JP4229582B2

JP4229582B2 - Grinding and polishing equipment

Info

Publication number: JP4229582B2
Application number: JP2000362666A
Authority: JP
Inventors: 俊哉秋田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: JP2002166345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス、結晶材料、セラミック等からなるレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子あるいは成形を行う型材などのワークを研削研磨する研削研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は特開平７−１３１１号公報に記載された従来の研削研磨装置の正面図、図１６はその左側面図である。この研削研磨装置は、レンズを加工するものである。
【０００３】
研削研磨装置の研磨軸の上軸２１１は加圧機構（図示省略）を有して上下動可能であり、ネジ２１２により取付具２１３を介してステー２１４が固定されている。ステー２１４の下端部には、横コ字状の第１揺動部材２１５が、その中心軸線を揺動中心として図１５の矢印ａ方向に揺動できるように軸受２１６を介して支軸２１７により支承されている。支軸２１７はステー２１４に嵌着された受け部材２１８に嵌合すると共に、ステー２１４に対して第１揺動部材２１５の反対側からナット２１９によって締め付けされることによってステー２１４に取り付けられている。
【０００４】
第１揺動部材２１５の両先端側には、縦コ字状の第２揺動部材２２０の両先端部がそれぞれ支軸２２１により取り付けられている。この第２揺動部材２２０は支軸２２１を揺動中心として図１６の矢印ｂ方向に揺動するようになっている。以上の支軸２１７、２２１の各軸線はＯ点で交わっており、従って第１揺動部材２１５および第２揺動部材２２０はＯ点を揺動中心として矢印ａおよびｂ方向に揺動するようになっている。
【０００５】
第２揺動部材２２０の中央には、軸受２２４を介して被加工物であるレンズ２０１の保持体２０２が回転可能に支持されている。保持体２０２は軸受２２４に支持される軸部２０２ａと、その下部に一体的に形成され、その内部でレンズ２０１を吸引保持する逆カップ状部２０２ｂとから構成されている。軸部２０２ａの中心には、逆カップ状部２０２ｂの中心に連通し、且つ底面に開口した中空部２０４が貫通している。逆カップ状部２０２ｂの底面に設けられた溝部には、Ｏリング２０３が取り付けられ、レンズ２０１の裏面を支持すると共に、中空部２０４を介してレンズ２０１を吸引保持する際の気密性を確保している。
【０００６】
上記取付具２１３にはプーリ軸２３０が螺合しており、このプーリ軸２３０と上軸２１１とが連結している。取付具２１３とプーリ軸２３０との間にはシール２３１が設けられている。プーリ軸２３０には、軸受２３２を介してプーリ２３３が回転可能に取り付けられている。また、プーリ軸２３０とプーリ２３３の間にはシール２３４が配置されている。
【０００７】
プーリ２３３の下端部と保持体２０２の軸部２０２ａの上端部は、継手２３５によって連結され、プーリ２３３の回転を保持体２０２に伝達するようになっている。プーリ２３３は、ベルト２３６、プーリ２３７を介してモータ２３８と連結されており、モータ２３８を駆動することにより保持体２０２が回転する。
【０００８】
一方、保持体２０２に保持されているレンズ２０１に対向して、図示しないモータおよび揺動機構によって回転運動およびレンズ２０１の曲率中心を支点として球心揺動運動する砥石２２９が配設されている。
【０００９】
このような構造による研磨加工は、まず、レンズ２０１を中空孔２０４により吸引し、保持体２０２の下端の逆カップ状部２０２ｂ内でレンズ２０１の裏面をＯリング２０３に当接させて保持する。次に、上軸２１１を下降させてレンズ２０１の加工面を砥石２２９に当接させる。
【００１０】
そして、レンズ２０１の吸引を解除した後、レンズ２０１と砥石２２９との間に加工液を供給しながら、モータ２３８により、プーリ２３７、ベルト２３６、プーリ２３３、継手２３５および保持体２０２を介してレンズ２０１を回転させると共に、砥石２２９を回転させながら揺動運動を与えてレンズ２０１の加工を開始する。この加工では、レンズ２０１は砥石２２９より充分小さい回転数で回転させる。加工を終了する際には、中空孔２０４によりレンズ２０１を吸引し、上軸２１１を上昇させてレンズ２０１を砥石２２９から離反させる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来の研削研磨装置では、砥石２２９の加工面の回転軸に対する偏心および砥石２２９を研磨機に固定するときに発生する球心位置のズレ、砥石２２９の摩耗による球心位置のズレなどにレンズ２０１が追従するために、第１揺動部材２１５および第２揺動部材２２０がそれぞれ支軸２１７、支軸２２１を支点として傾斜しようとする。しかしながら、モータ２３８の回転をレンズ２０１に伝達するための継手２３５が第２揺動部材２２０に配設されているため、第１揺動部材２１５および第２揺動部材２２０は継手２３５の自由度以上の傾斜ができない。また継手２３５の自由度内の傾斜に対しては、継手２３５を変形させるための力量が必要であり、このためレンズ２０１の砥石２２９への追従性が低下している。
【００１２】
従って、レンズ２０１が砥石２２９に追従することができなくなり、レンズ２０１と砥石２２９との間に非接触部分が存在して加工荷重が不均一になったり、振動が発生している。このため、レンズ２０１の表面粗さおよび面精度が悪化する問題点がある。
【００１３】
さらに第１揺動部材２１５あるいは第２揺動部材２２０が砥石２２９に追従するために傾斜するが、このとき、第２揺動部材２２０の重量により慣性モーメントが作用し、傾斜する方向よりも戻る方向に移動することが困難となり、レンズ２０１の砥石２２９への追従性が悪くなり、面精度が悪化する問題点がある。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、砥石の加工面の振れにワークが追従してワーク保持体の揺動の自由度を確保でき、しかもワーク保持体の重量をキャンセルしてワークの砥石への追従性を良好にでき、これにより、良好な表面粗さおよび面精度でワークを加工することが可能な研削研磨装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、砥石と、光学素子あるいは型材からなるワークに砥石を当接させながら砥石を回転させる砥石回転手段と、砥石とワークとを相対的に揺動させる揺動手段と、駆動源からの回転力をワークに伝達させる回転力伝達手段と、を有する研削研磨装置において、前記ワークを保持するワ一ク保持体と、ワーク保持体の回転中心軸を中心とする円周上に配設された第１の磁石と、前記駆動源に連結されると共に前記ワ一ク保持体の回転中心軸を支持する支持軸と、前記第１の磁石に非接触で対向するように前記支持軸上に配設された第２の磁石と、を具備したことを特徴とする。
【００２０】
この発明では、ワークを砥石に当接させて砥石を回転させると共に、ワークと砥石を相対的に揺動させ、駆動源に連結された支持軸を介して第２の磁石を回転させる。このとき、ワークを保持するワーク保持体の回転中心軸を支持軸が支持すると共に、第２の磁石と第２の磁石に対して非接触状態で近接したワーク保持体の第１の磁石との間の磁力によって、駆動源の回転力がワーク保持体に伝達されるため、ワーク保持体が磁石の回転に連動して回転し、これによりワークも回転する。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記支持軸に固定された磁石保持部材をさらに具備し、前記第１の磁石は、前記ワーク保持体の上面に配設され、前記第２の磁石は、前記磁石保持部材の下面に配設されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、ワークを砥石に当接させて砥石を回転させると共に、ワークと砥石を相対的に揺動させ、駆動源に連結された支持軸を回転させ、さらに支持軸に固定された磁石保持部材を介して第２の磁石を回転させる。このとき、ワークを保持するワーク保持体の回転中心軸を支持軸が支持すると共に、第２の磁石と第２の磁石に対して非接触状態で近接したワーク保持体の第１の磁石との間の磁力によって駆動源の回転力がワーク保持体に伝達されるため、ワーク保持体が磁石の回転に連動して回転し、ワークも回転する。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記支持軸に固定された磁石保持部材をさらに具備し、前記支持軸の先端は、球形部を有しており、前記ワーク保持体の中心軸を支持し、前記第１の磁石は、前記支持軸の球形部を中心とした前記ワーク保持体の外周面に配設され、前記第２の磁石は、前記支持軸の球形部を中心とした前記磁石保持部材の内側面に配設されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明では、ワークを砥石に当接させて磁石を回転させると共に、ワークと砥石を相対的に揺動させ、駆動源に連結された支持軸を回転させ、さらに支持軸に固定された磁石保持部材を介して第２の磁石を回転させる。このとき、ワークを保持するワーク保持体の回転中心軸を支持軸が支持すると共に、第２の磁石と第２の磁石に対して非接触状態で近接したワーク保持体の第１の磁石との間の磁力によって駆動源の回転力がワーク保持体に伝達されるため、ワーク保持体が磁石の回転に連動して回転し、ワークも回転する。また、この発明では、第１の磁石及び第２の磁石は、支持軸の先端部の球形部の曲率中心を同一の支点として傾斜するため、第１の磁石及び第２の磁石が干渉することがない。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記支持軸の内部に設けた中空部と、前記ワーク保持体に固定され、その先端が前記磁石保持部材に接触した密閉部材と、前記ワ一ク保持体に設けた連通孔と、を有し、前記支持軸、磁石保持部材、密閉部材、ワーク保持体およびワークによって密閉空間を形成したことを特徴とする。
【００２６】
この発明では、請求項３と同様な作用が得られると共に、密閉空間、中空部を通じてエアーを吸引することにより、ワークをワーク保持体に保持したままでワークを砥石に当接させる。加工中は、ワーク保持体が傾斜しても密閉部材が磁石保持部材の球形部と常に接触して密閉状態を確保する。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記ワ一クが貼り付けられる貼付皿をさらに具備し、前記ワーク保持体は、略カップ形状を有し、前記貼付皿の開口部に挿入され、前記貼付皿を介して前記ワークを保持することを特徴とする。
【００２８】
この発明では、貼付皿に貼り付けられたワークを砥石に当接させて砥石を回転させると共に、ワークと砥石とを相対的に揺動させ、駆動源に連結された支持軸を回転させ、さらに支持軸に固定された磁石保持部材を介して第２の磁石を回転させる。このとき、貼付皿を保持する略カップ形状のワーク保持体の回転中心軸を支持軸が支持すると共に、第２の磁石と、第２の磁石に対して非接触状態で近接したワーク保持体の第１の磁石との間の磁力によって駆動源の回転力がワーク保持体に伝達されるため、ワーク保持体が磁石の回転に連動して回転し、ワークも回転する。
【００２９】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記ワ一クが貼り付けられる貼付皿をさらに具備し、前記ワーク保持体は、略カップ形状を有し、前記貼付皿の開口部に挿入され、前記貼付皿を介して前記ワークを保持し、前記第１の磁石は、前記ワーク保持体の内周面に配設されていることを特徴とする。
【００３０】
この発明では、貼付皿に貼り付けられたワークを磁石に当接させて磁石を回転させると共に、ワークと砥石とを相対的に揺動させ、駆動源に連結された支持軸を介して支持軸の外周面に取り付けられた第２の磁石を回転する。このとき、貼付皿を保持する略カップ形状のワーク保持体の回転中心軸を支持軸が支持すると共に、第２の磁石と第２の磁石に対して非接触状態で近接したワーク保持体の内周面の第１の磁石との間の磁力によって駆動源の回転力がワーク保持体に伝達されるため、ワーク保持体が磁石の回転に連動して回転し、ワークも回転する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の要素は同一の符号を付して対応させてある。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の研削研磨装置の一部を断面にした正面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は要部を示す図２のＹ−Ｙ線断面図である。
【００３５】
図１に示すように、加工面１ａが平面形状となっているワーク１に対向して、研削研磨用の砥石２が配設されている。ワーク１はガラス、結晶材料、セラミック等の光学素子あるいは成形型材などからなっている。砥石２は図示省略した回転自在な砥石軸に固定されている。ワーク１の加工面１ａと反対側の保持面１ｂはＯリング１７（あるいは、保持面１ｂの全面を受けるためのシリコン、ポリウレタン等のシート）を介して、ワーク保持体３の開口部３ａの内周面により保持されている。また、ワーク保持体３の上面３ｂの回転中心軸上に設けた凹部には、支持軸４の先端部に設けた球形部４ａが嵌合している。
【００３６】
支持軸４はベアリング６を介してアーム部材５に回転自在に保持されている。なお、２個のベアリング６の間には、スペーサ７、８が配設されている。支持軸４の上端部は軸継手９を介して、回転のための駆動源であるモータ１０に連結されている。モータ１０はアーム部材５に固定されている。
【００３７】
アーム部材５はテーブル１３に固定されており、テーブル１３は研削研磨装置本体のワーク軸部１１に固定されたレールガイド１２に上下動自在に保持されている。また、アーム部材５の上端部は図示省略したエアーシリンダーに連結されることにより加圧機構を有している。
【００３８】
ワーク保持体３の上面３ｂに対向し、且つ非接触状態で磁石保持部材１４が配設されている。磁石保持部材１４には支持軸４が挿入されており、側面からの止めネジ１８により支持軸４に固定されている。図２に示すように、磁石保持部材１４の下面１４ａには、第２の磁石としての磁石１５が円周上に等間隔に４個埋設されている。さらに、図３に示すように、ワーク保持体３の上面３ｂには、第１の磁石としての磁石１６が円周上に等間隔に４個埋設されている。
【００３９】
この実施の形態では、磁石保持部材１４に埋設された磁石１５とワーク保持体３に埋設された磁石１６とは、互いに反発する同極同士が対向している。このため、図２に示すように、それぞれの磁石１６は隣接する２個の磁石１５の中間に、非接触状態で位置するようになる。
【００４０】
加工に際しては、図示省略した砥石軸部が回転運動を行うと共に、左右に直進揺動または遊星揺動する。また、ワーク１と砥石２には、図示省略した研削液、あるいは研磨液が供給される。
【００４１】
上記構成による精研削、研磨加工では、まずワーク１をワーク保持体３の開口部３ａに挿入し、加工面１ａを砥石２に当接させる。そして、図示省略したアーム部材５の加圧機構を駆動することにより、支持軸４の先端部の球形部４ａがワーク保持体３の上面３ｂの回転中心軸上に設けた凹部に嵌合し、ワーク保持体３及びＯリング１７を介してワーク１が砥石２に対し加圧される。
【００４２】
ワーク１と砥石２との間に図示省略した研削液または研磨液を供給しながら、砥石２を回転させると共に、直進揺動または遊星揺動させる。これと同時に、モータ１０を回転させることにより、軸継手９を介して支持軸４および磁石保持部材１４が回転する。磁石保持部材１４の円周上に埋設された磁石１５は、ワーク保持体３に埋設された磁石１６と反発しているので、磁石１５が回転すると、それに連動して磁石１６が埋設されているワーク保持体３、さらにワーク１が回転する。
【００４３】
加工中におけるワーク保持体３の回転数の設定について説明する。通常加工では砥石２の回転により、砥石２とワーク１との摩擦力によってワーク１が従属回転する。このワーク１の従属回転の回転数は砥石２の回転数の０．７〜０．９８倍であるため、ワーク保持体３の回転数は砥石２の回転と同一方向に砥石２の回転数の０．７〜０．９８倍に設定することが好ましい。ただし、加工速度を向上させるときは、砥石２の回転数の０．１〜０．７倍に設定する。また、さらに加工速度を向上させるときは、砥石２と逆方向に回転させる。
【００４４】
加工中は、砥石２の加工面２ａの回転および揺動で発生する振れに、ワーク１が追従するためにワーク保持体３が傾斜しようとする。このとき、本実施の形態によれば、モータ１０からの回転力はワーク保持体３に対して非接触で磁石１５、１６により伝達されており、ワーク保持体３は支持軸４先端の球形部４ａで支持されているため、ワーク保持体３の傾斜が規制されることはない。このため、ワーク１は砥石の振れに対して良好に追従することができる。
【００４５】
このような実施の形態によれば、強制的にワーク１を回転させるため、通常加工で発生するような従属回転不良による面精度の悪化などの問題はない。また、ワーク保持体３が揺動する自由度を維持したまま、ワーク１を回転させることができるため、ワーク１の砥石２への追従性が良好となり、表面粗さおよび面精度を良好に維持することができる。
【００４６】
図４はこの実施の形態の変形々態であり、磁石保持部材１４の部分上面図を示す。この形態では、磁石保持部材１４に埋設された磁石１５が磁石保持部材１４の半径方向に長い略長円形状となっている。これにより、加工中において、ワーク保持体３の傾斜が大きいときでも、ワーク保持体３に埋設された磁石１６との反発力を損なうことなく、モータ１０の回転をワーク保持体３に伝えることができる。
【００４７】
図５は別の変形々態における磁石保持部材１４の部分上面図である。この形態では、磁石保持部材１４に埋設された小径の円柱形状の磁石１５が磁石保持部材１４の半径方向に複数個配設されている。これにより、加工中において、ワーク保持体３の傾斜が大きいときでも、ワーク保持体３に埋設された磁石１６との反発力を損なうことなく、モータ１０の回転をワーク保持体３に伝えることができる。
【００４８】
さらに、図４及び図５に示した磁石保持部材１４の磁石１５の変形々態においては、磁石１５ではなく、ワーク保持体３に埋設された磁石１６に対して行っても同様な効果が得られる。
【００４９】
また、この実施の形態では、磁石１５と磁石１６とを反発状態で対向させているが、磁石保持部材１４に固着された各形状の磁石１５とワーク保持体３に埋設された磁石１６を引き合う同極になるように対向させても良い。この場合には、反発する場合より回転伝達力は若干低下するが、その分だけ、磁石を大きくすることにより同様な効果が得られる。
【００５０】
（実施の形態２）
図６〜図８は実施の形態２を示し、図６は研削研磨装置の一部を断面にした正面図、図７は図６のＸ−Ｘ線断面図、図８は図６の要部である図７のＹ−Ｙ線断面図である。
【００５１】
図６に示すように、加工面１ａが球面の凹形状を有するワーク１に対向して、研削研磨用の球面形状の砥石２が配設されている。砥石２は図示省略した回転自在な砥石軸に固定されている。ワーク１の加工面１ａと反対側の保持面１ｂはＯリング１７を介してワーク保持体３の開口部３ａの内周面により保持されている。ワーク保持体３の上面３ｂの回転中心軸上に設けた凹部は、支持軸４の先端部に設けた球形部４ａに嵌合されている。また、ワーク保持体３の外周面３ｃは支持軸４の球形部４ａの中心を中心とした球面形状に形成されている。
【００５２】
支持軸４はベアリング６を介してアーム部材５に回転自在に保持されている。なお、２個のベアリング６の間には、スペーサ７、８が配設されている。支持軸４の上端部は軸継手９を介して、回転のための駆動源であるモータ１０に連結されている。モータ１０はアーム部材５に固定されている。
【００５３】
アーム部材５はテーブル１３に固定されており、テーブル１３は研削研磨装置本体のワーク軸部１１に固定されたレールガイド１２に上下動自在に保持されている。また、アーム部材５の上端部は図示省略したエアーシリンダーに連結されており、これにより加圧機構を有している。
【００５４】
ワーク保持体３の上側には、非接触状態で磁石保持部材１４が配設されている。磁石保持部材１４には支持軸４が挿入されており、側面からの止めネジ１８により支持軸４に固定されている。磁石保持部材１４の開口部１４ａの先端内側面には、第２の磁石としての平板状の磁石１９が円周上に等間隔に複数個埋設されている。各々の磁石１９はその中心における法線が支持軸４の先端部に設けた球形部４ａの中心を通るように配設面３ｂに対向し、且つ非接触状態で磁石保持部材１４が配設されている。
【００５５】
図７および図８に示すように、ワーク保持体３の外周面３ｃには、第１の磁石としての磁石２０が円周上に等間隔に埋設されている。磁石２０は上述した磁石１９と同数となっている。この実施の形態では、磁石保持部材１４に埋設された磁石１９とワーク保持体３に埋設された磁石２０とは、互いに反発する同極同士が対向している。このため、図７に示すように、それぞれの磁石１９は隣接する２個の磁石２０の中間に非接触で位置するようになる。
【００５６】
加工に際しては、図６に示すように図示省略した砥石軸部が回転運動を行うと共に、ワーク１の加工面１ａの曲率中心Ｏを支点として、傾斜した角度αを中心角として、左右に角度βで揺動する球心揺動運動を行う。また、ワーク１と砥石２には、図示省略した研削液または研磨液が供給される。
【００５７】
この構成による精研削、研磨加工では、まずワーク１をワーク保持体３の開口部３ａに挿入し、加工面１ａを砥石２に当接させる。図示省略したアーム部材５の加圧機構を駆動することにより、支持軸４の先端部の球形部４ａがワーク保持体３の上面３ｂの回転中心軸上に設けた凹部に嵌合し、ワーク保持体３、Ｏリング１７を介してワーク１が砥石２に対し加圧される。
【００５８】
ワーク１と砥石２との間に研削液または研磨液を供給しながら、砥石２を回転させると共に球心揺動運動させる。それと同時に、モータ１０を回転させることにより、軸継手９を介して支持軸４および磁石保持部材１４が回転する。磁石保持部材１４の開口部１４ａの先端側内側面に埋設された磁石１９は、ワーク保持体３の外周面に埋設された磁石２０とは反発しあっているため、磁石１９が回転すると、それに連動して磁石２０が埋設されているワーク保持体３さらにはワーク１が回転する。
【００５９】
加工中は、砥石２の偏心および砥石２を研削研磨装置に固定するときに発生する球心位置のズレ、砥石２の摩耗による球心位置のズレなどにワーク１が追従するためにワーク保持体３が傾斜しようとする。このとき、本実施の形態によれば、モータ１０からの回転力はワーク保持体３に対して非接触で磁石１９、２０により伝達されており、ワーク保持体３は支持軸４先端の球形部４ａで支持されているため、ワーク保持体３の傾斜が規制されることはない。また、磁石１９、２０は、それぞれ磁石保持部材１４およびワーク保持体３に保持されながら、支持軸４の先端部の球形部４ａの曲率中心を支点として傾斜するため、磁石１９、２０が干渉することはない。このため、ワーク１は砥石２の偏心やズレに対して良好に追従することができる。
【００６０】
このような実施の形態によれば、球面形状のワーク１に対しても実施の形態１と同様な効果が得られる。また、ワーク保持体３の外周面３ｃと磁石保持部材１４の開口部１４ａとが干渉する限界位置まで、ワーク保持体３が大きく傾斜することができるため、球心揺動運動以外のワーク軸部の直進揺動運動および遊星揺動運動を行う研削研磨装置にも対応することができる。
【００６１】
（実施の形態３）
図９〜図１１は本発明の実施の形態３を示し、図９は研削研磨装置の一部を断面にした正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図、図１１は要部である図１０のＹ−Ｙ線断面図である。
【００６２】
図９に示すように、加工面１ａが球面の凸形状を有するワーク１に対向して、研削研磨用の球面形状の砥石２が配設されている。砥石２は図示省略した回転自在な砥石軸に固定されている。ワーク１における加工面１ａと反対側の保持面１ｂはＯリング１７を介してワーク保持体３の開口部３ａの内周面により保持されている。ワーク保持体３の上面３ｂの回転中心軸上に設けた凹部には、支持軸４の先端部に設けた球形部４ａが嵌合している。
【００６３】
ワーク保持体３の外周面３ｃは、支持軸４の先端部の球形部４ａを中心とする球面の一部を形成している。また、ワーク保持体３の上面３ｂの中輪帯に設けられた突起部３ｄには、Ｖリング、Ｏリング、シリコンチューブ、ウレタンチューブ等からなる密閉部材２３が固定されている。さらに、ワーク保持体３の突起部３ｄより中央寄りには開口部３ａに連通した連通孔３ｅが設けられている。
【００６４】
支持軸４はベアリング６を介してアーム部材５に回転自在に保持されている。なお、２個のベアリング６の間には、スペーサ７、８が配設されている。支持軸４の中心部には軸方向の中空部４ｂが形成されており、支持軸４の先端部には中空部４ｂと連通した横孔４ｃが穿設されている。
【００６５】
また、支持軸４の上端部には図示省略したロータリジョイントが配設され、図示しないエアーの吸引排出ユニットに連結されている。さらに、支持軸４の上方にはプーリ２４が固定され、ベルト２６を介して回転のための駆動源であるモータ１０のプーリ２５に連結されている。モータ１０はアーム部材５に固定されている。
【００６６】
アーム部材５はテーブル１３に固定されており、テーブル１３は研削研磨装置本体のワーク軸部１１に固定されたレールガイド１２に上下動自在に保持されている。また、アーム部材５の上端部は図示省略したエアーシリンダーに連結されることにより、加圧機構を有している。
【００６７】
ワーク保持体３の上側には、磁石保持部材１４が配設されている。磁石保持部材１４には支持軸４が挿入されており、側面からの止めネジ１８により支持軸４に固定されている。磁石保持部材１４の開口部１４ａの内側面には、第２の磁石としての磁石２１が円周上に等間隔に複数個埋設されている。磁石２１における開口部１４ａ側の表面は、支持軸４の先端部の球形部４ａの曲率中心を中心とした球面形状に形成されている。
【００６８】
さらに、磁石保持部材１４の開口部１４ａの内側面のうち磁石２１が埋設された部分よりも上側部分は、支持軸４の先端部の球形部４ａの曲率中心を中心とした球面形状に形成された球面部１４ｂを有している。この球面部１４ｂには、密閉部材２３の先端が接触し、磁石保持部材１４の開口部１４ａから外にエアーが漏れないように密閉されている。また、磁石保持部材１４の先端には、ワーク保持体３の外周面３ｃより小径の内径を有するリング形状の押さえピース２７が固定されており、ワーク保持体３が落下するのを防止するためのストッパーとなっている。
【００６９】
図１０および図１１に示すように、ワーク保持体３の外周面３ｃには、第１の磁石としての磁石２２が円周上に等間隔に埋設されている。この磁石２２は磁石２１と同数となっている。この実施の形態では、磁石保持部材１４に埋設された磁石２１とワーク保持体３に埋設された磁石２２とは互いに反発する同極同士が対向するように配置されている。このため、図１０に示すように、それぞれの磁石２１は隣接する２個の磁石２２の中間に非接触で位置するようになる。
【００７０】
加工に際しては、図９に示すように図示省略した砥石軸部が回転運動を行うと共に、ワーク１の加工面１ａの曲率中心Ｏを支点として、傾斜した角度αを中心角として左右に角度βで揺動する球心揺動運動を行う。また、ワーク１と砥石２には、図示省略した研削液または研磨液が供給される。
【００７１】
この構成による精研削、研磨加工では、まずワーク１をワーク保持体３の開口部３ａに挿入し、図示省略したエアーの吸引排出ユニットによりエアーを吸引する。支持軸４の中空部４ｂ、横孔４ｃおよび磁石保持部材１４の開口部１４ａからなる空間は密閉部材２３により密閉されているので、ワーク保持体３の連通孔３ｅを通じてワーク保持体３の開口部３ａのワーク１より上部空間は負の圧力となり、ワーク１が吸引されてワーク保持体３に保持される。
【００７２】
次に、ワーク軸部１１を降下させると共に、図示省略したアーム部材５の加圧機構を駆動することにより、ワーク保持体３およびワーク１が加圧され、ワーク１が砥石２に当接される。この時点で図示省略したエアー供給排出ユニットの吸引を停止する。
【００７３】
ワーク１と砥石２との間に図示省略した研削液または研磨液を供給しながら砥石２を回転させると共に球心揺動運動させる。それと同時に、モータ１０を回転させることにより、プーリ２５、ベルト２６、プーリ２４を介して支持軸４および磁石保持部材１４が回転する。磁石保持部材１４に埋設された磁石２１は、ワーク保持体３に埋設された磁石２２とは反発しているため、磁石２１が回転すると、それに連動して磁石２２が埋設されているワーク保持体３さらにはワーク１が回転する。
【００７４】
加工中は、砥石２の偏心および砥石２を研削研磨装置に固定するときに発生する球心位置のズレ、砥石２の摩耗による球心位置のズレなどにワーク１が追従するためにワーク保持体３が傾斜しようとする。このとき、本実施の形態によれば、モータ１０からの回転力がワーク保持体３に対して非接触で磁石２１、２２により伝達されていると共に、ワーク保持体３に固定された密閉部材２３は、磁石保持部材１４の球形部１４ｂと常に弱い力で接触している。このため、ワーク保持体３の傾斜が規制されることはない。また、磁石２１、２２はそれぞれ磁石保持部材１４およびワーク保持体３に保持されながら支持軸４の先端部の球形部４ａの曲率中心を支点として傾斜する。このため、磁石２１、２２が干渉することはない。これらによって、ワーク１は砥石２の偏心やズレに対して良好に追従することができる。
【００７５】
加工を終了するときは、図示しないエアー供給排出ユニットを作動させ、ワーク１を吸引する。砥石２を回転させたまま、あるいは停止した状態で、ワーク１を砥石２から離脱させるためにワーク軸部１１を上昇させ、あるいは図示省略したアーム部材５の加圧機構を停止し、支持軸４を上昇させる。そして、ワーク１が砥石２から完全に離脱した時点で、モータ１０の回転を停止する。これにより、ワーク１が砥石２から離脱する瞬間に、ワーク１への傷の発生および切り屑、研磨剤、砥石２のボンド剤、砥粒等のワーク１に対する付着を防止することができる。
【００７６】
このような実施の形態によれば、ワーク１の吸引機構を有する研削研磨装置においても実施の形態２と同様な効果が得られる。
【００７７】
（実施の形態４）
図１２は本発明の実施の形態４を示し、研削研磨装置の一部を断面にした正面図である。
【００７８】
図１２において、加工面１ａが球面の凹形状を有するワーク１に対向して、研削研磨用の球面形状の砥石２が配設されている。砥石２は図示省略した回転自在な砥石軸に固定されている。ワーク１における加工面１ａの反対面は、熱可塑性樹脂等により貼付皿３０に貼り付けられている。貼付皿３０の材質は磁性体である。
【００７９】
貼付皿３０の上部の開口部３０ａには、略カップ形状のワーク保持体３１がその開口部３１ａを上に向けて挿入されている。ワーク保持体３１の底部には、貼付皿３０を磁力により保持するための磁石３３が埋設されている。また、ワーク保持体３１の開口部３１ａの回転中心軸上には凹部があり、支持軸４の先端部に設けた球形部に当接されている。
【００８０】
ワーク保持体３１の内側面上部にはネジが切られており、保持体押さえ部材３２が螺合によって取り付けられている。保持体押さえ部材３２の上面３２ａには第１の磁石として磁石２９が埋設されている。この上面３２ａは支持軸４の先端部に設けた球形部の曲率中心を中心とした球面形状に形成されている。
【００８１】
支持軸４には、先端部に設けた球形部の上部位置にＯリング３４が固定されている。このＯリング３４はワーク保持体３１が降下したときに、保持体押さえ部材３２の下端と当接してワーク保持体３１が落下するのを防止している。また、支持軸４はベアリング６を介してアーム部材５に回転自在に保持されている。なお、２個のベアリング６の間には、スペーサ７、８が配設されている。支持軸４の上端部は軸継手９を介して、回転のための駆動源であるモータ１０に連結されている。モータ１０はアーム部材５に固定されている。
【００８２】
アーム部材５はテーブル１３に固定されており、テーブル１３は研削研磨装置本体のワーク軸部１１に固定されたレールガイド１２に上下動自在に保持されている。また、アーム部材５の上端部は図示省略したエアーシリンダーに連結されることにより、加圧機構を有している。
【００８３】
保持体押さえ部材３２の上側には非接触状態で、磁石保持部材１４が配設されている。磁石保持部材１４には支持軸４が挿入されており、側面からの止めネジ１８により支持軸４に固定されている。磁石保持部材１４の下面１４ｃには、第２の磁石として磁石２８が埋設されている。この磁石２８の磁石２９に対向する面は、支持軸４の先端部に設けた球形部の曲率中心を中心とした球面形状に形成されている。
【００８４】
この実施の形態では、磁石保持部材１４に埋設された磁石２８と保持体押さえ部材３２に埋設された磁石２９とは、互いに引き合う異極同士が対向するように配置されている。
【００８５】
加工に際しては、図示省略した砥石軸部が回転運動を行うと共に、ワーク１の加工面１ａの曲率中心Ｏを支点として、傾斜した角度αを中心角として、左右に角度βで揺動する球心揺動運動を行う。また、ワーク１と砥石２には、図示省略した研削液または研磨液が供給される。
【００８６】
上記構成による精研削・研磨加工では、まずワーク１を貼り付けた貼付皿３０の開口部３０ａにワーク保持体３１を挿入する。このとき、貼付皿３０が磁性体のためワーク保持体３１に埋設された磁石３３の磁力により保持される。
【００８７】
次に、ワーク軸部１１を降下させると共に、図示省略したアーム部材５の加圧機構を駆動することにより支持軸４の先端部の球形部、ワーク保持体３１、貼付皿３０を介してワーク１が加圧されワーク１が砥石２に当接される。その後、ワーク１と砥石２との間に研削液または研磨液を供給しながら砥石２を回転させると共に、球心揺動運動させる。それと同時にモータ１０を回転させることにより、軸継手９を介して支持軸４および磁石保持部材１４が回転する。
【００８８】
磁石保持部材１４の下面１４ｃに埋設された磁石２８は、保持体押さえ部材３２に埋設された磁石２９と引き合うようになっているため、磁石２８が回転すると、それに連動して磁石２９が埋設されている保持体押さえ部材３２、ワーク保持体３１および貼付皿３０に貼り付けられたワーク１が回転する。
【００８９】
加工中は、砥石２の偏心および砥石２を研削研磨装置に固定するときに発生する球心位置のズレ、砥石２の摩耗による球心位置のズレなどにワーク１が追従するためにワーク保持体３１が傾斜しようとする。このとき、本実施の形態によれば、モータ１０からの回転力がワーク保持体３１に対して非接触で磁石２８、２９により伝達されているため、ワーク保持体３１および貼付皿３０の傾斜が規制されることはない。また磁石２８、２９は、それぞれ磁石保持部材１４および保持体押さえ部材３２に保持されながら、支持軸４の先端部の球形部の曲率中心を支点として傾斜するため、磁石２８、２９が干渉することはない。これらにより、ワーク１は砥石２の偏心やズレに対して良好に追従することができる。
【００９０】
また、従来技術では傾斜する部材（第２揺動部材２２０）の重量により慣性モーメントが働き、傾斜する方向よりも戻る方向に移動することが困難であったが、この実施の形態では回転力を伝達するための磁石２８、２９が引き合っているため、ワーク１、貼付皿３０、ワーク保持体３１、保持体押さえ部材３２、磁石２９等の重量が見かけ上減り、慣性モーメントを軽減することができる。このためワーク１の砥石２への追従性がさらに良好になる。
【００９１】
このような実施の形態によれば、ワーク１を貼付皿３０に貼り付ける研削研磨装置に関しても実施の形態１と同様な効果が得られる。また、磁石２８と磁石２９を互いに引き合う構成とすることにより、ワーク１の砥石２への追従性をさらに高めることができる。
【００９２】
なお、磁石保持部材１４に埋設された磁石２８と保持体押さえ部材３２に埋設された磁石２９を互いに反発しあう同極同士が対向するように配置することも可能であり、この場合でも、磁石保持部材１４を磁性体とすることにより、保持体押さえ部材３２に埋設された磁石２９と引き合うため、ワーク１等の重量をキャンセルすることができ、上述した実施の形態と同様な効果が得られる。
【００９３】
（実施の形態５）
図１３及び図１４は本発明の実施の形態５を示し、図１３は研削研磨装置の一部を断面にした正面図、図１４は図１３のＸ−Ｘ線面図である。
【００９４】
この実施の形態では、図１３に示すように、実施の形態４における磁石保持部材１４、磁石２８、２９を廃止している。また、保持体押さえ部材３２の内側面に第１の磁石としての円弧形状の磁石３５を埋設し、且つ支持軸４における磁石３５と対向する位置に第２の磁石としての円弧形状の磁石３６を設けている。その他の構成は実施の形態４と同様である。
【００９５】
この実施の形態による精研削・研磨加工では、まずワーク１を貼り付けた貼付皿３０の開口部３０ａにワーク保持体３１を挿入する。このとき、貼付皿３０が磁性体のため、ワーク保持体３１に埋設された磁石３３により保持される。次に、ワーク軸部１１を降下させると共に、図示省略したアーム部材５の加圧機構を駆動することにより支持軸４の先端部の球形部、ワーク保持体３１、貼付皿３０を介してワーク１が加圧されワーク１が砥石２に当接される。その後、ワーク１と砥石２との間に図示省略した研削液または研磨液を供給しながら砥石２を回転させると共に、球心揺動運動させる。それと同時にモータ１０を回転させることにより、軸継手９を介して支持軸４を回転する。
【００９６】
この実施の形態では、図１４に示すように、支持軸４に埋設された磁石３６と保持体押さえ部材３２に埋設された磁石３５とは、共に円周方向に４分割された円弧形状をなして交互に配設されており、それぞれＮ極とＳ極に着磁されているため、互いに引き合うようになっている。このため、磁石３６が回転すると、それに連動して磁石３５が埋設されている保持体押さえ部材３２、ワーク保持体３１および貼付皿３０に貼り付けられたワーク１が回転する。
【００９７】
加工中は、砥石２の偏心および砥石２を研削研磨装置に固定するときに発生する球心位置のズレ、砥石２の摩耗による球心位置のズレなどにワーク１が追従するためにワーク保持体３１が傾斜しようとする。このとき、本実施の形態によれば、モータ１０からの回転力がワーク保持体３１に対して非接触で磁石３５、３６により伝達されているので、ワーク保持体３１および貼付皿３０の傾斜が規制されることはない。このため、ワーク１は砥石２の偏心やズレに対して良好に追従することができる。
【００９８】
このような実施の形態によれば、実施の形態４と同様な効果が得られると共に、磁石保持部材１４を廃止したことにより、ワーク１の回転伝達に要する機構の軽量化が可能となり、ワーク１の砥石２に対する追従性が向上する。
【００９９】
なお、砥石２の回転に対して、ワーク１の回転数の比率を大きくする場合にはワーク保持体３１による貼付皿３０の保持を磁石３３の磁力によらずネジによる螺着としても良い。また、貼付皿３０の上端部に設けた切り欠き部にワーク保持体３１あるいは保持体押さえ部材３２に設けた突起部を嵌合させても良い。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、駆動源からの回転力をワークを保持するワーク保持体に磁力により非接触状態で伝達するため、加工中の砥石の偏心や、球心位置のズレなどにワークが追従する際のワーク保持体の傾斜が規制されることがなく、ワークの砥石への追従性が良好な状態となり、ワークの表面粗さおよび面精度を良好に維持することができる。
【０１０３】
請求項２の発明によれば、駆動源からの回転力をワークを保持するワーク保持体に磁力により非接触状態で伝達するため、加工中の砥石の偏心や、球心位置のズレなどにワークが追従する際のワーク保持体の傾斜が規制されることがなくワークの砥石への追従性が良好な状態となり、ワークの表面粗さおよび面精度を良好に維持することができる。
【０１０４】
請求項３の発明によれば、駆動源からの回転力をワークを保持するワーク保持体に磁力により非接触状態で伝達するため、加工中の砥石の偏心や、球心位置のズレなどにワークが追従する際のワーク保持体の傾斜が規制されることがなくワークの砥石への追従性が良好な状態となり、ワークの表面粗さおよび面精度を良好に維持することができる。また、第１の磁石、第２の磁石が支持軸の先端部の球形部の曲率中心を同一の支点として傾斜するため、第１の磁石と第２の磁石とが干渉することがない。
【０１０５】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様な効果を有すると共に、ワークを吸引するための密閉部材がワーク保持体の傾斜の妨げにならないように磁石保持部材の球形部と接触しているため、ワーク保持体の揺動の自由度を維持することができる。
【０１０６】
請求項５の発明によれば、駆動源からの回転力を貼付皿に貼り付けられたワークを保持するワーク保持体に磁力により非接触状態で伝達するため、加工中の砥石の偏心や、球心位置のズレなどにワークが追従する際のワーク保持体の傾斜が規制されることがなく、ワークの砥石への追従性が良好な状態となり、ワークの表面粗さおよび面精度を良好に維持することができる。
【０１０７】
請求項６の発明によれば、駆動源からの回転力を貼付皿に貼り付けられたワークを保持するワーク保持体に磁力により非接触状態で伝達するため、加工中の砥石の偏心や、球心位置のズレなどにワークが追従する際のワーク保持体の傾斜が規制されることがなく、ワークの砥石への追従性が良好な状態となり、ワークの表面粗さおよび面精度を良好に維持することができる。また、磁石保持部材を有していないため、回転伝達機構を軽量化でき、ワークの砥石への追従性がさらに良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の研削研磨装置の一部を断面にした正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】実施の形態１の変形々態の断面図である。
【図５】実施の形態１の別の変形々態の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２の研削研磨装置の一部を断面にした正面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図８】図７のＹ−Ｙ線断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３の研削研磨装置の一部を断面にした正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図１０Ｙ−Ｙ線断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の研削研磨装置の一部を断面にした正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５の研削研磨装置の一部を断面にした正面図である。
【図１４】図１３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１５】従来のレンズ研削研磨加工装置の部分破断正面図である。
【図１６】従来技術のレンズ研削研磨加工装置の部分破断左側面図である。
【符号の説明】
１ワーク
２砥石
３ワーク保持体
４支持軸
５アーム部材
１０モータ
１１ワーク軸部
１４磁石保持部材
１５、１６磁石
１９，２０，２１，２２磁石
２３密閉部材
２８，２９磁石
３０貼付皿
３１ワーク保持体
３２保持体押さえ部材
３３磁石
３５，３６磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention grinds and polishes optical elements such as lenses, prisms, mirrors, etc. made of glass, crystal materials, ceramics, etc., or molds for molding.Grinding and polishing equipmentAbout.
[0002]
[Prior art]
FIG. 15 is a front view of a conventional grinding and polishing apparatus described in JP-A-7-1311, and FIG. 16 is a left side view thereof. This grinding and polishing apparatus processes a lens.
[0003]
The upper shaft 211 of the grinding shaft of the grinding and polishing apparatus has a pressurizing mechanism (not shown) and can move up and down, and a stay 214 is fixed by a screw 212 via a fixture 213. At the lower end portion of the stay 214, a horizontal U-shaped first swing member 215 is supported by a support shaft 217 via a bearing 216 so that it can swing in the direction of arrow a in FIG. It is supported. The support shaft 217 is attached to the stay 214 by being fitted to a receiving member 218 fitted to the stay 214 and tightened by a nut 219 from the opposite side of the first swing member 215 to the stay 214. .
[0004]
Both end portions of the second U-shaped swinging member 220 having a U-shaped vertical shape are attached to both end sides of the first swinging member 215 by supporting shafts 221, respectively. The second swing member 220 swings in the direction of arrow b in FIG. 16 with the support shaft 221 as the swing center. The axes of the support shafts 217 and 221 intersect at the point O, so that the first swing member 215 and the second swing member 220 swing in the directions of arrows a and b with the point O as the swing center. It has become.
[0005]
A holding body 202 of a lens 201 that is a workpiece is rotatably supported at the center of the second swing member 220 via a bearing 224. The holding body 202 includes a shaft portion 202a supported by the bearing 224, and a reverse cup-shaped portion 202b that is integrally formed at a lower portion thereof and sucks and holds the lens 201 therein. A hollow portion 204 that communicates with the center of the inverted cup-shaped portion 202b and opens at the bottom surface passes through the center of the shaft portion 202a. An O-ring 203 is attached to the groove provided on the bottom surface of the reverse cup-shaped portion 202b to support the back surface of the lens 201 and to ensure airtightness when the lens 201 is sucked and held through the hollow portion 204. ing.
[0006]
A pulley shaft 230 is screwed into the fixture 213, and the pulley shaft 230 and the upper shaft 211 are connected. A seal 231 is provided between the fixture 213 and the pulley shaft 230. A pulley 233 is rotatably attached to the pulley shaft 230 via a bearing 232. A seal 234 is disposed between the pulley shaft 230 and the pulley 233.
[0007]
A lower end portion of the pulley 233 and an upper end portion of the shaft portion 202 a of the holding body 202 are connected by a joint 235 so that the rotation of the pulley 233 is transmitted to the holding body 202. The pulley 233 is connected to the motor 238 via the belt 236 and the pulley 237, and the holder 202 rotates by driving the motor 238.
[0008]
On the other hand, facing the lens 201 held by the holding body 202, there is disposed a grindstone 229 that rotates by a motor and a swing mechanism (not shown) and swings around the center of curvature of the lens 201 as a fulcrum. .
[0009]
In the polishing process with such a structure, first, the lens 201 is sucked by the hollow hole 204, and the back surface of the lens 201 is held in contact with the O-ring 203 in the reverse cup-shaped portion 202b at the lower end of the holding body 202. Next, the upper shaft 211 is lowered to bring the processed surface of the lens 201 into contact with the grindstone 229.
[0010]
Then, after releasing the suction of the lens 201, the lens 201 is passed through the pulley 237, the belt 236, the pulley 233, the joint 235, and the holding body 202 by the motor 238 while supplying the processing liquid between the lens 201 and the grindstone 229. While rotating 201, a rocking | fluctuation motion is given, rotating the grindstone 229, and the process of the lens 201 is started. In this processing, the lens 201 is rotated at a rotational speed sufficiently smaller than that of the grindstone 229. When finishing the processing, the lens 201 is sucked through the hollow hole 204, the upper shaft 211 is raised, and the lens 201 is separated from the grindstone 229.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional grinding and polishing apparatus described above, due to the eccentricity of the processing surface of the grindstone 229 with respect to the rotation axis, the displacement of the spherical center when the grindstone 229 is fixed to the grinder, the displacement of the spherical center due to wear of the grindstone 229, and the like In order for the lens 201 to follow, the first rocking member 215 and the second rocking member 220 try to incline with the support shaft 217 and the support shaft 221 as fulcrums, respectively. However, since the joint 235 for transmitting the rotation of the motor 238 to the lens 201 is disposed on the second swing member 220, the first swing member 215 and the second swing member 220 have a degree of freedom of the joint 235. The above inclination is not possible. Further, for the inclination within the degree of freedom of the joint 235, a force for deforming the joint 235 is required, and therefore the followability of the lens 201 to the grindstone 229 is lowered.
[0012]
Accordingly, the lens 201 cannot follow the grindstone 229, and a non-contact portion exists between the lens 201 and the grindstone 229, so that the processing load becomes nonuniform and vibration occurs. For this reason, there is a problem that the surface roughness and surface accuracy of the lens 201 deteriorate.
[0013]
Further, the first rocking member 215 or the second rocking member 220 is inclined so as to follow the grindstone 229. At this time, an inertia moment is applied due to the weight of the second rocking member 220, and the first rocking member 220 returns from the inclined direction. There is a problem that it becomes difficult to move in the direction, the followability of the lens 201 to the grindstone 229 is deteriorated, and the surface accuracy is deteriorated.
[0014]
  The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and the work follows the wobbling of the processing surface of the grindstone so that the degree of freedom of swinging of the work holding body can be secured, and the work holding can be achieved. Cancels the weight of the body and improves the followability of the workpiece to the grindstone, which makes it possible to machine the workpiece with good surface roughness and surface accuracy.Grinding and polishing equipmentThe purpose is to provide.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1A grindstone, a grindstone rotating means for rotating the grindstone while contacting the grindstone with a work made of an optical element or a mold, a swinging means for relatively swinging the grindstone and the work, and a rotational force from a driving source. A grinding / polishing apparatus having a rotational force transmitting means for transmitting to a workpiece holding body for holding the workpiece, and a first disposed on a circumference centering on a rotation center axis of the workpiece holding body. A magnet, a support shaft connected to the drive source and supporting the rotation center axis of the work holder, and disposed on the support shaft so as to face the first magnet in a non-contact manner. And a second magnet.
[0020]
In this invention, the work is brought into contact with the grindstone to rotate the grindstone, the work and the grindstone are relatively swung, and the second magnet is rotated through the support shaft connected to the drive source. At this time, the support shaft supports the rotation center axis of the work holding body that holds the work, and the second magnet and the first magnet of the work holding body adjacent to the second magnet in a non-contact state. Since the rotational force of the drive source is transmitted to the work holding body by the magnetic force between them, the work holding body rotates in conjunction with the rotation of the magnet, and thereby the work also rotates.
[0021]
  The invention of claim 2 further comprises a magnet holding member fixed to the support shaft in the invention of claim 1, wherein the first magnet is disposed on an upper surface of the work holder, and the second magnet The magnet is arranged on the lower surface of the magnet holding member.
[0022]
In this invention, the work is brought into contact with the grindstone, the grindstone is rotated, the work and the grindstone are relatively swung, the support shaft connected to the drive source is rotated, and the magnet is fixed to the support shaft. The second magnet is rotated through the member. At this time, the support shaft supports the rotation center axis of the work holding body that holds the work, and the second magnet and the first magnet of the work holding body adjacent to the second magnet in a non-contact state. Since the rotational force of the drive source is transmitted to the work holding body by the magnetic force between them, the work holding body rotates in conjunction with the rotation of the magnet, and the work also rotates.
[0023]
  The invention of claim 3 is the invention of claim 1, further comprising a magnet holding member fixed to the support shaft, the tip of the support shaft having a spherical portion, and the center of the work holder A shaft is supported, and the first magnet is disposed on an outer peripheral surface of the work holder around the spherical portion of the support shaft, and the second magnet is centered on the spherical portion of the support shaft. The magnet holding member is disposed on the inner surface of the magnet holding member.
[0024]
In this invention, the work is brought into contact with the grindstone to rotate the magnet, the work and the grindstone are relatively swung, the support shaft connected to the drive source is rotated, and the magnet is fixed to the support shaft. The second magnet is rotated through the member. At this time, the support shaft supports the rotation center axis of the work holding body that holds the work, and the second magnet and the first magnet of the work holding body adjacent to the second magnet in a non-contact state. Since the rotational force of the drive source is transmitted to the work holding body by the magnetic force between them, the work holding body rotates in conjunction with the rotation of the magnet, and the work also rotates. Moreover, in this invention, since the 1st magnet and the 2nd magnet incline using the curvature center of the spherical part of the front-end | tip part of a support shaft as the same fulcrum, the 1st magnet and the 2nd magnet interfere. There is no.
[0025]
  According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the hollow portion provided inside the support shaft, the sealing member fixed to the work holding body, the tip of which is in contact with the magnet holding member; And a communication hole provided in the first holding body, and a sealed space is formed by the support shaft, the magnet holding member, the sealing member, the work holding body and the work.
[0026]
  In this invention,Claim 3In addition, the workpiece is brought into contact with the grindstone while the workpiece is held on the workpiece holder by sucking air through the sealed space and the hollow portion. During processing, even if the work holder is inclined, the sealing member always contacts the spherical portion of the magnet holding member to ensure a sealed state.
[0027]
  The invention of claim 5 is the invention of claim 3, further comprising an affixing plate to which the work is affixed, wherein the work holder has a substantially cup shape and is inserted into the opening of the affixing plate. And holding the workpiece via the sticking plate.
[0028]
In this invention, the work affixed to the sticking plate is brought into contact with the grindstone to rotate the grindstone, the work and the grindstone are relatively swung, the support shaft connected to the drive source is rotated, The second magnet is rotated via a magnet holding member fixed to the support shaft. At this time, the support shaft supports the rotation center axis of the substantially cup-shaped workpiece holder that holds the sticking plate, and the second magnet and the workpiece holder close to the second magnet in a non-contact state. Since the rotational force of the drive source is transmitted to the workpiece holder by the magnetic force between the first magnet and the workpiece holder, the workpiece holder rotates in conjunction with the rotation of the magnet, and the workpiece also rotates.
[0029]
  The invention of claim 6 further comprises an affixing plate to which the workpiece is affixed according to the invention of claim 1, wherein the work holder has a substantially cup shape and is inserted into an opening of the affixing plate. The workpiece is held via the sticking plate, and the first magnet is disposed on an inner peripheral surface of the workpiece holder.
[0030]
In this invention, the work affixed to the affixing plate is brought into contact with the magnet to rotate the magnet, the work and the grindstone are relatively swung, and the support shaft is connected via the support shaft connected to the drive source. The 2nd magnet attached to the outer peripheral surface of is rotated. At this time, the support shaft supports the rotation center axis of the substantially cup-shaped workpiece holding body for holding the sticking plate, and the inside of the workpiece holding body adjacent to the second magnet and the second magnet in a non-contact state. Since the rotational force of the drive source is transmitted to the work holder by the magnetic force between the first magnet on the peripheral surface, the work holder rotates in conjunction with the rotation of the magnet, and the work also rotates.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to embodiments shown in the drawings. In each embodiment, the same elements are associated with the same reference numerals.
[0034]
(Embodiment 1)
1 is a front view showing a part of the grinding and polishing apparatus according to the first embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line YY of FIG. It is.
[0035]
As shown in FIG. 1, a grindstone 2 for grinding and polishing is disposed so as to face a workpiece 1 whose processing surface 1 a has a planar shape. The workpiece 1 is made of an optical element such as glass, crystal material, ceramic, or a mold material. The grindstone 2 is fixed to a rotatable grindstone shaft (not shown). The holding surface 1b opposite to the processed surface 1a of the workpiece 1 is located within the opening 3a of the workpiece holder 3 via an O-ring 17 (or a sheet of silicon, polyurethane, etc. for receiving the entire holding surface 1b). It is held by the peripheral surface. In addition, a spherical portion 4 a provided at the tip of the support shaft 4 is fitted into a recess provided on the rotation center axis of the upper surface 3 b of the work holder 3.
[0036]
The support shaft 4 is rotatably held by the arm member 5 via a bearing 6. Spacers 7 and 8 are disposed between the two bearings 6. The upper end portion of the support shaft 4 is connected via a shaft coupling 9 to a motor 10 that is a drive source for rotation. The motor 10 is fixed to the arm member 5.
[0037]
The arm member 5 is fixed to a table 13, and the table 13 is held by a rail guide 12 fixed to a work shaft portion 11 of a grinding and polishing apparatus main body so as to be movable up and down. Further, the upper end portion of the arm member 5 is connected to an air cylinder (not shown) to have a pressure mechanism.
[0038]
A magnet holding member 14 is disposed in a non-contact state so as to face the upper surface 3b of the work holder 3. A support shaft 4 is inserted into the magnet holding member 14 and is fixed to the support shaft 4 by a set screw 18 from the side surface. As shown in FIG. 2, four magnets 15 as second magnets are embedded in the lower surface 14 a of the magnet holding member 14 at equal intervals on the circumference. Further, as shown in FIG. 3, four magnets 16 as first magnets are embedded in the upper surface 3 b of the work holder 3 at equal intervals on the circumference.
[0039]
In this embodiment, the magnet 15 embedded in the magnet holding member 14 and the magnet 16 embedded in the work holder 3 are opposite to each other in the same polarity. For this reason, as shown in FIG. 2, each magnet 16 comes to be positioned in a non-contact state between two adjacent magnets 15.
[0040]
At the time of machining, a grindstone shaft portion (not shown) rotates and swings straightly or planetarily. The workpiece 1 and the grindstone 2 are supplied with a grinding liquid or a polishing liquid (not shown).
[0041]
In precision grinding and polishing with the above configuration, first, the workpiece 1 is inserted into the opening 3 a of the workpiece holder 3, and the processing surface 1 a is brought into contact with the grindstone 2. Then, by driving the pressurizing mechanism of the arm member 5 (not shown), the spherical portion 4a at the tip of the support shaft 4 is fitted into the recess provided on the rotation center axis of the upper surface 3b of the work holder 3, The workpiece 1 is pressed against the grindstone 2 via the workpiece holder 3 and the O-ring 17.
[0042]
While supplying the grinding liquid or polishing liquid (not shown) between the workpiece 1 and the grindstone 2, the grindstone 2 is rotated, and the straight rocking or the planetary rocking is performed. At the same time, by rotating the motor 10, the support shaft 4 and the magnet holding member 14 are rotated via the shaft coupling 9. Since the magnet 15 embedded on the circumference of the magnet holding member 14 is repelled from the magnet 16 embedded in the work holder 3, the magnet 16 is embedded in conjunction with the rotation of the magnet 15. The work holder 3 and further the work 1 rotate.
[0043]
The setting of the rotation speed of the workpiece holder 3 during machining will be described. In normal machining, the workpiece 1 is dependently rotated by the frictional force between the grinding stone 2 and the workpiece 1 due to the rotation of the grinding stone 2. Since the rotational speed of the dependent rotation of the work 1 is 0.7 to 0.98 times the rotational speed of the grindstone 2, the rotational speed of the work holder 3 is the same as the rotational speed of the grindstone 2. It is preferable to set to 0.7 to 0.98 times. However, when improving the processing speed, the rotational speed of the grindstone 2 is set to 0.1 to 0.7 times. In order to further improve the processing speed, the processing wheel is rotated in the direction opposite to that of the grindstone 2.
[0044]
During machining, the workpiece holder 3 tends to incline in order for the workpiece 1 to follow the deflection generated by the rotation and oscillation of the machining surface 2 a of the grindstone 2. At this time, according to the present embodiment, the rotational force from the motor 10 is transmitted to the workpiece holder 3 by the magnets 15 and 16 in a non-contact manner, and the workpiece holder 3 is a spherical portion at the tip of the support shaft 4. Since it is supported by 4a, the inclination of the workpiece holding body 3 is not restricted. For this reason, the workpiece | work 1 can track favorably with respect to the wobble of a grindstone.
[0045]
According to such an embodiment, since the workpiece 1 is forcibly rotated, there is no problem such as deterioration in surface accuracy due to a dependent rotation failure that occurs in normal machining. In addition, since the workpiece 1 can be rotated while maintaining the degree of freedom in which the workpiece holder 3 swings, the followability of the workpiece 1 to the grindstone 2 is improved, and the surface roughness and surface accuracy are maintained well. can do.
[0046]
FIG. 4 is a modification of this embodiment, and shows a partial top view of the magnet holding member 14. In this embodiment, the magnet 15 embedded in the magnet holding member 14 has a substantially oval shape that is long in the radial direction of the magnet holding member 14. Thereby, even when the inclination of the workpiece holder 3 is large during machining, the rotation of the motor 10 can be transmitted to the workpiece holder 3 without impairing the repulsive force with the magnet 16 embedded in the workpiece holder 3. it can.
[0047]
FIG. 5 is a partial top view of the magnet holding member 14 in another modified state. In this embodiment, a plurality of small-diameter columnar magnets 15 embedded in the magnet holding member 14 are arranged in the radial direction of the magnet holding member 14. Thereby, even when the inclination of the workpiece holder 3 is large during machining, the rotation of the motor 10 can be transmitted to the workpiece holder 3 without impairing the repulsive force with the magnet 16 embedded in the workpiece holder 3. it can.
[0048]
Further, in the deformation state of the magnet 15 of the magnet holding member 14 shown in FIGS. 4 and 5, the same effect can be obtained even if it is performed not on the magnet 15 but on the magnet 16 embedded in the work holder 3. It is done.
[0049]
Further, in this embodiment, the magnet 15 and the magnet 16 are opposed to each other in a repulsive state. You may make it oppose so that it may become the same pole. In this case, the rotational transmission force is slightly lower than in the case of repulsion, but the same effect can be obtained by enlarging the magnet accordingly.
[0050]
(Embodiment 2)
6 to 8 show the second embodiment, FIG. 6 is a front view of a part of the grinding and polishing apparatus, FIG. 7 is a sectional view taken along line XX of FIG. 6, and FIG. It is the YY sectional view taken on the line of FIG.
[0051]
As shown in FIG. 6, a spherical grinding wheel 2 for grinding and polishing is disposed so as to face a workpiece 1 having a spherical concave shape on the machining surface 1 a. The grindstone 2 is fixed to a rotatable grindstone shaft (not shown). The holding surface 1 b opposite to the processed surface 1 a of the work 1 is held by the inner peripheral surface of the opening 3 a of the work holding body 3 via an O-ring 17. A recess provided on the rotation center axis of the upper surface 3 b of the work holder 3 is fitted into a spherical portion 4 a provided at the tip of the support shaft 4. Further, the outer peripheral surface 3 c of the work holder 3 is formed in a spherical shape with the center of the spherical portion 4 a of the support shaft 4 as the center.
[0052]
The support shaft 4 is rotatably held by the arm member 5 via a bearing 6. Spacers 7 and 8 are disposed between the two bearings 6. The upper end portion of the support shaft 4 is connected via a shaft coupling 9 to a motor 10 that is a drive source for rotation. The motor 10 is fixed to the arm member 5.
[0053]
The arm member 5 is fixed to a table 13, and the table 13 is held by a rail guide 12 fixed to a work shaft portion 11 of a grinding and polishing apparatus main body so as to be movable up and down. Further, the upper end portion of the arm member 5 is connected to an air cylinder (not shown), thereby having a pressurizing mechanism.
[0054]
A magnet holding member 14 is disposed above the work holder 3 in a non-contact state. A support shaft 4 is inserted into the magnet holding member 14 and is fixed to the support shaft 4 by a set screw 18 from the side surface. A plurality of flat magnets 19 as second magnets are embedded on the circumference at equal intervals on the inner surface at the tip of the opening 14a of the magnet holding member 14. Each magnet 19 faces the arrangement surface 3b so that the normal line at the center thereof passes through the center of the spherical portion 4a provided at the tip of the support shaft 4, and the magnet holding member 14 is arranged in a non-contact state. ing.
[0055]
As shown in FIGS. 7 and 8, magnets 20 as first magnets are embedded on the circumference at equal intervals on the outer circumferential surface 3 c of the work holder 3. The number of magnets 20 is the same as the number of magnets 19 described above. In this embodiment, the magnet 19 embedded in the magnet holding member 14 and the magnet 20 embedded in the work holding body 3 are opposite to each other in the same polarity. For this reason, as shown in FIG. 7, each magnet 19 comes to be located in the middle of two adjacent magnets 20 in a non-contact manner.
[0056]
6, the grindstone shaft portion (not shown) rotates as shown in FIG. 6, and the tilt angle α is the central angle with the curvature center O of the machining surface 1 a of the workpiece 1 as a fulcrum, and the angle β The ball center swinging motion is performed. The workpiece 1 and the grindstone 2 are supplied with a grinding liquid or a polishing liquid (not shown).
[0057]
In precision grinding and polishing with this configuration, first, the workpiece 1 is inserted into the opening 3a of the workpiece holder 3, and the processing surface 1a is brought into contact with the grindstone 2. By driving the pressurizing mechanism of the arm member 5 (not shown), the spherical portion 4a at the tip of the support shaft 4 is fitted into a recess provided on the rotation center axis of the upper surface 3b of the work holding body 3 to hold the work. The workpiece 1 is pressed against the grindstone 2 through the body 3 and the O-ring 17.
[0058]
While supplying the grinding liquid or the polishing liquid between the workpiece 1 and the grindstone 2, the grindstone 2 is rotated and the ball is pivoted. At the same time, the support shaft 4 and the magnet holding member 14 are rotated via the shaft coupling 9 by rotating the motor 10. Since the magnet 19 embedded in the front end side inner surface of the opening 14a of the magnet holding member 14 is repelled from the magnet 20 embedded in the outer peripheral surface of the work holder 3, when the magnet 19 rotates, In conjunction with this, the work holder 3 and the work 1 in which the magnet 20 is embedded rotate.
[0059]
During processing, the work holder 1 supports the work 1 to follow the eccentricity of the grindstone 2 and the displacement of the ball center position that occurs when the grindstone 2 is fixed to the grinding and polishing apparatus, and the displacement of the ball center position due to wear of the grindstone 2. 3 tries to tilt. At this time, according to the present embodiment, the rotational force from the motor 10 is transmitted to the workpiece holder 3 by the magnets 19 and 20 in a non-contact manner, and the workpiece holder 3 is a spherical portion at the tip of the support shaft 4. Since it is supported by 4a, the inclination of the workpiece holding body 3 is not restricted. In addition, the magnets 19 and 20 interfere with each other because the magnets 19 and 20 are held by the magnet holding member 14 and the work holder 3 and are inclined with the center of curvature of the spherical portion 4a at the tip of the support shaft 4 as a fulcrum. There is nothing. For this reason, the workpiece | work 1 can track favorably with respect to the eccentricity and deviation of the grindstone 2.
[0060]
According to such an embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained for the spherical workpiece 1. Further, since the workpiece holder 3 can be largely inclined to the limit position where the outer peripheral surface 3c of the workpiece holder 3 and the opening 14a of the magnet holding member 14 interfere, the workpiece shaft portion other than the ball center swing motion It is also possible to cope with a grinding / polishing apparatus that performs a straight rocking motion and a planetary rocking motion.
[0061]
(Embodiment 3)
9 to 11 show a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a front view in which a part of the grinding and polishing apparatus is sectioned, FIG. 10 is a sectional view taken along line XX in FIG. 9, and FIG. It is the YY sectional view taken on the line of FIG.
[0062]
As shown in FIG. 9, a spherical grinding wheel 2 for grinding and polishing is disposed facing a workpiece 1 having a processing surface 1 a having a spherical convex shape. The grindstone 2 is fixed to a rotatable grindstone shaft (not shown). A holding surface 1 b opposite to the processed surface 1 a of the workpiece 1 is held by an inner peripheral surface of the opening 3 a of the workpiece holder 3 via an O-ring 17. A spherical portion 4 a provided at the tip of the support shaft 4 is fitted in a recess provided on the rotation center axis of the upper surface 3 b of the work holder 3.
[0063]
The outer peripheral surface 3 c of the work holder 3 forms a part of a spherical surface centering on the spherical portion 4 a at the tip of the support shaft 4. Further, a sealing member 23 made of a V-ring, an O-ring, a silicon tube, a urethane tube, or the like is fixed to the protrusion 3d provided on the middle ring zone of the upper surface 3b of the work holder 3. Further, a communication hole 3e communicating with the opening 3a is provided closer to the center than the protrusion 3d of the work holder 3.
[0064]
The support shaft 4 is rotatably held by the arm member 5 via a bearing 6. Spacers 7 and 8 are disposed between the two bearings 6. A hollow portion 4b in the axial direction is formed at the center portion of the support shaft 4, and a lateral hole 4c communicating with the hollow portion 4b is formed at the tip portion of the support shaft 4.
[0065]
A rotary joint (not shown) is disposed at the upper end of the support shaft 4 and is connected to an air suction / discharge unit (not shown). Further, a pulley 24 is fixed above the support shaft 4 and is connected via a belt 26 to a pulley 25 of the motor 10 that is a drive source for rotation. The motor 10 is fixed to the arm member 5.
[0066]
The arm member 5 is fixed to a table 13, and the table 13 is held by a rail guide 12 fixed to a work shaft portion 11 of a grinding and polishing apparatus main body so as to be movable up and down. Moreover, the upper end part of the arm member 5 has a pressurizing mechanism by being connected to an air cylinder (not shown).
[0067]
A magnet holding member 14 is disposed above the work holder 3. A support shaft 4 is inserted into the magnet holding member 14 and is fixed to the support shaft 4 by a set screw 18 from the side surface. A plurality of magnets 21 as second magnets are embedded at equal intervals on the inner surface of the opening 14 a of the magnet holding member 14. The surface of the magnet 21 on the side of the opening 14 a is formed in a spherical shape centering on the center of curvature of the spherical portion 4 a at the tip of the support shaft 4.
[0068]
Further, an upper portion of the inner surface of the opening 14 a of the magnet holding member 14 with respect to the portion where the magnet 21 is embedded is formed in a spherical shape centering on the center of curvature of the spherical portion 4 a at the tip of the support shaft 4. It has a spherical surface portion 14b. The spherical portion 14b is sealed so that the tip of the sealing member 23 is in contact with the spherical portion 14b so that air does not leak out from the opening 14a of the magnet holding member 14. In addition, a ring-shaped pressing piece 27 having an inner diameter smaller than the outer peripheral surface 3c of the work holding body 3 is fixed to the tip of the magnet holding member 14 to prevent the work holding body 3 from falling. It is a stopper.
[0069]
As shown in FIGS. 10 and 11, magnets 22 as first magnets are embedded on the circumference at equal intervals on the outer peripheral surface 3 c of the work holder 3. The number of magnets 22 is the same as the number of magnets 21. In this embodiment, the magnet 21 embedded in the magnet holding member 14 and the magnet 22 embedded in the work holder 3 are arranged so that the same poles repelling each other face each other. For this reason, as shown in FIG. 10, each magnet 21 comes to be located in the middle of two adjacent magnets 22 in a non-contact manner.
[0070]
9, the grindstone shaft portion (not shown) rotates as shown in FIG. 9, and the tilt angle α is the central angle and the angle β is set to the left and right with the curvature center O of the processing surface 1a of the workpiece 1 as a fulcrum. Performs swinging movement of the swinging ball. The workpiece 1 and the grindstone 2 are supplied with a grinding liquid or a polishing liquid (not shown).
[0071]
In precision grinding and polishing by this configuration, first, the workpiece 1 is inserted into the opening 3a of the workpiece holder 3, and air is sucked by an air suction / discharge unit (not shown). Since the space formed by the hollow portion 4 b of the support shaft 4, the lateral hole 4 c and the opening portion 14 a of the magnet holding member 14 is sealed by the sealing member 23, the opening portion of the workpiece holding body 3 is communicated through the communication hole 3 e of the workpiece holding body 3. The space above the workpiece 1 of 3a becomes a negative pressure, and the workpiece 1 is sucked and held by the workpiece holder 3.
[0072]
Next, while lowering the work shaft 11 and driving the pressure mechanism of the arm member 5 (not shown), the work holder 3 and the work 1 are pressurized, and the work 1 is brought into contact with the grindstone 2. . At this time, the suction of the air supply / discharge unit (not shown) is stopped.
[0073]
While supplying the grinding liquid or polishing liquid (not shown) between the workpiece 1 and the grindstone 2, the grindstone 2 is rotated and the ball is swung. At the same time, by rotating the motor 10, the support shaft 4 and the magnet holding member 14 are rotated via the pulley 25, the belt 26, and the pulley 24. Since the magnet 21 embedded in the magnet holding member 14 is repelled from the magnet 22 embedded in the work holding body 3, when the magnet 21 rotates, the work holding body in which the magnet 22 is embedded in conjunction therewith. 3 Further, the work 1 rotates.
[0074]
During processing, the work holder 1 supports the work 1 to follow the eccentricity of the grindstone 2 and the displacement of the ball center position that occurs when the grindstone 2 is fixed to the grinding and polishing apparatus, and the displacement of the ball center position due to wear of the grindstone 2. 3 tries to tilt. At this time, according to the present embodiment, the rotational force from the motor 10 is transmitted to the work holder 3 by the magnets 21 and 22 in a non-contact manner, and the sealing member 23 is fixed to the work holder 3. Is always in contact with the spherical portion 14b of the magnet holding member 14 with a weak force. For this reason, the inclination of the workpiece holding body 3 is not restricted. The magnets 21 and 22 are inclined with the center of curvature of the spherical portion 4 a at the tip of the support shaft 4 as a fulcrum while being held by the magnet holding member 14 and the work holder 3. For this reason, the magnets 21 and 22 do not interfere. By these, the workpiece | work 1 can track favorably with respect to the eccentricity and deviation of the grindstone 2.
[0075]
When finishing the processing, an air supply / discharge unit (not shown) is operated to suck the workpiece 1. In a state where the grindstone 2 is rotated or stopped, the work shaft portion 11 is raised to detach the work 1 from the grindstone 2 or the pressurizing mechanism of the arm member 5 (not shown) is stopped, and the support shaft 4 To raise. Then, when the workpiece 1 is completely detached from the grindstone 2, the rotation of the motor 10 is stopped. Thereby, at the moment when the workpiece 1 is detached from the grindstone 2, it is possible to prevent generation of scratches on the workpiece 1 and adhesion of chips, abrasives, a bonding agent of the grindstone 2, abrasive grains, and the like to the workpiece 1.
[0076]
According to such an embodiment, an effect similar to that of the second embodiment can be obtained even in a grinding and polishing apparatus having a suction mechanism for the workpiece 1.
[0077]
(Embodiment 4)
FIG. 12 shows a fourth embodiment of the present invention and is a front view in which a part of a grinding and polishing apparatus is shown in cross section.
[0078]
In FIG. 12, a spherical grinding wheel 2 for grinding and polishing is disposed so as to face a workpiece 1 having a spherical concave shape on the machining surface 1a. The grindstone 2 is fixed to a rotatable grindstone shaft (not shown). The opposite surface of the workpiece 1 to the processed surface 1a is affixed to the affixing tray 30 with thermoplastic resin or the like. The material of the sticking plate 30 is a magnetic material.
[0079]
A substantially cup-shaped work holder 31 is inserted into the opening 30 a at the top of the sticking plate 30 with the opening 31 a facing upward. A magnet 33 is embedded in the bottom of the work holder 31 to hold the sticking plate 30 with a magnetic force. In addition, a recess is formed on the rotation center axis of the opening 31 a of the work holder 31, and is in contact with a spherical portion provided at the tip of the support shaft 4.
[0080]
The upper part of the inner surface of the work holder 31 is threaded, and a holder holding member 32 is attached by screwing. A magnet 29 is embedded as a first magnet in the upper surface 32 a of the holding body pressing member 32. The upper surface 32 a is formed in a spherical shape with the center of curvature of the spherical portion provided at the tip of the support shaft 4 as the center.
[0081]
An O-ring 34 is fixed to the support shaft 4 at an upper position of a spherical portion provided at the tip. The O-ring 34 is in contact with the lower end of the holding body pressing member 32 to prevent the work holding body 31 from falling when the work holding body 31 is lowered. The support shaft 4 is rotatably held by the arm member 5 via a bearing 6. Spacers 7 and 8 are disposed between the two bearings 6. The upper end portion of the support shaft 4 is connected via a shaft coupling 9 to a motor 10 that is a drive source for rotation. The motor 10 is fixed to the arm member 5.
[0082]
The arm member 5 is fixed to a table 13, and the table 13 is held by a rail guide 12 fixed to a work shaft portion 11 of a grinding and polishing apparatus main body so as to be movable up and down. Moreover, the upper end part of the arm member 5 has a pressurizing mechanism by being connected to an air cylinder (not shown).
[0083]
The magnet holding member 14 is disposed on the upper side of the holding body pressing member 32 in a non-contact state. A support shaft 4 is inserted into the magnet holding member 14 and is fixed to the support shaft 4 by a set screw 18 from the side surface. A magnet 28 is embedded in the lower surface 14c of the magnet holding member 14 as a second magnet. The surface of the magnet 28 facing the magnet 29 is formed in a spherical shape with the center of curvature of the spherical portion provided at the tip of the support shaft 4 as the center.
[0084]
In this embodiment, the magnet 28 embedded in the magnet holding member 14 and the magnet 29 embedded in the holding body pressing member 32 are arranged so that different polarities attracting each other face each other.
[0085]
At the time of machining, a grindstone shaft portion (not shown) rotates, and a sphere that swings left and right at an angle β with an inclined angle α as a central angle with a center of curvature O of the machining surface 1a of the workpiece 1 as a fulcrum. Perform rocking motion. The workpiece 1 and the grindstone 2 are supplied with a grinding liquid or a polishing liquid (not shown).
[0086]
In the precision grinding / polishing process with the above configuration, first, the workpiece holder 31 is inserted into the opening 30a of the affixing plate 30 to which the workpiece 1 is adhered. At this time, since the sticking plate 30 is a magnetic body, it is held by the magnetic force of the magnet 33 embedded in the work holding body 31.
[0087]
Next, while lowering the work shaft 11 and driving the pressure mechanism of the arm member 5 (not shown), the work 1 is passed through the spherical portion at the tip of the support shaft 4, the work holder 31, and the sticking plate 30. Is pressed and the work 1 is brought into contact with the grindstone 2. Thereafter, the grindstone 2 is rotated while the grinding liquid or the polishing liquid is supplied between the workpiece 1 and the grindstone 2, and the ball is pivoted. At the same time, by rotating the motor 10, the support shaft 4 and the magnet holding member 14 are rotated via the shaft coupling 9.
[0088]
Since the magnet 28 embedded in the lower surface 14c of the magnet holding member 14 is attracted to the magnet 29 embedded in the holding body pressing member 32, the magnet 29 is embedded in conjunction with the rotation of the magnet 28. The holding body pressing member 32, the work holding body 31, and the work 1 attached to the sticking plate 30 rotate.
[0089]
During processing, the work holder 1 supports the work 1 to follow the eccentricity of the grindstone 2 and the displacement of the ball center position that occurs when the grindstone 2 is fixed to the grinding and polishing apparatus, and the displacement of the ball center position due to wear of the grindstone 2. 31 tries to tilt. At this time, according to the present embodiment, since the rotational force from the motor 10 is transmitted to the workpiece holder 31 by the magnets 28 and 29 in a non-contact manner, the workpiece holder 31 and the pasting plate 30 are inclined. There are no restrictions. In addition, the magnets 28 and 29 are held by the magnet holding member 14 and the holding body pressing member 32 and are inclined with the center of curvature of the spherical portion at the tip of the support shaft 4 as a fulcrum, so that the magnets 28 and 29 interfere with each other. There is no. Accordingly, the work 1 can follow the eccentricity and displacement of the grindstone 2 well.
[0090]
Further, in the conventional technique, the moment of inertia works due to the weight of the tilting member (second swinging member 220), and it is difficult to move in the returning direction from the tilting direction. Since the magnets 28 and 29 for transmission are attracted, the weight of the workpiece 1, the pasting plate 30, the workpiece holder 31, the holder pressing member 32, the magnet 29, etc. is apparently reduced, and the moment of inertia can be reduced. . For this reason, the followability of the workpiece 1 to the grindstone 2 is further improved.
[0091]
According to such an embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained with respect to the grinding and polishing apparatus for attaching the workpiece 1 to the attaching plate 30. Further, by adopting a configuration in which the magnet 28 and the magnet 29 are attracted to each other, the followability of the workpiece 1 to the grindstone 2 can be further enhanced.
[0092]
It is also possible to arrange the magnet 28 embedded in the magnet holding member 14 and the magnet 29 embedded in the holding body pressing member 32 so that the same poles repelling each other face each other. By using the holding member 14 as a magnetic body, the weight of the workpiece 1 or the like can be canceled because it attracts the magnet 29 embedded in the holding body pressing member 32, and the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. .
[0093]
(Embodiment 5)
FIGS. 13 and 14 show a fifth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a front view of a part of the grinding and polishing apparatus in cross section, and FIG. 14 is a sectional view taken along line XX in FIG.
[0094]
In this embodiment, as shown in FIG. 13, the magnet holding member 14 and the magnets 28 and 29 in the fourth embodiment are omitted. Further, an arc-shaped magnet 35 as a first magnet is embedded in the inner surface of the holding body pressing member 32, and an arc-shaped magnet 36 as a second magnet is disposed at a position facing the magnet 35 on the support shaft 4. Provided. Other configurations are the same as those in the fourth embodiment.
[0095]
In the precision grinding / polishing process according to this embodiment, first, the work holder 31 is inserted into the opening 30a of the sticking plate 30 to which the work 1 is attached. At this time, since the sticking plate 30 is a magnetic body, it is held by a magnet 33 embedded in the work holding body 31. Next, while lowering the work shaft 11 and driving the pressure mechanism of the arm member 5 (not shown), the work 1 is passed through the spherical portion at the tip of the support shaft 4, the work holder 31, and the sticking plate 30. Is pressed and the work 1 is brought into contact with the grindstone 2. Thereafter, the grindstone 2 is rotated while the grinding fluid or polishing fluid (not shown) is supplied between the workpiece 1 and the grindstone 2, and the ball is pivoted. At the same time, the support shaft 4 is rotated via the shaft coupling 9 by rotating the motor 10.
[0096]
In this embodiment, as shown in FIG. 14, the magnet 36 embedded in the support shaft 4 and the magnet 35 embedded in the holding body pressing member 32 both have an arc shape divided into four in the circumferential direction. Since they are magnetized in the N and S poles, they are attracted to each other. For this reason, when the magnet 36 rotates, the work body 1 attached to the holding body pressing member 32, the work holding body 31, and the pasting plate 30 in which the magnet 35 is embedded is rotated in conjunction with the rotation.
[0097]
During processing, the work holder 1 supports the work 1 to follow the eccentricity of the grindstone 2 and the displacement of the ball center position that occurs when the grindstone 2 is fixed to the grinding and polishing apparatus, and the displacement of the ball center position due to wear of the grindstone 2. 31 tries to tilt. At this time, according to the present embodiment, since the rotational force from the motor 10 is transmitted to the workpiece holder 31 by the magnets 35 and 36 in a non-contact manner, the workpiece holder 31 and the pasting plate 30 are inclined. There are no restrictions. For this reason, the workpiece | work 1 can track favorably with respect to the eccentricity and deviation of the grindstone 2.
[0098]
According to such an embodiment, the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained, and by eliminating the magnet holding member 14, the mechanism required for transmitting the rotation of the workpiece 1 can be reduced in weight. The followability to the grindstone 2 is improved.
[0099]
In addition, when increasing the ratio of the rotational speed of the workpiece 1 to the rotation of the grindstone 2, the holding plate 30 may be held by the workpiece holder 31 by screwing regardless of the magnetic force of the magnet 33. Further, a protrusion provided on the workpiece holder 31 or the holder pressing member 32 may be fitted into a notch provided at the upper end of the sticking plate 30.
[0102]
【The invention's effect】
  Claim 1According to the invention, since the rotational force from the driving source is transmitted in a non-contact state by the magnetic force to the workpiece holding body that holds the workpiece, the workpiece follows the eccentricity of the grindstone being processed or the deviation of the spherical center position. In this case, the inclination of the workpiece holder is not restricted, the followability of the workpiece to the grindstone is good, and the surface roughness and surface accuracy of the workpiece can be maintained well.
[0103]
  Claim 2According to the invention, since the rotational force from the driving source is transmitted in a non-contact state by the magnetic force to the workpiece holding body that holds the workpiece, the workpiece follows the eccentricity of the grindstone being processed or the deviation of the spherical center position. The inclination of the workpiece holder is not restricted, and the workpiece follows the grindstone in a good state, and the surface roughness and surface accuracy of the workpiece can be maintained well.
[0104]
  Claim 3According to the invention, since the rotational force from the driving source is transmitted in a non-contact state by the magnetic force to the workpiece holding body that holds the workpiece, the workpiece follows the eccentricity of the grindstone being processed or the deviation of the spherical center position. The inclination of the workpiece holder is not restricted, and the workpiece follows the grindstone in a good state, and the surface roughness and surface accuracy of the workpiece can be maintained well. In addition, since the first magnet and the second magnet are inclined with the center of curvature of the spherical portion at the tip of the support shaft as the same fulcrum, the first magnet and the second magnet do not interfere with each other.
[0105]
  Claim 4According to the invention ofClaim 3Since the sealing member for attracting the workpiece is in contact with the spherical portion of the magnet holding member so as not to hinder the inclination of the workpiece holding body, the workpiece holding body swings. The degree of freedom can be maintained.
[0106]
  Claim 5According to the invention, the rotational force from the drive source is transmitted in a non-contact state by a magnetic force to the work holder that holds the work attached to the sticking plate. It is possible to maintain the good surface roughness and surface accuracy of the workpiece, without restricting the tilt of the workpiece holder when the workpiece follows the deviation, etc. it can.
[0107]
  Claim 6According to the invention, the rotational force from the drive source is transmitted in a non-contact state by a magnetic force to the work holder that holds the work attached to the sticking plate. It is possible to maintain the good surface roughness and surface accuracy of the workpiece, without restricting the tilt of the workpiece holder when the workpiece follows the deviation, etc. it can. Further, since the magnet holding member is not provided, the rotation transmission mechanism can be reduced in weight, and the followability of the workpiece to the grindstone is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a part of a grinding / polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a modification of the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of another modification of the first embodiment.
FIG. 6 is a front view, partly in section, of a grinding and polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
FIG. 9 is a front view, partly in section, of a grinding and polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 10;
FIG. 12 is a front view, partly in section, of a grinding and polishing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a front view, partly in section, of a grinding and polishing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 15 is a partially cutaway front view of a conventional lens grinding and polishing apparatus.
FIG. 16 is a partially broken left side view of a conventional lens grinding and polishing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Work
2 Whetstone
3 Workpiece holding body
4 Support shaft
5 Arm members
10 Motor
11 Work shaft
14 Magnet holding member
15, 16 Magnet
19, 20, 21, 22 Magnet
23 Sealing member
28, 29 magnets
30 Attached dish
31 Work holder
32 Holding body pressing member
33 Magnet
35, 36 magnets

Claims

砥石と、光学素子あるいは型材からなるワークに砥石を当接させながら砥石を回転させる砥石回転手段と、砥石とワークとを相対的に揺動させる揺動手段と、駆動源からの回転力をワークに伝達させる回転力伝達手段と、を有する研削研磨装置において、
前記ワークを保持するワ一ク保持体と、
ワーク保持体の回転中心軸を中心とする円周上に配設された第１の磁石と、
前記駆動源に連結されると共に前記ワ一ク保持体の回転中心軸を支持する支持軸と、
前記第１の磁石に非接触で対向するように前記支持軸上に配設された第２の磁石と、
を具備したことを特徴とする研削研磨装置。A grindstone, a grindstone rotating means for rotating the grindstone while contacting the grindstone with a work made of an optical element or a mold, a swinging means for relatively swinging the grindstone and the work, and a rotational force from a driving source. In a grinding and polishing apparatus having a rotational force transmitting means for transmitting to
A workpiece holder for holding the workpiece;
A first magnet disposed on a circumference around the rotation center axis of the workpiece holder;
A support shaft connected to the drive source and supporting a rotation center axis of the work holder;
A second magnet disposed on the support shaft so as to face the first magnet in a non-contact manner;
A grinding and polishing apparatus comprising:

前記支持軸に固定された磁石保持部材をさらに具備し、
前記第１の磁石は、前記ワーク保持体の上面に配設され、
前記第２の磁石は、前記磁石保持部材の下面に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の研削研磨装置。A magnet holding member fixed to the support shaft;
The first magnet is disposed on an upper surface of the work holder,
The grinding and polishing apparatus according to claim 1, wherein the second magnet is disposed on a lower surface of the magnet holding member.

前記支持軸に固定された磁石保持部材をさらに具備し、
前記支持軸の先端は、球形部を有しており、前記ワーク保持体の中心軸を支持し、
前記第１の磁石は、前記支持軸の球形部を中心とした前記ワーク保持体の外周面に配設され、
前記第２の磁石は、前記支持軸の球形部を中心とした前記磁石保持部材の内側面に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の研削研磨装置。A magnet holding member fixed to the support shaft;
The tip of the support shaft has a spherical portion, supports the center axis of the work holder,
The first magnet is disposed on the outer peripheral surface of the work holder around the spherical portion of the support shaft,
The grinding and polishing apparatus according to claim 1, wherein the second magnet is disposed on an inner surface of the magnet holding member with a spherical portion of the support shaft as a center.

前記支持軸の内部に設けた中空部と、
前記ワーク保持体に固定され、その先端が前記磁石保持部材に接触した密閉部材と、
前記ワ一ク保持体に設けた連通孔と、を有し、
前記支持軸、磁石保持部材、密閉部材、ワーク保持体およびワークによって密閉空間を形成したことを特徴とする請求項３に記載の研削研磨装置。A hollow portion provided inside the support shaft;
A sealing member that is fixed to the workpiece holder and whose tip is in contact with the magnet holding member;
A communication hole provided in the work holder,
The grinding and polishing apparatus according to claim 3, wherein a sealed space is formed by the support shaft, the magnet holding member, the sealing member, the work holding body, and the work.

前記ワ一クが貼り付けられる貼付皿をさらに具備し、
前記ワーク保持体は、略カップ形状を有し、前記貼付皿の開口部に挿入され、前記貼付皿を介して前記ワークを保持することを特徴とする請求項３に記載の研削研磨装置。It further comprises an affixing dish to which the work is affixed,
The grinding and polishing apparatus according to claim 3, wherein the work holder has a substantially cup shape, is inserted into an opening of the sticking plate, and holds the work via the sticking plate.

前記ワ一クが貼り付けられる貼付皿をさらに具備し、
前記ワーク保持体は、略カップ形状を有し、前記貼付皿の開口部に挿入され、前記貼付皿を介して前記ワークを保持し、
前記第１の磁石は、前記ワーク保持体の内周面に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の研削研磨装置。It further comprises an affixing dish to which the work is affixed,
The workpiece holder has a substantially cup shape, is inserted into an opening of the sticking plate, holds the workpiece via the sticking plate,
The grinding and polishing apparatus according to claim 1, wherein the first magnet is disposed on an inner peripheral surface of the work holder.