JP2003266288A - 端面研磨装置および端面研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状部材の端面を精密に研磨する端面研磨装
置の提供。 【解決手段】 回転及び陽動自在に支持された研磨定盤
２６０を、駆動するモーター２７０と駆動回路２８０を
介してＩ／Ｏポート２５０に接続し、研磨定盤２６０の
回転数を回転センサ３２０を介して検出し、回転数の制
御を行う。

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、光通信用ファイ
バなどを保持したフェルールなど、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】従来の端面研磨装置は、棒状部材の端面
に平面または曲面の形状を得るために、一定回転で自公
転する研磨部材上に棒状部材の端面を押圧し、研磨加工
を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の研磨装
置では、光ファイバーを挿入したフェルールを研磨する
際、研磨の初期に、フェルールの端面から露出した光フ
ァイバが、研磨圧力によりフェルールの内部で折れる場
合があった。そのため、フェルール端面を研磨しても、
光ファイバの端面の一部または全部がフェルール端面に
露出せず、光が損失し、不良品の発生の要因となること
があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明では、研磨部材
の回転数を制御する手段を設けることとしている。この
ように、研磨部材の回転数を制御することにより、光フ
ァイバが折れる原因となる、研磨時の光ファイバの径方
向の応力を減少することができ、研磨不良の発生を防止
することができる。

【０００５】さらに、回転数の制御手段の他に、研磨圧
力を制御する押圧手段を設ける。回転数の制御手段の他
に、押圧手段を設けることにより、光ファイバの軸方向
の応力を減少することができ、その結果、光ファイバが
折れることを防止でき、研磨不良の発生を防止すること
ができる。

【０００６】本発明では、棒状部材の測長手段と、上記
の回転数の制御手段または押圧手段を組み合わせること
とする。棒状部材の測長手段と、上記の回転数の制御手
段または押圧手段を組み合わせることにより、端面が曲
面形状となる研磨に対し、曲面の高さにより異なる研磨
条件を設定することができる。従って、光ファイバの端
面近傍と棒状部材の端面の外周部との研磨条件を変え、
棒状部材の端面から露出した光ファイバ研磨条件を緩和
し、光ファイバの折れを防止することができる。

【０００７】本発明では、研磨部材の回転方向の正逆切
り替え手段を設ける。正転と逆転の切り替えを行うこと
により、棒状部材の端面の径方向の研磨部材に対する移
動方向が複数に分散されるため、ファイバの径方向の特
定位置のみに応力が集中することがなくなるため、光フ
ァイバの折れを防止することができる。また、棒状部材
の端面の棒状部材の軸に対する傾斜が減少し、棒状部材
に多数の光ファイバが固定された、多心コネクタの研磨
面が水平になり複数ファイバ間の接続損失のばらつきが
減少する。

【０００８】本発明では、研磨部材上に液体を滴下する
手段を設けた。液体を滴下する手段により、研磨部材表
面の削りかすを洗い流し除去することができ、結果とし
て、削りかすによる研磨面の、きず発生による不良発生
を防止することができる。ここで、液体は水や、界面活
性剤を含む水が使用可能で、研磨部材の表面にメニスカ
スを形成し、液体をオーバーフローし、液体表面から軽
量なゴミを流し、削りかすを液体と共に流すことで、研
磨部材表面のゴミ付着を防止することができる。この他
に、ポンプを使用し、液体を加圧して研磨部材の表面に
シャワーを噴霧し、ゴミを除去することもできる。ま
た、本発明では、洗浄に使用した液体を受容する、ドレ
インパンを研磨定盤の下部の外周方向に設け、漏液を防
止した。これにより削りかすの飛散を防止することがで
き、ゴミの廃棄が容易になり、環境対策を行うことがで
きる。ここでドレインパンの表面は、フッ素樹脂層を設
けるか、フッ素樹脂を含む分散めっきを施すことによ
り、削りかすの付着を防止でき、清掃が容易になる。

【０００９】本発明では、研磨部材に超音波を印加する
手段を設けた。これにより、研磨部材の表面に付着した
削りかすや、ゴミを除去することができ、棒状部材端面
のキズを防止することができる。さらに、目詰まりを防
止することで、研磨部材の寿命を延長することができ
る。

【００１０】本発明では、研磨部材の温度を制御する温
度制御手段を設けた。これにより、室内の温度によら
ず、研磨条件を一定にすることができ、特に研磨部材が
弾性部材上に研磨シートを有する場合、弾性部材の弾性
率や硬度を一定にすることができ、正確な凸球面の形成
が可能となる。さらに、研磨工程内で研磨部材の温度を
変化させることができ、初期状態で研磨部材を低温にし
て、弾性部材の硬度を高め、棒状部材の先端を研磨し、
途中で研磨部材を高温にして、弾性部材の硬度を低くし
て、棒状部材の外周部を研磨することが出来る。また、
研磨の初期状態で、研磨部材を高温にして、弾性部材の
硬度を低くして、光ファイバの先端の折れを防止するこ
とができる。また、温度により弾性部材の弾性率を変化
させ、所望の３次元曲面を有する端面研磨を行うことが
出来る。

【００１１】本発明では、装置本体の脚部に防振手段を
設けた。これにより、外部の振動により、研磨部材や研
磨冶具が振動し研磨端面の平面度が低下することを防止
することができる。

【００１２】本発明では、研磨の初期状態の研磨定盤の
回転数を低くし、経時的に研磨定盤の回転数を増加し端
面研磨を行う。ここで研磨定盤の回転数とともに研磨圧
力を増加すると良い。このように低回転から研磨を開始
すると、端面の先端部の破損を防止することができ、特
に異種材料の組み合わせからなる棒状部材の研磨するこ
とができる。

【００１３】本発明では、研磨定盤上に弾性部材を介し
て配置された研磨部材を回転及び揺動し、前記研磨部材
表面に第１の圧力で凸球面を有する棒状部材の端面を研
磨し、前記第１の圧力より高い第２の圧力で研磨する。

【００１４】本発明では、研磨定盤上に配置された研磨
部材を回転及び揺動し、前記研磨部材の表面に多心ファ
イバコネクタの端面を押圧し、前記回転を正逆転切り替
え研磨する。研磨方向を切り替えることにより平坦度の
高い研磨面が得られる。

【００１５】本発明では、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盤に装
着された棒状部材を押し付けて研磨する端面研磨装置に
おいて、前記治具盤を所定直径を有する第１の仮想円盤
に固定して、当該第１の仮想円盤を自転させながら第２
の仮想円盤の円周に沿って移動し且つ当該第２の仮想円
盤を自転させながら第３の仮想円盤の円周に沿って移動
するように、前記研磨盤を前記治具盤に対して相対移動
するように駆動し、前記治具盤が前記第２の仮想円盤と
の相対移動により描く軌跡が、ルーレット形状であり、
かつ軌跡の中心から同心円上の軌跡の交点が離散する駆
動手段を具備することとした。そこで、研磨部材の中心
から等距離にある円周上の研磨軌跡の重なりがほとんど
なくなり、研磨かすに次の研磨軌跡が接触する確率が減
少し、結果として、光ファイバの折れを防止することが
できる。さらに、研磨部材の表面を有効に使用すること
ができ、研磨部材の寿命を延ばすことができる。棒状部
材の端面研磨において、複数の棒状部材を研磨条件を同
一にして、研磨するために研磨定盤の中心から等距離に
１０本以上の棒状部材を配置するため、研磨軌跡の重な
りを減少することは、研磨部材の消耗を減少する効果が
大きい。

【００１６】本発明では、研磨定盤上の研磨部材を配置
し、前記研磨部材上に棒状部材を押し付け、前記研磨定
盤を前記研磨定盤の厚みの法線方向に駆動し、前記研磨
部材上の研磨軌跡がルーレット形状であり、かつ軌跡の
中心から同心円上の軌跡の交点が離散する端面部材を研
磨することとした。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の研磨装置では、研磨部
材を回転するモーターの回転数を制御する制御装置をモ
ーターに接続する。回転数の制御装置は、モーターに印
加する電圧を変化させるか、モーターに印加する電圧の
デューティー比や、パルス数またはパルス幅を変える。
ここで回転数は研磨の工程内で、可変することができ、
段階的に変化することも、連続的に変化することも可能
である。また、研磨部材の回転を停止するブレーキから
なる制動手段を設けた。ここで、研磨の最終工程で回転
を停止することにより、研磨端面の形状を正確に得るこ
とができる。研磨終了時に緩やかに研磨部材の回転を停
止すると、低速回転で研磨した研磨面となり、表面粗さ
が低下するが、急停止することで、高速回転時の平坦面
を保持することができる。

【００１８】また、研磨圧力を制御するために、棒状部
材を研磨部材の厚み方向に移動し加圧する押圧手段と棒
状部材の研磨圧力の圧力測定手段を設ける。ここで押圧
手段としてＤＣモータとボールネジと圧縮ばね、圧力測
定手段としてロードセルを用いる。移動手段として圧力
制御の応答速度を高めるために、圧電素子を使用した超
音波駆動型のアクチュエータやボイスコイルモーターを
使用することも出来る。棒状部材の研磨端面と研磨部材
間に異物が混入して、研磨圧力が上昇した場合、直ちに
研磨圧力を減少するように棒状部材を移動することによ
り、研磨面のキズ発生を防止することができる。

【００１９】この発明では、渦電流を用いた測長センサ
を使用し、研磨部材の表面と棒状部材の特定位置までの
長さを求め、長さの減少量から研磨量を求めることがで
きる。

【００２０】また、この発明では研磨部材の回転方向の
切り替え手段として、ＤＣモータへの印加の極性を切り
替えるか、パルスモータに印加するパルスの位相を切り
替えることによりモーターの正転逆転を切り替える。

【００２１】研磨部材上に液体を滴下する手段として、
研磨部材上部にパイプの排出口を配置し、水を滴下する
ことにより研磨部材表面にメニスカスを形成し、メニス
カス表面からごみを流して排出することができる。

【００２２】研磨部材に超音波を印加する手段として、
研磨定盤の中または、研磨定盤の研磨部材を配置する面
と反対の面に圧電振動子を配置することができる。超音
波の印加は、研磨部材の表面に液体の層を形成した状態
で行うと効率良く、削りかすの除去ができる。

【００２３】研磨部材の温度調整をする方法として、研
磨部材に熱線を照射するためのランプを研磨定盤の上部
に配置することや、研磨定盤の内部や下面にシリコンラ
バーヒーターやフィルムヒータなどのヒーターを配置す
ることができる。また、温度を降下する方法として、研
磨定盤下部または内部にペルチェ素子を配置することが
できる。

【００２４】防振手段として、装置本体の底面の脚部に
天然ゴムやブチルゴムからなる防振ゴムを設けるか、ま
たは鋼板とゴムを積層したダンパーを設けることができ
る。ゴムの他にゲル状物質を使用することもできる。

【００２５】

【実施例】(実施例１)図１は、この発明の端面研磨装置
の構成を示すブロック図であり、タッチパネル２１０
と、ＣＰＵ２２０と、ＲＯＭ２３０と、ＲＡＭ２４０
と、Ｉ／Ｏポート２５０と、研磨定盤２６０と、モータ
ー２７０と、モーター２７０を駆動する駆動回路２８０
と、押圧手段６０と、圧力センサ３００と、長さセンサ
３１０と、回転センサ３２０とからなる。

【００２６】タッチパネル２１０は、研磨定盤の回転数
と棒状部材の加圧圧力と加圧時間設定を入力し、各入力
データや、研磨時の実際の圧力や回転数を表示する。ま
た研磨の工程や各工程の処理時間や、残り時間を表示す
る。

【００２７】ＲＯＭ２３０は、研磨処理のパラメータや
研磨の各動作プログラムを記憶する。ＲＡＭ２４０は、
研磨処理条件の一時的なパラメータを記憶する。研磨定
盤３００は、研磨定盤３００を回転するためのモーター
２７０とモーター２７０を駆動するための駆動回路２８
０に接続されている。

【００２８】押圧手段６０は棒状部材の端面を研磨する
ための圧力を付加するものであり、圧力センサ３００
は、研磨圧力を測定するためのセンサである。長さセン
サ３１０は、棒状部材の長さまたは、研磨部材の一部と
研磨定盤との距離を測定するセンサである。

【００２９】回転センサ３２０は、モーター２７０の回
転数または、研磨定盤の回転数を検出するもので、ロー
タリーエンコーダーとフォトインタラプタを使用する。
回転センサ３２０の代わりに、モーター駆動電圧や駆動
パルスをカウウントし、回転数とみなしても良い。

【００３０】ここで、ＲＯＭ２３０とＲＡＭ２４０はＣ
ＰＵ２２０に接続され、ＣＰＵ２２０は外部とのインタ
ーフエースであるＩ／Ｏポート２５０を介してタッチパ
ネル２１０とセンサ３００、３１０、３２０と駆動回路
２８０と押圧手段６０に接続されている。

【００３１】さらに、ＣＰＵ２２０は、シリアルポート
等の通信ポートを介して、ネットワーク上でサーバーと
接続し、棒状部材のロットごとの製造データを参照し、
研磨処理条件を調整することもできる。ここで、製造条
件としては、原料紛の組成、粒度分布、焼結条件、焼結
後の組織、硬度、外径研削やフェルールの内部の貫通穴
の研磨条件や光ファイバの種類や接着条件や、各工程の
加工日、端面形状がある。ＣＰＵ２２０は接触または非
接触のカードリーダーと接続し、棒状部材のトラベルロ
グを記載したＩＣカードやメモリーカードのデータを読
み込み、ロット管理を行うこともできる。

【００３２】図２は、本発明の実施例に係る端面研磨装
置の要部断面図である。装置本体１０と、装置本体１０
に回転及び揺動自在に設けられて研磨部材２１が装着さ
れた研磨定盤２０と、研磨定盤４０を駆動する駆動手段
３０と、棒状部材Ｗを複数保持した治具盤４０と、治具
盤２０を保持すると共に装置本体１０に研磨定盤２０方
向へ移動自在に設けられた保持手段５０と、治具盤４０
を保持した保持手段５０を研磨定盤２０に向かって所定
の圧力で押圧する押圧手段６０と、研磨定盤２０の所定
位置と治具盤４０の所定位置との距離を検出する距離検
出手段７０とを具備する。

【００３３】研磨定盤２０は、詳しくは後述する駆動手
段３０によって回転及び揺動自在に設けられ、その上面
の中央部には、研磨部材２１が固定されている。

【００３４】また、研磨定盤２０の上面には、研磨部材
２１が固定された以外の領域である周縁部近傍に距離検
出手段７０の検出対象物となる検出リング２２が固定さ
れている。

【００３５】この研磨定盤２０及び検出リング２２は、
ステンレス等の金属などで形成され、研磨定盤２０の上
面及び検出リング２２の上面は、研磨部材２１の研磨面
にブレが生じないように高精度に形成されている。

【００３６】また、研磨定盤２０の上面に設けられた研
磨部材２１は、例えば、研磨定盤２０上に直接又は弾性
部材を介して接合された研磨シートからなる。

【００３７】このような研磨定盤２０を回転及び揺動す
る駆動手段３０は、特に限定されず、例えば、回転用駆
動モータ３１と複数の歯車とからなる。

【００３８】詳しくは、回転用駆動モータ３１の回転軸
には、自転用プーリ３２と公転用プーリ３３とが設けら
れている。

【００３９】自転用プーリ３２は、自転用タイミングベ
ルト３４及び図示しない複数の自転用歯車を介して自転
軸３５と連結されている。

【００４０】また、公転用プーリ３３は、公転用タイミ
ングベルト３６及び図示しない複数の公転用歯車を介し
て図示しない公転軸と連結されている。

【００４１】この自転軸３５は、公転軸の中心から所定
量だけ偏芯した位置に回転自在に支持されており、自転
軸３５の上端は、図示しない複数の連結ピンを介して研
磨定盤２０の底面と連結されている。

【００４２】このような駆動手段３０は、回転用駆動モ
ータ３１の回転軸を回転させて、自転用プーリ３２、公
転用プーリ３３、自転用歯車及び公転用歯車を介して自
転軸３５及び公転軸を回転させて研磨定盤２０を自転及
び公転させることができる。

【００４３】また、研磨定盤２０の研磨部材２１に対向
する位置には、複数の棒状部材Ｗを保持した治具盤４０
が保持手段５０によって研磨定盤２０に向かって移動自
在に保持されている。

【００４４】ここで、治具盤４０及び保持手段５０につ
いて詳しく説明する。

【００４５】図４（ａ）は治具盤の斜視図であり、図４
（ｂ）は治具盤及び支持機構の要部断面図である。

【００４６】図４に示すように、治具盤４０は、治具盤
本体４１と、治具盤本体４１の側面に取り付けられた複
数の取付片４２とを具備する。

【００４７】治具盤本体４１は多角形状を有し、各側面
には厚さ方向に亘ってＶ溝４３が設けられている。

【００４８】また、治具盤本体４１のＶ溝４３に対向す
る位置には、取付片４２が固定ねじ４４を介して固定さ
れている。このＶ溝４３と取付片４２との間で棒状部材
Ｗを挟持することで、棒状部材Ｗは治具盤４０に脱着可
能に固定されている。

【００４９】図３は、端面研磨装置の上面図であり、治
具盤本体４１を６角形状として、その各側面にＶ溝４３
を二つずつ設けることによって、棒状部材Ｗを１２本固
定できるようにした。また、棒状部材Ｗは、フェルール
などの円筒形状の棒状部材や、多心フェルール及び多心
光コネクタ等の断面が矩形の棒状部材等、特に限定され
ない。本実施形態では、棒状部材Ｗとして円筒形状を有
するフェルールを用いた。また、このような棒状部材Ｗ
を治具盤本体４１に固定する取付片４２及び固定ねじ４
４もこれに限定されない。また、治具盤本体４１の略中
央部には、保持手段５０に固定されるボス部４５が設け
られている。

【００５０】一方、保持手段５０は、図２及び図３に示
すように、装置本体１０に設けられた支持部５１と、支
持部５１に移動自在に保持されたアーム部５２とを具備
する。

【００５１】支持部５１は、装置本体１０に二本設けら
れた四角柱形状を有し、支持部５１の外周面にアーム部
５２の基端部が挿入保持されている。

【００５２】アーム部５２は、基端部側が支持部５１に
挿入されることで支持部５１の軸方向に移動自在に保持
されている。

【００５３】また、アーム部５２の先端部は、研磨定盤
２０に向かって屈曲した形状を有し、先端が治具盤４０
のボス部４５に係合して治具盤４０の回転方向の移動及
び傾き方向の移動を規制した状態で保持している。

【００５４】詳しくは、治具盤４０のボス部４５には、
矩形状の切り欠き部４６と、切り欠き部４６の開口側に
固定されて切り欠き部４６よりも小さな開口を有する蓋
部材４７とが設けられている。

【００５５】一方、アーム部５２の先端部は、切り欠き
部４６に係合する矩形状のフランジ部５３が設けられて
おり、フランジ部５３をボス部４５の側面から切り欠き
部４６に挿入することで、フランジ部５３の側面を切り
欠き部４６の側面に当接させて回転方向の移動が規制さ
れている。

【００５６】また、ボス部４５の切り欠き部４６に挿入
されたフランジ部５３は、蓋部材４７に当接することで
治具盤４０の研磨定盤２０方向への移動を規制してお
り、治具盤４０のアーム部５２側への移動は、アーム部
５２の先端面と切り欠き部４６の底面との間に設けられ
た規制部４８によって規制されている。すなわち、アー
ム部５２は、蓋部材４７と規制部４８とに当接すること
によって治具盤４０を回転方向及び傾き方向の移動が規
制された状態で保持している。

【００５７】このように治具盤４０を保持したアーム部
５２は、押圧手段６０によって研磨定盤２０方向に移動
され、治具盤４０に保持された複数の棒状部材Ｗを研磨
定盤２０上の研磨部材２１に所定の圧力で押圧するよう
になっている。

【００５８】この押圧手段６０としては、アーム部５２
を研磨定盤２０方向に移動することができれば、特に限
定されず、本実施形態では、例えば、図２に示すよう
に、押圧用駆動モーター６１の回転を複数の歯車６２等
を介してアーム部５２の移動方向にスライド移動させる
ものを挙げることができる。

【００５９】また、押圧手段６０には、本実施形態で
は、治具盤４０に固定された棒状部材Ｗを研磨部材２１
に押圧する圧力データを検出するロードセル等の圧力検
出手段６３が設けられている。

【００６０】この圧力検出手段６３が検出した圧力デー
タに応じて押圧手段６０は、アーム部５２を移動させて
治具盤４０に保持された棒状部材Ｗの先端面を所望の圧
力で研磨部材２１に当接することができる。

【００６１】これにより、棒状部材Ｗの先端面に研磨傷
等の発生を防止して、高精度な研磨を行うことができ
る。

【００６２】また、保持手段５０のアーム部５２の研磨
定盤２０に対向する領域には、距離検出手段７０が固定
されている。

【００６３】距離検出手段７０は、治具盤４０の所定位
置と研磨定盤２０の所定位置との相対的な距離データを
検出するものであり、本実施形態では、治具盤４０の所
定位置をアーム部５２とし、研磨定盤２０の所定位置を
検出リング２２とした。

【００６４】このような距離検出手段７０は、変位セン
サ７１と、変位センサ７１の研磨定盤２０との距離を調
整する調整手段７２とを具備する。

【００６５】変位センサ７１は、その検出面となる先端
面が検出対象物である検出リング２２の上面に相対向す
る位置に設けられており、検出リング２２の上面に接触
しない、光学式、電磁式等の非接触型センサや、検出リ
ング２２の上面に接触する接触型センサ等を挙げること
ができる。

【００６６】本実施形態では、変位センサ７１の内部の
コイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、検
査対象物の表面に磁束の通過と垂直方向の渦電流を流し
てコイルのインピーダンスを変化させて、発振状態の変
化により検査対象物との距離を検出することができる渦
電流式変位センサとした。

【００６７】なお、変位センサ７１は、棒状部材Ｗを研
磨することによって移動した治具盤４０の微少な移動量
を距離データとして検出するため、検出対象物との距離
が１ｍｍ以下の変化量の検出ができるものが好ましい。
本実施形態の渦電流式変位センサからなる変位センサで
は、１μｍの変位量を検出することができるため、治具
盤４０の微少な距離の変化量を検出することができる。

【００６８】また、この変位センサ７１は、検出面であ
る先端面と検出リング２２との距離を調整できるよう
に、複数のねじ部材７３によってアーム部５２と研磨定
盤２０との間に移動自在に設けられている。また、ねじ
部材７３の外周面には付勢ばね７４が設けられており、
付勢ばね７４によって変位センサ７１は、アーム部５２
側に付勢された状態で保持されている。

【００６９】一方、調整手段７２は、例えば、マイクロ
メータヘッド等からなり、アーム部５２に固定されて変
位する先端面が変位センサ７１に当接するように設けら
れている。

【００７０】この調整手段７２によって、変位センサ７
１を付勢ばね７４の付勢力に抗して押圧することで、変
位センサ７１の研磨定盤２０からの距離を調整すること
ができる。

【００７１】ここで、棒状部材Ｗの研磨を行うと、距離
検出手段７０は棒状部材Ｗの研磨した量分、治具盤４０
及びアーム部５２と共に研磨定盤２０に向かって移動
し、アーム部５２と検出リング２２の上面との距離デー
タを検出することができる。この距離データに基づい
て、棒状部材Ｗの実質的な研磨長さを容易に算出するこ
とができる。また、距離検出手段７０は、治具盤４０の
所定位置と研磨定盤２０の所定位置との距離データを検
出するため、棒状部材Ｗの研磨加工中であっても棒状部
材Ｗの実質的な研磨長さを容易に且つ確実に算出するこ
とができる。

【００７２】このため、棒状部材Ｗの研磨量の制御を容
易に且つ確実に行うことができると共に研磨加工時間を
短縮することができる。

【００７３】なお、棒状部材Ｗの研磨中では、研磨定盤
２０が回転及び揺動することで、検出リング２２の上面
と変位センサ７１の先端面とを連続して相対向させるこ
とはできないが、検出データを連続して取得し、最も小
さな値の検出データを用いれば、変位センサ７１と検出
リング２２とが互いに相対向した際の検出データとする
ことができる。

【００７４】（実施例２）次に、本発明の装置を光ファ
イバを内部に有するフェルールの端面研磨に適応した例
を示す。但し本発明は、フェルールの端面研磨に限定さ
れるものでは、ない。

【００７５】図５に示すようにフェルール４００の貫通
孔４１０に、光ファイバ４２０を接着して固定した端面
は、切断された光ファイバ４２０の先端が突出してい
る。ここで、実施例１に記載の端面研磨装置で、初期の
研磨定盤の回転数と研磨圧力を低くして、ソフトスター
トを行う。そして、光ファイバ４２０の突出部を低回
転、低圧力で研磨し、フェルールの端面を平坦にする。
次に、初期の回転数と研磨圧力を、定常状態の回転数と
研磨圧力に調整し、端面研磨を行う。この時の、研磨定
盤の回転数の変化を図６に示す。特に、線Ａで示す研磨
初期の５秒以内を低回転、低圧力で研磨することで、光
ファイバ先端部のフェルール内部での折れを防止するこ
とができる。図７は、従来の研磨定盤の回転数と研磨圧
力が一定の条件で研磨した光ファイバの断面図で、フェ
ルール４００の内部に先端の破損した光ファイバ４２０
がある。この場合端面から光が透過せず、不良となる。
さらに端面を研磨して光ファイバ４２０の端面全体を露
出すると、研磨時間が長くなり、かつフェルール４００
の長さが短くなり、規格外となり、不良となる。

【００７６】また従来は、粗研磨から仕上げ研磨の間
に、研磨部材を交換する必要があったが、回転数を変化
させることにより、研磨部材たとえば研磨シートの交換
が不要となり、研磨時間が大幅に短縮できた。

【００７７】(実施例３)実施例１の装置を凸球面を有す
るフェルールの端面研磨に適応した例を示す。図８(ａ)
は、研磨工程の途中のフェルール４００の断面を示す図
で、光ファイバ４２０の端面とその近傍のフェルール４
００の端面に弾性部材４３０を介して、研磨部材４４０
が接触し、研磨している。図８（ｂ）は、フェルール４
００の端面を示す図で、フェルールの中心近傍は、良好
に研磨されているが、研磨部材と接触する境界領域で
は、研磨部不十分となり、管状の表面の粗い領域４５０
ができる。この場合、光が通る光ファイバ４２０の端面
の状態は良好であるが、コネクタ等の挿入時に、粗い領
域４５０からゴミ等が発生し、接続損失の発生要因とな
ることがある。図８（ｃ）は、フェルール端面の研磨圧
力分布を示す図で、光ファイバ４２０の中心の圧力が最
も高く、光ファイバ４２０の端面が奇麗に研磨されてい
る。

【００７８】図８(ａ)のように、先端部分を研磨した
後、図９(ａ)のように研磨の荷重を増加し、フェルール
４００の外周近傍に研磨部材４４０が接するようにす
る。このように研磨圧力を増加すると、光ファイバ４２
０の端面と研磨部材４４０の間に空間が出来、替わりに
フェルール４００の外周近傍に研磨部材４４０が接触
し、光ファイバ４２０から離間した領域に端面研磨がで
きる。この時の研磨面は図９（ｂ）に示すように、中心
から外周近傍まで研磨面４６０が形成できる。この時の
研磨圧力の分布を図９（ｃ）に示す。このように、光フ
ァイバの端面を研磨した後、フェルールの外周近傍の端
面を研磨することにより、フェルール端面の全体に亘
り、研磨面が得られる。

【００７９】(実施例４)多心型コネクタを研磨する場
合、複数の光ファイバが横並びに配置されコネクタ部分
が樹脂で形成されているため、研磨方向の樹脂の研磨量
が大きくなり、その結果、コネクタ端部の研磨方向側が
丸くなるか、コネクタ端面が斜めに傾斜する傾向があっ
た。これに対して、研磨定盤の回転の正逆切替機構をも
うけることにより、研磨の方向性を緩和することがで
き、平坦な研磨面を得ることが出来た。

【００８０】(実施例５)図１０は、本発明の実施例に係
る端面研磨装置の要部断面図である。

【００８１】図１０に示すように、研磨定盤５１０の上
部には、装置本体５２０を介して弾性体５１１と、弾性
体５１１上に研磨シート５１２とが配置され、研磨シー
ト５１２の上面には棒状部材の端面が押圧され研磨を行
う。

【００８２】研磨定盤５１０の下側と、第１の公転軸５
３０上のフランジ部５３１とは、研磨定盤５１０の所定
量偏心した位置に複数の固定ピン５３２を介して連結さ
れており、研磨定盤５１０は、第１の公転軸５３０によ
り公転自在に支持されている。また、第１の公転軸５３
０は、自転軸５４０内に自転軸５４０に対して所定量偏
心した位置に伝達ユニット５４１と固定ピン５４２とを
介して接続されている。

【００８３】また、第１の公転軸５３０の下部は、第１
の伝達歯車５５０に噛み合い、さらに第１の伝達歯車５
５０は第２の伝達歯車５５１に噛み合っている。また、
第２の伝達歯車５５１は、第３の伝達歯車５５２と同軸
に接続されている。この第３の伝達歯車５５２は、装置
本体５２０の内歯と噛み合うようになっている。

【００８４】自転軸５４０の下部は、駆動モータ５６０
の駆動軸５６１に接続された自転用プーリー５６２の外
側に配置された自転用タイミングベルト５６３を介して
接続される回転部５５３の内歯に噛み合うようになって
いる。

【００８５】また、第２の公転軸５７０は駆動モータ５
６０の駆動軸５６１に接続された公転用プーリー５６４
と公転用タイミングベルト５６５を介して接続される。
そして第２の公転軸５７０の内部には、所定量偏心した
位置に自転軸５４０が配置されている。

【００８６】このような第１の公転軸５３０、自転軸５
４０及び第２の公転軸５７０等により研磨定盤５１０を
駆動する駆動手段が構成されている。

【００８７】ここで、本実施形態の端面研磨装置の駆動
手段の特徴部分について説明する。なお、図１１は、端
面研磨装置の回転軸を示す概略図である。図中、全体は
公転回転ＲＥ１を行っており、第２の公転軸７０の回転
中心と中心位置がＲ偏心し内歯ＩＧ１に噛み合う外歯Ｅ
Ｇ１で回転する自転軸５４０の内部を、内歯ＩＧ２と噛
み合う外歯ＥＧ２により駆動される歯車Ｇ１に歯車Ｇ３
を介して噛み合う歯車Ｇ２により自転軸５４０に対して
の公転回転ＲＥ２を行う。

【００８８】図１２は、棒状部材の研磨シートに対する
相対移動を表す軌跡を示す図である。軌跡は、ルーレッ
ト形状で軌跡の中心であるＯ点から半径ｒ１の大円上
を、ｒ２偏心した小円上で回転し、大円に対する回転比
ｘで回転した形状である。Ｏ点から同心円上に形成され
る軌跡の交点は離散的であり、円周上で連続することが
ない。軌跡は略ドーナツ状で、特に、Ｏ点から近い内周
部の軌跡の重なりがないので、研磨部材の磨耗が少な
い。さらに、Ｏ点から最も遠い外周部の軌跡の重なり
や、内周部と外周部の中間の中間領域の軌跡の重なりも
少ないので、研磨部材上の同一箇所を棒状部材が通過す
ることが極めて少なく、棒状部材端面に研磨かすが接触
することがなくなり、研磨のきず発生を防止することが
できる。

【００８９】次に、本実施例の装置のタッチパネルの表
示画面を示す。図１３は研磨のプロセスを選択する画面
で、予め登録した研磨プログラムを選択するか、マニュ
アルで研磨プロセスを入力するかを決定する。図１４
は、設定の確認をするための画面で、研磨圧力と研磨定
盤の回転数と研磨時間を表示し、設定を行う。図１５
は、研磨のプロセス名を登録するための画面で、アルフ
ァベットと数字の入力が可能である。図１６は、パスワ
ードの入力を行う画面で研磨条件の機密保持が可能とな
る。図１７は、研磨工程の各条件を設定するための画面
で、研磨圧力と研磨定盤の回転数と研磨時間を設定す
る。図１８は、マニュアルモードで研磨中の表示画面
で、設定した研磨圧力と実際の研磨圧力、設定した研磨
定盤の回転数と実際の回転数、同様に設定した研磨時間
と実際の研磨時間が表示される。図１９は、マニュアル
モードでの設定を確認するための画面で、マニュアルモ
ードであることが表示され設定する研磨圧力と研磨定盤
の回転数と加工時間が表示される。ここで設定ボタンを
押すと、図２０のような、マニュアル研磨工程条件設定
画面が現れ、研磨圧力と研磨定盤の回転数と研磨時間が
表示され、データの修正も可能である。エラー発生時に
は、図２１のようにエラー表示がされ、デバックを行う
ことができる。図２２は、メインメニューの表示画面
で、研磨工程のステップ数と設定した研磨圧力と実際の
研磨圧力値と、研磨定盤の回転数と設定した研磨時間と
実際の研磨時間が表示される。

【００９０】

【発明の効果】本発明では、研磨定盤の回転数制御と研
磨圧力の制御を行い、研磨の初期状態でソフトスタート
することができるので、異種部材の組み合わせによる棒
状部材の端面を端面全体に亘り、正確な三次元曲面とし
て研磨することができる。

【００９１】さらに、研磨部材上の研磨軌跡の重なりが
少ないので、研磨のキズを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す端面研磨装置の構成図で
ある。

【図２】本発明の実施例を示す端面研磨装置の断面図で
ある。

【図３】本発明の実施例を示す端面研磨装置の上面図で
ある。

【図４】本発明の実施例を示す冶具盤の斜視図および断
面である。

【図５】本発明の実施例を示すフェルールの断面図であ
る。

【図６】本発明の実施例を示す研磨定盤の回転数を示す
図である。

【図７】従来のフェルールの研磨を示す断面図である。

【図８】本発明の実施例を示すフェルールの断面図であ
る。

【図９】本発明の実施例を示すフェルールの断面図であ
る。

【図１０】本発明の実施例に係る端面研磨装置の断面図
である。

【図１１】本発明の実施例に係る端面研磨装置の駆動手
段の特徴部を示す概略図である。

【図１２】本発明の実施例に係る端面研磨装置の研磨軌
跡を示す上面図である。

【図１３】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図１４】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図１５】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図１６】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図１７】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図１８】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図１９】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図２０】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図２１】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【図２２】本発明の実施例に係る端面研磨装置の表示画
面を示す図である。

【符号の説明】

１０ 装置本体 ２０ 研磨定盤 ３０ 駆動手段 ４０ 冶具盤 ５０ 保持手段 ６０ 押圧手段 ７０ 距離検出手段 ２１０ タッチパネル ２２０ ＣＰＵ ２３０ ＲＯＭ ２４０ ＲＡＭ ２５０ Ｉ／Ｏポート ２７０ モーター ２８０ 駆動回路 ２９０ 研磨定盤 ３００ 圧力センサ ３１０ 長さセンサ ３２０ 回転センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C049 AA04 AA12 AB08 AC04 BA05 BA08 BB02 BB04 BB06 CA01 CB02

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に設けられ回転及び揺動自在に
   支持された研磨定盤と、 前記研磨定盤上に配置された研磨部材と、 棒状部材を装着し前記棒状部材の端面を前記研磨部材に
   接触するための冶具盤と、 前記研磨定盤の回転数を制御する制御手段を有する端面
   研磨装置。
2. 【請求項２】 前記棒状部材の研磨圧力を制御する押圧
   手段を有する請求項１記載の端面研磨装置。
3. 【請求項３】 前記棒状部材の測長手段を有する請求項
   １記載の端面研磨装置。
4. 【請求項４】 前記冶具盤と前記研磨部材との距離を測
   定する距離検出手段を有する請求項１記載の端面研磨装
   置。
5. 【請求項５】 前記研磨定盤の回転方向を切り替える回
   転方向切替手段を有する請求項１記載の端面研磨装置。
6. 【請求項６】 前記研磨部材上に液体を滴下する手段を
   有する請求項１記載の端面研磨装置。
7. 【請求項７】 前記研磨部材に超音波を印加する超音波
   印加手段を有する請求項１記載の端面研磨装置。
8. 【請求項８】 前記研磨部材の温度を調節する温度調節
   手段を有する請求項１記載の端面研磨装置。
9. 【請求項９】 前記装置本体の脚部に防振手段を有する
   請求項１記載の端面研磨装置。
10. 【請求項１０】 研磨の初期状態の研磨定盤の回転数を
    低くし、経時的に研磨定盤の回転数を増加する端面研磨
    方法。
11. 【請求項１１】 前記研磨定盤の回転数とともに研磨圧
    力を増加する請求項１０記載の端面研磨方法。
12. 【請求項１２】 研磨定盤上に弾性部材を介して配置さ
    れた研磨部材を回転及び揺動し、前記研磨部材表面に第
    １の圧力で凸球面を有する棒状部材の端面を研磨し、前
    記第１の圧力より高い第２の圧力で研磨する棒状部材の
    研磨方法。
13. 【請求項１３】 研磨定盤上に配置された研磨部材を回
    転及び揺動し、前記研磨部材の表面に多心ファイバコネ
    クタの端面を押圧し、前記回転を正逆転切り替え研磨す
    る、多心ファイバコネクタの端面研磨方法。
14. 【請求項１４】 装置本体に回転揺動可能に支持された
    研磨定盤に装着された研磨部材により治具盤に装着され
    た棒状部材を押し付けて研磨する端面研磨装置におい
    て、 前記治具盤を所定直径を有する第１の仮想円盤に固定し
    て、当該第１の仮想円盤を自転させながら第２の仮想円
    盤の円周に沿って移動し且つ当該第２の仮想円盤を自転
    させながら第３の仮想円盤の円周に沿って移動するよう
    に、前記研磨盤を前記治具盤に対して相対移動するよう
    に駆動し、前記治具盤が前記第２の仮想円盤との相対移
    動により描く軌跡が、ルーレット形状であり、かつ軌跡
    の中心から同心円上の軌跡の交点が離散する駆動手段を
    具備することを特徴とする端面研磨装置。
15. 【請求項１５】 研磨定盤上の研磨部材を配置し、前記
    研磨部材上に棒状部材を押し付け、前記研磨定盤を前記
    研磨定盤の厚みの法線方向に駆動し、前記研磨部材上の
    研磨軌跡がルーレット形状であり、かつ軌跡の中心から
    同心円上の軌跡の交点が離散する端面部材の研磨方法。