JPH0493169A - 研磨スピンドル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、球面、非球面等、全てのレンズ研磨仕」−げ
工程、いわゆるポリソシング工程における研磨装置の研
磨スピンドルに関する。

従来の技術 レンズ研磨工程は球面、非球面に対して各々種々の加工
方法がとられてきだ。

近年、光学機器には球面だけでなく、非球面形状の光学
ガラスレンズが装置の小型化、軽量化。

高機能化を促しつつある。例えば、レーザービームプリ
ンターに用いられるトーリックレンズは特殊な形状が要
求され、近似曲率半径の球面にあらかじめ研削加工され
た被加工物を、加工工具をかえて再度研磨仕上げするこ
とにより所要の形状を得ていた。−例として特開昭６３
−２１６６６４号公報に記載されている第３図のような
構成がとられていた。

以下図面を参照しながら説明する。第３図（ａ）は従来
の研磨装置の側断面図、同図（ｂ）は正面図である。

回転駆動可能なホイール２の外周に、被加工物１を取付
け、この被加工物１の外周加工面に凹状のトーリック面
を形成された鉄、鋳鉄、ステンレス脩等から成る雌型治
具３を所定の力Ｆで押圧伺勢し、この状態でホイール２
を回転させるとともに、雌型治具３と加工面の間に、例
えば線系炭化珪素砥粒＃６ｏ○〜＃４０００などの研磨
剤を供給しながら雌型治具３をホイール１０回転方向と
直交する方向に揺動させ、逐次前記砥粒の粒度を小さく
することによってラッピング加工を行い、仕」二げ工程
で雌型治具３にポリウレタン等のポリソシャーを張り付
けるとともに、１μｍ程度の粒度の酸化セリウム砥粒を
供給し、同様の動作で研磨を行っていた。なお、雌型治
具３は適当な長さを有しており、その両端部に一対の抑
圧針４の先端が係合されることによって幅方向に揺動を
可能に支持され、かつ押圧針４が雌型治具３の長手方向
に揺動可能な揺動枠５の両端に固定されていることによ
って長手方向にも揺動可能に支持されている。また、揺
動枠６は、ホイール２の軸心に向かってイ＼ｊ勢され、
かつホイール２の軸心方向に往復１駆動可能な作動腕６
に揺動可能に取付けられている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このようなラッピングおよび研磨方法で
は、雌型治具３の揺動力向は長手方向のいずれの位置で
も当然同じであるため、中央部では揺動面Ｓがホイール
２の半径方向Ｔと一致していたとしても、両端部では揺
動面Ｓがホイール２の半径方向Ｔに対して角度θだけ傾
斜することになるため、雌型治具３の揺動によって形成
される曲面の曲率は原理的にトーリック面と一致しない
ことになる。したがって、実際にもこのような加工方法
では高精度のトーＩＪツク面の加工が極めて困難である
とともに、雌型治具３のトーリック面の精度維持も困難
で、精度の高い加工には手作り的勘や熟練技能が要求さ
れ、生産性が極めて悪く、コスト高になるという問題が
あった。さらにこの問題点について特開昭６３−２１６
６６４号公報では、加工具の加工点が加工すべきトーリ
ック面の一方の曲率半径に等しい曲率半径の鼓形軌跡運
動を行うことによって、高精度化、高効率化を図ろうと
しているが、これは装置本体が複雑で高精度が要求され
、研削装置としては適しても、研磨装置としては合理的
ではないという問題が残されていた。

まだ、内圧を有する弾性体による研磨方法も提案されて
いるが、内圧の管理だけでは弾性体の変形量に制約があ
り、被加工物との接触面積が変動して単位面積あたりの
押圧力が不均一で、加工量が定量的に把握できず、高精
度の研磨面は得られなかった。

本発明は上記問題点にかんがみ、構造が簡単で高精度な
、トーリック面だけでなく一般的な球面や非球面の研磨
加工も実現できる研磨スピンドルの提供を目的とする。

課題を解決するだめの手段 上記目的を達成するために、本発明の研磨スピンドルは
、中空スプラインシャフトの先端に袋形状を有する第１
の弾性体である研磨部材（以下単に弾性体研磨部材とい
う場合がある）を接合部を完密に装着した研磨工具と、
中空スプラインシャフトの他端に回転継手を介して圧縮
性流体を供給する手段と、中空スプラインシャフトに係
合するナツトを回転可能に支持する手段と、中空スプラ
インシャフトを回転させる手段と、回転軸方向に移動さ
せる手段と被加工物に研磨部材が定圧にて押圧されるよ
うに回転軸方向に設けられた第２の弾性体とを備えたも
のである。さらに、袋形状を有する第１の弾性体の研磨
部材の破損による圧縮性流体の圧力低下を検出する圧力
検出器を備えるようにしたものである。

作　　用 本発明は上記の構成により、第１の発明では袋形状を有
する第１の弾性体である研磨部材が、圧縮流体により内
圧を高めて膨張し、あらかじめ研削加工された被加工物
の表面を押圧する。弾性体研磨部材の内圧を管理するだ
けでは、弾性体研磨部材の変形量と押圧力を定量的に制
御することは困難なため、さらに第２の弾性体が第１の
弾性体である研磨部材を中空スプラインシャフトごと被
加工物に押圧して、被加工物との接触面積を一定に保ち
、同時に加工点に発生する押圧力を一定に保つことがで
きる。しだがって、あらかじめ研削された被加工物は形
状を維持したまま、面粗度Ｒｍａｘ−０、５〜０．０１
μｍ程度の研磨仕」−げ加工が実現できる。この研磨ス
ピンドルを用いることにより装置の構造が簡素化され、
装置の精度も約０．１陥程度まで許容され、軸心調整容
易で、より高精度な研磨加工ができる研磨装置が実現で
きる。

次に第２の発明によれば、第１の弾性体である研磨部材
の磨耗などによる破損の発生などの異常に備えて、弾性
体研磨部材の内圧が圧縮空気のりりなどにより低下した
場合、圧力検出器によって圧力低下を検出し、異常信号
を発生させることにより、警報を発したり装置を停止さ
せるなど、異常発生に対し即時対応が可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例の研磨スピンドルについて、図面
を参照しながら説明する。

第１図は第１の発明の実施例における研磨ヌビンドルの
縦断面図を示すものである。図において、１ａは被加工
物で、回転可能なホイール２ａに保持されている。７は
第１の弾性体である研磨部材で、ケー７８とケース９で
圧縮性流体Ｃを封１トするように有袋形状の研磨工具３
５を構成する。この研磨工具３５は中空スプラインシャ
フト１０の先端に装着され、中空スプラインシャフト１
０の他端には軸受２３を介して回転継手２４が設けられ
管路２５を経由して圧縮性流体源２６に接続されている
。一方、中空スプラインシャツ）１０はいわゆる中空の
スプラインシャフトで軸受部のナツト１１と一体で回転
運動を伝達でき、軸方向に摺動も可能である。このナツ
ト１１は軸受１２ａおよび軸受１２ｂを介してスピンド
ルケース１５に回転自在に支持され、軸受１２ａは軸受
内輪押え１３と軸受外輪押え１４とによってアキシャル
与圧を発生することができる。またナツト１１はプーリ
ー１９とプーリー２１およびベルト２０を介して回転駆
動装置２２に連動する。これらスピンドルケース１６や
回転駆動装置２２は研磨加工機本体１８に取付けられた
レール１了を摺動して被加工物１ａと研磨工具３５が接
触と離脱を可能にするスライドベース１６に固定される
。ストッパー３４はスライドベース１６の位置決めをす
るとともに、研磨工具３５と被加工物１ｄとの接触状態
を決定する。

さらに中空スプラインシャフト１０にはリング２７が固
定され、スラスト軸受２８をリング２７とブツシュ２９
が挟持し、ブツシュ２９に取伺けられたストッパーリン
グ３０は第２の弾性体であるばね３１の押圧力を調整で
きるように配設されている。実際の加工時には研磨液３
３をノズル３２等により被加工物１ａと弾性研磨甘子と
の圧接点りに供給する。

以上のように構成された研磨スピンドルについて、以下
その動作を説明する。

先ず、研磨加工機本体１８に図示はしないが被加工物１
ａにスライドベース１６を接触、離脱させる昇降手段に
より矢印入方向にストッパー３４で設定された位置まで
研磨スピンドル本体が下降する。研磨工具３５は圧縮性
流体源２６より圧縮ｏ　Ｘ 性流体Ｃの供給を受け、弾性体研磨部材７の内圧が高圧
となり一様に膨張するとともに被加工物１ａの加工され
るべき面に接触する。研磨工具３５は中空スプラインシ
ャフト１０に装着されており、中空スプラインシャフト
１０は回転駆動装置２２によりプーリー１９．２１とベ
ルト２０を介してナツト１１に伝達された回転駆動力を
矢印Ｂ方向に受け、約１０〜２００　Ｏｒｐｍ程度の回
転数で回転する。しだがって、研磨工具３６も同方向Ｂ
に回転することになる。中空スプラインシャフト１０の
他端は、管路２６で圧縮性流体源２６に接続されている
が、中空スプラインシャフト１０と管路２６との間には
回転継手２４が介在し、回転継手２４はスライドベース
１６で回転規制されているので、管路２５はねじれを受
けることはない。

このときナソｌ−１１はスライドベース１６に固定され
たスピンドルケース１５に軸受１２ａ、１２ｂにより回
転可能に保持されているだめにこのナンド１１に係合す
る中空スプラインシャフト１０が回転し得る。

１１　　、 一方、中空スプラインシャフト１０に固定されたリング
２７にスラスト軸受２８を挟持するようにブツシュ２９
を挿入し、ブツシュ２９の外周に装備されたストッパー
リング３０で第２の弾性体であるばね３１の圧縮長さを
調整して固定することでばね圧縮部３６で圧縮力を発生
させる。スライドペース１６とストッパーリング３Ｑの
間で発生した圧縮力はブツシュ２９．スラスト軸受２８
゜リング２７．中空スプラインシャフト１０を介して研
磨工具３５の弾性体研磨部材７まで伝達されることにな
り、被加工物１ａに押圧力を与えることができる。した
がって弾性体研磨部材７が内圧だけを均一にしても被加
工物１ａとの距離が不均一な非球面レンズ々どは接触面
積が変動し、血圧も不安定であったが、本発明による第
２の弾性体により被加工物１ａへの研磨部利の押圧面積
を一定′に保つため加工量の安定化と均一化を積極的に
促進できるとともに押圧力の範囲が拡大され、管理が容
易であり、このため定量的な加工量が杷握できるという
重要な特徴を発揮する。

また第２の発明では、第２図に示した圧縮性流体の回路
図のように、回転継手２４と圧縮性流体源２６の間の管
路２５に圧力計３７．圧力検出器３８、減圧弁３９．パ
ルプ４０などを配設し、研磨工具３６の磨耗や異物によ
る破損など、弾性体研磨部材７の損傷が発生した場合、
内圧が低ドシて、それを圧力検出ｇｇ３ｓにＪ：り検出
可能な構成にすれば、本研磨スピンドルの異常報知や装
置１ｑの停止など、即時対応が可能となり、被加工物１
ａへの悪影響を回避するとともに設備の効率向」−など
、大きな効果を発揮することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、球面のみならず非球面を
有するガラスレンズの研磨加工を容易にかつ高精度に実
行でき、しかも研磨装置の低価格化、小型化を実現でき
、さらに被加工物の低価格化にも偉力を発揮できる。

また研磨部利の破損により圧縮性流体の圧力低下を検出
する圧力検出器を備えた本発明の研磨スピンドルを用い
れば、研磨装置の高機能化、稼動１３　・＼−／ 率向上に大きな効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例における研磨スピンドルの
縦断面図、第２図は第２の発明の実施例における研磨ス
ピンドルの圧縮性流体の回路図、第３図（ａ）は従来の
研磨装置の側断面図、第３図（ｂ）は同装置の正面図で
ある。 １ａ・・・・・・被加工物、２ａ・・・・・ホイール、
７・・・・・弾性体研磨部材、１０・・・・・・中空ス
プラインシャフト、１１・・・・・・ナツト、１６・・
・・・・スライドベース、１７・・・・・・レール、１
９，２１・・・・・・７”　−１，１−１２０・・・・
・・ベルト、２２・・・・・・回転駆動装置、２４・・
・・・・回転継手、２５・・・・・・管路、２６・・・
・・・圧縮性流体源、３１・・・・・・ばね。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名綜 ａフ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空スプラインシャフトの先端に袋形状を有する
   第１の弾性体である研磨部材を接合部を気密に装着した
   研磨工具と、前記中空スプラインシャフトの他端に回転
   継手を介して圧縮性流体を供給する手段と、前記中空ス
   プラインシャフトに係合するナットを回転可能に支持す
   る手段と、前記中空スプラインシャフトを回転させる手
   段と、回転軸方向に移動させる手段と被加工物に研磨部
   材が定圧で押圧するように回転軸方向に設けられた第２
   の弾性体とを備えた研磨スピンドル。
2. （２）研磨部材の破損による圧縮性流体の圧力低下を検
   出する圧力検出器を備えた請求項１記載の研磨スピンド
   ル。