JP2019166608A

JP2019166608A - 研削装置

Info

Publication number: JP2019166608A
Application number: JP2018057367A
Authority: JP
Inventors: 久男渡邉; Hisao Watanabe
Original assignee: Fukushima Giken Kk
Current assignee: Fukushima Giken Kk
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-10-03

Abstract

【課題】研削装置において、簡素な構成で被加工物を円柱形状や平面部を有する形状に研削する。【解決手段】研削装置１は、光学素子Ｗ（被加工物）を保持するための主軸１０及び芯押台２０と、主軸１０と交差する方向に配置され、砥石４１が装着される砥石軸４０と、光学素子Ｗを回転させる主軸回転用モータ３１（被加工物回転用駆動手段）と、主軸回転用モータ３１によって光学素子Ｗを回転させた状態で砥石４１によって光学素子Ｗを円柱形状に研削する第１の制御、及び光学素子Ｗの回転を停止させた状態で砥石４１によって平面部を形成するように光学素子Ｗを研削する第２の制御を行う制御部６０と備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物の研削を行う研削装置に関する。

従来、ガラス等の材料からなるレンズ等の光学素子を円柱形状に研削するために、主軸と芯押台との間に保持された光学素子を回転させながら、光学素子の外周面に砥石を押し当てる研削方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２４５８５５号公報

ところで、光学素子等の被加工物を円柱形状に研削するニーズのほか、被加工物を多角柱形状などの平面部を有する形状に研削するニーズもある。そのため、これらのニーズに対応するためには、円柱形状に被加工物を研削する研削装置、及び平面部を有する形状に被加工物を研削する研削装置をそれぞれ用意するか、或いは、円柱形状に被加工物を研削するユニットと平面部を有する形状に被加工物を研削するユニットとの両方を備える複雑な構成の研削装置を用意することになる。

本発明の目的は、簡素な構成で被加工物を円柱形状や平面部を有する形状に研削することができる研削装置を提供することである。

１つの態様では、研削装置は、被加工物を保持するための主軸及び芯押台と、前記主軸と交差する方向に配置され、砥石が装着される砥石軸と、前記被加工物を回転させる被加工物回転用駆動手段と、前記被加工物回転用駆動手段によって前記被加工物を回転させた状態で前記砥石によって前記被加工物を円柱形状に研削する第１の制御、及び前記被加工物の回転を停止させた状態で前記砥石によって平面部を形成するように前記被加工物を研削する第２の制御を行う制御部とを備える。

前記態様によれば、簡素な構成で被加工物を円柱形状や平面部を有する形状に研削することができる。

一実施の形態に係る研削装置を示す平面図である。一実施の形態における円柱状光学素子の研削を説明するための左側面図である。一実施の形態における四角柱状光学素子の研削を説明するための左側面図である。

本発明の一実施の形態に係る研削装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施の形態に係る研削装置１を示す平面図である。

なお、図１並びに後述する図２及び図３に示すＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、説明の便宜上の方向に過ぎないが、例えば、Ｘ方向及びＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

図１に示すように、研磨装置１は、主軸１０、芯押台２０、主軸回転用モータ３１、ロック用モータ３５、Ｘテーブル３８、砥石軸４０、砥石回転用モータ５１、Ｙテーブル５４、Ｙ軸駆動モータ５５、制御部６０等を備える。

主軸１０の先端（図１におけるＸ方向の右端）には、センタ１１及び治具１２が配置されている。また、芯押台２０の先端（図１におけるＸ方向の左端）側には、センタ２１及び治具２２が配置されている。主軸１０及び芯押台２０は、図示しない駆動手段によってＸ方向に移動するＸテーブル３８上に配置されている。

芯押台２０側では、ハンドル操作等によってセンタ２１が主軸１０に対してＸ方向に移動する。主軸１０の治具１２と芯押台２０の治具２２との間には、光学素子Ｗが挟持され、クランプハンドル２３によって固定される。なお、光学素子Ｗは、被加工物の一例であり、光学素子Ｗの材料は、例えばガラスでなる。

主軸回転用モータ３１は、Ｘテーブル３８上に配置され、Ｚ方向に延びる出力軸において、タイミングベルト３２が架け渡されている。このタイミングベルト３２は、ウォーム３３と同軸上に設けられたプーリにも架け渡されている。

ウォーム３３がウォームホイール３４に噛み合うことで、Ｚ方向を回転中心として回転する主軸回転用モータ３１の動力がＸ方向を回転中心として回転する動力に変換される。主軸１０は、ウォームホイール３４の中心に連結されることで、ウォームホイール３４とともにＸ方向を回転中心として回転する。

ロック用モータ３５は、カム３６の回転角度を調整することによって、ロック軸３７をＸ方向に移動させる。ロック軸３７がウォームホイール３４に押し付けられると、ウォームホイール３４ひいては主軸１０及び光学素子Ｗの回転角度が固定される。また、ロック用モータ３５は、カム３６の回転角度を調整することによってロック軸３７をウォームホイール３４から離隔させることで、ウォームホイール３４ひいては主軸１０及び光学素子Ｗの回転を許容する。なお、ロック軸３７のうちウォームホイール３４に接触する部分（図１におけるＸ方向の右端）には、パッドなどが設けられているとよい。

砥石軸４０の先端（図１におけるＹ方向の下端）には、砥石４１が着脱可能に装着される。なお、砥石軸４０はＹ方向に延びるため、Ｘ方向に延びる主軸１０とは直交（交差）するように配置されている。

砥石軸４０には、センサ４２が配置されている。このセンサ４２は、光学素子Ｗに接触した砥石４１の位置を加工の基準として検出するものであるが、単に、砥石４１のＹ方向の位置を検知し続けるものであってもよい。センサ４２は、例えば、フォトセンサや、砥石４１と光学素子Ｗとの衝突を音又は振動によって検知するセンサなどである。

取付部材４３は、砥石軸４０を回転可能に支持するとともに砥石軸４０を後述するＹテーブル５４上に取付けるために配置されている。このＹテーブル５４は、Ｙ方向に移動可能であるが、図示しない駆動手段によってＺ方向にも移動可能であり、砥石軸４０を上下動させることが可能となっている。

砥石軸４０のプーリ４４には、Ｖベルト５３およびプーリ５２を介して砥石回転用モータ５１から砥石軸４０を回転させる動力を伝達される。なお、砥石回転用モータ５１もＹテーブル５４上に配置されている。

Ｙ軸駆動モータ５５の出力軸にはプーリ５６が配置されている。このプーリ５６と、Ｙテーブル５４を駆動するボールネジに連結されたプーリ５８との間には、ベルト５７が架け渡されている。これにより、Ｙテーブル５４がＹ方向に移動する。

なお、上述のように、砥石軸４０は、Ｙテーブル５４上でＹ方向及びＺ方向に移動可能であり、主軸１０及び芯押台２０はＸテーブル３８上でＸ方向に移動可能である。つまり、主軸１０と芯押台２０との間に位置する光学素子Ｗは、砥石軸４０との関係で相対的にＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動可能である。

制御部６０は、各種モータの駆動制御、センサ４２の出力信号の取得などを行う。例えば、制御部６０は、図２に示す円柱状光学素子Ｗ１等の円柱形状の被加工物の研削時には、主軸回転用モータ３１によって光学素子Ｗを回転させた状態で砥石４１によって光学素子Ｗを円柱形状に研削する第１の制御を行う。

また、制御部６０は、図３に示す四角柱状光学素子Ｗ２等の多角柱形状の被加工物の研削時には、光学素子Ｗの回転を停止させた状態で砥石４１によって光学素子Ｗに平面部を順次形成する第２の制御を行う。

光学素子Ｗに平面部を形成する場合には、制御部６０は、図１に示す上述のロック用モータ３５によって、カム３６の回転角度を調整し、ロック軸３７をウォームホイール３４に押し付けることで、ウォームホイール３４ひいては主軸１０及び光学素子Ｗの回転角度を固定するとよい。これにより、光学素子Ｗに平面部を形成する際に、光学素子Ｗが回転してしまうことを防止することができる。

以上説明した本実施の形態では、研削装置１は、被加工物の一例である光学素子Ｗを保持するための主軸１０及び芯押台２０と、主軸１０と交差する方向に配置され、砥石４１が装着される砥石軸４０と、光学素子Ｗを回転させる被加工物回転用駆動手段の一例である主軸回転用モータ３１と、主軸回転用モータ３１によって光学素子Ｗを回転させた状態で砥石４１によって光学素子Ｗ（円柱状光学素子Ｗ１）を円柱形状に研削する第１の制御、及び光学素子Ｗの回転を停止させた状態で砥石４１によって平面部を形成するように光学素子Ｗ（四角柱状光学素子Ｗ２）を研削する第２の制御を行う制御部６０と備える。

これにより、光学素子Ｗを回転させた状態と停止させた状態とに切り換えることによって、単一の砥石４１を用いて、円柱形状に光学素子Ｗを研削することができるとともに、平面部を形成するように光学素子Ｗを研削することができる。

よって、本実施の形態によれば、簡素な構成で光学素子Ｗ（被加工物）を円柱形状（円柱状光学素子Ｗ１）や平面部を有する形状（四角柱状光学素子Ｗ２）に研削することができる。

また、本実施の形態では、制御部６０は、光学素子Ｗの回転を停止させた状態で砥石４１によって平面部を形成するように光学素子Ｗを研削する第２の制御を行うことによって、光学素子Ｗを多角柱形状（四角柱状光学素子Ｗ２）に研削する。これにより、多角柱形状の光学素子Ｗを、上述のように簡素な構成の研削装置１によって研削することができる。

１研削装置
１０主軸
１１センタ
１２治具
２０芯押台
２１センタ
２２治具
２３クランプハンドル
３１主軸回転用モータ（被加工物回転用駆動手段）
３２タイミングベルト
３３ウォーム
３４ウォームホイール
３５ロック用モータ
３６カム
３７ロック軸
３８Ｘテーブル
４０砥石軸
４１砥石
４２センサ
４３取付部材
４４プーリ
５１砥石回転用モータ
５２プーリ
５３Ｖベルト
５４Ｙテーブル
５５Ｙ軸駆動モータ
５６プーリ
５７ベルト
５８プーリ
６０制御部
Ｗ光学素子
Ｗ１円柱状光学素子
Ｗ２四角柱状光学素子

１つの態様では、研削装置は、被加工物を保持するための主軸及び芯押台と、前記主軸と交差する方向に配置され、砥石が装着される単一の砥石軸と、前記被加工物を回転させる被加工物回転用駆動手段と、前記被加工物回転用駆動手段によって前記被加工物を回転させた状態で前記単一の砥石によって前記被加工物を円柱形状に研削する第１の制御、及び前記被加工物の回転を停止させた状態で前記単一の砥石によって平面部を順次形成することで前記被加工物を多角柱形状に研削する第２の制御を行う制御部と、ロック用モータとを備え、前記被加工物回転用駆動手段は、ウォームを回転させ、当該ウォームに噛み合い前記主軸に連結されたウォームホイールを回転させることによって、前記主軸及び前記被加工物を回転させる主軸回転用モータであり、前記ロック用モータは、カムの回転角度を調整することによって、ロック軸を前記ウォームホイールに押し付け前記主軸及び前記被加工物の回転角度を固定するとともに、前記カムの回転角度を調整することによって、前記ロック軸を前記ウォームホイールから離隔させ前記主軸及び前記被加工物の回転を許容する。

Claims

被加工物を保持するための主軸及び芯押台と、
前記主軸と交差する方向に配置され、砥石が装着される砥石軸と、
前記被加工物を回転させる被加工物回転用駆動手段と、
前記被加工物回転用駆動手段によって前記被加工物を回転させた状態で前記砥石によって前記被加工物を円柱形状に研削する第１の制御、及び前記被加工物の回転を停止させた状態で前記砥石によって平面部を形成するように前記被加工物を研削する第２の制御を行う制御部と
を備えることを特徴とする研削装置。
前記制御部は、前記第２の制御を行うことによって、前記被加工物を多角柱形状に研削することを特徴とする請求項１記載の研削装置。