JP2004170564A - フェルール及びその端面研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバに傷や割れが生じるのを防止して高精度な研磨を行うことができるフェルール及びその端面研磨方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ１を保持すると共に先端面２３が光ファイバ１軸に直交する凸面状に形成されたフェルール用筒状体と、該フェルール用筒状体の後端部に嵌合するつば部材とからなるフェルールにおいて、前記フェルール用筒状体に、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面で且つ軸と直交する一方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きな先端面２３を設ける。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの端面同士を接続する光コネクタに用いられるフェルール及びその製造方法に関する。
【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凸球面状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】
この光ファイバを含むフェルールの端面を研磨する際に用いる従来のフェルールの端面研磨装置としては、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、これらを研磨定盤に結合させて研磨定盤を自転および公転させる一方、この研磨定盤に固定した研磨部材に対して、装置本体に設けられた支持部によって治具盤に保持された多数のフェルールの端面を研磨部材に押し付けて研磨するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このようなフェルールの端面研磨装置を用いてフェルールの端面を研磨する場合、一般的には、研磨砥粒が所定の粒径の研磨部材を用いて研磨する粗研磨を行った後に、粗研磨で用いた研磨部材よりも小さな粒径の研磨砥粒を有する研磨部材を用いて研磨する中研磨を行い、続いて、中研磨で用いた研磨部材よりも更に小さな粒径の研磨砥粒を有する研磨部材を用いて研磨する仕上げ研磨を順次行うフェルールの端面研磨方法が用いられている。
【０００５】
この各研磨工程では、研磨定盤上に弾性部材を介して研磨部材を装着し、この研磨部材に対してフェルールの先端面を所定の圧力で押圧することによってフェルールに凸球面状の先端面を形成することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−２６４５６号公報（第４−５頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した端面研磨装置では、フェルールの先端面を研磨部材の研磨面に対して垂直に当接させて研磨を行うため、仕上げ研磨時には、光ファイバの先端面が凸球面の最も突出した位置となった状態で研磨しなくてはならず、光ファイバの先端面に最も大きな圧力が印加されてしまい、光ファイバの先端面に研磨傷や割れが生じ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、光ファイバに傷や割れが生じるのを防止して高精度な研磨を行うことができるフェルール及びその端面研磨方法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、光ファイバを保持すると共に先端面が光ファイバ軸に直交する凸面状に形成されたフェルール用筒状体と、該フェルール用筒状体の後端部に嵌合するつば部材とからなるフェルールにおいて、前記フェルール用筒状体の先端面が、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面であり且つ軸と直交する一方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きくなっていることを特徴とするフェルールにある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様においてフェルール用筒状体とつは部材が一体に形成されたフェルールにある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記フェルール用筒状体の先端面の曲率半径が５．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることを特徴とするフェルールにある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、光ファイバを保持すると共に先端面が光ファイバ軸に直交する凸面状に形成されたフェルール用筒状体において、前記フェルール用筒状体の先端面が、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面であり且つ軸と直交する一方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きくなっていることを特徴とするフェルール用筒状体にある。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記フェルール用筒状体の先端面の曲率半径が５．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることを特徴とするフェルール用筒状体にある。
【００１４】
本発明の第６の態様は、装置本体に支持されて回転及び揺動する研磨定盤上に載置された弾性部材上の研磨部材に、光ファイバを保持したフェルールの先端面を押圧して研磨することにより、該フェルールの先端面を光ファイバ軸と直交する凸面状に形成するフェルールの端面研磨方法において、研磨により形成される凸球面の頂点である研磨中心が前記光ファイバの中心と一致するような研磨条件で前記先端面を研磨する工程と、このように研磨された前記先端面に対し、前記研磨中心が前記光ファイバの中心から所定量ずれた位置となるような研磨条件で仕上げ研磨する工程とを具備することを特徴とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記仕上げ研磨する工程によって形成された前記先端面の頂点が前記光ファイバの中心から５０μｍ以下となることを特徴とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第６又は７の態様において、前記仕上げ研磨する工程では、前記研磨中心が前記光ファイバの中心から５０〜１００μｍずれた位置となる研磨条件で仕上げ研磨することを特徴とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００１７】
本発明の第９の態様は、第６〜８の何れかの態様において、前記仕上げ研磨する工程の前記研磨条件が、前記フェルール用筒状体を前記研磨部材の研磨面に当接させ、その軸方向と当該フェルール用筒状体よりも回転中心側の前記研磨面とのなす角度を前記研磨する工程よりも傾斜するように研磨することを特徴とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００１８】
本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記フェルール用筒状体の軸方向と前記研磨面とのなす角度が、前記研磨する工程よりも０．３度以上１．２度以下の傾斜していることを特徴とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００１９】
本発明の第１１の態様は、第６〜１０の何れかの態様において、前記仕上げ研磨する工程では、前記弾性部材を前記研磨する工程よりも低硬度にすることを特徴とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００２０】
本発明の第１２の形態は、第６〜１１の何れかの態様において、前記仕上げ工程で、前記弾性部材の硬度Ｈｓを５０から６０とするフェルールの端面研磨方法にある。
【００２１】
かかる本発明では、仕上げ研磨時に研磨中心が光ファイバの中心から所定量ずれた位置となるような研磨条件で研磨することによって、光ファイバの先端面に最も大きな圧力が印加されるのを防止して、光ファイバの先端面に研磨傷や割れが生じるのを防止して高精度な研磨を実施することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るフェルールの斜視図、軸方向の平面図及びその断面図であり、図２は、フェルールの先端面の干渉縞を模式的に示す図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のフェルール１０は、外径が１．２５ｍｍで形成されたフェルール用筒状体２０と、フェルール用筒状体２０の一端部に嵌合されたつば部材３０とを具備する。
【００２５】
フェルール用筒状体２０は、円筒形状を有し、その内部には軸方向に貫通して光ファイバ１を挿入保持する光ファイバ挿入孔２１が設けられている。また、この光ファイバ挿入孔２１の後端部には、内径が開口側に向かって漸大するテーパ部２２が設けられている。このようなテーパ部２２を設けることによって、光ファイバ挿入孔２１に光ファイバ１を挿入した際に光ファイバ１の先端がフェルール用筒状体２０の端面に接触することで欠けたり、折れるのを防止することができる。
【００２６】
このようなフェルール用筒状体２０としては、例えば、ジルコニア等のセラミック材料、プラスチック材料及び結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英等のガラス材料、ステンレス、ニッケル、ニッケル合金等の金属材料からなるものをあげることができる。
【００２７】
また、このフェルール用筒状体２０の先端面２３は、光ファイバ１の先端面と共に光ファイバ軸に直交して、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面で形成されている。
【００２８】
さらに、先端面２３は、図２に示すように、軸と直交する一方向の一端部側の周縁部の曲率半径が大きくなるような形状で形成されており、この光ファイバ近傍の中心領域の曲率半径、及び先端面２３の一端部側とは反対側の他端部側の曲率半径は、所定の範囲、本実施形態では５．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下となるように形成されている。
【００２９】
また、フェルール用筒状体２０の先端縁部には、円周方向に亘って光ファイバ軸に対して所定の傾斜角度、本実施形態では、２５度〜４５度の面取り部２４が設けられている。
【００３０】
ここで、本実施形態のフェルール用筒状体２０の先端面２３の測定結果を図３に示す。なお、図３は、フェルール用筒状体の先端面の軸と直交する方向の光ファイバ近傍の中心領域からの距離と曲率半径との関係を示すグラフである。
【００３１】
図３に示すように、本実施形態のフェルール用筒状体２０の先端面２３は、光ファイバ１の先端面の中心を基準として、軸と直交する一方向の一端部側の周縁部までの距離が０．２０ｍｍ、他端部側の周縁部までの距離が０．２３ｍｍとなっている。
【００３２】
この先端面２３の曲率半径は、光ファイバ１近傍の中心領域及び他端部側の周縁部では約５．０ｍｍであるのに対して、一端部側の周縁部では５．８ｍｍと大きくなっている。
【００３３】
すなわち、先端面２３は、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面を有し且つ軸と直交する一方向の一端部側の周縁部のみ曲率半径が大きくなっている。
【００３４】
一方、つば部材３０は、フェルール用筒状体２０の一端部を嵌合させる嵌合孔３１と、光ファイバ１の外周に被覆を施した光ファイバ心線２を挿入保持する光ファイバ心線挿入孔３２と、嵌合孔３１の外周側に円周方向に亘って所定量突出するように設けられたつば部３３とを具備する。
【００３５】
つば部３３は、半径方向の断面が略矩形状となるように形成されており、このつば部３３によって、フェルール１０が光コネクタプラグ等に保持された際に中心軸回りの回転方向の移動が所定角度に規制された状態で保持されるようになっている。
【００３６】
このようなフェルール１０は、例えば、ＭＵ型やＬＣ型などの光コネクタプラグに搭載されて光コネクタアダプタ等で対向接続することができる。
【００３７】
ここで、このようなフェルール１０に先端面２３を形成する端面研磨方法について詳細に説明する。なお、図４は、フェルールの端面研磨方法を示すフェルールの要部平面図である。
【００３８】
まず、フェルール用筒状体２０に所定の外径の先端面２２３を形成する。
【００３９】
本実施形態では、図４（ａ）に示すフェルール用筒状体２０の状態から、図４（ｂ）に示すように、フェルール用筒状体２０の端面縁部を円周方向に亘って光ファイバ軸に対して３０〜４５度傾斜させた面取り部２４を形成することによって、フェルール用筒状体２０の先端に光ファイバ軸に垂直な外径が０．３〜０．９ｍｍの先端面２２３を形成した。
【００４０】
次いで、フェルール用筒状体２０の先端面２２３を粗研磨、中研磨及び仕上げ研磨の各研磨工程を行い、図１の先端面２３を形成する。
【００４１】
ここで、フェルール１０の端面研磨に用いられる端面研磨装置について説明する。なお、図５は、端面研磨装置の概略断面図である。
【００４２】
図５に示すように、自転用モータ４１の回転軸には第１自転伝達盤４２の中心部が固結され、この第１自転伝達盤４２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４３が固定されている。そして、この各第１連結ピン４３は対応する各回転伝達盤４４の偏心部に回転自在に連結され、この各回転伝達盤４４には偏心部に第２連結ピン４５が固定されている。各第２連結ピン４５は第２自転伝達盤４６に回転自在に連結されている。
【００４３】
一方、公転用モータ４７の回転軸には駆動歯車４８の中心部が固結され、この駆動歯車４８には従動歯車４９がかみ合っている。この従動歯車４９は公転伝達軸５０の下部外周に固結され、この公転伝達軸５０の上部外周には装置本体４０の軸受筒部５１が嵌合している。そして、この公転伝達軸５０には回転中心より所定量偏心した位置に自転用回転軸５２が回転自在に嵌入し、この自転用回転軸５２の下端部は第２自転伝達盤４６の中心部に固結されている。
【００４４】
また、自転用回転軸５２の上端部は結合部材５３を介して研磨定盤５４が着脱自在に結合されている。そして、この研磨定盤５４の上面部には、研磨部材５５が弾性部材５６を介して設けられている。
【００４５】
このような研磨定盤５４は、金属等で形成された円盤形状を有し、詳しくは後述する粗研磨、中研磨及び仕上げ研磨の各研磨工程に対応して弾性部材５６の固定される面の傾斜角度の異なる部材が複数用意されている。
【００４６】
また、研磨定盤５４上に設けられる弾性部材５６としては、例えば、ゴム、エラストマ、樹脂等からなり、詳しくは後述する粗研磨、中研磨及び仕上げ研磨などの各研磨工程に対応して硬度の異なる部材が複数用意されている。
【００４７】
さらに、弾性部材５６上に設けられた研磨部材５５としては、例えば、ダイヤモンド、酸化シリコン、酸化セリウム、炭化ケイ素等からなる研磨砥粒を有する研磨シートを挙げることができる。
【００４８】
この研磨シートからなる研磨部材５５も、粗研磨、中研磨及び仕上げ研磨などの各研磨工程に対応して研磨砥粒の粒径が異なる部材が複数用意されている。
【００４９】
一方、装置本体４０には、支持機構６０によって複数のフェルール１０又はフェルール１０を保持した光コネクタプラグなどが固定された治具盤７０が支持されている。
【００５０】
ここで、支持機構６０及び治具盤７０について詳しく説明する。
【００５１】
図６（ａ）は治具盤の斜視図であり、図６（ｂ）は治具盤及び支持機構の要部断面図である。
【００５２】
治具盤７０は、治具盤本体７１と、治具盤本体７１の側面に取り付けられた複数の取付片７２とを具備する。
【００５３】
治具盤本体７１は多角形状を有し、各側面には厚さ方向に亘ってＶ溝７３が設けられている。
【００５４】
また、治具盤本体７１のＶ溝７３に対向する位置には、取付片７２が固定ねじ７４を介して固定されている。このＶ溝７３と取付片７２との間でフェルール１０を挟持することで、フェルール１０は治具盤７０に脱着可能に固定されている。
【００５５】
なお、本実施形態では、治具盤本体７１を６角形状として、その各側面にＶ溝７３を二つずつ設けることによって、フェルール１０を１２本固定できるようにしたが、フェルール１０の固定可能な数はこの実施形態の構成には限定されず、例えば治具盤本体７１を８角形状とし、各側面に設けるＶ溝７３を二つずつ設ける等してもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、治具盤７０がフェルール１０を保持するようにしたが、治具盤７０がフェルール１０を保持した光コネクタプラグを保持するようにしてもよい。このようにフェルール１０又は光コネクタプラグを治具盤本体７１に固定する取付片７２及び固定ねじ７４もこれに限定されない。
【００５７】
また、治具盤本体７１の略中央部には、後述の支持機構６０の押圧部６２による押圧力を受けるボス部７５が設けられている。
【００５８】
支持機構６０は、図５及び図６に示すように、装置本体４０に研磨定盤５４側へ移動自在に設けられた支持アーム６１と、支持アーム６１の先端側に設けられて治具盤７０のボス部７５に固定される押圧部６２と、支持アーム６１に設けられて治具盤７０の回転方向の移動を規制する規制ピン６３とを具備し、支持アーム６１は、装置本体４０に設けられた図示しない押圧手段によって研磨定盤５４方向に押圧されるようになっている。
【００５９】
すなわち、押圧手段によって押圧された支持アーム６１は、押圧部６２の先端に設けられたテーパ部６２ａが治具盤７０のボス部７５に設けられたテーパ凹部７６に当接することで、治具盤７０を研磨定盤５４方向に押圧している。
【００６０】
一方、規制ピン６３は、治具盤７０のボス部７５に設けられた規制孔７７に係合することで、治具盤７０は研磨部材５５の回転に伴う回転方向の移動が規制されている。
【００６１】
このように、治具盤７０は、支持機構６０の規制ピン６３によって回転方向の移動が規制された状態で、押圧部６２に研磨定盤５４方向に付勢され、治具盤７０によって保持されたフェルール１０の先端面２２３を介して研磨部材５５上に支持される。そして、研磨部材５５を回転及び揺動することで、フェルール用筒状体２０の先端面２２３を研磨することができる。
【００６２】
なお、支持アーム６１を押圧する押圧手段は、特に限定されず、例えば、任意の重さの錘で押圧できるものや、駆動モータ等によって自動で押圧できるものなどを挙げることができる。また、押圧手段は、フェルール用筒状体２０の先端面２２３を研磨部材５５に当接させる圧力が把握できるものが好ましく、例えば、ロードセル等の圧力検出手段を設けるのが好ましい。
【００６３】
このような端面研磨装置を用いてフェルール用筒状体２０に先端面２３を研磨により形成する。なお、図７は、フェルールの端面研磨方法を示すフェルール及び端面研磨装置の要部断面図である。
【００６４】
始めに、研磨により形成される凸球面の頂点である研磨中心が光ファイバ１の中心と一致するような研磨条件でフェルール用筒状体２０の先端面２２３を研磨して先端面２３ｂを形成する。
【００６５】
本実施形態では、まず、図７（ａ）に示すように、フェルール用筒状体２０の先端面２２３を研磨定盤５０ａ上に配置した弾性部材粗研磨して先端面２３ａを形成する。
【００６６】
この粗研磨では、フェルール用筒状体２０を研磨部材５１ａの研磨面に当接させ、フェルール用筒状体２０の軸方向と研磨部材５１ａの研磨面とのなす角度αが鋭角となるよう補正して粗研磨を行うことにより、研磨により形成される凸球面状の先端面２３ａの頂点である研磨中心を光ファイバ１の中心と一致させる。
【００６７】
なお、本実施形態では、上述した端面研磨装置の治具盤７０が、フェルール用筒状体２０をその軸方向と研磨面との角度に対して常に一定となるように治具盤７０に保持しているため、研磨定盤５０ａの弾性部材５２ａ側の面を回転中心に向かって凸状となるように傾斜させることにより、研磨部材５０ａの研磨面を回転中心に向かって凸状となるように傾斜させてフェルール用筒状体２０の軸方向と研磨部材５１ａの研磨面とのなす角度αを鋭角とした。
【００６８】
このような状態で治具盤７０を研磨定盤５０ａ方向に押圧することによって、フェルール用筒状体２０の先端面２２３を研磨部材５１ａの研磨面に対して当接させ、研磨定盤５０ａを回転及び揺動することによって、フェルール用筒状体２０の先端に光ファイバ１の先端面の中心が頂点となる凸球面状の先端面２３ａを形成することができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、研磨定盤５０ａの弾性部材５２ａの設けられる面、すなわち研磨部材５１ａの研磨面を水平方向から回転中心が凸状になるように０．１５度傾斜させた。
【００７０】
また、この粗研磨に用いられる弾性部材５２ａとしては、６０〜７０Ｈｓの硬度とし、研磨部材５１ａとしては、研磨砥粒の粒径が９〜１２μｍでシートの厚みが１〜５ｍｍの研磨シートを用いた。
【００７１】
次に、図７（ｂ）に示すように、フェルール用筒状体２０の先端面２３ａを中研磨して先端面２３ｂを形成する。
【００７２】
この中研磨では、粗研磨時の研磨部材５１ａよりも研磨砥粒の粒径が小さな研磨シートからなる研磨部材５１ｂを用いて、フェルール用筒状体２０を粗研磨時と同等の角度で研磨部材５１ｂに当接させて研磨を行うことにより、フェルール用筒状体２０の先端に先端面２３ｂを形成する。
【００７３】
なお、研磨部材５１ｂとしては、研磨砥粒の粒径が１μｍの研磨シートを用いて、粗研磨時の弾性部材５２ａを用いた。
【００７４】
このような研磨条件で粗研磨及び中研磨の各研磨工程を行うことによって、研磨により形成される凸球面の頂点である研磨中心が光ファイバ１の中心と一致するように先端面２３ｂを形成することができる。
【００７５】
次に、このように研磨された先端面２３ｂに対し、研磨中心が光ファイバ１の先端面の中心から所定量ずれた位置となるような研磨条件で仕上げ研磨を行うことにより、先端面２３を形成する。
【００７６】
このように研磨中心を光ファイバ１の先端面の中心からずらす研磨条件としては、フェルール用筒状体２０を研磨部材５１ｃの研磨面に当接させ、フェルール用筒状体２０の軸方向とフェルール用筒状体２０よりも回転中心側とのなす角度を中研磨する際の角度よりも傾斜させることにより行うことができる。
【００７７】
本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、中研磨時よりも研磨砥粒の粒径の小さな研磨部材５１ｃを用いて、フェルール用筒状体２０を研磨部材５１ｃの研磨面に当接させ、フェルール用筒状体２０の軸方向とフェルール用筒状体２０よりも回転中心側の研磨面とのなす角度が中研磨する際の角度よりも大きくなるように傾斜させて仕上げ研磨を行った。
【００７８】
実際には、上述した端面研磨装置の治具盤７０では、治具盤７０が保持したフェルール用筒状体２０の傾斜角度を変えられないため、弾性部材５２ｂが設けられる面が回転中心に向かって凹状に傾斜した研磨定盤５０ｂを用いることで、フェルール用筒状体２０と研磨面とのなす角度を大きくした。
【００７９】
なお、このようなフェルール用筒状体２０と研磨部材５１ｃとのなす角度は、研磨中心が光ファイバ１の先端面の中心から５０〜１００μｍずれた位置となるのが好ましい。
【００８０】
この研磨中心の位置は、仕上げ研磨によって形成される先端面２３の曲率半径を５ｍｍ以上とするときは、フェルール用筒状体２０の軸方向と研磨部材５１ｃの研磨面とのなす角度が中研磨時よりも研磨定盤５０ｂの弾性部材５２ｂの設けられる面、すなわち研磨部材５１ｃの研磨面を水平方向から回転中心が凸状又は凹状となるように０．３度以上傾斜させればよい。
【００８１】
本実施形態では、研磨定盤５０ｂの弾性部材５２ｂの設けられる面を水平方向から回転中心が凹状となるように０．６度傾斜させた。
【００８２】
また、仕上げ研磨時の弾性部材５２ｂとしては、硬度が中研磨を行う際に選択した硬度よりも低硬度な部材、例えば、５０〜６０Ｈｓの硬度の範囲から選択すればよい。そして、弾性部材５２ｂの厚みは１ｍｍ〜５ｍｍが良い。
【００８３】
また、仕上げ研磨時の研磨部材５２ｃとしては、研磨砥粒の粒径が０．０２μｍの研磨シートを用いた。
【００８４】
このようにフェルール１０を仕上げ研磨することによって、フェルール用筒状体２０に、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面であり且つ軸と直交する方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きな先端面２３を高精度に形成することができる。
【００８５】
このとき、フェルール用筒状体２０を研磨部材５１ｃの研磨面に傾斜させて当接させることで、フェルール用筒状体２０の先端面２３の軸と直交する一方向の一端部側の周縁部に大きな圧力を印加させ、光ファイバ１の先端面に大きな圧力が印加されない。これにより、光ファイバ１の先端面の研磨傷を減少させると共に光ファイバ１の割れを確実に防止して高精度な研磨を実施することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、仕上げ研磨時に中研磨時よりも低硬度の弾性部材５２ｂを用いるようにしたため、仕上げ研磨時にフェルール用筒状体２０の先端面を研磨部材５１ｃに当接させる圧力を減少させることができ、さらに光ファイバ１の先端面２３に大きな圧力が印加されずに研磨傷や割れを確実に防止することができる。
【００８７】
（実施形態２）
上述した実施形態１では、外径が１．２５ｍｍのフェルール用筒状体２０を有するフェルール１０を説明したが、実施形態２では、外径が２．５ｍｍのフェルール用筒状体２０Ａを有するフェルール１０Ａについて説明する。なお、フェルール及び端面研磨装置の基本的構成は、上述した実施形態１と同様のため重複する説明は省略する。
【００８８】
ここで、外径が２．５ｍｍのフェルール用筒状体２０Ａを有するフェルール１０Ａの端面研磨方法について説明する。なお、図８は、フェルールの端面研磨方法を示す端面研磨装置及びフェルールの要部断面図である。
【００８９】
まず、フェルール用筒状体２０Ａの先端に上述した実施形態１と同様に、端面縁部を円周方向に亘って光ファイバ１軸に対して２５度〜４５度傾斜させた面取り部２４Ａを形成することによって、光ファイバ１を保持したフェルール用筒状体２０Ａの先端に光ファイバ１軸に垂直な所定の外径の先端面を形成する。
【００９０】
次に、研磨により形成される凸球面の頂点である研磨中心が光ファイバ１の中心と一致するような研磨条件でフェルール用筒状体２０Ａの先端面を研磨して先端面２３ｃを形成する。
【００９１】
本実施形態では、まず、図８（ａ）に示すように、フェルール用筒状体２０Ａの先端面を粗研磨して先端面２３ｃを形成する。
【００９２】
この粗研磨では、フェルール用筒状体２０Ａを研磨部材５１ａの研磨面に当接させ、フェルール用筒状体２０Ａの軸方向とフェルール用筒状体２０Ａよりも回転中心側の研磨部材５１ａの研磨面とのなす角度が鈍角となるように補正して粗研磨を行うことにより、研磨により形成される凸球面状の先端面２３ｃの頂点である研磨中心を光ファイバ１の中心と一致させる。
【００９３】
なお、本実施形態では、研磨定盤５０ａの弾性部材５２ｃが設けられる面、すなわち、研磨部材５１ａの研磨面を水平方向から回転中心側が凸状となるように０．１５度傾斜させることにより、フェルール用筒状体２０Ａと研磨面とのなす角度が鋭角となるようにした。
【００９４】
また、弾性部材５２ｃとしては、５０〜６０Ｈｓの硬度とし、研磨部材５１ａとしては、研磨砥粒の粒径が９〜１２μｍの研磨シートを用いた。
【００９５】
次に、図８（ｂ）に示すように、フェルール用筒状体２０Ａの先端面２３ｃを中研磨して先端面２３ｄを形成する。
【００９６】
この中研磨では、粗研磨時の研磨部材５１ａよりも研磨砥粒の粒径が小さな研磨シートからなる研磨部材５１ｂを用いて、フェルール用筒状体２０Ａを粗研磨時と同等の角度で研磨部材５１ｂに当接させて研磨を行うことにより、フェルール用筒状体２０Ａの先端に先端面２３ｄを形成する。
【００９７】
この中研磨に用いられる研磨部材５１ｂとしては、研磨砥粒の粒径が１μｍの研磨シートを用いて、粗研磨時の弾性部材５２ｃを用いた。
【００９８】
このような研磨条件で粗研磨及び中研磨の各研磨工程を行うことによって、研磨により形成される凸球面の頂点である研磨中心が光ファイバ１の中心と一致するように先端面２３ｄを形成することができる。
【００９９】
次に、このように研磨された先端面２３ｄに対し、研磨中心が光ファイバ１の先端面の中心から所定量ずれた位置となるような研磨条件で仕上げ研磨を行うことにより先端面２３Ａを形成する。
【０１００】
このように研磨中心を光ファイバ１の先端面の中心からずらす研磨条件としては、フェルール用筒状体２０Ａを研磨部材５２ｃの研磨面に当接させ、フェルール用筒状体２０Ａの軸方向とフェルール用筒状体２０Ａよりも回転中心側とのなす角度を中研磨する際の角度よりも傾斜させることにより行うことができる。
【０１０１】
本実施形態では、図８（ｃ）に示すように、中研磨時よりも研磨砥粒の粒径の小さな研磨部材５１ｃを用いて、フェルール用筒状体２０Ａを研磨部材５１ｃの研磨面に当接させ、フェルール用筒状体２０Ａの軸方向とフェルール用筒状体２０Ａよりも回転中心側の研磨面とのなす角度が中研磨する際の角度よりも大きくなるように傾斜させて仕上げ研磨を行った。
【０１０２】
この研磨中心の位置は、仕上げ研磨によって形成される先端面２３Ａの曲率半径を１０ｍｍ以上とするときは、フェルール用筒状体２０Ａの軸方向と研磨部材５１ｃの研磨面とのなす角度が中研磨時よりも研磨定盤５０ｃの弾性部材５２ｃの設けられる面、すなわち研磨部材５１ｃの研磨面を水平方向から回転中心が凸状又は凹状となるように０．３度以上傾斜させればよい。
【０１０３】
本実施形態では、研磨定盤５１ｃの弾性部材５２ｃが設けられる面を水平方向から回転中心が凹状となるように０．４度傾斜させた。
【０１０４】
また、仕上げ研磨時の研磨部材５１ｃとしては、研磨砥粒の粒径が０．０２μｍの研磨シートを用いた。
【０１０５】
このようにフェルール１０Ａを仕上げ研磨することによって、フェルール用筒状体２０Ａに、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面であり且つ軸と直交する方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きい先端面２３Ａを高精度に形成することができる。
【０１０６】
このとき、フェルール用筒状体２０Ａを研磨部材５１ｃの研磨面に傾斜させて当接させることで、フェルール用筒状体２０Ａの先端面２３Ａの軸と直交する一方向の一端部側の周縁部に大きな圧力を印加させ、光ファイバ１の先端面に大きな圧力が印加されない。これにより、光ファイバ１の先端面の研磨傷を減少させると共に光ファイバ１の割れを確実に防止して高精度な研磨を実施することができる。
【０１０７】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１及び２を説明したが、本発明のフェルール及びその端面研磨方法は、上述したものに限定されるものではない。
【０１０８】
例えば、上述した実施形態１及び２では、端面研磨装置の治具盤７０が、フェルール１０、１０Ａをその軸方向が移動方向となるように保持し、研磨部材５１ａ〜５１ｃの研磨面を粗研磨及び中研磨と仕上げ研磨とで傾斜角度を変えることによって、各研磨工程時の角度の調整を行うようにしたが、これに限定されず、例えば、研磨部材の研磨面を各研磨工程で傾斜角度を変えず、フェルール用筒状体を保持した治具盤が、フェルール用筒状体の傾斜角度を各研磨工程で変えられるような構造としてもよい。
【０１０９】
このように、各研磨工程でフェルール用筒状体の軸方向と研磨部材の研磨面とのなす角度を調整できれば、端面研磨装置は上述したものに限定されるものではない。
【０１１０】
また、上述した実施形態１及び２では、仕上げ研磨する工程で、フェルール用筒状体２０、２０Ａの軸方向と研磨部材５１ｃとのなす角度を中研磨する際の角度よりも大きくなるようにしたが、光ファイバ１の先端面の頂点から所定量ずれた位置が研磨中心となれば特にこれに限定されず、例えば、仕上げ研磨する工程で、フェルール用筒状体の軸方向と研磨部材５１ｃとのなす角度を中研磨する際の角度よりも小さくなるようにしてもよい。
【０１１１】
さらに、上述した実施形態１及び２では、粗研磨する工程でも、フェルール用筒状体２０に研磨中心が光ファイバ１の頂点となるように研磨して先端面２３ａ、２３ｃを形成するようにしたが、少なくとも仕上げ研磨する前、すなわち中研磨する工程で研磨中心を光ファイバ１の頂点となるように研磨して凸球面状の先端面２３ｂ、２３ｄを形成できれば、粗研磨する工程で形成される先端面は特に限定されない。
【０１１２】
また、中研磨する工程では、フェルール用筒状体２０、２０Ａと研磨部材５１ｂの研磨面との回転中心側のなす角度が鋭角となるようにしたが、光ファイバ１の先端面の頂点が研磨中心となれば、特に限定されず、例えば、フェルール用筒状体と研磨面との回転中心側のなす角度が垂直又は鈍角となるようにしてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施形態１及び２では、各研磨工程の前にフェルール用筒状体２０、２０Ａの端面縁部に面取り部２４、２４Ａを形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、先端部に先端面と同等の外径を有する小径筒状部を形成するようにしてもよく、また、研磨後に面取り部を形成するようにしてもよい。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、仕上げ研磨時に研磨中心が光ファイバの中心から所定量ずれた位置となるような研磨条件で研磨することによって、光ファイバの先端面に最も大きな圧力が印加されるのを防止して、光ファイバの先端面に研磨傷や割れが生じるのを防止して高精度な研磨を実施することができる。また、仕上げ研磨する前の弾性部材に比べて、仕上げ研磨時の弾性部材を低硬度とすることで、仕上げ研磨時にフェルール用筒状体の先端面を研磨部材に当接させる圧力を減少させることができ、さらに光ファイバの先端面に大きな圧力が印加されるのを防止して研磨傷や割れを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るフェルールの斜視図、軸方向の平面図及びその断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るフェルールの先端面の干渉縞を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るフェルール用筒状体の先端面の光ファイバ近傍の中心領域から傾斜方向の距離と曲率半径との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態１に係るフェルールの端面研磨方法を示すフェルールの要部平面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る端面研磨装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る治具盤の斜視図と治具盤及び保持手段の要部断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るフェルールの端面研磨方法を示すフェルール及び端面研磨装置の要部断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係るフェルールの端面研磨方法を示すフェルール及び端面研磨装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ フェルール
２０、２０Ａ フェルール用筒状体
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３Ａ 先端面
２４、２４Ａ 面取り部
３０ つば部材
３３ つば部
４０ 装置本体
５４、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 研磨定盤
５６、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 研磨部材
５５、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、 弾性部材
６０ 支持機構
７０ 治具盤
２２３ 先端面

Claims (12)

1. 光ファイバを保持すると共に先端面が光ファイバ軸に直交する凸面状に形成されたフェルール用筒状体と、該フェルール用筒状体の後端部に嵌合するつば部材とからなるフェルールにおいて、
   前記フェルール用筒状体の先端面が、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面であり且つ軸と直交する一方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きくなっていることを特徴とするフェルール。
2. 請求項１記載のフェルールにおいて、前記フェルール用筒状体と前記つば部材が一体に形成されていることを特徴とするフェルール。
3. 請求項１または２記載のフェルールにおいて、前記フェルール用筒状体の先端面の曲率半径が５．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることを特徴とするフェルール。
4. 光ファイバを保持すると共に先端面が光ファイバ軸に直交する凸面状に形成されたフェルール用筒状体の先端面が、実質的に同一の曲率半径を有する凸球面であり且つ軸と直交する一方向の一端側の周縁部のみ曲率半径が大きくなっていることを特徴とするフェルール用筒状体。
5. 請求項４記載のフェルール用筒状体において、前記フェルール用筒状体の先端面の曲率半径が５．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることを特徴とするフェルール。
6. 装置本体に支持されて回転及び揺動する研磨定盤上に載置された弾性部材上の研磨部材に、光ファイバを保持したフェルールの先端面を押圧して研磨することにより、該フェルールの先端面を光ファイバ軸と直交する凸面状に形成するフェルールの端面研磨方法において、
   研磨により形成される凸球面の頂点である研磨中心を前記光ファイバの中心と一致させ前記先端面を研磨する工程と、
   このように研磨された前記先端面に対し、前記研磨中心を前記光ファイバの中心から所定量ずらし仕上げ研磨する工程とを具備することを特徴とするフェルールの端面研磨方法。
7. 請求項６記載のフェルールの端面研磨方法において、前記仕上げ研磨する工程によって形成された前記先端面の頂点が前記光ファイバの中心から５０μｍ以下となることを特徴とするフェルールの端面研磨方法。
8. 請求項６又は７記載のフェルールの端面研磨方法において、前記仕上げ研磨する工程では、前記研磨中心が前記光ファイバの中心から５０〜１００μｍずれた位置となる研磨条件で仕上げ研磨することを特徴とするフェルールの端面研磨方法。
9. 請求項６〜８の何れか１項に記載のフェルールの端面研磨方法において、前記仕上げ研磨する工程の前記研磨条件が、前記フェルール用筒状体を前記研磨部材の研磨面に当接させ、その軸方向と当該フェルール用筒状体よりも回転中心側の前記研磨面とのなす角度を前記研磨する工程よりも傾斜するように研磨することを特徴とするフェルールの端面研磨方法。
10. 請求項９記載のフェルールの端面研磨方法において、前記フェルール用筒状体の軸方向と前記研磨面とのなす角度が、前記研磨する工程よりも０．３度以上１．２度以下の傾斜していることを特徴とするフェルールの端面研磨方法。
11. 請求項６〜１０の何れか１項に記載のフェルールの端面研磨方法において、前記仕上げ研磨する工程では、前記弾性部材を前記研磨する工程よりも低硬度にすることを特徴とするフェルールの端面研磨方法。
12. 請求項６〜１１の何れか１項に記載のフェルール端面研磨方法において、前記仕上げ研磨する工程の前記弾性部材の硬度Ｈｓが５０から６０Ｈｓであることを特徴とするフェルールの端面研磨方法。

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