JP2630033B2 - 両面研摩装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学ガラス等平面状のワークの表裏両面を
同時に研摩するための両面研摩装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 平面状の光学ガラス等からなる平面状のワークの表裏
両面を精密研摩加工する際において、トワイマン効果等
がなく、表裏両面を極めて平滑な並行平面となるように
加工するために、ワークを上下一対のラップ盤に挾持さ
せて、表裏両面を同時に研摩加工するようにした両面研
摩装置は従来から知られている。この従来技術にあって
は、円形のキャリヤと、このキャリヤを上下から挟むよ
うにして設けた一対のラップ盤とを用い、キャリヤに１
または複数のワーク収容部を開設して、これらワーク収
容部に装着したワークを上下のラップ盤で挟み込むよう
にして当接させ、両ラップ盤を回転させると共に、キャ
リヤを自転させるようになし、また必要に応じてこの間
に適宜研摩材を注入したりしながら、研摩加工を行うよ
うにしている。ここで、上下のラップ盤の回転方向は相
互に反対方向となし、これによってラップ盤とワークと
の間に所定の摩擦力を働かせるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 然るに、前述した従来技術のものにあっては、ラップ
盤をワークの表面に沿って摺動させて、このワークを摩
耗させるようにして研摩するものであるために、摩耗量
が多くなり過ぎて、表面の平滑度を向上させるのには限
界があり、例えばレーザ光等のように、短波長の光を制
御するための光学ガラス製品の研摩加工を行うために用
いるのには適さないという問題点がある。

また、ラップ盤のワークに対して作用する力として
は、該ラップ盤がワークに圧接する方向に力が作用と共
に、このラップ盤の回転でワークとの摺動によりその表
面に並行な方向の力が表裏の各面において反対方向に作
用することになる。しかも、両面研摩の場合には、片面
研摩のように研摩面とは反対側の面をキャリヤに貼り付
けることができるものとは異なり、ワークをキャリヤに
完全に固定することは不可能である。この結果、ワーク
には両ラップ盤間で転動しようとする力が働いて、加圧
力がワーク表面全体に対して均一とはならず、加工歪が
発生する等の欠点もある。このように、ワークを転動さ
せる方向への力は、ワークが厚肉になればなる程大きく
なる。

一方、ワークの肉厚が薄い場合には、キャリヤは、当
然このワークの肉厚より薄肉に形成しなければならない
ことから、キャリヤの強度が低下することになる。この
ために、前述したようにワークに対して大きな力を加え
ながら研摩すると、このキャリヤが容易に破損してしま
う等の理由から、研摩加工を行うことができるワークの
厚みには限界がある。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、ワ
ークの厚みに関係なく、加工歪等を生じさせずに、極め
て高精度に仕上げ加工することができるようにした両面
研摩装置を提供することをその目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、ワークの
表裏両面に当接する両研摩部材を同一方向に回転させる
ようになし、かつキャリヤをこれら両研摩部材の回転に
追従して回転可能ならしめると共に、該キャリヤまたは
前記研摩部材の少なくとも一方を往復動手段によって水
平方向に往復移動させるようにしたことをその特徴とす
るものである。

［作用］ ここで、ワークに対する研磨は擦り合せ加工であっ
て、この擦り合せ加工を高精度に行う上で重要なこと
は、研摩部材がワーク全体に平均した押し付け力を作用
させて研摩するように設計することである。ワークを完
全に固定しない状態で、その表裏両面に当接する研摩部
材を相互に反対方向に動かしてワークの表面を強制的に
摺動させたのでは、両研摩部材におけるワークの垂直な
方向への力がワークの全面に均一に作用させることはで
きない。

以上の点から、本発明においては、研摩部材のワーク
への摺動による摩擦力を極力小さくなるようにして研摩
するように構成した。即ち、上下からワークを挾持する
研摩部材を同じ方向に回転させると共に、ワークを支持
するキャリヤを回転自在となす。これによって、研摩部
材とワークとの間に無理な研摩力が加わることはない。
ただし、そのままでは、ワークを研摩することはできな
い。そこで、研摩部材の回転中においてワークと研摩部
材との間を水平方向に相対移動させるようにする。これ
によって、両者の回転中心がずれて、研摩部材のワーク
における各点の周速に差が生じて、研摩部材がワークの
表面をスリップするようにして研摩が行われることにな
る。

この結果、研摩部材によってワークに対して無理な力
が加わることなく、ワークの表面全体を均一に押圧する
ので、表面仕上げの精度が著しく向上する。また、ワー
クの厚みに関係なく、その表裏両面全体が極めて均一に
研摩されることになる。さらに、加工中にキャリヤに過
大な力が作用することがないので、薄肉のワークを加工
するために、キャリヤの肉厚も薄くしたとしても、この
キャリヤが損傷する等の不都合がなくなり、例えば光デ
ィスク基板等のように薄肉でかつ大径のワークでも円滑
かつ微細に加工することができるようになる。

しかも、前述したように、研摩精度が著しく良好であ
るから、研摩による摩耗量が少なくて良く、従って加工
時間の短縮を図ることができ、また研摩パットも軟質な
ものを用いることができるようになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

まず、第１図に研摩装置の全体構成を示す。

図中において、１はワークを示し、該ワーク１はキャ
リヤ２に形成した透孔３内に収納されるようになってい
る。そして、このワーク１に対しては、上下の研摩皿1
0,20に挾持されて、これら研摩皿10,20を回転させるこ
とによって、その研摩加工が行われるようになってい
る。ここで、研摩皿10,20は、後述する如く、キャリヤ
２がキャリヤ２が水平方向に往復移動する全ストローク
範囲において、ワーク１に当接する大きさを備えてい
る。

上下の研摩皿10,20の回転軸10a,20aはそれぞれ支持ユ
ニット11,21によって上下動可能に支持されている。上
方の回転軸10aにはプーリ12が取り付けられており、該
プーリ12とモータ13の出力軸に装着したプーリ14との間
に伝達ベルト15が巻回して設けられており、これにより
研摩皿10が回転駆動せしめられるようになっている。ま
た、下方の研摩皿20に連設した回転軸20aにはモータ22
が接続されて、該モータ22によって回転駆動されるよう
に構成されている。

次に、キャリヤ２はキャリヤ受け30に軸受31によって
水平方向に回転自在に支承されている。そして、このキ
ャリヤ受け30には往復動アーム32に連結されており、該
往復動アーム32は、第２図からも明らかなように、往復
動駆動モータ33に連設した回転円板34における回転中心
から偏心した位置に取り付けられている。従って、キャ
リヤ２は同図に実線で示した位置と仮想線で示した位置
との間に往復移動せしめられることになる。また、研摩
皿10,20の回転中心Ｏはこのキャリヤ２の移動ストロー
クの中間位置となっている。そして、このときに下側の
研摩皿20に連結した回転軸20aがキャリヤ受け30と干渉
しないようにするために、該キャリヤ受け30には大径の
開口30aを設け、回転軸20aはこの開口30aを貫通して上
方に延在せしめられている。また、図示は省略するが、
このキャリヤ２はガイド部材によってその移動方向が同
図に矢印で示した方向となるようにガイドされるように
なっている。

本実施例は前述のように構成されるものであって、次
にその作動について説明する。

まず、ワーク１をキャリヤ２における透孔３に収容さ
せて、上側及び下側の研摩皿10,20をこのワーク１の表
裏両面に当接させる。ここで、ワーク１はキャリヤ２に
おける透孔３内においては、この透孔３の端壁によって
みだりに位置ずれしないように保持するが、必ずしも厳
格に固定する必要はない。

そこで、モータ13,22によってそれぞれ研摩皿10,20を
回転駆動する。これと共に、往復駆動モータ33を作動さ
せることによって、キャリヤ受け30を所定のストローク
で水平方向に往復動作させる。そして、研摩皿10,20は
同一の方向に回転させるようにする。また、回転速度に
ついては、両研摩皿10,20共に同一速度にするか、また
は上下の両研摩皿10,20によるワーク１に対する加圧力
の差に基づいてそれぞれの回転速度に差を持たせるよう
にしてもよい。

この結果、研摩皿10,20の回転に追従してワーク１と
共にキャリヤ２が回転せしめられるが、該キャリヤ２は
水平方向に往復動するので、このキャリヤ２の移動に伴
って研摩皿10,20の回転中心とワーク１の回転中心とが
ずれるので、これらの当接面における周速が場所によっ
て変化する。従って、研摩皿10,20とキャリヤ２との間
の周速の差により、該研摩皿10,20がワーク１上をスリ
ップしながら回転することになって、該ワーク１の研摩
加工が行われる。

而して、研摩皿10,20をワーク１の表面に強制的に摺
接させて摩擦力を及ばせるのではなく、ワーク１全体に
均一な押し付け力で押圧している研摩皿10,20とワーク
１との当接部分の周速の差に基づいて該ワーク１の表面
に沿ってスリップさせるようにして加工するものである
から、加工歪等がなく極めて微細な加工が可能となり、
極めて単時間でワーク１の表面を高精度に仕上げること
ができるようになる。そして、摺動摩擦による加工では
ないので、研摩皿10,20のパッドの材質として比較的柔
らかいものを用いることができるようになる。

しかも、ワーク１を転動させる方向に力が加わった
り、またこのワーク１を支持するキャリヤ２にも大きな
力が加わることがないので、このワーク１の肉厚に関係
なく、極めて円滑かつむらなく研摩加工することができ
る。特に薄肉のワークを加工する場合において、キャリ
ヤはこのワークよりさらに薄く形成しなければならない
が、この研摩皿の回転中においてこの研摩皿に過大な力
が作用することがなくなるので、キャリヤの保護を図る
ことができる。

なお、前述した実施例においては、キャリヤを水平方
向に往復動させるように構成したが、研摩皿を回転させ
ながら往復動させてもよく、またキャリヤ及び研摩皿の
双方を反対方向に水平移動させるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、ワークの表裏両面に
当接する一対の研摩部材を同一方向に回転させるように
なし、かつキャリヤをこれら両研摩部材の回転に追従し
て回転可能ならしめると共に、該キャリヤと研摩部材と
の間を相対的に往復移動させるようにしたので、ワーク
の両面を加工歪等がなく、短時間で極めて高精度に加工
することができるようになり、しかも厚みのあるものか
ら極めて薄いワークまでを円滑に加工することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
研摩装置の全体構成を示す断面図、第２図はキャリヤの
往復動機構の構成を示す説明図である。 1:ワーク、2:キャリヤ、2a:透孔、10,20:研摩皿、10a,2
0a:回転軸、13,22:モータ、30:キャリヤ受け、30a:開
口、31:軸受、32:往復動アーム、33:往復動駆動モー
タ、34:回転円板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の研摩部材を用い、これら各研摩部材
   を、キャリヤに装着した光学ガラス等からなる平面状の
   ワークの表裏両面に当接させた状態で回転させることに
   より、該ワークの両面を同時に研摩加工するものにおい
   て、前記両研摩部材を同一方向に回転させるようにな
   し、かつ前記キャリヤをこれら両研摩部材の回転に追従
   して回転可能ならしめると共に、該キャリヤまたは前記
   研摩部材の少なくとも一方を往復動手段によって水平方
   向に往復移動させるように構成したことを特徴とする両
   面研摩装置。