JP2607184Y2 - 微小径レンズ加工機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、球心加圧方式を用いた
微小径レンズ加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、微小径レンズを加工する場合、該
加工を目的としたレンズ加工機が無く、多くは技能者の
手作業で加工していた。または、例えば特開昭５９−４
２２５６号公報にて開示されている球心加圧方式（加工
するレンズ球面または工具球面の曲率中心いわゆる球心
に向けて加工圧を付与する方式）の加工機等を代替え機
として用いて加工していた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術には以下の様な欠点がある。すなわち、技能者の手作
業による加工では、高度な技能者を必要とし、低コスト
化が図れない欠点があった。また、特開昭５９−４２２
５６号公報記載の方法では、微小径レンズの加工を行う
場合の重要な要素である加圧の微小制御および高追従性
と高精度な球心揺動とが出来ない。

【０００４】すなわち、加圧の微小制御および高追従性
に関しては、前記公報に記載されるエア−シリンダ−を
用いたリンク機構ではシリンダ−のシ−ルおよび各摺動
部の抵抗が大きく、また機構部の摺動抵抗も影響を及ぼ
す。加えて、シリンダ−の加圧点の位置および加圧方向
がワ−クへの加圧点にないため、微妙な圧力のコントロ
−ルが出来ない等により微小圧力制御および高追従性を
確保することが出来ない。

【０００５】また、微小径レンズの加工ではワ−クの球
心と揺動中心とを高精度に一致させる必要があるが、前
記公報にて用いられている機構ではカンザシが球心を向
く点が一点しかなく、またカンザシの固定構造から球心
を高精度に一致させ、かつ安定して再現することが出来
ない。さらに、異なる曲率を有するレンズを加工する場
合、カンザシが常に球心を向くように調整し直すことが
大変煩わしい欠点があった。

【０００６】因って、本考案は前記従来技術における欠
点に鑑みて開発されたもので、加圧の微小制御と高追従
性を確保し、安定して高精度な球心加圧を行うことがで
きることにより、微小径レンズの加工が容易に安定して
行える微小径レンズ加工機の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本考案の微小径レンズ
加工機は、加工部材または加工工具を一端部に保持して
回転駆動するスピンドルと、上記スピンドルをその軸方
向に移動させ、スピンドルに保持された加工部材または
加工工具の球心位置を調整する球心調整手段と、上記加
工部材または加工工具の球心を通る軸心を中心として揺
動する揺動軸と、上記揺動軸に取着した屈曲状の揺動ア
ームと、上記スピンドルと対向するように上記揺動アー
ムに備えられたシリンダーと、上記シリンダー内で摺動
可能に設けられ、上記スピンドルに保持された加工部材
または加工工具のもう一方を支持するシリンダー軸と、
上記シリンダー内に供給し、上記シリンダー軸を加圧方
向に移動させて上記加圧部材と加工工具との接触部に圧
力を与え、シリンダー軸とシリンダーとの摺動部から漏
れる流体と、上記シリンダー軸の自重をキャンセルする
ように、上記シリンダー軸を上記加圧方向とは逆方向に
付勢するスプリングと、を具備するものである。

【０００８】

【作用】本考案では、加工部材を加工工具で加工すると
きに、加工部材の球心あるいは加工工具の球心とカンザ
シユニットの揺動中心とを一致させると共に、加工部材
あるいは加工工具を流体によって加圧するため、微小加
圧制御を行うことができ、微小経レンズの加工を効率良
く、容易に安定して行える。

【０００９】

【実施例１】図１〜図４は本実施例を示し、図１は一部
を断面した正面図、図２はシリンダ−ユニットの側面
図、図３は揺動リンクの動作図、図４はフロ−チャ−ト
である。高精度ベアリングにより回転可能に保持される
高精度に加工されたスピンドル２８は、その一端へ高精
度に加工されたチャック７が固定され、他端には回転を
伝えるスピンドルプ−リ−１３が固定されており、下軸
ユニット１に回転可能に取り付けられている。

【００１０】下軸ユニット１には、その上端に研削液が
飛散しない様にタライ２２が固着され、下端にはモータ
ーベース２４を介して無段階に回転数を制御可能な下軸
モー夕ー１２が固着されている。下軸モーター12のモー
ター軸にはモータープーリー１４が固着され、モーター
プーリー１４とスピンドルプーリー１３とに張架された
ベルト１５を介してスピンドル２８に回転を伝える。下
軸ユニット１はスライドユニット１６を介してフレーム
１１へ上下摺動可能に取り付けられている。一方、フレ
ーム１１に固着された調整ネジ１０は下軸ユニット１に
連結され、スライドユニット１６を介して下軸ユニット
１を上下方向に摺動させる。

【００１１】フレ−ム１１の上端にはカンザシユニット
２が固着されている。カンザシユニット２にはベアリン
グケ−ス２５が回転可能に組付けられている。ベアリン
グケ−ス２５には高精度ベアリングを介して揺動軸２３
が回転可能に取り付けられ、その一端には揺動ア−ム３
０が取着されている。ベアリングケ−ス２５は、ベアリ
ングケ−ス２５に固定されたウォ−ムホイ−ル２６と、
カンザシユニット２へ回転可能に取り付けられて一端に
斜軸ツマミ１７を固着させたウォ−ム２７との組み合わ
せにより、揺動軸２３と同心上で回転可能に構成されて
いる。

【００１２】揺動ア−ム３０には図２に示すシリンダ−
ユニット３が固着されている。シリンダ−ユニット３は
シリンダ−４とシリンダ−軸６とスプリング５とから構
成されている。シリンダ−軸６はシリンダ−４へ高精度
に嵌合され、スム−ズに摺動する様に組み立てられてい
る。スプリング５はバランスリング２９によってシリン
ダ−軸６の自重をキャンセルする様に調整されている。

【００１３】シリンダ−軸６はシリンダ−４を介してＡ
部より供給されるエア−圧によって下降し、ワ−ク９を
加圧する。この時、シリンダ−４とシリンダ−軸６との
摺動抵抗は嵌合部より僅かに漏れるエア−が潤滑作用と
なって低下する。この作用によってシリンダ−軸６は追
従性の高い微小加圧が可能となり、微小レンズ加工に必
要な加圧を実現している。

【００１４】揺動軸２３の他端には揺動リンク１８が固
着され、揺動リンク１８には連結ア−ム１９が回転可能
に取り付けられている。連結ア−ム１９の他端は回転可
能に偏芯板２０へ接続され、偏芯板２０は揺動モ−タ−
２１の軸に固着されている。揺動モ−タ−２１は偏芯板
２０および連結ア−ム１９を介して回転運動を揺動運動
に換え、揺動リンク１８を図３に示す様に揺動させる。

【００１５】揺動リンク１８に伝達された揺動運動は揺
動軸２３を介して揺動ア−ム３０に伝達され、揺動軸２
３中心を回転中心としてシリンダ−ユニット３を球心揺
動させる。カンザシユニット２はフレ−ム１１に、下軸
ユニット１のスピンドル２８の回転軸心と揺動軸２３の
回転軸心とシリンダ−軸６の軸心とが一点に高精度で交
差する様に固着されている。

【００１６】以上の構成から成る装置を用いて、下軸ユ
ニット１のスピンドル２８の回転軸心と揺動軸２３の回
転軸心とシリンダー軸６の軸心との交点を被加工物の球
心として加工する。この球心は、工具８の加工面の曲率
中心と一致する点である。まず、球心の調整は、下軸ユ
ニット１のチャック７に工具8を取り付け、シリンダー
軸６にワーク９を回転可能に保持し、調整ネジ１０で下
軸ユニット１のスピンドル２８を介して工具８の曲率中
心をスピンドル８の軸方向に移動することで工具８の球
心を高精度に調整し、シリンダーユニット３で高追従
性，微小加圧制御を行う。次に、カンザシユニット２で
スムーズな球心揺動をさせるとともに、下軸ユニット１
で高精度，低振動な加工回転を発生させて微小レンズ加
工に必要な条件を実現する。

【００１７】また、斜軸ツマミ１７を回転させて図１の
表裏方向へ揺動ア−ム３０の揺動中心位置を移動し、ワ
−ク９と工具８とが接する加工面における任意の点のそ
れぞれの相対速度をほぼ等しいものとすることで、より
良い加工精度を確保する。

【００１８】実際の加工時においては、加工品質をより
良くするために図４に示す様な加工制御を行い効率を向
上させている。すなわち、加工スタ−トすると１次加工
条件に従って加工する。この時、１次加工は加工量を多
くするため加圧を高く、回転を速くして加工する。１次
加工が終了すると、自動的に２次加工が始まる。２次加
工は精度を確保するため、低加圧，低速回転にて加工す
る。

【００１９】本実施例によれば、微小径レンズを高精度
に加工することができる。また、異なる曲率のレンズを
加工する際、シリンダー軸６を常に加工レンズの球心へ
向かせるための調整は、調整ネジによって下軸ユニット
の工具をその軸方向に移動させるだけでよく、上記調整
を容易に行うことができ、多種少量生産に効率良く対応
することができる。

【００２０】

【実施例２】図５および図６は本実施例を示し、図５は
正面図、図６は制御例のブロック図である。本実施例
は、前記実施例１と基本構成が同様であり、同一構成部
分には同一番号を付してその説明を省略し、異なる部分
のみ述べる。

【００２１】本実施例では、より自動化を行うため前記
実施例１の調整ネジ１０を廃止し、代わりにサ−ボ機能
を具備した球心調整モ−タ−３１をフレ−ム１１へ取り
付けるとともに、球心調整モ−タ３１を下軸ユニット１
と螺合した調整ネジ３２にカップリング３３を介して接
続する。

【００２２】また、前記実施例１の揺動リンク１８，連
結ア−ム１９，偏心板２０および揺動モ−タ２１を廃止
し、代わりに揺動軸２３へサ−ボ制御可能なモ−タ−３
４をカップリング３５を介して接続する。

【００２３】上記構成の装置は、球心の調整はデ−タ−
入力により調整ネジ３２に接続された球心調整モ−タ−
３１を回転させて自動球心補正を行う。また、サ−ボ制
御可能なモ−タ−３４をサ−ボコントロ−ルして揺動軸
２３を揺動運動させる。

【００２４】本実施例によれば、前記実施例１と同様な
効果が得られるとともに、自動化することができる。

【００２５】尚、本実施例の装置３６（ユニット）を４
つ用いて加工する際の制御例を図６に示す。各ユニット
３６は制御ユニット３７によりユニット３６ごと独立し
て制御されている。それぞれの制御ユニット３７はシス
テムコントロ−ラ−３８によって集中管理され、加工条
件デ−タ−はこのシステムコントロ−ラ−３８より入力
し、各制御ユニット３７に指令をダウンロ−ドして加工
を行う分散制御方式をとっている。これにより、自動化
が容易に行える。

【００２６】

【考案の効果】以上説明した様に、本考案に係る微小径
レンズ加工機によれば、従来高技能が必要で機械加工が
困難であった微小径レンズの加工を効率良く、容易に安
定して行うことができる。また、微小径レンズのみでは
なく、中小径レンズの加工，ファイバ−の先端のＲ加
工，セラミック加工，および金型研磨等にも応用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す一部を断面した正面図である。

【図２】実施例１を示すシリンダ−ユニットの側面図で
ある。

【図３】実施例１を示す揺動リンクの動作図である。

【図４】実施例１を示すフロ−チャ−トである。

【図５】実施例２を示す正面図である。

【図６】実施例２の制御例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 下軸ユニット ２ カンザシユニット ３ シリンダ−ユット ４ シリンダ− ５ スプリング ６ シリンダ−軸 ７ チャック ８ 工具 ９ ワ−ク １０ 調整ネジ １１ フレ−ム １２ 下軸モ−タ− １６ スライドユニット １７ 斜軸ツマミ ２１ 揺動モ−タ− ２２ タライ ２３ 揺動軸 ２５ ベアリングケ−ス ２８ スピンドル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−156658（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−135154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−102662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−177257（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 13/02

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工部材または加工工具を一端部に保持
   して回転駆動するスピンドルと、 上記スピンドルをその軸方向に移動させ、スピンドルに
   保持された加工部材または加工工具の球心位置を調整す
   る球心調整手段と、 上記加工部材または加工工具の球心を通る軸心を中心と
   して揺動する揺動軸と、 上記揺動軸に取着した屈曲状の揺動アームと、 上記スピンドルと対向するように上記揺動アームに備え
   られたシリンダーと、 上記シリンダー内で摺動可能に設けられ、上記スピンド
   ルに保持された加工部材または加工工具のもう一方を支
   持するシリンダー軸と、 上記シリンダー内に供給し、上記シリンダー軸を加圧方
   向に移動させて上記加圧部材と加工工具との接触部に圧
   力を与え、シリンダー軸とシリンダーとの摺動部から漏
   れる流体と、 上記シリンダー軸の自重をキャンセルするように、上記
   シリンダー軸を上記加圧方向とは逆方向に付勢するスプ
   リングと、 を具備することを特徴とする微小径レンズ加工機。