JP2015054296A - 清掃具 - Google Patents

Abstract

【課題】合成繊維フィラメント糸の繊維束による清掃具により、光コネクタの光結合を行う光学部品における汚れを十分に除去できるようにする。【解決手段】合成繊維フィラメント糸を束とした繊維束１０１と、繊維束１０１の一部側面を被覆する合成樹脂などから構成された清掃具本体となる被覆体１０２とを備える。また、繊維束１０１の被覆体１０２の一端より２ｍｍ突出している刷毛部１０３を備える。ここで、合成繊維フィラメント糸は、断面が異形断面で単糸繊度が０．５デニールを超えて０．６デニール以下とされている。加えて、刷毛部１０３は、直径１ｍｍ以下で長さ２ｍｍとされている。【選択図】 図１

Description

本発明は、棒状の清掃具本体の先端部に清掃部が備えられた清掃具に関する。

近年の、光通信あるいは光を使った光測定のめざましい発展にともない、これら技術においては、光結合部における伝送損失が問題となっている。例えば、光通信で一般に用いられている光コネクタは、光ファイバ同士を向かい合わせた状態で光結合を実現している。この光コネクタは、一般に、中心に光ファイバを通して固定する円筒形の細径フェルールを備えている。このフェルールを、フェルールの外径よりも僅かに外径が小さい割りスリーブ内に深く挿入することで、割りスリーブの僅かな弾性変形により所定位置に正確に位置決めしている。

上述した構成とされている光コネクタの結合端面が汚れ、また、油脂および塵埃などの付着物が付着すると、光コネクタの挿入損失が増大し、反射減衰量が減少し、光信号を正常に伝送できなくなる。従って、光コネクタの結合端面は、清掃して汚れや付着物を取り除いておくことが重要となる。このような清掃を実施するために、細いスリーブ内に挿入可能な細い軸棒の先端に、超極細繊維の清掃布袋を被せた清掃具がある（特許文献１参照）。

この清掃具は、図７Ａに示すように、軸棒７０１の先端に清掃布袋７０２を被せている。被せた清掃布袋７０２は、熱収縮チューブ７０３などで軸棒７０１に固定している。清掃布袋７０２は、超極細繊維による布を袋状に加工して形成している。例えば、図７Ｂに示すように、所定の寸法に切り出した超極細繊維による布７１１を用意し（ａ）、布７１１を半折りし（ｂ）、辺７１２，辺７１３を熱溶着して袋状に形成する（ｃ）。この後、溶着した部分は清掃部として適さず、割スリーブに引っかかり、発塵の原因になるので、裏返して袋状に形成した清掃布袋７０２とする（ｄ）。

上述した清掃具を用いた清掃は、例えば、図８に示すように、光コネクタ８０１の割りスリーブ８０２内に清掃布袋７０２の部分を深く挿入し、清掃布袋７０２の先端部で、割りスリーブ８０２に挿入されているフェルール８０３および光ファイバ８０４の端面を清掃する。

しかしながら、上述した清掃具では、次に示すような光トランシーバ用モジュールには適用しにくいという問題がある。光トランシーバ用モジュールには、図９に示すように、一方の光コネクタ９０１は、スリーブ９０２内にレンズ９０３を備え、レンズ９０３の焦点位置には、ピンホールが形成された突き当て板９０４が配置されたものがある。この場合、他方の光コネクタの光ファイバ（不図示）端面が、突き当て板９０４により位置決めされ、送受信素子９０５より出射されてレンズ９０３により集光された通信光が、突き当て板９０４のピンホールを通して光ファイバ端面に集光される構成となっている。

このような構成の光コネクタの場合、直径０．６ｍｍ程度のピンホールを通してレンズの清掃を行うことになる。従って、この構成の光コネクタのレンズ面の清掃には、最大径が０．５ｍｍ程度の清掃具が必要となる。しかしながら、上述した清掃具では、直径を０．５ｍｍにまで細くすることができないという問題がある。

これに対し、上述したような細いピンホールを通して清掃ができる清掃具が開発されている（特許文献２参照）。この清掃具は、先端部に単糸繊度が０．５デニール以下の異形断面の合成繊維フィラメント糸の繊維束を備えた構成となっている。この清掃具によれば、最も太くなる箇所は把持部であり、繊維束を保持する把持部の直径を０．５ｍｍ程度に細くすることが可能である。このように細くした把持部による上記清掃具を用いることで、ピンホールを通過し、この奥に配置されるレンズ面に繊維束を押し付けて清掃をすることが可能となる。このように、繊維束による清掃具によれば、様々な形態の光コネクタの光結合を行う光学部品を清掃対象とすることができるようになる。

特開２００６−２０８４８１号公報 特開平０９−０３１７４３号公報 特許第３３２４９９１号公報 特公平０７−０８９１６８号公報

しかしながら、上述した合成繊維フィラメント糸の繊維束による清掃具では、例えば、光トランシーバ用モジュールの光コネクタを構成しているレンズ面の汚れを十分に除去できないという問題があった。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、合成繊維フィラメント糸の繊維束による清掃具により、光コネクタの光結合を行う光学部品における汚れを十分に除去できるようにすることを目的とする。

本発明に係る清掃具は、棒状の部材からなる清掃具本体と、清掃具本体の先端に固定された複数の合成繊維フィラメント糸の繊維束からなる刷毛部とを備え、合成繊維フィラメント糸は、断面が異形断面で単糸繊度が０．５デニールを超えて０．６デニール以下とされている。刷毛部は、直径１ｍｍ以下、長さ２ｍｍとされているとよい。

上記、清掃具において、刷毛部は、繊維糸量２８００±２００本とされ、かつ、直径０．５ｍｍ，長さ２ｍｍとされていればよい。また、刷毛部は、繊維糸量４２００±３００本とされ、かつ、直径０．５ｍｍ，長さ２ｍｍとされていてもよい。また、刷毛部は、繊維糸量１４０００±１０００本とされ、かつ、直径１ｍｍ，長さ２ｍｍとされていてもよい。

上記清掃具において、清掃具本体は、少なくとも一端に中空部を有し、繊維束の一端部は、清掃具本体の中空部内に埋設され、繊維束の清掃具本体より突出した先端部により刷毛部が構成されているようにしてもよい。この場合、清掃具本体は、繊維束の刷毛部以外の部分を被覆する合成樹脂からなる被覆体から構成されているようにするとよい。あるいは、繊維束を一旦樹脂で覆い棒状にしたのち、所定の長さで切断し、その先端を２ｍｍの樹脂を除去して繊維束を出現させて構成するとよい。

上記清掃具において、清掃具本体の後端側に設けられた把持部を備えるようにしてもよい。この場合、清掃具本体の把持部以外の長さは、２０ｍｍから３０ｍｍとさていればよい。

以上説明したことにより、本発明によれば、合成繊維フィラメント糸の繊維束による清掃具により、光コネクタの光結合を行う光学部品における汚れを十分に除去できるようになるという優れた効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態における清掃具の構成を示す構成図である。 図２は、挿入補助冶具２０１の構成を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態における清掃具を用いた清掃状態を光学顕微鏡で観察した結果を示す写真である。 図４は、本発明の実施の形態における実験結果を示す特性図である。 図５は、本発明の実施の形態における清掃具を用いた清掃状態を光学顕微鏡で観察した結果を示す写真である。 図６は、本発明の実施の形態における清掃具を用いた清掃状態を光学顕微鏡で観察した結果を示す写真である。 図７Ａは、清掃具の構成を示す構成図である。 図７Ｂは、清掃具を構成する清掃布袋７０２の加工方法を説明する説明図である。 図８は、図７Ａを用いて説明した清掃具による清掃を説明するための説明図である。 図９は、光トランシーバ用モジュールの一部構成例を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における清掃具の構成を示す構成図である。この清掃具は、合成繊維フィラメント糸を束とした繊維束１０１と、繊維束１０１の一部側面を被覆する合成樹脂などから構成された清掃具本体となる被覆体１０２とを備える。また、繊維束１０１の被覆体１０２の一端より２ｍｍ突出している刷毛部１０３を備える。ここで、合成繊維フィラメント糸（繊維糸）は、断面が異形断面で単糸繊度が０．５デニールを超えて０．６デニール以下とされている。また、刷毛部１０３は、直径１ｍｍ以下、長さ２ｍｍとされている。

図１に例示する構成では、中空の棒状の部材からなる清掃具本体である被覆体１０２の中空部に、刷毛部１０３以外の繊維束１０１が埋設されたものとなっている。例えば、光トランシーバ用モジュールの清掃具であれば、繊維束１０１は、脱脂処理した単糸繊度約０．５４デニールの２８００本の合成繊維フィラメント糸の束であり、長さ４０ｍｍ程度とされている。また、被覆体１０２は、ポリアセタールから構成され、被覆体１０２で被覆した部分の径は、０．５ｍｍとされている。

なお、図１に例示する清掃具では、被覆体１０２の他端側に、長さ１０ｍｍ程度の直径２ｍｍ程度の円筒状の把持部１０４を設ける構成としている。把持部１０４を設けることで、清掃具を把持しやすくなり、取り扱いが容易となる。また、後述するように、清掃具は軸を中心に回転させて清掃に供するが、把持部１０４を設けることで素早い回転が可能となり、より効率的に清掃が行えるようになる。清掃具本体がどの様な形態であっても、把持部１０４を設けることで、上述した効果が得られる。

このような清掃具は、例えば、図２に示すような挿入補助冶具２０１を用い、清掃対象の光コネクタのスリーブに挿入すればよい。挿入補助冶具２０１は、例えば、本体の外形が光コネクタプラグと同じ形状とされた嵌合部２０２と、嵌合部２０２に連続する後段部２０３とを備え、例えば、嵌合部２０２を光トランシーバに挿入して嵌合する構造となっている。

嵌合部２０２には、例えば、直径６ｍｍ程度のガイド穴２０４が形成され、後端部２０３には、導入穴２０５が形成されている。導入穴２０５は、ガイド穴２０４との接続部にかけて暫時に直径が小さくなるように形成されている。導入穴２０５は、例えば、後段部は、直径３ｍｍ程度とされている。また、ガイド穴２０４の先端部は、嵌合部２０２を光トランシーバに挿入して嵌合すると、突き当て板のピンホール部分に配置される構成となっている。

上述した挿入補助冶具２０１を、例えば、光トランシーバに装着し、清掃具を導入穴２０５から挿入すると、円滑に刷毛部１０３をガイド穴２０４に通すことができる。これにより、刷毛部１０３を、突き当て板のピンホール部分を容易に通過させることができ、刷毛部１０３をレンズ面に到達させることが容易となる。

実施の形態における清掃具を用いた清掃について簡単に説明する。まず、把持部１０４を把持した状態で、上述したように、刷毛部１０３をレンズ面に到達させる。次いで、例えば、刷毛部１０３の反力を感じる程度の押圧力（数グラム〜数十グラム）を加え、把持部１０４を親指と人差し指あるいは中指でつまみ、把持部１０４を回転させることにより、繊維束１０１を回転させて刷毛部１０３を回転（１回転）させる。この回転による清掃動作を繰り返すことにより、レンズ面の汚れが清掃できる。

以下、実際に清掃を実施した結果について図３を用いて説明する。図３は、光トランシーバ用モジュールで用いられているレンズの表面（レンズ面）を光学顕微鏡で観察した結果を示す写真である。まず、レンズ面に、一般的な室内に配置されている机の上に存在する塵埃を付着させ、この汚れを清掃した結果について、図３の（ａ）および（ｂ）に示す、図３の（ａ）は、塵埃を付着させた状態を示し、図３の（ｂ）は、実施の形態における清掃具で清掃した後の状態を示している。清掃は、上述した清掃動作を連続して１０回行っている。図３の（ｂ）に示すように、塵埃が除去されていることが分かる。

次に、レンズ面に手脂を付着させ、この汚れを清掃した結果について、図３の（ｃ）および（ｄ）に示す、図３の（ｃ）は、手脂を付着させた状態を示し、図３の（ｄ）は、実施の形態における清掃具で清掃した後の状態を示している。清掃は、上述した清掃動作を連続して１０回行っている。図３の（ｄ）に示すように、手脂が除去されていることが分かる。

次に、実施の形態における清掃具を用いたＬＣコネクタ（特許文献３参照）を対象とした清掃について説明する。まず、清掃における清掃性能を評価した結果を図４に示す。この評価では、脱脂処理した単糸繊度約０．５４デニールの４２００本の合成繊維フィラメント糸の束より繊維束１０１を構成し、被覆体１０２の部分の径を０．５ｍｍとした清掃具を用いた。図４において、横軸は清掃動作の回数、縦軸は汚れの除去率である。汚れとして手脂を付着させ、清掃具を複数本用意し１回動作させる毎に汚れ状態を顕微鏡で確認し、汚れを完全に拭き取れた本数の割合である。なお、汚れ状態は、光コネクタ端面検査装置としてＦＢＰ−５０００（ＪＤＳＵ社製）を用い、国際標準化機関（ＩＥＣ）で制定された「ＩＥＣ６１３００−３−３５Ｅｄ．１．０」の仕様に従った２５０μｍ径の判定基準を、実験対象のフェルール端面の全域に適用して判定した。

図４から明らかなように、清掃動作５回で、いずれにおいても汚れの除去が完了している。

また、上述した実施の形態における清掃具を用いたＬＣコネクタの清掃結果について、図５を用いて説明する。図５は、光コネクタ端面検査装置であるＦＶＤ−２４００（ＪＤＳＵ社製）を用い、ＬＣコネクタのフェルールおよび光ファイバ端面の状態を撮影した写真である。図５の（ａ）は、手脂を付着させた状態を示し、図５の（ｂ）は、上述した実施の形態における清掃具を用いて清掃した結果を示している。図５の（ｂ）に示すように、汚れが完全に除去されている。

一方、図５の（ｄ）は、図５の（ｃ）に示すように手脂を付着させた状態を、従来の繊維束を用いた清掃具で清掃した結果を示している。従来の清掃具は、脱脂処理した単糸繊度０．５デニール以下の合成繊維フィラメント糸の束より繊維束を構成し、繊維束の径を約０，８ｍｍとし、被覆体の部分の径を約１ｍｍとしている。清掃は、上述同様の清掃動作を連続して１０回行っている。図５の（ｄ）に示すように、汚れが残っており、従来の清掃具では、汚れを完全に除去できないことが分かる。

上述した結果より、単糸繊度を０．５デニール以下とした繊維束では、刷毛部の剛性が低く、糸に張りがない状態でレンズ表面にまとわりつく状態となるため、上述したように汚れが完全に除去できないものと考えられる。これに対し、０．５デニールを超える単糸繊度による繊維束から刷毛部を構成することで、刷毛部がバネ性をもってレンズに押し付けられている状態となり、清掃性能が向上するものと考えられる。また、この構成とすることで、刷毛部を構成している各繊維糸が均等にばらけて清掃面に均一に接触する状態となるため、高い清掃性能が得られるものと考えられる。なお、単糸繊度が０．６デニールを超えて大きくなる条件では、清掃効果の低下が確認された。これは、単糸繊度が０．６デニールを超えて大きくなる条件では、繊維径が大きくなり、汚れを絡め取る効果が低下するためと考えられる。

ところで、突き当て板に直径０．６ｍｍ程度のピンホールが形成されている光トランシーバ用モジュールのレンズ面清掃では、被覆体１０２形成部の直径を０．５ｍｍの条件とすると、繊維束１０１を構成する繊維糸の数を１４００本とした条件では、上述した清掃動作の回数を増やしても、汚れ除去率が上昇しない結果となった。一方、繊維束１０１を構成する繊維糸の数を４２００本とすると、やはり清掃性能が低下した。なお、実施の形態で用いた合成繊維フィラメント糸では、繊維糸の数が１４００本単位で増減できる製品であるため、上述した結果となる。単位数は１００本程度増減した繊維糸でもよく、上述の繊維糸の数は１４００±１００本、２８００±２００本、４２００±３００本の各範囲で良好な清掃性能が得られる。また、刷毛部の長さは２ｍｍが最適であり、１．５ｍｍ以下、あるいは、２．５ｍｍ以下では清掃性能は劣化した。

なお、把持部１０４は、長さが１０ｍｍから２０ｍｍ程度がよく、この範囲外では操作性が悪い結果となった。また、清掃具本体（被覆体１０２）の把持部１０４以外の部分の長さは、２０ｍｍから３０ｍｍ程度がよい結果となった。この範囲であれは、ほどよくたわみ、清掃時に数グラム〜数十グラムでの押圧が実現できる。これに対し、把持部１０４以外の部分の長さが２０ｍｍ以下では、清掃時に押圧力が高くなりすぎ、各合成繊維フィラメント糸がレンズにまとわりつくようになり清掃性能が劣化する。また、把持部１０４以外の部分の長さが３０ｍｍ以上では、清掃時の押圧力が数グラム以下の荷重となってしまい、これも適さない。

次に、前述したような、フェルールの直径が１．２５μｍのＬＣコネクタを清掃対象とした場合は、被覆体１０２形成部の直径を０．５ｍｍとし、繊維束１０１は、４２００本の合成繊維フィラメント糸から構成するとよい。

また、フェルールの直径が２．５μｍのＳＣコネクタ（特許文献４参照）を清掃対象とした場合、被覆体１０２形成部の直径を１ｍｍとし、繊維束１０１は、１４０００本の合成繊維フィラメント糸から構成するとよい。なお、１４０００±１０００本の範囲でもよい。この構成とした実施の形態における清掃具で、ＳＣコネクタのフェルールおよび光ファイバ端面を清掃した結果について、図６を用いて説明する。図６は、光コネクタ端面検査装置であるＦＢＰ−５０００（ＪＤＳＵ社製）を用い、ＳＣコネクタのフェルールおよび光ファイバ端面の状態を撮影した写真である。図６の（ａ）は、手脂を付着させた状態を示し、図６の（ｂ）は、上述した構成の実施の形態における清掃具を用いて清掃した結果を示している。図６の（ｂ）に示すように、汚れが完全に除去されている。このように、清掃面積が大きい場合、繊維糸の数は多い方がよいことが分かる。

なお、直径１．２５ｍｍフェルール（光ファイバ）が清掃対象の場合、被覆体１０２の外径を、上記径の半分以下の０．５ｍｍとするとよい。また、直径２．５ｍｍフェルール（光ファイバ）が清掃対象の場合、被覆体１０２の外径を、上記径の半分以下の１ｍｍとするとよい。これらのように、光ポートの内径より細くしておくことで、ある程度の隙間が形成され、刷毛部１０３の周方向に繊維が広がりながら清掃面を清掃できるため、清掃性能を高めることができるものと考えられる。なお、上述したように繊維糸の数を多くした場合、清掃時の押圧力を高くすることができるので、被覆体で覆う清掃具本体となる軸の部分を１０〜２０ｍｍ程度と短くし、たわみが抑制されるようにするとよい。

以上に説明したように、本発明では、断面が異形断面で単糸繊度が０．５デニールを超えて０．６デニール以下とされた合成繊維フィラメント糸による繊維束から刷毛部を構成し、この刷毛部が、繊維糸量２８００本、直径０．５ｍｍ、長さ２ｍｍの組合せ、繊維糸４２００本、直径０．５ｍｍ、長さ２ｍｍの組合せ、繊維糸量１４０００本、直径１ｍｍ、長さ２ｍｍの組合せで構成するようにした。この結果、本発明によれば、合成繊維フィラメント糸の繊維束による清掃具により、光トランシーバの直径０．６ｍｍ程度のピンホールの奥に配置される光学レンズ、直径１．２５ｍｍの光コネクタフェルール端面、直径２．５ｍｍの光コネクタフェルール端面などの、光コネクタの光結合を行う光学部品における汚れを十分に除去できるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、繊維束を一旦樹脂で覆い棒状にしたのち、所定の長さで切断し、その先端の樹脂を所定量除去して繊維束を出現させて構成するようにしたが、これに限るものではなく、清掃具本体は、少なくとも一端に中空部を有し、繊維束の一端部は、清掃具本体の中空部内に埋設され、繊維束の清掃具本体より突出した先端部により刷毛部が構成されているようにしてもよい（特許文献２参照）。

１０１…繊維束、１０２…被覆体、１０３…刷毛部、１０４…把持部。

Claims (9)

1. 棒状の部材からなる清掃具本体と、
   前記清掃具本体の先端に固定された複数の合成繊維フィラメント糸の繊維束からなる刷毛部と
   を備え、
   前記合成繊維フィラメント糸は、断面が異形断面で単糸繊度が０．５デニールを超えて０．６デニール以下とされていることを特徴とする清掃具。
2. 請求項１記載の清掃具において、
   前記刷毛部は、直径１ｍｍ以下で長さ２ｍｍとされていることを特徴とする清掃具。
3. 請求項１記載の清掃具において、
   前記刷毛部は、繊維糸量２８００±２００本とされ、かつ、直径０．５ｍｍ，長さ２ｍｍとされていることを特徴とする清掃具。
4. 請求項１記載の清掃具において、
   前記刷毛部は、繊維糸量４２００±３００本とされ、かつ、直径０．５ｍｍ，長さ２ｍｍとされていることを特徴とする清掃具。
5. 請求項１記載の清掃具において、
   前記刷毛部は、繊維糸量１４０００±１０００本とされ、かつ、直径１ｍｍ，長さ２ｍｍとされていることを特徴とする清掃具。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の清掃具において、
   前記清掃具本体は、少なくとも一端に中空部を有し、
   前記繊維束の一端部は、前記清掃具本体の前記中空部内に埋設され、
   前記繊維束の前記前記清掃具本体より突出した先端部により前記刷毛部が構成されている
   ことを特徴とする清掃具。
7. 請求項６記載の清掃具において、
   前記清掃具本体は、前記繊維束の前記刷毛部以外の部分を被覆する合成樹脂からなる被覆体から構成されていることを特徴とする清掃具。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の清掃具において、
   前記清掃具本体の後端側に設けられた把持部を備えることを特徴とする清掃具。
9. 請求項８記載の清掃具において、
   前記清掃具本体の前記把持部以外の長さは、２０ｍｍから３０ｍｍとされていることを特徴とする清掃具。