JP3233262B2 - 端面研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用ファイバ
などの棒状部材の端面を研磨する端面研磨装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信用ファイバは、コネクタの主要部
材であるフェルールの中心孔内にファイバを接着固定し
た後、フェルール端面とファイバ端面とを同時に平滑に
研磨し鏡面に仕上げて使用される。この研磨仕上げした
フェルール及びファイバの研磨面が、フェルールの中心
軸と垂直な面でなかったり、あるいは、研磨面に傷があ
ったりすると、フェルール同士が対向接続される光コネ
クタにおいて、対向位置精度が劣化し損失が大きくなっ
てしまう。そのため、光ファイバを含むフェルールの研
磨面は高精度に研磨仕上げする必要がある。

【０００３】従来の光ファイバ端面研磨装置として、例
えば、特開平３−２６４５６号公報に開示されたものが
ある。この公報に開示された光ファイバ端面研磨装置
は、自転円盤の同心円上で回転する偏心盤を持ち、この
偏心盤に公転用のモータの回転を伝達する遊星歯車を持
ち、これらを研磨盤に結合させて研磨盤を自転および公
転させるものである。

【０００４】ところが、この従来の光ファイバ端面研磨
装置にあっては、公転機構に遊星歯車を用いているた
め、公転用モータを停止しても、自転軸に回転を与える
と遊星歯車は停止した公転用モータ歯車に沿って噛み合
いながら回転し、結果的に研磨盤は公転運動をしてしま
う。このため、研磨条件に最適の自転と公転の回転数を
設定することに制約が生じるという問題があった。

【０００５】また、この従来の光ファイバ端面研磨装置
は、内部に光ファイバを装着した複数のフェルールを固
定する固定冶具盤を研磨盤に平行となるように対向させ
て支持台に取り付けることで、研磨物の仕上端面精度を
確保している。しかし、支持台および固定冶具盤の加工
精度により、どうしても両者の取付け誤差が発生し、結
果的に固定冶具盤に固定した複数のフェルール、すなわ
ち、ファイバが研磨盤に対して斜めに圧接されることに
なるという欠点があった。そのため、仕上面が理想的な
光ファイバの中心を頂点とする凸球面から若干ずれてし
まい、コネクタ接続性能に悪影響を与えてしまうという
問題がある。

【０００６】そこで、本出願人は、上述した問題を解決
する出願をした。この出願は、ＰＣＴ国際公開ＷＯ９４
／０９９４４号であり、この公報に記載された端面研磨
機は、光ファイバを固定した複数のフェルールを固定す
る固定治具盤を設けると共に、この固定治具盤を支持機
構によって支持する一方、フェルールを研磨する研磨部
材を設けた研磨盤をフェルールに対向して設け、複数の
フェルールの端面に常に同じ加圧力が作用するように研
磨部材に当接し、研磨盤を公転と自転とを独立で回転で
きるラッピング運動機構によって駆動して複数のフェル
ールの端面を凸球面に加工するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この本出願
人が出願した端面研磨機にあっては、円錐形状をなす押
え軸の先端部が固定治具盤中央の凹部に係合すること
で、この固定治具盤をばね付勢を加えた状態で揺動自在
に支持しているが、曲率偏心の少ない理想的な凸球面を
得るためには、例えば研磨盤の表面形状を平坦面から僅
かに曲面にする等の微少な修正が必要であるという問題
があった。

【０００８】また、磨耗等により支持の中心がズレ易
く、これにより、長期使用によりフェルールの端面を光
ファイバの中心を頂点とする理想的な凸球面に加工する
ことが困難となる場合がある。また、固定治具盤の回転
を抑止する必要から、押え軸とは別に回転止めピンが必
要となり、この点も固定治具盤の揺動支持が不十分とな
る要因となっている。更に、固定治具盤は押え軸と回転
止めピンとの２本の軸によって支持されることから構造
が複雑になってしまい、且つ、この押え軸と回転止めピ
ンとを含む固定治具盤の支持機構がその上方に位置する
ため、作業空間が限定され、固定治具盤の支持機構から
の着脱作業が面倒であるという問題があった。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、加工精度の向上を図ると共に装置の小型化によ
る作業環境の改善を図った端面研磨装置を提供すること
を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、棒状部材が固定治具盤に装着されて
該固定治具盤が支持機構によって装置本体に支持される
一方、前記棒状部材を研磨する研磨部材を有する研磨盤
が駆動機構によって装置本体に回転可能に支持され、前
記回転する研磨盤の研磨部材に対して前記支持機構によ
って前記固定治具盤に装着された棒状部材を押し付けて
研磨する端面研磨装置において、前記支持機構は球面部
を有する一方、前記固定治具盤の中心部には該球面部が
圧接係合される支持面を有することを特徴とする端面研
磨装置にある。

【００１１】かかる第１の態様では、回転する研磨盤の
研磨部材に対して、支持機構の球面部が固定治具盤の中
心部の支持面に圧接されることでこの固定治具盤に装着
された複数の棒状部材を常に均等に研磨盤に対して押し
付けることとなり、棒状部材は端面が研磨され、理想的
な凸球面に加工される。

【００１２】また、本発明の第２の態様は、第１の態様
の端面研磨装置において、前記支持機構は前記装置本体
から前記固定治具盤の中心部に略水平に延びる支持アー
ムを有し、該支持アームの基端部が該装置本体に上下移
動自在に支持されると共に付勢部材によって下方に付勢
支持される一方、前記支持アームの先端部に前記固定治
具盤の支持面に圧接係合される前記球面部が設けられる
ことを特徴とする端面研磨装置にある。

【００１３】かかる第２の態様では、支持アームは上下
移動自在に支持されると共に付勢部材によって下方に付
勢支持され、先端部が固定治具盤の中心部に延びて固定
治具盤の支持面に圧接する球面部が設けられたことで、
棒状部材が装着された固定治具盤の上方には作業空間部
が確保されることとなり、棒状部材の着脱作業が容易と
なる。

【００１４】また、本発明の第３の態様は、第１または
第２の態様の端面研磨装置において、前記支持機構は前
記支持アームに支持された支持部材を有し、該支持部材
の先端外周部に位置決め部が形成されると共に先端面に
前記球面部が形成される一方、前記固定治具盤の中心部
には前記支持部材の位置決め部が係止することで該固定
治具盤の回転を規制するする係止部が形成されると共に
前記球面部が圧接係合されることで該固定治具盤が揺動
自在に支持される支持凹面が形成されたことを特徴とす
る端面研磨装置にある。

【００１５】かかる第３の態様では、支持部材の位置決
め部が固定治具盤の係止部に係止することで、この固定
治具盤を回転不能とした状態で、支持部材の球面部が固
定治具盤の支持凹面に圧接係合することで、この固定治
具盤を揺動自在に支持することとなり、固定治具盤に装
着された棒状部材は回転揺動する研磨盤の研磨部材に対
して均等に押し付けられ、端面が研磨されて理想的な凸
球面に加工される。

【００１６】本発明の第４の態様は、第１乃至第３の何
れかの態様の端面研磨装置において、前記支持機構は前
記装置本体に立設された支柱を中心に垂直軸周りに回転
自在に支持される支持部を有し、該支持部に前記支持ア
ームが支持されていることを特徴とする端面研磨装置に
ある。

【００１７】かかる第４の態様では、固定冶具盤を先端
に支持する支持アームが支柱を中心に、例えば、３６０
°回転できるので、複数の研磨工程毎に固定研磨盤を洗
浄する際に、いちいち固定冶具盤を支持アームから外す
必要がない。すなわち、周辺のスペースに洗浄装置を設
置しておけば、支持アームを回転することで連続的に研
磨および洗浄を行うことができ、棒状部材の研磨操作が
極めて容易になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態に
係る端面研磨装置における要部断面、図２にこの端面研
磨装置に平面視、図３にこの端面研磨装置に正面視を示
す。

【００１９】図２及び図３に示すように、自転用モータ
１１の回転軸には第１自転伝達盤１２の中心部が固結さ
れ、この第１自転伝達盤１２には回転中心を支点とする
同心円上に複数の第１連結ピン１３が固定されている。
そして、この各第１連結ピン１３は対応する各回転伝達
盤１４の偏心部に回転自在に連結され、この各回転伝達
盤１４には偏心部に第１連結ピン１５が固定されてい
る。各第１連結ピン１５は第２自転伝達盤１６に回転自
在に連結されている。

【００２０】一方、公転用モータ１７の回転軸には駆動
歯車１８の中心部が固結され、この駆動歯車１８には従
動歯車１９が噛み合っている。この従動歯車１９は公転
伝達軸２０の下部外周に固結され、この公転伝達軸２０
の上部外周には装置本体２１の軸受筒部２２が嵌合して
いる。そして、この公転伝達軸２０には回転中心より所
定量偏心した位置に自転用回転軸２３が回転自在に嵌入
し、この自転用回転軸２３の下端部は第２自転伝達盤１
６の中心部に固結されている。

【００２１】また、自転用回転軸２３の上端部は結合部
材２４を介して研磨盤２５に結合されている。そして、
この研磨盤２５の上面部には図示しない研磨部材が設け
られている。一方、装置本体には支持機構２６を介して
フェルールなどの複数の棒状部材Ｗが固定された固定治
具盤２７が支持されている。

【００２２】即ち、図１に詳細に示すように、装置本体
２１には断面コ字状に上下のフランジ部２８ａ，２８ｂ
を有する支持体２８が装着され、このフランジ部２８
ａ，２８ｂの間には前後一対の支持軸２９が取付けられ
ている。そして、この支持軸２９は水平な支持アーム３
０の基端部に貫通し、この支持アーム３０を水平な状態
で上下移動自在に支持している。また、支持体２８のフ
ランジ部２８ａにはねじ孔３１が形成され、このねじ孔
３１には操作ハンドル３２を有する操作ねじ３３が螺合
している。そして、この操作ねじ３３と一体の操作軸３
４の先端部が支持アーム３０に貫通し、係止ピン３５に
よって抜け止めされ、操作ねじ３３と支持アーム３０と
の間には圧縮ばね３６が介装されている。

【００２３】この支持アーム３０は断面が四角形状をな
して研磨盤２５の中心部まで延設され、押え部材３７の
連結孔３７ａに嵌合している。この押え部材３７は断面
が矩形状をなすことで位置決め部３７ｂを構成し、下面
に球面部としてのボール３８が取付けられている。一
方、研磨盤２５の上面部には研磨部材２５ａが取付けら
れており、この研磨部材２５ａに対向するように多連の
固定治具盤２７が位置し、この固定治具盤２７の外周部
には複数の棒状部材Ｗが脱着可能に固定され、上面中心
部には押え部材３７のボール３８が圧接される支持面２
７ａと押え部材３７の位置決め部３７ｂが係止して相対
回転不能とする係止部２７ｂが形成されている。

【００２４】従って、支持アーム３０は基端部が圧縮ば
ね３６によって下方に付勢支持されることで、先端部に
装着された押え部材３７のボール３８が固定治具盤２７
の支持面２７ａに圧接され、この固定治具盤２７を介し
て各棒状部材Ｗを研磨部材２５ａにその端面を押圧接触
させている。また、押え部材３７の位置決め部３７ｂが
固定治具盤２７の係止部２７ｂに係止することで、この
固定治具盤２７を回転できないように支持している。そ
して、操作ハンドル３２を回転することで、操作ねじ３
３と支持アーム３０との間に介装された圧縮ばね３６の
付勢力を変え、支持アーム３０を介して押え部材３７に
よる固定治具盤２７の押付力を可変とすることができ
る。

【００２５】本実施形態で球面部として設けたボール３
８は、固着されていても、回転自在に支持されていても
よい。また、ボール３８が圧接される支持面２７ａは、
ボール３８が圧接されることで、固定冶具盤２７が揺動
自在に支持される曲面、あるいはボール３８より小さな
径を有する貫通孔であればよい。好適には、略球面、特
に、ボール３８とほぼ同一の曲率半径で若干大きい径を
有する球面、または、ボール３８より曲率半径が若干大
きい球面等とするのがよい。

【００２６】また、上述した支持体２８は、装置本体２
１に立設された支柱４０に回転自在に嵌合した状態で支
持されており、支持体２８および支持体２８に支持され
た支持アーム３０および固定冶具盤２７は、支柱４０の
中心軸を中心として水平方向に３６０°回転可能となっ
ている。

【００２７】この状態を詳細に示すのが図４（Ａ）およ
び（Ｂ）である。図４に示すように、例えば、研磨装置
周辺には、研磨後の棒状部材Ｗおよび固定冶具盤２７を
洗浄するための洗浄装置４１および研磨後の棒状部材の
端面を検査するための端面検査装置４２が配置しておく
ことで、複数の作業をフェルールを固定冶具に固定した
ままで行うことができる。すなわち、棒状部材Ｗを研磨
部材２５ａで研磨した後、支持体２８を支柱４０を中心
として回転することで、支持アーム３０の先端に保持さ
れた固定冶具盤２７を洗浄装置４１の上方に移動するこ
とで、各棒状部材Ｗおよび固定冶具盤２７の洗浄を続け
て行うことができる。また、洗浄後、さらに支持体２８
を回転することで、固定冶具盤２７を端面検査装置４２
の上方に移動することができ、各棒状部材Ｗの端面の検
査を行うことができる。このように、支持体２８を支柱
４０を中心に回転自在にしたことにより、棒状部材Ｗを
固定した固定冶具盤２７を支持アーム３０に取り付けた
まま、複数の作業を行うことができ、一連の作業を容易
にすることができるという効果を奏する。

【００２８】ここで、上述した本実施例の端面研磨装置
の動作について説明する。図２及び図３に示すように、
まず、公転運動については、公転用モータ１７を駆動す
ることによって歯車１８，１９を介して公転伝達軸２０
を回転させ、研磨盤２５は所定偏心量だけ公転運動す
る。この場合、公転伝達軸２０の中に自転用回転軸２３
があるが、第１自転伝達盤１２との間に複数の回転伝達
盤１４を配しているので、回転伝達盤１４は公転伝達軸
２０の回転と同じ位相で第１ピン１３回りでそれぞれ回
転する。従って、第１自転伝達盤１２が止まっていて
も、または回転していても公転伝達軸２０の回転が規制
されることはない。

【００２９】一方、自転運動については、自転用モータ
１１を駆動することによって第１自転伝達盤１２を回転
させるが、第１ピン１３は自転伝達盤１２の同心円上に
あるので、前述と同じ軌跡を通り、自転用回転軸２３は
所定量偏心しているが、回転伝達盤１４を介して連結し
ているので、第１自転伝達盤１２と同じ回転数の回転が
自転用回転軸２３に伝達される。 このようにして公転
伝達軸２０及び自転用回転軸２３の回転運動によって研
磨盤２５が自転しながら公転する。一方、この研磨盤２
５の研磨部材２５ａに対して、支持アーム３０は圧縮ば
ね３６によって下方に付勢支持されており、押え部材３
７の位置決め部３７ｂが固定治具盤２７の係止部２７ｂ
に係止して回転不能な状態で、ボール３８が固定治具盤
２７の支持面２７ａを圧接されているので、この固定治
具盤２７を介して各棒状部材Ｗは研磨部材２５ａにその
端面が押し付けられている。

【００３０】このとき、押え部材３７のボール３８と固
定治具盤２７の支持面２７ａとの係合関係により、固定
治具盤２７はピボット動作し、棒状部材Ｗは端面が理想
的な凸球面に加工される。したがって、研磨盤２５等の
形状で修正する必要はなく、研磨盤２５の表面は平面の
ままでよい。

【００３１】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明の端面研磨装置によれば、棒状部材を固定
治具盤に装着してこの固定治具盤を支持機構によって装
置本体に支持する一方、棒状部材を研磨する研磨部材を
有する研磨盤を駆動機構によって装置本体に回転可能に
支持し、回転する研磨盤の研磨部材に対して支持機構に
よって固定治具盤に装着された棒状部材を押し付けるこ
とで端面を研磨可能とし、この支持機構に球面部を設け
る一方、固定治具盤の中心部にこの球面部が圧接される
支持面を設けたので、固定治具盤は球面部が中心部の支
持面に圧接されることで支持されることとなり、この固
定治具盤は棒状部材が回転する研磨盤の研磨部材に対し
て押し付けられて研磨されるときに、円滑に動作して棒
状部材の端面を理想的な凸球面に加工することができ
る。

【００３２】また、本発明の端面研磨装置によれば、装
置本体に支持された支持部材の先端外周部に位置決め部
を形成すると共に先端面に球面部を形成する一方、固定
治具盤の中心部に支持部材の位置決め部が係止すること
で固定治具盤を回転不能とする係止部を形成すると共に
球面部が圧接係合されることで固定治具盤が揺動自在に
支持される支持凹面を形成したので、支持部材によって
固定治具盤の回転規制及び円滑動作のための支持を行う
ことができ、装置の小型化及び簡素化を図ることができ
る。

【００３３】また、本発明の端面研磨装置によれば、支
持アームの基端部を装置本体に上下移動自在に支持する
と共に付勢部材によって下方に付勢支持する一方、この
支持アームの先端部に固定治具盤の支持面に圧接される
球面部を設けたので、棒状部材が装着された固定治具盤
の上方に作業空間部を確保することができ、棒状部材の
着脱作業を容易として作業性の向上を図ることができ
る。

【００３４】さらに、支持機構の支持アームが垂直軸周
りに回転可能な支持体に支持されているので、フェルー
ルを固定した固定冶具盤を、例えば３６０°回転するこ
とができる。これにより、研磨装置の周辺に洗浄装置や
端面検査装置を配置することで、各研磨工程毎の洗浄作
業の際に固定冶具盤を取り外す必要がなくなるので、研
磨作業を容易にし、作業時間を大幅に短縮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る端面研磨装置におけ
る要部断面図である。

【図２】端面研磨装置に平面図である。

【図３】端面研磨装置に正面図である。

【図４】端面研磨装置に正面図および平面図である。

【符号の説明】

１１ 自転用モータ １２ 第１自転伝達盤 １４ 回転伝達盤 １６ 第２自転伝達盤 １７ 公転用モータ １８ 駆動歯車 １９ 従動歯車 ２０ 公転伝達軸 ２１ 装置本体 ２３ 自転用回転軸 ２５ 研磨盤 ２５ａ 研磨部材 ２６ 支持機構 ２７ 固定治具盤 ２７ａ 支持面 ２７ｂ 係止部 ３０ 支持アーム ３２ 操作ハンドル ３３ 操作ねじ ３６ 圧縮ばね ３７ 押え部材 ３７ｂ 位置決め部 ３８ ボール ４０ 支柱 ４１ 洗浄装置 ４２ 端面検査装置 Ｗ 棒状部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 知宏 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 ナス テック工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−164942（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−104547（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157941（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−173904（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の棒状部材が固定治具盤の外周部に
   装着されて該固定治具盤が支持機構によって装置本体に
   支持される一方、前記棒状部材を研磨する研磨部材を有
   する研磨盤が駆動機構によって装置本体に回転可能に支
   持され、前記研磨部材に対して前記支持機構によって前
   記固定治具盤に装着された棒状部材を押し付けて研磨す
   る端面研磨装置において、前記支持機構は前記装置本体から前記固定治具盤の中心
   部に略水平に延びる支持アームを有し、該支持アームの
   基端部が該装置本体に上下移動自在に支持されると共に
   付勢部材によって下方に付勢支持され、前記支持アーム
   の先端部に前記固定治具盤に圧接係合されるボールが設
   けられる一方、 前記固定治具盤の中心部には該ボールが
   圧接係合され前記複数の棒状部材を前記研磨盤に均等に
   押し付けるための支持面を有することを特徴とする端面
   研磨装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の端面研磨装置において、
   前記支持アームの基端部に貫通する前後一対の支持軸を
   有することを特徴とする端面研磨装置。
3. 【請求項３】 請求項１乃至２の何れかに記載の端面研
   磨装置において、前記支持機構は前記支持アームの先端
   部に支持された支持部材を有し、該支持部材の先端外周
   部に位置決め部が形成されると共に先端面に前記ボール
   を有する一方、前記固定治具盤の中心部には前記支持部
   材の位置決め部が係止することで該固定治具盤の回転を
   規制する係止部が形成されると共に前記ボールが圧接係
   合されることで該固定治具盤が揺動自在に支持される支
   持凹面が形成されたことを特徴とする端面研磨装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の端面研
   磨装置において、前記支持機構は前記装置本体に立設さ
   れた支柱を中心に垂直軸周りに回転自在に支持される支
   持部を有し、該支持部に前記支持アームが支持されてい
   ることを特徴とする端面研磨装置。