JPH1148105A - 微小孔加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーパワイヤのテンション変化を軽減し、被
加工物の微小孔を安定かつ高精度に研磨することができ
る微小孔加工装置を提供する。 【解決手段】 主軸３を回転および振動させる主軸駆動
手段８が、モータ９と、モータ９に連動し主軸３を軸方
向に振動させるカム１０と、主軸３の振動の方向が順方
向か、あるいは逆方向かを検出するセンサ１３Ａ，１３
Ｂと、主軸３の振動の方向が順方向のとき、モータ９の
回転速度を加速し、主軸３の振動の方向が逆方向のと
き、モータ９の回転速度を減速するコントローラ１４と
を備え、主軸３の順方向および逆方向の振動のテーパワ
イヤ１の送り速度に対する相対速度が一定にされてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物の微小孔
の内面を研磨するための微小孔加工装置に関し、特に、
光ファイバのコネクタ構成部品であるフェルールの光フ
ァイバ挿入孔を研磨するための微小孔加工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディアの到来に向けて、
大容量性および高速性に有利な光ファイバを用いた光通
信技術の発展が期待されており、光ファイバの主要なコ
ネクタ部品として用いられるフェルールは、たとえばジ
ルコニア系セラミック材からなり、フェルール内の軸方
向にはファイバ挿入孔が形成され、このファイバ挿入孔
内には光ファイバが挿入され保持固定される。

【０００３】従来、この種のファイバ挿入孔を研磨する
微小孔加工装置としては、図３に示すような構造の装置
が知られている。この装置は、テーパワイヤ１を有し、
テーパワイヤ１はワイヤ送りリール２に巻装され、この
ワイヤ送りリール２には図示しないワイヤ送りモータが
接続されている。

【０００４】テーパワイヤ１のワイヤ直線部には円筒形
に形成された主軸３が配設され、この主軸３は、その周
方向に回転および軸方向に振動（レシプロ）するもの
で、中央部にはリテーナ４が挿入されている。

【０００５】リテーナ４には、ファイバ挿入孔ｗを有す
る複数のフェルールＷが所定間隔毎に一列状に配列保持
され、複数のフェルールＷは主軸３により周方向に回転
および軸方向に振動される。

【０００６】ワイヤ送りリール２より下流側のテーパワ
イヤ１の途中には、１対のワイヤ送りローラ５が配置さ
れ、これらワイヤ送りローラ５間にテーパワイヤ１が摺
接し、テーパワイヤ１が主軸３内の複数のフェルールＷ
のファイバ挿入孔ｗに順次送られるようになっている。

【０００７】主軸３の下流側には、複数のフェルールＷ
のファイバ挿入孔ｗを挿通したテーパワイヤ１を巻き取
るワイヤ巻き取りリール６が配設されている。

【０００８】ワイヤ巻き取りリール６には、図示しない
ワイヤ巻き取りモータが接続され、ファイバ挿入孔ｗを
加工した後のテーパワイヤ１が巻き取られる。

【０００９】ワイヤ送りローラ５と主軸３との間および
主軸３とワイヤ巻き取りリール６との間には、テーパワ
イヤ１のテンションを検出する検出部７が配設され、こ
の検出部７はワイヤ送りモータおよびワイヤ巻き取りモ
ータの回転速度を制御しテーパワイヤ１の送り速度を制
御する図示しない制御部に接続されている。

【００１０】検出部７は、テーパワイヤ１のテンション
をローラ７ａを介してバネ７ｂが常時受けるように構成
されており、ローラ７ａの下側にはローラ７ａの変位を
検出するセンサ７ｃが配設されている。

【００１１】微小孔加工装置は、以上の如く構成されて
いるので、フェルールＷのファイバ挿入孔ｗを研磨（ラ
ップ仕上げ）する場合は、まず、リテーナ４に複数のフ
ェルールＷを一列状に配列保持した後、これを主軸３内
に挿入する。これにより、複数のフェルールＷが主軸３
内にセットされ、複数のフェルールＷは個別にクランプ
される。

【００１２】次に、ワイヤ送りリール２よりテーパワイ
ヤ１の先端部を引き出し、このテーパワイヤ１の先端部
をワイヤ送りローラ５間に摺接させ、ワイヤ送りローラ
５により主軸３側に順次送ると共に、リテーナ４内の複
数のフェルールＷのファイバ挿入孔ｗに誘導し挿通す
る。

【００１３】このとき、フェルールＷを主軸３により周
方向に回転させることにより、テーパワイヤ１の挿入が
容易になる。

【００１４】その後、主軸３を周方向に回転および軸方
向に振動させると共に、主軸３より上流側のテーパワイ
ヤ１にオリーブオイルを混合した遊離砥粒を供給しなが
ら、テーパワイヤ１をワイヤ巻き取りリール６に巻き取
り、テーパワイヤ１が一定の速度で送られると、複数の
フェルールＷのファイバ挿入孔ｗはテーパワイヤ１の外
周面で同時に研磨され、ファイバ挿入孔ｗのラッピング
が終了する。

【００１５】このとき、検出部７において、ローラ７ａ
の変位がセンサ７ｃにより検出され、制御部により、検
出値がワイヤ送りリール２およびワイヤ巻き取りリール
６にフィードバックされる。これにより、テーパワイヤ
１の送り速度が制御され、テーパワイヤ１のテンション
が最適値に保持される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記提案の
如き微小孔加工装置では、フェルールＷのファイバ挿入
孔ｗを研磨する際、主軸３がテーパワイヤ１の送り方向
に対して順方向に振動する場合と逆方向に振動する場合
とでは、テーパワイヤ１のテンションが変化し、一定に
ならない。

【００１７】そこで、テーパワイヤ１のテンションを検
出部７で検出し、テーパワイヤ１の送り速度が制御され
ることになるが、特にテーパワイヤ１の送り速度が大き
くなると、テーパワイヤ１の送り速度の制御では充分な
効果が期待できない。

【００１８】このため、ファイバ挿入孔ｗが安定的に研
磨されず、ひいては加工精度の劣化を招くという問題点
がある。

【００１９】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的とするところは、テーパ
ワイヤのテンション変化を均一化し、被加工物の微小孔
を安定かつ高精度に研磨することができる微小孔加工装
置を提供することにある。

【００２０】本発明の上記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、軸方向に微小孔を有する複数の被加工物を一
列状に配列保持する主軸と、上記主軸を上記複数の被加
工物の周方向に回転および軸方向に振動させる主軸駆動
手段と、上記主軸内の上記複数の被加工物の微小孔にテ
ーパワイヤを送るワイヤ送り手段と、上記主軸内の上記
複数の被加工物の微小孔を挿通した上記テーパワイヤを
巻き取るワイヤ巻き取り手段とを有し、上記複数の被加
工物を周方向に回転および軸方向に振動させながら、上
記テーパワイヤを上記被加工物の軸方向に巻き取ること
により、上記テーパワイヤの外周面により上記被加工物
の微小孔を研磨する微小孔加工装置において、上記主軸
駆動手段は、上記主軸の上記テーパワイヤの送り方向に
対して順方向の振動速度を加速すると共に、上記主軸の
上記テーパワイヤの送り方向に対して逆方向の振動速度
を減速し、上記主軸の順方向および逆方向の振動の上記
テーパワイヤの送り速度に対する相対速度を一定にした
ことを特徴としている。

【００２２】また、上記主軸駆動手段は、モータと、上
記モータに連動し上記主軸を軸方向に振動させるカム機
構と、上記主軸の振動の方向が順方向か、あるいは逆方
向かを検出するセンサと、上記主軸の振動の方向が順方
向のとき、上記モータの回転速度を加速し、上記主軸の
振動の方向が逆方向のとき、上記モータの回転速度を減
速するコントローラとを備えたことを特徴としている。

【００２３】また、上記主軸駆動手段は、モータと、上
記モータに連動し上記主軸を軸方向に振動させるカム機
構と、上記モータの回転角が入力されるドライバと、上
記モータの回転角に応じて上記モータの回転速度を制御
するコントローラとを備えたことを特徴としている。

【００２４】従って、本発明によれば、主軸駆動手段に
より、主軸の順方向の振動速度が加速され、主軸の逆方
向の振動速度が減速されるので、主軸の順方向および逆
方向の振動のテーパワイヤの送り速度に対する相対速度
が一定になる。

【００２５】つまり、センサにより主軸の振動の方向が
検出され、コントローラにより主軸の振動の方向が順方
向のとき、モータの回転速度が加速され、主軸の振動の
方向が逆方向のとき、モータの回転速度が減速されるこ
とにより、主軸の順方向および逆方向の振動のテーパワ
イヤの送り速度に対する相対速度が一定になる。

【００２６】また、主軸の順および逆の振動方向は、モ
ータの回転角に応じて変化するので、コントローラによ
り、ドライバに入力されたモータの回転角に応じてモー
タの回転速度を制御することにより、主軸の順方向およ
び逆方向の振動のテーパワイヤの送り速度に対する相対
速度が一定になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を説明するに
当たって、従来例と同一機能を奏するものは同じ符号を
付して説明する。

【００２８】図１は、本発明の一実施の形態である微小
孔加工装置の要部正面図、図２は、本発明の一実施の形
態である微小孔加工装置の主軸駆動手段の要部ブロック
図である。

【００２９】本実施の形態の微小孔加工装置は、複数の
フェルールＷを一列状に配列保持するリテーナ４と、リ
テーナ４が挿入され複数のフェルールＷを周方向に回転
および軸方向に振動する主軸３と、主軸３内の複数のフ
ェルールＷのファイバ挿入孔ｗにテーパワイヤ１を送る
ワイヤ送りリール２と、複数のフェルールＷのファイバ
挿入孔ｗを挿通したテーパワイヤ１を巻き取るワイヤ巻
き取りリール６とを具備し、リテーナ４に複数のフェル
ールＷを一列状に配列保持し、これを主軸３内に挿入し
た後、テーパワイヤ１を複数のフェルールＷのファイバ
挿入孔ｗに挿通し、主軸３を周方向に回転および軸方向
に振動させると共に、主軸３より上流側のテーパワイヤ
１に遊離砥粒を供給しながら、テーパワイヤ１をワイヤ
巻き取りリール６に巻き取り、テーパワイヤ１が一定の
速度で送られると、複数のフェルールＷのファイバ挿入
孔ｗがテーパワイヤ１の外周面で同時に研磨されること
は従来例と同様なため、従来例と同一部分には同一の符
号を付してその詳細な説明は割愛する。

【００３０】本実施の形態の微小孔加工装置は、主軸３
を周方向に回転および軸方向に振動させるための主軸駆
動手段８に特徴がある。

【００３１】すなわち、主軸駆動手段８は、図１および
図２に示すように、モータ９、カム１０、第１のレバー
１１、第２のレバー１２、主軸３の振動方向を検出する
センサ１３Ａ，１３Ｂ、モータ９の回転速度を制御する
コントローラ１４およびモータ９を駆動させるドライバ
１５から構成されている。

【００３２】モータ９のモータ軸９ａにはカム１０が固
着され、このカム１０は第１のレバー１１の一端部に追
動可能に配置され、第１のレバー１１の他端部と第２の
レバー１２の一端部とが可動軸１６により回動可能に軸
着されている。

【００３３】第２のレバー１２の他端部は、固定軸１７
により主軸３の所定部に回動可能に軸着され、第２のレ
バー１２はその略中央部の支点１８を中心にして回動す
るようになっている。

【００３４】主軸３の上方にはセンサ１３Ａ，１３Ｂが
配設され、主軸３の振動方向がテーパワイヤ１の送り方
向と同方向（順方向）か、あるいは逆方向かが検出され
る。なお、センサ１３Ａは主軸３の順方向の振動を検出
し、センサ１３Ｂは主軸３の逆方向の振動を検出する。

【００３５】コントローラ１４は、センサ１３Ａ，１３
Ｂより出力される主軸３の振動方向に基づいて、主軸３
の振動方向が順方向のとき、モータ９の回転速度を加速
し、主軸３の振動方向が逆方向のとき、モータ９の回転
速度を減速するようにドライバ１５に指示する。

【００３６】あるいは、ドライバ１５にモータ９の回転
角が入力され、コントローラ１４は、モータ９の回転角
に応じて変化する主軸３の振動方向に対応してモータ９
の回転速度を制御する。

【００３７】なお、図中、１９は主軸３の略中央部外周
に固着されたプーリで、プーリ１９はベルト２０を介し
てモータ２１に連結され、モータ２１により主軸３が周
方向に回転するようになっている。

【００３８】微小孔加工装置は、以上の如く構成されて
いるので、複数のフェルールＷを主軸３内にセットした
後、ワイヤ送りリール２により送り出されるテーパワイ
ヤ１を複数のフェルールＷのファイバ挿入孔ｗに挿通す
る。

【００３９】その後、モータ９が回転すると共にカム１
０が回転し、第１のレバー１１により第２のレバー１２
が支点１８を中心に回動し、主軸３を軸方向に振動させ
る。また、このとき同時に主軸３はモータ２１により周
方向に回転する。

【００４０】この場合、センサ１３Ａ，１３Ｂにより主
軸３の振動の方向が検出され、コントローラ１４により
主軸３の振動の方向が順方向のとき、モータ９の回転速
度が加速され、主軸３の振動の方向が逆方向のとき、モ
ータ９の回転速度が減速される。これにより、主軸３の
順方向および逆方向の振動のテーパワイヤ１の送り速度
に対する相対速度が一定になる。

【００４１】または、カム１０はモータ９に連動するの
で、主軸３の順および逆の振動方向は、モータ９の回転
角に応じて変化することから、コントローラ１４によ
り、ドライバ１５に入力されたモータ９の回転角に応じ
てモータ９の回転速度を制御することで、主軸３の順方
向および逆方向の振動のテーパワイヤ１の送り速度に対
する相対速度が一定になる。

【００４２】そして、主軸３より上流側のテーパワイヤ
１にオリーブオイルを混合した遊離砥粒を供給しなが
ら、テーパワイヤ１をワイヤ巻き取りリール６に巻き取
ることにより、複数のフェルールＷのファイバ挿入孔ｗ
はテーパワイヤ１の外周面で同時に研磨される。

【００４３】このように、本実施の形態の主軸駆動手段
８では、主軸３の順および逆の振動方向に応じてモータ
９の回転速度を制御することにより、主軸３の順方向お
よび逆方向の振動のテーパワイヤ１の送り速度に対する
相対速度が一定になる。

【００４４】これにより、主軸３が順方向に振動する場
合と逆方向に振動する場合とで、テーパワイヤ１のテン
ションの変化が軽減されるため、テーパワイヤ１の加工
負荷が大きくなっても、フェルールＷのファイバ挿入孔
ｗを安定かつ高精度に研磨することができる。

【００４５】以上、本発明の実施の形態の微小孔加工装
置について詳述したが、本発明は、上記実施の形態記載
の微小孔加工装置に限定されるものではなく、本発明の
特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しな
い範囲で、設計において種々の変更ができるものであ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ンサで主軸の振動の方向を検出した後、コントローラに
よりモータの回転速度を制御し、または、コントローラ
がドライバに入力されたモータの回転角に応じてモータ
の回転速度を制御するので、主軸の順方向および逆方向
の振動のテーパワイヤの送り速度に対する相対速度が一
定になり、主軸が順方向に振動する場合と逆方向に振動
する場合とで、テーパワイヤのテンションの変化が均一
になるため、テーパワイヤの送り速度が大きくなって
も、被加工物の微小孔を安定かつ高精度に研磨すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である微小孔加工装置の
要部正面図。

【図２】本発明の一実施の形態である微小孔加工装置の
主軸駆動手段の要部ブロック図。

【図３】従来の微小孔加工装置の概略構成図。

【符号の説明】

１ テーパワイヤ ２ ワイヤ送りリール ３ 主軸 ４ リテーナ ５ ワイヤ送りローラ ６ ワイヤ巻き取りリール ７ 検出部 ８ 主軸駆動手段 ９ モータ ９ａ モータ軸 １０ カム １１ 第１のレバー １２ 第２のレバー １３Ａ，１３Ｂ センサ １４ コントローラ １５ ドライバ １６ 可動軸 １７ 固定軸 １８ 支点 １９ プーリ Ｗ フェルール ｗ ファイバ挿入孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に微小孔を有する複数の被加工物
   を一列状に配列保持する主軸と、上記主軸を上記複数の
   被加工物の周方向に回転および軸方向に振動させる主軸
   駆動手段と、上記主軸内の上記複数の被加工物の微小孔
   にテーパワイヤを送るワイヤ送り手段と、上記主軸内の
   上記複数の被加工物の微小孔を挿通した上記テーパワイ
   ヤを巻き取るワイヤ巻き取り手段とを有し、上記複数の
   被加工物を周方向に回転および軸方向に振動させなが
   ら、上記テーパワイヤを上記被加工物の軸方向に巻き取
   ることにより、上記テーパワイヤの外周面により上記被
   加工物の微小孔を研磨する微小孔加工装置において、 上記主軸駆動手段は、上記主軸の上記テーパワイヤの送
   り方向に対して順方向の振動速度を加速すると共に、上
   記主軸の上記テーパワイヤの送り方向に対して逆方向の
   振動速度を減速し、上記主軸の順方向および逆方向の振
   動の上記テーパワイヤの送り速度に対する相対速度を一
   定にしたことを特徴とする微小孔加工装置。
2. 【請求項２】 上記主軸駆動手段は、モータと、上記モ
   ータに連動し上記主軸を軸方向に振動させるカム機構
   と、上記主軸の振動の方向が順方向か、あるいは逆方向
   かを検出するセンサと、上記主軸の振動の方向が順方向
   のとき、上記モータの回転速度を加速し、上記主軸の振
   動の方向が逆方向のとき、上記モータの回転速度を減速
   するコントローラとを備えたことを特徴とする請求項１
   記載の微小孔加工装置。
3. 【請求項３】 上記主軸駆動手段は、モータと、上記モ
   ータに連動し上記主軸を軸方向に振動させるカム機構
   と、上記モータの回転角が入力されるドライバと、上記
   モータの回転角に応じて上記モータの回転速度を制御す
   るコントローラとを備えたことを特徴とする請求項１記
   載の微小孔加工装置。