JP3228528B2 - ワーク保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ、プリズムなど
のワークを保持して研磨するワーク保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレンズ加工において、レンズを保
持するワーク保持装置の文献としては、例えば「ＪＯＥ
Ｍ光学素子加工技術」８７．Ｉ−５研削、研磨および特
開平２−１５９６２号公報などがある。上記前者の文献
に記載された技術を図５にて説明する。図５は、同文献
のレンズ保持装置の要部構成を示し、その一部を断面に
て示した正面図である。

【０００３】図５に示すように、レンズ保持装置は、枠
部５，台金部３，レンズ保持部４とから構成されてい
る。即ち枠部５は、被加工レンズ６の外径寸法に合わせ
た内径を有する円筒形状に形成されており、その円筒形
状の内径内に、円板形状の台金部３を一体的に装着構成
している。この台金部３の一端面には、被加工レンズ６
の受け面の曲率半径に応じて形成された硬質の部材を用
いており、他方の端面に加圧装置１と連結構成されたカ
ンザシ２が係合構成されている。台金部３と被加工レン
ズ６との間には、シートまたは、シリコンゴムなどの弾
性部材を介在させて被加工レンズ６を保持構成して、矢
印に示す方向に揺動回転するように構成されている。更
に、図に示す被加工レンズ６の下方曲率面と当接してい
る半円形状の部材は矢印に示す方向に回動構成された研
磨工具１０である。

【０００４】上記文献によるレンズ保持装置は、被加工
レンズ６の受け面を弾性部材と衝接させ、カンザシ２を
介して加圧装置１より発せられる力を被加工レンズ６に
伝達させて、研磨するように構成されている。また、上
記後者の文献、即ち公報に記載の研磨保持装置において
は、構成部品として球体状の支持具、その外周に球面座
となる外枠を有し、その凹凸球面間を流体により支持す
るワーク保持装置が提案されている。

【０００５】上記した従来の技術におけるレンズなどワ
ークの保持装置は、被加工レンズ加工時に、加圧装置の
力をカンザシを介して被加工レンズに力を加えるために
カンザシと被加工レンズの保持装置との間に摩擦抵抗が
生じ、これにより被加工レンズの研削、研磨工具に対す
る従属回転が妨げられ面形状に狂いを生じるという問題
があった。

【０００６】また、カンザシの先端が台金部と接して力
を被加工レンズに伝達するために、台金部に変形が生じ
やすく被加工レンズの保持面に均一に力が伝わりにくい
ために、面にくるいを生じ部品が摩耗し、部品交換が必
要となっていたなどの問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記諸問題
に鑑みてなされたもので、ワーク保持装置内においての
構成部品の摩耗の防止と、ワークの変形に基く面の狂い
を防止した生産性・品質性・原価性に優れたワークの保
持装置を提供することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明に係るワーク保持装置は、ワーク
を保持した状態で研磨工具により研磨するワーク保持装
置において、外周面に第１磁性体が配設され、下面にワ
ークが保持されるワーク挿入枠と、前記第１磁性体と対
向する内周面に第２磁性体が配設され、下方に挿入した
前記ワーク挿入枠が円滑に回動するように、前記第１磁
性体と第２磁性体による反発力によって、前記ワーク挿
入枠を非接触で保持するハウジングと、前記ワークを前
記研磨工具に加圧して研磨するときに、加圧力を前記ハ
ウジングおよび前記ハウジングに非接触の前記ワーク挿
入枠を介して前記ワークに伝達する加圧手段と、を具備
するものである。

【０００９】

【実施例１】まず、本発明の具体的な実施例を説明する
前に、本発明の概念を図面に基づいて説明する。図１
は、本発明のワーク保持装置の概念を示し、その一部を
断面にて示した正面図である。図に示すように、被加工
レンズであるワーク１５を挿入装着可能にその下端面に
凹部を形成したワーク挿入枠１４の外周面には、第１磁
性体としての磁性体１３を配設している。このワーク挿
入枠１４の外周には、ワーク挿入枠１４を挿入可能に形
成された椀状形の凹部を下端面に設けたハウジング１１
が配設されている。更に、このハウジング１１の内周面
には上記ワーク挿入枠１４の外周面に配設された磁性体
１３と対向するように配設された第２磁性体としての磁
性体１２を配設構成されている。この磁性体１２および
磁性体１３との対向面は互いに反発力が生じるような位
置に配設構成されている。なお、図中に示す符号１８
は、ハウジング１１の中心部に植設され基端を加圧手段
としての加圧装置と連結した加圧軸である。また、ワー
ク挿入枠１４内の曲面とワーク１５との間には、シート
または、シリコンゴムなどの弾性部材１７が介在構成し
ている。また、ワーク１５の下端面の曲面と当接してい
る半球形状は、回転軸と連結している研磨工具１６であ
る。

【００１０】上記構成によるワーク保持装置によれば、
磁性体１２と１３との磁力による反発力によりワーク挿
入枠１４を非接触にて保持構成しているため、従来のワ
ーク保持装置のように接触、摺動部を介することによる
動作抵抗を排除することができ、ワーク挿入枠１４に変
形が生じにくく、従ってワーク１５に狂いが生じず品質
のよいワークが形成できる。更に、摺動による構成部品
の摩耗が防止できるので装置の耐久性が延び原価面にお
いても有益である。

【００１１】以下、具体的な本発明のワーク保持装置を
実施例に基づいて、その構成を説明する。図２は、本発
明に係わるレンズ保持装置の実施例１を示し、その一部
を断面にて示す正面図である。なお、図中において、上
記図１と同一部材および同一構成については、同一符号
を用いその説明は省略する。

【００１２】図に示すように、本実施例はレンズ部品で
あるワーク１５を挿入可能に、円形状のブロックの下端
面を凹形状に形成したワーク挿入枠１４と、このワーク
挿入枠１４の外周面（側面および上面）に装着された磁
性体１３と、この磁性体１３を装着したワーク挿入枠１
４を挿入可能に椀形状の下端面の凹部内に所望の空間２
４を設けて形成したハウジング１１と、このハウジング
１１の内周面に上記ワーク挿入枠１４の外周面に装着さ
れた磁性体１３と対向する面に、磁性体１３と同一磁力
を有する磁性体１２を所望の間隙１が構成するように配
設構成されている。また、このハウジング１１の下端の
内周面には、上記磁性体１２および磁性体１３とを被う
ように半径方向に突出形成した吸引圧時の際、吸圧が容
易となるよう鍔片２１が設けられている。即ち、ワーク
１５とレンズを研磨する工具１６とが接触しているとき
以外は、ワーク挿入枠１４に接着した磁性体１３の下端
面２０と、ハウジング１１の鍔片２１の上面とが当接
し、磁性体１２と１３との間に、密閉空間２４が構成す
るように設けられている。また、上記ハウジング１１と
ワーク挿入枠１４に装着した磁性体１２と１３は、永久
磁石が用いられている。

【００１３】上記ハウジング１１の上端面中央位置に
は、パイプ形状の吸引軸（加圧軸）１８が植設されて、
その基端部を加圧手段としての加圧装置１９と接続構成
して、真空源２６よりの気圧を切換弁２５を介してハウ
ジング１１の中央位置に穿設した吸引孔２７を経て上昇
または下降作動とワーク１５を吸引保持するように構成
されている。また、図に示すワーク１５の下端即ち加工
曲面と当接している半球形部材は、研磨工具１６で矢印
にて示す方向に回転するよう構成されている。また、上
記ハウジング１１とワーク挿入枠１４に装着した磁性体
１２と１３は、永久磁石が用いられている。

【００１４】次に、上記構成の本実施例の作用を説明す
る。まず、予め研磨工具１６よりハウジング１１が離間
している状態において、ワーク１５を搬送装置（図示さ
れず）により搬送されてワーク挿入枠１４内の弾性部材
１７の下面に挿入当接すると共に、真空駆動による吸引
圧により吸引孔２７，２８，２９，３０，３１を経てワ
ーク挿入枠１４内に装着保持される。

【００１５】続いて、加圧装置１９を下降作動させてワ
ーク１５の加工面が研磨工具１６の球面に当接すると同
時に、切換弁２５により吸引圧を大気圧とし、この状態
にて研磨加工を行う。即ち、ワーク１５が研磨工具１６
と当接し、ハウジング１１の磁性体１２と、ワーク挿入
枠１４の磁性体１３間の空隙を双方の磁力に基づく反発
力が構成するように間隔（間隙）１となる所望の位置ま
で下降すると同時に、研磨工具１６は反時計方向（矢印
に示す方向）、磁性体１２と１３は互いに反発してラジ
アル方向（矢印に示す方向）に、それぞれ回動および揺
動して研削および研磨加工が行われる。

【００１６】上記により研磨加工が終了すると、ハウジ
ング１１は上昇し、加圧装置１９により、ワーク挿入枠
１４の磁性体１３の下端面２０と、ハウジング１１の下
端面の鍔片２１とが当接密着構成して磁性体１２と磁性
体１３との間に、密閉空間２４が構成される位置まで微
上昇する。この位置において、真空源２６による吸引圧
でワーク１５を保持したまま更に上昇してワーク１５を
切換弁２５による吸引圧を小気圧に制御して、搬送装置
上に載置されて次工程に搬出される。

【００１７】上記の構成よりなる本実施例によれば、ハ
ウジング１１側の磁性体１２とワーク挿入枠１４側の磁
性体１３との間に各々の磁力に基づく反発力による間隙
ｌが構成されるがため、両者間の動作抵抗が生じること
なく加圧装置１９による圧力をワーク１５に伝達するこ
とができる。

【００１８】

【実施例２】図３は、本発明に係わるワーク保持装置を
示し、その一部を断面にて示す正面図である。なお、図
中において、上記実施例１の図２および概念を示す図１
と同一部材、または、同一構成には同一符号を用いてそ
の説明は省略する。

【００１９】上記実施例１においては、ハウジング１１
とワーク挿入枠１４との間に構成された空隙２４は、そ
れぞれに装着された磁性体（永久磁石）１２、１３の反
発力によるものであったが、加圧軸１８方向の反発力
が、加圧装置１９よりの加圧の大きさに劣ってしまい、
ハウジング１１側とレンズ挿入枠１４側が、接触するこ
とを防止するために加圧軸１８方向の反発力の大きさを
可変可能に構成したのが本実施例である。なお本実施例
におけるワーク１５の保持方法と搬送方法および研磨方
法は、上記実施例１と同一であるので説明は省略する。

【００２０】ワーク１５を挿入可能とするワーク挿入枠
１４と、このワ一ク挿入枠１４の外周面（側面および上
面）に装着された第１磁性体としての磁性体１３ａ，１
３ｂと、この磁性体１３ａ，１３ｂを装着したワーク挿
入枠１４を挿入可能に構成したハウジング１１と、この
ハウジング１１の内周面に、上記ワーク挿入枠１４の外
周面に装着された磁性体１３ａと対向する面に、配設さ
れた磁性体１２ａとハウジング１１においてワーク挿入
枠１４の上面こ装着された磁性体１３ａと対向する位置
に、鉄心３２にコイル３３を巻装した電磁石３４を配設
構成されている。なお、磁性体１２ａと電磁石３４と
で、第２磁性体を構成している。上記構成において、ワ
ーク挿入枠１４とハウジング１１に装着された磁性体１
３ａ，１３ｂおよび磁性体１２ａは、永久磁石にて構成
され、それぞれの面の極性は同一である。また電磁石３
４の極性は、対向するワーク挿入枠１４の磁性体１３ｂ
の面の極性と同一に設定されている。

【００２１】上記構成よりなる本実施例によれば、電磁
石３４のコイル３３に流れる電流の量を調整することに
より、ハウジング１１とワーク挿入枠１４との反発力の
調整ができ、加圧軸１８方向の磁力による反発力が加圧
力に劣って、ハウジング１１とワーク挿入枠１４とが接
触することを防止することができる。

【００２２】

【実施例３】図４は、本発明に係わるワーク保持装置の
実施例３を示し、その一部を断面にて示す正面図であ
る。なお、図中において、上記各実施例および図１と同
一部材、または同一構成については同一符号を用いその
説明は省略する。

【００２３】一般において、研削・研磨加工時に研磨工
具を揺動することによりワークと研磨工具との相対位置
の変動が生じる。この変動を図２による実施例１にて説
明すると、ワーク１５が研磨工具１６に対して、従属回
転に全く関与せず回転軸Ａを常に、同一水平方向にずら
す作用をする力ＦＲが生じ上記したように、ハウジング
の中心Ａと加圧軸１８とを一致させようとすることは、
水平方向への磁力による反発力のみでは充分に対応する
ことができない。

【００２４】上記によりハウジング１１の内周面と、ワ
ーク挿入枠１４の外周面とが干渉し摺動抵抗となりワー
ク１５のビビリなどが発生し高精度な加工面を得ること
が難しい。本実施例は上記問題点に着目してなされたも
ので、加工抵抗力による回転軸のズレを防ぐように構成
したものである。

【００２５】図に示すように、ワーク１５の外周を下端
面に挿入装着するように形成し、その外周を半球形状凸
面に形成されたワーク挿入枠３５と、このワーク挿入枠
３５の外周面上の全面には、第１磁性体としての磁性体
３６を一体的に装着構成している。このように構成され
たワーク挿入枠３５の外周面上には、ワーク挿入枠３５
の磁性体３６と対向し、所望の間隔を設けて配設された
多数の第２磁性体としての磁性体３７を装着したワーク
挿入枠３５の外周形状と対応して、その下端面を球形状
に構成したハウジング３８が、その上端面中心に加圧軸
１８を介して加圧装置１９と連結構成されている。

【００２６】上記構成において、ワーク挿入枠３５に装
着した磁性体３６には永久磁石を用い、ハウジング３８
に装着した磁性体３７には永久磁石または電磁石が用い
られている。また各々が対向する磁性体３６と３７の面
の極性は同一にてワーク挿入枠３５とハウジング３８に
それぞれ装着されている。

【００２７】上記の構成よりなる本実施例によれば、磁
性体３６と３７とによるハウジング３８とワーク挿入枠
３５との反発力の方向がすべて回転軸Ａ上の一点に集束
する方向にあるがため、ワーク１５およびワーク挿入枠
３５の位置の安定性が増し、研磨工具１６の揺動に基づ
くワーク１５と、研磨工具１６との加工抵抗による回転
軸Ａを水平方向にずらす作用をする力ＦＲに対する抗力
が増大し、回転軸Ａの調心機能が向上する。これにより
ハウジング３８の内周面と、ワーク挿入枠３５の外周面
との干渉による摺動抵抗に基づくワーク１５のビビリ現
象などを防ぐことができ、高精度な加工面が得られる。

【００２８】

【発明の効果】上記構成による本発明によれば、ワーク
保持装置内において磁力による反発力により、加圧装置
からの力を接触部摺動部を介することなくワークに伝達
しつつワーク保持するために、装置構成部品の摩耗が発
生せず寿命が向上する。また、構成部品の摺動抵抗およ
び加圧によるワーク保持部品の変形に基づくワークの面
の狂いなどが防止できるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワーク保持装置の概念を示し、その一
部を断面にて示す正面図である

【図２】本発明のワーク保持装置の実施例１を示し、そ
の一部を断面にて示す正面図である。

【図３】本発明のワーク保持装置の実施例２を示し、そ
の一部を断面にて示す正面図である。

【図４】本発明のワーク保持装置の実施例３を示し、そ
の一部を断面にて示す正面図である。

【図５】従来のワーク保持装置の一部を断面にて示す正
面図である。

【符号の説明】

１１，３８ ハウジング １２，１３，３６，３７ 磁性体 １４，３５ ワーク挿入枠 １５ ワーク １６ 研磨工具 １７ 弾性部材 １８ 加圧軸 １９ 加圧装置 ２０ 端面 ２１ 鍔片 ２２，２３，３６Ａ，３７Ａ 対向面 ２４ 空隙 ２５ 切換弁 ２６ 吸引源 ２７，２８，２９，３０，３１ 吸引孔 ３２ 鉄心 ３３ コイル ３４ 電磁石

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを保持した状態で研磨工具により
   研磨するワーク保持装置において、 外周面に第１磁性体が配設され、下面にワークが保持さ
   れるワーク挿入枠と、 前記第１磁性体と対向する内周面に第２磁性体が配設さ
   れ、下方に挿入した前記ワーク挿入枠が円滑に回動する
   ように、前記第１磁性体と第２磁性体による反発力によ
   って、前記ワーク挿入枠を非接触で保持するハウジング
   と、 前記ワークを前記研磨工具に加圧して研磨するとき、加
   圧力を前記ハウジングおよび前記ハウジングに非接触の
   前記ワーク挿入枠を介して前記ワークに伝達する加圧手
   段と、 を具備することを特徴とするワーク保持装置。