JP2009136946A - ワーク保持装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被加工レンズ2を工具皿1に押圧するレンズ保持装置H1において、被加工レンズ2を保持する受けホルダー3の背面に斜面3kを設け、この斜面3kに接する弾性体6を介して当該受けホルダー3を押えホルダー5にて支持する構成とするとともに、受けホルダー3の斜面3kは、被加工レンズ2の被加工面2aと外周面2bの交線上の点である最外周aにおける接線L1と被加工レンズ2の中心軸Lcとの交点O2と、前記押えホルダーに取り付けた弾性体6の斜面3kに対する接触部cを結んだ基準線L2に対して約90°になる角度で形成され、加圧時に受けホルダー3の斜面3kが交点O2を中心に可動構造となるようにして、工具皿1の加工支点を交点O2の一点に集中させる構造とした。
【選択図】 図1
Description
従来のレンズ研削装置あるいは研磨装置においては、レンズ保持機構部のシャフトを固定させ、その先端部を常に球心方向に加圧しながら、研磨皿を回転および揺動させてレンズの加工を行なう技術が知られており、これらの研削装置あるいは研磨装置では、レンズ保持機構をコイルばね等にて加圧しているのが一般的である。
すなわち、この特許文献1には、弾材を介して被研磨レンズの背面を保持する下段ホルダーと、この下段ホルダーを背面側から弾材を介して支持し、背面にホルダースピンドルが結合された上段ホルダーとで研磨ホルダー機構を構成する技術が開示されている。
この現象は、被研磨レンズの形状精度や粗さが悪化する一因となり、最悪の場合にはレンズが位置ずれ(横転)したり、脱落したりする可能性もある。
前記第1保持部材の前記斜面に当接する弾性体を介して、当該第1保持部材を支持する第2保持部材と、
を含み、
前記第1保持部材の前記斜面は、当該斜面における前記弾性体の当接位置の法線が、前記被加工物の最外周における接線と当該被加工物の中心軸との交点を通過する角度に設定されているワーク保持装置を提供する。
前記第1保持部材に保持された前記弾性体に当接する斜面を備え、前記斜面を介して、当該第1保持部材を支持する第2保持部材と、
を含み、
前記第2保持部材の前記斜面は、当該斜面における前記弾性部材の当接位置の法線が、前記被加工物の最外周における接線と当該被加工物の中心軸との交点を通過する角度に設定されているワーク保持装置を提供する。
前記第1保持部材の前記凸球面に弾性体を介して当接される凹球面を備え、当該第1保持部材を支持する第2保持部材と、
を含み、
前記凸球面および前記凹球面の曲率中心は、前記被加工物の最外周における接線と当該被加工物の中心軸との交点に近接あるいは一致しているワーク保持装置を提供する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の一実施の形態であるワーク保持装置の構成の一例を示す断面図であり、図2は、本実施の形態のワーク保持装置が装着される研磨装置の構成の一例を示す斜視図である。
図1に例示されるように、本実施の形態のレンズ保持装置H1は、受けホルダー3(第1保持部材)、弾性体4、押えホルダー5(第2保持部材)、弾性体6を備えている。
工具皿1は、たとえば鋳鉄等で球面状に作製された台皿に弾力性のある図示しない研磨シートを貼り付けた凹球面を加工作用面1aとする研磨工具である。
凸球面からなる被加工面2aが研磨加工される被加工レンズ2は、その凸球面からなる被加工面2aと工具皿1の凹球面(加工作用面1a)が接触し、工具皿1に対し相対的に回転かつ揺動運動することにより、研磨加工される。
なお、上述のように、本実施の形態の説明においては、被加工レンズ2の研磨加工を例にとって説明し、また、工具皿1の形状を凹球面とし、加工される被加工レンズ2の形状が凸球面の場合について説明する。
受けホルダー3において、ワーク保持部3hの反対側の背面の外周部には円錐台形の斜面3kが全周に形成されている。
この押えホルダー5の凹部5aの下面内周部には、たとえば、Oリング等の弾性体6が取り付けられる弾性体保持部5bが形成されており、弾性体6を介して受けホルダー3の外周部に設けられた斜面3kを弾性的に押圧する。
この場合、受けホルダー3の斜面3kは、被加工レンズ2の被加工面2aと外周面2bの交線上の点である最外周aにおける接線L1と被加工レンズ2の中心軸Lcとの交点O2と、前記押えホルダーに取り付けた弾性体6の斜面3kに対する接触部cを結んだ基準線L2に対して、約90°になる角度で形成されている。
また、被加工レンズ2、受けホルダー3、押えホルダー5および弾性体6等の部材は、ホルダースピンドル7の中心軸(すなわち、中心軸Lc)上にほぼ対称的に保持されている。
図2は、本実施の形態のレンズ保持装置を取り付けうる研磨装置Mの代表的な一例を示している。
一方、前記装置本体150からは、前記砥石用揺動体161を一対の軸受163によって支持する平行配置の一対の支持アーム164が突出形成されており、さらに、一対の支持アーム164の下側には、前記ハウジング171を揺動させるための円弧状揺動ギヤ部181を備えた固定突出体180を設けている。
前記工具皿1は、砥石モータ116により駆動される砥石スピンドル115を介して回転駆動される。また、前記揺動モータ112の回転により歯車114が円弧状揺動ギヤ部181と噛み合いつつ回転し、これにより、前記ハウジング171、砥石用揺動体161とともに工具皿1は球心104を中心にY軸の回りを揺動する。
加圧時のレンズ保持装置H1において、受けホルダー3の上面外周部の斜面3kが、被加工レンズ2の最外周aにおける接線L1と被加工レンズ2の中心軸Lcとの交点O2と、前記押えホルダー5に取り付けた弾性体6と当該斜面3kとの接触部cを結んだ基準線L2に対して、約90°になる角度に形成されているので、加圧時に受けホルダー3の上面外周部の斜面3kが交点O2を中心に可動構造となるため、加工支点を交点O2の一点に集中させることができる。
さらに、従来例において弾材として使用するOリングは部分的に摩耗していたが、本実施の形態1においては、上述の受けホルダー3の斜面3kの作用により、被加工面2aの摩擦力の方向が一定でかつ均一に加わるため、斜面3kに接する弾性体6の全体が均等に摩耗するようになり、弾性体6の寿命も伸びる。
[実施の形態2]
図3は本発明の他の実施の形態であるワーク保持装置としてのレンズ保持装置の一例を示す断面図である。
本実施の形態2のレンズ保持装置H2において、被加工レンズ2の位置を拘束するための受けホルダー3では、その上面の外周部には、Oリング等からなる弾性体6が取り付けられる弾性体保持部3aが形成され、下面の被加工レンズ2を受けるワーク保持部3hの内面にはレンズ保持用の研磨シート等の弾性体4が取り付けられている。
この場合、前記押えホルダー5の斜面5kは、被加工レンズ2の最外周aにおける接線L1と被加工レンズ2の中心軸Lcとの交点O2と、前記受けホルダー3に取り付けた弾性体6の接触部cを結んだ基準線L2に対して、約90°になる角度に形成されている。
次に、図3に例示される本実施の形態2のレンズ保持装置H2の作用を説明する。
したがって、工具皿1の加工作用面1a(特に被加工レンズ2の外周部)で生じた摩擦力による回転モーメントも、加工作用面1aにならう一定方向にのみかかるので、被加工レンズ2を互いに異なる方向へ回転させるような無理な力は生じず、受けホルダー3に保持された被加工レンズ2は工具皿1に対して相対的に滑らかに回転し、被加工面2aの研磨加工結果も安定する。
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態3のワーク保持装置としてのレンズ保持装置について説明する。
一方、押えホルダー5は、受けホルダー3と対向する下面に、受けホルダー3の動きを規制する凹球面部5cを備えている。押えホルダー5の凹球面部5cには、欠球状のシートからなる弾性体6aが取り付けられており、受けホルダー3の凸球面部3bを弾性的に保持して押圧可能になっている。
上述のように、押えホルダー5の凹球面部5cの曲率半径R3が、受けホルダー3の凸球面部3bの曲率半径R2と弾性体6aの厚さtとの和に等しくなるように構成されているので、被加工レンズ2の工具皿1に対する加圧時に、受けホルダー3の凸球面部3bの球心(O3)が、押えホルダー5の凹球面部5cの球心(O3)に一致し、工具皿1の加工支点を点O3の一点に集中させることができる。
たとえば、被加工物としては、被加工レンズ等の光学素子に限らず、精密加工を必要とする一般の物品に広く適用することができる。
被加工レンズを保持して工具皿の球心を通る軸と平行方向(軸方向)に加圧し、前記工具皿を回転かつ揺動させることにより被加工レンズを研磨または研削するレンズ加工装置におけるレンズ保持装置において、被加工レンズの最外周における接線と被加工レンズの中心軸と交わる点と、前記押えホルダーに取り付けた弾性体の接触部を結んだ線に対して、約90°になる角度の斜面を有した被加工レンズを保持するための受けホルダーと、被加工レンズと前記工具皿とが接触する加工面に対して前記被加工レンズを押圧するための弾性体を取り付けた押えホルダーと、前記押えホルダーに設けられた弾性体と前記受けホルダーに設けられた斜面が対向され、前記押えホルダーに設置された前記弾性体を介して、前記受けホルダーの斜面を弾性的に押圧して、被加工レンズを前記加工面に対して押圧することを特徴とするレンズ保持装置。
被加工レンズを保持して工具皿の球心を通る軸と平行方向(軸方向)に加圧し、前記工具皿を回転かつ揺動させることにより被加工レンズを研磨または研削するレンズ加工装置におけるレンズ保持装置において、被加工レンズの最外周における接線と被加工レンズの中心軸と交わる点と、受けホルダーに取り付けた弾性体の接触部を結んだ線に対して、約90°になる角度の斜面を有した押えホルダーと、被加工レンズを保持するための受けホルダーと被加工レンズと前記工具皿とが接触する加工面に対して前記被加工レンズを押圧するための弾性体を取り付けた受けホルダーと、前記押えホルダーに設けられた弾性体と前記受けホルダーに設けられた斜面が対向され、前記受けホルダーに設置された前記弾性体を介して、前記押えホルダーの斜面で弾性的に押圧して、被加工レンズを前記加工面に対して押圧することを特徴とするレンズ保持装置。
被加工レンズを保持して工具皿の球心を通る軸と平行方向(軸方向)に加圧し、前記工具皿を回転かつ揺動させることにより被加工レンズを研磨または研削するレンズ加工装置におけるレンズ保持装置において、被加工レンズと前記工具皿とが接触する加工面に対して前記被加工レンズを押圧するための押えホルダーと被加工レンズを保持するための受けホルダーとを有し、前記押えホルダーに設けられた凹球面と前記受けホルダーに設けられた凸球面が対向され、前記押えホルダーの凹球面に弾性体を装着して、前記受けホルダーの凸球面を弾性的に押圧し、かつ、前記押えホルダーの球面部の曲率半径を、前記受けホルダーの球面部の曲率半径と前記弾性体の厚さとの和に等しくして、その曲率中心を被加工レンズの最外周における接線と被加工レンズの中心軸と交わる点とそれぞれ接近あるいは一致させて、被加工レンズを前記加工面に対して押圧することを特徴とするレンズ保持装置。
1a 加工作用面
1b 工具軸
2 被加工レンズ
2a 被加工面
2b 外周面
3 受けホルダー
3a 弾性体保持部
3b 凸球面部
3h ワーク保持部
3k 斜面
4 弾性体
5 押えホルダー
5a 凹部
5b 弾性体保持部
5c 凹球面部
5k 斜面
6 弾性体
6a 弾性体
7 ホルダースピンドル
104 球心
106 制御装置
107 砥石揺動制御部
108 インバータ
112 揺動モータ
114 歯車
115 砥石スピンドル
116 砥石モータ
120 シリンダ
120a ロッド
121 保持具
122 上軸
150 装置本体
151 揺動板
161 砥石用揺動体
161b 下辺部
162 両側板
163 軸受
164 支持アーム
171 ハウジング
180 固定突出体
181 円弧状揺動ギヤ部
190 X軸揺動モータ
191 軸受箱体
H1 レンズ保持装置
H2 レンズ保持装置
H3 レンズ保持装置
L1 接線
L2 基準線
Lc 中心軸
M 研磨装置
R1 曲率半径
R2 曲率半径
R3 曲率半径
Claims (4)
- 被加工物が保持されるワーク保持部の背面側に斜面が形成された第1保持部材と、
前記第1保持部材の前記斜面に当接する弾性体を介して、当該第1保持部材を支持する第2保持部材と、
を含み、
前記第1保持部材の前記斜面は、当該斜面における前記弾性体の当接位置の法線が、前記被加工物の最外周における接線と当該被加工物の中心軸との交点を通過する角度に設定されていることを特徴とするワーク保持装置。 - 被加工物が保持されるワーク保持部の背面側に弾性体を保持する第1保持部材と、
前記第1保持部材に保持された前記弾性体に当接する斜面を備え、前記斜面を介して、当該第1保持部材を支持する第2保持部材と、
を含み、
前記第2保持部材の前記斜面は、当該斜面における前記弾性部材の当接位置の法線が、前記被加工物の最外周における接線と当該被加工物の中心軸との交点を通過する角度に設定されていることを特徴とするワーク保持装置。 - 被加工物が保持される保持部の背面側に凸球面が形成された第1保持部材と、
前記第1保持部材の前記凸球面に弾性体を介して当接される凹球面を備え、当該第1保持部材を支持する第2保持部材と、
を含み、
前記凸球面および前記凹球面の曲率中心は、前記被加工物の最外周における接線と当該被加工物の中心軸との交点に近接あるいは一致していることを特徴とするワーク保持装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のワーク保持装置において、
前記被加工物は、被加工レンズであり、前記被加工レンズを保持して工具皿の球心を通る軸と平行方向に加圧し、前記被加工レンズに対して前記工具皿を相対的に回転かつ揺動させることにより前記被加工レンズを研磨または研削するレンズ加工装置に備えられることを特徴とするワーク保持装置。
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