JP2001305374A - 光部品間接続面の面合せ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を削減すると共に加工工程の短縮化
を図って、コンパクト化およびコストダウンを図ること
のできる光部品間接続面の面合せ機構を提供する。 【解決手段】 接続する光ファイバ部品５９を保持する
可動ホルダ９５を備えた球面座７５は、ハウジング７３
に設けられている球面状の凹部６９に嵌合する。球面座
７５は、凹部６９に設けられている複数のエアーノズル
９７から吹き出すエアーにより凹部６９から離反する
が、球面座７５に設けられている吸引部材７７が球面座
７５を凹部６９に引き付けるので、吸引部材７７の吸引
力を調整手段８１により調整して、エアーの離反力と吸
引部材の吸引力が釣り合って球面座７５を凹部６９から
一定の間隔で浮いた状態で回転自在に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光部品を接続す
る際に接続面の面合せを行うための光部品間接続面の面
合せ機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光部品間接続面の面合せ機構とし
ては、特開平９−１３３８３２号公報に示されているよ
うなものがある。すなわち、図１１を参照するに、この
面合せ機構２０１は、光部品固定ホルダ２０３に固定さ
れた接続する一方の光部品２０５と、他方の光部品２０
７との面合せを行うものである。なお、図１１において
は一方の光部品２０５の左右両側に同様の面合せ機構２
０１が設けられているが、その構造および作用はまった
く同様なので、図１１中左側の面合せ機構２０１のみに
ついて説明し、右側の面合せ機構２０１については同じ
符号を付すこととする。

【０００３】面合せ機構２０１では、球面押え２０９の
内部に部分球面状の空間２１１が設けられており、この
空間２１１の内部には、部分球面状の球面座２１３がス
プリング２１５等の弾性体により移動可能に吊り下げら
れている。この球面座２１３には、可動ホルダ２１７が
設けられており、前述の他方の光部品２０７を保持する
ようになっている。

【０００４】空間２１１の内壁には、球面座２１３に後
側からエアーを吹き付けるための後側エアーノズル２１
９が上下に設けられている。また、球面座２１３に前側
からエアーを吹き付けるための前側エアーノズル２２１
が上下に設けられている。

【０００５】従って、球面座２１３は空間２１１の内部
において吹き付けられるエアーにより浮いた状態となっ
ており、自由に移動できるように保持されているので、
他方の光部品２０７の接続面と一方の光部品２０５の接
続面を押し付けることにより、球面座２１３が回転等し
て面合せを行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の技術にあっては、前後（図１１中左右）２方向
からエアーノズル２１９、２２１によりエアーを吹き付
ける構造となっているので、部品点数が増えると共に球
面押え２０９等の加工形状が複雑でかつ高精度な加工が
必要になるので装置のコストアップおよび大型化を招く
という問題がある。また、エアーの吹出し量のバランス
が悪く機能が安定しない場合がある。

【０００７】この発明の目的は、以上のような従来の技
術の問題点に着目してなされたものであり、部品点数を
削減すると共に加工工程の短縮化を図って、コンパクト
化およびコストダウンを図ることのできる光部品間接続
面の面合せ機構を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明による光部品間接続面の面合せ機
構は、接続する一方の光部品の接続面に、他方の光部品
の接続面を相対的に押し付けて、接続面の面合せを行う
べく前記他方の光部品を保持する光部品間接続面の面合
せ機構であって、前記他方の光部品を保持するための可
動ホルダを有する部分球面状の球面座と、この球面座を
所定の間隔で保持するための球面形状の凹部を有するハ
ウジングと、前記球面座を前記ハウジングの凹部側に付
勢する吸引部材と、前記ハウジングの凹部に設けられ前
記球面座に対してエアーを吹き付けて球面座を浮かせる
る複数個のエアーノズルと、を備えてなることを特徴と
するものである。

【０００９】従って、接続する光部品を保持する可動ホ
ルダを備えた球面座は、ハウジングに設けられている球
面状の凹部に嵌合する。球面座は、凹部に設けられてい
る複数のエアーノズルから吹き出すエアーにより凹部か
ら離反するが、球面座とハウジングとの間に設けられて
いる吸引部材が球面座を凹部に引き付けるので、エアー
の離反力と吸引部材の吸引力が釣り合って球面座を凹部
から一定の間隔で浮いた状態で回転自在に支持する。

【００１０】請求項２の発明による光部品間接続面の面
合せ機構は、請求項１記載の光部品間接続面の面合せ機
構において、前記吸引部材の付勢力を調整する調整手段
を有することを特徴とするものである。

【００１１】従って、吸引部材の吸引力を調整手段で調
整することにより、球面座を簡単に浮動可能に支持す
る。

【００１２】請求項３の発明による光部品間接続面の面
合せ機構は、請求項１または２記載の光部品間接続面の
面合せ機構において、前記エアーノズルが、多孔質体で
形成されていること、を特徴とするものである。

【００１３】従って、多孔質体で形成されるエアーノズ
ルから、バランス良くエアーを吹出す。

【００１４】請求項４の発明による光部品間接続面の面
合せ機構は、請求項１記載の光部品間接続面の面合せ機
構において、前記可動ホルダを水平にして面合せを行う
場合に、前記球面座をバランス良く前記ハウジングに取
り付けるためのバネフックと、このバネフックを介して
前記球面座を支持する支持バネと、この支持バネの張力
の調整を行う調整手段と、を備えてなることを特徴とす
るものである。

【００１５】従って、球面座は、調整手段で張力が調整
されたバネにより、バネフックを介して支持ハウジング
の凹部に吊り下げられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図６を参照するに、この発明に係る光部品
間接続面の面合せ機構１を用いた光部品の接続装置３の
例として、特開平９−１３３８３２号公報に示されてい
るものがある。

【００１８】この接続装置３では、架台５の上の左側に
調心用の第一ステージ７Ｆと、右側に第二ステージ７Ｓ
を有しており、その間に一方の光部品である光回路部品
９を保持する光部品固定ホルダ１１が立設されている。

【００１９】ここで、第一ステージ７Ｆと第二ステージ
７Ｓは、光部品固定ホルダ１１を挟んで互いに水平な位
置に対向して設けられており、ほとんどの構成は共通し
ているので、同じ部位には同じ符号を付すこととして、
第一ステージ７Ｆのみについて説明する。

【００２０】第一ステージ７Ｆにおいては、中空の支柱
１３が架台５の上板１５に吊り下げられた状態で内部空
間１７に設けられており、支柱１３の下側にはベースプ
レート１９が水平に設けられている。このベースプレー
ト１９の下側にはＹ軸モータ２１が設けられており、こ
のＹ軸モータ２１には支柱１３の内部で回転自在に設け
られているＹ軸ボールネジ２３が取り付けられている。

【００２１】また、ベースプレート１９の上面には、複
数のバランスシリンダ２５が設けられており、このバラ
ンスシリンダ２５の上側には、Ｙ軸ブロック２７が設け
られている。このＹ軸ブロック２７は、厚い平板状のプ
レート部２９とこのプレート部２９の中央部において下
方へ延びる棒状部分３１からなり、この棒状部分３１は
支柱１３の内部に上下移動自在に挿嵌されている。そし
て、その棒状部分３１には前述したＹ軸ボールネジ２３
が螺合するボールナット３３が取り付けられている。

【００２２】従って、Ｙ軸モータ２１を駆動させてＹ軸
ボールネジ２３を回転駆動すると、Ｙ軸ブロック２７が
Ｙ軸方向（図６において上下方向）へ上下移動するが、
このとき棒状部分３１が支柱１３に沿って上下動するこ
とおよびバランスシリンダ２５の作用によりＹ軸ブロッ
ク２７はより小さな駆動力で上下動および位置決めする
ことができる。

【００２３】Ｙ軸ブロック２７の上面には、ガイドレー
ル３５がＺ軸方向（図６において左右方向）に設けられ
ており、このガイドレール３５に沿ってＺ軸方向へ移動
自在のＺ軸プレート３７が設けられている。このＺ軸プ
レート３７には、図示しないＺ軸ボールナットが取り付
けられている。

【００２４】Ｙ軸ブロック２７の側端面には、上向きに
延びたブラケット３９が取り付けられており、このブラ
ケット３９にはＺ軸モータ４１が取り付けられている。
Ｚ軸モータ４１にはＺ軸ボールネジ４３が取り付けられ
ており、前述のＺ軸ボールナットに螺合している。

【００２５】従って、Ｚ軸モータ４１を駆動させると、
Ｚ軸ボールネジ４３が回転してＺ軸プレート３７をＹ軸
ブロック２７に対して相対的にＺ軸方向へ移動・位置決
めすることができる。

【００２６】Ｚ軸プレート３７の上面には、Ｘ軸方向
（図６において紙面に対して直交する方向）にガイドレ
ール４５が設けられており、このガイドレール４５に沿
ってＸ軸方向へ移動自在のＸ軸ブロック４７が設けられ
ている。このＸ軸ブロック４７には、図示しないＸ軸ボ
ールナットが取り付けられている。また、Ｚ軸プレート
３７の側面には図示しないＸ軸モータが設けられてお
り、Ｘ軸ブロック４７をＺ軸プレート３７に対して相対
的にＸ軸方向へ移動・位置決めする。

【００２７】Ｘ軸ブロック４７には、Ｘ軸ブロック４７
をＺ軸方向に貫通する主軸４９が取り付けられており、
この主軸４９をＣ軸回転（Ｚ軸回り）させるＣ軸モータ
５１が設けられている。この主軸４９の光部品固定ホル
ダ１１側先端部には、この発明に係る面合せ機構１が取
り付けられている。一方、主軸４９の反対側端部には、
ロードセル５３が取り付けられている。

【００２８】このロードセル５３は、アンプ５５を介し
てパーソナルコンピュータ５７に接続されている。ま
た、面合せ機構１には他方の光部品としての光ファイバ
部品５９がセットされており、第一ステージ７Ｆでは光
ファイバ部品５９の先端部にＬＤ光源６１が接続されて
いる。

【００２９】一方、第二ステージ７Ｓ側の面合せ機構１
Ｓに保持されている光ファイバ部品５９には、光エネル
ギーを電圧に変換するＯ／Ｅ変換器６３が接続されてい
る。また、面合せ機構１Ｓの下側にはイメージファイバ
６５が取り付けられている。

【００３０】なお、図示はしないが、架台５上面の光部
品固定ホルダ１１の奥側（図６中紙面直交方向向こう
側）には接着剤を塗布するための接着剤塗布手段および
紫外線を接続面に照射して紫外線硬化型接着剤を硬化さ
せるための紫外線照射装置等が設けられている。

【００３１】上記構成により、光部品固定ホルダ１１に
セットされた光回路部品９に光ファイバ部品５９を押し
付けて、面合せ機構１の作用により接続面の面合せを行
う。そして、接着剤塗布手段により接続面間に接着剤を
滴下し、紫外線照射装置により紫外線を滴下された接着
剤に照射して接着剤を硬化させる。

【００３２】次に、図１〜図４を参照して、この発明に
係る光部品間接続面の面合せ機構１を説明する。この面
合せ機構１では、側面６７Ｒ（図１中右側面）に球面状
の凹部６９を有すると共に中心を水平方向（図１中左右
方向）に貫通する貫通穴７１を有するハウジング７３を
備えている。

【００３３】凹部６９内には部分球面状の球面座７５が
設けられており、球面座７５の外面の中心に対向して設
けられている吸引部材としての一例のマグネット７７が
貫通穴７１に水平方向に移動自在に挿入されている。

【００３４】ハウジング７３における凹部６９と反対側
の側面６７Ｌには、貫通穴７１を蓋するようにホルダ７
９が設けられており、マグネット７７の吸引力により球
面座７５がホルダ７９側に付勢されている。このホルダ
７９には、マグネット７７を離反させるための調整手段
である調整ネジ８１が水平方向に貫通して設けられてい
る。

【００３５】図３に示すように、球面座７５の中心高さ
位置左右両端部には、重量のバランスを取るためのバネ
フック８３が設けられている。このバネフック８３は、
ハウジング７３の上面左右両端部に取り付けられている
ホルダ８５から下方に取り付けられている支持バネ８７
により吊り下げられている。

【００３６】なお、支持バネ８７は、ホルダ８５に取り
付けられている調整ネジ８９により張力が調整されるよ
うになっている。従って、調整ネジ８１を回転させるこ
とにより支持バネ８７の引っ張り力を調整して、球面座
７５のバランスを取ることができる。

【００３７】また、ハウジング７３には、例えば上部お
よび左右下方位置の３個所にホルダ９１が取り付けられ
ており、このホルダ９１に取り付けられたバネ９３によ
り球面座７５は浮いた状態で支持されている。

【００３８】これにより、球面座７５の内面側中央部に
取り付けられている可動ホルダ９５は、先端に光ファイ
バ部品５９を保持して水平方向に支持されることにな
る。なお、バネ９３は３個所に限るものではなく、球面
座７５をバランス良く保持する位置に複数個設けるよう
にする。

【００３９】ハウジング７３の凹部６９には、図４
（Ａ）に示されているように、上下左右位置に４個のエ
アーノズル９７が設けられており、空気圧、空気量、ク
リーン度等を管理されたエアーを吹き出すようになって
いる。このエアーノズル９７には多孔質体が用いられて
おり、球面座７５の外面に対してバランス良くエアーを
吹出して、球面座７５を凹部６９から離反させる。

【００４０】なお、エアーノズル９７の配置は、図４
（Ｂ）に示されているように、図４（Ａ）に示されてい
る位置を４５度ずらした位置に配置するようにしてもよ
い。また、エアーノズル９７の数は４個に限るものでは
なく、球面座７５のバランスを保持するように複数個設
けるようにする。

【００４１】上記構成により、可動ホルダ９５の先端に
光ファイバ部品５９をセットして、調整ネジ８９により
支持バネ８７の上下方向の引っ張り力を調整し、エアー
ノズル９７から球面座７５の外面にエアーを吹き付けて
ハウジング７３の凹部６９から離反させると共に、調整
ネジ８１によりマグネット７７とホルダ７９との間隔を
調整して吸引力を調整し、球面座７５とハウジング７３
の凹部６９との間隔を調整して、可動ホルダ９５がバラ
ンス良く水平に保持されるようにする。そして、光ファ
イバ部品５９の接続面を接続する光ファイバ部品５９の
接続面に押し付けて面合せを行う。

【００４２】以上の結果から、エアーを吹き付けるエア
ーノズル９７を一方の側にのみ設けたため、面合せ機構
１の部品点数の減少を図ると共に構造をコンパクト化す
ることができるので、接合する部位の周辺空間を大きく
取ることができる。これに伴い、接合する光ファイバ部
品５９と光回路部品９や、光ファイバ部品５９同士の配
置の自由度を増し、作業効率を向上させるので、光学的
ロスを最小にして、接合の確実性を向上させることがで
きる。

【００４３】なお、この発明は前述の発明の実施の形態
に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、
その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述
の実施の形態においては、吸引部材としてマグネット７
７を用いた場合について説明したが、図５に示されてい
る面合せ機構９９のように、ホルダ１０１をボルト１０
３により取り付けて、バネ１０５により球面座７５を吸
引するようにしてもよい。その他の構成は、前述の実施
の形態と同様なので、同じ部位には同じ符号を付して説
明は省略する。

【００４４】次に、図７〜図９を参照して、別の実施の
形態にかかる面合せ機構１０７ついて説明する。この面
合せ機構１０７では、光ファイバ部品５９を保持する可
動ホルダ９５が鉛直上方向に向いている。このため、前
述した図１等に示されている面合せ機構１の場合と異な
り、重さのバランスを取るためのバネフック８３、支持
バネ８７およびこの支持バネ８７を取り付けているホル
ダ８５は不要となるため、設けられていない。その他の
構成は、前述した面合せ機構１の場合と同様なので、同
じ部位には同じ符号を付して、重複する説明は省略す
る。

【００４５】以上の結果から、前述の面合せ機構１の場
合と同様、部品点数の減少を図ると共に構造をコンパク
ト化することができるので、接合する部位の周辺空間を
大きく取ることができる。これに伴い、接合する光ファ
イバ部品５９と光回路部品９、あるいは光ファイバ部品
５９同士の配置の自由度を増し、作業効率を向上させる
ので、光学的ロスを最小にして、接合の確実性を向上さ
せることができる。

【００４６】なお、吸引部材としては図７〜図９に示さ
れているようにマグネット７７を用いることもできる
し、図１０に示されている面合せ機構１０９のようにバ
ネ１０５を用いることができるのは、前述の面合せ機構
９９の場合と同様である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よる光部品間接続面の面合せ機構では、接続する光部品
を保持する可動ホルダを備えた球面座は、ハウジングに
設けられている球面状の凹部に嵌合し、凹部に設けられ
ている複数のエアーノズルから吹き出すエアーにより凹
部から離反するが、球面座に設けられている吸引部材が
球面座を凹部に引き付けるので、エアーの離反力と吸引
部材の吸引力が釣り合って球面座を凹部から一定の間隔
で浮いた状態で回転自在に支持することができる。ま
た、エアーを吹き付けるエアーノズルを一方の側にのみ
設けたため、面合せ機構の部品点数の減少を図ると共に
構造をコンパクト化することができ、製造も容易にな
り、かつ接合する部位の周辺空間を大きく取ることがで
きる。これに伴い、接合する光部品同士の配置の自由度
を増し、作業効率を向上させるので、光学的ロスを最小
にして、接合の確実性を向上させることができる。

【００４８】請求項２の発明による光部品間接続面の面
合せ機構では、吸引部材の吸引力を調整手段で調整する
ので、球面座を簡単に浮動可能に支持することかでき
る。

【００４９】請求項３の発明による光部品間接続面の面
合せ機構では、エアーノズルが多孔質体で形成されるの
で、バランス良くエアーを吹出すことができる。

【００５０】請求項４の発明による光部品間接続面の面
合せ機構では、ハウジングの凹部に、バネフックを介し
て支持バネにより球面座を吊り下げるので、バランス良
く吊り下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光部品間接続面の面合せ機構を
示す断面図である。

【図２】図１中II−II位置の断面図である。

【図３】図１中III方向から見た正面図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、ハウジングの凹部に設けら
れているエアーノズルの配置を示す正面図である。

【図５】吸引部材としてバネを用いた場合を示す図２相
当の断面図である。

【図６】この発明に係る光部品間接続面の面合せ機構を
用いた光部品接続装置の全体を示す断面図である。

【図７】別の実施の形態を示す断面図である。

【図８】図７中VIII方向から見た平面図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、ハウジングの凹部に設けら
れているエアーノズルの配置を示す正面図である。

【図１０】吸引部材としてバネを用いた場合を示す図２
相当の断面図である。

【図１１】従来の光部品間接続面の面合せ機構を示す断
面図である。

【符号の説明】

１、９９、１０７、１０９ 面合せ機構 ９ 光回路部品（一方の光部品） ５９ 光ファイバ部品（他方の光部品） ６９ 凹部 ７３ ハウジング ７５ 球面座 ７７ マグネット（吸引部材） ８１ 調整ネジ（調整手段） ８３ バネフック ８７ 支持バネ ９５ 可動ホルダ ９７ エアーノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 裕喜 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 藤原 茂 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 石井 元速 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 塙 文明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H036 NA03 2H037 BA24 DA22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続する一方の光部品の接続面に、他方
   の光部品の接続面を相対的に押し付けて、接続面の面合
   せを行うべく前記他方の光部品を保持する光部品間接続
   面の面合せ機構であって、前記他方の光部品を保持する
   ための可動ホルダを有する部分球面状の球面座と、この
   球面座を所定の間隔で保持するための球面形状の凹部を
   有するハウジングと、前記球面座を前記ハウジングの凹
   部側に付勢する吸引部材と、前記ハウジングの凹部に設
   けられ前記球面座に対してエアーを吹き付けて球面座を
   浮かせる複数個のエアーノズルと、を備えてなることを
   特徴とする光部品間接続面の面合せ機構。
2. 【請求項２】 前記吸引部材の付勢力を調整する調整手
   段を有することを特徴とする請求項１記載の光部品間接
   続面の面合せ機構。
3. 【請求項３】 前記エアーノズルが、多孔質体で形成さ
   れていること、を特徴とする請求項１または２記載の光
   部品間接続面の面合せ機構。
4. 【請求項４】 前記可動ホルダを水平にして面合せを行
   う場合に、前記球面座をバランス良く前記ハウジングに
   取り付けるためのバネフックと、このバネフックを介し
   て前記球面座を支持する支持バネと、この支持バネの張
   力の調整を行う調整手段と、を備えてなることを特徴と
   する請求項１、２または３記載の光部品間接続面の面合
   せ機構。