JP2009119545A - 摺動加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の加工品質のばらつきを生じることなく、高精度な摺動加工を行うことが可能な摺動加工技術を提供する。
【解決手段】カバー９を備えたタライ４の中において、ノズル７から研磨液８を供給しつつ、工具基体２を介してモータ３に駆動される研磨工具１の研磨機能面１ａとレンズ受け工具６に支持されたレンズ５の光学機能面５ａを摺動させる研磨加工装置Ｍ１において、タライ４の側面に設けられた排気口１１にエジェクタポンプ機構１２を接続し、研磨加工中におけるタライ４の内部の作業空間の雰囲気４ａに籠もるミストや熱気を強制的に吸引して排気することにより、タライ４の内部に外気を導入し、作業空間の雰囲気４ａにおける温度や湿度等の加工条件を一定に保って、レンズ５の加工品質のばらつきを生じることなく、高精度な研磨加工を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、摺動加工技術に関し、たとえば、光学素子等の精密な研磨や研削加工等に適用して有効な技術に関する。

たとえば、カメラ、ビデオ等に用いられる球面レンズ等の光学素子の研削加工や研磨加工は、ガラス、セラミックス等の高脆材料で作られた被加工物を、凹凸が反転した表面形状を有する総型の研削・研磨用工具に押しつけた状態で、研削工具や研磨工具等の加工工具を相対的に回転させ、かつ加工工具と被加工物の間に相対的な接線方向の揺動運動を与えることによって行われている。

例えば、特許文献１には、以下のように、光学素子を球面研磨する技術が開示されている。
すなわち、工具基体に支持されて回転し、目的の光学面と凹凸が反転した研磨面を有する研磨工具に対して、ノズルから濾過器を経由して研磨液を供給しつつ、ガラスレンズを押圧して揺動運動により摺動させることで、研磨工具の研磨面をガラスレンズに光学機能面として転写する研磨加工装置が開示されている。

また、この特許文献１の場合、加工中に飛散する研磨液を回収して再利用するために、研磨工具およびガラスレンズを液受け槽に収容して研磨加工を実施することが開示されている。

しかるに、上述の特許文献１等の従来技術には、つぎのような技術的課題があった。
すなわち、液受け槽内に研磨工具および被加工物であるガラスレンズを収容して研磨加工を行う場合、被加工物及び研磨工具の回転や摺動等により研磨液が飛び散ったり、摩擦熱が発生するため、液受け槽の内部に熱がこもったり、飛散した研磨液がミスト化して作業空間の雰囲気の湿度が上昇するなどして、研磨加工の加工条件が変化してしまい、加工品質のばらつきが発生する原因となっている。
特開２００３−３３４７４７号公報

本発明の目的は、被加工物の加工品質のばらつきを生じることなく、高精度な摺動加工を行うことが可能な摺動加工技術を提供することにある。

本発明は、工具と、
被加工物を支持する支持部と、
前記工具と前記被加工物を相対的に摺動させる加工駆動部と、
前記工具と前記被加工物の摺動部に加工液を供給する加工液供給部と、
前記工具および前記被加工物が収容される筐体と、
前記筐体の内部の雰囲気を排気する換気機構部と、
を含む摺動加工装置を提供する。

本発明によれば、被加工物の加工品質のばらつきを生じることなく、高精度な摺動加工を行うことが可能な摺動加工技術を提供することができる。

本実施の形態の一態様では、研磨加工や研削加工等の摺動加工部の作業空間の雰囲気の強制的に排気する換気機構部を設ける。
この換気機構部によって作業空間の換気を行う方法としては、換気機構部としてエジェクタポンプ方式等の真空吸引による強制排気機構を設けることにより強力に換気できるが、ファン等を用いても可能である。

このような換気機構部を設けることで、作業空間の雰囲気より熱やミスト、湿気等を強制的に排除し、作業空間に新鮮な空気を供給することが出来る。
これにより、たとえば、作業空間の雰囲気の温度や湿度等の加工条件を一定に保つことが可能となり、研磨加工や研削加工等の摺動加工における被加工物の加工品質のばらつきを低減して、高精度の被加工物を製造することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の一実施の形態である摺動加工装置の構成の一例を示す略断面図である。

本実施の形態では、摺動加工装置の一例として研磨加工装置Ｍ１に適用した場合を説明する。
本実施の形態の研磨加工装置Ｍ１は、研磨工具１（工具）、工具基体２、モータ３、タライ４、排液回収槽１３、レンズ受け工具６（支持部）、ノズル７（加工液供給部）、研磨液循環ホース７ａ、カバー９、排水ダクト１０を備えている。

研磨工具１は工具基体２に取り付けられ、モータ３により回転可能な状態で有底筒状の容器であるタライ４（筐体）の中央部に研磨機能面１ａを上向きにして設置されている。
レンズ５（被加工物）は、光学機能面５ａを下向きにした姿勢で、レンズ受け工具６に取り付けられ、対向する研磨工具１の研磨機能面１ａに接触させることが可能となっている。

レンズ５と研磨工具１の接触面にはノズル７より研磨液８（加工液）が供給される。
タライ４の上端部の開口端には飛散した研磨液８が周囲に飛び散らないようカバー９が取り付けられており、このカバー９には、レンズ受け工具６が進入可能な進入口９ａが設けられている。

タライ４の底部には排水ダクト１０が取り付けられ、研磨工具１に供給される研磨液８が外部に設けられた排液回収槽１３に回収可能となっている。
研磨液８を供給するノズル７は、研磨液循環ホース７ａを介して、排液回収槽１３に接続されており、タライ４から排液回収槽１３に回収された研磨液８が循環して使用される構成となっている。

本実施の形態の場合、タライ４の側面には、排気口１１が設けられ、この排気口１１には、エジェクタポンプ機構１２（換気機構部）が接続されている。
エジェクタポンプ機構１２は、一例として、噴射ノズル１２ａ、ファン１２ｂ、ディフューザ１２ｃ、吸気口１２ｄを備えている。

すなわち、エジェクタポンプ機構１２において、下端部が排液回収槽１３に挿入されたディフューザ１２ｃがほぼ鉛直方向に配置され、その上端側には、下向きに噴射ノズル１２ａが配置され、噴射ノズル１２ａの背後には、当該噴射ノズル１２ａに高圧空気を供給するファン１２ｂが配置されている。

ディフューザ１２ｃの噴射ノズル１２ａを取り囲む側面には、吸気口１２ｄが開口され、この吸気口１２ｄが、タライ４の排気口１１に接続されている。
そして、エジェクタポンプ機構１２において、ファン１２ｂによって、高圧空気を噴射ノズル１２ａからディフューザ１２ｃの内部軸方向に噴射されることにより、噴射ノズル１２ａの周囲は負圧となり、この負圧によって吸気口１２ｄから排水ダクト１０を通じてタライ４の内部における研磨工具１およびレンズ５の周囲の作業空間の雰囲気４ａを強制的に吸引して排液回収槽１３に排気する動作が行われる。

以下、本実施の形態の研磨加工装置Ｍ１の作用の一例について説明する。
加工が開始されると、カバー９の進入口９ａより、下端部にレンズ５の取り付けられたレンズ受け工具６がタライ４内部の作業空間に進入し、研磨工具１の研磨機能面１ａと、レンズ５の光学機能面５ａとが接触する。

レンズ５の光学機能面５ａと研磨工具１の研磨機能面１ａとの接触面にノズル７より研磨液８が供給され、研磨工具１が回転することにより、研磨機能面１ａによりレンズ５の光学機能面５ａが研磨加工され、研磨機能面１ａの形状が光学機能面５ａに次第に転写される。

ノズル７から研磨工具１に供給された研磨液８は、タライ４の底部の排水ダクト１０より排液回収槽１３に排出されるが、研磨工具１の回転により周囲に飛散した研磨液８の一部はミストや湿気となってタライ４内の作業空間にこもった状態になっている。

また、研磨工具１の回転や、研磨工具１とレンズ５の接触面で発生した摩擦熱なども、作業空間の内部にこもった状態となる。
このとき、本実施の形態の場合には、エジェクタポンプ機構１２の正圧側に設置されたファン１２ｂにより高圧空気を噴射ノズル１２ａに圧送してディフューザ１２ｃ内に噴出させると、ディフューザ１２ｃの上端部の噴射ノズル１２ａの回りは負圧となり、吸気口１２ｄを介して排気口１１が吸引され、加工用のタライ４内部の雰囲気４ａを吸引し、内部にこもった熱や、ミスト等が、ディフューザ１２ｃの下端部の排液回収槽１３に強制的に排出される。

このようなタライ４内の作業空間の雰囲気４ａの排気により、カバー９の隙間などからタライ４の内部に、外部の新鮮な空気が吸気され、作業空間の雰囲気４ａの換気が行われ、研磨工具１によるレンズ５の研磨加工中における作業空間の雰囲気４ａの湿度や温度等の加工条件が、研磨加工中に一定に保たれる。

なお、エジェクタポンプ機構１２においては、ファン１２ｂを用いずに、図示しないエアコンプレッサー等で発生させた高圧空気を噴射ノズル１２ａに供給しても同等の効果を得ることが可能である。

これにより、本実施の形態の研磨加工装置Ｍ１においては、タライ４の内部において、研磨工具１とレンズ５が摺動して研磨加工が行われる作業空間の雰囲気４ａの温度や湿度等の加工条件を一定に保つことが可能となり、研磨加工で得られるレンズ５の光学機能面５ａ等の品質のばらつきを低減することが可能となり、研磨加工によって高精度のレンズ５を安定して製造することができる。

また、エジェクタポンプ機構１２においては、タライ４から排水ダクト１０を通じて排出されるミストや研磨屑等の排出経路となるディフューザ１２ｃには可動部が存在しないため故障の懸念がなく、研磨加工装置Ｍ１の稼働率を向上させることができ、レンズ５の研磨加工工程における生産性が向上する。
［実施の形態２］
図２は本発明の他の実施の形態である摺動加工装置の構成例を示す略断面図である。

本実施の形態２の摺動加工装置としての研磨加工装置Ｍ２の基本的な構成は実施の形態１の研磨加工装置Ｍ１と同様であるが、この研磨加工装置Ｍ２では、上述の研磨加工装置Ｍ１のような排気口１１を設けておらず、排水ダクト１０にエジェクタポンプ機構１２が設置されている。

すなわち、タライ４の下部に水平に設けられたエジェクタポンプ機構１２のディフューザ１２ｃの吸気口１２ｄが排水ダクト１０に接続され、ディフューザ１２ｃの先端部は、排液回収槽１３の内部に向かって屈曲されている。

そして、この研磨加工装置Ｍ２の場合には、エジェクタポンプ機構１２において、正圧側に設置されたファン１２ｂにより高圧空気を噴射ノズル１２ａに圧送してディフューザ１２ｃ内に噴出させることにより、研磨液８の排出と共に、タライ４の内部の雰囲気４ａにこもった熱やミスト等も強制的に、ディフューザ１２ｃの先端部から排液回収槽１３に排出する。

このように本実施の形態２の研磨加工装置Ｍ２の場合には、排気口１１を省略し、排水ダクト１０にエジェクタポンプ機構１２を設置してタライ４からの排液と排気に兼用することで、研磨加工装置Ｍ２の制作費、延いては、レンズ５の研磨加工費を抑えることが可能となり、タライ４の内部に溜まりやすい研磨液８を強制的に確実に排液回収槽１３に排出して回収することも可能となる。

これにより、低コストの研磨加工装置Ｍ２において、タライ４の作業空間の雰囲気４ａにおける温度や湿度等の加工条件を一定に保つことが可能となり、より低コストにて、研磨加工されるレンズ５の品質のばらつきを低減することが可能となる。

以上説明したように、上述した本発明の各実施の形態によれば、被加工物としてのレンズ５の加工品質のばらつきを生じることなく、高精度な研磨加工等の摺動加工を行うことが可能な摺動加工技術を提供することができる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、被加工物としてはレンズ５に限らず、精密な研磨加工等の摺動加工を必要とする一般の被加工物に広く適用できる。
（付記１）
被加工物を研磨・研削加工用の工具に当接させ、前記工具と被加工物の当接部分に研削・研磨液を供給しながら前記被加工物を研削・研磨加工するレンズ加工機において、加工部周辺雰囲気の換気機構と、を持つことを特徴とするレンズ加工機。
（付記２）
付記１に記載の換気機構として、加工部周辺雰囲気の排気により新しい空気を自然吸気する、強制排気機構と、を持つことを特徴とするレンズ加工機。
（付記３）
付記２に記載の強制排気機構として、加工部周辺雰囲気を排気するために設けられた排気口と、排気口内部を負圧にすることで加工部周辺雰囲気を排気する負圧発生機構と、を持つことを特徴とするレンズ加工機。
（付記４）
付記３に記載の負圧発生機構として、エジェクタポンプ機構と、エジェクタポンプ機構に高圧空気を圧送する供給部と、を持つことを特徴とするレンズ加工機。
（付記５）
付記２に記載の強制排気機構として、加工部周辺雰囲気を排気するために設けられた排気口と、排気口内に設けられ加工部周辺から排気口内に風を流すよう取り付けられたファンと、を持つことを特徴とするレンズ加工機。

本発明の一実施の形態である摺動加工装置の構成の一例を示す略断面図である。 本発明の他の実施の形態である摺動加工装置の構成例を示す略断面図である。

符号の説明

１ 研磨工具
１ａ 研磨機能面
２ 工具基体
３ モータ
４ タライ
４ａ 雰囲気
５ レンズ
５ａ 光学機能面
６ レンズ受け工具
７ ノズル
７ａ 研磨液循環ホース
８ 研磨液
９ カバー
９ａ 進入口
１０ 排水ダクト
１１ 排気口
１２ エジェクタポンプ機構
１２ａ 噴射ノズル
１２ｂ ファン
１２ｃ ディフューザ
１２ｄ 吸気口
１３ 排液回収槽
Ｍ１，Ｍ２ 研磨加工装置

Claims (4)

1. 工具と、
   被加工物を支持する支持部と、
   前記工具と前記被加工物を相対的に摺動させる加工駆動部と、
   前記工具と前記被加工物の摺動部に加工液を供給する加工液供給部と、
   前記工具および前記被加工物が収容される筐体と、
   前記筐体の内部の雰囲気を排気する換気機構部と、
   を含むことを特徴とする摺動加工装置。
2. 請求項１に記載の摺動加工装置において、
   前記換気機構部は、前記筐体内の前記雰囲気を強制排気して外気を前記筐体内に導入することを特徴とする摺動加工装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の摺動加工装置において、
   さらに、前記筐体に接続された排液ダクトを備え、
   前記換気機構部は、前記排液ダクト内に設けられ、前記加工液および前記筐体内の雰囲気の双方の排出動作を行うことを特徴とする摺動加工装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の摺動加工装置において、
   前記換気機構部は、前記筐体に連通するディフューザと、前記ディフューザ内に設けられたノズルと、前記ノズルに高圧空気を圧送するファンと、を含むエジェクタ機構からなることを特徴とする摺動加工装置。

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