JP3499772B2 - 光部品組立て装置 - Google Patents

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、複数の光部品の
接続等の組立てを行う光部品組立て装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の光部品組立て装置としては、特開
平９−３０４６５０号公報に示されているようなものが
ある。

【０００３】図４を参照するに、この光部品組立て装置
１０１は、固定側光部品１０３と移動側光部品１０５の
接続を行うものであり、機台１０７上面の図４中右側部
分には固定側光部品１０３を把持する調心ステージ１０
９が設けられている。

【０００４】この調心ステージ１０９上には、Ｚステー
ジ１１１がＺ軸方向（図４中左右方向）に往復動自在に
設けられており、Ｚ軸モータ１１３によりＺ軸方向へ移
動・位置決めされる。

【０００５】前記Ｚステージ１１１の上面にはＸステー
ジ１１５がＸ軸方向（図４中紙面垂直方向）に往復動自
在に設けられており、図示省略のＸ軸モータによりＸ軸
方向へ移動・位置決めされる。

【０００６】また、前記Ｚステージ１１１の中央部分を
Ｙ軸方向（図４中上下方向）に貫通してＹステージ１１
７が設けられており、Ｙ軸モータ１１９により上下方向
に移動・位置決めされる。

【０００７】Ｙステージ１１７の上には、移動側光部品
１０５を把持する移動側光部品ホルダ１２１及びロータ
リーアクチュエータ１２３が設けられている。このロー
タリーアクチュエータ１２３の先端にはフォトダイオー
ド等からなるイメージファイバ１２５が取付けられてお
り、ロータリーアクチュエータ１２３の駆動により、移
動側光部品１０５の後方（図４中右方向）において作動
位置と待避位置との間を回動する。

【０００８】前記イメージファイバ１２５はＯ／Ｅ変換
器１２７を介してパソコン１２９に接続されており、イ
メージファイバ１２５からの出力はＯ／Ｅ変換器１２７
により電圧に変換されてパソコン１２９に伝達される。

【０００９】一方、機台１０７上の図４中左側部分に
は、固定側光部品１０３を取付ける固定ステージ１３１
が設けられている。この固定ステージ１３１の高さ方向
中央部には、Ｚ軸方向に貫通する主軸１３３がスライド
ベアリング１３５によりＣ軸方向へ回転自在且つ前後
（図４中左右）に若干移動自在に支持されており、この
主軸１３３を回転駆動するＣ軸モータ１３７が設けられ
ている。この主軸１３３の後端面（図４中左側端面）に
はロードセル１３９が接触して設けられており、このロ
ードセル１３９はアンプ１４１を介してパソコン１２９
に接続されている。

【００１０】また、主軸１３３の前端面（図４中右側端
面）には境界面合せ機構１４３が設けられており、この
境界面合せ機構１４３の可動ホルダ１４５により固定側
光部品１０３が把持されて若干の量だけＡ軸、Ｂ軸、Ｃ
軸方向回転及びＺ軸方向移動を許容している。なお、こ
の固定側光部品１０３にはＬＤ光源１４７が接続されて
いる。

【００１１】さらに機台１０７上の前記調心ステージ１
０９の奥側部分には光ファイバ部品接続用のＷ軸移動機
構１４９が設けられている。このＷ軸移動機構１４９に
はＷ軸移動台１５１がＷ軸方向に移動自在に設けられて
おり、このＷ軸移動台１５１には紫外線硬化型接着剤を
固定側光部品１０３と移動側光部品１０５の接続面に滴
下するためのディスペンサノズル１５３及びＣＣＤカメ
ラ１５５が取付けられている。

【００１２】また、Ｗ軸移動機構１４９には、Ｗ軸方向
へ移動自在のスライダ１５７が設けられており、このス
ライダ１５７には紫外線硬化型接着剤を硬化させる紫外
線照射用ライト１５９が設けられている。

【００１３】このような光部品組立て装置では、接続す
る固定側光部品１０３と移動側光部品１０５との接続端
面の光軸を精度よく合わせることに加えて、接続面同士
の隙間を最小限に抑え、接続ロスを最小にするために最
適な接続圧力の下で接続することが要求される。このた
め、接続する固定側光部品１０３と移動側光部品１０５
に作用する押圧力を測定するためのロードセル１３９を
設け、このロードセル１３９により光部品に過剰な圧力
が作用しないように監視している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながらこのよ
うな従来の技術にあっては、前述のようなロードセル１
３９は、決められた許容荷重を超えて加圧された場合に
は、ロードセル１３９自体がオーバーロードで破損する
おそれがあるという問題がある。

【００１５】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、圧力検出センサを精
度的にも寿命的にも最適な使用範囲で使用することので
きる光部品組立て装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明の光部品組立て装置は、機台
に固定可能に保持された固定側光部品と、機台に対して
移動自在に保持された移動側光部品を組み立てる光部品
組立て装置であって、前記移動側光部品を保持する光部
品ホルダを有すると共に組立て方向にスライド自在なス
ライド部材と、このスライド部材の後端面に対向して機
台との間に設けられている圧力検出センサと、この圧力
検出センサへの負荷を規制すべく前記機台と前記スライ
ド部材の後端面の最小間隔を調整する間隔調整手段と、
前記スライド部材の後端面を前記圧力検出センサに所定
の圧力で押し付けるように前記スライド部材と前記機台
の間に設けられた初期圧力設定手段と、を備えてなるこ
とを特徴とするものである。

【００１７】従って、機台に固定された固定側光部品と
機台に対して移動自在に保持された移動側光部品を組み
立てる際に、移動側光部品を保持したスライド部材を移
動させて所望の押圧力で移動側光部品を固定側光部品に
押し付ける。このときの押圧力を測定する圧力検出セン
サは、間隔調整手段によりスライド部材と機台との最小
間隔が調整されているので、圧力検出センサに過剰な圧
力が作用しない。また、初期圧力設定手段により圧力検
出センサに対する初期圧力が設定されているので、適正
な範囲において正確な圧力検出を行う。

【００１８】請求項２による発明の光部品組立て装置
は、請求項１記載の光部品組立て装置において、前記間
隔調整手段が、前記機台から前記スライド部材の後端面
に向けて設けられたストップ調整ネジであること、を特
徴とするものである。

【００１９】従って、ストップ調整ネジの調整により機
台とスライド部材との最小間隔が調整される。

【００２０】請求項３による発明の光部品組立て装置
は、請求項１または２に記載の光部品組立て装置におい
て、前記初期圧力設定手段が、前記機台と前記スライド
部材とに取り付けられた引っ張り力の調整可能なスプリ
ングであること、を特徴とするものである。

【００２１】従って、スプリングの引っ張り力を調整し
て、圧力検出センサの初期圧力を適正な範囲に設定す
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００２３】図１には、この発明に係る光部品組立て装
置１の要部が示されている。ここで、この光部品組立て
装置１を適用する例として、前述の特開平９−３０４６
５０号公報に示されている光部品組立て装置１０１（図
４参照）を用いて説明するので、共通する部位には同じ
符号を付して、重複する説明は省略する。

【００２４】図１に図４を併せて参照するに、この光部
品組立て装置１では、図１中右側において、Ｙステージ
１１７の上に光部品ホルダとしての移動側光部品ホルダ
１２１が設けられており、この移動側光部品ホルダ１２
１により移動側光部品１０５が保持されている。

【００２５】一方、図１中左側には、固定ステージ１３
１の上にスライドベアリング３を介してスライド部材５
を図１中左右方向に移動自在にガイドするガイドベース
７が設けられている。前記スライド部材５は回り止め９
によりガイドベース７に対して回転せずにスライドする
ようになっている。

【００２６】スライド部材５の先端（図１中右側端部）
には、固定側光部品ホルダ１１が設けられており、この
固定側光部品ホルダ１１には前述の移動側光部品１０５
に接続面を対向させて固定側光部品１０３が保持されて
いる。

【００２７】また、スライド部材５の後端部とガイドベ
ース７の端面に取り付けられているエンドプレート１３
の間には空間１５が設けられており、固定側光部品１０
３に作用する押圧力を測定するための圧力検出センサと
してのロードセル１７が取り付けられている。

【００２８】前記空間１５には、さらに、ロードセル１
７に過剰な押圧力が作用しないようにスライド部材５の
移動を阻止する細目ネジである間隔調整手段の一例とし
てのストップ調整ネジ１９が設けられている。

【００２９】さらに、前記空間１５には、スライド部材
５の遊びをなくして安定した測定を行うためにロードセ
ル１７の初期圧力を設定するための初期圧力設定手段の
一例としての複数のスプリング調整部２１が設けられて
いる。このスプリング調整部２１では、引っ張りスプリ
ング２３と、この引っ張りスプリング２３の引っ張り力
を調整するボルト２５及びナット２６を有している。

【００３０】次に、前述の光部品組立て装置１による組
立て動作について説明する。

【００３１】図２を併せて参照するに、予め、ストップ
調整ネジ１９を回してスライド部材５の後端面とガイド
ベース７との間隔α２を設定し、ロードセル１７に最大
許容圧力Ｐmax以下の圧力Ｐ２以上の過剰な圧力が作用
しないように適正な測定範囲 を設定しておく。また、
スプリング調整部２１のナット２６を回転させて引っ張
りスプリング２３の引っ張り力を調整し、ロードセル１
７に初期ひずみα１を与えて初期圧力Ｐ１が作用するよ
うに設定しておく。

【００３２】 そして、図４を併せて参照するに、固定
側光部品ホルダ１１に固定側光部品１０３を取り付け、
移動側光部品ホルダ１２１に移動側光部品１０５を取り
付ける。Ｘステージ１１５、Ｙステージ１１７、Ｚステ
ージ１１１の移動・位置決めにより移動側光部品１０５
を固定側光部品１０３に対して移動させ、接続面を合わ
せる。このときの両光部品１０３、１０５の圧力をロー
ドセル１７により監視しながら、接続ロスを最小にする
ために最適な押圧力で両光部品１０３、１０５を接触さ
せる。

【００３３】この状態で、ディスペンサノズル１５３に
より接着剤を接続面に滴下し、紫外線照射用ライト１５
９により接続面に紫外線を照射して接着剤を硬化させ
る。

【００３４】以上の結果から、スプリング調整部２１に
より適正な初期圧力を設定してあるので、ロードセル１
７の適正な測定範囲において接続する両光部品１０３、
１０５の接続面に作用する押圧力を測定することがで
き、正確な押圧力を測定することができる。これによ
り、接続ロスを最小にするために最適な接続圧力の下で
両光部品１０３、１０５の接続を行うことができる。

【００３５】また、ストップ調整ネジ１９によりロード
セル１７に作用する圧力を制限しているので、ロードセ
ル１７への過剰な圧力が作用してロードセル１７が破損
するのを防止することができる。

【００３６】次に、図３を参照して、この発明に係る光
部品組立て装置の第二の実施の形態について説明する。

【００３７】この光部品組立て装置２７は、キャピラリ
（外形角型ファイバガイド）やフェルール（外形丸型フ
ァイバガイド）等の固定側光部品であるファイバガイド
２９に設けられている図示省略の微小穴に移動側光部品
である光ファイバ３１挿入するものであり、機台３２に
はＹステージ３３がＹ軸方向（図３中上下方向）に移動
自在に設けられており、Ｙステージ３３はドライバー３
５により制御されるＹ軸モータ３７により上下移動す
る。

【００３８】Ｙステージ３３の上にはＸステージ３９が
Ｘ軸方向（図３中紙面垂直方向）に移動自在に設けられ
ており、このＸステージ３９はドライバー３５により制
御されるＸ軸モータ４１によりＸ軸方向に移動する。

【００３９】Ｘステージ３９の上にはＺ軸移動機構４３
によりＺステージ４５がＺ軸方向（図３中左右方向）に
移動可能に設けられており、このＺステージ４５は圧縮
コイルバネ４７により右方向への付勢力を受けている。

【００４０】また、Ｚステージ４５の後端面（図３中右
側端面）とＺ軸移動機構４３との間には、全体逆Ｌ字状
のアーム部材４９が設けられており、このアーム部材４
９の上部前端面にはロードセル５１が取り付けられてい
る。前記アーム部材４９は前述の第一の実施の形態にお
けるエンドプレート１３に対応する。

【００４１】Ｚステージ４５にはスライダ５３を介して
Ｚ軸方向に移動自在にスライド部材５７が取り付けられ
ている。

【００４２】このスライド部材５７の後端面には、前述
のアーム部材４９の上部前端面が対向して設けられてお
り、引っ張りコイルバネ５９により弱い引っ張り力で連
結されている。この引っ張りコイルバネ５９は前述の第
一の実施の形態におけるスプリング調整部２１に相当す
る。また、アーム部材４９の上部には、図１に示したス
トップ調整ネジ１９と同様の図示省略のストップ調整ネ
ジが設けられており、ロードセル５１に過剰な押圧力が
作用しないようになっている。

【００４３】従って、スライド部材５７の後端面とアー
ム部材４９の上部前端面の間に設けられている前述のロ
ードセル５１は、常時は弱い力で挟まれて初期圧力が設
定されることになる。

【００４４】 スライド部材５７は、先端（図３中左
端）に移動側光部品ホルダ６１を有しており、この移動
側光部品ホルダ６１により光ファイバ３１の前端部がＺ
軸と平行で且つ先端が図３中左向き（挿入方向）になる
ように着脱自在に取り付けられている。

【００４５】上記構成により、Ｙステージ３３が上下移
動し、このＹステージ３３に対してＸステージ３９がＸ
軸方向に水平移動する。また、このＸステージ３９に対
してＺステージ４５がＺ軸方向に水平移動し、さらにＺ
ステージ４５に設けられているスライド部材５７がＺス
テージ４５に対してＺ軸方向に移動するので、スライド
部材５７に移動側光部品ホルダ６１を介して取り付けら
れている光ファイバ３１の先端部は、Ｙ軸（上下）、Ｘ
軸およびＺ軸方向（挿入方向）に移動自在に保持される
ことになる。

【００４６】また、光ファイバ３１を保持するスライド
部材５７は、引っ張りコイルバネ５９により常時は軽く
後方（図３中右方向）へ引っ張られてロードセル５１に
当接して初期圧力が設定されており、光ファイバ３１の
前端に押圧力が作用した場合にはロードセル５１により
適正な圧力の検出が可能となっている。

【００４７】一方、機台３２の上面左側位置には台６３
を介して固定側光部品ホルダ６５が設けられている。こ
の固定側光部品ホルダ６５は、上端部にファイバガイド
２９を保持するものである。なお、このファイバガイド
２９の中央部には、光ファイバ３１を通す図示省略の微
小穴が設けられている。

【００４８】上記構成により、ファイバガイド２９は固
定側光部品ホルダ６５および台６３を介して機台３２の
固定位置に固定されることになる。

【００４９】一方、機台３２の図３中左側面には上下移
動機構６７が設けられている。この上下移動機構６７で
は、機台３２の側面に上下方向に取り付けられているガ
イドレール６９に沿って上下動自在の上下スライダ７１
が設けられており、この上下スライダ７１に上下シリン
ダ７３がピストンロッド７５を下にして取り付けられて
いる。

【００５０】この上下シリンダ７３のピストンロッド７
５の下端部はガイドレール６９を介して機台３２に固定
されており、上下シリンダ７３の上端面には、固定側光
部品ホルダ６５の左方において前述のファイバガイド２
９に対向する位置に受光素子（ＰＤ）７７が設けられて
いる。この受光素子７７には演算部７９が接続されてお
り、伝達された受光信号に基づいて演算を行う。

【００５１】以上の結果から、上下シリンダ７３のピス
トンロッド７５の伸縮により上下シリンダ７３が上下移
動して受光素子７７を上下移動させ、Ｙ軸方向の所望の
位置に位置決めすることができるので、光ファイバ３１
を確実にファイバガイド２９の微小穴に挿入することが
できる。

【００５２】また、ファイバガイド２９の微小穴に光フ
ァイバ３１を挿入する際に、光ファイバ３１に作用する
押圧力をロードセル５１により監視して光ファイバ３１
を傷つけることなく微小穴に挿入することができる。こ
のとき、図示省略のストップ調整ネジにより最小間隔が
設定されているので、ロードセル５１に過剰な押圧力が
作用することを防止し、ロードセル５１の破損を防止す
ることができる。

【００５３】なお、この発明は前述の発明の実施の形態
に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、
その他の態様で実施し得るものである。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よる光部品組立て装置では、機台に固定された固定側光
部品と機台に対して移動自在に保持された移動側光部品
を組み立てる際に、移動側光部品を保持したスライド部
材を移動させて所望の押圧力で移動側光部品を固定側光
部品に押し付け、このときの押圧力を圧力検出センサに
より測定するが、間隔調整手段によりスライド部材と機
台との最小間隔が調整されているので、圧力検出センサ
に過剰な圧力が作用することを確実に防止することがで
きる。また、初期圧力設定手段により圧力検出センサに
対する初期圧力が設定されているので、適正な範囲にお
いて正確な圧力検出を行うことができる。

【００５５】請求項２の発明による光部品組立て装置で
は、ストップ調整ネジの調整により機台とスライド部材
との最小間隔を適正に調整することができる。

【００５６】請求項３の発明による光部品組立て装置で
は、スプリングの引っ張り力を調整して、圧力検出セン
サの初期圧力を適正な範囲に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光部品組立て装置の要部を示す
断面図である。

【図２】ストップ調整ネジおよびスプリング調整部によ
り設定されたロードセルの適正な測定範囲を示すグラフ
である。

【図３】この発明に係る光部品組立て装置としての別の
例を示す側面図である。

【図４】この発明に係る光部品組立て装置の一例を示す
側面図である。

【符号の説明】

１、２７ 光部品組立て装置 ５、５７ スライド部材 １７、５１ ロードセル（圧力検出センサ） １９ ストップ調整ネジ（間隔調整手段） ２１ スプリング調整部（初期圧力設定手段） ２９、１０３ ファイバガイド（固定側光部品） ３１、１０５ 光ファイバ（移動側光部品） ３２、１０７ 機台 ６１、１２１ 移動側光部品ホルダ（光部品ホルダ）
１０３ 固定側光部品 １０５ 移動側光部品 １３３ 主軸（スライド部材） １４５ 可動ホルダ（光部品ホルダ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 裕喜 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社 沼津事業所内 (72)発明者 宮崎 美彦 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械テ クノ株式会社内 (72)発明者 石井 元速 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 浅川 修一郎 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 塙 文明 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−304650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−37081（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−19262（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機台に固定可能に保持された固定側光部
   品と、機台に対して移動自在に保持された移動側光部品
   を組み立てる光部品組立て装置であって、前記移動側光
   部品を保持する光部品ホルダを有すると共に組立て方向
   にスライド自在なスライド部材と、このスライド部材の
   後端面に対向して機台との間に設けられている圧力検出
   センサと、この圧力検出センサへの負荷を規制すべく前
   記機台と前記スライド部材の後端面の最小間隔を調整す
   る間隔調整手段と、前記スライド部材の後端面を前記圧
   力検出センサに所定の圧力で押し付けるように前記スラ
   イド部材と前記機台の間に設けられた初期圧力設定手段
   と、を備えてなることを特徴とする光部品組立て装置。
2. 【請求項２】 前記間隔調整手段が、前記機台から前記
   スライド部材の後端面に向けて設けられたストップ調整
   ネジであること、を特徴とする請求項１記載の光部品組
   立て装置。
3. 【請求項３】 前記初期圧力設定手段が、前記機台と前
   記スライド部材とに取り付けられた引っ張り力の調整可
   能なスプリングであること、を特徴とする請求項１また
   は２記載の光部品組立て装置。