JP3530562B2 - レンズ研削方法 - Google Patents

レンズ研削方法

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JP3530562B2 JP35220093A JP35220093A JP3530562B2 JP 3530562 B2 JP3530562 B2 JP 3530562B2 JP 35220093 A JP35220093 A JP 35220093A JP 35220093 A JP35220093 A JP 35220093A JP 3530562 B2 JP3530562 B2 JP 3530562B2
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズの研削砥石によ
る球面創成加工に関し、特に電解ドレッシングを応用し
た球面創成加工法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電解ドレッシングによるレンズ球
面創成加工として、例えば特開平3−60973号公報
記載の発明が提案されている。上記発明は、図9および
図10に示す様に、回転自在に構成されたチャック61
には被球面部材62が保持されている。被球面部材62
にはその軸芯63に対してスイベル角αの導電性研削工
具64が回転自在に対向保持されている。導電性研削工
具64の研削面65は、ダイヤモンド粉末などの砥粒と
Cu,Sn,Feなどの金属粉末とを特殊配合し、熱処
理した焼結合金により構成されている。
【0003】導電性研削工具64の研削面65近傍に
は、被球面部材62の加工曲率RAと近似形状に形成さ
れた電極66が僅かな隙間lを在して対向設置されてい
る。電極66は直流電源装置67の(−)極と接続され
ている。直流電源装置67の(+)極は導電性研削工具
64の外周面に接触するブラシ68に接続されている。
また、導電性研削工具64の研削面65と電極66との
僅かな隙間lにクーラント69を供給するノズル70が
設けられている。
【0004】上記構成の装置を用いての球面創成加工方
法は、まず被球面部材62を保持したチャック61を回
動するとともに、導電性研削工具64を回動し、研削面
65を被球面部材62の被研削面に当接して研削加工を
行う。同時に、直流電源装置67よりブラシ68を介し
て導電性研削加工具64に(+)極を印加し、電極66
に(−)極を印加する。さらに、ノズル70よりクーラ
ント69を供給しつつ研削加工行う。以上により、導電
性研削工具64の研削面65は満遍無く均一にドレッシ
ングされ、安定した球面創成加工が行える。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術の電解ドレッシングにおいては、加工によって生じる
研削工具の偏磨耗と目詰りを防止することが主体であ
り、研削工具中の砥粒の突出量を制御することができな
かった。従って、1つの砥石で粗研削と仕上研削とを行
い、効率良くレンズを研削することができないという問
題があった。
【0006】因って、本発明は前記従来技術における問
題点に鑑みてなされたものであり、1つの砥石で効率良
くレンズを加工できるレンズ研削方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係るレンズ
研削方法は、砥粒と導電性のボンド材とを有する導電性
研削砥石の研削面と電極との間に弱電性研削液を供給し
ながら、前記導電性研削砥石でレンズを研削加工するレ
ンズ研削方法において、前記導電性研削砥石にプラス
を、電極にマイナスの直流パルス電圧を印加することに
より、前記ボンド材を放電作用によって除去しつつ前記
レンズを粗研削する工程と、前記導電性研削砥石にプラ
スを、電極にマイナスの直流定常電圧を印加することに
より、前記研削面上にボンド材の電解作用によって発生
する不導体被膜を形成しつつ前記レンズを仕上研削する
工程と、を有する。また、第2の発明に係るレンズ研削
方法は、砥粒と導電性のボンド材とを有する導電性研削
砥石の研削面と電極との間に弱電性研削液を供給しなが
ら、前記導電性研削砥石でレンズを研削加工するレンズ
研削方法において、前記導電性研削砥石にプラスを、電
極にマイナスの直流パルス電圧を印加することにより、
前記ボンド材を放電作用によって除去しつつ前記レンズ
を粗研削する工程と、前記導電性研削砥石にマイナス
を、電極にプラスの直流定常電圧を印加することによ
り、電極の電解作用によって、電極を構成する金属を前
記研削面上に析出させることにより被膜を形成しつつ前
記レンズを仕上研削する工程と、を有する。
【0008】
【実施例1】まず、本発明の具体的な実施例を説明する
前に、本発明の概要を説明する。図1〜図4は本発明を
示す概念図である。本発明の加工方法は、既存の球面創
成機(以下、CG機という)を使用するものであり、導
電性研削砥石の研削面と電極との近傍を主体に説明す
る。ノズル6よりクーラント(弱電性研削液)7を供給
しつつレンズ(図示省略)を装填したチャック(図示省
略)を回転させるとともに、導電性研削砥石4を回転さ
せ、その端部に形成した研削面4aをレンズの加工面に
当接して研削加工を行う。この加工と同時に、電源装置
(図示省略)より導電性研削砥石4をプラスとし、電極
5をマイナスとして、140V,10A以上の直流パル
ス電圧を印加し、前記両者の間に放電を起こさせる。こ
の放電により、図1に示す様に、鉄系ボンド21が除去
され、研削面4aからのダイヤモンド砥粒20の突出量
lが大きくなる。加工前半はこの状態を維持して粗研削
を行う。次に、導電性研削砥石4および電極5に印加す
る極性をそのままに、60V,3Aの直流定常電圧に変
更する。あるいは、導電性研削砥石4をマイナスとし、
電極5をプラスとして、60V,3Aの直流定常電圧を
印加する。すると、図2に示す様に、研削面4aに被膜
23が形成され、研削面4aからのダイヤモンド砥粒2
0の突出量l′が小さくなる。加工後半でこの状態を維
持して仕上研削を行う。仕上研削終了後、スパークアウ
トを行い研削加工を終了する。
【0009】前記導電性研削砥石4をプラスとし、電極
5をマイナスとして、140V,10A以上の直流パル
ス電圧を印加すると、導電性研削砥石4の鉄系ボンド2
1と電極5との間に放電が起こる。すると、放電による
熱衝撃により鉄系ボンド21が除去され、研削面4aか
らのダイヤモンド砥粒20の突出量lが大きくなり、レ
ンズに対する切込みが大きく効率的に加工ができる(図
1参照)。
【0010】一方、導電性研削砥石4をプラスとし、電
極5をマイナスとして、60V,3Aの直流定常電圧を
印加すると、導電性研削砥石4を(+)電極,電極5を
(−)電極とする電解作用により、鉄系ボンド21がイ
オン化(Fe 3+ )して溶出すると同時に、鉄系ボンド
21表面の酸化作用により導電性砥石4表面に酸化鉄
(Fe )による不導体被膜層が形成される(図3
参照)。従って、研削面4aからのダイヤモンド砥粒2
0の突出量1’が小さくなり、レンズに対する切込み量
が小さく、クラックの小さい加工ができる。
【0011】また、導電性研削砥石4をマイナスとし、
銅(Cu)製の電極5をプラスとして、60V,3Aの
直流定常電圧を印加すると、導電性研削砥石4を(−)
電極,電極5を(+)電極とする電解作用により、電極
5を構成している金属がイオン化溶出し、導電性研削砥
石4の研削面4aに金属銅として析出し、研削面4aの
表面に被膜23を形成する(図4参照)。従って、研削
面4aからのダイヤモンド砥粒20の突出量1’が小さ
くなり、レンズに対する切込み量が小さく、クラックの
小さい加工ができる。
【0012】次に、本発明の具体的な実施例を図に基づ
いて説明する。図5および図6は本実施例で用いる装置
を示し、図5は要部の概略構成図、図6は電源装置の概
略回路図である。なお、本実施例では図1および図3を
併用して説明する。CG機(図示省略)のワーク軸3先
端に設けられたチャック2にはレンズ1が保持されてい
る。レンズ1はワーク軸3により回転可能かつ進退可能
に保持されている。
【0013】4はGC機の砥石軸(図示省略)に固定さ
れた導電性研削砥石で、この導電性研削砥石4は砥石軸
により回転可能かつワーク軸3の軸線に対して角度揺動
可能に保持されている。導電性研削砥石4は、メッシュ
#325のダイヤモンド砥粒20を鉄系ボンド21で固
定したものである。導電性研削砥石4の研削面4aには
研削面4aと0.1mmの間隔を介して炭素製の電極5
が設置されている。
【0014】導電性研削砥石4の外周面には炭素製の給
電ブラシ8が接触配置されている。電極5および給電ブ
ラシ8は電源装置9のそれぞれマイナス極およびプラス
極に接続され、電圧を印加できる様に構成されている。
電源装置9には、印加電圧を調整する電圧調整ボタン3
0と、印加する電圧を定常あるいはパルスに切り換える
定常・パルス切換スイッチ31が備えられている。6は
ノズルで、クーラント7を加工域に供給するものであ
る。クーラント7としては、電解用の弱電性研削液を使
用した。
【0015】以上の構成から成る装置を用い、本実施例
では径φ20,曲率半径35mm,材質LAH66のレ
ンズの球面加工を行った。レンズ1をチャック2に装填
する。次に、クーラント7を供給するとともに、導電性
研削砥石4を14,000rpmで回転させ、同時に電
源装置9の電圧調整ボタン30を140Vに、定常・パ
ルス切換スイッチ31をパルスにセットし、電極5およ
び導電性研削砥石4に140Vの直流パルス電圧をピー
ク電流10Aとなるように設定する。すると電極5と導
電性研削砥石4の鉄系ボンド21との間で放電が起こ
り、鉄系ボンド21が除去される。
【0016】鉄系ボンド21が積極的に除去されること
により、ダイヤモンド砥粒20の突出量lが0.025
mm以上に保たれる(図1参照)。レンズ1を装填した
チャック2を400rpmで回転させるとともに導電性
研削砥石4をレンズ1の加工面に対して切込んでいく。
総切込み量0.6mmのうち0.4mmまではこの状態
で切込み、粗研削を行う。続いて、電源装置9の電圧調
整ボタン30を60Vに、定常・パルス切換スイッチ3
1を定常にセットし、電極5と導電性研削砥石4とに印
加する電圧を直流定常電圧60V、ピーク電流を3Aに
設定し直す。
【0017】すると、鉄系ボンド21のFe3+イオンと
クーラント7中のO2-イオンとが化合して導電性研削砥
石4の研削面4aに被膜(Fe2 3 )23が形成され
る(図3参照)。この被膜23が形成されることによ
り、ダイヤモンド砥粒20の突出量l′が0.01mm
以下に保たれる。総切込み量の残り0.2mmをこの状
態で切んで仕上研削を行う。切込み終了後、5秒間スパ
ークアウトを行う。
【0018】しかる後、導電性研削砥石4を元の位置に
戻すと同時に、チャック2と導電性研削砥石4との回転
を止め、クーラント7の供給も止めてレンズ1をチャッ
ク2から外す。以上により従来2種類の砥石を使って加
工していた研削工程を1つの砥石で従来と同様な3μm
Rmaxの面粗さに加工することができた。
【0019】本実施例によれば、1つの砥石で粗研削と
仕上げ研削ができ、効率良くレンズを加工できる。
【0020】
【実施例2】図7および図8は本実施例で用いる装置を
示し、図7は要部の概略構成図、図8は電源装置の概略
回路図である。なお、本実施例では図1および図4を併
用して説明する。本実施例は、前記実施例1における炭
素製の電極5を銅(Cu)製の電極5にした点と、電極
5および給電ブラシ8と電源装置9との間に切換装置1
0を設けて構成した点が異なり、他の構成は同一な構成
部分から成るもので、同一構成部分には同一番号を付し
てその説明を省略する。切換装置10の切換スイッチ1
0aは、電極5と給電ブラシ8の極をプラス・マイナス
に切換えるものである。
【0021】以上の構成から成る装置を用い、本実施例
では径φ20,曲率半径35mm,材質LaSFO16
のレンズの球面加工を行った。レンズ1をチャック2に
装填する。次に、クーラント7を供給するとともに導電
性研削砥石4を14,000rpmで回転させ、同時に
電源装置9の電圧調整ボタン30を140Vに、定常・
パルス切換スイッチ31をパルスにセットする。さら
に、切換装置10の切換スイッチ10aにより電極5を
マイナス極に、給電ブラシ8をプラス極にし、電極5お
よび導電性研削砥石4に140Vの直流パルス電圧をピ
ーク電流10Aとなるように設定する。すると、電極5
と導電性研削砥石4の鉄系ボンド21との間で放電が起
こり、鉄系ボンド21が除去される。
【0022】鉄系ボンドが積極的に除去されることによ
り、ダイヤモンド砥粒20の突出量lが0.025mm
以上に保たれる(図1参照)。レンズ1を装填したチャ
ック2を400rpmで回転させるとともに導電性研削
砥石4をレンズ1の加工面に対して切込んでいく。総切
込み量0.6mmのうち0.4mmまではこの状態で切
込み、粗研削を行う。
【0023】続いて、電源装置9の電圧調整ボタン30
を60Vに、定常・パルス切換スイッチ31を定常にセ
ットし、さらに切換装置10の切換スイッチ10aによ
り、電極5をマイナス極からプラス極に、給電ブラシ8
をプラス極からマイナス極に切換える。すると、導電性
研削砥石4を(−)電極、電極5を(+)電極とする電
解作用により、電極5を構成している金属がイオン化溶
出し、導電性研削砥石4の研削面4aに金属銅として析
出し、研削面4aの表面に被覆23を形成する(図4参
照)。
【0024】銅の被膜23が形成されることにより、ダ
イヤモンド砥粒20の突出量l′が0.01mm以下に
保たれる。総切込み量の残り0.2mmをこの状態で切
込んで仕上研削を行う。切込み終了後、5秒間スパーク
アウトを行う。しかる後、導電性研削砥石4を元の位置
に戻すと同時にチャック2と導電性研削砥石4の回転を
止め、クーラント7の供給も止めてレンズ1をチャック
2から外す。以上により、従来2種類の砥石を使って加
工していた研削工程を、1つの砥石で従来と同様な3μ
mRmaxの面粗さに加工することができた。
【0025】本実施例によれば、前記実施例1と同様の
効果が得られ、さらに被膜の厚さを均一にでき、膜厚の
制御も容易であるという利点もある。
【0026】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るレンズ
研削方法によれば、1つの砥石で粗研削と仕上げ研削と
ができ、効率良くレンズを加工できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す概念図である。
【図2】本発明を示す概念図である。
【図3】本発明を示す概念図である。
【図4】本発明を示す概念図である。
【図5】実施例1を示す概略構成図である。
【図6】実施例1を示す概略回路図である。
【図7】実施例2を示す概略構成図である。
【図8】実施例2を示す概略回路図である。
【図9】従来例を示す概略構成図である。
【図10】図9のA矢視図である。
【符号の説明】
1 レンズ 2 チャック 3 ワーク軸 4 導電性研削砥石 5 電極 6 ノズル 7 クーラント 8 ブラシ 9 電源装置 10 切換装置 30 電圧調整ボタン 31 定常・パルス切換スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−277939(JP,A) 特開 平4−256575(JP,A) 特開 平4−193477(JP,A) 特開 平1−188266(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 13/00 - 13/06 B24B 53/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砥粒と導電性のボンド材とを有する導電
    性研削砥石の研削面と電極との間に弱電性研削液を供給
    しながら、前記導電性研削砥石でレンズを研削加工する
    レンズ研削方法において、 前記導電性研削砥石にプラスを、電極にマイナスの直流
    パルス電圧を印加することにより、前記ボンド材を放電
    作用によって除去しつつ前記レンズを粗研削する工程
    と、 前記導電性研削砥石にプラスを、電極にマイナスの直流
    定常電圧を印加することにより、前記研削面上にボンド
    材の電解作用によって発生する不導体被膜を形成しつつ
    前記レンズを仕上研削する工程と、 を有することを特徴とするレンズ研削方法。
  2. 【請求項2】 砥粒と導電性のボンド材とを有する導電
    性研削砥石の研削面と電極との間に弱電性研削液を供給
    しながら、前記導電性研削砥石でレンズを研削加工する
    レンズ研削方法において、 前記導電性研削砥石にプラスを、電極にマイナスの直流
    パルス電圧を印加することにより、前記ボンド材を放電
    作用によって除去しつつ前記レンズを粗研削する工程
    と、 前記導電性研削砥石にマイナスを、電極にプラスの直流
    定常電圧を印加することにより、電極の電解作用によっ
    て、電極を構成する金属を前記研削面上に析出させるこ
    とにより被膜を形成しつつ前記レンズを仕上研削する工
    程と、 を有することを特徴とするレンズ研削方法。
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