CN101543970B - 工件端面研磨置具 - Google Patents

Abstract

本发明一种工件端面研磨置具，包括一本体及一架体；本体结合多个夹具，用以结合待研磨的工件；本体周围具有环状的第一支撑部；架体具有第二支撑部；第二支撑部包围于该第一支撑部的外侧；当该工件的研磨端面与一磨面接触的研磨过程中，该第二支撑部限制该第一支撑部的偏移范围，使该本体维持平行于该磨面的状态；可大幅节省制作第一支撑部的时间及成本。

Description

工件端面研磨置具

技术领域

本发明涉及研磨工件端面的装置，尤其是有关安置光纤待研磨端面的置具。

背景技术

光纤通讯已是目前及未来不可或缺的通讯工具。光纤通讯所用的光纤连结器，其主要结构如图1所示，是使光纤11穿过套圈12，再用粘着剂粘住而成。此种套圈12可以是塑料、玻璃或陶瓷制品。而套圈12端面的凸出球面121则是在弹性研磨面上加压，经粗磨、细磨、抛光而成。此凸出球面121必须是没有瑕疵的弧面。此凸出球面121的光轴可以与光纤11的中心线平行也可以成一个小斜角。

传统研磨光纤端面的方法，是使光纤端面静止不动，而使磨面作自转加公转的运动对光纤端面进行研磨。由发明人所获准的现有技术「光纤端面的研磨设备」所揭示的数学分析得知。如果研磨面的运动方式为自转加公转，则在光纤端面置具上，光纤端面只宜安排在一个圆周上。但如果只有公转，没有自转，则整个光纤端面置具上所有点的磨耗程度都是相同的。光纤端面可以平均安置于整个光纤端面置具上。另外上述专利又揭示，如果将研磨面做成长条形的，而让长条形磨面的一边的研磨颗粒较粗，而另一边颗粒较细，如图2所示，将多个光纤端面置具2、3、4同时在长条形的磨面5上滑行。右边的磨面6的颗粒较粗，而左边的磨面7的颗粒较细。经过适当的安排，可以使安置于置具上不同位置的光纤端面与磨面5之间的压力是均匀的。则可以将光纤端面置具2、3、4由磨面5颗粒较粗的一边滑向颗粒较细的一边，连续一次完成粗细磨及抛光程序。所以如果光纤端面与研磨面之间压力均匀的问题能够解决，理论上，可以同时研磨非常多个光纤端面。

基本上压力不均匀的原因有二：

1.光纤端面置具的支持点，不在光纤端面与磨面磨擦所产生的施力面上，因而产生扭力，使置具倾斜，而产生压力不均匀的现象。

2.如果光纤端面置具是被夹住固定的，则研磨面与置具之间不平行也会产生压力不平均的现象。

请参阅图3、图4所示。已知的光纤端面研磨设备，包括磨面21、光纤端面的套圈22、光纤端面的置具23、加压的固定杆24所组成。光纤25的待研磨端结合于套圈22内。当光纤25的端面与磨面21有相对运动时，置具23在端面处受到一个横向的力量。但此时支点在接触点31或接触点32的位置，因此置具23受到一个逆时针方向的扭力，产生如图4所示的倾斜状态，使光纤的端面251较光纤的端面252要低，也就是端面251所受的压力较端面252要大。

为了解决这个问题，美国专利US5216846号，揭示利用间隔器(Spacer)来保持工件与磨面之间的距离。因为磨面为弹性磨面，所以保持距离即为保持压力。这种方法，因为有一部分不平均的压力由间隔器来承受，所以会有一些改善，但其基本结构没有改变，扭力还是存在，所以压力的不平均因素还是存在。

另外美国专利第US6039630号揭示，利用压力传感器去量度瞬间压力，再用电子控制弹簧的方法来补偿压力的不平均。

另美国专利US6077154、US5351445等，提出将光纤端面夹住固定的设计，如图5所示。其中光纤端面的置具41结合多数光纤夹具42，光纤夹具42夹住光纤43。夹具42固定置具41于磨面45的上方。这种设计，因为置具41是被夹住固定的，所以不会有因扭力而产生的倾斜问题。但有一个问题，因为置具41是被固定杆44夹住固定的，而磨面45的方向也是固定的，所以一般的情况是，置具41与磨面45必然不会很精准的平行。这时通常的做法是调整使置具41固定的夹具42的角度。但是置具41与磨面45总是会有一点不平行。另外，这种设计，光纤43端面与磨面45之间的压力，是由下面向上方施压的，这种方式一则太复杂，再则不方便自动化。另外如果研磨面的设计是如图2所示，长条形的，而且是好几个光纤端面置具，同时在此长条形的研磨面上滑动，则要保持置具上不同位置的光纤端面的压力是均匀的那就更困难了。

使置具上不同位置的光纤端面受到平均的压力的两个原则如下：

1.光纤端面置具不可以被夹住固定，如果研磨面为硬质的非弹性磨面，则置具与磨面必须是自然接触。也就是磨面如果有任何的上下摆动，置具也要跟着有上下摆动，而且在上下摆动时，置具上不同位置的端面的平均压力还要是均匀的。如果磨面为弹性的则置具与磨面必须非常的平行，且还要可以加压于磨面。

2.在研磨过程中光纤端面所形成的平面，即是磨面施力于置具的施力面。在研磨过程中，原则上置具是不随着研磨面移动，或转动的。所以需要设计一个或多个置具的支点。为使压力均匀，这些支点必须在此施力面上，以保持置具不随着研磨面移动或转动。

请参阅图6所示。现有技术及其相对应的美国专利US7,063,602，揭示的一置具，其本体60周边具有多个对称的容置槽61以容置砝码62，使本体60具有使多个光纤63的端面下压磨面64的力量，因而本体60与磨面64呈自然接触的加压方式。本体60侧边下方具有多个对称设计的固定杆65，固定杆65底部具有突出的接触部651，分别置于架体66的固定槽661内。固定槽661下方具有排液孔662，以排出研磨时落入容置槽661内的液体。接触部651与固定槽661的接触面，与多个光纤63的底端与磨面64的接触面在同一平面，使本体60的支持点在光纤63的底端与磨面64所产生的施力面上，因此不会产生扭力使本体60倾斜，而产生压力不均匀的现象。

上述图6所示的置具，通过多个对称设计的固定杆65固定本体60，使本体60不能转动。磨面64仅有接触光纤端面的部分被使用，较不能使磨面64的各个研磨点被平均使用。而且本体60的四支固定杆65的底端必须在同一平面上，其制作上十分困难。

另发明人已申请的名称为：光纤端面研磨置具。该置具的本体及架体分别具有相对应的固定部，该两固定部中至少有一固定部具有至少一组上接触部、下接触部，该每一组上接触部、下接触部分别在该工件的研磨端面与一磨面的接触平面的上、下方。利用该上接触部、该下接触部与该另一固定部的互相接触限制，使该本体维持平行于该磨面的状态。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种工件端面研磨置具，使本体与架体的支撑结构更容易被制作。

本发明是为了进一步改善光纤端面研磨置具的本体与架体之间的支撑结构，使支撑结构更容易被制作，节省制作时间及成本；且本体在研磨过程中可变换对应于磨面的位置，使磨面的各研磨点较能被平均使用，以提升研磨质量。

本发明的另一目的，是提供一种工件端面研磨置具，使本体上的光纤端面较能平均的接触磨面的各个区域，磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率。

本发明的又一目的，在提供一种工件端面研磨置具，使研磨中的各光纤较方便被整理及固定。

本发明的工件端面研磨置具，包括一本体及一架体；该本体结合多个夹具，用以结合待研磨的工件；该本体周围具有环状的第一支撑部；该架体具有第二支撑部；该第二支撑部包围于该第一支撑部的外侧；以便该工件的研磨端面与一磨面接触的研磨过程中，该第二支撑部限制该第一支撑部的偏移范围，使该本体维持平行于该磨面的状态。

本发明的有益效果是，所提供的工件端面研磨置具，使本体与架体的支撑结构更容易被制作。

本发明的其它目的，功效及实施例，请参阅图式详细说明如下。

附图说明

图1为一般光纤连接器的示意图；

图2为已知研磨设备的立体示意图；

图3为已知研磨设备的剖面示意图；

图4为已知研磨设备使用状态的剖面示意图；

图5为已知置具结合夹具的立体示意图；

图6为已知台湾专利揭示的置具实施例的剖面示意图；

图7为本发明实施例(1)的分解状态示意图；

图8为本发明实施例(1)的组合状态示意图；

图9为本发明实施例(2)的剖面示意图；

图10为本发明实施例(3)的剖面示意图；

图11为本发明实施例(4)的剖面示意图；

图12为本发明实施例(5)的剖面示意图；

图13为本发明实施例(6)的剖面示意图；

图14为本发明实施例(7)的剖面示意图；

图15为本发明实施例(9)的组合状态示意图。

【主要组件符号说明】

光纤11、25、43、63、73、77    套圈12、22

凸出球面121                   光纤端面置具2、3、4

置具23、41                    固定杆24、44、65

端面251、252                  接触点31、32

夹具42、711

磨面5、6、7、45、57、64、74、78

本体60、71、75、79、81、83、85、87

固定槽661、725                容置槽61、752、753

砝码62、754

架体66、72、76、80、82、84、86、88

接触部651                     排液孔662

第一支撑部714、755、791、811、831、851、871

吊架716                       横杆717

挂勾718

第二支撑部721、761、801、821、841、861、881

上接触部762、792、824、842、862、882

下接触部763、793、825、843、863、883

接触平面781                   传动齿轮884

具体实施方式

请参阅图7、8所示。本发明实施例(1)的置具，包括一本体71及一架体72所组成。本体71结合多个夹具711，每个夹具711结合至少一个光纤端面套圈以结合光纤73。本体71靠外围的侧边具有多个对称的容置槽712、713以容置砝码，利用砝码施以本体71向下的压力。若没有加砝码施以本体71向下的压力，磨面的旋转速度可由磨面与光纤端面之间的磨擦力来控制，磨面的自转角速度必须远小于公转角速度。容置槽712、713可分别为弧槽状、圆筒状及长槽状。本体71的周围具有环状的第一支撑部714。第一支撑部714的外壁结合至少一拨杆715。架体72具有环状的第二支撑部721。第二支撑部721包围于第一支撑部714的外侧。第二支撑部721的内侧另容置一连续磨式的磨面74。架体72中间具有穿透孔722，以供光纤73的研磨端面抵靠磨面73，进行研磨作业。第二支撑部721具有供拨杆715穿出的长槽孔723，并具有连通长槽孔723的缺口724，以供拨杆715穿过缺口724置入长槽孔723内，如图8所示。

第二支撑部721的内侧具有环状的固定槽725。第一支撑部714的底端被容置于固定槽725内。通过第一支撑部714与固定槽725的接触部分与光纤73的研磨端面与磨面74的接触面约在同一平面的设计，同样能达成使本体71在研磨过程中维持平行于磨面74的功能。并可通过拨杆715带动本体71相对于架体72及磨面74旋转一角度，变换光纤73的研磨端面与磨面74的接触位置，使磨面74的各研磨点可较平均的接触光纤73的研磨端面，使磨面74的各研磨点较平均的被使用，其磨耗的程度较平均，使分布在不同位置的多个光纤73的研磨端面获得较一致的研磨形状，可提升整体光纤73的研磨端面被研磨的良率。

本体71与架体72的支撑结构，是由第一、二支撑部714、721及固定槽725所组成，制作第一支撑部714时，不需如图6所示需校准四支固定杆65的底端是否在同一水平面的困难作业，故可大幅节省制作时间及成本。

请参阅图9所示。本发明实施例(2)的置具，包括一本体75及一架体76所组成。本体75结合多个夹具751，每个夹具751结合至少一个光纤端面套圈以结合光纤77。本体75靠外围的侧边具有多个对称的容置槽752、753以容置砝码754。本体75的外围具有环状的第一支撑部755。架体76具有环状的第二支撑部761。第二支撑部761包围于第一支撑部755的外侧。第二支撑部761的内侧另容置一磨面78。架体76中间具有穿透孔，以供光纤77的研磨端面抵靠磨面78，进行研磨作业。第一支撑部755的外壁结合至少一拨杆，第二支撑部761具有容置拨杆的长槽孔，并具连通长槽孔的缺口，以供拨杆穿过缺口置入长槽孔内，如实施例(1)中所述的结构，(图中未绘出)。第二支撑部761的内侧壁具有突出的上、下接触部762、763。上、下接触部762、763分别在光纤77的研磨端面与磨面78的接触平面781的上、下方约2厘米范围内。在研磨过程中，上、下接触部762、763可分别限制第一支撑部755的偏移范围。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能。

请参阅图10所示。本发明实施例(3)的置具，包括一本体79及一架体80所组成，其结构与实施例(2)的置具大致相同。但本体79的第一支撑部791的外侧壁具有突出的上、下接触部792、793，取代实施例(2)的第二支撑部761的上、下接触部762、763。上、下接触部792、793分别在光纤77的研磨端面与磨面78的接触平面781的上、下方约2厘米范围内。在研磨过程中，第二支撑部801可分别限制第一支撑部791的上、下接触部792、793的偏移范围。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能。

请参阅图11所示。本发明实施例(4)的置具，包括一本体81及一架体82所组成。其结构与实施例(2)的置具大致相同。但第二支撑部821具有对称性设置的多个螺孔，该螺孔分别螺接螺丝822、823，螺丝822、823凸出第二支撑部821的内侧壁，形成突出的上、下接触部824、825，取代实施例(2)的第二支撑部761的上、下接触部762、763。上、下接触部824、825分别在光纤77的研磨端面与磨面78的接触平面781的上、下方约2厘米范围内。在研磨过程中，第二支撑部821的上、下接触部824、825可分别限制第一支撑部811偏移范围。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能；且利用螺丝822、823可调整第一、二接触部824、825与第一支撑部811之间之间隙。

请参阅图12所示。本发明实施例(5)的置具，包括一本体83及一架体84所组成。其结构与实施例(2)的置具大致相同。但第一支撑部831的下端低于第二支撑部841的下端，利用第二支撑部841的内侧壁的上、下端分别为上、下接触部842、843，取代实施例(2)的第二支撑部761的内侧壁具有突出的上、下接触部762、763。上、下接触部842、843分别在光纤77的研磨端面与磨面78的接触平面的上、下方约2厘米范围内。在研磨过程中，第二支撑部841的上、下接触部842、843可分别限制第一支撑部831偏移范围。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能。

请参阅图13所示。本发明实施例(6)的置具，包括一本体85及一架体86所组成。其结构与实施例(2)的置具大致相同。但第一支撑部851的下端高于第二支撑部861的下端。利用第二支撑部861的内侧壁的上端及内侧壁对应于第一支撑部851下端的部分为上、下接触部862、863，取代实施例(2)的第二支撑部的内侧壁具有突出的上、下接触部762、763。上、下接触部862、863分别在光纤77的研磨端面与磨面78的接触平面781的上、下方约2厘米范围内。在研磨过程中，第二支撑部861的上、下接触部862、863可分别限制第一支撑部851的偏移范围。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能。

请参阅图14所示。本发明实施例(7)的置具，包括一本体87及一架体88所组成。其结构与实施例(2)的置具大致相同。但本体87及架体88并无实施例(2)的本体75及架体76所具有得拨杆及长槽孔，缺口等的设置。本体87的第一支撑部871的外侧壁具有齿条872。架体88的第二支撑部881的第一、二接触部882、883之间具有槽孔。架体88另结合一传动机构，属现有一技术(图中未绘出)，传动机构的一传动齿轮884穿过第二支撑部881的槽孔。当齿条872与传动齿轮884啮合时，本体87可被传动机构带动旋转。在研磨过程中，第二支撑部881的上、下接触部882、883可分别限制第一支撑部871的偏移范围。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能。且利用传动齿轮884带动本体87旋转，变换光纤77的研磨端面与磨面78的接触位置，使磨面78的各研磨点可较平均的接触光纤77的研磨端面，使磨面78的各研磨点较平均的被使用，其磨耗的程度较平均，使分布在不同位置的多个光纤77的研磨端面获得较一致的研磨形状，可提升整体光纤77的研磨端面被研磨的良率。

请参阅图15所示。本发明实施例(8)的置具，包括实施例(1)的本体71及一架体72所组成。且本体71进一步结合一吊架716，吊架716具有一横杆717，横杆717结合多个挂勾718。光纤73的中段部分可被绕成多个圈，然后被挂于挂勾718上。本实施例亦能达成，使本体的支撑结构更容易被制作，使磨面的各个研磨点能较平均的被磨耗，使各光纤端面的研磨程度比较均匀，以提升所有光纤端面研磨的良率等功能。且利用吊架716使研磨中的各光纤73较方便被整理及固定。

上述本发明实施例(2)至(7)的置具，其本体亦可分别结合一如实施例(8)所示的吊架716，使研磨中的各光纤较方便被整理及固定。

本发明使本体的第一支撑部呈环状，取代多个支固定杆的设计，制作第一支撑部时，不需校准多个支固定杆的底端是否在同一水平面的困难作业，故可大幅节省制作时间及成本。该第一支撑部可为圆环状或其它型态的环状。

本发明使本体可相对于架体及磨面旋转一角度，变换光纤的研磨端面与磨面的接触位置，使磨面的各研磨点可较平均的接触光纤的研磨端面，使磨面的各研磨点较平均的被使用，其磨耗的程度较平均，使分布在不同位置的多个光纤的研磨端面获得较一致的研磨形状，可提升整体光纤的研磨端面被研磨的良率。且利用吊架使研磨中的各光纤较方便被整理及固定。

以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明主张的专利范围，而不限于实施例所揭示。

Claims (12)

1.一种工件端面研磨置具，其特征在于，包括一本体及一架体；该本体结合多个夹具，用以结合待研磨的工件；该本体周围具有环状的第一支撑部；该架体具有第二支撑部；该第二支撑部包围于该第一支撑部的外侧；以便该工件的研磨端面与一磨面接触的研磨过程中，该第二支撑部限制该第一支撑部的偏移范围，使该本体维持平行于该磨面的状态。

2.如权利要求1所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第一支撑部的外壁结合至少一拨杆；该第二支撑部具有供该拨杆穿出的的长槽孔，以便通过该拨杆带动该本体相对于该架体及该磨面旋转一角度，变换该工件的研磨端面与该磨面的接触位置。

3.如权利要求2所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第二支撑部具有连通该长槽孔的缺口，以便供该拨杆穿过该缺口置入该长槽孔内。

4.如权利要求1所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第一支撑部的外侧壁具有齿条；该第二支撑部具有与该齿条相对应的槽孔；该架体另结合一传动机构；该传动机构的一传动齿轮穿过该槽孔，以便当该齿条与该传动齿轮啮合时，该本体可被该传动机构带动旋转，变换该工件的研磨端面与该磨面的接触位置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该本体进一步结合一吊架；该吊架具有一横杆；该横杆结合多个挂勾，以便使该工件的一段被挂于该挂勾上。

6.如权利要求5所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第二支撑部的内侧具有环状的固定槽；该第一支撑部的底端被容置于该固定槽内。

7.如权利要求5所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第一支撑部及该第二支撑部两者中的一支撑部具有一上接触部、一下接触部；该上接触部在该工件的研磨端面与该磨面的接触平面的上方；该下接触部在该工件的研磨端面与该磨面的接触平面的下方。

8.如权利要求7所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第二支撑部的内侧壁具有突出的该上、下接触部。

9.如权利要求7所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第一支撑部的外侧壁具有突出的该上、下接触部。

10.如权利要求7所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第二支撑部具有对称性设置的多个螺孔，该螺孔分别螺接螺丝，所述螺丝凸出该第二支撑部的内侧壁，形成突出的该上、下接触部，以便利用所述螺丝调整该第一、二接触部与该第一支撑部之间之间隙。

11.如权利要求7所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第一支撑部的下端低于该第二支撑部的下端，该第二支撑部的内侧壁的上、下端分别为该上、下接触部。

12.如权利要求7所述的工件端面研磨置具，其特征在于，该第一支撑部的下端高于该第二支撑部的下端，该第二支撑部的内侧壁的上端及该第二支撑部的内侧壁对应于该第一支撑部下端的部分为该上、下接触部。

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