JP2000246619A - 加工工具および加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工物の被加工面を短時間のうちに精度よ
く所望の面形状に加工する。 【解決手段】 本体１０の底面１０ｂに、３本のリング
状の砥石２５、２６および２７が同心円状に配設され
る。これらの砥石２５、２６および２７は、エアシリン
ダ４１Ａ、４２Ａ、…によりロッド３１Ａ、３２Ａ、…
を介して被加工面に加圧される。砥石２５、２６および
２７それぞれの被加工面に対する加圧力は、被加工面を
どのような面形状に加工するかに応じて制御回路６０お
よび圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃによって独
立して制御される。砥石２５、２６および２７によって
所望の面形状に近い加工面が得られた後、砥石２５、２
６および２７を引き上げ、ラップ剤を供給しながら本体
１０の底部１０ｂと被加工面とを摺動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平面または球面形状
を創成する加工工具および加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学部品および光学機器に用いられる構
造部材等には高い面精度が求められることが多い。特に
短波長領域で用いられ、あるいは基準面として用いられ
るミラー等には比較的高い面精度が求められる。上記光
学部品や構造部材等の仕上げ加工に際しては一般的に研
磨が行われる。そして被加工物の面形状が平面である場
合にはラップ盤が用いられる。

【０００３】ラップ盤で平面加工を行う場合、被加工物
の被加工面とラップ定盤との間に遊離砥粒を介在させて
被加工物およびラップ定盤のそれぞれを回転させて摺動
させることにより平滑な面を得る。被加工物の面形状が
平面の場合には、平面のラップ定盤を回転させ、このラ
ップ定盤上に被加工物を載置して摺動させることにより
研磨加工を行う。

【０００４】上述した被加工物の中で、特に半導体製造
機器や天文観測装置等に関連する部品の大きさは年々大
型化してきている。被加工物の大型化に対応してラップ
定盤も大型化が進み、数メートルの大きさを有するもの
もある。

【０００５】被加工物の高い面精度を得るためには、ラ
ップ定盤の面精度を高い精度に維持することが必要であ
る。ラップ定盤上で被加工物を研磨するうちに、ラップ
定盤が偏摩耗してラップ定盤自体の面精度が低下する場
合がある。そこで、ラップ定盤の面精度を維持するため
に修正皿を用いてラップ定盤自体を修正研磨する。すな
わち、被加工物に代えて修正皿をラップ定盤上に載置
し、修正皿およびラップ定盤のそれぞれを回転させてこ
れら修正皿とラップ定盤とを摺動させる。

【０００６】上述した修正研磨に際して用いられる修正
皿の大きさは、ラップ定盤の偏摩耗状態に応じて異な
る。その一例について説明すると、凹面のラップ定盤を
平面ないしは凸面にする場合、径の比較的大きな修正皿
を用いる。逆に、凸面のラップ定盤を平面ないしは凹面
にする場合、径の比較的小さな修正皿を用いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ラップ
定盤の大型化が進むにつれてラップ定盤の上記修正研磨
に用いる修正皿の大きさも大きくなり、修正皿の交換や
修正研磨に要する時間が増すとともに修正皿の保管スペ
ースが増すという問題を生じている。

【０００８】また、ラップ定盤の修正量が大きい場合に
は切削加工などを行い、その後に修正皿を用いて研磨を
行う必要があり、段取りに要する時間が増してラップ盤
の稼働率を低下させていた。

【０００９】本発明の目的は、短時間で高い加工精度を
得ることのできる加工工具および加工方法を提供するこ
とにある。

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
に対応付けて以下の発明を説明する。 （１） 請求項１に記載の発明に係る加工工具は、被加
工物の被加工面と接して摺動する複数の摺動部材２５、
２６および２７と；複数の摺動部材２５、２６および２
７それぞれの被加工面に対する加圧力を独立して制御す
る加圧力制御手段６０、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、４１
Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４３
Ａ、４３Ｂおよび４３Ｃとを有するものである。 （２） 請求項２に記載の発明に係る加工工具は、被加
工物の被加工面と接して摺動し、被加工面との単位摺動
量に対して第１の加工量が得られる第１の摺動部材１０
と；第１の摺動部材１０に対し、被加工物の被加工面の
法線方向と略平行な方向に相対移動可能に設けられ、上
記単位摺動量に対して第１の加工量よりも大きい第２の
加工量が得られる第２の摺動部材２５、２６および２７
と；第１の摺動部材１０および第２の摺動部材２５、２
６および２７のうち、被加工面に加圧されて摺動してい
るいずれかの部材を、他の部材に切り換える切換手段６
０、６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、４１Ａ、４１Ｂ、４１
Ｃ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４３Ａ、４３Ｂおよび４
３Ｃとを有するものである。 （３） 請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発
明に係る加工工具を用いる加工方法に適用される。そし
て、被加工面の面精度を計測する手順と；上記手順に基
づく面精度の計測結果に基づき、複数の摺動部材２５、
２６および２７それぞれの加圧力を定める手順とを有す
るものである。 （４） 請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の加
工工具を用いる加工方法に適用される。そして、被加工
物の面精度を計測する手順と；上記面精度の計測結果に
基づき、第１の摺動部材１０を被加工面に加圧して加工
する際の第１の加工時間を定める手順と；上記面精度の
計測結果に基づき、第２の部材２５、２６および２７を
被加工面に加圧して加工する際の第２の加工時間を定め
る手順とを有するものである。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
加工工具８０の一例の概略的構成を説明する図であり、
加工工具８０の回転軸Ａｘを含む面での断面が示されて
いる。加工工具８０は、ラップ定盤のみならず、光学部
品等の被加工物を加工する際に用いられる。

【００１２】被加工面と対向する面である本体１０の底
面１０ｂには、同心円状に３本の溝１１ａ、１１ｂおよ
び１１ｃが設けられ、これらの溝のそれぞれにリング状
の砥石２５、２６、および２７が装着される。砥石２
５、２６および２７の砥粒は、＃８０〜＃１０００程度
の、比較的粗いものが好ましく、材質はＧＣ（緑色炭化
ケイ素質）やＷＡ（白色溶融アルミナ質）等、一般的に
用いられるものでよい。

【００１３】図２は、本体１０を底面１０ｂ側から見た
様子を示している。本体１０には、９つの貫通穴１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１４
ａ、１４ｂおよび１４ｃが明けられている。これらの穴
の明けられる位置について説明すると、穴１２ａ、１２
ｂおよび１２ｃは溝１１ａの円周を３等分する位置に設
けられる。穴１３ａ、１３ｂおよび１３ｃは、溝１１ｂ
の円周を３等分する位置に設けられる。そして、穴１４
ａ、１４ｂおよび１４ｃは、溝１１ｃの円周を３等分す
る位置に設けられる。

【００１４】本体１０の底部１０ｂと対向する上面には
９つのエアシリンダ４１Ａ、４１Ｂ４１Ｃ、４２Ａ、４
２Ｂ、４２Ｃ、４３Ａ、４３Ｂおよび４３Ｃが固定され
ている。図１においては、これら９つのエアシリンダの
うち６つのエアシリンダ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４１
Ｂ、４２Ｂおよび４３Ｂのみが図示されている。

【００１５】上述した９つの貫通穴１２ａ、１２ｂ、１
２ｃ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１４ａ、１４ｂおよび
１４ｃのそれぞれには、ロッド３１Ａ、３１Ｂ、３１
Ｃ、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３３Ａ、３３Ｂおよび３
３Ｃがそれぞれの穴内を移動自在に組み込まれている。
ロッド３１Ａの一端はエアシリンダ４１Ａに固定され、
他端は砥石２５に固定される。残りの８つのロッドも同
様に固定される。

【００１６】本体１０の上面には中継パイプ１５が固設
され、中継パイプ１５に自在継ぎ手５０が装着される。
中継パイプ１５と自在継ぎ手５０とは、本体１０の回転
中心軸Ａｘまわりに相対回転可能となっている。中継パ
イプ１５と９つのエアシリンダ４１Ａ、４１Ｂ、４１
Ｃ、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４３Ａ、４３Ｂおよび４
３Ｃとの間は、９本のチューブ５１Ａ、５１Ｂ、５１
Ｃ、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５３Ａ、５３Ｂおよび５
３Ｃでそれぞれ接続されている。

【００１７】自在継ぎ手５０には３本のチューブ５４、
５５および５６の一端が接続され、これら３本のチュー
ブの他端は圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃのそ
れぞれに接続される。

【００１８】上述した３つの圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂ
および６１Ｃは、３本のチューブ５７、５８、５９を介
して空圧源７０と接続される。圧力制御弁６１Ａ、６１
Ｂおよび６１Ｃと制御回路６０とは電気的に接続されて
いる。これらの圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃ
は、電磁比例型の圧力制御弁であり、空圧源７０から出
力される空圧を所望の空圧に減じてそれぞれチューブ５
４、５５および５６に導くものである。圧力制御弁６１
Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃのそれぞれの圧力は、制御回路
６０により独立して制御される。

【００１９】ここで、中継パイプ１５および自在継ぎ手
５０について説明する。自在継ぎ手５０の内部には、チ
ューブ５４、５５および５６のそれぞれと連通する第
１、第２および第３の管路（不図示）が設けられてい
る。中継パイプ１５の内部には、チューブ５１Ａ、５１
Ｂおよび５１Ｃと連通する第１の管路と、チューブ５２
Ａ、５２Ｂおよび５２Ｃと連通する第２の管路と、チュ
ーブ５３Ａ、５３Ｂおよび５３Ｃと連通する第３の管路
とが設けられている（いずれの管路も不図示）。自在継
ぎ手５０の内部に設けられる管路と、中継パイプ１５の
内部に設けられる管路とは、第１の管路同士、第２の管
路同士そして第３の管路同士が連通している。これらの
連通状態は、自在継ぎ手５０と中継パイプ１５とが相対
回転しているときも、常に保たれている。すなわち、圧
力制御弁６１Ａの吐出圧力はエアシリンダ４１Ａ、４１
Ｂおよび４１Ｃに伝達され、圧力制御弁６１Ｂの吐出圧
力はエアシリンダ４２Ａ、４２Ｂおよび４２Ｃに伝達さ
れ、圧力制御弁６１Ｃの吐出圧はエアシリンダ４３Ａ、
４３Ｂおよび４３Ｃに伝達される。

【００２０】以上のように、制御回路６０が圧力制御弁
６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃの圧力を独立して制御する
ことにより、砥石２５、２６および２７のそれぞれの被
加工面に対する加圧力を独立して制御することができ
る。また、空圧源７０の圧力を負圧に設定することによ
り、砥石２５、２６および２７のそれぞれを引き上げる
こともできる。この場合、本体１０の底部１０ｂと被加
工面とが接する。

【００２１】上述のように砥石２５、２６および２７に
加圧力を加える際に、径のより大きな砥石（たとえば砥
石２５）に対してより大きな加圧力を与えて加工を行う
と、被加工面の中心近くよりも周辺近くの加工量を増す
ことができる。つまり、凹面の被加工面を平面にする加
工、平面の被加工面を凸面にする加工、あるいは凸面の
被加工面の凸量をさらに増す加工ができる。逆に、径の
より小さな砥石（たとえば砥石２７）に対してより大き
な加圧力を与えて加工を行うと、被加工面の中心近くの
加工量を周辺近くの加工量に比して増すことができる。
つまり、凸面の被加工面を平面にする加工、平面の被加
工面を凹面にする加工、あるいは凹面の被加工面の凹量
をさらに増す加工ができる。

【００２２】図３は、本発明の実施の形態に係る加工工
具を用いてラップ盤１００のラップ定盤１０２を加工す
る様子を示す図である。被加工物であるラップ定盤１０
２の上に加工工具８０は載置される。加工工具８０は、
先端に回転自在のローラ１０５Ａおよび１０５Ｂが設け
られる揺動アーム１０３によって加工工具８０の外周で
保持される。揺動アーム１０３は、揺動装置１０４によ
って図３の矢印Ａに沿う方向に揺動運動可能である。

【００２３】ラップ定盤１０２を図３の矢印Ｂで示され
る方向に回転させると、加工工具８０とラップ定盤１０
２との間に生じる摩擦力の分布によって加工工具８０に
は回転力が生じ、図３の矢印Ｃで示される方向に連れ回
される。あるいは、不図示の駆動装置によって工具８０
を強制的に回転させるものであってもよい。このとき、
揺動アーム１０３を揺動するかしないかについては任意
に設定可能である。また、揺動アーム１０３を揺動させ
るときのストロークも任意に設定可能である。

【００２４】砥石２５、２６および２７に所望の加圧力
を与えて加工を行うと、これら砥石２５、２６および２
７の固定砥粒による加工が行われる。つまり、比較的メ
ッシュの粗い砥石により研削加工が行われるため、ラッ
プ定盤１０２と加工工具８０との間の単位摺動量に対し
てより多くの加工量を得ることができる。別の表現をす
るならば、より速い加工速度を得ることができる。

【００２５】一方、砥石２５、２６および２７を引き上
げた状態で不図示のラップ剤供給装置からスラリー状の
ラップ剤を供給し、加工を行うと、ラップ剤中の遊離砥
粒による加工が行われる。すなわち、研磨加工が行われ
るため、ラップ定盤１０２と加工工具８０との間の単位
摺動量に対してより少ない加工量で加工が行われる。別
の表現をするならば、より低い加工速度で加工可能であ
るため、より精密な加工精度を得ることができる。

【００２６】以下、ラップ定盤１０２の被加工面を加工
する際の手順について図１および図３〜図５を参照して
説明する。

【００２７】− 被加工物の被加工面の面精度計測 − ラップ定盤１０２の加工前に、ラップ定盤１０２の面精
度を計測して面形状を求める。なお、本明細書中では、
計測して求められる被加工面の形状を「測定面形状」と
称する。以上の計測結果に基づき、ラップ定盤１０２の
測定面形状と理想面形状との差を求める。

【００２８】− 加工条件の設定 − ラップ定盤１０２の測定面形状と理想面形状との差に基
づいて、加工工具８０の設定条件を以下に説明するよう
に決める。なお、以下ではラップ定盤の理想面形状が平
面であるものとして説明するが、この理想面形状は凸面
であっても凹面であってもよい。要は、これから行おう
とする加工によって被加工面の中心部付近の加工量およ
び周辺部付近の加工量のうち、どちらの加工量をより多
くするか、そしてどのような加工量の分布で被加工面を
加工するかを決定する。

【００２９】ラップ定盤１０２の測定面形状が理想面形
状から大きく乖離していない場合、空圧源７０を負圧に
設定する。そして、上記理想形状からの乖離状態やラッ
プ定盤１０２の材質に応じてラップ剤の種類、揺動アー
ム１０３の停止／作動、揺動アーム１０３を揺動させる
場合においては揺動ストローク、ラップ定盤１０２の回
転速度、そして研磨時間などを決定する。これらの条件
は、不図示のコンピュータにより自動的に求められるも
のであっても、作業者が決定するものであってもよい。

【００３０】空圧源７０を負圧に設定すると、図４
（ｃ）に示されるように砥石２５、２６および２７はい
ずれも引き上げられ、本体１０の底面１０ｂとラップ定
盤１０２とが接する。この状態でラップ盤１００に設け
られている不図示のラップ剤供給装置からラップ剤を供
給し、ラップ定盤１０２を回転させる。ラップ定盤１０
２の回転に伴い、ラップ定盤１０２はラップ剤中の遊離
砥粒によって研磨される。以上のようにして、ラップ定
盤１０２の被加工面は比較的ゆっくりとした加工速度で
加工されるため、高い面精度を得ることが容易である。

【００３１】一方、ラップ定盤１０２の測定面形状が理
想面形状から比較的大きく乖離している場合は以下のよ
うに加工条件を定める。

【００３２】（ａ） 凸面形状の場合 ラップ定盤１０２の測定面形状が凸面形状になっている
場合、以下で説明するように２種類の加工条件を設定す
る。すなわち、砥石２５、２６および２７を用いて比較
的速い加工速度で加工を行うときの加工条件と、本体１
０とラップ定盤１０２とを接触させ、ラップ剤中の遊離
砥粒によって比較的遅い加工速度で加工を行うときの加
工条件とを設定する。

【００３３】砥石２５、２６および２７を用いて加工を
行うときに設定される条件は、以下のとおりである。す
なわち、空圧源７０を加圧状態に設定し、測定面形状と
理想形状との乖離状態やラップ定盤１０２の材質に応じ
て圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃそれぞれの設
定圧を設定する。同様に、研削液の種類、揺動アーム１
０３の停止／作動、揺動アーム１０３を揺動する場合に
おいては揺動ストローク、そして砥石２５、２６および
２７を加圧した状態での加工時間およびこのときのラッ
プ定盤１０２の回転速度などを決定する。

【００３４】砥石２５、２６および２７を加圧しない状
態で加工を行うときに設定される条件は以下のとおりで
ある。すなわち、空圧源７０を負圧に設定し、上述した
砥石２５、２６および２７を用いての加工終了時点にお
ける被加工面の予想面形状と理想形状との乖離状態やラ
ップ定盤１０２の材質に応じてラップ剤の種類、揺動ア
ーム１０３の停止／作動、揺動アーム１０３を揺動させ
る場合においては揺動ストローク、ラップ定盤１０２の
回転速度、そして研磨時間などを決定する。上述した条
件は、先に説明したのと同様、不図示のコンピュータに
より自動的に求められるものであっても、作業者が決定
するものであってもよい。

【００３５】ここで、砥石２５、２６および２７を用い
て加工を行う場合の圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６
１Ｃそれぞれの設定圧について説明する。圧力制御弁６
１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃそれぞれの設定圧は、図４
（ａ）で矢印Ａ１、Ａ２およびＡ３により視覚的に示さ
れるように、砥石２７に対する加圧力＞砥石２６に対す
る加圧力＞砥石２５に対する加圧力となるように設定圧
をそれぞれ定める。つまり、径のより小さい砥石（本実
施例においては砥石２７）に対する加圧力を、径のより
大きい砥石（本実施例においては砥石２５および２６）
に対する加圧力よりも大きくなるように設定し、ラップ
定盤１０２を予め定められた回転速度で回転させて加工
を始める。そして予め定められた加工時間が経過するの
にともない、ラップ定盤１０２の被加工面は図４（ｂ）
に示されるようにその中央部が大きく加工される。

【００３６】砥石２５、２６および２７の加圧力を、以
上のように設定して加工することにより、図４（ｂ）に
示されるように径のより小さい砥石によるラップ定盤１
０２の加工効果が増し、ラップ定盤１０２の中央部近辺
の加工量を周辺部の加工量に比して増すことができる。

【００３７】砥石２５、２６および２７をラップ定盤１
０２に加圧した状態での上記加工を終えた後、空圧源７
０を負圧状態に設定する。すると、砥石２５、２６およ
び２７はいずれも引き上げられて本体１０の底面１０ｂ
がラップ定盤１０２の被加工面と接する。この状態でラ
ップ盤１００に設けられている不図示のラップ剤供給装
置からラップ剤を供給し、ラップ定盤１０２を予め定め
られた回転速度で回転させる。ラップ定盤１０２の回転
に伴い、ラップ定盤１０２はラップ剤中の遊離砥粒によ
って研磨される。そして、加工開始前に予め定められた
加工時間が経過すると、ラップ定盤１０２の被加工面は
図４（ｃ）に示されるように研磨加工される。

【００３８】（ｂ） 凹面形状の場合 ラップ定盤１０２の測定面形状が凹面形状になっている
場合にも、以下で説明するように２種類の加工条件を設
定する。すなわち、砥石２５、２６および２７を用いて
比較的速い加工速度で加工を行うときの加工条件と、本
体１０とラップ定盤１０２とを接触させ、ラップ剤中の
遊離砥粒によって比較的遅い加工速度で加工を行うとき
の加工条件とを設定する。なお、以下の説明では、ラッ
プ定盤１０２の測定面形状が凸面形状になっている場合
の上記説明と異なる部分を中心に説明する。

【００３９】砥石２５、２６および２７を用いて加工を
行う場合の圧力制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃそれ
ぞれの設定圧について説明する。圧力制御弁６１Ａ、６
１Ｂおよび６１Ｃそれぞれの設定圧は、図５（ａ）で矢
印Ｂ１、Ｂ２およびＢ３により視覚的に示されるよう
に、砥石２５に対する加圧力＞砥石２６に対する加圧力
＞砥石２７に対する加圧力となるように設定圧をそれぞ
れ定める。つまり、径のより大きい砥石（本実施例にお
いては砥石２５）に対する加圧力を、径のより小さい砥
石（本実施例においては砥石２６および２７）に対する
加圧力よりも大きくなるように設定し、ラップ定盤１０
２を予め定められた回転速度で回転させて加工を始め
る。そして予め定められた加工時間が経過するのにとも
ない、ラップ定盤１０２の被加工面は図５（ｂ）に示さ
れるようにその周辺部が大きく加工される。

【００４０】砥石２５、２６および２７の加圧力を、以
上のように設定して加工することにより、図５（ｂ）に
示されるように径のより大きい砥石によるラップ定盤１
０２の加工効果が増し、ラップ定盤１０２の周辺部の加
工量を中央部近辺の加工量に比して増すことができる。

【００４１】砥石２５、２６および２７をラップ定盤１
０２に加圧した状態での上記加工を終えた後、空圧源７
０を負圧状態に設定する。すると、砥石２５、２６およ
び２７はいずれも引き上げられて本体１０の底面１０ｂ
がラップ定盤１０２の被加工面と接する。この状態でラ
ップ盤１００に設けられている不図示のラップ剤供給装
置からラップ剤を供給し、ラップ定盤１０２を予め定め
られた回転速度で回転させる。ラップ定盤１０２の回転
に伴い、ラップ定盤１０２はラップ剤中の遊離砥粒によ
って研磨される。そして予め定められた加工時間が経過
すると、ラップ定盤１０２の被加工面は図５（ｃ）に示
されるように研磨加工される。

【００４２】以上のようにして、加工途中で加工工具８
０を他の加工工具に載せ変えることなく、ラップ定盤１
０２の被加工面を複数の加工速度で加工することが可能
となる。このとき、測定面形状と理想面形状との乖離量
が多い状態では比較的速い加工速度で加工を行い、被加
工面の形状が理想面形状に近づいた状態では比較的遅い
加工速度で加工を行う。したがって、加工途中での工具
交換に要していた時間が不要になり、加工時間が大幅に
短縮される。また、加工速度と加工精度との両立が可能
となるのに加え、被加工面の面形状等に応じて沢山の種
類の工具を用意する必要もなく、工具の保管スペースを
従来のものに比して少なくすることができる。

【００４３】以上に説明した加工工具８０において、リ
ング状の砥石２５、２６および２７は同じメッシュの砥
粒のものが用いられるものであった。しかし、本発明は
この例に限られるものではない。たとえば、図１および
図２に示される本体１０で３本設けられている同心円状
の溝数を増し、その溝にメッシュの異なる複数種類の砥
石を配設するものであってもよい。この場合、たとえば
本体１０に設けられる溝数をたとえば６本に増し、その
６本の溝の内側から順に＃１５０の砥石、＃３００の砥
石、＃１５０の砥石、…と、メッシュの異なる砥石を交
互に配列させる。そして砥石の数を増すのに対応して、
これらの砥石に加圧力を加えるエアシリンダの数も増
す。被加工物を加工する際には、＃１５０の砥石による
加工、＃３００の砥石による加工、本体１０とラップ剤
とによる加工と、順次切り換える。このように加工を行
うことにより、加工速度に主眼をおいた加工から、加工
精度に主眼をおいた加工へと、円滑に切り換えることが
できる。

【００４４】あるいは、上述した溝に配列するものとし
て、砥石以外の部材であってもよい。この場合、部材の
材質としては、たとえば鋳鉄等、ラッピングに適したも
のであれば何を用いてもよい。このように、砥石に代え
てラッピング加工に適した他の部材を配列するものでは
加工速度を増すことは難しい。しかし、被加工物の測定
形状と理想形状との乖離状態に応じてこれら複数の部材
のうち、所望の部材の加圧力を相対的に増すことによ
り、被加工面の中心部から周辺部にわたって所望の加工
量の分布を得ることができる。つまり、被加工物の被加
工面を所望の加工形状に仕上げることができる。

【００４５】また、本体１０に配列される砥石の数は３
つ、あるいは３の倍数に限定されるものではない。さら
に、本体１０の溝部に配列される砥石あるいは部材の形
状はリング状に限られるものではない。この例につい
て、図６を参照して説明する。なお、図６において図１
に示される加工工具と同様の構成要素には同じ符号を付
してその説明を省略する。

【００４６】図６（ａ）は、加工工具８０Ａの一部を図
１と同様の断面で示し、図６（ｂ）は加工工具８０Ａを
本体１０Ａの底側から見た様子を示す。図６（ｂ）に示
されるように、本体１０Ａの底部には３つの同心円のそ
れぞれに沿って円弧状の溝が複数形成される。そしてこ
れらの円弧状の溝のそれぞれに、円弧状に分割された砥
石２２５、２２６および２２７が配列される。このよう
に、砥石２２５、２２６および２２７のそれぞれを円弧
形状を有する複数の砥石の複合体として形成すると、大
きな径のリング状砥石を製作するのに比べてその制作費
を低減できる。また、いずれかの砥石に欠損を生じた場
合であっても、その部分の砥石のみを交換すればよく、
保守性にも優れる。

【００４７】上述のように、砥石２２５、２２６および
２２７のそれぞれは複数の円弧に分割されたものとなっ
てる。そのため、図６（ａ）に示されるように各砥石２
２５、２２６および２２７とロッド３１Ａ、３２Ａ、３
３Ａ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ、３１Ｃ、３２Ｃおよび
３３Ｃ（図６でロッド３１Ｃ、３２Ｃおよび３３Ｃは図
示されず）との間には、リング状の部材２９１、２９
２、および２９３がそれぞれ介装される。これらの部材
２９１、２９２および２９３により、エアシリンダ４１
Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ、４１
Ｃ、４２Ｃおよび４３Ｃ（図６でエアシリンダ４１Ｃ、
４２Ｃおよび４３Ｃは図示されず）のそれぞれから発せ
られる加圧力は各砥石２２５、２２６および２２７のそ
れぞれにほぼ均一に伝達される。

【００４８】あるいは、上述したリング状の部材２９
１、２９２および２９３を用いず、各砥石２２５、２２
６および２２７のそれぞれを構成する円弧状の砥石の数
に対応してエアシリンダを増設し、これら円弧状の砥石
の被加工面に対する加圧力を独立して制御可能としても
よい。

【００４９】以上では、砥石または部材に加圧力を印加
するための装置として空圧装置を用いるものについて説
明したが、油圧装置、油圧および空圧の複合装置、モー
タあるいはプランジャなどの電磁駆動装置等、他のもの
を用いることもできる。

【００５０】

【実施例】以上に説明した加工工具および加工方法によ
って、実際にラップ定盤の修正加工を行った結果を以下
に示す。

【００５１】直径２，０００ ｍｍのラップ定盤に対し
て直径１，２００ ｍｍの加工工具を用いて修正加工を
行った。円弧形状に形成された＃２００ＧＣ砥石を図６
に示されるように３重のリング状に配置した。そして、
外側に配設される砥石２２５の内径および外形をそれぞ
れ１，０００ ｍｍ、１，０５０ ｍｍとし、中間に配設
される砥石２２６の内径および外形をそれぞれ５５０
ｍｍ、６００ ｍｍとし、内側に配設される砥石２２７
の内径および外形をそれぞれ２００ ｍｍ、２５０ｍｍ
とした。砥石２２５、２２６および２２７に対する加圧
力はそれぞれ５０Ｎ、２００Ｎ、５００Ｎに設定し、ラ
ップ定盤と加工工具とを摺動させて加工を行った。この
とき、２０μｍ程度の加工量を得るのに要した加工時間
は、従来のラッピング加工、すなわちラップ剤中の遊離
砥粒のみによる加工に要する時間に比しておよそ半分に
することができた。

【００５２】以上では、ラップ盤のラップ定盤を修正研
磨する際に本発明の実施の形態に係る加工工具を適用す
る例について説明したが、被加工物はこれに限られるも
のではない。すなわち、本発明に係る加工工具は、光学
部品や光学機器に用いられる構造部材等、高い加工精度
が要求される部品等の加工を行うこともできる。

【００５３】以上の発明の実施の形態と請求項との対応
において、本体１０および１０Ａが第１の摺動部材を、
砥石２５、２６、２７、２２５、２２６および２２７が
摺動部材および第２の摺動部材を、制御回路６０、圧力
制御弁６１Ａ、６１Ｂおよび６１Ｃ、エアシリンダ４１
Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ、４１
Ｃ、４２Ｃおよび４３Ｃが加圧力制御手段および切換手
段をそれぞれ構成する。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
以下の効果を奏する。 （１） 請求項１または３に記載の発明によれば、複数
の摺動部材それぞれの被加工面に対する加圧力を独立し
て制御することにより、同一の加工工具で被加工面を凸
面にも平面にも凹面にも加工することができる。したが
って、被加工面の所望加工形状に応じて加工工具を複数
用意する必要がなく、加工工具の保管場所をコンパクト
にすることができるのに加えて、加工中に加工工具の交
換をする必要がないので段取り替えの時間が省略でき、
加工時間を短縮することができる。 （２） 請求項２または４に記載の発明によれば、被加
工物との間で生じる単位摺動量に対して異なる加工量が
得られる第１の摺動部材および第２の摺動部材を切り換
えることにより、同一の加工工具で高い加工速度が得ら
れる加工と高い加工精度が得られる加工とを連続して行
うことができる。このため、加工時間の短縮と加工精度
の維持とが両立可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る加工工具の一例を概
略的に示す図である。

【図２】加工工具本体を底面側より見た様子を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施の形態に係る加工工具をラップ盤
のラップ定盤を修正研磨するために用いる例を説明する
図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る加工工具により、凸
型の面形状を有する被加工物を加工して平面に仕上げる
までの過程を説明する図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る加工工具により、凹
型の面形状を有する被加工物を加工して平面に仕上げる
までの過程を説明する図である。

【図６】本発明の実施の形態に係る加工工具の別の例を
概略的に示す図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ 本体 ２５、２６、２７、２２５、２２６、２２７ 砥石 ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ、 ４１Ｃ、４２Ｃ、４３Ｃ エアシ
リンダ ５０ 自在継ぎ手 ６０ 制御回路 ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ 圧力制御弁 ７０ 空圧源 １０２ ラップ定盤（被加工物）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物の被加工面と接して摺動する複
   数の摺動部材と、 前記複数の摺動部材それぞれの前記被加工面に対する加
   圧力を独立して制御する加圧力制御手段とを有すること
   を特徴とする加工工具。
2. 【請求項２】 被加工物の被加工面と接して摺動し、前
   記被加工面との単位摺動量に対して第１の加工量が得ら
   れる第１の摺動部材と、 前記第１の摺動部材に対し、前記被加工物の被加工面の
   法線方向と略平行な方向に相対移動可能に設けられ、前
   記単位摺動量に対して前記第１の加工量よりも大きい第
   ２の加工量が得られる第２の摺動部材と、 前記第１の摺動部材および前記第２の摺動部材のうち、
   前記被加工面に加圧されて摺動しているいずれかの部材
   を他の部材に切り換える切換手段とを有することを特徴
   とする加工工具。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の加工工具を用いる加工
   方法であって、 前記被加工面の面精度を計測する手順と、 前記面精度の計測結果に基づき、前記複数の摺動部材そ
   れぞれの加圧力を定める手順とを有することを特徴とす
   る加工方法。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の加工工具を用いる加工
   方法であって、 前記被加工物の面精度を計測する手順と、 前記面精度の計測結果に基づき、前記第１の摺動部材を
   前記被加工面に加圧して加工する際の第１の加工時間を
   定める手順と、 前記面精度の計測結果に基づき、前記第２の摺動部材を
   前記被加工面に加圧して加工する際の第２の加工時間を
   定める手順とを有することを特徴とする加工方法。