JP2005010426A

JP2005010426A - 光ファイバ端面の加工装置

Info

Publication number: JP2005010426A
Application number: JP2003173989A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Iijima; 島良美飯
Original assignee: NHK Sales Co Ltd
Current assignee: NHK Sales Co Ltd
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP3944593B2

Abstract

【課題】光ファイバ端面に切削刃の回転中心の切削跡が芯状（へそ状）に残ることなく、また、光ファイバ端面が粗面とならず平滑に精度よく切削加工できる光ファイバ端面の加工装置を提供する。
【解決手段】切削刃が軸部端面の軸心より主に半径側に存在し、光ファイバ端面は該切削刃に軸部端面の回転中心より半径側にずれて当接し切削加工されることを特徴とする。切削刃は回転方向に傾斜している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ端面を、例えば平面および半球面（凸面または凹面）に切削加工する光ファイバ端面の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、本出願人は図１８に示す光ファイバ端面の加工装置１０を提案した（特許文献１参照）。この光ファイバ端面の加工装置１０は、筺体１１内に設けられたモータ１３と、このモータ１３の駆動軸１４に連結された被連結部材としてのカップリング１５と、このカップリング１５に着脱自在に装着される切削刃１と、導入孔６を有し、この導入孔６に、一端側から前記切削刃１が刃先２側から挿入され、他端側から光ファイバ２１が挿入されるガイド部材４とから構成されている。切削刃１は、カップリング１５にその軸部３が着脱自在に取付けられ、モータ１３により回転される。
【０００３】
しかして、ガイド部材４の導入孔５に、他端側より光ファイバ２１を挿入し、その端面を回転する切削刃１に少しの力で当接させることによりガイド部材４の導入孔５内において、光ファイバ２１端面の切削加工をする。
このガイド部材４の導入孔５内において光ファイバ２１端面の切削加工することにより、光ファイバ２１の位置ずれがなく、光ファイバ２１と切削刃１との軸心が一致することになり、好ましい端面加工ができる。
【０００４】
【特許文献１】特願２００１−４００８９７（明細書第６頁段落番号００１８、第７頁段落番号００１９）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のような光ファイバ端面の加工装置においては、光ファイバの軸心と切削刃の軸心とを一致させて光ファイバ端面の切削加工を行うようになっており、切削刃もそのようになっている。そして、切削刃は回転させて光ファイバ端面の切削加工を行うので、光ファイバの軸心と切削刃の軸心（回転中心）が一致していると、光ファイバ端面の軸心に切削刃の回転中心が切削跡として芯状（へそ状）に残り、光の伝送特性に悪影響を与える課題がある。
この発明は、このような課題に鑑み光ファイバの端面に切削刃の回転中心の切削跡が芯状（へそ状）に残ることがない光ファイバ端面の加工装置の提供を第１の目的とする。
【０００６】
また、従来の光ファイバ端面加工用の切削刃においても、光ファイバの端面が粗面とならず平滑に精度よく切削できるものは提供されていない。
この発明は、このような課題に鑑み光ファイバの端面が粗面とならず平滑に精度よく切削できる切削刃を具備する光ファイバ端面の加工装置の提供を第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、切削刃が軸部端面の軸心より主に半径側に存在し、光ファイバ端面は該切削刃に軸部端面の回転中心より半径側にずれて当接し切削加工されることを特徴とする。
これにより光ファイバ端面は、切削刃の回転中心より半径側にずれて当接して切削加工されるため、光ファイバ端面の中心に芯部（へそ部）が切削跡として残ることがなく、光の伝送特性が良好な端面加工できる。また、この発明によれば光ファイバ端面は、切削刃の回転中心より半径側にずれて当接して切削加工するので、単心の光ファイバばかりでなく複心（多心）の光ファイバも同時に切削加工することができる。
この発明で光ファイバとは、プラスチック光ファイバも含む。また、この発明での光ファイバ端面の加工は、平面および半球面（凹面、凸面）や任意の形状を含む。
【０００８】
また、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、光ファイバ端面を切削刃で切削加工する加工装置であって、駆動源で回転可能な切削刃と、貫通する導入孔が設けられたガイド部材とを具備し、前記切削刃は、ガイド部材の一端側の導入孔開口の近傍に位置して設けられ、ガイド部材の導入孔に他端側より光ファイバを挿入することによって前記切削刃に向けて光ファイバがガイドされて当接され、回転する切削刃において光ファイバ端面が切削加工される光ファイバ端面の加工装置において、
切削刃とガイド部材の導入孔とが同一軸線上の位置からずれて配置されていることを特徴とする。
これにより光ファイバはガイド部材の導入孔に挿入するだけで切削刃の回転中心より半径側にずれて当接されるので、光ファイバはガイド部材の導入孔に挿入するだけで良好に端面加工される。
【０００９】
また、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、前記切削刃が、軸部端面の軸心より主に半径側に複数が放射状に存在することを特徴とする。
これにより前記効果の他に切削効率と切削加工面の精度の向上を図ることができる。
【００１０】
また、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、前記切削刃が、軸部の軸心方向に対し回転方向に傾斜して設けられることを特徴とする。
これにより光ファイバ端面が平滑に精度のよい切削加工ができる。
また、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、前記切削刃は、頂面が刃先より回転方向に対し逆方向の傾斜面となっていることを特徴とする。
これにより光ファイバ端面が平滑に精度のよい切削加工ができる。
【００１１】
また、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、前記切削刃は、少なくとも刃先部分がダイヤモンドで構成されていることを特徴とする。
これにより切れ味が向上し光ファイバ端面が平滑に精度よく切削加工できるし、光ファイバ端末にコネクタを装着し、このコネクタと一緒に端面の切削加工することもできる。
【００１２】
また、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、前記ガイド部材は、チャッキング機能を有することを特徴とし、また、前記ガイド部材は、本体が中心に導入孔を有する截頭円錐状であって、複数のスリットを有するチャック構造とされ、外周面には雄ねじが螺設され、加工装置に設けられた截頭円錐状の螺孔に螺入することによって導入孔に挿通された光ファイバをチャックすることを特徴し、
また、前記ガイド部材が、加工装置の切削刃に対し軸方向移動量が調整可能な移動量調整部材に取り付けられていることを特徴とする。
これにより光ファイバは、ガイド部材でチャックして切削加工できるので切削精度が向上する。また、ガイド部材の軸方向移動量を調整することによって、光ファイバ端面の切削量（進出量）を調整することができる。
【００１３】
さらに、この発明の光ファイバ端面の加工装置は、前記ガイド部材の導入孔は、ガイド部材の偏心位置に単数または複数が設けられていることを特徴とする。これにより光ファイバは、ガイド部材の導入孔に挿入するだけで切削刃の回転中心より半径側にずれて当接されるので、光ファイバは単心または多心のいずれもガイド部材の導入孔に挿入するだけで良好に端面加工する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面と共に詳細に説明する。図１乃至図４は、この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃を示し、図１はその斜視図、図２はその正面図、図３はその側面図、図４はその中央縦断面図である。
【００１５】
同図において、この切削刃１は、軸部３の端面３ａに軸心より主に半径側に設けられている。主に半径側とは、軸心を越えて他の半径側に多少延出してもよいことを含む意味である。図３においては、他の半径側にｈだけ延出している場合を示している。この切削刃１は、軸部３の軸方向に対し回転方向（矢印Ａ方向）に傾斜して設けられている。本例においては図４に示すようにθの角度だけ傾斜している。従って、切削刃１が矢印Ａ方向に回転すると、切削刃１の刃先２は光ファイバに向かって切り込み切削するようになるので端面の切削加工が良好に行える。
また、切削刃１は、図４に拡大して示すように頂面２ａが刃先２より回転方向（矢印Ａ方向）に対し逆方向の傾斜面となっている。これにより切削刃１が光ファイバの切削加工後に回転していても光ファイバの加工端面に接触して悪影響を与えることがなく、精度のよい端面に切削加工できる。
【００１６】
この切削刃１は、少なくとも刃先２がダイヤモンドで形成されていることが好ましい。これにより光ファイバの材質に関係なく良好な切削加工が可能となる。光ファイバはコア部、クラッド部およびジャケット等で構成され、それぞれの構成材料を異にするし、コア部もガラスやプラスチックがあるが、光ファイバの構成材料がどのようになっても切削刃１の少なくとも刃先２がダイヤモンドで形成されていれば良好な切削加工ができるし、光ファイバの端末にコネクタを装着し、このコネクタと一緒に端面加工も容易に行うことができる。
【００１７】
本例は切削刃１が１枚の場合であるが、これは複数であってもよい。図５は切削刃が２枚の場合を示す斜視図、図６は切削刃が３枚の場合を示す斜視図であり、前記実施の形態と同一構成要素は同一符号を付して詳細な説明は省略する。このように切削刃１が軸部３の端面３ａの軸心より主に半径側に複数が放射状に存在すると、光ファイバ端面が多数の切削刃１、１によって切削加工されるので、精度のよい切削加工を効率よく行うことができる。
【００１８】
また、前記実施の形態の切削刃１は、軸部３と別体で構成し、軸部３の端面に固着した場合であるが、これは軸部３と一体に構成してもよい。図７は軸部３と一体に構成した場合の切削刃１を示す斜視図である。この切削刃１においても回転方向（矢印Ａ方向）側に傾斜している。本例においても切削刃１は、軸部３の端面３ａの主に半径側に存在するようにするため、他の半径側は切り欠いた傾斜面３ｂとしている。
【００１９】
次にこの発明の光ファイバ端面の加工装置の実施の形態について説明する。図８はこの発明の光ファイバ端面の加工装置を示す一部分解斜視図、図９はさらに全体の分解斜視図、図１０は完成品としての斜視図である。この加工装置は、光ファイバをモータによって駆動される切削刃１により端面加工するものである。この切削刃１は前記図１乃至図７に例示したものであり、以下では切削刃１とガイド部材４の導入孔５との軸心は、ずれて配置されている。
【００２０】
前記加工装置は、全体として二つの筺体１１Ａ、１１Ｂ内に主要部を収納している。筺体１１Ａ、１１Ｂは、これらの内部に収納された図８および図９に示すような逆Ｔ字形の基材４２にそれぞれ止めねじ４３、４４により着脱可能に取り付けられている。基材４２の端面各部には止めねじ４３、４４がねじ込まれるねじ孔４５が設けられている。この基材４２の起立片４２ａには大径の透孔４６が形成されている。さらに、筺体１１Ａの側板１１ａには前記透孔４６と略同径の透孔４７が形成されている。筺体１１Ｂには、この筺体１１Ｂ内の換気を行うための複数の換気孔４８が形成されている。
【００２１】
また、起立片４２ａの透孔４６には略円筒形のモータ取付部材４９が挿通されている。このモータ取付部材４９端のフランジ部４９ａを介して、モータ１３が４本のねじ５０（図９参照）により基材４２の起立片４２ａに固定されている。このため起立片４２ａおよびフランジ部４９ａにねじ挿通孔４２ｂ、４９ｂが設けられ、モータ１３のブラケット１３ａにねじ孔１３ｂが設けられている。この固定状態のときモータ取付部材４９の先端が筺体１１Ａの透孔４６に臨む。前記モータ取付部材４９には径方向に貫通する一対の切削屑排出孔５１が設けられている。また、モータ取付部材４９先端の中心部に後述のガイド部材調整ねじ取付用のねじ孔５２が形成されている。
【００２２】
また、モータ１３の駆動軸６０には、パイプ形のカップリング６１の一端が、図８に示すようにねじ６２より固定されている。このカップリング６１の他端には切削刃１の胴部が挿入され、ねじ６３により交換可能に固定されている。ここで用いられる切削刃１として、図１乃至図７に例示した平面加工用だけでなく、必要とする光ファイバの端面形状とするために、凸形、凹形、三角形、山形、円弧形などの刃先のものが任意に選択される。
【００２３】
このような光ファイバ端面の加工装置では、切削刃１をカップリング６１にねじ６２を用いて固定し、モータ１３を駆動することにより、切削刃１は回転する。一方、切削対象の光ファイバ２１を端面加工する場合には、ガイド部材調整ねじ５３に対して浅くねじ込まれたガイド部材４の導入孔５内へ、光ファイバ２１の端部を、図１１の矢印Ａ方向に挿入する。
【００２４】
この光ファイバ２１の挿入量が目測した所定量となったとき、治具（図示省略）を切欠５９に係合させて、ガイド部材４をガイド部材調整ねじ５３のねじ孔５６に対し、図１３に示すように深くねじ込んでいく。ガイド部材４は３本のスリット５８を持つチャック構造とされているため、テーパ状の外周面が内径方向に抑圧される。このため、光ファイバ２１は導入孔５内において適当な挟圧力を受けて保持される。つまり、光ファイバ２１はガイド部材４に安定保持される。これによりどのような線径の光ファイバ２１でも対応できる。
【００２５】
この場合において、光ファイバ２１が切削刃１との対応で突出部４ａの先端から過剰に突出したり、またはその先端より突出していない場合には、前記のチャッキングを緩めて、光ファイバ２１の突出量調整を行う。調整を行った後は、再びチャッキングする。そして、この調整（微調整）後、切削刃１による切削位置および切削量を高精度に決めるために、光ファイバ２１の突出量を再設定する。この設定作業は、ガイド部材調整ねじ５３をモータ取付部材４９のねじ孔５２に対してねじ込み量を調整することにより、可能となる。
【００２６】
図１４および図１５は他のガイド部材４Ａおよびその使用形態を示す。この実施の形態および使用形態では、ガイド部材調整ねじが無く、ガイド部材４Ａはモータ取付部材４９に直接螺入されており、かつガイド部材４Ａの一部に４本のスリット５８Ａが入れられている。この他の構成は、図１２および図１３に示したものと同一である。本例によればガイド部材調整ねじが不要となる。このガイド部材４Ａは４本のスリット５８Ａを持つため、これらのスリット５８Ａで分割された部位の変形が容易となる。従って、光ファイバ２１をチャッキングするときのガイド部材４Ａの自動操作が軽快となる。
【００２７】
また、ガイド部材４はガイド部材調整ねじ５３に対して、またはガイド部材調整ねじ５３はモータ取付部材４９に対して、それぞれ螺合解除して取り外すことができる。このため、ガイド部材４の取付孔であるねじ孔５６、またはガイド部材調整ねじ５３の取付孔であるねじ孔５２から切削刃用の刃交換治具を（図示しない）を挿入して、カップリング６１に支持された切削刃１の交換を行うことができる。この時、工具６５の先を筺体１１Ａに設けられた透孔４６に挿入し（図１０参照）、カップリング６１にねじ込まれたねじ６３を緩めることで、切削刃１をカップリング６１においてフリーにする。
【００２８】
ガイド部材調整ねじ５３は図１１に示すようにリング状の移動量調整部材であり、外周にねじ５４が設けられている。このねじ５４のねじ孔５２に対するねじ込み量を変えることで、ガイド部材調整ねじ５３の軸方向移動量が調整可能となっている。なお、ガイド部材調整ねじ５３のねじ込み操作には、これに設けた一対の切欠５５に治具を係止して回転することにより行われる。
【００２９】
また、ガイド部材調整ねじ５３は内周にテーパ状のねじ孔５６が設けられており、このねじ孔５６に外周にねじ５７を持つガイド部材４が脱着可能にねじ込まれている。このガイド部材４の外周（ねじ）面はテーパ状をなし、一端に突出部４ａが連設されている。そして、このガイド部材４の突出部４ａを含む一部に、図１２に示すように３本のスリット５８が入れられている。
【００３０】
ガイド部材４の側面には、ねじ込み操作用の治具を係止して回転可能にする一対の切欠５９が設けられている。これらの切欠５９を図１３に示す。また、ガイド部材４の中心線上に光ファイバ２１を導入するとともにチャッキングするために導入孔５が設けられている。
【００３１】
要するに、ガイド部材４は、本体が中心に導入孔５を有する截頭円錐状であって、複数のスリット５８、５８Ａを有するチャック構造とされ、外周面には雄ねじ５７が螺設され、モータ取付部材４９に設けられた截頭円錐状のねじ孔５６にねじ込むことによって導入孔５に挿通された光ファイバ２１をチャック（保持）することができる。
これにより光ファイバ２１の線径の太いものから細いものまで全て対応できる。特に、従来は経径が細いものは加工部分が細く柔軟なために、正確な加工ができなかったが、このガイド部材４によれば、しっかりと保持して加工できるので正確な端面加工が可能となる。しかも光ファイバを保持したまま加工長の調整ができるのでさらに正確な端面加工が可能となる。
【００３２】
しかして、この光ファイバ端面の加工装置によれば、切削刃１とガイド部材４の導入孔５とが同一軸線上の位置からずれて配置され、切削刃１は軸部３の端面３ａの軸心より主に半径側に存在するので、光ファイバ２１をガイド部材４の導入孔５に挿入すると、光ファイバ２１の端面は、該切削刃１に回転中心よりずれて当接し切削加工される。従って、光ファイバ端面の中心に芯部（へそ部）が切削跡として残ることなく、良好な端面加工ができる。
【００３３】
図１６および図１７は、ガイド部材の変形例を示す斜視図および一部切欠正面図である。本例のガイド部材４は、導入孔５が軸心より偏心して設けられている場合である。このガイド部材４によれば、切削刃１とガイド部材４の導入孔５の軸心が一致する加工装置においても、このガイド部材５に交換することで実施可能となる。
また、本例のガイド部材５において導入孔５を複数とすれば、多心の光ファイバ端面の加工が同時に可能となる。
【００３４】
なお、前記実施の形態は、この発明を制限するものではない。この発明は要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が許容される。例えば、ガイド部材は、モータ取付部材ではなく加工装置の筺体に設けてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、この発明の光ファイバ端面の加工装置によれば次のような効果を奏する。
（１）光ファイバ端面に切削刃の回転中心の切削跡が芯状（へそ状）に残ることがなく、光伝送特性の良好な端面加工ができる。
（２）光ファイバの端面が粗面とならず平滑に精度よく切削加工できる。
（３）光ファイバの材質に関係なく良好な切削加工ができるし、コネクタを装着したままでも切削加工できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃を示す斜視図である。
【図２】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃を示す正面図である。
【図３】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃を示す側面図である。
【図４】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃を示す中央縦断面図である。
【図５】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃が２枚の場合の斜視図である。
【図６】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する切削刃が３枚の場合の斜視図である。
【図７】この発明の光ファイバ端面の加工装置に使用する一体型の切削刃を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態による光ファイバ端面の加工装置を一部分解して示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態による光ファイバ端面の加工装置の全体を分解して示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態による光ファイバ端面の加工装置の完成品を示す斜視図である。
【図１１】図８におけるガイド部材とガイド部材調整ねじとの関係を示す拡大斜視図である。
【図１２】図１１に示すガイド部材の側面図である。
【図１３】図１１におけるガイド部材による光ファイバのチャッキング構造を示す断面図である。
【図１４】図８におけるガイド部材の他の実施形態を示す側面図である。
【図１５】図１４におけるガイド部材による光ファイバのチャッキング構造を示す断面図である。
【図１６】ガイド部材の変形例を示す斜視図である。
【図１７】ガイド部材の変形例を示す一部切欠正面図である。
【図１８】従来例を示す正面図である。
【符号の説明】
１切削刃
２刃先
３軸部
４、４ａガイド部材
５導入孔
１３モータ（駆動源）
２１光ファイバ
４９モータ取付部材
５２ねじ孔（取付孔）
５３ガイド部材調整ねじ（移動量調整部材）
５６ねじ孔（取付孔）
６０駆動軸
６１カップリング

Claims

切削刃が軸部端面の軸心より主に半径側に存在し、光ファイバ端面は該切削刃に軸部端面の回転中心より半径側にずれて当接し切削加工されることを特徴とする光ファイバ端面の加工装置。
光ファイバ端面を切削刃で切削加工する加工装置であって、駆動源で回転可能な切削刃と、貫通する導入孔が設けられたガイド部材とを具備し、前記切削刃は、ガイド部材の一端側の導入孔開口の近傍に位置して設けられ、ガイド部材の導入孔に他端側より光ファイバを挿入することによって前記切削刃に向けて光ファイバがガイドされて当接され、回転する切削刃において光ファイバ端面が切削加工される光ファイバ端面の加工装置において、
切削刃とガイド部材の導入孔とが同一軸線上の位置からずれて配置されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記切削刃は、軸部端面の軸心より主に半径側に複数が放射状に存在することを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記切削刃は、軸部の軸心方向に対し回転方向に傾斜して設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記切削刃は、頂面が刃先より回転方向に対し逆方向の傾斜面となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記切削刃は、少なくとも刃先部分がダイヤモンドで構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記ガイド部材は、チャッキング機能を有することを特徴とする請求項２記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記ガイド部材は、本体が中心に導入孔を有する截頭円錐状であって、複数のスリットを有するチャック構造とされ、外周面には雄ねじが螺設され、加工装置に設けられた截頭円錐状の螺孔に螺入することによって導入孔に挿通された光ファイバをチャックすることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記ガイド部材が、加工装置の切削刃に対し軸方向移動量が調整可能な移動量調整部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２、７または８に記載の光ファイバ端面の加工装置。
前記ガイド部材の導入孔は、ガイド部材の偏心位置に単数または複数が設けられていることを特徴とする請求項２、７、８または９に記載の光ファイバ端面の加工装置。