JPS63134157A - 精密研削機 - 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】 （ａ業上の利用分ｌ！テ） 本発明は例えば光ファイバーのコネクターを構成する部
品の外周面を研削する精密研削機に関する。

（従来の技術） 光ファイバーを接続する治具として従来からコネクター
が使用されている。

このコネクターは第８図に示すように筒状アダプター（
１００）　　と、このアダプター（１００）　　に両側
から嵌め込まれるフェルール（１０１）　、　（１０１
）からなり、フェルール（１０１）はステンレス等から
なる金ＦＡ製カラー（１０２）内にセラミックスからな
るキャピラリ（１０３）を挿着し、光フアイバー心線（
１０４）をカラー（１０２）内に挿入するとともに心線
（１０４）からジャケットを剥すことで露出した光フア
イバー素線（１０５）をキャピラリ（１０３）の小径の
中心孔（１０６）　　に挿通しており、このような一対
のフェルール（１０１）　、　（１０１）をアダプター
（１００）に嵌め込むことで光フアイバー素線（１０５
）　、　（１０５）の端面を゛突き合せ光学的に接続す
るようにしている。

ところで、前記したコネクターにおいて左右のキャピラ
リ（１０３）　、　（１０３）の中心孔（１０６）　、
　（１０６）が一致していないと光の伝送が行えない。

特に光フアイバー素線（コア）の直径はマルチモードフ
ァイバーで、５０〜１００μｍ１シングルモードフアイ
バーで５〜１０μ田と極めて小径であるため、若干でも
位置ずれが生じると光の伝送に支障をきたす。

ここで位置ずれを生じる原因としてはキャピラリ（１０
３）の中心に中心孔（１０５）が形成されていない場合
の他に、仮りにキャピラリ（１０３）の中心に中心孔（
１０６）が形成されていたとしてもカラー（１０２）の
外周面の中心つまりカラー（１０２）の軸心と中心孔（
１０５）が一致していない場合にも生じる。

そこで、カラー（１０２）の軸心とキャピラリ（１０３
）の中心孔（１０６）　　とを一致せしめる研削工程か
必要となる。この研削方法としては特開昭ｊ５−６７７
１４号公報に開示されるものがある。この方法は第９図
に示すように、フェルール（ｉｏｌ）の両端を円錐状セ
ンター（１０７）　、　（１０８）　にて心出しし、フ
ェルール（１０１）を治具（１０９）で保持し、治具（
１０９）でフェルール（１０１）を回転させつつ砥石（
１１０）でカラー（１０２）の外周面を研削するように
したものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の研削方法にあっては、フェルールの両端
を円錐状センター（１０７）　、　（１０ａ）によって
心出しするようにしており、フェルール自体小さなもの
であり、特に円錐状センター（１０７）の先端を押し付
けるキャピラリ（１０：ｌ）の中心孔（１０６）　は極
めて小径であるため作業性が悪い。

またキャピラリ（１０３）はセラミックスからなるため
高硬度であり、このため円錐状センター（１０７）の先
端部の摩耗が激しく頻繁にセンターを交換しなければな
らない。更にキャピラリ（１０３）の中心孔（１０６）
にセンター（１０７）の先端部を挿入するため中心孔（
１０６）が変形したり、つぶれたりすることがある。

更に研削切込みの送りが手動であるため外周の寸法出し
が困難である。

このように円錐状センターを用いてフェルールを固定し
て研削する場合には多くの問題点があり、円錐状センタ
ーを用いない加工方法も考えられる。

即ち、研削装置としてではないがフェルールの同心度を
高める切削装置としてテレビカメラを用いた装置が提案
されている。この装置はフェルールを心出しステージに
固定し、このフェルールに光ファイバーを装着し、この
光ファイバーに光を入射し、フェルールの中心孔から出
射した光をテレビカメラで受光し、光ファイバーのコア
の中心の心ずれをマイコンにて演算し、次いでパルスモ
ータを駆動し、心出しステージによって自動心出しを行
い、この後バイトをフェルールの回りに回転せしめて切
削するようにしたものである。

該切削装置は非常に高価であり、又斯かる切削装置をフ
ェルールの研削装置に応用すれば前述した円錐状センタ
ーを用いる不利が解消されるが、フェルールの研削を行
うにはフェルール自体を軸廻りに回転せしめなければな
らず、装置全体が大がかりとなる。またフェルールに光
ファイバーを装着した状態で行うことが必須となり、こ
のためフェルール単体では加工できない。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、定盤上にＸ軸方向に
移動する第１の移動台と、研削切込士を自動制御すべく
クローズトループ制御方式のサーボモータによってＹ軸
方向に移動する第２のり動台を設け、第１の移動台には
ワーク回転用スピンドルを、第２の移動台にはワークの
中心をモニターに撮すためのカメラ及び砥石回転用スピ
ンドルを固定し、前記ワーク回転用スピンドルにはワー
クを保持するチャック機構と、このチャック機構をｘＩ
ＩＩｌに直交する垂直面内において移動させる微調整機
構を付設した。

（作用） チャックによってワークを保持し、ワークの中心をカメ
ラを介してモニターに拡大して映し出し、ワークの中心
とワーク回転用スピンドルの回・耘中心とが一致するよ
うに微調整機構によってチャック機構を垂直面内で移動
した後、チャック機構をスピンドルに吸着固定し、次い
で砥石回転用スピンドルを固定した移動台を研削位置ま
で移勅せしめてワーク外周を研削する。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明に係る精密研削機の平面図、第２図は同
精密研削機の正面図であり、精密研削機は床（１）上に
設けた架台（２）に防振装置（３）を介して石定盤（４
）を載置し・ている。

石定盤（４）上にはＸ軸方向に伸びるセラミックス製の
一対の第１のレール（５）　、　（５）及びＹ軸方向に
伸びるセラミックス製の一対の第２のレール（６）　、
　（６）が敷設され、第１のレール（５）にはパルスモ
ータによる第１の駆動部（７）によってＸ軸方向に８勤
する第１の移動台（８）が係合し、第２のレール（６）
にはクローズトループ制御方式のサーボモータによる第
２の駆動部（９）によってＹ＠力方向＋ｉ勤する第２の
移動台（１０）が係合している。

尚、第１のレールと第１の移動台及び第２のレールと第
２の移動台のスライド部はエアースライド方式を採用し
ており、摩耗が少なく動きが清らかなのて位習決め精度
が向上する。

そして、第１の移動台（８）上には砥石の荒さを一定に
調整するためのツルーイング装置（１１）及びワークと
してのフェルール（１２）を回転せしめるスピンドル（
１３）が固定されている。

ここでフェルール（１２）としては第８図に示したもの
の他に例えば第３図に示す構造のものでもよい。即ち第
３図に示すフェルール（１２）は従来のカラーとなる部
分まで中心孔（１４ａ）を形成したセラミックス体（１
４）にて形成し、このセラミックス体（１４）をフラン
ジ部（１５）を有する金属製本体（工６）に嵌置した構
造となっている。このような構造とすればフェルールの
製作が簡略化でき、且つ耐摩耗性及び精度的にも優れた
ものとすることができる。

一方、スピンドル（１３）は第４図に示す如くセラミッ
クス製ケース（１７）内に回転筒（１８）を収納してお
り、この回転筒（１８）はセラミックス製の回転体（１
９）に金属部材（２１）を数箇所装着せしめ、この金属
部材（２１）にボルト（２２）を用いて駆動回転端板（
２３）及び被動回転端板（２４）を固着し、これら回転
端板（２３）　、　（２４）の内側板（２３ａ）　、　
（２４ａ）をセラミックス製とし、外側板（２３ｂ）　
、　（２４ｂ）をステンレス等の金属製としている。ま
た前記ケース（１７）と回転筒（１８）との間には微少
隙間（２５）が形成され、ケース（１７）にはこの隙間
（２５）にエアを導入する通路（２６）及びこの通路（
２６）にエアを供給する開口（２７）が形成されている
。

ここでスピンドル（１３）を駆動せしめるには図示しな
いモータの回転をベルトを介して駆動回転端板（２３）
に伝達するのであるが、このとき開口（２７）、通路（
２６）を介してケース（１７）と回転筒（１８）との隙
間（２５）にエアをイ兵給し、回転筒（１８）をフロー
ティング支持した状態で回転せしめる。

このようにフローティング支持した状態で回転筒（１８
）を回転せしめることで、回転摩擦を極めて小さなもの
とすることができる。また本実施例で用いたスピンドル
（１３）はケース（１７）、回転筒（１８）及び回転端
板（２３）　、　（２４）内側板（２３ａ）　、　（２
４ａ）をいずれもセラミックス製としているため軽量で
熱膨張が少ないものとなっており、このため回転軸がず
れることなく極めて真円度の高い加工を行うことができ
る。

また、被動回転端板（２４）の外側板（２４ｂ）にはボ
ルト（２８）によって吸着板（２９）が固着され、この
吸着板（２９）の−面に吸着溝（３０）が形成され、こ
の吸着溝（３０）はスピンドル（１３）を貫通する吸引
バイブ（３１）を介して石定盤（４）上に設けた真空装
置（３２）につながっている。また吸着板（２９）には
係止片（３３）によってチャック取付台（３４）が遊び
をもって保持され、このチャック取付台（３４）にハン
ドチャック（３５）がボルト（３６）によって取付けら
れている。而してハンドチャック（３５）を廻すことで
３木のチャック片（３７）・・・が縮径及び拡径を行い
、フェルール（１２）を着脱する。更に前記チャック取
付台（３４）は微調整機構によってＸ軸に直交する垂直
面内において位置調整可能となっている。この微調整機
構は第４図のＡ−Ａ線断面図である第５図に示すように
、チャック取付台（３４）を収納している吸着板’（２
９）の筒部（２９ａ）には９０°離間した位置に大径の
矩形孔（３８）　、　（３８）を形成し、これら矩形孔
Ｈ８）、　＜３８）に対向する位置に小径孔（３９）。

（３９）を形成し、小径孔（３９）はネジ栓（４０）に
て封止するとともに小径孔（３９）内にはスプリング（
４１）を設け、このスプリング（４１）の弾発力で受は
片（４２）をチャック取付台（３４）の側面に当接せし
めている。また大径の矩形孔（３８）は栓部材（４３）
にて封止されるとともに、この栓部材（４３）の内側に
は栓部材（４３）との対向面をテーパ面としたスライド
部材（４４）が摺動自在に設けられ、これら栓部材（４
３）とスライド部材（４４）との間にくさび（４５）が
臨んでいる。このくさび（４５）は矩形孔（３８）の軸
方向と直交する方向に螺進するマイクロハンドル（４６
）の先端部に固着され、このマイクロハンドル（４６）
と反対側位置に設けたネジ栓（４７）とくさび（４５）
との間にはガタ付き防止用のスプリング（４８）を縮装
している。

以上において、マイクロハンドル（４６）を回転させて
螺進せしめると、くさび（４５）が図中矢印方向に移動
し、このくさび（４５）とスライド部材（４４）とはテ
ーパ面でもって接触しているためくさび（４５）の移動
に伴ってスライド部材（４４）が矩形孔（３８）の軸方
向に移動し、このスライド部材（４４）の移動によりチ
ャック取付台（３４）がＸ軸と直交する垂直面内におい
て位置調整される。

一方、前記第２の移動台（ｌＯ）上には反射型の超小形
テレビカメラ（４９）及び砥石（５０）を回転せしめる
スピンドル（５１）がＹ軸方向に所定間隔離間して固定
されており、テレビカメラ（４９）は石定盤（４）上に
設けたテレビモニター（５２）に接続されている。ここ
でテレビカメラ（４９）の固定位置は第２の移動台（１
０）が基準位置つまり第１図に示した位置にあるときに
は、スピンドル（工３）の回転中心と完全に一致する位
置に固定されている。

更に石定盤（４）の側方には研削液ろ過装置（５３）、
エアクリーナユニット（５４）及び制御盤（５５）を配
置している。

以上の如き構成からなる研削盤による研削方法を以下に
説明する。

先ず第２の移動台（１０）を基準位置に停止せしめた状
態で、第１の移動台（８）を第１の駆動部（７）の作動
により図中右方へ後退させる。そして第１の移動台を後
退させた後、ハンドチャック（３５）を廻すことでチャ
ック片（３７）・・・を拡径し、チャック片（３７）・
・・間にフェルール（１２）の後端を差し込み、再びハ
ンドチャック（３５）を反対側に廻してチャック片（３
７）・・・を縮径し、チャック片（３７）によってフェ
ルール（１２）を保持する。

フェルール（工２）をチャック片（３７）・・・によフ
て保持したならば、第１の駆動部（７）の作動で移動台
（８）を図中左方へ前進せしめ基準位置で停止させ、次
いで第６図に示すようにフェルール（１２）の中心孔（
１４ａ）をテレビカメラ（４９）を介してテレビモニタ
ー（５２）の画面に約１０００倍に拡大して映し出す。

ここで、画面には中心孔（１４ａ）の他に４木の基準線
（５２ａ）・・・が映し出されており、これら基準線（
５２ａ）・・・によって囲まれた四角形内に中心孔（１
４ａ）の像が正確に収まれば、中心孔（１４ａ）とスピ
ンドル（１３）の回転中心とが一致していることとなる
。しかしながら、図示の如く中心孔（１４ａ）の像がず
れている場合にはマイクロハンドル（４６）を操作して
チャック取付台（３４）を上下及び左右に微動させ、テ
レビモニター（５２）の画面上の四角形内に中心孔（１
４ａ）の像を正確に収めるようにし、スピンドル（１３
）の回転中心とフェルール（１２）の中心孔（ｉ４ａ）
　　とを完全に一致せしめる。

そして、フェルール（１２）の中心孔（１４ａ）　　と
スピンドル（１３）の回転中心とが一致したならば、真
空装置（３２）を駆動し、チャック取付台（３４）を吸
着板（２９）に吸引固定するとともに、第２の駆動部（
９）の作動で第２の移動台（ｌＯ）をレール（６）に沿
って８勤せしめ、砥石（５０）をプログラムで設定した
研削位置まで移動し、次いでスピンドル（１３）によっ
てフェルール（１２）を回転せしめつつ、スピンドル（
５１）によって砥石（５０）を回転せしめ、フェルール
（１２）の外周面を研削する。尚、砥石（５ｏ）の径が
変化してもプログラムにより切込み位置は任意に設定で
きる。

次いで第２の移動台（ｌＯ）の位置が研削終了位置まで
きたら、第１の移動台（８）に前進及び後退を繰り返え
させ、トラバースカットを行い、このトラバースカット
が終了したならば、第１の移動台（８）を若干後退せし
めるとともに、第２の移動台（１０）を基準位置（心出
し位置）まで戻し、次いで第１の移動台を基準位置まで
前進させ、再びフェルール（１２）の中心孔（１４ａ）
をテレビモニター（５２）に映し出し、研削中にフェル
ール（１２）の心ずれがなかったか否かを確認する。

次いで第１の移動台（８）を後退させ、チャック取付台
（３４）の吸着状態を解除し、ハンドチャック（３５）
を廻してチャック片（３７）・・・を緩め、フェルール
（１２）を払い出す。この時、研削中に芯ずれがあった
ものは、ラインアウトする。このことにより後工程であ
る検査工程での負荷を減らすことができる。

尚、実施例にあってはワークとしてフェルールを示した
が、これ以外の部品の外周の研削にも本発明に係る研削
機を適用できるのは勿論である。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明に係る研削機によれば、ワー
クを心出しする際に円錐状センターを用いないため、ワ
ークの取付は作業が簡単となり、且つ正確に行うことが
でき、更にワークの中心孔にセンターを当てることがな
いので中心孔が変形したり、欠けが生じることもない。

またワークを回転せしめるスピンドルにはワークを保持
するチャック機構の他にこのチャック機構を垂直面内に
おいて穆勅させる微調整機構及びチャック機構をスピン
ドル側に固定する吸着機構を設けたため心出しを敏速且
つ容易に行え、更にその寸法精度が安定し、歩留りが大
巾に向上する。

具体的数値をもって示せば、本発明に係る研削機を用い
てフェルールの外周面を研削した場合、第７図（Ａ）及
び（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）にも示すように偏心量の平均
は０．４μｍ　（最大１．５μｍ）、フ・エルールの外
径寸法のばらつきは＋０．５　μｍ。

−１，０μｍであり、更に真円度については０．２μｍ
以下、面粗さは０．０７μｍＲａであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る研削機の平面図、第２図は同研削
機の正面図、第３図はワークとしてのフェルールの断面
図、第４図はスピンドルの一部切断面図、第５図は第４
図のＡ−Ａ線断面図、第６図はテレビモニターの画面を
示す図、第７図（Ａ）乃至（Ｄ）は偏心量及び外径のば
らつきを示すグラフ、第８図は光フアイバーコネクター
の断面図、第９図は従来の研削方法を示した斜視図であ
る。 尚、図面中（４）は石定盤、（５）は第１のレール、（
６）は第２のレール、（８）は第１の移動台、（１０）
は第２の移動台、（１２）はワークであるフェルール、
（１３）　、　（５１）はスピンドル、（１４ａ）はフ
ェルールの中心孔、　（１７）はスピンドルケース、（
１８）は回転筒、（２９）は吸着板、（３０）は吸着溝
、（３４）はチャック取付台、（３７）はチャック片、
（４５）はくさび、（４６）はマイクロハンドル、（４
９）はカメラ、（５０）は砥石、（５２）はモニターで
ある。 第６図 ジ２ 第５図 第７図 （Ａ） 偏心量（λｍ） （Ｂ） 外Ｋｌｒ＞＋ｒら−７５（、Ａｉｍ　）（Ｃ） 真円度 （Ｄ） 命ｎＸ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ軸方向に伸びる第１のレールとＹ軸方向に伸びる第２
   のレールを定盤上に敷設し、第１のレールに移動自在に
   係合した第１の移動台にはワーク回転用のスピンドルを
   固定し、このスピンドルにはワークを保持するチャック
   機構とこのチャック機構をＸ軸方向と直交する垂直面内
   において移動させる微調整機構とを付設し、また前記第
   ２のレールに移動自在に係合した第２の移動台にはワー
   クの中心をモニターに撮し出すためのカメラ及びワーク
   の外周面を研削する砥石回転用スピンドルを固定したこ
   とを特徴とする精密研削機。