JP2001030154A - 端面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨シートを均一に有効利用できる端面研磨
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 棒状部材４を研磨盤２に保持された矩形
の前記研磨シート３に付勢するように固定治具２０に固
定し、研磨盤２と固定治具２０の向きを一定に保持した
まま所定の半径で相対的に旋回させ、同時に研磨盤２と
固定治具２０とを相対的に直線移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用ファイバ
などの棒状部材の端面を研磨する端面研磨装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信用ファイバは、コネクタの主要部
材であるフェルールの中心孔内にファイバを接着固定し
た後、フェルール端面とファイバ端面とを同時に平滑に
研磨し鏡面に仕上げて使用される。この研磨仕上げした
フェルール及びファイバの研磨面が、フェルールの中心
軸と垂直な面でなかったり、あるいは、研磨面に傷があ
ったりすると、フェルール同士が対向接続される光コネ
クタにおいて、対向位置精度が劣化し損失が大きくなっ
てしまう。そのため、光ファイバを含むフェルールの研
磨面は高精度に研磨仕上げする必要がある。

【０００３】従来の端面研磨装置として、例えば、特開
平３-２６４５６号公報に開示されたものがある。この
公報に開示された端面研磨装置は、自転円盤の同心円上
で回転する偏心盤を持ち、この偏心盤に公転用のモータ
の回転を伝達する遊星歯車を持ち、これらを研磨盤に結
合させて研磨盤を自転および公転させて、研磨シートに
押しつけた光ファイバ等の棒状部材を研磨するものであ
る。 このような自転及び公転を組み合わせた研磨方法
における研磨軌跡を図６（ａ）に示す。図６（ａ）に示
すように、従来の端面研磨装置を用いた研磨では、円運
動の組み合わせによる研磨であるため、研磨シート１０
０上に小さい半径の公転による１０１が、自転の軌跡に
沿って重なってドーナツ状の軌跡１０２が形成される。
したがって、図示のように矩形の研磨シート１００を用
いた場合、４つの隅部及び中央部を使用することができ
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光ファイバ研磨装置にあっては、研磨盤を自転させな
がら公転させて研磨を行うため、研磨シートの外周部を
ドーナツ状に使用して研磨する。従って、前記研磨シー
トは、未使用の領域が多くあるにもかかわらず、寿命と
なり交換しなければならないという無駄がある。また、
ドーナツ状の自転円による軌跡１０２の内側と外側で
は、円周差により公転による軌跡１０１の重なり具合が
異なり、研磨シートの利用状況に粗密差が起こる。すな
わち、研磨シートを均一に使用することができず、有効
に活用することができないという問題がある。図６
（ｂ）にはＣ１-Ｃ２線に沿った研磨量を示すが、ドー
ナツのリングの内周側および外周側の研磨量は、その間
の研磨量に対してそれぞれ約２．５倍及び約３．１倍と
なり、非常に不均一となる。

【０００５】そこで、本発明は、このような事情に鑑
み、有効面積を広くとることができ、研磨シートを均一
に有効利用できる端面研磨方法及び装置を提供すること
を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の実施態様
は、棒状部材の端面を研磨シートに押付けて研磨する端
面研磨方法において、前記研磨シートが固定された研磨
盤と前記棒状部材とを当該研磨盤の向きを変えないで所
定の旋回半径で相対的に旋回させながら、当該研磨盤と
前記棒状部材とを一方向に相対的に往復移動させて、前
記棒状部材の端面研磨を行うことを特徴とする端面研磨
方法にある。

【０００７】これにより、例えば矩形の研磨シートを有
効に利用することができ、研磨シートの寿命が延びコス
トを削減することが可能となる。

【０００８】本発明の第２の態様は、第１の態様の端面
研磨方法において、複数の前記棒状部材を所定方向に所
定間隔で複数個配列し、前記相対的な往復移動の方向が
前記所定方向に対して直交する方向であることを特徴と
する端面研磨方法にある。

【０００９】したがって、一度に複数の棒状部材を研磨
することが可能となり、作業時間を短縮することが可能
となる。

【００１０】本発明の第３の態様は、第２の態様の端面
研磨方法において、前記複数の棒状部材の間隔を、前記
研磨盤の旋回半径に対して所定の関係になるように設定
し、前記棒状部材のそれぞれの研磨軌跡を互いに重ねて
前記研磨シートを平均的に使用するようにしたことを特
徴とする端面研磨方法にある。

【００１１】これにより、複数の研磨パターンを互いに
重ね合わせることにより、研磨シートの利用状況の粗密
差が減少するため、研磨シートを均一に使用することが
できる。

【００１２】本発明の第４の態様は、棒状部材の端面を
研磨シートに押付けて研磨する端面研磨装置において、
前記研磨シートを保持する前記研磨盤と、前記棒状部材
を保持して前記研磨シートに付勢する保持手段と、前記
研磨盤と前記保持手段とを前記研磨シートの向きを一定
に保持したまま所定の半径で相対的に旋回させる旋回手
段と、前記相対的旋回と同時に前記研磨盤と前記保持手
段とを相対的に直線移動させる移動手段とを有すること
を特徴とする端面研磨装置にある。

【００１３】これにより、例えば矩形の研磨シートの全
面を均一に使用することができる。

【００１４】本発明の第５の態様は、第４の態様の端面
研磨装置であって、前記旋回手段が旋回方向を反転する
反転手段を有することを特徴とする端面研磨装置にあ
る。

【００１５】したがって、棒状部材を１方向の旋回によ
り研磨するよりも、前記棒状部材の端面の研磨の旋回方
向による偏りが低減される。

【００１６】本発明の第６の態様は、第４または５の態
様の端面研磨装置において、前記棒状部材の複数本を所
定間隔で保持し、当該複数の棒状部材の間隔を、前記研
磨盤の旋回半径に対して所定の関係になるように設定
し、前記棒状部材のそれぞれの研磨軌跡を互いに重ねて
前記研磨シートを平均的に使用するようにしたことを特
徴とする端面研磨装置にある。

【００１７】これにより、複数の研磨パターンを互いに
重ね合わせることにより、研磨シートの利用状況の粗密
差が減少するため、研磨シートを均一に使用することが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１９】図１に本発明の一実施形態に係る端面研磨
装置の要部断面、図２（ａ）に旋回手段の正面視、図２
（ｂ）に旋回手段の断面、図３（ａ）に保持手段の正面
視、図３（ｂ）に保持手段の断面を示す。

【００２０】図１に示すように、本実施例の端面研磨装
置１は、研磨盤２を旋回させながら、直線移動させるこ
とで、研磨盤２上に載設された研磨シート３上に付勢保
持されたフェルール等の棒状部材４を研磨する装置であ
り、以下のように構成される。

【００２１】図２に示すように、研磨盤２の上部には弾
性材のシート５及び研磨シート３が順次載置されてい
る。この研磨盤２は、上面が矩形に形成された部材の下
面中央に円形の凹部２ａが形成されたもので、この凹部
２ａの周縁に位置する円環状の下面の複数ヶ所、本実施
例では３ヶ所に配された止めゴマ６を介し、旋回基板７
上に載置されている。研磨盤２と各止めゴマ６とは、第
１連結ピン８を介して旋回基盤７に回転自在に連結さ
れ、各止めゴマ６と旋回基盤７とは、第２連結ピン９を
介し回転自在に連結されている。ここで、３つの第１連
結ピン８は、凹部２ａと同一中心の円周上に配置されて
おり、各第１結ピンと第２連結ピンとの距離は同一であ
る。したがって、研磨盤２は第２連結ピン９を中心に、
向きを変化させないで旋回可能であり、第１連結ピンと
第２連結ピンとの距離が旋回半径となる。

【００２２】一方、研磨盤２の凹部２ａには、ベアリン
グ１０を介して円盤１１が回転自在に連結されている。
円盤１１の下部には、円盤１１の中心から所定距離だけ
偏心した位置に偏心軸１２が固着されている。このと
き、ここでの偏心量である所定距離と、第１連結ピン８
と第２連結ピン９との距離が等しく設定され、且つ同方
向に偏心するように設定されている。また、円盤１１の
下部に固着された偏心軸１２の下端部には、プーリー１
３ａが装着されている。このプーリー１３ａは、旋回基
盤７に設けられた旋回用モータ１４の回転軸の先端に固
定されたプーリー１３ｂと、伝達ベルト１５を介して連
結されている。

【００２３】この旋回基盤７は、レール１６上に、図１
において左右方向にスライド自在に支持されている。ま
た、旋回基盤７の下部にはラック１７が固定され、この
ラックにはピニオン１８が咬み合っており、このピニオ
ン１８は、図示しない研磨機本体に固定されているスラ
イド用モータ１９の回転軸先端に装着されている。

【００２４】図３に示すように、本実施例の研磨装置１
は、複数の、本実施例では１２個の棒状部材４をそれぞ
れ保持するための固定治具２０を有する。

【００２５】固定治具２０は、保持基盤２１の複数の溝
部２１ａ内にそれぞれ内包される支柱部２０ａと、この
支柱部２０ａ下端部前面にそれぞれ固着されたクランプ
部２０ｂと、支柱部２０ａの後面略中央部に後方に向か
ってそれぞれ突設された支持バー２０ｃとを具備し、上
下方向に移動自在に保持されている。

【００２６】溝部２１ａ内に位置する支柱部２０ａの両
側面には、上下方向に延びるＶ溝２１ｄが設けられ、一
方、溝２１ａの内側両面にもＶ溝２１ｂが上下方向に延
設されており、これらＶ溝２０ｄとＶ溝２１ｂとにより
上下方向に移動自在に複数のボール２２が保持されてい
る。なお、各ボール２２の間には各ボール２２同士が接
触しないように、図示しないリテーナが配置されてい
る。

【００２７】溝２１ａの上下方向略中央の後面には、そ
れぞれ貫通孔２１ｃが形成され、支柱部２０ａに突設さ
れた支持バー２０ｃは、それぞれ貫通孔２１ｃから後方
へ突出している。ここで、貫通孔２１ｃは、支持バー２
０ｃの径に対して大きく形成され、支持バー２０ｃの上
下方向の移動を許容する。また、各支持バー２０ｃは、
水平方向に延びる結合部材２０ｆにより相互に結合され
ており、結合部材２０ｆの略中央部は、移動モータ２３
の回転軸に固着されたカム２４により下方から支持され
ている。

【００２８】ここで、移動モータ２３の回転軸は、カム
２４の中心から偏心して結合しており、カム２４の回転
により結合部材２０ｆが、ひいては、固定治具２０全体
が上下方向に移動するようになっている。

【００２９】さらに、保持基盤２１の上端部には、固定
部材２５が、取り外し可能にネジで固定されている。こ
の固定部材２５は、支柱部２０ａの上部を覆う形で形成
されている。この固定部材２５の下部とそれぞれの支柱
部２０ａの上端部との間には、棒状部材４を付勢するた
めの押圧バネ２６が介装されている。

【００３０】ここで、上述した本実施例の端面研磨装置
１の動作について説明する。

【００３１】複数の棒状部材４、本実施例においては１
２本のフェルールを、Ｙ方向に１列に所定の間隔で配置
し、移動モータ２３を駆動させ、カム２４を回転させる
ことで、結合部材２０ｆ及び支持バー２０ｃを介し、固
定治具２０を上方に移動させる。すなわち、棒状部材４
を研磨シート３から離す。そして、旋回基盤７を移動さ
せることにより、研磨盤２を移動させ、棒状部材４を所
定の位置に配置する。ここで、再び移動モータ２３を駆
動し、カム２４が結合部材２０ｆと離れる位置まで回転
させる。すなわち固定治具２０が下方に移動され、棒状
部材４は研磨シート３上面に接する。また、押圧バネ２
７により固定治具２０が付勢されることで、棒状部材４
は、研磨シート３上に付勢される。この状態で、研磨盤
２を偏心軸１２を中心に旋回運動させながら図１の左右
方向に直線移動させて、端面研磨を行う。

【００３２】この旋回運動は、旋回用モータ１４を駆動
することによって、プーリー１３ｂ、伝達ベルト１５及
びプーリー１３ａを介し、偏心軸１２を回転させ、偏心
軸１２の上端部の円盤１１を回転させることにより行
い、偏心回転する円盤の動きは、ベアリング１０を介し
て研磨盤２に伝達され、研磨盤２は所定の偏心量で一定
方向を維持した状態で旋回運動する。なお、この旋回運
動は所定の間隔で反転するようにしても良い。

【００３３】一方、直線運動は、スライドモータ１８を
駆動させて、スライドモータ１８の軸の先端に取り付け
られたピニオン１９を回転させ、この回転力を旋回基盤
７の下部に設けられたラック１９に伝達することにより
行う。これにより、旋回基盤７が所定の距離直線移動さ
れ、すなわち研磨盤２が直線移動される。

【００３４】以下、図面に基づいて、本実施例に係る研
磨装置による研磨の利点について述べる。

【００３５】図４（ａ）に研磨パターンの一例を、図４
（ｂ）にその研磨パターンに基づく研磨シートのＡ１-
Ａ２線に沿った研磨シートの研磨量を示す。

【００３６】図４（ａ）に示す例は、単純に各研磨パタ
ーンが並ぶように、棒状部材を旋回運動の直径と等しい
ピッチで各棒状部材を配置して研磨したものである。こ
の例では、図４（ｂ）に示すように、旋回軌跡の中心付
近と円周付近とで研磨量に差ができるものの円周付近同
士は平均化されており、中心付近の研磨量に対して円周
付近の研磨量は約２．８倍程度である。

【００３７】これに対し、図６に示す従来の研磨法で
は、ドーナツ状の研磨パターンの内周側と外周側では研
磨量に差ができ、外周側及び内周側の研磨量は、その間
の研磨量に対し、外周側では約２．５倍程度であるが、
内周側では約３．１倍となり、非常に不均一となる。

【００３８】図５（ａ）に他の研磨パターンを、図５
（ｂ）にその研磨パターンに基づくＢ１-Ｂ２線に沿っ
た研磨パターンの重なり、図５（ｃ）にその研磨パター
ンに基づく研磨シートの研磨量を示す。 図５（ａ）に
示す例では、各棒状部材を旋回半径とほぼ等しい間隔で
配置し、各研磨パターンが半分ずつ重なるようにしてい
る。これにより、研磨量は、図５（ｂ）に示すように、
３本の旋回パターンの研磨量の合成により決まり、、図
５（ｃ）に示すように、Ｃ１-Ｃ２線に沿った最大研磨
量は、最小研磨量の約１．６５倍程度となる。すなわ
ち、この例では、各研磨パターンを所定分だけ重ね合わ
せることにより、棒状部材の配列方向に沿っての研磨量
の差をさらに小さくすることができる。

【００３９】実際の設計では、棒状部材の径等を考慮し
て、棒状部材の間隔Ｐを、Ｐ＝ｒ＋α（ｒは旋回半径、
αは少なくとも棒状部材の直径以上値）とする。

【００４０】また、さらに研磨シートを均一に使用する
ために、Ｐ＝（２／３，１／２，１／３，１／４・・
・）ｒ＋αとすることもできる。

【００４１】ここで、図５の研磨は、Ｐ＝１２ｍｍ、ｒ
＝１０．５ｍｍで行ったものであり、この場合の研磨シ
ートの寿命は、図４の場合の１．２?１．３倍であっ
た。なお、隣接する研磨パターンをさらに細かく重ねる
と、シート寿命はさらに向上するが、その場合でも１．
４倍程度が限界と考えられる。

【００４２】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように、本発明の端面研磨装置によれば、研磨シートの
ほぼ全域を使用することができる。また、旋回運動と直
線運動の組み合わせによる研磨であるため、円周差によ
る使用状況の粗密差が少なく、旋回パターンを約半分重
ね合わせて配置することにより、研磨シートを平均的に
使用することができる。したがって、研磨シートの寿命
を延ばすことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る端面研磨装置の要部
断面図である。

【図２】本実施形態に係る旋回手段を示す図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

【図３】本実施形態に係る保持手段を示す図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

【図４】本実施形態の端面研磨機による研磨結果を示す
図であり、（ａ）は研磨軌跡、（ｂ）はＡ１-Ａ２に沿
っての研磨量の変化を示す。

【図５】本実施形態の端面研磨機による研磨結果を示す
図であり、（ａ）は研磨軌跡、（ｂ）はＡ１-Ａ２に沿
っての研磨パターンの重ね合わせ、（ｃ）はＡ１-Ａ２
に沿っての研磨量の変化を示す。

【図６】従来技術に係る端面研磨機による研磨結果を示
す図であり、（ａ）は研磨軌跡、（ｂ）はＣ１-Ｃ２に
沿っての研磨量の変化を示す。

【符号の説明】

１ 端面研磨装置 ２ 研磨盤 ３ 研磨シート ４ 棒状部材 ５ 弾性材シート ６ 止めゴマ ７ 旋回基盤 ８ 第１連結ピン ９ 第２連結ピン １０ ベアリング １１ 円盤 １２ 偏心軸 １３ プーリー １４ 旋回用モータ １５ 伝達ベルト １６ レール １７ ラック １８ ピニオン １９ スライド用モータ ２０ 固定治具 ２１ 保持基盤 ２２ ボール ２３ 移動モータ ２４ カム ２５ 固定部材 ２６ 押圧バネ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状部材の端面を研磨シートに押付けて
   研磨する端面研磨装置において、 前記研磨シートを保持する研磨盤と、前記棒状部材を複
   数本を一方向に所定間隔で保持して前記研磨シートに付
   勢する保持手段と、 前記研磨盤に回転自在に連結された円盤の中心から所定
   距離だけ偏心した位置に固着された偏心軸が、旋回用モ
   ータと前記研磨盤に接続するプーリーと、前記プーリー
   に接続するベルトを介して前記旋回用モータに接続さ
   れ、前記研磨盤と前記保持手段とを前記研磨シートの向
   きを一定に保持したまま所定の半径で相対的に旋回させ
   る旋回手段と、 研磨盤が載置された旋回基板に固定されたラックがスラ
   イド用モータの回転軸先端に到着されたピニオンに接続
   され前記研磨盤と前記保持手段とを相対的に直線移動さ
   せる移動手段とを有することを特徴とする端面研磨装
   置。
2. 【請求項２】 前記旋回手段が旋回方向を反転する反転
   手段を有することを特徴とする請求項1に記載の端面研
   磨装置。
3. 【請求項３】 当該複数の棒状部材の間隔を、前記研磨
   盤の旋回半径に対して所定の関係になるように設定し、
   前記棒状部材のそれぞれの研磨軌跡を互いに重ねること
   により前記研磨シートを平均的に使用するようにしたこ
   とを特徴とする請求項1または２に記載の端面研磨装
   置。
4. 【請求項４】 前記研磨シートと前記研磨盤との間に、
   弾性材シートを有する請求項1〜３のいずれか1項に記載
   の端面研磨装置。