JPH03198005A

JPH03198005A - レーザダイオードモジュールの製造装置

Info

Publication number: JPH03198005A
Application number: JP1339354A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Nagashima; 長島　光男; Takao Kawahara; 川原　孝郎
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-08-29
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JP2950874B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、レーザダイオード（以下ＬＤと称す）モジュ
ールを構成する光ファイバとＬＤとを、Ｘ軸方向、Ｙ軸
方向およびｚ軸方向に位置合わせし、光伝達パワーロス
が最少となる状態で両者を固定するＬＤモジュールの製
造装置に係り、特に光ファイバとＬＤとの位置合わせを
精度良く行うことのできる製造装置に関する。

（従来の技術）一般に、光ファイバとＬＤとで構成されるＬＤモジュー
ルを製造する場合には、手動により光ファイバとＬＤと
を１μｍ以下の精度で位置合わせし、その後電気溶接や
エポキシ樹脂溶接等により、両者を固定する方法が採ら
れているが、一部では、光ファイバとＬＤとを自動で位
置合わせし、その後ＹＡＧレーザにより両者を溶接固定
する方法が採られている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前記従来のＬＤモジュール製造方法は、いず
れも接合前に合わせた位置を接合後も保持できずに位置
ずれが発生し、光伝達率が低下して不良品となる割合が
非常に多いという問題がある。

その原因は必ずしも明確ではないが、各光部品のクラン
プが弱いこと、溶接箇所が熱的不均一となり、溶融、凝
固の過程で歪が生じてしまうこと、光部品の寸法精度が
悪いため、クランプが確実にできない等が考えられる。

このため従来は、専ら作業員の勘と経験とによってＬＤ
モジュールを製造せざるを得ず、作業が容品でなかった
。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、光
ファイバリング、中間リングおよびＬＤリングを容易か
つ確実に、精度よく位置合わせすることができ、しかも
接合の際の位置ずれを極力抑えることができるＬＤモジ
ュールの製造装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、前記目的を達成する手段として、レーザダイ
オード（ＬＤ）が挿入固定されたＬＤリングをクランプ
するＬＤクリングランプ手段と、光ファイバケーブルの
端部に取付けられた光ファイバリングをクランプする光
ファイバリングクランプ手段と、前記両リング間に配置
された中間リングをクランプする中間リングクランプ手
段と、前記ＬＤクリングランプ手段が取付けられＬＤリ
ングをＸ軸方向およびＹ軸方向に位置合わせする第１移
動テーブルと、この第１移動テーブルおよび前記中間リ
ングクランプ手段がそれぞれ取付けられＬＤリングおよ
び中間リングをＺ軸方向に位置合わせする第２移動テー
ブルと、前記光ファイバリングクランプ手段が取付けら
れ光ファイバリングを旋回割出しする割出しテーブルと
、前記光ファイバリングと中間リングとの間および中間
リングとＬＤリングとの間を、クランプ状態でそれぞれ
溶接するレーザ溶接手段とをそれぞれ設けるようにした
ことを特徴とする。

（作　用）本発明に係るＬＤモジュールの製造装置においては、Ｌ
Ｄリング、光ファイバリングおよび中間リングが、ＬＤ
クリングランプ手段、光ファイバリングクランプ手段お
よび中間リングクランプ手段にそれぞれクランプされて
位置合わせがなされる。そして、その後クランプ状態で
、レーザ溶接手段により光ファイバリングと中間リング
との間および中間リングとＬＤリングとの間がそれぞれ
溶接されるところで、位置合わせは、ＬＤリング側に集中して配し
た両移動テーブルによりなされるので、移動箇所が少な
くなって、駆動機構の単純化および動作の簡略化が可能
となり、クランプ力を挙げて剛性を増すことが可能とな
る。

また、レーザ溶接箇所の移動は、Ｚ軸方向については第
２移動テーブルにより、また旋回割出しは割出しテーブ
ルにより行なうことができるので、レーザ溶接手段を移
動させる必要がなく、安定した溶接が可能となる。また
、各リングは、溶接時にクランプされているので、溶接
の際の変形を防止することが可能となる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係るＬＤモジュールの製造装置の一
例を示すもので、図中、符号１はベースであり、このベ
ース１には、支柱２が立設され、支柱２の上端には、゛
上端支持板３が固設されている。

ベース１の上方位置には、第１図に示すように、Ｚ軸駆
動モータ４の駆動により、リニアガイドとボールねじと
からなるガイド機構５によってＺ軸方向に移動するＺ軸
移動テーブル６が設置されており、この２軸移動テーブ
ル６は、ベース１上から立上がるガイド柱７に固設され
たカウンタバランス用スプリング８により重力方向に支
えられ重力バランスがとられている。

この２軸移動テーブル６上には、第１図に示すように、
リニアガイドとボールねじとからなるガイド機構９を介
してＸ軸移動テーブル１０が設置されておれり、このＸ
軸移動テーブル１０は、図示しないＸ軸駆動モータの駆
動により、Ｘ軸方向に移動できるようになっている。

このＸ軸移動テーブル１０上には、第１図に示すように
リニアガイドとボールねじとからなるガイド機構１１を
介してＹ軸移動テーブル１２が設置されており、このＹ
軸移動テーブル１２は、Ｙ軸駆動モータ１３の駆動によ
り、Ｙ軸方向に移動できるようになっている。

このＹ軸移動テーブル１２上には、第２図に示すように
、ＬＤソケット１４を組付けたＬＤリングクランプ台１
５が設置されており、ＬＤソケット１４には、ＬＤリン
グ１６内に挿入固定したＬＤ１７の端子１７ａが挿入さ
れるようになっている。

すなわち、ＬＤクリング６は、第４図に示すように、内
径が段付状をなす筒状に形成されており、このＬＤリン
グ１６内には、下方からＬＤ１７が圧入され、端子１７
ａをＬＤクリング６から下方に突出させた状態で固定さ
れるようになっている。

そして、この端子１７ｇは、第２図に示すように、ＬＤ
クリング６をＬＤロリングランプ台１５上に載置するこ
とにより、ＬＤソケット１４に挿入されるようになって
いる。このＬＤソケット１４からは第２図に示すように
、Ｙ軸移動テーブル１２内を通じてＬＤ発光信号線１８
が引出されており、このＬＤ発光信号線１８は、第４図
に示すようにＬＤ発光装置１９を介し演算処理装置２０
に接続されている。

ＬＤロリングランプ台１５上には、第２図および第３図
に示すように、周方向に１２０度間隔で２個の固定クラ
ンプ爪２１がそれぞれ固設されており、またＹ軸移動テ
ーブル１２上には、両固定クランプ爪２１に対し周方向
に１２０度間隔で移動クランプ機構２２が設置され、両
固定クランプ爪２１とともにＬＤリングクランプ手段を
構成している。

移動クランプ機構２２は、第２図に示すように移動クラ
ンプ爪２２ａと、この移動クランプ爪２２ａのスライド
をガイドするリニアブシュ２２ｂと、移動クランプ爪２
２ａをスライド駆動するエアシリンダ２２ｃとから構成
されており、エアシリンダ２２ｃの駆動で移動クランプ
爪２２ａをクランプ作動させることにより、両固定クラ
ンプ爪２１との間でＬＤクリング６がクランプされるよ
うになっている。

このＬＤクリング６の上部には、第２図および第４図に
示すように、ＬＤクリング６と同一径の筒状をなす中間
リング２３が、手動により搬入され載置されるようにな
っており、この中間リング２３は、第１図ないし第３図
に示すように、中間リング保持用のマニピュレータ２４
によりクランプされるようになっている。すなわち、こ
のマニピュレータ２４により、中間リングクランプ手段
が構成されている。

このマニピュレータ２４は、第１図に示すように、取付
スタンド２５を介しＺ軸移動テーブル６に固定されてお
り、中間リング２３は、ＬＤクリング６と同時に２軸方
向の位置決めがなされるようになっている。

一方、上端支持板３には、第１図および第２図に示すよ
うに、旋回割出しモータ２６を備えた光ファイバリング
クランプ台２７が設置されている。

この光ファイバリングクランプ台２７は、旋回中心部に
貫通孔２７ａを備えており、光ファイバケーブル２８の
先端に取付けられた光ファイバリング２９は、上方から
貫通孔２７ａに挿入され、光ファイバリングクランプ台
２７の下端に位置する光ファイバリングクランプ手段３
０によってクランブされるようになっている。

この光ファイバリングクランプ手段３０は、第２図に示
すように、ＬＤリングクランプ手段と同様、２個の固定
クランプ爪３１と移動クランプ爪３２ａを有する移動ク
ランプ機構３２とを周方向に１２０度間隔で配置して構
成されており、移動クランプ爪３２ａのスライドにより
、クランプ、アンクランプがなされるようになっている
。

光ファイバリング２９は、第４図に示すように、下端が
中間リング２３に嵌入可能な筒状をなしており、その下
端には、集光レンズ３３が組込まれ、また上端には、光
ファイバケーブル２８の一端が挿入固定されている。そ
して、この光ファイバリング２９とＬＤクリング６およ
び中間リング２３とにより、ＬＤモジュール３４が構成
されるようになっている。

このＬＤモジュール３４の２軸方向の位置合わせは、光
ファイバリング２９下端の中間リング２３への嵌入量を
調節することにより行なわれるようになっており、すべ
ての方向の位置合わせ後は、第４図に矢印Ｗ１で示す第
１溶接箇所および矢印Ｗ２で示す第２溶接箇所が、後述
する３台のＹＡＧレーザヘッド３５によりスポット溶接
されるようになっている。

また、光ファイバケーブル２８の他端部は、第４図に示
すように光パワーセンサ３６を介して演算処理装置２０
に接続されるようになっており、ＬＤ１７からの光パワ
ーは、光ファイバケーブル２８を介して光パワーセンサ
３６で測定され、その結果は、演算処理装置２０におい
てピークサーチに用いられるようになっている。

この演算処理装置２０には、第４図に示すように、溶接
用ＹＡＧレーザ装置３７を介してＹＡＧレーザヘッド３
６が接続されるようになっているとともに、出力表示装
置３８が接続されるようになっており、この演算処理装
置２０から出力される制御信号３９により、各移動テー
ブル６．１０゜１２、旋回割出しモータ２６および各ク
ランプ手段が制御されるようになっている。

各ＹＡＧレーザヘッド３５は、第１図および第３図に示
すように、第１溶接箇所Ｗ、（第４図参照）の外周部に
周方向に１２０度間隔でそれぞれ配置されており、これ
ら各ＹＡＧレーザヘッド３５は、第１図に示すように、
取付スタンド４０を介して支柱２に固設されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

ＬＤモジュール３４の製造に際しては、まず手動により
ＬＤクリング６をＬＤロリングランプ台１５上に載置し
、ＬＤ１７の端子１７ａをＬＤソケット１４に挿入する
。そしてその後、ＬＤリングクランプ手段によりＬＤク
リング６をクランプする。

次いで、このＬＤリング１６上に、手動により中間リン
グ２３を載置し、この中間リング２３をマニピュレータ
２４でクランプする。

次いで、光ファイバケーブル２８先端の光ファイバリン
グ２９を、光ファイバリングクランプ台２７の貫通孔２
７ａに上方から通し、その下端を、第４図に示すように
、中間リング２３の上端部に嵌入する。

次いで、２軸駆動モータ４を起動してＺ軸移動テーブル
６をＺ軸方向に移動させ、３個のリング、１６．２３．
２９を同時に２軸方向に動がす。そして、予め定められ
ている光ファイバリングクランプ位置になったならば、
光ファイバリングクランプ手段３０により光ファイバリ
ング２９をクランプする。

次いで、再びＺ軸駆動モータ４を起動してＬＤクリング
６および中間リング２３を２軸方向に動かし、光ファイ
バリング２９とＬＤ１７との２軸方向の位置合わせを行
なう。

次いで、３台のＹＡＧレーザヘッド３５により、第４図
に矢印で示す第１溶接箇所Ｗ１を３箇所スポツト溶接す
る。その後マニピュレータ２４で中間リング２３をアン
クランプし、旋回割出しモータ２６により光ファイバリ
ングクランプ台２７を６０度旋回させる。これにより、
中間リング２３および光ファイバリング２９が６０度旋
回することになる。

次いで、３台のＹＡＧレーザヘッド３５により、第１溶
接箇所Ｗ１を３箇所スポット溶接する。すなわち、第１
溶接箇所Ｗ１は、前記２回のスポット溶接により、等間
隔で６箇所スポツト溶接されたことになり、これにより
、中間リング２３と光ファイバリング２９とが一体に溶
接される。

次いで、旋回割出しモータ２６を一６０旋回回させて中
間リング２３および光ファイバリング２９を元に戻し、
その後中間リング２３をマニピュレータ２４でクランプ
するとともに、光ファイバリング２９を光ファイバリン
グクランプ手段３０によりアンクランプする。

次いで、Ｚ軸移動テーブル６を移動させて３つのリング
１６，２３．２９を同時に上昇させ、第４図に矢印で示
す第２溶接箇所Ｗ２を３台のＹＡＧレーザヘッド３５に
対応させる。そしてその後、光ファイバリング２９を光
ファイバリングクランプ手段３０によりクランプすると
ともに、中間リング２３をマニピュレータ２４によりア
ンクランプする。

次いで、Ｘ軸移動テーブル１０およびＸ軸移動テーブル
１２を移動させ、光ファイバリング２９とＬＤ１７との
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置合わせを行なう。

次いで、３台のＹＡＧレーザヘッド３５により、第２溶
接箇所Ｗ２を３箇所スポット溶接し、ＬＤクリング６を
ＬＤリングクランプ手段によりアンクランプする。そし
て、Ｚ軸移動テーブル６を、原点である下死点位置まで
下降させ、ＬＤクリング６と一体のＬＤ１７の端子１７
ａをＬＤソケット１４から抜き出す。

次いで、旋回割出しモータ２６を６０度旋回させ、３台
のＹＡＧレーザヘッド３５により第２溶接箇所Ｗ２を３
箇所スポット溶接する。この２回のスポット溶接により
、第２溶接箇所Ｗ２も等間隔で６ｔＩ所スポツト溶接さ
れたことになり、これにより、中間リング２３とＬＤク
リング６とが一体に連結固定され、第４図に示す一体構
造のＬＤモジュール３４が構成される。

次で、旋回割出しモータ２６を一６０旋回回させて各リ
ング１６．２３．２９を元の位置に戻し、その後光ファ
イバリング２９を光ファイバリングクランプ手段３０で
アンクランプする。そして、ＬＤモジュール３４を光フ
ァイバリングクランプ台２７の貫通孔２７ａを通して上
方に引出した後、Ｘ軸移動テーブル１０およびＸ軸移動
テーブル１２を原点に復帰させ、全作業を完了させる。

このように、各リング１６．２３．２９を装置にセット
した後は、各リング１６．２３．２９の位置合わせ、各
溶接箇所Ｗ１．Ｗ２への位置決め、位置の変更、ＹＡＧ
レーザヘッド３５によるスポット溶接等、ＬＤモジュー
ル３４を製造する際の一連の動作が、人手を介さずすべ
て自動で行なわれるので、作業が容易であるとともに、
精度の均一化を図ることができる。

また、各クランプ手段が単純であるため、高い剛性が得
られ、溶接時の変形、芯ずれを大幅に抑えて不良品の減
少を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、光ファイバリング、中間
リングおよびＬＤリングのＸ軸、Ｙ軸および２軸方向の
位置合わせを、ＬＤリング側に集中して配した移動テー
ブルにより行なうようにしているので、移動箇所が少な
くなって、駆動機構の単純化および動作の簡略化が可能
となり、剛性を上げて充分なりランプ力を得ることがで
きる。

また、各リングは、クランプ状態で溶接されるので、溶
接時の変形、芯ずれが少なくなり、高精度のＬＤモジュ
ールが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＬＤモジュールの製造
装置を示す全体構成図、第２図はその要部拡大断面図、
第３図はＬＤリングおよび中間リングの各クランプ手段
とＹＡＧレーザヘッドとの関係を示す説明図、第４図は
ＬＤモジュールの構成および制御装置の構成を示す説明
図である。４・・・２軸駆動モータ、６・・・Ｚ軸移動テーブル、
１０・・・Ｘ軸移動テーブル、１２・・・Ｙ軸移動テー
ブル、１３・・・Ｙ軸駆動モータ、１５・・・ＬＤリン
グクランプ台、１６・・・ＬＤリング、１７・・・ＬＤ
。２１．３１・・・固定クランプ爪、２２゜３２・・・移
動クランプ機構、２３・・・中間リング、２４・・・マ
ニピュレータ、２６・・・旋回割出しモータ、２７・・
・光ファイバリングクランプ台、２８・・・光ファイバ
ケーブル、２９・・・光ファイバリング、３０・・・光
ファイバリングクランプ手段、３４・・・ＬＤモジュー
ル、３５・・・ＹＡＧレーザヘッド。

Claims

【特許請求の範囲】レーザダイオードが挿入固定されたＬＤリングをクラン
プするＬＤリングクランプ手段と、光ファイバケーブル
の端部に取付けられた光ファイバリングをクランプする
光ファイバリングクランプ手段と、前記両リング間に配置された中間リングをクランプする
中間リングクランプ手段と、前記ＬＤリングクランプ手段が取付けられＬＤリングを
Ｘ軸方向およびＹ軸方向に位置合わせする第１移動テー
ブルと、この第１移動テーブルおよび前記中間リングクランプ手
段がそれぞれ取付けられＬＤリングおよび中間リングを
Ｚ軸方向に位置合わせする第２移動テーブルと、前記光ファイバリングクランプ手段が取付けられ光ファ
イバリングを旋回割出しする割出しテーブルと、前記光ファイバリングと中間リングとの間および中間リ
ングとＬＤリングとの間を、クランプ状態でそれぞれ溶
接するレーザ溶接手段と、を具備することを特徴とするレーザダイオードモジュー
ルの製造装置。