JP2010167549A

JP2010167549A - フェルール研削装置およびそれを用いたフェルールの研削方法

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Publication number: JP2010167549A
Application number: JP2009073640A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kobayashi; 善宏小林; Koichi Yamada; 光一山田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP5317784B2

Abstract

【課題】フェルールの外周とファイバ挿入孔との同軸度を確保し、作業性を向上できるフェルールの研削装置およびそれを用いた研削方法を提供する。
【解決手段】光ファイバが挿入される挿入孔１ａが軸方向に穿設されたフェルール１の外周を研削するフェルール１の研削装置において、挿入孔の両端に係合され、フェルール１を回転可能に支持する芯押しセンタ２ａ，２ｂと、フェルール１の外周に接触させて研削する砥石３と、砥石３との接触位置と反対側のフェルール１の外周面に摺動させて、フェルール１を回転させる駆動ベルト４とを備える。駆動ベルト４の摺動によってフェルール１の外周面から回転力を加えるので、同軸度が良好なフェルール１を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタ等に用いられ、光ファイバを保持するフェルールの外周を研削する研削装置およびそれを用いたフェルールの研削方法に関する。

近年、光通信は、その大容量性、高速性のための通信技術として実用化されている。光通信における通信媒体としては、光ファイバが用いられる。

フェルールは、光ファイバの主要な光コネクタ部品として用いられるものであり、ジルコニア系セラミック材などで円筒状に成形されたものである。フェルール内の軸方向には光ファイバが嵌入されるファイバ挿入孔が形成され、このファイバ挿入孔内に光ファイバが挿入されて用いられる。

光ファイバ同士の接続は、フェルールを割スリーブ内に挿入し、スリーブ内に保持された光ファイバの先端同士を相互に直接突き合わせることにより行なわれる。光ファイバ同士の突き合わせを確実に行なうために、ファイバ挿入孔には高い同軸度が要求される。そのために、フェルールを高精度に作製することが重要であり、従来、フェルールの外周を研削することによって同軸度を確保していた。

フェルール１の外周を研削しファイバ挿入孔１ａの同軸度を得る方法を図７（ａ），図７（ｂ）に示す。図７（ａ）は縦断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＺ−Ｚ断面を示す。

ファイバ挿入孔１ａの両端に芯押しセンタ２を係合し、フェルール１を芯押しセンタ２の適正な押圧力で回転可能に挟持する。そして、フェルール１の外周に、フェルール１を回転させる弾性部材からなる回転ローラー１０および回転ローラー１０と対向する外周位置に、回転ローラー１０の回転方向に対して反対方向に回転する砥石３を接触させ、フェルール１の外周を砥石により研削することにより、ファイバ挿入孔１ａに高精度の外周面同軸度を有するフェルール１を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１１３８５２号公報

しかしながら、上記従来のフェルール１の研削方法において、研削加工前のフェルール１の外周形状が軸心に対して長手方向に円筒度のよいものであれば、研削加工に問題もないが、そうでない場合には研削精度が悪化するという問題が生じる。特に射出成形機にて成形したフェルール１は焼結上がり状態で若干の円錐状になる傾向があり、その焼結面を研削加工する場合、回転ローラー１０がフェルール１の外周に十分に接触できなくなり、フェルール１に均一に回転力を伝達させることができず、フェルール１の外径の円筒度を悪化させる場合がある。これによって、外径と貫通孔との同軸度も悪化する場合がある。

近年、光コネクタの高密度化に伴い、フェルール１の外径が細くなる傾向にあるが、この場合、十分な接触面積が得られないために回転ローラー１０によってフェルール１を十分に回転させることができず、フェルール１の外径の円筒度を悪化させ、外径とファイバ挿入孔１ａとの同軸度を確保できないという問題点がより顕著になる傾向にある。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、フェルールの外周とファイバ挿入孔との同軸度を確保し、作業性を向上できるフェルールの研削装置およびそれを用いた研削方法を提供することにある。

上記従来の問題に鑑みて、本発明の一実施形態に係るフェルール研削装置は、光ファイバが挿入される挿入孔が軸方向に穿設されたフェルールの外周を研削するフェルールの研削装置において、前記挿入孔の両端に係合され、前記フェルールを回転可能に支持する芯押しセンタと、前記フェルールの外周に接触させて研削する砥石と、該砥石との接触位置と反対側の前記フェルールの外周面に摺動させて、前記フェルールを回転させる駆動ベルトとを備えたものである。

また、前記駆動ベルトは、ゴム硬度がＨｓ５０乃至Ｈｓ９５であるのが好ましい。

また、前記フェルールの側方に前記軸方向と平行にガイドローラーが設置されており、前記駆動ベルトが、前記ガイドローラーに張架されることによって前記駆動ベルトの摺動面を広くするのが好ましい。

また、前記ガイドローラーを引張することによって前記駆動ベルトに張力を加える張力調整機構を備えているのが好ましい。

また、前記フェルールと前記駆動ベルトとは研磨剤を介して接触しているのが好ましい。

また、本発明の一実施形態に係るフェルールの研削方法は、光ファイバが挿入される挿入孔が軸方向に穿設されたフェルールの外周を研削するフェルールの研削方法において、前記挿入孔の両端に、前記フェルールを回転可能に支持する芯押しセンタを係合する工程と、砥石の近くに前記芯押しセンタに支持された前記フェルールをセットする工程と、前記砥石と反対側の位置から前記フェルールの外周面に駆動ベルトを接触させ、前記駆動ベルトの張力によって前記フェルールの外周面を前記砥石に接触させるとともに、前記駆動ベルトを摺動させて前記フェルールを回転させ、前記フェルールの外周面を研削する工程とを有することを特徴とする。

本発明の一実施形態に係るフェルール研削装置によれば、光ファイバが挿入される挿入孔が軸方向に穿設されたフェルールの外周を研削するフェルールの研削装置において、挿入孔の両端に係合され、フェルールを回転可能に支持する芯押しセンタと、フェルールの外周に接触させて研削する砥石と、この砥石との接触位置と反対側のフェルールの外周面に摺動させて、フェルールを回転させる駆動ベルトとを備えたことにより、外径が小さなフェルールや外周が円錐形状等異形のフェルールにおいても、駆動ベルトがフェルール外周面に柔軟に接触するので、フェルールに対して均一に回転力を与えることができ、挿入孔を基準に外周面を研削することができる。よって挿入孔を基準にした外周の同軸度が良いフェルールの研削装置を提供することができる。

また、本発明の一実施形態に係るフェルールの研削方法によれば、挿入孔の両端に、フェルールを回転可能に支持する芯押しセンタを係合する工程と、砥石の近くに芯押しセンタに支持されたフェルールをセットする工程と、砥石と反対側の位置からフェルールの外周面に駆動ベルトを接触させ、駆動ベルトの張力によってフェルールの外周面を砥石に接触させるとともに、駆動ベルトを摺動させてフェルールを回転させ、フェルールの外周面を研削する工程とを有することから、外径が小さなフェルールや外周が円錐形状等の異形のフェルールにおいても、ベルトをフェルール外周に柔軟に接触させて、フェルールに均一な回転力を加えることができ、挿入孔を基準にした外周の同軸度を良くすることができる。

（ａ）は本発明の研削装置の実施の形態の一例を模式的に説明する断面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図である。（ａ）は本発明の研削装置の実施の形態の他の例を模式的に説明する断面図、（ｂ）はそのＹ−Ｙ断面図である。本発明の研削装置の他の実施形態を示す模式的断面図である。本発明の研削装置の他の実施形態を示す模式的断面図である。本発明の研削装置の他の実施形態を示す模式的側面図である。本発明の研削装置のさらに他の実施形態を示す模式的側面図である。（ａ）は従来の研削装置の例を説明する模式的断面図、（ｂ）はそのＺ−Ｚ断面図である。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態の一例を示すフェルールの研削装置を模式的に説明する断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

本発明の一実施形態に係るフェルール研削装置は、光ファイバが挿入される挿入孔１ａが軸方向に穿設された円筒状のフェルール１の外周面を研削するものである。フェルール１の挿入孔１ａの両端開口部には芯押しセンタ２が係合されることによって、フェルール１を回転可能に支持する。また、研削装置には、フェルール１の外周に接触させてフェルール１の外周面を研削する砥石３が備えられている。この砥石３とフェルール１の接触位置と反対側のフェルール１の外周面には、駆動ベルト４をフェルール１の外周面に摺動させることによって、フェルール１を回転させるようにされている。

ここで、フェルール１は、その軸方向に光ファイバを挿入し保持固定するための挿入孔１ａが形成され、フェルール１の一端部の挿入孔１ａの開口部には、光ファイバの挿入を容易にするための面取り部１ｂが形成されている。

フェルール１の研削方法は、まず、ダイヤモンド等の硬質工具からなる固定芯押しセンタ２ａと可動芯押しセンタ２ｂとの間にワークとしてのフェルール１を供給する。可動芯押しセンタ２ｂの後端部（図１においては可動芯押しセンタ２ｂの右側）には、可動芯押しセンタ２ｂを固定芯押しセンタ２ａ側に付勢する可動芯押しセンタ用押圧バネ２ｃが設けられている。

次に、可動芯押しセンタ２ｂの先端部をフェルール１の面取り部１ｂに挿入し、フェルール１を可動芯押しセンタ２ｂで押しながら、固定芯押しセンタ２ａ側に移動させ、フェルール１のファイバ挿入孔１ａに固定芯押しセンタ２ａの先端部を挿入する。

これにより、フェルール１は、固定芯押しセンタ２ａと可動芯押しセンタ２ｂとの間で可動芯押しセンタ用押圧バネ２ｃによる適度の押圧力により挟み付けられ、回転可能に支持される。固定芯押しセンタ２ａおよび可動芯押しセンタ２ｂは、先端部が円錐形状になっており、挿入孔１ａに挿入しやすくされている。

その後、フェルール１の外周面、例えば上側外周面に砥石３が配置されるようにし、下側外周面から駆動ベルト４を接触させて、駆動ベルト４に張力を加える。

この場合、フェルール１と駆動ベルト４との接触面に充分な摩擦力が得られるように、駆動ベルト４の略中央部でフェルール１に接触し、駆動ベルト４がフェルール１の両側で上方に屈曲するように強く張力を加え、駆動ベルト４をフェルール１の回転方向に駆動してフェルール１の外周面に摺動させる。

これにより、フェルール１が回転し、フェルール１の回転方向と反対方向に回転する砥石３によりフェルール１の外周が研削される。

フェルール１の研削が終了すると、一例であり、図示していないが、コントローラによってフェルール１より砥石３および駆動ベルト４が離され、その後、可動芯押しセンタ２ｂがフェルール１より離されると同時に、フェルール１の近傍に待機する排出用グリッパの真空吸着部によりフェルール１の片方が吸着される。そして、排出エジェクタがフェルール１を固定芯押しセンタ２ａより離す方向に押し出す。これにより、フェルール１は、固定芯押しセンタ２ａより離れると同時に、真空吸着部に吸着され、研削装置から排出される。

このように、本実施の一形態のフェルールの研削方法によれば、フェルール１の両端は固定および可動芯押しセンタ２ａ，２ｂで支持され、フェルール１はフェルール１の外周面形状に柔軟に追随可能な駆動ベルト４により回転駆動され、砥石３により研削されるので、フェルール１の円筒度が向上し、挿入孔１ａに高精度の同軸度が得られ、作業性が向上する。

また、固定および可動芯押しセンタ２ａ，２ｂのヘッドをダイヤモンド等の硬質工具により形成することにより、固定および可動芯押しセンタ２ａ，２ｂの耐摩耗性が向上するとともに、摩擦係数が小さくなり、フェルール１をスムーズに回転させることができる。

また、駆動ベルト４のゴム硬度をＨｓ５０〜Ｈｓ９５の範囲内にすることが望ましい。このゴム硬度の測定は、ＪＩＳＫ６２５３に規定されている測定方法で、デュロメータを用いてベルトの表面に測定触子を押し当てることにより、表示される簡便な方法である。硬度がＨｓ５０未満であれば、駆動ベルト４に加えられる張力に対する耐久性が小さくなり、Ｈｓ９５を超えると、硬すぎてフェルール１を柔軟に回転させることが困難になる。これにより、駆動ベルト４の回転がフェルール１に効率よく均等に伝達されなくなる。

次に、図２（ａ），（ｂ）に研削前のフェルール１の外周が円錐状になっている場合の駆動ベルト４の動作について説明する。図２（ａ）はフェルールの研削装置の模式的な縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図を示す。なお、図２(ｂ)において、右側の可動芯押しセンタ２を省略して示した。図２（ｂ）では、手前側がフェルール１の外径の細い側で、奥側が径の太い部分であることを示す。フェルール１の外形が一端側から他端側にかけて変化する場合にもかかわらず、図２に示す研磨装置であれば、駆動ベルト４が加えられた張力によって柔軟にフェルール１の外周面に接触するようにできるので、十分な回転力をフェルール１に与えることができる。

次に、図３はフェルール１の側方に軸方向と平行にガイドローラー５が設置されているフェルール研削装置を示す。図３において、駆動ベルト４が、ガイドローラー５によって上方に張架されることによって、フェルール１の下面から側面に向けて、駆動ベルト４の摺動面を広くし、フェルール１と駆動ベルト４との接触面をフェルール１の下面付近より側面付近まで拡げることができる。これにより、例えば直径２．５ｍｍの良く使われるＳＣ型フェルールを始め、近年の光コネクタの高密度化に対応した１．２５ｍｍの細径のＬＣフェルールを研削する場合であっても、十分な回転力を与えることが可能となる。

なお、図３において、ガイドローラー５をフェルール１の両側に２個配置した例を示したが、これに限らず、複数個設置することでも、同様の効果を奏することができる。また、この場合さらなる効果として、ガイドローラー５を小型化することも可能となり、スペースの少ない研磨装置内に設置しやすくなるという効果を有する。

次に、図４に示す研削装置は、フェルール１と駆動ベルト４とは研磨剤７を介して接触している。研磨剤は遊離研磨剤であっても、駆動ベルト４に貼付されて駆動ベルト４に固定されたものであっても良い。研磨剤がフェルール１と駆動ベルト４との間に加えられることにより、フェルール１と駆動ベルト４との間の摩擦抵抗が増す。これにより、フェルール１の空転を避け、フェルール１への回転力が増すとともに、研磨剤自体もフェルール１の外周を研磨することにより、研削時間を短縮することもできる。

次に、図５に示す研削装置は、駆動ベルト４とガイドローラー５を一体化させた駆動ユニット７にしたものを示す。フェルール１に対して、駆動ユニット７を上下に移動させることによって、フェルール１の外周に十分な回転力を与えることが可能となり、さらに、省スペース化を図れるので、望ましい方法である。

なお、上述研削装置のガイドローラー５には、駆動ベルト４に一定の張力を加える為に張力調整機構８を設けておくのが好ましい。この張力調整機構８は、図６（ａ）に示すように、駆動ベルト４を保持するガイドローラー５の受動側もしくは駆動側をバネ等の弾性部材または油圧シリンダー等によって引張することによって駆動ベルト４に張力を与える。また、図６（ｂ），図６（ｃ）に示すように、駆動ベルト４を保持するガイドローラー５間に別のガイドローラー５ａを介して駆動ベルト４に張力を与えるように張力調整機構８が設けられてもよい。

フェルール１の研削加工開始時と加工終了時とでは、フェルール１の外径が変化するため、駆動ベルト４によってフェルール１に加えられる回転摩擦力が変化する。その結果、フェルール１に回転ムラが発生し同軸度や真円度が悪化する場合がある。張力調整機構８を備えることによって回転摩擦力を調整することができる。張力調整機構８に加えられる張力は、５Ｎ乃至５００Ｎ程度とするのがよい。５Ｎ未満の場合、駆動ベルト４に加えられる張力が小さく回転ムラが発生する場合があり、５００Ｎを超える場合は、フェルール１を保持している心押しセンタ２の磨耗を早めたり破損させたりする場合がある。

以上、本発明の一実施形態に係る研磨装置について説明した。この研磨装置を用いた光ファイバが挿入される挿入孔１ａが軸方向に穿設されたフェルール１の外周を研削するフェルール１を研削する場合は、先ず挿入孔１ａの両端に、フェルール１を回転可能に支持する芯押しセンタ２を係合し、砥石３の近くに芯押しセンタ２に支持されたフェルール１をセットし、砥石３と反対側の位置からフェルール１の外周面に駆動ベルト４を接触させ、駆動ベルト４の張力によってフェルール１の外周面を砥石３に接触させ、駆動ベルト４をフェルール１の外周面に摺動させてフェルール１を回転させ、フェルール１の外周面を砥石３によって研削する方法で行なうことができる。

以上、本発明の実施の形態のフェルールの研削装置およびその研磨方法について詳述したが、本発明は、上記実施の形態のフェルールの研削方法に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

１：フェルール
１ａ：挿入孔
１ｂ：面取り部
２：芯押しセンタ
２ａ：固定芯押しセンタ
２ｂ：可動芯押しセンタ
２ｃ：可動芯押しセンタ用押圧バネ
３：砥石
４：駆動ベルト
５：ガイドローラー
６：研磨剤
７：駆動ユニット

Claims

光ファイバが挿入される挿入孔が軸方向に穿設されたフェルールの外周を研削するフェルールの研削装置において、前記挿入孔の両端に係合され、前記フェルールを回転可能に支持する芯押しセンタと、前記フェルールの外周に接触させて研削する砥石と、該砥石との接触位置と反対側の前記フェルールの外周面に摺動させて、前記フェルールを回転させる駆動ベルトとを備えたフェルール研削装置。
前記駆動ベルトは、ゴム硬度がＨｓ５０乃至９５であることを特徴とする請求項１記載のフェルール研削装置。
前記フェルールの側方に前記軸方向と平行にガイドローラーが設置されており、前記駆動ベルトが、前記ガイドローラーに張架されることによって前記駆動ベルトの摺動面を広くしたことを特徴とする請求項１または２記載のフェルール研削装置。
前記ガイドローラーを引張することによって前記駆動ベルトに張力を加える張力調整機構を備えていることを特徴とする請求項３記載のフェルール研削装置。
前記フェルールと前記駆動ベルトとは研磨剤を介して接触し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フェルール研削装置。
光ファイバが挿入される挿入孔が軸方向に穿設されたフェルールの外周を研削するフェルールの研削方法において、前記挿入孔の両端に、前記フェルールを回転可能に支持する芯押しセンタを係合する工程と、砥石の近くに前記芯押しセンタに支持された前記フェルールをセットする工程と、前記砥石と反対側の位置から前記フェルールの外周面に駆動ベルトを接触させ、前記駆動ベルトの張力によって前記フェルールの外周面を前記砥石に接触させるとともに、前記駆動ベルトを摺動させて前記フェルールを回転させ、前記フェルールの外周面を研削する工程とを有することを特徴とするフェルールの研削方法。