JPS63313683A - 多点溶接方法及びその装置 - Google Patents

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、光通信用ファイバモジュールの組立に用いら
れる多点溶接方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 従来、し、−ザダイオードとファイバを用いた光通信用
ファイバモジュールにおいては、そのレーザダイオード
とファイバとの光軸との調整は、極めて重要であり、そ
の調整にはサブミクロンオーダでのｆｌｔが要求される
。ところで、この種の光通信用ファイバモジュールの構
造は、第４図で示すように、レーザダイオードを内蔵し
たレンズキャップ（Ａ）のレンズ（Ｂ）から出射する光
をファイバ（Ｃ）に入射させる構造になっている。

ところで、この光通信用ファイバモジ、−ルを組立て製
造する場合においては、第５図及び第６図に示すように
、ファイバサポート（Ｄ）にファイバ（Ｃ）を支持させ
た状態で、レンズキャップ（Ａ）に設けられたステム（
Ｅ）とファイバサポート（Ｄ）の７ランジ（Ｆ）とを互
に摺接した状態で矢印（Ｋ）方向に揺動自在に設けられ
九４本の加圧アーム（Ｇ）・・・により加圧しながら、
両者をＹＡＧレーザ光によりポイント溶接していた。上
記加圧アーム（Ｇ）・・・による加圧は、ステム（Ｅ）
とフランジ（Ｆ）とのすき間をできるだけ小さくするた
めに行うものである。また、ポイント溶接は、１ポイン
トごとに加圧アーム（Ｇ）・・・の近傍にて行っている
。このときの溶接順序はポイント（Ｐｌ）からボ、イン
ド（Ｐ８）へ対角線方向に行っている。しかも、各ポイ
ント溶接ごとに位置ずれが生じるので、１ポイントが終
るたびに、光学的光軸調整を行う必要があり、組立能率
低下の一因となっていた。さらに、光軸調整時、ステム
（Ｅ）を動かすたびに、７ランジ（Ｆ）が最初に固定さ
れた位置から加圧アーム（Ｇ）・・・のガタ量だけ動い
てしまい、リニアな光軸調整が困難となることはもとよ
り、加圧により７ランジ（Ｆ）を変形させてしまう欠点
をもっている。さらにまた、加圧アーム（Ｇ）・・・の
ガタにより７アイバサボー　）　（Ｄ）とファイバ（Ｃ
）との相対的な位置ずれが生じ、７アイバサボー）　（
Ｄ）の穴にファイバ（Ｃ）が片寄せされた形になってし
まい、ファイバ（Ｃ）の位置ずれを生じる。さらに、は
んだ付は後、治具から７アイパサポート（Ｄ）をいった
んはずし、内部の７−）ツクスをふきとり再び治具にセ
ットする際加圧アーム（Ｇ）・・・のあたる位置が前と
異なるため、光軸調整時の摺り合せかりエアにできず、
ＹＡＧ溶接により変形部を溶接したとき、補正のきかな
い位置ずれを生じていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来技術の問題点を顧慮してなされたも
ので、光通信用ファイバモジ、−ルの組立を高能率かつ
高精度で行うことのできる多点溶接方法及びその装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明の多点溶
接方法は、例えばファイバモジ為−ルのステムと７うｙ
ジ部とのポイント溶接並びにファイバのはんだ付は並び
に光軸調整を行う際、７ランジ部の移動を規制して、μ
ｍ以下の位置ずれ補正を確実に行えるようにしたもので
ある。

本発明の多点溶接装置は、７アイパサポートの７ランジ
部のステムへの追動を規制するためのファイバサポート
保持部を設け、組立精度を向上させるようにしたもので
ある。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して秤述する。

第１図は、この実施例において組立てられる光通信用フ
ァイバモジー−ルａ〔を示している。この光通信用７ア
イバモジーールＯＱは、内部が空洞なキャップαυを有
し、このキャップαυ内には光半導体、たとえばレーザ
ダイオードａ２を設置しである。

このキャップαυの土壁部には上記レーザダイオードｑ
カから出射するレーザ光を集光するためのレンズ（１３
が設けられている。そして１．このレンズα３によるレ
ーザ光の集光位置にはファイバａ４の入射端が光学的に
対向している。ファイバ１１４）の入射端側部分（１５
１は、ファイバサポート（１０の小径筒状部（１７）に
挿入され、　ＹＡＧレーザ等により溶接固定されている
。つまり、ファイバサボー）ｆｌｔ９は上記キャップα
υを扱うとともに、その開口周縁の７ランク部（１８が
、後述する方法により上記キャップｑυのステムａ１に
取着固定されている。また、キャップαυを包囲するフ
ァイバサポート（ＩＱの外側は図示しないカバーによっ
て包囲され、このカバーの周縁端は上記キャップαυの
ステムμ場に対してＹＡＧレーザ溶接等により取着固定
されている。また、上記ファイバα荀はカバーの上部を
貫通して外部に導出するとともに、そのカバーに対して
取着固定されている。

ファイバサポートα９とカバーとによるファイバａ４に
対する各固定部の間に位置するその７アイパＩの途中部
分は小径でフレキシブルな部分ＣＩ）が形成されている
。

つぎに、上記構成の光通信用ファイバモジ為−ル０Ｉの
組立に用いられるこの実施例の多点溶接装置５αについ
て述べる。

この多点溶接装ｆ、ｈは、キャップＱυのステムｉｌ■
の下面を全周にわたり載置するステム保持部６υと、こ
の保持部Ｃυの周囲に等配して設けられた４個の加圧部
、６３・・・と、保持部６υの上方に設けられ保持部６
υに保持されているファイバモジュール四の７ラン９部
畑とステム住９とを例えばＹＡＧレーザ光にょリレーザ
溶接するレーザ溶接部−と、ファイバサボー）　（ＩＱ
をステムα■に対して固定するファイバサポート保持部
（ロ）とから構成されている（第２図参照）。しかして
、ステム保持部６υは、円柱状の台座（５１ａ）を有し
ていて、この台座（５１ａ）の上端部には、凹部（５１
ｂ）が設けられ、この凹部（５１ｂ）にステムα■の本
体が遊挿されるようになっている。

この台座（５１ａ）は図示せぬＸＹテーブルに固定され
ている。一方、加圧部１５３・・・は、ステムｑ９と７
ランク部θ線を台座６１Ｌ）とともに一端部で加圧する
加圧レバー（至）・・・と、これらの加圧レバー（ト）
・・・をそれぞれ独立して矢印（ハ）方向に昇降させる
昇降機構であるエアシリンダ輸・・・と、加圧レバー（
へ）・・・の他端部を支持して昇降方向に案内する案内
機構−・・・とからなっている。そして、加圧レバ一時
・・・は、舌片状の当接片（至）・・・と、これら当接
片側・・・を支持する棒状の支持体…・・・とからなっ
ている。また、昇降機構であるエアシリンダ鏝・・・は
、支持体ｆ６Ｇ・・・の中途部に上方から係合するピス
トンロッド６υ・・・と、これらピストンロッドｉｌ）
・・・を昇降駆動する本体６カ・・・とからなっている
。他方、案内機構６７）・・・は、加圧レバー（ト）・
・・の他端部に連結されたクロスローラガイド關・・・
と、これらのクロスローラガイド關・・・を矢印（ハ）
方向に案内する案内柱（財）・・・とからなりている。

さらに、前記レーザ溶接部ｑは、ＹＡＧレーザ装置（図
示せず）と、このＹＡＧレーザ装置から出射されたレー
ザ光ｆ６５１を７ランク部α＄の複数のポイ７　ト（Ｐ
ｉ）・・・（Ｐ８）　Ｋ所定の順序で照射する光学系（
図示せず）とからなっている。さらに、ファイバサポー
ト保持部（ロ）は、台座（５１ａ）上に固定されたファ
イバサポートαｅのコーナ部（１６りに当接する位置に
互に１２ａ０離間して固定された一対の当接レバー（５
４ａ）、　（５４ａ）と、これら当接レバー（５４ａ）
。

（５４ａ）に対して水平方向に１２０°離間し且つコー
ナ部（１６ａ）に対して４５°の傾斜位置にて進退自在
に設けられた押圧レバー（５４ｂ）とからなっている。

しかして、当接レバー（５４ａ）、　（５４りの前面に
は、コーナ部（１６ａ）に当接する当接面が下方側に４
５６傾斜させて設けられている。また、押圧レバー（５
４ｂ）は、コーナ部（１６ｍ）に当接する弾性部材から
なる押圧体（５４Ｃ）と、この押圧体（５４Ｃ）が取付
けられた作動！　（５４ｄ）と、この作動棒（５４ｄ）
を矢印（５４ｅ）方向に進退させるエアシリンダ部（５
４ｒ）とからなっている。しかして、台座（５１ａ）の
上方にて等配されたこれら当接レバー（５４ａ）、　（
５４ａ）及び押圧レバー（５４ｂ）は、加圧レバー曽・
・・と干渉しない位置に配設されている。

つぎに、上記構成の多点溶接装置を用いて、この実施例
の光通信用ファイバモジュールαＣの組立に用いられる
多点溶接方法について述べる。

まず、キャップａυのステムα９を受け台四に載せ、そ
のキャップ住υにはファイバサボー）　Ｑ６をのせ、コ
ーｔ　部（１６ａ）　ヲ当Ｈｖ　バー　（１６ｂ）、　
（１６ｂ）　Ｋ　当１ｊ２させる。そして、キャップα
υのステムＵに対シテファイバサポート（ＩＧの７ラン
ク部賭を確実に合せた状態とした上で、各エアシリンダ
Ｇｏ・・・を作動して、矢印一方向へ下降させて、それ
ぞれの加圧レバー（ト）・・・ノ先端部を７アイバサボ
ー）（ＩＧ＋Ｃ）７うｙジ部（１８に押し付ける。そし
て、押圧レバー（５４ｂ）を前進させ、押圧体（５４Ｃ
）をコーナ部（１６１）に押圧する。しかして、加圧レ
バー關・・・と押圧レバー（５４ｂ）とにより、加圧す
ることによりキャップＱｌ）のステムａ］に対して７ア
イバサボー）　（ＩＧのフランジ部賭を加圧固定する。

この固定されたファイバサポートαｅの小径筒状部ａη
に対してファイバＩの入射端側部分住りを垂直に挿入し
て位置決めする。

この状態でレーザダイオード（Ｉりに電流を流し、その
レーザダイオード醤を発光させる。このレーザ光をレン
ズ（１３１により集光しファイバ（１４）に入射させ、
このファイバＱ４）の出射端からの出力をパワーメータ
にて測定する。そして、そのファイバａ４の入射端側部
分（１５をＸＹＺの各方向に移動調整してファイバＩの
出射端からの出力パワーが最大値の位置を選択しこの位
置に固定する。このとき、７アイパサポートαｅは、押
圧レバー（５４ｂ）及び当接レバー（５４ａ）、　（５
４りにより固定されているので、ステム（１１を移動さ
せても、摺り合せによるファイバサポート住ｅの動きは
数μｍにとどまる。さらに、はんだ付けによる熱の影響
を考慮して、３０〜４０μｍＺ方向上側に動かしておく
。ここで、はんだ（７）を注入してその小径筒状部住η
をはんだこてや高周波で加熱し、はんだ付けを行なう。

この後、各エヤシリンダ印・・・の駆動力を弱めて各加
圧レバー６つ・・・Ｋよる加圧力を零にする。そして、
ファイバサポート（ＩＱを当接レバー（５４ａ）、　（
５４ａ）及び押圧レバー（５４ｂ）により固定した状態
で、キャップ住υのステム（１１をＸＹ方向に動かして
上記ファイバＨの出射端からの出力パワーが最大値の位
置を捜す。出力パワーが最大値の位置にきたら、再び各
加圧レバー（へ）・・・による加圧力を加えるが、この
ときにはゆっくりと加圧しながらキャップＩのステムα
ＩＸＹ方向に微調整する。そして、キャップＣ１１）の
ステム賭とファイバサポート（１０のフランジ部（Ｉ８
トの合せ面がしっかりと合い、しかも、ファイバサポー
ト０ｅのフランジ部（１８が、加圧レバー６９・・・で
変形しない程度の加圧力になるまで加圧しながら、ＸＹ
方向の微調整を行なう。このときも、ファイバサポート
翰の動きは数μｍＫとどまる。しかし４て、この微調整
が完了したところが、出力パワーが最大値となる。そこ
で、この加圧状態を保持しながら、第３図で示すように
キャップＩのステム俣優に対してファイバサポートａＱ
のフランジ部（至）上の加圧レバー印に近接した複数か
所のそれぞれにその垂直方向からＹＡＧレーザ光四を照
射し、スポット状に等間隔で溶接して固定する。この場
合、各ポイン）　（Ｐｉ）’・・・（Ｐ８）を１つ溶接
する度に、キャップ住υのステムｕ１のＸＹ方向の微調
整を、台座（５１ａ）が固定されたＸＹテーブルを移動
させることにより、繰り返す。つまり、１ポイントずつ
溶接しながら微調整を繰り返す。このＹＡＧ溶接及び光
軸調整中、ファイバサポー）　Ｑ６は、当接レバー（５
４Ｊｌ）、　（５４ａ）及び押圧レバー（５４ｂ）によ
り固定しておく。さらに、この場合、各ポイン）　（Ｐ
ｉ）・・・（Ｐ８）の溶接順序は溶接矢印（ハ）のよう
に円周方向となるようにする。

以上のように、この実施例の光通信用ファイバモジュー
ルｃＩＩの組立に用いられる多点溶接装置は、矢印四方
向つまり上下方向に昇降自在に設けられた加圧レバー（
へ）・・・で、フランジ部（１樽とステム（１９とを加
圧するようにしているとともに、ファイバサポート保持
部（ロ）によりファイバサポート（１１１９を固定する
ようにしているので、ファイバａ４のはんだ付は時並び
にＹＡＧレーザ溶接時に生じる位置ずれを大幅に軽減す
ることができるとともに、光軸調整時ノファイバサポー
ト四のステムα９．の移動にともなう位置ずれをなくす
ことができる。その結果、フランジ部（１１とステム四
との位置決め・固定を確実かつ高精度に行うことができ
、光通信用ファイバモジエールの歩留及び性能向上に寄
与することができる。

また、この実施例の光通信用ファイバモジーール（ＩＩ
の組立に用いられる多点溶接方法は、ステム０に対しフ
ァイバサポートαｅを固定するようにしているので、位
置ずれの発生を最小限にして高精度で組立てることがで
きる。

なお、上記実施例においては、昇降機構としてエアシリ
ンダを用いているが、これに限ることなく、油圧シリン
ダ、カム機構等、他の機構を用いてもよい。さらに、加
圧レバー（へ）・・・の代りに、直立した当接棒の先端
部で矢印（４９方向に加圧するようにしてもよい。さら
に、当接レバーの数は２本以上であれば、任意数でよい
。また、当接レバーは、固定することなく、エアシリン
ダにより駆動させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の光通信用ファイバモジュールの組立に用いられ
る多点溶接装置は、ステム部に対して７ランク部が、ス
テム部の移動にともなって追動しないようファイバサポ
ート部により保持するようにしているので、組立を確実
かつ高精度で行うことができる。

また、本発明の光通信用ファイバモジー−ルの組立に用
いられる多点溶接方法は、７２７９部の移動を拘束して
いるので、μｍ以下の位置ずれ補正が容易となり、最終
的組立精度の向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の組立対象である光通信用７アイバモジ
ユールの構成図、第２図は本発明の一実施例の多点溶接
装置の構成図、第３図は本発明の一実施例の多点溶接方
法の説明図、第４図ないし第６図は従来技術の説明図で
ある。 αに光通信用ファイバモジー−ル。 （１υ：キャップ。 （１３：レーザダイオード（光半導体素子）。 ｑ荀：ファイバ。 （ｌＥ９　：ファイバサポート。 α８１：７ランク部。 （１９：ステム。 ６υ：ステム保持部（第１の保持手段）。 Ｉ５３：加圧部（加圧手段）。 ｔ５３：レーザ溶接部（溶接手段）。 （ロ）：ファイバサポート保持部（第２の保持手段）。 （至）：当接片（加圧片）。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　松山光之 第１図 第３図 第　２　図 ｌＮ４Ｆ！Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接部が板状の対面した第１及び第２の溶接部材
   をレーザ光により多点溶接する多点溶接方法において、
   上記第１の溶接部材と上記第２の溶接部材を互に摺接さ
   せる工程と、上記互に摺接している第１及び第２の溶接
   部材を円周方向に沿ったほぼ等配された位置にて加圧す
   る加圧工程と、この加圧工程にて加圧されている上記第
   １及び第２の溶接部材に対して上記円周方向に沿って上
   記レーザ光により順次スポット溶接する溶接工程と、上
   記各スポット溶接ごとに上記第１の溶接部材を微動させ
   位置ずれを補正する位置ずれ補正工程と、少なくともこ
   の位置ずれ補正中に上記第２の溶接部材を固定し上記第
   １の溶接部材の位置ずれ補正に伴う追動を防止する保持
   工程とを具備することを特徴とする多点溶接方法。
2. （２）溶接部が板状の対面した第１及び第２の溶接部材
   をレーザ光により多点溶接する多点溶接装置において、
   上記第１の溶接部材を位置調整自在に保持する第１の保
   持手段と、上記第２の溶接部材を上記第１の溶接部材に
   対して摺接する所定の溶接位置にて保持する受け部材及
   びこの受け部材により保持されている上記第２の部材を
   押圧して固定する押し部材を有する第２の保持手段と、
   上記第１の保持手段により保持されている第１の溶接部
   材及び上記第２の保持手段により保持されている第２の
   溶接部材を円周方向に沿うほぼ等配された位置にて摺接
   面に対してほぼ直角方向に加圧する加圧手段と、この加
   圧手段により加圧されている上記第１及び第２の溶接部
   の上記円周方向に沿った複数位置をレーザ光によりスポ
   ット溶接する溶接手段とを具備することを特徴とする多
   点溶接装置。