JPH03196956A - 光コネクタの端面研削加工法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は光コネクタの端面の研削加工法に関するもので
ある。

［背景技術］ 光フアイバ同志の光接続、光ファイバと例えば光電変換
器との間の光接続には、光コネクタが用いられる。

一本、もしくは多数本の光ファイバは光コネクタ中にお
いて固定され、各光ファイバの端面は、多（の場合、光
コネクタの端面と同一平面にあり、前記端面を殆んど凹
凸のない鏡面に仕上げて、相手側コネクタと直接、ある
いはカップラーを用いて光接続する。この場合、相手側
の光コネクタとの光軸の整合と密着とが必要であるが、
般的にこのような光コネクタは次のような構成をもって
いる。

第５図（イ）において、１は光ファイバと嵌合ピンの位
置決め用チップを示す。チップ１は、例えば、シリカ（
５１０□）等セラミックやステンレスもしくは焼結合金
等からなるもので、溝基板２とプレート３よりなる。溝
基板２とプレート３は接着剤にて固着されている。溝基
板２はプレート３と相対する面において、−本、もしく
は多数本の光ファイバを収めることができる溝４と一本
もしくは多数本のビンを収めることができる溝４′を備
えている。ここに図示していないが、例えば複数の光フ
ァイバを配列したテープ状光ファイバ線の端末において
光コネクタを構成するためには、テープ状の光ファイバ
線喘末に機械的、化学的処理を施して、単独の光ファイ
バに分離し、コア・クラッドよりなる芯線、もしくはこ
れに−次的コートを施した光ファイバとなし、第５図（
ロ）に示すようにそれぞれ光ファイバ５を接着剤７を光
コネクタの上部に設けた挿入孔１０より塗布し、チップ
の溝基板２の溝４内に固着する。

溝４の断面形状はＶ型であり、同−Ｖ型の溝に、同一径
の光ファイバ５が納められ、この納められた光ファイバ
５は溝４と接する状１′マで溝基板２と固定される。

このように光ファイバ５の先端は光ファイバを固定した
チップ１の端面６より突出、ないしは面一にし、また接
着剤７は、鏡面仕上げ時に光ファイバ５の欠けを防止す
るために、突出した光ファイバ５の根元や、面一の光フ
ァイバ５の端面にも塗布されることが多い。

第６図は前記チップを、例えば射出成型機の型に収納し
、樹脂の射出によって一体に成形された光コネクタを示
す。

このようにチップを樹脂等でモールドすることにより、
チップの欠けを防止することができる。

なお８はコネクタ接続用のビン穴を示す。

上記のように、溝基板を具えるチップを用いるもののほ
か、第７図に端面部のみで示すように、多数本の光フア
イバ挿入孔９、ビン穴８等を具える光コネクタを樹脂に
よって成形し、すでに述べたように、例えばテープ状光
フアイバ線端末を処理して、分離した光ファイバ５を光
コネクタの端面１１より突出ないし面一の状態で、接着
剤を光コネクタ上部に設けられた挿入孔（図示していな
い）に注入する。この場合、接着剤７は、鏡面時に光フ
ァイバＳの欠けを防止するために、突出した光ファイバ
の根元や面一の光ファイバ５の端面にも塗布されること
が多い。

これら種々の光コネクタに取付、接着固定された光ファ
イバは、端面が鏡面ではなく、前記のように光コネクタ
の端面より突出した状態が多く、また光コネクタもその
所定の寸法をとるため、後述のように研磨によって定尺
とするので、定寸法よりわずかに長いものとなっている
。

すでに述べたように、相手側光コネクタをもって光接続
される光ファイバおよび光コネクタの端面は殆んど凹凸
のない数ないし数十オングストロームの鏡面をなす必要
があり、これと同時に光コネクタきして定寸法となるこ
とも必要であるから、光フアイバ取付は後の光コネクタ
の端面を研磨する必要がある。

また、射出成形された光ファイバおよび嵌合ピ／用孔な
いしは溝は、バリがあるために、光フアイバ取付は前に
研磨することになり、バリを除去する必要がある。

［従来の技術］ 例えば、特開昭８２−２５５０９８号公報によると芯線
を有する光フアイバコードの外周に、樹脂製のフェルー
ルを被せ、その後、光ファイバと樹脂製フェルールの一
部を同時に切断するとによって端面仕上げを行う方法が
示されている。この方法によると容易に芯線端面とフェ
ルール端面が同一面となり、またフェルールの断面抵抗
により、芯線に急激に力が加わらず、芯線のカケ、割れ
のない切断面が得られるとしているが、このような方法
によった場合、フェルール、光ファイバの特性が異なる
ことから、余程のスキルがなければ、切断により端面を
同一平面に仕上げることは難しいものと考えられる。

これに対して、現在第８図ａ＋　　ｂ＋　　Ｃ＋　　ｄ
に示すような方法で、光ファイバを取付けた光コネクタ
の端面を研磨する方法が採られている。

ａ図に示すように、光コネクタ１０の端面となる部分か
ら突出している光ファイバ５が切断や荒研磨によって欠
けるのを防止するため、光ファイバ５の根本（光コネク
タＩＯの端面と接する付近）に接着剤１２を塗布し、そ
の硬化により固定する。

薄刃超硬チップ、サファイヤ刃等のカッタＩ３を用いて
余分な光ファイバ５を切断等により除去する。この光フ
アイバ余長切断により光ファイバを固定したコネクタは
図のａよりｂの状態に移る。

次に荒研磨を行い接着剤Ｉ２を除去するとＣの状態とな
り、光コネクタは荒仕上げされる。この荒研磨において
は６＃禦ダイヤモンド粒を分布させた電着砥石！３を回
転させ、コネクタ側を揺動させて荒研磨を行う。

接着剤１２を除去した光コネクタは、顕微鏡でその研磨
表面を検査して、所定の荒研磨面が得られていれば、ｄ
で示す中研磨に移す。得られていなければ再度荒研磨を
行う。この中研磨では３ａｍのダイヤモンド粒を分布さ
せた研磨紙Ｉ４を回転させ、コネクタ側を揺動させて研
磨を行う。ここで顕微鏡でその研磨表面を検査して、所
定の中研磨面が得られていないときは、再度中研磨を行
う。

ところで、前記荒研磨における電着砥石の使用限度は、
接着剤の種類にもよるが、砥石回転数１７３ｒ、ｐ、鵬
、光コネクタ揺動１８往復／１ｎ１研磨荷重１．２ｋｇ
で光コネクタ３０００個である。

また、中研磨における研磨紙の使用限度は研磨紙回転数
１７３ｒ、ｐ、園、光コネクタ揺動１８往復／１ｎ１研
磨荷重１．２ｋｇ１研磨時間３０秒／個で光コネクタ５
個ごとに貼り換えが必要となる。そしてこのあと、１ｇ
ｍの砥粒を分布させた研磨紙を用いた仕上研磨や、パフ
液と研磨布を用いたパフ研磨を行う。

以上説明したように、従来の研磨法によると、最終仕上
げの精度は高いものとなるが、説明のように、その工程
は前工程の光フアイバ根本における接着剤の塗布による
光コネクタへの固定のあと、突出した光ファイバの切断
、荒研磨、中研磨が必要であり、その間に顕微鏡による
検査を要し、この工程の段数、人件費、各工程における
研磨砥石、研磨紙の損耗率は太き（、各研磨工程後の研
磨面保証のため、端面検査、砥石、研磨紙交換の必要性
の判断、再研磨の必要性の判断、研磨時間と研磨面粗さ
や研磨代の関係など熟練度を必要とするので、これを１
個当りの製造コストでみると極めて高いものとなる。そ
して研磨時間により、研磨代もばらつき、光コネクタの
定寸出しが困難であった。

一方、コネクタ端面のバリ取り時に欠けが発生しやすか
った。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の方法では、上記のように１個当りの光コネクタの
製造コストが大きいほか、更に、研磨対象面が、例えば
第５図にあるような同一面にシリコン製のチップ、樹脂
の異質のものを備えるものにおいては、研磨を施した場
合、シリコンと樹脂との境界面等に研磨がわたる際、不
連続に凹凸を生じることがある。

本発明は後述のように、特定の大きさのダイヤモンド砥
粒を備える回転砥石を用いて、前述のような同一平面と
すべきコネクタ端面に第４図（イ）、（ロ）、（ハ）、
（ニ）で示すような一度、又は往復研削を施すだけで前
記従来の方法によるものよりすぐれた端面加工仕上げが
できる方法を提供するもので、工程の短縮、仕上げ面の
精度の向上をはかる光コネクタの端面研削加工方法にあ
る。

第４図において２０は研削加工を施す光コネクタを示し
、２！はレジンボンドのダイヤモンド砥粒を用いたカッ
プ型砥石を示す。（イ）図は一度研削を示す。回転する
砥石２■を矢印方向に送り、固定された光コネクタの端
面を突ききって端面を研削する方法である。（ロ）、（
ハ）図は回転する砥石２１を矢印方向に送り、固定され
た光コネクタ２０の周りに砥石２１の凹面がきたら砥石
２Ｋをはじめの方向に送り、これによって往復コネクタ
端面に研削加工する方法である。（ニ）、　（ネ）は回
転する砥石２０を矢印方向に送り、固定された光コネク
タ２０の周りに砥石２１の凹面がきたら砥石２１を矢印
方向に下向させ、砥石２１を離間させる方法である。な
お、砥石２１を固定し、光コネクタ２０を送る方法をと
ることもできる。

本発明において、上述の目的に沿い、−度、又は往復の
研削加工において仕上げ精度の高い光ファイバの接合端
部を得るため、これに使用される砥石は第４図（イ）〜
（ネ）の形状のものを用いる。例えば（イ）はプレンカ
ップ型、（ロ）はフレアカップ型、（ハ）はデイシュ型
、（ニ）は角度付フレアカップ型、（ネ）はコーナーカ
ップ型と称するものであって、その円環状の端部及びこ
の端部に続く外周面及び内周面、又は外周面に砥石面を
備えるもので、剛性が高い、なおストレイト型砥石は使
用可能であるが条件的に使用はむつかしい。

第２図は本発明において最好適なカップ型回転砥石を示
す。これは前掲第４図（イ）に該当する型式のものであ
る。

図において２２はカップ型のボディーを示す、ボディー
２２は、アルミニウム、またはアルミニウム合金より形
成される。２３は回転軸に取付は用の孔を示す。

２４は前記ボディー２２の円環状端部に形成された砥石
面であって、砥石の回転軸と垂直をなすボディー２２の
円環状端面上と内外側面に一様に連続して砥石面２５．
２８が形成されている。

砥石面２５と２６は断面でみて直角に交わるが、交わる
コーナーには内外とも０．５１程度のＲを付けており、
チッピングを生じないで円滑に研削ができるような形状
にしである。なお、この例では、砥石面の側面の高さは
３閣■、ボディーのベース面より砥石端面までの高さは
４０ｍｍであり、ボディーの回転半径は通常５０〜２０
０■閣であるが、本例では７５■鳳のものを用いている
。

砥石面は、ボンド材としてレジン、例えばフェノール樹
脂に充填材としてタルクを添加したものが用いられ、砥
粒としては天然、又は人造ダイヤモンド砥粒が用いられ
、その精度は２０００〜５０００メツシユのものが用い
られ、３．３〜６．６力ラツト／■ｍ３の割合で、前記
ボンド材に配して前記ボディー上に形成される。本例で
は特に精度３０００メツシユのものを用いている。

尚、レジンボンドを選択した理由は、メタルボンド、及
び電着ボンドではチッピングが激しく、かつ面性情もよ
ろしくない。ビトリファイドは超微粒の砥粒を用いて砥
石を作ることが困難なためである。

第１図は、本発明の研削加工方法を示している。図にお
いてＡはすでに第２図において説明した、本発明で用い
られる研削砥石を示し、Ｂは砥石Ａの回転により研削さ
れる光コネクタを示し、Ｃは研削される光コネクタ端面
を示している。

砥石Ａの回転軸に対し、これと直角に基準線Ｙ−Ｙを定
め、Ｙ−Ｙと砥石Ａの端部との距ｍＤを定め、切り込ｍ
１送り量を定めてコネクタＢをＹ−Ｙ方向に送り、研削
されるコネクタ端面Ｃを砥石面Ｅで研削する。研削は、
すでに説明したように一度で終えるか、往復研削しても
よい、砥石Ａを送り、光コネクタＢを固定してもよい。

また、研削中に、砥石面全体でコネクタ端面を研削中に
砥石を離してもよい。なお本発明において試験に用いた
砥石の仕様はさきに説明したとおりのものであるが、離
す場合は砥面の幅をコネクタ端面の幅より広くする必要
がある。

第６図について説明した、チップ１に光ファイバ５が固
定され、チップ１が樹脂によってモールドされた光コネ
クタ端面に、研削を行って、その表面粗さを測定した。

測定器は表面粗さ計で、砥石の回転数は８０００ｒ、ｐ
、ａ＋、研削を受ける光コネクタの送り速度は１．５ｍ
ｍ／ｓｅｃであり、研削代は５００〜１００真■である
。

第９図（イ）は本発明の方法で、上記条件で光コネクタ
の全端面を研削し、前記チップ１の面のみを横方向に測
定した結果を示し、同（０）は光コネクタの端部全体を
横方向に測定した結果を示す。

これを対比するため、前記従来の方法により、前記と同
様な光コネクタについて荒研磨、中研磨を横方向に測定
した結果を示す。

表面粗さは人で示し、横幅はｎ単位で示している。

第９図（イ）と第１０図（イ）を対比すると、そのスケ
ールかられかるように、本発明の方法によるものと、従
来の方法によるものとでは、表面粗さは、本発明によれ
ばｌへ以下に減じていることがわかる。

また、第１０図（Ｅｌ）と第９図（０）を対比してみる
と、第１０図（０，）においては樹脂とチップとの境界
面において、突然不連続の凸部（Ｎ）を生じることが認
められるが、本発明の方法によるものでは、この突部は
なくなっていることが認められ、全体としてみてみた場
合、表面粗さは１７３以上に減じていることがわかる。

なお、前記第９図（イ）の示すところからすると、シリ
カからなるチップを樹脂モールドした光コネクタのバリ
取りに研削することによっても極めて高い平面度を得る
ことができることが分る。

それ故、本発明は樹脂、金属、セラミック等の単一材料
からなる光コネクタだけでなく、これらを複合した光コ
ネクタ、光ファイバの取付けられた光コネクタの研磨及
び定寸加工にも十分適用できることか分る。

前記試験において、半径７５層ｌ０砥石を用いてその回
転数を８０００ｒ、ｐ、＋ｇで実施したのであるが、樹
脂製の光コネクタ（光ファイバを挿入していないもの）
では同様５０〜２００ｍ園の径のもので、３０００ｒ、
ｐ、＋ｓ以上、光ファイバを挿入したコネクタでは５０
００ｒ、ｐ、＋ａ以上とすることが適当であり、切込み
量、送り速度も平面粗さに影響を与える。

更に、砥石のコーナーのＲについても寸法的には０．５
＜　Ｒ＜　２−１が適正な半径と認められる。

また研削速度について上記実施例ほかより次の表１の範
囲が適当である。

表 ［発明の効果］ 以上の説明および図面から分るように、本発明では１回
もしくは往復の研削によって極めて精度の高い平面を得
ることができる。第１θ図の従来の研磨によるものでは
、コネクタ端面のシリカチップと樹脂の境界には大きな
高低差を生じていたが、本発明の方法によれば、はとん
ど平面とみなされる２〜３μ腸となった。

１個のコネクタ端面の研磨に要する従来の時間は本発明
の研削加工によると約１／Ｇに減じた。

なお従来法を用いるときは、各研磨工程後の研磨面保証
のため、端面検査、砥石、研磨紙の交換の必要性の判断
、再研磨の必要性の判断等熟練度を必要としたが、本発
明では必要としない。従って作業の標準化に適し、自動
研削も可能となる。

従来法によるときは、荒研磨で３０００個、中研磨で３
〜５個で、目づまりするので交換の要があったが、本発
明の方法によるときは、砥石がなくなるまで、例えば砥
石側側面高さが３Ｈの時、６ｏｏ。

個の端面研削を行うことができ、その都度取りはずして
ドレッシングを行えば目づまりを防止することができる
など本発明の効果は極めて大きなものがある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の光コネクタの研削方法の説明図である
。 第２図は本発明で用いられるカップ型砥石を示し、第３
図（イ）〜（ネ）は同様に本発明で用いることができる
砥石を示す。 第４図（イ）〜（ネ）は本発明における研削加工の説明
図である。（イ）は−回研削、（ロ）−（ハ）は往復研
削、（：）−（ネ）は−回研削、砥石離間を示す。 第５図は光フネクタに用いられる光フアイバ固定用チッ
プの一例を示し、（イ）図はチップ説明図、（ロ）図は
チップにより光フアイバ固定説明図である。 第６図は彬魯光コネクタの端面説明図である。 第７図は他の光コネクタの端面説明図である。 第８図は従来の光コネクタ端面研磨の工程説明図である
。 第９図、第１０図のそれぞれ（イ）は本発明の研削加工
法及び従来法によった場合のチップの表面粗さの測定図
、同（０）は本発明の研削加工法及び従来法によった場
合の光コネクタ端の表面粗さの測定図である。 １・・・チップ、２・・・溝基板、３・・・プレート、
４・・・溝、５・・・光ファイバ、６・・・チップの端
面、７・・・接着剤、８・・・嵌合ピン穴、９・・・光
フアイバ挿入孔、１０・・・挿入孔、２０・・・光コネ
クタ、２１・・・砥石、２２・・・ボディー、２３・・
・回転軸取付孔、２４・・・砥石面。 葺 「 図 葵 図 ２５（鋪蜀軌石面） ／ Ｃイ） （ニ） （′ｃ１） （ホ） ！Ｅ杏−ァ 夷 図 （イン （＝） 壽 ５ 門 茅 ア 図 蝉 図 （イ） （ＩＩ１） 第 ０ 凹 （イン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１本もしくは多数本の光ファイバを収納したコネ
   クタの端面を、回転するレジンボンドの超砥粒砥石によ
   って平面研削することを特徴とする光コネクタの端面研
   削加工法。（２）光コネクタの光ファイバ及び嵌合ピン
   のバリ取り、もしくは定寸仕上げに回転するレジンボン
   ドの超砥粒砥石を用い、平面研削することを特徴とする
   コネクタ端面の研削加工法。 （３）請求項（１）、または（２）の研削加工法におい
   て超砥粒砥石の端面と、内外側により形成される砥石面
   とのコーナーにアールを有する砥石を用いることを特徴
   とする端面研削加工法。 （４）請求項（１）、または（２）、または（３）にお
   いて切込み１０〜２０μｍ、研削速度５００〜２７００
   ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴とする光コネクタの端面
   研削加工法。