JP3689150B2 - 光学素子の研削研磨用保持具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ等の光学素子を保持して研削研磨する際に用いる研削研磨用保持具に関する。
【0002】
【従来技術】
一般的な光学素子例えばレンズを保持する研削研磨用保持具として、『JOEM光学素子加工技術´87 発行日:昭和62年9月5日(発行所:日本オプトメカトロニクス協会)1−5研削・研磨 第146頁〜148頁』に記載されているような、接着剤を使用することなく円筒状のベース部材にレンズを嵌め込む嵌め込み式の保持具がある。この保持具の構成を、図5、図6及び図7を用いて説明する。
【0003】
図5に示す研削研磨用保持具11は、円筒状のベース12、ベース12内に固定された台座13及びこの台座13に貼り付けられたレンズ受け材(図5では、シート14aを指す)14が一体に構成されている。
具体的には、ベース12は、研削研磨するレンズ15の外径よりやや大きい内径の孔をもつ円筒状をしており、このベース12の孔に硬質体からなる台座13が固定されている。この台座13の一方の面は、前記レンズ15が嵌め込まれた際に当接するレンズ受け面15aの曲率と同様な曲率の形状をしており、もう一方の面は図示しないかんざしで支持するためのかんざし受けの座グリ16が設けられている。また、座グリ16に配置するかんざしには、このかんざしを介して保持具11全体に荷重を伝達するための図示しない加工機が接続されている。
【0004】
一方、レンズ受け面15aの曲率と同様な曲率の台座13の面には弾性体からなるシート14aが接着剤等で貼り付けられている。
また、図6に示すようにシート14aの変わりにシリコンゴム14bをレンズ受け材14としてレンズ受け面15aと台座13との間に介在させたものもある。 更に、図7に示すように前記の円筒状のベース12とベース12内に固定される台座13とを一体化してベース12とし、Oリング14cをレンズ受け材14としてベース12とレンズ受け面15aとの間に介在させたものもある。
【0005】
以下、上記構成の保持具を用いてレンズを研削研磨する場合について説明する。 まず、研削研磨するレンズ15をベース12内に嵌め込み、ベース12内のレンズ受け材14に接触させた状態で図示しない砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざしを介して保持具11に伝達させる。これによって、保持具11のベース12内のレンズ受け材14に接触しているレンズ15が砥石に押し付けられる。そして、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させると、砥石の回転に従動してベース12と共にレンズ15が回転し、砥石とレンズ15との相対速度の差によってレンズ加工面15bは研削研磨される。
【0006】
この時、図5及び図6に示すようにシート14aやシリコンゴム14bをレンズ受け材14としている場合、レンズ受け面15a全体にレンズ15を砥石に押し付けるための力が均一に加わる。
また、図7に示すようにOリング14cをレンズ受け材14としている場合、レンズ受け面15aにレンズ15を砥石に押し付けるための力が輪帯状に加わる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベースは嵌め込んだレンズの径方向の移動を規制しているだけのいわゆるノンブロッキングであり、レンズ受け材と砥石との挟持によってレンズは保持されている。このため、砥石の回転によってレンズが回転すると、ベース及びレンズ受け材はレンズと共に回転しようとするが、砥石の回転が速くなるにつれてベース及びレンズ受け材はレンズの回転速度についていけず、レンズとレンズ受け材との間に相対速度の差が発生してしまう。その結果、図5及び図6に示すようにシートやシリコンゴムをレンズ受け材としている場合、レンズの加工を長時間に渡って継続して行っていると、レンズとレンズ受け材との間の摩擦が発生し、レンズの中心から外周に向うほどレンズの回転速度は速くなっているので、レンズ受け材の中心より外周の方が早く摩耗してしまう。その結果、研削研磨中レンズがガタついてしまい、加工されたレンズにアス(方向により曲率の差があることをいう)やクセ(なかだかのことをいう)が発生してしまう。
【0008】
また、図7に示すようにOリングをレンズ受け材としている場合、レンズ受け材に摩耗が生じてもレンズを輪帯状に保持することはできるので、アスは発生しにくいという利点はあるが、レンズ受け面をシート等で均一の荷重で受ける場合と比較すると、レンズの受け面の一部に荷重が集中してしまう。その結果、レンズを砥石に押し付ける力が不均一になってしまい、荷重が集中した箇所のレンズ受け面に汚れが発生したり、スリ傷が発生してしまう。また、加工中レンズが変形しやすいためクセは発生してしまう。
【0009】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、アスやクセの生じることなく寿命の長い光学素子の研削研磨用保持具を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、研削研磨する光学素子を保持する光学素子の研削研磨用保持具において、前記光学素子の光学素子受け面をこの光学素子受け面の曲率と同様な曲率の形状である一方の面に当接させるシート状の弾性体と、前記シート状の弾性体を回転自在に支持し且つ前記光学素子を嵌め込む筒状のベース部材と、前記シート状の弾性体の一方の面とは反対側のボール受け面と前記ベース部材との間に介在させた複数個のボールとを備え、前記弾性体とこの弾性体に当接する光学素子とを一体として前記ベース部材に対して回転させる構成とした。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1記載の光学素子の研削研磨用保持具にあって、前記複数のボールを輪帯状に配置して構成した。
請求項1または請求項2に係る発明の作用は、光学素子の光学素子受け面に接触するシート状の弾性体とベースとの間にボールを介在させることによって、光学素子と弾性体とが一体で回転し、光学素子受け面と弾性体との間に発生する摩擦を抑える。
【0012】
【発明の実施の形態】
(発明の第1の実施の形態)
本発明の実施の形態における光学素子の研削研磨用保持具の断面図を図1に示し、この保持具に用いられる台座の底面図を図2に示す。
研削研磨用保持具1は、図1に示すように有底の円筒状からなるベース2、ベース2内に固定された台座3、台座3に接触している複数個のボール4及びこのボール4に接触しているシート5等から構成されている。
【0013】
具体的には、ベース2は、保持するレンズ6の外径よりやや大きい内径の開口部が設けられており、このベース2の開口部内の底面にステンレス等の金属からなる硬質体の台座3がネジ7によって固定されている。また、ベース2の開口部内の側面には1本の溝状の凹部2aが設けられており、この凹部2aにウレタン等の弾性体からなるレンズ受け面6aの曲率と同様な曲率の形状をしているシート5の外周面が僅かな隙間を設けて挿入されている。そして、シート5はベース2内を回転できるようになっている。
【0014】
また、前記台座3の受け面3aはレンズ受け面6aの曲率と同様な曲率の形状をしており、この台座受け面3aに径の異なる輪帯状の溝3bが2本形設されている。この輪帯状の溝3bにはそれぞれセラミックスからなる複数個の球状体のボール4が挿入されており、このボール4にシート5のボール受け面5aが点接触している。また、ボール4は、溝3bから脱落しないように台座3に固定された輪帯状の固定板8で保持しており、溝3bに沿って移動できるようになっている。ここで、図2では内側のボール4の数を5個、外側のボール4の数を7個としているが、レンズ6の加工中にボール4が回転して一カ所に偏っても、レンズ6が傾かない程度のボール4の数があれば問題はない。
【0015】
一方、ベース2の上面にはかんざし9で支持するための座グリ2bが設けられている。この座グリ2bに配置するかんざし9内にはピン10がストッパとして働いており、かんざし9及びピン10によってベース2を支持している。また、かんざし9には、このかんざし9を介して保持具1全体に荷重を伝達して、レンズ6をシート5と図示しない砥石によって挟持して保持するための図示しない加工機が接続されている。
【0016】
以下、本発明の実施の形態の作用を説明する。
まず、研削研磨するレンズ6のレンズ受け面6aをベース2の開口部に嵌め込み、ベース2内のシート5にレンズ受け面6aを接触させた状態でレンズ保持具1を下降させて、レンズ加工面6bを砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざし9に伝達させる。これによって、荷重はかんざし9からボール4を介してベース2内のシート5に伝達し、このシート5に伝達した荷重がシート5内で分散されてレンズ受け面6a全体に均一に加わり、レンズ6は砥石に押し付けられる。その後、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させることにより、砥石の回転に従動してレンズ6が回転し、砥石とレンズ6との相対速度の差によってレンズ加工面6bは研削研磨される。
【0017】
この時、シート5のボール受け面5aは、溝3bに沿って回転するボール4と点接触しているため、レンズ6とシート5は一体になって回転運動を起こすことになる。その結果、レンズ受け面6aとシート5との間には摩擦は生じず、良好なレンズ6の研削研磨が行われる。
また、例え、シート5のボール受け面5aとボール4との間で摩擦が生じてシート5のボール受け面5aが摩耗しても、レンズ受け面6aには影響がないため、レンズ6の研削研磨に問題は生じない。
【0018】
本発明の実施の形態によれば、シートのレンズ受け面側がレンズの回転運動によって摩耗することなく、シートの寿命が延びる。また、シートからの荷重はレンズ受け面全体に均一に加わるため、研削研磨されたレンズにはアスやクセが生じない。
(発明の第2の実施の形態)
本発明の実施の形態における光学素子の研削研磨用保持具の断面図を図3に示す。
【0019】
本発明の実施の形態では、図3に示すようレンズ6を受けるシート5を2枚重ね合わせたものを使用した。具体的には、ボール4と接触するシート5bを摩耗に強く表面が滑らかなテフロン等の樹脂材料とし、レンズ受け面6aと接触するシート5cをウレタン等の弾性体とし、シート5b,5cは互いに接着剤で接着されている。また、台座3においても、摩耗に強く表面が滑らかな酸化ジルコニウム(ジルコニア)等のセラミックス材料が用いた。その他の構成は発明の第1の実施の形態と同一構成であり、同一部分には同一番号を付して説明は省略する。 以下、本発明の実施の形態の作用を説明する。
【0020】
まず、研削研磨するレンズ6のレンズ受け面6aをベース2の開口部に嵌め込み、ベース2内のシート5にレンズ受け面6aを接触させた状態でレンズ保持具1を下降させて、レンズ加工面6bを砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざし9に伝達させる。これによって、荷重はかんざし9からボール4を介してベース2内のシート5に伝達し、このシート5に伝達した荷重がシート内で分散されてレンズ受け面6a全体に均一に加わり、レンズ6は砥石に押し付けられる。その後、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させることにより、砥石の回転に従動してレンズ6が回転し、砥石とレンズ6との相対速度の差によってレンズ加工面6bは研削研磨される。
【0021】
また、シート5のボール受け面5aとボール4との間で摩擦が生じても、シート5は摩耗に強い材質なので、シート5は摩耗せず、レンズ6の研削研磨に問題は生じない。
本発明の実施の形態によれば、発明の第1の実施の形態の効果に加え、シートとボールとの摩耗を抑えることができ、シートの寿命が発明の第1の実施の形態より更に延びる。また、台座にセラミックス材料を用いているため、ボールと台座との摩耗が低減し、ボール及び台座の寿命が延びる。
【0022】
(発明の第3の実施の形態)
本発明の実施の形態における光学素子の研削研磨用保持具の断面図を図4に示す。
本発明の実施の形態では、図4に示すようにベース2に設けられた凹部2aに接触しているシート5の外周面についても、摩耗に強く表面が滑らかなテフロン等の樹脂材料とすべく、シート5bの外周縁を肉厚とした凹形状とし、シート5cを凹形状部に嵌合させて接着させている。その他の構成は発明の第2の実施の形態と同一構成であり、同一部分には同一番号を付して説明は省略する。
【0023】
以下、本発明の実施の形態の作用を説明する。
まず、研削研磨するレンズ6のレンズ受け面6aをベース2の開口部に嵌め込み、ベース2内のシート5にレンズ受け面6aを接触させた状態でレンズ保持具1を下降させて、レンズ加工面6bを砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざし9に伝達させる。これによって、荷重はかんざし9からボール4を介してベース2内のシート5に伝達し、このシート5に伝達した荷重がシート内で分散されてレンズ受け面6a全体に均一に加わり、レンズ6は砥石に押し付けられる。その後、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させることにより、砥石の回転に従動してレンズ6が回転し、砥石とレンズ6との相対速度の差によってレンズ加工面6bは研削研磨される。
【0024】
また、シート5のボール受け面5aとボール4との間で摩擦が生じても、シート5は摩耗に強い材質なので、シート5は摩耗せず、レンズ6の研削研磨に問題は生じない。
更に、シート5の回転によって、シート5とベース2に設けられた凹部2aとの間に摩擦が生じても、凹部2aに接触しているシート5の外周面は、摩耗に強く表面が滑らかな材質なので、シート5の回転を妨げず摩耗しないため、レンズ6の研削研磨に問題は生じない。
【0025】
本発明の実施の形態によれば、発明の第1の実施の形態及び発明の第2の実施の形態の効果に加え、シートとベースとの接触部の摩耗を抑えることができ、シートがレンズと一体となって回転する際、シートは滑らかに回転することができる。
なお、各発明の実施の形態ではいずれもベースと台座を別部材で説明したが、ベースと台座とを一体化し、これをベース部材としても良い。
【0026】
各発明の実施の形態では、台座に設けた溝は2本であるが、この溝の本数は保持するレンズの外径等で変更しても問題ない。
各発明の実施の形態では、レンズを加工する際に研削研磨保持具を下降させてレンズと砥石とを当接させたが、逆に砥石を上昇させてレンズと砥石とを当接させても良い。
【0027】
また、ボールの材質にはセラミックスを用いたが、変形しにくくシートを摩耗させにくい材質の金属等を用いても良い。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、研削研磨する光学素子とシート状の弾性体とが一体となって回転するため、弾性体と光学素子受け面との間に摩擦が生じず、アスやクセのない良好な成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具に用いられる台座を説明するための底面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図5】従来の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図6】従来の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図7】従来の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【符号の説明】
1 研削研磨用保持具
2 ベース
3 台座
4 ボール
5 シート
6 レンズ
7 ネジ
8 固定板
9 がんざし
10 ピン
11 研削研磨用保持具
12 ベース
13 台座
14 レンズ受け材
15 レンズ
16 座グリ
Claims (2)
- 研削研磨する光学素子を保持する光学素子の研削研磨用保持具において、
前記光学素子の光学素子受け面をこの光学素子受け面の曲率と同様な曲率の形状である一方の面に当接させるシート状の弾性体と、
前記シート状の弾性体を回転自在に支持し且つ前記光学素子を嵌め込む筒状のベース部材と、
前記シート状の弾性体の一方の面とは反対側のボール受け面と前記ベース部材との間に介在させた複数個のボールとを備え、
前記弾性体とこの弾性体に当接する光学素子とを一体として前記ベース部材に対して回転させることを特徴とする光学素子の研削研磨用保持具。 - 前記複数個のボールを輪帯状に配置したことを特徴とする請求項1記載の光学素子の研削研磨用保持具。
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JP19722495A JP3689150B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 光学素子の研削研磨用保持具 |
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1995
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