特許7541504結合プラットフォームの自動調心素子用のラジアル反発型磁気軸受
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-20
(45)【発行日】2024-08-28
(54)【発明の名称】結合プラットフォームの自動調心素子用のラジアル反発型磁気軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 32/04 20060101AFI20240821BHJP
G02B 6/26 20060101ALI20240821BHJP
A61F 9/008 20060101ALI20240821BHJP
【ＦＩ】
F16C32/04 Z
G02B6/26
A61F9/008 120F
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021502877
(86)(22)【出願日】2019-07-19
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-12
(86)【国際出願番号】 US2019042527
(87)【国際公開番号】W WO2020018869
(87)【国際公開日】2020-01-23
【審査請求日】2022-07-08
(31)【優先権主張番号】62/700,492
(32)【優先日】2018-07-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】509019761
【氏名又は名称】アルコン， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】シバダス，クランガラ
【審査官】沖 大樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－０８１４４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭４９－０９８６５２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００２７４１８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－０４９４０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｃ ３２／０４
Ｇ０２Ｂ ６／２６
Ａ６１Ｆ ９／００８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
結合プラットフォームの自動調心素子用の装置であって：他方のプラットフォームに結合されるように構成された一方のプラットフォームのためのハウジングであって、前記ハウジングは、
光路を画定する光学素子に結合された第１の軸方向の分極磁石；及び
前記第１の軸方向の分極磁石に同心であり且つそれにラジアル反発する第２の軸方向の分極磁石であって、前記ハウジングに結合された、第２の軸方向の分極磁石
を含む、ラジアル反発型磁気軸受を備える、ハウジングと、
前記ハウジング及び前記第１の軸方向の分極磁石に結合されたスラスト軸受であって、前記スラスト軸受は、前記第１の軸方向の分極磁石に結合された前記光学素子を、前記軸方向に対して直角の方向に動かすことができるようにし、かつ、前記第１の軸方向の分極磁石の構造的な対称軸と前記第１の軸方向の分極磁石及び前記第２の軸方向の分極磁石の磁気中立軸との間のオフセットによって生じる磁力を相殺するように構成されている、スラスト軸受と、
を含み；
前記ラジアル反発型磁気軸受は、前記ハウジングが前記他方のプラットフォームに結合されると、前記他方のプラットフォームの光学素子と前記第１の軸方向の分極磁石に結合された前記光学素子とを光学的に整列させるように構成されている、装置。
【請求項2】
前記第１の軸方向の分極磁石は、第１の光学素子に結合されるように構成され、前記一方のプラットフォームと前記他方のプラットフォームとが互いに結合されると、前記ハウジングはキャビティを画成し、かつ、前記第２の軸方向の分極磁石は、前記キャビティの壁に結合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第１の軸方向の分極磁石の軸方向長さは、前記第２の軸方向の分極磁石の軸方向長さと等しくない、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記第１及び第２の軸方向の分極磁石は、ネオジム磁石及び電磁石の１つ以上を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記スラスト軸受は、ころ軸受、流体軸受、膜軸受、たわみ軸受、及び磁気軸受のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記一方のプラットフォームと前記他方のプラットフォームとが結合されると、前記ハウジングはキャビティを画成し、及び前記第２の軸方向の分極磁石は、前記キャビティの壁に結合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記ハウジングは、第１の端に開口部を画成し、前記ハウジングは、前記第１の端において前記一方のプラットフォームと前記他方のプラットフォームとを結合するように構成され、及び前記第１の軸方向の分極磁石は、前記第１の端と反対側の前記ハウジングの第２の端において、前記スラスト軸受によって前記ハウジングに結合されている、請求項６に記載の装置。
【請求項8】
前記一方のプラットフォームと前記他方のプラットフォームとは、締結具を使用して取り外し可能に結合され、前記第１の軸方向の分極磁石は、第１の光学素子に結合されるように構成され、
前記締結具及び前記スラスト軸受は、前記一方のプラットフォームと前記他方のプラットフォームが連結されると、少なくとも一部には、前記第１の光学素子と第２の光学素子との間に間隙を形成する、請求項６に記載の装置。
【請求項9】
眼科用手術システムであって：光パルスを発生させ、且つ前記光パルスを、１つ以上の光学素子によって画定された光路に沿って方向付けるように構成されたレーザ源と、
ハンドピースに結合されるように構成されたハウジングであって：
前記光路を画定する光学素子に結合された第１の軸方向の分極磁石；及び
前記第１の軸方向の分極磁石に同心であり且つそれにラジアル反発する第２の軸方向の分極磁石であって、前記ハウジングに結合された第２の軸方向の分極磁石
を含む、ラジアル反発型磁気軸受
を含む、ハウジングと、
前記ハウジング及び前記第１の軸方向の分極磁石に結合されたスラスト軸受であって、前記スラスト軸受は、前記第１の軸方向の分極磁石に結合された前記光学素子を、前記軸方向に対して直角の方向に動かすことができるようにし、かつ、前記第１の軸方向の分極磁石の構造的な対称軸と前記第１の軸方向の分極磁石及び前記第２の軸方向の分極磁石の磁気中立軸との間のオフセットによって生じる磁力を相殺するように構成されている、スラスト軸受と、
を含み、
前記ラジアル反発型磁気軸受は、前記ハウジングが前記ハンドピースに結合されると、前記ハンドピースの光学素子を、前記第１の軸方向の分極磁石に結合された前記光学素子と光学的に整列させるように構成されている、眼科用手術システム。
【請求項10】
前記第１の軸方向の分極磁石の軸方向長さは、前記第２の軸方向の分極磁石の軸方向長さと等しくない、請求項９に記載の眼科用手術システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば、光学素子などの、結合プラットフォームの自動調心素子用のラジアル反発型磁気軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
いくつかのシステムは、２つの素子（例えば、光学素子、電磁気素子、流路素子）間の整列を維持する必要があり得る。素子若しくは素子のハウジングにおける熱的変動、構造変動、又は他の変動によるドリフトが、一方又は双方の素子に導入され得、素子間に芯ずれを引き起こし得る。２つの素子間、例えば光学素子間の整列を維持するための現在のシステムは、位置センサー及びマイクロアクチュエータを利用するサーボベースの能動制御機構を含み得る。しかしながら、そのようなシステムは、複雑で高価な電子部品、サーボチャンネルのチューニング、連続的な電力供給、及び／又は較正／保守を必要とし得る。それゆえ、そのようなシステムは、多くの構成要素が含まれているがゆえに信頼性が低いことがあり、及び構成品による放熱に起因する性能低下を見込み得る。現在のシステムはまた、シリンダー状フェルール、整列スリーブ、及びＶ字形状溝などの正確に制御された形状を有することによって、素子を強制的に整列させる受動機構を含み得る。しかしながら、これらのシステムは、関係する複数の表面間の接触条件における変動に起因する挿入物間の非反復性の整列させる力（嵌合解除動作／嵌合動作）を受け得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
いくつかの実施形態では、結合プラットフォームの自動調心素子用の装置が、ラジアル反発型磁気軸受を含む。ラジアル反発型磁気軸受は、第１の軸方向の分極磁石と、第１の軸方向の分極磁石の周りに同心に配置され且つ第１の軸方向の分極磁石に対してラジアル反発する第２の軸方向の分極磁石とを含む。ラジアル反発型磁気軸受は、第１のプラットフォームと第２のプラットフォームが連結されると、第１のプラットフォームの第１の素子を第２のプラットフォームの第２の素子と整列するように構成されている。いくつかの実施形態では、第１及び第２の軸方向の分極磁石は、同じプラットフォーム（例えば、第１のプラットフォーム又は第２のプラットフォームのいずれか）に装着され得る。他の実施形態では、第１及び第２の軸方向の分極磁石は、別個のプラットフォームに装着され得る（例えば、第１のプラットフォームに第１の軸方向の分極磁石、及び第２のプラットフォームに第２の軸方向の分極磁石）。
【0004】
いくつかの実施形態では、眼科用手術システムは、光パルスを発生させてその光パルスを１つ以上の光学素子によって画定された光路に沿って方向付けるように構成されたレーザ源と、ハンドピースに結合されるように構成されたハウジングとを含む。ハウジングは、ラジアル反発型磁気軸受を含み、この軸受は、光学素子のうちの少なくとも１つに結合された第１の軸方向の分極磁石、及び第２の軸方向の分極磁石を含む。第２の軸方向の分極磁石は、第１の軸方向の分極磁石に同心であって、それにラジアル反発し、且つハウジングに結合されている。ラジアル反発型磁気軸受は、ハウジングがハンドピースに結合されると、ハンドピースの光学素子を、第１の軸方向の分極磁石に結合された少なくとも１つの光学素子と光学的に整列するように構成されている。
【0005】
いくつかの実施形態では、ラジアル反発型磁気軸受を含むアセンブリの製造方法は、非磁化の磁性材料の第１及び第２のリングを形成することを含む。リングは、全体的に環状形状であり、及び第１のリングの外半径は、第２のリングの内半径を下回る。方法はまた、第２のリング内に第１のリングを位置決めして、第１及び第２のリングが互いに同心になり、且つ第１のシムによって分離されるようにすること、並びにハウジングによって画成されたキャビティ内にスラスト軸受、第１のリング、及び第２のリングを位置決めして、スラスト軸受が、ハウジングによって画成された開口部とは反対側のハウジングの第１の端に配置され、スラスト軸受は、第２のシムによってキャビティの壁から分離され、且つ第１のリングは、第３のシムによってハウジングの一部分から分離されるようにすることを含む。方法は、第１及び第２のリングの軸方向に磁場を加えること、並びにアセンブリから第１、第２、及び第３のシムを除去することをさらに含む。
【0006】
いくつかの実施形態は、場合によっては、１つ以上の技術的利点を提供し得る。例として、本開示の態様は、素子のうちの１つによる横断方向のドリフトがある場合でも（例えば、プラットフォームの熱膨張、構造変動、又は外力に起因するドリフト）、結合プラットフォームの素子（例えば、光学素子、電磁気素子、又は流路）が、整列を維持できるようにし得る。それゆえ、２つの光学素子（例えば、光ファイバー、レンズ、ミラー）が整列される実施形態では、２つの光学素子間に高度の光結合が維持され得る。さらに、本開示の態様は、エレクトロニクスをチューニング、保守又は温度制御する必要なく、すぐに利用できる受動手段（例えば、永久磁石）を使用して実装され得、これは、より低いコスト及びより高い信頼性につながり得る。
【0007】
本開示及びその利点をより完全に理解するために、ここで、添付図面と併せて以下の説明を参照し、添付図面では、同様の参照符号は、同様の特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
当業者は、下記で説明する図面は、説明のためにすぎず、本出願人の開示の範囲を限定するものではないことを理解する。
【0010】
本開示の原理の理解を促すために、ここで、図面に示す実施形態を参照し、及びそれを説明するために特定の言語を使用する。それにもかかわらず、本開示の範囲の限定は意図しないことが理解される。説明されるシステム、機器、及び方法に対する代替例及びさらなる修正例、並びに本開示の原理のいずれのさらなる適用例も、本開示に関係する当業者に通常思いつくものとみなされる。特に、１つの実施形態に関して説明されるシステム、機器、及び／又は方法は、本開示の他の実施形態に関して説明される特徴、構成要素、及び／又はステップと組み合わせられ得ると考えられる。しかしながら、簡潔にするために、これらの組み合わせの多数の反復は、別々に説明されるわけではない。簡潔にするために、場合によっては、図面を通して、同じ又は同様の部分を指すために同じ参照符号を使用する。
【0011】
図１は、患者１０８に外科的処置を行うための、付属ハンドピース１０６のある例示的な眼科用手術システム１００の図である。眼科用手術システム１００は、制御システム１０４と、レーザ源１１０と、動力源１１４とを備えるコンソール１０２を含む。コンソール１０２は、患者１０８に外科的処置を行う外科プローブを含み得るハンドピース１０６に結合される。ハンドピース１０６は、コンソール１０２のレーザ源１１０に結合される光ケーブル１１２、及びコンソール１０２の動力源に結合されるケーブル１１６によって、コンソールに結合される。ハンドピース１０６は、別の方法でコンソール１０２に結合されてもよく、これは、コンソール１０２のタイプ、ハンドピース１０６のタイプ、又はそれら双方に依存し得る。図示の例では、眼科用手術システム１００は、ハンドピース１０６を使用して、患者１０８の眼に光破壊ベースの硝子体切除処置を行うように構成されている。しかしながら、眼科用手術システム１００は、レーザ源１１０を使用して他の眼科外科的処置を行うように構成され得る。眼科用手術システム１００は、図１に示すものに追加的な又はそれよりも少数の構成要素及び特徴を含み得る。
【0012】
例示的な制御システム１０４は、コンソール１０２の様々な構成要素の動作を制御する。例えば、場合によっては、制御システム１０４は、患者１０８に外科的処置を行うためにハンドピース１０６に送られる光パルスの発生などの、レーザ源１１０の動作を制御する。制御システム１０４は、コンソール１０２の様々な構成要素又はハンドピース１０６を制御するために、プロセッサー、メモリ、及び他のハードウェアを含み得る。
【0013】
例示的なレーザ源１１０は、外科的処置を行うために、ハンドピース１０６に伝達する光信号を生成する。レーザ源１１０は、フェムト秒レーザ、又は別のタイプのレーザを含み得る。一部の例では、レーザ源１１０によって生成された光信号は、患者１０８の眼内で光破壊を引き起こすように構成されている。レーザ源１１０は、光信号を、光ケーブル１１２を通してハンドピース１０６に通信する。光ケーブル１１２は、光信号をレーザ源１１０からハンドピース１０６へ効果的に伝搬するように設計された導波路を含む。
【0014】
例示的な動力源１１４は、ハンドピース１０６に動力をもたらすために使用される。様々なタイプの動力源が、動力源１１４に含まれ得る。例えば、ハンドピース１０６が、電気駆動を必要とする場合、動力源１１４は、適切な電圧又は電流を提供するためのバッテリー又は電圧源などの電源を含み得る。そのような場合には、ケーブル１１６は、電力ケーブルを含む。別の例として、ハンドピース１０６が空気動力を必要とする場合、動力源１１４は、圧縮流体供給部を含み得る。そのような場合には、ケーブル１１６は、圧縮流体供給部をハンドピース１０６に接続する気送管を含む。
【0015】
ハンドピース１０６とコンソール１０２との間の他の接続部も使用され得る。例えば、コンソールは、ハンドピース１０６にある吸引ルーメンと接続する吸込み（ｓｕｃｔｉｏｎ）又は吸引（ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ）機構を含み得る。図１では光ケーブル１１２及びケーブル１１６を別々に示すが、場合によっては、コンソール１０２とハンドピース１０６との間の全ての接続部が、単一のケーブル内にあってもよい。
【0016】
図２は、眼科用手術システム（例えば、図１の眼科用手術システム１００）のコンソール２０２とハンドピース２２０を接続する例示的なシステム２００を示す図である。図示の例では、コンソール２０２は、レーザ源２０４、ミラー２０５、レンズ２０６、ラジアル反発型磁気軸受２０８、及びコンソール２０２をハンドピース２２０に結合するためのハウジング２１０を含む。コンソール２０２及びレーザ源２０４は、図１のコンソール１０２及びレーザ源１１０とそれぞれ同様に実装され得る。ハンドピース２２０は、ハンドピース２２０の外科プローブ２１８まで延在する光ケーブル２１６（光導波路２１４を含む）に取り付けられるコネクター２１２を含む。
【0017】
ハンドピース２２０は、コネクター２１２によってコンソール２０２のハウジング２１０に結合するように構成されている。コネクター２１２及びハウジング２１０は、例えば、ねじ接続部品、磁気結合締結具、簡易着脱接続締結具、又は別のタイプの接続機構などの任意の好適な手段を使用する締結具を使用して連結するように構成され得る。コネクター２１２は、レーザ源２０４によって生成された光信号をハンドピース２２０へ伝達するための導波路２１４を含む光ケーブル２１６に結合される。
【0018】
図２に示すように、レーザ源２０４、ミラー２０５、及びレンズ２０６は、コンソール２０２内に光路を形成する。すなわち、レーザ源２０４によって生成された光信号（例えば、光パルス）は、ミラー２０５の方へ向けられ得、このミラーは、光信号をレーザ源２０４からレンズ２０６の方へ反射させるように配置され得る。光路は、図２に示すものに追加的な、それよりも少数の、又はそれとは異なる光学素子を含み得る。例えば、ミラー２０５は、光信号をあるレンズ（レンズ２０６以外）に向け、これが、さらに、光信号を、ラジアル反発型磁気軸受内に配置された光ファイバー（例えば、図３Ａ～３Ｂの光ファイバー３０４）に向け得る。
【0019】
ハウジング２１０及びコネクター２１２が連結されると、ラジアル反発型磁気軸受２０８は、２つのプラットフォーム（例えば、コンソール２０２及びハンドピース２２０）の光学素子を整列できるようにし得る。すなわち、ラジアル反発型磁気軸受２０８は、レーザ源２０４と、ミラー２０５と、レンズ２０６とによって生じた光路と、光ケーブル２１６の導波路２１４を自動調心する働きをし得る。ラジアル反発型磁気軸受２０８は、図３Ａ～３Ｂのラジアル反発型磁気軸受２０８と同様の方法で、又は別の方法で実装され得る。例えば、ラジアル反発型磁気軸受２０８は、導波路２１４をコンソール２０２内の光路と整列させる働きをする同心の２つのラジアル反発型の磁石（永久又は電磁）を含み得る。
【0020】
例示的なシステム２００は、図２に示すものに追加的な、それよりも少数の、又はそれとは別の構成要素を含み得る。例えば、図２は、光ケーブル２１６の導波路２１４を、ミラー２０５及びレンズ２０６によって生じた光路と整列させるためのハウジング２１０内のラジアル反発型磁気軸受２０８を示すが、追加的な又は他のラジアル反発型磁気軸受が、システム２００の他の素子を整列させるために、例えばミラー２０５とレンズ２０６を整列させるために用いられてもよい。
【0021】
図３Ａ～３Ｂは、ラジアル反発型磁気軸受を使用する２つのプラットフォームの自動調心素子のための例示的なシステム３００の図である。特に、図３Ａは、例示的なシステム３００の断面図を示す一方、図３Ｂは、例示的なシステム３００の例示的なラジアル反発型磁気軸受３０２の斜視図を示す。例示的なシステム３００は、２つの結合プラットフォームの素子をラジアルに自動調心するために使用され得る。一部の例では、例えば、これらの素子は、光学素子（例えば、図３Ａ～３Ｂに示すような光ファイバー、又は他のタイプの光学素子、例えばレンズ、ミラー、プリズム、回折格子など）、電磁導波路（例えば、マイクロ波導波管）、音響導波路、流路素子、又は他のタイプの素子とし得る。多くの例では、ラジアル反発型磁気軸受は、長手方向軸に沿って不安定であり得る。しかしながら、システム３００は、結合プラットフォームの素子を半径方向に自動調心する、長手方向に安定的な磁気軸受３０２を提供する。この磁気軸受はまた、長手方向軸に対して直角の軸に沿って、プラットフォームに、著しいねじれ剛性、それゆえ安定性を与える。
【0022】
図示の例では、システム３００は、光ファイバー３０４、３０６を整列させるラジアル反発型磁気軸受３０２を含む。光ファイバー３０４は、第１のプラットフォーム（例えば、図２のコンソール２０２）の構成要素であるか又はそれに結合され、及び光ファイバー３０６は、第２のプラットフォーム（例えば、図２のハンドピース２２０）の構成要素であるか又はそれに結合される。光ファイバー３０４及び／又は光ファイバー３０６の例は、それぞれ、シングルコアファイバー、マルチコアファイバー、又は複数の光ファイバーを含み得る。ラジアル反発型磁気軸受３０２は、第１のプラットフォームのハウジング３０８（例えば、図２のハウジング２１０）によって画成されるキャビティ３０９内に位置決めされる。ハウジング３０８は、ねじ部品３１１、バヨネット・マウント、又はスナップキャップ取付具（ｓｎａｐ ｃａｐ ｆｉｔｔｉｎｇ）によって第２のプラットフォームのコネクター３１０（例えば、図２のコネクター２１２）に結合される。
【0023】
ラジアル反発型磁気軸受３０２は、第１の軸方向の分極磁石３１２と、第１の軸方向の分極磁石３１２の周りに配置された第２の軸方向の分極磁石３１４とを含む。図３Ａでは、軸方向は、左から右への方向を指し得る。第１の軸方向の分極磁石３１２及び第２の軸方向の分極磁石３１４は、磁石３１２と３１４との間に間隙を保つように、位置決めされる。第２の軸方向の分極磁石３１４は、第１の軸方向の分極磁石３１２に対して同心であり、且つラジアル反発するため、光ファイバー３０４は、図示の通り第１のプラットフォームと第２のプラットフォームが連結されるとき、光ファイバー３０６と整列される。図示の例では、第２の軸方向の分極磁石３１４は、キャビティ３０９の壁に結合されているため、磁石３１４は、ハウジング３０８とコネクター３１０が連結されると、コネクター３１０に結合される（ねじ部品３１１によって）。図示の例では、光ファイバー３０４は、第１の軸方向の分極磁石３１２内に配置され（例えば、その内部に結合される）、及び光ファイバー３０６は、コネクター３１０内に配置される（例えば、その内部に結合される）。軸方向の分極磁石３１２は、永久磁石、例えばネオジム磁石（例えば、ＮｄＦｅＢ磁石）、電磁石、他のタイプの磁石、又はそれらの組み合わせを使用して、実装され得る。
【0024】
図示の例では、第１の軸方向の分極磁石３１２の軸方向長さは、第２の軸方向の分極磁石３１４の軸方向長さよりも長い。しかしながら、特定の実施形態では、第１の軸方向の分極磁石の軸方向長さは、第２の軸方向の分極磁石の軸方向長さ以下とし得る。図３Ｂに示すように、磁石３１２、３１４は、全体的に環状形状である；しかしながら、磁石は、別の方法で形成されてもよい。さらに、図３Ａに示すように、磁石３１２、３１４の磁気中立軸３１５は、第１の軸方向の分極磁石３１２の構造的な対称軸３１３からオフセットされている。磁石３１２と３１４との間のオフセットによって、第１の軸方向の分極磁石３１２に力を生じ、これは、第１の軸方向の分極磁石３１２に結合されたスラスト軸受３１６によって相殺され、ラジアル反発型磁気軸受３０２に軸方向の安定性を生じる。スラスト軸受３１６は、主に、磁石３１２、３１４の長手方向軸に対して直角の方向における第１の軸方向の分極磁石３１２の動きを可能にするように構成されているが、望ましくない回転モーメントに対するピッチ軸及びヨー軸の周りでの弾性コンプライアンスも制限する。スラスト軸受３１６は、ころ軸受（例えば、図３Ａに示すような）、流体軸受、膜軸受、たわみ軸受、又は磁気軸受のうちの１つ以上を使用して、実装され得る。図示の例では、スラスト軸受３１６は、ハウジング３０８の部分３１７と第１の軸方向の分極磁石３１２への取付部３１９との間にある、ねじ部品３１１を含むハウジングの端部とは反対側のハウジング３０８の第１の端に配置されたころ軸受である。
【0025】
図３Ａに示すように、ハウジング３０８とコネクター３１０が連結されると、光ファイバー３０４、３０６は、ファイバー間に小さな間隙がある状態で整列される。間隙は、スラスト軸受３１６、ねじ部品３１１、又はそれらの組み合わせによって画成され得る。すなわち、そのような構成要素のサイズは、２つのプラットフォームが連結されるときに光ファイバー３０４と３０６との間に間隙を残すことを決定し得る。プラットフォームのいずれかにおいてドリフトがある場合（熱膨張若しくは収縮、プラットフォームにおける構造変動若しくは動き、又は他の理由に起因し得る）、光ファイバー３０４、３０６は、ラジアル反発型磁気軸受３０２に起因して整列された状態が維持され得る。それゆえ、ラジアル反発型磁気軸受３０２は、光ファイバー３０４、３０６を自動調心すると言われ得る。
【0026】
例えば、ハウジング３０８、コネクター３１０、又はそれら双方がドリフトされた場合（例えば、熱的変動から膨張する）、磁石３１４は、ハウジング３０８及びコネクター３１０の双方に結合されているため、ドリフトと一緒に動いたであろう。従って、いずれかのプラットフォームでのドリフトは、光ファイバー３０６を、ドリフトの動きと一緒に動かす原因となる。しかしながら、スラスト軸受３１９によってもたらされたラジアル弾性コンプライアンスのために、磁石３１２は、ドリフトによって引き起こされた磁石３１２と３１４との間の磁力の変化によって引かれたドリフトと一緒に動き得る。これにより、いずれのドリフトが存在しても、光ファイバー３０４を光ファイバー３０６と自動調心できる。
【0027】
例示的なシステム３００は、図３Ａ～３Ｂに示すものに追加的な、それよりも少数の、又はそれとは別の構成要素を含み得る。さらに、ラジアル反発型磁気軸受３０２は、図３Ａ～３Ｂに示すもの以外の他のタイプの素子を整列するために使用され得る。例えば、図３Ａ～３Ｂは、光ファイバー３０４、３０６を整列するラジアル反発型磁気軸受３０２を示すが、ラジアル反発型磁気軸受３０２は、他のタイプの素子も整列するために使用され得る。
【0028】
図４Ａ～４Ｂは、ラジアル反発型磁気軸受（図３Ａ～３Ｂのラジアル反発型磁気軸受３０２など）を含むアセンブリの例示的な製造プロセスを示す図である。特に、図４Ａは、ラジアル反発型磁気軸受を含むアセンブリ４００に関連するときの例示的な製造プロセス４５０の態様を示す一方で、図４Ｂは、例示的な製造プロセス４５０を示すフロー図である。場合によっては、ラジアル反発型磁気軸受、例えば図３Ａ～３Ｂのラジアル反発型磁気軸受３０２の製造は、磁石の反発性に起因して困難とし得る。さらに、いくつかの永久磁石は破損しやすい場合がある。しかしながら、一部の例では、プロセス４５０は、非磁化状態にあるラジアル反発型磁気軸受を製造し、その後、軸受が組み立てられた後に軸受を磁化させることによって、アセンブリ４００の製造を可能にし得る。
【0029】
ステップ４５２において、非磁化の焼結磁性材料の環状形状リング４０２、４０４が形成される。一部の例では、リング４０２、４０４は、非磁化の焼結磁性材料をケーシング内に配置することによって、形成され得る。いくつかの実施形態では、焼結材料は、磁場を加えると磁性となり得る、ＮｄＦｅＢ粉末又は別のタイプの非磁化材料を含み得る。リング４０２、４０４は、磁場が加えられた後、図３Ａ～３Ｂの磁石３１２、３１４となり得る。リング４０２の外半径は、リング４０４の内半径よりも小さいため、図４Ａに示すように、リング４０２は、リング４０４の内半径内に配置され得る。
【0030】
ステップ４５４において、リング４０２はリング４０４内に位置決めされて、リング４０２、４０４が互いに同心になるようにする。材料はこのときは磁化されていないため、リング４０２、４０４を分離し、且つそれらの同心配置を維持するために、非磁性シム４０６が使用され得る。リング４０２、４０４は、リング４０２の構造的な対称軸と、リング４０２、４０４内の材料が磁化されると形成される磁石の磁気中立軸との間にオフセットがあるように、位置決めされ得る。シム４０６は、プラスチック又は他のタイプの非磁性材料とし得る。リングは、ステップ４５２及び４５４においては磁化されていないため、それらは破損の恐れなく取り扱われて位置決めされ得る。
【0031】
ステップ４５６において、スラスト軸受３１６及びリング４０２、４０４は、ハウジング３０８によって画成されたキャビティ３０９内に位置決めされる。スラスト軸受３１６は、ハウジング３０８によって画成された開口部（図４Ａに示すアセンブリ４００の右側）とは反対側の、ハウジング３０８の第１の端（図４Ａに示すアセンブリ４００の左側）に配置されるように、位置決めされ得る。場合によっては、これは、外側リング４０４をキャビティ３０９の壁に結合することを含み得る。外側リング４０４は、接着材料（例えば、グルー又はエポキシのタイプ）などによる任意の好適な手段を使用して結合され得る。スラスト軸受３１６及びリング４０２、４０４は、非磁性シム４０８、４１０を使用して位置決めされ得る。図４Ａに示すように、シム４０６は、取付部３１９とキャビティ３０９の壁との間に配置され得、及びシム４０８は、リング４０２とハウジング３０８の部分３１７との間に配置され得る。シム４０８、４１０は、プラスチック又は他のタイプの非磁性材料としてもよく、及びシム４０６に使用される材料と同じでも又はそれとは異なってもよい。
【0032】
ステップ４５８において、磁場４１２がアセンブリ４００に加えられる。磁場は、比較的強くてもよく、及びリング４０２、４０４の軸に対して厳密に直角とし得る。磁場４１２は、ひとたびリング４０２、４０４に形成されたリングが十分な残留磁気を得ると、取り消され得る。ひとたび磁化されると、リング４０２、４０４は、ラジアル反発型磁気軸受を形成し得る。磁場４１２が取り消されると、内側リング４０２（スラスト軸受３１６を通る）が、リング４０２、４０４の構造的な軸と磁気中立軸との間のオフセットに起因して、ハウジング３０８の部分３１７に力を加え、及びスラスト軸受３１６はこの力を相殺し得る。
【0033】
ステップ４６０において、光ファイバー３０４は、リング４０２内に位置決めされ、且つそれに結合される。光ファイバー３０４は、任意の好適な手段、例えば接着材料（例えば、グルー又はエポキシ）を使用してリング４０２に結合され得る。
【0034】
ステップ４６２において、シム４０６、４０８、４１０が除去される。一部の例では、シム４０８、４１０は、シム４０６の前に除去され得る。そのため、アセンブリ４００は、機械的及び磁気的に安定し、中間に「浮遊ファイバー」を保持するプラグ－コネクターを生じ得る。それゆえ、アセンブリは、適合寸法を有する好適な「固定ファイバー」プラグ（例えば、図３Ａのコネクター３１０）に嵌め合い、そのハウジングに対して同心的に整列している光ファイバーに番える準備が整っていてもよい。
【0035】
図４Ａ～４Ｂの例示的なプロセスは、追加的な又は異なる動作を含んでもよく、及び動作は、図示の順序で又は別の順序で実行され得る。一部の例では、図４Ａ～４Ｂに示す動作の１つ以上は、複数の動作、サブプロセス、又は他のタイプのルーティンを含むプロセスとして実行される。一部の例では、動作は、組み合わせられ得、別の順序で実行され得、並行して実行され得、反復され得、又は別のやり方で繰り返され得、又は別の方法で実行され得る。同様に、磁石４０４が固定ファイバープラグの一部である設計（例えば、磁石４０２は、浮遊側面上に結合されている）では、磁化の場４１２は、固定及び浮遊プラグがねじ部品３１１を使用して一緒に締結された後に、加えられ得る。
【0036】
図５～７は、ラジアル反発型磁気軸受を使用する２つのプラットフォームの自動調心素子用の他の例示的なシステムを示す。図３Ａ及び図３Ｂに示すシステム３００と同様に、図５～７に示すシステムは、２つのプラットフォームの素子（例えば、光学素子）を自動調心するためにラジアル反発型磁気軸受を使用する。しかしながら、システム３００では、ラジアル反発型磁気軸受は、２つのプラットフォームのうちの一方に装着された、軸方向の、２個の分極磁石を含む。比較すると、図５～７に示すシステムでは、磁気軸受は、プラットフォームの一方に装着された第１の軸方向の分極磁石、及び他方のプラットフォームに装着された第２の軸方向の分極磁石を含む。
【0037】
図５は、本発明の特定の実施形態によるラジアル反発型磁気軸受を使用する２つのプラットフォームの自動調心素子用の１つのそのようなシステム、具体的には例示的なシステム５００の断面図を示す。概して、システム５００は、光ファイバー５０４を有する浮遊ファイバーアセンブリ５０８（例えば、第１のプラットフォーム）、及び光ファイバー５０６を有する固定ファイバーアセンブリ５１０（例えば、第２のプラットフォーム）を含む。システム５００はラジアル反発型磁気軸受５０２を使用して、浮遊ファイバーアセンブリ５０８と固定ファイバーアセンブリ５１０が連結されると、光ファイバー５０４及び５０６を整列させる。
【0038】
図５に示すように、浮遊ファイバーアセンブリ５０８は、光ファイバー５０８、第１の軸方向の分極磁石５１２、装着リング５１９、スラスト軸受５１６、及び整列ガイド５３２を含む一方、固定ファイバーアセンブリ５１０は、光ファイバー５０６、軸方向の分極磁石５１４、及びアセンブリ５１０の外部から延在し且つ光ファイバー５０６の端部と同心であるハウジング５２４を含む。ロックナット５１７が、２つのアセンブリが連結されるときに、浮遊ファイバーアセンブリ５０８を固定ファイバーアセンブリ５１０内に押し込む、保持する及び／又はロックする働きをする。特定の実施形態では、ロックナット５１７はまた、２つのアセンブリを切り離すために除去され得る。
【0039】
いくつかの実施形態では、光ファイバー５０４及び／又は光ファイバー５０６はそれぞれ、シングルコアファイバー、マルチコアファイバー、又は複数の光ファイバーを含み得る。さらに、ファイバー及び／又は複数のファイバーは、外側シースを含み得る。特定の実施形態では、外側シースは、ファイバーに付属しているクラッディング、又はフェルールとし得る。図５に示すように、光ファイバー５０４は、ファイバーコア５２０及びファイバーシース５２２を含む。
【0040】
浮遊ファイバーアセンブリ５０８に注目すると、第１の軸方向の分極磁石５１２は、光ファイバー５０４の遠位端部に結合され、且つそれと同心である。図５に示すように、磁石５１２のＮ極は、磁石の遠位端部に位置する一方、磁石５１２のＳ極は、近位端部に位置する。しかしながら、第２の軸方向の分極磁石５１４の向きに適合することを条件に（すなわち、Ｎ極が互いに整列され、及びＳ極が互いに整列される）、反対の向きも許容可能である。
【0041】
装着リング５１９は、磁石５１２の近位端部と同心であり、それに装着される。特定の実施形態では、装着リング５１９は、任意の好適な剛性の非磁性材料を含み得、及び任意の適切な幾何学的形状（リング状又は他のもの）を有し得るが、一般的に、第１の軸方向の分極磁石５１２を整列ガイド５３２に結合するスラスト軸受５１６を装着する構造を提供する。次に、整列ガイド５３２は、固定ファイバーアセンブリ５１０のハウジング５２４の内部とのインターフェースとなる。
【0042】
図５に示す実施形態では、整列ガイド５３２は、光ファイバー５０４と同心であり且つスラスト軸受５１６の近位側面に結合されるリング状ディスクである。整列ガイド５３２のラジアル面は、ハウジング５２４の内側表面とのインターフェースとなるように構成されている。このようにして、整列ガイド５３２は、浮遊ファイバーアセンブリ５０８が固定ファイバーアセンブリ５１０と結合されるか又は嵌め合わされるとき、第１の軸方向の分極磁石５１２を第２の軸方向の分極磁石５１４の中心に挿入するのを案内するのを助ける（下記でより詳細に説明する）。
【0043】
アセンブリが連結されるとき、整列ガイド５３２は、整列ガイド５３２のすぐ近位に位置するロックナット５１７によって適所に保持される。従って、ロックナット５１７の配置によって、２つの磁石の磁気中立軸５１５と構造的な対称軸５１３との間のオフセット、並びに光ファイバー５０４と５０６の終端間の動作間隙を間接的に制御する。図５に示すように、ロックナット５１７はねじ部分５１１を含み、このねじ部分は、固定ファイバーアセンブリ５１０にある相補的なねじ部分５２６とのインターフェースとなるように構成されている。これらの相補的なねじ部分５１１及び５２６は、２つのプラットフォームが固く且つ取り外し可能に連結できるようにする。特定の実施形態では、ロックナット５１７は、任意の好適な非磁性材料及び／又は幾何学的形状を含み得る。さらに、システム５００は、ねじ部品（例えば、ねじ部分５１１及び５２６を含む）含むとして示されるが、他の実施形態では、バヨネット・マウント又はスナップキャップ取付具を使用して、浮遊ファイバーアセンブリ５０８及び固定ファイバーアセンブリ５１０を固く結合し得る。本開示の利益によって、当業者は、ロックナット５１７に他の代替的な締結機構を選択できるはずである。
【0044】
装着リング５１９と整列ガイド５３２との間にスラスト軸受５１６を含むことによって、浮遊ファイバーアセンブリ５０８は、第１の軸方向の分極磁石５１２を、磁石５１２の長手方向軸に対して直角の方向に動かすことができる。それが、「固定」と呼ばれ得る光ファイバー５０６とは対照的に、光ファイバー５０４が「浮遊」と呼ばれ得る理由である。特定の実施形態では、スラスト軸受５１６は、ころ軸受、流体軸受、膜軸受、たわみ軸受又は磁気軸受のうちの１つ以上を使用して実装され得る。図５に示す例では、スラスト軸受５１６は、ころ軸受として示される。本開示の利益によって、当業者は、スラスト軸受５１６に他の代替的な実装例を選択できるはずである。
【0045】
固定ファイバーアセンブリ５１０を検討すると、固定ファイバーアセンブリ５１０は、光ファイバー５１０、軸方向の分極磁石５１４、及びアセンブリ５１０の外部から延在し且つ第２の光ファイバー５０６の端部と同心であるハウジング５２４を含む。ハウジング５２４は、浮遊ファイバーアセンブリ５０８のねじ部分５１１を受け入れるように構成されているねじ部分５２６を含む。さらに、固定ファイバーアセンブリ５１０は、第２の軸方向の分極磁石５１４を含み、この磁石は、リング状であり、且つハウジング５２４の内部に、第２の光ファイバー５０６の終端と同心に且つそれから離間して、装着されている。第２の軸方向の分極磁石５１４は、浮遊ファイバーアセンブリ５０８が固定ファイバーアセンブリ５１０と嵌め合されるか又は結合されるとき、第１の軸方向の分極磁石５１２を受け入れ、且つそれと同心となるように構成されている。従って、浮遊ファイバーアセンブリ５０８は、システム５００の雄型構成要素とみなされ、及び固定ファイバーアセンブリ５１０は、雌型構成要素とみなされ得る。図５に示すように、第２の軸方向の分極磁石５１４のＮ極は、磁石の光ファイバー５０６の終端の方に位置する一方、磁石５１４のＳ極は、光ファイバー５０６の終端から離れるように位置する。しかしながら、第１の軸方向の分極磁石５１２の向きに適合するという条件で（すなわち、Ｎ極が互いに整列され、及びＳ極が互いに整列される）、反対の向きも許容可能である。
【0046】
浮遊ファイバーアセンブリ５０８がねじ部分５１１及び５２６によって固定ファイバーアセンブリ５１０に結合されると、ハウジング５２４の内部で、２つのプラットフォーム間にキャビティ５０９が形成される。キャビティ５０９内では、第１の軸方向の分極磁石５１２が、リング状の第２の軸方向の分極磁石５１４によって受け入れられて、２つの磁石間には半径方向間隙が残存するようにする。さらに、第１の軸方向の分極磁石５１２は、第２の軸方向の分極磁石５１４に対してラジアル反発するように構成されており、浮遊ファイバーアセンブリ５０８と固定ファイバーアセンブリ５１０が連結されると、２つの磁石５１２及び５１４は、ラジアル反発型磁石軸受５０２を形成する。特定の実施形態では、磁石５１２及び５１４は、永久磁石、例えばネオジム磁石（例えば、ＮｄＦｅＢ磁石）、電磁石、他のタイプの磁石、又はそれらの組み合わせを使用して実装され得る。第１の軸方向の分極磁石５１２を第１の光ファイバー５０４と同心に位置決めし、且つ第２の軸方向の分極磁石５１４を第２の光ファイバー５０６と同心に位置決めすることによって、システム５００は、軸受５０２内の磁石５１２と５１４との相互作用を使用して、リング状の第２の軸方向の分極磁石５１４内で第１の軸方向の分極磁石５１２を浮かし、且つ光ファイバー５０４及び５０６を整列させることができる。
【0047】
さらに、図５に示すように、磁石５１２及び５１４の磁気中立軸５１５は、第１の軸方向の分極磁石５１２の構造的な対称軸５１３からオフセットされる。オフセットによって、第２の軸方向の分極磁石５１４から第１の軸方向の分極磁石５１２を押し出す傾向のある力を生じる。この力は、スラスト軸受５１６及びロックナット５１７によって相殺され、ラジアル反発型磁気軸受５０２に軸方向の安定性を生じる。
【0048】
特定の実施形態では、スラスト軸受５１６はまた、固定ファイバーアセンブリ５１０のＹ（ヨー）軸及びＺ（ピッチ）軸に沿った、浮遊ファイバーアセンブリ５０８の運動の自由を制限できる。これにより、本発明の特定の実施形態が、光ファイバー５０４と５０６との間の整列に対する、接触変動（浮遊ファイバーアセンブリ５０８と固定ファイバーアセンブリ５１０との間）の影響を低減させる及び／又は最小限にすることができるようにする。例えば、浮遊ファイバーアセンブリ５０８と固定ファイバーアセンブリ５１０との間の結合及び切り離しの各動作は、整列ガイド５３２及び／又はねじ部分５１１及び５２６に、様々な非繰り返しロッキング条件（例えば、力、トルク、モーメント、接触点、境界特性を含む）を経験させ得る。しかしながら、スラスト軸受５１６は、第１の軸方向の分極磁石５１２の長手方向軸に対して直角の平行移動及び回転の調節を可能にし、そのようなロッキング条件の変動は、第１の軸方向の分極磁石５１２と第２の軸方向の分極磁石５１４との間の半径方向間隙に伝えられるのではなく、スラスト軸受５１６によって吸収され得る。それゆえ、光ファイバー５０４と５０６との間のラジアル整列は、２つのプラットフォームの繰り返しの結合及び切り離しによって受ける影響が最小限にされ得る。
【0049】
図６は、本発明の特定の実施形態による、ラジアル反発型磁気軸受を使用する２つのプラットフォームの自動調心素子用の別のシステム、システム６００の断面図を示す。図６に示すように、システム６００は、光ファイバー６０４を有する浮遊ファイバーアセンブリ６０８と、光ファイバー６０６を有する固定ファイバーアセンブリ６１０とを含む。システム６００は、浮遊ファイバーアセンブリ６０８と固定ファイバーアセンブリ６１０が連結されるとき、光ファイバー６０４及び６０６を整列させるために、軸方向の分極磁石６１２及び６１４によって形成されたラジアル反発型磁気軸受６０２を使用する。
【0050】
概して、浮遊ファイバーアセンブリ６０８は、図５に示す浮遊ファイバーアセンブリ５０８と同様である。浮遊ファイバーアセンブリ６０８は、第１の光ファイバー６０４、第１の軸方向の分極磁石６１２、スラスト軸受６１６、及び整列ガイド６３２を含む。しかしながら、図５とは異なり、スラスト軸受６１６は、第１の軸方向の分極磁石６１２に結合される装着リング（例えば、装着リング５１９）には装着されない。その代わり、スラスト軸受６１６は挿入ガイド６２８に装着され、この挿入ガイドは、光ファイバー６０４上に同心に、第１の軸方向の分極磁石６１２に隣接してその近位に装着される。特定の実施形態では、浮遊ファイバーアセンブリ６１０はまた、第２の挿入ガイド６３０を含み得、この挿入ガイドは、光ファイバー６０４上に同心に、第１の軸方向の分極磁石６１２に隣接してその遠位に装着される。このようにして、第１の軸方向の分極磁石６１２は、２つの挿入ガイド６２８と６３０との間に挟まれ得る。ガイド６２８及び６３０などの挿入ガイドは、第１の軸方向の分極磁石６１２の軸方向長さが固定ファイバーアセンブリ６１０上の対応するリング状の第２の軸方向の分極磁石６１４の軸方向長さよりも短い実施形態において、有用とし得る。しかしながら、上述の通り、特定の実施形態では、第１の軸方向の分極磁石の軸方向長さは、第２の軸方向の分極磁石の軸方向長さよりも長くても、短くても、又はそれと等しくてもよい。挿入ガイド６２８及び６３０の特定の寸法は、浮遊ファイバーアセンブリ６０８と固定ファイバーアセンブリ６１０が連結されるときに、第１の軸方向の分極磁石６１２が第２の軸方向の分極磁石６１４の長手方向軸に沿って適切な位置にされるのを保証するように選択され得る。特定の実施形態では、挿入ガイド６３０はまた、第２の軸方向の分極磁石６１４の中心に挿入されているときに、第１の軸方向の分極磁石６１２の遠位端部を摩耗及び引き裂きから保護する働きをし得る。概して、挿入ガイド６２８及び６３０は、任意の好適な非磁性材料、例えばエラストマーを含み得る。
【0051】
その他の点では、システム６００の構成要素は、図５に示すシステム５００の構成要素と同様である。２つのプラットフォームが連結されている状態で、第１の軸方向の分極磁石６１２が、リング状の第２の軸方向の分極磁石６１４内に適切に位置決めされるのを保証するのを助けるのに加えて、挿入ガイド６２８はまた、スラスト軸受６１６が装着される構造の機能を果たす。次に、スラスト軸受６１６は、挿入ガイド６２８を整列ガイド６３２に結合し、整列ガイドは、浮遊ファイバーアセンブリ６０８と固定ファイバーアセンブリ６１０が連結されると、ロックナット６１７によって適所に固定される。特定の実施形態では、ロックナット６１７はねじ部分６１１を含み、このねじ部分は、固定ファイバーアセンブリ６１０上の相補的なねじ部分６２６とのインターフェースとなり、且つ２つのプラットフォームを取り外し可能に結合するように構成されている。ここでも、システム６００は、ねじ部品（例えば、ねじ部分６１１及び６２６を含む）を含むとして示されているが、他の実施形態では、２つのプラットフォームを結合するために、バヨネット・マウント又はスナップキャップ取付具が、ねじ部品の代わりに使用され得る。同様に、スラスト軸受６１６はころ軸受であるとして示されるが、特定の実施形態では、スラスト軸受６１６は、ころ軸受、流体軸受、膜軸受、たわみ軸受、又は磁気軸受のうちの１つ以上を使用して実装され得る。
【0052】
固定ファイバーアセンブリ６１０はまた、図５に示す固定ファイバーアセンブリ５１０と同様である。一般的に、固定ファイバーアセンブリ６１０は、第２の光ファイバー６０６、及びアセンブリ６１０の外部から延在し且つ第２の光ファイバー６０６の端部と同心であるリング状ハウジング６２４を含む。ハウジング６２４は、ロックナット６１７のねじ部分６１１を受け入れるように構成されているねじ部分６２６を含む。さらに、固定ファイバーアセンブリ６１０は、第２の軸方向の分極磁石６１４を含み、この磁石は、リング状であり、且つハウジング６２４の内部に、光ファイバー６０６の長手方向軸と同心で、それから離間して装着されている。第２の軸方向の分極磁石６１４は、浮遊ファイバーアセンブリ６０８が固定ファイバーアセンブリ６１０と結合されると、第１の軸方向の分極磁石６１２を受け入れ、且つそれと同心となるように構成されている。
【0053】
浮遊ファイバーアセンブリ６０８が、ロックナット６１７を使用して固定ファイバーアセンブリ６１０に結合されると、ハウジング６２４の内部で、２つのプラットフォーム間にキャビティ６０９が形成される。キャビティ６０９内では、第１の軸方向の分極磁石６１２が、リング状の第２の軸方向の分極磁石６１４内に、２つの磁石間に半径方向間隙が残存するように、受け入れられる。さらに、第１の軸方向の分極磁石６１２は、第２の軸方向の分極磁石６１４に対してラジアル反発するように構成されており、プラットフォーム６０８と６１０が連結されると、２つの磁石６１２及び６１４がラジアル反発型磁石軸受６０２を形成するようにする。第１の軸方向の分極磁石６１２を第１の光ファイバー６０４と同心に位置決めし、且つ第２の軸方向の分極磁石６１４を第２の光ファイバー６０６と同心に位置決めすると、システム６００は、軸受６０２内の磁石６１２と６１４の相互作用を使用して、リング状の第２の軸方向の分極磁石６１４内で第１の軸方向の分極磁石６１２を浮かし、且つ光ファイバー６０４と６０６を整列することができる。さらに、第１の軸方向の分極磁石６１２を結合リング６１７に結合するためにスラスト軸受６１６を使用することによって、プラットフォーム６０８及び６１０を堅く連結できる（ねじ部分６１１及び６２６によって）が、依然として、熱膨張又は他の応力に起因してシステム構成要素間に発生し得るドリフトを可能にする。スラスト軸受６１６はまた、固定ファイバーアセンブリ６１０のＹ（ヨー）軸及びＺ（ピッチ）軸に沿った、浮遊ファイバーアセンブリ６０８の運動の自由を制限することができる。これにより、本発明の特定の実施形態が、光ファイバー６０４と６０６との間の整列に対する、接触変動（浮遊ファイバーアセンブリ６０８と固定ファイバーアセンブリ６１０との間）の影響を減少させる及び／又は最小限にすることができるようにする。
【0054】
図７は、本発明の特定の実施形態によるラジアル反発型磁気軸受を使用する２つのプラットフォームの自動調心素子に関するさらに別のシステムの断面図を示す。特に、図７は、図５及び図６に示すシステムと同様のシステム７００を示す。しかしながら、システム７００は、玉軸受ではなくエラストマー整列ガイドを使用して、システム内のドリフト並びに芯ずれの力を吸収する。
【0055】
図７に示すように、システム７００は、光ファイバー７０４を含む浮遊ファイバーアセンブリ７０８、及び光ファイバー７０６を含む固定ファイバーアセンブリ７１０を含む。システム７００は、アセンブリ７０８と７１０が連結されると、ラジアル反発型磁気軸受７０２を使用して、光ファイバー７０４及び７０６を整列させる。
【0056】
概して、浮遊ファイバーアセンブリ７０８は、光ファイバー７０８、第１の軸方向の分極磁石７１２、挿入ガイド７２８及び７３０、並びにエラストマー整列ガイド７３２を含む。いくつかの実施形態では、光ファイバー７０４及び／又は光ファイバー７０６はそれぞれ、シングルコアファイバー、マルチコアファイバー、又は複数の光ファイバーを含み得る。さらに、ファイバー及び／又は複数のファイバーは、外側シースを含み得る。特定の実施形態では、外側シースは、ファイバーに付属しているクラッディング、又はフェルールとし得る。図７に示すように、光ファイバー７０４は、ファイバーコア７２０及びファイバーシース７２２を含む。
【0057】
第１の軸方向の分極磁石７１２は、光ファイバー７０４に結合され、且つそれと同心である。同様に光ファイバー７０４に同心に結合されるのは、第１の軸方向の分極磁石７１２に隣接し且つその近位にある挿入ガイド７２８、及び第１の軸方向の分極磁石７１２に隣接し且つ遠位にある挿入ガイド７３０である。このようにして、第１の軸方向の分極磁石７１２は、２つの挿入ガイド７２８と７３０との間に挟まれ得る。ガイド７２８及び７３０などの挿入ガイドは、第１の軸方向の分極磁石７１２の軸方向長さが固定ファイバーアセンブリ６１０上の対応するリング状の第２の軸方向の分極磁石７１４の軸方向長さよりも短い実施形態において、有用とし得る。挿入ガイド７２８及び７３０の特定の寸法は、特に、第１の軸方向の分極磁石７１２の軸方向長さが第２の軸方向の分極磁石７１４よりも短い実施形態において、浮遊ファイバーアセンブリ７０８と固定ファイバーアセンブリ７１０が連結されると、第２の軸方向の分極磁石７１４の長手方向軸に沿って第１の軸方向の分極磁石７１２が適切な位置にされることを保証するように、選択され得る。特定の実施形態では、挿入ガイド７３０はまた、第２の軸方向の分極磁石７１４の中心に挿入されているとき、第１の軸方向の分極磁石７１２の遠位端部を、摩耗及び引き裂きから保護する働きをし得る。概して、挿入ガイド７２８及び７３０は、エラストマーを含むがこれに限定されない、任意の好適な非磁性材料を含み得る。
【0058】
同様に、挿入ガイド７２８に隣接し且つその近位において、光ファイバー７０４に装着されているのは、エラストマー整列ガイド７３２である。整列ガイド５３２（図５）及び６３２（図６）におけるように、エラストマー整列ガイド７３２のラジアル面は、ハウジング７２４の内側表面とのインターフェースとなり、且つ第１の軸方向の分極磁石７１２を第２の軸方向の分極磁石７１４の中心に挿入するのを容易にするのを助ける。しかしながら、エラストマー整列ガイド７３２はまた、光ファイバー７０４の長手方向軸に対して直角の及び／又はそれに沿ったシステム構成要素間のドリフト（例えば、熱膨張、構造変化に起因する）を調節するように構成され、それにより、たわみ軸受としてふるまう。特定の実施形態では、エラストマー整列ガイド７３２は、選択したエラストマー材料及び幾何学的形状がシステムの構成要素によるドリフトを調節する適切な余裕をもたらす限り、任意の好適なエラストマー及び任意の好適な幾何学的形状を含み得る。例えば、図７に示すように、エラストマー整列ガイド７３２は、ベル形状として示されているように、全体的にベル形状である；しかしながら、本発明の教示内で、他の幾何学的形状が可能である。
【0059】
第１の軸方向の分極磁石７１２が第２の軸方向の分極磁石７１４に挿入されると、エラストマー整列ガイド７３２は、ロックナット７１７によって適所に固定され、ロックナットは、固定ファイバーアセンブリ７１０上の相補的なねじ部分７２６とのインターフェースとなり且つ２つのプラットフォームを取り外し可能に連結するように構成されているねじ部分７１１を含む。ここでも、システム７００は、ねじ部品（例えば、ねじ部分７１１及び７２６を含む）を含むとして示されているが、他の実施形態では、２つのプラットフォームを結合するために、バヨネット・マウント又はスナップキャップ取付具が、ねじ部品の代わりに使用され得る。
【0060】
システム７００はまた、上述の固定ファイバーアセンブリ５１０（図５）及び６１０（図６）と同様の固定ファイバーアセンブリ７１０を含む。一般的に、固定ファイバーアセンブリ７１０は、第２の光ファイバー７０６、及びアセンブリ７１０の外部から延在し且つ第２の光ファイバー７０６の端部と同心であるリング状ハウジング７２４を含む。ハウジング７２４はねじ部分７２６を含み、このねじ部分は、ロックナット７１７のねじ部分７１１を受け入れるように構成されている。さらに、固定ファイバーアセンブリ７１０は、第２の軸方向の分極磁石７１４を含み、この磁石は、リング状であり、且つハウジング７２４の内部に、第２の光ファイバー７０６の長手方向軸と同心に装着されている。第２の軸方向の分極磁石７１４は、浮遊ファイバーアセンブリ７０８が固定ファイバーアセンブリ７１０と連結されるとき、第１の軸方向の分極磁石７１２を受け入れ、且つそれと同心となるように構成されており、半径方向間隙が２つの磁石間に残存するようにする。さらに、第１の軸方向の分極磁石７１２は、第２の軸方向の分極磁石７１４に対してラジアル反発するように構成されており、アセンブリ７０８と７１０が連結されると、２つの磁石７１２及び７１４がラジアル反発型磁石軸受７０２を形成するようにする。第１の軸方向の分極磁石７１２を第１の光ファイバー７０４と同心に位置決めし、及び第２の軸方向の分極磁石７１４を第２の光ファイバー７０６と同心に位置決めすることによって、システム７００は、軸受７０２内の磁石７１２と７１４の相互作用を使用して、リング状の第２の軸方向の分極磁石７１４内で第１の軸方向の分極磁石７１２を浮かし、且つ光ファイバー７０４と７０６を整列させることができる。同時に、エラストマー整列ガイド７２３は、２つのプラットフォームを堅く結合できる（ロックナット７１７によって）が、システムの構成要素間に時々ドリフトが発生し得るようにする（例えば、熱膨張に起因する）。エラストマー整列ガイド７３２はまた、固定ファイバーアセンブリ７１０のＹ（ヨー）軸及びＺ（ピッチ）軸に沿った、浮遊ファイバーアセンブリ７０８の運動の自由を制限できる。これにより、本発明の特定の実施形態が、光ファイバー７０４と７０６との間の整列に対する、接触変動（浮遊ファイバーアセンブリ７０８と固定ファイバーアセンブリ７１０との間）の影響を減少させる及び／又は最小限にすることができるようにする。
【0061】
本開示の実施形態は、従来のシステム及び方法の限界を克服し得る、２つの結合プラットフォームの自動調心素子用のシステム及び方法を提供する。上記で開示した及び他の特徴及び機能、又はその代替例は、望ましくは、本開示に従って多くの他の異なるシステム又は適用例に組み合わせられ得ることが理解される。本明細書の様々な現在予見できない又は予期しない代替、修正、変形、又は改良が、これに続いて当業者によってなされることがあり、それらの代替例、変形例及び改良例も、以下の特許請求の範囲に含まれるものとすることも理解される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】