(57)【要約】      （修正有）【課題】ラッピングワイヤの断線を生ずることなく、高精度に内径を加工できる内径加工装置および方法を提供する。【解決手段】互いに離間配置されたテンション装置１２、１３間に懸架されたラッピングワイヤ１４と、このラッピングワイヤ１４が挿通される管状体２４を保持し、前記ラッピングワイヤ１４の周りに回転させる回転チャック２１と、この回転チャック２１を前記ラッピングワイヤ１４に沿って微小振動させる加振機２０と、この加振機２０とともに前記回転チャック２１を載置し、前記ラッピングワイヤ１４に沿って一方向に移動する加工テーブル１５とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間した２点間に張架されたラッピングワイヤと、このラッピングワイヤが挿通される管状体を保持し前記ラッピングワイヤの周りに回転させる手段と、この回転手段を前記ラッピングワイヤに沿って相対的に移動する手段と、この手段による相対的な移動とともに、前記管状体を前記ラッピングワイヤに沿って相対的に微小振幅で振動させる手段と、を備えることを特徴とする管状体の内径加工装置。
【請求項２】
互いに離間配置されたテンション装置間に張架されたラッピングワイヤと、このラッピングワイヤが挿通される管状体を保持し前記ラッピングワイヤの周りに回転させる回転チャックと、この回転チャックを前記ラッピングワイヤに沿って微小振動させる加振機と、この加振機とともに前記回転チャックを載置し、前記ラッピングワイヤに沿って移動する加工テーブルとを備えることを特徴とする管状体の内径加工装置。
【請求項３】
前記ラッピングワイヤは、固定砥粒型のワイヤであることを特徴とする請求項１または２記載の管状体の内径加工装置。
【請求項４】
前記ラッピングワイヤは、一端から他端に向かってテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の管状体の内径加工装置。
【請求項５】
前記振動の振幅は０．１乃至５ｍｍであり、振動の周波数は４０乃至２００Ｈｚであることを特徴とする請求項４記載の管状体の内径加工装置。
【請求項６】
テンション装置間に張架されたラッピングワイヤと、このラッピングワイヤが挿通される管状体を保持し前記ラッピングワイヤの周りに回転させる回転ローラとを備え、前記テンション装置を前記ラッピングワイヤに沿って移動するとともに、微小振動させることを特徴とする管状体の内径加工装置。
【請求項７】
前記ラッピングワイヤは、固定砥粒型のワイヤであることを特徴とする請求項６記載の管状体の内径加工装置。
【請求項８】
前記ラッピングワイヤは、一端から他端に向かってテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の管状体の内径加工装置。
【請求項９】
前記振動の振幅は０．１乃至５ｍｍであり、振動の周波数は４０乃至２００Ｈｚであることを特徴とする請求項４記載の管状体の内径加工装置。
【請求項１０】
ラッピングワイヤが挿通される管状体を前記ラッピングワイヤの周りに回転させるとともに、この管状体を前記ラッピングワイヤに対して相対的に一方向に移動する手段と、この相対的な移動の際に、前記管状体を前記ラッピングワイヤに沿って相対的に微小振動する手段とを備えることを特徴とする管状体の内径加工方法。
【請求項１１】
前記ラッピングワイヤは、固定砥粒型のワイヤであることを特徴とする請求項１０記載の管状体の内径加工方法。
【請求項１２】
前記ラッピングワイヤは、一端から他端に向かってテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１１記載の管状体の内径加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラッピングワイヤを用いて微小な管状体の内径を高精度に加工する装置に関し、特に光ファイバーを接続するために用いられるフェルールの内径加工装置および加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバー接続用のフェルールは、たとえば外径が２．５ｍｍ、内径が０．１２５ｍｍ、長さが１０．５ｍｍのセラミックス製の管状体部品である。このフェルールは、特にシングルモード光ファイバーの接続においては接続される光ファイバーの端面を高い精度で合致させる必要があるため、その中心孔の加工においては孔径およびその真円度に高い精度が要求される。
【０００３】
従来このようなフェルールの内径の加工装置として、ラッピングワイヤを用いた加工装置が知られている（特許文献１参照）。このワイヤ式内径加工装置は、円筒状のホルダー内に複数個のフェルールを半田等により固定収納し、これらのフェルールの中心孔を長さが約２０ｍのテーパー状のラッピングワイヤを通過させる。そして円筒状のホルダーをラッピングワイヤの周りに回転させ、ダイヤモンド砥粒がその表面に供給されるラッピングワイヤをフェルールの中心孔を通して移動させることにより、内径が研磨加工される（特許文献１参照）。ダイヤモンド砥粒は通常潤滑油に混ぜてスラリーとして供給される遊離砥粒が用いられるが、最近では、ラッピングワイヤにニッケルコーティングを施したダイヤモンド砥粒をメッキにより固定した固定砥粒も開発されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１３５２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来のフェルールの内径加工装置においては、次のような不具合がある。すなわち、遊離砥粒を用いた場合、スラリー中の油がフェルールの内径に付着して汚染し、光ファイバーの光伝送に障害となる怖れがあった。また、砥粒がフェルールの微細な孔内に付着して、内径の計測を不可能とし、その結果均一な内径が得られないという問題があった。さらに、微細な孔径のため、内部に付着した砥粒の除去も困難であった。
【０００６】
固定砥粒の採用は上記のような遊離砥粒の使用における問題点は解決できるが、ラッピングワイヤがフェルールの内径に食い込み、ホルダーの回転によりねじれが生じ、ワイヤが断線するという問題を生じた。このような問題は、ラッピングワイヤのテーパーを小さくすることによりある程度解決されるが、ワイヤの全長が長くなり、自動化が困難になるという問題もあった。
【０００７】
したがって、本発明は上記のような従来の遊離砥粒あるいは固定砥粒を用いた内径加工装置の問題点を解決し、ラッピングワイヤの断線を生ずることなく、高精度に内径を加工できる内径加工装置および方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の管状体の内径加工装置は、互いに離間した２点間に張架されたラッピングワイヤと、このラッピングワイヤが挿通される管状体を保持し前記ラッピングワイヤの周りに回転させる手段と、この回転手段を前記ラッピングワイヤに沿って相対的に移動する手段と、この手段による相対的な移動とともに、前記管状体を前記ラッピングワイヤに沿って相対的に微小振幅で振動させる手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の管状体の内径加工装置は、互いに離間配置されたテンション装置間に張架されたラッピングワイヤと、このラッピングワイヤが挿通される管状体を保持し前記ラッピングワイヤの周りに回転させる回転チャックと、この回転チャックを前記ラッピングワイヤに沿って微小振動させる加振機と、この加振機とともに前記回転チャックを載置し、前記ラッピングワイヤに沿って移動する加工テーブルとを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記本発明の管状体の内径加工装置においては、前記ラッピングワイヤは、固定砥粒型のワイヤであることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、上記本発明の管状体の内径加工装置においては、前記ラッピングワイヤは、一端から他端に向かってテーパー状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、上記本発明の管状体の内径加工装置においては、前記振動の振幅は０．１乃至５ｍｍであり、振動の周波数は４０乃至２００Ｈｚであることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の管状体の内径加工装置は、テンション装置間に張架されたラッピングワイヤと、このラッピングワイヤが挿通される管状体を保持し前記ラッピングワイヤの周りに回転させる回転ローラとを備え、前記テンション装置を前記ラッピングワイヤに沿って移動するとともに、微小振動させることを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記本発明の管状体の内径加工装置においては、前記ラッピングワイヤは、固定砥粒型のワイヤであることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、上記本発明の管状体の内径加工装置においては、前記ラッピングワイヤは、一端から他端に向かってテーパー状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、上記本発明の管状体の内径加工装置においては、前記振動の振幅は０．１乃至５ｍｍであり、振動の周波数は４０乃至２００Ｈｚであることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の管状体の内径加工方法は、ラッピングワイヤが挿通される管状体を前記ラッピングワイヤの周りに回転させるとともに、この管状体を前記ラッピングワイヤに対して相対的に一方向に移動する手段と、この相対的な移動の際に、前記管状体を前記ラッピングワイヤに沿って相対的に微小振動する手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記本発明の管状体の内径加工方法においては、前記ラッピングワイヤは、固定砥粒型のワイヤであることを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、上記本発明の管状体の内径加工方法においては、前記ラッピングワイヤは、一端から他端に向かってテーパー状に形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の管状体の内径加工装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の管状体の内径加工装置の側面図、図２はその正面図である。
【００２１】
図１に示すように、基台１１上の離間した位置に一対のテンション装置１２、１３が対向配置されており、その間にラッピングワイヤ１４が所定のテンションを以って緊張懸架されている。基台１１上にはまた、この基台１１上でラッピングワイヤ１４に沿って移動可能に設けられた加工テーブル１５が設けられている。この加工テーブル１５は、基台１１上に設置された加工テーブル送りねじ１６とこれに螺合し加工テーブル１５の下面に固定された加工テーブル送りナット１７により移動される。
【００２２】
次に、加工テーブル１５上には、断面がＬ字型の振動テーブル１８が設置されている。この振動テーブル１８は、同じく加工テーブル１５上に固定されたテーブル支持台１９上に、ラッピングワイヤ１４に沿って振動可能に支持されている。この振動テーブル１８は、同じく加工テーブル１５上に固定された電磁加振機２０により、微小振動される。この場合の振動の振幅は０．１〜５ｍｍの範囲の任意の値に選定され、振動の周波数は４０〜２００Ｈｚの範囲の任意の値に選定される。
【００２３】
振動テーブル１８上には、円筒状の回転チャック２１がラッピングワイヤ１４の周囲で回転可能に設置されている。この回転チャック２１は、同じく加工テーブル１５上に固定された回転チャック駆動モータ２２により、ベルト２３を介して回転される。この回転速度は例えば、毎分１００，０００回転である。
【００２４】
円筒状の回転チャック２１はその中空部内には、被加工物であるフェルール２４が挿入されている。このフェルール２４は、図３に示されるように、たとえば、外径が２．５ｍｍ、内径が０．１２５ｍｍ、長さが１０．５ｍｍのセラミックス製の管状体部品である。
【００２５】
このフェルール２４は、円筒状の回転チャック２１の中空部内に挿入され、回転チャック２１の回転とともに回転するように固定される。ラッピングワイヤ１４は回転チャック２１の中空部内に挿入されたフェルール２４の中空部を通過し、さらに、断面がＬ字型の振動テーブル１８の垂直な壁面に形成された孔（図示せず）を通過してテンション装置１３にその一端が固定されている。
【００２６】
図４はラッピングワイヤ１４の形状を示す一部切欠側面図である。ラッピングワイヤ１４は全長が例えば１００〜１０００ｍｍで、始端１４−１から終端１４−２に向かってその直径が徐々に細くなる、いわゆるテーパー状になっている。図１に示される一対のテンション装置１２側の始端１４−１から約２０ｍｍの長さの範囲においてはその直径は一定であり、加工すべきフェルール２４の内径に等しく、例えば、１２５μｍである。また、テンション装置１３側の終端１４−２の直径は例えば９０μｍである。さらに、このラッピングワイヤ１４の表面には図示しないが、ニッケルコーティングされたダイヤモンド砥粒がメッキにより固着されている。
【００２７】
このように構成された内径加工装置の動作について説明する。フェルール２４が挿入固定された回転チャック２１は回転チャック駆動モータ２２により回転され、同時に、振動テーブル１８は電磁加振機２０により振動される。この状態において、加工テーブル１５が図１に示されるテンション装置１３側の位置からテンション装置１２側に向かって、加工テーブル送りねじ１６の回転により移動される。これによって、フェルール２４が挿入固定された回転チャック２１は、ラッピングワイヤ１４に沿って移動し、フェルール２４の内径はラッピングワイヤ１４の表面に固着された砥粒により研磨される。加工テーブル１５がテンション装置１３側に移動するとともに、ラッピングワイヤ１４の直径が大きくなり、ラッピングワイヤ１４はフェルール２４の中空穴内に圧入される。このとき、振動テーブル１８により回転チャック２１がラッピングワイヤ１４に沿って高速に振動するため、ラッピングワイヤ１４はフェルール２４の中空穴内に食い込むことなく、円滑に通過することができる。このように上記のような構造の加工装置を用いることにより、固定砥粒型のラッピングワイヤを用いても、ワイヤの断線を生ずることなく、フェルール２４の内径加工が可能である。また、固定砥粒型のラッピングワイヤを用いたセラミックフェルールの内径加工においては、フェルールの内径にスラリー等が付着しないため、光学系を汚染することがなく、高精度の内径加工ができる。
【００２８】
また、回転チャック２１をラッピングワイヤ１４に沿って高速に振動することにより、ラッピングワイヤ１４の長さを短くしてテーパーの傾きを大きくしてもラッピングワイヤ１４がフェルール２４の回転とともに回転してねじれることがなく円滑に通過できる。したがって、ラッピングワイヤ１４の長さを短くでき、装置を小型化できるとともに、装置の自動化が容易になる。
【００２９】
本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００３０】
例えば、上記の実施形態においては、ラッピングワイヤ１４の位置を固定して、フェルール２４が挿入固定された回転チャック２１を加工テーブル１５により移動したが、加工テーブル１５を固定してラッピングワイヤ１４を移動させてもよい。また、ラッピングワイヤ１４の位置を固定して、フェルール２４が挿入固定された回転チャック２１を振動テーブル１８に載置しこれを電磁加振機２０により振動させたが、同様に、フェルール２４が挿入固定された回転チャック２１を固定配置し、ラッピングワイヤ１４を振動させてもよい。
【００３１】
図５はフェルール２４に対してラッピングワイヤ１４を振動させる内径加工装置の実施形態を示す概略構成図である。ラッピングワイヤ１４は複数個のフェルール２４の中空部を貫通して、その両端がコ字型のテンション装置３１に支持される。このテンション装置３１は、矢印３２で示されるように、ラッピングワイヤ１４に沿って高速に微小振動するとともに、全体として矢印３３で示す方向に移動する。このとき、フェルール２４はそれらの両側に接触して同じ方向に回転する駆動ローラ３４、３５により、支持板３６上で回転される。なお、この実施形態においては、フェルール２４に対してテンション装置３１を矢印３３で示す方向に移動したが、フェルール２４および駆動ローラ３４、３５を図１に示す実施形態と同様に、加工テーブル上に一体に設置して、この加工テーブルをラッピングワイヤ１４に沿って矢印３３と反対の向きに移動してもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、ラッピングワイヤ１４としてテーパーつきのワイヤを用いたが、必ずしもテーパー付でなくても用いることができる。さらに、上記実施形態では、ラッピングワイヤ１４として固定砥粒型のワイヤを用いたが、従来から用いられている遊離砥粒型のワイヤを用いても円滑な加工が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の内径加工装置および加工方法によれば、ラッピングワイヤが管状体の内径に食い込むことなく、円滑な加工ができる。特に、固定砥粒型のラッピングワイヤを用いたセラミックフェルールの内径加工においては、フェルールの内径にスラリー等が付着しないため、光学系を汚染することがなく、高精度の内径加工ができる。
【００３４】
また、本発明の内径加工装置および加工方法によれば、ラッピングワイヤ１４の長さを短くできるため、装置を小型化できるとともに、装置の自動化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る管状体の内径加工装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る管状体の内径加工装置の構成を示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態に使用されるセラミックフェルールの一例を示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態に使用されるラッピングワイヤの一例を示す側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る管状体の内径加工装置の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
１１……基台
１２……第１のテンション装置
１３……第２のテンション装置
１４……ラッピングワイヤ
１５……加工テーブル
１６……加工テーブル送りねじ
１７……加工テーブル送りナット
１８……振動テーブル
１９……テーブル支持台
２０……電磁加振機
２１……回転チャック
２２……回転チャック駆動モータ
２３……ベルト
２４……フェルール
【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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