JP2005205568A - フェルールの外面研削装置 - Google Patents

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Gizaburo Kondo
儀三郎 近藤
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Abstract

【課題】 良好な同心度および真円度を得ることができるフェルールの外面研削装置を提供する。
【解決手段】 円筒状のフェルール7の外面に接触してフェルール7の外面に研削加工を施す砥石車25および調整車26と、フェルール7の両端面の開口部に挿入されてフェルール7を挟持するフェルール支持部29とを有し、フェルール支持部29をフローティングさせることで、研削加工時にフェルール7とフェルール支持部29とを一体に位置変動可能とした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、フェルールの外面研削装置に関する。
近年、光ファイバを用いた光通信技術が著しく発展している。通常、光ファイバは、光コネクタにより他の光ファイバと光学的に接続されて用いられている。図10に光コネクタの一例を示す。
図10および図11に示すように、光コネクタ1は、両側に接続口2を有するアダプタ3と、この接続口2に差し込まれるプラグ4とから構成されている。
アダプタ3における接続口2の内部には、他方の接続口2に連通されている円筒形状の割りスリーブ5が配置されており、割りスリーブ5内には、中心位置において軸心方向にファイバ挿通孔6が形成されている円筒状のフェルール7と、このファイバ挿通孔6に挿通されている光ファイバ8とが配置されている。なお、割りスリーブ5の長さは、フェルール7よりも長く形成されている。
一方、プラグ4の先端部には、上記と同様の構成のフェルール7が配置されており、このフェルール7におけるファイバ挿通孔6には、接続する光ファイバ8の一端部が通されている。
上記のようなアダプタ3の接続口2にプラグ4を挿し込んだ際には、図11に示すように、アダプタ3における割りスリーブ5にプラグ4側のフェルール7が差し込まれ、割りスリーブ5内において、アダプタ3側のフェルール7の端面とプラグ4側のフェルール7の端面とが接触する。
このとき、アダプタ3側のフェルール7に通されている光ファイバ8のコア9と、プラグ4側のフェルール7に通されている光ファイバ8のコア9との位置が一致することで、アダプタ3側の光ファイバ8とプラグ4側の光ファイバ8とが光学的に接続され、アダプタ3側の光ファイバ8とプラグ4側の光ファイバ8との間で光を伝達することができる。
上記のように、アダプタ3側の光ファイバ8とプラグ4側の光ファイバ8との間で光を良好に伝達するためには、アダプタ3側の光ファイバ8のコア9と、プラグ4側の光ファイバ8のコア9との位置を一致させる必要がある。すなわち、例えば、アダプタ3側の光ファイバ8のコア9と、プラグ4側の光ファイバ8のコア9との位置がずれている場合には、アダプタ3とプラグ4との間における光の伝達の際に損失が生じ、光の伝達量が減少してしまう。
したがって、光を効率よく伝達するためには、割りスリーブ5内において、アダプタ3側の光ファイバ8のコア9と、プラグ4側の光ファイバ8のコア9との位置を一致させる必要があるので、光ファイバ8が挿通されるフェルール7には、ファイバ挿通孔6とフェルール7の外周面との同心度、およびフェルール7の外周の真円度がいっそう要求される。
ここで、フェルール7の外面に研削加工を施して所望の形状のフェルール7を得る方法を、図13(a)および図13(b)を用いて説明する。図13(a)は、研削加工時の状況を平面視したときの断面図、図13(b)は、研削加工時の状況を示す側面図である。なお、研削加工が施される前のフェルール7は、図12に示すように、ファイバ挿通孔6が形成された円筒形状であり、フェルール7の端面における一方の開口部6aには、光ファイバ8をファイバ挿通孔6に通す際の案内となる案内傾斜面10が形成されている。6bは、他方の開口部を示している。
フェルール7に研削加工を施すためには、図13に示すように、フェルール7におけるファイバ挿通孔6にワイヤ11を通した状態で、このフェルール7の外周を、回転駆動する砥石12および調整車13で挟み込みつつ、フェルール7の下部を突き当て部材14により支持する。
しかし、このように、ファイバ挿通孔6にワイヤ11を通して研削加工を行う場合、図13(a)に示すように、ファイバ挿通孔6の内面とワイヤ11との間に隙間αが発生してしまうことがあり、こうなると、研削加工時にフェルール7の軸心が不安定になってしまい、同心度および真円度が著しく低下してしまう。
これに対し、図14(a)および図14(b)に示すように、フェルール7の端面における一方の開口部6aに可動芯押しセンタ15を差し込み、他方の開口部6bに固定芯押しセンタ16を差し込み、可動芯押しセンタ15に設けられた可動芯押センタ用押圧バネ17により、可動芯押しセンタ15を固定芯押センタ16側に押圧しながら、フェルール7を両端側から支持し、かつ、この状態のフェルール7を、回転駆動する軟質のゴムローラ18と砥石12との間に挟みこむ方法がある。
このように、フェルール7を両端側から支持することで、研削加工時において、フェルール7の軸心が不安定になることを防止しつつ、ファイバ挿通孔6の中心を基準にしてフェルール7の外周面に研削加工を施すことができるので、良好な同心度を得ることができる。(例えば、特許文献1参照)
しかし、図14(a)および図14(b)に示す方法の場合、回転する軟質のゴムローラ18をフェルール7の外周に押し付けることで、フェルール7を回転させており、そのときの押付力は、図示のようにゴムローラ18の表面に窪みができる程度に大きいので、ファイバ挿通孔6に差し込み可能な程度に細い可動芯押しセンタ15および固定芯押しセンタ16には、大きな負荷がかかる。
このように、フェルール7に研削加工を施すたびに可動芯押しセンタ15および固定芯押しセンタ16に大きな負荷がかかると、場合によっては、可動芯押しセンタ15と固定芯押しセンタ16との間にずれが生じることがあり、結果として、所望の同心度および真円度が得られないおそれがある。
特開2003−175444号公報
上述のように、光ファイバ8間において光を効率よく伝達するためには、光ファイバ8どうしの接続に用いられるフェルール7に対して、ファイバ挿通孔6とフェルール7の外周面との同心度、およびフェルール7の外周の真円度がいっそう要求される。
そこで本発明はこのような問題を解決するもので、良好な同心度および真円度を得ることができるフェルールの外面研削装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、円筒状のフェルールの外面に接触して前記フェルールの外面に研削加工を施す砥石車および調整車と、前記フェルールの両端面の開口部に挿入されて前記フェルールを挟持するフェルール支持部とを有し、前記フェルール支持部をフローティングさせることで、研削加工時に前記フェルールと前記フェルール支持部とを一体に位置変動可能としたものである。
このような構成によれば、フェルール支持部をフローティングさせることで、研削加工時にフェルールと前記フェルール支持部とを一体に位置変動することが可能であるので、前記フェルールに対してセンタレス加工と同様の研削加工を施すことができ、良好な真円度を得ることができる。また、前記フェルール支持部が前記フェルールの両端面の開口部に挿入されることで、前記フェルールが挟持されているので、前記フェルールの外面に、前記フェルールにおける支持位置を中心とする研削加工を施すことができる。これにより、良好な同心度を得ることができる。さらに、前記フェルール支持部をフローティングさせることで、研削加工時に前記フェルールと前記フェルール支持部とを一体に位置変動することが可能であるので、前記フェルール支持部における、前記フェルールの両端面の開口部に挿入される箇所には、研削加工時のフェルールを支持する程度の負荷しかかからない。したがって、例えば、回転するゴムローラをフェルールの外周に押し付けてフェルールを回転させる場合に比べて、前記挿入される箇所にかかる負荷を軽減し、前記挿入される箇所を保護することができるので、高い加工精度を維持し続けることができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のフェルールの外面研削装置において、フェルール支持部をフローティングさせる手段が、エアベアリングであるものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のフェルールの外面研削装置において、フェルール支持部によって挟持されるフェルールの支持位置が、砥石車の中心と調整車の中心とを結ぶ直線よりも上方にあるものである。
このような構成によれば、例えば、フェルールの支持位置が、砥石車の中心と調整車の中心とを結ぶ線上にある場合に比べて、前記支持位置と前記砥石車との位置関係をより簡単に変化させることができる。これにより、より精度の高い研削加工を前記フェルールに施すことができる。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項記載のフェルールの外面研削装置において、砥石車がフェルールの軸心方向に沿って移動可能とされているものである。
このような構成によれば、フェルールの軸心方向の長さが砥石車の幅よりも長い場合であっても、前記フェルールの軸心方向に沿って均等に研削加工を施すことができる。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載のフェルールの外面研削装置において、研削加工が施されているフェルールの寸法をインプロセス計測する計測手段を有するものである。
このような構成によれば、フェルールの寸法を計測手段によりインプロセス計測し、前記フェルールの寸法が所望の値になったところで速やかに研削加工を終了することで、前記フェルールが過剰に研削されることを防止することができる。
以上のように本発明によれば、フェルール支持部をフローティングさせることで、研削加工時にフェルールと前記フェルール支持部とを一体に位置変動することが可能であるので、前記フェルールに対してセンタレス加工と同様の研削加工を施すことができ、良好な真円度を得ることができる。さらに、前記フェルール支持部が前記フェルールの両端面の開口部に挿入されることで、前記フェルールが挟持されているので、前記フェルールの外面に、前記フェルールにおける支持位置を中心とする研削加工を施すことができる。これにより、良好な同心度を得ることができる。さらに、前記フェルール支持部をフローティングさせることで、研削加工時に前記フェルールと前記フェルール支持部とを一体に位置変動することが可能であるので、前記フェルール支持部における、前記フェルールの両端面の開口部に挿入される箇所には、研削加工時のフェルールを支持する程度の負荷しかかからない。したがって、例えば、回転するゴムローラをフェルールの外周に押し付けてフェルールを回転させる場合に比べて、前記挿入される箇所にかかる負荷を軽減し、前記挿入される箇所を保護することができるので、高い加工精度を維持し続けることができる。
また、例えば、フェルールの支持位置が、砥石車の中心と調整車の中心とを結ぶ線上にある場合に比べて、前記支持位置と前記砥石車との位置関係をより簡単に変化させることができる。これにより、より精度の高い研削加工を前記フェルールに施すことができる。
また、フェルールの軸心方向の長さが砥石車の幅よりも長い場合であっても、前記フェルールの軸心方向に沿って均等に研削加工を施すことができる。
さらに、フェルールの寸法を計測手段によりインプロセス計測し、前記フェルールの寸法が所望の値になったところで速やかに研削加工を終了することで、前記フェルールが過剰に研削されることを防止することができる。
本発明の実施の形態としてのフェルール7の外周加工装置20を、図1〜図9を参照しながら説明する。なお、図10〜図14を用いて説明したものと同様のものには、同じ符号を付すことでその詳細な説明を省略する。また、図1は外周加工装置20を平面視した図、図2は外周加工装置20を正面視した図であるが、以下において、図1のように見て左右となる方向を左右方向、上下となる方向を前後方向、また、図2のように見て上下となる方向を上下方向と記す。
図1〜図3に示すように、外周加工装置20は、この装置の土台部21と、第1の固定部22aが土台部21の上面に固定され、第1の可動部22bが土台部21に対して左右方向に移動する第1の支持台22と、土台部21における第1の支持台22の側方となる位置に固定されている砥石車支持台23と、砥石車支持台23に砥石車駆動部24を介して取り付けられている砥石車25と、第1の支持台22における第1の可動部22bの上面に固定されている調整車26と、第2の固定部27aが第1の可動部22bの上面に固定され、第2の可動部27bが第1の可動部22bに対して左右方向に移動する第2の支持台27と、第2の固定部27aに対して第2の可動部27bをフローティングさせるエアベアリング28と、第2の可動部27bの上面に固定されて、調整車26の調整砥石26aと砥石車25の研削砥石25aとの間の位置にてフェルール7の開口部6a、6bに挿入されてこのフェルール7を両端側から挟持するフェルール支持部29と、第2の可動部27bの上面に固定されて、研削されているフェルール7の寸法としての外径をインプロセス計測する計測手段としてのゲージ30とを有する。なお、図14に示した研削装置におけるゴムローラ18は、フェルール7をしっかりと回転させるために、表面が窪むような軟質のゴムが用いられているが、本実施の形態においては、調整砥石26aを用いることで、表面が窪まないようにし、フェルール7の軸心がぶれることを防止している。
図3に示すように、第1の支持台22において、第1の可動部22bは、第1の固定部22aにおける一対の第1のcガイドレール22cに支持されており、第1の可動部22bは、この第1のガイドレール22cに沿って左右方向に移動可能とされている。
また、図2に示すように、第1の可動部22b側に設けられているめねじ部22dには、第1の固定部22a側に設けられている送りねじ22eがねじ合わせられており、第1の固定部22aに設けられている第1の駆動装置22fによって送りねじ22eを回転させることで、ねじの送り機構により第1の可動部22bを、第1のガイドレール22cに沿って移動させることができる。これにより、第1の可動部22bに取り付けられている第2の支持台27および調整車26を左右方向に移動させることができる。
図1〜図4に示すように、第2の支持台27において、第2の固定部27aの一方の側壁部27cと他方の側壁部27dとには一対の貫通孔27e、27eが形成されており、対をなす貫通孔27eには、シャフト31が挿通されている。それぞれのシャフト31には2つのエアベアリング28が所定の間隔をおいて設けられており、これらの4つのエアベアリング28は、エア供給路28aを介して接続されている。
それぞれのエアベアリング28には、外部のエア供給口28bからエア供給路28aを介して、等圧のエアが供給され、このエアがエア流入口28cからエアベアリング28内に流れ込むことで、第2の可動部27bをフローティング、すなわち、第2の可動部27bに極めて小さな力が作用しても、第2の可動部27bがその力の方向に動く状態にすることができる。
このとき、第2の可動部27bを4箇所のエアベアリング28にて支持していることで、この第2の可動部27bを前後方向および左右方向に対して傾斜させることなく、フローティングさせることができる。これにより、第2の可動部27bに取り付けられているゲージ30およびフェルール支持部29をフローティングさせることができる。
また、図5に示すように、第2の固定部27aにおける一方の側壁部27cにはシリンダ27fが設けられており、このシリンダ27fと第2の可動部27bとは、例えば、ボルトを用いて接続されている。したがって、シリンダ27fを作動させることで、第2の可動部27b、および第2の可動部27bに取り付けられているゲージ30とフェルール支持部29とを、左右方向に移動させることができる。また、シリンダ27fと第2の可動部27bとは、上下方向および左右方向に遊びを有する状態で接続されており、これにより、フローティングしている状態の第2の可動部27bは、上下方向および左右方向に対して微小に動くことができる。
また、図1および図2に示すように、砥石車支持台23には、上述したように、砥石車駆動部24を介して砥石車25が取り付けられており、この砥石車駆動部24は、図2に示すように、砥石車支持台23におけるガイドレール23aに支持されている。これにより、砥石車駆動部24および砥石車25は、このガイドレール23aに沿って前後方向に移動可能とされている。なお、砥石車駆動部24は、トラバース機構として、例えば、第1の支持台22におけるねじの送り機構を有しており、このトラバース機構により、砥石車駆動部24および砥石車25を前後方向に移動させることができる。また、砥石車駆動部24は、図示しないモータ等により砥石車25を高速回転させることができる。
また、第2の可動部27bに取り付けられているゲージ30の先端の計測部30aは、図2および図5に示すように、キャリパ型に構成され、上述したように、研削されているフェルール7の外径を挟み込んでインプロセス計測することができる。このゲージ30は、フェルール7の軸心方向に対して傾斜した状態で第2の可動部27bに設けられており、これにより、計測が、フェルール7の研削加工の邪魔にならないようにされている。
また、図1〜図6に示すように、第2の可動部27bに取り付けられているフェルール支持部29は、固定側支持体29aと可動側支持体29bとが一対となった構成とされ、フェルール7の端面における一方の開口部6aに可動側支持体29bが差し込まれ、他方の開口部6bに固定側支持体29aが差し込まれることで、フェルール7を両端側から支持している。固定側支持体29aと可動側支持体29bとの先端部は尖った形状に形成されており、フェルール7を上記のように支持することで、調心作用によりファイバ挿通孔6の中心となる位置を支持することができる。
また、この可動側支持体29bは、図示しないシリンダにより前後方向に移動可能とされており、これにより、固定側支持体29aと可動側支持体29bとの前後方向の間隔を狭めたり広げたりできるので、フェルール7を支持したり、フェルール7の支持状態を解除したりすることができる。
フェルール支持部29がフェルール7を支持する位置7aは、調整車26の調整砥石26aと砥石車25の研削砥石25aとにより接触可能な位置とされており、かつ、図2および図5に示すように、フェルール7の支持位置7aが調整車26の回転中心26bと砥石車25の回転中心25bとを結ぶ直線32よりも、上方に位置するようにされている。
以上のような構成において、外周加工装置20を作動させて、フェルール7の外周に研削加工を施すには、図1〜図6に示すように、フェルール支持部29における可動側支持体29bのシリンダ(図示は省略)を作動させて、固定側支持体29aと可動側支持体29bとによりフェルール7をその両端側から挟持する。このとき、砥石車駆動部24を作動させて、砥石車25を高速回転させておく。
そして、エア供給口28bからそれぞれのエアベアリング28にエアを供給して、ゲージ30およびフェルール支持部29が取り付けられている第2の可動部27bをフローティングさせる。これと同時に、シリンダ27fを作動させて、図7(a)に示すように、第2の可動部27bを左方向へと移動させ、図7(b)に示すように、フェルール7の外周面と調整車26の調整砥石26aとを接触させる。これらが接触したところで、シリンダ27fを停止する。
フェルール7の外周面と調整車26の調整砥石26aとを接触させると、次に、第1の駆動装置22fを作動させ、フェルール7の外周面と調整車26の調整砥石26aとの接触状態を維持しつつ、第1の可動部22bを右方向へと移動させ、図7(c)に示すように、フェルール7を砥石車25の研削砥石25aにゆっくりと接触させて、研削加工を開始する。研削加工の開始と同時に、ゲージ30によりフェルール7の外径の計測を開始する。
このとき、図8に示すように、フェルール7の支持位置7aが、調整車26の回転中心26bと砥石車25の回転中心25bとを結ぶ直線32よりも、上方に位置するようにされており、かつ、第2の可動部27bがフローティングしてフェルール支持部29をフローティングさせており、さらに、図5に示したように、シリンダ27fと第2の可動部27bとが、上下方向および左右方向に遊びを有する状態で接続されていることから、研削加工時においてフェルール7とフェルール支持部29とを一体に位置変動させることができる。これにより、例えば、フェルール7に調整砥石26aから右方向への力が過剰に作用した場合に、フェルール7およびフェルール支持部29は、上下方向および左右方向に微小に移動することができる。これにより、フェルール7が過剰に研削されたり、同心度や真円度を損なう形状に研削されたりすることを防止することができる。
したがって、フェルール7には、センタレス加工と同様に、フェルール7が固定されていない状態で研削加工が施されることになるので、例えば、図9において斜線部にて示す不要部分33が良好に研削され、良好な真円度のフェルール7を得ることができる。
また、このとき、フェルール7の両端面の開口部6a、6bはフェルール支持部29により支持されているので、フェルール7の外周に対して、ファイバ挿通孔6の中心、すなわち支持位置7aを基準とする研削加工を施すことができる。これにより、例えば、図9において実線にて示す研削加工前のフェルール7の外周の中心は、図中の34にて示される位置であるが、このフェルール7に研削加工が施されて不要部分33が除去される場合には、フェルール7の外周は、このファイバ挿通孔6の中心を基準として真円に近づく。したがって、研削加工前のフェルール7の外周の中心34の位置も外周の変化に伴って変化し、結果として、ファイバ挿通孔6の中心に一致する。これにより、良好な同心度を得ることができる。
また、フェルール支持部29をフローティングさせることで、研削加工時にフェルール7とフェルール支持部29とを一体に位置変動することが可能であるので、フェルール支持部29における固定側支持体29aおよび可動側支持体29bには、研削加工時のフェルール7を支持する程度の負荷しかかからない。したがって、例えば、図14に示したような、回転するゴムローラ18をフェルール7の外周に押し付けることで、フェルール7を回転させる場合に比べて、固定側支持体29aおよび可動側支持体29bにかかる負荷を軽減し、この固定側支持体29aおよび可動側支持体29bを保護することができるので、高い加工精度を維持し続けることができる。
さらに、このとき、砥石車駆動部24におけるトラバース機構により、図6に示すように、砥石車25を前後方向に往復運動させることで、研削砥石25aの幅よりも長いフェルール7の外周を、良好かつ均等に加工することができる。
そして、ゲージ30の計測結果によりフェルール7の形状が所望の形状になれば、速やかに砥石車駆動部24を停止して研削加工を終える。これにより、フェルール7が過剰に研削されることを防止することができる。
そして、第1の駆動装置22fを作動させて第1の可動部22bを左方向に移動させ、フェルール支持部29における可動側支持体29bのシリンダを作動させてフェルール7を外周加工装置20から取り外して作業を終了する。
以上のように、エアベアリング28により、第2の可動部27bをフローティングさせてフェルール支持部29をフローティングさせ、かつ、両端側から支持しているフェルール7の支持位置7aを、調整車26の回転中心26bと砥石車25の回転中心25bとを結ぶ直線32よりも上方に位置させることで、研削加工中のフェルール7を、上下方向および左右方向に微小に移動させることができる。これにより、フェルール7に対して、センタレス加工と同様に、フェルール7が固定されていない状態での加工を施すことができ、良好な真円度を得ることができる。さらに、フェルール7の両端部をフェルール支持部29により支持することにより、フェルール7の外周に対して、ファイバ挿通孔6の中心を基準とする研削加工を施すことができるので、良好な同心度を得ることができる。
本発明の実施の形態の外周加工装置の概略を示す平面図である。 外周加工装置を正面視したときのエアベアリングを含む部分の断面図である。 外周加工装置の側面図である。 エアベアリングを示す平面図である。 外周加工装置を正面視したときのシリンダを含む部分の断面図である。 フェルール支持部の近傍の拡大図である。 フェルールに研削加工を施すときにおける、フェルール支持部の動きを示す図である。 フェルールに研削加工が施されているときのフェルールの状態を示す図である。 外周加工装置を用いた研削加工により、フェルールの同心度および真円度が向上することを説明する図である。 光コネクタを示す図である。 光コネクタが接続されたときにおけるフェルールの状態を示す図である。 フェルールの縦断面図である。 特許文献1に記載された研削装置を示す図である。 特許文献1に記載された他の研削装置を示す図である。
符号の説明
6a 一方の開口部
6b 他方の開口部
7 フェルール
21 土台部
25 砥石車
26 調整車
27 第2の支持台
28 エアベアリング
29 フェルール支持部

Claims (5)

  1. 円筒状のフェルールの外面に接触して前記フェルールの外面に研削加工を施す砥石車および調整車と、前記フェルールの両端面の開口部に挿入されて前記フェルールを挟持するフェルール支持部とを有し、前記フェルール支持部をフローティングさせることで、研削加工時に前記フェルールと前記フェルール支持部とを一体に位置変動可能としたことを特徴とするフェルールの外面研削装置。
  2. フェルール支持部をフローティングさせる手段が、エアベアリングであることを特徴とする請求項1記載のフェルールの外面研削装置。
  3. フェルール支持部によって挟持されるフェルールの支持位置が、砥石車の中心と調整車の中心とを結ぶ直線よりも上方にあることを特徴とする請求項1または2記載のフェルールの外面研削装置。
  4. 砥石車がフェルールの軸心方向に沿って移動可能とされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のフェルールの外面研削装置。
  5. 研削加工が施されているフェルールの寸法をインプロセス計測する計測手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のフェルールの外面研削装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100786634B1 (ko) 2006-07-24 2007-12-18 한국생산기술연구원 연삭장치 및 연삭장치의 척킹핀 정렬방법
CN107932315A (zh) * 2017-12-12 2018-04-20 宁波慈兴轴承有限公司 柔性轴承套圈上下料装置

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KR100786634B1 (ko) 2006-07-24 2007-12-18 한국생산기술연구원 연삭장치 및 연삭장치의 척킹핀 정렬방법
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