(57)【要約】  【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ことが可能となる。  【解決手段】長手方向に貫通孔１５ａを有する筒状体１５の内径加工装置であって、複数の筒状体１５をその貫通孔１５ａが連続するように配列する固定部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、上記固定部１０を軸を中心に回転させる回転部２０とを具備し、上記固定部１０は上記複数の筒状体１５の外周面を覆う筒状の保持具１２と、該保持具１２と筒状体１５との外周面との間に充填された弾性体とからなる。【選択図】図１
2005153066.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、複数の筒状体をその貫通孔が連続するように配列する固定部と、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、上記固定部は上記複数の筒状体の外周面を覆う筒状の保持具と、該保持具と筒状体との外周面との間に充填された弾性体とからなることを特徴とする筒状体の内径加工装置。
【請求項２】
上記保持具は軸方向に分割可能であ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。
【請求項６】
保持具の内周面に弾性体を塗布し、予め複数の筒状体の各貫通孔にワイヤを挿通して得た整列体を上記保持具に載置して外周面を弾性体を介して保持し、ワイヤを軸方向に沿って往復摺動させて研磨することを特徴とする請求項５に記載の内径加工方法。
【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４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（以降フェルール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５（ａ）に示すように、複数の筒状体４１の貫貫通行孔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５（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５（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】
しかしながら、上記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、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を回転することが要求されるので、貫通孔１ｂは、高い精度で形成されることが要求される。このため、固定部４０を形成する際に、個々の筒状体４１が途中で撓むことがなく、貫通孔４１ａが一直線に整列して並べられていなければならない。
【００１２】
しかし、貫通孔４１ａの孔径が全て同一でないことと連結用ワイヤ４２の外径と下穴４１ａの孔径との隙間があるために、下穴４１ａが均一に整列していないために、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課題があった。
【００１３】
また、加工用ワイヤ４５を進行させる際、この加工用ワイヤ４５に余計な振動や引張り方向のずれが付与されることがなく、加工用ワイヤ４５を一直線に進行させなければならない。
【００１４】
しかし、加工用のワイヤ４５に振動が付与されるために、貫通孔１ｂの径に大きなばらつきが発生し、また引張り方向のずれがあるために、貫通孔１ｂの真円度が低下するという問題があった。
【００１５】
又、従来技術に用いられるダミープラグ４３は、その鍔４３ｂの端面が筒状体４１の端面に衝合しているだけであるので、筒状体４１に接触する面積が小さく、このため筒状体４１を両側から押え付ける力が不充分であって複数の筒状体４１の貫通孔４１ａを完全に整列することが難しかった。
【００１６】
従って、従来技術の製造方法では、フェルール３１の貫通孔３１ｂの真円度が低く、また孔径に大きなばらつきが発生する欠点があった。
【００１７】
更に、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であった。
【００１８】
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１ｂ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ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、複数の筒状体をその貫通孔が連続するように配列する固定部と、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、上記固定部は上記複数の筒状体の外周面を覆う筒状の保持具と、該保持具と筒状体との外周面との間に充填された弾性体とからなることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記保持具は軸方向に分割可能であることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明は、上記保持具の両端に蓋体を脱着可能に固定することを特徴とする。
【００２２】
しかも、本発明は、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。
【００２３】
そして、本発明は、上記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であり、保持具の内周面に弾性体を塗布し、予め各貫通孔に同一のワイヤを挿通した複数の筒状体を保持具に載置して外周面を覆って保持し、ワイヤを軸方向に沿って往復摺動させて研磨することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の内径加工装置によれば、複数の筒状体をその貫通孔が連続するように配列する固定部と、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、上記固定部は上記複数の筒状体の外周面を覆う筒状の保持具と、該保持具と筒状体との外周面との間に充填された弾性体とからなることから、固定部の弾性体によって複数の筒状体を位置精度よく固定して加工する事ができるため、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。
【００２５】
また、上記保持具は軸方向に分割可能であることから、保持具内に容易に弾性体を充填することができるとともに、筒状体をワイヤに挿通させた状態で保持具に装着することが可能となるため、位置精度よく固定することができる。
【００２６】
さらに、上記保持具の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、保持具内に充填された弾性体によって筒状体を確実に保持することができる。
【００２７】
またさらに、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。
【００２８】
また、上記内径加工装置を用いた内径加工方法によれば、上記保持具の内周面に弾性体を塗布し、予め複数の筒状体の各貫通孔にワイヤを挿通して得た整列体を上記保持具に載置して外周面を弾性体を介して保持し、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】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。
【００３０】
図１は本発明の筒状体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。
【００３１】
この内径加工装置は、複数の筒状体１５をその貫通孔１５ａが連続するように配列する固定部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。
【００３２】
ここで、本発明では上記固定部１０が上記複数の筒状体１５の外周面を覆う一対の保持具１２と、保持具１２に充填された弾性体１１とからなることを特徴とする。
【００３３】
これによって、筒状体１５は弾性体１１により外周を覆われているため、弾性体１１の弾性により、加工中の振動を吸収できる程度に上下左右へ自由に動くことができるため高精度に加工することができる。また、弾性体１１によって保持具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、弾性体１１は、筒状体１５と保持具１２との間に隙間がないように充填されていることが好ましい。また、弾性体１１は、シリコン、ゴム等の原料を用いて構成することができるが、弾性の高いシリコンを用いることが好ましく、弾性の高いシリコンを用いることにより、保持具１２の内部１２ａに装着される筒状体１５が、上下左右に加工中に動くことが可能になる。
【００３４】
上記保時具１２は、内部１２ａに弾性体１１と複数の筒状体１５が装着される空間を有する筒状の構造であり、筒状体１５の外径の２倍程度の内径を有する筒状となっていることが好ましい。
【００３５】
さらに、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個から２０個の間であることが好ましいが個数は種々変更可能である。
【００３６】
また、上記保持具１２は、図２に示すように、その軸方向に分割可能であることが好ましい。
【００３７】
これによって、一方の保持具１２の内周面に容易に弾性体１１を塗布することができ、ワイヤを挿通した複数の筒状体１５からなる整列体を配置し、その後、もう一方の保持具１２によって覆うことで、複数の筒状体１５を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。
【００３８】
このように保持具１２を分割可能にするには、半筒状の保持具１２とその両端を固定する蓋体１３、１４で構成するものや、蓋体が一体的に形成された形状でその分割面をネジ等で固定する構成のものや、また分割面に凹凸面として接合させる構成のもの等、軸方向に分割できる構成であればよい。
【００３９】
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を固定することが好ましく、弾性体１１を予め塗布した筒状の保持具１２によって筒状体１５を固定し、開口した両端から余分な弾性体１１を除去した後に蓋体１３、１４を固定することで筒状体１５を確実に固定することができる。
【００４０】
またさらに、このように保持具１２に蓋体１３、１４を固定する場合、保持具１２の両端部に段部を形成しておくことで蓋体１３、１４をこの断部に嵌合させることで確実に固定することができる。
【００４１】
また、上記蓋体１３、１４の外周面は、斜めに切り込まれたテーパ部を有していることが好ましく、固定部１０を加工部３０に装着する際にこのテーパ部によって確実に固定が可能な構造となる。
【００４２】
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。
【００４３】
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、分割可能で、且つ蓋体１３、１４を有する保持具１２を用いた場合について図３を用いて説明する。
【００４４】
先ず、図３（ａ）に示すように、ワイヤ３１に蓋体１３を挿通させるとともに、複数の筒状体１５の貫通孔１５ａを挿通させ、さらに蓋体１４を挿通させた整列体を用意する。
【００４５】
次いで、図３（ｂ）に示すように、保持具１２の内部１２ａに弾性体１１を塗布する。なお、内部１２ａに充填される弾性体１１は、複数の筒状体１５を覆う量であればよい。
【００４６】
そして、図３（ｃ）に示すように、この複数の筒状体１５からなる整列体を弾性体１１上に配置し、もう一方の保持具１２によって覆う。この時、両端の開口部より余分な弾性体１１を除去する。
【００４７】
しかる後、図３（ｄ）に示すように、蓋体１３、１４を両端にネジ固定して筒状体１５を固定する。
【００４８】
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。
【００４９】
この回転部２０は、固定部１０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によって構成される。
【００５０】
また、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と接触する部分が円錐状になっており、蓋体１３、１４のテーパ部と接触して強固に保持できるようになっている。
【００５１】
さらに、回転部２０によって回転する筒状体１５の貫通孔１５ａを加工する加工部３０は、貫通孔１５ａに挿通されたワイヤ３１と、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とから構成される。
【００５２】
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。
【００５３】
そして、このような内径加工装置によって筒状体１５の貫通孔１５ａを加工するには、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。
【００５４】
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、弾性体１１で回転するため、弾性体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。
【００５５】
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。
【００５６】
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おらず、弾性体１１により保持体１２の内部１２ａの中で上下左右に自由に動く事が可能な構造の為に貫通孔１５ａを中心に回転する為である。
【００５７】
最後に、保持具１２を分割して、図３（ａ）の状態のまま、複数の筒状体１５を取り外す。保持具１２より取り外した筒状体１５からワイヤ３１を抜き取って内径を加工された筒状体を得ることができる。
【００５８】
こ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。
【００５９】
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】
【００６０】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
固定部１０は、図２に示す分割可能で両端に蓋体１３、１４を有する保持具１２と、弾性体１１としてシリコンを用い、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。
【００６４】
最後に、保持具１２を分割して、ワイヤ３１が挿通した複数の筒状体１５を取り外す。保持具１２より取り外した筒状体１５からワイヤ３１を抜き取って内径を加工されたフェルール試料を得る。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
その内径真円度、内径寸法の測定結果を表１に示す。
【表１】
2005153066.tif 000003
【００７０】
この結果より、従来の内径加工装置を用いた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、本発明の内径加工装置を用いた方法では真円度の平均値が０．２０５μｍ、ばらつきが０．０６７７μｍと良い値を示している。
【００７１】
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。
【００７２】
以上の結果より、本発明の内径加工装置を用いた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、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】
【００７３】
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】
【００７４】
【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固定部を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は図２に示す固定部に筒状体を保持する方法を説明するための図である。
【図４】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５】（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】
【００７５】
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：弾性体
１２：保持具
１２ａ：内部
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】
2005153066.tif 000004
【図２】
2005153066.tif 000005
【図３】
2005153066.tif 000006
【図４】
2005153066.tif 000007
【図５】
2005153066.tif 000008