ファイバカップリング装置
【課題】Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する際に、調整済みの２つのレンズ２３，２９の微小な芯ずれを十分に防止すること。
【解決手段】Ｚ軸スライド３５のＸＹ平面にロック片９９をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧するロックねじ１０３が螺合して設けられ、ロックねじ１０３はロック片９９の貫通穴９９ｈにＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通し、ロックねじ１０３の回転操作によってロック片９９をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、ロック片９９がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ溝９９ｓ側を起点として弾性変形してＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接するように構成されている。
【解決手段】Ｚ軸スライド３５のＸＹ平面にロック片９９をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧するロックねじ１０３が螺合して設けられ、ロックねじ１０３はロック片９９の貫通穴９９ｈにＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通し、ロックねじ１０３の回転操作によってロック片９９をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、ロック片９９がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ溝９９ｓ側を起点として弾性変形してＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィーディングファイバとプロセスファイバを光学的に接続するファイバカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ発振器にはファイバカップリング装置が用いられており、一般的なファイバカップリング装置の構成は、次のようになる。
【０００３】
ファイバカップリング装置は、ファイバレーザ発振器の筐体に設置されてあって、本体ケースをベースとして具備している。また、本体ケースは、一側（Ｚ軸方向の一側）に、フィーディングファイバの端部を接続可能な第１ファイバ接続部を有してあって、他側（Ｚ軸方向の他側）に、プロセスファイバの端部を接続可能な第２ファイバ接続部を有している。
【０００４】
本体ケース内における第１ファイバ接続部側には、第１鏡筒が設けられており、この第１鏡筒の内部には、フィーディングファイバからのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズが設置されている。また、本体ケース内における第２ファイバ接続部側には、第２鏡筒が設けられており、この第２鏡筒の内部には、前記プロセスファイバに向かってレーザ光を集光する集光レンズが設置されている。
【０００５】
本体ケース内における第１ファイバ接続部側には、Ｚ軸方向（光軸方向であって、左右方向）へ変位可能なＺ軸スライドが設けられており、このＺ軸スライドには、前述の第１鏡筒が一体的に連結されている。また、本体ケース内における第２ファイバ接続部側には、Ｙ軸方向（上下方向）へ変位可能なＹ軸スライドが設けられている。更に、Ｙ軸スライドには、Ｘ軸方向（前後方向）へ変位可能なＸ軸スライドが設けられており、このＸ軸スライドには、前述の第２鏡筒が一体的に連結されている。
【０００６】
本体ケースにおける第２ファイバ接続部の近傍には、Ｙ軸スライドのＹ軸方向の位置、換言すれば、第２鏡筒のＹ軸方向の位置を調整するＹ軸調整ねじが設けられており、本体ケースにおけるＹ軸調整ねじに隣接する位置には、Ｙ軸スライドをＹ軸方向から本体ケースに対してＹ軸方向に移動不能に固定するＹ軸ロックねじが設けられている。同様に、本体ケースにおける第２ファイバ接続部の近傍には、Ｘ軸スライドのＸ軸方向の位置、換言すれば、第２鏡筒のＸ軸方向の位置を調整するＸ軸調整ねじが設けられており、本体ケースにおけるＸ軸調整ねじに隣接する位置には、Ｘ軸スライドをＸ軸方向からＹ軸スライドに対してＸ軸方向に移動不能に固定するＸ軸ロックねじが設けられている。
【０００７】
従って、プロセスファイバ等の交換等を行った後に、Ｙ軸調整ねじを回転操作して第２鏡筒のＹ軸方向の位置を調整すると共に、Ｘ軸調整ねじを回転操作して第２鏡筒のＸ軸方向の位置を調整することにより、集光レンズをコリメートレンズに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させて、コリメートレンズと集光レンズの芯出し調整を行う。続いて、Ｙ軸ロックねじを回転操作してＹ軸スライドをＹ軸方向から本体ケースに対してＹ軸方向に移動不能に固定すると共に、Ｘ軸ロックねじを回転操作してＸ軸スライドをＸ軸方向からＹ軸スライドに対してＸ軸方向に移動不能に固定することにより、第２鏡筒を本体ケースに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定することができる。
【０００８】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−５２０２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述のように、Ｙ軸ロックにねじのロック力の働く方向とＹ軸ロックねじによって固定される方向が同じであって、Ｘ軸ロックねじのロック力の働く方向とＸ軸ロックねじによって固定される方向が同じであるため、Ｙ軸スライドを本体ケースに対して固定したり、Ｘ軸スライドをＹ軸スライドに対して固定したりする際に、第２鏡筒に偏荷重又はモーメントが局所的に生じ易く、調整済みの２つのレンズ（コリメートレンズと集光レンズ）の微小な芯ずれを招くことがあるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のファイバカップリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、フィーディングファイバとプロセスファイバを光学的に接続するファイバカップリング装置において、
一側（Ｚ軸方向の一側）に前記フィーディングファイバの端部を接続可能な第１ファイバ接続部を有し、他側（Ｚ軸方向の他側）に前記プロセスファイバの端部を接続可能な第２ファイバ接続部を有した本体ケースと、
前記本体ケース内における前記第１ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記フィーディングファイバからのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズが設置された第１鏡筒と、
前記本体ケース内における前記第２ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記プロセスファイバに向かってレーザ光を集光する集光レンズが設置された第２鏡筒と、
前記本体ケース内にＺ軸方向へ変位可能に設けられたＺ軸スライドと、前記Ｚ軸スライドにＹ軸方向及びＸ軸方向へ変位可能に設けられかつ前記第１鏡筒と前記第２鏡筒のうちのいずれかの鏡筒が一体的に連結されたＸＹ軸スライドとを備えたスライド機構と、
前記いずれかの鏡筒のＺ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸方向の位置を調整する調整機構と、
前記Ｚ軸スライドをＺ軸方向に直交する方向から前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定するＺ軸ロック機構と、
前記ＸＹ軸スライドをＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定するＸＹ軸ロック機構と、を具備し、
前記ＸＹ軸ロック機構は、
前記ＸＹ軸スライドに設けられ、前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面（Ｚ軸方向に直交する平面）に対向してあって、貫通穴が形成されたロック片と、
前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面に螺合して設けられ、前記ロック片の前記貫通穴にＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通し、前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するロックねじと、を備えたことを要旨とする。
【００１３】
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたこと、及び一体形成されたことを含む意である。また、「Ｚ軸方向」とは、前記プロセスファイバのコアを通るレーザ光の光軸方向のことをいい、「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向（光軸方向）に対して垂直な方向のことをいい、「Ｘ軸方向」とは、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に対してに対して垂直な方向のことをいう。
【００１４】
第１の特徴によると、前記調整機構によって前記いずれかの鏡筒のＺ軸方向の位置を調整することにより、前記集光レンズをコリメートレンズに対して相対的にＺ軸方向へ変位させて、前記集光レンズの焦点位置調整を行う。続いて、前記Ｚ軸ロック機構によって前記Ｚ軸スライドをＺ軸方向に直交する方向から前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定することにより、前記いずれかの鏡筒を前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定する。
【００１５】
前記いずれかの鏡筒を前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定した後に、前記調整機構によって前記いずれかの鏡筒のＹ軸方向及びＸ軸方向の位置を調整することにより、前記集光レンズを前記コリメートレンズに対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させて、前記コリメートレンズと前記集光レンズの芯出し調整を行う。続いて、前記ロックねじを回転操作して、前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧することにより、前記ＸＹ軸スライドをＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定して、前記いずれかの鏡筒を前記本体ケースに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記ロックねじの押圧方向、換言すれば、前記ロックねじのロック力の働く方向がＺ軸方向であって、前記ロックねじによって固定される方向がＹ軸方向及びＸ軸方向であるため、前記ＸＹ軸スライドを前記Ｚ軸スライドに対して固定する際に、前記いずれかの鏡筒に偏荷重又はモーメントが局所的に生じることを抑えて、調整済みの２つのレンズ（前記コリメートレンズと前記集光レンズ）の微小な芯ずれを十分に防止することができる。
【００１７】
前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するだけで、前記いずれかの鏡筒を前記ケース本体に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定できるため、２つのレンズの一連の調整作業を簡略化して、その作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置の正断面図である。
【図２】図２は、図３におけるII-II線に沿った図である。
【図３】図３は、図１におけるIII-III線に沿った図である。
【図４】図４は、図１におけるIV-IV線に沿った図である。
【図５】図５は、図２におけるV-V線に沿った図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置の左側面図である。
【図７】図７は、図１における矢視部VIIの拡大図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置におけるＸＹ軸ロック機構の別態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図１から図８を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれを指してある。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置１は、ファイバ径の異なるフィーディングファイバ３とプロセスファイバ５を光学的に接続するものであって、ファイバレーザ発振器の筐体（図示省略）内に設置される。そして、ファイバカップリング装置１の構成の詳細は、以下のようになる。
【００２１】
ファイバカップリング装置１は、本体ケース７をベースとして具備しており、この本体ケース７の内部には、密閉空間Ｓが区画形成されている。また、本体ケース７のＺ軸方向（光軸方向であって、左右方向）の一側（右側）には、支持筒９が設けられており、この支持筒９には、フィーディングファイバ３の端部をコネクタ１１を介して接続可能な第１ファイバ接続部としての第１レセプタ１３が設けられており、換言すれば、本体ケース７は、右側に、第１レセプタ１３を有している。更に、本体ケース７のＺ軸方向の他側（左側）には、支持リング１５が設けられており、この支持リング１５には、プロセスファイバ５の端部をコネクタ１７を介して接続可能な第２ファイバ接続部としての第２レセプタ１９が設けられており、換言すれば、本体ケース７は、左側に、第２レセプタ１９を有している。
【００２２】
支持筒９には、第１鏡筒２１が設けられており、換言すれば、本体ケース７内における第１レセプタ１３側には、第１鏡筒２１が設けられており、この第１鏡筒２１の内部には、フィーディングファイバ３からのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ２３が設置されている。また、第１鏡筒２１は、先端側に、コリメートレンズ２３を保持するレンズホルダ２５を有している。
【００２３】
本体ケース７内における第２レセプタ１９側には、第２鏡筒２７が設けられており、この第２鏡筒２７の内部には、プロセスファイバ５に向かってレーザ光を集光する集光レンズ２９が設置されている。また、第２鏡筒２７は、先端側に、集光レンズ２９を保持するレンズホルダ３１を有している。
【００２４】
図１、図２、図３、及び図５に示すように、本体ケース７内には、第２鏡筒２７をＺ軸方向、Ｙ軸方向（上下方向）、及びＸ軸方向（前後方向）へ変位させるためのスライド機構３３が設けられており、このスライド機構３３の具体的な構成は、次のようになる。
【００２５】
即ち、本体ケース７の底面には、正面視Ｔ字形状のＺ軸スライド３５がＺ軸方向へ延びたＺ軸ＬＭガイド３７を介してＺ軸方向へ変位可能に設けられており、このＺ軸スライド３５は、左側に、当接ピン３９を有してあって、Ｚ軸スライド３５には、第２鏡筒２７の先端部を挿入可能な開口部３５ｍが形成されている。また、Ｚ軸スライド３５には、Ｙ軸スライド４１がＹ軸方向へ延びた一対のＹ軸ＬＭガイド４３を介してＹ軸方向へ変位可能に設けられており、このＹ軸スライド４１には、第２鏡筒２７を挿通可能な開口部４３ｍが形成されている。更に、Ｙ軸スライド４１には、Ｘ軸スライド４５がＸ軸方向へ延びたＸ軸ＬＭガイド４７を介してＸ軸方向へ変位可能に設けられており、このＸ軸スライド４５は、前側（Ｘ軸方向の一側）に、ブラケット（支持板）４９を有してあって、Ｘ軸スライド４５には、第２鏡筒２７が一体的に連結されている。
【００２６】
図２から図６に示すように、ファイバカップリング装置１は、第２鏡筒２７をＺ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸方向の位置を調整する調整機構５１を具備しており、この調整機構５１の具体的な構成は、次のようになる。
【００２７】
即ち、本体ケース７の左側部（Ｚ軸方向の一方の側部）には、Ｚ軸マイクロメータヘッド５３が設けられており、このＺ軸マイクロメータヘッド５３は、本体ケース７の左方側（Ｚ軸方向の一方側）から回転操作可能であって、先端側に、Ｚ軸方向へ変位可能かつＺ軸スライド３５の当接ピン３９に当接可能なＺ軸スピンドル５５を有している。また、Ｚ軸スライド３５の下面に形成された収容溝（収容凹部３５ｇには、Ｚ軸スライド３５の当接ピン３９をＺ軸スピンドル５５に当接する方向（左方向）へ付勢するＺ軸付勢部材としてのスプリング５７が設けられおり、このスプリング５７の付勢力は、適宜に調節可能になっている。
【００２８】
本体ケース７の左側部には、Ｙ軸マイクロメータヘッド５９が設けられており、このＹ軸マイクロメータヘッド５９は、本体ケース７の左方側から回転操作可能であって、先端側に、Ｚ軸方向へ変位可能なＹ軸スピンドル６１を有している。また、本体ケース７内の上部には、支持ブロック６３が設けられており、この支持ブロック６３には、Ｙ軸揺動レバー６５がＸ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられている。換言すれば、本体ケース７内の上部には、Ｙ軸揺動レバー６５が支持ブロック６３を介してＸ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられている。そして、Ｙ軸揺動レバー６５は、一端側に、Ｙ軸スピンドル６１に当接可能なＹ軸主動当接子としてＹ軸主動ローラ６７を有しており、他端側に、Ｙ軸スライド４１のＸＺ平面（Ｙ軸方向に直交する平面）に当接可能なＹ軸従動当接子としてＹ軸従動ローラ６９を有しており、Ｙ軸主動ローラ６７及びＹ軸従動ローラ６９は、Ｘ軸方向に平行な軸心周りにそれぞれ回転可能になっている。更に、Ｙ軸スライド４１の上面には、Ｙ軸スライド４１をＹ軸従動ローラ６９に当接する方向（上方向）へ付勢するＹ軸付勢部材としてＹ軸スプリングプランジャ７１が設けられており、このＹ軸スプリングプランジャ７１は、先端側に、Ｚ軸スライド３５の上面に当接可能なＹ軸当接ピン７３を有している。
【００２９】
本体ケース７の左側部には、Ｘ軸マイクロメータヘッド７５が設けられており、このＸ軸マイクロメータヘッド７５は、本体ケース７の左方側から回転操作可能であって、先端側に、Ｚ軸方向へ変位可能なＸ軸スピンドル７７を有している。また、支持ブロック６３には、Ｘ軸揺動レバー７９がＹ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられており、換言すれば、本体ケース７内の上部には、Ｘ軸揺動レバー７９が支持ブロック６３を介してＹ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられている。そして、Ｘ軸揺動レバー７９は、一端側に、Ｘ軸スピンドル７７に当接可能なＸ軸主動当接子としてＸ軸主動ローラ８１を有しており、他端側に、Ｘ軸スライド４５のＹＺ平面（Ｘ軸方向に直交する平面）に当接可能なＸ軸従動当接子としてＸ軸従動ローラ８３を有してあって、Ｘ軸主動ローラ８１及びＸ軸従動ローラ８３は、Ｙ軸方向に平行な軸心周りにそれぞれ回転可能である。更に、Ｘ軸スライド４５のブラケット４９の前面には、Ｘ軸スライド４５をＸ軸従動ローラ８３に当接する方向（前方向）へ付勢するＸ軸付勢部材としてＸ軸スプリングプランジャ８５が設けられており、このＸ軸スプリングプランジャ８５は、先端側に、Ｙ軸スライド４１の前端面に当接可能なＸ軸当接ピン８７を有している。
【００３０】
図２及び図６に示すように、ファイバカップリング装置１は、Ｚ軸スライド３５をＺ軸方向から本体ケース７に対して固定するＺ軸ロック機構８９を具備しており、このＺ軸ロック機構８９の具体的な構成は、次のようになる。
【００３１】
即ち、Ｚ軸スライド３５の左端面には、Ｚ軸方向へ延びた連結ロッド９１が一体的に設けられており、この連結ロッド９１は、本体ケース７の左側部に挿通してある。また、本体ケース７の左側部には、連結ロッド９１をＺ軸方向に直交する方向から把持（保持）するクランプ部材９３が設けられており、このクランプ部材９３は、本体ケース７の左側方から回転操作可能なクランプねじ９５を備えている。
【００３２】
図１、図６、及び図７に示すように、ファイバカップリング装置１は、Ｘ軸スライド４５をＺ軸方向からＺ軸スライド３５に対して固定するＸＹ軸ロック機構９７を具備しており、このＸＹ軸ロック機構９７の具体的な構成は、次のようになる。
【００３３】
即ち、Ｘ軸スライド４５の下部（下側）には、ロック片９９が一体形成されており、このロック片９９は、Ｚ軸スライド３５のＸＹ平面（Ｚ軸方向に直交する平面）に対向してあって、第２鏡筒２７の下側に位置している。また、ロック片９９には、貫通穴９９ｈが形成されており、ロック片９９の基端側には、溝（横溝）９９ｓがＸ軸方向に沿って形成されている。ここで、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する前において、ロック片９９とＺ軸スライド３５との間には、Ｚ軸方向のクリアランスＣが区画形成されている。更に、Ｚ軸スライド３５のＸＹ平面には、ロック片９９を座金１０１を介してＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧するロックねじ１０３が螺合して設けられており、このロックねじ１０３は、本体ケース７の左方側から回転操作可能であって、ロック片９９の貫通穴９９ｈにＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通してある。そして、ＸＹ軸ロック機構９７は、ロックねじ１０３の回転操作によってロック片９９をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、ロック片９９がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ溝９９ｓ側を起点として弾性変形してＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接するように構成されている。ここで、ロック片９９の圧接力は、Ｘ軸スライド４５がＺ軸スライド３５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に変位しない程度に設定されている。なお、ロック片９９の押圧状態が解除されると、ロック片９９が弾性復帰して、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する前の状態に復帰するようになっている。
【００３４】
更に、Ｘ軸スライド４５の下部にロック片９９が一体形成される代わりに、図８に示すように、板バネ１０５が別のロック片として設けられかつ板バネ１０５に貫通穴１０５ｈが形成されるようにしても構わない。この場合にも、ロックねじ１０３は、板バネ１０５の貫通穴１０５ｈにＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通してあって、ＸＹ軸ロック機構９７は、ロックねじ１０３の回転操作によって板バネ１０５をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、板バネ１０５がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ弾性変形してＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接するするように構成されている。
【００３５】
次に、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３６】
本体ケース７の左方側からＺ軸マイクロメータヘッド５３を回転操作して、Ｚ軸スピンドル５５をＺ軸方向へ変位させることにより、Ｚ軸スライド３５をスプリング５７の付勢力に抗してＺ軸方向へ変位させて、第２鏡筒２７のＺ軸方向の位置を調整する。これにより、集光レンズ２９をコリメートレンズ２３に対してＺ軸方向へ変位させて、集光レンズ２９の焦点位置調整を行うことができる。
【００３７】
続いて、本体ケース７の左方側からクランプねじ９５を回転操作して、クランプ部材９３によって連結ロッド９１をＺ軸方向に直交する方向から把持することにより、Ｚ軸スライド３５をＺ軸方向に直交する方向から本体ケース７に対してＺ軸方向に移動不能に固定する。これにより、第２鏡筒２７を本体ケース７に対してＺ軸方向に移動不能に固定することができる。
【００３８】
第２鏡筒２７を本体ケース７に対してＺ軸方向に移動不能に固定した後に、本体ケース７の左方側からＹ軸マイクロメータヘッド５９を回転操作して、Ｙ軸スピンドル６１をＺ軸方向へ変位させることにより、Ｙ軸揺動レバー６５をＸ軸方向に平行な軸心周りに揺動させつつ、Ｙ軸スライド４１をＹ軸スプリングプランジャ７１の付勢力に抗してＹ軸方向へ変位させて、第２鏡筒２７のＹ軸方向の位置を調整する。また、本体ケース７の左方側からＸ軸マイクロメータヘッド７５を回転操作して、Ｘ軸スピンドル７７をＺ軸方向へ変位させることにより、Ｘ軸揺動レバー７９をＹ軸方向に平行な軸心周りに揺動させつつ、Ｘ軸スライド４５をＸ軸スプリングプランジャ８５の付勢力に抗してＸ軸方向へ変位させて、第２鏡筒２７のＸ軸方向の位置を調整する。これにより、集光レンズ２９をコリメートレンズ２３に対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させて、コリメートレンズ２３と集光レンズ２９の芯出し調整（２つのレンズ２３，２９の芯出し調整）を行うことができる。
【００３９】
続いて、本体ケース７の左方側からロックねじ１０３を回転操作して、ロック片９９又は板バネ１０５をＺ軸方向からＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧することにより、ロック片９９又は板バネ１０５がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ弾性変形しながらＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接して、Ｘ軸スライド４５をＺ軸方向からＺ軸スライド３５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定する。これにより、第２鏡筒２７を本体ケース７に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定することができる。
【００４０】
従って、本発明の実施形態によれば、ロックねじ１０３の押圧方向、換言すれば、ロックねじ１０３のロック力の働く方向がＺ軸方向であって、ロックねじ１０３によって固定される方向がＹ軸方向及びＸ軸方向であるため、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する際に、第２鏡筒２７に偏荷重又はモーメントが局所的に生じることを抑えることができる。また、ＸＹ軸ロック機構９７は、ロックねじ１０３の回転操作によって板バネ１０５をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、ロック片９９又は板バネ１０５がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ弾性変形するように構成されているため、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する際に、第２鏡筒２７が変位することがない。よって、調整済みの２つのレンズ２３，２９の微小な芯ずれを十分に防止することができる。
【００４１】
前記ロック片をＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するだけで、前記いずれかの鏡筒を前記ケース本体に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定できるため、２つのレンズの一連の調整作業を簡略化して、その作業時間を短縮することができる。
【００４２】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、次のように、種々の態様で実施可能である。
【００４３】
即ち、Ｘ軸スライド４５に第２鏡筒２７が一体的に連結される代わりに、Ｘ軸スライド４５に第１鏡筒２１が一体的に連結されるようにしても構わない。また、Ｚ軸スライド３５にＹ軸スライド４１がＹ軸方向へ変位可能に設けられ、かつＹ軸スライド４１にＸ軸スライド４５がＸ軸方向へ変位可能に設けられる代わりに、Ｚ軸スライド３５に別のＸ軸スライド（図示省略）がＸ軸方向へ変位可能に設けられ、かつ別のＸ軸スライドに別のＹ軸スライド（図示省略）がＹ軸方向へ変位可能に設けられるようにしても構わない。
【００４４】
そして、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００４５】
１ ファイバカップリング装置
３ フィーディングファイバ
５ プロセスファイバ
７ 本体ケース
９ 支持筒
１３ 第１レセプタ
１５ 支持リング
１９ 第２レセプタ
２１ 第１鏡筒
２３ コリメートレンズ
２７ 第２鏡筒
２９ 集光レンズ
３３ スライド機構
３５ Ｚ軸スライド
３７ Ｚ軸ＬＭガイド
３９ 当接ピン
４１ Ｙ軸スライド
４３ Ｙ軸ＬＭガイド
４５ Ｘ軸スライド
４７ Ｘ軸ＬＭガイド
４９ ブラケット
５１ 調整機構
５３ Ｚ軸マイクロメータヘッド
５５ Ｚ軸スピンドル
５７ スプリング
５９ Ｙ軸マイクロメータヘッド
６１ Ｙ軸スピンドル
６５ Ｙ軸揺動レバー
６７ Ｙ軸主動ローラ
６９ Ｙ軸従動ローラ
７１ Ｙ軸スプリングプランジャ
７３ Ｙ軸当接ピン
７５ Ｘ軸マイクロメータヘッド
７７ Ｘ軸スピンドル
７９ Ｘ軸揺動レバー
８１ Ｘ軸主動ローラ
８３ Ｘ軸従動ローラ
８５ Ｘ軸スプリングプランジャ
８７ Ｘ軸当接ピン
８９ Ｚ軸ロック機構
９１ 連結ロッド
９３ クランプ部材
９５ クランプねじ
９７ ＸＹ軸ロック機構
９９ ロック片
９９ｈ 貫通穴
９９ｓ 溝
１０１ 座金
１０３ ロックねじ
１０５ 板バネ
１０５ｈ 貫通穴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィーディングファイバとプロセスファイバを光学的に接続するファイバカップリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ発振器にはファイバカップリング装置が用いられており、一般的なファイバカップリング装置の構成は、次のようになる。
【０００３】
ファイバカップリング装置は、ファイバレーザ発振器の筐体に設置されてあって、本体ケースをベースとして具備している。また、本体ケースは、一側（Ｚ軸方向の一側）に、フィーディングファイバの端部を接続可能な第１ファイバ接続部を有してあって、他側（Ｚ軸方向の他側）に、プロセスファイバの端部を接続可能な第２ファイバ接続部を有している。
【０００４】
本体ケース内における第１ファイバ接続部側には、第１鏡筒が設けられており、この第１鏡筒の内部には、フィーディングファイバからのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズが設置されている。また、本体ケース内における第２ファイバ接続部側には、第２鏡筒が設けられており、この第２鏡筒の内部には、前記プロセスファイバに向かってレーザ光を集光する集光レンズが設置されている。
【０００５】
本体ケース内における第１ファイバ接続部側には、Ｚ軸方向（光軸方向であって、左右方向）へ変位可能なＺ軸スライドが設けられており、このＺ軸スライドには、前述の第１鏡筒が一体的に連結されている。また、本体ケース内における第２ファイバ接続部側には、Ｙ軸方向（上下方向）へ変位可能なＹ軸スライドが設けられている。更に、Ｙ軸スライドには、Ｘ軸方向（前後方向）へ変位可能なＸ軸スライドが設けられており、このＸ軸スライドには、前述の第２鏡筒が一体的に連結されている。
【０００６】
本体ケースにおける第２ファイバ接続部の近傍には、Ｙ軸スライドのＹ軸方向の位置、換言すれば、第２鏡筒のＹ軸方向の位置を調整するＹ軸調整ねじが設けられており、本体ケースにおけるＹ軸調整ねじに隣接する位置には、Ｙ軸スライドをＹ軸方向から本体ケースに対してＹ軸方向に移動不能に固定するＹ軸ロックねじが設けられている。同様に、本体ケースにおける第２ファイバ接続部の近傍には、Ｘ軸スライドのＸ軸方向の位置、換言すれば、第２鏡筒のＸ軸方向の位置を調整するＸ軸調整ねじが設けられており、本体ケースにおけるＸ軸調整ねじに隣接する位置には、Ｘ軸スライドをＸ軸方向からＹ軸スライドに対してＸ軸方向に移動不能に固定するＸ軸ロックねじが設けられている。
【０００７】
従って、プロセスファイバ等の交換等を行った後に、Ｙ軸調整ねじを回転操作して第２鏡筒のＹ軸方向の位置を調整すると共に、Ｘ軸調整ねじを回転操作して第２鏡筒のＸ軸方向の位置を調整することにより、集光レンズをコリメートレンズに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させて、コリメートレンズと集光レンズの芯出し調整を行う。続いて、Ｙ軸ロックねじを回転操作してＹ軸スライドをＹ軸方向から本体ケースに対してＹ軸方向に移動不能に固定すると共に、Ｘ軸ロックねじを回転操作してＸ軸スライドをＸ軸方向からＹ軸スライドに対してＸ軸方向に移動不能に固定することにより、第２鏡筒を本体ケースに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定することができる。
【０００８】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−５２０２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述のように、Ｙ軸ロックにねじのロック力の働く方向とＹ軸ロックねじによって固定される方向が同じであって、Ｘ軸ロックねじのロック力の働く方向とＸ軸ロックねじによって固定される方向が同じであるため、Ｙ軸スライドを本体ケースに対して固定したり、Ｘ軸スライドをＹ軸スライドに対して固定したりする際に、第２鏡筒に偏荷重又はモーメントが局所的に生じ易く、調整済みの２つのレンズ（コリメートレンズと集光レンズ）の微小な芯ずれを招くことがあるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のファイバカップリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の特徴は、フィーディングファイバとプロセスファイバを光学的に接続するファイバカップリング装置において、
一側（Ｚ軸方向の一側）に前記フィーディングファイバの端部を接続可能な第１ファイバ接続部を有し、他側（Ｚ軸方向の他側）に前記プロセスファイバの端部を接続可能な第２ファイバ接続部を有した本体ケースと、
前記本体ケース内における前記第１ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記フィーディングファイバからのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズが設置された第１鏡筒と、
前記本体ケース内における前記第２ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記プロセスファイバに向かってレーザ光を集光する集光レンズが設置された第２鏡筒と、
前記本体ケース内にＺ軸方向へ変位可能に設けられたＺ軸スライドと、前記Ｚ軸スライドにＹ軸方向及びＸ軸方向へ変位可能に設けられかつ前記第１鏡筒と前記第２鏡筒のうちのいずれかの鏡筒が一体的に連結されたＸＹ軸スライドとを備えたスライド機構と、
前記いずれかの鏡筒のＺ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸方向の位置を調整する調整機構と、
前記Ｚ軸スライドをＺ軸方向に直交する方向から前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定するＺ軸ロック機構と、
前記ＸＹ軸スライドをＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定するＸＹ軸ロック機構と、を具備し、
前記ＸＹ軸ロック機構は、
前記ＸＹ軸スライドに設けられ、前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面（Ｚ軸方向に直交する平面）に対向してあって、貫通穴が形成されたロック片と、
前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面に螺合して設けられ、前記ロック片の前記貫通穴にＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通し、前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するロックねじと、を備えたことを要旨とする。
【００１３】
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたこと、及び一体形成されたことを含む意である。また、「Ｚ軸方向」とは、前記プロセスファイバのコアを通るレーザ光の光軸方向のことをいい、「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向（光軸方向）に対して垂直な方向のことをいい、「Ｘ軸方向」とは、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に対してに対して垂直な方向のことをいう。
【００１４】
第１の特徴によると、前記調整機構によって前記いずれかの鏡筒のＺ軸方向の位置を調整することにより、前記集光レンズをコリメートレンズに対して相対的にＺ軸方向へ変位させて、前記集光レンズの焦点位置調整を行う。続いて、前記Ｚ軸ロック機構によって前記Ｚ軸スライドをＺ軸方向に直交する方向から前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定することにより、前記いずれかの鏡筒を前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定する。
【００１５】
前記いずれかの鏡筒を前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定した後に、前記調整機構によって前記いずれかの鏡筒のＹ軸方向及びＸ軸方向の位置を調整することにより、前記集光レンズを前記コリメートレンズに対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させて、前記コリメートレンズと前記集光レンズの芯出し調整を行う。続いて、前記ロックねじを回転操作して、前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧することにより、前記ＸＹ軸スライドをＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定して、前記いずれかの鏡筒を前記本体ケースに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記ロックねじの押圧方向、換言すれば、前記ロックねじのロック力の働く方向がＺ軸方向であって、前記ロックねじによって固定される方向がＹ軸方向及びＸ軸方向であるため、前記ＸＹ軸スライドを前記Ｚ軸スライドに対して固定する際に、前記いずれかの鏡筒に偏荷重又はモーメントが局所的に生じることを抑えて、調整済みの２つのレンズ（前記コリメートレンズと前記集光レンズ）の微小な芯ずれを十分に防止することができる。
【００１７】
前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するだけで、前記いずれかの鏡筒を前記ケース本体に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定できるため、２つのレンズの一連の調整作業を簡略化して、その作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置の正断面図である。
【図２】図２は、図３におけるII-II線に沿った図である。
【図３】図３は、図１におけるIII-III線に沿った図である。
【図４】図４は、図１におけるIV-IV線に沿った図である。
【図５】図５は、図２におけるV-V線に沿った図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置の左側面図である。
【図７】図７は、図１における矢視部VIIの拡大図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置におけるＸＹ軸ロック機構の別態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図１から図８を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれを指してある。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置１は、ファイバ径の異なるフィーディングファイバ３とプロセスファイバ５を光学的に接続するものであって、ファイバレーザ発振器の筐体（図示省略）内に設置される。そして、ファイバカップリング装置１の構成の詳細は、以下のようになる。
【００２１】
ファイバカップリング装置１は、本体ケース７をベースとして具備しており、この本体ケース７の内部には、密閉空間Ｓが区画形成されている。また、本体ケース７のＺ軸方向（光軸方向であって、左右方向）の一側（右側）には、支持筒９が設けられており、この支持筒９には、フィーディングファイバ３の端部をコネクタ１１を介して接続可能な第１ファイバ接続部としての第１レセプタ１３が設けられており、換言すれば、本体ケース７は、右側に、第１レセプタ１３を有している。更に、本体ケース７のＺ軸方向の他側（左側）には、支持リング１５が設けられており、この支持リング１５には、プロセスファイバ５の端部をコネクタ１７を介して接続可能な第２ファイバ接続部としての第２レセプタ１９が設けられており、換言すれば、本体ケース７は、左側に、第２レセプタ１９を有している。
【００２２】
支持筒９には、第１鏡筒２１が設けられており、換言すれば、本体ケース７内における第１レセプタ１３側には、第１鏡筒２１が設けられており、この第１鏡筒２１の内部には、フィーディングファイバ３からのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ２３が設置されている。また、第１鏡筒２１は、先端側に、コリメートレンズ２３を保持するレンズホルダ２５を有している。
【００２３】
本体ケース７内における第２レセプタ１９側には、第２鏡筒２７が設けられており、この第２鏡筒２７の内部には、プロセスファイバ５に向かってレーザ光を集光する集光レンズ２９が設置されている。また、第２鏡筒２７は、先端側に、集光レンズ２９を保持するレンズホルダ３１を有している。
【００２４】
図１、図２、図３、及び図５に示すように、本体ケース７内には、第２鏡筒２７をＺ軸方向、Ｙ軸方向（上下方向）、及びＸ軸方向（前後方向）へ変位させるためのスライド機構３３が設けられており、このスライド機構３３の具体的な構成は、次のようになる。
【００２５】
即ち、本体ケース７の底面には、正面視Ｔ字形状のＺ軸スライド３５がＺ軸方向へ延びたＺ軸ＬＭガイド３７を介してＺ軸方向へ変位可能に設けられており、このＺ軸スライド３５は、左側に、当接ピン３９を有してあって、Ｚ軸スライド３５には、第２鏡筒２７の先端部を挿入可能な開口部３５ｍが形成されている。また、Ｚ軸スライド３５には、Ｙ軸スライド４１がＹ軸方向へ延びた一対のＹ軸ＬＭガイド４３を介してＹ軸方向へ変位可能に設けられており、このＹ軸スライド４１には、第２鏡筒２７を挿通可能な開口部４３ｍが形成されている。更に、Ｙ軸スライド４１には、Ｘ軸スライド４５がＸ軸方向へ延びたＸ軸ＬＭガイド４７を介してＸ軸方向へ変位可能に設けられており、このＸ軸スライド４５は、前側（Ｘ軸方向の一側）に、ブラケット（支持板）４９を有してあって、Ｘ軸スライド４５には、第２鏡筒２７が一体的に連結されている。
【００２６】
図２から図６に示すように、ファイバカップリング装置１は、第２鏡筒２７をＺ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸方向の位置を調整する調整機構５１を具備しており、この調整機構５１の具体的な構成は、次のようになる。
【００２７】
即ち、本体ケース７の左側部（Ｚ軸方向の一方の側部）には、Ｚ軸マイクロメータヘッド５３が設けられており、このＺ軸マイクロメータヘッド５３は、本体ケース７の左方側（Ｚ軸方向の一方側）から回転操作可能であって、先端側に、Ｚ軸方向へ変位可能かつＺ軸スライド３５の当接ピン３９に当接可能なＺ軸スピンドル５５を有している。また、Ｚ軸スライド３５の下面に形成された収容溝（収容凹部３５ｇには、Ｚ軸スライド３５の当接ピン３９をＺ軸スピンドル５５に当接する方向（左方向）へ付勢するＺ軸付勢部材としてのスプリング５７が設けられおり、このスプリング５７の付勢力は、適宜に調節可能になっている。
【００２８】
本体ケース７の左側部には、Ｙ軸マイクロメータヘッド５９が設けられており、このＹ軸マイクロメータヘッド５９は、本体ケース７の左方側から回転操作可能であって、先端側に、Ｚ軸方向へ変位可能なＹ軸スピンドル６１を有している。また、本体ケース７内の上部には、支持ブロック６３が設けられており、この支持ブロック６３には、Ｙ軸揺動レバー６５がＸ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられている。換言すれば、本体ケース７内の上部には、Ｙ軸揺動レバー６５が支持ブロック６３を介してＸ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられている。そして、Ｙ軸揺動レバー６５は、一端側に、Ｙ軸スピンドル６１に当接可能なＹ軸主動当接子としてＹ軸主動ローラ６７を有しており、他端側に、Ｙ軸スライド４１のＸＺ平面（Ｙ軸方向に直交する平面）に当接可能なＹ軸従動当接子としてＹ軸従動ローラ６９を有しており、Ｙ軸主動ローラ６７及びＹ軸従動ローラ６９は、Ｘ軸方向に平行な軸心周りにそれぞれ回転可能になっている。更に、Ｙ軸スライド４１の上面には、Ｙ軸スライド４１をＹ軸従動ローラ６９に当接する方向（上方向）へ付勢するＹ軸付勢部材としてＹ軸スプリングプランジャ７１が設けられており、このＹ軸スプリングプランジャ７１は、先端側に、Ｚ軸スライド３５の上面に当接可能なＹ軸当接ピン７３を有している。
【００２９】
本体ケース７の左側部には、Ｘ軸マイクロメータヘッド７５が設けられており、このＸ軸マイクロメータヘッド７５は、本体ケース７の左方側から回転操作可能であって、先端側に、Ｚ軸方向へ変位可能なＸ軸スピンドル７７を有している。また、支持ブロック６３には、Ｘ軸揺動レバー７９がＹ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられており、換言すれば、本体ケース７内の上部には、Ｘ軸揺動レバー７９が支持ブロック６３を介してＹ軸方向に平行な軸心周りに揺動可能に設けられている。そして、Ｘ軸揺動レバー７９は、一端側に、Ｘ軸スピンドル７７に当接可能なＸ軸主動当接子としてＸ軸主動ローラ８１を有しており、他端側に、Ｘ軸スライド４５のＹＺ平面（Ｘ軸方向に直交する平面）に当接可能なＸ軸従動当接子としてＸ軸従動ローラ８３を有してあって、Ｘ軸主動ローラ８１及びＸ軸従動ローラ８３は、Ｙ軸方向に平行な軸心周りにそれぞれ回転可能である。更に、Ｘ軸スライド４５のブラケット４９の前面には、Ｘ軸スライド４５をＸ軸従動ローラ８３に当接する方向（前方向）へ付勢するＸ軸付勢部材としてＸ軸スプリングプランジャ８５が設けられており、このＸ軸スプリングプランジャ８５は、先端側に、Ｙ軸スライド４１の前端面に当接可能なＸ軸当接ピン８７を有している。
【００３０】
図２及び図６に示すように、ファイバカップリング装置１は、Ｚ軸スライド３５をＺ軸方向から本体ケース７に対して固定するＺ軸ロック機構８９を具備しており、このＺ軸ロック機構８９の具体的な構成は、次のようになる。
【００３１】
即ち、Ｚ軸スライド３５の左端面には、Ｚ軸方向へ延びた連結ロッド９１が一体的に設けられており、この連結ロッド９１は、本体ケース７の左側部に挿通してある。また、本体ケース７の左側部には、連結ロッド９１をＺ軸方向に直交する方向から把持（保持）するクランプ部材９３が設けられており、このクランプ部材９３は、本体ケース７の左側方から回転操作可能なクランプねじ９５を備えている。
【００３２】
図１、図６、及び図７に示すように、ファイバカップリング装置１は、Ｘ軸スライド４５をＺ軸方向からＺ軸スライド３５に対して固定するＸＹ軸ロック機構９７を具備しており、このＸＹ軸ロック機構９７の具体的な構成は、次のようになる。
【００３３】
即ち、Ｘ軸スライド４５の下部（下側）には、ロック片９９が一体形成されており、このロック片９９は、Ｚ軸スライド３５のＸＹ平面（Ｚ軸方向に直交する平面）に対向してあって、第２鏡筒２７の下側に位置している。また、ロック片９９には、貫通穴９９ｈが形成されており、ロック片９９の基端側には、溝（横溝）９９ｓがＸ軸方向に沿って形成されている。ここで、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する前において、ロック片９９とＺ軸スライド３５との間には、Ｚ軸方向のクリアランスＣが区画形成されている。更に、Ｚ軸スライド３５のＸＹ平面には、ロック片９９を座金１０１を介してＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧するロックねじ１０３が螺合して設けられており、このロックねじ１０３は、本体ケース７の左方側から回転操作可能であって、ロック片９９の貫通穴９９ｈにＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通してある。そして、ＸＹ軸ロック機構９７は、ロックねじ１０３の回転操作によってロック片９９をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、ロック片９９がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ溝９９ｓ側を起点として弾性変形してＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接するように構成されている。ここで、ロック片９９の圧接力は、Ｘ軸スライド４５がＺ軸スライド３５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に変位しない程度に設定されている。なお、ロック片９９の押圧状態が解除されると、ロック片９９が弾性復帰して、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する前の状態に復帰するようになっている。
【００３４】
更に、Ｘ軸スライド４５の下部にロック片９９が一体形成される代わりに、図８に示すように、板バネ１０５が別のロック片として設けられかつ板バネ１０５に貫通穴１０５ｈが形成されるようにしても構わない。この場合にも、ロックねじ１０３は、板バネ１０５の貫通穴１０５ｈにＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通してあって、ＸＹ軸ロック機構９７は、ロックねじ１０３の回転操作によって板バネ１０５をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、板バネ１０５がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ弾性変形してＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接するするように構成されている。
【００３５】
次に、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３６】
本体ケース７の左方側からＺ軸マイクロメータヘッド５３を回転操作して、Ｚ軸スピンドル５５をＺ軸方向へ変位させることにより、Ｚ軸スライド３５をスプリング５７の付勢力に抗してＺ軸方向へ変位させて、第２鏡筒２７のＺ軸方向の位置を調整する。これにより、集光レンズ２９をコリメートレンズ２３に対してＺ軸方向へ変位させて、集光レンズ２９の焦点位置調整を行うことができる。
【００３７】
続いて、本体ケース７の左方側からクランプねじ９５を回転操作して、クランプ部材９３によって連結ロッド９１をＺ軸方向に直交する方向から把持することにより、Ｚ軸スライド３５をＺ軸方向に直交する方向から本体ケース７に対してＺ軸方向に移動不能に固定する。これにより、第２鏡筒２７を本体ケース７に対してＺ軸方向に移動不能に固定することができる。
【００３８】
第２鏡筒２７を本体ケース７に対してＺ軸方向に移動不能に固定した後に、本体ケース７の左方側からＹ軸マイクロメータヘッド５９を回転操作して、Ｙ軸スピンドル６１をＺ軸方向へ変位させることにより、Ｙ軸揺動レバー６５をＸ軸方向に平行な軸心周りに揺動させつつ、Ｙ軸スライド４１をＹ軸スプリングプランジャ７１の付勢力に抗してＹ軸方向へ変位させて、第２鏡筒２７のＹ軸方向の位置を調整する。また、本体ケース７の左方側からＸ軸マイクロメータヘッド７５を回転操作して、Ｘ軸スピンドル７７をＺ軸方向へ変位させることにより、Ｘ軸揺動レバー７９をＹ軸方向に平行な軸心周りに揺動させつつ、Ｘ軸スライド４５をＸ軸スプリングプランジャ８５の付勢力に抗してＸ軸方向へ変位させて、第２鏡筒２７のＸ軸方向の位置を調整する。これにより、集光レンズ２９をコリメートレンズ２３に対して相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させて、コリメートレンズ２３と集光レンズ２９の芯出し調整（２つのレンズ２３，２９の芯出し調整）を行うことができる。
【００３９】
続いて、本体ケース７の左方側からロックねじ１０３を回転操作して、ロック片９９又は板バネ１０５をＺ軸方向からＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧することにより、ロック片９９又は板バネ１０５がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ弾性変形しながらＺ軸スライド３５のＸＹ平面に圧接して、Ｘ軸スライド４５をＺ軸方向からＺ軸スライド３５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定する。これにより、第２鏡筒２７を本体ケース７に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定することができる。
【００４０】
従って、本発明の実施形態によれば、ロックねじ１０３の押圧方向、換言すれば、ロックねじ１０３のロック力の働く方向がＺ軸方向であって、ロックねじ１０３によって固定される方向がＹ軸方向及びＸ軸方向であるため、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する際に、第２鏡筒２７に偏荷重又はモーメントが局所的に生じることを抑えることができる。また、ＸＹ軸ロック機構９７は、ロックねじ１０３の回転操作によって板バネ１０５をＺ軸スライド３５のＸＹ平面側に押圧すると、ロック片９９又は板バネ１０５がＺ軸方向のクリアランスＣ分だけ弾性変形するように構成されているため、Ｘ軸スライド４５をＺ軸スライド３５に対して固定する際に、第２鏡筒２７が変位することがない。よって、調整済みの２つのレンズ２３，２９の微小な芯ずれを十分に防止することができる。
【００４１】
前記ロック片をＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するだけで、前記いずれかの鏡筒を前記ケース本体に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定できるため、２つのレンズの一連の調整作業を簡略化して、その作業時間を短縮することができる。
【００４２】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、次のように、種々の態様で実施可能である。
【００４３】
即ち、Ｘ軸スライド４５に第２鏡筒２７が一体的に連結される代わりに、Ｘ軸スライド４５に第１鏡筒２１が一体的に連結されるようにしても構わない。また、Ｚ軸スライド３５にＹ軸スライド４１がＹ軸方向へ変位可能に設けられ、かつＹ軸スライド４１にＸ軸スライド４５がＸ軸方向へ変位可能に設けられる代わりに、Ｚ軸スライド３５に別のＸ軸スライド（図示省略）がＸ軸方向へ変位可能に設けられ、かつ別のＸ軸スライドに別のＹ軸スライド（図示省略）がＹ軸方向へ変位可能に設けられるようにしても構わない。
【００４４】
そして、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００４５】
１ ファイバカップリング装置
３ フィーディングファイバ
５ プロセスファイバ
７ 本体ケース
９ 支持筒
１３ 第１レセプタ
１５ 支持リング
１９ 第２レセプタ
２１ 第１鏡筒
２３ コリメートレンズ
２７ 第２鏡筒
２９ 集光レンズ
３３ スライド機構
３５ Ｚ軸スライド
３７ Ｚ軸ＬＭガイド
３９ 当接ピン
４１ Ｙ軸スライド
４３ Ｙ軸ＬＭガイド
４５ Ｘ軸スライド
４７ Ｘ軸ＬＭガイド
４９ ブラケット
５１ 調整機構
５３ Ｚ軸マイクロメータヘッド
５５ Ｚ軸スピンドル
５７ スプリング
５９ Ｙ軸マイクロメータヘッド
６１ Ｙ軸スピンドル
６５ Ｙ軸揺動レバー
６７ Ｙ軸主動ローラ
６９ Ｙ軸従動ローラ
７１ Ｙ軸スプリングプランジャ
７３ Ｙ軸当接ピン
７５ Ｘ軸マイクロメータヘッド
７７ Ｘ軸スピンドル
７９ Ｘ軸揺動レバー
８１ Ｘ軸主動ローラ
８３ Ｘ軸従動ローラ
８５ Ｘ軸スプリングプランジャ
８７ Ｘ軸当接ピン
８９ Ｚ軸ロック機構
９１ 連結ロッド
９３ クランプ部材
９５ クランプねじ
９７ ＸＹ軸ロック機構
９９ ロック片
９９ｈ 貫通穴
９９ｓ 溝
１０１ 座金
１０３ ロックねじ
１０５ 板バネ
１０５ｈ 貫通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィーディングファイバとプロセスファイバを光学的に接続するファイバカップリング装置において、
一側に前記フィーディングファイバの端部を接続可能な第１ファイバ接続部を有し、他側に前記プロセスファイバの端部を接続可能な第２ファイバ接続部を有した本体ケースと、
前記本体ケース内における前記第１ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記フィーディングファイバからのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズが設置された第１鏡筒と、
前記本体ケース内における前記第２ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記プロセスファイバに向かってレーザ光を集光する集光レンズが設置された第２鏡筒と、
前記本体ケース内にＺ軸方向へ変位可能に設けられたＺ軸スライドと、前記Ｚ軸スライドにＹ軸方向及びＸ軸方向へ変位可能に設けられかつ前記第１鏡筒と前記第２鏡筒のうちのいずれかの鏡筒が一体的に連結されたＸＹ軸スライドとを備えたスライド機構と、
前記いずれかの鏡筒のＺ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸方向の位置を調整する調整機構と、
前記Ｚ軸スライドをＺ軸方向に直交する方向から前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定するＺ軸ロック機構と、
前記ＸＹ軸スライドをＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定するＸＹ軸ロック機構と、を具備し、
前記ＸＹ軸ロック機構は、
前記ＸＹ軸スライドに設けられ、前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面に対向してあって、貫通穴が形成されたロック片と、
前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面に螺合して設けられ、前記ロック片の前記貫通穴にＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通し、前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するロックねじと、を備えたことを特徴とするファイバカップリング装置。
【請求項２】
前記ＸＹ軸ロック機構は、前記ロックねじの回転操作によって前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧すると、前記ロック片と前記Ｚ軸スライドとの間のＺ軸方向のクリアランス分だけ前記ロック片が弾性変形して前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面を圧接するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のファイバカップリング装置。
【請求項３】
前記ロック片の基端側に溝がＸ軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のファイバカップリング装置。
【請求項４】
前記ロック片は板バネであることを特徴とする請求項２に記載のファイバカップリング装置。
【請求項５】
前記Ｚ軸ロック機構は、
前記Ｚ軸スライドに一体的に設けられ、Ｚ軸方向へ延びてあって、前記本体ケースを挿通した連結ロッドと、
前記本体ケースに設けられ、Ｚ軸方向に直交する方向から前記連結ロッドを把持するクランプ部材と、を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載のファイバカップリング装置。
【請求項６】
前記スライド機構は、前記Ｚ軸スライドの他に、前記Ｚ軸スライドにＹ軸方向へ変位可能に設けられたＹ軸スライドと、前記Ｙ軸スライドにＸ軸方向へ変位可能に設けられたＸ軸スライドとを備え、前記Ｘ軸スライドが前記ＸＹ軸スライドであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載のファイバカップリング装置。
【請求項１】
フィーディングファイバとプロセスファイバを光学的に接続するファイバカップリング装置において、
一側に前記フィーディングファイバの端部を接続可能な第１ファイバ接続部を有し、他側に前記プロセスファイバの端部を接続可能な第２ファイバ接続部を有した本体ケースと、
前記本体ケース内における前記第１ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記フィーディングファイバからのレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズが設置された第１鏡筒と、
前記本体ケース内における前記第２ファイバ接続部側に設けられ、内部に前記プロセスファイバに向かってレーザ光を集光する集光レンズが設置された第２鏡筒と、
前記本体ケース内にＺ軸方向へ変位可能に設けられたＺ軸スライドと、前記Ｚ軸スライドにＹ軸方向及びＸ軸方向へ変位可能に設けられかつ前記第１鏡筒と前記第２鏡筒のうちのいずれかの鏡筒が一体的に連結されたＸＹ軸スライドとを備えたスライド機構と、
前記いずれかの鏡筒のＺ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸方向の位置を調整する調整機構と、
前記Ｚ軸スライドをＺ軸方向に直交する方向から前記本体ケースに対してＺ軸方向に移動不能に固定するＺ軸ロック機構と、
前記ＸＹ軸スライドをＺ軸方向から前記Ｚ軸スライドに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定するＸＹ軸ロック機構と、を具備し、
前記ＸＹ軸ロック機構は、
前記ＸＹ軸スライドに設けられ、前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面に対向してあって、貫通穴が形成されたロック片と、
前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面に螺合して設けられ、前記ロック片の前記貫通穴にＹ軸方向及びＸ軸方向に相対的に変位可能に挿通し、前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧するロックねじと、を備えたことを特徴とするファイバカップリング装置。
【請求項２】
前記ＸＹ軸ロック機構は、前記ロックねじの回転操作によって前記ロック片を前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面側に押圧すると、前記ロック片と前記Ｚ軸スライドとの間のＺ軸方向のクリアランス分だけ前記ロック片が弾性変形して前記Ｚ軸スライドのＸＹ平面を圧接するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のファイバカップリング装置。
【請求項３】
前記ロック片の基端側に溝がＸ軸方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のファイバカップリング装置。
【請求項４】
前記ロック片は板バネであることを特徴とする請求項２に記載のファイバカップリング装置。
【請求項５】
前記Ｚ軸ロック機構は、
前記Ｚ軸スライドに一体的に設けられ、Ｚ軸方向へ延びてあって、前記本体ケースを挿通した連結ロッドと、
前記本体ケースに設けられ、Ｚ軸方向に直交する方向から前記連結ロッドを把持するクランプ部材と、を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載のファイバカップリング装置。
【請求項６】
前記スライド機構は、前記Ｚ軸スライドの他に、前記Ｚ軸スライドにＹ軸方向へ変位可能に設けられたＹ軸スライドと、前記Ｙ軸スライドにＸ軸方向へ変位可能に設けられたＸ軸スライドとを備え、前記Ｘ軸スライドが前記ＸＹ軸スライドであることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載のファイバカップリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９７２４４（Ｐ２０１３−９７２４４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１１２２（Ｐ２０１１−２４１１２２）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（３９００１４６７２）株式会社アマダ (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（３９００１４６７２）株式会社アマダ (548)
【Ｆターム（参考）】
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