JP2002326154A - ボールレンズの製造方法及び研磨加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールレンズの量産が可能な製造方法とこれ
に用いられる研磨加工装置を提供する。 【解決手段】 複数の仕上丸目工程用キャリヤの収納部
に、粗丸目加工が施された複数の加工片を投入し、前記
キャリヤがお互いに反対方向に回転する上定盤と下定盤
とによって挟持され且つ回転移動することによってキャ
リヤ内の加工片に仕上丸目加工を施すことができ、さら
に、複数の研磨加工用キャリヤの収納部に形成された複
数の収容孔のそれぞれに、前記仕上丸目加工された加工
片を収容し、前記キャリヤがお互いに反対方向に回転す
る上定盤と下定盤とによって挟持され且つ回転移動する
ことによって複数のキャリヤのそれぞれの収容孔に収容
された加工片に仕上丸目加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、光ケーブル等に
使用されるグラスファイバー線の接続端子に使用可能な
ボールレンズを製造する製造方法と、それに用いられる
研磨加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のボールレンズの製造方法として
は、先ず最初に、ガラス材からなるブロックを所定の大
きさにカットして略立方体の加工片を形成し、これを円
筒状のバレル加工機内に研磨部材と一緒に投入し、回転
させて粗加工された粗加工片を形成し、粗加工された粗
加工片をオスカー加工機にて粗丸目加工して粗丸目加工
片を形成するものである。このオスカー加工機は、回転
する下定盤に対して上定盤を揺動させ、下定盤上に投入
された粗加工片を粗丸目状態にまで研磨する。また、オ
スカー加工機では、供給する研磨材の種類や、上定盤の
圧力を調整することによって、仕上丸目加工まで行うこ
とができる。また、最終の研磨工程では、さらに、上記
オスカー加工機にて仕上研磨を実施したり、片面研磨方
式により仕上研磨を行っていた。

【０００３】また、従来の両面研磨装置としては、特開
平１０−２６４０１２号は、上定盤及び下定盤を有し、
下定盤にかかる上定盤の圧力を調整可能にした加圧制御
機構を有する両面研磨装置を開示する。また、特開２０
００−３３５５９号は、太陽歯車と、内歯歯車と、これ
ら両歯車に噛合して太陽歯車の周りを遊星運動する外歯
歯車を有するワーク保持用キャリヤと、このキャリヤに
保持されたワークの両面を研磨する上下の定盤とを有す
る平面研磨装置を開示する。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】しかしながら、従来の製
造方法では、製造されるボールレンズの製造数に制限が
あり、また品質も安定しないことから、コスト高となる
不具合があり、また需要が供給に追いつかないという不
具合がある。

【０００５】また、上述した両面研磨装置又は平面研磨
装置では、キャリヤの構造がボールレンズの研磨に適用
されておらず、また従来は研磨材の滴下位置が研磨面の
略中央であったため、約０．７ｍｍ〜１．０ｍｍの径の
ボールレンズを研磨する場合、ボールレンズに直接研磨
材が降りかかることは、精度が要求される研磨では好ま
しくない。

【０００６】以上のことから、本願発明は、ボールレン
ズの量産が可能な製造方法とこれに用いられる研磨加工
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、ガラス材からなるブロックを切断して略立方体の複
数の加工片を形成する加工片形成工程と、該加工片の各
角部を除去して粗加工片を形成する粗加工片形成工程
と、該粗加工片を粗研磨して粗丸め加工片を形成する粗
加工片形成工程と、この粗丸目加工片を略球形形状のボ
ールに加工する仕上丸目工程と、略球形形状のボールを
研磨してボールレンズを形成する研磨加工工程とによっ
て少なくとも構成されるボールレンズの製造方法におい
て、前記仕上丸目工程は、上面に研磨面を有する下定盤
上に、略円形の収容部を有し且つ所望の厚さに形成され
る少なくとも一つの仕上丸目加工用キャリヤを装着し、
粗丸目加工された複数の加工片を収容して、下面に研磨
面を有する上定盤を降下させて前記仕上丸目加工用キャ
リヤを挟持し、上定盤を一方方向に回転させると同時に
下定盤を他方方向に回転させ、さらに前記仕上丸目加工
用キャリヤを回転移動させて、前記粗丸目加工された加
工片に仕上丸目加工を施し、前記研磨加工工程は、上面
に研磨面を有する下定盤上に、仕上丸目加工された加工
片の各々がそれぞれに収容される複数の収容孔が形成さ
れた収容部を有し且つ所望の厚さに形成される少なくと
も一つの研磨加工用キャリヤを装着し、仕上丸目加工さ
れた複数の加工片を各々の収容孔に収容して、下面に研
磨面を有する上定盤を降下させて前記研磨加工用キャリ
ヤを挟持し、上定盤を一方方向に回転させると同時に下
定盤を他方方向に回転させ、さらに前記研磨加工用キャ
リヤを回転移動させて、前記仕上丸目加工された加工片
に研磨加工を施してボールレンズを形成することにあ
る。

【０００８】これによって、複数の仕上丸目工程用キャ
リヤの収納部に、粗丸目加工が施された複数の加工片を
投入し、前記キャリヤがお互いに反対方向に回転する上
定盤と下定盤とによって挟持され且つ回転移動すること
によってキャリヤ内の加工片に仕上丸目加工を施すこと
ができ、さらに、複数の研磨加工用キャリヤの収納部に
形成された複数の収容孔のそれぞれに、前記仕上丸目加
工された加工片を収容し、前記キャリヤがお互いに反対
方向に回転する上定盤と下定盤とによって挟持され且つ
回転移動することによって複数のキャリヤのそれぞれの
収容孔に収容された加工片に仕上丸目加工を施すことが
できるものである。

【０００９】さらに、前記仕上丸目工程又は前記研磨加
工工程において、それぞれのキャリヤの回転移動範囲の
内周側近傍であり且つ前記キャリヤの収容部の移動範囲
の外側に、所定の間隔で研磨材を滴下するようにしても
良く、また、それぞれのキャリヤの回転移動範囲の外周
側近傍であり且つ前記キャリヤの収容部の移動範囲の外
側に、所定の間隔で研磨材を滴下するようにしても良い
ものである。これによって、それぞれのキャリヤの収容
部の外側に研磨材が滴下されるので、収容部に収容され
る加工片に直接研磨材が降りかからないので、安定した
研磨加工を実施できるものである。また、キャリヤの回
転に伴って、研磨材が外側から内側、また内側から外側
へ供給され、さらに上定盤の回転及び下定盤の回転で、
研磨面全体に均一に拡散されるので、良好な研磨状態を
維持できるものである。

【００１０】さらに、この発明にかかる研磨加工装置
は、中央に突出する共に外周に所定数の歯を有する太陽
歯車を有する回転軸と、周囲に配され、内周に所定数の
歯を有する内歯歯車と、前記太陽歯車と前記内歯歯車の
間に回転可能に位置し、研磨面を有する下定盤と、前記
下定盤と対峙して設けられ、前記回転軸に噛合して回転
する上定盤と、該上定盤を前記下定盤に対して上下させ
る支持機構とによって少なくとも構成される研磨加工装
置において、前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛合する
所定数の歯からなる外周歯車部と、粗丸目加工された複
数の加工片が収容される略円形の収容部とを有すると共
にし所望の厚さに形成され、前記上定盤と前記下定盤の
間に挟持されて前記太陽歯車及び／もしくは内歯歯車の
回転に伴って前記上定盤と前記下定盤の間を回転移動
し、仕上丸目加工を行う少なくとも一つの仕上丸目工程
用キャリヤ、又は、前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛
合する所定数の歯からなる外周歯車部と、仕上丸目加工
された加工片の各々がそれぞれに収容される複数の孔が
形成された収容部とを有すると共に所望の厚さに形成さ
れ、前記上定盤と前記下定盤の間に挟持されて前記太陽
歯車及び／もしくは内歯歯車の回転に伴って前記上定盤
と前記下定盤の間を回転移動し、研磨加工を行う少なく
とも一つの研磨加工キャリヤが交換自在に設けられ、前
記上定盤には、前記上定盤の内周縁近傍であって前記キ
ャリヤの移動範囲に対応する部分の外側に、該内周縁に
沿って所定の間隔で配された内周側研磨材滴下孔及び前
記上定盤の外周縁近傍であって前記キャリヤの移動範囲
に対応する部分の外側に、該外周縁に沿って所定の間隔
で配された外周側研磨材滴下孔が形成されるものであ
る。これによって、上述した製造方法が、簡易に且つ確
実に実施できるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。

【００１２】図１で示す研磨加工装置１は、基台２の内
部に、図示しないモータ等の駆動手段を有し、さらに、
中央に突出すると共に外周に図示しない太陽歯車が形成
された回転軸３と、この回転軸３の周囲に位置して、該
回転軸３に対して独立して回転可能な下定盤４と、この
下定盤４の周囲に配され、内周面に内歯歯車が形成され
たインターナルギア部５とを少なくとも任意の方向に回
転可能の機構とを具備している。

【００１３】上定盤８は、スタッドボルト等の支持部材
７を介して上盤プレート６に固着され、上盤プレート６
は、支柱９に回転可能に支持されたアーム１０に固定さ
れたメインシリンダ１１及びサブシリンダ１２に回転自
在に保持される。また、上盤プレート６には、研磨材を
滴下するためのパウダーリング１３が設けられる。尚、
研磨材としては、径が０．１μｍ〜０．５μｍである酸
化セリウム、酸化ジリコニウム、酸化アルミナや、径が
８０ｎｍであるシリカ系研磨材が使用される。

【００１４】上定盤８は、例えば図２で示すように、前
記太陽歯車３と噛合する内周側開口部８１を画成すると
共に所定の間隔で形成された内周側研磨材滴下孔８５を
有する内周部８３と、所定の間隔で形成された外周川研
磨材滴下孔８６を有する外周部８４と、前記内周部８３
と前記外周部８４の間に形成された研磨面８２とによっ
て構成される。

【００１５】また、制御装置１４は、操作パネル（例え
ば、タッチパネル形式）を含む表示パネル部１５を有
し、前記回転軸３、下定盤４及びインターナルギア部５
の回転方向や、回転速度、上定盤８の上げ下げや、位置
等を制御するものである。

【００１６】以上の構成により、図３に示すように、下
定盤４上に複数のキャリヤ２０（又は３０）を配し、こ
れに加工片を装着して、上定盤８及び下定盤４を回転さ
せると共にキャリヤ２０（３０）を回転移動させて仕上
丸目加工もしくは研磨加工を行うものである。

【００１７】キャリヤ２０は、仕上丸目加工を行うため
のもので、図４で示すように、前記太陽歯車及び内歯歯
車に噛合する外歯歯車２１と、前記内側研磨材滴下孔８
５及び外側研磨材滴下孔８６に対応する位置にある平面
部２２とからなり、内部に粗丸目加工された加工片が収
容される粗丸目加工用収容部２３が形成される。また、
キャリヤ２０の厚さは、加工片の目標加工状態に合わせ
て設定される。例えば、キャリヤ２０の厚さは、要求さ
れるボールレンズの径の８割ぐらいの厚さに設定される
ことが望ましい。

【００１８】また、キャリヤ３０は研磨加工（最終仕
上）用のもので、図５で示すように、前記太陽歯車及び
内歯歯車に噛合する外歯歯車３１と、前記内側研磨材滴
下孔８５及び外側研磨材滴下孔８６に対応する位置にあ
る平面部３２と、内部に仕上丸目加工された加工片が収
容される複数の収容孔３５からなる研磨加工用収容部３
３と、中央に形成された開口部３４とによって構成され
る。また、キャリヤ３０の厚さ及び収容孔３５の径は、
加工片の目標加工状態に合わせて設定される。例えば、
最終的なボールレンズの径が０．７ｍｍであることが要
求される場合には、キャリヤ３０の厚さはボールレンズ
の径の７割位の厚さ、約０．５ｍｍ位が望ましく、収容
孔３５の径は、約１ｍｍに設定されることが望ましい。

【００１９】以下、上述した構成の研磨加工機１を用い
るボールレンズの製造方法について説明する。

【００２０】先ず第１に、図６で示すガラス素材からな
るブロック材を、図７で示すようにダイヤモンドカッタ
ー４１にて複数の略立方体の加工片４２に切断する。そ
して、前記複数の加工片４２は、研磨材と共にバレル加
工機５０のバレル５１内に投入され、モータ５２によっ
てバレル５１が回転することによって加工片４２と研磨
材と衝突し、加工片４２の突出した角部分が除去されて
粗加工された加工片４３となる。

【００２１】この粗加工された加工片４３は、図 9で示
すように、荒目メッシュ６２を有する第１の篩い６１及
び細目メッシュ６４を有する第２の篩い６３によって、
所定の大きさに選別されて、所定の大きさ（細めメッシ
ュ６４の目の大きさ）より小さい加工片（粗加工片４
４）のみが収容箱６５に落下する。そして、この所定の
大きさより小さい粗加工片４４は、図１０で示すオスカ
ー加工機７０に投入され、粗丸目加工されて粗丸目加工
片４５となる。このオスカー加工機７０では、下定盤７
１上に前記粗加工片４４が投入され、下定盤７１を回転
させると共に、上定盤７２をアーム７３によって下定盤
７１に対して横方向に往復動させて前記粗加工片４４を
略球形の粗丸目加工片４５に加工する。

【００２２】以上の加工工程によって加工された粗丸目
加工片４５は、図１１に示すように、下定盤４上に回転
軸３の太陽歯車とインターナルギア部５の内歯歯車とに
噛合するように複数配置された仕上丸目加工用キャリヤ
２０の収容部２３に適当数収容される。そして、上定盤
８を降下させ、図３で示すように上定盤８と下定盤４と
によって仕上丸目加工用キャリヤ２０を挟持し、図１２
で示すように、下定盤４を一方方向に回転させると共に
上定盤８を下定盤４と逆方向に回転させ、さらに仕上丸
目加工用キャリヤ２０を太陽歯車及び内歯歯車とによっ
て回転移動させる。これによって、粗丸目加工片４５
は、真円形状に近い状態に形成される。この時、図３で
示すように、研磨材が内側研磨材滴下孔８５及び外側研
磨材滴下孔８６を介して所定量がキャリヤ２０の平面部
２２及び下定盤４の研磨面に滴下される。

【００２３】これによって、略真円形状に形成された加
工片４６は、図１１に示すように、下定盤４上に回転軸
３の太陽歯車とインターナルギア部５の内歯歯車とに噛
合するように複数配置された研磨加工用キャリヤ３０の
収容部３３を構成する収容孔３５のそれぞれに収容され
る。そして、上定盤８を降下させ、図３で示すように上
定盤８と下定盤４とによって研磨加工用キャリヤ３０を
挟持し、図１４で示すように、下定盤４を一方方向に回
転させると共に上定盤８を下定盤４と逆方向に回転さ
せ、さらに仕上丸目加工用キャリヤ２０を太陽歯車及び
内歯歯車とによって回転移動させる。これによって、加
工片４６は、球形表面が磨かれ、略真円形状のボールレ
ンズとなる。この時前記仕上丸目工程と同様に、図３で
示すように、研磨材が内側研磨材滴下孔８５及び外側研
磨材滴下孔８６を介して所定量がキャリヤ３０の平面部
３２及び下定盤４の研磨面に滴下される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、仕上丸目工程及び研磨工程（最終仕上工程）を同一
の研磨加工機で行うことができると共に、多数の加工片
を一気に最終仕上することができるので、加工工数を減
じることができると共に、加工数を向上させることがで
きるので、製造コストを大きく低減することができるも
のである。

【００２５】また、研磨材を滴下を直接キャリヤの移動
範囲の内側近傍および／または外側近傍としたので、研
磨材の拡散を良好に行うことができ、研磨状態を安定さ
せることができるので、ボールレンズの品質を向上させ
ることができ、歩留まりを大きく向上させることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係る研磨加工機の概略
構成図である。

【図２】本願発明の研磨加工機の上定盤の底面図であ
る。

【図３】キャリヤが上定盤と下定盤の間に挟持され、研
磨材が供給される状態を示した説明図である。

【図４】仕上丸目加工用キャリヤの平面図である。

【図５】研磨加工用キャリヤの平面図である。

【図６】ガラス素材からなるブロックの斜視図である。

【図７】前記ブロックをカットして加工片を形成する状
態を示した説明図である。

【図８】バレル加工機により粗加工工程を実施すること
を示した説明図である。

【図９】粗加工片の選別を説明した図である。

【図１０】オスカー加工による粗丸目加工工程を示した
説明図である。

【図１１】仕上丸目加工工程を示した説明図である。

【図１２】仕上丸目加工工程の上定盤、下定盤及びキャ
リヤの回転状態を示した説明図である。

【図１３】研磨加工工程を示した説明図である。

【図１４】研磨加工工程の上定盤、下定盤及びキャリヤ
の回転状態を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 研磨加工機 ３ 回転軸 ４ 下定盤 ５ インターナルギア部 ８ 上定盤 ２０ 仕上丸目加工用キャリヤ ２１ 外歯歯車 ２２ 平面部 ２３ 収容部 ３０ 研磨加工用キャリヤ ３１ 外歯歯車 ３２ 平面部 ３３ 収容部 ３５ 収容孔 ８５ 内側研磨材滴下孔 ８６ 外側研磨材滴下孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C049 AA07 AA11 AA16 AA18 AB01 AB04 AB06 AB08 CA01 CB01 CB03 3C058 AA01 AA03 AA07 AA18 AB04 AB08 BA02 BA07 CA02 CA06 CB03 CB05 DA06 DA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス材からなるブロックを切断して略
   立方体の複数の加工片を形成する加工片形成工程と、該
   加工片の各角部を除去して粗加工片を形成する粗加工片
   形成工程と、該粗加工片を粗研磨して粗丸め加工片を形
   成する粗加工片形成工程と、この粗丸目加工片を略球形
   形状のボールに加工する仕上丸目工程と、略球形形状の
   ボールを研磨してボールレンズを形成する研磨加工工程
   とによって少なくとも構成されるボールレンズの製造方
   法において、 前記仕上丸目工程は、上面に研磨面を有する下定盤上
   に、略円形の収容部を有し且つ所望の厚さに形成される
   少なくとも一つの仕上丸目加工用キャリヤを装着し、粗
   丸目加工された複数の加工片を収容して、下面に研磨面
   を有する上定盤を降下させて前記仕上丸目加工用キャリ
   ヤを挟持し、上定盤を一方方向に回転させると同時に下
   定盤を他方方向に回転させ、さらに前記仕上丸目加工用
   キャリヤを回転移動させて、前記粗丸目加工された加工
   片に仕上丸目加工を施し、 前記研磨加工工程は、上面に研磨面を有する下定盤上
   に、仕上丸目加工された加工片の各々がそれぞれに収容
   される複数の収容孔が形成された収容部を有し且つ所望
   の厚さに形成される少なくとも一つの研磨加工用キャリ
   ヤを装着し、仕上丸目加工された複数の加工片を各々の
   収容孔に収容して、下面に研磨面を有する上定盤を降下
   させて前記研磨加工用キャリヤを挟持し、上定盤を一方
   方向に回転させると同時に下定盤を他方方向に回転さ
   せ、さらに前記研磨加工用キャリヤを回転移動させて、
   前記仕上丸目加工された加工片に研磨加工を施してボー
   ルレンズを形成することを特徴とするボールレンズの製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記仕上丸目工程又は前記研磨加工工程
   において、それぞれのキャリヤの回転移動範囲の内周側
   近傍であり且つ前記キャリヤの収容部の移動範囲の外側
   に、所定の間隔で研磨材を滴下することを特徴とする請
   求項１記載のボールレンズの製造方法。
3. 【請求項３】 前記仕上丸目工程又は前記研磨加工工程
   において、それぞれのキャリヤの回転移動範囲の外周側
   近傍であり且つ前記キャリヤの収容部の移動範囲の外側
   に、所定の間隔で研磨材を滴下することを特徴とする請
   求項１又は２記載のボールレンズの製造方法。
4. 【請求項４】 中央に突出する共に外周に所定数の歯を
   有する太陽歯車を有する回転軸と、周囲に配され、内周
   に所定数の歯を有する内歯歯車と、前記太陽歯車と前記
   内歯歯車の間に回転可能に位置し、研磨面を有する下定
   盤と、前記下定盤と対峙して設けられ、前記回転軸に噛
   合して回転する上定盤と、該上定盤を前記下定盤に対し
   て上下させる支持機構とによって少なくとも構成される
   研磨加工装置において、 前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛合する所定数の歯か
   らなる外周歯車部と、粗丸目加工された複数の加工片が
   収容される略円形の収容部とを有すると共にし所望の厚
   さに形成され、前記上定盤と前記下定盤の間に挟持され
   て前記太陽歯車及び／もしくは内歯歯車の回転に伴って
   前記上定盤と前記下定盤の間を回転移動し、仕上丸目加
   工を行う少なくとも一つの仕上丸目工程用キャリヤ、又
   は、前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛合する所定数の
   歯からなる外周歯車部と、仕上丸目加工された加工片の
   各々がそれぞれに収容される複数の孔が形成された収容
   部とを有すると共に所望の厚さに形成され、前記上定盤
   と前記下定盤の間に挟持されて前記太陽歯車及び／もし
   くは内歯歯車の回転に伴って前記上定盤と前記下定盤の
   間を回転移動し、研磨加工を行う少なくとも一つの研磨
   加工キャリヤが交換自在に設けられ、 前記上定盤には、前記上定盤の内周縁近傍であって前記
   キャリヤの移動範囲に対応する部分の外側に、該内周縁
   に沿って所定の間隔で配された内周側研磨材滴下孔及び
   前記上定盤の外周縁近傍であって前記キャリヤの移動範
   囲に対応する部分の外側に、該外周縁に沿って所定の間
   隔で配された外周側研磨材滴下孔が形成されることを特
   徴とする請求項１，２又は３記載の製造方法に用いられ
   る研磨加工装置。