JP2610949B2 - 研磨保持装置 - Google Patents

研磨保持装置

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JP2610949B2 JP16323888A JP16323888A JP2610949B2 JP 2610949 B2 JP2610949 B2 JP 2610949B2 JP 16323888 A JP16323888 A JP 16323888A JP 16323888 A JP16323888 A JP 16323888A JP 2610949 B2 JP2610949 B2 JP 2610949B2
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    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光学系の研磨保持装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、球面を介して摺動部にエアーフィルム等の流体
を用いてワークを保持する装置としては、特願昭62−16
4840号において示されている例が存する。しかして、第
6図(a)(b)(c)のそれぞれ断面図,平面図,側
面図において示されるように、かかる研磨保持装置35
は、凹球面11を形成した支持具12に、凸球面13を形成し
た保持具16を摺動可能に嵌装するとともに、凹球面11お
よび凸球面13の一部(第7図(c)において二点鎖線で
表した部分)を軸対称に切除し、第7図(b)において
E部,F部の凹球面11と凸球面13とにより支持具12と保持
具16を摺動可能に保持する構成としてある。さらに、こ
の摺動部の凸球面13には、ワーク15の回転軸Aに垂直
で、かつ凸球面の中心Oを通る中心線を有するピン36が
設けられ、一方このピン36の対応する位置の凹球面11に
は第7図(c)において示されるように、上下方向に溝
37が掘設され、ピン36が溝37内を凸球面の中心Oを中心
に移動できるように構成されている。
また、支持具12の凹球面11には、エアを吐出するノズ
ル38が設けられ、エア供給源(不図示)によりエアを凹
球面11と凸球面13間に供給し、これによりエアフィルム
を形成し、保持具16が円滑に摺動できるように構成され
ている。
保持具16の上端には螺着等の手段により、取付具26が
固着され、取付具26の下端にはベアリング等の軸受28を
介してワークホルダー14が回転可能に保持され、ワーク
ホルダー14にはワーク15が保持されている。
しかして、ワーク15の位置設定は、球状体の保持具16
の中心とワーク外縁部における接線とワーク15の回転軸
Aとの交点がほぼ一致するように位置決めされる(同図
においてはワーク15が平板状の場合を示しており、中心
と交点が一致している)。
なお、図中19は研磨具,20は研磨具19の回転軸であ
り、17のネジは半環状の部材12a,12bを固定するための
ものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに、上記した従来の装置においては、研磨加工
における加工圧力、すなわち第6図(a)におけるワー
ク回転軸A方向(スラスト方向)の力FTに対する抗力が
小さく、支持具12の内周面に形成した凹球面11と保持具
16の外周面に形成した凸球面13がそれぞ上端部において
干渉し合い、それが摺動抵抗となってワーク15の振動等
が発生し、高精度な加工面を充分に得られないという不
具合があった。
また、研磨加工時に揺動を行うことにより、ワーク15
と研磨具19の相対位置の変動も生じていた。これによ
り、ワーク15の従属回転に全く関与せずに回転軸Aを常
に同一な水平方向にずらす作用をする加工抵抗力FRの大
きさが変動し、エアによる調心効果では充分な対応がと
れずに上記と同様ワーク15の振動発生要因となり、充分
な加工面を得られないという不具合があった。
因って、本発明は前記従来の研磨保持装置における欠
点に鑑みて開発されたもので、加工圧力に対抗でき、か
つ加工抵抗力によるワークの回転軸のズレを防ぐ流体供
給手段を有する研磨保持装置の提供を目的とするもので
ある。
〔問題点を解決する為の手段および作用〕
第1図は本発明研磨保持装置の概略説明のための断面
図であって、同図において12は凹球面をその内周面に形
成した支持具、15は研磨されるワーク、16は前記凹球面
と対応した曲率半径を有する凸球面をその外周面に形成
した保持具、19は研磨具、Z,X1,X2は流体を示してい
る。
しかして、本発明の研磨保持装置は、環状もしくは球
帯状もしくは球冠状等の凹球面を内周面に有する支持具
と、ワークもしくは研磨具を保持するワークホルダを中
空部に固着あるいは回転可能に支承し、かつ上記凹球面
と対応した曲率半径を有する環状もしくは球帯状もしく
は球冠状等の凸球面を外周面に有する保持具とを上記凹
球面と凸球面間に流体を介して摺動可能に装着し、かつ
上記凹球面と凸球面間の流体による力のスラストおよび
ラジアル方向を独立に制御する手段とにより構成したも
のであり、これにより保持具16の上端部近傍および水平
方向近傍の流体流量Z,X1,X2を制御する。
〔実施例〕
以下、本発明研磨保持装置の実施例を図面と共に説明
する。
(第1実施例) 第2図(a)(b)(c)は本発明研磨保持装置の第
1実施例を示す図であり、それぞれ断面図,平面図,側
面図を示す。
しかして、同図において研磨保持装置10は研磨作業中
に加工圧および/または揺動を与えるアーム(不図示)
に装着され、凹球面11をその内周面に形成した支持具12
と、この凹球面11に対応した曲率半径を有する凸球面13
をその外周面に形成した保持具16が上記凸球面13と凹球
面11を介して摺動可能に嵌装され、保持具16の内部下部
には研磨されるワーク15が保持される。研磨されるワー
ク15の位置設定は、球状体の保持具16の中心と、ワーク
外縁部における接線およびワーク15の回転軸Aとの交点
がほぼ一致するように位置決めして行われる。支持具12
の内周面に形成された凹球面11は、流量がそれぞれ異な
る流体Z,X1,X2の後述する吐き出し用ノズル38a,b,cに対
応する位置において、それぞれ11a,b,cとして形成され
ている。凹球面11をその内周面に形成した支持具12はワ
ーク15の回転軸Aに対して、スラスト方向の凹球面11a
およびラジアル方向の凹球面11bを有する部材12aならび
にラジアル方向の凹球面11cを有する部材12bとからな
り、上記両部材をネジ等の固着手段17により接合させ一
体化して構成されている。
なお、図中19は研磨具,20は研磨具19の回転軸であ
る。
また、支持具12には空気等の流体を吐出するノズル38
a,b,cが配設され、流体供給源(不図示)により流体Z,X
1,X2を凹球面11と凸球面13の間に供給して保持具16が円
滑に摺動できるように構成されている。また、ノズル38
a,b,cに供給される流体流量はそれぞれ異なり、加工圧
力に対抗すべく流体Zがノズル38aより供給され、研磨
抵抗力の内、ワーク15の従属回転および研磨加工に作用
せず、ワーク15の回転軸Aを水平方向にずらす作用をす
る抵抗力に対抗すべき流体流量X1,X2がそれぞれノズル3
8b,cにより供給される。
本実施例によれば、支持具12の内周面に形成された凹
球面11a,11b,11cがそれぞれ独立し、各凹球面間におい
て、吐出した流体流量が十分に広い空間40より流出する
ため、それぞれの凹球面の流体流量,流速等が異なる値
を設定することができる。
本実施例によれば、加工抵抗力によりワークの回転軸
をずらそうとする力に対抗すべく、それぞれ独立したノ
ズルにより流体流量が供給されるため、加工中のワーク
の振動や支持具と保持具の干渉が生ぜず、ワークの被加
工面をより均等な加工圧にて加工でき、高精度な安定的
なワーク加工ができる。
(第2実施例) 第3図(a)(b)(c)は本発明研磨保持装置の第
2実施例を示すものでそれぞれその断面図,平面図,側
面図を示す。
本実施例の研磨保持装置10において、上記の第1実施
例と同一の構成からなる保持具16の内部には取付具26が
螺着等の手段により固着され、この取付具26にはベアリ
ング等の軸受28が設けられ、これによりワーク15を保持
したワークホルダー14が取付具26に回転可能に取つけら
れている。
また、上記第1実施例同様、ワーク15の位置設定は、
球状体の保持具16の中心と、ワーク外縁部における接線
およびワーク15の回転軸Aとの交点がほぼ一致するよう
に位置決めして行われる。
また、本実施例では第3図(b)(c)に示すように
保持具16および支持具12の一部が切除され、この支持具
12の内周面に形成された凹球面11b,11cが球帯状に構成
されている。他の構成については前記第1実施例と同様
であるので、同一部材には同一番号を付してその説明を
省略する。
本実施例によれば、第1実施例と同様の効果が得ら
れ、かつ軸受28によるワーク15の低トルクの従属回転と
なるため、より高精度な安定的な加工ができる。
また、保持具16,支持具12の切除により、平板状のワ
ークのみならず、大口径のワークや凸形状のワークの加
工においても研磨工具20との干渉や接触が避けられ、よ
り広範囲のワークに対応することができる。
(第3実施例) 第4図は本発明研削装置の第3実施例を示す断面図で
ある。
しかして、同図において本実施例の研磨保持装置25
は、上記第2実施例と同一構成からなる取付具26に、加
速度ピックアップ等、振動を検出できるセンサー40を取
付け、センサー40の出力計と出力値により流体流量を制
御する制御系を付加したものである。その他の構成は第
1および第2実施例と同様であるので、同一部材には同
一番号を付してその説明を省略する。
取付具26の上部に加速度ピックアップ等の振動を検出
できるセンサー40を取付け、取付具26の振動を検出し、
その信号をケーブル等により制御装置Uに送り、各ノズ
ル38a,b,cに供給される流体の流量Z,X1X2を調整,制御
できるように構成する。
上記構成からなる保持装置25において、第1実施例同
様、ワーク15を位置決めして加工を行う際に、ワーク15
の材質や研磨具19の種類あるいは加工圧力,研磨具の回
転数によって研磨抵抗力が異なっても常にインプロセス
による回転軸Aの変動を計測,制御できワーク15の加工
中の振動や回転軸Aのずれによる支持具12の凹球面11と
保持具16の凸球面13との干渉,接触を防げ、第1実施例
同様ワーク15の被加工面15aをより高精度に安定的に加
工できる。
(第4実施例) 第5図は本発明研磨保持装置の第4実施例を示す断面
図である。しかして、同図において本実施例の研磨保持
装置45は、上記第1実施例と同一構成からなるノズル38
内に近接センサー等、距離を検出できるセンサー41を取
付け、上記第3実施例同様、センサー41の出力により流
体流量を制御する制御系を付加したものである。
他の構成は第1実施例と同様であるので、同一部材に
は同一番号を付して説明を省略する。
ノズル38の内部に距離を検出できるセンサー41を取付
け、保持具16の外周面に形成した凸球面13とノズル38内
のセンサー41との距離を検出し、その信号をケーブル等
により制御装置Uに送り、各ノズル38a,b,cに供給され
る流体の流量Z,X1,X2を調整し、制御できるように構成
する。
上記構成からなる保持装置41においてはノズル38と保
持具16の外周面に形成した凸球面13の距離を検出するこ
とにより第2実施例同様、ワーク15の加工中の振動や回
転軸Aのズレによる支持具12の内周面に形成した凹球面
11と保持具16の外周面に形成した凸球面13との干渉や接
触を防げ、第1実施例同様ワーク15の被加工面aをより
高精度に安定的に加工できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、加工により変動する加工抵抗力に対
抗すべく抗力が得られ、ワークもしくは保持装置の回転
軸のズレや振動を防ぐことができ、ワーク被加工面に均
一な加工圧力を得られ、高精度な加工面を安定的に加工
することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明研磨保持装置の概念を示す断面図、第2
図(a),(b),(c)は本発明研磨保持装置の第1
実施例を示すそれぞれ断面図,平面図,側面図、第3図
(a),(b),(c)は同第2実施例を示すそれぞれ
断面図,平面図,側面図、第4図は同第3実施例を示す
断面図、第5図は同第4実施例を示す断面図、第6図
(a),(b),(c)は研磨保持装置の従来例を示す
それぞれ断面図,平面図,側面図である。 10……保持装置 11……凹球面 11a……スラスト方向の凹球面 11b……ラジアル方向の凹球面 11c……ラジアル方向の凹球面 12……支持具 12a……凹球面11aおよび11bを有する部材 12b……凹球面11cを有する部材 13……凸球面 15……ワーク 16……保持具 17……固着手段 19……研磨具 20……研磨具の回転軸 38a,b,c……ノズル 40……空間 A……ワーク15の回転軸 Z,X1,X2……流体

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】環状もしくは球帯状もしくは球冠状等の凹
    球面を内周面に有する支持具と、ワークもしくは研磨具
    を保持するワークホルダを中空部に固着あるいは回転可
    能に支承し、かつ上記凹球面と対応した曲率半径を有す
    る環状もしくは球帯状もしくは球冠状等の凸球面を外周
    面に有する保持具とを上記凹球面と凸球面間に流体を介
    して摺動可能に装着し、かつ上記凹球面と凸球面間の流
    体による力のスラストおよびラジアル方向を独立に制御
    する手段を有することを特徴とする研磨保持装置。
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