JP3906348B2

JP3906348B2 - 多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置

Info

Publication number: JP3906348B2
Application number: JP2001371465A
Authority: JP
Inventors: 島良美飯; 造弘木
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: JP2003172829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多連式プラスチック光ファイバ端面を、例えば凸型または凹型の半球面に各プラスチック光ファイバ同時に加工する多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチック光ファイバ（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。このように熱を加えて端面加工する装置として、特開平８−７５９３５号公報に示されている。
【０００３】
この光ファイバ端面の加工装置は、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように所定長さの端部が露出した光ファイバ２１を固定する固定具（図示せず）と、少なくとも、光ファイバ２１端部の先端に押し付けられたとき、加熱されるレンズ形成用型３３と、レンズ形成用型３３と一体化され該型と共に移動し、光ファイバ端部の先端にレンズ形成用型３３が押し付けられた状態で、若しくは光ファイバの端部からレンズ形成用型３３を引き離した後で、光ファイバ２１の端部を強制冷却する急冷却手段３４と、レンズ形成用型３３と急冷却手段３４とを、相対的に光ファイバ端部の先端に押し付け、引き離す搬送手段（図示せず）と、から成るものである。
【０００４】
そして、端部が露出したジャケット２４付き光ファイバ２１を固定具（図示せず）で固定し（図１０（ａ））、レンズ形成用型３３と、急冷却手段３４とを搬送手段（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１０（ｂ））、光ファイバ２１端部を急冷却手段３４で強制冷却し（図１０（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１０（ｄ））、レンズ２５付き光ファイバを得るものである。
【０００５】
この装置によれば、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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のような光ファイバ端面の加工装置は、単芯用のものであって多連式プラスチック光ファイバの各プラスチック光ファイバを同時に加工処理するものではない。
この発明は、このような点に鑑み多連式プラスチック光ファイバの各プラスチック光ファイバ端面を同時に切削加工できる多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置の提供を第１の目的とする。
【０００７】
また、前記従来のような加熱しての光ファイバ端面の加工装置においては、凸型の半球面の形成には適しているが、凹型の半球面を含む他の形状の形成には対応できない課題を有する。
この発明は、このような点に鑑み凸型の半球面ばかりでなく、凹型の半球面をはじめ任意の形状に形成できる光ファイバ端面の加工装置の提供を第２の目的とする。
【０００８】
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、前記従来の熱による光ファイバ端面の加工装置においては、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装置を提供することを第３の目的とする。
【０００９】
また、従来の光ファイバ端面の加工装置は、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装置ではなく、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装置の提供を第４の目的とする。
【００１０】
さらに、光ファイバ端面の形状を任意の形状とすることができることに鑑み、使用態様に応じて最適の光ファイバ端面の形状を選択できるようにすることを第５の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、この発明の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、モータの駆動軸に連結された被連結部材に連結されて回転する第１回転軸と、前記モータ又は第１回転軸と伝動機構を介して連結されて回転し、互いに並列して設けられる１又は複数の第２回転軸と、貫通孔を有し切削屑を排出する窓が開口され、前記第１回転軸及び第２回転軸に並列して着脱自在に取付けられるホルダーと、前記ホルダーの貫通孔内に着脱自在に装着され、一端側よりホルダー内に挿入されたプラスチック光ファイバの端面に対峙して回転し該光ファイバ端面のコア部だけの端面又はコア部とクラッド部の端面あるいはコア部とクラッド部とジャケット部とを含む端面を切削加工する切削刃とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、モータの駆動軸に連結された被連結部材に連結されて回転する第１回転軸と、前記モータ又は第１回転軸と伝動機構を介して連結されて回転し、互いに並列して設けられる１又は複数の第２回転軸と、貫通孔を有し切削屑を排出する窓が開口され、前記第１回転軸及び第２回転軸に並列して着脱自在に取付けられるホルダーと、前記ホルダーの貫通孔内に位置して前記第１及び第２回転軸の先端に着脱自在に設けられ、一端側よりホルダー内に挿入されたプラスチック光ファイバの端面に対峙して回転し該光ファイバ端面のコア部だけの端面又はコア部とクラッド部の端面あるいはコア部とクラッド部とジャケット部とを含む端面を切削加工する切削刃とを具備することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、切削刃を収納したホルダーが、並列して回転軸に取付けられているので、各々の光ファイバをこの並列する各ホルダーの貫通孔に一端側より挿入し、回転する切削刃において全てのプラスチック光ファイバ端面を同時に切削加工することができる。従って、並列するホルダーは、左右であっても上下であってもよいが、その間隔は、多連式プラスチック光ファイバの各々の光ファイバ間隔を考慮すると、なるべくこの間隔に近いことが望ましい。
【００１４】
また、ホルダーには、切削屑を排出する窓が開口されているので、ホルダーの貫通孔内において光ファイバ端面を切削加工した際に発生する切削屑は、窓より外部に排出することができる。これにより切削屑が切削刃での光ファイバ端面の切削加工の支障となることなく、切削加工の精度に影響も与えない。
【００１５】
また、この発明の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、前記被連結部材が、モータの駆動軸に連結されるカップリングであることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置の前記切削刃は、少なくともコア部に対応する部分が凹型または凸型の半円状であり、プラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を、凸型または凹型の半球面に切削加工することを特徴とする。
【００１７】
さらに、この発明の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、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ていることを特徴とする。
【００１８】
【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。図１はこの発明の実施の形態を示す平面説明図、図２はこの発明の実施の形態を示す正面説明図、図３はこの発明の実施の形態を示す要部拡大断面部分説明図、図４はホルダーを取外した状態の要部拡大断面部分説明図、図５はホルダーの分解断面説明図である。
【００１９】
同図において、多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、モータ１０の駆動軸１１に連結された被連結部材、例えばカップリング１２に連結されて回転する第１回転軸１３と、前記モータ１０又は第１回転軸１３と伝動機構１４を介して連結されて回転する第２回転軸１５とが並列して設けられ、この第１及び第２回転軸１３、１５には、貫通孔５を有し、この貫通孔５に切削刃１が着脱自在に装着され、この貫通孔５にプラスチック光ファイバを挿入して切削刃１で端面を切削加工するホルダー４が並列して着脱自在に取付けられている。
【００２０】
基板７には、取付板８と軸受板９が所定の間隔をおいて平行に立設されており、前記モータ１０は、取付板８に固定されて取付けられている。このモータ１０の駆動軸１１は、取付板８を貫通して軸受板９側に突出しており、この駆動軸１１の突出部に被連結部材としてのカップリング１２が設けられている。
【００２１】
前記第１回転軸１３は、軸受板９の軸受１８に回転自在に支承され、軸受板９を貫通して設けられており、一端側は前記カップリング１２に連結され、他端側には前記ホルダー４が連結される。
前記第２回転軸１５は、軸受板９の軸受１９に回転自在に支承され、軸受板９を貫通して設けられており、一端側には歯車１７が固設され、他端側にはホルダー４が取り付けられる。この第２回転軸１５と前記第１回転軸１３とは、並行して並列されて設けられる。この第２回転軸１５の歯車１７は、第１回転軸１３に固設した歯車１６と噛合している。これによりモータ１０を駆動すると第１回転軸１３が回転し、また、歯車１６、１７の伝動機構１４を介して第２回転軸１５も回転する。なお、伝動機構１４は、ベルト等の他の手段であってもよいことはもちろんである。
【００２２】
前記ホルダー４は、図３乃至図５に示すように貫通孔５を有する短筒状であって、一端側の貫通孔５内面は、径大の螺孔６となっている。また、ホルダー４には、図示は省略したが切削屑を排出する窓が開口されている。この窓が開口される位置は、ホルダー４内に装着された切削刃１の刃先２近傍が好ましい。
【００２３】
切削刃１は、光ファイバ２１の端面を切削して所定形状に形成するものであり、その刃先２の形状は、形成する光ファイバ２１端面の形状に応じて決定される。例えば、光ファイバ端面を凸型の半球面（レンズ）に形成する場合には、切削刃１の刃先２の形状は凹型の半円状であり、光ファイバ端面を凹型の半球面に形成する場合には、切削刃１の刃先２の形状は凸型の半円状となる。この切削刃１の刃先２とは他端側の基端は、径大のねじ部３となっている。この切削刃１は、図４に示すようにホルダー４の貫通孔５に同心的に挿入され、図３に示すようにねじ部３をホルダー４の螺孔６に螺入することによって取付けられる。この時、径大のねじ部３が、ホルダー４の貫通孔５の段部５ａに係止されるまで締め付ける。
【００２４】
前記第１及び第２回転軸１３及び１５の突出部１３ａ、１５ａには、ねじ２０が設けられており、前記切削刃１が装着されたホルダー４は、このネジ２０に螺孔６をねじ込むことによって第１及び第２回転軸１３及び１５に取付けられる。
【００２５】
また、切削刃１は、図６に示すように第１及び第２回転軸１３及び１５の先端に設けられた螺孔２６に切削刃１のネジ部３ａをねじ込んで取り付けるようにしてもよい。
【００２６】
しかして、前記実施の形態の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、次のように作用する。
第１回転軸１３は、モータ１０の駆動軸１１に連結されたカップリング１２に連結されているのでモータ１０の駆動で回転する。第２回転軸１５は、第１回転軸１３の歯車１６と第２回転軸１５の歯車１７とが噛合されているので、第１回転軸１３が回転すると第２回転軸１５も回転する。この第１及び第２回転軸１３及び１５には、切削刃１が装着されたホルダー４がねじ結合して取付けられているので、このホルダー４も第１及び第２回転軸１３及び１５と共に回転する。これにより切削刃１も回転する。
【００２７】
そこで、図３に矢印で示すようにホルダー４の貫通孔５に、先端側より光ファイバ２１を挿入し、その端面を回転する切削刃１に少しの力で当接させると、光ファイバ２１の端面は、切削刃１において所定形状に切削加工される。この時、ホルダー４は、並列して設けられているため、多連式プラスチック光ファイバであっても、各々の光ファイバを各ホルダー４の切削刃において同時に切削加工できるものである。
従って、並列するホルダー４の数は、多連式プラスチック光ファイバの光ファイバ数に対応して設けると共に、各ホルダー４、４間の間隔も、多連式プラスチック光ファイバの光ファイバの間隔に近いことが望ましい。
【００２８】
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、好ましい端面加工が可能となる。
また、ホルダー４には、装着した切削刃１の刃先２近傍に窓（図示省略）が開口されているので、光ファイバ端面の切削加工時に切削屑（切り粉）が発生しても、窓より外部に排出される。従って、切削加工により発生した切削屑が切削加工に影響を与えることなく精度のよい切削加工が可能となる。
【００２９】
図７および図８は切削刃の実施の形態を示す拡大正面図および要部拡大斜視図であり、本例の切削刃１の刃先２は、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。
光ファイバ２１は、通常、図９に示すようにコア部２２、クラッド部２３およびジャケット２４とで構成されている。
従って、このような光ファイバ２１の端面を、前記実施の形態の切削刃１において切削加工すると、切削刃１の形状に対応し、図９（ａ）に示す端面形状となる。即ち、中心のコア部２２端面のみが半球面（レンズ）形状に切削加工され、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。もちろん切削刃１の凹部２ａの直径がコア部２２の直径に対応し、傾斜２ｂの幅がクラッド部２３の厚さに対応し、垂直２ｃの幅がジャケット２４の厚さに対応している。
【００３０】
また、例えば、切削刃１の刃先２の形状が凹部の半円状である場合には、光ファイバ２１の端面形状は図９（ｂ）に示すように、コア部２２だけでなくクラッド部２３およびジャケット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。さらに、光ファイバ２１の端末には、コネクタを装着し、このコネクタと一緒に端面加工を行なってもよい。
【００３１】
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、切削刃１の形状が凸型の半円状であると、光ファイバ２１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。
【００３２】
また、切削刃１は、１枚で所定形状としてもよいし、２枚以上（複数枚）で構成してもよい。図８においては２枚の切削刃１ａ、１ｂで形成している。即ち、中心より一方の切削刃１ａと他方の切削刃１ｂで連続する所定形状となっている。
【００３３】
なお、この発明は前記実施の形態に制限されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、切削刃１をホルダー４に装着する構成でも、ホルダー４の貫通孔５を非円形孔（例えば、断面六角形孔）とし、切削刃１の胴部の一部又は全部を、これに対応する非円形（例えば、断面六角形）としたり、又はホルダー４の貫通孔５に挿入した切削刃１を、ホルダー４の外側よりピン又はネジで固定する構成とすることができるし、また、ホルダー４を第１及び第２回転軸１３及び１５に取付ける構成も、軸１３及び１５の先端を非円形軸とし、これにホルダー４の非円形孔を嵌合したり、または軸１３及び１５にホルダー４を嵌合した後、ホルダー４の外側よりピン又はネジで固定する構成とすることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、この発明の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置は、モータの駆動軸に連結された被連結部材に連結されて回転する第１回転軸と、前記モータ又は第１回転軸と伝動機構を介して連結されて回転し、互いに並列して設けられる１又は複数の第２回転軸と、貫通孔を有し切削屑を排出する窓が開口され、前記第１回転軸及び第２回転軸に並列して着脱自在に取付けられるホルダーと、前記ホルダーの貫通孔内に着脱自在に装着され、一端側よりホルダー内に挿入されたプラスチック光ファイバの端面に対峙して回転し該光ファイバ端面を切削加工する切削刃とを具備し、多連式プラスチック光ファイバの各々の光ファイバを並列する各ホルダーの貫通孔に一端側より挿入し、その光ファイバ端面に対峙して回転する切削刃においてホルダー内で各々のプラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を切削加工するようになっている。
また、モータの駆動軸に連結された被連結部材に連結されて回転する第１回転軸と、前記モータ又は第１回転軸と伝動機構を介して連結されて回転し、互いに並列して設けられる１又は複数の第２回転軸と、貫通孔を有し切削屑を排出する窓が開口され、前記第１回転軸及び第２回転軸に並列して着脱自在に取付けられるホルダーと、該ホルダーの貫通孔内に位置して前記第１及び第２回転軸の先端に着脱自在に設けられ、一端側よりホルダー内に挿入されたプラスチック光ファイバの端面に対峙して回転し該光ファイバ端面を切削加工する切削刃とを具備し、多連式プラスチック光ファイバの各々の光ファイバを並列する各ホルダーの貫通孔に一端側より挿入し、その光ファイバ端面に対峙して回転する切削刃においてホルダー内で各々のプラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を切削加工するようになっているので、次のような効果を奏する。
【００３５】
（１）プラスチック光ファイバ端面を切削加工する切削刃が装着されたホルダーが並列して設けられているので、多連式プラスチック光ファイバの各々の光ファイバ端面の複数を切削加工することができる。従って、多連式プラスチック光ファイバであっても、効率のよい端面加工が可能となる。
【００３６】
（２）プラスチック光ファイバ端面は、ホルダーの貫通孔内において切削加工されるので、光ファイバの位置ずれがなく、かつ光ファイバと切削刃との軸心を一致しての切削が可能となり、好ましい端面加工ができる。
また、ホルダーには切削屑を排出する窓が開口されているので、光ファイバ端面を切削加工した際に発生する切削屑は窓より外部に排出され、切削加工に影響を与えないので精度のよい光ファイバ端面の切削加工ができる。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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】この発明の実施の形態を示す平面説明図である。
【図２】この発明の実施の形態を示す正面説明図である。
【図３】この発明の実施の形態を示す要部拡大断面部分説明図である。
【図４】ホルダーを取外した状態の要部拡大断面部分説明図である。
【図５】ホルダーの分解断面説明図である。
【図６】切削刃の他の取付構造を示す分解説明図である。
【図７】切削刃の実施の形態を示す拡大正面説明図である。
【図８】切削刃の実施の形態を示す要部拡大斜視図である。
【図９】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１０】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切削刃の径大のねじ部
３ａ切削刃のねじ部
４ホルダー
５ホルダーの貫通孔
６ホルダーの螺孔
７基板
８取付板
９軸受板
１０モータ
１１駆動軸
１２被連結部材（カップリング）
１３第１回転軸
１５第２回転軸
１６、１７歯車
１８、１９軸受
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
２６螺孔

Claims

モータの駆動軸に連結された被連結部材に連結されて回転する第１回転軸と、前記モータ又は第１回転軸と伝動機構を介して連結されて回転し、互いに並列して設けられる１又は複数の第２回転軸と、貫通孔を有し切削屑を排出する窓が開口され、前記第１回転軸及び第２回転軸に並列して着脱自在に取付けられるホルダーと、前記ホルダーの貫通孔内に着脱自在に装着され、一端側よりホルダー内に挿入されたプラスチック光ファイバの端面に対峙して回転し該光ファイバ端面のコア部だけの端面又はコア部とクラッド部の端面あるいはコア部とクラッド部とジャケット部とを含む端面を切削加工する切削刃とを具備することを特徴とする多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置。
モータの駆動軸に連結された被連結部材に連結されて回転する第１回転軸と、前記モータ又は第１回転軸と伝動機構を介して連結されて回転し、互いに並列して設けられる１又は複数の第２回転軸と、貫通孔を有し切削屑を排出する窓が開口され、前記第１回転軸及び第２回転軸に並列して着脱自在に取付けられるホルダーと、前記ホルダーの貫通孔内に位置して前記第１及び第２回転軸の先端に着脱自在に設けられ、一端側よりホルダー内に挿入されたプラスチック光ファイバの端面に対峙して回転し該光ファイバ端面のコア部だけの端面又はコア部とクラッド部の端面あるいはコア部とクラッド部とジャケット部とを含む端面を切削加工する切削刃とを具備することを特徴とする多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置。
前記被連結部材は、モータの駆動軸に連結されるカップリングであることを特徴とする請求項１または２に記載の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置。
前記切削刃は、少なくともコア部に対応する部分が凹型または凸型の半円状であり、プラスチック光ファイバ端面の少なくともコア部を、凸型または凹型の半球面に切削加工することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置。
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ていることを特徴とする請求項４記載の多連式プラスチック光ファイバ端面の加工装置。