JP2017001155A - ワーク保持機構、加工装置、及びワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転する軸に対してワークの傾きを精度良く調整して維持することができる実用的なワーク保持機構等を提供する。【解決手段】ワーク保持機構１は、ワーク１３を回転可能に保持するワーク保持機構であって、半径が互いに異なる同心の球面の一部をなす２つの摺動面１２４、１２５が両面に設けられた摺動部１２１と、該摺動部１２１と連結され、ワーク１３を保持する保持部材１２２と、を有するワーク保持部１２と、１軸回りに回転可能な軸部１１であって、上記２つの摺動面１２４、１２５の少なくとも一部にそれぞれ当接する２つの当接面１１４、１１５を有し、摺動部１２１を上記２つの摺動面に沿って摺動可能に挟持する軸部１１とを備え、２つの当接面を２つの摺動面にそれぞれ当接させた状態で軸部１１によって摺動部１２１を挟持しつつ該摺動部１２１を摺動させることにより、軸部１１の中心軸に対するワーク保持部１２の傾きが変化する。【選択図】図３

Description

本発明は、回転する軸に対してワークの傾き調整が可能なワーク保持機構、このワーク保持機構を組み込んだ加工装置、及びワークの加工方法に関する。

近年、観察装置、測定装置、又は加工装置等の各種機器を用いてワークを観察、測定、又は加工する技術分野においては、個々の観察、測定、加工の要求に合わせたワーク保持機構の開発が広く行なわれている。その中には回転する軸に対してワークを傾けたワーク保持機構の要求もあり、開発が行われている。ワークの傾き方向や傾き量の自由度を増やすことにより、例えば、観察装置や測定装置においては、様々な角度からワークを観察又は測定することが可能になる。また、ワークを切削する加工装置においても、ワークの傾きを調整して加工を行うことで、容易且つ効率的に所望の加工形状を得ることが可能になる。

例えば特許文献１には、旋盤の主軸の先端部に、主軸駆動用のＮＣ制御軸によって駆動され、ワーククランプのチルト軸旋回機構とターン軸旋回機構とを備える旋盤が開示されている。この旋盤においては、チルト軸旋回機構とターン軸旋回機構との少なくとも一方を作動させることにより、主軸に対してワークの姿勢を所定角度だけチルト又はターンさせて、ワークに対して所望の角度からの加工を行う。

特開２００２−３４６８０４号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、主軸を回転させた際、ワーククランプに保持されたワークが回転中心軸から離れた位置で振り回される状態になる。そのため、回転中心軸に対するチルト軸の傾きを精度良く維持しつつ、ワークを安定的に保持することが困難である。また、上記特許文献１においては、チルト軸を傾き調整するための動力発生手段を主軸に設けるため、ワーク保持機構の構成が複雑になり、実用的でない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回転する軸に対してワークの傾きを精度良く調整することができ、且つ回転中にもワークの傾きを安定的に維持することができる実用的なワーク保持機構、このようなワーク保持機構を備える加工装置、及びワークの加工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るワーク保持機構は、ワークを回転可能に保持するワーク保持機構であって、半径が互いに異なる同心の球面の一部をなす２つの摺動面が両面に設けられた摺動部と、該摺動部と連結され、前記ワークを保持する保持部材と、を有するワーク保持部と、１軸回りに回転可能な軸部であって、前記２つの摺動面の少なくとも一部にそれぞれ当接する２つの当接面を有し、前記摺動部を前記２つの摺動面に沿って摺動可能に挟持する軸部と、を備え、前記２つの当接面を前記２つの摺動面にそれぞれ当接させた状態で前記軸部によって前記摺動部を挟持しつつ該摺動部を摺動させることにより、前記軸部の中心軸に対する前記ワーク保持部の傾きが変化する、ことを特徴とする。

上記ワーク保持機構において、前記２つの摺動面及び前記２つの当接面は共通の球心を有し、該球心が前記軸部の中心軸上に位置する、ことを特徴とする。

上記ワーク保持機構において、前記軸部は、前記２つの当接面のうちの一方の当接面が設けられた第１の部材と、前記２つの当接面のうちの他方の当接面が設けられた第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材とを締結する締結部材と、を有する、ことを特徴とする。

上記ワーク保持機構は、前記軸部に対する前記摺動部の位置を変化させることにより前記傾きを調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする。

上記ワーク保持機構において、前記摺動部は、前記２つの摺動面を接続する側端面を有し、前記調整手段は、前記側端面を押圧又は打圧するアクチュエータである、ことを特徴とする。

上記ワーク保持機構は、前記軸部の中心軸に対する前記ワークの傾きを検出する検出器をさらに備えることを特徴とする。

上記ワーク保持機構において、前記検出器は、非接触且つ光学的に前記ワークの傾きを検出する、ことを特徴とする。

上記ワーク保持機構は、前記検出器による検出結果に基づいて前記調整手段の動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。

上記ワーク保持機構は、前記軸部を当該軸部の中心軸回りに回転させる駆動手段をさらに備えることを特徴とする。

上記ワーク保持機構において、前記軸部は、該軸部の中心軸と直交する２つの平面が両面に設けられた取り付け部を有し、前記２つの平面と当接する２つの当接面をそれぞれ有し、前記取り付け部を前記２つの平面に沿って摺動可能に挟持するベース部及び挟持部材と、前記２つの平面における前記ベース部に対する前記軸部の位置を調整する第２の調整手段と、前記ベース部を、前記軸部の中心軸と平行な当該ベース部の中心軸回りに回転させる駆動手段と、をさらに備えることを特徴とする。

本発明に係る加工装置は、前記ワーク保持機構と、前記ワークを加工する工具と、を備えることを特徴とする。

上記加工装置において、前記ワークは、１つ以上のレンズが組み込まれた筒状をなすレンズ枠であり、前記保持部材は、前記レンズ枠を内周側から保持し、前記工具は、前記レンズ枠の外面を切削する切削工具である、ことを特徴とする。

上記加工装置において、前記ワークは、複数のレンズが組み込まれた光学部品であり、前記保持部材は、前記光学部品の外面の一部を保持し、前記工具は、前記光学部品の外面を切削する切削工具である、ことを特徴とする。

上記加工装置において、前記ワークはレンズであり、前記保持部材は、前記レンズの端面を保持し、前記工具は、前記レンズの外周面を研削するレンズ研削用の工具である、ことを特徴とする。

本発明に係るワークの加工方法は、前記ワーク保持機構に前記ワークを保持させ、所定の軸に対する前記ワークの少なくとも傾きを調整する調整工程と、前記ワークを前記所定の軸回りに回転させ、前記ワークの外面に加工工具を当接させることにより、前記ワークの外面を加工する加工工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなす２つの摺動面が両面に設けられた摺動部を、上記２つの摺動面にそれぞれ当接する２つの当接面を有する軸部によって挟持しつつ摺動させるので、軸部の中心軸に対してワークの傾きを高精度に調整することができ、軸部の回転中にもワークの傾きを安定的に維持することが可能となる。また、本発明によれば、シンプルな構造で実用的なワーク保持機構を実現することができる。従って、このようなワーク保持機構を加工装置に設けることにより、ユーザ所望の角度でワークを傾け、効率良くワークを加工することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るワーク保持機構を備える観察装置の構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るワーク保持機構の構成を示す斜視図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線における部分断面図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る加工装置の一部を示す一部断面図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係るワークの加工方法を示すフローチャートである。 図６は、ワークの切削工程を説明するための模式図である。 図７は、本発明の実施の形態３に係る加工装置の一部を示す斜視図である。 図８は、図７に示す加工装置の一部断面図である。 図９は、本発明の実施の形態３に係るワークの加工方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係るワーク保持機構、加工装置、及びワークの加工方法について、図面を参照しながら説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るワーク保持機構を備える観察装置の構成を示す模式図であり、ワーク保持機構を実体顕微鏡に適用した例を示している。図２は、本発明の実施の形態１に係るワーク保持機構の構成を示す斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における部分断面図である。

図１に示す実体顕微鏡３は、架台３１及びアーム３２と、アーム３２に取り付けられた対物レンズ３３と、対物レンズ３３によってワーク１３の表面の像を観察するための接眼レンズ３４とを備える。架台３１には、鉛直方向の軸（中心軸ａ１）回りに回転自在な回転台２が設置されている。この回転台２に、本実施の形態１に係るワーク保持機構１が固設されている。また、回転台２は、中心軸ａ１が対物レンズ３３の光軸ａ２と略一致するように設置されている。アーム３２の高さは調節ツマミ３５を操作することにより調節可能であり、アーム３２の高さを調節することにより、ワーク保持機構１が保持するワーク１３の上面に対物レンズ３３の焦点を合わせることができる。つまり、対物レンズ３３の焦点をワーク１３の上面に合わせ、回転台２を回転させることで、中心軸ａ１を中心に回転するワーク１３を観察することができる。

図２及び図３に示すように、ワーク保持機構１は、軸部１１と、軸部１１の端部に設けられ、ワーク１３を保持するワーク保持部１２と、ワーク保持部１２の傾きを調整する調整手段としてのアクチュエータ１４とを備える。

ワーク保持部１２は、２つの摺動面１２４、１２５が両面に設けられた摺動部１２１と、ワーク１３を保持する保持部材１２２と、摺動部１２１に固設され、摺動部１２１と保持部材１２２とを連結する脚部１２３とを有する。摺動面１２４、１２５は、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなし、側端面１２６により互いに接続されている。本実施の形態１においては、曲率半径が大きい方の摺動面１２４を凸球面状とし、曲率半径が小さい方の摺動面１２５を凹球面状としている。

軸部１１は、その中心軸が回転台２の中心軸ａ１と一致するように回転台２に固定されている。軸部１１は、摺動部１２１が有する一方の摺動面１２４と当接する当接面１１４が設けられた保持台（第１の部材）１１１と、他方の摺動面１２５と当接する当接面１１５が設けられた押さえ部（第２の部材）１１２と、保持台１１１と押さえ部１１２とを締結する締結部材１１３とを備える。本実施の形態１においては、締結部材１１３を４箇所に設け、各締結部材１１３をボルトによって構成している。

なお、本実施の形態１においては、ワーク１３を上方から観察することを想定しているため、中心軸ａ１の向きを鉛直方向としているが、中心軸ａ１の向きは必ずしも鉛直方向である必要はない。中心軸ａ１の向きは、当該ワーク保持機構１が設置される観察装置や測定装置における観測方向に応じて、適宜設定すれば良い。ただし、ワーク１３の高度な位置決めが必要となる場合には、中心軸ａ１を鉛直方向とする方が、重力の影響を緩和することができるため望ましい。

保持台１１１は、全体として円柱状をなしている。この円柱の上端面を凹球面の一部となるように切削することにより当接面１１４を形成し、この当接面１１４の外周円の４か所を切り込むことにより切り込み部１１６を形成している。保持台１１１の上端面（切り込まれずに残った領域）には、締結部材１１３を螺合させるネジ穴が設けられている。

押さえ部１１２は、外周に向かって延出するリムが円筒の上端側に設けられた形状をなしている。この円筒の下端面を凸球面の一部となるように切削することにより当接面１１５を形成している。また、リムの外周円の４か所を切り込み、切り込まれずに残ったリムの領域１１７に、締結部材１１３を貫通させる開口が設けられている。

保持台１１１及び押さえ部１１２は、それぞれの切り込み部が合うように周方向の位置合わせがなされ、摺動部１２１を挟持した状態で締結部材１１３によって締結されている。保持台１１１に設けられた４箇所の切り込み部１１６から、摺動部１２１の側端面１２６が露出する。

押さえ部１１２の中央部には、保持部材１２２の脚部１２３が貫通可能な開口１１８が設けられている。この開口１１８を介して、保持部材１２２が軸部１１の上端面に露出する。

当接面１１４、１１５は、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなしている。本実施の形態１においては、曲率半径が大きい方の当接面１１４を、凸球面状の摺動面１２４と曲率半径が略等しい凹球面状とし、曲率半径が小さい方の当接面１１５を、凹球面状の摺動面１２５と曲率半径が略等しい凸球面状としている。これらの当接面１１４、１１５は、球心Ｃが中心軸ａ１上に位置するように形成されている。

ここで、本明細書において曲率半径が略等しいとは、摺動面１２４に当接面１１４を当接させると共に、摺動面１２５に当接面１１５を当接させた状態で、ガタツキを生じさせることなく摺動部１２１を球面に沿って摺動させることができる範囲に曲率半径の誤差が収まっていることを意味する。

保持台１１１及び押さえ部１１２は、摺動部１２１を摺動可能に挟持している。摺動面１２４と当接面１１４との間、及び摺動面１２５と当接面１１５との間には、締結部材１１３の締結力に起因する摩擦力が作用するので、摺動部１２１は保持台１１１及び押さえ部１１２に対して安定して保持される。一方、上記摩擦力よりも大きい外力を摺動部１２１に加えることにより、保持台１１１及び押さえ部１１２に対し、摺動部１２１を摺動面１２４、１２５に沿って移動させることができる。それにより、中心軸ａ１に対するワーク保持部１２及びワーク１３の傾きを調整することができる。

摺動面１２４と当接面１１４との間、及び摺動面１２５と当接面１１５との間の滑り易さは、摺動面１２４、１２５及び当接面１１４、１１５の表面状態と、互いに接触する面の間の接触圧（単位面積あたりの押し付け力）とによって決定される。ここで、摺動面１２４と当接面１１４との間、及び摺動面１２５と当接面１１５との間の各々において、摩擦力をＦ、互いに接触する面の間での押し付け力をＮ、各面の間の動摩擦係数をμとすると、摩擦力Ｆは、Ｆ＝μＮによって与えられる。押し付け力Ｎには、ワーク保持部１２や押さえ部１１２の自重による重力や締結部材１１３による締結力等が寄与する。また、表面状態とは、表面そのものの滑らかさや、潤滑剤の塗布等の表面処理のことであり、上記摩擦力Ｆの式においては、摩擦係数μに寄与する。

摺動面１２４、１２５及び当接面１１４、１１５の表面状態や、締結部材１１３の締結力を調節することで、摺動部１２１の側端面１２６に力を加えたときの摺動部１２１の滑り易さや、側端面１２６に力を加えるのを中止したときの摺動部１２１の停止し易さを適宜調節することができる。また、当接面１１４、１１５の間にばね等の弾性部材を介在させることで、接触圧を安定させることとしても良い。

なお、摺動部１２１の滑り易さと停止し易さとを両立するために潤滑剤を用いる場合、摺動面１２４と当接面１１４との曲率半径、或いは、摺動面１２５と当接面１１５との曲率半径がそれぞれ厳密には等しくならない場合もあり得る。

これらの要件は、ガタツキを生じさせることなく摺動部１２１を球面に沿って摺動させることを意図して設定している。この要件を満たす条件を考えたとき、摺動面１２４、１２５及び当接面１１４、１１５の形状が一見、球面の一部を為しているように見えない場合もあり得ることには注意が必要である。即ち、例えば摺動面１２４と当接面１１４のように曲率半径が略等しい２つの面のうち一方が球面形状を為しさえすれば、もう一方が３点以上の点若しくは線によって上記球面形状と接触するような形によっても、がたつき無く摺動部１２１を球面に沿って摺動させることができる。この場合、ガタツキ無く摺動部１２１を球面に沿って摺動させることに寄与しているのは上記球面形状と接触する点または線であるが、これらは当然同心の球面上（球面の一部）にあり、本発明に包含される。

摺動面１２４、１２５及び当接面１１４、１１５の曲率半径は、これらの球面間で共通の球心Ｃ、即ち、中心軸ａ１とワーク保持部１２の中心軸ａ３との交点が、ワーク１３の上面又はその近傍に位置するように設定することが好ましい。それにより、ワーク保持部１２及びワーク１３を軸部１１に対して傾けた状態で軸部１１を回転させた場合であっても、ワーク１３が中心軸ａ１の近傍で回転することになるので、ワーク１３を安定的に保持することができる。

アクチュエータ１４は、例えば、電圧を印加することにより伸縮する圧電素子によって構成されている。具体例として、株式会社ナノコントロール製の製品であるインパクトアクチュエータを適用することができる。アクチュエータ１４は、圧電素子の伸縮時に生じる慣性力を利用して、切り込み部１１６から露出した摺動部１２１の側端面１２６を打圧する。この打圧する回数を制御することにより、摺動部１２１の摺動量、即ち、中心軸ａ１に対するワーク保持部１２及びワーク１３の中心軸ａ３の傾きを調整することができる。

図１に示すように、アクチュエータ１４は、ガイドスライダ１４１を介して実体顕微鏡３の架台３１（フレーム）に進退可能に保持されている。ワーク１３の傾き調整を行う際、アクチュエータ１４は、先端部が摺動部１２１の側端面１２６に到達可能な位置に進められる（図２及び図３参照）。一方、傾き調整を行っていない間、アクチュエータ１４は、回転台２を回転させた際に軸部１１及びワーク保持部１２と干渉しない位置に退避させられる。

なお、アクチュエータ１４としては、摺動部１２１の側端面１２６を押圧又は打圧することにより摺動部１２１を移動させることができれば、圧電方式以外の方式の機器を適用しても良い。例えば、回転力を押圧力に変換するねじ部材を適用しても良い。一例として、マイクロメータヘッドをアクチュエータ１４として用いる場合、摺動部１２１の摺動後の位置を定量的に把握することが可能である。

図１に示すように、本実施の形態１においては、アクチュエータ１４を１つのみ設けている。この場合、回転台２を９０°ずつ回転させ、４つの切り込み部１１６をアクチュエータ１４の側に順次向けて摺動部１２１の側端面１２６を押圧又は打圧させる。つまり、回転台２の回転の自由度と、ワーク保持部１２の傾きの自由度とを適宜組み合わせることにより、所望の傾き調整を行うことができる。しかしながら、アクチュエータ１４を２つ以上設けても良い。例えば、４つの切り込み部１１６に対向する位置に４つのアクチュエータ１４をそれぞれ設けることにより、傾きの調整速度を向上させることができる。

次に、実体顕微鏡３におけるワーク１３の傾き調整方法を説明する。まず、観察対象であるワーク１３を保持部材１２２に保持させる。この際、ワーク１３の上面の中心位置が摺動面１２４、１２５及び当接面１１４、１１５の球心Ｃ近傍となるように、ワーク１３或いは保持部材１２２の高さを予め調節しておくことが好ましい。それにより、軸部１１に対してワーク保持部１２を傾けた際にも、観察対象面の中心位置の変位が少なくなるからである。

続いて、軸部１１を回転させて切り込み部１１６を順次アクチュエータ１４の側に向け、アクチュエータ１４によって摺動部１２１の側端面１２６を打圧することにより、ワーク保持部１２の傾きを調整する。１つの方向におけるワーク保持部１２の傾きの調整範囲は、当該方向を含む断面における当接面１１４、１１５の中心角の大きさによるが、例えば図３の場合には、概略±３０°の範囲で傾きを調整することができる。なお、傾き調整を行う切り込み部１１６を変更する際には、軸部１１と干渉しない位置までアクチュエータ１４を一旦退避させてから軸部１１を回転させる。

ワーク保持部１２が所望の傾きに至ると、対物レンズ３３の焦点をワーク１３の上面に合わせ、実体顕微鏡３によりワーク１３の観察を行う。上述したように、ワーク保持部１２を概略±３０°の範囲で調整可能である場合、軸部１１を回転させつつ、±３０°の範囲でワーク１３を観察することができる。なお、ワーク１３の上面が球心Ｃに合っている場合、この球心Ｃに対物レンズ３３の焦点を一旦合わせれば、軸部１１を回転させた場合であっても、再度対物レンズ３３の焦点調節を行う必要はない。

以上説明したように、本実施の形態１においては、球面の一部をなす摺動面１２４、１２５が設けられたワーク保持部１２の摺動部１２１を、球面の一部をなす当接面１１４、１１５によって挟持し、摺動部１２１を球面に沿って摺動させることによりワーク保持部１２を傾けるので、ワーク保持部１２の傾き調整の精度を高めると共に、その傾きを安定して維持することができる。従って、簡易な構成で高精度な傾き調整を行うことが可能となる。

また、本実施の形態１によれば、摺動面１２４、１２５及び当接面１１４、１１５の球心Ｃを、軸部１１の回転軸である中心軸ａ１上且つワーク１３の上面近傍に設定するので、ワーク１３を傾けた状態で軸部１１を回転させた場合であっても、ワーク１３が中心軸ａ１の近傍で回転することになる。従って、ワーク１３の振れを最小限に抑えることができ、ワーク１３の傾きを安定的に維持することが可能となる。

さらに、本実施の形態１によれば、保持台１１１及び押さえ部１１２に挟持された摺動部１２１の側端面１２６をアクチュエータ１４によって打圧することによりワーク保持部１２の傾きを調整するので、軸部１１の構造をシンプルにすることができ、ワーク保持機構１全体を安価に構成することが可能となる。

特に、上記アクチュエータ１４は、ワーク保持機構１ではなく、ワーク保持機構１が設けられる機器のフレーム（実体顕微鏡３の架台３１）に取り付けられるので、ワーク保持機構１の回転と連動することなく動作させることができる。即ち、アクチュエータ１４への動力伝達或いは給電に対する制約がなくなり、安定且つ精度の良い傾き調整を行うことができる。また、従来のように軸部１１の内部に動力伝達機構を設ける必要がなくなるので、ワーク保持機構１の構成をシンプルにすることができる。

従って、このようなワーク保持機構１を観察装置や測定装置或いは加工装置等の各種機器に適用することにより、ワーク１３を所望の量だけ傾けた状態で観測或いは加工することが可能となる。

ここで、上記実施の形態１においては、摺動部１２１全体を凹形状としたが、反対に、凸形状としても良い。この場合、軸部１１の先端を凸球面状とし、押さえ部の下端を凹球面状とすれば良い。つまり、摺動部を凹形状とするか、凸形状とするかについては特に限定されず、ワーク保持機構１を設置する機器や設置状態等に応じて適宜選択すれば良い。

また、上記実施の形態１においてアクチュエータ１４を設ける代わりに、摺動部１２１をユーザが手動で摺動させることとしても良い。例えば、切り込み部１１６から露出した摺動部１２１の側端面１２６をハンマー等により叩くことにより外力を加えても良い。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係る加工装置の一部を示す一部断面図である。図４に示すように、本実施の形態２に係る加工装置５は、ワーク４３を保持するワーク保持機構４と、ワーク４３を切削する切削手段とを備える。本実施の形態２においては、ワーク保持機構４を旋盤に適用した例を説明する。なお、図４においては、切削手段の一部としてバイト５１のみを示している。

ワーク保持機構４は、加工装置５の主軸である軸部４１と、ワーク４３を保持するワーク保持部４２と、軸部４１に対するワーク保持部４２の傾きを調整する調整手段としてのアクチュエータ４４と、ワーク４３の傾きを検出する検出器４５と、検出器４５によるワーク４３の傾きの検出結果に基づいてアクチュエータ４４の動作を制御する制御部４６と、軸部４１を中心軸ａ４回りに回転させる駆動部４７とを備える。

ワーク保持部４２は、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなす２つの摺動面４２３、４２４が両面に設けられた摺動部４２１と、摺動部４２１に連結され、ワーク４３を保持する保持部材４２２とを有する。保持部材４２２は、図示しないチャック機構によりワーク４３を保持する。

軸部４１は、摺動部４２１の一方の摺動面４２３と当接する当接面４１３が設けられた保持台（第１の部材）４１１と、他方の摺動面４２４と当接する当接面４１４が設けられた押さえ部（第２の部材）４１２とを有する。当接面４１３、４１４は、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなしている。本実施の形態２においては、曲率半径が大きい方の当接面４１３を、摺動面４２３と曲率半径が略等しい凹球面状とし、曲率半径が小さい方の当接面４１４を、摺動面４２４と曲率半径が略等しい凸球面状としている。

当接面４１３、４１４及び摺動面４２３、４２４の間で共通の球心Ｃは、中心軸ａ４上であって、ワーク保持機構４が保持するワーク４３の内部に位置するように設定されている。そのため、ワーク４３を傾けた状態で軸部４１を回転させたとしても、ワーク４３が中心軸ａ４から大きく振れて回転することはなく、ワーク４３を安定して保持することができる。

押さえ部４１２には、当接面４２４の側から突出する軸部４１５が設けられている。また、摺動部４２１及び保持台４１１の中心部には、軸部４１５が貫通可能な開口４２５、４１６がそれぞれ設けられている。ここで、軸部４１５は中心軸ａ４に沿って微動可能であり、この軸部４１５を図４の下方向に引くことで、押さえ部４１２の当接面４１４が摺動部４２１の摺動面４２４に当接し、摺動部４２１が保持台４１１及び押さえ部４１２に挟持される。また、摺動部４２１の開口４２５の内径は、軸部４１５の外径よりも大きく、開口４２５の内径と軸部４１５の外径との差の範囲で、摺動部４２１の摺動が可能となる。

アクチュエータ４４は、例えば、マイクロメータヘッド及びこのマイクロメータヘッドを駆動するステッピングモータによって構成される。アクチュエータ４４は、図示しないガイドスライダを介して、加工装置５のフレーム（図示せず）に進退自在に取り付けられている。アクチュエータ４４は、摺動部４２１の側端面４２６を押圧することにより、摺動部４２１を摺動面４２３、４２４に沿って摺動させる。それにより、中心軸ａ４に対するワーク保持部４２及びワーク４３の傾きが調整される。

なお、アクチュエータ４４としては、実施の形態１と同様に、圧電素子の伸縮時に生じる慣性力を利用して摺動部４２１の側端面４２６を打圧する方式を採用しても良い。

ワーク４３の傾き調整を行う際、アクチュエータ４４は、先端部が摺動部４２１の側端面４２６に到達可能な位置に進められる。一方、ワーク４３の傾き調整を行っていない間、アクチュエータ４４は、軸部４１を回転させた際にワーク保持部４２と干渉しない位置に退避させられる。

検出器４５は、例えば、加工装置５のフレーム（図示せず）に取り付けられたレーザ変位計により構成され、ワーク４３の傾きを非接触且つ光学的に検出する。詳細には、検出部４５は、ワーク４３の外周側面にレーザ光Ｌを照射し、ワーク４３の外周側面によって反射されたレーザ光Ｌを検出することにより、ワーク４３（レーザ光が照射された部分）の位置を測定する。そして、軸部４１が１回転する間に変化したワーク４３の位置をもとに、ワーク４３の中心軸ａ４に対する傾きを検出する。

制御部４６は、検出器４５が検出したワーク４３の現在の傾きをもとに、ワーク４３が予め設定された目標の傾きに至るまでに必要な傾き調整量を算出すると共に、この傾き調整量に基づき、ワーク４３が目標の傾きとなるように各部の動作を制御する。詳細には、制御部４６は、ワーク４３の中心軸の現在の傾きと目標の傾きとの差分、及びワーク４３を傾斜させる方向とを算出し、この差分だけワーク４３を傾斜させるのに必要なアクチュエータ４４の駆動量と、摺動部４２１の移動方向とを取得する。そして、この駆動量及び移動方向に基づき、アクチュエータ４４及び駆動部４２１の動作を連動して制御する。

駆動部４７は、軸部４１を中心軸ａ４回りに回転させるモータであり、ワーク４３の傾きの検出及び調整時並びにワーク４３の加工時に、制御部４６の制御の下で動作する。

バイト５１は、ワーク４３を切削加工する切削工具である。バイト５１には、該バイト５１を中心軸ａ４と平行な方向及び中心軸ａ４と直交する方向に並進自在に保持する保持機構と、制御部４６の制御の下で動作し、バイト５１の保持機構を並進させる駆動手段とが設けられている（いずれも図示せず）。なお、駆動手段を設けずに、ユーザの手動操作によりこの保持機構を並進させることとしても良い。

次に、ワーク４３の加工方法を説明する。図５は、本実施の形態２に係るワークの加工方法を示すフローチャートである。本実施の形態２においては、円筒状をなすワーク４３の外面を切削加工する場合を説明する。また、図６は、後述するワーク４３の切削工程を説明するための模式図である。

まず、工程Ｓ１０において、保持部材４２２が備えるチャック機能によりワーク４３を保持部材４２２に固定する。

続く工程Ｓ１１において、制御部４６は、検出器４５によりワーク４３の傾きを検出する。詳細には、駆動部４７を駆動して軸部４１を回転させながら、検出器４５からレーザ光Ｌをワーク４３の外周側面に照射し、その反射光を検出器４５で検出することにより、ワーク４３の外周側面の変位を測定する。ワーク４３が１回転する間におけるワークの外周側面の変位から、ワーク４３の傾きを求めることができる。なお、軸部４１を回転させる際には、アクチュエータ４４がワーク保持部４２と干渉しないように、アクチュエータ４４を退避させておく。

続く工程Ｓ１２において、制御部４６は、ワーク４３の傾きが予め設定された傾きの目標値と一致するか否かを判定する。ワーク４３の傾きが目標値と一致しない場合（工程Ｓ１２：Ｎｏ）、制御部４６は、現在のワーク４３の傾きと傾きの目標値とから、傾き調整量を算出する（工程Ｓ１３）。

続く工程Ｓ１４において、制御部４６は、工程Ｓ１３において算出した傾き調整量に基づいて各部の動作を制御することにより、ワーク４３の傾きを調整する。即ち、摺動部４２１の側端面４２６を、傾き調整量に応じた方向に傾き調整量に応じた量だけアクチュエータ４４によって押圧することにより、ワーク保持部４２の傾きを変化させる。その後、工程Ｓ１１に戻る。

ここで、上述したように、本実施の形態２においては軸部４１５を中心軸ａ４に沿って微動させることにより、押さえ部４１２による摺動部４２１に対する把持力を調節することができる。そこで、傾き調整を行う際には、押さえ部４１２による摺動部４２１に対する把持力を若干緩めた状態で摺動部４２１を摺動させ、摺動部４２１の位置が決まった際に、押さえ部４１２による摺動部４２１に対する把持力を、後の加工工程に適した力量にまで高めることにより、摺動部４２１を確実に把持することとしても良い。このように軸部４１５を中心軸ａ４に沿って微動可能とする場合、傾き調整のし易さとワーク保持部４２の確実な位置決めとを両立することができる。

一方、ワーク４３の傾きが目標値と一致した場合（工程Ｓ１２：Ｙｅｓ）、駆動部４７を駆動して軸部４１を回転させ、バイト５１をワーク４３の外面に当て付けることにより、ワーク４３を加工する（工程Ｓ１５）。バイト５１によるワーク４３の加工終了後、軸部１１を停止させて保持部材４２２からワーク４３を取り外す。それにより、加工済みのワークが得られる。

ここで、上記説明においては、ワーク４３の傾きを調整した後（工程Ｓ１４参照）、ワーク４３の傾きを再度検出し（工程Ｓ１１参照）、目標値と一致しているか否かを判定している（工程Ｓ１２参照）。このようなフィードバック制御を行うことにより、ワーク４３の傾きを高精度に調整することができる。しかしながら、本実施の形態２においては、現在のワーク４３の傾き及び目標値から算出した傾き調整量に基づき、制御部４６の制御の下でアクチュエータ４４に摺動部４２１の側端面４２６を押圧させるので、精度の良い傾き調整を一回で行うことができる。従って、ワーク４３の傾きを一度調整した後、再度の傾き検出及び判定は必須ではなく、工程Ｓ１４の後で工程Ｓ１５に直接移行し、ワーク４３の加工を行っても良い。

次に、ワーク４３の加工方法の一例として、円柱状のワーク４３の外周側面に溝切加工を施す場合を説明する。

まず、ユーザは、ワーク４３を保持部材４２２に固定する（工程Ｓ１０参照）。また、ワークの傾きの目標値として傾きゼロ（ワーク保持部４２の中心軸が中心軸ａ４と一致した状態）を制御部４６に入力する。

続いて、軸部４１を回転させ、検出器４５によってワーク４３の傾きを検出する（工程Ｓ１１参照）。ワーク４３の傾きが目標値と一致しない場合（工程Ｓ１２：Ｎｏ）、制御部４６は、ワーク４３の現在の傾きと目標値とから傾き調整量を算出し（工程Ｓ１３参照）、さらに、この傾き調整量に基づいてアクチュエータ４４を駆動することにより、ワーク４３の傾きが小さくなる方向に傾き調整を行う（工程Ｓ１４参照）。

その後、軸部４１を回転させ、ワーク４３の外周側面にバイト５１を当てて切削を行う（工程Ｓ１５参照）。この際、バイト５１を中心軸ａ４に沿って移動させることにより、ワーク４３を、中心軸ａ４を中心とする円柱状に加工することができる。

次に、ユーザは、ワークの傾きの目標値として、図６に示すように、軸部４１の中心軸ａ４に対するワーク４３の中心軸ａ５の傾斜角θを制御部４６に入力する。なお、目標値は、一連の工程の開始前に予め制御部４６に入力しておいても良い。

続いて、検出器４５によりワーク４３の傾きを再度検出する（工程Ｓ１１参照）。なお、先にワーク４３の外周側面を研削したため、このとき、ワーク４５の外周側面の振れが十分に小さくなっている。このため、ワーク４３の傾き（実質的にゼロ）は目標値と一致しない（工程Ｓ１２：Ｎｏ）。

続いて、制御部４６は、現在のワーク４３の傾きから目標値に至るまでに必要な傾き調整量を算出する（工程Ｓ１３参照）。

制御部４６は、入力された目標値となるように、ワーク４３の傾きを調整する（工程Ｓ１４参照）。即ち、アクチュエータ４４にワーク保持部４２を押圧させ、図６に示すように、中心軸ａ４に対してワーク４３の中心軸ａ５を傾斜させる。この後、ワーク４３の傾きを検出して目標値に至ったか否かを判定しても良いし（工程Ｓ１１、Ｓ１２参照）、傾きの検出及び判定を省略しても良い。

ワーク４３の傾きの調整後、制御部４６は駆動部４７を駆動してワーク保持機構４を中心軸ａ４回りに回転させ、バイト５１をワーク４３の外周側面に当て付けることにより、溝切り加工を行う。バイト５１を当て付ける位置は、当接面４１３、４１４及び摺動面４２３、４２４の球心Ｃ近傍とすることが好ましい。球心Ｃは、中心軸ａ４とワーク４３の中心軸ａ５とが交差する位置であるので、ワーク４３を中心軸ａ４回りに回転させた際にも、バイト５１が切削するワーク４３の外周円の径の変化が少ないからである。それにより、図６に示すように、円柱の外周側面に対して斜めに溝が切られたワーク４３を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、球面の一部をなす摺動面４２３、４２４が設けられた摺動部４２１を、球面の一部をなす当接面４１３、４１４によって挟持し、摺動部４２１を球面に沿って摺動させるので、簡易な構成でワーク４３の高精度な傾き調整を行うことができる。従って、このようなワーク保持機構４を加工装置５に設けることにより、ワーク保持機構４が備える高精度な傾き調整機能と高いワーク保持力とを活かした高精度な切削加工を行うことが可能となる。特に、本実施の形態２においては、押さえ部４１２により摺動部４２１を加工に適した力量によって挟持するので、切削加工中にワーク４３に力がかかった場合であっても、ワーク４３を確実に保持し、ワーク４３のずれを抑えることができる。

また、本形態２においては、摺動面４２３、４２４及び当接面４１３、４１４の球心Ｃをワーク４３の内部に設定するので、ワーク４３を中心軸ａ４に対して傾けた状態で軸部４１を回転させた場合であっても、回転中におけるワーク４３の振れを抑えることができ、安定した切削加工を行うことが可能となる。

また、本実施の形態２によれば、ワーク４３の傾き調整量の算出及びこの傾き調整量に基づくワーク４３の傾き調整を、制御部４６の制御の下で自動で行うので、傾き調整精度、及びそれに続く切削加工における加工精度を向上させることが可能になる。例えば、検出器４５の検出結果などの演算用のデータがオンラインで送受信されるので、ヒューマンエラーを排除することができる。また、送受信される情報の精度を高く（即ち、データの桁数を多く）することができるので、その分、高精度な制御も可能になる。さらに、これらの一連の工程を自動で実行することにより、リードタイムを短縮し、ワーク４３の加工に要するコストを全体的に削減することが可能となる。

また、本実施の形態２によれば、非接触且つ光学的にワーク４３の傾きを検出するので、レンズのように繊細に扱うべきワーク４３に対しても、機械的な影響を与えることなく、高精度な傾き検出を行うことができる。従って、上記実施の形態２を微細な傾き調整及び切削加工が必要な光学部品の加工装置に広く適用することが可能となる。

上記実施の形態２においては、中心軸ａ４を鉛直方向に向けた状態で加工装置５を設置しているが、中心軸ａ４の向きは特に限定されない。例えば、中心軸ａ４が水平方向を向くように加工装置５を設置しても良い。ただし、ワーク４３の傾き調整に非常に高い精度が要求される場合には、上記実施の形態２のように中心軸ａ４を鉛直方向に向ける方が好ましい。中心軸ａ４を鉛直方向に向けることで、ワーク保持部４２の各部分にかかる重力のバランスを取り、重力の影響を緩和することができるからである。

また、上記実施の形態２においては、検出器４５として、非接触且つ光学的にワーク４３の傾きを検出可能なレーザ変位計を用いたが、ワーク４３の傾きを検出することができれば、他の方式の検出器４５を用いても良い。例えば、ワーク４３の外周側面にセンサヘッドを接触させて外周側面の変位を検出する接触式変位計を用いても良い。ただし、接触式変位計を用いる場合には、センサヘッドがワーク４３に接触することによりワーク４３の傾きに影響を与える可能性があるため、ワーク４３の傾き調整に高い精度が要求される場合には、上記実施の形態２のように非接触且つ光学的にワーク４３の変位を検出可能な機器を用いることが好ましい。

また、上記実施の形態２においては、ワーク４３の傾き検出からワーク４３の加工までの一連の工程を自動で行うこととしたが、これらの工程の一部をユーザが手動で行うこととしても良い。例えば、検出器４５が検出したワーク４３の傾きに基づいて、ユーザが傾き調整量を算出し、この傾き調整量を制御部４６に入力して制御部４６にアクチュエータ４４に対する制御を実行させても良い。或いは、ワーク４３の加工工程（工程Ｓ１５）において、バイト５１をワーク４３に当て付ける位置をユーザが手動で調節するなどしても良い。

また、上記実施の形態２においては、保持部材４２２によりワーク４３を保持する方法について明示していないが、ワーク４３の保持方法は、ワーク４３に対する加工の目的によって自由に選択することができる。例えば、旋盤でしばしば用いられるように、ワークを外周側から掴む形で保持してもよいし、ワークが筒状であればその内周側から保持してもよい。さらに、ワークの外周側面又は内面（ワーク内側の面）の一部に予めねじを切り、このねじ部分を用いて保持する方法などを含めることもでき、広い自由度をもって選択することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係る加工装置の一部を示す斜視図である。また、図８は、図７に示す加工装置の一部断面図である。図７及び図８に示すように、本実施の形態３に係る加工装置７は、筒状をなすレンズ枠６３２にレンズ６３１を組み込んだ鏡枠をワーク６３として切削加工を行うレンズ枠切削装置であり、ワーク６３を保持するワーク保持機構６と、ワーク６３を切削する切削手段とを備える。図７及び図８においては、切削手段の一部としてバイト７１のみを示している。

ワーク保持機構６は、加工装置７の主軸であるベース部６０と、ベース部６０上に設置され、ベース部６０と共に回転する軸部６１と、ワーク６３を保持するワーク保持部６２と、ベース部６０と共に軸部６１を挟持する挟持部材６４と、挟持部材６４をベース部６０に締結するベース締結部材６５と、ワーク保持部６２の傾きを調整する調整手段としてのアクチュエータ６６と、水平方向（水平面内）における軸部６１の位置を調整する第２の調整手段としてのアクチュエータ６７と、ワーク６３の偏心を測定する偏心測定器（検出器）６８と、偏心測定器６８による測定結果に基づいてアクチュエータ６６、６７の動作を制御する制御部６９と、ベース部６０を中心軸ａ６回りに回転させる駆動部７０とを備える。

ワーク保持部６２は、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなす２つの摺動面６２４、６２５が両面に設けられた摺動部６２１と、摺動部６２１に固定された軸部６２２と、軸部６２２の先端に連結され、ワーク６３を保持する保持部材６２３とを有する。保持部材６２３は、図示しないチャック機構により、レンズ枠６３２の内面側からワーク６３を保持する。これにより、ワーク６３の外面（レンズ枠６３２の外周側面および上下面）全体が露出した状態となる。

軸部６１は、摺動部６２１の一方の摺動面６２４と当接する当接面６１４が設けられた保持台（第１の部材）６１１と、他方の摺動面６２５と当接する当接面６１５が設けられた押さえ部（第２の部材）６１２と、保持台６１１に押さえ部６１２を締結するボルト等の締結部材６１３とを有する。当接面６１４、６１５は、曲率半径が互いに異なる同心の球面の一部をなしている。本実施の形態３においては、曲率半径が大きい方の当接面６１４を、摺動面６２４と曲率半径が略等しい凹球面状とし、曲率半径が小さい方の当接面６１５を、摺動面６２５と曲率半径が略等しい凸球面状としている。

当接面６１４、６１５及び摺動面６２４、６２５の間で共通の球心Ｃは、ワーク６３よりも若干鉛直上方の位置している。それにより、ワーク６３を傾けた状態でワーク保持機構６を回転させたとしても、ワーク６３が中心軸ａ６から大きく振れて回転することはなく、ワーク６３を安定して保持することができる。

押さえ部６１２には、ワーク保持部６２の軸部６２２が貫通可能な開口６１６が設けられている。この開口６１６の内径は、軸部６２２の外径よりも大きく、開口６１６の内径と軸部６２２の外径との差の範囲で、摺動部６２１の摺動が可能となる。

保持台６１１の下端部には、外周側に向かって突出するリム部６１７が設けられている。リム部６１７は、保持台６１１をベース部６０に取り付けるための取り付け部であり、保持台６１１と一体的に形成されている。

リム部６１７の下面６１７ａは、軸部６１の中心軸と直交する平面であり、本実施の形態３においては保持台６１１の下底面と一体化している。このリム部６１７の下面６１７ａがベース部６０の上面（当接面）６０ａと当接するように、軸部６１がベース部６０上に載置される。本実施の形態３においては、ベース部６０の上面６０ａを水平面としている。

リム部６１７の上面６１７ｂは、下面６１７ａと平行な平面である。このリム部６１７上に、円盤状をなす挟持部材６４が載置される。挟持部材６４の下面（当接面）６４ａは、リム部６１７の上面６１７ｂと当接する平面である。リム部６１７及び挟持部材６４には複数の貫通孔が形成されており、これらの貫通孔にベース締結部材６５を挿入してベース部６０に螺合することにより、軸部６１がベース部６０及び挟持部材６４に、水平面に沿って摺動可能に挟持される。リム部６１７に形成された貫通孔６１８の内径はベース締結部材６５の外径よりも大きく、軸部６１は、貫通孔６１８の内径とベース締結部材６５の外径との差の範囲で摺動可能となる。

アクチュエータ６６は、例えば、電圧を印加することにより伸縮する圧電素子によって構成され、圧電素子の伸縮時に生じる慣性力を利用して摺動部６２１の側端面６２６を打圧する。制御部６９がこの打圧する回数を制御することにより、摺動部６２１の摺動量、即ち、ワーク６３の傾きが調整される。

アクチュエータ６６は、ガイドスライダ６６１により加工装置７のフレーム（図示せず）に進退可能に取り付けられている。なお、図８においては、ガイドスライダ６６１の記載を省略している。ワーク６３の傾き調整を行う際、アクチュエータ６６は、先端部が摺動部６２１の側端面６２６に到達可能な位置に進められる。一方、傾き調整を行っていない間、アクチュエータ６６は、ベース部６０を回転させた際にワーク保持部６２と干渉しない位置に退避させられる。

アクチュエータ６７は、アクチュエータ６６と同様に圧電素子によって構成され、リム部６１７の外周面を打圧する。制御部６９がこの打圧する回数を制御することにより、軸部６１の移動量、即ち、ワーク６３の水平方向における位置が調整される。

アクチュエータ６７は、ガイドスライダ６７１により加工装置７のフレーム（図示せず）に進退可能に取り付けられている。なお、図８においては、ガイドスライダ６７１の記載を省略している。ワーク６３の水平面における位置調整を行う際、アクチュエータ６７は、先端部がリム部６１７の外周面に到達可能な位置に進められる。一方、位置調整を行っていない間、アクチュエータ６７は、ベース部６０を回転させた際にベース部６０及び軸部６１と干渉しない位置に退避させられる。

図７に示すように、アクチュエータ６６、６７を設ける数は１つずつでも良いが、摺動部６２１の外周及びリム部６１７の外周にそって、それぞれ複数ずつ設けても良い。

偏心測定器６８は、加工装置７のフレーム（図示せず）に固定され、ワーク６３の偏心状態を非接触且つ光学的に測定する。詳細には、偏心測定器６８は、ワーク保持機構６の鉛直上方に設置され、ワーク６３に向け中心軸ａ６に沿ってレーザ光Ｌを出射する光源と、レンズ６３１を透過し、保持部材６２３の上端面において反射されて再びレンズ６３１を透過したレーザ光Ｌを受光し、受光したレーザ光Ｌの像の画像データを出力するＣＣＤ等の撮像素子と、受光したレーザ光Ｌの像に基づいてレンズ６３１の光軸の傾き及び位置ずれを測定する演算部とを内蔵する。偏心測定器６８は、ワーク６３を中心軸ａ６回りに回転させながら受光したレーザ光Ｌの像の軌跡及び基準位置からの変位に基づいて、レンズ６３１の光軸の中心軸ａ６に対する傾き及び位置ずれを測定する（特開２００７−３２２２２０号公報参照）。

制御部６９は、偏心測定器６８から出力されたワーク６３の偏心状態（光軸の傾き及び位置ずれ）をもとにアクチュエータ６６、６７の動作を制御することにより、ワーク６３の偏心調整を行う。具体的には、レンズ６３１の光軸を中心軸ａ６と一致させる、所謂心出しを行う。

駆動部７０は、ベース６０を中心軸ａ６回りに回転させるモータであり、ワーク６３の偏心状態の測定及び偏心調整時並びにワーク６３の加工時に、制御部６９の制御の下で動作する。

バイト７１は、ワーク６３を切削加工する切削工具である。バイト７１には、該バイト７１を中心軸ａ６と平行な方向及び中心軸ａ６と直交する方向に並進自在に保持する保持機構と、制御部６９の制御の下で動作し、バイト７１の保持機構を並進させる駆動手段とが設けられている（いずれも図示せず）。なお、駆動手段を設けずに、ユーザの手動操作によりこの保持機構を並進させることとしても良い。

次に、ワーク６３の加工方法を説明する。図９は、本実施の形態３に係るワークの加工方法を示すフローチャートである。

まず、工程Ｓ２０において、保持部材６２３が備えるチャック機能によりワーク６３を保持部材６２３に固定する。

続く工程Ｓ２１において、制御部６９は、偏心測定器６８によりワーク６３の偏心状態を測定する。詳細には、駆動部７０を駆動してベース部６０を回転させながら、偏心測定器６８から中心軸ａ６に沿ってレンズ６３１にレーザ光Ｌを照射させる。偏心測定器６８は、レンズ６３１を透過したレーザ光Ｌの反射光を受光し、この反射光の像に基づいてレンズ６３１の光軸の中心軸ａ６からの傾き及び位置ずれを測定し、測定結果を制御部６９に出力する。

続く工程Ｓ２２において、制御部６９は、ワーク６３の偏心調整を行う。詳細には、工程Ｓ２１において測定したレンズ６３１の光軸の傾きをもとに、アクチュエータ６６に摺動部６２１の側端面６２６を打圧させることにより、軸部６１に対するワーク保持部６２の傾きを調整し、光軸を中心軸ａ６と平行な状態にする。続いて、工程Ｓ２１において測定したレンズ６３１の光軸の位置ずれをもとに、アクチュエータ６７にリム部６１７の外周面を打圧させることにより、ベース部６０に対して軸部６１を水平面に沿って移動させ、光軸を中心軸ａ６と一致させる。

本実施の形態３においては、当接面６１４、６１５及び摺動面６２４、６２５の球心Ｃの位置がワーク６３の若干鉛直上方となるように設定している。そのため、ワーク６３を偏心調整する際のワーク６３の傾きの調整量は数分程度となり、ワーク６３の水平方向における位置の調整量は約０．１ｍｍ以下となる。このように傾き及び位置の調整量を小さい範囲に留めることができるので、偏心調整の際にワーク６３が大きく振れることはなく、ワーク６３を安定的に保持することができる。

続く工程Ｓ２３において、ワーク６３の外面を切削する。具体的には、レンズ枠６３２の外面の少なくとも一部を切削する。ここで、レンズ枠６３２の外面とは、レンズ枠６３２の外周側面、及びレンズ枠６３２の上下面を含む領域のことである。また、レンズ枠６３２の外周側面に溝等の凹凸が設けられる場合には、この凹凸の部分も外面に含まれる。詳細には、駆動部７０によりベース部６０を中心軸ａ６回りに回転させ、ワーク６３の外周側面にバイト７１の先端部を当接させながら、バイト７１を中心軸ａ６に沿って移動させる。また、ワーク６３の上下面においては、バイト７１を中心軸ａ６と直交する方向に移動させる。それにより、レンズ枠６３２の外周側面の中心軸をレンズ６３１の光軸と一致させ、レンズ枠６３２の上下面をレンズ６３１の光軸と直交させることができる。

以上説明したように、本実施の形態３によれば、ワーク保持機構６及び切削手段からなる簡易な構成により、レンズ枠に対して高精度な切削加工を行うことができる。

また、本実施の形態３によれば、非接触且つ光学的にワーク６３の偏心状態を測定する偏心測定器６８を設けたので、レンズが取り付けられたレンズ枠等の光学部材に対し、高精度な偏心測定及び偏心調整を行うことができる。この偏心調整の後に引き続き切削加工を行うことで、高精度且つ安定した加工を行うことができる。

また、本実施の形態３によれば、偏心測定器６８による偏心状態の測定結果に基づく制御部６９の制御によりアクチュエータ６６、６７を動作させるので、高精度な偏心調整を全自動で行うことができる。従って、偏心調整後の切削加工を含めた一連の工程を自動化して効率良く行うことが可能となる。

なお、上記実施の形態３においては、中心軸ａ６を鉛直方向に向けた状態で加工装置７を設置しているが、中心軸ａ６の向きは特に限定されない。例えば、中心軸ａ６が水平方向を向くように加工装置７を設置しても良い。ただし、ワーク６３に非常に高い加工精度が要求される場合には、重力の影響を受け難く、ワークの偏心測定及び偏心調整精度を向上させることができ、さらに、切削加工中のワーク６３の姿勢を維持し易いという点で、上記実施の形態３のように中心軸ａ６を鉛直方向に向ける方が好ましい。

また、上記実施の形態３においては、ワーク６３としてレンズ枠を偏心調整及び切削加工する場合を説明したが、ワーク６３の種類はこれに限定されない。例えば、レンズそのものをワーク６３として、レンズの外周面の少なくとも一部を加工することとしても良い。ここで、レンズの外周面とは、レンズ側面（レンズの外周側面）と、レンズの上面及び下面のうちレンズの光学機能を発揮する光学機能面の外側に位置する平面状の領域（平面部）とを含む領域のことである。この場合、バイト７１をレンズ研削用のダイヤモンドホイールに変更することで、レンズ側面の中心軸をレンズの光軸と一致させる、所謂レンズの心取り加工を行うことができる。この場合においても、上述したワーク保持機構６を用いることにより、レンズの光軸の傾き及び位置ずれの測定精度を向上させることができ、高精度な心取り加工を行うことが可能となる。なお、この場合には、保持部材６２３として、例えば吸着チャックのように、レンズの端面を保持可能な部材を用いると良い。

或いは、対物レンズのように、複数のレンズが組み込まれた光学部品をワーク６３として、光学部品の外面の少なくとも一部を加工することとしても良い。ここで、光学部品の外面とは、光学部品の外周側面、この外周側面に設けられた溝等の凹凸、及び光学部品の上下面を含む領域のことである。この場合においても、対物レンズの外面を高精度に加工することができるので、顕微鏡への対物レンズの取り付け精度を向上させることが可能となる。

以上説明した実施の形態１〜３は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、実施の形態１〜３に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能である。

１、４、６ ワーク保持機構
２ 回転台
３ 実体顕微鏡
５、７ 加工装置
１１、４１、６１ 軸部
１２、４２、６２ ワーク保持部
１３、４３、６３ ワーク
１４、４４、６６、６７ アクチュエータ
１４１、６６１、６７１ ガイドスライダ
３１ 架台
３２ アーム
３３ 対物レンズ
３４ 接眼レンズ
３５ 調節ツマミ
４５ 検出器
４６、６９ 制御部
４７、７０ 駆動部
５１、７１ バイト
６０ ベース部
６０ａ、６１７ｂ 上面
６４ 挟持部材
６４ａ、６１７ａ 下面
６５ ベース締結部材
６８ 偏心測定器
１１１、４１１、６１１ 保持台
１１２、４１２、６１２ 押さえ部
１１３、６１３ 締結部材
１１４、１１５、４１３、４１４、６１４、６１５ 当接面
１１７ リムの領域
１１８、４１６、４２５、６１６ 開口
１２１、４２１、６２１ 摺動部
１２２、４２２、６２３ 保持部材
１２３ 脚部
１２４、１２５、４２３、４２４、６２４、６２５ 摺動面
１２６、４２６、６２６ 側端面
４１５、６２２ 軸部
６１７ リム部
６１８ 貫通孔
６３１ レンズ
６３２ レンズ枠

Claims (15)

1. ワークを回転可能に保持するワーク保持機構であって、
   半径が互いに異なる同心の球面の一部をなす２つの摺動面が両面に設けられた摺動部と、該摺動部と連結され、前記ワークを保持する保持部材と、を有するワーク保持部と、
   １軸回りに回転可能な軸部であって、前記２つの摺動面の少なくとも一部にそれぞれ当接する２つの当接面を有し、前記摺動部を前記２つの摺動面に沿って摺動可能に挟持する軸部と、
   を備え、
   前記２つの当接面を前記２つの摺動面にそれぞれ当接させた状態で前記軸部によって前記摺動部を挟持しつつ該摺動部を摺動させることにより、前記軸部の中心軸に対する前記ワーク保持部の傾きが変化する、
   ことを特徴とするワーク保持機構。
2. 前記２つの摺動面及び前記２つの当接面は共通の球心を有し、該球心が前記軸部の中心軸上に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のワーク保持機構。
3. 前記軸部は、
   前記２つの当接面のうちの一方の当接面が設けられた第１の部材と、
   前記２つの当接面のうちの他方の当接面が設けられた第２の部材と、
   前記第１の部材と前記第２の部材とを締結する締結部材と、
   を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク保持機構。
4. 前記軸部に対する前記摺動部の位置を変化させることにより前記傾きを調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク保持機構。
5. 前記摺動部は、前記２つの摺動面を接続する側端面を有し、
   前記調整手段は、前記側端面を押圧又は打圧するアクチュエータである、ことを特徴とする請求項４に記載のワーク保持機構。
6. 前記軸部の中心軸に対する前記ワークの傾きを検出する検出器をさらに備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のワーク保持機構。
7. 前記検出器は、非接触且つ光学的に前記ワークの傾きを検出する、ことを特徴とする請求項６に記載のワーク保持機構。
8. 前記検出器による検出結果に基づいて前記調整手段の動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項６又は７に記載のワーク保持機構。
9. 前記軸部を当該軸部の中心軸回りに回転させる駆動手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のワーク保持機構。
10. 前記軸部は、該軸部の中心軸と直交する２つの平面が両面に設けられた取り付け部を有し、
    前記２つの平面と当接する２つの当接面をそれぞれ有し、前記取り付け部を前記２つの平面に沿って摺動可能に挟持するベース部及び挟持部材と、
    前記２つの平面における前記ベース部に対する前記軸部の位置を調整する第２の調整手段と、
    前記ベース部を、前記軸部の中心軸と平行な当該ベース部の中心軸回りに回転させる駆動手段と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のワーク保持機構。
11. 請求項９又は１０に記載のワーク保持機構と、
    前記ワークを加工する工具と、
    を備えることを特徴とする加工装置。
12. 前記ワークは、１つ以上のレンズが組み込まれた筒状をなすレンズ枠であり、
    前記保持部材は、前記レンズ枠を内周側から保持し、
    前記工具は、前記レンズ枠の外面を切削する切削工具である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。
13. 前記ワークは、複数のレンズが組み込まれた光学部品であり、
    前記保持部材は、前記光学部品の外周面の一部を保持し、
    前記工具は、前記光学部品の外面を切削する切削工具である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。
14. 前記ワークはレンズであり、
    前記保持部材は、前記レンズの端面を保持し、
    前記工具は、前記レンズの外周面を研削するレンズ研削用の工具である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。
15. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のワーク保持機構に前記ワークを保持させ、所定の軸に対する前記ワークの少なくとも傾きを調整する調整工程と、
    前記ワークを前記所定の軸回りに回転させ、前記ワークの外面に加工工具を当接させることにより、前記ワークの外面を加工する加工工程と、
    を含むことを特徴とするワークの加工方法。

Images