JPS593804Y2 - ガラスの精密研削工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光学レンズ等のガラスの精密研削工具に関する
。

例えば眼鏡用レンズについて、その製造工程の概略を説
明すると、先ずレンズ用ガラス素材の切断、型取りが行
われ、次いでこれを荒目の砥粒を用いた砥石で荒ずりが
行われる。

この荒ずりは砥石ではなくラッピングによる場合もある
。

いずれの場合も、この研削では荒目の砥粒が用いられる
ので、ガラスの表面はかなりの粗面である。

次にこの粗面をもったレンズの精密研削が行なわれる。

ここでは微粒研摩材が用いられるが、その方法はラッピ
ングによるものと、研摩成型体を用いるのがある。

この工程は俗に砂ずり研削とも云われるが、最終の鏡面
仕上の前の段階のものであるので、ここでは精密研削と
呼ぶ。

精密研削の後は酸化セリウム等による最終仕上げ、即ち
鏡面研摩が行われる。

精密研削には上記したように二通りの方法があるが、近
年はダイヤモンド微粉と金属粉末とを混合し、焼結した
ペレットが多く用いられるようになっている。

ペレットを用いた研摩は、被加工物と同じ曲率の凸面あ
るいは凹面をもった研摩皿にペレットを張り付けた研削
工具を用いて行なうもので、ラッピングによるものに比
べ研摩材の有効利用度が高い利点がある。

ラッピングでは研摩材スラリーのかけ流しなので研摩材
が充分利用されない。

上記の研摩ペレット、即ち成型体を用いる方法は第１図
に示すように、研摩皿２の表面に多数の成型体を適当な
間隔で貼付した研削工具１を用いて行なうものである。

この成型体は通常はダイヤモンド粉末と金属粉末との混
合焼結体である。

そしてその形状は円板状のものを多数張りつけたものか
ら、また大きなシート状のものを１個張りつけたものま
である。

シート状のものでは、研摩皿の表面が所定の曲率をもっ
ているので、これに密着させるため、シートの周辺部に
切欠き間隙を設けておく必要がある。

成型体を用いた研摩工具において重要なことは、ダイヤ
モンドが高価であるために、ダイヤモンドの利用効率が
高いことが必要であり、成型体を製造する側からは生産
性が高いことが要求される。

前記したシート状のものでは周辺部を切欠くためその分
の無駄が生ずる。

小さな成型体を個々につくり、これを張り付ける場合に
は、生産性を高めるためには厚い方がよいが、そうする
と張り付けの際成型体の張り付は面を研摩皿の曲率に合
せるための加工をしなければならない。

さらにこの研摩工具を用いてレンズ等の研摩を続けた場
合に、研摩面は中心部の摩耗が周辺部より大きいので、
曲率が次第にずれてくる。

従っである程度使用した後は成型体が残っておっても取
り換えなければならず、同様に無駄が生ずる。

成型体を多数張り付ける方法で従来一般に用いられてい
る成型体は円板状のものが多く、これは板状焼結体を打
抜いて得たものである。

しかし薄くかつ大きな焼結体を均一な状態で得ることは
容易でない。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
はガラスの精密研削におけるダイヤモンド成型体の生産
性を高めること、ダイヤモンドの利用効率を上げること
、研削工具の組立を容易とすることにある。

そしてその特徴は成型体として特定の合金粉末とダイヤ
モンド粉末が混合、焼結してなる圧延板状体を用いる点
にある。

この場合好ましくは板状体は正六角形である。

次に図面により具体的に説明する。

図は板状体として正六角形の場合を示す。

板状体は合金粉末とダイヤモンド粉末との混合物を焼結
後、圧延したもので構成されている。

合金はＣｕを主体とし、これに少量のＳｎ、その他を加
えたもので、好ましい範囲を示せば、Ｃｕ８５〜９５％
、Ｓｎ５〜１０％で、これにＮｉ又ハＴｉを５％以下の
範囲で加えることもできる。

Ｎｉ又はＴｉの添加は合金とダイヤモンドの濡れ性がよ
くなるので、研削性能が向上する。

しかし合金の硬度が増すので、硬度がある程度高くても
支障がない場合に適する。

また合金粉末と共に固体潤滑剤粉末を１〜５％程度添加
することもできる。

固体潤滑剤としては黒鉛、二硫化モリブチ゛ン、窒化ホ
ウ素、雲母、ロー石等である。

この添加はガラスの表面に傷をつけない効果及び研削時
における板状体の気孔を調節する作用がある。

研摩成型体は、曲面をなす研摩皿に貼付して使用される
ものであるから、ある程度の柔軟性が必要であり、また
反面あまり軟らか過ぎるとダイヤモンドを結合する部分
の摩耗が早く、成型体の寿命が短かい。

また本考案においては圧延体であるので、単に焼結した
ものに比べ気孔が少ない。

研摩成型体においてはその気孔率、結合部の材質は相互
に関連し、研削性能に大きな影響を与えるものである。

Ｃｕ−Ｓｎ合金はＳｎが多くなるに従って硬度が高くな
るが、本考案の圧延体ではその気孔率、硬度、柔軟性等
統合的に勘案して上記の組成範囲が好ましいものである
ことが見出されたものである。

焼結体をつくる場合の合金粉末は１８０μ以下が適しま
たダイヤモンド粉末は２〜２５μのものが適当である。

その混合比は一般的には重量比で前者１００部に対し、
後者１．５〜３０部の範囲が選ばれる。

焼結は混合粉末を型に入れ、加圧、加熱して行なわれる
が、この焼結体は後に圧延されるものであるから、焼結
の際は高圧は必要とせず、低荷重、例えば２０〜５０ｇ
／ｃｍ２程度でよい。

温度は７５０〜８５０℃の範囲が適当である。

焼結は合金粒子表面同志がシンタリングする通常の焼結
でよい。

焼結体は次いで圧延される。

合金はＣｕを主体とする比較的軟かいものなので、圧延
は常温でも充分可能である。

圧延条件は、成型体の気孔率が５〜２０％の範囲になる
ように定めるのがよい。

このようにして得られた成型体は気孔率が５〜２０％と
割合低く、肉眼観察では通常の金属の圧延板と同様な感
を呈している。

このため、本考案者もこの圧延成型体で果してガラスの
精密研削が可能かどうか懸念されたのであるが、意外に
もその研削が可能であるばかりか、この成型体がかなり
緻密で強度も大きいので、長時間の研削に耐えることが
わかった。

そのために成型体をかなり薄くすることができる。

成型体の厚さは、その貼付のし易さ、寿命、研摩材の効
率的利用、仰ち研削工具の表面曲率のずれによる取換え
時の棄却残部を少なくするなどより、０．１〜０．４ｍ
ｍが適当テ゛アル。

焼結体及びそれらの圧延板はかなり大きなものが容易に
つくれるので、小さな１個１個の焼結体をつくる方法や
シート状焼結体をつくるのに比べ生産性は高い。

圧延板から第２図に示すような正六角板状体３が打抜き
等によりつくられる。

正六角形が好ましい理由は、打抜きの際無駄がでないよ
うにするためと、研削工具にして使用した場合、成型体
の角の部分による悪い影響を避けるためである。

無駄をなくす点のみなら、四角形で゛もよいが、これだ
と角による悪い影響がでる場合がある。

研摩皿に成型体を貼付するには接着剤を用いて簡単に行
なうことができる。

それには成型体の一方の面に例えば感圧性接着剤転写テ
ープを貼付しておき、使用に際してテープを剥がして研
摩皿に固着させればよい。

従って、研摩皿に合せて、必要個数だけの成型体を単に
貼付すればよく、研削工具の組立てが極めて容易である
。

実施例 Ｃｕ ９２％、Ｓｎ７％、Ｎｉ１％の合金粉末（２５μ
下）とダイヤモンド粉末（８〜１６μ）を容積でほぼ等
量に混合し、型に入れ、２５ｇ／ｃｍ２の圧力、８００
±２０℃の温度で３０分間処理し、縦１３ｃｍ、横１１
ｃｍ、厚さ０．４ｃｍの焼結体を得た。

これを常温で圧延し、厚さ０．２ｍｍの圧延シートを得
た。

この圧延シートの一方の面に感圧性接着剤転写テープを
貼布し、次いでこのシートをプレスにて打抜き、１辺６
ｍｍの正六角板状成型体を得た。

この成型体を、第１図に示すような曲率半径６６ｍｍの
凸面に、各成型体間の間隙を約６ｍｍ設けて貼付して凹
レンズ面を研削したところ、次のような結果が得られた
。

研摩機：オスカー型ガラス研摩機 硝種：ＢＫ−７ カンザシ荷重：・５００ｋｇ／ｃｍ２ 下皿回転数：４ＱＱｒｐｍ クーラント：ポリエチレングリコール系２０倍液 貼り何面積：下皿面積の５０％ １０分間の研削量：３８０μｍ １０分後の表面粗さ：Ｒｍａｘ ２ｐｍ

【図面の簡単な説明】

第１図は研磨皿に研摩板状体を貼付した状態を示す断面
図、第２図は研摩板状体の平面図を示す。 ２・・・・・・研摩皿、３・・・・・・正六角研摩板状
体。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）銅錫系合金粉末とダイヤモンド粉末とが混合、焼
   結結合している圧延板状体を研摩皿の表面に複数個貼付
   してなるガラスの精密研削工具。
2. （２）気孔率が５〜２０％の板状体である実用新案登録
   請求の範囲第１項記載のガラスの精密研削工具。