CN1307446C - 塑料光导纤维端面加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料光导纤维端面的加工方法。夹具设有贯通孔，从该贯通孔的一侧将半圆状的切削刀刃插入到该贯通孔的中间部位，并使其回转，从另一侧插入塑料光导纤维；在夹具的贯通孔内，由上述切削刀刃将塑料光导纤维端面的至少芯部切削加工成半球面。本发明不仅能将塑料光导纤维端面切削加工成凸形的半球面，而且能根据切削刀刃形状的改变、切削加工成包括凹形的半球面以及任意的形状。

Description

塑料光导纤维端面加工方法
技术领域
本发明涉及一种塑料光导纤维端面的加工方法，它是将塑料光导纤维端面加工成譬如凸形或凹形的半球面的塑料光导纤维(下面，简单地称为光导纤维)端面的加工方法、以及其加工装置、切削刀刃和光导纤维彼此间的连接、光导纤维与机器的连接和光导纤维与连接器等连接器件的连接等光导纤维的连接方法，特别是涉及在连接部上光的损失很少的光导纤维的连接方法。
背景技术
以前，将光导纤维端面加工成半球面的方法通常是加热后进行端面加工的方法。例如，有一种方法是将光导纤维保持在垂直的状态下，用火焰等高温热源将其前端加热、使其成为液体状，由表面张力使端面成为凸形的球面端部。但是，这种方法有这样的问题，即、由于加热的程度不均匀，因而就有凸形球面不具有再现性，有附加的裂纹、污染附着等问题。
为此，以前提出过光导纤维端面的一种加工装置来解决上述问题，这种装置如图28(a)、28(b)、28(c)、28(d)所示，它由下述构件构成：将规定长度的、端部露出的光导纤维21固定的固定工具(图中没有表示)；至少在按压光导纤维21端部的前端时被加热的、形成透镜用的模具53；与形成透镜用的模具53形成一体，和该模具一起移动，在将形成透镜用的模具53按压在光导纤维端部的前端上的状态下，或者在将形成透镜用的模具53从光导纤维的端部拉开之后，对光导纤维21的端部进行强制冷却的急剧冷却机构54；使形成透镜用的模具53和急剧冷却机构54一起相对于光导纤维端部的前端进行按压、拉开的搬运机构(图中没有表示)。
由于这个光导纤维端面的加工装置是用固定工具(图中没有表示)把光导纤维21固定，而该光导纤维21带有使其端部露出的外套23(参照图28(a))；由搬运机构(图中没有表示)使形成透镜用的模具53和急剧冷却机构54对光导纤维21的前端进行按压·加热，使端部的一部分软化·熔融而形成透镜形状(参照图28(b))；用急剧冷却机构53强制冷却光导纤维21的端部(参照图28(c))；将模具53和急剧冷却机构54从光导纤维21的前端拉开(参照图28(d))，因而能得到端部带有透镜55形状的光导纤维。
如果采用这个装置，则能简单、有效、而且能用较低成本在光导纤维端部的前端形成透镜(半球面)，能再现性较好地形成凸形，能使裂纹的发生和污染的附着减少，因此这个装置是一个较好的结构。
但是，上述以前的通过加热的光导纤维端面的加工装置能适用于凸形半球面的形成，有不能形成包含凹形半球面等其他形状的问题。
发明内容
本发明的第1个目的是提供一种不仅能形成凸形的半球面，而且能形成包含凹形半球面的任意形状的光导纤维端面的加工方法。
光导纤维是由中心的芯部及其外周的包层部组成、并且用水套包覆而构成，芯部作为光学纤维而用塑料形成。因此，上述以前的利用热的光导纤维端面的加工装置能将芯部的端面形成半球面(透镜)形状，但是不能加工包层部和水套的端面。而根据光导纤维的使用方式，有要求对包层部和水套的端面也进行加工的场合。
本发明的第2个目的是提供一种不仅能对光导纤维的芯部，而且能对包含包层部或水套的光导纤维端面有选择地进行加工的光导纤维端面的加工方法。
以前的光导纤维端面的半球面加工方法是采用加热的加工方法，而本发明的第3个目的是提供一种不采用加热的加工方法，而是能将切削刀刃(刀具)用于光导纤维端面加工的、以前没有的新颖的光导纤维端面加工方法。
以前，光导纤维的连接方法有：对光导纤维端部的芯部进行加热、使其熔融而连接的方法；在光导纤维的连接端部上设置末端机构而进行连接的方法和使用连接器、螺栓等连接件而进行连接的种种方法。
但是，对光导纤维端部的芯部进行加热的方法需要对作业很熟练，而且必需有进行热融接的装置。而在光导纤维的连接端部上设置末端机构而进行连接的方法，其局限于光导纤维的连接部位，不能用于全部连接的连接方法中。使用连接器、螺栓等连接件而进行连接的方法，在连接部上不仅会有光的损失，而且不能用于全部连接的连接方法中。此外还必需准备连接件。为了达到上述目的而作出的本发明塑料光导纤维端面的加工方法，其特征是，在半圆状的切削刀刃上，将光导纤维端面的至少芯部切削加工成半球面；在夹具的贯通孔中，从其一侧将切削刀刃插入到该贯通孔的中间部位、并使其回转，从另一侧插入光导纤维；在夹具的贯通孔内，由上述切削刀刃将光导纤维端面的至少芯部切削加工成半球面。
而且，上述半圆状的切削刀刃是凸形或凹形的半圆状，它将光导纤维端面通过该切削刀刃被切削加工成凸形或凹形的半球面。具体地说，光导纤维端面的加工装置包括电动机、直接或通过连结部件与电动机的驱动轴连结的切削刀刃、设有贯通孔且在切削刀刃插入到该贯通孔的中间部位的夹具，在该加工装置中，从一端侧将光导纤维插入到夹具的贯通孔中，用旋转的切削刀刃对光导纤维端面的至少芯部进行切削加工。
本发明光导纤维端面的加工装置，其特征在于，具有电动机；借助连接构件或直接地与电动机的驱动轴连接的切削刀刃；设有贯通孔、切削刀刃插入到上述贯通孔的中间部位的夹具；它是从一侧将塑料光导纤维插入到夹具的贯通孔里、在夹具的贯通孔里、在回转着的切削刀刃上至少切削加工塑料光导纤维端面的芯部。
本发明的多联式塑料光导纤维端面的加工装置，其特征在于，并列地设置着第1回转轴和第2回转轴，上述第1回转轴是借助与连接构件相连接、而上述连接构件又与电动机的驱动轴相连接而回转的；上述第2回转轴是借助传动机构而与上述电动机或与第1回转轴相连接而回转的；在上述各个第1和第2回转轴上，并列地、能卸下地安装着具有贯通孔的夹具，在上述夹具的贯通孔内能自由卸下地安装着切削刀刃，从一端将多联式塑料光导纤维的各个光导纤维插入并列的各个夹具的贯通孔里，在回转着的切削刀刃上、同时对各个塑料光导纤维端面的至少芯部进行切削加工。
本发明多联式塑料光导纤维端面的加工装置，其特征在于，并列地设置着第1回转轴和第2回转轴，上述第1回转轴是借助与连接构件相连接、而上述连接构件又与电动机的驱动轴相连接而回转的；上述第2回转轴是借助传动机构而与上述电动机或与第1回转轴相连接而回转的；在上述第2和第2回转轴的前端部、能自由卸下地并列地固紧着有贯通孔的夹具；在这夹具的贯通孔内、切削刀刃能自由卸下地固紧设置在上述第1和第2回转轴的前端，从一端将多联式塑料光导纤维的各个光导纤维插入并列的各个夹具的贯通孔里，在回转着的切削刀刃上、同时对各个塑料光导纤维端面的至少芯部进行切削加工。
最好上述光导纤维端面的加工装置(也包括多联式)的夹具上、在用切削刀刃对塑料光导纤维端面进行切削加工的部位开设着窗口，这样，能排出切削屑。
而且，上述连接构件是与电动机的驱动轴相连接的联轴节。
上述光导纤维端面的加工装置的切削刀刃至少与芯部对应的部分是凹形或凸形的半圆状，至少将塑料光导纤维端面的芯部切削加工成凸形或凹形的半球面。
上述半圆状的切削刀刃是在一片或多片的切削刀刃上形成半圆状的切削刀刃。
本发明的塑料光导纤维端面加工用的切削刀刃，它是将塑料光导纤维端面切削加工成规定形状的塑料光导纤维端面加工用的切削刀刃，其特征在于，切削刀刃的全长大致与塑料光导纤维的直径相当，刀头形状是形成从中心开始的两侧呈对称形状，从这中心开始的一半刀头的刀头角度是做成靠中心的和靠外侧部位的刀头角度不同的。
本发明的塑料光导纤维端面加工用的切削刀刃，它是将塑料光导纤维端面切削加工成规定形状的塑料光导纤维端面加工用的切削刀刃，其特征在于，切削刀刃的全长大致与塑料光导纤维的直径相当，只在刀刃的从中心开始的半侧上形成刀头，另外半侧部分没有切削功能，上述半侧刀头是做成靠中心和靠外侧部位的刀头角度不同的。
本发明的塑料光导纤维端面加工用的切削刀刃，它是将塑料光导纤维端面切削加工成规定形状的塑料光导纤维端面加工用的切削刀刃，其特征在于，在塑料光导纤维的从中心开始的半径位置上、存在与其接触而回转的、长度与塑料光导纤维半径相当的切削刀刃，这个切削刀刃的刀头是做成与光导纤维中心相接触的部分和与外侧相接触部分的刀头角度不同的。
上述塑料光导纤维端面的加工用的切削刀刃的刀头是做成这样的，即、与靠近中心部分相比、靠近外侧部分是形成锐角的。而且，靠近中心的长度与塑料光导纤维的芯部半径相当，靠近外侧的长度与芯部以外的层厚相当。
本发明的塑料光导纤维的连接方法，其特征在于，它是在塑料光导纤维的连接部位、将塑料光导纤维的连接端面形成凹形或凸形的半球面而连接的。具体地说、在塑料光导纤维的连接部位、一方的光导纤维的连接端面是平面，另一方的光导纤维的连接端面是凹形或凸形的半球面，是使两方的光导纤维的连接端面面对面地连接的。
本发明的塑料光导纤维的连接方法另一个方案，其特征在于，在塑料光导纤维的连接部位、一方的光导纤维的连接端面是凹形的半球面，另一方的光导纤维的连接端面是凸形的半球面，是使两方的光导纤维的连接端面面对面地连接的。
而且，本发明的塑料光导纤维的连接方法是在塑料光导纤维的连接部位、将光导纤维的连接端面形成凹形或凸形的半球面，在这半球面的端面上设置折射率不同的材料后进行连接的。上述折射率不同的材料是球体或透镜状的。
如上面详细的说明那样，如果采用本发明的光导纤维端面的加工方法、它所用的加工装置、切削刀刃和塑料光导纤维的连接方法，则能产生如下所述的效果。
(1)塑料光导纤维端面不仅能切削加工成凸形的半球面、而且能根据切削刀刃形状的改变、切削加工成凹形的半球面以及任意的形状。
(2)可根据使用的状态，有选择地形成最合适的光导纤维端面的形状。譬如，可自由地选择使光线的光量聚光成一点或者使其扩散，而且也可消除在光导纤维彼此连接的部分上的光量减少(损失)。此外，借助将光导纤维一方的端面切削加工成凹形，在这凹形部分上嵌合由其他材料形成的球状体，能改变端面的折射率。
(3)不仅能对芯部，而且能有选择地对包含包层部或外套的塑料光导纤维端面进行端面加工。
(4)由于是使用切削刀刃(刀子)进行切削加工，因而不需要以前的加热机构或急剧冷却机构等设备，加工结构也就简单、低廉、容易操作，无论谁都能简便地进行端面加工。
(5)由于安装着对塑料光导纤维端面进行切削加工的切削刀刃的夹具是并列地设置的，因而能同时地对多联式塑料光导纤维的各个光导纤维端面进行切削加工。这样，即使是多联式塑料光导纤维，也能高效率地进行端面加工。
(6)由于在夹具的贯通孔内、对塑料光导纤维端面进行切削加工，因而光导纤维的位置不会发生偏差，而且能使光导纤维和切削刀刃的轴心一致地进行切削，能进行好的端面加工。
(7)虽然构成光导纤维的芯部、包层部和外套、以及在安装连接器的场合下还包括连接器等各个部分的结构材料不同，但是，本发明的切削刀刃的刀头角度是做成与它们对应地不同的。因此，即使对不同的结构材料也能进行合适的端面切削，能形成正确的端面。
(8)在切削刀刃只是一半的场合下，就能容易、低廉地进行制造。
(9)由于在光导纤维的连接部上、是将连接端面形成凹形或凸形的半球面而连接，因而能使射入的光线或射出的光线聚光、扩散，能防止光导纤维连接部分上的光导纤维的传送损失(光量的减少)，能防止光导纤维的传送特性的降低。而且，由于能使光线聚光、扩散，因而即使在要连接的光导纤维的端面之间产生间隙，光的传送损失也很少。根据场合不同，也可以形成这样的结构，即、虽然有间隙，但它的传送特性也很好。
(10)由于在光导纤维的连接部分上是将光导纤维的连接端面形成凹形或凸形的半球面、在这个半球面的端面上设置折射率不同的材料之后进行连接，因而在端面上可使折射率改变，使射入的光线和射出的光线朝规定的方向折射、聚光或扩散。这样，本发明就不用像以前那样、用光导纤维的折射率而设计分光部和感光部的位置关系，可借助端面的折射率改变而提高设计的自由度。
附图说明
图1是表示在本发明的的光导纤维端面的加工方法中使用的光导纤维端面加工用切削刀刃的放大正面图。
图2是表示在本发明的的光导纤维端面的加工方法中使用的光导纤维端面加工用切削刀刃的主要部分放大立体图。
图3是表示塑料光导纤维端面的加工形状的放大剖面图(a)、(b)。
图4是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的另一个光导纤维端面加工用切削刀刃的正面说明图。
图5是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的另一个光导纤维端面加工用切削刀刃的平面说明图。
图6是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的另一个光导纤维端面加工用切削刀刃的立体图。
图7是从图6的相反面看到的立体图。
图8是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的再一个光导纤维端面加工用切削刀刃的正面说明图。
图9是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的再一个光导纤维端面加工用切削刀刃的平面说明图。
图10是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的再一个光导纤维端面加工用切削刀刃的立体图。
图11是夹具的放大立体图。
图12是表示夹具的使用状态的放大剖面图(a)、(b)。
图13是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的光导纤维端面加工装置的剖面说明图。
图14是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的多联式塑料光导纤维端面加工装置的平面说明图。
图15是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的多联式塑料光导纤维端面加工装置的正面说明图。
图16是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的多联式塑料光导纤维端面加工装置的主要部分剖面放大说明图。
图17是表示把切削刀刃安装在夹具上的状态的剖面说明图。
图18是表示把夹具安装在回转轴上的状态的剖面说明图。
图19是表示把切削刀刃安装在回转轴上的状态的剖面说明图。
图20是表示。本发明的光导纤维连接方法的等1实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。
图21是表示本发明的光导纤维连接方法的等2实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。
图22是表示本发明的光导纤维连接方法的等3实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。
图23是表示本发明的光导纤维连接方法的等4实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。
图24是表示本发明的光导纤维连接方法的等5实施方式的放大断面说明图。
图25是说明本发明的光导纤维连接方法的连接状态的放大断面说明图。
图26是表示本发明的光导纤维连接方法的等6实施方式的放大断面说明图，(a)是表示在形成的工序过程中、(b)是表示完成的状态。
图27是表示本发明的光导纤维连接方法的等6实施方式中的连接例的放大断面说明图。
图28是表示以前实施例的工序过程(a)、(b)、(c)、(d)的断面说明图。
具体实施方式
下面，参照着附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明的塑料光导纤维端面的加工方法，是在夹具的贯通孔内用半圆状的切削刀刃将塑料光导纤维端面的至少芯部切削加工成半球面，上述半圆状的切削刀刃是凸形或凹形的半圆状，塑料光导纤维端面被切削加工成凸形或凹形的半球面。
图1和图2是表示半圆状切削刀刃的一例的放大正面图及主要部分放大立体图。在上述图中，在轴部(圆筒部)3的前端设置着切削刀刃1，在本实施方式中切削刀刃1由2片切削刀刃1a、1b形成凸形的半圆状。详细地说，如图1和图2所示，切削刀刃1的刀头2形成这样形状，即，中央是半圆状凹部2a，与其连续地形成倾斜部2b，再与垂直部2c连续。
在上述实施方式中是使该切削刀刃1回转，使光导纤维的端面与该回转的切削刀刃1面对着地接触而进行切削，由此对光导纤维端面的进行加工。这时，光导纤维端面的形状就会形成与切削刀刃1的形状相对应的、如图3(a)所示的端面形状。在该图中，21是塑料光导纤维、22是芯部、23是包层部(crad)、24是外套(jacket)。这样，如果采用本实施方式的切削刀刃1，则只将中心的芯部22的端面加工成半球面(透镜)形状，而将包层部23形成斜面(倾斜状)，将外套部24形成平面。
如果切削刀刃1的刀头2形状是凹形的半圆状时，则光导纤维21的端面形状就如图3(b)所示，不仅芯部22，而且包括包层部23和外套24等整个光导纤维21的端面都形成凸形的半球面。
从上述的说明可以理解，借助切削刀刃1的形状改变，能任意地改变光导纤维端面的切削形状。由此可见，也能把光导纤维端面形成为凹形的半球面。
虽然在本实施方式中，切削刀刃1如图2所示，由2片切削刀刃1a、1b形成，但是，其也可以用1片或3片以上。
图4是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的另一个切削刀刃的正面说明图，图5是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的另一个切削刀刃的平面说明图，图6是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的另一个切削刀刃的立体图，图7是从图6的相反面看到的立体图。
本实施方式中的切削刀刃1具有轴部3(参照图6、图7)，其是安装在光导纤维端面的加工方法中使用的下述的光导纤维端面的加工装置上的。切削刀刃1的刀头2只设置在从中央开始的半侧部分上，另外半侧部分是形成没有切削功能的倾斜部分14。为了在切削光导纤维端面时，使这个倾斜部分14不与光导纤维端面接触地避开。
切削刀刃1的刀头2在从中心开始的半侧部分上，中央侧是稍许弯曲的凹部12a，与其连续形成有倾斜部12b，再形成与水平直线部12c连续的形状，在本实施方式中，中心存在稍许的平面部12d。而且在这个切削刀刃1的刀头2中，凹部12a、倾斜部12b的部分(在图4中的h1的范围)和水平直线部12c的部分(在图4中的h2的范围)是将刀头的角度不同而形成(参照图7)。在本实施方式中，与凹部12a和倾斜部12b的部分(h1)相比，水平直线部12c的那一部分(h2)被形成锐角。
通常，光导纤维21如图3所示，由芯部22、包层部23和外套24构成。
因此，在上述切削刀刃1的实施方式中，当使上述实施方式的切削刀刃1回转而对上述光导纤维21的端面进行切削加工时，与切削刀刃1的形状相对应地形成图3(a)所示的端面形状。即、只将中心的芯部22端面切削加工成半球面(透镜)形状，包层部23形成斜面(锥形)、外套24形成平面。当然，切削刀刃1的凹部12a的长度与芯部22的半径相对应，倾斜部12b的幅度与包层部23的厚度相对应，水平直线部12c的幅度与外套24的厚度相对应。
然而，由于切削刀刃1的刀头2是将凹部12a、倾斜部12b(h1)和水平直线部12c(h2)的刀头角度形成不同的，因而即使芯部22、包层部23、和外套24的结构材料不同，也可利用各种具有能适用于材料切削的刀头角度的刀头2进行切削，就能进行好的切削加工。这样，即使将连接器装在光导纤维21末端，对这连接器一起进行端面加工，也能进行良好的切削加工。
图8～图10表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的再一个切削刀刃，图8是它的正面说明图，图9是它的平面说明图，图10是它的立体图。
本实施方式是使切削刀刃1的全长(刀头的长度)与光导纤维的直径大致相当，将刀头2的形状做成两侧呈中心对称，把从中心开始的一半刀头部分做成靠中心部分和靠外侧部分的刀头角度不同，由于从中心开始的一半刀头部分的形状是和上述实施方式同样的，因而相同的结构部分加上相同的符号、并省略对其详细的说明。
切削刀刃1的形状和刀头角度并不局限于上述实施方式。譬如，在切削刀刃1的刀头2形状是凹部的半圆状场合下，光导纤维21的端面形状就如图3(b)所示、不仅是芯部22、而且还包括包层部23和外套24的整个光导纤维端面都形成凸形的半球面。而当切削刀刃1的形状是凸形的半圆状时，光导纤维端面则形成凹形的半球面。在任何场合下，都是与光导纤维21结构相对应地、将材料不同部分的切削刀刃1的刀头角度做成不同的。由此就能进行最合适的切削加工。
本发明的塑料光导纤维端面的加工方法是如上所述地、用切削刀刃1对光导纤维端面进行切削而形成半球面，但是，实际上由于光导纤维很细而且还有可挠性，因而只使光导纤维端面与回转的切削刀刃1面对地接触是不能进行切削的。
因此，实际上是使用如图11所示的夹具34进行切削加工。这个夹具34是具有贯通孔35的轴状，在中间部分开设着窗口36，而且设有螺孔37。如图12(a)、(b)所示，从一侧将切削刀刃1插入到窗口36的位置、并使其回转；从另一侧插入光导纤维21，并使它的端面与回转的切削刀刃1接触，由此在夹具34的贯通孔35内进行切削加工。这时，切削屑(切削粉末)从窗口36排出。由于如上所述地、在夹具34的贯通孔35内进行切削加工，因而光导纤维21的位置不会发生偏差，光导纤维21和切削刀刃1的轴心就一致，能实现好的半球面加工。
具体地说，使用如图13所示的塑料光导纤维端面加工装置100。这个塑料光导纤维端面加工装置100在筐体111内设有电动机113，在这个电动机113的驱动轴114上、借助联轴节115而连接着切削刀刃1。如图12(b)所示，夹具34的贯通孔35嵌合在切削刀刃1上，并用螺钉38固定在切削刀刃1上。这样，由于通过电动机113的作用而能使切削刀刃1回转，因而如上所述、从另一侧将光导纤维21插入到夹具34的贯通孔35内，并使其与回转的切削刀刃1接触，由此就能进行端面加工。图13中，符号112是筐体111的盖体。
由于在夹具34的贯通孔35内进行光导纤维21端面的切削加工，因而光导纤维21的位置不会发生偏差，光导纤维21和切削刀刃1的轴心就一致，能进行好的端面加工。
这时，由于本发明的切削刀刃1是将靠中心和靠外侧部位的刀头2的角度做成不同的，因而与构成光导纤维21的芯部22、包层部23和外套24等相对应，能用合适的刀头角度进行切削加工，而且能进行好的正确的端面加工。
虽然上面所述的是单芯光导纤维的场合，但是在多联式光导纤维的场合下，可使用多联式光导纤维的端面加工装置。
图14～图19是表示在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的多联式塑料光导纤维端面的加工装置的实施方式，图14是它的平面图，图15是它的正面说明图，图16是它的主要部分放大的剖面说明图，图17是表示将切削刀刃安装在夹具上的状态的剖面说明图，图18是表示将夹具安装在回转轴上的状态的剖面说明图，图19是表示将切削刀刃安装在回转轴上的状态的剖面说明图。
在这些图中，在本发明的光导纤维端面的加工方法中使用的多联式塑料光导纤维断面的加工装置200，并列地设有第1回转轴213和第2回转轴215；上述第1回转轴213是与连接构件、譬如联轴节212相连接，而连接构件212又与电动机210的驱动轴211相连接，由此就能使第1回转轴213进行回转；上述第2回转轴215是借助上述电动机210或第1回转轴213和传动机构214与电动机210的驱动轴211相连接而进行回转；在这些第1和第2回转轴213、215上设有贯通孔35，还并列地能自由卸下地安装着夹具34，切削刀刃1能自由卸下地安装在这个贯通孔35里、将光导纤维插入到这个贯通孔35里，就能用切削刀刃1对端面进行切削加工。
在基板207上，空开规定的间隔、平行地直立设置着安装板208和轴承板209，上述电动机210固定地安装在安装板208上。这个电动机210的驱动轴211贯通安装板208后、在轴承板209侧突出，这个驱动轴211的突出部上设置着作为连接构件的联轴节212。
上述第1回转轴213能自由回转地支承在轴承板209的轴承218上、贯通轴承板209而设置着，一端与上述联轴节212相连接，另一端与上述夹具34相连接。
上述第2回转轴215能自由回转地支承在轴承板209的轴承219上、贯通轴承板209而设置着，一端上固定地设置着齿轮217，另一端上安装着夹具34。这个第2回转轴215和上述的第1回转轴213并行、并列地设置。这个第2回转轴215的齿轮217与固定地设置在第1回转轴213上的齿轮216相互啮合着。由此，在使电动机210驱动时，将使第1回转轴213回转，而且借助齿轮216、217构成的传动机构214，还使第2回转轴215回转。传动机构214当然也可以是皮带等其他机构。
如图16～图18所示，上述夹具34是具有贯通孔35的轴状(短筒状)，一端的贯通孔35内面形成直径较大的螺孔39。虽然切削刀刃1的刀头形状是如上所述的那样，但是本实施例的切削刀刃1是把与刀头2相对的另一侧基端形成直径较大的螺纹部3a。如图18所示，这个切削刀刃1是同心地插入到夹具34的贯通孔35里，如图16所示地将螺纹部3a拧入夹具34的螺孔39里而安装的。这时，直到将直径较大的螺纹部3a系紧在夹具34的贯通孔35的台阶部35a上为止加以紧固。
上述第1和第2回转轴213、215的突出部213a、215a上设置着螺纹220，安装着上述切削刀刃1的夹具34是借助将螺孔39拧入在这个螺纹220上而安装在第1和第2回转轴213、215上。
如图19所示，切削刀刃1也可以借助将切削刀刃1的螺纹部3a拧入到第1和第2回转轴213、215的前端所设置的螺孔226里而进行安装。
于是，上述多联式塑料光导纤维端面的紧固装置如下所述地作用。
由于第1回转轴213与联轴节212相连接，而联轴节212又与电动机210的驱动轴211相连接，因而第1回转轴213由电动机210的驱动而回转。由于第1回转轴213的齿轮216和第2回转轴215的齿轮217是啮合着的，因而当第1回转轴213回转时、第2回转轴215也回转。由于在这第1和第2回转轴213、215上、借助螺纹结合而安装着装有切削刀刃1的夹具34，因而夹具34也和第1和第2回转轴213、215一起回转。由此使切削刀刃1回转。
如图16中的箭号所示，从前端侧将光导纤维21插入到夹具34的贯通孔35里，稍许用力使其端面与正在回转着的切削刀刃1相接触，这时，光导纤维21的端面就在切削刀刃1上被切削加工成规定的形状。由于这时的夹具34是并列地设置的，因而即使是多联式塑料光导纤维，也能在各个夹具34的切削刀刃上同时对各个光导纤维进行切削加工。
因此，并列的夹具34的个数是设定为与多联式塑料光导纤维的个数相对应的，而且，各个夹具34、34之间的间隔最好与多联式塑料光导纤维的光导纤维之间的间隔相近。
这样，由于在夹具34的贯通孔35内进行切削加工，因而光导纤维21的位置不会发生偏差，能使光导纤维21和切削刀刃1的轴心处于一致，能进行期望的端面加工。
在切削加工光导纤维端面时，发生切削屑(切削粉末)、而其又会影响切削加工精度的场合下，可以在夹具34上的切削刀刃1的刀头2附近部位、设置如图11和图12(a)所示的窗口36而加以排出。
下面，参照着附图、对本发明光导纤维的连接方法的实施方式进行详细的说明。
图20是表示本发明的光导纤维连接方法的等1实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。光导纤维21a、21b由芯部22和包层部23形成。在本实施方式中、一方的光导纤维21a的连接端面形成平面25，另一方的光导纤维21b的连接端面形成凹形的半球面26。这样构成的连接端面25和26、面对面对接地连接。这时，能将两方的光导纤维21a、21b较好地同轴连接。
图20(b)是表示光导纤维21a和21b相互连接的一个实施例，它是使用连接用的外套40，从这个外套40的一方开口将一方的光导纤维21a插入，从另一方的开口插入另一方的光导纤维21b，在外套40内，使连接端面对接地连接。这样，能容易地将两方的光导纤维21a和21b同轴地连接。
图21是表示本发明的光导纤维连接方法的等2实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。这个实施方式是这样的场合，即、一方的光导纤维21a的连接端面是凸形的半球面27，另一方的光导纤维21b的连接端面是凹形的半球面26，由于其他的结构都是与上述实施方式同样的，因而相同的构件上都加上相同的符号，并省略对其详细的说明。
如图21(b)所示地、将这样构成的连接端面、同轴对接地连接。
图22是表示本发明的光导纤维连接方法的等3实施方式的放大断面说明图，(a)是表示断面形状、(b)是表示连接状态。这个实施方式是将连接用的光导纤维21c设置在中间而进行连接的情形，它是这样的场合，即、将一方的光导纤维21a的连接端面形成凸形的半球面27，将另一方的光导纤维21b的连接端面形成凸形的半球面27，而将连接用的光导纤维21c两端的连接端面形成凹形的半球面26，由于其他的情形都和上述实施方式相同的，因而相同的结构零件都加上相同的符号，并省略对它们的详细说明。
如图22(b)所示，把如上所述地构成的光导纤维中的一方的光导纤维21a的连接端面与连接用光导纤维21c一方的端面对接地连接；把另一方的光导纤维21b的连接端面与连接用光导纤维21c另一方的端面对接地连接。
图23是表示本发明的光导纤维连接方法的第4实施方式的放大断面说明图。这个实施方式是表示使用连接用组件41而进行连接的情形。连接用组件41是将两端面形成凹形的半球面26的光导纤维片21d插入到圆筒状的夹具28内部的。如图23(b)所示，在这个连接用组件41中，将连接端面形成凸形半球面27一方的光导纤维21a从夹具28一方的开口插入，与光导纤维片21d一方的端面对接地连接；将连接端面形成凸形半球面27的另一方光导纤维21b从夹具28另一方的开口插入，与光导纤维片21d另一方的端面对接地连接。当使用这样的连接用组件41时，能容易地形成连接，而且容易使它们的轴心一致。在这个实施方式中，和上述实施方式相同的结构零件都加上相同的符号。
图24是表示本发明的光导纤维连接方法的等5实施方式的放大断面说明图。这个实施方式是不仅将光导纤维21a、21b的连接端面中的芯部22、而且将包层部23一起形成半球面的情形。在本实施方式中，光导纤维21a的连接端面形成凸形的半球面，光导纤维21b的连接端面形成凹形的半球面，使连接端面对接地将这两个光导纤维21a、21b连接。由于其他的情形与上述实施方式相同，因而相同的结构零件都加上相同的符号、并省略对它们的详细说明。
这样，由于将光导纤维的连接端面形成半球面形状时，对射入的光线或射出的光线都能进行聚光、扩散，因而能防止光导纤维的连接部分上光量的减少。而且，如图25所示，在要连接的光导纤维21a、21b的连接端面之间，即使产生如间隙h那样的空隙，也能使光量较小地减少。图25中，与上述实施方式相同的结构零件上都加上相同的符号、并省略对它们的详细说明。
图26是表示本发明的光导纤维连接方法的等第6实施方式的放大断面说明图，用形成的工序过程(a)、(b)表示。这个实施方式是在光导纤维21的连接端面上设置折射率不同的材料29，在本实施方式中，将光导纤维21的连接端面形成凹形的半球面26，在这凹形的半球面26部分上设置着形成球状的折射率不同的材料29。这个连接端面的形成是如图26(a)所示地、将光导纤维21的端面形成凹形的半球面26，接着如图26(b)所示地，将形成球状的折射率不同的材料29安装在上述凹形的半球面26部分上。可将公知的粘接、熔接等机构用作上述的安装机构。
图27是表示将形成球状的折射率不同的材料29安装在如图26所示的连接端面上的光导纤维21a、21b加以连接的实施方式的放大断面说明图。本实施方式是在外套40内，将光导纤维21a和21b的连接端面对接地连接。由于形成这样的结构，因而能改变端面上的折射率，能使入射光线和射出光线按规定方向折射。
也可以只在一方的光导纤维上安装折射率不同的材料；折射率不同的材料形状和光导纤维的连接端面形状也不局限于上述实施方式。而且本发明并不局限于光导纤维彼此之间直接的连接，还能适用于用连接器等进行连接的场合。
本发明并不局限于上述实施方式，在不超出本发明主题范围情况下、可对本发明进行种种的变更。
发明的效果
如上面详细的说明那样，如果采用本发明的光导纤维端面的加工方法、它所用的加工装置、切削刀刃和塑料光导纤维的连接方法，则能产生如下所述的效果。
(1)塑料光导纤维端面不仅能切削加工成凸形的半球面、而且能根据切削刀刃形状的改变、切削加工成包括凹形的半球面以及任意的形状。
(2)可根据使用的状态，有选择地形成最合适的光导纤维端面的形状。譬如，可自由地选择使光线的光量聚光成一点或者使其扩散，而且也可消除在光导纤维彼此连接的部分上的光量减少(损失)。此外，借助将光导纤维一方的端面切削加工成凹形，在这凹形部分上嵌合由其他材料形成的球状体，能改变端面的折射率。
(3)不仅能对芯部，而且能有选择地对包含包层部或外套的塑料光导纤维端面进行端面加工。
(4)由于是使用切削刀刃(刀子)进行切削加工，因而不需要以前的加热机构或急剧冷却机构等设备，加工结构也就简单、低廉、容易操作，无论谁都能简便地进行端面加工。
(5)使用并列设置有安装着切削刀刃的夹具的加工装置，该切削刀刃不仅对单芯光导纤维、还可以对多联式塑料光导纤维的光导纤维端面进行切削加工，因而能同时地对各个光导纤维端面进行切削加工。这样，即使是多联式塑料光导纤维，也能高效率地进行端面加工。
(6)由于在夹具的贯通孔内对塑料光导纤维端面进行切削加工，因而光导纤维的位置不会发生偏差，而且能使光导纤维和切削刀刃的轴心一致地进行切削，能进行好的端面加工。
(7)虽然构成光导纤维的芯部、包层部和外套、以及在安装连接器的场合下还包括连接器等各个部分的结构材料不同，但是，如果利用本发明，即使对不同的结构材料也能进行合适的端面切削，能形成正确的端面。
(8)在切削刀刃只是一半的场合下，就能容易、低廉地进行制造。
(9)由于在光导纤维的连接部上、是将连接端面形成凹形或凸形的半球面而连接，因而能使射入的光线或射出的光线聚光、扩散，能防止光导纤维连接部分上的光导纤维的传送损失(光量的减少)，能防止光导纤维的传送特性的降低。而且，由于能使光线聚光、扩散，因而即使在要连接的光导纤维的端面之间产生间隙，光的传送损失也很少。根据场合不同，也可以形成这样的结构，即、虽然有间隙，但它的传送特性也很好。
(10)由于在光导纤维的连接部分上是将光导纤维的连接端面形成凹形或凸形的半球面、在这个半球面的端面上设置折射率不同的材料之后进行连接，因而在端面上可使折射率改变，使射入的光线和射出的光线朝规定的方向折射、聚光或扩散。这样，本发明就不用像以前那样、用光导纤维的折射率而设计分光部和感光部的位置关系，可借助端面的折射率改变而提高设计的自由度。

Claims (4)

1.一种塑料光导纤维端面的加工方法，其特征在于，夹具设有贯通孔，从该贯通孔的一侧将半圆状的切削刀刃插入到该贯通孔的中间部位，并使其回转，从另一侧插入塑料光导纤维；在夹具的贯通孔内，由上述切削刀刃将塑料光导纤维端面的至少芯部切削加工成半球面。
2.如权利要求1所述的塑料光导纤维端面的加工方法，其特征在于，在上述夹具的、与用切削刀刃对塑料光导纤维端面进行切削加工的部分相对应的位置，开设有窗口。
3.如权利要求1所述的塑料光导纤维端面的加工方法，其特征在于，上述半圆状的切削刀刃是凸形或凹形的半圆状，塑料光导纤维端面被切削加工成凸形或凹形的半球面。
4.如权利要求1或3所述的塑料光导纤维端面的加工方法，其特征在于，上述半圆状的切削刀刃由1个或多个切削刀刃构成。
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