JP3875897B2

JP3875897B2 - 研磨機

Info

Publication number: JP3875897B2
Application number: JP2002027749A
Authority: JP
Inventors: 正樹清水
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003225850A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、例えばｆθレンズ用金型のトーリック面のような研磨面を研磨するための研磨方法及び研磨機に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
ｆθレンズ（ミラー）は、その表面（研磨面）の長手方向（主走査方向）とこの長手方向に直交する短手方向（副走査方向）の曲率半径が異なる、いわゆるトーリック面からなっている。最近はさらに、副走査方向の曲率半径が主走査方向に異なる特殊トーリック形状が採用されつつある。
【０００３】
このようなｆθレンズは通常合成樹脂材料の成形品で構成されるため、その金型はｆθレンズの凹凸を逆にしたトーリック面（特殊トーリック面）からなる。このようなトーリック形状をなしている金型の研磨面を研磨する研磨機としては、例えば次のようなものがある。
【０００４】
一例としては、軸線回りに高速回転する回転部材の先端に、球状の研磨具を固着し、この研磨具を研磨面に接触させながら高速回転させて長手方向に往復移動させ、かつ研磨面との接触位置を短手方向に徐々にずらすことにより、研磨面全体を研磨するものである。
【０００５】
しかし、この研磨機では、研磨具と研磨面の接触位置を短手方向にずらしながら研磨を行うので、金型の研磨面に小さなうねりが生じてしまい、そのため、レンズ表面にうねりがない理想的なｆθレンズを製造することができない。
【０００６】
また、その他の例としては、金型を、金型保持部材である研磨ヤトイ（治具）の嵌合用凹部に嵌合して、金型の研磨面と研磨ヤトイの上面を連続させ、軸線回りに高速回転する回転部材の先端に、金型の研磨面の短手方向の幅より直径の大きい軟質材料からなる研磨具（弾性球ポリッシャー）を固着し、この研磨具を、高速回転させながら研磨面と研磨ヤトイの上面とに接触させ、研磨面の長手方向に往復移動させることにより、研磨面全体を研磨するものがある。
【０００７】
しかし、この研磨機は、研磨具が柔らかいうえに、研磨具と研磨面の摩擦抵抗が大きいために研磨具は高速回転しながら研磨面を研磨できないので、前加工において生じた研磨面の微少な残存うねり、特に短手方向のうねりを完全に除去することができない。
さらに、研磨時に研磨ヤトイを必要としているので、研磨ヤトイの製作、取り付けに要するコストが負担になっていた。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、研磨面の長手方向と長手方向と直交する短手方向との曲率半径が異なり、短手方向が凹面であるワークの研磨面を、うねりを生じることなく研磨できるとともに、研磨時に研磨ヤトイ等の補助具を必要としない研磨方法と研磨機を提供することを目的とする。
【０００９】
【発明の概要】
本発明の研磨機は、長手方向と該長手方向と直交する短手方向との曲率半径が異なり、該短手方向が凹面である研磨面を有するワークの研磨機であって、上記研磨面の短手方向の全幅より大きい直径を有する円柱形研磨具と；この円柱形研磨具を軸線回りに回転駆動する研磨具回転手段と；該円柱形研磨具と上記ワーク研磨面とを相対的に接離移動させる接離手段と：上記円柱形研磨具と上記ワーク研磨面を、上記研磨面の長手方向に相対的に往復移動させる往復移動手段と；上記接離手段による接離方向と往復移動手段による移動方向とを含む平面内において、上記円柱形研磨具の軸線と研磨面の法線とのなす傾斜角を調整する角度調整手段と；上記接離手段と往復移動手段と角度調整手段とを制御して、上記円柱形研磨具の先端面の周縁部による研磨面の研磨を制御する制御手段と；を備えることを特徴としている。
【００１２】
また、上記制御手段が、上記接離手段を制御することにより、上記研磨具を研磨面に常時一定の圧力で押し付けるのが好ましい。
【００１４】
また、上記ワークがｆθレンズ製造用の金型であるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
床面上には、平面視長方形をなす基板１が固定されており、この基板１の上面には、基板１の長手方向に往復移動可能なスライダ３が装着されている。このスライダ３は図示を省略した移動用モータ（往復移動手段）に、この移動用モータの回転運動を直線運動に変換する駆動力伝達機構を介して連係されており、移動用モータが正逆両方向に回転することにより、基板１上を直線的に往復移動する。
【００１６】
スライダ３の上面には、図示を省略したｆθレンズを製造するための金型（ワーク）５が固定されている。この金型５の上面である研磨面（ワーク研磨面）５ａは、金型５の長手方向Ｘとこの長手方向に直交する短手方向Ｙの断面がともに凹状の曲線をなしており、さらに上記長手方向Ｘと短手方向Ｙの曲率半径が互いに異なる、いわゆるトーリック形状をなしている。
【００１７】
研磨機７は、上記のスライダ３と、図示を省略したマシニングセンタに研磨装置を取り付けたものからなり、研磨装置は以下のような構成である。
スライダ３上には、マシニングセンタに設けられた上下方向を向く支持部材９が備えられている。この支持部材９は、図示を省略した昇降用モータ（接離手段）が正逆両方向に回転することによりＺ方向に昇降するものであり、その下端には横向きの円柱部９ａが連設されており、円柱部９ａの一方の側面には円形の回転板１１が、円柱部９ａの中心軸（Ｂ軸）回りに回転可能に装着されている。円柱部９ａの内部には角度調整用モータ（角度調整手段）（図示略）が内臓されており、この角度調整用モータは回転板１１に連係され、角度調整用モータが正逆両方向に回転することにより回転板１１が時計回りと反時計回りに回転する。
【００１８】
回転板１１の側面には、回転板１１の放射方向を向くとともに、大径部１３ａと小径部１３ｂとからなる円柱形の腕部１３が固着されており、この腕部１３の内部には回転駆動用モータ（研磨具回転手段）（図示略）が内臓されている。腕部１３は平面視において金型５の長手方向Ｘと同方向を向くとともに、同一直線上に位置している。腕部１３の内部には、腕部１３と同方向を向くスピンドル１５がその軸線回りに回転自在に取り付けられており、スピンドル１５の先端部は腕部１３の先端から突出している。このスピンドル１５は回転駆動用モータに連係されており、回転駆動用モータが回転することにより高速回転、例えば毎分数百乃至数千、あるいは数万回転で回転する。
【００１９】
スピンドル１５の先端には円柱形の円柱形研磨具１７が固着されている。円柱形研磨具１７の断面の直径は、金型５の研磨面５ａの短手方向Ｙの幅より大きく、かつ、その半径は研磨面５ａの短手方向Ｙの断面の最小曲率半径より小さい。
この円柱形研磨具１７は、例えばフェルトを固めたり、硬質ゴムを研磨シートで覆ったり、塩化ビニールを固めることにより製造され、バフなどより硬質なものである。
【００２０】
金型５の上方には、研磨液１９を研磨面５ａに常時供給する研磨液供給装置２１が配設されている。
【００２１】
上記の角度調整用モータと移動用モータと昇降用モータは、マシニングセンタに内蔵された制御回路（制御手段）（図示略）に接続されている。この制御回路は、上記の角度調整用モータと移動用モータと昇降用モータを、予め入力されたＮＣデータに基づいてＮＣ制御（数値制御）することにより、研磨作業の開始から終了までの間、円柱形研磨具１７の先端面１７ａの周縁部を常時研磨面５ａに隙間無く、かつ一定の圧力で密接させるものである。
具体的には、移動用モータの回転方向と回転速度を制御するとともに、移動用モータの回転によって変化する長手方向Ｘ及び上下方向の研磨面５ａと円柱形研磨具１７の位置関係に応じて、昇降用モータと角度調整用モータの回転速度と回転方向を制御し、円柱形研磨具１７の上下方向位置を微調整して、円柱形研磨具１７の先端面１７ａの周縁部を研磨面５ａに常時一定圧力で接触させるとともに、図２に示すように水平面Ｈ（図２参照）とスピンドル１５のなす角度θを微調整し、図３に示すようにＸ方向から見たときの円柱形研磨具１７の先端面１７ａの周縁部の近似的な曲率半径を変化させることにより、円柱形研磨具１７の先端面１７ａの周縁部を研磨面５ａに常時隙間無く密接させる。
【００２２】
上記構成からなる研磨機７のマシニングセンタの電源をＯＮにしてサイクルスイッチ（図示略）を押すと、角度調整用モータ、移動用モータ、昇降用モータ、回転駆動用モータが作動し、金型５が長手方向Ｘに沿って直線的に往復移動し、円柱形研磨具１７の先端面１７ａの周縁部が常時一定圧力で研磨面５ａに回転接触することにより、研磨面５ａ全体が研磨される。この間、研磨液供給装置２１から研磨面５ａに研磨液１９が常時供給される。サイクルスイッチを押してから所定時間が経過すると、円柱形研磨具１７が研磨面５ａから上方に離れ、スライダ３の直線移動と、円柱形研磨具１７の回転動作、回転板１１の回転動作が停止し、研磨作業が終了する。
【００２３】
このように、円柱形研磨具１７は高速回転しながら研磨面５ａを研磨でき、さらに、円柱形研磨具１７が常時一定圧力で研磨面５ａを研磨し、かつ、研磨時に研磨面５ａは円柱形研磨具１７に対して長手方向Ｘにのみ移動し短手方向Ｙには移動しないので、金型５の研磨面５ａ全体をうねりのないように研磨することができる。
特に本実施形態では、比較的硬い円柱形研磨具１７が軸線回りに高速回転しながら研磨面５ａに接触するので、研磨面５ａの短手方向Ｙのうねりの発生を効果的に防止でき、前加工において生じたうねりも除去できる。
さらに、移動用モータを高速回転させて、スライダ３を高速で直線移動させることにより、研磨面５ａの長手方向Ｘのうねりの発生も効果的に防止できるようになる。
【００２４】
また、研磨時に研磨ヤトイのような補助具を要しないので、研磨ヤトイの製作、取り付けが不要であり、コスト的にも有利である。
【００２５】
なお、本実施形態の円柱形研磨具１７の断面の直径は金型５の研磨面５ａの短手方向Ｙの幅より大きいが、研磨面５ａの短手方向Ｙの幅と同じ寸法としてもよい。
また、研磨面の長手方向Ｘの断面形状が直線または凸面をなす金型であっても、研磨機７により研磨することができる。
さらに、研磨機７は、ｆθレンズを製造するための金型５以外のトーリック形状のワークの研磨にも用いることができる。
また、支持部材９を矢印Ａ方向（Ｙと平行な方向）に往復移動させる水平移動用モータ（図示略）を設け、これをマシニングセンタの制御回路に接続して、支持部材９の矢印Ａ方向の位置を調整できるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、研磨面の長手方向と長手方向と直交する短手方向との曲率半径が異なり、短手方向が凹面であるワークの研磨面を、前加工において生じたうねりを除去し、かつ、うねりを生じることなく研磨できる。さらに、研磨時に研磨ヤトイ等の補助具を必要としないので、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同じく、研磨具と金型の接触状態を示す側面図である。
【図３】同じく、研磨具と金型の研磨面との接触状態の変化を示す正面図である。
【符号の説明】
１基板
３スライダ
５金型（ワーク）
５ａ研磨面（ワーク研磨面）
７研磨機
９支持部材
９ａ円柱部
１１回転板
１３腕部
１３ａ大径部
１３ｂ小径部
１５スピンドル
１７円柱形研磨具
１７ａ先端面
１９研磨液
２１研磨液供給装置
Ｈ水平面
Ｘ金型の長手方向
Ｙ金型の短手方向
Ｚ上下方向

Claims

長手方向と該長手方向と直交する短手方向との曲率半径が異なり、該短手方向が凹面である研磨面を有するワークの研磨機であって、
上記研磨面の短手方向の全幅より大きい直径を有する円柱形研磨具と；
この円柱形研磨具を軸線回りに回転駆動する研磨具回転手段と；
該円柱形研磨具と上記ワーク研磨面とを相対的に接離移動させる接離手段と：
上記円柱形研磨具と上記ワーク研磨面を、上記研磨面の長手方向に相対的に往復移動させる往復移動手段と；
上記接離手段による接離方向と往復移動手段による移動方向とを含む平面内において、上記円柱形研磨具の軸線と研磨面の法線とのなす傾斜角を調整する角度調整手段と；
上記接離手段と往復移動手段と角度調整手段とを制御して、上記円柱形研磨具の先端面の周縁部による研磨面の研磨を制御する制御手段と；
を備えることを特徴とする研磨機。
請求項１記載の研磨機において、上記制御手段が、上記接離手段を制御することにより、上記研磨具を研磨面に常時一定の圧力で押し付ける研磨機。
請求項１または２記載の研磨機において、上記ワークがｆθレンズ製造用の金型である研磨機。