研磨装置
阅读：1025发布：2020-05-21
专利汇可以提供研磨装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种能够削减为了维持 研磨 精度 而需要定期地更换的消耗部件数量的研磨装置。研磨装置具备： 研磨盘 （20），其 正面 具有研磨 工件 的端面的研磨面（20a）； 支撑 机构（30），其支撑研磨盘（20）的背面（20b），使研磨盘（20）沿着预定平面自由移动；工件 支架 （50），其保持工件，使得工件的端面与研磨盘（20）的研磨面抵接；以及驱动机构（70），其使研磨盘（20）一边进行圆周运动一边进行往复直线运动。，下面是研磨装置专利的具体信息内容。
1.一种研磨装置，其特征在于，具备：
研磨盘，其正面具有研磨工件的端面的研磨面；
支撑机构，其支撑所述研磨盘的背面使所述研磨盘沿着预定平面自由移动；
工件支架，其保持工件，使得工件的端面与所述研磨盘的研磨面抵接；以及驱动机构，其使所述研磨盘一边进行圆周运动一边进行往复直线运动。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述支撑机构具有：
支撑部件，其具有支撑面；
多个轴承要素，其存在于所述支撑面和所述研磨盘的背面之间，承受所述研磨盘相对于所述支撑面的圆周运动和往复直线运动。
3.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，
所述支撑机构还具备引导部件，该引导部件被所述支撑部件支撑而在所述往复直线运动的方向上自由移动，并限定所述多个轴承要素的各自的可动范围。
4.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，
所述引导部件具有多个引导孔，该多个引导孔限定所述多个轴承要素各自的可动范围，
所述多个引导孔分别在与所述往复直线运动方向不同的方向上延伸。
5.根据权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，
所述轴承要素包括球体。
6.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，
所述支撑部件包括多个并列设置并在所述往复直线运动方向上延伸的支撑部件，所述多个轴承要素和引导部件被设置在所述多个支撑部件的各个支撑面上。
7.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述驱动机构具备：
滑块，其被引导并在所述往复直线移动方向上自由移动；
旋转部件，其被所述滑块支撑并能够自由旋转，且在偏离该旋转部件的旋转中心预定距离的位置与所述研磨盘卡合。
8.根据权利要求7所述的研磨装置，其特征在于，
所述旋转部件包括彼此分离地配置的第一和第二旋转部件，
所述驱动机构包括：使所述第一和第二旋转部件彼此同步地旋转的带齿皮带；以及张紧器，其调整该带齿皮带的张力。
9.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
还具备具有基准面的底座，
所述支撑机构和工件支架共同被设置于所述底座的基准面。
10.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述工件的端面包括光纤插针的连接端面。
研磨装置
技术领域
[0001] 本发明涉及研磨装置，具体地说，是涉及适合用于研磨光纤的连接端面的研磨装置。
背景技术
[0002] 光连接器被用于多条光纤彼此对接连接或光纤对多种光设备的连接，通常该光连接器具有插过光纤的光纤插头。以往的光线插头是将氧化锆陶瓷等耐磨损性优良的低膨胀率的材料加工成圆柱形而制成的。光纤的前端面在该光纤插头的连接端面的中央部处于露出的状态。连接端面形成曲率半径为20mm左右的凸球面。
[0003] 在专利文献1中公开了一种研磨装置，该研磨装置用于将上述光纤插头的连接端面加工为预定曲率的凸球面。对比文件1所公开的研磨装置具有：研磨盘，其正面隔着弹性片粘贴有研磨膜，且被支撑为在预定平面内可进行圆周运动；滑块，其设置有插头支架，该插头支架安装有光纤插头。而且，在光纤插头的连接端面按压在研磨盘上的状态下，该研磨装置一边使研磨盘进行圆周运动，一边使滑块相对于研磨盘进行往复移动，由此来研磨光纤插头的连接端面。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本国专利第377851号公报
发明内容
[0007] 发明所要解决的课题
[0008] 但是，在上述研磨装置中，支撑研磨盘可进行圆周运动的支撑机构和引导滑块的引导导轨随着研磨装置的使用而被磨损时，有可能使研磨面和滑块的平行度、尺寸变动，无法得到光纤插头的连接端面所需的研磨加工精度。另外，在构成驱动研磨盘进行圆周运动的机构的构成部件中产生磨损时，会在该机构中产生游隙，无法充分地发挥研磨膜的研磨性能，有可能使光纤连接器的连接端面的外观特性和光学特性劣化。为了保持光纤插头的连接端面的研磨精度，需要频繁地更换多个部件，增加了部件成本，而且更换作业需要很多的工时。
[0009] 本发明目的之一在于，提供一种可以削减为了维持研磨精度而需要定期地更换的消耗部件数量的研磨装置。
[0010] 解决课题所需手段
[0011] 本发明的研磨装置，其特征在于，具备：研磨盘，其正面具有研磨工件的端面的研磨面；支撑机构，其支撑所述研磨盘的背面使所述研磨盘沿着预定平面自由移动；工件支架，其保持工件，使得工件的端面与所述研磨盘的研磨面抵接；以及驱动机构，其使所述研磨盘一边进行圆周运动一边进行往复直线运动。
[0012] 根据本发明，通过使研磨盘进行圆周运动和往复直线运动，就不需要使工件支架移动，可以将控制着研磨精度的机构集中到支撑机构。其结果，可以削减为了保持工件的研磨精度而必须定期更换的消耗部件。另外，由于工件支架固定，安装在该工件支架上的工件不进行往复直线运动，所以也可以简化研磨时工件的保持。附图说明
[0013] 图1是本发明一实施方式的研磨装置的立体图。
[0014] 图2是表示从图1的研磨装置中拆下连接支架后的状态的立体图。
[0015] 图3是表示从图2的研磨装置中拆下研磨盘后的状态的立体图。
[0016] 图4是表示使图1的研磨装置的研磨盘进行圆周运动的驱动机构的俯视图。
[0017] 图5是表示使图1的研磨机构的研磨盘进行圆周运动和往复直线运动的驱动机构的立体图。
[0018] 图6是表示使研磨盘往复直线运动的驱动机构的动力传递系统的立体图。
[0020] 图8A是表示引导部件的俯视图。
[0021] 图8B是表示图8A的VIIIB-VIIIB线方向的剖面图。
[0022] 图9是表示研磨盘和驱动机构的关系的图。
[0023] 图10是表示光连接器的一例的图。
[0024] 图11是示意地表示光连接器的光纤插针（Optical Fiber Ferrule）相对于研磨盘的移动轨迹的示意图。
[0025] 图12是表示引导部件的其它例子的立体图。
[0026] 图13是表示引导部件的另一其它例子的立体图。
[0027] 图14是表示引导部件的再另一其它例子的立体图。
具体实施方式
[0028] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0029] 图1表示本发明的一实施方式的研磨装置的外观。如图10所示，本实施方式的研磨装置被用于光纤插针301的连接端面301a的研磨，该光纤插针301被收纳在光连接器300中。该研磨装置具备：底座10；研磨盘20，其具有用于研磨光纤插针301的连接端面
301a的研磨面；支撑机构30，其支撑研磨盘20；驱动机构70，其使研磨盘20进行圆周运动和往复直线运动；以及工件支架50，其保持多个光连接器300。另外，这里，所谓圆周运动是指按照研磨盘20所有点的移动轨迹画成预定半径的圆的方式驱动研磨盘20运动。
301a的研磨面；支撑机构30，其支撑研磨盘20；驱动机构70，其使研磨盘20进行圆周运动和往复直线运动；以及工件支架50，其保持多个光连接器300。另外，这里，所谓圆周运动是指按照研磨盘20所有点的移动轨迹画成预定半径的圆的方式驱动研磨盘20运动。
[0030] 底座10隔着基座1载置在作业台面上，基座1安装有防振橡胶等。底座10为板状部件，并具有例如长边和短边为300mm×250mm的平坦的安装面（基准面）10a。底座10可以采用耐磨损性、耐腐蚀性优良的铸钢或铝合金等比普通金属热变形小的石平台（stone surface plate）。另外，底座10的安装面10a的平面度根据同时被研磨的光连接器300的数量和其排列间隔的长度而定，一般为JIS2级以上的精度即可。只要构成底座11的材料-5的线膨胀系数为1.1×10 /℃以下，则也可以采用铸铁、SUS430、50%镍钢、普通钢等金属作为底座11。另外，在基座1上与底座10邻接地设置有罩子200，该罩子200覆盖后述的电动机或电动机动力传递系统。在该罩子200的上部设置有由各种按钮、显示灯等构成的操作部210和急停开关220。
[0031] 工件支架50具有：形成了多个光纤连接安装孔51的安装板52；设置在安装板52的两端部的引导支柱58；通过引导支柱58在上下方向上引导的升降块56；以及固定在升降块56上的多个按压部件54。
[0032] 安装板52的长度方向的两端部被载置于在底座1上互相分离设置的两个支撑台110的上面，通过分别设置在两个支撑台110上的铰接夹120夹持该两端部的上面来固定在支撑台110上。另外，还构成为，通过操作杆121铰接夹120可以夹紧/释放安装板52。
多个光纤安装孔51沿着安装板52的长度方向以预定间隔排列成前后两列（各12个）。在图中未表示的后方列的光连接安装孔51相对于前方列的光连接安装孔51错开排列间距的一半而排列。多个按压部件54分别对应多个光连接安装孔51而设置。
多个光纤安装孔51沿着安装板52的长度方向以预定间隔排列成前后两列（各12个）。在图中未表示的后方列的光连接安装孔51相对于前方列的光连接安装孔51错开排列间距的一半而排列。多个按压部件54分别对应多个光连接安装孔51而设置。
[0033] 通过引导支柱58可以使升降块56在上下方向上移动，且在按压部件54按压光连接器300的预定位置通过图中未表示的夹紧机构夹紧升降块56。使升降块56上升，将光连接器300分别安装到多个光连接安装孔51中，然后，如果使升降块56下降并夹紧，则通过按压部件54朝下方按压光连接器300而将光连接器300安装到工件支架50中。由此，光纤插针301的连接端面301a抵压在研磨盘20的研磨面上。
[0034] 图2表示拆下工件支架50后的状态的研磨装置。如图2所示，研磨盘20为具有大致正方形的外形的板状部件。研磨盘20的正面20a和背面20b由平坦面构成，在正面20a上隔着可弹性变形的弹性片粘贴研磨膜，该研磨膜构成研磨面。研磨盘20由耐磨损性优良的硬质材料形成，特别是，如后面所述，所形成的由支撑机构30的钢球45支撑的背面
20b的硬度比钢球45的硬度高。
20b的硬度比钢球45的硬度高。
[0035] 图3表示从图2的研磨装置进一步拆下研磨盘20后的状态。支撑机构30具有：两个支撑部件31，其配置上述两个支撑台110之间，且在底座10的安装面10a上并列地设置；多个钢球45；两个引导部件40，其分别设置在用于引导钢球45的各个支撑部件31的上面。
[0036] 支撑部件31按照与底座10的两侧侧面平行的方式设置，其上面为支撑研磨盘20的平坦的支撑面31a。支撑面31a是与底座10的安装面10a平行的平面。支撑部件31与研磨盘20同样由耐磨损性优良的硬质材料形成，特别是如后面所述，所形成的支撑钢球45的支撑面31a的硬度比钢球45的硬度高。
[0037] 多个钢球45存在于支撑部件31的支撑面31a和研磨盘20的背面20b之间，起到后述的承受研磨盘20相对于支撑面31a的圆周运动和往复直线运动的多个轴承要素的作用。
[0038] 这里，图7、图8A和图8B表示引导部件40的构造。引导部件40为细长的平板状部件，具有引导各个钢球45的多个引导孔41以及突出部43，该突出部43形成在平板部分的宽度方向的两端部并朝下方突出。引导部件40的平板部分的厚度如图8B所示，比钢球45的直径短稍许。由此，研磨盘20的背面20b与多个钢球45接触，不与引导部件40接触，另外，研磨盘20沿着与多个钢球45相切的预定平面自由移动地被支撑。引导孔41由在与引导部件40的长度方向正交的方向（宽度方向）延伸的长孔构成，沿着引导部件40的长度方向排列。分别由多个（4个）引导孔41构成的4组引导孔列形成于在长度方向和宽度方向分别对称的位置。通过后述的研磨盘20的圆周运动和往复直线运动钢球45相对于支撑部件31的支撑面31a和研磨盘20的背面20b转动或滑动，该引导孔41限定钢球45的可动范围。通过限定钢球45的可动范围，钢球45不会从支撑部件31的支撑面31a落下。另外，引导孔41的底部的宽度形成为比其上部的宽度窄若干，以使钢球45不会通过引导孔41的底部而落下。两侧的突出部43分别与支撑部件31的两侧面相面对，在支撑部件31的长度方向对引导部件40进行引导。另外，引导部件40在支撑部件31的长度方向自由移动地被支撑着，为了不从支撑部件31中脱落，仅在支撑部件31的长度方向的预定范围内可动。
[0039] 图4和图5表示了拆下图3研磨装置中的驱动机构70的罩子后的状态。另外，图6表示了在图5中拆下罩子200和驱动机构70的一部分后的状态。驱动装置70具有：滑块71，其通过设置在底座10上的直动引导部80在支撑部件31的长度方向即在往复直线运动方向自由移动地被引导；多个（两个）旋转部件72，其与滑块71互相分离地配置，且自由旋转地被支撑着。通过驱动机构70使旋转部件72旋转运动且使滑块71往复直线运动，而使研磨盘20进行圆周运动和往复直线运动。
[0040] 两个旋转部件72分别具有偏心销73，该偏心销73自两个旋转部件72的旋转中心偏离预定距离，插入到在研磨盘20的背面20b所形成的销孔21（参照图9）中。各个旋转部件72与滑轮77同心连接。各个滑轮77与环状的带齿皮带75啮合，带齿皮带75与电动机79的输出轴啮合。另外，带齿皮带75通过设置在滑块71上的张紧器77调整张力。两个旋转部件72通过共同的带齿皮带75传递电动机79的旋转，彼此同步地旋转。
[0041] 在滑块71的一侧部通过固定部件83固定环状的皮带82的一部分。皮带82缠绕滑轮84和滑轮86上，该滑轮84自由旋转地被设置在底座19上，该滑轮86自由旋转地被设置在基座1上。滑轮86与直径不同的滑轮88同心连接，在该滑轮88和电动机92的输出轴缠绕皮带90。由此，电动机92的旋转通过皮带90变换为皮带82的直线运动传递到滑块71。通过使电动机92的输出轴往复旋转，可以使滑块71往复直线运动。
[0042] 参照图9对由驱动机构70驱动的研磨盘20的圆周运动和往复直线运动进行说明。电动机79在预定方向旋转时，两个旋转部件20以中心轴线O为中心在R1方向同步地旋转，研磨盘20以半径R1进行圆周运动，半径R1由中心轴线O和偏心销73之间的距离所规定。此时，两个偏心销73分别卡合到研磨盘20的两个销孔21中，因此研磨盘20不会旋转。另外，如果重复使电动机92在一个方向上旋转一定量后再在反方向上旋转一定量的动作，则滑块71在L1和L2方向交替移动相同的距离。由此，研磨盘20进行往复直线运动。
[0043] 这里，图11示意地表示在研磨24条光连接器300的连接端面301a时的，连接端面301a相对于研磨盘20的移动轨迹。通过使研磨盘20一边进行圆周运动，一边进行往复直线运动，可以使连接端面301a的移动轨迹完全不重合。
[0044] 在本实施方式的研磨装置中，通过转动或滑动产生磨损的部件中，对光连接器300的连接端面301a的研磨精度产生影响、需要定期更换的消耗部件仅仅是多个钢球45。即，用于控制连接端面301a的研磨精度的消耗部件集中在多个钢球45。因此，应该在比较短的周期更换的消耗部件仅是钢球45，如果控制了钢球45的精度，则可以将连接端面301的研磨精度始终保持得很高。例如，在驱动机构70的偏心销73或直动引导部80磨损时，即使磨损对连接端面301a的研磨精度也不会产生影响。因此，对于钢球45以外的消耗部件可以大幅度地延长更换周期。
[0045] 另外，由于本实施方式的研磨装置具有以下构造，即，在研磨中作用到光连接器300的连接端面301a和研磨盘20之间的力集中在钢球45，几乎不施加于驱动机构70，，所以可以进一步延长在驱动机构70中产生磨损的部件的寿命。
[0046] 另外，在本实施方式的研磨装置中，引导部件40可移动地设置在支撑部件31上，由此尽可能地抑制引导部件40对钢球45转动的妨碍。即，除了引导部件40的引导孔41的形成方向以外，使钢球45移动的力作用到钢球45时，通过使引导部件40可以在往复直线运动方向运动，可以最大限度地抑制引导部件40对钢球45转动的妨碍。由此，可以减缓钢球45磨损的发展。
[0047] 进而，在本实施方式的研磨装置中，工件支架固定，安装在工件支架上的工件不进行往复直线运动。因此，在研磨时与光连接器连接的光缆不会弯曲，不会对光缆施加负荷，可以简化研磨时的工件（光连接器）的保持。
[0048] 在上述实施方式中，引导部件40的引导孔41的形成方向为与往复直线运动方向正交的方向，但本发明不限于此，例如，如图12所示，也可以采用引导部件40A或者引导部件40B，该引导部件40A如图12所示，具有相对于往复直线运动方向彼此逆向倾斜的引导孔41A-1和41A-2；该引导部件40B如图13所示，具有相对于往复直线运动方向均为同向倾斜的引导孔41B。另外，在上述实施方式中，例举了单一钢球作为一个轴承要素。但是本发明不限于此。例如，如图14所示，也可以将环状的保持架47中保持的多个钢球48作为一个轴承要素。此时，通过在往复直线运动方向正交的方向上所形成的引导孔41C引导保持架
47使保持架47可以移动。
47使保持架47可以移动。
[0049] 在上述实施方式中，作为轴承要素例举了转动的钢球，但是本发明不限于此。例如作为轴承要素也可以采用在研磨盘和支撑面之间的摩擦系数低的滑动部件代替钢球。
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