JP2949213B2 - 光ファイバ端面周縁の面取り加工方法とその装置及び砥石 - Google Patents

光ファイバ端面周縁の面取り加工方法とその装置及び砥石

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JP2949213B2 JP18689395A JP18689395A JP2949213B2 JP 2949213 B2 JP2949213 B2 JP 2949213B2 JP 18689395 A JP18689395 A JP 18689395A JP 18689395 A JP18689395 A JP 18689395A JP 2949213 B2 JP2949213 B2 JP 2949213B2
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光ファイバ端面周
縁の面取り加工方法とその装置及び面取り加工に用いる
砥石に関し、特に多芯光ファイバを対象にしている。
【0002】
【従来の技術】多芯光ファイバ1の各光ファイバ端面の
クラッド1bの周縁(エッジ)を図4Cに示すように面
取り加工する場合、モータ2のシャフト3の中心孔に多
芯光ファイバ1を通し、シャフト3の先端に装着された
光ファイバクランプ4でクランプし、面取り加工すべき
1本の光ファイバの先端部の素線1d(コア1aとクラ
ッド1bより成る)を基台5上に取付けられた素線ガイ
ド6のガイド孔6aに回転自在に挿入し、そのガイド孔
6aより僅かに突出したクラッド1bのエッジにXYス
テージ7に取付けられた平面砥石8を当て、モータで光
ファイバを回転させて研磨する。
【0003】研磨が終わると、光ファイバをガイド孔6
aより抜き出し、次に面取りする光ファイバをガイド孔
6aに差し込み上記と同様に研磨し、以後これを繰り返
し行っていた。なお、ガイド孔に通した光ファイバ以外
の光ファイバは図4Bに示すように研磨の邪魔にならな
いように曲げられ、戻らないように紐9でクランプ4等
に止められる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の面取り装置で
は、多芯光ファイバの1本ずつを素線ガイドに挿入また
は引抜き、また研磨する光ファイバ以外のものは湾曲さ
せて紐で止めるなどの作業が必要で、面取り作業全体の
効率が低い欠点があった。また、上記の挿入/引抜き及
び曲げなどの作業中に誤って素線をガイドに当てたりし
て破損させる恐れがあった。
【0005】この発明の目的は、これら従来の問題を解
決して、作業効率がよく、素線を破損させる恐れのない
面取り装置及び方法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)請求項1の面取り加工方法は、加工すべき多芯
光ファイバの先端を長さを揃えて切断し、その先端の被
覆を所定長に亘って剥離して素線(コア及びクラッドよ
り成る)を露出させ、その各光ファイバの先端部をク
ランプのY軸(Y軸とX軸とで作るXY平面を基準面に
平行とする)に平行なV溝(一定のピッチを有する)
へ、一端がV溝より所定長だけ突出するように固定し、
ボディの中心孔に第2の光ファイバが嵌合、固定され
ている円錐状砥石をモータのY軸に平行なシャフトの一
端部にδだけ偏心して平行に固定し、第2の光ファイ
バの他端部をシャフトの軸線に沿って形成された孔を通
して、シャフトの他端より僅かに突出するようにクラン
プし、円錐状砥石のシャフトに対する偏心方向がX軸
(またはZ軸)方向に一致するようにシャフトを回動調
整し、多芯光ファイバの他端を光源に接続し、第2の
光ファイバの他端より出射する光量を光パワーメータで
測定し(または第2の光ファイバの他端に光源より光を
入射し、多芯光ファイバ他端の加工すべき1本を光パワ
ーメータに接続し)、その光パワーメータの指示値が最
大となるように、XYZステージにより被加工光ファイ
バを移動調整して、第2の光ファイバ端面に調心し、
XYZステージにより被加工光ファイバを−δ(δは前
記偏心量)だけX軸(またはZ軸)方向に移動させて、
その軸線をシャフトの軸線の位置に合わせ、モータを
回転させ、XYZステージにより被加工光ファイバをY
軸方向に移動させて、その端面周縁を面取り加工する。
【0007】(2)請求項2の面取り加工装置は、上面
にXY平面に平行な基準面を有する基台と、その基台上
に移動自在に取付けられたXYZステージと、円筒状シ
ャフトの軸線がY軸に平行に所定の高さとなるように基
台上に固定されたモータと、ボディの中心孔に多芯光フ
ァイバと異なる第2の光ファイバが嵌合、固定され、モ
ータのシャフトの先端部にδだけ偏心して平行に取付け
られ、第2の光ファイバの他端部がシャフトの軸線に沿
って形成された孔を通して、他端より僅かに突出するよ
うにクランプされた円錐状砥石と、基台上に移動自在に
取付けられたXYZステージと、そのXYZステージ上
に取付けられ、多芯光ファイバの各光ファイバの端面を
砥石側に向けて、Y軸と平行なV溝で固定するクランプ
と、多芯光ファイバ(または第2の光ファイバ)の他端
に光を入射する光源と、第2の光ファイバ(または被加
工光ファイバ)の他端より出射する光量を測定する光パ
ワーメータと、被加工光ファイバ端面及び砥石周辺を拡
大する顕微鏡とより構成される。
【0008】(3)請求項3の砥石は、円筒状ボディの
中心孔に光ファイバが嵌合、固定され、そのホディの一
端に円錐状の砥面が突出形成され、その砥面尖端の近傍
に、光ファイバの一端の位置が合わされる。使用時に、
ボディの他端部がモータのシャフトの一端部に平行に取
付けられ、光ファイバの他端部がシャフトの軸線に沿っ
て形成された孔に嵌合、固定され、その光ファイバ端面
がシャフトの他端より僅かに突出され、この状態でモー
タにより回転駆動される。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の実施例を図1〜図3を
参照して工程順に説明する。これらの図には図4と対応
する部分に同じ符号を付けてある。 (1)加工すべき多芯光ファイバの先端を長さを揃えて
切断し、先端の被覆を所定長だけ剥離して素線を露出さ
せる(従来の図4Cと同様である)。
【0010】(2)多芯光ファイバ1の各光ファイバ1
aの先端部を金属等より成るクランプ(下)11aのY
軸(Y軸とX軸とで作るXY平面を基準面に平行とす
る)に平行なV溝12(一定のピッチpを有する)へ、
各素線の一端がV溝12より所定長だけ突出するように
配置し、上からゴム状弾性体より成るクランプ(上)1
1bで抑えつける。
【0011】(3)シャフト3の軸線LcがY軸に平行
で、基台5の基準面5aより所定の高さになるように取
付台15上にモータ2を保持する。図3に示すように円
錐状砥石8をクランプ11側に向けてモータ2のシャフ
ト3の一端部にδだけ偏心して平行に固定する。円錐状
砥石8は、円筒状ボディ8aの中心孔8bに第2の光フ
ァイバ14が嵌合、固定され、そのボディ8aの一端に
円錐状の砥面8cが突出形成され、その砥面尖端の近傍
に、第2の光ファイバ14の一端の位置が合わされてい
る。
【0012】(4)ボディ8aの他端より導出された第
2の光ファイバ14の他端部をシャフト3の軸線に沿っ
て形成された孔を通して、光ファイバクランプ(図4A
と同様)で固定する。光ファイバの先端はクランプより
僅かに突出している。 (5)円錐状砥石8のシャフト3に対する偏心方向がX
軸(またはZ軸)方向に一致するようにシャフト3を回
動調整する。その回動調整は顕微鏡20等で目視しなが
ら行うことができる。
【0013】(6)多芯光ファイバ1の他端を光源16
に接続し、第2の光ファイバ14の他端より出射する光
量を光パワーメータ18で測定し(または第2の光ファ
イバ14の他端に光源16より光を入射し、多芯光ファ
イバ1の他端の加工すべき1本を光パワーメータ18に
接続し)、その指示値が最大となるように、XYZステ
ージ7により多芯光ファイバ1を移動調整して、被加工
素線1dの光軸(軸線)Laを対向する第2の光ファイ
バ14の光軸(砥石の軸線に等しい)Lbに合わせる
(図2A)。
【0014】(7)XYZステージ7によってクランプ
11を−δ(δは砥石8のシャフト3に対する偏心量)
だけX軸(またはZ軸)方向に移動させて、被加工光フ
ァイバの軸線Laをシャフトの軸線Lcの位置に合わせ
る(図2B(イ))。 (8)顕微鏡20で目視しながらXYZステージ7でク
ランプ11を砥石8側へ移動させ、被加工光ファイバの
端面を砥石8先端のY軸方向の位置に合わせる(図2B
の(ロ)の位置)。
【0015】(9)モータで砥石8を回転させ、XYZ
ステージ7でクランプ11を砥石8側に、 S=(δ−a−b+w)/tan θ ………… (1) だけ移動させる(図2B(ハ))。ここで a:被加工光ファイバ素線の半径 b:円錐状砥石8の先端面の半径 w:端面周縁の切削量 θ:円錐状砥面のテーパ角 δ:砥石8のシャフト3に対する偏心量 である。
【0016】切削が終了した図2Bの(ハ)に示す状態
では、 tan θ=x/S ∴S=x/tan θ ………… (2) が成立する。xは図2Bより x=δ−a−b+w ………… (3) と表せるので、(1)式が得られる。
【0017】(10)(9)で1本の光ファイバ1aの
加工が終了したので、以下同様に加工すべき1本の光フ
ァイバ毎に(6)〜(9)を繰り返す。砥石8のボディ
8aには炭素を含有した鉄系の金属やステンレス材料が
用いられ、その円錐状の砥面8cには数10ミクロン程
度のダイヤモンド砥粒が市販の結合剤で貼り付けてあ
る。第2の光ファイバ14の先端の素線にフェルール2
2が接着固定され、そのフェルール22が中心孔8bの
先端に圧入される。第2の光ファイバ14の先端は砥石
の先端面8eの位置の近傍に合わされる。
【0018】
【発明の効果】この発明では多芯光ファイバ1は全ての
芯線の加工が済むまではクランプ11に固定されたまま
の状態であり、従来のようにガイド孔に挿入または引き
抜いたり、湾曲させたりする必要がない。従って作業性
が大幅に向上すると共に素線を破損させる恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明の実施例を示す斜視図、B及びC
はAのクランプ11の側面図及び正面図。
【図2】図1の被加工光ファイバ素線1dと砥石8の相
対位置関係を示す平面図。
【図3】図1の砥石8とシャフト3を拡大して示した断
面図。
【図4】Aは従来の光ファイバ端面周縁の面取り加工装
置の平面図、BはAのクランプされた多芯光ファイバ1
とその周辺を拡大して示した平面図、CはAの光ファイ
バ1aの先端部を拡大して示した平面図、DはAの素線
ガイド6を拡大して示した正面図。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工すべき多芯光ファイバの先端を長さ
    を揃えて切断し、その先端の被覆を所定長に亘って剥離
    して素線(コア及びクラッドより成る)を露出させ、 その各光ファイバの先端部をクランプのY軸(Y軸とX
    軸とで作るXY平面を基準面に平行とする)に平行なV
    溝(一定のピッチを有する)へ、一端がV溝より所定長
    だけ突出するように固定し、 ボディの中心孔に第2の光ファイバが嵌合、固定されて
    いる円錐状砥石をモータのY軸に平行なシャフトの一端
    部にδだけ偏心して平行に固定し、 第2の光ファイバの他端部を前記シャフトの軸線に沿っ
    て形成された孔を通して、シャフトの他端より僅かに突
    出するようにクランプし、 前記円錐状砥石の前記シャフトに対する偏心方向がX軸
    (またはZ軸)方向に一致するようにシャフトを回動調
    整し、 多芯光ファイバの他端を光源に接続し、前記第2の光フ
    ァイバの他端より出射する光量を光パワーメータで測定
    し(または第2の光ファイバの他端に光源より光を入射
    し、多芯光ファイバ他端の加工すべき1本を光パワーメ
    ータに接続し)、その光パワーメータの指示値が最大と
    なるように、XYZステージにより被加工光ファイバを
    移動調整して第2の光ファイバ端面に調心し、 前記XYZステージにより被加工光ファイバを−δ(δ
    は前記偏心量)だけX軸(またはZ軸)方向に移動させ
    て、その軸線をシャフトの軸線の位置に合わせ、 前記モータを回転させ、前記XYZステージにより被加
    工光ファイバをY軸方向に移動させて、その端面周縁を
    面取り加工することを特徴とする、 光ファイバ端面周縁の面取り加工方法。
  2. 【請求項2】 上面にXY平面に平行な基準面を有する
    基台と、 その基台上に移動自在に取付けられたXYZステージ
    と、 円筒状シャフトの軸線がY軸に平行に所定の高さとなる
    ように前記基台上に固定されたモータと、 ボディの中心孔に多芯光ファイバと異なる第2の光ファ
    イバが嵌合、固定され、前記モータのシャフトの先端部
    にδだけ偏心して平行に取付けられ、第2の光ファイバ
    の他端部がシャフトの軸線に沿って形成された孔を通し
    て、他端より僅かに突出するようにクランプされた円錐
    状砥石と、 前記基台上に移動自在に取付けられたXYZステージ
    と、 そのXYZステージ上に取付けられ、前記多芯光ファイ
    バの各光ファイバの端面を前記砥石側に向けて、Y軸と
    平行なV溝で固定するクランプと、 前記多芯光ファイバ(または第2の光ファイバ)の他端
    に光を入射する光源と、 前記第2の光ファイバ(または被加工光ファイバ)の他
    端より出射する光量を測定する光パワーメータと、 被加工光ファイバ端面及び前記砥石周辺を拡大する顕微
    鏡と、 を具備する光ファイバ端面周縁の面取り加工装置。
  3. 【請求項3】 円筒状ボディの中心孔に光ファイバが嵌
    合、固定され、 そのホディの一端に円錐状の砥面が突出形成され、 その砥面尖端の近傍に、前記光ファイバの一端の位置が
    合わされ、 使用時に、前記ボディの他端部がモータのシャフトの一
    端部に平行に取付けられ、前記光ファイバの他端部が前
    記シャフトの軸線に沿って形成された孔に嵌合、固定さ
    れ、その光ファイバ端面がシャフトの他端より僅かに突
    出され、この状態でモータにより回転駆動されることを
    特徴とする砥石。
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