JPS63221958A - 円柱部材の球面研磨装置 - 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】 （産業−１−の利用分野） この発明は、主として光フアイバーコネクタの端面を、
接続時の軸ずれや接触不良等に起因する損失が極めて少
なくなるように凸形の球面に研磨加工する場合に用いら
れるもので、それ以外にも各種の円柱部材の軸線方向端
面を凸形球面に研磨する場合に使用される円柱部材の球
面研磨装置に関するものである。

（従来の技術） この種の研磨装置として従来から知られているものは、
図示省略するが、 （（）−一平面内において連続駆動回転する研磨盤の表
面に、円柱部材の端部を、この円柱部材の軸線が研磨語
表面に対して所定の傾斜角度に固定保持させるように押
付けた状態で、該円柱部材をその軸線周りで定速回転さ
せることにより円柱部材の端部を円錐杖に研磨するもの
、 （ロ）駆動回転する研磨盤と、その表面に端部が押付け
られた円柱部材とを三次元的に合成運動させることによ
り円柱部材の端部を球面に研磨するもの、 が存する。

（発明が解決しようとする問題点） 」−記した従来装置は、いずれにしても研磨すべき円柱
部材、つまりワーク側を研磨送り以外にも回転や移動と
いった少なくとも二次元の可動構成としなければならな
いため、装置全体の構造が複雑になり易いばかりでなく
、それら可動部の製作誤差やガタ、摩耗度合の集積が研
磨精度に悪影響を及ぼし、それ故に短期間の使用によっ
て所定の研磨精度が得られなくなる欠点があり、そのた
め光フアイバーコネクタのように許容誤差範囲が非常に
小さくて超精密加工が要求される円柱部材製品の研磨に
は実際問題として適用できないものであった。

この発明は−Ｊ二足の実情に鑑みたものであって、ワー
ク側は単なる送りのみで、全体構造を簡単にしながら、
確実かつ安定性が良好な球面研磨精度を発揮させること
ができる円柱部材の球面研磨装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明に係る円柱部材
の球面研磨装置は、最終仕上がり曲面よりもやや大なる
曲率半径の凹形または凸形曲面を有する研磨制限用固定
部材と、研磨すべき円柱部材を固定保持して、その被研
磨端面を上記曲面に向かって同心状態で押付ける研磨送
り装置と、上記曲面を含む研磨制限用固定部材の表面に
密接した状態に張設された研磨シートと、この研磨シー
トを連続的に駆動移動させるシート移動機構とを備え、
」−〕記研磨シートは円柱部材の押付は刀により−１−
配向面内に沿って変形可能に構成されていることを特徴
とする。

（作用） この発明によれば、シート移動機構を介して研磨シート
のみを、研磨制限用固定部材の表面に密接させて連続的
に駆動移動させながら、研磨送り装置に固定保持された
円柱部材をその軸線方向に弾性的に押圧させて、端部を
上記シートに押付けることによってその押付はシート部
分が凹形または凸形曲面内に沿って変形される。このよ
うに局部的な変形シート部分が連続的に入れ替わって、
上記端部のうち、シートに先ず当接する、例えば周縁部
が研磨され、この研磨が次第に進行し、円柱部材の端部
の中心部が曲面に沿って変形して移動するシートに当接
した時点で、円柱部材の端部が前記研磨制限用固定部材
の曲面と反対・形状となる曲面に研磨され、それ以上の
研磨は制限されることとなる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例による円柱部材の球面研磨
装置の要部の縦断面図、第２図は第１図の一部切欠き平
面図であって、同図において、（１）は接地架台、（２
）は上記接地架台（１）の略中央位置において」１下垂
直姿勢に固定立設した固定支持軸であり、その外側にス
ラスト自動調心コロ軸受（３）（３）を介して筒袖（４
）が同心状態で回転のみ自在に嵌合支承されているとと
もに、上記固定支持軸（２）の」二端部にはコネクター
チャック（５）を介して平面視円板状の研磨制限用固定
部材（６）が着脱付替自在に装着されている。（７）は
円形の研磨シートであって、これは可撓性、弾性復元力
を有する薄いシートの表面にダイヤモンド砥粒などを付
着してなるもので、円筒状の回転枠（８）と、この回転
枠（８）の上端部に水平横軸（９）周りで」−ド揺動可
能で、かつエビ金具（１０）を介して締付は固定自在に
連設された円筒状押さえ枠（ＩＩ）との上ド対向面間に
、その外周部を挟持固定させる状態で交換自在に張設さ
れている。（１２）は上記円筒状回転枠（８）の−ド部
にノックピン（１３）を介して同心−〇− に連設された円筒杖の回転受動部材であって、その回転
軸心（ａ）は十６記固定支持軸（２）の軸心（ｂ）に対
してΔｒだけ偏位した状態で後述する大径ギヤ（１４）
にスラストベアリング（■５）を介して回転自在に支承
されているとともに、その内側段部には同心状にインタ
ーナルギヤ（１６）が固定されている、　（１７）は上
記筒袖（４）のに部に固定されたギヤで、アイドルギヤ
（１８）を介して上記内歯歯車（１６）に噛合連動され
ている。（１９）は上記筒軸（４）の下部に固定された
ギヤで、これに噛合するギヤ（２ｏ）を介して架台（１
）に固定支持されたモータ（２１）に連動連結され、も
って、モータ（２１）、ギヤ（２０）（１９）、筒袖（
４）、ギヤ（１７）（＋８）（ＩＧ）により上記回転枠
（８）および研磨シート（７）を軸心（ｂ）の周りで駆
動回転させる自転機構を構成している。

（１４）は上記の大径ギヤで、スラストベアリング（２
２）を介して上記接地架台（＋）に軸心（ａ）の周りで
回転自在に支承されているとともに、その中央部には」
二下貫通部（＋４Ａ）が形成され、この貫通部（＋４Ａ
）に−上記筒袖（４）が挿通されているとともに、内方
に突出するアーム（１４Ｂ）の遊端部に回転自在に支承
させた垂直軸（２３）に上記アイドルギヤ（１８）が固
定されている。この大径ギヤ（１４）の上面には、上記
回転枠（８）と同心状態の筒状部（１４Ｇ）が一体に突
出され、この突出筒状部（１４０）に同心に外嵌する筒
状部（１２Ｇ）が１−配回転受動部材（１２）に一体形
成されている。（２３）は上記大径ギヤ（１４）に噛合
するギヤで、モータ（２４）に直結され、もって、モー
タ（２４）、ギヤ（２３）−大径ギヤ（１４）、突出筒
状部（＋４０）（１２Ｇ）により上記回転枠（８）およ
び研磨シート（７）を軸心（ａ）の周りで駆動回転させ
る公転機構を構成し、この公転機構と−上記自転機構と
により研磨シート（７）を上記研磨制限用固定部材（６
）の表面に密接させた状態で連続的に駆動移動させるシ
ート移動機構が構成されている。

］二二足磨制限用固定部材（６）の表面には、最終的に
研磨仕−にげしようとする凸形球面よりもやや大なる曲
率半径、詳しくは最終仕上げ凸形球面に研磨シート（７
）の厚み分を加えた曲率半（子の凹形球面（６Ａ）を有
する凹部（６Ｂ）が周方向に適当間隔を隔てて複数個形
成されていて、」二記固定部材（６）の着脱付替により
曲率半径の異なる凹形球面（６Ａ）を任意に選択使用で
きるように構成されている。

（２５）は円柱部材の一例である所の光フアイバーコネ
クタ（２６）の複数個を固定保持して、それらの被研磨
端面を上記固定部材（Ｂ）における各凹形球面（６Ａ）
に向かって同心状態で押付ける研磨送り装置であって、
これは上記光フアイバーコネクタ（２６）の中間部に設
けた鍔部（２６Ａ）を挟持する」―下一対の円盤状挟持
部材（２７）（２８）と送り軸（２９）とを有し、下部
の挟持部材（２８）は送り軸（２９）の下端に固定連設
されているとともに、上記鍔部（２６Ａ）よりも下方部
分を挿通させる貫通孔（２８ａ）を有し、かつ」二部の
挟持部材（２７）は送り軸（２９）に対してその軸心方
向に摺動自在に外嵌されているとともに、スプリング（
３０）を介して下部挟持体（２８）側に摺動付勢されて
いる。

つぎに、」―記構成の動作について説明する。

第４図（ａ）は球面研磨前の光フアイバーコネクタ（２
Ｂ）の断面図であり、コアとクラッドからなる一９＝ 光ファイバー（２［ｉａ）をステンレス鋼製のコネクタ
本体（２Ｇｂ）の中心部に挿通するとともに、その接続
端側の適当長さ範囲のファイバ一部分をコネクタ本体（
２Ｇｂ）に充填されたアルミナ系セラミックス（２Ｇｃ
）により中心に固定保持した構造をもち、研磨前の状態
では端面（２Ｇｄ）が軸線に対して直角な平坦面の状態
にある。

上記の如き構造の光ファイバーコネクタ（２６）の複数
個を研磨送り装置（２５）に所定通り固定保持させる一
方、両モータ（２１）（２４）を作動させて、回転枠（
８）および研磨シート（７）を第３図で概略的に示した
ように、軸心（ａ）の周りで公転させながら軸心（ｂ）
の周りで自転させる。

この状態で、上記送り装置（２５）の送り軸（２９）を
下方（第１図矢印Ｘ方向）に移動させて、固定保持され
た光フアイバーコネクタ（２６）の各端面を１−記研磨
シート（７）に押付けると、この研磨シート（７）の押
付は相当部分が固定部材（６）表面の凹部（ＧＢ）内に
へこみ変形する。このへこみ変形によって、第５図（ａ
）のように１−記光ファイバーコネクタ（２６）端面の
角部分が先ず研磨シート（ア）に接触して、その部分が
研磨される。このような研磨にともなって送り軸（２９
）を順次下方に送り移動させることにより研磨シート（
７）のへこみ変形量が増加して、光フアイバーコネクタ
（２６）の端面の研磨が第５図（ａ）の矢印方向に進行
し、研磨シート（７）のへこみ変形量が最大となったと
き、つまり研磨シート（７）が凹部（６Ｂ）の凹形球面
に密接した第５図（ｂ）の状態となったとき、研磨の進
行が制限され、第４図（ｂ）のように光フアイバーコネ
クタ（２６）の端面が凸形球面（２Ｂｅ）に研磨仕上げ
されるに至るのである。

尚、光フアイバーコネクタ（２６）は未加工の時点では
光ファイバー（２６ａ）が端面よりも稍突出すると共に
、コネクタ本体（２Ｇｂ）との接着部に介在する接着剤
の一部が該端面からはみ出している場合があるが、この
場合も端面からの突出部分は、その他の部分と共に研磨
され、最終的に凸形球面に仕」−げられるのである。

以りの球面研磨時において、研磨シート（７）は自転し
ながら公転するので、１枚の研磨シート（７）における
研磨作用面積を広くとれて、取替えを要するまでの作用
時間長さ、つまり一定面積の研磨シートの交換サイクル
を長くすることができるとともに、球面全体の研磨精度
を均一化できる利点があるが、この発明では研磨シート
を１つの軸心周りに自転させるだけの構成であってもよ
い。

尚、本発明装置は光フアイバーコネクタの他、例えば精
密研磨を要求されるレンズ而研磨等にも応用が可能であ
り、また研磨制限用固定部ｊｊＡ（Ｇ）の曲面を凸曲面
として、凹曲面の研磨を行うことも可能である。

（発明の効果） 以−に詳述したことからも既に明らかなように、この発
明による時は、研磨シートを連続的に移動させて、ワー
ク側は唯？１１に送りを加えるのみで良いから、可動部
構成が！１１純となり、装置全体の構造を簡単化し易い
ばかりでなく、可動部の製作誤差やガタ、摩耗度合の集
積にともなう研磨精度への影響度を非常に少なくできる
。しかも、最終仕−１−かり曲面に対応する該曲面と反
対形状の曲面の存在によって必要量」二の研磨の進行を
制限できるから、所定通りの曲面に確実かつ高精度に研
磨することができる。とくに、許容誤差範囲の非常に小
さい、例えば光フアイバーコネクタの接続端部の球面研
磨加−［に有効に適用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による円柱部材の球面研磨
装置を示す要部の縦断面図、第２図は第１図の一部切欠
き平面図、第３図は研磨シートの運動状況を説明する概
略平面図、第４図（ａ）（ｂ）は研磨対象例の光フアイ
バーコネクタの研磨前の断面図および研磨完成後の断面
図、第５図（ａ）（ｂ）は研磨作用の説明図である。 （６）・・・研磨制限用固定部材、（ｌｌｉＡ）・・・
研磨制限用固定部材の曲面、（７）・・・研磨シート、
（２５）・・・研磨送り装置、（２Ｇ）・・・光フアイ
バーコネクタ（円柱部材）　、（２Ｂｅ）・・・光フア
イバーコネクタの曲面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円柱部材（２６）の軸線方向端面を凸形または凹
   形の曲面に研磨する装置であって、最終仕上がり曲面（
   ２６ｅ）よりもやや大なる曲率半径の凹形または凸形曲
   面（６Ａ）を有する研磨制限用固定部材（６）と、研磨
   すべき円柱部材（２６）を固定保持して、その被研磨端
   面を上記曲面（６Ａ）に向かって同心状態で押付ける研
   磨送り装置（２５）と、上記曲面（６Ａ）を含む研磨制
   限用固定部材（６）の表面に密接した状態に張設された
   研磨シート（７）と、この研磨シート（７）を連続的に
   駆動移動させるシート移動機構とを備え、上記研磨シー
   ト（７）は円柱部材（２６）の押付け力により上記曲面
   （６Ａ）内に沿って変形可能に構成されていることを特
   徴とする円柱部材の球面研磨装置。
2. （２）上記研磨制限用固定部材（６）は、曲面（６Ａ）
   の曲率半径の異なる複数個のものが付替交換自在に構成
   されている特許請求の範囲第１項に記載の円柱部材の球
   面研磨装置。
3. （３）上記シート移動機構が、研磨シート（７）を自転
   させながら上記研磨制限用固定部材（６）の中央位置周
   りに公転させるように構成されたものである特許請求の
   範囲第１項に記載の円柱部材の球面研磨装置。