槽
７：ノズル
８：固定治具
９：超音波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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