(57)【要約】      （修正有）【課題】光コネクタ用フェルールの端面を経済的にかつ迅速に研磨できる研磨機を提供する。【解決手段】回転ドラム６の中心軸から偏心した位置に回転自由な自転軸５を設け、自転軸上の研磨円盤４に公転と自転を与える研磨機において、自転軸とリンク接続した自転抑制円盤に摩擦を与えることで、公転による回転モーメントを自転軸に伝達させて、研磨円盤を公転と同時に自転させ、金属箔とプラスチックフィルムをラミネートしたフィルムを研磨シートとし、このシート上に、ダイヤモンドとダイヤモンドより硬度の低い研磨砥粒を混濁させてスラリー状の研磨液を供給して研磨する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
公転用モーターで回転ドラムを回転させ、回転ドラムの回転中心軸から変心した位置に自転軸を設け、自転軸の上部に、自転軸に直結させた研磨円盤を、自転軸の反対側の下部にリンク機構を設けることで、自転軸を公転に対して回転自由とし、研磨円盤上には弾性シートを配置したフェルール端面研磨機において、自転軸あるいは自転軸とリンク機構で接続された回転自由な自転抑制円盤を設け、この自転抑制円盤に摩擦ブレーキ機構をもたせることで公転方向と同一方向の回転運動を自転軸に伝達させて研磨円盤を公転と同時に自転させるものであってかつ弾性シート上には研磨シートが重ねられ、研磨材としてスラリー状の研磨液を用いることを特徴とするフェルール端面研磨機。
【請求項２】
研磨シートには、研磨砥粒を一切含まない、金属箔とプラスチック樹脂フィルムをラミネートさせたシートを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載のフェルール端面研磨機。
【請求項３】
粒子径の異なる複数種類のダイヤモンド微粉末とダイヤモンドより硬度の小さいアルミナ、炭化珪素、酸化珪素などの研磨用微粉末を水溶液中に混濁させた研磨液を用いることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載のフェルール端面研磨機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する従来分野】
本発明は、光コネクタ用フェルールの端面研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクタフェルールの端面は、光の接続損失及び光の反射減衰が少なくなるように球面研磨が広く導入されている。この球面研磨の方法としては、例えば、特許文献１の「凸状局面の製造方法」にある方法が知られている。光コネクタフェルールの端面研磨の実際的な方法として、例えば、特許文献２や特許文献３のような硬い研磨盤上に弾性シートを敷き、その上に研磨紙あるいは研磨フィルム（以下研磨フィルムと記す）を置いた構成とし、弾性シートの弾性を利用して光コネクタフェルールの端面を球面上に研磨するという方法がある。
【０００３】
この研磨にはまた、研磨面の球面の頂点と光ファイバの中心ズレが少なく、研磨キズがなく鏡面に仕上げることが要求される。このために、研磨盤の回転運動やフェルールの動きに、例えば、特許文献４や特許文献５、特許文献６のように、研磨盤中心を中心とした回転する自転と研磨盤中心が円上を移動する公転と組み合わせる方法など色々な工夫が試みられている。
【０００４】
図７は従来型の研磨機の代表的な例を示す断面図で、図８はその上面図を示す。回転円盤２１を、回転中心Ｏ１を軸に回転（自転）させ、もう一つの回転中心Ｏ２の周りを回転（公転）させ、フェルール２２は硬い回転円盤２１の上に弾性シート２３を介して張り付けた研磨フィルム２４に押し付けられ、自転と公転の回転運動の組合せで研磨される。研磨盤を高速で公転させながらゆっくり自転させることで、研磨フィルムに対するフェルールの軌跡を少しずつ、ずらせて研磨の効率と研磨フィルムの使用効率の向上を図っているが、自転と公転のいわゆる遊星運動を実現するために、自転用と公転用の独立した２つのモーターを必要としている。
【０００５】
現在実際に適用されている標準的な研磨方法の多くは、研磨砥粒を固着させた研磨フィルム２４を交換し、粗研磨、中間研磨、仕上げ研磨の少なくとも３工程で研磨している。これに水に混ぜたアルミナや酸化シリコンの微粉末で最終仕上げ研磨を行う場合がある。特に研磨フィルムとして、いずれかの研磨工程でダイヤモンド砥粒を固着させた研磨フィルムを用いるが、非常に高価である。
【０００６】
光ファイバーはフェルールに用いられるジルコニアよりやわらかいため、ジルコニアより削られ易く、ファイバーの先端がフェルールの端面から引っ込んでしまったり、ダイヤモンドによる研磨キズが残るなどの問題もあり、水に濡れ易いセルロース系フィルムを研磨シートに用い、酸化シリコンの微粒子を含む研磨液で研磨する方法や、研磨砥粒を固着させた研磨シートと、研磨シートの砥粒より径の小さな砥粒を含む研磨液を組み合わせて研磨する方法なども提案されている。
【特許文献１】特公昭６３−４１７０６号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３７１０７号公報
【特許文献３】特開昭６３−１０９９６９号公報
【特許文献４】特許第２１３３２５８号公報
【特許文献５】特開昭６３−２７８７５８号公報
【特許文献６】特許第３０７４３７７号公報
【特許文献７】特許第２１０６０３４号公報
【特許文献８】特許第３０８４４７１号公報
【特許文献９】特許第２８２０３２８号公報
【特許文献１０】特開２０００−３５４９４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の研磨装置は自転用と公転用に２つのモーターがいるため、装置が複雑になり、小形軽量化が図れず、持ち運びが不便で、ファイバーの布設現場での光コネクタ加工を困難にしていた。
【０００８】
また、品質上、研磨フィルムの繰り返し使用には限度があり、頻繁に交換する必要があり、特にダイヤモンド研磨フィルムを用いた場合、研磨フィルムの価格が問題となっていた。また、粗研磨、中間研磨、仕上研磨と研磨工程が多くて研磨時間がかかることも問題であった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、研磨コストの低減、現地加工の容易な光コネクタフェルールの端面研磨機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前期の目的を達成するために、本発明によるフェルール端面研磨機は、公転用モーターで回転ドラムを回転させ、回転ドラムの回転中心軸から偏心した位置に自転軸を設け、自転軸の上部に、自転軸に直結させた研磨円盤を、自転軸の反対側の下部にクランク機構を設けることで、自転軸を公転に対して回転自由としたうえで、自転軸にブレーキ機構を設けることで、公転と同一方向の回転運動が自転軸に伝達させて、研磨円盤を公転と同時に自転させるようにした。
【００１１】
研磨シートには、研磨砥粒を一切含まない、アルミ箔とポリエチレン系フィルムをラミネートさせたシートを用い、ダイヤモンド微粉末とそれより粒径の小さいダイヤモンド以外の研磨用微粉末を界面活性剤を含む水に混濁させた研磨液を用いて研磨する。
【実施例】
以下本発明の実施例を図面により説明する。図１は、本発明の一実施例を示すフェルール端面研磨機の断面図で、図２はその上面図である。本研磨機は、光ファイバ１の一端に取り付けたフェルール２の端面を研磨するための研磨冶具３と研磨盤４、自転軸５、公転ドラム６、公転ドラムを受ける本体５０に固定されたフランジ５０Ａと自転を抑制するリンク機構７とモーター８と回転ベルト９により構成される。
【００１２】
公転ドラム６はフランジ５０Ａとベアリング６Ａ、６Ｂにより回転自由に支持されている。自転軸５は公転ドラム６に対し、同じくベアリング５Ａにより回転自由に支持されている。研磨盤４は自転軸５の上部に固定されている。自転軸５の下方には、自転軸５に固定された回転盤１０と公転ドラムと同一回転軸を有する自転抑制円盤１１を有し、自転抑制円盤１１は自転円盤１０は公転ドラム６に対する自転軸の偏心量と同じ偏心量をもってリンク７で連結されている。リンク７は連結ピン７Ａ、７Ｂにより回転自由である。公転ドラム６が回転すると研磨盤４は、その中心Ｃ１が公転ドラムの回転中心Ｃ２の周りを公転する。研磨盤４はリンク機構で自転抑制円盤１１に連結され自身の回転中心Ｃ１に対し回転自由であるが、研磨盤４にかかる加重はフランジ５０Ａの上端部５０Ｂが受けるが、摩擦部分５０Ｂにはグリースなどを塗ることで研磨盤４はスムーズに公転する。自転抑制円盤１１はリンク７により公転ドラム６から回転モーメントを受ける。パッド１２により自転抑制円盤１１の回転に適度な摩擦力を加えることで、回転モーメントが自転抑制盤１１作用し、研磨盤４は公転と同じ方向に自転する。自転の回転数はこのパッドの摩擦力を調節すことでコントロールすることが可能である。
【００１３】
研磨冶具３は支柱３Ａで概略の位置決めをされ、研磨盤の上に置かれる。研磨冶具３の上には加重用錘１７が置かれる。研磨冶具３と錘１７の全加重はフェルールが均等に受ける。フェルール先端の研磨量はフェルールに加わる加重と、研磨盤４の回転速度に比例するので、研磨冶具に取り付けるフェルールの数量を常に一定とするか、フェルール数量により加重を調整する。
【００１４】
研磨盤４は図３の矢印Ａで示すように、ドラムの中心Ｃ２を中心に回転する。すなわち、研磨盤４の中心Ｃ１がドラムの中心Ｃ２の周りを公転する。同時に研磨盤４は自身の回転中心Ｃ１を中心に矢印Ｂで示すように公転と同じ方向に回転（自転）する。研磨盤上のフェルール２の軌跡２Ａは、研磨盤の公転すなわちＣ２を中心とするＣ１の円運動の軌跡と同じ径の円運動をするが、研磨盤の自転により完全な円ではなくて、図４に示すよう少しずつずれてくる。この結果フェルールは研磨シート上の同じところを繰り返し使用することなく、円周上を満遍なく使用することが出来る。
【００１５】
図５は、研磨中のフェルールを示す断面図である。１０１は光ファイバー、１０２はフェルールである。１０５は研磨盤４の上に敷いた弾性シート、１０３は弾性シート１０５の上に敷いた研磨用シートである。研磨用シート１０３は例えばアルミ箔１０３Ａとポリエチレンフィルム１０３Ｂがラミネートされたフィルムである。１０４は研磨砥粒１０６を含むスラリー状の研磨材である。フェルール先端と研磨フィルムの間にはスラリー状の研磨材が供給され研磨砥粒が研磨シート１０３のプラスチックフィルムとさらにその下のアルミ基材に食い込んで保持されることで、フェルール端面が研磨される。
【００１６】
スラリー状研磨材１０４は数ミクロン以下のダイヤモンド砥粒１０６Ａとダイヤモンドよりやや硬度の低いダイヤモンドと同程度の粒径の２酸化珪素、緑化珪素、炭化珪素、アルミナ、酸化鉄、酸化セリウムなどの少なくとも一種類の微粉末を水溶液中に混濁させたものである。研磨液（スラリー状研磨材）が研磨シートとフェルール先端にはじかれずに、よく濡れる必要があるので、表面張力を下げる効果のある界面活性剤を含ませてもよい。
【００１７】
本発明のより具体的な実施例では、あらかじめ先端が球面に仕上げられたジルコニア製のプリドーム型フェルールを用い、まず弾性シート上に敷いた１５ミクロン程度の炭化珪素をコーティングした研磨フィルムでフェルール先端に突き出たファイバーと接着剤を研磨除去する。その後図６に示すように、ダイヤモンドの粒子径が０〜２ミクロンのものを０．０５グラム、０〜１．５ミクロンのもを０．１５グラム、０〜１ミクロンのものを０．４５グラム、８０００番相当の粒子径のアルミナ微粉末を１．５グラム、水約５グラムの比率の研磨液１０４を、研磨シート１０３上に数滴塗布し、研磨冶具に粗研磨済のプリドーム型フェルール６本を取り付け、研磨冶具を約４００グラムの加重で押し当てて、毎分２００回の公転と毎分１〜３回の自転で研磨盤を回転させ、約５分の研磨をしたところ、接続損失０．０５ｄＢ以下で反射減衰量がマイナス４５ｄＢｍ以下の良好な研磨結果が得られた。フェルール端面の干渉縞データは図７に示すとおりであり、良好な球面仕上げ状態を示すファイバーの中心から同心円状の干渉縞が得られた。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による光ファイバー用フェルール研磨機は、回転ドラムの回転中心軸から偏心した位置に自転軸を設け、自転軸の上部に、自転軸に直結させた研磨円盤を、自転軸の反対側の下部にクランク機構を設けることで、自転軸を公転に対して回転自由としたうえで、自転軸に摩擦力を加えることで、公転と同一方向の回転運動が自転軸に伝達され、研磨円盤を公転と同時に自転させることができる。この摩擦力を調整することで、自転の回転数を公転の回転数の１００分の１程度に調整することが出来る。モーターが１個で済むので、小形軽量化の面でも効果がある。
【００１９】
研磨材として、研磨砥粒の微粉末を水溶液中に混濁させたスラリー状研磨材を用い、研磨シートとして、アルミとポリエチレンあるいは同種のプラスチックフィルムをラミネートしたフィルムを用いるようにしたので、砥粒がプラスチックフィルムをとおしてアルミ箔に食い込むように保持され研磨紙と同じ効果が得られる。その為、使用面積の効率が悪くて高価となってしまうダイヤモンドラッピングフィルムを用いる必要は無く、研磨フィルムのように研磨材が磨耗する問題も無く、さらに研磨フィルムを交換する必要も無い。砥粒にダイヤモンド微粉末を用いるが、ラッピングフィルムのように多くの未使用部分残るようなことはなく、また、研磨シートは一回の研磨で交換が必要であるが、研磨盤の自転と公転によりフェルールが描く軌跡の部分だけにスラリー状研磨材を供給するようにできるので、研磨に要する研磨材料の占めるコストを著しく抑えることが可能で、経済的効果が大きい。
【００２０】
複数種類の粒径の砥粒を用いることで、研磨の初期は大きな粒径の砥粒が研磨を担い、やがて磨耗し角がとれて研磨効果がなくなり、次に粒径の小さな砥粒が研磨を担う、これが繰り返されることで１回の研磨工程で良好な研磨結果を得ることができる。
【００２１】
本実施例では、公転のための回転ドラムに対して、自転軸を回転自由にするために、公知の回転自由なリンク機構を用いたが、同じく公知の遊星歯車機構を用いてもよい。
【００２２】
研磨シートのアルミ箔の部分は銅箔でも、その他の金属箔でも良い。さらに砥粒を抱え込む効果があれば、メッシュ状の布などであってもよい。
【００２３】
本発明は、特にフェルール先端があらかじめドーム状に成形されたプリドーム型フェルールに有効であるが、従来から行われている弾性シート上に研磨紙による研磨で球面を形成した後に、本実施例の研磨機で研磨する方法を用いて十分有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す図１の上面図である。
【図３】図１の研磨盤４の上面図である。
【図４】フェルールの軌跡を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例の部分断面図である。
【図６】本発明の従来例によるフェルール端面の研磨結果を示すデータである。
【図７】従来例を示す断面図である。
【図８】従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
１    光ファイバ
２    フェルール
３    研磨冶具
３Ａ    支柱
４    研磨盤
５    自転軸
６    回転ドラム
６Ａ、６Ｂ  ベアリング
７    リンク
７Ａ、７Ｂ  結合ピン
８    モーター
９    ベルト
９    駆動モータ
１０    自転円盤
１１    自転抑制円盤
１２    パッド
５０    本体
５０Ａ    フランジ
５０Ｂ    フランジ上端部
【図１】
2005074521.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005074521.tif 000007
【図６】
2005074521.tif 000008
【図７】
2005074521.tif 000009
【図８】
2005074521.tif 000010