JP2002046047A - 研磨工具およびこの研磨工具を用いた研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カッターマークの効率的な除去および被加工
物の表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつ
ポリッシャの走査による研磨痕が生じることのない研磨
工具およびこの研磨工具を用いた研磨装置を提供する。 【解決手段】 被加工物２の表面２ａを研磨する研磨工
具３７において、被加工物２の表面２ａに当接する回転
可能な第１ポリッシャ３８と、第１ポリッシャ３８の周
囲に配設され第１ポリッシャ３８が当接する被加工物２
の表面２ａの周囲に当接する回転可能な略筒状の第２ポ
リッシャ４３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、レンズ成
形型などの表面を高精度に研磨加工する研磨装置に係わ
り、詳しくは表面が回転軸対称曲面であるワークを研磨
加工する研磨工具とこの研磨工具を用いた研磨装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面に曲面を有するワークを研磨
加工する研磨装置は、図６に示すような研磨装置（従来
技術１）が広く知られている。図６において、ワーク１
０１は、皿１０２に貼付され、図示を省略したワーク軸
の軸心ｍを中心として回転している。ワーク１０１の表
面１０１ａは、通常非球面などの光学機能面に仕上げら
れる。ワーク１０１の上方には、ＮＣ制御などにより変
曲面を形成する軌跡を辿る研磨ヘッド１０６が配設され
ている。研磨ヘッド１０６の下端には、球状の研磨ツー
ル１０３を回転自在に保持する回転軸１０４と、この回
転軸１０４を回転および加圧する回転加圧装置１０５と
が装備されている。研磨ツール１０３が、ワーク１０１
の表面１０１ａに微小面積で接触し、変曲面を形成する
軌跡を辿りながら、研磨加工を行うものである。

【０００３】一方、「研磨工具保持装置および該研磨工
具保持装置を備えた研磨ヘッド」として、特許２９３８
５９３号公報（登録日平成１１年６月１１日）所載の技
術（従来技術２）が開示されている。図７を用いてこの
従来技術２の研磨工具保持装置を説明する。図７におい
て、この研磨工具保持装置は、凸球面２０１を有する工
具保持部２０２と、凹球面２０３を有し加工力を伝達す
る工具支持部２０４と、凸球面２０１と凹球面２０３と
の間に挟まれた少なくとも３個の球体２０５と、工具保
持部２０２により保持される研磨工具２０６とを有して
いる。工具保持部２０２は、工具保持部２０２に設けら
れた磁石２０７により、工具支持部２０４側に吸引され
ており、また、工具保持部２０２と工具支持部２０４と
は、可撓性部材２０８により連結され、可撓性部材２０
８により、工具保持部２０２と工具支持部２０４との間
に密閉空間が形成されている。

【０００４】工具保持部２０２の凸球面２０１の中心点
および工具支持部２０４の凹球面２０３の中心点は、工
具保持部２０２に保持される研磨工具２０６のポリッシ
ャ２０９の中心点Ｏに一致している。また、研磨工具２
０６は、磁石２０７により工具保持部２０２に吸引され
ている。上記構成の研磨工具保持装置では、回転軸２１
０が回転すると、板バネ２１１を介して工具支持部２０
４が回転し、この工具支持部２０４に吸着される工具保
持部２０２の回転により研磨工具２０６が回転して、研
磨加工を行うものである。

【０００５】さらに、「研磨装置」として、特開平１０
−３１５１１０号公報所載の技術（従来技術３）が開示
されている。図８を用いてこの従来技術３を説明する。
図８において、回転軸３０７は、円筒状のカラー３０８
を介してベアリング３０９、３１０により回転自在に上
下方向に保持されている。カラー３０８と回転軸３０７
とは、キー３０７Ａによって回転方向へは一体で回転
し、上下方向へはスライド可能に構成されている。この
回転軸３０７は、プーリ３１１、ベルト３１４、プーリ
３１３およびモータ３１２に連動しており、所定の回転
数で回転駆動される。また、回転軸３０７の上方にはエ
アシリンダ３１５が配設され、その加圧軸３１５ａに固
定されたカップリング３１６の下面が、スラストベアリ
ング３１７を介して当接し、加圧力を伝達するように構
成されている。

【０００６】回転軸３０７の下端には、弾性を有するポ
リウレタンシートからなる円盤状のポリッシャ３１８
が、その裏面中央位置に取着されており、回転軸３０７
の回転に伴って回転する。回転軸３０７上のポリッシャ
３１８の直上には、円筒状のスライド部材３１９が、回
転軸３０７に沿って上下動自在に嵌装されている。スラ
イド部材３１９の下部外周３１９ａとポリッシャ３１８
の裏面外周３１８ａとは、弾性変形するポリッシャ変形
部材である複数の板バネ３２０により連結されている。
また、スライド部材３１９の上端は、スラストベアリン
グ３２１を介して、上下方向に移動自在なＬ字状の押圧
部材３２３の停止位置に従って押圧されるようになって
いる。この押圧部材３２３は、圧力機構としてのリニア
アクチュエータ３２２のスライダ３２２ｂに取着され、
図示しないボールネジおよびＤＣサーボモータ３２２ａ
によって上下方向に駆動され、位置制御されている。こ
うした構成で、ポリッシャ３１８によって、ワーク３０
４に研磨圧力を作用させるとともに、ワーク３０４の表
面３０４ａの凹凸形状の高低差によって、押圧部材３２
３をリニアアクチュエータ３２２により位置決めして、
ポリッシャ３１８をワーク３０４の表面３０４ａに常に
密着させて、研磨加工するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術にはつぎのような問題点があった。すなわち、従来技
術１においては、研磨ツール１０３がワーク１０１の加
工面１０１ａに微小面積で接触することが前提となるた
め、研磨効率が非常に悪く、多大の研磨時間を要する。
また、研磨ツール１０３が微小面積で接触するため、カ
ッターマーク（前工程の挽目）として見える加工面１０
１ａの微小凸部に研磨ツール１０３を選択的に接触させ
て除去する作業が困難であり、カッターマークの効率的
な除去が難しいという問題があった。また、研磨ツール
１０３の走査による新たな研磨痕が生ずるという問題も
発生する。

【０００８】つぎに、従来技術２においては、研磨加工
の凹凸形状に対し、工具保持部２０２の凸球面部２０
１、工具支持部２０４の凹球面部２０３および球体２０
５によって、ポリッシャ２０９が面接触に近い状態で姿
勢保持できるが、研磨加工面の状態によっては、面接触
が不完全になる場合もある。また、ポリッシャ２０９の
接触面積が大きいため、接触部の周速において周速分布
が生じてしまい、接触面積内の研磨除去量の差により、
ワークの形状精度を損ねるという問題がある。

【０００９】さらに、従来技術３においては、研磨加工
面であるワーク３０４の表面３０４ａに対してポリッシ
ャ３１８の接触状態を一定にすることが可能ではある
が、ポリッシャ３１８の接触面積が大きくなるととも
に、従来技術２と同様に、ポリッシャ３１８の接触面積
内の周速分布による研磨除去量の差が生じ、研磨加工に
よる形状精度を劣化させるという問題がある。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１、２または３に係る発明の課題
は、カッターマークの効率的な除去および被加工物の表
面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリッ
シャの走査による研磨痕が生じることのない研磨工具お
よびこの研磨工具を用いた研磨装置を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１または２に係る発明は、被加工物の表面を
研磨する研磨工具において、被加工物の表面に当接する
回転可能な第１ポリッシャと、該第１ポリッシャの周囲
に配設され前記第１ポリッシャが当接する被加工物の表
面の周囲に当接する回転可能な略筒状の第２ポリッシャ
とを具備する。

【００１２】請求項３に係る発明は、被加工物の表面を
研磨する研磨装置において、被加工物の表面に当接する
回転可能な第１ポリッシャおよび該第１ポリッシャの周
囲に配設され前記第１ポリッシャが当接する被加工物の
表面の周囲に当接する回転可能な略筒状の第２ポリッシ
ャを有する研磨工具と、該研磨工具を回転させる回転手
段と、前記研磨工具を被加工物の表面に向かって加圧さ
せるように前記研磨工具を回転軸方向に移動させる移動
手段とを具備する。

【００１３】請求項１または２に係る発明の研磨工具で
は、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に
当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッ
シャが回転しながら、第１ポリッシャが当接する被加工
物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行う。

【００１４】請求項２に係る発明の研磨工具では、上記
作用に加え、第２ポリッシャは、第１ポリッシャの材質
よりも弾性率の低い材質で構成されていることにより、
被加工物の表面形状に対応して撓みつつ研磨加工を行
う。

【００１５】請求項３に係る発明の研磨装置では、研磨
手段が研磨工具を回転させ、移動手段が研磨工具を被加
工物の表面に向かって加圧させるように研磨工具を回転
軸方向に移動させ、第１ポリッシャが、回転しながら被
加工物の表面に当接し、第１ポリッシャの周囲に配設さ
れた第２ポリッシャが、回転しながら第１ポリッシャが
当接する被加工物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を
行う。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態につい
て説明する。

【００１７】（実施の形態１）図１および図２は実施の
形態１を示し、図１は研磨装置の斜視図、図２はポリッ
シャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。図１に
おいて、研磨装置は、支持定盤１上に配設され被加工物
（以下、ワークと称する）２に後述する所定の運動を行
わせるための加工物駆動部３と、ワーク２の表面として
の加工面２ａを回転軸対称曲面に研磨するポリッシャユ
ニット部４と、支持定盤１上に配設されポリッシャユニ
ット部４を支持するとともにポリッシャユニット部４を
上下方向（図１の矢印Ｚ軸方向）に移動させるための移
動手段としてのＺ軸機構部５とを有している。

【００１８】まず、加工物駆動部３について説明する。
図１において、加工物駆動部３は、ワーク２を水平方向
（図１の矢印Ｘ軸方向）に往復移動させるためのＸ軸機
構部６と、Ｘ軸機構部６上に載置されワーク２をＸ軸と
Ｚ軸とに直交する図１におけるｏ軸を中心として矢印θ
方向に旋回または揺動させるためのθ軸機構部８とを有
している。

【００１９】つぎに、Ｘ軸機構部６の詳細を説明する。
支持定盤１上には、Ｘ軸方向に平行な２本のガイドレー
ル９ａ、９ｂを有するＸ軸ベース板９が固定されてい
る。このＸ軸ベース板９上には、Ｘ軸テーブル１０が２
本のガイドレール９ａ、９ｂに案内されて矢印Ｘ軸方向
に往復移動自在に装着されている。２本のガイドレール
９ａ、９ｂの間には、これと平行にボールネジ１１が回
転自在に軸支されている。このボールネジ１１は、Ｘ軸
テーブル１０の下面に設けられている図示しないボール
ナットに螺合し、その一端がＸ軸ベース板９の右側面に
取着されたモータ１２の出力軸と接続されている。そし
て、ボールネジ１１がモータ１２の駆動により正転、逆
転することにより、Ｘ軸テーブル１０が矢印Ｘ軸方向に
往復移動され、所定の位置で位置決めされる。

【００２０】つぎに、θ軸機構部８の詳細を説明する。
Ｌ字状のＬ字基台１３は、Ｘ軸テーブル１０上に固定さ
れており、Ｌ字状の立ち上がり側面の内側である前面８
ａにエンコーダを内蔵したモータ１４が取付けられてい
る。このモータ１４の前面には、Ｌ字基台１３よりも小
さいＬ字状のワークスピンドル固定板１５が取付けられ
ている。ワークスピンドル固定板１５上には、ワークス
ピンドル７が取付けられている。このワークスピンドル
７には、ワーク２の回転中心軸ｍを中心として回転する
ワーク保持具１７が回転可能に保持されている。そし
て、ワークスピンドル７の下方には、モータ１８が接続
されており、このモータ１８によってワーク保持具１７
が回転される。

【００２１】また、ワークスピンドル固定板１５は、モ
ータ１４によってＸ軸とＺ軸とに直交する図１における
ｏ軸を中心として、所定の揺動角度の範囲でθ方向に揺
動可能となっている。すなわち、ワークスピンドル固定
板１５が旋回したときに、ワーク２の回転中心軸ｍがｏ
軸に対して常に垂直となるように構成されている。さら
に、ワークスピンドル固定板１５が揺動したときに、ワ
ーク２の回転中心軸ｍとｏ軸との交点が常にワーク２の
加工面２ａの面頂位置２ｏになるように設定されてい
る。ワーク保持具１７は、図示しない開閉自在な保持チ
ャックによって、加工面２ａが上を向けたワーク２を着
脱できるようになっている。

【００２２】つぎに、Ｚ軸機構部５の詳細を説明する。
Ｚ軸機構部５は、Ｘ軸機構部６の後方で支持定盤１上に
立設された支柱１９の上方側面である前面１９ａに設け
られている。支柱１９の前面１９ａには、平行な２本の
ガイドレール２０ａ、２０ｂを有するＺ軸ベース板２０
が固定されている。このＺ軸ベース板２０の前面には、
Ｚ軸テーブル２１が２本のガイドレール２０ａ、２０ｂ
に案内されて矢印Ｚ軸方向に往復移動自在に装着されて
いる。２本のガイドレール２０ａ、２０ｂの間には、各
ガイドレール２０ａ、２０ｂと平行にボールネジ２２が
回転自在に軸支されている。このボールネジ２２は、Ｚ
軸テーブル２１の後面に設けられた図示しないボールナ
ットに螺合し、その一端がＺ軸ベース板２０の上面に取
着されたモータ２３の出力軸と接続されている。そし
て、ボールネジ２２がモータ２３の駆動により正転、逆
転することにより、Ｚ軸テーブル２１が矢印Ｚ軸方向に
往復移動され、所定の位置で位置決めされる。

【００２３】つぎに、ポリッシャユニット部４の詳細を
説明する。ポリッシャユニット部４は、取付け板２４を
介してワーク２の加工面２ａの上方に位置するように、
Ｚ軸テーブル２１に固定されている。図２に示すよう
に、ポリッシャユニット部４の回転軸２５は、円筒状の
カラー２６を介して、フレーム３０に取着されたベアリ
ング２７、２８に回転可能に支持されている。回転軸２
５には、その外周面の中央部に、回転中心軸ｍに対して
直交する方向に突出したキー２５Ａが、回転軸２５の長
手方向（中心軸ｍ方向）に延出して埋設されている。ま
た、回転軸２５には、その外周面の上部に回転中心軸ｍ
に対して直交する方向に突出した上フランジ部２５Ｂが
設けられ、外周面の下部に回転中心軸ｍに対して直交す
る方向に突出した下フランジ部２５Ｃが設けられてい
る。

【００２４】回転軸２５のキー２５Ａは、円筒状のカラ
ー２６の内面に、回転中心軸ｍ方向に延出して設けられ
た溝部に嵌合している。これにより、回転軸２５は、カ
ラー２６と一体的に回転可能であるとともに、カラー２
６と別体で回転中心軸ｍ方向にスライド可能となってい
る。カラー２６の外周面の中央部および下部は、ベアリ
ング２７、２８にそれぞれ回転可能に支持されている。
また、回転軸２５の上フランジ部２５Ｂの直下であっ
て、カラー２６の外周面の上部には、プーリ２９が取着
されている。このプーリ２９は、フレーム３０に固定さ
れた回転手段としてのモータ３１のプーリ３２とベルト
３３により連動している。従って、モータ３１からの回
転駆動力は、プーリ３２、ベルト３３、プーリ２９およ
びカラー２６を介して回転軸２５に伝達され、回転軸２
５が所定の回転数で回転駆動される。

【００２５】一方、回転軸２５の上方には、加圧手段と
してのエアシリンダ３４が配設されている。このエアシ
リンダ３４の加圧軸３４ａには、筐状のカップリング３
５が固定されており、カップリング３５の下面がスラス
トベアリング３６を介して回転軸２５の上フランジ部２
５Ｂの上面に当接している。従って、エアシリンダ３４
からの加圧力は、カップリング３５およびスラストベア
リング３６を介して回転軸２５に伝達される。

【００２６】回転軸２５の下端には、研磨工具３７が取
付けられている。この研磨工具３７の詳細を説明する。
回転軸２５の下端には、回転中心軸ｍと偏心量δ（０．
１〜１ｍｍが望ましい）だけ偏心させた軸３８ａが取付
けられており、この軸３８ａに弾性を有する材質（本実
施の形態ではポリウレタンを用いる）からなる球状の第
１ポリッシャ３８が着脱自在に取付けられている。この
ように、回転軸２５の回転中心軸ｍと第１ポリッシャ３
８の中心とが偏心量δだけ偏心しているため、第１ポリ
ッシャ３８の偏心運動によって微小面積での研磨作用が
ワーク２の加工面２ａに対して生ずることになる。

【００２７】回転軸２５の下フランジ部２５Ｃの下面に
は、蛇腹状の可撓性部材３９を介して第１保持部材とし
ての工具保持部材４０が取付けられている。この工具保
持部材４０は、回転軸２５が回転可能に挿通できるよう
に中空形状をなしており、その内径部４０ｂと回転軸２
５との間には隙間が設けられている。工具保持部材４０
の下面は、凹球面形状の凹球面部４０ａであり、後述す
る第２ポリッシャ４３を収納する収納部となっている。
工具保持部材４０の凹球面部４０ａには、３個以上の球
体４２を介して略円筒状の第２保持部材としての工具支
持部材４１が支持されている。工具支持部材４１の上端
面には、略円筒状の磁石４４が固着されており、この磁
石４４と工具保持部材４０の凹球面部４０ａとの間で磁
力を発生させている。

【００２８】一方、工具支持部材４１の下端面には、第
１ポリッシャ３８よりも弾性率の低い材質（本実施の形
態では発泡率の高いポリウレタンを用いる）からなる略
円筒状の第２ポリッシャ４３が固持されている。第２ポ
リッシャ４３の研磨作用面４３ａは平面状に形成されて
いる。第２ポリッシャ４３、工具支持部材４１および磁
石４４には、それぞれ貫通孔４３ｂ、４１ａ、４４ａが
形成され、回転している第１ポリッシャ３８と干渉しな
いようになっている。すなわち、第１ポリッシャ３８が
回転したときに、常に第２ポリッシャ４３、工具支持部
材４１および磁石４４に接触しないようになっている。
なお、上述した、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８、Ｚ軸機
構部５、エアシリンダ３４等は、図示しない制御手段と
してのコントローラによってＮＣ制御される。

【００２９】つぎに、上記構成の研磨工具および研磨装
置を用いたワークの研磨方法について説明する。まず、
図１に示すように、ワーク保持具１７に保持されたワー
ク２を、Ｘ軸機構部６によって矢印Ｘ軸方向に移動さ
せ、その加工面２ａが研磨工具３７と対向した時点で停
止させる。つぎに、図２に示すように、研磨工具３７の
第１ポリッシャ３８をワーク２の研磨加工開始点に接触
できるように、ワーク２を図１に示すθ軸機構部８によ
って矢印θ方向に旋回させる。このとき、図２に示すよ
うに、回転軸２５の回転中心軸ｍは、ワーク２の加工面
２ａの法線方向に向いている。つぎに、研磨工具３７
を、図１に示すＺ軸機構部５によって矢印Ｚ軸方向に下
降させ、ワーク２の加工面２ａに接近した状態で停止さ
せる。その後、図２に示すように、研磨工具３７を、エ
アシリンダ３４によって下方に加圧し、第１ポリッシャ
３８と第２ポリッシャ４３とをワーク２の加工面２ａに
所定の研磨圧力で接触させる。

【００３０】このとき、第２ポリッシャ４３は、ワーク
２の加工面２ａに凹凸形状の高低差があっても、第１ポ
リッシャ３８よりも弾性率の低い材質で構成されている
ので、研磨圧力および研磨工具の自重によって弾性変形
し、ワーク２の加工面２ａと容易に密着状態となる。そ
の後、回転軸２５を回転させて、第１ポリッシャ３８を
回転させるとともに、ワーク２を回転軸中心ｍを中心と
して回転させる。第１ポリッシャ３８は、回転軸２５の
回転中心軸ｍからの偏心量δの半径を持つ回転運動によ
って微小面積に対して研磨が行われる。また、第２ポリ
ッシャ４３は、第１ポリッシャ３８の回転力が、工具保
持部材４０、球体４２および工具支持部材４１を介して
適当に伝達され、第１ポリッシャ３８とワーク２との接
触箇所の周囲の研磨が行われる。

【００３１】このとき、第２ポリッシャ４３は、第１ポ
リッシャ３８よりも弾性率が低い材質で構成されている
ので、第１ポリッシャ３８の研磨量を減少させることは
ない。また、工具保持部材４０の凹球面部４０ａと工具
支持部材４１との間に介在している３個以上の球体４２
によって、ワーク２の加工面２ａの形状変化に伴い、第
２ポリッシャ４３の姿勢が追従する。このように、第１
ポリッシャ３８と第２ポリッシャ４３をワーク２の加工
面２ａに当接させた後、第１ポリッシャ３８、第２ポリ
ッシャ４３およびワーク２を回転させつつ、Ｘ軸機構部
６、θ軸機構部８およびＺ軸機構部５を同時に制御す
る。そして、第１ポリッシャ３８に対してワーク２の加
工面２ａを所定の曲面形状の断面に沿って移動させ、移
動速度を変化させて第１ポリッシャ３８の研磨量を制御
することにより、ワーク２の加工面２ａを所望の形状の
曲面に研磨する。

【００３２】本実施の形態によれば、研磨工具３７を構
成する第１ポリッシャ３８と第２ポリッシャ４３とをワ
ーク２の加工面２ａに作用させながら研磨する際、第１
ポリッシャ３８による形状創成作用と、第２ポリッシャ
４３の研磨作用面４３ａへの密着による加工面２ａの平
滑作用とにより、カッターマークの効果的な除去および
ワーク２の加工面２ａの形状精度が高い研磨加工をする
ことができる。また、第１ポリッシャ３８により発生す
る研磨痕の除去が第２ポリッシャ４３によって同時に行
われるため、研磨痕のない研磨面を能率的に得ることが
できる。

【００３３】（実施の形態２）図３は実施の形態２を示
し、ポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図であ
る。本実施の形態は、ポリッシャユニットと研磨工具と
の連結手段が実施の形態１と異なり、他の部分は実施の
形態１と同一のため、異なる部分のみ示し、同一部分の
図と説明を省略する。図３においても、同一の部材に
は、同一の符号を付し説明を省略する。

【００３４】図３において、回転軸２５の下部外周に、
工具保持部材４０Ａを、実施の形態１の可撓性部材３９
に替えて、ベアリング４５によって固持している。従っ
て、工具保持部材４０Ａすなわち研磨工具３７Ａは、ポ
リッシャユニット４Ａの回転軸２５に一体化され、共に
上下動自在に構成されている。その他の構成は実施の形
態１と同様である。

【００３５】上記構成の研磨装置を用いた研磨方法を説
明する。実施の形態１と同様に、図２に示すように、加
工物２の研磨開始点において、ワーク２の加工面２ａの
法線方向を向くように、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８お
よびＺ軸機構部５により位置決めさせる。つぎに、図３
に示すように、エアーシリンダ３４の加圧軸３４ａによ
り、回転軸２５の下端に取着されている研磨工具３７Ａ
をワーク２の加工面２ａ（図２参照）に当接させて、所
定の研磨圧力を作用させる。この時、工具保持部材４０
Ａは、回転軸２５にベアリング４５により固持されてい
るため、第１ポリッシャ３８と同一の研磨圧力が作用す
る。この研磨圧力は、球体４２を介して工具支持部材４
１に作用し、第２ポリッシャ部４３の弾性体である研磨
面４３ａとの接触部を弾性変形させ、密着させる。この
時、第２ポリッシャ４３の材質は、実施の形態１と同
様、第１ポリッシャ３８より弾性率の低い材質であるた
め、容易に変形する。また、第２ポリッシャ４３の姿勢
制御も実施の形態１と同様の作用が可能である。

【００３６】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、第２ポリッシャ４３への研磨圧力を大
きくすることが可能となるため、実施の形態１より効率
的な研磨加工が可能となる。

【００３７】（実施の形態３）図４および図５は実施の
形態３を示し、図４はポリッシャユニットおよび研磨工
具の縦断面図、図５はポリッシャユニットおよび他の研
磨工具の縦断面図である。本実施の形態は、実施の形態
１と研磨工具のみが異なり、他の部分は実施の形態１と
同一のため、異なる部分のみ説明し、同一部分の図と説
明を省略する。また、図４および図５においても、同一
の部材には、同一の符号を付し説明を省略する。

【００３８】図４において、研磨工具３７Ｂの第２ポリ
ッシャ４３Ａは、実施の形態１の第２ポリッシャ４３の
研磨作用面４３ａが平面状であるのに替えて、研磨作用
面４３ｂを一定の曲率半径を有する曲面状に形成してい
る。第２ポリッシャ４３Ａの他の部分の形状は実施の形
態１と同一である。また、研磨工具３７Ｂのその他の部
材も、実施の形態１の研磨工具３７の各部材と同一であ
る。

【００３９】図５において、研磨工具３７Ｃの第２ポリ
ッシャ４３Ｂは、実施の形態１の第２ポリッシャ４３の
研磨作用面４３ａが平面状で、かつ内外周の角は直角に
形成されているのに替えて、研磨作用面４３ａの内外周
の角に、Ｒ部４３ｃを形成したものである。第２ポリッ
シャ４３Ｂの他の部分の形状は実施の形態１と同一であ
る。また、研磨工具３７Ｃのその他の部材も、実施の形
態１の研磨工具３７の各部材と同一である。

【００４０】つぎに、上記構成の研磨工具３７Ｂ、３７
Ｃを装備した研磨装置を用いた研磨方法を説明する。実
施の形態１と同様に、図２に示すように、加工物２の研
磨開始点において、ワーク２の加工面２ａの法線方向を
向くように、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８およびＺ軸機
構部５により位置決めさせる。つぎに、図４および図５
に示すように、エアーシリンダ３４の加圧軸３４ａによ
り、回転軸２５の下端に取着されている研磨工具３７
Ｂ、３７Ｃをワーク２の加工面２ａ（図２参照）に当接
させて、所定の研磨荷重を作用させる。この時、図４に
示すように、第２ポリッシャ４３Ａの一定の曲率半径を
有する曲面状の研磨作用面４３ｂ、または、図５に示す
ように、第２ポリッシャ４３Ｂの研磨作用面４３ａの内
外周の角に設けたＲ部４３ｃにより、滑らかに第２ポリ
ッシャ４３Ａ、４３Ｂが弾性変形して、ワーク２の加工
面２ａに密着する。また、第２ポリッシャ４３Ａ、４３
Ｂの姿勢保持も実施の形態１と同様の作用が可能であ
る。

【００４１】本実施の形態によれば、実施の形態１と同
様の効果に加え、第２ポリッシャの角のない研磨作用面
により、研磨荷重の過大作用によるキズ等の発生を防止
することができ、高品質の研磨面が得られる。

【００４２】なお、上述の具体的な実施の形態から、つ
ぎのような構成の技術的思想が導き出される。 （付記） （１） 被加工物の表面を研磨する研磨工具において、
被加工物の表面に当接する回転可能な球状の第１ポリッ
シャと、該第１ポリッシャの周囲に隙間をあけて配設さ
れ前記第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲
に当接する回転可能な略筒状の第２ポリッシャとを具備
することを特徴とする研磨工具。

【００４３】付記（１）によれば、第１ポリッシャが、
回転しながら被加工物の表面に当接し、第１ポリッシャ
の周囲に配設された第２ポリッシャが、回転しながら第
１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接し
つつ研磨加工を行うようにしたので、カッターマークの
効率的な除去および被加工物の表面の形状精度が高い研
磨加工が可能であり、かつポリッシャの走査による研磨
痕が生じることのない研磨面を得ることができる。

【００４４】（２） 前記第２ポリッシャは、前記第１
ポリッシャの材質よりも弾性率の低い材質で構成されて
いることを特徴とする付記（１）記載の研磨工具。

【００４５】付記（２）によれば、付記（１）の効果に
加え、第２ポリッシャが被加工物の表面形状に対応して
撓みつつ研磨加工を行うようにしたので、被加工物の表
面に容易に密着するとともに、第１ポリッシャの研磨量
を減少させることはない。

【００４６】（３） 被加工物の表面を研磨する研磨装
置において、被加工物の表面に当接する回転可能な球状
の第１ポリッシャおよび該第１ポリッシャの周囲に隙間
をあけて配設され前記第１ポリッシャが当接する被加工
物の表面の周囲に当接する回転可能な略筒状の第２ポリ
ッシャを有する研磨工具と、前記第１ポリッシャを装着
する回転軸と、該回転軸を回転させる回転手段と、前記
研磨工具を被加工物の表面に向かって加圧させるように
前記回転軸を軸方向に移動させる移動手段とを具備する
ことを特徴とする研磨装置。

【００４７】付記（３）によれば、研磨手段が研磨工具
を回転させ、移動手段が研磨工具を被加工物の表面に向
かって加圧させるように研磨工具を回転軸方向に移動さ
せ、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に
当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッ
シャが、回転しながら第１ポリッシャが当接する被加工
物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行うようにした
ので、カッターマークの効率的な除去および被加工物の
表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリ
ッシャの走査による研磨痕が生じることのない研磨面を
得ることができる。

【００４８】（４） 前記回転軸に取り付けられ前記第
１ポリッシャと第２ポリッシャとを収納する凹球面形状
の収納部を有する第１保持部材と、前記第２ポリッシャ
を保持する略筒状の第２保持部材と、前記第２ポリッシ
ャを第１保持部材に対して回転可能に支持するために前
記第１保持部材と前記第２保持部材との間に配設された
球体とをさらに具備することを特徴とする付記（３）記
載の研磨装置。

【００４９】付記（４）によれば、付記（３）の効果に
加え、被加工物の表面の形状変化に伴って第２ポリッシ
ャの姿勢が追従するとともに、第１ポリッシャと第２ポ
リッシャとが互いに干渉することなく、円滑に作動させ
ることができる。

【００５０】（５） 前記第２ポリッシャは、前記第１
ポリッシャの材質よりも弾性率の低い弾性体で構成され
ていることを特徴とする付記（３）または（４）記載の
研磨装置。

【００５１】付記（５）によれば、付記（３）または
（４）の効果に加え、第２ポリッシャが被加工物の表面
形状に対応して撓みつつ研磨加工を行うようにしたの
で、被加工物の表面に容易に密着するとともに、第１ポ
リッシャの研磨量を減少させることはない。

【００５２】（６） 前記第１ポリッシャは、前記回転
軸に対して偏心させて装着されたことを特徴とする付記
（３）、（４）または（５）記載の研磨装置。

【００５３】付記（６）によれば、付記（３）、（４）
または（５）の効果に加え、回転軸に対して偏心してい
る第１ポリッシャは、偏心運動により微小面積の研磨作
用を被加工物の表面に与える。

【００５４】（７） 前記第１保持部材は、可撓性部材
を介して前記回転軸に取付けられていることを特徴とす
る付記（４）、（５）または（６）記載の研磨装置。

【００５５】付記（７）によれば、付記（４）、（５）
または（６）の効果に加え、第２ポリッシャの研磨荷重
を支持する第１保持部材が傾斜しても、可撓性部材が傾
斜を吸収し、研磨装置が円滑に作動する。

【００５６】（８） 前記第１保持部材は、ベアリング
を介して前記回転軸に取付けられていることを特徴とす
る付記（４）、（５）または（６）記載の研磨装置。

【００５７】付記（８）によれば、付記（４）、（５）
または（６）の効果に加え、第２ポリッシャへの研磨荷
重を大きくすることができ、より効率的な研磨加工が可
能となる。

【００５８】

【発明の効果】請求項１または２に係る発明によれば、
第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に当接
し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッシャ
が、回転しながら第１ポリッシャが当接する被加工物の
表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行うようにしたの
で、カッターマークの効率的な除去および被加工物の表
面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリッ
シャの走査による研磨痕が生じることのない研磨面を得
ることができる。

【００５９】請求項２に係る発明によれば、上記効果に
加え、第２ポリッシャが被加工物の表面形状に対応して
撓みつつ研磨加工を行うようにしたので、被加工物の表
面に容易に密着するとともに、第１ポリッシャの研磨量
を減少させることはない。

【００６０】請求項３に係る発明によれば、研磨手段が
研磨工具を回転させ、移動手段が研磨工具を被加工物の
表面に向かって加圧させるように研磨工具を回転軸方向
に移動させ、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物
の表面に当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第
２ポリッシャが、回転しながら第１ポリッシャが当接す
る被加工物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行うよ
うにしたので、カッターマークの効率的な除去および被
加工物の表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、
かつポリッシャの走査による研磨痕が生じることのない
研磨面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の研磨装置の斜視図である。

【図２】実施の形態１のポリッシャユニットおよび研磨
工具の縦断面図である。

【図３】実施の形態２のポリッシャユニットおよび研磨
工具の縦断面図である。

【図４】実施の形態３のポリッシャユニットおよび研磨
工具の縦断面図である。

【図５】実施の形態３のポリッシャユニットおよび他の
研磨工具の縦断面図である。

【図６】従来技術１の研磨装置の構成図である。

【図７】従来技術２の研磨工具保持装置の縦断面図であ
る。

【図８】従来技術３のポリッシャユニットおよび研磨工
具の縦断面図である。

【符号の説明】

２ ワーク ２ａ 加工面 ３７ 研磨工具 ３８ 第１ポリッシャ ４３ 第２ポリッシャ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物の表面を研磨する研磨工具にお
   いて、 被加工物の表面に当接する回転可能な第１ポリッシャ
   と、該第１ポリッシャの周囲に配設され前記第１ポリッ
   シャが当接する被加工物の表面の周囲に当接する回転可
   能な略筒状の第２ポリッシャとを具備することを特徴と
   する研磨工具。
2. 【請求項２】 前記第２ポリッシャは、前記第１ポリッ
   シャの材質よりも弾性率の低い材質で構成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の研磨工具。
3. 【請求項３】 被加工物の表面を研磨する研磨装置にお
   いて、 被加工物の表面に当接する回転可能な第１ポリッシャお
   よび該第１ポリッシャの周囲に配設され前記第１ポリッ
   シャが当接する被加工物の表面の周囲に当接する回転可
   能な略筒状の第２ポリッシャを有する研磨工具と、該研
   磨工具を回転させる回転手段と、前記研磨工具を被加工
   物の表面に向かって加圧させるように前記研磨工具を回
   転軸方向に移動させる移動手段とを具備することを特徴
   とする研磨装置。