(57)【要約】【課題】光部品の光軸ずれを確実に抑えることができる光部品固定具、光部品組立装置及び光部品固定方法を提供する。【解決手段】光部品固定具４はベース部１４を有し、このベース部１４の先端部には、光受動部品２が配置される部品保持用Ｖ溝１５を有する下チャック１６が設けられている。また、ベース部１４に設けられた１対の支持プレート１７には、部品保持用Ｖ溝１５に配置された光受動部品２をベース部１４に対して押さえ付ける押さえ部１８の基端部が回動自在に支持されている。押さえ部１８の先端側には、部品保持用Ｖ溝１５に配置された光受動部品２を下チャック１６と協働して挟み込むための上チャック１９が設けられている。また、光部品固定具４は、押さえ部１８によってベース部１４に押さえ付けられた光受動部品２を締め付けるためのネジ２０を有している。【選択図】  図２
2004317974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光部品が配置される部品保持溝を有するベース部と、
前記部品保持溝に配置された前記光部品を前記ベース部に対して押さえ付ける押さえ部と、
前記押さえ部によって前記ベース部に押さえ付けられた前記光部品を締め付ける締付手段とを備えることを特徴とする光部品固定具。
【請求項２】
前記締付手段は、ネジと、前記押さえ部に設けられ、前記ネジを貫通させる貫通穴と、前記ベース部に設けられ、前記貫通穴を貫通した前記ネジがねじ込まれるネジ穴とを有することを特徴とする請求項１記載の光部品固定具。
【請求項３】
前記ベース部の先端側には、前記部品保持溝を有する第１チャックが設けられ、
前記押さえ部の基端部は、前記ベース部に回動自在に支持され、
前記押さえ部の先端側には、前記部品保持溝に配置された前記光部品を前記第１チャックと協働して挟み込むための第２チャックが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の光部品固定具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項記載の光部品固定具と、
前記光部品固定具を所定の方向に動かす駆動ユニットとを備えることを特徴とする光部品組立装置。
【請求項５】
光部品固定具により被溶接光部品を固定する光部品固定方法において、
前記被溶接光部品の固定力と前記被溶接光部品を固定した状態で前記被溶接光部品を溶接した時の損失変動量との関係と、前記被溶接光部品の固定力と前記被溶接光部品の固定を解除した時の損失変動量との関係とを求め、
前記被溶接光部品を溶接した時の損失変動量と前記被溶接光部品の固定を解除した時の損失変動量との合計が基準値以下となるような前記被溶接光部品の固定力を求め、
当該固定力で前記被溶接光部品を固定することを特徴とする光部品固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被溶接部品等の光部品を固定するための光部品固定具、光部品組立装置及び光部品固定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光部品固定具としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この文献に記載のものは、ホルダヘッドの内側に収容されたコレットと、コレットの外周とホルダヘッドの内周との間に挿入されたテーパ付スリーブとを有し、テーパ付スリーブに連結されたピストンをフリーにすることで、圧縮コイルバネの力でテーパ付スリーブが前方に押し出され、ワークがコレットにクランプされる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３５５７０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光部品の組み立てにおいて、ＹＡＧレーザ等で溶接を行う際には、部品固定具により光部品を固定する。このとき、光部品が光受動部品の場合は、レーザダイオード（ＬＤ）の場合と異なり、数μｍの光軸ずれが挿入損失となるため、高精度な光軸合わせが必要となる。このため、部品固定具による光受動部品の固定力を厳密に管理する必要がある。しかし、上記従来技術においては、エアーの供給圧力（ワークの固定力）を管理しないので、ワークである光部品を溶接する時や光部品のクランプを解除した時に、光部品の光軸がずれて損失変動が増大することがある。
【０００５】
本発明の目的は、光部品の光軸ずれを確実に抑えることができる光部品固定具、光部品組立装置及び光部品固定方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光部品固定具は、光部品が配置される部品保持溝を有するベース部と、部品保持溝に配置された光部品をベース部に対して押さえ付ける押さえ部と、押さえ部によってベース部に押さえ付けられた光部品を締め付ける締付手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このような光部品固定具においては、締付手段によって光部品の固定力を容易に最適化することができる。例えば、光部品のガタツキが無く且つ光部品の歪みが生じないような固定力となるように光部品を締め付けることで、光部品を溶接する時に、光部品のガタツキによって光部品の光軸がずれることが確実に抑えられると共に、光部品固定具による光部品の固定を解除した時に、光部品の歪み解放によって光部品の光軸がずれることが確実に抑えられる。これにより、光部品の光軸ずれによる損失変動を低減することができる。
【０００８】
好ましくは、締付手段は、ネジと、押さえ部に設けられ、ネジを貫通させる貫通穴と、ベース部に設けられ、貫通穴を貫通したネジがねじ込まれるネジ穴とを有する。この場合には、光部品の締付力（固定力）を容易に調整することができる。
【０００９】
また、好ましくは、ベース部の先端側には、部品保持溝を有する第１チャックが設けられ、押さえ部の基端部は、ベース部に回動自在に支持され、押さえ部の先端側には、部品保持溝に配置された光部品を第１チャックと協働して挟み込むための第２チャックが設けられている。この場合には、押さえ部を回動させるだけで、光部品をベース部に対して押さえ付けることが可能となるため、光部品の固定が容易に行える。
【００１０】
本発明の光部品組立装置は、上述した光部品固定具と、光部品固定具を所定の方向に動かす駆動ユニットとを備えることを特徴とするものである。このように上述した光部品固定具を設けることにより、光部品の固定力を容易に最適化し、光部品の光軸ずれを確実に抑えることができる。
【００１１】
また、本発明は、光部品固定具により被溶接光部品を固定する光部品固定方法において、被溶接光部品の固定力と被溶接光部品を固定した状態で被溶接光部品を溶接した時の損失変動量との関係と、被溶接光部品の固定力と被溶接光部品の固定を解除した時の損失変動量との関係とを求め、被溶接光部品を溶接した時の損失変動量と被溶接光部品の固定を解除した時の損失変動量との合計が基準値以下となるような被溶接光部品の固定力を求め、当該固定力で被溶接光部品を固定することを特徴とするものである。
【００１２】
これにより、光部品を溶接する時に、光部品のガタツキによって光部品の光軸がずれることが確実に抑えられると共に、光部品固定具による光部品の固定を解除した時に、光部品の歪み解放によって光部品の光軸がずれることが確実に抑えられる。従って、光部品の光軸ずれによる損失変動を低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光部品固定具、光部品組立装置及び光部品固定方法の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る光部品固定具の一実施形態を備えた光部品組立装置を示す概略構成図である。同図において、光部品組立装置１は、溶接により光受動部品２をベース部品３に固定するための装置である。光受動部品２は、例えばスリーブ内に光ファイバを保持したフェルールと集光レンズとを収容した光部品である。
【００１５】
光部品組立装置１は、光受動部品２を固定するための光部品固定具４と、ベース部品３を置くための載置台５とを有している。光部品固定具４は、ブラケット６を介して駆動ユニット７に取り付けられている。
【００１６】
駆動ユニット７は、光部品固定具４をＸ軸回りのθＸ方向に動かす姿勢調整部８と、光部品固定具４をＹ軸回りのθＹ方向に動かす姿勢調整部９と、光部品固定具４をＸ軸方向に動かす位置調整部１０と、光部品固定具４をＹ軸方向に動かす位置調整部１１と、光部品固定具４をＺ軸方向に動かす位置調整部１２とを有している。
【００１７】
また、光部品組立装置１は、光部品固定具４に固定された光受動部品２をベース部品３に溶接するための複数（例えば３つ）のＹＡＧレーザヘッド１３を更に有している。
【００１８】
図２は光部品固定具４の拡大断面図であり、図３は光部品固定具４の拡大正面図である。各図において、光部品固定具４は、ブラケット６の一側面にネジ止めされたベース部１４を有し、このベース部１４の先端部には、光受動部品２が配置される部品保持用Ｖ溝１５を有する下チャック１６が設けられている。また、ベース部１４の基端部には、１対の支持プレート１７が設けられている。
【００１９】
支持プレート１７には、押さえ部１８の基端部が回動自在に支持されている。押さえ部１８は、部品保持用Ｖ溝１５に配置された光受動部品２をベース部１４に対して押さえ付けるものである。押さえ部１８の先端側には、部品保持用Ｖ溝１５に配置された光受動部品２を下チャック１６と協働して挟み込むための上チャック１９が設けられている。
【００２０】
また、光部品固定具４は、押さえ部１８によってベース部１４に押さえ付けられた光受動部品２を締め付けるためのネジ２０を有している。押さえ部１８には、ネジ２０を貫通させる貫通穴２１が形成され、ベース部１４には、ネジ２０がねじ込まれるネジ穴２２が形成されている。このようにネジ２０を用いて光受動部品２を締め付けることにより、光受動部品２の締付力（締付量）の調整が容易にかつ正確に行える。
【００２１】
以上のように構成した光部品組立装置１により光受動部品２をベース部品３に組み付ける場合は、まずベース部品３を載置台５上の所定位置に置く。また、光部品固定具４により光受動部品２を固定する。具体的には、光部品固定具４のベース部１４の部品保持用Ｖ溝１５に光受動部品２を入れ、その状態で、押さえ部１８を回動させて光受動部品２をベース部１４に対して押さえ付ける。そして、ネジ２０を押さえ部１８の貫通穴２１に挿入して、トルクレンチ等によりネジ２０をベース部１４のネジ穴２２にねじ込むことで、光受動部品２を締め付ける。
【００２２】
続いて、位置調整部１２により光部品固定具４をＺ軸方向に移動させて、光受動部品２をベース部品３に押し当てる。そして、姿勢調整部８，９により光部品固定具４をθＸ，θＹ方向に回動させると共に、位置調整部１０，１１により光部品固定具４をＸ軸、Ｙ軸方向に移動させることにより、光受動部品２の光軸をベース部品３の光軸に合わせる。続いて、ＹＡＧレーザヘッド１３によって光受動部品２とベース部品３とを複数ヶ所溶接する。
【００２３】
ところで、光部品固定具４により光受動部品２を固定する際、ネジ２０による光受動部品２の締付力（締付量）を適切に管理しないと、光受動部品２の光軸ずれを起こすことがある。具体的には、光受動部品２の締付力が弱いと、光受動部品２のガタツキが生じるため、光受動部品２を溶接するときに、ＹＡＧレーザヘッド１３から照射されるレーザの衝撃で光受動部品２の光軸がずれてしまう。一方、光受動部品２の締付力が強すぎると、光受動部品２の歪みが生じ、その状態で光受動部品２を溶接した後、ネジ２０を緩めて光受動部品２のチャック（固定）を解放したときに、光受動部品２の歪みが解放されて光受動部品２の光軸がずれてしまう。そのような光受動部品２の光軸ずれは光損失の増大につながり、好ましくない。
【００２４】
そこで、本実施形態では、以下のように光受動部品２の締付力を最適化する。即ち、まず光受動部品２の組み付けに先立って、ネジ２０による光受動部品２の締付トルク（固定力）と光受動部品２を固定した状態で光受動部品２を溶接した時に発生する光損失変動量との関係を示すグラフ（図４の実線Ｐ参照）と、光受動部品２の締付トルクと光受動部品２のチャックを解放した時に発生する光損失変動量との関係を示すグラフ（図４の１点鎖線Ｑ参照）とを作成する。これらのグラフの作成は、実験に基づいて行う。
【００２５】
続いて、各締付トルクについて、光受動部品２の溶接時に発生する光損失変動量と光受動部品２のチャック解放時に発生する光損失変動量とを足し合わせたグラフ（図４の点線Ｒ参照）を作成する。このとき、光受動部品２の溶接時に発生する光損失変動量と光受動部品２のチャック解放時に発生する光損失変動量との合計が最小となる締付トルクＴ０が、光受動部品２の最適な締付力となる。
【００２６】
従って、光部品固定具４により光受動部品２を固定するときは、光受動部品２の溶接時に発生する光損失変動量と光受動部品２のチャック解放時に発生する光損失変動量との合計が基準値以下となる範囲内の締付トルクで、光受動部品２を締め付ける。その時の基準値は、例えば光受動部品２の溶接時に発生する光損失変動量が０．０５ｄＢ以下、光受動部品２のチャック解放時に発生する光損失変動量が０．０１ｄＢ以下となるような値である。
【００２７】
このように光受動部品２の締付力を最適化することにより、光受動部品２のガタツキがほとんど無くなるため、光受動部品２を溶接するときに、ＹＡＧレーザヘッド１３から照射されるレーザの衝撃による光受動部品２の光軸ずれが低減される。また、光受動部品２の歪みもほとんど無くなるため、光受動部品２の溶接後に光受動部品２のチャックを解放したときに、光受動部品２の歪み解放による光受動部品２の光軸ずれも低減される。これにより、光受動部品２の溶接時や光受動部品２のチャック解放時に発生する光損失変動を安定的に抑えることができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ネジ２０を用いて光受動部品２を締め付けるものとしたが、光受動部品２の締め付けをバネにより行っても良い。この場合、光受動部品２の締付力（締付量）の調整は、バネ自体を変えたり、バネの止める位置を変えることにより行う。
【００２９】
また、上記実施形態は、光受動部品２の溶接を行うためのＹＡＧレーザヘッド１３を有する光部品組立装置１に光部品固定具４を備えたものであるが、本発明の光部品固定具は、光部品の光軸調整を高精度に行う必要がある光部品組立装置であれば、適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、光部品固定具による光部品の固定力を最適化することで、光部品の固定時や光部品の固定解除時における光部品の光軸ずれを確実に抑え、損失変動を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光部品固定具の一実施形態を備えた光部品組立装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す光部品固定具の拡大断面図である。
【図３】図２に示す光部品固定具の正面図である。
【図４】図２に示す光受動部品の締付力を最適化するための処理に使用するグラフを示す図である。
【符号の説明】
１…光部品組立装置、２…光受動部品（光部品、被溶接光部品）、４…光部品固定具、７…駆動ユニット、１４…ベース部、１５…部品保持用Ｖ溝（部品保持溝）、１６…下チャック（第１チャック）、１８…押さえ部、１９…上チャック（第２チャック）、２０…ネジ（締付手段）、２１…貫通穴（締付手段）、２２…ネジ穴（締付手段）。
【図１】
2004317974.tif 000003
【図２】
2004317974.tif 000004
【図３】
2004317974.tif 000005
【図４】
2004317974.tif 000006