JP2018122424A - 光ファイバーフェルールの端面研磨装置 - Google Patents

光ファイバーフェルールの端面研磨装置 Download PDF

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Abstract

【課題】調節した研磨圧力で光ファイバーフェルールの端面の研磨を行わせて研磨精度の向上を可能にする端面研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤5と保持部9で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置1であって、研磨用駆動軸と研磨盤5との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するための軸受部と、保持部9に対し研磨盤5の軸方向の進退動作を可能として研磨圧力を付与するために研磨盤5をベース部3に可動支持する研磨盤ガイド支持部31と、研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する押圧用駆動源15と、押圧用駆動源15から出力される駆動力を研磨盤5の進退動作の方向へ押圧力として伝達する押圧力伝達機構21とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図9

Description

本発明は、光ファイバーフェルールの端面の研磨に供する光ファイバーフェルールの端面研磨装置に関する。
従来の光ファイバーフェルールの端面研磨装置としては、特許文献1に記載されたものがある。
特許文献1の端面研磨装置は、研磨盤の上部に対向して保持部を配置している。保持部は、フェルールを保持する盤状の基盤を備え、この基盤が可動支持されている。この可動支持により基盤が下方へ押圧移動する構成となっている。この基盤の押圧移動は、基盤側の中心部に配されたコイルばねによって行なわれる。コイルばねは、基盤を下方へ付勢する構成となっている。
従って、基盤に支持された光ファイバーフェルールの端面は、研磨盤上の研磨フィルム等の研磨材に、コイルばねの圧縮弾発力を受けながら押圧力を持って当接する。この押圧力を持った当接により光ファイバーフェルールの端面に研磨材に対する研磨圧力を付与することができる。この研磨圧力の付与により、研磨精度の高い光ファイバーフェルールを得ることができる。
しかし、単にコイルばねにより押圧力を付与する構造であるため、研磨反力により基盤が動くなどして研磨圧力が安定せず、研磨精度の向上には限界があった。
これに対し、エアシリンダーにより加工圧を設定して加工物を研削、ポリッシュする装置が特許文献2に記載されている。
特許文献2のポリッシュ装置は、回転する下プラテンと可逆変速回転する上プラテンとを備えている。上プラテンの可逆変速回転は、下プラテンの軸心部を貫通する上プラテンの回転軸により行われる。また、上プラテンは、回転軸系に結合された複数のエアシリンダーにより下プラテンに対して上下するように構成されている。
従って、空気圧により上プラテンが回転軸を介して下降し、下プラテンとの間で加工物に設定した加工圧をかけることができる。
しかし、かかる構造では、上プラテンが回転する構造であり、光ファイバーフェルールの研磨に単に用いることはできなかった。
特許第2787293号公報 米国特許第5697832号公報
解決しようとする問題点は、単にコイルばねにより研磨圧力を付与する構造であるため、研磨圧力が安定せず、研磨精度の向上には限界があり、設定した加工圧をかけることのできるポリッシュ装置は、光ファイバーフェルールの研磨に単に用いることはできなかった点である。
本発明は、調節した研磨圧力で光ファイバーフェルール端面の研磨を行わせて研磨精度の向上を可能とするため、研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨用駆動軸と前記研磨盤との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するための軸受部と、前記保持部に対し前記研磨盤の前記軸方向の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記研磨盤をベース部に可動支持する研磨盤ガイド支持部と、前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する押圧用駆動源と、前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記研磨盤の進退動作の方向へ押圧力として伝達する押圧力伝達機構とを備えた。
また、研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨盤に対し前記保持部の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記保持部をベース部に可動支持する保持部ガイド支持部と、前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動出力を調節可能な押圧用駆動源と、前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記保持部の進退動作の方向へ押圧力として伝達する押圧力伝達機構とを備えた。
本発明の光ファイバーフェルールの端面研磨装置は、上記構成であるから、保持部に光ファイバーフェルールを保持させた状態で、押圧用駆動源からの押圧用駆動入力の伝達により研磨盤を保持部に対し進退動作させて研磨圧力の調節を行わせることができる。かかる調節により、研磨盤と光ファイバーフェルールの端面との間に研磨圧力を付与し、光ファイバーフェルールの端面を研磨することができる。
従って、光ファイバーフェルールの端面を研磨盤の調節された押圧力による研磨圧力で精度良く研磨し、研磨精度の向上を図ることができる。
また、保持部に光ファイバーフェルールを保持させた状態で、押圧用駆動源からの押圧用駆動入力の伝達により保持部を研磨盤に対し進退動作させて研磨圧力の調節を行わせることができる。かかる調節により研磨用駆動軸により研磨盤と光ファイバーフェルールの端面との間に研磨圧力を付与し、光ファイバーフェルールの端面を研磨することができる。
従って、光ファイバーフェルールの端面を保持部の調節された押圧力による研磨圧力で精度良く研磨し、研磨精度の向上を図ることができる。
光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す斜視図である。(実施例1) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す側面図である。(実施例1) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を下面の一方側から見て示す斜視図である。(実施例1) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を下面の他方側から見て示す斜視図である。(実施例1) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を正面側から見て示す概略断面図である。(実施例1) 公転駆動軸と研磨盤との間の軸受部を示す要部拡大断面図である。(実施例1) 公転駆動軸と自転駆動軸との関係を示す平面図である。(実施例1) 公転駆動軸と研磨盤との間の軸受部の変形例を示す要部概略断面図である。(実施例1) 研磨盤ガイド支持部と押圧力伝達機構とを示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の一部を断面にした概略側面図である。(実施例1) 押圧力伝達機構を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の一部を断面にした概略下面図である。(実施例1) カム構成体と進退ガイドとスラストリングとの固定連鎖を示す概念図である。(実施例1) 押圧力伝達機構のレイアウトを示す説明図である。(実施例1) 押圧力伝達機構のリフト及びレイアウトを示す説明図である。(実施例1) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置に用いる研磨治具の正面図である。(実施例1) 研磨治具の押え部材が固定位置にある状態を示し、(A)は、拡大平面図、(B)は、断面図である。(実施例1) 研磨治具の平面図である。(実施例1) 研磨治具の下面図である。(実施例1) 研磨治具を取り付けた状態を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の平面図である。(実施例1) 研磨治具を取り付けてない状態を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の正面図である。(実施例1) 研磨治具を取り付ける様子を示す要部平面図である。(実施例1) SCコネクタの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の半径のばらつきを示すグラフである。 SCコネクタの研磨結果に係り、光ファイバーフェルールの頂点と中心とのずれ量のばらつきを示すグラフである。(実施例1) SCコネクタの研磨結果に係り、光ファイバーフェルールからの光ファイバーの突き出し量のばらつきを示すグラフである。(実施例1) MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の角度でX方向の角度のばらつきを示すグラフである。(実施例1) MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の角度でY方向の角度のばらつきを示すグラフである。(実施例1) MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の平坦度でX方向の半径のばらつきを示すグラフである。(実施例1) MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の平坦度でY方向の半径のばらつきを示すグラフである。(実施例1) (A)は、端雌面研磨前の光ファイバーフェルールの要部を示す断面概念図、(B)は、単一研磨の状況を示す平面概念図である。 押圧力伝達機構に対するロードセルの配置の変形例を示す要部概略断面図である。(実施例1) 変形例を示し、(A)は、カム部及びカム駆動部の概略断面図、(B)は、カム部の概略断面図、(C)は、カム部の概略断面図である。(実施例1) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す概略斜視断面図である。(実施例2) 保持部ガイド支持部と押圧力伝達機構とを示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の一部を断面にした概略側面図である。(実施例3) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す概略平面図である。(実施例4) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す図33のXXXIV−XXXIV線矢視概略断面図である。(実施例4) 光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す概略側面図である。(実施例4) 楔プレートを用いた構造に係り、研磨盤への適用例を示す固定連鎖の概念図である。(実施例5) 固定連鎖に適用する楔プレート及びその周辺の構造を示す概念図である。(実施例5) ポストへの適用例に係り、固定連鎖に適用する楔プレート及びその周辺の構造を示す概念図である。(実施例5)
調節した研磨圧力で光ファイバーフェルールの端面の研磨を行わせて研磨精度の向上を可能にするという目的を、以下のように実現した。
[請求項1の発明]
請求項1の発明は、研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨用駆動軸と前記研磨盤との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するための軸受部と、前記保持部に対し前記研磨盤の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記研磨盤をベース部に可動支持するスラストリング及び進退ガイドを含む研磨盤ガイド支持部と、前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する押圧用駆動モーターと、前記押圧用駆動モーターから出力される駆動力を前記研磨盤の進退動作の方向へ押圧力として伝達する直動機構及びカム機構を含む押圧力伝達機構とを備えて実現した。
[請求項2の発明]
請求項2の発明は、請求項1記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨用駆動軸は、前記研磨盤の中心部に嵌合して前記研磨盤の自転を許容しつつ公転駆動する公転駆動軸を含み、前記軸受部は、前記公転駆動軸と前記研磨盤との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するボールガイドである形態とした。
[請求項3の発明]
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記スラストリングは、前記研磨駆動を可能としつつ前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧力を伝達するために前記研磨盤の下面外周部を平面で支持し、前記進退ガイドは、一端が前記スラストリングに接合され他端から前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧力を伝達するために前記ベース部に可動支持される形態とした。
[請求項4の発明]
請求項4の発明は、請求項1〜3の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記直動機構は、前記押圧力の伝達により前記進退動作の方向に交差して直進動作する直動部材と前記直進動作を可能とするために前記直動部材を前記ベース部に支持する直動ガイドとを含み、前記カム機構は、カム作用により前記直動部材の直進動作による力を前記進退動作の方向へ押圧力として伝達する形態とした。
[請求項5の発明]
請求項5の発明は、請求項4記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記カム機構は、前記カム作用を行うカム部とカム駆動部とを含み、前記カム部は、カム構成体に備えた傾斜面を有し、前記カム構成体は、前記変換伝達を可能とするために前記進退ガイドの他端に接合され、前記カム駆動部は、前記直動部材の直進動作による力を前記傾斜面に伝達するために前記直動部材に支持されて前記傾斜面に当接する形態とした。
[請求項6の発明]
請求項6の発明は、請求項1又は2記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨盤ガイド支持部は、スラストリング及びガイドリングを備え、前記スラストリングは、前記研磨駆動を可能としつつ前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧力を伝達するために前記研磨盤の下面外周部を平面で支持し、前記ガイドリングは、前記進退動作の方向へ前記押圧力を伝達するために前記スラストリングを前記ベース部に可動支持し、前記押圧力伝達機構は、前記スラストリングの下部に対向配置され前記駆動力で前記進退動作の方向に沿った回転軸を中心に回転駆動される駆動リングを前記ベース部に備え、前記スラストリングと前記駆動リングとの間に、前記駆動リングの回転により前記スラストリングを前記進退動作の方向へ前記押圧力を伝達するために移動させる端面カムを備える形態とした。
[請求項7の発明]
請求項7の発明は、研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨盤に対し前記保持部の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記保持部をベース部に可動支持する進退ガイドを有したポストを含む保持部ガイド支持部と、前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動出力を調節可能な押圧用駆動モーターと、前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記保持部の進退動作の方向へ押圧力として伝達する直動機構及びカム機構を含む押圧力伝達機構とを備えて実現した。
[請求項8の発明]
請求項8の発明は、請求項7記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記進退ガイドは、一端側が前記研磨治具を取り付けるポストに一体に設けられて他端から前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧入力を伝達するために前記ベース部に可動支持される形態とした。
[請求項9の発明]
請求項9の発明は、請求項7又は8記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記直動機構は、前記押圧力の伝達により前記進退動作の方向に交差して直進動作する直動部材と前記直進動作を可能とするために前記直動部材を前記ベース部に支持する直動ガイドとを含み、前記カム機構は、カム作用により前記直動部材の直進動作による力を前記進退動作の方向へ押圧力として伝達する形態とした。
[請求項10の発明]
請求項10の発明は、請求項9記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記カム機構は、前記カム作用を行うカム部とカム駆動部とを含み、前記カム部は、カム構成体に備えた傾斜面を有し、前記カム構成体は、前記変換伝達を可能とするために前記進退ガイドの他端に接合され、前記カム駆動部は、前記直動部材の直進動作を前記傾斜面に伝達するために前記直動部材に支持されて前記傾斜面に当接する形態とした。
[請求項11の発明]
請求項11の発明は、請求項3又8は記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記押圧力伝達機構は、楔作用により直進動作による力を前記進退動作の方向へ押圧力として伝達する楔機構を含む形態とした。
[請求項12の発明]
請求項12の発明は、請求項3、8、11の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記押圧力伝達機構は、前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための押圧下部材を前記ベース部よりも下位側に備え、前記押圧下部材は、前記直進動作の前後方向に沿った平坦な上向きの結合面を備え、前記複数本の進退ガイドは、前記上向きの結合面に直接又は間接的に固定された形態とした。
[請求項13の発明]
請求項13の発明は、請求項12記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記押圧力伝達機構は、前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための押圧上部材を前記ベース部よりも上位側に備え、前記押圧上部材は、前記直進動作の前後方向に沿った平坦な下向きの結合面を備え、前記複数本の進退ガイドは、前記下向きの結合面に直接又は間接的に固定され、前記押圧下部材と前記進退ガイドと前記押圧上部材とが固定連鎖をなす形態とした。
[請求項14の発明]
請求項14の発明は、請求項1〜13の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記押圧用駆動源は、押圧用駆動モーター又はエアシリンダーである形態とした。
[請求項15の発明]
請求項15の発明は、請求項1〜3、7、8の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記押圧用駆動源は、エアシリンダーであり、前記押圧力伝達機構は、前記エアシリンダーの出力の方向を前記進退動作の方向として前記押圧力を伝達する形態とした。
[請求項16の発明]
請求項16の発明は、請求項1〜15の何れか1項に記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記押圧力伝達機構に備えられ前記研磨圧力を直接的に又は間接的に検出するセンサーと、前記検出された研磨圧力を設定した研磨圧力とするために前記押圧用駆動源を制御する制御部とを備える形態とした。
[その他の形態1]
請求項5記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記カム部とカム駆動部とは、それぞれ一対備えられ、前記カム構成体は、前記一対のカム部を前記直進動作の前後方向に対し左右両側に振り分けて配置した枠状に形成され、前記進退ガイドは、前記左右両側及び前記前後方向の前後両側に複数本が振り分けて配置され、前記直動部材は、前記カム構成体の左右両側外に配置された一対のアーム部を備え、前記一対のカム駆動部は、前記一対のカム部の各傾斜面に各別に当接するために前記アーム部に振り分け支持され、前記一対のカム駆動部の前記各傾斜面への当接は、前記直進動作の前後方向に配置した進退ガイド間で行なう形態にすることも可能である。
[その他の形態2]
その他の形態1記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記複数本の進退ガイドは、前記スラストリングの周方向にバランスして配置される形態にすることも可能である。
[その他の形態3]
その他の形態2記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記一対のカム駆動部の前記各傾斜面への当接は、前記直進動作の前後方向に配置した進退ガイド間の中央位置である形態にすることも可能である。
[その他の形態4]
その他の形態1〜3の何れか1に記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨盤の研磨駆動は、公転用モーター及び自転用モーターによる前記研磨用駆動軸の公転自転駆動により行われ、前記公転用モーター及び自転用モーターは、前記カム構成体の枠状の内側で前記直進動作の前後方向に配列されて前記ベース部に固定される形態にすることも可能である。
[光ファイバーフェルールの端面研磨装置の外観概略]
図1は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す斜視図である。図2は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す側面図である。図3は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を下面の一方側から見て示す斜視図である。図4は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を下面の他方側から見て示す斜視図である。
なお、以下の説明において、前後左右とは、端面研磨装置を正面から見た前後左右、上下とは、端面研磨装置の研磨盤を上方に向けた上下を意味する。
図1〜図4のように、光ファイバーフェルールの端面研磨装置1は、ベース部としてベースプレート3を備えている。ベースプレート3の上面側には研磨盤5とポスト9とが配置されている。
ベースプレート3は、各部を取り付ける基体をなし、矩形板状に形成されている。但し、ベースプレート3の形状は矩形板状に限るものではない。ベースプレート3の形状は、装置の仕様に応じて種々変更することができる。研磨盤5は、上面に研磨フィルムや研磨パッドが取り付けられ、研 磨用駆動軸により研磨駆動される。ポスト9は、本実施例の保持部を構成し、後述のように光ファイバーフェルールを保持する。
端面研磨装置1は、研磨盤5とポスト9で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与し、研磨駆動される研磨盤5の例えば研磨フィルムにより光ファイバーフェルールの端面を研磨する。
ベースプレート3の下面側には、公転用モーター11と自転用モーター13とが取り付けられている。公転用モーター11及び自転用モーター13は、公転自転による研磨駆動の駆動減となる。
また、ベースプレート3の下面側には、押圧用駆動源となる押圧用駆動モーター15が配置されている。押圧用駆動モーター15は、研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する。
押圧用駆動モーター15は、位置及び荷重制御のためにステッピングモーターやサーボモーターで構成されている。但し、押圧用駆動モーター15は、駆動出力を調節可能とする押圧用駆動源であればよく、装置の仕様によってはその他のモーターで構成することもできる。また、押圧用駆動源としてエア駆動、油圧駆動なども採用することができる。エア駆動については後述する。
押圧用駆動モーター15の出力側にはタイミングギヤ及びタイミングベルトなどの連動機構17を介してボールねじ19が連動連結されている。ボールねじ19は、押圧力伝達機構21の一部を構成している。押圧力伝達機構21は、押圧用駆動モーター15から出力される駆動力を研磨盤5の進退動作の方向へ押圧力として伝達する。
押圧力伝達機構21による押圧力の伝達により研磨盤5がポスト9に対し上方へ動作する。この動作により研磨盤5からポスト9で保持した光ファイバーフェルールに対し押圧力を調節して付与し、光ファイバーフェルール端面の研磨圧力を調節する。
前記押圧用駆動モーター15と前記公転用モーター11及び自転用モーター13とは、制御部22に接続されている。制御部22は、マイクロコンピュターなどで構成され、MPU、ROM、RAMなどを備えて前記押圧用駆動モーター15と前記公転用モーター11及び自転用モーター13とを制御するようになっている。
この制御で、押圧用駆動モーター15は、後述するようにフィードバック制御されて前記研磨圧力の調節を行う。前記制御で公転用モーター11及び自転用モーター13は、予めインストールされたプログラムにより回転数及び回転方向等が制御され、研磨盤5の自公転を行わせる。
[公転自転構造等]
図5は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を正面側から見て示す概略断面図である。図6は、公転駆動軸と研磨盤との間の軸受部を示す要部拡大断面図である。図7は、公転駆動軸と自転駆動軸との関係を示す平面図である。図8は、公転駆動軸と研磨盤との間の軸受部の変形例を示す要部概略断面図である。
図5のように、本実施例の研磨盤5は、研磨用駆動軸により公転自転の研磨駆動が行なわれる構成となっている。
研磨用駆動軸は、研磨盤5の中心部に嵌合して研磨盤5の自転を許容しつつ公転駆動する公転駆動軸23を含んでいる。本実施例では、公転駆動軸23及び自転駆動軸25が研磨用駆動軸を構成している。なお、研磨盤5は、公転自転駆動によるものに限らないので研磨用駆動軸は、公転駆動軸のみ、或いは自転駆動軸のみにより構成されるものでもよい。
研磨盤5は、円盤状に形成されている。研磨盤5の下面外周部は、平坦なスラスト面5aとして形成されている。研磨盤5の下面中央部側は、スラスト面5aよりも下方へ突出してボス部5bが設けられている。研磨盤5の中心部には、ボス部5bの下面に開口する軸受孔5cが設けられている。研磨盤5の中心部から偏芯した位置には、ボス部5bの下面に開口する軸嵌合孔5dが設けられている。研磨盤5の上面には、研磨パッド26及び研磨フィルム27が貼り付けられている。
(軸受部)
図5、図6のように、研磨盤5の軸受孔5cには、ボールガイド29を介して公転駆動軸23の上部が嵌合している。軸受孔5c及びボールガイド29は、前記研磨用駆動軸である公転駆動軸23と前記研磨盤5との間に設けられ軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するための軸受部30を構成している。しかも、ボールガイド29であることは、公転駆動軸23と研磨盤5との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する。
なお、軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する軸受部としては、ボールガイド29の他に、ボールブッシュ、無給油ブッシュ、その他を適用することもできる。また、公転駆動軸23と前記研磨盤5との間の軸受部は、軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するものであれば、軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを積極的に許容するものである必要はない。
(研磨盤ガイド支持部)
図5のように、研磨盤5の下面外周部は、研磨盤ガイド支持部31によりベースプレート3に支持されている。研磨盤ガイド支持部31は、保持部であるポスト9に対し研磨盤5の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与する構成となっている。このため、研磨盤5をベースプレート3に可動支持している。研磨盤5を進退動作は、ベースプレート3及びポスト9に対して上下方向となっている。
この研磨盤ガイド支持部31は、スラストリング33及び進退ガイド35を備えている。
スラストリング33は、研磨盤5の研磨駆動を可能としつつ押圧力伝達機構21の一部として前記押圧力を伝達する構成となっている。このため、スラストリング33は、研磨盤5の下面外周部を平面で支持している。押圧力伝達機構21についてはさらに後述する。
スラストリング33の上面33aには、スラスト受け面33bが設けられている。スラストリング33の下面には、平坦な下向きの結合面33cが備えられている。結合面33cは、後述する直進動作の前後方向に沿って構成されている。
進退ガイド35は、スプラインシャフトで構成され、複数本備えられている。以下、進退ガイド35をスプラインシャフト35と称する。このスプラインシャフト35は、実施例では4本備えられている。但し、スプラインシャフト35は、少なくとも2本以上備える構成であればよい。
スプラインシャフト35は、スラストリング33の下向きの結合面33cに直接固定されている。スプラインシャフト35は、ベースプレート3に可動支持されて研磨盤5の進退動作の方向にガイドされている。スプラインシャフト35のベースプレート3に対する可動支持には、後述するスプラインブッシュが用いられている。
スプラインシャフト35は、一端がスラストリング33に接合されて他端から研磨盤5の進退方向へ前記押圧力の伝達を可能としている。つまり、スプラインシャフト35は、前記押圧力伝達機構21の一部としても機能する構成となっている。
つまり、スラストリング33は、ベースプレート3よりも上位側に配置され、後述する直進動作の前後方向に沿った平坦な下向きの結合面33cを有する部材として押圧力伝達機構21の一部を構成している。
従って、研磨盤5の下面外周部は、スラストリング33のスラスト受け面33b上で支持される。スプラインシャフト35が押圧力の伝達を受けてベースプレート3から押し上げられるとスラストリング33を介して研磨盤5が押圧力で上昇連動する。スプラインシャフト35が下降すると研磨盤5が下降連動する。
なお、スプラインシャフト35とスラストリング33との間は、固定による接合に限らず、単なる接合でもよい。単なる接合であるときは、スラストリング33がバネなどによりベースプレート3の下方向に付勢されることになる。また、スプラインシャフト35は、一般的なシャフト等で構成することも可能である。
さらに、スプラインシャフト35は、必ずしも押圧力伝達機構21の一部として機能させる必要は無く、ベースプレート3に別に設定した押圧ロッドを用いてスラストリング33に押圧力を伝達させることもできる。
(公転自転構造)
前記公転駆動軸23は、軸心が端面研磨装置1の上下に沿って配置されている。端面研磨装置1の上下は、端面研磨装置1が水平に載置されたとき垂直上下となる。この場合、公転駆動軸23の軸心は、垂直上下に沿って配置されることになる。
公転駆動軸23は、公転用出力軸37に併設されている。公転駆動軸23の下部は、公転用出力軸37の上部に連結部材39によって連結されている。連結部材39と公転用出力軸37との嵌合間は、図示しない止めネジ、或は接着材等で固定され、相対回転が不能である。本実施例では、連結部材39と公転駆動軸23との嵌合間も、図示しない止めネジ、或は接着材等で固定され、相対回転が不能である。
なお、前記研磨盤5及び公転駆動軸23間のボールガイド29等に代え、前記連結部材39及び公転駆動軸23間側に、前記ボールガイド29等を採用することもできる。さらに、公転駆動軸23及び研磨盤5間と連結部材39及び公転駆動軸23間との一方にボールベアリングによる支持構造を採用し、他方にボールガイド29等を採用することもできる。
前記公転用出力軸37は、公転用モーター11の出力軸である。従って、公転用モーター11が駆動されると公転用出力軸37が回転し、この回転が連結部材39により公転駆動軸23に伝達される構成である。この回転伝達により、公転駆動軸23が、公転用出力軸37の軸心周りを一体的に公転する。
ベースプレート3には、公転用出力軸37の周りに軸挿通孔41がベースプレート3の下面から同心に貫通形成されている。軸挿通孔41は、公転用出力軸37の外径よりも拡大形成され、公転用出力軸37との間に間隔を有している。公転用出力軸37は、軸挿通孔41を貫通して上方に突出している。
ベースプレート3の内部には、軸挿通孔41の上部に連通する軸支持孔43が軸挿通孔41よりも大径で同心に形成されている。さらに、ベースプレート3の厚み方向上部側には、軸支持孔43の上部に連通する自転用ギヤ収容孔45が軸支持孔43よりも大径で同心に形成されている。自転用ギヤ収容孔45は、ベースプレート3の上面に貫通している。自転用ギヤ収容孔45の底部には、ギヤ載置部45aが設けられている。
自転用ギヤ収容孔45内には、自転駆動ギヤ47が回転自在に収容配置されている。自転駆動ギヤ47の下面中央部は、下方へ突出するボス部47aが設けられている。自転駆動ギヤ47の中心部には、大径孔47bが設けられている。自転駆動ギヤ47の外周部下面が自転用ギヤ収容孔45のギヤ載置部45aに載置され、ボス部47aが軸支持孔43に嵌合している。ボス部47aと軸支持孔43の底部との間には隙間が形成されている。この自転駆動ギヤ47の収容配置により、自転駆動ギヤ47が自転用ギヤ収容孔45内で円滑な相対回転が可能となっている。
自転用ギヤ収容孔45の大径孔47bには、前記公転用出力軸37と共に、公転駆動軸23及び連結部材39が動作可能に配置されている。
自転駆動ギヤ47の上面には、第2の連結部材49がピン51により固定されている。第2の連結部材49には、自転駆動軸25が固定されている。自転駆動軸25は、ピン51よりも自転駆動ギヤ47の外径側に配置されている。自転駆動軸25は、研磨盤5の軸嵌合孔5dに嵌合している。この嵌合は、自転駆動軸25及び軸嵌合孔5d間での軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する。自転駆動軸25及び軸嵌合孔5d間にブッシュ等を介設して軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する構成にすることもできる。ブッシュ等としては、ボールブッシュ、無給油ブッシュ、その他がある。
なお、自転駆動軸25を軸嵌合孔5dに固定し、自転駆動軸25及び第2の連結部材49間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを行なわせる構成にすることもできる。さらに、自転駆動軸25を軸嵌合孔5dの間と自転駆動軸25及び第2の連結部材49間との一方にボールベアリングによる支持構造を採用し、他方を軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する構成にすることもできる。
図5、図7のように、公転駆動軸23は、公転用出力軸37の周りを軌跡T1により公転し、公転用出力軸37が相対的に静止しているとするとき自転駆動軸25は、軌跡T2により公転駆動軸23を中心に旋回する。
かかる構造により、公転用モーター11が駆動されると公転用出力軸37が回転し、この回転が連結部材39により公転駆動軸23に伝達され、公転駆動軸23が、公転用出力軸37の軸心周りを一体的に公転する。
同時に自転用モーター13が駆動されると自転駆動ギヤ47が連動回転し、ピン51及び第2の連結部材49を介して自転駆動軸25の旋回駆動が行なわれる。
かかる公転用モーター11及び自転用モーター13の公転自転駆動により研磨盤5が公転用出力軸37の周りを公転しながら自転し、研磨盤5の自公転による研磨駆動が行なわれる。研磨盤5は、研磨駆動により例えばハイポトロコイド運動をする。
この場合、例えば公転回転数100回に対し、自転回転数0.5〜1.2回程度としている。但し、自公転の回転数の設定は装置の仕様により自由に設定できる。
なお、研磨盤5の研磨駆動は、ポスト9で保持した光ファイバーフェルールの端面を研磨できればよく、ハイポトロコイド運動に限らず、エピトロコイド運動、その他の運動でもよい。同様に、研磨盤5の研磨駆動は、公転自転によるものに限らず、自転のみ或は公転のみによるものでもよい。さらに、研磨盤5の研磨駆動は、直線的な前後動でもよい。
また、図8のように、軸受部30の変形例を構成することもできる。図5においては、研磨盤5の下面にボス部5bを設ける構成とした。一方、図8の変形例では、研磨盤5の平坦な下面に連結ボス53を溶着、接着などにより固定した。連結ボス53には、軸受孔5cに連通する軸受孔53aが同心同径に貫通形成されている。研磨盤5と公転駆動軸23との間のボールガイド29は、主に軸受孔53aに支持される。
かかる変形例では、研磨盤5の厚みを薄く形成することができ、研磨盤5の重量軽減が可能となる。
[押圧力伝達機構]
図9は、研磨盤ガイド支持部と押圧力伝達機構とを示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の一部を断面にした概略側面図である。図10は、押圧力伝達機構を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の一部を断面にした概略下面図である。図11は、押圧力伝達機構のリフト及びレイアウトを示す説明図である。図12は、カム構成体と進退ガイドとスラストリングとの固定連鎖を示す概念図である。図13は、押圧力伝達機構のレイアウトを示す説明図である。
図9〜図13のように、押圧力伝達機構21は、前記研磨圧力を調節する構成となっている。このため、押圧力伝達機構21は、押圧用駆動モーター15から出力される駆動力を研磨盤5の進退動作の方向へ押圧力として伝達する。
押圧力伝達機構21は、ベースプレート3を取り付けた装置の筐体55内に配置されている。この押圧力伝達機構21は、ベースプレート3に支持された直動機構57とカム機構59とを含んでいる。
(直動機構)
直動機構57は、直動部材61と直動ガイド63とを含んでいる。
前記直動部材61は、前記押圧力の伝達により研磨盤5の進退動作の方向に交差して直進動作する。直進動作の前後方向は、端面研磨装置1の前後方向に設定している。但し、端面研磨装置1の仕様によっては、直進動作の前後方向を端面研磨装置1の左右方向に設定してもよい。
直動部材61は、一対のアーム部61a、61bと基部61cとを備えている。アーム部61a、61bは、直進動作の前後方向に沿って基部61cの左右両端に一体に備えられている。アーム部61a、61bの先端には、下方へ突出するカムフォロワ支持部61aa、61baが設けられている。カムフォロワ支持部61aa、61baは、後述するカム構成体の左右両側外に分けて対向配置されている。
前記直動ガイド63は、直動部材61の直進動作を可能とするために直動部材61をベースプレート3に支持する構成となっている。つまり、直動部材61をベースプレート3に支持して直進動作を可能とする。直動ガイド63は、ボールスプライン、ボールブッシュ、リニアブッシュ、クロスローラー、リニアガイドなどで構成することができる。実施例は、リニアガイドで構成し、ガイドレール63aとブロック63bとを備えている。ガイドレール63aは、ベースプレート3の下面に固定されている。
ガイドレール63aは、アーム部61a、61bの前後方向に沿って左右一対が平行に設けられている。
ブロック63bは、硬球、保持器などで構成され、各ガイドレール63aにそれぞれ2個設けられている。但し、ブロック63bの個数の設定は自由である。各ガイドレール63aのブロック63bは、左右のアーム部61a、61bにそれぞれ取り付けられている。各アーム部61a、61bにおいて、ブロック63bの一つは、カムフォロワ支持部61aa、61baの上端に配置され、同他方は基部61c側上に配置されている。このブロック63bの配置によりカム機構59でのカム作用により各アーム部61a、61bに働くモーメントを一対のブロック63bでガイドレール63a側へ確実に伝達する。
従って、直動部材61が直動ガイド63で前後方向へ直進動作しながらカム機構59のカム作用を確実に行なわせることができる。
押圧用駆動モーター15は、直動機構57に対して後方に間隔を空けて配置されている。押圧用駆動モーター15は、固定ブラケット67に固定されている。固定ブラケット67は、板状に形成され、板面が前後方向に向くように配置されている。固定ブラケット67の上端は、ベースプレート3の下面に固定され、上下に垂下配置されている。
固定ブラケット67と直動機構57との間には、移動ブラケット69が配置されている。移動ブラケット69は、板状に形成されている。移動ブラケット69は、板面が前後方向に向くように固定ブラケット67に平行に配置されている。移動ブラケット69の下端側は、ブラケットガイド71により可動ガイドされている。従って、移動ブラケット69は、ブラケットガイド71に沿って固定ブラケット67と直動機構57との間を前後に移動することができる。
移動ブラケット69には、ブラケットガイド71の上方で左右中央にナット73が取り付けられボールねじ19が螺合している。ボールねじ19は、固定ブラケット67を遊嵌状態で貫通し押圧用駆動モーター15に結合されている。
従って、押圧用駆動モーター15が回転駆動されるとボールねじ19が回転し、ナット73を介して移動ブラケット69が固定ブラケット67と直動機構57との間で直進する。
なお、図9、図10に示している押圧用駆動モーター15及び移動ブラケット69間の結合構造は、図1〜図4で示すタイミングベルト等を用いた結合構造とは若干異なっている。図9、図10では概略構成としてボールねじ19を押圧用駆動モーター15に直結している。何れにしても、押圧用駆動モーター15の回転がボールねじ19を介して移動ブラケット69を直進駆動する概念は、図1〜図4の結合構造と共通である。図9、図10は、これを簡略化して示した。
移動ブラケット69の上部は、直動部材61の基部61c側に対して設定範囲で前後相対動ができるように連動結合されている。移動ブラケット69の上部には、ロードセル過負荷防止機構75が取り付けられている。ロードセル過負荷防止機構75の前端は、ロードセル77に当接するようになっている。ロードセル77は、前記直動部材61の基部61c後端面に配置されている。
従って、移動ブラケット69が前進すると一体にロードセル過負荷防止機構75が前方へ移動する。この移動によりロードセル過負荷防止機構75がロードセル77を押圧して直動部材61に押圧力を伝達する。ロードセル77は、直動部材61に伝達される押圧力を検出する。この検出による検出信号は、制御部22に入力される。
このロードセル77は、本実施例において、押圧力伝達機構21に備えられ研磨盤5とポスト9で保持した光ファイバーフェルールとの間の研磨圧力を間接的に検出するセンサーである。
制御部22は、入力された信号から研磨盤5と光ファイバーフェルール端面との間の研磨圧力を演算する。制御部22は、この演算により検出された研磨圧力が設定された研磨圧力となるように押圧用駆動モーター15をフィードバック制御する構成となっている。この制御により光ファイバーフェルール端面を設定された研磨圧力で研磨することができる。
直動部材61は、伝達された押圧力によりガイドレール63aに沿って移動する。この移動時は、直動部材61のブロック63bがガイドレール63aに直動ガイドされる。
(カム機構)
図9、図10のように、カム機構59は、直動部材61の直進動作を研磨盤5の進退動作の方向、図では上下方向に変換伝達するカム作用を行う。
カム機構59は、カム作用を行うカム部79とカム駆動部81とを含んでいる。
カム部79は、カム構成体83に備えた傾斜面79a、79bを有している。カム構成体83は、スプラインシャフト35の他端である実施例の下端に接合されてカム作用による変換伝達を可能とする。
カム駆動部81のカムフォロワ81a、81bは、直動部材61に支持されて傾斜面79a、79bに当接し、直動部材61に連動するカム駆動部81の直進動作による力を傾斜面79a、79bに伝達する。この伝達により前記カム作用が行なわれる。
カム部79の傾斜面79a、79bとカム駆動部81のカムフォロワ81a、81bとは、それぞれ左右に一対備えられている。
前記カム構成体83は、枠状に形成されている。このカム構成体83に一対の傾斜面79a、79bが直動部材61の直進動作の前後方向に対し左右両側に振り分け配置された構成となっている。本実施例において、カム構成体83は、左右部83a、83bと前後部83c、83dとで構成され平面視で矩形枠状に一体に形成されている。左右部83a、83bは、相互に平行に配置され、前後方向に沿っている。この左右部83a、83bに、前記のように傾斜面79a、79bが形成されている。前後部83c、83dは、相互に平行に配置され、左右方向に沿っている。
カム構成体83は、平面から見て外郭矩形の対角線の交点が前記スラストリング33の外郭円の中心に一致するように配置されている。この配置でカム構成体83の左右部83a、83bは、直動部材61の一対のアーム部61a、61bの左右内側に配置されている。この配置で、一対のアーム部61a、61bは、カム構成体83の左右両側外に位置した構成となる。一対のアーム部61a、61bのカムフォロワ支持部61aa、61baは、カム構成体83の左右両側外で左右部83a、83bの側面に僅かな隙間を持って対向した構成となっている。
一対のカム部79の各傾斜面79a、79bは、カム構成体83の左右部83a、83bの上下中間部に設けられている。傾斜面79a、79bは、左右部83a、83bに沿って前方へ下降傾斜形成された長穴状の開口85a、85bにそれぞれ配置設定されている。傾斜面79a、79bは、上下に平行に対向し開口85a、85bの傾斜に沿って前方へ下降傾斜設定されている。従って、本実施例のカム部79は、各開口85a、85bにそれぞれ上下の傾斜面79a、79bを備えた枠カム状に形成されている。
カム駆動部81は、一対のカムフォロワ81a、81bで構成されている。カムフォロワ81a、81bは、ローラーで形成されている。一対のカムフォロワ81a、81bは、左右一対のアーム部61a、61bに振り分けられ、ピン87により支持カムフォロワ支持部61aa、61baに各別に回転自在に支持されている。カムフォロワ81a、81bのローラーの直径は、傾斜面79a、79b間の垂直上下方向の間隔寸法に対し同程度に形成されている。この直径の設定によりカムフォロワ81a、81bが傾斜面79a、79b間で転動できるように構成されている。
なお、一般的にカムフォロワは、従動節を意味するが、実施例では、カムフォロワを従動節ではなく駆動部材として利用している。この場合、カム部79が従動節となっている。カム駆動部81は、カム部79を駆動して変換伝達するカム作用が行なわれるものであればよい。このため、本願実施例のカムフォロワの概念以外の変形例の形態も含まれる。また、必ずしもカム作用を得るものでなくても良く、カム機構を用いない他の形態も考えられる。これらの形態については後述する。
そして、直動部材61が前方へ直進動作するとカムフォロワ81a、81bが各開口85a、85b内で前方へ転動しながら上の傾斜面79aを押し上げる。直動部材61が後方へ直進動作するとカムフォロワ81a、81bが各開口85a、85b内で後方へ転動しながらの下の傾斜面79bを押し下げる。
つまり、直動部材61の前後方向への直進動作による力を研磨盤5の進退動作の上下方向に押圧力として伝達するカム作用が行なわれる。このカム作用によりカム構成体83が上下方向に移動調節される。
(カムフォロワのスプラインシャフト間当接)
図9〜図11のように、前記カム構成体83の上部には、直動部材61の直進動作の前後方向に沿った平坦な上向きの結合面89が備えられている。
前記4本のスプラインシャフト35は、前記上向きの結合面89に固定により接合されている。この固定は、スプラインシャフト35の平坦な下端面を結合面89に突き当て接合し、ボルト91を用いた締結により実現されている。
なお、スプラインシャフト35とカム構成体83との間は、固定による接合に限らず、単に突き当てて接合する構成でもよい。単なる接合であるときは、スプラインシャフト35が前記のようにバネなどによりベースプレート3の下方向に付勢されていることが好ましい。
カム構成体83へのスプラインシャフト35の接合は、4本のスプラインシャフト35を左右両側及び直進動作の前後方向の前後両側に対称に振り分け配置した構成となっている。4本のスプラインシャフト35は、図10の平面で見たときカム構成体83の結合面89の各角部側に配置されている。
このカム構成体83に対するスプラインシャフト35の振り分け配置で、一対のカムフォロワ81a、81bの各傾斜面79a、79bへの前記当接は、直動部材61の直進動作の前後方向に配置したスプラインシャフト35間で行なっている。
図11の左側はカム構成体83のリフト前であり、図11の右側はカム構成体83のリフト後である。
この図11のように、一対のカムフォロワ81a、81bの各傾斜面79a、79bへの当接が、直動部材61の直進動作の前後方向に配置したスプラインシャフト35間に維持されている。
従って、カム機構59の前記カム作用により直動部材61の直進動作による力を押圧力として上下方向に変換しつつ4本のスプラインシャフト35に確実に伝達される。
(スラストリング入力バランス)
図9〜図13のように、4本のスプラインシャフト35は、ベースプレート3のガイド孔3aを上下に貫通している。ガイド孔3aの下端部には、スプラインシャフト35毎にスプラインブッシュ93が取り付けられている。ガイド孔3aを貫通するスプラインシャフト35は、スプラインブッシュ93に嵌合している。スプリンブッシュ93は、スプラインシャフト35を上下の押圧力伝達方向に円滑にガイドする。
このスプラインシャフト35は、スラストリング33に対し、その平坦なリング状の結合面33cの外周部内側で周方向に90度振り分けで均等配置により接合され、固定されている。この固定は、スプラインシャフト35の平坦な上端面が結合面33cに突き当てられ、ボルト95による締結で実現されている。
従って、4本のスプラインシャフト35は、スラストリング33の周方向にバランスした配置により固定されている。
このバランス配置によりスプラインシャフト35により伝達される押圧力をスラストリング33に荷重バランスよく作用させることができる。従って、研磨盤5をスラストリング33により平面で支持しながらスラストリング33を介して上方向へ荷重バランス良く確実に押し上げることができる。
(最大荷重バランス入力)
図11のように、4本のスプラインシャフト35のスラストリング33に対するバランス配置に対し、一対のカムフォロワ81a、81bは、直動部材61の直進動作の前後方向に配置したスプラインシャフト35間の中央位置でカム作用による研磨盤5の最大の押圧力を設定するように構成している。つまり、スプラインシャフト35間の前後中央位置は、スプラインシャフト35を介しスラストリング33へ伝達する押圧力のバランス位置となる。このバランス位置にカムフォロワ81a、81bの中心位置が乗ることで最大荷重を伝達する構成となっている。
このような設定により、カムフォロワ81a、81bから傾斜面79aを介して伝達される進退方向の最大荷重の押圧力は、カム構成体83の平坦な結合面89から4本のスプラインシャフト35に均等に分散伝達される。
4本のスプラインシャフト35に均等に分散伝達された押圧力は、4本のスプラインシャフト35からスラストリング33の外周部の均等位置の4箇所に分散伝達される。
(固定連鎖等)
前記したが、図12、図13のように、4本のスプラインシャフト35の下端は、カム構成体83の平坦な結合面89に突き当てて接合し、ボルト91を用いて締結固定している。
かかる固定により結合面89から4本のスプラインシャフト35の下端へほぼ同一条件で荷重伝達を行わせることができる。
しかも、4本のスプラインシャフト35の上端は、スラストリング33の平坦な結合面33cに突き当てて接合し、ボルト95を用いて締結固定している。
かかる固定により、4本のスプラインシャフト35、カム構成体83、及びスラストリング33が、固定連鎖を構成する。この固定連鎖によりカム構成体83が受けた上下方向の荷重を、結合面89から4本のスプラインシャフト35、スラストリング33を介して研磨盤5へ剛性を持って伝達する。
この場合、カム構成体83は、本実施例の押圧力伝達機構21の押圧下部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21は、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのカム構成体83をベースプレート3よりも下位側に備えた構成となっている。
また、スラストリング33は、本実施例の押圧力伝達機構21の押圧上部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21は、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのスラストリング33をベースプレート3よりも上位側に備えた構成となっている。
スプラインシャフト35のカム構成体83及びスラストリング33への結合は、実施例のように直接行なう構造の他、他部材を介して間接的に行わせることもできる。また、カム構成体83、スラストリング33と別体の押圧下部材、押圧上部材をスプラインシャフト35に結合して固定連鎖とし、これら押圧下部材、押圧上部材をカム構成体83、スラストリング33に対し前記進退方向に接合させる構成にすることもできる。
(公転自転用モーター配置)
図9、図10では、公転用モーター及び自転用モーターの図示を省略しているが、図1〜図4、で前記のように示し、さらに図11、図13でも示す公転用モーター11と自転用モーター13とは、研磨盤5の研磨駆動を行なわせる駆動源である。これら公転用モーター11及び自転用モーター13は、ベースプレート3に固定されカム構成体83の矩形の枠状の内側で直動部材61の直進動作の前後方向に配列されている。
相対的に大きな公転用モーター11は、平面から見てベースプレート3の中央寄りに配置され、相対的に小さな自転用モーター13は、平面から見てベースプレート3の前方側に配置されている。自転用モーター13及び公転用モーター11共に、スラストリング33の前後方向の中心線上が中央を通るように左右方向にも均等配置されている。
[保持部、研磨冶具]
図14は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置に用いる研磨治具の正面図である。図15は、研磨治具の押え部材が固定位置にある状態を示し、(A)は、拡大平面図、(B)は、断面図である。図16は、研磨治具の平面図である。図17は、研磨治具の下面図である。図18は、研磨治具を取り付けた状態を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の平面図である。図19は、研磨治具を取り付けてない状態を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の正面図である。図20は、研磨治具を取り付ける様子を示す要部平面図である。
(保持部)
先ず、図1〜図4、図9のように、研磨盤5の周囲には、光ファイバーフェルールの保持部として4本のポスト9がベースプレート3に配置されている。4本のポスト9の配置は、スラストリング33の中心回りに均等間隔で四隅を構成するようになっている。
ポスト9は、研磨冶具を保持するために基軸97、レバー支持軸99、加圧レバー101、ばね受け103、加圧ばね105を備えている。
前記基軸97は、下部に段付きに細く形成された嵌合軸部97aを有し、上部に嵌合筒部97bを有している。基軸97の嵌合軸部97aは、嵌合穴3bに嵌合固定されている。嵌合穴3bは、4本のポスト9を配置する位置でベースプレート3に形成されている。なお、図面では、図示の便宜上単一の嵌合穴3b及びポスト9のみ示す。
嵌合筒部97bには、レバー支持軸99の下部が嵌合している。レバー支持軸99は、嵌合筒部97bに対し軸回転及び軸方向移動可能に支持されている。レバー支持軸99の上部にはばね受け穴99aが形成されている。
レバー支持軸99中間部には、径方向から加圧レバー101が取り付けられている。加圧レバー101は、加圧ピン部101aを一体に有している。レバー支持軸99に対し径方向の一側に加圧レバー101が突出し、同他側に加圧ピン部101aが突出している。
ばね受け103は、一端に頭部103aを有し、他端部に雄ネジ部103bを有している。ばね受け103は、レバー支持軸99の軸心部に軸方向相対移動可能に配置されている。ばね受け103の頭部103aは、ばね受け穴99a内に配置されている。ばね受け103の雄ネジ部103bは、嵌合軸部97aに螺合固定されている。この螺合固定は、止めねじ104により緩み止めがなされている。ばね受け103の頭部103aとばね受け穴99aの底部との間には、加圧ばね105が介設されている。
従って、加圧レバー101を持ち軸回りに回転操作すると基軸97の嵌合筒部97bに対しレバー支持軸99が軸心の回りに回転する。この回転により、加圧レバー101の軸回りの操作を許容し、加圧ピン部101aがレバー支持軸99の軸心の回りに移動する。
加圧レバー101を持ち軸上方に引き上げ操作すると加圧ばね105の付勢力に抗してレバー支持軸99が嵌合筒部97bに対し軸方向の上方に移動する。この移動により、加圧レバー101の引き上げ操作を許容し、加圧ピン部101aが軸方向の上方に移動する。
(研磨冶具)
図14は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置に用いる研磨治具の正面図である。図15は、研磨治具の押え部材が固定位置にある状態を示し、(A)は、拡大平面図、(B)は、断面図である。図16は、研磨治具の平面図である。図17は、研磨治具の下面図である。
なお、実施例では、MT光コネクタのMTフェルールを用いて説明しているが、SC光コネクタのSCフェルール等でも同様に適用することができる。MTフェルールとは、複数本の光ファイバー(図示省略)を並べて1本のテープ状に構成した光ファイバーテープをフェルールに挿通固定した光ファイバーフェルールである。SCフェルールとは、1本の光ファイバーをフェルールに挿通固定した光ファイバーフェルールである。MTフェルールの断面は矩形であり、SCフェルールの断面は円形である。従って、SCフェルールの場合は、研磨冶具が断面円形の支持用の挿入孔を有する形態となる。
図14〜図17のように、研磨治具107は、前記端面研磨装置1に装着されるホルダープレート109と押え部材111とロッド部材113とを有している。
ホルダープレート109は、平面視で正方形の板材である。ホルダープレート109の四隅には、円弧状の縁部110が形成されている。ホルダープレート109の中央には、ねじ孔115が形成されている。
ホルダープレート109の面内には、挿入孔119が、例えば10個形成されている。挿入孔19には、MTフェルール117が挿入される構成となっている。挿入孔119は、面内中央のねじ孔115(図17)の回りの同心円に沿って周方向等間隔で配列されている。各挿入孔119は、断面矩形のMTフェルール117に合わせて矩形に形成されている。各挿入孔119にMTフェルール117を挿入したとき挿入孔119とMTフェルール117との間に僅かなクリアランスが形成される構成となっている。各挿入孔119の矩形の1辺は、前記同心円状の接線と平行に配置されている。
ホルダープレート109の上面には、各挿入孔119の周囲に保持面121が形成されている。保持面121は、挿入孔119の上下方向の内壁に対し直交している。但し、ホルダープレート109の保持面121以外の一般面である上面に対し、各挿入孔119の内壁は、光ファイバーフェルールの端面に要求される研磨角度に応じた角度で設定される。勿論、研磨角度によってはホルダープレート109の一般面である上面に対し挿入孔119が直交して設定されることもある。
ホルダープレート109の各挿入孔119に応じてねじ穴123がそれぞれ形成されている。ねじ穴123には、押え部材111を装着するための止めねじ125をねじ込ませる。
各押え部材111の中央には、長孔127が貫通して形成されている。長孔127に止めねじ125を挿入し、止めねじ125をねじ穴123にねじ込んだ構成となっている。
各押え部材111の先端には、壁面129と押え面131とが形成されている。壁面129は、MTフェルール117のフランジ部117aの高さに実質的に等しい高さで形成されている。押え面131は、壁面129の上部から保持面121にほぼ平行に延びている。
そして、止めねじ125をねじ穴123から離脱させずに緩めると、止めねじ125に対する長孔127を介した相対移動により押え部材111を挿入孔119に対して外方へスライドさせることができる。このスライドにより押え面131が挿入孔119の領域から離れるため、押え部材111は、待機位置となる構成となっている。この待機位置でMTフェルール117を挿入孔119に対して挿入離脱可能とする
MTフェルール117の固定に際しては、挿入孔119にMTフェルール117を挿入し、押え部材111の壁面129がMTフェルール117のフランジ部117aを軽く押すまで押え部材111をスライドさせる。このスライドにより押え面131がMTフェルール117のフランジ部117aに乗り上げた位置となる。この位置でトルクレンチなどを用いて止めねじ125を設定された力で締め付ける。この締め付けで押え面131がMTフェルール117のフランジ部117aの上面を所定の力で下向きに押しつける。この押し付けでMTフェルール117のフランジ部117aの下面が保持面121に密着して保持される。
ロッド部材113は、下端にねじ部135(図17)を有し、上端に取手137を有し、中間部にケーブルフック139を有している。
ロッド部材113のねじ部135が、ホルダープレート109のねじ孔115にねじ込まれている。このねじ込みにより、ホルダープレート109の中央にロッド部材113が着脱可能に取り付けられている。
ロッド部材113の取手137は、作業者が片手で握ることができるようにしている。
ロッド部材113のケーブルフック139は、ホルダープレート109上のMTフェルール117に連なる光ファイバーテープ141を係止する。このケーブルフック139は、例えば円盤状の板材で形成されている。ケーブルフック139の外周には、一端が連通する屈曲した係止部143が形成されている。係止部143は、例えば12個形成されている。各MTフェルール117に連なる光ファイバーテープ141を各係止部143に係止することで、MTフェルール1に連なる光ファイバーテープ141の全てを、研磨治具107に束ねて取り付けることができる。
(光ファイバーフェルール保持)
図18は、研磨治具を取り付けた状態を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の平面図である。図19は、研磨治具を取り付けてない状態を示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の正面図である。図20は、研磨治具を取り付ける様子を示す要部平面図である。
図18、図19のように、端面研磨装置1に研磨治具107を装着した。
図20のように、研磨治具107を取り付ける際には、4本の加圧レバー101を回して加圧ピン101aをすべて外側へ向けておく(鎖線図示)。ホルダープレート109の縁部110(図16)を4本のポスト9の嵌合筒部97b上に上から載せて研磨治具107を端面研磨装置1上に配置する。各加圧レバー101を引き上げながら回し、各加圧ピン101aがホルダープレート109の四隅を上から押すようにセットする(実線図示)。したがって、本実施例では、嵌合筒部97b上端の平坦なリング状の面の一部が冶具搭載部を構成している。但し、冶具搭載部を嵌合筒部97bとは別にしてポスト9に並設することもできる。
このようにして、研磨治具107を端面研磨装置1の4本のポスト9に位置決め固定したとき、研磨治具107の下面から突出したMTフェルール117の先端が、研磨フィルム27(図5)に対向する。
[研磨]
図14〜図20の前記のように、複数のMTフェルール117を保持した研磨冶具107を端面研磨装置1の4本のポスト9に位置決め固定する。
図1〜図5、図9、図10のように、起動スイッチがON操作されると、制御部22からの公転自転信号により公転用モーター11、自転用モーター13が駆動制御される。
この駆動制御により公転用モーター11及び自転用モーター13が公転自転駆動される。この公転自転駆動により前記のように研磨盤5がスラストリング33上で研磨駆動を行い、例えばハイポトロコイド運動をする。
一方、制御部22(図2)からの押圧駆動信号により押圧用駆動モーター15(図2、図9、図10)が駆動制御される。
この駆動制御によりボールねじ19が回転し、ナット73を介して移動ブラケット69が固定ブラケット67と直動機構57との間で前記のように直進する。この直進によりロードセル過負荷防止機構75がロードセル77を押圧して直動部材61に押圧力を伝達する。ロードセル77は、直動部材61に伝達される押圧力を検出する。この検出による検出信号は、制御部22に入力される。
直動部材61は、伝達された押圧力により直動ガイド63のガイドレール63aに沿って前記のように前方へ直進動作する。
直動部材61の直進動作によりカムフォロワ81a、81bが前記のように転動しながら傾斜面79aを押し上げる。なお、直動部材61が後方へ直進動作するとカムフォロワ81a、81bが前記のように転動しながら傾斜面79bを押し下げる。
つまり、前記のように、直動部材61の前後方向への直進動作による力を研磨盤5の進退動作の上下方向に押圧力として伝達するカム機構59のカム作用が行なわれる。
カムフォロワ81a、81bにより傾斜面79aが押し上げられると、カム構成体83が上方に押し上げられ、スプラインシャフト35がスプラインブッシュ93にガイドされながら上昇してスラストリング33に押圧力を伝達する。
この押圧力の伝達によりスラストリング33が上昇し、研磨盤5を押し上げる。
研磨盤5の押し上げにより研磨盤5の研磨フィルム27がMTフェルール117の先端に下方から押し当てられる。この押し当てにより、例えば研磨フィルム27が0.1mm程度押し込まれるような研磨圧力が付与される。
この場合、前記のように、ロードセル77が検出する押圧力の検出信号が制御部22に入力され、制御部22が入力された検出信号から現在の研磨圧力を演算する。この演算により現在の研磨圧力が予め制御部22に記憶されている設定された研磨圧力となるように押圧駆動モーター15がフィードバック制御される。この結果、前記研磨圧力の維持、調節を実現することができる。
[実施例1の効果]
本願発明の実施例1に係る光ファイバーフェルールの端面研磨装置1は、ボールガイド29を含む軸受部30と、スラストリング33及びスプラインシャフト35を含む研磨盤ガイド支持部31と、押圧用駆動モーター15と、直動機構57及びカム機構59を含む押圧力伝達機構21とを備えている。
軸受部30は、公転駆動軸23と研磨盤5との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する構成である。研磨盤ガイド支持部31、ポスト9に対し研磨盤5の進退動作を可能として研磨圧力を付与するために研磨盤5をベースプレート3に可動支持する構成である。押圧用駆動モーター15は、研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する構成である。押圧力伝達機構21は、押圧用駆動モーター15から出力される駆動力を研磨盤5の進退動作の方向へ押圧力として伝達する構成である。
従って、研磨盤5は、公転自転の研磨駆動が行なわれながら押圧用駆動モーター15の駆動によりポスト9に対して進退動作することができる。
このときの進退動作は、スラストリング33及びスプラインシャフト35によりベースプレート3に対して確実に行なわせることができる。
しかも、公転駆動軸23から公転駆動されている研磨盤5は、ポスト9に対する進退動作に際しボールガイド29により軸回りの相対回転及び軸方向の相対移動が許容される。
このため、研磨盤5は、研磨駆動されながらポスト9に保持されたMTフェルール117に対し下方から押圧力を付与し、研磨盤5とMTフェルール117との間の研磨圧力を正確に調整してMTフェルール117の端面を精度良く研磨することができる。
研磨盤5の上下方向への進退動作により研磨圧力を調整する構造であるため、ポスト9の加圧ばね105を省略し、或いは加圧ばね105の弾発力を強く設定し、研磨冶具107をポスト9に完全固定保持させ、或いは強力に固定保持させてMTフェルール117の端面研磨を行わせることもできる。
このような完全固定等の保持による端面研磨は、従来できなかった研磨形態を実現することもできる。この研磨形態については、後述する。
さらに、研磨盤5を押圧駆動する押圧用駆動モーター15、直動機構57及びカム機構59等は、下部の筐体55内に収容させることができ、研磨盤5の上部側を開放させることができる。
このため、端面研磨装置1をラインに配置し、MTフェルール117を支持した研磨冶具107をラインの中で自動により端面研磨装置1に上方から供給配置する自動化も可能となる。
前記スラストリング33は、前記研磨駆動を可能としつつ前記押圧力伝達機構21の一部として前記押圧力を伝達するために前記研磨盤5の下面外周部を平面で支持する構成である。前記スプラインシャフト35は、一端が前記スラストリング33に接合され他端から前記押圧力伝達機構21の一部として前記進退動作の方向へ前記押圧力を伝達するために前記ベースプレート3にボールガイド29を介して可動支持される構成である。
従って、スプラインシャフト35は、押圧力伝達機構21の一部として押圧力の伝達を受けるとベースプレート3に対し軸方向の上方へ円滑に移動し、スラストリング33を押し上げる。
このため、スラストリング33上で公転自転の研磨駆動が行なわれている研磨盤5を調節された押圧力で押し上げることができる。
この押圧力により、研磨盤5とMTフェルール117との間の研磨圧力を正確に調整し、MTフェルール117の端面を精度良く研磨することができる。
前記直動機構57は、前記押圧力の伝達により前記進退動作の方向に交差して直進動作する直動部材61と前記直進動作を可能とするために前記直動部材61を前記ベースプレート3に支持する直動ガイド63とを含む構成である。前記カム機構59は、カム作用により前記直動部材61の直進動作による力を前記進退動作の方向に押圧力として伝達する構成である。
従って、押圧用駆動モーター15の出力される駆動力により直動部材61が動作するとカム機構59が直動部材61の直進動作による力を研磨盤5の進退動作の方向に押圧力として伝達させる。
このため、押圧用駆動モーター15の駆動により研磨盤5とMTフェルール117との間の研磨圧力を正確に調整してMTフェルール117の端面を精度良く研磨することができる。
前記カム機構59は、前記カム作用を行うカム部79とカム駆動部81であるカムフォロワ81a、81bとを含む構成である。前記カム部79は、カム構成体83に備えた傾斜面79a、79bを有する構成である。前記カム構成体83は、前記変換伝達を可能とするために前記スプラインシャフト35の他端に接合された構成である。前記カムフォロワ81a、81bは、前記直動部材61の直進動作による力を前記傾斜面79a、79bに伝達するために前記直動部材61に支持されて前記傾斜面79a、79bに当接させる構成である。
従って、カム作用が傾斜面79a、79bに対するカムフォロワ81a、81bの当接で行われ、所謂楔作用でカム作用を行わせることができる。
このため、押圧用駆動モーター15から出力される駆動力を研磨盤5へ増大して伝達させることができ、大きな荷重を得ることができる。
しかも、小さな部品で実現できるため、機構をコンパクトに構成することができ、押圧用駆動モーター15や直動機構57及びカム機構59などを装置の筐体55内へ容易に収容し、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
前記カム部79とカム駆動部81とは、それぞれ一対備えられ、前記カム構成体83は、前記一対のカム部79を前記直進動作の前後方向に対し左右両側に振り分けて配置した枠状に形成されている。前記スプラインシャフト35は、前記左右両側及び前記前後方向の前後両側に複数本が振り分けて配置されている。前記直動部材61は、前記カム構成体83の左右両側外に配置された一対のアーム部61a、61bを備えている。前記一対のカムフォロワ81a、81bは、前記一対のカム部79の各傾斜面79a、79bに各別に当接するために前記アーム部61a、61bに振り分け支持されている。前記一対のカムフォロワ81a、81bの前記各傾斜面79a、79bへの当接は、前記直進動作の前後方向に配置したスプラインシャフト35間で行なっている。
従って、押圧用駆動モーター15から出力される駆動力の変換伝達をスプラインシャフト35間で行うことにより、変換伝達された押圧力を4本のスプラインシャフト35に分散し、研磨盤5へ確実に伝達させることができる。
前記4本のスプラインシャフト35は、スラストリング33の同一半径上で周方向にバランスし、等間隔に配置されている。
従って、スプラインシャフト35間で行った変換伝達をスプラインシャフト35から研磨盤5へ押圧力としてバランスよく伝達することができる。
前記一対のカムフォロワ81a、81bの前記各傾斜面79a、79bへの当接は、前記直進動作の前後方向に配置したスプラインシャフト35間の中央位置とする構成である。この中央位置は、4本のスプラインシャフト35がスラストリング33の周方向にバランスして配置され、前後左右に対称の配置が前提となっている。
このような配置での前記中央位置は、スプラインシャフト35からスラストリング33へ伝達する押圧力のバランス位置となる。
従って、スプラインシャフト35間の中央位置で行った変換伝達をスプラインシャフト35から研磨盤5へ押圧力としてバランスよく、4箇所で均等の荷重を伝達することができる。この位置を最も荷重を受ける位置とし、研磨盤5へ研磨圧力を付与するための押圧力を確実に伝達することができる。
このため、押圧用駆動モーター15のフィードバック制御により研磨盤5とMTフェルール117との間の研磨圧力を正確に調整してMTフェルール117の端面を精度良く研磨することができる。
前記研磨盤5の研磨駆動は、公転用モーター11及び自転用モーター13による前記公転駆動軸23及び自転駆動軸25の公転自転駆動により行われ、前記公転用モーター11及び自転用モーター13は、前記カム構成体83の枠状の内側で前記直進動作の前後方向に配列されて前記ベースプレート3に固定されている。
従って、公転用モーター11及び自転用モーター13と直動機構57及びカム機構59となどをスペース効率よく収納することができる。
このため、公転用モーター11及び自転用モーター13と直動機構57及びカム機構59などとの間の前後左右上下の相対的な無駄な空間を抑制することができ、これらを筐体55内へ容易に収容し、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
前記カム構成体83の上部に、前記直進動作の前後方向に沿った平坦な上向きの結合面89を備え、前記4本のスプラインシャフト35は、前記上向きの結合面89に固定されている。
従って、カム機構59により変換伝達された押圧力をカム構成体83から4本のスプラインシャフト35に伝達するとき、カム構成体83の結合面89から4本のスプラインシャフト35に均等に分散伝達することができる。
この均等な押圧力の分散伝達により4本のスプラインシャフト35を介してスラストリング33の外周部に押圧力を確実に伝達することができる。
しかも、平坦な上向きの結合面89に対する4本のスプラインシャフト35の平坦な端面の結合固定により相互間がずれたり、ふらついたりすることがないか、抑制される。
このため、カム機構59により変換伝達された押圧力をカム構成体83から4本のスプラインシャフト35に上下方向でバランスよく確実に伝達することができる。
前記スラストリング33に、前記直進動作の前後方向に沿った平坦な下向きの結合面33cを備えている。前記4本のスプラインシャフト35は、前記下向きの結合面33cに固定されている。これにより、前記カム構成体83と前記スプラインシャフト35と前記スラストリング33とが相互間に動きがない固定連鎖をなしている。
従って、カム機構59により変換伝達された押圧力をカム構成体83から4本のスプラインシャフト35を介してスラストリング33に伝達するとき、固定連鎖で伝達することができる。
このため、カム機構59により変換伝達された押圧力をカム構成体83から4本のスプラインシャフト35を介してスラストリング33に上下方向でバランスよく確実に伝達することができる。
しかも、平坦な下向きの結合面33cに対する4本のスプラインシャフト35の平坦な端面の結合固定により相互間がずれたり、ふらついたりすることがないか、抑制される。
端面研磨装置1は、前記押圧力伝達機構21の直動部材61に備えられ前記研磨圧力を間接的に検出するロードセル77と、前記検出された研磨圧力を設定した研磨圧力とするために前記押圧用駆動モーター15を制御する制御部22とを備えている。
従って、研磨盤5とMTフェルール117との間の研磨圧力を押圧用駆動モーター15のフィードバック制御により確実に制御することができる。
このため、研磨圧力を正確に調整してMTフェルール117の端面を精度良く研磨することができる。
以上の効果は、SCコネクタのSCフェルールでも同様に得ることができる。
(研磨結果)
図21〜図27は、研磨結果の評価に係るグラフである。図21は、SCコネクタの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の半径のばらつきを示すグラフである。図22は、SCコネクタの研磨結果に係り、光ファイバーフェルールの頂点と中心とのずれ量のばらつきを示すグラフである。図23は、SCコネクタの研磨結果に係り、光ファイバーフェルールからの光ファイバーの突き出し量のばらつきを示すグラフである。図24は、MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の角度でX方向の角度のばらつきを示すグラフである。図25は、MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の角度でY方向の角度のばらつきを示すグラフである。図26は、MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の平坦度でX方向の半径のばらつきを示すグラフである。図27は、MTフェルールの研磨結果に係り、光ファイバーフェルール端面の平坦度でY方向の半径のばらつきを示すグラフである。
図21〜図23は、IPCモードでの研磨結果、図24〜図27は、OPCモードでの研磨結果を示す。
ここに、IPCモードは、出願人が既に提案した特開2002−1641に記載された研磨手法である。このIPCモードでは、研磨盤を基準位置として位置精度を保持し、光ファイバーフェルールごとに独立して保持させた研磨ホルダー内にばねを設置し、研磨荷重を光ファイバーフェルールごとに独立して付与する。
OPCモードは、研磨盤は基準位置とするものではなく、研磨盤から光ファイバーフェルールの端面に与える荷重で制御して研磨する手法である。上記既提案の特許文献とはことなり、光ファイバーフェルールを、研磨ホルダーに完全に固定させて研磨するため、研磨盤による荷重の制御が必要となる。
図21〜図23は、円柱形の光ファイバーフェルール(SCPC)を20本保持させて研磨した(IPC20軸-SCPC)。図24〜図27は、上記MTフェルールを24本固定して研磨した(固定24軸-MT)。
IPC20軸-SCPCと固定24軸-MTとの研磨条件は、一例として以下の表1、表2の通りである。
Figure 2018122424
Figure 2018122424
図21〜図23のように、ラジアス(Radius)、アペックス(Apex)、ファイバーハイト(Fiber Height)共に、要求スペック内であった。
具体的には、図21のラジアス(Radius)は、フェルール端面の半径であり、R10〜25mmであった。図22のアペックス(Apex)は、アペックスオフセット(Apex offset)、フェルールの頂点とファイバー中心とのずれ量であり、50μm以下であった。図23の ファイバーハイト(Fiber Height)は、フェルールからのファイバーの突き出し量であり、0〜50nmであった。
図24〜図27のように、Xアングル(X angle)、Yアングル(Y angle)、Xラジアスミニマム2000mm(X Radius min 2000mm)、Yラジアスミニマム5mm(Y Radius min 5mm)共に、要求スペック内であった。
具体的には、図24のXアングル(X angle)は、フェルール端面の角度のX方向の角度であり、±0.15°であった。図25のYアングル(Y angle)は、フェルール端面の角度のY方向の角度であり、±0.20°であった。図26のXラジアスミニマム2000mm(X Radius min 2000mm)は、フェルール端面の平坦度でX方向の半径2000mm以上であった。図27のYラジアスミニマム5mm(Y Radius min 5mm)は、フェルール端面の平坦度でY方向の半径5mm以上であった。
(研磨形態の拡張性)
図28(A)は、端面研磨前の光ファイバーフェルールの要部を示す断面概念図、(B)は、単一研磨の状況を示す平面概念図である。
図28(A)のように、研磨前に光ファイバーフェルール144の端面には、光ファイバー144aの除去予定部144aa及び接着剤144bの除去予定部144baが露出している。
光ファイバー144aの露出している除去予定部144aaは、従来、作業者が手作業によりカットしていた。
一方、本発明の実施例による研磨形態では、研磨冶具107をポスト9に固定し、研磨盤5を公転自転させながら下方から徐々に上昇させることができる、研磨冶具107に支持させた光ファイバー144aの除去予定部144aaの研磨除去も可能となる。
図28(B)のように、単一の光ファイバーフェルール145aの研磨を行なうとき、従来のOPCモードでの研磨では、研磨冶具147に支持した研磨対象の光ファイバーフェルール145aに対し、ダミー145b、145cを配置する必要があった。このダミー145b、145cの配置により研磨圧力により研磨冶具147が傾斜するのを規制していた。
一方、本発明の実施例による研磨形態では、研磨冶具107をポスト9に完全固定し、研磨盤5を公転自転させながら下方から上昇させて研磨することが可能となり、ダミー145b、145cの配置が不要となり、一本研磨の作業性が著しく向上する。
(研磨圧力直接検出)
図29は、押圧力伝達機構に対するロードセルの配置の変形例を示す要部概略断面図である。なお、基本的な構成は、図9などと同様であり、同符号を付して重複した説明は省略する。また、図29において示されていない構成及び符号は、図9などを参照する。
図9では、センサーであるロードセル77を直動部材61に取り付けた。この位置での取り付けによる検出は、研磨駆動される研磨盤5とポスト9で保持した光ファイバーフェルールとの間の研磨圧力を間接的に検出するものである。
一方、図29の端面研磨装置1Aの例では、研磨盤ガイド支持部31Aの他に押圧力伝達機構21Aとなる押圧ロッド149を追加した。図29において、カム機構59Aのカム構成体83Aは、カム部79Aにおいて部分的に示し、概念的に楔プレート状に示している。
押圧ロッド149は、スラストリング33に対し、研磨盤ガイド支持部31Aの4本のスプラインシャフト35の間に周方向均等配置され、スラストリング33の下面に接合されている。変形例の研磨盤ガイド支持部31Aは、押圧力を伝達せず、押圧力伝達機構21の一部を構成しない。
なお、スプラインシャフト35及び押圧ロッド149の本数及び配置は、研磨盤5の進退方向へのガイドを円滑に行ない、押圧力を円滑に伝達できれば特に限定されない。
ロードセル77Aは、押圧ロッド149の平坦な下端面とカム構成体83Aの平坦な結合面89Aとの間に固定した。押圧ロッド149の平坦な上端面は、スラストリング33の結合面33cに接合され、図9と同様にしてボルトにより固定されている。ロードセル77Aは、は、図2で示す制御部22に接続されている。
従って、上記のようにして押圧用駆動モーターから出力された駆動力がカムフォロワ81Aa、(81Ab)に伝達され、カム作用によりカム構成体83Aが上方へ押圧されると押圧力がロードセル77A及び押圧ロッド149を介してスラストリング33に伝達される。
この押圧力の伝達によりスラストリング33が上昇し、研磨盤5を光ファイバーフェルールの端面に押し当てる。スラストリング33が上昇するとき、上記同様にスプラインシャフト35がスプラインブッシュ93にガイドされる。このガイドを受けながらスプラインシャフト35が、スラストリング33を介して研磨盤5を進退方向に移動ガイドし、研磨盤5に押圧力を伝達する。研磨盤5は進退方向への押圧力の伝達を受けながら前記のようにスラストリング33上で研磨駆動される。
研磨盤5への押圧力の伝達により研磨盤5とポスト9で保持した光ファイバーフェルールの端面との間の研磨圧力が調節される。この研磨圧力は、ロードセル77Aが直接的に検出し、信号を制御部22に入力する。この入力で、制御部22が押圧用駆動モーター15をフィードバック制御する。
従って、この変形例では、研磨圧力の直接的な検出により押圧用駆動モーター15のフィードバック制御をより直接的に行わせることができる。
(カム部及びカム駆動部の変形例)
図30は、変形例を示し、(A)は、カム部及びカム駆動部の概略断面図、(B)は、カム部の概略断面図、(C)は、カム部の概略断面図である。
図30(A)は、カム構成体83Bをカム部79Bにおいて部分的に示し、概念的に楔プレート状に示している。カム部79Bは、単一直線の傾斜面79Ba(79Bb)を有している。なお、括弧内は、図示していない右側を示す。以下同様である。
カム機構59Bのカム駆動部81Bは、楔プレート81Ba(81Bb)であり、単一の傾斜面81Baa(81Bba)を有している。傾斜面81Baa(81Bba)は、カム構成体83Bのカム部79Bの傾斜面79Ba(79Bb)に対向している。
従って、上記カムフォロワ81a(81b)と同様に楔プレート81Ba(81Bb)に押圧用駆動モーターから出力された駆動力が伝達されると傾斜面81Baa(81Bba)と傾斜面79Ba(79Bb)との間のカム作用により、直動部材の直進動作による力を研磨盤5の進退動作の方向に押圧力として伝達することができ、上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。
図30(B)、(C)は、カム機構59C、59Dのカム構成体83C、83Dを図30(A)と同様に部分的に示している。
図30(B)のカム構成体83Cは、カム部79Cの傾斜面79Ca(79Cb)を二つの傾斜面79Caa(79Cab)、79Cba(79Cbb)とした。
従って、相対的に傾斜の大きな傾斜面79Caa(79Cba)によりカム構成体83Cの上方への移動を迅速に行なわせ、相対的に傾斜の小さな傾斜面79Cab(79Cbb)により大きな押圧力を僅かな移動により伝達させることができる。
このような段階的な押圧力伝達により迅速且つ精度良く押圧力の伝達ができる。
なお、カム部79Cでは、傾斜面79Ca(79Cb)を二つの傾斜面79Caa(79Cab)、79Cba(79Cbb)で構成したが、三つ以上の傾斜面で構成することもできる。
図30(C)のカム構成体83Dは、カム部79Dの傾斜面79Da(79Db)を曲面とした。
この曲面の傾斜面79Da(79Db)により、前記図30(B)のカム構成体83Cの段階的な伝達作用に比較し、カム構成体83Dでは、より連続的な伝達作用を行わせることができる。
図31は、実施例2に係り、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す概略斜視断面図である。なお、基本的な構成は、実施例1と同様であり、同符号を付して重複した説明は省略する。また、図31において示されていない構成及び符号は、実施例1の図9などを参照する。
図31の端面研磨装置1Eは、回転力出の駆動力を端面カム151によりそのままスラストリング33Eに押圧力を伝達する構成とした。
研磨盤ガイド支持部31Eは、スラストリング33E及びガイドリング153を備えている。
前記スラストリング33Eは、研磨盤5の前記同様な研磨駆動を可能としつつ押圧力伝達機構21Eの一部として押圧力を伝達する構成とした。このためスラストリング33Eは、前記同様に研磨盤5の下面外周部を平面で支持している。この支持構造の概念は、上記実施例と同様である。
前記ガイドリング153は、ボールリテーナーを有し、前記スラストリング33Eをベースプレート3Eに可動支持している。この支持構造の形態は異なるが、進退動作の方向へ押圧力を伝達する概念は上記実施例と同様である。
従って、スラストリング33Eは、ガイドリング153に支持されつつ上方の研磨盤5に押圧力を伝達するように研磨盤5の進退動作の方向へ移動することができる。
一方、本変形例の押圧力伝達機構21Eは、駆動リング155を備えている。
駆動リング155は、前記スラストリング33Eの下部に対向配置され押圧用駆動源である押圧用駆動モーターが出力する駆動力で研磨盤の進退動作の方向に沿った回転軸を中心に回転駆動される構成となっている。
押圧用駆動モーターは、例えば駆動リング155の下部等にギヤにより連動結合されている。この連動結合により押圧用駆動モーターが出力する駆動力で駆動リング155の回転駆動が可能となっている。この駆動リング155は、ベアリング157によりベースプレート3Eに支持され、軸回りの回転が可能となっている。
駆動リング155には、支持ローラー159が複数支持されている。支持ローラー159は、周方向等間隔で支持され、スラストリング33Eの下面を支持している。
スラストリング33Eの下面には、前記端面カム151が設けられ、支持ローラー159が当接している。
従って、押圧用駆動モーターが出力する駆動力で駆動リング155が回転すると支持ローラー159の周方向位置がスラストリング33Eの端面カム151に対して変化する。この支持ローラー159の周方向位置により端面カム151がカム作用を奏し、スラストリング33Eが研磨盤の進退動作の方向へ押圧力を伝達する。
この押圧力の伝達により研磨盤が押圧され、研磨盤と光ファイバーフェルールの端面との間に研磨圧力が付与される。
従って、本変形例でも、上記実施例1と同様な作用効果を奏することができる。
しかも、押圧用駆動モーターの駆動力をスラストリング33Eに直接的に伝達することができ、伝達経路の短い部品点数の少ない簡単な構造を実現することができる。
なお、端面カムを駆動リング155に形成し、支持ローラー159をスラストリング33E側に支持する構造を採用することもできる。
また、駆動リング155をベースプレート3Eに固定し、複数設けられている支持ローラー159を板カムとし、スラストリング33Eの下面に板カムの周面に当接する斜面や平面を形成する構成にすることもできる。押圧用駆動モーターと板カムとは、押圧用駆動モーターにより回転駆動されるギヤリングと、板カムの各軸に取り付けたピニオンギヤとを噛み合わせることで連動構成することができる。板カムの各回転軸にそれぞれ小型の押圧用駆動モーターを組付ける構成にすることもできる。
さらに、実施例1のカム構成体に代えてスプラインシャフト35の下端に加圧プレートを固定し、この加圧プレートの下面に端面カムを形成し、この端面カムを備えた加圧プレートに対し駆動リング155及び支持ローラー159の構造のような機構を組み合わせて構成することもできる。
図32は、実施例3に係り、保持部ガイド支持部と押圧力伝達機構とを示す光ファイバーフェルールの端面研磨装置の一部を断面にした概略側面図である。なお、基本的な構成は、実施例1と同様であり、同符号を付して重複した説明は省略する。
本実施例の端面研磨装置1Fは、ポスト9Fを研磨盤5に対して上下方向に進退動作可能として研磨圧力の調節を行なうようにした。
従って、本実施例の端面研磨装置1Fでは、スラストリング33Fはベースプレート3Fに上下位置変更不能に位置決められている。
本実施例の端面研磨装置1Fは、保持部ガイド支持部161を備えている。保持部ガイド支持部161は、研磨盤5に対しポスト9Fの進退動作を可能として研磨圧力を付与する構成とした。このため、端面研磨装置1Fは、研磨治具107のホルダープレート109を取り付けるポスト9Fをベースプレート3Fに可動支持している。ポスト9Fの基本的な構造は、実施例1と同様であり、複数本として例えば4本備えている。
本実施例のポスト9Fは、一端の上部側に前記研磨治具107のホルダープレート109を取り付けて他端の進退ガイド9Faから押圧力伝達機構21Fの一部としてポスト9Fの進退動作の方向へ前記押圧力を伝達する構成としている。
つまり、ポスト9Fの下部に、進退ガイド9Faが下方へストレートに延長形成されている。ポスト9Fの進退ガイド9Faは、基軸97と同軸同径で一体に形成されている。なお、ポスト9Fの進退動作を可能とする限り、進退ガイド9Faを基軸97よりも太く或いは細く形成することもできる。また、進退ガイド9Faのポスト9Fへの接合は、本実施例において一体を意味する。但し、ポスト9Fと進退ガイド9Faとを別体としポスト9Fを進退ガイド9Faに螺合結合するような構成にすることもできる。螺合結合の場合は、進退ガイド9Faの長さを選択して装置の仕様を変更することができる。
ポスト9Fは、進退ガイド9Faにおいてベースプレート3Fの嵌合穴3Fbにボールブッシュ163を介して支持されている。この支持により、押圧入力を伝達するために進退ガイド9Faをベースプレート3Fに可動支持する構成となる。この可動支持により、ポスト9Fが研磨盤5に対し上下方向に進退動作可能となる。ポスト9Fの他端である進退ガイド9Faの平坦な端面には、筐体55内でカム構成体83Fの上向きの結合面89が接合固定されている。この固定は、実施例1同様にボルトにより行なわれている。
この接合固定は、カム機構59のカム作用により直動部材61の直進動作による力をポスト9Fの進退動作の方向に押圧力として伝達することを可能とする。
ポスト9Fの上部には、押圧力伝達機構21Fの部材として研磨冶具107のホルダープレート109が配置されている。このホルダープレート109は、ベースプレート3Fよりも上位側に位置する。上記同様にホルダープレート109の縁部110(図16)が、4本のポスト9Fの嵌合筒部97b上の平坦な上向きの結合面に載置され、加圧ピン部101aにより固定される。ホルダープレート109は、直動部材61の直進動作の前後方向に沿った平坦な下向きの結合面109aを有する。この結合面109aにより前記嵌合筒部97b上の平坦な上向きの結合面にホルダープレート109が固定される。
この固定により複数本の進退ガイド97Faは、ホルダープレート109の下向きの結合面109aにポスト9Fを介して間接的に固定される構造となる。
この構造において、加圧ばね105の設定を強くし、或いは省いてレバー支持軸99を基軸97に固定する完全固定の形態を採ることで、カム構成体83Fと進退ガイド9Faとホルダープレート109とが固定連鎖をなす。
なお、ポスト9Fとホルダープレート109との間は、ボルト締結ではない。この場合でも、ホルダープレート109を介してMTフェルール117に押圧力を伝達するときホルダープレート109がポスト9Fに対し相対的な動作をしないという意味において前記固定連鎖をなす。
この場合、カム構成体83Fは、本実施例の押圧力伝達機構21Fの押圧下部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Fは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのカム構成体83Fをベースプレート3Fよりも下位側に備えた構成となっている。
また、ホルダープレート109は、本実施例の押圧力伝達機構21Fの押圧上部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Fは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのホルダープレート109をベースプレート3Fよりも上位側に備えた構成となっている。
進退ガイド9Faのカム構成体83への結合は、実施例のように直接行なう構造の他、他部材を介して間接的に行わせることもできる。また、カム構成体83と別体の押圧下部材を進退ガイド9Faに結合して固定連鎖とし、これら押圧下部材をカム構成体83に対し前記進退方向に接合させる構成にすることもできる。
その他、押圧用駆動モーター15Fからカム構成体83Fまでの押圧力伝達機構21Fの構造は、実施例1と同様であり、直動機構57及びカム機構59に同符号を付し、重複した説明は省略する。また、本実施例において矛盾しない限り実施例1の各種変形例を採用することができる。
そして、本実施例では、実施例1と同様にして押圧用駆動モーター15Fから駆動力が出力されると、直動機構57及びカム機構59を介してカム構成体83Fに押圧力として変換伝達される。
本実施例では、直動部材61の前方への直進動作によりカムフォロワ81a、81bが転動しながら傾斜面79bを押し下げる。直動部材61が後方へ直進動作するとカムフォロワ81a(81b)が転動しながら傾斜面79aを押し上げる。
従って、研磨圧力を付与するとき、カム構成体83Fは、カムフォロワ81a(81b)と下方の傾斜面79bとの間のカム作用によりポスト9Fの進退動作の方向に移動し、ポスト9Fの進退ガイド9Faを下方へ引き込むように押圧力を伝達する。
しかも、平坦な上向きの結合面89に対する4本の進退ガイド9Faの平坦な端面の結合固定により相互間がずれたり、ふらついたりすることがないか、抑制される。
このため、カム機構59により変換伝達された押圧力をカム構成体83Fから4本の進退ガイド9Faを介し、ポスト9Fに上下方向でバランスよく確実に伝達することができる。
さらに、カム構成体83Fと進退ガイド9Faと部材であるホルダープレート109とがなす固定連鎖により、カム構成体83Fが受けた上下方向の荷重を、結合面89から4本の進退ガイド9Fa、ポスト9Fを介してホルダープレート109へ剛性を持って伝達する。
この押圧力の伝達によりポスト9Fが確実に下降する。
このポスト9Fの下降により研磨冶具107に支持されているMTフェルール117の先端が、高さ方向に位置決めされている研磨盤5の研磨フィルム27に上方から押し当てられる。この押し当ては、実施例1同様であり、例えば研磨フィルム27が0.1mm程度押し込まれるような設定された研磨圧力が付与される。
この場合、実施例1同様に、ロードセル77が検出する押圧力の検出信号が制御部22(図2参照)に入力され、制御部22が入力された検出信号から現在の研磨圧力を演算する。この演算により実施例1同様に押圧駆動モーター15Fのフィードバック制御が行なわれる。この結果、前記研磨圧力の維持、調節を実現することができる。
従って、本実施例では、スラストリング33Fを可動支持する必要が無く、構造を簡素化することができる。
その他、実施例1と同様な作用効果を奏することができる。
なお、本実施例では、ポスト9Fとは別に押圧力を伝達するロッドを設け、このロッドの下端をカム構成体83Fに連動結合し、ロッドの上端側をポスト9Fに連動結合する構成にすることも可能である。この場合、ポスト9Fの進退ガイド9Faは、カム構成体83Fに対し連動結合されることなくフリーな状態とする。ロッドは、前記固定連鎖の構成部材となる。
図33〜図35は、実施例4に係る。図33は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す概略平面図である。図34は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す図33のXXXIV−XXXIV線矢視概略断面図である。図35は、光ファイバーフェルールの端面研磨装置の要部を示す概略側面図である。なお、基本的な構成は、実施例1と同様であり、同符号を付して重複した説明は省略する。また、図33〜図35において示されていない構成及び符号は、実施例1の図9などを参照する。
図33〜図35のように、本実施例の端面研磨装置1Gは、押圧用駆動源としてエアシリンダー15Gを採用し、押圧力伝達機構21Gは、前記エアシリンダー15Gの出力の方向を研磨盤5の進退動作の方向として押圧力を直接的に伝達する構成とした。従って、本実施例では、実施例1の直動機構57及びカム機構59は設けていない。
前記エアシリンダー15Gは、電空レギュレーターにより内圧が制御される構造である。電空レギュレーターは、エアシリンダー15Gの内圧及びピストン径から研磨圧力を演算する。電空レギュレーターは、制御部22Gに接続され、電空レギュレーターが演算した研磨圧力が設定された研磨圧力となるように制御部22Gが電空レギュレーターをフィードバック制御する。
このエアシリンダー15Gは、シリンダー取付板165の下面に取り付けられている。シリンダー取付板165は、例えば4本の支柱167によりベースプレート3Gの下面に取り付けられている。
エアシリンダー15Gのピストンロッド15Gaは、加圧プレート169に結合されている。加圧プレート169は、押圧力伝達機構21Gの一部であり、平面視で例えば円形に形成され、上面に平坦な結合面169aを備えている。加圧プレート169の外周部において、結合面169aは、スプラインシャフト35の平坦な下端面にボルトなどにより結合固定されている。このボルトによる結合は、実施例1と同様である。
スプラインシャフト35は、実施例1と同様に例えば4本がスラストリング33の外周部で周方向に均等配置されている。ピストンロッド15Gaの軸心は、スラストリング33の中心と一致して配置されている。この配置で、エアシリンダー15Gの駆動力がスラストリング33に片寄り無くバランスよく伝達される構成となっている。
また、図34、図35のように、4本のスプラインシャフト35の下端は、加圧プレート169の平坦な結合面169aに突き当てて上記のように締結固定している。
かかる固定により結合面169aから4本のスプラインシャフト35の下端へほぼ同一条件で荷重伝達を行わせることができることは実施例1同様である。
しかも、4本のスプラインシャフト35の上端とスラストリング33の平坦な結合面33cとの締結固定も実施例1同様である。
かかる固定により、4本のスプラインシャフト35、加圧プレート169、及びスラストリング33が、固定連鎖を構成する。この固定連鎖により加圧プレート169が受けた上下方向の荷重を、結合面169aから4本のスプラインシャフト35、スラストリング33を介して研磨盤5へ剛性を持って伝達する。
この場合、加圧プレート169は、本実施例の押圧力伝達機構21Gの押圧下部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Gは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための加圧プレート169をベースプレート3よりも下位側に備えた構成となっている。
また、スラストリング33は、本実施例の押圧力伝達機構21Gの押圧上部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Gは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのスラストリング33をベースプレート3よりも上位側に備えた構成となっている。
スプラインシャフト35の加圧プレート169及びスラストリング33への結合は、実施例のように直接行なう構造の他、他部材を介して間接的に行わせることもできる。また、加圧プレート169、スラストリング33と別体の押圧下部材、押圧上部材をスプラインシャフト35に結合して固定連鎖とし、これら押圧下部材、押圧上部材を加圧プレート169、スラストリング33に対し前記進退方向に接合させる構成にすることもできる。
本実施例においても、スプラインシャフト35及びスラストリング33が研磨盤ガイド支持部31として機能する他に、実施例1同様に押圧力伝達機構21Gの一部としても機能する。
本実施例では、エアシリンダー15Gの出力によりピストンロッド15Gaが上方へ突出し、駆動力が加圧プレート169に伝達される。
加圧プレー169に伝達された駆動力は、押圧力として4本のスプラインシャフト35に均等に伝達される。4本のスプラインシャフト35は、ベースプレート3に対して上昇し、スラストリング33の外周部の4箇所を均等に押圧する。
スラストリング33に押圧力が伝達されると、研磨盤5が押し上げられ、実施例1と同様に研磨圧力が付与される。
この研磨圧力は、電空レギュレーターが演算し、制御部22Gが検出された研磨圧力を設定された研磨圧力とするように電空レギュレーターに電気信号を送る。電空レギュレーターは、エアシリンダー15Gの圧力を制御し、ピストンロッド15Gaを進退制御する。
ピストンロッド15Gaが下方へ退避制御されると上記とは逆の動作により研磨盤5が下降制御され、研磨圧力が減少するか無くなる。
こうして研磨圧力が正確に制御される。
従って、本実施例では、直動機構、カム機構等を省略することができ、構造を簡素化し、装置をコンパクトにすることができる。
その他、実施例1と同様な作用効果を奏することができる。
なお、本実施例においても、実施例1と同様にロードセルで研磨圧力を直接又は間接的に検出し、検出した信号により電空レギュレーターを制御する構成にすることもできる。
また、実施例1〜3において、押圧用駆動源をエアシリンダーに代えることもできる。この場合、エアシリンダーは、出力の方向に応じて適宜横置きとなる。
図36〜図38は、楔プレートを用いた構造に係る。図36は、研磨盤への適用例に係り、固定連鎖の概念図である。図37は、固定連鎖に適用する楔プレート及びその周辺の構造を示す概念図である。図38は、ポストへの適用例に係り、固定連鎖に適用する楔プレート及びその周辺の構造を示す概念図である。なお、基本的な構成は、実施例1又は実施例3と同様であり、同符号を付して重複した説明は省略する。また、図36〜図38において示されていない構成及び符号は、実施例1、3の図9、図32などを参照する。
図36の光ファイバーフェルールの端面研磨装置は、スラストリング33を押圧力伝達機構21Hに含む構造である。
図36のように、押圧力伝達機構21Hは、楔機構59Hを含んでいる。なお、楔機構59Hの具体的な構造は図38で後述する。ここでは、楔機構59Hを概念化して説明する。
楔機構59Hは、第1、第2の楔プレート83H、81Hを含んでいる。第1、第2の楔プレート83H、81Hは、楔作用により直進動作による力を研磨盤5の進退動作の方向へ押圧力として伝達する。第1、第2の楔プレート83H、81Hは、例えば実施例1のカム構成体83と同様に枠状に形成されている。
前記第1の楔プレート83Hの平坦な結合面89Hには、進退ガイドであるスプラインシャフト35の下端が実施例1と同様の構造で接合固定されている。第1の楔プレート83Hは、単一直線の傾斜面79Ha(79Hb)を左右側に有している。なお、括弧内は、図示していない右側を示す。以下同様である。スラストリング33の平坦な結合面33cには、スプラインシャフト35の上端が実施例1と同様の構造で接合固定されている。
かかる固定により、4本のスプラインシャフト35、第1の楔プレート83H、及びスラストリング33が、固定連鎖を構成する。この固定連鎖により第1の楔プレート83Hが受けた上下方向の荷重を、結合面89Hから4本のスプラインシャフト35、スラストリング33を介して研磨盤5へ剛性を持って伝達する。
この場合、第1の楔プレート83Hは、本実施例の押圧力伝達機構21Hの押圧下部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Hは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための第1の楔プレート83Hをベースプレート3よりも下位側に備えた構成となっている。
また、スラストリング33は、本実施例の押圧力伝達機構21Hの押圧上部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Hは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのスラストリング33をベースプレート3よりも上位側に備えた構成となっている。
スプラインシャフト35の第1の楔プレート83H及びスラストリング33への結合は、実施例のように直接行なう構造の他、他部材を介して間接的に行わせることもできる。また、第1の楔プレート83H、スラストリング33と別体の押圧下部材、押圧上部材をスプラインシャフト35に結合して固定連鎖とし、これら押圧下部材、押圧上部材を第1の楔プレート83H、スラストリング33に対し前記進退方向に接合させる構成にすることもできる。
前記第2の楔プレート81Hは、押圧用駆動源である押圧用駆動モーターやエアシリンダーなどから出力される駆動力により第1の楔プレート83Hに対し楔作用を働かせて前記変換伝達を行なわせる。第2の楔プレート81Hは、第1の楔プレート83Hとほぼ同形状に形成されている。
第2の楔プレート81Hは、傾斜面81Haa(81Hba)を有している。傾斜面81Haa(81Hba)は、第1の楔プレート83Hの傾斜面79Ha(79Hb)に対向している。
従って、第2の楔プレート81Hに押圧用駆動モーターやエアシリンダーから出力された駆動力が伝達されると傾斜面81Haa(81Hba)と傾斜面79Ha(79Hb)との間の楔作用により、第2の楔プレート81Hの直進動作による力を第1の楔プレート83Hを介し研磨盤5の進退動作の方向の押圧力として伝達することができ、上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。
図37の楔プレート及びその周辺の構造では、第1、第2の楔プレート83H、81Hが、第1、第2のリニアガイド171、173で支持されている。第1、第2のリニアガイド171、173は、ガイドレール171a、173aとブロック171b、173bとからなっている。
第1のリニアガイド171のガイドレール171aは、第2の楔プレート81Hの傾斜面81Haa(81Hba)にそれぞれ固定されている。
第1のリニアガイド171のブロック171bは、第1の楔プレート83Hの傾斜面79Ha(79Hb)にそれぞれ固定されている。
第2のリニアガイド173のブロック173bは、第2の楔プレート81Hの平坦な下面81Hab(81Hbb)にそれぞれ固定されている。
第2のリニアガイド173のガイドレール173aは、ベースプレート3側などの固定側にブラケットなどを介して取り付けられている。
第2の楔プレート81Hは、連結部材175により実施例1の直動部材61と同様な構造の直動部材に結合され、或いはエアシリンダーのピストンロッドに結合されている。
従って、第2の楔プレート81Hに押圧用駆動モーターやエアシリンダーから出力された駆動力が伝達される第2の楔プレート81Hが移動する。この移動は、第2のリニアガイド173のガイドレール173a上をブロック173bが走行することにより円滑に行なわれる。
第2の楔プレート81Hが移動すると第1のリニアガイド171のガイドレール171aが一体に移動する。
第1のリニアガイド171のブロック171bは第2の楔プレート81Hの直進方向へは移動しないのでガイドレール171aの移動により楔作用が働き第1の楔プレート83Hがスプラインシャフト35に矢印で示す方向に押圧力を伝達する。この押圧力の伝達により、例えば図36の押圧力伝達機構21Hを機能させることができる。
楔機構59Hは、上下逆に配置することもできる。この配置では、第1の楔プレート83Hを固定側に接合させ、第2のリニアガイド173のガイドレール173aをスプラインシャフト35に接合固定する。楔機構59Hをユニット化し、スプラインシャフト35及びベースプレート3間に着脱自在に配置することもできる。
図38の光ファイバーフェルールの端面研磨装置は、ホルダープレート109を押圧力伝達機構21Iに含む構造である。楔機構59Iの基本的な構造は、図37の楔機構59Hと同様である。従って、対応する構成部分には同符号を付し、また符号のHをIに代えて付し、重複した説明は省略する。
図38では、図32のポスト9Fを研磨盤5に対して上下方向に進退動作可能とする構造に楔機構59Iを適用した。
この場合、第1の楔プレート3Fcは、図37の第1の楔プレート83Hとは異なり、固定側であるベースプレート3Fに固定され、固定側の部材となっている。このため、第1の楔プレート3Fcは、対応する部材の符号を変更している。
第2のリニアガイド173のガイドレール173aは、伝達プレート83Iに固定されている。この例では、伝達プレート83Iが、実施例1の図9のカム構成体83に対応している。従って、伝達プレート83Iに、平坦な上向きの結合面89Iが形成されている。
前記第1の楔プレート83Iの平坦な結合面89Iには、進退ガイド9Faの下端が実施例1と同様の構造で接合固定されている。
かかる固定により、4本の進退ガイド9Fa及びポスト9F、伝達プレート83I、ホルダープレート109が、固定連鎖を構成する。この固定連鎖において、第2の楔プレート81Iの駆動により第1の楔プレート3Fcが受けた上下方向の荷重を、ベースプレート3Fが受ける。ベースプレート3Fが受けた荷重は、反力として楔機構59Iを介し結合面89Iから4本の進退ガイド9Fa及びポスト9Fを介してホルダープレート109へ剛性を持って伝達される。
この場合、伝達プレート83Iは、本実施例の押圧力伝達機構21Iの押圧下部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Iは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための伝達プレート83Iをベースプレート3Fよりも下位側に備えた構成となる。
また、ホルダープレート109は、本実施例の押圧力伝達機構21Iの押圧上部材を構成する。つまり、押圧力伝達機構21Iは、上記のように前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するためのホルダープレート109をベースプレート3Fよりも上位側に備えた構成となる。
進退ガイド9Faの伝達プレート83Iに対する結合は、実施例のように直接行なう構造の他、他部材を介して間接的に行わせることもできる。
楔機構59Iは、上下逆に配置することもできる。この配置では、第1の楔プレート3Fcを伝達プレート83Iに接合固定させ、第2のリニアガイド173のガイドレール173aをベースプレート3Fに接合固定させる。楔機構59Iをユニット化し、伝達プレート83I及びベースプレート3F間に着脱自在に配置することもできる。従って、本実施例では、楔機構59H、59Iにより、小さな駆動力で押圧用の大きな荷重を発生させることができ、構造を簡素化し、装置をコンパクトにすることができる。
その他、実施例1と同様な作用効果を奏することができる。
1、1A、1E、1F、1G 光ファイバーフェルールの端面研磨装置
3、3E、3F ベースプレート(ベース部)
5、5F 研磨盤
5c 軸受孔(軸受部)
9 ポスト(保持部)
9F ポスト(保持部、押圧力伝達機構)
9Fa 進退ガイド(保持部ガイド支持部、押圧力伝達機構)
15 押圧用駆動モーター(押圧用駆動源)
15G エアシリンダー(押圧用駆動源)
21、21A、21G、21H、21I 押圧力伝達機構
22、22G 制御部
23 公転駆動軸
29 ボールガイド(軸受部)
30 軸受部
33、33E、33F、33G スラストリング(研磨盤ガイド支持部、押圧力伝達機構、押圧上部材)
33c 下向きの結合面
35 スプラインシャフト(進退ガイド、研磨盤ガイド支持部、押圧力伝達機構)
57 直動機構
59、59A、59B カム機構
59H、59I 楔機構
61 直動部材
63 直動ガイド
77、77A ロードセル(センサー)
79、79A、79B、79C、79D カム部(カム機構)
79a、79b、79Aa、79Ab、79Ba、79Bb、79Ca、79Cb、79Da、79Db 傾斜面(カム機構)
81、81A、81B カム駆動部(カム機構)
81a、81b、81Aa、81Ab、81Ba、81Bb、 カムフォロワ(カム機構)
83、83A、83B、83C、83D、83F カム構成体(カム機構、押圧下部材)
81H、81I 第2の楔プレート
83H 第1の楔プレート(押圧下部材)
83I 伝達プレート(押圧下部材)
89、89A 上向きの結合面
107 研磨冶具
109 ホルダープレート(押圧上部材)
109a 下向きの結合面
169 加圧プレート(押圧下部材)
本発明は、調節した研磨圧力で光ファイバーフェルール端面の研磨を行わせて研磨精度の向上を可能とするため、研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨用駆動軸と前記研磨盤との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するための軸受部と、前記保持部に対し前記研磨盤の前記軸方向の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記研磨盤をベース部に可動支持して前記進退動作の方向にのみ可動である研磨盤ガイド支持部と、前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する押圧用駆動源と、前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記研磨盤の進退動作の方向へ押圧力として前記研磨盤ガイド支持部を介して伝達する押圧力伝達機構とを備えた。
また、研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、前記研磨盤に対し前記保持部の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記保持部をベース部に可動支持する保持部ガイド支持部と、前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動出力を調節可能な押圧用駆動源と、前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記保持部の進退動作の方向へ押圧力として伝達する押圧力伝達機構とを備え、前記保持部ガイド支持部は、複数本の進退ガイドを備え、前記進退ガイドは、一端側が前記光ファイバーフェルールを固定する研磨治具を取り付けるポストに接合され他端から前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧入力を伝達するために前記ベース部に可動支持された
ベースプレート3の下面側には、公転用モーター11と自転用モーター13とが取り付けられている。公転用モーター11及び自転用モーター13は、公転自転による研磨駆動の駆動源となる。

Claims (16)

  1. 研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記研磨用駆動軸と前記研磨盤との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容するための軸受部と、
    前記保持部に対し前記研磨盤の前記軸方向の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記研磨盤をベース部に可動支持する研磨盤ガイド支持部と、
    前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動力を調節可能に出力する押圧用駆動源と、
    前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記研磨盤の進退動作の方向へ押圧力として伝達する押圧力伝達機構と、
    を備えたことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  2. 請求項1記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記研磨用駆動軸は、前記研磨盤の中心部に嵌合して前記研磨盤の自転を許容しつつ公転駆動する公転駆動軸を含み、
    前記軸受部は、前記公転駆動軸と前記研磨盤との間の軸周りの相対回転と軸方向の相対移動とを許容する、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  3. 請求項1又は2記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記研磨盤ガイド支持部は、スラストリング及び進退ガイドを備え、
    前記スラストリングは、前記研磨駆動を可能としつつ前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧力を伝達するために前記研磨盤の下面外周部を平面で支持し、
    前記進退ガイドは、一端が前記スラストリングに接合され他端から前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧力を伝達するために前記ベース部に可動支持された、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  4. 請求項3記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧力伝達機構は、前記ベース部に支持された直動機構とカム機構とを含み、
    前記直動機構は、前記押圧力の伝達により前記進退動作の方向に交差して直進動作する直動部材と前記直進動作を可能とするために前記直動部材を前記ベース部に支持する直動ガイドとを含み、
    前記カム機構は、カム作用により前記直動部材の直進動作による力を前記進退動作の方向へ押圧力として伝達する、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  5. 請求項4記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記カム機構は、前記カム作用を行うカム部とカム駆動部とを含み、
    前記カム部は、カム構成体に備えた傾斜面を有し、
    前記カム構成体は、前記変換伝達を可能とするために前記進退ガイドの他端に接合され、
    前記カム駆動部は、前記直動部材の直進動作による力を前記傾斜面に伝達するために前記直動部材に支持されて前記傾斜面に当接する、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  6. 請求項1又は2項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記研磨盤ガイド支持部は、スラストリング及びガイドリングを備え、
    前記スラストリングは、前記研磨駆動を可能としつつ前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧力を伝達するために前記研磨盤の下面外周部を平面で支持し、
    前記ガイドリングは、前記進退動作の方向へ前記押圧力を伝達するために前記スラストリングを前記ベース部に可動支持し、
    前記押圧力伝達機構は、前記スラストリングの下部に対向配置され前記駆動力で前記進退動作の方向に沿った回転軸を中心に回転駆動される駆動リングを前記ベース部に備え、
    前記スラストリングと前記駆動リングとの間に、前記駆動リングの回転により前記スラストリングを前記進退動作の方向へ前記押圧力を伝達するために移動させる端面カムを備えた、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  7. 研磨用駆動軸により研磨駆動される研磨盤と保持部で保持した光ファイバーフェルールとの間に研磨圧力を付与して前記光ファイバーフェルールの端面を研磨する光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記研磨盤に対し前記保持部の進退動作を可能として前記研磨圧力を付与するために前記保持部をベース部に可動支持する保持部ガイド支持部と、
    前記研磨圧力を付与するために押圧用の駆動出力を調節可能な押圧用駆動源と、
    前記押圧用駆動源から出力される駆動力を前記保持部の進退動作の方向へ押圧力として伝達する押圧力伝達機構と、
    を備えたことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  8. 請求項7記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記保持部ガイド支持部は、複数本の進退ガイドを備え、
    前記進退ガイドは、一端側が前記研磨治具を取り付けるポストに接合され他端から前記押圧力伝達機構の一部として前記押圧入力を伝達するために前記ベース部に可動支持された、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  9. 請求項7又は8記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧力伝達機構は、前記ベース部に支持された直動機構とカム機構とを含み、
    前記直動機構は、前記押圧力の伝達により前記進退動作の方向に交差して直進動作する直動部材と前記直進動作を可能とするために前記直動部材を前記ベース部に支持する直動ガイドとを含み、
    前記カム機構は、カム作用により前記直動部材の直進動作の方向の力を前記進退動作の方向へ押圧力として伝達する、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  10. 請求項9記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記カム機構は、前記カム作用を行うカム部とカム駆動部とを含み、
    前記カム部は、カム構成体に備えた傾斜面を有し、
    前記カム構成体は、前記変換伝達を可能とするために前記進退ガイドの他端に接合され、
    前記カム駆動部は、前記直動部材の直進動作の方向の力を前記傾斜面に伝達するために前記直動部材に支持されて前記傾斜面に当接する、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  11. 請求項3又8は記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧力伝達機構は、楔作用により直進動作による力を前記進退動作の方向へ押圧力として伝達する楔機構を含む、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  12. 請求項3、8、11の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧力伝達機構は、前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための押圧下部材を前記ベース部よりも下位側に備え、
    前記押圧下部材は、前記直進動作の前後方向に沿った平坦な上向きの結合面を備え、
    前記複数本の進退ガイドは、前記上向きの結合面に直接又は間接的に固定された、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  13. 請求項12記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧力伝達機構は、前記進退動作の方向に前記押圧力を伝達するための押圧上部材を前記ベース部よりも上位側に備え、
    前記押圧上部材は、前記直進動作の前後方向に沿った平坦な下向きの結合面を備え、
    前記複数本の進退ガイドは、前記下向きの結合面に直接又は間接的に固定され、
    前記押圧下部材と前記進退ガイドと前記押圧上部材とが固定連鎖をなす、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  14. 請求項1〜13の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧用駆動源は、押圧用駆動モーター又はエアシリンダーである、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  15. 請求項1〜3、7、8の何れか1項記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧用駆動源は、エアシリンダーであり、
    前記押圧力伝達機構は、前記エアシリンダーの出力の方向を前記進退動作の方向として前記押圧力を伝達する、
    ことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
  16. 請求項1〜15の何れか1項に記載の光ファイバーフェルールの端面研磨装置であって、
    前記押圧力伝達機構に備えられ前記研磨圧力を直接的に又は間接的に検出するセンサーと、
    前記検出された研磨圧力を設定した研磨圧力とするために前記押圧用駆動源を制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする光ファイバーフェルールの端面研磨装置。
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