JP2005066765A - 突出量調整装置およびこれを用いた棒状部材の研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】突出量調整装置に金具付きフェルールを固定する際に、保持部材から飛び出す研磨段長８を一定にするため、突出量調整装置１において保持部材２及び固定盤３とを接合固定する作業に要する時間を軽減し、作業時間の効率化を図る。
【解決手段】棒状部材６を保持する手段を備えた保持部材２を固定盤３上に取着してなり、棒状部材６の端面の突出量を調整するための突出量調整装置１であって、上記固定盤３と保持部材２とを磁力によって脱着可能に固定したものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、光通信用のフェルール、光ファイバ等の棒状部材の端面を研磨する際に用いられる突出量調整装置と、その研磨方法に関する。

光通信用の光コネクタに用いられるフェルールとして、図４に示すような金具付きフェルール２１が用いられる。これは、貫通孔２４を有する円筒状のフェルール２５をコネクタ用金具２２に圧入した後、光ファイバ２３を挿通保持し、フェルール２５の端面と光ファイバ２３の端面を同時に研磨し、鏡面に仕上げて作製され、この金具付きフェルール２１の先端面同士を接続して光コネクタを構成するものである。

この金具付きフェルール２１の端面を研磨する場合には、図５、図６に示すような突出量調整装置１１を用いて金具付きフェルール２１の先端２６の突出量を調整する。この突出量調整装置１１は、固定盤１３と、該固定盤１３上にフェルール１６を保持した保持部材１２を取着してなり、フェルール１６の端面１８の突出量を調整するものであって、図６（ａ）に示される保持部材１２を同図（ｂ）に示す固定盤１３ネジ部にセンタリング孔１７に固定ボルトを通し固定ナット部材２０で固定するようになっている。保持部材固定部は、保持部材１２の側部に固定された押さえブロック１５に装着されている固定ネジ部材１４を保持部材１２に向けてねじ込むことで金具付きフェルール２１を挟み込み固定する。またネジ部１４を緩めることで、押さえブロック１５による金具付きフェルール２１が着脱される。

そして、この突出量調整装置１１によって金具付きフェルール２１の先端２６の突出量１８を調整した後、図７に示す研磨装置２７にて端面研磨が行われる。

この研磨装置２７は、保持部材１２の中心部を加圧ピン３０にて加圧できる構造になっており、保持部材１２の下方には、上面にダイヤモンドやアルミナ、シリカ等が印刷された研磨部材を備え、自転円盤の同心円上で回転する研磨盤３１を備え、この研磨盤３１には公転用研磨モータ軸２８の回転を伝達する遊星歯車を有し、研磨盤３１を自転及び公転をさせる一方、この研磨盤３１に固定した保持部材１２に対して、多数のフェルールを保持した保持部材１２が対向して設けられ、このフェルールの端面を研磨盤３１に押し付けて研磨するものである。
特開平３−２６４５６号公報

しかしながら、図５、６に示す突出量調整装置１１では、棒状部材を保持部材１２に固定する際に、保持部材１２と固定盤１３とを固定するナット部材２０の２箇所で固定するため、保持部材１２と固定盤１３の接合面に浮きが生じ、研磨段長１８がばらつきやすい。

また、ネジ部１９へのセンタリング作業及びネジ長が長いため固定ナット２０を数十回以上締めまわさないと固定できないため作業者への負担と、多大な労力を要していた。

本発明の突出量調整装置は、棒状部材を保持する手段を備えた保持部材を固定盤上に取着してなり、上記棒状部材の端面の突出量を調整するための突出量調整装置であって、上記固定盤と保持部材とを磁力によって脱着可能に固定したことを特徴とする。

また、本発明の突出量調整装置は、上記保持部材または固定盤に、表面磁束密度が０．２Ｔ以上、吸着力が０．３Ｋｇ以上の範囲である磁石を取着したことを特徴とする。

さらに、本発明の突出量調整装置は、上記保持部材または固定盤の少なくとも取着面が磁性材料からなることを特徴とする。

またさらに、本発明の突出量調整装置は、上記固定盤が円柱状であり、その円周方向に等間隔に３個以上の磁石を備えたことを特徴とする。

また、本発明の突出量調整装置は、上記棒状部材が光通信用のフェルールであることを特徴とする。

さらに、本発明の突出量調整装置を用いた棒状部材の研磨方法は、上記突出量調整装置を用いて棒状部材の端面の突出量を調整した後、保持部材を研磨盤上に取着し、棒状部材の端面を研磨することを特徴とする。

本発明の突出量調整装置は、棒状部材を保持する手段を備えた保持部材を固定盤上に取着してなり、上記棒状部材の端面の突出量を調整するための突出量調整装置であって、上記固定盤と保持部材とを磁力によって脱着可能に固定したことから、脱着作業時間が短縮され、棒状部材の研磨段長が一定になり、研磨精度を向上させることができる。

また、本発明の突出量調整装置は、上記保持部材または固定盤に、表面磁束密度が０．２Ｔ以上、及び吸着力が０．３Ｋｇ以上の範囲である磁石を取着したことから、保持部材と固定盤の固定がより安定し、棒状部材の長さを高精度に調整することができる。

さらに、本発明の突出量調整装置は、上記保持部材または固定盤の少なくとも取着面が磁性材料からなることから、保持部材または固定盤の一方に磁石を取着すればよい。

またさらに、本発明の突出量調整装置は、上記固定盤が円柱状であり、その円周方向に等間隔に３個以上の磁石を備えたことから、保持部材と固定盤が平行に固定され研磨段長のバラツキを軽減できる。

また、本発明の突出量調整装置は、上記棒状部材が光通信用のフェルールであることから、高精度な研磨が可能となる。さらに、本発明の突出量調整装置を用いた端面研磨方法は、上記突出量調整装置を用いて棒状部材の端面の突出量を調整した後、保持部材を研磨盤上に取着し、棒状部材の端面を研磨することから、低損失な光通信コネクタ接続が可能になる。

さらに、本発明の突出量調整装置を用いた棒状部材の研磨方法は、上記突出量調整装置を用いて棒状部材の端面の突出量を調整した後、保持部材を研磨盤上に取着し、棒状部材の端面を研磨することから、保持部材と固定盤が平行に固定され研磨段長のバラツキを軽減して、高精度に研磨でき、低損失な光通信コネクタ接続が可能になる。

ここで、本発明の実施形態を説明する。

図１、２は、本発明の突出量調整装置の一実施形態を示す断面図であり、光コネクタに用いられる金具付きフェルール、レセプタクル用フェルール等の棒状部材の端面を研磨する際に、予め、その突出量を調整するものであって、固定盤３と、該固定盤３上に棒状部材６を保持する手段を備えた保持部材２を取着してなる。

本発明の突出量調整装置１は、図１、２に示すように、保持部材２と、研磨段長８を調整すべく固定盤３とで構成され、棒状部材６を固定ブロック５と固定ネジ部４で仮固定し、固定盤３に取着されている磁石９の磁力作用を利用し、保持部材２のセンタリング孔７と固定盤３のセンタリング軸１０とをあわせ保持部材２と固定盤３とを固定する。

上記保持部材２は、例えば、図２（ａ）に示すように円柱状をなし、同一な円周上に等間隔に複数設けられた孔を有する固定ブロック５に棒状部材６を挿入し、中心方向に向かって固定ネジ部４の締め付けにより、複数の棒状部材６を保持するものである。

また、上記保持部材２のセンタリング孔７に嵌合するセンタリング軸１０を介して固定盤３が取着され、この固定盤３はセンタリング孔がガイドとなり、段長位置への固定が可能となる。

そして、各棒状部材６の先端を固定盤３に接触させすることで、棒状部材６の突出量を調整する。また、保持部材２と固定盤３との接合面の高さを調整することで、研磨段長８を適宜調整するものである。

ここで、本発明の突出量調整装置１は、上記固定盤３と保持部材２とのが磁力によって脱着可能に固定されることを特徴とするものである。

これによって、センタリング孔７とセンタリング軸１０の嵌合によって常に研磨段長８が一定に固定され、同時に保持部材２と固定盤３とが磁力によって固定されているため、研磨段長８が確実に一定に固定される。また、従来の固定盤３と保持部材２との取着方法であるネジ固定に比べ作業工数が格段に削減され、容易に脱着することができる。

また、上記保持部材２または固定盤３に、表面磁束密度が０．２Ｔ以上、吸着力が０．３Ｋｇ以上である磁石９を取着することが好ましい。

例えば、図２に示すように固定盤３に上記磁石９を、保持部材２と固定盤３との取着面に一致する高さに設け、保持部材２の接合面を磁性材料で構成することで、保持部材２もしくは固定盤３の構造が簡素化される。

上記磁石９は、ネオジ磁石、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石、ＭＡ磁石等が適用され、この磁石９に取着する磁性材料としては、鉄系、ステンレス（ＳＵＳ４２０系、等を用いることができる。これによって吸着力を０．３Ｋｇ以上とすることができる。

また、上記磁石９の表面磁束密度が０．２Ｔ未満、吸着力が０．３Ｋｇ未満となると、多数の固定している金具付きフェルールに浮きや傾きが生じ。研磨段長８バラツキが発生し良好な研磨ができない。

さらに、上記表面磁束密度、吸着力は、それぞれ０．２〜０．５Ｔ、０．３〜５Ｋｇの範囲の磁石９を取着することがより好ましく、表面磁束密度、吸着力が大き過ぎると、固定盤３から保持部材２を脱着する際に、表面磁束密度及び吸着力が強すぎるため、はずしにくい問題が発生するためである。

ここで、上記磁石９の表面磁束密度とは、ＪＩＳ Ｃ ２５０１ 永久磁石試験方法に定義されており、１平方センチメートル当たりどれだけの磁束があるかをあらわす単位として用いられ、１００００ガウス（Ｇ）＝１テスラ（Ｔ）とされる。但し、表面磁束密度は、磁石９の大きさ・形状・測定個所により異なるため、磁石９の強弱を示す単位としては吸着力とあわせて判断し、この吸着力とは何キログラムの鉄塊を垂直に持ち上げるかを実測して求める。

なお、磁石９は、保持部材２または固定盤３のどちらか一方に設け、磁石９を有していない部材の少なくとも取着面を磁性材料により構成すればよい。

さらに、磁石９は固定盤３に設けることが好ましく、この場合、固定盤３が円柱状であり、その円周方向に等間隔に３個以上の磁石９を取着することがより好ましい。その理由としては、保持部材２は研磨装置２７にセットするため、研磨作業中に次ぎに研磨する保持部材２に同一の固定盤３を使って調整できるため、固定盤３の数量は、保持部材２の数量に比べ、少量でよい。このように磁石のコストを考えると、固定盤３に磁石９を取着するほうが好ましい。

さらに、本発明による突出量調整装置１によって、従来の突出量調整装置に比べ、構造が単純になる
ことから、突出量調整装置のコストが下げられる。また、保持部材２を磁性材料にすることで、
保持部材２の作製時に、加工機及び研磨機にマグネットチャック方式が使用できるため、
保持部材の精度が高められる。

このような突出量調整装置１によって、先端の突出量を高精度に調整された棒状部材６として、光通信用のフェルールに有効に用いることができる。

このフェルールとして、図４に示すような金具付きフェルールが用いられる。これは、貫通孔２４を有し、セラミック、プラスチック、ガラス等からなる円筒状のフェルール２５をコネクタ用金具２２に圧入した後、光ファイバ２３を挿通保持し、フェルール２５の端面と光ファイバ２３の端面を同時に研磨し、鏡面に仕上げて作製するものであり、このフェルール２１の先端同士を互いに付き合わせて接合することにより光コネクタを構成するものである。

このように金具付きフェルール２１を用いた光コネクタでは、フェルールの先端同士を接続する際の精度によって接続損失は左右されるため、先端面には高精度な加工が要求される。そこで、研磨の前に上述の突出量調整装置１を用いることで、直径が１．２５ｍｍ程度と小さい金具付きフェルール２１においても、研磨段長８を確実に一定に調整し、固定することができる。

そして、この突出量調整装置１によって先端の突出量を調整した棒状部材６を研磨するには、突出量調整装置１の固定盤３から保持部材２を外した後、保持部材２を図３に示すように、研磨機に組み込んで研磨する。

この際、保持部材３の中心部を加圧ピン３０にて加圧できる構造になっており、保持部材３の下方には、上面にダイヤモンドやアルミナ、シリカ等が印刷された研磨部材を備え、自転円盤の同心円上で回転する研磨盤３１を備え、この研磨盤３１には公転用研磨モータ軸２８の回転を伝達する遊星歯車を有し、研磨盤３１を自転及び公転をさせる一方、この研磨盤３１に固定した保持部材２に対して、多数のフェルールを保持した保持部材２が対向して設けられ、このフェルールの端面を研磨盤３１に押し付けて研磨する。

このように研磨することで、研磨作業の前処理時間である棒状部材を保持部材２への
突出量調整時間が大幅に短縮され、また、研磨断長のバラツキが軽減されたことにより
研磨精度を向上させることができる。

なお、本発明の突出量調整装置１および研磨方法は、金具付きフェルール２１をはじめ、レセプタクル用フェルールなど他の種類のフェルールにも採用可能である。

次いで、本発明の実施例を説明する。

図１、２に示すような本発明の突出量調整装置（マグネット固定式）と、図５、６に示すような従来の突出量調整装置（ネジ固定式）を用意し、ＪＩＳ Ｃ ５９７３に制定されるＳＣ形光コネクタ（ＳＣ：Ｓｉｎｇｌｅ ｆｉｂｅｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を用いて研磨段長の調整、研磨を行った。

本発明の突出量調整装置は、図1、２に示すように、保持部材２にステンレス ＳＵＳ４２０を使用し、固定盤３も同様にステンレス ＳＵＳ４２０にネオジウム磁石 外径φ５ｍｍ長さ５ｍｍ，表面磁束密度０．４Ｔ，吸着力０．６５ｋｇを円周方向に３個均等に固定したものを用いた。

また、従来の突出量調整装置として、図５、６に示すようなネジ固定式により保持部材１２及び固定盤１３とをネジにより固定したものを用いた。

そして、それぞれの突出量調整装置に、光コネクタ用のフェルールを２４本ずつ用意し、各フェルールに光ファイバを接着固定した後、それぞれの突出量調整装置の保持部材と固定盤とを接合し装着したときの時間と保持部材端面からの研磨段長に関して実験を行った。

なお本試験ではいずれも外径２．５ｍｍのセラミック（ジルコニア）ＳＣコネクタ用のフェルールを使用した。

各突出量調整装置にはフェルールを１２本を１セットとして固定し、保持部材と固定盤を使用し研磨作業時間を測定し、研磨前の各２０個の研磨段長をダイヤルゲージにて測定し基準寸法０．２００ｍｍに対しバラツキを測定した。

その結果を表１に示す。

この結果より、フェルールの突出量調整装置への着脱時間（研磨時間を除く）は、従来治具では平均１０分３２秒に対し本発明では平均７分１５秒と３１％もの大幅な時間削減ができた。

また、突出量調整装置からの段長バラツキも従来０．００３ｍｍから本発明では０．００２ｍｍと０．００１ｍｍバラツキが軽減された。

本発明の突出量調整装置に棒状部材を固定した形態を示す断面図である。 （ａ）は本発明の突出量調整装置における棒状部材を固定した保持部材を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の突出量調整装置における固定盤を示す断面図である。 本発明の研磨に用いる研磨装置を示す概略図である。 本発明の研磨方法に用いられる金具付きフェルールの断面図である。 従来の突出量調整装置に棒状部材を固定した形態を示す断面図である。 （ａ）従来の突出量調整装置における棒状部材を固定した保持部材を示す断面図であり、（ｂ）は突出量調整装置における固定盤を示す断面図である。 従来の研磨に用いる研磨装置を示す概略図である。

符号の説明

１：突出量調整装置
２：保持部材
３：固定盤
４：固定ネジ
５：固定ブロック
６：棒状部材
７：センタリング孔
８：研磨段長
９：磁石
１０：センタリング軸
１１：突出量調整装置
１２：保持部材
１３：固定盤
１４：固定ネジ
１５：固定ブロック
１６：ファイバスタブ
１７：センタリング孔
１８：研磨段長
１９：固定用ボルト
２０：固定用ナット
２１：金具付きフェルール
２２：コネクタ用金具
２３：光ファイバ
２４：貫通孔
２５：フェルール
２６：先端
２７：研磨機本体
２８：研磨モータ軸
２９：フェルール
３０：突出量調整装置加圧ピン
３１：研磨盤

Claims (6)

1. 棒状部材を保持する手段を備えた保持部材を固定盤上に取着してなり、上記棒状部材の端面の突出量を調整するための突出量調整装置であって、上記固定盤と保持部材とを磁力によって脱着可能に固定したことを特徴とする突出量調整装置。
2. 上記保持部材または固定盤に、表面磁束密度が０．２Ｔ以上、吸着力が０．３Ｋｇ以上である磁石を取着したことを特徴とする請求項１に記載の突出量調整装置。
3. 上記保持部材または固定盤の少なくとも取着面が磁性材料からなることを特徴とする請求項２に記載の突出量調整装置。
4. 上記固定盤が円柱状であり、その円周方向に等間隔に３個以上の磁石を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の突出量調整装置。
5. 上記棒状部材が光通信用のフェルールであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の突出量調整装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の突出量調整装置を用いて棒状部材の端面の突出量を調整した後、保持部材を研磨盤上に取着し、棒状部材の端面を研磨することを特徴とする棒状部材の研磨方法。

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