JP2006065161A - Ferrule chamfering apparatus and ferrule processing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信用のフェルールにおける光ファイバを挿通保持するための貫通孔の端部に形成された光ファイバを案内するための面取り部を加工する装置およびそれを用いた加工方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for processing a chamfered portion for guiding an optical fiber formed at an end portion of a through hole for inserting and holding an optical fiber in a ferrule for optical communication, and a processing method using the same.
光ファイバ用フェルールは、ジルコニアセラミックスで作製したものが知られており、軸方向に貫通孔を有し、この貫通孔に光ファイバを挿通保持するものである。 The optical fiber ferrule is known to be made of zirconia ceramics, has a through hole in the axial direction, and inserts and holds the optical fiber in the through hole.
光通信用のフェルールは、図2に示す断面図のように、軸方向に設けた貫通孔41の端部に光ファイバを案内するためのロート状の面取り部42を有しており、この面取り部42を加工する際には、図3に示すように、軸方向に径が一定の貫通孔2を有する円筒体1をチャック51にて保持し、円筒体1に角錐形の単石ダイヤモンドからなるツール20を貫通孔2の開口面よりツール20および円筒体1を回転させながら、ツール20を押し当て、頂部で開口端部を一定の切込み速度で所定の寸法になるまでツール20を切り込むことで面取り加工する方法もしくは、図4に示すように、軸方向に径が一定の貫通孔2を有する円筒体1に、角錐形の単石ダイヤモンドからなるツール20を貫通孔2の開口面よりツール20および円筒体1を回転させながら、ツール20を押し当て、頂部で開口端部を一定の切込み速度で微小量切り込んだ後、一旦ツール20を円筒体1より離し、再度一定の切込み速度で微小量切り込むという間欠切込を行うことで面取り加工する方法が用いられていた(特許文献1、2参照)
しかしながら、従来の面取り加工は、加工開始から終了までダイヤモンドからなるツール20を円筒体1の貫通孔に一定力で押し当てて加工していたため、ツール20の切込み量が増えてきた場合にツール20に掛かる負荷が大きくなり破損しやすい。また、ツール20の寿命を延ばそうとすると、加工時間が長くなり製造能率が低下するという問題を有していた。
However, in the conventional chamfering process, the
また、ツール20の押し付けを間欠にした場合、断続加工となるためツール20の頂部に負荷が掛かり、カケが発生しやすく、面取り加工した面に傷をつけ、最悪の場合、ツール20が破損するという問題を有していた。
In addition, when the pressing of the
上記問題点に鑑みて、本発明のフェルール面取り加工装置は、軸方向に貫通孔を有するフェルールとなる円筒体の貫通孔の端部に光ファイバを案内するための面取り部を加工するための加工装置であって、上記円筒体を固定または回転させるための保持部と、上記面取り部を加工するための錐状のツールと、該ツールを円筒体の貫通孔の開口面から軸方向に当接させながら回転させるための駆動部とを備え、上記円筒体とツールとの接触面積の増加にともない、ツールの切込み速度を低下させることを特徴とする。 In view of the above problems, the ferrule chamfering processing apparatus of the present invention is a processing for processing a chamfered portion for guiding an optical fiber to an end portion of a through-hole of a cylindrical body that is a ferrule having a through-hole in the axial direction. A device for holding or rotating the cylindrical body, a cone-shaped tool for processing the chamfered portion, and abutting the tool in an axial direction from an opening surface of a through hole of the cylindrical body And a drive section for rotating the tool while rotating the tool, and the cutting speed of the tool is reduced as the contact area between the cylindrical body and the tool increases.
また、本発明のフェルール面取り加工装置は、上記ツールの負荷を荷重変換器により測定し、負荷を一定に保持することにより切込み速度を調整する制御部を有することを特徴とする。 The ferrule chamfering apparatus of the present invention includes a control unit that measures the load of the tool with a load converter and adjusts the cutting speed by keeping the load constant.
さらに、本発明のフェルール面取り加工装置を用いたフェルールの加工方法は、上記円筒体を保持部により固定または回転させ、上記ツールの先端を上記貫通孔の開口面に当接させ、ツールを回転させながら切込み速度を一定として切込んだ後、切込み速度を低下させながら切込むことにより面取り加工することを特徴とする。 Further, in the ferrule processing method using the ferrule chamfering apparatus of the present invention, the cylindrical body is fixed or rotated by a holding portion, the tip of the tool is brought into contact with the opening surface of the through hole, and the tool is rotated. However, it is characterized by chamfering by cutting while reducing the cutting speed after cutting with a constant cutting speed.
本発明のフェルール面取り加工装置とこれを用いたフェルールの加工方法によれば、円筒体を固定または回転させるための保持部と、上記面取り部を加工するための錐状のツールと、該ツールを円筒体の貫通孔の開口面から軸方向に当接させながら回転させるための駆動部とを備え、上記円筒体とツールとの接触面積の増加にともない、ツールの切込み速度を低下させることにより、ツールに負担を掛けない加工となるためツールの寿命が大幅に向上する。したがって、面取り加工のコストの低減が可能となり、安価なフェルールを提供することができる。 According to the ferrule chamfering apparatus of the present invention and the ferrule processing method using the same, a holding part for fixing or rotating the cylindrical body, a conical tool for processing the chamfered part, and the tool A drive unit for rotating while abutting in the axial direction from the opening surface of the through hole of the cylindrical body, and by reducing the cutting speed of the tool as the contact area between the cylindrical body and the tool increases, The tool life is significantly improved because the tool is processed without burden. Therefore, the cost of chamfering can be reduced, and an inexpensive ferrule can be provided.
本発明は、光通信用のフェルールにおける光ファイバを挿通保持するための貫通孔の端部に形成された光ファイバを案内するための面取り部を加工する装置およびそれを用いた加工方法に関し、例えば、軸方向に外径2.5mm、内径0.125mmの一定の径の貫通孔を有する長尺の円筒体を得るため、ジルコニアセラミックス等を押出成形法、射出成形法、プレス成形法等により作製する。 The present invention relates to an apparatus for processing a chamfer for guiding an optical fiber formed at an end of a through hole for inserting and holding an optical fiber in a ferrule for optical communication, and a processing method using the same, for example, In order to obtain a long cylindrical body having a through hole with a fixed diameter of 2.5 mm in the axial direction and 0.125 mm in the axial direction, zirconia ceramics etc. are produced by extrusion molding, injection molding, press molding, etc. To do.
次に、平面研削盤等により端面を研削し、例えば10.5mm等の所定の長さに加工した円筒体を作製する。 Next, the end surface is ground by a surface grinder or the like, and a cylindrical body processed to a predetermined length such as 10.5 mm is manufactured.
次いで、得られた円筒体の貫通孔の端部に光ファイバを案内するための面取り部を、図1に示すようなフェルール面取り加工装置(以下、単に面取り加工装置と称す)を用いて加工する。 Next, a chamfer for guiding the optical fiber to the end portion of the through hole of the obtained cylindrical body is processed using a ferrule chamfering apparatus (hereinafter simply referred to as a chamfering apparatus) as shown in FIG. .
この面取り加工装置は、円筒体1を固定または回転させるための保持部10と、面取り部を加工するための角錐または円錐状のツール20と、該ツール20を円筒体1の貫通孔2の開口面から軸方向に当接させながら回転させるためのツール駆動部30とを備えている。
The chamfering apparatus includes a
上記保持部10は図1(c)にその構造を示すように、円筒体1の外周部を締め付けて保持するチャック構造等からなり、例えば、円筒体1の外周を3点で接するように締め付けるチャックからなり、円筒体1の軸方向の倒れを調整できるように、その軸方向に調整用ネジ11aを有することが好ましく、この調整ネジ11aによって保持部10を軸方向に取り付けて固定する際に、その固定角度をネジにより調整する。また、円筒体1の偏心を調整するためにも同様に調整ネジ11bを有することが好ましく、保持部10の円周方向から回転中心を調整するための調整ネジ11bを設ける。そして、円筒体1をチャックによって固定し、回転させる場合には、駆動源を設けてベルトにて駆動させる。
As shown in FIG. 1 (c), the
また、面取り加工を施すツール20は、単石ダイヤモンドや、超硬材料からなるもの、超硬材料からなる本体の表面をダイヤモンド砥粒で被覆したもの等からなり、その外形は面取り部の形状にそのまま反映されるため、面取り部の角度に合わせた傾斜角度を有する円錐状または角錐状からなる。このツール20は、角錐状の単石ダイヤモンドからなるものが好ましく、角錐状の稜線をエッジとして加工を行うことができ、単石ダイヤモンドの頂部を中心に高速回転させ、円筒体1は貫通孔2の軸心を中心に回転させて研削加工するものである。
Further, the
なお、ツール20は少なくともその頂部が上述のような単石ダイヤモンドや、超硬材料からなるもの、超硬材料からなる本体の表面をダイヤモンド砥粒で被覆したもので形成されていればよい。
Note that at least the top portion of the
ここで、本発明の面取り加工装置では、上記円筒体1とツール20との接触面積の増加に伴い、ツール20の切込み速度を低下させることを特徴とするものである。
Here, the chamfering apparatus of the present invention is characterized in that the cutting speed of the
ツール20の切込み速度とは、円筒体1の貫通孔2の開口面よりツール20の頂部を接触させて軸方向に進行させる速度であり、この切込み速度を最初は一定とし、上記接触面積の増加にともなって徐々に低下させることで、ツール20に負荷を掛けない加工となるため、ツール20の寿命を大幅に向上させることができるとともに高精度な加工を施すことができる。
The cutting speed of the
なお、駆動部30は、一定速度で軸方向に移動させるためにCNC旋盤に組み込まれ、そのステージ上に設けることで、容易に装置を得ることができる。
The
このようにツール20の切込み速度を制御する駆動部30は、例えば、図1(a)の上面一部断面図、(b)の側面一部断面図に示すように、ツール20を固定するために、水平方向に配置されたスピンドル31の先端に、ツール20を取り付けるためのチャック32を有しており、このチャック32にはツール20を取り付けるための孔が形成されているため、チャック32をスピンドル31に設けられた取着孔に嵌合させることでツール20をチャック32ごと固定することができる。また、チャック32とスピンドル31とは、それぞれ外周面、内周面とがテーパ状とすることでより強固に固定することができる。
The
また、ツール20を回転させるために、スピンドル31の反対側に駆動源33からの回転力を伝達するためのプーリー34が取り付けられており、スピンドル31は筺型のスピンドルケース35によって覆われている。スピンドルケース35はスピンドル31を中心として両側にエアーベアリング39を有するとともに、スピンドルケース35と平行にエアーベアリング軸36を外枠に固定するものである。これによりスピンドルケース35を水平方向にスライドする際、抵抗を感じることなく移動させることができる。また、エアーシリンダ37に送り込むエアーをレギュレータにて調整することでスピンドル31の推力を変更することができる。さらに、スピンドルケース35の移動範囲の最先端部にはセンサー38を取り付け、スピンドルケース35上部にスピンドル駆動用の駆動源33を設ける。
In order to rotate the
さらに、ツール20の切り込み速度を円筒体1との接触面積との増加によって制御するために、エアーシリンダ37が用いられており、例えば、スピンドル31を回転かつエアーシリンダ37にエアーを投入することにより、スピンドルケース35が軸方向に前進して最先端まで到達しセンサー38が反応する。旋盤側のチャックに固定された円筒体1を回転させ、ステージと円筒体1をそれぞれ20〜300mm/分程度の速度で軸方向に移動させて近づけ、円筒体1とツール20が接触する位置から加工する面取り部の軸方向の長さの1/3の切込量までエアー圧を一定とし、さらにその後の切込量1/3はエアー圧を初期段階の3/4〜1/2程度に下げ、ステージの移動速度は変化させないで切込量進んだら切込を停止する。
Further, an
なお、加工中はエアー圧の低下によりスピンドルケース35が切込方向とは逆方向に押し戻され、ツール20の負荷を低減させて加工を行う。スピンドルケース35がセンサー38位置に戻ったことを受けて、残りの切込量1/3は前記エアー圧よりもさらにエアー圧を3/4〜1/2程度低下させて同様の加工を行う。
During machining, the
そして、加工が終了すると再度スピンドルケース35が最先端まで到達するため、センサー38が反応し、これを受けてステージが後方に移動して加工終了となる。
When the machining is completed, the
また、ツール20の回転数は3000〜12000rpm、円筒体1の回転は200〜800rpmとし、両者の回転方向は同一方向とすることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the rotation speed of the
また、上記駆動部30は、エアーベアリング39により支持された回転スピンドル31と、回転スピンドル31の押圧をエアーシリンダ37により調整することでツール20の切り込み速度を調整することによりツール20の切込み速度を制御することが好ましい。
The
これは、エアーベアリング39を用いることで、一定の速度で移動する駆動部3に加え、ツール20をエアーシリンダ37の押圧で微調整することでツール20の切込み速度を制御するものであり、エアーシリンダ37の押圧が直接ツール20の押圧として伝達でき、駆動部30の自重が影響することはなく、駆動部30を極低圧、低摩擦で移動させることができるためである。これにより、エアーシリンダ37の押圧を加工時間の経過にともなって徐々に低下させることにより、ツール20の切込速度が低下するため、円筒体1とツール20との接触面積の増加にともない、ツール20の切込み速度を低下させる。
This uses the air bearing 39 to control the cutting speed of the
具体的には、設定されたエアー圧力を電磁弁等を使用して切り替えながらエアーシリンダ37に供給することにより、エアーシリンダ37の圧力を低下させル。エアー圧力は2段階以上切り替えができることが好ましく、加工初期の加工圧力を0.2〜0.4MPaとし、最終切込の圧力を0.2〜0.05MPaとすることが好ましい。加工圧力が0.4MPaを超えるとエアーシリンダ37の押圧が強くなるため加工時の負荷が多くなり、0.05MPaを下回ると駆動部30の移動が出来なくなるため加工切込が行えないためである。
Specifically, the pressure of the
さらに、上記ツール20の負荷を荷重変換器により測定し、負荷を一定に保持することにより切込み速度を調整する制御部を有することが好ましい。
Furthermore, it is preferable to have a control unit that measures the load of the
これにより、ツール20に過大な負荷を与えないために、荷重変換器によりツール20の荷重を制御部に送り、設定した値より高いか低いかを判断する。ツール20の負荷を一定に保持するように切込速度を調整する制御部からの指令により切込速度を可変できるモーターによってツール20を移動させる速度を変化させる。上記設定した値とは、10〜20Nの範囲が好ましく、10Nを下回ると加工能力が低下し、時間が多くかかる。20Nを超えるとツール20の負荷が増大し、ツール20にカケが発生し破損する恐れがあるためである。
Thereby, in order not to give an excessive load to the
以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.
先ず、ジルコニアセラミックスを押出成形法にて成形し、所定の温度で焼成後、内径加工、外径加工、長さ加工を経て、外径2.5mm、内径0.125mm、長さ10.5mmの軸方向に貫通孔を有する円筒体1を得た。
First, zirconia ceramics is formed by an extrusion molding method, fired at a predetermined temperature, and then subjected to inner diameter processing, outer diameter processing, and length processing to obtain an outer diameter of 2.5 mm, an inner diameter of 0.125 mm, and a length of 10.5 mm. A
本発明の実施例として、図1に示す加工装置をCNC旋盤に組み込んで、エアーシリンダから送り込む空気量を調整することでツールの押圧を調整し、ツールの切込み速度を低下させながら面取り部の加工を行った。 As an embodiment of the present invention, the machining apparatus shown in FIG. 1 is incorporated into a CNC lathe, the pressure of the tool is adjusted by adjusting the amount of air fed from the air cylinder, and the chamfered portion is machined while reducing the cutting speed of the tool. Went.
ツール20として、4角錐状の単石ダイヤモンドからなり、傾斜角度は60度のものを使用し、ツール20の回転数を12000rpm、円筒体の回転数を800rpmとして同一方向に回転させた。
The
ステージの移動する速度は200mm/分とし、円筒体1とツール2が接触する位置から総切込量の1/3の切込量0.4mmまでエアー圧力を0.3MPaと一定とし、その後の切込量0.4mmはエアー圧を0.2MPaとして、ステージを一定速度で移動させ、一定の切込量だけ進んだら切込を停止させ、スピンドルケース35がセンサー38位置に戻ったことを受けて残りの切込量0.4mmは、エアー圧を0.1MPaとして加工を行い、スピンドルケース35が先端のセンサー位置まで到達するためセンサー38が反応し、これを受けてステージが後方に移動して加工終了となる。
The moving speed of the stage is 200 mm / min, the air pressure is kept constant at 0.3 MPa from the position where the
ここで、ツール20を押し付けるエアーシリンダ37の圧力は、0.3MPa、0.2MPa、0.1MPaとして総切込量を1.2mmとして加工を行った。
Here, the pressure of the
また、第1の従来例として、ツール20を用いたCNC旋盤によって面取り部を加工した。即ち、CNC旋盤のステージと一体的にツール20も一定の切込速度200mm/分で移動する。ツール20を貫通孔2の開口面よりツール20および円筒体1を回転させながら押し当て、頂部で開口端部を一定の切込み速度で所定の寸法になるまでツール20を切り込むことで面取り加工を行った。
Further, as a first conventional example, the chamfered portion was machined by a CNC lathe using the
また、第2の従来例として、第1の従来例と同様にツール20を用いたCNC旋盤により一定速度200mm/分で移動させ、0.1mm切り込んだ後、一旦ツール20を円筒体1より0.1mm離し、再度切り込んだ量まで戻ってから一定の切込み速度200mm/分で0.1mm切り込むという間欠切込を行うことで所定の寸法になるまで面取り加工を行った。
Further, as a second conventional example, the
そして、各加工方法によって円筒体の面取り部を加工し、ツールの寿命を確認するために、1本のツールで何本の面取り部を加工できるかを測定し、各加工方法を用いて5本のツールで加工を行った。 Then, in order to process the chamfered portion of the cylindrical body by each processing method and check the tool life, measure how many chamfered portions can be processed with one tool, and use each processing method to measure five chamfered portions. The tool was processed.
その結果を図5に示す。図5に示すように、本発明の加工方法では、ツールの寿命は平均5,088本となり、ツールの寿命を大幅に延ばすことができた。これにより製造能率が向上し、加工コストを低減できる。 The result is shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the processing method of the present invention, the tool life was an average of 5,088 tools, and the tool life could be greatly extended. As a result, the production efficiency is improved and the processing cost can be reduced.
これに対し、第1の従来例では、ツールの寿命は平均361本であり、第2の従来例の間欠切込でも508本となり、ツールの交換頻度が高く製造効率が上がらない。 On the other hand, in the first conventional example, the tool life is 361 on average, and even the intermittent cutting in the second conventional example is 508, and the tool replacement frequency is high and the production efficiency does not increase.
1:円筒体
2:貫通孔
10:保持部
11a、11b:調整ネジ
20:ツール
30:駆動部
31:スピンドル
32:チャック
33:駆動源
34:プーリー
35:スピンドルケース
36:エアーベアリング軸
37:エアーシリンダ
38:センサー
39:エアーベアリング
40:フェルール
41:貫通孔
42:面取り部
51:チャック
1: Cylindrical body 2: Through hole 10: Holding
Claims (3)
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JP2004249721A JP2006065161A (en) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Ferrule chamfering apparatus and ferrule processing method using the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107618066A (en) * | 2017-09-15 | 2018-01-23 | 嘉善长强服装辅料厂(普通合伙) | A kind of button corner cut equipment |
-
2004
- 2004-08-30 JP JP2004249721A patent/JP2006065161A/en active Pending
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