JP2004237437A - Lap tool and method of manufacturing lap tool and method of polishing optical part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学レンズ等の光学部品を平滑化または鏡面化する際に用いるラップ工具とラップ工具の製造方法および光学部品の研磨方法に関する。 The present invention relates to a lap tool used for smoothing or mirroring an optical component such as an optical lens, a method for manufacturing the lap tool, and a method for polishing an optical component.
工業分野の中で光学部品と呼ばれるものとしては、カメラレンズ、望遠鏡用レンズ、顕微鏡用レンズ、ステッパー用集光レンズ、眼鏡レンズ等に代表される光学レンズの他に、プリズム、カバーガラス、光学フィルター等を挙げることができる。これらの中でも特にカメラレンズは、数種の球面ガラスレンズおよび非球面ガラスレンズを組み合わせて使用される。しかし非球面ガラスレンズは加工が難しく高精度のものは非常に高価である。この非球面ガラスレンズを代表例として背景技術について説明する。 In the industrial field, optical components such as camera lenses, telescope lenses, microscope lenses, condenser lenses for steppers, eyeglass lenses, as well as prisms, cover glasses, optical filters, etc. And the like. Among these, a camera lens is used in combination with several types of spherical glass lenses and aspherical glass lenses. However, aspherical glass lenses are difficult to process and those with high precision are very expensive. The background art will be described with the aspherical glass lens as a representative example.
従来、非球面ガラスレンズの研磨方法は、所定形状に荒削りされた非球面ガラスレンズの表面を、数種の球面形状の砂掛け皿を用いて、砥粒を加工液中に分散させたスラリを供給しながら、部分的に砂掛け加工して全体形状を整え、さらに同様な方法で球面形状の研磨皿を用いて部分的に研磨加工しながら鏡面仕上げを行っている。 Conventionally, a method of polishing an aspherical glass lens is to form a slurry in which abrasive grains are dispersed in a processing liquid by using several types of spherical sanding dishes on the surface of the aspherical glass lens roughly cut into a predetermined shape. While supplying, the whole shape is adjusted by partially sanding, and mirror finishing is performed while partially polishing using a spherical polishing dish in the same manner.
また、近年では特許文献1に示されているような弾性体でできた研磨皿に研磨部材を貼り付けた構成のポリシャ(以降、弾性ポリシャとする)によって鏡面仕上げをする方法も一部実施されている。 In recent years, a method of performing mirror finishing with a polisher having a configuration in which a polishing member is attached to a polishing plate made of an elastic body as shown in Patent Document 1 (hereinafter referred to as an elastic polisher) has also been partially implemented. ing.
しかしながら、特許文献1に示されているような弾性ポリシャを使用した場合下記の課題がある。 However, when an elastic polisher as shown in Patent Document 1 is used, there are the following problems.
すなわち、非球面ガラスレンズを高精度に研削して研削面粗さを向上させ、砂掛けをせずに弾性ポリシャで研磨すると、研削面にうねりがある場合そのままの形状で研磨されてしまい連続した鏡面が得られない。 In other words, when the aspherical glass lens is ground with high precision to improve the roughness of the ground surface, and polished with an elastic polisher without sanding, if the ground surface has undulation, it will be polished in the same shape and continued I cannot get a mirror surface.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、非球面ガラスレンズ等に代表される光学部品を研磨加工する際に、前記光学部品の研削面のうねりを効率的に除去し、あわせて鏡面仕上げができるラップ工具とラップ工具の製造方法および光学部品の研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when polishing an optical component typified by an aspherical glass lens or the like, efficiently removes the undulation of the ground surface of the optical component, and also finishes the mirror surface. It is an object of the present invention to provide a lapping tool, a method of manufacturing the lapping tool, and a method of polishing an optical component.
本発明のラップ工具は、ドーム状の弾性体と、弾性体の一方の面上に形成されている接着剤とラップ材とを含む研磨性を有するラップ層と、ラップ層に柔軟性を持たせるための、ラップ層の表面から弾性体の一方の面までにいたる亀裂と、を備えたことを特徴とする。 The lapping tool of the present invention provides a dome-shaped elastic body, a lapping layer having an abrasive property including an adhesive formed on one surface of the elastic body and a wrapping material, and imparting flexibility to the lapping layer. And a crack extending from the surface of the wrap layer to one surface of the elastic body.
この構成によれば、弾性体と比べて弾性の無いラップ層に亀裂を形成して、ラップ材を保持する微細な部分に分割することにより、ラップ層は、弾性体の撓みに柔軟に倣うことが可能となる。 According to this configuration, a crack is formed in the wrap layer having less elasticity than the elastic body, and the wrap layer is divided into fine portions that hold the wrap material, so that the wrap layer flexibly follows the bending of the elastic body. Becomes possible.
この場合、接着剤は、熱硬化性樹脂材料から成る接着剤であり、ラップ材は、平均粒径1mm以下に粉砕されたラップ材であることが好ましい。ここで言うラップ材とは、一般に知られるような、鉱物質の結晶を破砕して得られ、研磨剤を保持することが可能な細孔を多数有する多孔質細粒であり、例えば鋳鉄、ダイヤモンド、アルミナ等の細粒が挙げられるが、これに限定されない。また、発砲ポリウレタン等の樹脂中に前記多孔質細粒が含有されるものについてもラップ材に含まれる。これらのラップ材は平均粒径1mm以下に粉砕されることにより、ラップ層の表面を平滑にし易くなるため研磨時に被加工物表面に傷つける事無く、且つ十分な研磨性を得ることができる。 In this case, the adhesive is an adhesive made of a thermosetting resin material, and the wrapping material is preferably a wrapping material pulverized to an average particle size of 1 mm or less. The wrapping material referred to here is a generally known, porous fine particle having a large number of pores that can be obtained by crushing a crystal of a mineral substance and holding an abrasive, such as cast iron and diamond. , Alumina and the like, but are not limited thereto. In addition, those in which the porous fine particles are contained in a resin such as foamed polyurethane are also included in the wrapping material. These wrapping materials are pulverized to an average particle size of 1 mm or less, so that the surface of the wrapping layer is easily smoothed. Therefore, sufficient polishing can be obtained without damaging the surface of the workpiece during polishing.
この構成によれば、熱硬化性樹脂材料から成る接着剤を用いることにより、接着剤に亀裂が形成されても、ラップ材を保持しつつ、且つ弾性体との接着を維持することができる。また、ラップ材として、研削性のある平均粒径1mm以下のラップ材を用いて、ラップ工具の研削能力を向上させることができる。 According to this configuration, by using the adhesive made of the thermosetting resin material, even if a crack is formed in the adhesive, the adhesive with the elastic body can be maintained while holding the wrapping material. In addition, the grinding ability of the lapping tool can be improved by using a lapping material having an average particle diameter of 1 mm or less having grindability.
本発明のラップ工具の製造方法は、ドーム状の弾性体を固定部材へ固定する工程と、弾性体の表面と接着剤との密着性を上げるために弾性体の一方の面を粗面にする工程と、一方の面に接着剤を塗布する工程と、接着剤の全表面にラップ材を接着する工程と、接着剤を乾燥させる工程と、接着剤に柔軟性を持たせるための、接着剤の表面から弾性体の一方の面までにいたる亀裂を形成する工程と、を含む工程であることを特徴とする。 The method of manufacturing a lapping tool according to the present invention includes a step of fixing the dome-shaped elastic body to the fixing member, and roughening one surface of the elastic body to increase the adhesion between the surface of the elastic body and the adhesive. A step of applying an adhesive to one surface, a step of bonding a wrapping material to the entire surface of the adhesive, a step of drying the adhesive, and an adhesive for imparting flexibility to the adhesive. Forming a crack extending from the surface of the elastic member to one surface of the elastic body.
このラップ工具の製造方法によれば、弾性体の面を粗面にして接着剤との密着性を向上させ、また、ラップ材を保持する接着剤に亀裂を形成し、弾性体の可撓性に追従して、ラップ材および接着剤が柔軟に撓むように構成したラップ工具を、効率的に製造することができる。 According to the method of manufacturing a lapping tool, the surface of the elastic body is roughened to improve the adhesiveness with the adhesive, and the adhesive holding the wrapping material is cracked, and the flexibility of the elastic body is improved. , A lapping tool configured so that the lapping material and the adhesive flex flexibly can be efficiently manufactured.
この場合、接着剤を塗布する工程は、熱硬化性樹脂材料から成る接着剤を塗布する工程、を含むことが好ましく、ラップ材を接着する工程は、平均粒径1mm以下に粉砕されたラップ材を接着する工程、を含むことが好ましい。 In this case, the step of applying the adhesive preferably includes a step of applying an adhesive made of a thermosetting resin material, and the step of adhering the wrapping material includes a lapping material pulverized to an average particle size of 1 mm or less. Is preferable.
また、亀裂を形成する工程は、回転しているラップ層へ研磨液を供給しながらラップ層に曲面形状を有する成形工具を押し当てる成形擦り工程、を含むことが好ましく、さらに、成形擦り工程は、ラップ層の曲率半径と略等しいか或いはより小さい曲率半径の成形工具を用いる擦り工程、を含むことが好ましい。 Further, the step of forming a crack preferably includes a molding rubbing step of pressing a molding tool having a curved surface shape to the lap layer while supplying a polishing liquid to the rotating lap layer, and the molding rubbing step is further included. And a rubbing step using a forming tool having a radius of curvature substantially equal to or smaller than the radius of curvature of the wrap layer.
これらの構成によれば、ラップ層に成形工具を押し当てて、弾性体およびラップ層を撓ませながら成形擦りすることにより、ラップ層の接着剤に容易に亀裂を生じさせる事ができる。また、同時に、接着された状態では、弾性体面からの高さが、個々に異なっているラップ層のラップ材を、弾性体形状に倣うようにそれぞれほぼ近似の高さに整形できる。これによってラップ層の表面を平滑にすることが可能となるため、被加工物を研磨する場合において該表面にラップ層によって傷をつける事無く研磨を施すことが可能である。さらに、成形工具の曲率半径をラップ層の曲率半径とほぼ同等、あるいは小さくすることで、ラップ層を波状に撓ませることができ、効果的に亀裂の形成ができる。 According to these configurations, the adhesive can be easily cracked in the adhesive of the wrap layer by pressing the forming tool against the wrap layer and rubbing the elastic body and the wrap layer while forming them. At the same time, in the bonded state, the wrapping materials of the wrapping layers whose heights from the elastic body surface are different from each other can be shaped to approximately the same height so as to follow the shape of the elastic body. This makes it possible to smooth the surface of the lap layer, so that when polishing the workpiece, the surface can be polished without being damaged by the lap layer. Furthermore, by making the radius of curvature of the forming tool substantially equal to or smaller than the radius of curvature of the wrap layer, the wrap layer can be bent in a wavy manner, and cracks can be effectively formed.
本発明の光学部品の研磨方法は、回転しているラップ工具のラップ層へ研磨砥粒を含んだ加工液を供給しながらラップ層へ光学部品の被研磨面を押し当てて被研磨面を磨く研磨工程、を含むことを特徴とする。 The polishing method for an optical component of the present invention is to polish a surface to be polished of an optical component to a lap layer while supplying a processing liquid containing abrasive grains to a lap layer of a rotating lap tool. Polishing step.
この構成によれば、ラップ層が、光学部品の被研磨面に対して、密着するように倣って研磨を行い、被研磨面のうねりなどを除去すると共に平滑化、鏡面化を同時に行うことができる。 According to this configuration, the lapping layer is polished to the surface to be polished of the optical component in such a manner that the lapping layer is in close contact with the lapping layer. it can.
以下、図面を参照して本発明のラップ工具について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the lap tool of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
図1(a)は、本発明のラップ工具の実施形態を示す断面図である。ラップ工具1は、ドーム状の弾性体2と、弾性体2の一方の面である凸面側に形成されているラップ層3と、弾性体2を固定する固定部材10と、弾性体2の他方の面および固定部材10によって形成される中空構造部7と、中空構造部7に充填されている圧力流体6と、から構成されている。また、固定部材10は、ラップ工具1へ回転力を伝える回転軸11と、回転軸11と一体の円盤状の皿12と、皿12へ弾性体2を固定する弾性体止具13と、中空構造部7へ圧力流体6を流入するための圧力流体流入経路4と、圧力流体流入経路4に備えられている一方向絞り弁5と、から構成されている。
FIG. 1A is a sectional view showing an embodiment of the lapping tool of the present invention. The lapping tool 1 includes a dome-shaped
この構成のラップ工具1は、ラップ工具1が取り付けられた装置から、回転軸11を介して回転力を得て、皿12、弾性体止具13、弾性体2、ラップ層3が一体となって回転する。中空構造部7には圧力流体6が封入されており、圧力流体6の内部圧力を調節して、ラップ層3が形成されている弾性体2の弾性力を自在に変えることができる。圧力流体6の圧力調節は、一方向絞り弁5によってなされる。一方向絞り弁5は、圧力流体を一定圧力で圧力流体流入経路4から中空構造部7へ封入でき、さらに圧力流体6の内部圧力を一定圧力に調節し、且つ、維持することができる。
In the lapping tool 1 having this configuration, the
本発明の主要部であるラップ層3は、図1(b)に示すように、弾性体2の表面に接着剤3bの層が形成され、接着剤3bにラップ材3aが接着されたものである。ラップ層3は、ラップ層3の表面である接着剤3bの表面から弾性体2までにいたる微細な亀裂8を有し、ラップ層3が弾性体2の可撓性に対応して自在に撓むことのできる柔軟性を持たせる構成になっている。つまり、亀裂8で分割された接着剤3bの各部分は、それぞれラップ材3aを保持して、弾性体2の撓みに個々に追従することができる。従って、ラップ層3に弾性体2までにいたる微細な亀裂8をもたせることにより、ラップ層3は、ラップ層3によって磨かれる被加工物の曲面形状に沿って、柔軟に倣う追従性が向上する。
As shown in FIG. 1 (b), the
なお、ラップ層3には、接着剤3bおよびラップ材3aの他に、光沢剤や潤滑剤などを含ませることができる。このようなラップ層3の構成以外にも、亀裂8の形成によって柔軟性が付与された接着剤3b、に相当する柔軟性を有する接着剤を用いることや、あるいは表面にラップ材または研磨砥粒を接着した接着層を有する弾性パットを弾性体2に貼り付けた構成、としても良い。
The
弾性体2は、所定の曲率半径を有する球の一部を切り出したドーム形状をしており、弾性素材としては、厚さ0.1〜10mm、JIS A硬さ(タイプAデュロメ−タ)10〜100、ヤング率102〜103 N・cm-2、耐熱温度100℃までの範囲の物性を有するニトリルゴムが望ましい。これら以外にも上記物性を示すものであれば、天然ゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムや他の素材を用いても良い。実施例では、JIS A硬さ(タイプAデュロメータ)90のニトリルゴムを用いた。図1には所定の曲率半径を有する球の一部を切り出した形状の弾性体2を例示したが、ワークの形状や材質に応じて、中空構造部7も弾性素材で構成された中実の弾性体も選択可能である。
The
ラップ層3に用いられる接着剤3bとしては2液硬化タイプの熱硬化性樹脂接着剤であるコニシ株式会社製ボンドEセットを使用し、ラップ材3aとしては、FC20ネズミ鋳鉄の平均粒径1mm以下のものの中から、より好ましい0.01mmに粉砕したものを用いた。また、中空構造部に供給または封止する圧力流体としては空気、水等が例示できる。
As the adhesive 3b used for the
次に、ラップ層3のラップ材3aに鋳鉄粉を用いた場合のラップ工具1の製造方法について説明する。まず、既に説明した図1に示す固定部材10に、ドーム状の弾性体2を固定した状態のラップ工具を作成する。以下、図3のラップ層形成のフロー図に示すように、弾性体2の表面処理、洗浄、乾燥、接着剤3bの塗布、ラップ材3aの接着、乾燥、ラップ層3表面の成形擦り、洗浄、の各工程を経てラップ工具1が完成する。以下に、各工程について図を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the lapping tool 1 in the case where cast iron powder is used for the lapping
(弾性体表面処理・洗浄・乾燥)
弾性体2の表面処理は、図4(a)に示すように、弾性体2の凸側の表面2aに微細な砂を吹き付けるサンドブラスト加工によって、弾性体2の表面2aを粗面な状態にする。弾性体2の表面2aを粗面にすることにより、後工程で塗布される接着剤3bとの接着強度を強くすることができる。サンドブラスト加工の加工条件は、砂の粒径が80μm、砂を吹き付けるためのエアーの圧力が0.5Mpaである。サンドブラスト加工後、洗浄を行い、洗浄は、圧力0.5Mpaの圧縮エアーでサンドブラスト加工面を清浄にする。次いで、水を掛け流してブラシ等で洗い、異物や汚れなどをすべて除去する。水洗後、60℃の温風によって乾燥させる。粗面にする方法は、サンドブラスト加工に限らず、サンドペーパーによる擦りや、荒砥石による研磨などの方法でも、同様な効果が得られる。
(Elastic surface treatment / washing / drying)
As shown in FIG. 4A, the surface treatment of the
(接着剤塗布)
乾燥させた弾性体2の表面2aへの接着剤3aの塗布は、図4(b)に示すように、弾性体2の表面2aに、接着剤3bを均一に薄く塗布する。接着剤3bは、粘性があり、そのままでは塗布しにくいため、加熱して粘性を少なくして、一定温度保持しながら塗布することが望ましい。
(Adhesive application)
As shown in FIG. 4B, the adhesive 3a is applied uniformly and thinly to the
(ラップ材接着・乾燥)
次に、接着剤3b上へラップ材3aを接着する。接着剤3bの表面に、ラップ材3aである鋳鉄粉を、接着剤3bの全面を覆うようにふり掛けて接着し、接着していないラップ材3aは払い落とす。こうして図4(c)に示すように、接着剤3bの表面にラップ材3aが均一に接着される。接着剤3bを乾燥させると、接着剤3bが硬化して、ラップ材3aは、接着剤3bを介して弾性体2と一体の状態となる。
(Wrapping and drying)
Next, the wrapping
(ラップ層表面の成形擦り・洗浄)
そして、接着剤3bに亀裂を形成するために、ラップ層3表面の成形擦りを行う。図5(d)は、成形擦り工程を示す図であって、正回転36および逆回転37の動きをする固定部材10と、固定部材10へ取り付けられたラップ層3と、ラップ層3へ押し当てられている鋳鉄製の成形工具30と、成形工具30のピポット31を介して成形工具30への押圧34を加減すると共に成形工具30を楕円軌道35に沿って移動させるかんざし32と、ラップ層3および成形工具30へ供給される研磨液33と、からなる構成で成形擦りがなされる。
(Shaping and cleaning of the wrap layer surface)
Then, in order to form a crack in the adhesive 3b, the surface of the
この状態で、固定部材10は球面研磨機構を有する研磨機に装着されて、正逆両方向へ回転する。この時、図1(a)を参照に既に説明したように、固定部材10の中空構造部7には、圧力流体流入経路4、一方向絞り弁5を経て圧縮空気が充填されている。一方向絞り弁5を操作して圧縮空気の圧力を調整し、圧縮空気を密閉することにより、弾性体2に所定の弾性力を保持させることができる。次いで、成形工具30を、ラップ層3へ押し当てて、凸状のラップ層3と成形工具30の凹面とを摺りあわせる。成形工具30は、かんざし32によってラップ層3へ押し付けられ、かんざし32の上下移動でラップ層3への押圧34が調整されている。さらに、かんざし32は、固定部材10の回転軸に対して楕円軌道を描くように、成形工具30を移動させる。これらの作用により、成形工具30は、ラップ層3の表面全体と均等に擦りあわさる。加工後、加工液33や成形擦りで発生した残粉等を洗浄して除去する。
In this state, the fixing
成形擦りによって、成形工具と摺りあうラップ層3の接着剤3bの層に、図5(e)の断面図に示すような微細な亀裂8が発生し、硬化した接着剤3bの層が分割される。接着剤3bの層は、平面的にもラップ材3aをそれぞれ保持する多数の微小部分に分割されている。分割された接着剤3bの各層は、弾性体2と接する部分では接着固定されており、弾性体2の変形に対応して弾性体2から離反することなく、柔軟に追従することが可能である。すなわち、弾性を持ったラップ層3を有するラップ工具1となる。
Due to the molding rubbing, a
また、成形擦り工程によって、ラップ層3のラップ材3a表面は、成形工具30と研磨液33とにより研磨され、鋳鉄微粉の微小な平滑面となる。したがって、ラップ層3は、被加工物を磨いて単に鏡面化するだけでなく、鋳鉄による研削性も備えており、うねり等を除去した上に鏡面化が図れるものである。
In the forming rubbing step, the surface of the wrapping
なお、成形工具30のラップ層3と擦りあう曲面は、ラップ層3の曲面の曲率半径とほぼ等しいか、或いはより小さい曲率半径である方が、ラップ層3を撓ませて効果的に亀裂8が形成できるため、好ましい。なお、成形工具30とラップ層3とを擦り合わせる際の研磨液33は、エメリー、酸化アルミナ、酸化セリュウム等を水でスラリー状にしたものを用いた。
The curved surface that rubs with the
このラップ工具1を用いれば、被加工物として大口径非球面ガラスレンズなどの光学部品を研磨加工する際、光学部品の被研磨面に前加工による凹凸部があっても、高精度かつ効率的に被研磨面を平滑化し、所望の平滑面あるいは鏡面を得ることができる。 By using this lapping tool 1, when polishing an optical component such as a large-diameter aspherical glass lens as a workpiece, even if the polished surface of the optical component has irregularities due to pre-processing, it is highly accurate and efficient. The surface to be polished can be smoothed to obtain a desired smooth surface or mirror surface.
さらに、本発明のラップ工具1を用いた一例として、光学ガラスレンズにおいて、光学ガラスレンズの凹面側を所望の曲面形状に研削加工した後に、ラップ工具1を用いて平滑面に研磨する場合について説明する。 Further, as an example using the lapping tool 1 of the present invention, a case will be described in which, in an optical glass lens, the concave side of the optical glass lens is ground into a desired curved shape and then polished to a smooth surface using the lapping tool 1. I do.
研磨加工を行う場合の構成は、図2に示すように、固定部材10とラップ層3が表面に形成されている弾性体2とから成るラップ工具1と、ラップ工具1を装着する図示されていない研磨機と、中空構造部7に封入されている圧力流体6と、光学ガラスレンズ(以降、ワーク20と呼ぶ)を取り付けるワーク保持具21と、ワーク20をラップ工具1のラップ層3へ押し当てるためのラップ圧力22を付与する機構と、ワーク20およびラップ層3の間に研磨砥粒を含んだ加工液23を供給する加工液供給部24と、から成っている。
As shown in FIG. 2, the configuration for performing the polishing process is illustrated with a lap tool 1 including a fixing
ワーク20は、ラップ工具1による研磨前に、ワーク20の凸面側を球面研削機および球面研磨機で仕上げた後、凸面側をワーク保持具21に貼り付け、続いて、研削砥石などによって形状を創成する形状創成工程で、ワーク20の凹面を所望の曲面形状に削り出されている。本実施例では、研削により、ワーク20の凹面を曲率半径がおよそ100mmの曲面に創成した。
Before polishing the
これらの構成のもと、ワーク20を50rpm、ラップ工具1の回転軸11を100rpmで、加工液23を供給しながらそれぞれ回転させる。このとき、弾性体2と弾性体2を取り付ける回転軸11には、直接回転トルクが伝わらぬように、扁芯量1.5mmのカムフォロワーを装着し、図示しない運動機構により、弾性体2のラップ層3とワーク20とを相対的に揺動させ、約5分間研磨加工を行った。またラップ圧力22は、3kgfを付加した。
Under these configurations, the
形状創成工程の研削により曲面に創成されたワーク20の凹面は、ほぼ所定の形状に仕上がっているが、研削力のある研削砥石などで研削されているため、わずかなうねり等が残っている場合がある。このまま既存の弾性ポリシャで平滑または鏡面に加工しただけでは、うねりを除去できずに、うねり形状のまま鏡面等に仕上がってしまう。弾性ポリシャに替えてラップ工具1を用いると、ワーク20とラップ工具1のラップ層3とが共に反対方向に回転しながら、且つ、ラップ層3側が偏心揺動して、相互に擦り合ってワーク20の研磨を行う。この研磨時に、ラップ材3aの鋳鉄粉の研削力によりうねり形状が除去され、同時に加工液23中の研磨砥粒によって鏡面に仕上げることができる。
The concave surface of the
ここで、ワーク20の曲率半径はラップ層3の曲率半径より大きく、ラップ層3はワーク20の凹面と部分的に接して、ワーク20の接する部分を研磨する。さらに、ワーク20とラップ層3とは互いに回転および揺動しているため、相互に接する部分がワーク20全面に渡り均一に移動し、ワーク20の凹面全面が平滑に加工される。相互に接する部分の面積は、ラップ圧力22および圧力流体6の圧力を調節することにより最適に設定できる。このように、本発明のラップ工具1は、弾性ポリシャのような仕上げ性に加えて、鋳鉄粉による研削性も付加されており、わずかなうねりを除去した上で、さらに平滑面および鏡面に仕上げることができる工具である。
Here, the radius of curvature of the
なお、ここで用いた弾性体2は、曲率半径45mmの球の一部を切り出した形状で厚さ1mm、JIS A硬さ(タイプAデュロメータ)90のニトリルゴムを用いた。弾性体2と固定部材10とで形成される中空構造部7には、圧力流体6として0.03Mpaの圧縮空気を充填し、一方向絞り弁5によって内部圧力を一定圧力に維持して使用した。また、研磨砥粒を分散させた加工液23を加工液供給部24によりワーク20とラップ層3との間に供給した。研磨砥粒としては平均粒径3.6μmの精密ラッピング用オプチカルエメリーFO3000#を使用した。
The
以上述べたように、本発明のラップ工具1によれば、ラップ工具1の研磨部であるラップ層3に、柔軟性を持たせることで、被加工物の形状を確実に倣って追従し、被加工物の自由曲面の研磨加工精度を向上させることが可能となった。ラップ層3の柔軟性は、ラップ層3が形成される弾性体2の柔軟性と、ラップ層3が有する微細な亀裂8と、弾性体2および固定部材10の間の中空構造部7に保持されている圧力流体6と、によって、もたらされるものである。特に、ラップ層3に微細な亀裂8を持たせることが、有効である。なお、被加工物としては、曲面を有する光学ガラスレンズだけでなく、各種部品用の金型も挙げられる。
As described above, according to the lapping tool 1 of the present invention, the
また、本発明のラップ工具1の製造方法によれば、弾性体2に塗布され乾燥、硬化したラップ層3を、ラップ層3と近似形状の鋳鉄の成形工具で擦り合わせて、ラップ層3に微細な亀裂を形成することにより、柔軟性に富むラップ層3を形成することができる。特殊な工具および工程を必要とせずに、容易に、しかも確実に微細な亀裂8を形成できる製造方法である。このラップ層3を有するラップ工具1は、被加工物のいかなる自由曲面にも対応して研磨を行うことができる。
Further, according to the method for manufacturing the lapping tool 1 of the present invention, the
さらに、本発明の光学部品の研磨方法によれば、ラップ工具1を用いて光学ガラスレンズなどを研磨することにより、研削加工時に生じたうねりの除去を容易に、且つ、確実に行った上に、鏡面仕上げも同時に行うため、自由曲面形状を有する光学部品を高品質に、且つ安定的に加工することができる。 Further, according to the method for polishing an optical component of the present invention, the lapping tool 1 is used to polish an optical glass lens or the like, thereby easily and reliably removing the undulation generated during the grinding process. Since mirror finishing is also performed at the same time, optical parts having a free-form surface shape can be stably processed with high quality.
1.ラップ工具 2.弾性体
3.ラップ層 3a.ラップ材
3b.接着剤 8.亀裂
10.固定部材 20.ワーク
23.加工液 30.成形工具。
1.
Claims (9)
前記弾性体の一方の面上に形成されている接着剤とラップ材とを含む研磨性を有するラップ層と、
前記ラップ層に柔軟性を持たせるための、前記ラップ層の表面から前記弾性体の前記一方の面までにいたる亀裂と、
を備えたことを特徴とするラップ工具。 A dome-shaped elastic body,
A lap layer having abrasiveness including an adhesive and a wrap material formed on one surface of the elastic body,
A crack extending from the surface of the wrap layer to the one surface of the elastic body, in order to impart flexibility to the wrap layer,
A wrap tool comprising:
前記弾性体の表面と接着剤との密着性を上げるために前記弾性体の一方の面を粗面にする工程と、
前記一方の面に前記接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤の全表面にラップ材を接着する工程と、
前記接着剤を乾燥させる工程と、
前記接着剤に柔軟性を持たせるための、前記接着剤の表面から前記弾性体の前記一方の面までにいたる亀裂を形成する工程と、
を含む工程であることを特徴とするラップ工具の製造方法。 Fixing the dome-shaped elastic body to the fixing member;
A step of roughening one surface of the elastic body to increase the adhesion between the surface of the elastic body and the adhesive,
Applying the adhesive to the one surface,
Bonding a wrap material to the entire surface of the adhesive,
Drying the adhesive,
A step of forming a crack extending from the surface of the adhesive to the one surface of the elastic body, so that the adhesive has flexibility;
A method for manufacturing a lapping tool, comprising:
熱硬化性樹脂材料から成る接着剤を塗布する工程、
を含むことを特徴とする請求項4に記載のラップ工具の製造方法。 The step of applying the adhesive,
A step of applying an adhesive made of a thermosetting resin material,
The method for manufacturing a lap tool according to claim 4, comprising:
平均粒径1mm以下に粉砕されたラップ材を接着する工程、
を含むことを特徴とする請求項4に記載のラップ工具の製造方法。 The step of bonding the wrap material,
A step of bonding a lap material pulverized to an average particle size of 1 mm or less,
The method for manufacturing a lap tool according to claim 4, comprising:
回転している前記ラップ層へ研磨液を供給しながら前記ラップ層に曲面形状を有する成形工具を押し当てる成形擦り工程、
を含むことを特徴とする請求項4に記載のラップ工具の製造方法。 The step of forming the crack includes:
A forming rubbing step of pressing a forming tool having a curved surface shape on the wrap layer while supplying a polishing liquid to the rotating wrap layer,
The method for manufacturing a lap tool according to claim 4, comprising:
前記ラップ層の曲率半径と略等しいか或いはより小さい曲率半径の前記成形工具を用いる擦り工程、
を含むことを特徴とする請求項7に記載のラップ工具の製造方法。 The molding rubbing step,
A rubbing step using the forming tool having a radius of curvature substantially equal to or smaller than the radius of curvature of the wrap layer;
The method for manufacturing a lap tool according to claim 7, comprising:
回転している前記ラップ工具の前記ラップ層へ研磨砥粒を含んだ加工液を供給しながら前記ラップ層へ前記光学部品の被研磨面を押し当てて前記被研磨面を磨く研磨工程、
を含むことを特徴とする光学部品の研磨方法。
A polishing method for an optical component using the lap tool according to any one of claims 1 to 3,
A polishing step of polishing the surface to be polished by pressing the surface to be polished of the optical component against the lap layer while supplying a processing liquid containing abrasive grains to the lap layer of the rotating lap tool,
A polishing method for an optical component, comprising:
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JP2003388026A JP2004237437A (en) | 2003-01-17 | 2003-11-18 | Lap tool and method of manufacturing lap tool and method of polishing optical part |
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2003
- 2003-11-18 JP JP2003388026A patent/JP2004237437A/en not_active Withdrawn
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DE102010035526A1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Finishing membrane and tool |
US9004979B2 (en) | 2010-08-25 | 2015-04-14 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Replaceable fine machining membrane, stationary fine machining tool, and method for producing a replaceable fine machining membrane |
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