(57)【要約】【課題】丸棒状をなすワークの先端面を所望の凸球面状に研磨する場合、従来の研磨装置では定盤などの剛性をかなり高く設定する必要があり、その製造コストが嵩む。【解決手段】フェルール２１の接続端面２１ａが押し当てられるラップシート１９ａの加工面と反対側の裏面に接合されるバックアップクッション２５ｂと、このバックアップクッション２５が固定された定盤１８と、この定盤１８をフェルール２１の接続端面２１ａが押し当てられる方向に対して直交する方向に駆動する駆動手段とを具え、ラップシート１９ａの加工面は、バックアップクッション２５ｂが裏面に接合される荒加工領域２８と、裏面にバックアップクッション２５ａ，２５ｂが存在せず、バックアップクッション２５ａ，２５ｂにて挟まれた状態の仕上げ加工領域２９とを有する。【選択図】        図３
2004330312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが押し当てられる加工面に、この加工面と反対側の裏面にバックアップクッションが接合される第１の研磨領域と、前記裏面に前記バックアップクッションが存在せず、前記バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とが形成される加工シートであって、
前記加工面に突設されて前記第１の研磨領域と前記第２の研磨領域とを仕切る仕切り部材を具えたことを特徴とする加工シート。
【請求項２】
前記第１および第２の研磨領域は、前記第１の研磨領域が前記第２の研磨領域を囲むように同心円状をなし、前記仕切り部材がリング状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の加工シート。
【請求項３】
加工シートが前記加工面に研磨砥粒が固定された研磨シートまたはワークとの間にラップ液が供給されるラップシートであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工シート。
【請求項４】
ワークが押し当てられる加工面を持った加工シートと、
この加工シートの前記加工面と反対側の裏面に接合されるバックアップクッションと
を具え、前記加工シートは、前記加工面に形成されて前記バックアップクッションが前記裏面に存在する第１の研磨領域と、前記裏面に前記バックアップクッションが存在しない前記加工面の領域に形成されて前記バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とを有することを特徴とする加工シートユニット。
【請求項５】
前記バックアップクッションは、その表面に形成されて前記加工シートの裏面が剥離可能に接合される第１の接着層と、その裏面に形成された第２の接着層とを有し、この第２の接着層の接着力は、前記第１の接着層の接着力よりも強く設定されていることを特徴とする請求項４に記載の加工シートユニット。
【請求項６】
前記バックアップクッションは、円形をなす第１の部分と、この第１の部分に対して間隔をあけて同心状に配される環状をなす第２の部分とを有し、この第２の部分が前記裏面に存在する前記加工面の領域が前記第１の研磨領域に対応し、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記加工面の領域が前記第２の研磨領域に対応していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の加工シートユニット。
【請求項７】
前記研磨シートの前記加工面に突設され、前記第１の研磨領域と前記第２の研磨領域とを仕切る環状の仕切り部材をさらに具えたことを特徴とする請求項６に記載の加工シートユニット。
【請求項８】
加工シートが前記加工面に研磨砥粒が固定された研磨シートまたはワークとの間にラップ液が供給されるラップシートであることを特徴とする請求項４から請求項７の何れかに記載の加工シートユニット。
【請求項９】
ワークが押し当てられる加工シートの加工面と反対側の裏面が接合されるバックアップクッションと、
このバックアップクッションが固定された定盤と、
この定盤を前記ワークが押し当てられる方向に対して直交する方向に駆動する駆動手段と
を具え、前記加工シートの前記加工面は、バックアップクッションが前記裏面に接合される第１の研磨領域と、前記裏面に前記バックアップクッションが存在せず、前記バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とを有することを特徴とする研磨装置。
【請求項１０】
前記加工シートの加工面には、研磨砥粒が固定されていることを特徴とする請求項９に記載の研磨装置。
【請求項１１】
前記第１の研磨領域に固定された研磨砥粒の大きさは、前記第２の研磨領域に固定された研磨砥粒の大きさよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の研磨装置。
【請求項１２】
前記ワークの研磨面と前記加工シートの加工面との間にラップ液を供給するためのラップ液供給手段をさらに具えたことを特徴とする請求項９に記載の研磨装置。
【請求項１３】
前記ワークを支持し、前記加工シートの前記加工面に対して前記ワークを押し当てる方向と平行な軸線回りに前記ワークを回転させつつこれを前記加工面に押し当てるワーク把持手段をさらに具えたことを特徴とする請求項９から請求項１２の何れかに記載の研磨装置。
【請求項１４】
前記バックアップクッションは、円形をなす第１の部分と、この第１の部分に対して間隔をあけて同心状に配される環状をなす第２の部分とを有し、この第２の部分が前記裏面に存在する前記加工面の領域が前記第１の研磨領域に対応し、前記第１の部分と前記第２の部分との間の前記加工面の領域が前記第２の研磨領域に対応していることを特徴とする請求項９から請求項１３の何れかに記載の研磨装置。
【請求項１５】
前記バックアップクッションが固定される前記定盤の表面に突設され、前記バックアップクッションの前記第１の部分の外周面が接する環状の内側仕切り壁と、前記バックアップクッションの前記第２の部分の内周面が接する環状の外側仕切り壁とをさらに具えたことを特徴とする請求項１４に記載の研磨装置。
【請求項１６】
前記バックアップクッションは、その表面に前記加工シートの裏面が剥離可能に接合される接着層を有することを特徴とする請求項９から請求項１５の何れかに記載の加工シートユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの加工面が押し当てられる加工シートおよびこの加工シートが組み込まれた加工シートユニットならびにこれら加工シートまたは加工シートユニットを用いる研磨装置に関し、特に光コネクタにおけるフェルールの接続端面を凸球面状に研磨する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクタにおけるフェルールの接続端面には、光ファイバの先端が露出状態となっており、このフェルールの接続端面を所定曲率半径の凸球面に加工することは、光コネクタの接続損失を低減する上で極めて重要である。従来、光コネクタにおけるフェルール接続端面は、機械的な研磨加工によって上述したような所定曲率半径の凸球面に仕上げられており、特許文献１や特許文献２にそのための研磨装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、弾性体にて形成されたバックアップクッションに支持された研磨シートに丸棒状をなすフェルールの接続端面を押し付け、バックアップクッションと共に研磨シートの表面を撓ませた状態で、フェルールの接続端面の外周側が均等に研磨されるように、これらバックアップクッションおよび研磨シートとフェルールの接続端面とを摺り合わせ、フェルールの接続端面を凸球面状に研磨することが記載されている。バックアップクッションは、駆動回転する円板、つまり定盤の表面に取り付けられ、このバックアップクッションの表面に研磨シートが一体的に重ね合わされる。砥粒が表面に固定された研磨シートは、フェルールの接続端面に対する加工の程度（表面粗さ）に応じて最適な弾性を持つバックアップクッションと共に交換される。具体的には、フェルールの接続端面からはみ出している接着剤を除去するための前加工と、フェルールの接続端面を凸球面状に整形するための荒加工と、凸球面状に整形されたフェルールの接続端面を仕上げ研磨するための仕上げ加工との少なくとも３工程毎に最適な研磨シートとバックアップクッションとが選択される。
【０００４】
このような研磨シートに代えてラップシートをバックアップクッションの表面に一体的に重ね合わせ、このラップシートとフェルールの接続端面との間に遊離砥粒を含むラップ液を供給することによっても、同様な研磨加工を行うことができる。
【０００５】
特許文献２には、スピンドルモータに直結された定盤の外周端部にあらかじめ前加工用の環状をなす固定砥石部を形成し、この固定砥石部の内側で定盤の表面から研磨シートが浮いた状態となるように、所定の張力を以て研磨シートの外周端縁部を固定砥石部の内周端に近接状態で取り付け、この研磨シートの外周側と内周側とに荒加工用の領域と仕上げ加工用の領域とを同心状に形成し、フェルールをその軸線回りに正逆転可能に把持するマニプレータ機構を用いてフェルールの接続端面を定盤の固定砥石部と、研磨シートの荒加工用の領域と、仕上げ加工用の領域とに順に移動することにより、迅速にフェルールの接続端面を凸球面状に研磨加工することが記載されている。この場合においても、フェルールの接続端面を研磨シートの表面に押し付けて研磨シートを撓ませることにより、フェルールの接続端面の径方向に沿った研磨シートの接触圧の変化を利用してフェルールの接続端面を凸球面状に加工する。
【０００６】
このような定盤に対する研磨シートの取り付け部分の断面構造を図９に破断状態で示す。研磨シート１の外周縁部は、雌ねじ部が形成された内環２と、この内環２に一体的に嵌合される外環３の内側フランジ４との間に挟まれた状態となっている。内環２は、定盤５の外周端部に固定された固定砥石部６の内側で突出する雄ねじ環７にねじ込まれ、雄ねじ環７に対する内環２のねじ込み量を増大するほど研磨シート１が径方向外側に引っ張られる状態となるため、その張力を増大させることができるようになっている。定盤５には雄ねじ環７と同心状をなす仕切り環８が雄ねじ環７の内周側に突設され、仕切り環８と雄ねじ環７との間に位置する研磨シート１の部分を荒加工領域とし、仕切り環８よりも内周側の部分を仕上げ加工領域としている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−０６０７８６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特許第３１４１３５２号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
バックアップクッションの弾性変形を利用してフェルールの接続端面を研磨加工する特許文献１に開示された方法は、加工の種類に応じて研磨シートおよびバックアップクッションを交換する必要があるため、作業効率が良くないという問題がある。また、所望の弾性率を持ったバックアップクッションの種類が少なく、このためフェルールの接続端面を任意の曲率半径を持つ凸球面状に研磨することが困難である。しかも、荒加工の後に続く仕上げ加工の際に、バックアップクッションと研磨シートまたはラップシートとの間にフェルールを構成するジルコニアなどの研磨屑などが混入すると、フェルールの接続端面にスクラッチ傷などが発生してしまい、荒加工から再研磨する必要が生ずるおそれがあった。さらに、研磨シート自体の研磨能力が研磨加工を続けることによって次第に劣化するため、定期的にこれを廃棄する必要がある。この場合、反復使用可能なバックアップクッションも研磨シートと共に一括して廃棄されることが多く、廃棄物が不必要に増大する上にランニングコストが嵩む欠点があった。
【００１０】
バックアップクッションを用いずに研磨シートの張力を利用してフェルールの接続端面を研磨加工する特許文献２に開示された方法は、研磨シートに対する張力を変えることによってその弾性変形量を変更することができ、しかも研磨シートの裏面はバックアップクッションが存在しない空間に臨んでいるため、研磨シートの裏面に研磨屑などが付着していても、これによるスクラッチ傷がフェルールの接続端面に発生しないことから、バックアップクッションの弾性変形を利用する方法の欠点を解消し得るものであると言える。しかしながら、フェルールの接続端面に１５ｍｍ〜２５ｍｍの曲率半径を持つ凸球面を形成するためには、フェルールの接続端面を研磨シートに押し付けた場合、特に接続端面を凸球面化させる荒加工時においては、その荷重１グラム当たり１μｍ程度の大きな弾性変形を研磨シートに生じさせる必要がある。このため、図９に示した定盤５およびその雄ねじ環７ならびに雄ねじ環７にねじ込まれる内環２の剛性を極めて高く設定する必要があり、これに伴って研磨シート１に対する内環２および外環３の把持力も強力に設定しなけれならず、これらの製造コストが嵩む欠点を有する。
【００１１】
【発明の目的】
本発明の目的は、特に丸棒状をなすワークの端面を凸球面状に研磨するのに適した加工シートおよび加工シートユニットならびにこれらを用いる研磨装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態は、ワークが押し当てられる加工面に、この加工面と反対側の裏面にバックアップクッションが接合される第１の研磨領域と、前記裏面に前記バックアップクッションが存在せず、前記バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とが形成される加工シートであって、前記加工面に突設されて前記第１の研磨領域と前記第２の研磨領域とを仕切る仕切り部材を具えたことを特徴とする加工シートにある。
【００１３】
本発明においては、加工シートの第１の研磨領域における加工面でのワークの荒加工の際に用いられた砥粒などが加工シートの第２の研磨領域に流入するのを仕切り部材によって阻止し、加工シートの第２の研磨領域における加工面でのワークの仕上げ加工の際に、先の荒加工で用いられた砥粒によってワークの研磨面にスクラッチ傷などが形成されるのを未然に防止する。
【００１４】
本発明の第１の形態による加工シートにおいて、第１の研磨領域が第２の研磨領域を囲むように、第１および第２の研磨領域が同心円状をなし、これに伴って仕切り部材がリング状をなすものであってよい。
【００１５】
加工シートが加工面に研磨砥粒を固定した研磨シートまたはワークとの間にラップ液が供給されるラップシートであってよい。
【００１６】
本発明の第２の形態は、ワークが押し当てられる加工面を持った加工シートと、この加工シートの前記加工面と反対側の裏面に接合されるバックアップクッションとを具え、前記加工シートは、前記加工面に形成されて前記バックアップクッションが前記裏面に存在する第１の研磨領域と、前記裏面に前記バックアップクッションが存在しない前記加工面の領域に形成されて前記バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とを有することを特徴とする加工シートユニットにある。
【００１７】
本発明においては、加工シートの第１の研磨領域における加工面にワークを押し当て、バックアップクッションの弾性変形を利用してワークの端面の荒加工を行った後、バックアップクッションが介在しない加工シートの第２の研磨領域における加工面での加工シートの張力を利用し、ワークの端面の仕上げ加工を行う。
【００１８】
本発明の第２の形態による加工シートユニットにおいて、バックアップクッションは、その表面に形成されて加工シートの裏面が剥離可能に接合される第１の接着層と、その裏面に形成されて第１の接着層の接着力よりも強く接着力を持った第２の接着層とを有することが好ましい。
【００１９】
バックアップクッションは、円形をなす第１の部分と、この第１の部分に対して間隔をあけて同心状に配される環状をなす第２の部分とを有し、第１の研磨領域は、第２の部分が裏面に存在する加工面の領域であり、第２の研磨領域は、第１の部分と第２の部分との間の加工面の領域であってよい。この場合、研磨シートの加工面に突設されて第１の研磨領域と第２の研磨領域とを仕切る環状の仕切り部材をさらに具えることができる。
【００２０】
加工シートが加工面に研磨砥粒を固定した研磨シートまたはワークとの間にラップ液が供給されるラップシートであってよい。
【００２１】
本発明の第３の形態は、ワークが押し当てられる加工シートの加工面と反対側の裏面が接合されるバックアップクッションと、このバックアップクッションが固定された定盤と、この定盤を前記ワークが押し当てられる方向に対して直交する方向に駆動する駆動手段とを具え、前記加工シートの前記加工面は、バックアップクッションが前記裏面に接合される第１の研磨領域と、前記裏面に前記バックアップクッションが存在せず、前記バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とを有することを特徴とする研磨装置にある。
【００２２】
本発明においては、駆動手段にて定盤を駆動し、この定盤に装着された加工シートの第１の研磨領域における加工面にワークを押し当て、バックアップクッションの弾性変形を利用してワークの端面の荒加工を行う。この荒加工の終了後、バックアップクッションが介在しない加工シートの第２の研磨領域における加工面にワークを移動してこれを押し付け、加工シートの張力を利用してワークの端面の仕上げ加工を行う。
【００２３】
本発明の第３の形態による研磨装置において、加工シートの加工面に研磨砥粒を固定したものであってよい。この場合、第１の研磨領域に固定された研磨砥粒の大きさが第２の研磨領域に固定された研磨砥粒の大きさよりも大きく設定されていることが好ましい。
【００２４】
ワークの研磨面と加工シートの加工面との間にラップ液を供給するためのラップ液供給手段をさらに具えることができる。
【００２５】
ワークを支持し、加工シートの加工面に対してワークを押し当てる方向と平行な軸線回りにワークを回転させつつこれを加工面に押し当てるワーク把持手段をさらに具えることができる。
【００２６】
バックアップクッションは、円形をなす第１の部分と、この第１の部分に対して間隔をあけて同心状に配される環状をなす第２の部分とを有し、第１の研磨領域は、第２の部分が裏面に存在する加工面の領域であり、第２の研磨領域は、第１の部分と第２の部分との間の加工面の領域であってよい。この場合、バックアップクッションが装着される定盤の表面に突設されてバックアップクッションの第１の部分の外周面が接する環状の内側仕切り壁と、バックアップクッションの第２の部分の内周面が接する環状の外側仕切り壁とをさらに具えることができる。
【００２７】
バックアップクッションは、その表面に加工シートの裏面が剥離可能に接合される接着層を有することが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明による研磨装置を光コネクタの接続端面の凸球面研磨加工に応用した実施形態について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
【００２９】
本実施形態における研磨装置の主要部の外観を図１に示し、この研磨装置の定盤に取り付けられる加工シートユニットの分解状態を図２に示し、光コネクタのフェルールの接続端面の加工状態を図３に模式的に示す。すなわち、本実施形態における研磨装置は、ベッド１１と、このベッド１１上に固定された一対の案内レール１２と、一対の案内レール１２に沿ってベッド１１上を往復動し得るスライドテーブル１３と、一対の案内レール１２と平行にベッド１１上に回転自在に支持された送りねじ軸１４と、この送りねじ軸１４にねじ込まれてスライドテーブル１３の下端部に一体的に固定された図示しない送りナットと、送りねじ軸１４の一端部が連結されて当該送りねじ軸１４を正逆回転させることにより、スライドテーブル１３を一対の案内レール１２に沿って水平に往復移動させる定盤送りモータ１５と、スライドテーブル１３上に搭載される定盤回転モータ１６と、この定盤回転モータ１６に連結される水平なスピンドル軸１７を有する円形の定盤１８と、この定盤１８に取り付けられるラップシートユニット１９と、光ファイバ２０が図示しない接着剤を介して一体的に接合された円筒状のフェルール２１を旋回可能に把持する把持装置２２と、この把持装置２２を定盤１８との対向方向に移動する図示しないマニプレータと、ラップシートユニット１９の加工面とマニプレータによってここに押し付けられるフェルール２１の接続端面２１ａとの間に遊離砥粒を含むラップ液２３を供給する図示しないラップ液供給装置とを具えている。
【００３０】
すべての研磨作業中に作動し続ける定盤回転モータ１６によりスピンドル軸１７を中心に駆動回転する定盤１８は、その外周縁部に環状の固定砥石部１８ａが一体的に接合されており、本実施例ではフェルール２１の接続端面２１ａを凸球面化する荒加工に先立ってフェルール２１の接続端面２１ａを固定砥石部１８ａの表面に押し付け、フェルール２１の接続端面２１ａからはみ出している接着剤を除去する前加工を行うことができるようになっている。
【００３１】
なお、本実施例では定盤１８のスピンドル軸１７を水平に設定しているが、スピンドル軸１７を垂直に設定して定盤１８が水平に回転するようにしてもよい。
【００３２】
本実施例におけるラップシートユニット１９は、フェルール２１の接続端面２１ａが押し当てられる加工面を有するラップシート１９ａと、このラップシート１９ａの裏面が接着剤または粘着剤（以下、単に接着剤と呼称する）２４を介して剥離可能に接合され、これを保持するバックアップクッション２５とを具えている。バックアップクッション２５は、定盤１８の中央部に接着剤または粘着剤（以下、単に接着剤と呼称する）２５を介して接合される第１の部分２５ａと、この第１の部分２５ａと同様に接着剤２６を介して定盤１８に接合され、第１の部分２５ａを囲むように固定砥石部１８ａの内周縁部に近接して配される環状をなす第２の部分２５ｂとを具え、第１の部分２５ａと第２の部分２５ｂとの間にバックアップクッション２５が存在しない空隙２７が形成される。裏面にバックアップクッション２５の第２の部分２５ｂが位置するラップシート１９ａの加工面の部分がフェルール２１の接続端面２１ａに対する荒加工領域２８であり、裏面にバックアップクッション２５の第１の部分２５ａと第２の部分２５ｂとが存在しないラップシート１９ａの加工面の部分がフェルール２１の接続端面２１ａに対する仕上げ加工領域２９である。つまり、ラップシート１９ａの加工面の荒加工領域２８の裏側にはバックアップクッション２５の第２の部分２５ｂが存在し、ラップシート１９ａの加工面の仕上げ加工領域２９の裏側にはバックアップクッション２５が存在せず、空隙２７が形成されている。
【００３３】
本実施例では、ラップシートユニット１９を定盤１８の表面に取り付けた場合、ラップシート１９ａの加工面と固定砥石部１８ａの表面とが同一平面となるように、固定砥石部１８ａの厚みとバックアップクッション２５およびラップシート１９ａの厚みとをほぼ等しく設定している。
【００３４】
バックアップクッション２５を定盤１８に接合する接着剤２６の接合強度は、ラップシート１９ａをバックアップクッション２５に接合する接着剤２４の接合強度よりも大きく設定されており、ラップシート１９ａを交換する際にバックアップクッション２５が定盤１８から剥離せず、バックアップクッション２５を反復利用できるように配慮している。また、バックアップクッション２５とラップシート１９ａとの間に介在する接着剤２４のバックアップクッション２５に対する接合強度は、ラップシート１９ａに対する接合強度よりも弱く設定されており、ラップシート１９ａをバックアップクッション２５から剥離する際にこの接着剤２４も一緒にバックアップクッション２５から剥離させることにより、この接着剤２４に付着する研磨屑なども同時にバックアップクッション２５から除去することができ、新たなラップシート１９ａを新たな接着剤２４を介してバックアップクッション２５に接合する際に、ラップシート１９ａとバックアップクッション２５との間に研磨屑などを巻き込む危険性を低減させることができる。
【００３５】
把持装置２２は、マニプレータに把持される山形断面のベース板３０と、このベース板３０に回転自在に取り付けられ、内側にフェルール２１が差し込まれる旋回スリーブ３１と、この旋回スリーブ３１の内側に組み込まれてフェルール２１を旋回スリーブ３１の回転軸線と同心状に保持し得るチャック機構２２ａと、ベース板３０に固定され、旋回スリーブ３１を正逆転させるための旋回駆動モータ３２と、旋回スリーブ３１の外側にこれと一体に嵌着された歯車３３と、この歯車３３と旋回駆動モータ３２の図示しないスピンドルに対して一体的に嵌着された駆動歯車３４とに巻掛けられる無端の歯付きベルト３５とを具えている。旋回駆動モータ３２のスピンドルは連続的に所定回転角度ずつ、例えば旋回スリーブ３１が半回転する度に逆転するように正逆回転し、チャック機構２２ａを介して旋回スリーブ３１に固定されるフェルール２１から引き出された光ファイバ２０が捩じ切れるような不具合を生じないように配慮している。
【００３６】
マニプレータは、旋回スリーブ３１の回転軸線が定盤１８のスピンドル軸１７と平行になるようにベース板３０を保持し、フェルール２１の接続端面２１ａを少なくとも定盤１８のスピンドル軸１７の長手方向と定盤１８を半径方向に横切る方向とに移動させ、フェルール２１の接続端面２１ａを定盤１８の固定砥石部１８ａおよび定盤１８に装着されたラップシート１９ａの加工面（荒加工領域２８および仕上げ加工領域２９）に対して所定の接触圧で押圧することができるようになっている。本実施例では、定盤１８の固定砥石部１８ａおよび定盤１８に装着されたラップシート１９ａの加工面（荒加工領域２８および仕上げ加工領域２９）に対するフェルール２１の接続端面２１ａの接触位置は、スピンドル軸１７の回転軸線を含む水平面内に設定されている。
【００３７】
ラップ液供給装置は、定盤１８に装着されたラップシート１９ａの加工面とマニプレータによってここに押し付けられるフェルール２１の接続端面２１ａとの間にラップ液２３を吐出するための吐出ノズル３６と、この吐出ノズル３６から吐出されるラップ液２３を貯溜する図示しないラップ液タンクと、このラップ液タンク内のラップ液２３を図示しないラップ液供給管を介して吐出ノズル３６に供給する図示しないラップ液供給ポンプとを具えている。吐出ノズル３６は、その直下にフェルール２１の接続端面２１ａが位置するように、上述した把持装置２２のベース板３０に図示しないブラケットを介して取り付けられている。
【００３８】
実際の作業に際しては、まずフェルール２１の接続端面２１ａからはみ出している接着剤の部分を定盤１８の固定砥石部１８ａに押し付け、この接着剤をフェルール２１の接続端面２１ａから除去する。
【００３９】
次に、フェルール２１の接続端面２１ａを凸球面状に荒加工するため、フェルール２１の接続端面２１ａをバックアップクッション２５の第２の部分２５ｂが裏面に介在するラップシート１９ａの荒加工領域２８に対して所定の接触圧にて押し付ける。このようにしてフェルール２１の接続端面２１ａが押し付けられたラップシート１９ａの部分には、ラップシート１９ａに対するフェルール２１の接続端面２１ａの押圧力およびバックアップクッション２５の弾性率とに応じた所定の曲率半径を持つ擬似凹球面が形成される。この場合、フェルール２１の接続端面２１ａとラップシート１９ａの加工面との間に流れ込むラップ液２３に含まれる遊離砥粒により、ラップシート１９ａに対して最も接触圧が大きなフェルール２１の接続端面２１ａの最外周縁部から研磨が進み、最終的にフェルール２１の接続端面２１ａは所定曲率半径の凸球面状に荒研磨される。
【００４０】
荒加工の際に用いられる遊離砥粒は、例えば５μｍ程度の粒径のダイヤモンドであり、この場合、荒加工後のフェルール２１の接続端面２１ａには通常、１μｍ以下のスクラッチが無数に形成されることとなる。従って、このままの状態でフェルール２１を光コネクタとして使用した場合、光ファイバ２０の端面に介在するスクラッチ傷に起因する光の散乱によって接続損失の増大を招く。このような不具合を回避するため、スクラッチを除去してフェルール２１の接続端面２１ａを鏡面状態に仕上げる必要がある。
【００４１】
凸球面状に荒加工されたフェルール２１の接続端面２１ａに対する仕上げ加工は、以下のようにして行われる。すなわち、荒加工済みのフェルール２１の接続端面２１ａをバックアップクッション２５が裏面に介在しないラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９に対して押し付ける。この場合、ラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９は、バックアップクッション２５の第１の部分２５ａと第２の部分２５ｂとで張られた状態となっており、フェルール２１の接続端面２１ａが押し付けられたラップシート１９ａの部分には、フェルール２１の接続端面２１ａの押し付け力に対応した弾性変形を生じ、これに伴う反発力がフェルール２１の接続端面２１ａに作用する。この反発力は、上述した荒加工の場合によりも小さく、例えば荒加工の場合の約８０％程度に止まる。その理由は、ラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９の裏面には荒加工時におけるようなバックアップクッション２５が存在していないからである。しかしながら、この程度の反発力であっても、適切な張力をラップシート１９ａに与えることにより、ラップシート１９ａはフェルール２１の接続端面２１ａの曲率にほぼ等しい曲率で弾性変形し、フェルール２１の接続端面２１ａに対して密着状態となるため、荒加工されたフェルール２１の接続端面２１ａを迅速に鏡面状態に仕上げ加工することができる。
【００４２】
この仕上げ加工で使用されるラップ液２３中に含まれる遊離砥粒としては、例えば直径が１００ｎｍ以下のＳｉＯ２などのように、ダイヤモンドよりも硬度が低く、光ファイバ２０の硬度と同程度以上のものが使用される。ラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９の裏面にはバックアップクッション２５が介在していないため、加工中にラップシート１９ａの裏面に研磨屑などが付着したとしても、この仕上げ加工に悪影響を及ぼすような不具合は何ら生じない。
【００４３】
ところで、フェルール２１の接続端面２１ａを凸球面化させる荒加工時には、フェルール２１の押し付け力に対して所望の曲率半径が得られるような弾力性を持ったバックアップクッション２５を使用する必要がある。しかしながら、このような弾力性を持ったバックアップクッション２５を採用してラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９にフェルール２１の接続端面２１ａを押し付けた時、ラップシート１９ａをフェルール２１の接続端面２１ａに密着状態で撓ませることができない場合がある。このような不具合を回避するため、定盤１８の表面にラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９を仕切ってバックアップクッション２５の第１の部分２５ａの外周縁部および第２の部分２５ｂの内周縁部の弾性変形を阻止するための仕切り壁を形成することが有効である。
【００４４】
このような本発明の他の実施例による主要部の断面構造を図４に示し、フェルール２１の接続端面２１ａの仕上げ加工状態を図５に模式的に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施例における定盤１８の表面には、バックアップクッション２５の第１の部分２５ａの外周面が接する環状の内側仕切り壁３７と、バックアップクッション２５の第２の部分２５ｂの内周面が接する環状の外側仕切り壁３８とが同心状に突設されている。これら内側および外側仕切り壁３７，３８の高さ（定盤１８表面からの突出長）は、バックアップクッション２５の厚みにほぼ対応している。
【００４５】
本実施例において、ラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９にフェルール２１の接続端面２１ａを押し付けた場合、先の実施例では図６に示すようにラップシート１９ａに発生する張力によってバックアップクッション２５の第１の部分２５ａの外周端部および第２の部分２５ｂの内周端部が弾性変形し、ラップシート１９ａの仕上げ加工領域に発生する張力がそれほど増大せず、凸球面化されたフェルール２１の接続端面２１ａ全域にラップシート１９ａが密着しない場合がある。しかしながら、本実施例ではバックアップクッション２５の第１の部分２５ａの外周端部および第２の部分２５ｂの内周端部の弾性変形が内側および外側仕切り壁３７，３８によって抑制される結果、ラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９に発生する張力が高く維持される結果、凸球面化されたフェルール２１の接続端面２１ａ全域にラップシート１９ａをより確実に密着させることができる。
【００４６】
このような観点から、内側および外側仕切り壁３７，３８の高さをバックアップクッション２５の厚みよりも低めに設定したり、あるいは逆に高めに設定することにより、フェルール２１の接続端面２１ａを押し付けた時にラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９に発生する張力を微妙に調整することが可能である。このように、ラップシート１９ａの仕上げ加工領域２９に発生する張力を適切に調整することにより、ここに押し付けられるフェルール２１の接続端面２１ａに対しラップシート１９ａを適正な反発力を伴って密着させることができる。
【００４７】
上述した実施例におけるフェルール２１の加工中には定盤１８が回転し続けているため、ラップ液２３や研磨屑などが遠心力によって定盤１８の半径方向外側に吹き飛ばされ、フェルール２１の接続端面２１ａから接着剤を除去する前加工時や、フェルール２１の接続端面２１ａを凸球面状に研削する荒加工時に、砥粒などがラップシート１９ａの荒加工領域２８よりも内周側に位置する仕上げ加工領域２９に入り込ませないようにすることができる。しかしながら、接着剤を除去する前加工や荒加工での砥粒や研磨屑などがより確実に仕上げ加工領域２９に入り込まないようにするため、ラップシート１９ａの表面に荒加工領域２８と仕上げ加工領域２９とを仕切りる仕切り壁を形成することも有効である。
【００４８】
このような本発明の別な実施例による主要部の断面構造を図７に示し、そのラップシートユニット１９の外観を図８に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、ラップシート１９ａの加工面側には、ラップシート１９ａの荒加工領域２８と仕上加工領域とを仕切る環状の仕切り壁３９が突設されている。
【００４９】
把持装置２２に対してフェルール２１を着脱する際、作業者の安全を確保するために定盤回転モータ１６の作動を停止させ、定盤１８の回転を止める必要がある。この時、仕切り壁３９よりも上側のラップシート１９ａの荒加工領域２８に付着している砥粒や研磨屑は、ラップ液２３と共に重力によって下方に流れ、仕切り壁３９の外周に沿ってラップシート１９ａの下端から流れ落ち、仕切り壁３９の内側の仕上げ加工領域２９内に流れ込まないようになっている。
【００５０】
この仕切り壁３９の高さは、１ｍｍ程度でも充分な効果を得ることができるが、ラップ液２３に対して耐液性を有するものであることが好ましい。
【００５１】
上述した実施例は、何れも加工シートとしてラップシート１９ａを採用し、ラップシート１９ａとフェルール２１の接続端面２１ａとの間に遊離砥粒を含むラップ液２３を供給しながらフェルール２１の接続端面２１ａを研磨加工するようにしているが、加工シートとして砥粒が加工面に固定された可撓性を有する研磨シートを採用し、これによってフェルール２１の接続端面２１ａを研磨加工することも可能である。この場合、荒加工領域２８に固定される砥粒に対し、仕上げ加工領域２９に固定される砥粒は粒径がより微小でかつ軟質のものであることが好ましい。また、ラップ液２３に代えて水などの加工液を吐出ノズル３６から吐出させるようにすることが有効である。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の加工シートによると、第１の研磨領域と第２の研磨領域とを仕切る仕切り部材を加工面に突設したので、第１の研磨領域でのワークの荒加工の際に用いられた砥粒などが第２の研磨領域に流入しにくくなり、第２の研磨領域でのワーク仕上げ加工の際に荒加工で用いられた砥粒などによるスクラッチ傷がワークの研磨面に発生するのを未然に防止することができる。
【００５３】
第１の研磨領域が第２の研磨領域を囲むように、第１および第２の研磨領域を同心円状にすると共に仕切り部材をリング状にした場合には、加工シートを回転させることにより第１の研磨領域での荒加工の際に使用した砥粒などを遠心力によって第２の研磨領域と反対方向に吹き飛ばすことができ、仕切り部材の存在と相俟ってこれらをより確実に第２の研磨領域側に流入させないようにすることができる。
【００５４】
本発明の加工シートユニットによると、加工面に形成されてバックアップクッションが裏面に存在する第１の研磨領域と、裏面にバックアップクッションが存在しない加工面の領域に形成されてバックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とを加工シートが有するので、荒加工と仕上げ加工とを同一の加工シートを使用することが可能となり、作業性を高めることができると共に研磨作業の自動化を容易に実現できる。また、第１の研磨領域でのワークの荒加工の際に、バックアップクッションの弾性変形を利用しているため、加工シートに大きな張力を与える必要がなく、定盤などの構造を簡略化させ、その製造コストを下げることができる。しかも、第２の研磨領域でのワークの仕上げ加工の際に、バックアップクッションを利用せずに加工シートの張力を利用しているため、加工シートの裏面に研磨屑などが付着してもスクラッチ傷などの悪影響を完全に回避することができる。
【００５５】
バックアップクッションの表面に形成されて加工シートの裏面が剥離可能に接合される第１の接着層と、バックアップクッションの裏面に形成されて第１の接着層の接着力よりも強力な接着力を持った第２の接着層とを有する場合には、寿命が尽きた加工シートをバックアップクッションから剥がして新しい加工シートをバックアップクッションに接合することができ、バックアップクッションの反復利用によって省資源化を達成することができる。
【００５６】
バックアップクッションが円形をなす第１の部分と、この第１の部分２５ａに対して間隔をあけて同心状に配される環状をなす第２の部分とを有し、第２の部分が前記裏面に存在する加工面の領域を第１の研磨領域にすると共に第１の部分と第２の部分との間の加工面の領域を第２の研磨領域にした場合には、加工シートを回転させ、ワークをその半径方向外側から内側に移動するだけで荒加工から仕上げ加工へと容易に加工形態を切り換えることができる。
【００５７】
第１の研磨領域と第２の研磨領域とを仕切る環状の仕切り部材を研磨シートの加工面に突設した場合には、第１の研磨領域でのワークの荒加工の際に用いられた砥粒などが第２の研磨領域に流入しにくくなり、第２の研磨領域でのワーク仕上げ加工の際に荒加工で用いられた砥粒などによるスクラッチ傷がワークの研磨面に発生するのを未然に防止することができる。
【００５８】
本発明の研磨装置によると、ワークが押し当てられる加工シートの加工面と反対側の裏面が接合されるバックアップクッションと、このバックアップクッションが固定された定盤と、この定盤をワークが押し当てられる方向に対して直交する方向に駆動する駆動手段とを具え、バックアップクッションが裏面に接合される第１の研磨領域と、裏面にバックアップクッションが存在せず、バックアップクッションにて挟まれた状態の第２の研磨領域とを加工シートの加工面が有するので、荒加工と仕上げ加工とを同一の加工シートを使用することが可能となり、作業性を高めることができると共に研磨作業の自動化を容易に実現できる。また、第１の研磨領域でのワークの荒加工の際に、バックアップクッションの弾性変形を利用しているため、加工シートに大きな張力を与える必要がなく、定盤などの構造を簡略化させ、その製造コストを下げることができる。しかも、第２の研磨領域でのワークの仕上げ加工の際に、バックアップクッションを利用せずに加工シートの張力を利用しているため、加工シートの裏面に研磨屑などが付着してもスクラッチ傷などの悪影響を完全に回避することができる。
【００５９】
加工シートの加工面に研磨砥粒を固定した場合には、加工液を加工シートの加工面とワークの研磨面との間に供給するための手段を省略できる可能性があり、研磨装置自体の製造コストを下げることができる。特に、第１の研磨領域に固定された研磨砥粒の大きさを第２の研磨領域に固定された研磨砥粒の大きさよりも大きく設定した場合には、第１の研磨領域をワークの荒加工に利用すると共に第２研磨領域をワークの仕上げ加工に利用することが可能となり、スクラッチ傷などが発生しにくい研磨作業を効率良く行うことができる。
【００６０】
ワークの研磨面と加工シートの加工面との間にラップ液を供給するためのラップ液供給手段をさらに具えた場合には、加工領域に対するラップ液の自動供給が可能となるため、オペレータの手間が省ける上にラップ液の供給量を安定化させることができ、品質の高い研磨が可能となる。
【００６１】
ワークを支持し、加工シートの加工面に対してワークを押し当てる方向と平行な軸線回りにワークを回転させつつこれを加工面に押し当てるワーク把持手段をさらに具えた場合には、ワークの回転中心に対して円対称となる研磨面、例えば凸球面を容易に形成することが可能となる。
【００６２】
バックアップクッションが円形をなす第１の部分と、この第１の部分に対して間隔をあけて同心状に配される環状をなす第２の部分とを有し、この第２の部分が裏面に存在する加工面の領域を第１の研磨領域にすると共に第１の部分と第２の部分との間の加工面の領域を第２の研磨領域にした場合には、ワークをその半径方向外側から内側に移動するだけで、荒加工から仕上げ加工へと容易に加工形態を切り換えることができる。特に、バックアップクッションの第１の部分の外周面が接する環状の内側仕切り壁と、バックアップクッションの第２の部分の内周面が接する環状の外側仕切り壁とをバックアップクッションが固定される定盤の表面に突設した場合には、仕切り壁が存在しない場合よりも加工シートに与えられる張力をより大きく設定することができる。
【００６３】
加工シートの裏面が剥離可能に接合される接着層をバックアップクッションの表面に形成した場合には、寿命が尽きた加工シートをバックアップクッションから剥がして新しい加工シートをバックアップクッションに接合することができ、バックアップクッションの反復利用によって省資源化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による研磨装置の一実施形態の外観を模式的に表す立体図である。
【図２】図１に示した研磨装置の主要部の分解状態で表す立体図である。
【図３】図１に示した研磨装置の主要部の構造を表す断面図である。
【図４】本発明による研磨装置の他の実施形態の主要部の構造を表す断面図である。
【図５】図４に示した研磨装置による研磨状態を模式的に表す断面図である。
【図６】図３に示した研磨装置による研磨状態を模式的に表す断面図である。
【図７】本発明による研磨装置の別な実施形態の主要部の構造を表す断面図である。
【図８】図７に示した研磨装置に用いられる加工シートユニットの外観を表す立体図である。
【図９】従来の研磨装置における定盤の一部を破断した状態で表す立体図である。
【符号の説明】
１１  ベッド
１２  案内レール
１３  スライドテーブル
１４  送りねじ軸
１５  定盤送りモータ
１６  定盤回転モータ
１７  スピンドル軸
１８  定盤
１８ａ  固定砥石部
１９  ラップシートユニット
１９ａ  ラップシート
２０  光ファイバ
２１  フェルール
２１ａ  接続端面
２２  把持装置
２２ａ  チャック機構
２３  ラップ液
２４  接着剤
２５  バックアップクッション
２５ａ  第１の部分
２５ｂ  第２の部分
２６  接着剤
２７  空隙
２８  荒加工領域
２９  仕上げ加工領域
３０  ベース板
３１  旋回スリーブ
３２  旋回駆動モータ
３３  歯車
３４  駆動歯車
３５  歯付きベルト
３６  吐出ノズル
３７  内側仕切り壁
３８  外側仕切り壁
３９  仕切り壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004330312.tif 000009
【図８】
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【図９】
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