JPH0647227B2 - ロツドの端面の加工方法およびその装置 - Google Patents

ロツドの端面の加工方法およびその装置

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JPH0647227B2
JPH0647227B2 JP61012152A JP1215286A JPH0647227B2 JP H0647227 B2 JPH0647227 B2 JP H0647227B2 JP 61012152 A JP61012152 A JP 61012152A JP 1215286 A JP1215286 A JP 1215286A JP H0647227 B2 JPH0647227 B2 JP H0647227B2
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忠男 斎藤
純二 渡辺
俊郎 唐木
和夫 松永
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/22Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B19/226Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground of the ends of optical fibres

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、光ファイバコネクタ等のロッドの端面を加工
歪が無く、しかも鏡面仕上加工が可能なロッドの端面の
加工方法およびその装置に関するものである。
<従来の技術> 従来、ロッドの1例として光ファイバコネクタのファイ
バ保持部は、第5図に示す構成となっている。1は中心
にファイバ用穴120を有するフェルール、110はそ
の端面、2はファイバで穴120とは接着材で固着され
ている。光信号を伝ぱんさせるためには2つのフェルー
ル1の端面110を突き合わせして、光路を形成する
が、この場合、効率良く光信号を伝ぱんするために、フ
ァイバ2同士の光軸を合致させる必要があることはもち
ろんであるが、さらに、突き合わせ部に空隙がなく密着
していること、ファイバ2の端面110には加工に基づ
くきずや、加工変質層がないことが重要である。このた
めに、フェルール1の端面110の面を研磨して、これ
をファイバ2の軸に対して直角な面にするか、ファイバ
2部が頂部となる凸球面状にし、かつ、フェルール1の
面と、ファイバ2の端面間に段差のない状態にする必要
がある。通常フェルール1は、セラミックス等硬い材料
からなるものが多く、これを一定形状に高能率に加工す
るために、加工面のグレードと能率に応じて、荒加工、
粗研磨など、2〜3の工程を経た後に、最終仕上げ研磨
を行い、最終面には、Rmax0.01μm程度の鏡面に仕
上げられる。第6図は、従来の最終仕上加工方法と装置
の概略図である。工具となる定盤4の表面が所定の球面
状に成形されており、フェルール1の中心軸交点と、定
盤4の球面中心とが一致するように、保持具3は所定の
形状に形成され、保持具3によって、フェルール1の端
面を定盤4の球面に添って回転しながら揺動する所謂す
りこぎ運動を行わせしめ、定盤4との間にダイヤモンド
微粒子を含む加工液をノズル部材5を介して供給するこ
とによって研磨が行われる。
<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、従来の技術においては、第1の問題点と
して、保持具3に複数本の光ファイバコネクタを取付け
る場合に、全てのフェルール1の端面が、一様に定盤4
の球面に当る様に組付ける必要があることと、これを手
作業で行うため、作業能率がはなはだしく悪いものであ
った。また、1本のみを加工する場合でも、最低2本の
ダミーを取付ける必要があることも欠点となる。次に保
持具3の運動形態が前述のように複雑であるため運動の
高速化が困難であること及び、定盤4は錫製定盤を用い
ることから、加工圧力、周速が限定され、加工の高能率
が図れず、加工に長時間を要し、さらに、球面定盤が摩
耗変形すると、これを修正するには、別の専用装置が必
要となるなど、手間と時間も要するという問題があっ
た。また、仕上加工後のファイバ2の端面状態について
も、ダイヤモンド微粒子を用いた加工では、スクラッチ
や加工歪が残存しており、伝ぱん特性を劣化させる原因
となるなど、従来の加工技術では、作業性,加工能率,
加工面の品質において、多数の問題点があった。
本発明は、光ファイバコネクタのフェルールの端面を凸
球面状に加工するための最終仕上研磨における従来の問
題点を改善するために、光ファイバコネクタのフェルー
ルの取付及び工具交換の作業を簡易にし、球面研磨の高
能率加工を図り、さらに、加工面の品質を著しく向上さ
せ得るロッドの端面の加工方法およびその装置を提供す
ることを目的とするものである。
<問題点を解決するたもの手段> 上記目的を達成させるため、本発明のロッド端面の加工
方法の構成は、ロッドの端面の最終仕上げ研磨におい
て、回転軸心に直交してダイヤフラム状に伸張保持さ
れ、回転軸心を中心に回転する弾性体フィルム材面上
に、砥粒を含む研磨剤を供給しながら、前記ロッドの軸
心を中心に回転する該ロッドの端面を、前記ダイヤフラ
ム状に伸張保持された弾性体フィルム材面上の回転軸心
から外れた位置に押し当てて、該ロッドの端面を凸球面
状に鏡面仕上することを特徴としている。
また、本発明のロッドの端面の加工装置の構成は、ロッ
ドの端面の最終仕上研磨において、ダイヤフラム状に伸
張保持された弾性体フィルム材と、該弾性体フィルム材
の外周部を拘持し、内周面にネジ部を設けたリング状部
材と、該リング状部材のネジ部と螺合し、前記弾性体フ
ィルム材をダイヤフラム状に張設保持するために、外周
部にリング状突起部を設けた軸心を中心に回転する回転
定盤と、前記ロッドを回転定盤の回転軸心から外れた位
置に固定保持し該ロッドの軸心を中心に回転するロッド
保持部と、研磨剤を供給するノズル部材とからなること
を特徴としている。
<作 用> 上記構成とすることにより、1例として、光ファイバコ
ネクタ端面加工工程の最終仕上研磨において、凸球面加
工を行う場合に、工具は、ダイヤフラム状に伸張した弾
性のあるフィルムすなわち、1例として樹脂製フィルム
を用い、これを光ファイバのフェルール端面に押し付
け、接触部分に圧力分布の違いにより凸球面状に形成す
ることができる。また、工具周速の高速化を図り、遊離
砥粒加工を適用することにより、加工面の高品質化をも
図ることができる。また、工具修正は、樹脂フィルムを
張り換えるのみで、特殊な装置や技術を必要としないも
のとなる。
<実施例> 以下、本発明に係る一実施例を第1図〜第4図に基づい
て説明する。
第1図は本発明の実施例を説明する図であって、6は樹
脂フィルム等の弾性体フィルム材、7は弾性体フィルム
材6の外周を固定するためのリング状部材で、8はネジ
部、9はリング状突起部910を有する回転定盤、10
はフェルール保持部である。第1図は本実施例における
加工状態を示したもので、以下、装置の構成並びに加工
方法について詳細に述べる。装置を形成するには、先
ず、円板状の弾性体フィルム材6の外周部分をリング状
部材7に、ねじ止めあるいは接着などによって挾み、固
着した状態とする。このままでは、弾性体フィルム材6
の面は多少のたるみが生じている。次に前記状態のもの
を回転定盤9にネジ部8を螺合させてねじ込んで行く
と、図中、弾性体フィルム材6の面が回転定盤9に設け
られたリンク状突起部910に接触し、さらに、ねじ込
むことによって、弾性体フィルム材6は突起部910に
よって押し上げられた状態となる。ここで、弾性体フィ
ルム材6は弾性体であり、しかも、外周部は固定されて
いるため、押し押げられた部分が、ダイヤフラム状に伸
張することになり、良い平面状態が得られ、これを回転
定盤として用いる。この回転定盤を用いた加工方法は、
第1図にも示してあるように、フェルール保持部10に
よってクランプされ、回転運動しているフェルール1の
端面にノズル部材5を介して研磨剤を供給しながら接触
させることにより、フェルール1の端面と弾性体フィル
ム材6の面間に混入した研磨剤中に含まれる研磨微粒子
によって加工がなされる。通常、フェルール1はセラミ
ックスなど硬質材料であり、また研磨微粒子も硬質材料
であることから、両者の接触状態は点接触に近い微小面
での接触になりここに圧力(加工圧力)を加えると、集
中応力作用により、微小破壊が生じ、結果として研磨さ
れることとなる。一方弾性体フィルム材6と研磨粒子の
接触している側は工具材質に弾性体を用いているため
に、加工圧力は弾性作用によって吸収されるため、加工
されず、加工圧力を除去すると、工具面はもとの平面に
復元し、加工はされないことから工具摩耗が、極めて少
ない。第2図は、1例として前加工工程でフェルール1
の端面形状が、円錐形として形成されたものを仕上加工
する場合をフェルール1端面と、弾性体フィルム材6工
具面との接触状態(a)とその圧力分布(b1),(b2)を示し
たものであり、押付量δを与えた場合に接触部分では弾
性体フィルム材6の断面形状は(a)のように円弧状を形
成し、そして加工初期段階では圧力分布は(b1)のよう
に、フェルール1端面の中心部及び外周部が接触するた
め、高い加工圧力が生じ、先にこの部分の加工が行われ
る。加工が進行すると(b2)のように圧力分布が変化して
行き、最終的には、弾性体フィルム材6の円弧に添って
均一な圧力分布をなし、この段階で、フェルール1端面
は目的とする凸球面状態が得られる。また、前加工後の
フェルール1端面が円錐面でなく、平面であっても同様
の効果が得られる。
第3図は、加工圧力を与えるための押付量δの値を変化
させたときのフェルール1端面とファイバ2端面との段
差量Hについて実験した結果である。このときの加工時
間は、従来の加工時間に対し約1/20の1分と一定条件と
し、さらに、研磨粒子としてはSiO2粒子を用いている。
また、前記の最適加工条件で加工した加工面の品質につ
いては、第4図の測定例にも示すように、ファイバ2の
端面の表面粗さはRmax0.005μm以下の高精度鏡面
が得られ、またSiO2粒子を用いた加工は、加工歪が生じ
ないことがすでに知られていることから、高品質の加工
面が得られることなど、従来の技術に比べ、加工時間、
加工面の品質において改善があった。なお実施例では工
具に樹脂フィルムを用いたが、弾性を有する回転工具と
して他に金属箔を用いても同様の効果が得られる。
<発明の効果> 以上説明したように、平板状に伸張した弾性体工具と遊
離砥粒を用いた光ファイバコネクタのフェルール端面の
仕上加工方法を用いることにより、加工時間を1/10以下
にし、加工面の高品質化によって、光信号の伝ぱん特性
を10倍以上向上することができる。また、保持具への
光ファイバコネクタ取付精度に高精度を必要としないた
め、機構の単純化、取付の簡易化を図ることができ、さ
らに実施例では、1本の加工例について説明してある
が、保持具を同心円上に複数個配置することにより、同
時に複数個の加工が可能であり、効率の良い加工が行え
るとともに、装置の自動化に適用できるものである。さ
らに、本方法では工具修正は、弾性体フィルムの交換で
その目的は達せられ、しかも工具形状を単純化したこと
によりその作業性も向上した利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明に係る一実施例を示すもので、
第1図は断面図、第2図(a)は要部の拡大側面図、第2
図(b1),(b2)は第2図(a)に係る圧力分布図、第3図は
押付量δと段差量Hとの関係を示すグラフ、第4図は測
定値を示すグラフ、第5図は光ファイバコネクタの概略
側面図、第6図は従来例の断面図である。 また、図中の符号で、1はフェルール、2はファイバ、
5はノズル部材、6は弾性体フィルム材、7はリング状
部材、8はネジ部、9は回転定盤、910はリング状突
起部、10はロッド保持部である。
フロントページの続き (72)発明者 松永 和夫 東京都武蔵野市緑町3丁目9番11号 日本 電信電話株式会社電子機構技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−1652(JP,A) 特開 昭61−192460(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロッドの端面の最終仕上げ研磨において、
    回転軸心に直交してダイヤフラム状に伸張保持され、回
    転軸心を中心に回転する弾性体フィルム材面上に、砥粒
    を含む研磨剤を供給しながら、前記ロッドの軸心を中心
    に回転する該ロッドの端面を、前記ダイヤフラム状に伸
    張保持された弾性体フィルム材面上の回転軸心から外れ
    た位置に押し当てて、該ロッドの端面を凸球面状に鏡面
    仕上することを特徴とするロッドの端面の加工方法。
  2. 【請求項2】ロッドの端面の最終仕上げ研磨において、
    ダイヤフラム状に伸張保持された弾性体フィルム材と、
    該弾性体フィルム材の外周部を拘持し、内周面にネジ部
    を設けたリング状部材と、該リング状部材のネジ部と螺
    合し、前記弾性体フィルム材をダイヤフラム状に張設保
    持するために、外周部にリング状突起部を設けた軸心を
    中心に回転する回転定盤と、前記ロッドを回転定盤の回
    転軸心から外れた位置に固定保持し該ロッドの軸心を中
    心に回転するロッド保持部と、研磨剤を供給するノズル
    部材とからなることを特徴とするロッドの端面の加工装
    置。
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