(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンクの先端にダイヤモンドによる加工部が設けられたダイヤモンド工具であって、
該ダイヤモンド工具は、切れ刃として機能する３本の稜を有する三角錐状の前記加工部を備えたものであり、前記稜は、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線に対して１５°以下の角度を成すものであることを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項２】
前記加工部は、その回転軸心が｛１１１｝面に対して垂直を成すものである請求項１のダイヤモンド工具。
【請求項３】
前記稜と、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とを含む平面は、該｛１１０｝面に対して垂直を成すものである請求項１又は２のダイヤモンド工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば光ファイバを保持固定する為のフェルールの端面をテーパ状に切削する為などに用いられるダイヤモンド工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信需要の増大および通信速度の高速化の要請から、光ファイバによる光通信が様々な分野で導入されている。そのような光ファイバ同士を接続する光ファイバコネクタでは、接続による光損失を減少させることが重要である。また、広帯域な画像信号のアナログ伝送、超高速なディジタル伝送、さらには閉ループ内で多くの接続箇所を有する光ＬＡＮなどにおいては、光ファイバコネクタ接続点での反射戻り光が光源であるレーザの雑音や歪を増加させる原因となる。そこで、光ファイバコネクタの一態様として、光ファイバ端面相互間の距離を十分に近づけ、光ファイバ端面同士を直接突き合わせることにより略空気層のない状態で密着させるＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔａｃｔ）型コネクタが考案されており、光損失が少なく信頼性の高い光ファイバコネクタとして大量に使用されている。
【０００３】
図１は、かかるＰＣ型コネクタの一例である光ファイバコネクタ１０を、その軸心を含む平面で切断して示す断面図である。この図に示すように、光ファイバコネクタ１０は、被覆１２によりその外周が覆われた光ファイバ１４と、その光ファイバ１４の端部を保持固定する為のフェルール１６と、上記光ファイバ１４およびフェルール１６を保持固定する為に光ファイバ１２およびフェルール１６の外周を覆う保持部材１８と、その保持部材１８に固設されたフランジ２０から構成されている。
【０００４】
上述のフェルール１６は、たとえばジルコニア（ＺｒＯ2）、ホウ珪酸ガラス、あるいはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの材料により、軸心に貫通穴１６ｈが設けられた円筒状に形成されており、その貫通穴１６ｈに光ファイバ１４が挿入されることにより光ファイバ１４を保持固定するものである。一般に、そのようなフェルール１６では、光ファイバ１４の貫通穴１６ｈへの挿入を容易にする為に、その端面にテーパ状穴１６ｔが、たとえば先端にダイヤモンドによる加工部が設けられたダイヤモンド工具を用いた切削などによって形成される。従来、かかるテーパ状穴１６ｔを形成する為に用いられるダイヤモンド工具は、シャンクの先端に四角錐状、六角錐状、あるいは八角錐状の加工部が設けられたものがほとんどであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のダイヤモンド工具は、四角錐状、六角錐状、あるいは八角錐状の加工部が設けられている構成上、切れ刃のすくい角が必然的に−４５°以下といった小さな値となってしまい、切削抵抗が高く切れ味に劣る為、ジルコニア、ホウ珪酸ガラス、あるいはアルミナなどの比較的脆い材料から形成されたフェルール１６にテーパ状穴１６ｔを形成する切削に際して、フェルール１６を破損してしまう可能性があった。また、一般に、材料を四角錐状、六角錐状、あるいは八角錐状に加工する際には頂点（ポイント）が１点に定まらず形成が困難であり、とりわけダイヤモンドといった加工し難い材料においてはその傾向が顕著である為、上記従来のダイヤモンド工具の作製には、過大な時間と労力を要するものであった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、シャンクの先端にダイヤモンドによる加工部が設けられたダイヤモンド工具であって、切削抵抗が低く切れ味に優れるとともに、作製が容易なダイヤモンド工具を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の要旨とするところは、シャンクの先端にダイヤモンドによる加工部が設けられたダイヤモンド工具であって、そのダイヤモンド工具は、切れ刃として機能する３本の稜を有する三角錐状の前記加工部を備えたものであり、前記稜は、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線に対して１５°以下の角度を成すものであることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の効果】
このようにすれば、三角錐状の加工部において３本の稜が切れ刃として機能する為、切れ刃のすくい角を可及的に０°に近づけることができることに加えて、三角錐状の加工部を設けるに際しては頂点の形成が容易とされる。また、前記稜は、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線に対して１５°以下の角度を成すものであるため、切れ刃として機能する３本の稜がそれぞれ｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線の近傍に形成される為、耐久性に優れたダイヤモンド工具を提供することができる。すなわち、切削抵抗が低く切れ味に優れるとともに、作製が容易なダイヤモンド工具を提供することができる。
【０００９】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記加工部は、その回転軸心が｛１１１｝面に対して垂直を成すものである。ダイヤモンドは、｛１１１｝面に垂直な方向からの平面視において１２０°の回転対称性を有するものである為、このようにすれば、切れ刃として機能する３本の稜が共通する特性を備えたものとなるという利点がある。
【００１１】
また、好適には、前記稜と、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とを含む平面は、その｛１１０｝面に対して垂直を成すものである。このようにすれば、切れ刃として機能する３本の稜がそれぞれ｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線に可及的に近接して形成される為、耐久性に優れたダイヤモンド工具を提供することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明に用いる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【００１３】
図２は、本発明の一実施例であるダイヤモンド工具３０を示す正面図である。図に示すダイヤモンド工具３０は、たとえば工具鋼などの材料から形成されたシャンク３２の先端に、ダイヤモンドによる三角錐状の加工部３４が設けられたものであり、後述するように、専らその軸心まわりに被削材に対して相対回転させられつつ被削材に当接させられることにより、被削材にテーパ状穴を形成する目的で用いられるものである。
【００１４】
図３は、本実施例のダイヤモンド工具３０を用いて、前述の図１に示すフェルール１６の端面にテーパ状穴１６ｔを形成する様子を示す概略断面図である。図において、本実施例のダイヤモンド工具３０は、図示しない駆動装置に連結されて図の一点鎖線で示す軸まわりに回転させられるとともに同軸方向に移動させられるチャック４０に取り付けられている。ここで、ダイヤモンド工具３０の軸心は上記一点鎖線で示す軸すなわちチャック４０の回転軸心と一致させられている。一方、被削材であるフェルール１６は、その軸心がダイヤモンド工具３０の軸心と一致するように、すなわちダイヤモンド工具３０およびフェルール１６に共通の軸心が上記一点鎖線で示す軸と一致するように３点支持チャック４２に挟圧されることによって保持固定されている。かかる構成において、チャック４０が図示しない駆動装置により回転させられることにより、ダイヤモンド工具３０がその回転軸心Ｌまわりに回転させられ、さらにチャック４０が、図の一点鎖線で示す軸方向すなわちダイヤモンド工具３０およびフェルール１６に共通の軸心方向に移動させられ、ダイヤモンド工具３０の加工部３４がフェルール１６の端面に当接させられることにより切削が施され、フェルール１６の端面にテーパ状穴１６ｔが形成される。
【００１５】
図４は、本実施例のダイヤモンド工具３０により、その端面にテーパ状穴１６ｔが形成されたフェルール１６を示す断面図である。この図に示すテーパ状穴１６ｔの中心角度θは、ダイヤモンド工具３０の加工部３４の形状によって一義的に定まるものであり、本実施例のダイヤモンド工具３０の加工部３４は、たとえば被削材であるフェルール１６の端面に形成されるテーパ状穴１６ｔの中心角度θが５０〜１５０°の範囲内に、たとえば９０°となるように設計されたものである。
【００１６】
図５は、本実施例のダイヤモンド工具３０における加工部３４を詳しく説明する斜視図である。ダイヤモンド工具３０において、シャンク３２と加工部３４とは共通の回転軸心Ｌを備えたものであり、この図に示すように、加工部３４は、好適には、その回転軸心Ｌが｛１１１｝面に対して垂直を成すものである。ここでの垂直とは、たとえば作製に際しての誤差などを考慮に入れた略垂直を指すものである。ダイヤモンドは、所謂ダイヤモンド構造から成る共有結合結晶であり、｛１１１｝面に垂直な方向からの平面視において１２０°の回転対称性を有するものである為、上述のような構成によれば、切れ刃として機能する３本の稜３４ｅが共通する特性を備えたものとなる。ダイヤモンド工具３０は、たとえば図３に示すように、その回転軸心Ｌまわりに回転させられることにより加工部３４の３本の稜３４ｅが切れ刃として機能して被削材を切削するものであり、３本の稜３４ｅは同様の条件において切削に関与し切れ刃として機能するものである為、そのように３本の稜３４ｅが共通する特徴を備えたものとされることにより、ダイヤモンド工具３０の切削性能が安定したものとなる。
【００１７】
前記加工部３４の材料として用いられるダイヤモンドは、天然ダイヤモンドであると人工ダイヤモンドであるとを問わないが、単結晶ダイヤモンドであることが望ましく、たとえば、図６の斜視図に示すような天然ダイヤモンド３６が好適に用いられる。この図に示すダイヤモンド３６は、その表面３６ｐが｛１１０｝面からなる斜方十二面体構造を備えたものであり、ダイヤモンド結晶の構造としては正八面体構造と並んで最も代表的なものである。図７は、かかる斜方十二面体構造のダイヤモンドを｛１１１｝面に垂直な方向から見た平面図である。ダイヤモンドの結晶面は方向によってその硬さが異なるということが広く知られており、それに関して耐摩耗方向と摩耗方向とがある。図７に示す実線矢印は｛１１０｝面の耐摩耗方向を、鎖線矢印は摩耗方向を表しており、かかる耐摩耗方向と摩耗方向とは、｛１１０｝面内において直交している。
【００１８】
本実施例のダイヤモンド工具３０において、前記稜３４ｅは、好適には、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線に対して１５°以下の角度を成すものであり、さらに好適には、前記稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とを含む平面は、その｛１１０｝面に対して垂直を成す直線すなわち回転軸心Ｌの方向から見て前記稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とが一致するものである。ここで、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とは、前記稜３４ｅとの間に成す角が最小となる｛１１０｝面すなわち前記稜３４ｅの最も近傍に位置する｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線を指す。図８は、ダイヤモンド３６とそのダイヤモンド３６から切り出される加工部３４の相対位置関係を示す斜視図であり、ダイヤモンド３６を実線で、加工部３４を細線で示す。また、鎖線は、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８を示す。この図において、ダイヤモンド３６の｛１１０｝面と、加工部３４の稜３４ｅとは頂点３６ｖ（３４ｖ）にて交差しており、稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８とが成す角度φは、図８に示されるように３次元空間内における角度である。ここで、｛１１０｝面は、図８においてはダイヤモンド３６の一面として描かれているが、概念的には３次元空間内に無限に広がっており、また、その摩耗方向を示す直線３８も、図示されている直線３８と平行に｛１１０｝面内に無限本数考えることができる。この為、稜３４ｅが｛１１０｝面内に属する場合以外は、稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８とは必ずどこかで交わる。図８においては、前記稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とを含む平面が、その｛１１０｝面に対して垂直を成す加工部３４を示したが、それ以外の場合すなわち回転軸心Ｌの方向から見て前記稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とが一致しない場合においても、稜３４ｅと｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８とが成す角度φは一義的に定まる。
【００１９】
ダイヤモンドには前述のように耐摩耗方向と摩耗方向とがある為、加工部３４において切削時に被削材あるいは被削材の削り屑と摺接させられることにより摩擦が生じる方向は、ダイヤモンドの耐摩耗方向と一致することが望ましい。この為、たとえば｛１１０｝面の近傍に稜３４ｅを形成する場合には、かかる稜３４ｅを｛１１０｝面の耐摩耗方向に直交する直線すなわち摩耗方向を示す直線３８とすることが最も望ましいが、前述のように、ダイヤモンド工具３０の加工部３４は、被削材に形成されるテーパ状穴の中心角度θが所定の角度となるように設計されるものである為、その角度θによっては稜３４ｅは｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８と必ずしも一致しない。そこで、本実施例の加工部３４は、上述のような構成とすることで、切れ刃として機能する３本の稜をそれぞれ｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８に可及的に近接させ、加工部３４において切削時に摩擦が生じる方向をダイヤモンドの耐摩耗方向に可及的に近接させたものである。そのようにすれば、切れ刃として機能する３本の稜３４ｅをそれぞれ｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８とした構成に準ずる耐摩耗効果が得られる為、切削抵抗を低く抑える為に切れ刃のすくい角を大きくしたとしても、ダイヤモンド工具３０の加工部３４それ自体の耐久性が十分に保証されるのである。
【００２０】
本実施例のダイヤモンド工具３０は、たとえば、以下に示すような工程によって作製される。すなわち、先ず、加工部３４の材料であるダイヤモンドを、前記シャンク３２の先端に金属焼結あるいはろう付けなどによって固設する。加工部３４の材料としては、たとえば、図６の斜視図に示すような天然ダイヤモンド３６が好適に用いられる。前述のように、図６に示すダイヤモンド３６は、その表面３６ｐが｛１１０｝面からなる斜方十二面体構造を備えたものであり、シャンク３２の先端に固設する際には、所定の頂点３６ｖがシャンク３２の軸心上に配置されるようにする。このようにダイヤモンド３６を固設することで、シャンク３２の軸心がダイヤモンド３６の｛１１１｝面に対し垂直となる。
【００２１】
続いて、シャンク３２の先端に固設されたダイヤモンド３６に研磨加工を施すことにより、切れ刃として機能する３本の稜３４ｅを有する三角錐状の加工部３４を形成する。ダイヤモンドは極めて硬質である為、四角錐状、六角錐状、あるいは八角錐状に加工する際には頂点が１点に定まらず形成が困難であるが、本実施例のダイヤモンド工具３０における加工部３４のように三角錐状に加工する際には頂点３４ｖの形成は容易である。シャンク３２の先端に固設されたダイヤモンド３６をシャンク３２の軸心方向から見ると図７のようになる。前述のように、稜３４ｅと、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とを含む平面が、その｛１１０｝面に対して垂直を成す構成では、図７に示すシャンク３２の軸心方向からの平面視において、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線と稜３４ｅとが一致するように３本の稜３４ｅを形成する。ここで、上記頂点３４ｖに関して、ダイヤモンド３６の所定の頂点３６ｖが加工部３４の頂点３４ｖとなるようにしてもよいし、研磨加工により所定の頂点３６ｖからシャンク３２の軸心方向に若干削り進めた箇所を頂点３４ｖとしてもよい。以上のようにして、本実施例のダイヤモンド工具３０が作製される。
【００２２】
このように、本実施例によれば、三角錐状の加工部３４において３本の稜３４ｅが切れ刃として機能する為、切れ刃のすくい角を可及的に０°に近づけることができることに加えて、三角錐状の加工部３４を設けるに際しては頂点３４ｖの形成が容易である為、切削抵抗が低く切れ味に優れるとともに、作製が容易なダイヤモンド工具３０を提供することができる。
【００２３】
また、好適には、前記加工部３４は、その回転軸心Ｌが｛１１１｝面に対して垂直を成すものであり、ダイヤモンドは、｛１１１｝面に垂直な方向からの平面視において１２０°の回転対称性を有するものである為、このようにすれば、切れ刃として機能する３本の稜３４ｅが共通する特性を備えたものとなるという利点がある。
【００２４】
また、好適には、前記稜３４ｅは、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８に対して１５°以下の角度φを成すものである為、切れ刃として機能する３本の稜３４ｅがそれぞれ｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８の近傍に形成され、耐久性に優れたダイヤモンド工具３０を提供することができる。
【００２５】
また、好適には、前記稜３４ｅと、｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８とを含む平面は、その｛１１０｝面に対して垂直を成すものである為、切れ刃として機能する３本の稜３４ｅがそれぞれ｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線３８に可及的に近接して形成され、耐久性に優れたダイヤモンド工具３０を提供することができる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施例について、図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに別の態様においても実施される。
【００２７】
図９は、本発明の他の実施例であるダイヤモンド工具５０を示す正面図である。かかるダイヤモンド工具５０は、金属製のシャンク５２の先端に、切れ刃として機能する３本の稜５４ｅを有する三角錐状の加工部５４が部分的に形成された円筒状のダイヤモンド部材を備えて構成されたものであり、このように、本発明のダイヤモンド工具は、切れ刃として機能する３本の稜を有する三角錐状の加工部を備えたダイヤモンド工具に広く適用されるものである。
【００２８】
また、前述の実施例のダイヤモンド工具３０は、フェルール１６の端面にテーパ状穴１６ｔを形成する為に用いられていたが、本発明のダイヤモンド工具の用途はこれに限定されるものではなく、たとえば、板ガラスにテーパ状穴を形成するなどの目的で用いられてもよい。本発明のダイヤモンド工具は、切れ刃のすくい角が大きく切れ味に優れている為、ネオセラムなどのセラミック系ガラスをはじめとする比較的脆く破損し易い被削材の切削加工にも好適に用いられるものである。
【００２９】
また、前述の実施例では、加工部３４の材料として斜方十二面体構造のダイヤモンド３６が用いられていたが、研磨により所望の三角錐状の加工部を形成できるダイヤモンドであればこれに限定されず、たとえば、八面体構造のダイヤモンドといった材料を用いても構わない。
【００３０】
また、前述の実施例では、シャンク３２の先端に材料であるダイヤモンド３６を固設した後にかかるダイヤモンド３６に研磨加工を施していたが、これは飽くまで製造工程の一例であり、たとえば、材料であるダイヤモンドに切れ刃として機能する３本の稜を有する三角錐状の加工部を形成した後にシャンク３２に固設しても構わない。
【００３１】
また、前述の実施例では、ダイヤモンド工具３０をその軸心まわりに回転させつつ静止した被削材に当接させることにより、被削材に切削を施すものであったが、ダイヤモンド工具３０をその軸心まわりに回転させるとともに被削材をその軸心まわりに回転させつつ切削を施すものであってもよい。さらには、被削材をその軸心まわりに回転させつつ静止したダイヤモンド工具に当接させることにより、被削材に切削を施すものであっても構わない。
【００３２】
その他一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＣ型コネクタの一例である光ファイバコネクタを、その軸心を含む平面で切断して示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例であるダイヤモンド工具を示す正面図である。
【図３】本実施例のダイヤモンド工具を用いて、図１に示す光ファイバコネクタの構成要素であるフェルールの端面にテーパ状穴を形成する様子を示す概略断面図である。
【図４】本実施例のダイヤモンド工具により、その端面にテーパ状穴が形成されたフェルールを示す断面図である。
【図５】本実施例のダイヤモンド工具における加工部を詳しく説明する斜視図である。
【図６】本実施例のダイヤモンド工具における加工部の材料として用いられるダイヤモンドを示す斜視図である。
【図７】斜方十二面体構造のダイヤモンドを｛１１１｝面に垂直な方向から見た平面図である。
【図８】ダイヤモンドとそのダイヤモンドから切り出される加工部の相対位置関係を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例であるダイヤモンド工具を示す正面図である。
【符号の説明】
３０、５０：ダイヤモンド工具
３２、５２：シャンク
３４、５４：加工部
３４ｅ、５４ｅ：稜
３６：ダイヤモンド
３８：｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線
Ｌ：回転軸心
φ：稜と｛１１０｝面の摩耗方向を示す直線とが成す角度
【図１】
0003825705.tif 000002
【図２】
0003825705.tif 000003
【図３】
0003825705.tif 000004
【図４】
0003825705.tif 000005
【図５】
0003825705.tif 000006
【図６】
0003825705.tif 000007
【図７】
0003825705.tif 000008
【図８】
0003825705.tif 000009
【図９】
0003825705.tif 000010