(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続する２つの光部品（Ｗ１、Ｗ２）の接続面（ａ、ｂ）同士を突き合わせて面合わせを行うための面合わせ装置（１０）において、
固定基盤部（１２）と、この固定基盤部（１２）の上面中央部に垂直に立設された中央支柱部（１３）と、この中央支柱部（１３）の上端部に形成された円盤状のオーバーハング部（１４）とを一体構造とした固定配置の基台（１１）と、
前記基台（１１）に傾動自在に支持され、面合わせ対象の一方の光部品（Ｗ１）を支持し、中間リング部材（２４）によって互いに締結された略円盤状の上部部材（２２）と環状の下部部材（２３）からなる傾動部材（２１）と、
前記基台（１１）と前記傾動部材（２１）との間に設けられ、流体圧を供給されて前記傾動部材（２１）に作用するアンバランス負荷を受け持つバランスシリンダ装置（５０）と、
前記傾動部材（２１）の上部部材（２２）の中心軸線周りの等間隔位置の各々に、スタットボルト（４１）が取り付けられると共に前記基台（１１）の固定基盤部（１２）に前記スタットボルト（４１）と対応した位置に取付片（４３）が取り付けられ、前記スタットボルト（４１）と前記取付片（４３）に取り付けられた調整ボルト（４５）との間の上下方向に連結された引張りばねによる姿勢水平化ばね（４６）と、
を有し、
前記バランスシリンダ装置（５０）は、内部に流体圧室（５３）を画定するシリンダチューブ（５１）と、このシリンダチューブ（５１）に摺動可能に設けられ、前記流体圧室（５３）に供給される流体圧に応じて動作するピストン部材（５５）とを含み、前記シリンダチューブ（５１）と前記ピストン部材（５５）の何れか一方が前記基台（１１）に、他方が前記傾動部材（２１）に連結され、
前記傾動部材（２１）は、前記基台（１１）のオーバハング（１４）の上下面に静圧球面軸受（１０１、１０２）によって全方向に傾動自在に支持されていることを特徴とする光部品の接続面の面合わせ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１ 】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ等の光部品の接続面の面合わせ装置に関し、特に、接続する２つの光部品の接続面同士を突き合わせて面合わせを行うための面合わせ装置に関するものである。
【０００２ 】
【従来の技術】
光通信用光ファイバと光通信用の変換素子等の光部品の接続面同士の面合わせは、球面軸受等によって基台に対して傾動自在に設けられた傾動部材を有する面合わせ装置を使用し、面合わせ対象の一方の光部品を傾動部材に取り付け、この一方の光部品の接続面と他方の光部品の接続面とを突き合わせ、他方の光部品の接続面を一方の光部品の接続面に軽荷重で押し付けて行う。この押し付けによって一方の光部品の接続面が他方の光部品の接続面にタイトに面合わせされるように、傾動部材が基台に対して傾動し、一方の光部品の姿勢が調整される。
【０００３ 】
この面合わせ時の傾動部材の傾動に従って傾動部材の中心位置より径方向に偏倚したアンバランス負荷が作用する。このことに対して、従来の面合わせ装置では、傾動部材の中心軸線周りの等間隔位置の各々に、たとえば、９０度等間隔の４箇所に、基台と傾動部材とを接続する引張ばねによる姿勢水平化ばねが設けられており、傾動部材に作用するアンバランス負荷は姿勢水平化ばねで分担している。
【０００４ 】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来の面合わせ装置では、アンバランス負荷が大きいと、姿勢水平化ばねを長く伸ばし、アンバランス負荷に対応している。姿勢水平化ばねを長く伸ばす余地がない場合には、姿勢水平化ばねを強いばね定数のばねに付け換えるか、あるいは、バランス重錘を設置することが行われている。
【０００５ 】
しかし、強いばね定数の姿勢水平化ばねの使用は、面合わせ精度の低下を招き、特に、小さいサイズの光部品の面合わせが難しくなる。バランス重錘の設置は、高速で面合わせする場合に邪魔になる余分な質量の増加となり、好ましくない。その結果、アンバランス負荷を極力減らすよう、傾動部材上の部品の形状、材質（比重）の選定に注意を払わなくてはならず、強度上、また素材使用上の制約を受ける。
【０００６ 】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、姿勢水平化ばねのばね定数の強化やバランス重錘の設置を必要とすることなく、傾動部材に作用するアンバランス負荷の担持を適切に行い、小さいサイズの光部品の面合わせも容易に行うことができ、光部品の面合わせ機能の向上を図った面合わせ装置を提供することを目的としている。
【０００７ 】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による光部品の接続面の面合わせ装置は、接続する２つの光部品の接続面同士を突き合わせて面合わせを行うための面合わせ装置において、固定基盤部と、この固定基盤部の上面中央部に垂直に立設された中央支柱部と、この中央支柱部の上端部に形成された円盤状のオーバーハング部とを一体構造とした固定配置の基台と、前記基台に傾動自在に支持され、面合わせ対象の一方の光部品を支持し、中間リング部材によって互いに締結された略円盤状の上部部材と環状の下部部材からなる傾動部材と、前記基台と前記傾動部材との間に設けられ、流体圧を供給されて前記傾動部材に作用するアンバランス負荷を受け持つバランスシリンダ装置と、前記傾動部材の上部部材の中心軸線周りの等間隔位置の各々に、スタットボルトが取り付けられると共に前記基台の固定基盤部に前記スタットボルトと対応した位置に取付片が取り付けられ、前記スタットボルトと前記取付片に取り付けられた調整ボルトとの間の上下方向に連結された引張りばねによる姿勢水平化ばねと、を有し、前記バランスシリンダ装置は、内部に流体圧室を画定するシリンダチューブと、このシリンダチューブに摺動可能に設けられ、前記流体圧室に供給される流体圧に応じて動作するピストン部材とを含み、前記シリンダチューブと前記ピストン部材の何れか一方が前記基台に、他方が前記傾動部材に連結され、前記傾動部材は、前記基台のオーバハングの上下面に静圧球面軸受によって全方向に傾動自在に支持されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明による光部品の接続面の面合わせ装置によれば、バランスシリンダ装置が傾動部材に作用するアンバランス負荷を担持し、その度合いをバランスシリンダ装置に供給する流体圧の制御によって可変設定できる。姿勢水平化ばねによって姿勢水平化とアンバランス負荷の補助的な分担が行われる。
【０００９ 】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による光部品の接続面の面合わせ装置の一つの実施形態を示している。
【００１０】
面合わせ装置１０は、固定配置の基台１１と、傾動台座（傾動部材）２１とを含んでいる。基台１１は、固定基盤部１２と、固定基盤部１２の上面中央部に垂直に立設された中央支柱部１３と、中央支柱部１３の上端部に形成された円盤状のオーバハング部１４とを一体構造として有している。
【００１１】
オーバハング部１４は、中央支柱部１３の上端部の全周に設けられて杯状をなし、上面１４Ａと下面１４Ｂが光部品Ｗ１の上端面ａの中央近傍を中心とする同一球心の球面状をなしている。これにより、オーバハング部１４は、全体に一様な厚さになっている。
【００１２】
傾動台座２１は、中間リング部材２４によって互いに締結された略円盤状の上部部材２２と環状の下部部材２３とを含み、上部部材２２と下部部材２３とでオーバハング部１４の全周を上下両側より挟むように係合し、オーバハング部１４の球面に沿って傾動自在になっている。
【００１３】
詳細には、上部部材２２は、オーバハング部１４上に載置されてオーバハング部１４の上面１４Ａと対向する球面状の下面２２Ａと、平らな大きい上部平面２２Ｂとを有している。下部部材２３は、オーバハング部１４の外縁位置より外側方位置にてオーバハング部１４を跨ぐ形態で、中間リング部材２４を挟んで締結ボルト２５によって上部部材２２の外周縁部と固定連結され、オーバハング部１４の下面１４Ｂと対向する球面状の上面２３Ａを有している。
【００１４】
上部部材２２は、上部平面２２Ｂ上に、図示されていない光部品支持具によって面合わせ対象の一方の光部品Ｗ１を垂直（鉛直）姿勢で上向きに交換可能に支持している。光部品Ｗ１は、光部品支持具の上方位置に傾動不能に配置された他方の光部品Ｗ２と対向している。この場合、光部品Ｗ１の上端面ａと光部品Ｗ２の下端面ｂとが、接続する２つの光部品Ｗ１、Ｗ２の接続面となる。
【００１５】
オーバハング部１４の上面１４Ａとこれに対向する上部部材２２の下面２２Ａ、オーバハング部１４の下面１４Ｂとこれに対向する下部部材２３の上面２３Ａは、各々基台１１と傾動台座２１の球面軸受面であり、上部部材２２の下面２２Ａと下部部材２３の上面２３Ａには各々静圧軸受用の静圧流体ポケット（図示省略）が形成され、オーバハング部１４にはこの静圧流体ポケットに空気を噴出する空気噴出口１４Ｃ、１４Ｄが形成されている。
【００１６】
基台１１には空気噴出口１４Ｃ、１４Ｄに作動流体である圧縮空気を供給する空気供給通路１1Ａ、１１Ｂが形成されている。また、上部部材２２、下部部材２３には、排気通路２２Ｃ、２３Ｂが形成されている。
【００１７】
これにより、オーバハング部１４の球面状の一方の面（上面）１４Ａとこれに対向する台座２１の対向面（下面）２２Ａとの間に静圧球面軸受１０１が構成され、オーバハング部１４の球面状の他方の面（下面）１４Ｂとこれに対向する台座２１の対向面（上面）２３Ａとの間に静圧球面軸受１０２が構成される。
【００１８】
空気供給通路１1Ａ、１１Ｂには圧縮空気が供給される。空気噴出口１４Ｃ、１４Ｄよりオーバハング部１４の上下両側の球面軸受面間に圧縮空気が噴出されることにより、空気圧式の静圧球面軸受１０１と１０２によって傾動台座２１が、基台１１より、任意の傾斜方向に傾動自在に支持された状態に置かれる。
【００１９】
上部部材２２の外周面部には径方向外方に突出したスタッドボルト４１が４本、上部部材２２の周方向に等間隔、すなわち９０度間隔で固定装着されている。
また、固定基盤部１２には締結ボルト４２によって舌片状の取付片４３が４個、スタッドボルト４１と同様に固定基盤部１２の周方向に９０度間隔で固定されている。４本のスタッドボルト４１と４個の取付片４３は各々対をなして上下に対応している。
【００２０】
取付片４３の各々にはオーバハング部１４の中心と同心の円弧状の貫通孔４３Ａが形成されている。各取付片４３の貫通孔４３Ａには調整ナット４４によって調整ボルト４５が上下方向に取り付けられている。調整ボルト４５は、傾動部材２１と固定部材１１との連結体の軸線方向（上下方向）と平行な方向に延在し、調整ボルト４５による締結位置によって同方向（連結体の軸線方向）の寸法（有効長）を変化される。
【００２１】
各調整ボルト４５の先端部とスタッドボルト４１の先端部の間には各々引張ばねによる姿勢水平化ばね４６が取り付けられている。
【００２２】
姿勢水平化ばね４６とは別に、基台１１の固定基盤部１２と傾動台座２１の上部部材２２との間にバランスシリンダ装置５０が取り付けられている。バランスシリンダ装置５０は、上端をエンド部材５２によって閉じられて内部に流体圧室５３を画定するシリンダチューブ５１と、シリンダチューブ５１内にボールガイド５４によって摺動可能に設けられ、エンド部材５２を貫通して上方に突出した吊上ピストン５５と、シリンダチューブ５１内に設けられたボールガイド保持ばね５６とを有している。
【００２３】
バランスシリンダ装置５０は、シリンダチューブ５１を固定基盤部１２に固定されている。吊上ピストン５５の上部突出端５５Ａには接続金具５７が固定されており、傾動台座２１の上部部材２２には固定ボルト５８が固定されており、接続金具５７と固定ボルト５８とが連結リンク５９によって枢動可能に接続されている。
【００２４】
バランスシリンダ装置５０の流体圧室５３には流体圧供給管６０によって流体圧、この実施形態では、圧縮空気が供給され、流体圧室５３に供給される空気圧に応じて吊上ピストン５５を押し上げ、傾動台座２１に作用するアンバランス負荷を受け持つ。
【００２５】
なお、姿勢水平化ばね４６やバランスシリンダ装置５０の配置部分は、取付片４３に取り付けられた円筒状のカバー４９により保護されている。
【００２６】
傾動台座２１の上部部材２２上に光部品支持具（図示省略）によって取り付けられた光部品Ｗ１の上端面ａに、相手側の光部品Ｗ２の下端面ｂを押し付けると、上端面ａが下端面ｂに密着するように傾動台座２１が傾動して両端面ａ、ｂが平行になり、接続する２つの光部品Ｗ１、Ｗ２の接続面の面合わせが行われる。
【００２７】
この傾動台座２１の傾動によって、たとえば、傾動台座２１の傾動中心Ｃｃより径方向に偏倚量ｅをもって偏倚した偏倚位置Ｃｕにアンバランス負荷が作用する。これに応じてバランスシリンダ装置５０の流体圧室５３に空気圧が供給されることにより、バランスシリンダ装置５０でアンバランス負荷を分担し、姿勢水平化ばね４６によって姿勢水平化とアンバランス負荷の補助的な分担が行われる。
【００２８】
これにより、姿勢水平化ばね４６のばね定数の強化やバランス重錘の設置を必要とすることなく、傾動台座２１に作用するアンバランス負荷の担持がバランスシリンダ装置５０によって適切に行われ、小さいサイズの光部品の面合わせも容易に行われ得るようになり、光部品の面合わせ機能が向上する。併せて、強度上、素材使用上の制約を受けることがない。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による光部品の接続面の面合わせ装置によれば、姿勢水平化ばねのばね定数の強化やバランス重錘の設置を必要とすることなく、傾動台座のような傾動部材に作用するアンバランス負荷の担持がバランスシリンダ装置によって適切に行われ、小さいサイズの光部品の面合わせも容易に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による光部品の接続面の面合わせ装置の縦型仕様の一つの実施形態を示す断面図である。
【図２】  図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】  この発明による光部品の接続面の面合わせ装置の一つの実施形態のバランスシリンダ装置部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１０  面合わせ装置
１１  基台
１２  固定基盤部
１３  中央支柱部
１４  オーバハング部
１４Ｃ、１４Ｄ  空気噴出口
２１  傾動台座
４６  姿勢水平化ばね
５０  バランスシリンダ装置
５１  シリンダチューブ
５３  流体圧室
５５  吊上ピストン
１０１  静圧球面軸受
１０２  静圧球面軸受
Ｗ１、Ｗ２  光部品
【図１】
0004037168.tif 000002
【図２】
0004037168.tif 000003
【図３】
0004037168.tif 000004