JP2003019663A - 端面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微少荷重による研磨が可能で且つ研磨コスト
を低減すると共に研磨工程を簡略化した端面研磨装置を
提供する。 【解決手段】 装置本体に回転揺動可能に支持された研
磨盤８５に装着された研磨部材により治具２０に装着さ
れた棒状部材を押しつけて研磨する端面研磨装置におい
て、前記装置本体に前記治具２０を前記研磨盤８５とは
反対側に向かって付勢して当該治具２０を支持する質量
キャンセルばね３６と、前記治具２０を前記質量キャン
セルばね３６の付勢力に抗して前記研磨盤８５方向に付
勢する付勢ばね３７と、該付勢ばね３７の付勢量を調整
する調整手段４０とを設ける。

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】このような従来の光ファイバを含むフェル
ール等の棒状部材を研磨する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光ファイバ端面研磨装置は、
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
せる一方、この研磨盤に固定した研磨部材に対して、治
具盤に保持された多数のフェルールの端面を押し付けて
研磨するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した端面研磨装置
では、自転及び公転する研磨盤に固定された研磨部材に
対して、ばねや重りにより治具盤に荷重をかけることに
より棒状部材の端面を押しつけて研磨を行っている。

【０００５】しかしながら、従来の治具盤では、ばねや
重りによって荷重をかけない状態であっても、治具盤の
自重により棒状部材に荷重をかけてしまう。このため、
棒状部材の端面の傷取り等の微少荷重による研磨に対応
できないという問題がある。

【０００６】また、従来の端面研磨装置では、形状の異
なる棒状部材を同時に研磨することができず、同一種の
棒状部材しか研磨できない。このため、異なる形状の棒
状部材を研磨する際には、治具盤自体を交換する必要が
あり、研磨工程が煩雑になってしまうという問題があ
る。

【０００７】さらに、棒状部材を研磨する際に、治具盤
に保持する棒状部材の数が足りないと研磨精度が劣化し
てしまうため、研磨したい棒状部材以外にダミーの棒状
部材を取り付けて研磨しなくてはならず、高コストにな
ってしまうという問題がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑み、微少荷重
による研磨が可能で且つ研磨コストを低減すると共に研
磨工程を簡略化した端面研磨装置を提供することを課題
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、装置本体に回転揺動可能に支持され
た研磨盤に装着された研磨部材により治具に装着された
棒状部材を押しつけて研磨する端面研磨装置において、
前記装置本体は、前記治具を前記研磨盤とは反対側に向
かって付勢して当該治具を支持する質量キャンセルばね
と、前記治具を前記質量キャンセルばねの付勢力に抗し
て前記研磨盤方向に付勢する付勢ばねと、該付勢ばねの
付勢量を調整する調整手段とを具備することを特徴とす
る端面研磨装置にある。

【００１０】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記治具が複数の棒状部材のそれぞれを当該棒状部
材の軸方向に独立して移動させると共に前記質量キャン
セルばね及び前記付勢ばねが各棒状部材毎に設けられて
いることを特徴とする端面研磨装置にある。

【００１１】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記棒状部材がフェルール又は該フェルール
を保持した光コネクタであることを特徴とする端面研磨
装置にある。

【００１２】本発明の第４の態様は、第２の態様におい
て、前記治具がそれぞれ一端に棒状部材他端に前記付勢
バネの付勢量を調整する他の調整手段が配置された複数
の支持軸を有する端面研磨装置にある。

【００１３】本発明の第５の態様は、第４の態様におい
て、前記他の調整手段がフランジである端面研磨装置に
ある。

【００１４】かかる本発明では、治具を研磨盤とは反対
側に向かって付勢する質量キャンセルばねと、この質量
キャンセルばねの付勢力に抗して治具を研磨盤側に付勢
する付勢ばねとを設けるようにしたため、棒状部材を保
持した治具がその自重によって棒状部材の端面を研磨盤
に押しつけるのを防止して、付勢ばねによる微少な荷重
で研磨することができる。このため、研磨精度を向上す
ることができる。さらに、種類の異なる棒状部材に対し
てそれぞれ研磨圧力を変え、最適条件で研磨を行うこと
が出来る。

【００１５】

【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。

【００１６】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係る端面研磨装置の斜視図であり、図２は、端面研
磨装置の要部を拡大した斜視図であり、図３は、端面研
磨装置の要部拡大平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であ
り、図４は、図３の要部拡大断面図である。

【００１７】図１に示すように、本実施形態の端面研磨
装置は、装置本体１０に回転揺動自在に設けられた研磨
盤８５と、複数の棒状部材Ｗを独立して保持する複数の
治具２０と、治具２０を軸方向に移動自在に保持すると
共に研磨盤８５に向かって付勢する支持部３０と、支持
部３０による治具２０の研磨盤８５へ対する荷重を調整
する調整手段４０と、装置本体１０に設けられて支持部
３０を研磨盤８５の面方向及び厚さ方向に移動させる移
動手段５０とを具備する。

【００１８】図４に示すように、治具２０は、各棒状部
材Ｗを保持して研磨盤８５にその端面を当接させるもの
であり、治具本体２１と、保持部材２２と、治具本体２
１を支持する支持軸２３とを有する。

【００１９】治具本体２１の側面には、棒状部材Ｗの側
面に当接するＶ字状の溝部２４が設けられており、この
溝部２４に対向する位置に固定ねじ等により保持部材２
２が固定されている。治具２０は、溝部２４と保持部材
２２との間で棒状部材Ｗを挟持して固定するようになっ
ている。

【００２０】本実施形態では、一つの治具本体２１と保
持部材２２との間で一本の棒状部材Ｗを保持するように
したため、治具２０は複数の棒状部材Ｗに対して複数個
設けられている。本実施形態では、６本の棒状部材Ｗを
保持できるように治具２０を６個設けたが、同時に研磨
させたい棒状部材の本数に対応して治具２０の個数を適
宜決定することができる。

【００２１】また、治具本体２１を支持する支持軸２３
は、治具本体２１の上面にその端部が固定されており、
支持部３０によって軸方向に移動自在に保持されてい
る。この支持軸２３は、治具本体２１に固定された一端
側に所定の外径の大径部２５と、他端部側に大径部２５
に比べて小径の外径を有する小径部２６とを有し、小径
部２６と大径部２５との間には外径差によって段差部２
７が設けられている。また、支持軸２３の他端には質量
キャンセルばね３６と付勢ばね３７とを押圧し固定する
フランジ２８が設けられている。ここで支持軸２３への
挿入量をネジやピンなどで可変することにより、個々の
棒状部材の研磨圧力を調整することができる。

【００２２】このような支持軸２３を付勢保持する支持
部３０は、円盤状のばね受けプレート３１及びプレート
３２と、これらばね受けプレート３１及びプレート３２
が両端に固定された軸部３３とを有し、軸部３３が移動
手段５０のガイドブロック５３に軸方向移動自在に保持
されている。

【００２３】支持部３０のばね受けプレート３１には治
具２０の個数に対応して支持軸２３の小径部２６を挿通
可能な複数の第１の支持軸挿通孔３４が設けられ、プレ
ート３２には複数の第１の支持軸挿通孔３４に相対向す
るように支持軸２３の大径部２５を挿通可能な複数の第
２の支持軸挿通孔３５が設けられている。

【００２４】このばね受けプレート３１に設けられた第
１の支持軸挿通孔３４には支持軸２３の小径部２６が挿
通され、プレート３２に設けられた第２の支持軸挿通孔
３５には支持軸２３の大径部２５が挿通されることによ
って支持軸２３は、支持部３０に軸方向に移動自在に保
持されている。

【００２５】また、支持軸２３の小径部２６の外周に
は、ばね受けプレート３１とフランジ部２８との間に支
持軸２３を研磨盤８５とは反対側に向かって付勢して治
具２０を支持する質量キャンセルばね３６と、段差部２
７とばね受けプレート３１との間に支持軸２３を研磨盤
８５方向に向かって付勢する付勢ばね３７とが設けられ
ている。

【００２６】この質量キャンセルばね３６は、フランジ
部２８とばね受けプレート３１とにその両端が当接し
て、治具２０を研磨盤８５とは反対側に向かって付勢し
て治具２０の自重を支えるようになっている。

【００２７】一方、付勢ばね３７は、ばね受けプレート
３１と段差部２７とにその両端が当接して、治具２０を
支持部３０に対して研磨盤８５側に向かって付勢するよ
うになっており、調整手段４０により支持部３０を研磨
盤８５方向に移動すると、ばね受けプレート３１に押圧
された付勢ばね３７が圧縮されることにより質量キャン
セルばねに抗して治具２０を研磨盤８５側に向かって荷
重をかけるようになっている。

【００２８】ここで、従来の支持部には質量キャンセル
ばねが設けられておらず、調整手段によって荷重をかけ
ていない状態であっても、治具はその自重により付勢ば
ねをある程度縮ませた状態で保持されることになる。こ
のため、調整手段により支持部を下方に移動させると、
付勢ばねは縮んだ状態からさらに縮んで治具に荷重をか
けることにより治具が保持した棒状部材の端面を研磨盤
に押しつける。すなわち、付勢ばねを所定量縮ませた際
に、自由長の状態から縮んだ場合に比べて縮んだ状態か
らさらに縮ませた場合の方がより大きな付勢力となって
しまうため、通常の支持部では、棒状部材の端面を押し
つける押圧力が大きくなってしまう。

【００２９】本実施形態では、支持部３０に治具２０を
上方に付勢する質量キャンセルばね３６を設けることに
よって、付勢ばね３７が自由長の状態で支持部３０が治
具２０を保持することができる。このため、棒状部材Ｗ
を保持した治具２０がその自重によって棒状部材Ｗの端
面を研磨盤８５に押しつけるのを防止して、微少な荷重
で研磨することができる。これにより棒状部材Ｗの端面
の傷取りなどの微少荷重による研磨を容易に且つ確実に
行うことができる。

【００３０】一方、支持部３０を軸部３３の軸方向に移
動自在に保持する移動手段５０は、支持部３０を研磨盤
８５の面方向に移動させると共に上下方向に粗動させる
ものであり、装置本体１０に研磨盤８５の面方向に移動
自在に設けられた回転部５１と、回転部５１に設けられ
て上下方向に移動する上下動ブロック５２と、上下動ブ
ロック５２に固定されて支持部３０を保持するガイドブ
ロック５３と、調整手段４０の設けられた調整ブロック
５４とを具備する。

【００３１】回転部５１は、装置本体１０に設けられた
回転中心軸１１にベアリング５５を介して軸支されるこ
とにより研磨盤８５の面方向に移動するように設けられ
ており、回転部５１上には、二本の支柱部５６と、支柱
部５６に両端が回転自在に保持された回転軸５７と、回
転軸５７に所定量偏心して固定された偏心カム５８と、
回転軸５７の一端に固定されたレバー部５９と、二本の
支柱部５６の間に設けられて上下動ブロック５２を上下
方向に移動自在に保持する二本のガイドポスト６０とを
具備する。

【００３２】上下動ブロック５２は、基端部側がガイド
ポスト６０に挿通されて、ガイドポスト６０の外周に設
けられた上下動ブロック用ばね６１によって上部側に付
勢された状態で上下方向に移動自在に保持されている。

【００３３】このような上下動ブロック５２は、上面に
偏心カム５８が摺接するように設けられており、レバー
部５９を操作することによって偏心カム５８を回転させ
ると、偏心カム５８が上下動ブロック５２の上面に摺接
することで上下動ブロック５２を下方向に押圧するよう
になっている。これにより、上下動ブロック５２は治具
２０の保持した棒状部材Ｗの端面が研磨盤８５に当接ま
で移動させることができる。

【００３４】また、レバー部５９を元の位置に戻すと、
上下動ブロック５２は上下動ブロック用ばね６１によっ
て上方向に付勢されているため、自動的に元の位置に戻
るようになっている。

【００３５】このような移動手段５０によれば、治具２
０への棒状部材Ｗの取付及び交換の際や、研磨盤８５上
の研磨部材を交換する際などに治具２０を短時間で大き
く移動させることができると共に治具２０のある程度の
位置決めを短時間で行うことができ、研磨作業を簡略化
すると共に作業時間を短縮することができる。

【００３６】一方、支持部３０を軸部３３の軸方向に移
動自在に保持するガイドブロック５３には、厚さ方向に
貫通して支持部３０の軸部３３を挿通可能な支持部挿通
孔６２及び治具２０の支持軸２３を挿通可能な第３の支
持軸挿通孔６３が設けられている。なお、各支持部挿通
孔６２及び第３の支持軸挿通孔６３には、支持部３０の
軸部３３及び治具２０の支持軸２３が抵抗なく摺接でき
るように摺接部材６４が設けられている。

【００３７】また、支持部挿通孔６２に挿通した軸部３
３の外周のばね受けプレート３１とガイドブロック５３
との間には、支持部３０をガイドブロック５３に対して
上側に付勢する戻しばね６５が設けられている。この戻
しばね６５は、支持部３０が自重により下方に移動する
のを付勢により防止して調整手段４０による調整が行え
るようになっている。

【００３８】また、上下動ブロック５２の先端には、ば
ね受けプレート３１の上部側に対向する位置に配置され
た調整ブロック５４が固定されており、この調整ブロッ
ク５４には、ばね受けプレート３１の上面に当接して支
持部３０を研磨盤８５側に移動させる調整手段４０が設
けられている。この調整手段４０は、例えば、回転量に
より先端が軸方向に移動するマイクロメータヘッド等か
らなり、調整手段４０による支持部３０の荷重を調整す
ると、支持部３０は戻りしばね６５に抗して下方に移動
して治具２０に微少な荷重を付与することができる。

【００３９】このように、本実施形態では、治具２０を
棒状部材Ｗのそれぞれを独立して保持するように複数設
けるようにしたため、治具本体２１を交換するだけで異
なる形状の棒状部材Ｗを同時に研磨することができる。
このため、ダミーの棒状部材を設ける必要がなく、低コ
ストで研磨することができる。

【００４０】また、治具２０を支持する支持部３０に質
量キャンセルばね３６を設けたため、治具２０の自重に
よる荷重が棒状部材Ｗの端面を研磨盤８５に押しつける
荷重とならず、付勢ばね３７による荷重の調整のみで、
微少な荷重の研磨を行うことができる。これにより、棒
状部材Ｗの端面の傷取り研磨などを容易に且つ確実に行
うことができる。

【００４１】ここで、このような端面研磨装置の駆動方
法について説明する。なお、図５は、端面研磨装置の駆
動系を示す断面図である。

【００４２】図５に示すように、自転用モータ７１の回
転軸には第１自転伝達盤７２の中心部が固結され、この
第１自転伝達盤７２には回転中心を支点とする同心円上
に複数の第１連結ピン７３が固定されている。そして、
この各第１連結ピン７３は対応する各回転伝達盤７４の
偏心部に回転自在に連結され、この各回転伝達盤７４に
は偏心部に第２連結ピン７５が固定されている。各第２
連結ピン７５は第２自転伝達盤７６に回転自在に連結さ
れている。

【００４３】一方、公転用モータ７７の回転軸には駆動
歯車７８の中心部が固結され、この駆動歯車７８には従
動歯車７９がかみ合っている。この従動歯車７９は公転
伝達軸８０の下部外周に固結され、この公転伝達軸８０
の上部外周には装置本体８１の軸受筒部１２が嵌合して
いる。そして、この公転伝達軸８０には回転中心より所
定量偏心した位置に自転用回転軸８３が回転自在に嵌入
し、この自転用回転軸８３の下端部は第２自転伝達盤７
６の中心部に固結されている。

【００４４】また、自転用回転軸８３の上端部は、結合
部材８４を介して研磨盤８５に結合されており、さらに
研磨盤８５の上面部には研磨シート等の研磨部材８５ａ
が取り付けられている。

【００４５】ここで、端面研磨装置の動作について説明
する。

【００４６】図５に示すように、まず、公転運動につい
ては、公転用モータ７７を駆動することによって歯車７
８，７９を介して公転伝達軸８０を回転させ、研磨盤８
５は、所定偏心量だけ公転運動する。この場合、公転伝
達軸８０の中に自転用回転軸８３があるが、第１自転伝
達盤７２との間に複数の回転伝達盤７４を配しているの
で、回転伝達盤７４は公転伝達軸８０の回転と同じ位相
で第１連結ピン７３回りでそれぞれ回転する。従って、
第１自転伝達盤７２が止まっていても、または回転して
いても公転伝達軸８０の回転が規制されることはない。

【００４７】一方、自転運動については、自転用モータ
７１を駆動することによって第１自転伝達盤７２を回転
させるが、第１連結ピン７３は第１自転伝達盤７２の同
心円上にあるので、前述と同じ軌跡を通り、自転用回転
軸８３は所定量偏心しているが、回転伝達盤７４を介し
て連結しているので、第１自転伝達盤７２と同じ回転数
の回転が自転用回転軸８３に伝達される。

【００４８】このようにして公転伝達軸８０及び自転用
回転軸８３の回転運動によって研磨盤８５が回転しなが
ら公転する。

【００４９】一方、この研磨盤８５に対して本実施形態
の棒状部材Ｗを固定した治具２０は、調整手段４０によ
って所定量移動された支持部３０の付勢ばね３７によっ
て、微少荷重で棒状部材Ｗの端面を研磨盤８５に押しつ
ける。これにより、棒状部材Ｗの端面を高精度に研磨す
ることができる。

【００５０】（他の実施形態）以上、本発明の実施形態
１について説明したが、端面研磨装置の基本的構造は上
述したものに限定されるものではない。

【００５１】上述した実施形態１では、複数の棒状部材
Ｗに対応して各棒状部材Ｗを独立して保持する治具２０
を複数設け、治具２０を支持する支持部３０の各治具２
０に対応して付勢ばね３７及び質量キャンセルばね３６
を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、複
数の棒状部材を同時に保持する治具盤を設け、この治具
盤に付勢ばね及び質量キャンセルばねを設けるようにし
てもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の端面研磨
装置によれば、治具を研磨盤とは反対側に付勢する質量
キャンセルばねと、治具を質量キャンセルばねの付勢力
に抗して研磨盤側に付勢する付勢ばねとを設けることに
よって、棒状部材を保持した治具がその自重によって棒
状部材の端面を研磨盤に押しつけるのを防止して、付勢
ばねによる微少な荷重で研磨することができる。このた
め、棒状部材の端面の傷取りなどの微少荷重による研磨
を容易に且つ確実に行うことができる。

【００５３】また、複数の棒状部材に対して独立して各
棒状部材を保持する治具を設け、この治具に質量キャン
セルばね及び付勢ばねを設けることで種類の異なる棒状
部材を同時に研磨することができる。これにより研磨時
間や研磨コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る端面研磨装置の斜視
図である。

【図２】本発明の実施形態１に係る端面研磨装置の要部
拡大斜視図である。

【図３】本発明の実施形態１に係る端面研磨装置の要部
拡大平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。

【図４】本発明の実施形態１に係る端面研磨装置の要部
拡大断面図である図３のＡ−Ａ′の拡大図である。

【図５】本発明の実施形態１に係る端面研磨装置の駆動
系を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 装置本体 １１ 回転中心軸 １２ 軸受筒部 ２０ 治具 ２１ 治具本体 ２２ 保持部材 ２３ 支持軸 ２４ 溝部 ２５ 大径部 ２６ 小径部 ２７ 段差部 ２８ フランジ部 ３０ 支持部 ３１ ばね受けプレート ３２ プレート ３３ 軸部 ３４ 第１の支持軸挿通孔 ３５ 第２の支持軸挿通孔 ３６ 質量キャンセルばね ３７ 付勢ばね ４０ 調整手段 ５０ 移動手段 ５１ 回転部 ５２ 上下動ブロック ５３ ガイドブロック ５４ 調整ブロック ７１ 自転用モータ ７２ 第１自転伝達盤 ７４ 回転伝達盤 ７６ 第２自転伝達盤 ７７ 公転用モータ ７８ 駆動歯車 ７９ 従動歯車 ８０ 公転伝達軸 ８３ 自転用回転軸 ８５ 研磨盤 ８５ａ 研磨部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C034 AA08 BB71 BB76 CB01 DD08 3C043 BC00 CC04 DD05 3C049 AA04 AB04 AB08 BA05 BC01 CA01 CB01 CB03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に回転揺動可能に支持された研
   磨盤に装着された研磨部材により治具に装着された棒状
   部材を押しつけて研磨する端面研磨装置において、 前記装置本体は、前記治具を前記研磨盤とは反対側に向
   かって付勢して当該治具を支持する質量キャンセルばね
   と、前記治具を前記質量キャンセルばねの付勢力に抗し
   て前記研磨盤方向に付勢する付勢ばねと、該付勢ばねの
   付勢量を調整する調整手段とを具備することを特徴とす
   る端面研磨装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の端面研磨装置において、
   前記治具が複数の棒状部材のそれぞれを当該棒状部材の
   軸方向に独立して移動させると共に前記質量キャンセル
   ばね及び前記付勢ばねが各棒状部材毎に設けられている
   ことを特徴とする端面研磨装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の端面研磨装置にお
   いて、前記棒状部材がフェルール又は該フェルールを保
   持した光コネクタであることを特徴とする端面研磨装
   置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の端面研磨装置において、
   前記治具がそれぞれ一端に棒状部材他端に前記付勢バネ
   の付勢量を調整する他の調整手段が配置された複数の支
   持軸を有する端面研磨装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の端面研磨装置において、
   前記他の調整手段がフランジである端面研磨装置。