JP3773851B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨定盤とこの研磨定盤に当接するワークとを相対移動してワークの端面を研磨する装置に関し、特に光コネクタ用光ファイバフェルールの接続端面の研磨処理において好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数本の光ファイバを相互に突き合わせて接続したり、各種光デバイスに対して光ファイバを接続するために用いられる光コネクタは、通常、光ファイバを一体的に埋設した光ファイバフェルールを有する。従来の光ファイバフェルールは、ジルコニアセラミックスなどの耐摩耗性に優れた低膨張率の材料を円柱状に加工したものであり、光ファイバの先端面が中央部に露出するその接続端面を２０mm程度の曲率半径の凸球面に形成している。
【０００３】
このような光ファイバフェルールの接続端面を所定曲率の凸球面に加工するため、所定速度で自転および旋回運動する円形の研磨定盤に対し、ホルダブロックに所定間隔で環状に配置された複数の光ファイバフェルールの接続端面を押し付けるようにした研磨装置が用いられている。
【０００４】
このような従来の研磨装置の概略構造を図８に示し、そのIX−IX矢視断面構造を図９に示す。すなわち、円盤状をなす研磨定盤１の平滑に形成された表面には、弾性シート２を介して研磨フィルム３が貼り付けられる。研磨定盤１には図示しない定盤駆動装置が連結され、この定盤駆動装置を作動させることにより、研磨定盤１をその回転中心周りに回転させると同時に、これを所定の旋回半径で旋回させることができるようになっている。多角形の板状をなすホルダブロック４の外周部には、光ファイバフェルール５を係止するためのＶ溝６が所定間隔で形成されており、これらＶ溝６にそれぞれ装着される光ファイバフェルール５は、固定ねじ７を介してホルダブロック４の外周部に取り付けられる押さえ板８により、ホルダブロック４対して一体的に固定される。ホルダブロック４、研磨定盤１の対向方向に移動可能であり、図示しない付勢手段によって研磨定盤１側に付勢することができるようになっている。
【０００５】
光ファイバ９が挿通された光ファイバフェルール５の接続端面５ｆの研磨に際しては、ホルダブロック４に組み込まれた付勢手段により、各光ファイバフェルール５の接続端面５ｆを研磨定盤１に貼付された研磨フィルム３に対して所定圧で押し当てて研磨フィルム３を弾性シート２と共に弾性変形させ、この状態にて定盤駆動装置を作動させて研磨定盤１をその回転中心周りに低速にて回転させる一方、これを所定の旋回半径にて旋回運動させる。これにより、研磨定盤１に対して図８中の二点鎖線で示すような相対的な移動軌跡Ｔを個々の光ファイバフェルール５に与え、その接続端面５ｆを所定曲率Ｒの凸球面に研磨加工することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８および図９に示した従来の研磨装置において、個々の光ファイバフェルール５に対する加工条件を一定に保つためには、ホルダブロック４の同一円周上に光ファイバフェルール５を所定間隔で配置する必要がある。このため、大量の光ファイバフェルール５を一度に研磨加工しようとした場合、一度に研磨処理可能な光ファイバフェルール５の数が研磨定盤１およびホルダブロック４の直径に依存することから、研磨装置全体が著しく大型化してしまう不具合が生ずる。
【０００７】
また、図８および図９に示した従来の研磨装置においては、複数の光ファイバフェルール５がホルダブロック４に対して所定間隔で環状に配列した状態となっているため、各光ファイバフェルール５の接続端面５ｆにおける研磨定盤１の内周側と外周側とで、研磨定盤１の周速差に起因した研磨量の相違が発生し、研磨定盤１の外周側に位置する接続端面５ｆの部分が内周側よりも相対的に多量に研磨される結果、接続端面５ｆの回転対称軸線が光ファイバフェルール５の軸線に対して傾斜してしまう不具合が生ずる。
【０００８】
さらに、ホルダブロック４の同一円周上に複数の光ファイバフェルール５を固定しているため、研磨定盤１に対する光ファイバフェルール５の接続端面５ｆの移動軌跡Ｔが研磨定盤１の同一円周上で重なり合ってしまい、研磨フィルム３上に異物などが存在した場合には、研磨作業に伴ってすべての光ファイバフェルール５の接続端面５ｆが損傷を受けてしまう可能性が非常に高かった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、研磨加工される接続端面の回転対称軸線を光ファイバフェルールの軸線と一致させることができ、しかも研磨定盤の上に異物などが存在しても、同時に研磨加工されるすべての光ファイバフェルールの接続端面が損傷を受けないような研磨装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、一度に大量の光ファイバフェルールを一括して研磨することが可能であるコンパクトな装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による研磨装置は、ベースと、このベースに対して旋回可能に支持された研磨定盤と、この研磨定盤を前記ベースに対して旋回運動させる定盤旋回手段と、前記ベースに対して往復直線移動可能に支持されたスライダと、このスライダを前記ベースに対して往復直線運動させるスライダ駆動手段と、前記スライダの往復直線運動方向と交差する方向に沿って前記研磨定盤を跨ぎ、長手方向両端部が前記スライダに取り付けられて前記研磨定盤と対向するワークホルダと、このワークホルダの長手方向に沿って所定間隔で一直線状に配列するように当該ワークホルダに設けられてワークを着脱可能に支持するワーク装着部とを具え、前記研磨定盤の旋回半径が前記ワークホルダの長手方向に沿った前記ワーク装着部の配列間隔の整数倍から外れていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による研磨装置において、ワーク装着部に装着されるワークの先端を研磨定盤に付勢するためのワーク付勢手段をさらに具えることができる。
【００１８】
ワーク装着部が相互に平行に複数列形成され、各列のワーク装着部がスライダの往復直線運動方向に沿って一直線状に並ばないように、これらの配列方向に沿って相互にずらして配列することが好ましい。
【００１９】
スライダ駆動手段は、回転運動を往復直線運動に変換するカム機構を有することができる。この場合、スライダ駆動手段は、カム機構のバックラッシュを除去するための負荷抵抗体をさらに有することができる。
【００２０】
また、ワークの端面が光ファイバフェルールの接続端面であってよい。
【００２１】
【実施例】
本発明による研磨装置を接続端面が研磨される光ファイバフェルール対して応用した一実施例について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
【００２２】
本実施例における研磨装置の外観を図１に示し、その内部構造を図２に破断状態で示し、その研磨定盤の旋回機構を分解状態で図３に示す。すなわち、ペデスタル１１を介して作業床面１２上に設置される矩形の筺体１３内には、定盤駆動モータ１４とスライダ駆動モータ１５とが収容され、これら２つの駆動モータ１４，１５は筺体１３に搭載される矩形の板状をなすベース１６に対して上向きの状態で固定されている。
【００２３】
ベース１６の中央部には、矩形の板状をなす研磨定盤１７がそれぞれ固定ねじ１８を介してベース１６に取り付けられた複数（図示例では４つ）のスラスト軸受１９を介して載置され、研磨定盤１７はこれらスラスト軸受１９によってその上を自由に移動できるようになっている。本実施例では、研磨定盤１７の裏面側にスラスト軸受１９が当接する硬質の軸受板２０を取り付け、スラスト軸受１９に対して当接する研磨定盤１７の裏面の摩耗に伴うがたつきの発生を抑制している。表面が平滑に仕上げられた研磨定盤１７の表面には、弾性変形可能な弾性シート２１を介して研磨フィルム２２が貼り付けられている。
【００２４】
ベース１６から突出する定盤駆動モータ１４の回転軸２３には、駆動歯車２４が一体的に嵌着され、この駆動歯車２４に対してそれぞれ噛み合う前後一対の同期歯車２５は、駆動歯車２４を挟んで前後方向（図２中、左右方向）に一直線状に並ぶように、ベース１６に植設されたこれらの支持軸２６に対し、軸受２７を介してそれぞれ回転自在に支持されている。同期歯車２５には、これらの支持軸２６に対して所定量、例えばｒだけ偏心した偏心ピン２８がそれぞれ突設され、これら偏心ピン２８の先端部は研磨定盤１７の裏面側にそれぞれ取り付けられた前後一対の軸受ローラ２９を介して研磨定盤１７にそれぞれ嵌合されている。これら前後一対の軸受ローラ２９の間隔は、同期歯車２５の支持軸２６の間隔と同一に設定されている。
【００２５】
従って、定盤駆動モータ１４を作動させると、研磨定盤１７はその姿勢を変えることなく、スラスト軸受１９上を定盤駆動モータ１４の回転軸２３と平行な軸線周りに旋回半径をｒとする旋回運動を行う。つまり、本実施例では上述した定盤駆動モータ１４，駆動歯車２４，同期歯車２５，偏心ピン２８などで本発明の定盤旋回手段を構成したが、これ以外の周知の技術を利用して定盤旋回手段を構成することも当然可能である。
【００２６】
図２中のIV−IV矢視断面構造を図４に示す。すなわち、研磨定盤１７を挟んでベース１６の左右両側には、前後方向に沿って延在する案内レール３０が敷設されており、これら左右一対の案内レール３０には、当該案内レール３０の長手方向に沿って移動自在に摺接する左右一対のスライダ３１がそれぞれ保持されている。これらスライダ３１の後端部は、研磨定盤１７を跨ぐ連結板３２の左右両端部がそれぞれボルト３３を介して固定されている。この連結板３２の裏面には、左右方向（図４中、左右方向）に沿って延在する案内溝３４が形成されている。ベース１６から突出するスライダ駆動モータ１５の回転軸３５には、円形のピン支持板３６が嵌着され、止めねじ３７を介して回転軸３５に一体的に固定されている。このピン支持板３６には、スライダ駆動モータ１５の回転軸３５に対して所定量、例えばｓだけ偏心した偏心ピン３８が突設され、この偏心ピン３８の先端部は上述した案内溝３４に軸受ローラ３９を介して係合して本発明のカム機構を案内溝３４と共に構成している。
【００２７】
従って、スライダ駆動モータ１５を作動させると、ピン支持板３６の回転に伴ってその偏心ピン３８に係合する連結板３２が案内レール３０に沿って前後に２ｓのストロークで往復動することとなる。つまり、本実施例では上述したスライダ駆動モータ１５，案内溝３４，ピン支持板３６，偏心ピン３８などで本発明のスライダ駆動手段を構成したが、これ以外の周知の技術を利用してスライダ駆動手段を構成することも当然可能である。
【００２８】
なお、案内溝３４と偏心ピン３８が嵌着された軸受ローラ３９との間の遊びによって、連結板３２の往復動端でのがたつきが生ずるため、本実施例ではピン支持板３６の外周面に当接してその回転を抑制するメカニカルシールリング４０を本発明の負荷抵抗体としてベース１６に形成された環状溝４１内に収容しており、これによって上述した連結板３２のがたつきを抑制している。しかしながら、このようなメカニカルシールリング４０に限らず、任意の負荷抵抗体をスライダ駆動モータ１５から連結板３２に至る動力伝達経路の途中に組み込むことが可能である。
【００２９】
連結板３２と共に左右両端部がスライダ３１にねじ止めされた板状のブラケット４２には、左右一対のトグルクランプ４３が固定されており、このトグルクランプ４３のクランプアーム４４の先端部には、研磨定盤１７と対向するワークホルダ４５の左右両端部がそれぞれ連結されている。トグルクランプ４３のロックレバー４６を図に示すクランプ状態に起こした場合、ワークホルダ４５に取り付けられた光ファイバフェルール４７の接続端面４８（図６参照）が後述するワーク付勢手段による付勢力によって研磨定盤１７の研磨フィルム２２に対し適切な押圧力でそれぞれ押し当てられるようになっている。逆に、トグルクランプ４３のロックレバー４６を倒してアンクランプ状態にした場合、研磨定盤１７からワークホルダ４５が引き離され、ワークホルダ４５に対する光ファイバフェルール４７の着脱時に光ファイバフェルール４７の接続端面４８を研磨フィルム２２に当接させることなく、容易かつ安全に着脱作業を行うことができる。
【００３０】
本実施例におけるワークホルダ４５の部分を抽出拡大して図５に示し、そのVI−VI矢視断面形状を図６に示す。すなわち、ワークホルダ４５の下面にはその長手方向（図５中、上下方向）に沿って所定間隔ｐで配列するフェルール装着孔４９を形成したフェルール取り付け板５０がボルト５１を介して一体的に固定されている。光ファイバフェルール４７がそれぞれ着脱可能に嵌合される本発明のワーク装着部としてのフェルール装着孔４９は、本実施例では相互に平行に前後２列に形成され、一方の列のフェルール装着孔４９の配列間隔ｐは、他方の列のフェルール装着孔４９の配列間隔ｐに対し、これらの配列方向に沿って１／２ピッチ、すなわちｐ／２だけずらして配列されている。
【００３１】
本実施例では、研磨定盤１７の旋回半径ｒがフェルール装着孔４９の配列間隔ｐの整数倍とならないように、すなわちｒ≠ｎｐ（ただしｎは整数）となるように、偏心ピン２８の偏心量ｒおよびフェルール装着孔４９の配列間隔ｐが設定されている。例えば、本実施例における研磨装置を用いて２４本の光ファイバフェルール４７の接続端面４８を研磨した場合、研磨定盤１７に対するこれらの中心の移動軌跡を図７に模式的に示すように、研磨作業中に研磨定盤１７に対して光ファイバフェルール４７の接続端面４８の移動軌跡が完全に重なり合わないようにすることができ、研磨定盤１７の上に異物などが存在しても、同時に研磨加工されるすべての光ファイバフェルール４７の接続端面４８が損傷を受けるような不具合を回避することができる。
【００３２】
フェルール取り付け板５０を前後に挟むように延在する一対の板ばね取り付け板５２の左右両端部は、フェルール装着孔４９の配列方向に沿って延在する枢支ピン５３を介してワークホルダ４５にそれぞれ回動自在にピン止めされている。板ばね取り付け板５２の左右両端部には、フェルール取り付け板５０に対して板ばね取り付け板５２を図６の実線で示すロック位置に固定するための操作ねじ５４が装着され、この操作ねじ５４がねじ込まれるフェルール取り付け板５０から操作ねじ５４を外すことにより、板ばね取り付け板５２を図６の二点鎖線で示す退避位置に回動させることができるようになっている。板ばね取り付け板５２には、先端側が櫛歯状をなし、フェルール装着孔４９に差し込まれた光ファイバフェルール４７のフランジ部５５にそれぞれ係止してこれらを下向きに付勢し得る板ばね５６の基端部が押さえ板５７を介してそれぞれ複数本のボルト５８により固定されている。つまり、上述した板ばね取り付け板５２，板ばね５６，押さえ板５７などが研磨定盤１７に対して光ファイバフェルール４７の接続端面４８を相対的に付勢する本発明のワーク付勢手段として機能している。
【００３３】
従って、フェルール取り付け板５０のフェルール装着孔４９に対して光ファイバフェルール４７の着脱作業を行う際には、板ばね取り付け板５２を退避位置に回動させることにより、板ばね５６の先端部がフェルール装着孔４９の直上から退避される結果、フェルール装着孔４９に対する光ファイバフェルール４７の着脱作業を容易に行うことができる。
【００３４】
なお、上述したトグルクランプ４３のロックレバー４６をクランプ状態に起こした場合、光ファイバフェルール４７の接続端面４８が研磨定盤１７の研磨フィルム２２に当接して板ばね５６のばね力に抗して押し上げられ、フランジ部５５がフェルール取り付け板５０から浮き上がった状態となるように、トグルクランプ４３によるワークホルダ４５のクランプ位置が設定されている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の研磨装置によると、ワークを着脱可能に支持するワーク装着部が長手方向に沿って所定間隔で一直線状に配列するように設けられたワークホルダを研磨定盤と対向状態でスライダに取り付け、定盤旋回手段によって研磨定盤をベースに対して旋回運動させる一方、スライダ駆動手段によってスライダをベースに対して往復直線運動させ、さらに研磨定盤の旋回半径をワークホルダの長手方向に沿ったワーク装着部の配列間隔の整数倍から外れるようにしたので、一度に大量のワークの端面を一括して研磨することができる。また、ワークの端面全域に亙って加工条件が均一化され、研磨加工される端面を正確に仕上げることができる。さらに、研磨定盤に対してワークの端面の移動軌跡が重なり合わないようにすることができ、研磨定盤の上に異物などが存在しても、同時に研磨加工されるすべてのワークの端面が損傷を受けるような不具合を回避することができる。
【００４１】
ワーク装着部に装着されるワークの先端を研磨定盤に付勢するワーク付勢手段をさらに具えた場合には、ワークの端面をより正確に研磨することができる。
【００４３】
ワーク装着部を相互に平行に複数列形成し、各列のワーク装着部がスライダの往復直線運動方向に沿って一直線状に並ばないように、各列のワーク装着部をこれらの配列方向に沿って相互にずらして配列した場合には、さらに大量のワークの端面を一括して研磨することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による研磨装置を光ファイバフェルールの接続端面の研磨用に応用した一実施例の外観を表す斜視図である。
【図２】図１に示した実施例における研磨装置の内部構造を一部破断状態で表す断面図である。
【図３】図１に示した実施例における研磨定盤の旋回機構を分解状態で表す斜視図である。
【図４】図２中のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図１に示した実施例におけるワークホルダの部分の平面図である。
【図６】図５中のVI−VI矢視断面の拡大図である。
【図７】図１に示した実施例における研磨定盤に対する光ファイバ接続端面の中心の移動軌跡を模式的に表す概念図である。
【図８】光ファイバフェルールの接続端面を研磨するための従来の研磨装置の平面図であり、その一部を破断状態で表している。
【図９】図８中のIX−IX矢視断面の拡大図である。
【符号の説明】
１１ ペデスタル
１２ 作業床面
１３ 筺体
１４ 定盤駆動モータ
１５ スライダ駆動モータ
１６ ベース
１７ 研磨定盤
１８ 固定ねじ
１９ スラスト軸受
２０ 軸受板
２１ 弾性シート
２２ 研磨フィルム
２３ 回転軸
２４ 駆動歯車
２５ 同期歯車
２６ 支持軸
２７ 軸受
２８ 偏心ピン
２９ 軸受ローラ
３０ 案内レール
３１ スライダ
３２ 連結板
３３ ボルト
３４ 案内溝
３５ 回転軸
３６ ピン支持板
３７ 止めねじ
３８ 偏心ピン
３９ 軸受ローラ
４０ メカニカルシールリング
４１ 環状溝
４２ ブラケット
４３ トグルクランプ
４４ クランプアーム
４５ ワークホルダ
４６ ロックレバー
４７ 光ファイバフェルール
４８ 接続端面
４９ フェルール装着孔
５０ フェルール取り付け板
５１ ボルト
５２ 板ばね取り付け板
５３ 枢支ピン
５４ 操作ねじ
５５ フランジ部
５６ 板ばね
５７ 押さえ板
５８ ボルト
ｒ，ｓ 偏心量
ｐ 配列間隔

Claims (5)

1. ベースと、
   このベースに対して旋回可能に支持された研磨定盤と、
   この研磨定盤を前記ベースに対して旋回運動させる定盤旋回手段と、
   前記ベースに対して往復直線移動可能に支持されたスライダと、
   このスライダを前記ベースに対して往復直線運動させるスライダ駆動手段と、
   前記スライダの往復直線運動方向と交差する方向に沿って前記研磨定盤を跨ぎ、長手方向両端部が前記スライダに取り付けられて前記研磨定盤と対向するワークホルダと、
   このワークホルダの長手方向に沿って所定間隔で一直線状に配列するように当該ワークホルダに設けられてワークを着脱可能に支持するワーク装着部と
   を具え、前記研磨定盤の旋回半径が前記ワークホルダの長手方向に沿った前記ワーク装着部の配列間隔の整数倍から外れていることを特徴とする研磨装置。
2. ワーク装着部に装着されるワークの先端を研磨定盤に付勢するワーク付勢手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. ワーク装着部が相互に平行に複数列形成され、各列のワーク装着部は、スライダの往復直線運動方向に沿って一直線状に並ばないように、これらの配列方向に沿って相互にずらして配列されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
4. スライダ駆動手段は、回転運動を往復直線運動に変換するカム機構を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の研磨装置。
5. ワークの端面が光ファイバフェルールの接続端面であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の研磨装置。

Images