JP3546867B2

JP3546867B2 - プラスチック光ファイバ端面の加工方法

Info

Publication number: JP3546867B2
Application number: JP2001271765A
Authority: JP
Inventors: 島良美飯
Original assignee: 日発販売株式会社
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: JP2003075651A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチック光ファイバ端面を、凸型または凹型の半球面に加工するプラスチック光ファイバ端面の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチック光ファイバ端面（以下、単に光ファイバと称す）の端面を、半球面に加工する方法は、熱を加えて端面加工する方法が通常である。例えば、光ファイバを垂直に保った状態で、先端を火炎等の高熱源で加熱し液状にしてその表面張力により端面を凸型の球面端部とする方法がある。しかし、この方法は、加熱の度合いが不均一となるために、凸型の球状に再現性が無く、キズが付いたり、汚れが付着するなどの不都合がある。
【０００３】
そこで、このような不都合を解決するものとして特開平８−７５９３５号公報に示す光ファイバ端面の加工方法が提案されている。この光ファイバ端面の加工方法は、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように端部が露出したジャケット２３付きプラスチック光ファイバ２１を準備し固定具（図示せず）で固定し（図７（ａ））、レンズ形成用型３３と急冷却手段３４とを移動手段（図示せず）によって光ファイバ２１の先端に押し付け・加熱し、端部の一部を軟化・溶融させてレンズ形状に形成し（図７（ｂ））、光ファイバ２１端部をバキュームの急冷却手段３４で強制冷却し（図７（ｃ））、型３３と急冷却手段３４とを光ファイバ２１先端から引き離して（図７（ｄ））、レンズ２５付き光ファイバを得るものである。
この方法は、簡易に、効率的にかつ低コストで光ファイバ端部の先端にレンズ（半球面）を形成することができ、再現性よく凸型を形成でき、キズの発生、汚れの付着などが少なく好ましいものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような加熱しての光ファイバ端面の加工方法においては、凸型の半球面の形成には適しているが、凹型の半球面の形成には不向きである不都合がある。この発明は、このような点に鑑み凸型ばかりでなく凹型の半球面も形成できる光ファイバ端面の加工方法の提供を第１の目的とする。
【０００５】
また、光ファイバは、中心のコア部とその外周のクラッド部とからなり、それにジャケットが被覆されて構成されており、コア部が光学繊維としてプラスチックで形成されている。従って、従来の熱による光ファイバ端面の加工方法においては、コア部の端面を半球面（レンズ）形状に形成することは可能であるが、クラッド部やジャケットの端面までも加工することはできない。しかし、光ファイバの使用態様によっては、クラッド部やジャケットの端面までも加工したい場合も生ずる。この発明は、このような点に鑑み光ファイバのコア部だけでなく、クラッド部やジャケットも含め選択的に端面加工できる光ファイバ端面の加工方法を提供することを第二の目的とする。
【０００６】
さらに、従来の光ファイバ端面の半球面加工方法は、加熱によるものであるが、この発明は、このような加熱による方法ではなく、光ファイバ端面の加工に切削刃（刃物）を使用し切削加工する従来にない斬新な光ファイバ端面の加工方法の提供を第３の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、この発明の請求項１のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、ホルダーは貫通孔を具備し、この貫通孔に、一方側より半円状の切削刃が途中まで挿入されて回転され、他方側よりプラスチック光ファイバが挿入され、ホルダーの貫通孔内において前記切削刃によりプラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を、半球面に切削加工することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の請求項２のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、前記ホルダーの、切削刃でプラスチック光ファイバ端面を切削加工する部分に対応する位置には、窓が開口されていることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の請求項３のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、前記半円状の切削刃が、凸型または凹型の半円状であり、プラスチック光ファイバ端面は、凸型または凹型の半球面に切削加工されることを特徴とする。
【００１０】
さらに、この発明の請求項４のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、前記半円状の切削刃が、１または複数の切削刃において半円状に形成されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面と共に詳細に説明する。この発明のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、プラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を、ホルダーの貫通孔内で半円状の切削刃において半球面に切削加工するものであり、前記半円状の切削刃は、凸型または凹型の半円状であり、プラスチック光ファイバ端面は、凸型または凹型の半球面に切削加工される。
【００１２】
図１及び図２は半円状の切削刃の一例を示す拡大正面図及び要部拡大斜視図である。切削刃１は、胴部３の先端に設けられており、この実施の形態においては、２枚の切削刃１ａ、１ｂで凸型の半円状に形成されている。詳しくは切削刃１の刃先２は、図１及び図２に示すように中央が半円状の凹部２ａであり、それに連続して傾斜２ｂとなり、さらに垂直２ｃに連続する形状となっている。
【００１３】
この切削刃１を回転させ、この回転する切削刃１に光ファイバの端面を対向させて接触させ切削し、光ファイバ端面の加工を行う。この場合の光ファイバ端面の形状は、切削刃１の形状に対応し、図３（ａ）に示す端面形状となる。同図において２１はプラスチック光ファイバ、２２はコア部、２３はクラッド部、２４はジャケットを示す。このようにこの実施の形態の切削刃１によれば、中心のコア部２２端面のみを半球面（レンズ）形状に加工され、クラッド部２３は斜面（テーパ状）となり、ジャケット２４は平面となる。
【００１４】
また、例えば切削刃１の刃先２の形状が、凹型の半円状である場合には、光ファイバ２１の端面形状は図３（ｂ）に示すように、コア部２２だけでなくクラッド部２３及びジャケット２４を含む光ファイバ２１端面の全体が凸型の半球面となる。
【００１５】
以上の説明から理解できる通り、切削刃１の形状を変えることによって、光ファイバ端面の切削形状を任意に変えることができる。従って、光ファイバ端面を凹型の半球面とすることもできることが理解できる。
なお、切削刃１は、この実施の形態では図２に示すように２枚の切削刃１ａ、１ｂで形成されているが、これには１枚であってもよいし、３枚以上であってもよい。
【００１６】
この発明のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、前記のように切削刃１で光ファイバ端面を切削して半球面に形成するものであるが、実際には光ファイバは細く可撓性もあるために、単に回転する切削刃１に対向させて光ファイバ端面を接触させて切削はできない。
【００１７】
そこで実際には図４に示すようなホルダー４を使用して切削加工を行う。このホルダー４は、貫通孔５を有する軸状であって、途中に窓６が開口され、かつ螺孔７が設けられている。このホルダー４の貫通孔５に、図５（ａ）（ｂ）に示すように一方側より切削刃１を窓６の位置まで挿入して回転させ、他方側より光ファイバ２１を挿入し、その端面を回転する切削刃１に当接させることにより、ホルダー４の貫通孔５内において切削加工する。この時、切削屑（切粉）は窓６より排出される。このようにホルダー４の貫通孔５内において切削加工することにより、光ファイバ２１の位置ずれがなく、光ファイバ２１と切削刃１との軸心が一致することになり、好ましい半球面加工が可能となる。
【００１８】
具体的には図６に示すようなプラスチック光ファイバ端面加工装置１０を使用する。このプラスチック光ファイバ端面加工装置１０は、筺体１１内にモータ１３が設けられ、このモータ１３の駆動軸１４にカップリング１５を介して切削刃１が連結される。この切削刃１には図５（ｂ）に示すようにホルダー４の貫通孔５が嵌合してネジ８にて切削刃１に固定される。従って、切削刃１はモータ１３により回転させることができるから、ホルダー４の貫通孔５に他端側から前記したように光ファイバ２１を挿入し、回転する切削刃１に当接することによって端面加工を行うことができる。なお、図６において符号１２は、筺体１１の蓋体である。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、この発明のプラスチック光ファイバ端面の加工方法は、プラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を、ホルダーの貫通孔内で半円状の切削刃１において半球面（レンズ）に切削加工するものであり、前記半円状の切削刃は、凸型または凹型であり、プラスチック光ファイバ端面は、凸型または凹型の半球面（レンズ）に切削加工するものであるから、次のような効果を奏する。
【００２０】
（１）プラスチック光ファイバの端面は、ホルダーの貫通孔内において切削加工するので、光ファイバの位置ずれがなく、光ファイバと切削刃との軸心も一致するので好ましい半球面加工ができる。
【００２１】
（２）単にホルダーの貫通孔に挿入するだけで光ファイバの端面加工ができるので、作業が容易である。
【００２２】
（３）プラスチック光ファイバ端面は、凸型の半球面ばかりでなく、切削刃の形状を変えることによって凹型の半球面をはじめ任意の形状に切削加工することができる。
【００２３】
（４）従って、使用態様に応じて最適の光ファイバ端面の形状を選択して形成することができる。例えば、光の光量を一点に集光したり、拡散することが自由に選択でき、また、光ファイバ同士の接続においても光量の減少（損失）を少なくすることが可能となる。また、光ファイバの一方の端面を凹型に切削加工し、この凹型の部分に他の材料で形成した球状体を嵌着することにより、端面の屈折率を変えることもできる。
【００２４】
（５）プラスチック光ファイバ端面は、コア部だけでなく、クラッド部やジャケットも含め選択的に端面加工することができる。
【００２５】
（６）切削刃（刃物）を使用し切削加工するので、従来のように加熱手段や急冷却手段等が不要となり、構造が簡単で安価となるし、操作も容易であり誰でもが簡単に端面加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】切削刃の一例を示す拡大正面図である。
【図２】切削刃の一例を示す要部拡大斜視図である。
【図３】プラスチック光ファイバ端面の加工形状を示す拡大断面図（ａ）（ｂ）である。
【図４】ホルダーの拡大斜視図である。
【図５】ホルダーの使用状態を示す拡大断面図（ａ）（ｂ）である。
【図６】プラスチック光ファイバ端面加工装置を示す断面説明図である。
【図７】従来例を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す断面説明図である。
【符号の説明】
１切削刃
１ａ、１ｂ切削刃
２刃先
２ａ刃先の半円状の部分
２ｂ刃先の傾斜の部分
２ｃ刃先の垂直の部分
３切削刃の胴部
４ホルダー
５貫通孔
６窓
１０プラスチック光ファイバ端面加工装置
２１プラスチック光ファイバ
２２コア部
２３クラッド部
２４ジャケット

Claims

ホルダーは貫通孔を具備し、この貫通孔に、一方側より半円状の切削刃が途中まで挿入されて回転され、他方側よりプラスチック光ファイバが挿入され、ホルダーの貫通孔内において前記切削刃によりプラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を、半球面に切削加工することを特徴とするプラスチック光ファイバ端面の加工方法。
前記ホルダーの、切削刃でプラスチック光ファイバ端面を切削加工する部分に対応する位置には、窓が開口されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバ端面の加工方法。
前記半円状の切削刃は、凸型または凹型の半円状であり、プラスチック光ファイバ端面は、凸型または凹型の半球面に切削加工されることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバ端面の加工方法。
前記半円状の切削刃は、１または複数の切削刃において半円状に形成されることを特徴とする請求項１または３記載のプラスチック光ファイバ端面の加工方法。