JP3667048B2

JP3667048B2 - 精密研磨装置

Info

Publication number: JP3667048B2
Application number: JP26103397A
Authority: JP
Inventors: 隆小堺; 芳徳村杉; 弘鯉渕
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2017-09-09
Also published as: JPH1177504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球面形状、非球面形状あるいは平面形状のレンズ等を高精度で研削または研磨加工するための精密研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ等の光学部品を、球面形状、非球面形状あるいは平面形状等に高精度で加工するための精密研磨装置として、目標とする球面形状や非球面形状等の凹凸を反転させた表面形状を有する皿状工具を被加工物と摺り合わせて、その表面を研削、研磨するように構成されたものが開発されている。
【０００３】
図４は特開昭４９−２５５９４号公報に開示された一従来例による精密研磨装置を示すもので、これは、駆動機構１０１ａによって回転される球面形状の皿状工具である下皿１０１と、図示しない上皿を介して被加工物を下皿１０１の表面に押しつけるためのカンザシ１０３と、該カンザシ１０３を保持するカンザシアーム１０５を図示水平方向に往復移動させるための揺動機構等を有する。
【０００４】
上皿の下面に被加工物を保持させ、カンザシ１０３の軸部１０３ｂを保持するカンザシアーム１０５に、バネ１０５ａによる下向きの押圧力を与えることによって、被加工物を下皿１０１の表面に押しつける。この状態で下皿１０１を回転させると、被加工物は上皿とともに、カンザシ１０３の先端を支点（中心）とする連れ回りによって自転する。これと同時に、前述のようにカンザシ１０３を揺動させると、被加工物の支点、すなわち自転の中心が下皿１０１の表面を移動する。このようにして、下皿１０１と被加工物の摺り合わせが行なわれる。
【０００５】
カンザシ１０３は、上皿の凹所に嵌合するテーパ状の先端部１０３ａを備えており、先端部１０３ａの先端形状は、精密研磨装置の形式や、レンズ等の被加工物の直径、凹凸の違い等に応じて図５の（ａ）に示すように鋭利な形状のものと、同図の（ｂ）に示すように球形状のものを使い分ける。
【０００６】
また、カンザシ１０３の軸部１０３ｂは、取り付けネジ１０６によってカンザシホルダ１０７に着脱自在に保持され、カンザシホルダ１０７は、その軸部１０７ａを取り付けネジ１０８によってカンザシアーム１０５に結合される。カンザシホルダ１０７の軸部１０７ａをカンザシアーム１０５から繰り出す位置を調節したうえで、取り付けネジ１０８を締め付けることで、カンザシホルダ１０７をカンザシアーム１０５に固定する。
【０００７】
なお、カンザシ１０３は、棒状の材料から、旋盤、研削盤等によって先端部１０３ａと軸部１０３ｂを一体的に削り出したものが一般的である。
【０００８】
上記の従来例は、下皿を皿状工具として用いるものであるが、上皿を皿状工具として、被加工物に押圧するように構成される場合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術によれば、前述のように、上皿を下皿に対して押圧するカンザシが数多くの機能を有し、例えば、下皿に対する上皿の加工位置を決めることや、上皿の揺動に伴なう上皿の傾斜を妨げないようにこれを支持すること、さらに、上皿が下皿の回転に伴なって連れ回りによる自転を行なうときの支点を構成する等、数多くの重要な役割を担っている。特に、連れ回りによる上皿の自転においては、回転しないカンザシと、回転する上皿の擦り合わせが起こるため、数多くのレンズ等を加工すると、徐々にカンザシの先端部が摩耗する。
【００１０】
このようにカンザシの先端部が摩耗すると、カンザシの有効長さが変化して、下皿に対する上皿の相対位置が変わるだけでなく、カンザシと上皿の接触状態が変化する。その結果、カンザシの押圧力が均等に伝わらないという状態が生じたり、連れ回りによる上皿の自転が不規則になって、レンズ等の加工を安定して行なうことができない。
【００１１】
そこで、摩耗したカンザシをカンザシホルダから取りはずして新品のカンザシと交換したり、摩耗したカンザシの先端部をグラインダー等を用いて削り直す等の処理が必要となるが、先端部が摩耗しただけでカンザシ全体を交換するのは不経済であり、また、カンザシを削り直して再使用する方法は、カンザシホルダに対する組み付け位置を新たに調整する等の作業が必要であるため、生産性の低下を招くという不都合がある。
【００１２】
特に、複数機種の精密研磨装置を使用するレンズ生産ライン等においては、研磨機の種類によってカンザシの長さや太さが異なるため、加工用途に合わせて各機種ごとに２〜３種類の先端形状の異なるカンザシを用意しておかなければならず、摩耗による交換のためのスペアを含むと、常備しておくカンザシの数は膨大で、極めてコスト高となる。
【００１３】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、カンザシの先端部が摩耗したときや、加工用途等が変わった場合に、先端部のみを交換することで極めて経済的に対応できるランニングコスト等の低い精密研磨装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の精密研磨装置は、第１の軸のまわりに回転自在である下皿と、これを回転させる第１の駆動手段と、前記下皿に対して上皿を押圧するためのカンザシと、該カンザシを第２の軸に沿って往復移動させる第２の駆動手段を有し、前記カンザシが、前記第２の駆動手段に結合される軸部材と前記上皿に係合する先端部材を備えており、該先端部材が、予め用意されたスペアと交換するために前記軸部材から分離自在に前記軸部材にビス止めされていることを特徴とする。
【００１７】
先端部材が、前記軸部材にビス止めされているかわりに、低融点の接着剤によって前記軸部材に接着されていてもよい。
【００１８】
【作用】
上皿の連れ回りのためにカンザシの先端部が摩耗したら、軸部材から先端部材を分離してスペアと交換し、軸部材はそのままで研削あるいは研磨を続行できる。また、先端部材を交換するだけで、加工用途の異なるカンザシとして用いることができるため、軸部の共通化によってカンザシの製造コストを下げることができる。
【００１９】
消耗品であるカンザシの部品コストを低減することで、精密研磨装置のランニングコストを大幅に軽減できる。
【００２０】
また、カンザシの先端部のみの小さいスペアを用意しておけばすむため、スペアの収納や管理が簡単で、収納用のスペースも縮小できるという利点もある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は一実施の形態による精密研磨装置を示すもので、これは、第１の駆動手段である図示しないモータによって傾斜した中心軸Ｏのまわりに回転される球面形状の皿状工具である下皿１と、上皿２を介して被加工物であるレンズＷを下皿１の表面に押しつけるためのカンザシ３と、該カンザシ３を図示水平方向に往復移動させるための第２の駆動手段である揺動機構４とカンザシアーム５等を有する。
【００２３】
カンザシ３は、互に別体として製作された先端部材３ａと軸部材３ｂによって構成されている。上皿２の下面に弾性シート２ａを挟んだ状態でレンズＷを保持させ、上皿２の上面に形成された円錐状の凹所２ｂにカンザシ３の先端部材３ａを係合させ、カンザシ３の軸部材３ｂを保持するカンザシアーム５に、バネ等による下向きの押圧力を与えることによって、レンズＷを下皿１の表面に押しつける。この状態で下皿１を中心軸Ｏのまわりに回転させると、レンズＷは、カンザシ３の先端を支点（中心）とする連れ回りによって自転する。これと同時に、前述のようにカンザシ３を揺動させると、レンズＷの支点、すなわち自転の中心が下皿１の表面を移動する。このようにして、下皿１とレンズＷの摺り合わせが行なわれる。
【００２４】
カンザシ３は、前述のように上皿２の凹所２ｂに嵌合するテーパ状の先端部材３ａを備えており、これと交換自在なスペアとして、精密研磨装置の形式や、レンズ等の被加工物の直径、凹凸の違い等に応じて、図２の（ａ）に示すように鋭利な先端形状のスペア３０ａと、同図の（ｂ）に示すように先端が球形状のスペア３０ｂ等を用意しておく。
【００２５】
また、カンザシ３の軸部材３ｂは、取り付けネジ６によってカンザシホルダ７に着脱自在に保持され、カンザシホルダ７は、その軸部７ａを取り付けネジ８によってカンザシアーム５に結合される。カンザシホルダ７の軸部７ａをカンザシアーム５から繰り出す位置を調節したうえで、取り付けネジ８を締め付ける。このようにして、カンザシホルダ７をカンザシアーム５に固定する。
【００２６】
加工中のレンズＷと下皿１の間には、ノズル９から加工液が供給される。加工液としては、一般的な研削加工に用いる研削液、あるいは、これに研磨砥粒等を加えたものが用いられる。
【００２７】
図１の装置は、１個のレンズＷを上皿２に保持させているが、複数のレンズを上皿２に接着したリセス貼り構造の加工方式でもよい。また、下皿にレンズを保持させ、上皿を皿状工具として用いる場合でも、同様のカンザシが用いられる。
【００２８】
カンザシ３の先端部材３ａと軸部材３ｂは、別体として製作された２つの棒状部材をセットねじ３ｃを用いたビス止めによって結合したものである。カンザシ３の鋭利な先端部を構成するスペア３０ａの先端には超硬合金等の耐摩耗性部材３０ｄが鑞付けされる。前述のように、先端形状が鋭利なスペア３０ａと球形状のスペア３０ｂを用意しておき、精密研磨装置の形式や加工されるレンズの直径や凹凸の違い等に応じて使い分ける。
【００２９】
セットねじ３ｃをゆるめて、カンザシ３の先端部材３ａと軸部材３ｄを分離することができるため、レンズの加工を繰り返してカンザシ３の先端部材３ａが摩耗したら、先端部材３ａのみを分離して、予め用意しておいたスペアと交換する。
【００３０】
従来例のように、カンザシの先端部が摩耗したときにカンザシ全体をカンザシホルダから取りはずして新しいものと交換したり、研磨等の再生処理を行なう場合に比べて、材料の無駄が少なくて経済的であり、加工を再開するときにカンザシの位置を調整し直す等のめんどうな作業も不必要であるから、精密研磨装置のランニングコストの低減やスループットの向上に大きく役立つ。その結果、レンズ等の加工コストを大幅に低減できる。
【００３１】
一例として、あるレンズ生産工場に本実施の形態によるカンザシを導入した場合について述べる。表１は、このレンズ生産工場で稼働している研磨機の種類と台数である。
【００３２】
【表１】

このレンズ生産工場で使用しているカンザシの種類は５種類で、合計２８４本が必要となる。従来例においては、研磨機に取り付けている本数に加えて、それぞれの形状ごとに、先端形状が２種類程度ずつ、また摩耗時の予備分を含めて、２〜３倍の本数のカンザシを準備しておく必要があった。
【００３３】
そこで、カンザシの先端部材と軸部材に分離自在に構成し、先端部材を共通化する。各研磨機に取り付けるための軸部材は従来例の場合と同数の２８４本は必要になるが、カンザシの軸部材はほとんど摩耗することがないから、予備のスペアとしては先端部材のみ準備しておけばよい。このとき、先端部材の形状は５種類の研磨機で共通であるから、現在使っている分の先端部材に加えて、例えば鋭利な形状のものと球形状のものの２種類を数１０個ずつ用意しておけばよい。
【００３４】
このように常備する先端部材のスペアは、カンザシ全体の大きさに比べて圧倒的に小さいため、カンザシ１個当りの製作コストも安くてすみ、加えて、保管スペース等の大幅な削減が実現できる。また、交換すべき先端部材の種類が少ないから、誤って他の研磨機用のカンザシと間違えることがなく、管理上のメリットも大きい。
【００３５】
図３は本実施の形態の３つの変形例によるカンザシを示す。これらは、鋭利な形状または球形状の先端形状を有する先端部材１３ａ〜１５ａを軸部材１３ｂ〜１５ｂの凹所にそれぞれ挿入し、接着剤１３ｃ〜１５ｃを用いて軸部材１３ｂ〜１５ｂと先端部材１３ａ〜１５ａを接着したものである。接着剤としては、低融点の接着剤等の加熱等の簡単な処理によって剥離できるものを用いる。
【００３６】
一例として、九重電機（株）製の接着剤、リセスワックスＲＷ−９９−Ｎｏ．２を用いて軸部材１３ｂ〜１５ｂと先端部材１３ａ〜１５ａを接着し、先端部材１３ａ〜１５ａが摩耗したら、９０〜１００℃に加熱して接着剤を軟化させ、先端部材１３ａ〜１５ａを軸部材１３ｂ〜１５ｂから分離して、用意してあるスペアと交換する。
【００３７】
セットねじ等によって先端部材を軸部材に固着する場合に比べて、先端部材をより一層小型化することができるため、超硬合金やセラミックス等の耐摩耗性材料を成形しただけの先端部材を用いてもよい。この場合は、耐摩耗性材料を先端部材の先端に鑞付けする場合等に比べて安価であるという利点が付加される。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００３９】
カンザシの先端部が摩耗したときや、加工用途等が変わった場合に、先端部のみを分離してスペアと交換し、カンザシの軸部はそのまま使用することができる。このようにカンザシの軸部を共通化することで、生産性が高くランニングコスト等の低い精密研磨装置を実現できる。
【００４０】
このような精密研磨装置を用いることで、レンズ等の光学部品の低価格化に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態による精密研磨装置を説明する図である。
【図２】図１の装置のカンザシの主要部を示す図である。
【図３】３つの変形例によるカンザシを示す図である。
【図４】一従来例による精密研磨装置の主要部を示す図である。
【図５】図４の装置のカンザシを示す図である。
【符号の説明】
１下皿
２上皿
３カンザシ
３ａ，１３ａ〜１５ａ先端部材
３ｂ，１３ｂ〜１５ｂ軸部材
５カンザシアーム
７カンザシホルダ
３０ａ，３０ｂスペア

Claims

第１の軸のまわりに回転自在である下皿と、これを回転させる第１の駆動手段と、前記下皿に対して上皿を押圧するためのカンザシと、該カンザシを第２の軸に沿って往復移動させる第２の駆動手段を有し、前記カンザシが、前記第２の駆動手段に結合される軸部材と前記上皿に係合する先端部材を備えており、該先端部材が、予め用意されたスペアと交換するために前記軸部材から分離自在に前記軸部材にビス止めされていることを特徴とする精密研磨装置。
第１の軸のまわりに回転自在である下皿と、これを回転させる第１の駆動手段と、前記下皿に対して上皿を押圧するためのカンザシと、該カンザシを第２の軸に沿って往復移動させる第２の駆動手段を有し、前記カンザシが、前記第２の駆動手段に結合される軸部材と前記上皿に係合する先端部材を備えており、該先端部材が、予め用意されたスペアと交換するために前記軸部材から分離自在に低融点の接着剤によって前記軸部材に接着されていることを特徴とする精密研磨装置。