JPS6051988B2 - 光ファイバの端面研摩装置における微動送り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微動送り装置に関し、特に、光ファイバの端
面研磨等の精密加工機器や精密測定機器等に適用しうる
微動送り装置に関するものである。

従来この種の精密加工機器や精密測定機器等の微動載物
台や微動可動ヘッドの微動送り装置としては、精密小網
ピッチねじにより微動送りを行なつていた。

しかしこのような精密小網ピッチねじによる送りでは、
精密小網ねじのねじピッチは最小に加工したものでもせ
いぜいＩＴＷＬ程度でありこ’れ以下の微小なねじピッ
チの加工は困難である。また、このような小網なるねじ
山高さはどうしても小さいために微動送りの許容荷重は
小さなものとなつていたため、適用しうる精密加工物や
精密測定物は軽量で小さい物に限定されていた。さらに
前記の従来の微小ねじピッチを使用した微動送り装置の
最小送りの読取目盛、すなわちマイクロメーター目盛は
、せいぜい０．０５〜０．０１７ｗｔ（５０〜１０ｐＴ
Ｌ．）程度であり、それ以下の微動送りは不可能であつ
た。また、ねじによる微動送りはどうしてもねじ嵌合の
遊び（スキ間）が必要であつたり、ねじの回転による摩
耗が生じ易いので、どうしても微小なる誤差が生じるも
のとなつていた。さらに精密小細ねじの加工は精度よく
加工するには非常に困難を要するものなので、それだけ
コストも高いものとなつている。特に、光ファイバの端
面研磨装置においては、研磨すべき光ファイバの端面に
対する研磨盤の送りを、非常に微細で正確に行なえるよ
う）ヒすることが要求されてきており、例えば、最小送
りの読取目盛を０．００１瓢（１Ｐ７７１．）程度とす
ることが望まれてきているが、従来の微動送り装置では
このようなものはなかつた。

本発明の目的は、前述したような従来の微動送り装置の
問題点を解消し、光ファイバの端面研磨装置に適用でき
、非常に微細な微動送りを誤差を生ぜずに行なえしかも
十分な送り荷重に耐えうるような簡単且つ安価な微動送
り装置を提供することである。

本発明によれば、ベース板と、該ベース板に設けられた
研磨すべき光ファイバを保持するための保持台と、該保
持台に保持された光ファイバの端面を研磨するための研
磨盤とを有した光ファイバの端面研磨装置における微動
送り装置は、前記ベース板に設けられた固定ヘッドと、
該固定ヘッドに対して可動に設けられ前記研磨盤を支持
する可動ヘッドと、前記固定ヘッドと前記可動ヘッドと
の間に設けられて前記研磨盤が前記光ファイバの．端面
から遠去かる方向に前記可動・＼ツドを前記固定ヘッド
に対して偏移させるための偏移手段と、前記固定ヘッド
において回転しうるように設けられた微調カム軸と、該
微調カム軸と共に回転しうる円形の微調カムとを備えて
おり、該微調カムの．中心は、前記微調カム軸の回転中
心から微小寸法だけ偏心されており、前記微調カムの周
面は、前記可動ヘッドに対して前記偏移手段による偏移
力に対向する状態にて接しており、前記微調カム軸の回
転につれて前記微調カムの作用によつて前記・可動ヘッ
ドが前記偏移力に抗して微動させられて前記研磨盤が前
記光ファイバの端面に対して微動させられる。

次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明をより詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例としての微動送り装置を原
理的に示している。

第１図に示すように、この実施例の微動送り装置におい
ては、ベース台１の上に、ほＳ゛中央部に矩形状穴２Ａ
を設け、下面２Ｂに２箇所のスプリング受穴２Ｃにスプ
リング６を設けてなる可動ヘッド２を設置する。前記矩
形状穴２Ａの中には、径（φＢ）の小さノな微調カム軸
３と径（φＡ）の大きな円形の微調カム４が設けられ、
該微調カム軸３の中心点βと微調カム４の中心点αは、
微小なＸ寸法だけ偏心させている。

微調カム４の下方部には、スプリング６により可動ヘッ
ド２が絶えず上側方向に荷重・が掛つているので可動ヘ
ッド２に固定された銅質なる当金具５に絶えす当接して
いることとなる。このように構成されている微動送り装
置は、先ず前記微調カム４の中心点αと微調カム軸３の
中心点βとの中心点間の差すなわちＸ寸法を仮に・０．
０５Ｔｆｒｍ（５０ＰｒｒＬ）とした場合（実際にはＸ
寸法についてもつと小さく加工することは可能である）
、先ず中心点αを最上位点に位置させて微調カム軸３及
び微調カム４を回転させると中心点αは、中心点βを中
心に移動することになり中心点αが最下位に来たとき、
すなわち中心点αが最上位点から最下位点（半回転）さ
せることにより可動ヘッド２の移動距離はＸ寸法×２倍
となり０．０５Ｔｒ＄ｔ（５０μＲｒＬ，）Ｘ２＝０．
１Ｔｍｍ（１００ｐｍ）移動したこととなる。このよう
に、微調カム４の半回転の回転で０．１７７！７７！（
１００μｍ）の範囲でスムーズに可動ヘッド２の移動が
可能である（実際にはもつと寸法の小さな移動も可能で
ある）ので前記微調カム軸３の先端等にマイクロメータ
ーの目盛あるいはダイヤルゲージ等を取付けることによ
り０．００１Ｔｆｒ１ｎ（１ＰｒｒＬ）程度の微動送り
が簡単に可能となる。

第２図は、本発明の別の実施例としての微動送り装置の
原理図である。すなわち、ベース台１に凹部１″Ａを設
けておき、その凹部１″Ａの中に可動ヘッド２を設置す
るものである。可動ヘッド２は、第１図とほぼ同構成て
あるので、同構成の部分は説明を省略する。

ただし、微調カム４の最下部には、第１図の当金具５の
代わりに、銅質なるボール７（又はロール）を設け、該
ボール７は自在に回転可能に固定具８にて固定する。こ
のような構成である微動送り装置は、前記ボール７と微
調カム４の摺接は両者が回転することと、点接触である
たに回転が非常に滑らかとなり可動ヘッド２の動きもよ
りスムーズな動作となる。

又、さらにベース台１″の凹部１″Ａの中にすつぱりと
可動ベース２が入り込むので、微動送り装置の送り方向
は上下の縦方向だけでなく、左右又は前後の横方向の送
りも可能となるものである。第３図は、本発明の更に具
体化した別の実施例としての微動送り装置を示している
。

この実施例の微動送り装置は、歯車を利用した減速機構
を取り入れて、更に微細な送りを可能としたものである
。この実施例においては、ベース台１０は左側に可動ヘ
ッド室１０Ａと右側に歯車室１０Ｂを設け、該可動ヘッ
ド室１０Ａに設置される可動ヘッド２の構成および動作
は、前述の第２図の可動ヘッド２と同一であるので詳細
説明は省略する。一方の歯車室１０Ｂには、可動ヘッド
室１０Ａの微調カム４より延びている微調カム軸３″の
ほぼ中央部にウォームギヤ１１を設けている。該ウォー
ムギヤ１１にほぼ直角の角度で対応してなるウォームギ
ヤ１２が設け、歯車にて回転力を伝達するようになつて
いる。該ウォームギヤ１２には、ウォームギヤ軸１３が
連結されていて、その一方の先端側にはマイクロメータ
ー（図示していない）が取付けられている。そして前記
ウォームギヤ１１とウォームギヤ１２との歯車比はウォ
ームギヤ１１の歯車数を多く、ウォームギヤ１２の歯車
数を少なくする。例えはその比を１０：１とすれば、ウ
ォームギヤ１２が５回転するとウォームギヤ１１は半回
転することになる。このような構成の微動送り装置に於
いて、前述の如く、微調カム４の中心点αと微調カム軸
３″の中心点βの差すなわちＸ寸法を０．０５順（５０
μｍ）とすると可動ヘッド２の最大移動量は０．１Ｗ０
ｆＬ（１００ｐｍ）となりウォームギヤは５回転しない
と０．１ＴｍＩ！Ｌ（１００ＰｒｒＬ．）移動しないこ
ととなる。

すなわちウォームギヤ１２の１回転で０．０２ｐｒｒＬ
．（２０ｐ７ＴＬ）のみ可動ヘッド２が移動することと
なり前記ウォームギヤ軸１３の一方の先端側に取付けら
れたマイクロメーターの目盛により０．００１７ｒ０ｎ
（１ｐ７ｎ．）以下の微小な微動の送りも確認できる微
動送り装置になることが明らかである。第４図は、本発
明の更に別の実施例を示すもので、第３図のウォームギ
ヤ１１及び１２を平形ギヤにしたものである、すなわち
ベース１０の歯車室１０Ｂの中には、微調カム軸３″に
平行ギヤ１１Ａを設け、それと平行に対応して、平形ギ
ヤ１２Ａが平行ギヤ軸１３Ａと連結されて設けられてい
る。

該平行ギヤ軸１３Ａの一方の先端側には、ベース１０よ
り外側に設けられたマイクロメーター１５が設けられて
いる。このように構成されている歯車減速機構であると
、可動ヘッド２、微調カム牡微調カム軸３″、平行ギヤ
１１Ａ，１２Ａ及びマイクロメーター１５が全て平行的
に並べられているので従来横長の加工機又は測定機が多
いことからこのような横長微動送り装置は利用範囲は多
いものとなる。第５図は、前述したような本発明の微動
送り装置を利用した光ファイバの端面研磨装置を示す一
部破断概略正面図であり、第６図は、第５図の装置の一
部破断概略平面図てある。

この端面研磨装置は、主として、ベース板３０、回転台
４０、研磨盤５０、可動ヘッド６０、固定ヘッド７０、
モーター８０及び本発明による微動送り装置９０とから
成つている。ベース板３０に回転台４０と固定ヘッド７
０が固定されており、回転台４０には、被加工物である
光ファイバケーブル２５を連結してなる光コネクタ用フ
エルール２０が端面固定台４２により取付けられている
。

このフエルール２０は必要に応じて回転台４０に取付け
、取外し可能となつている。前記固定ヘッド７０の左側
面には、回転スピンドル６５及び研磨盤５０を設けた可
動・＼ツド６０が雄形■字案内６６と雌形■字案内７１
と嵌挿介入して設けられている。

又、固定ヘッド７０の右側面には、モーター８０が固定
ボルト８２により固定されている。さらに、固定ヘッド
７０の中央部７５には、前記の微動送り装置９０の歯車
部９１が設けられている。前記の研磨盤５０の下部には
リング状のレジノイドダイヤモンド砥石５１が設けられ
研磨盤５０はスピンドル６５及びＶフリー６７と連結さ
れている。

前記可動ヘッド６０の下部面６１にはスプリング受穴６
２を設け、そのスプリング受穴６２にスプリング６３を
挿入し、スプリング受金具６４にてスプリング６３を受
けている。

前記固定ヘッド７０には、その外側の前側面に前凹部７
２が、その後側面には、後凹部７２″が設けられている
。

固定ヘッド７０の右側面７３にはモーター８０の取付部
８１をボルト８２により固定されている。モーター８０
には、■フリー８３が設けられベルト８４にて、■フリ
ー６７にて連結され回転力が伝達されるようになつてい
る。前記固定ヘッド７０の前凹部７２には、微調ハンド
ル９２が設けられており、微調ハンドル９２の前方には
微調目盛９３とハンドル軸９４が設けられ、該ハンドル
軸９４のほぼ中央部には、ウォームギヤ９５が取付けら
れ複数個のベアリング９６により回転可能に固定ヘッド
７０に固定されている。前記ウォームギヤ９５と対応し
、該ウォームギヤ９５とほぼ直角に回転軸を有するウォ
ームギヤ９７が設けられている。該ウォームギヤ９７は
、ノックピン９８により円形の微調カム１００の微調カ
ム軸９９に固定されている。該微調カム軸９９は、複数
個のベアリング１０１により回転可能に固定ヘッド７０
に固定されている。前記微調カム１００の下部には、可
動ヘッド６０に固定された微調当金具１０２が設けられ
微調カム１００の回転に従い可動ヘッド６０と共に上下
に微動する。

このような構成からなる端面研磨装置における光コネク
タのフエルール２０及びそこに挿入された光ファイバの
端面の研磨動作について以下説明する。

先ず第５図に明確に示しているように光ファイバ２５を
連結してなる光コネクタ用フエルール２０を前記回転台
４０の側面に端面固定台４２にて取付ける。次にモータ
ー８０を回転させベルト８４にて回転をスピンドル６５
及びレジノイドダイヤ砥石５１を取付けた研磨盤５０に
伝達させる。

前記モーター８０により回転されたレジノイドタイヤ砥
石５１に回転台４０に取付けられたフエ・ルール２０及
び光ファイバの端面２『を当接させて該端面を研磨する
ことになる。

この場合、端面の研磨代は、０．００１Ｔ０ＩＬ台の寸
法、すなわち１ｐｍ台の微小な寸法であり、前記可動ヘ
ッドの上下の可動は１００分の１μｍ台の微動の目盛が
読み取れなければならない。そのために、本発明による
微動送り装置９０としては、ウォームギヤ９５とウォー
ムギヤ９７との歯車比を１：６０としている。またさら
に微調カム１００と微調カム軸９９の各中心点αとβの
差すなわちＸ寸法は０．３Ｔｗｔ（３００ｐｗＬ．）と
している。微調カム軸９９の中心点βは固定され、微調
カム１００の中心点αは、それが回転することによつて
、前記中心点βを中心■こして回転することになる。故
に、微調カム１００の中心点αが最上位点から最下位点
まで移動すると０．６？（６００ｐｍ．）移動すること
となる。この際、微調ハンドル９２は、前述の如く歯車
比１：６０であるので３０回転させると微調カムは半回
転と−なり前記の０．６Ｔ！ｒ！ｎ（６００ＰｒｒＬ．
）移動することになる。微調ハンドル９２は１回転で中
心点αの上下の移動量は０．０２噸（２０ｐｍ）である
。微調ハンドル９２には、微調目盛９３が設けてあり、
この微調目盛９３は、１０紛の１ｐｍ台の目盛は可能で
゛ある。以上、説明した実施例は、ウォームギヤ９５，
９７の歯車比が１：６０でｘ寸法が０．３ｍとしたが、
これににこだわる必要がなく、他のものとすることも可
能であり、微動送りの応用範囲は広範囲となるものであ
る。

本発明の微動送り装置は、前述したような構成であるの
で、従来の微動送り装置と比較して次のような利点を有
している。

（１）非常に微小なる寸法（例えば１μＴｒ７．）の微
動送りが可能である。

（２）微動送りには精密小細ピッチねじが不要であるの
で、加工性がよくコストも安価に製造しうる。

（３）小細ねじを使用しないので、微動送りの許容荷重
は、特に小さくなることがなく、かなりの荷重まで耐え
られるので、被加工物、被測定物を限定する必要がない
。

（４）小細ねじを使用していないので、ねじによる嵌合
の遊び（スキ間）がなく、またねじ回転による摩耗もな
いので誤差の発生が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての微動送り装置を原理
的に示す図、第２図は本発明の別の実施例としての微動
送り装置を原理的に示す図、第３図は本発明の更に具体
化した別の実施例としての微動送り装置を示す図、第４
図は本発明の更に別の実施例を示す図、第５図は本発明
の微動送り装置を利用した光ファイバの端面研磨装置を
示す一部破断概略正面図、第６図は第５図の装置の一部
破断概略平面図てある。 １・・・・・・ベース台、２・・・・・・可動ヘッド、
３・・・・・・微調カム軸、４・・・・・・微調カム、
５・・・・・・当金具、６・・・・・・スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベース板と、該ベース板に設けられ研磨すべき光フ
   ァイバを保持するための保持台と、該保持台に保持され
   た光ファイバの端面を研磨するための研磨盤とを有した
   光ファイバの端面研磨装置における微動送り装置におい
   て、前記ベース板に設けられた固定ヘッドと、該固定ヘ
   ッドに対して可動に設けられ前記研磨盤を支持する可動
   ヘッドと、前記固定ヘッドと前記可動ヘッドとの間に設
   けられて前記研磨盤が前記光ファイバの端面から遠去か
   る方向に前記可動ヘッドを前記固定ヘッドに対して偏移
   させるための偏移手段と、前記固定ヘッドにおいて回転
   しうるように設けられた微調カム軸と、該微調カム軸と
   共に回転しうる円形の微調カムとを備えており、該微調
   カムの中心は、前記微調カム軸の回転中心から微小寸法
   だけ偏心されており、前記微調カムの周面は、前記可動
   ヘッドに対して前記偏移手段による偏移力に対向する状
   態にて接しており、前記微調カム軸の回転につれて前記
   微調カムの作用によつて前記可動ヘッドが前記偏移力に
   抗して微動させられて前記研磨盤が前記光ファイバの端
   面に対して微動させられることを特徴とする微動送り装
   置。 ２ 前記微調カムの周面は、前記可動ヘッドに固定され
   た平板状当接具との摺接を介して前記可動ヘッドに接し
   ている特許請求の範囲第１項記載の微動送り装置。 ３ 前記微調カムの周面は、前記可動ヘッドの固定具内
   にて回転自在に設けられたボール状又はロール状部材と
   の摺接を介して前記可動ヘッドに接している特許請求の
   範囲第１項記載の微動送り装置。 ４ 前記微調カム軸は、微調用ダイヤルにより減速機構
   を介して回転される特許請求の範囲第１項又は第２項又
   は第３項記載の微動送り装置。