JP4183892B2 - 研磨工具およびこの研磨工具を用いた研磨装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、レンズ成形型などの表面を高精度に研磨加工する研磨装置に係わり、詳しくは表面が回転軸対称曲面であるワークを研磨加工する研磨工具とこの研磨工具を用いた研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面に曲面を有するワークを研磨加工する研磨装置は、図６に示すような研磨装置（従来技術１）が広く知られている。図６において、ワーク１０１は、皿１０２に貼付され、図示を省略したワーク軸の軸心ｍを中心として回転している。ワーク１０１の表面１０１ａは、通常非球面などの光学機能面に仕上げられる。ワーク１０１の上方には、ＮＣ制御などにより変曲面を形成する軌跡を辿る研磨ヘッド１０６が配設されている。研磨ヘッド１０６の下端には、球状の研磨ツール１０３を回転自在に保持する回転軸１０４と、この回転軸１０４を回転および加圧する回転加圧装置１０５とが装備されている。研磨ツール１０３が、ワーク１０１の表面１０１ａに微小面積で接触し、変曲面を形成する軌跡を辿りながら、研磨加工を行うものである。
【０００３】
一方、「研磨工具保持装置および該研磨工具保持装置を備えた研磨ヘッド」として、特許２９３８５９３号公報（登録日平成１１年６月１１日）所載の技術（従来技術２）が開示されている。図７を用いてこの従来技術２の研磨工具保持装置を説明する。図７において、この研磨工具保持装置は、凸球面２０１を有する工具保持部２０２と、凹球面２０３を有し加工力を伝達する工具支持部２０４と、凸球面２０１と凹球面２０３との間に挟まれた少なくとも３個の球体２０５と、工具保持部２０２により保持される研磨工具２０６とを有している。工具保持部２０２は、工具保持部２０２に設けられた磁石２０７により、工具支持部２０４側に吸引されており、また、工具保持部２０２と工具支持部２０４とは、可撓性部材２０８により連結され、可撓性部材２０８により、工具保持部２０２と工具支持部２０４との間に密閉空間が形成されている。
【０００４】
工具保持部２０２の凸球面２０１の中心点および工具支持部２０４の凹球面２０３の中心点は、工具保持部２０２に保持される研磨工具２０６のポリッシャ２０９の中心点Ｏに一致している。また、研磨工具２０６は、磁石２０７により工具保持部２０２に吸引されている。上記構成の研磨工具保持装置では、回転軸２１０が回転すると、板バネ２１１を介して工具支持部２０４が回転し、この工具支持部２０４に吸着される工具保持部２０２の回転により研磨工具２０６が回転して、研磨加工を行うものである。
【０００５】
さらに、「研磨装置」として、特開平１０−３１５１１０号公報所載の技術（従来技術３）が開示されている。図８を用いてこの従来技術３を説明する。図８において、回転軸３０７は、円筒状のカラー３０８を介してベアリング３０９、３１０により回転自在に上下方向に保持されている。カラー３０８と回転軸３０７とは、キー３０７Ａによって回転方向へは一体で回転し、上下方向へはスライド可能に構成されている。この回転軸３０７は、プーリ３１１、ベルト３１４、プーリ３１３およびモータ３１２に連動しており、所定の回転数で回転駆動される。また、回転軸３０７の上方にはエアシリンダ３１５が配設され、その加圧軸３１５ａに固定されたカップリング３１６の下面が、スラストベアリング３１７を介して当接し、加圧力を伝達するように構成されている。
【０００６】
回転軸３０７の下端には、弾性を有するポリウレタンシートからなる円盤状のポリッシャ３１８が、その裏面中央位置に取着されており、回転軸３０７の回転に伴って回転する。回転軸３０７上のポリッシャ３１８の直上には、円筒状のスライド部材３１９が、回転軸３０７に沿って上下動自在に嵌装されている。スライド部材３１９の下部外周３１９ａとポリッシャ３１８の裏面外周３１８ａとは、弾性変形するポリッシャ変形部材である複数の板バネ３２０により連結されている。また、スライド部材３１９の上端は、スラストベアリング３２１を介して、上下方向に移動自在なＬ字状の押圧部材３２３の停止位置に従って押圧されるようになっている。この押圧部材３２３は、圧力機構としてのリニアアクチュエータ３２２のスライダ３２２ｂに取着され、図示しないボールネジおよびＤＣサーボモータ３２２ａによって上下方向に駆動され、位置制御されている。こうした構成で、ポリッシャ３１８によって、ワーク３０４に研磨圧力を作用させるとともに、ワーク３０４の表面３０４ａの凹凸形状の高低差によって、押圧部材３２３をリニアアクチュエータ３２２により位置決めして、ポリッシャ３１８をワーク３０４の表面３０４ａに常に密着させて、研磨加工するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来技術にはつぎのような問題点があった。すなわち、従来技術１においては、研磨ツール１０３がワーク１０１の加工面１０１ａに微小面積で接触することが前提となるため、研磨効率が非常に悪く、多大の研磨時間を要する。また、研磨ツール１０３が微小面積で接触するため、カッターマーク（前工程の挽目）として見える加工面１０１ａの微小凸部に研磨ツール１０３を選択的に接触させて除去する作業が困難であり、カッターマークの効率的な除去が難しいという問題があった。また、研磨ツール１０３の走査による新たな研磨痕が生ずるという問題も発生する。
【０００８】
つぎに、従来技術２においては、研磨加工の凹凸形状に対し、工具保持部２０２の凸球面部２０１、工具支持部２０４の凹球面部２０３および球体２０５によって、ポリッシャ２０９が面接触に近い状態で姿勢保持できるが、研磨加工面の状態によっては、面接触が不完全になる場合もある。また、ポリッシャ２０９の接触面積が大きいため、接触部の周速において周速分布が生じてしまい、接触面積内の研磨除去量の差により、ワークの形状精度を損ねるという問題がある。
【０００９】
さらに、従来技術３においては、研磨加工面であるワーク３０４の表面３０４ａに対してポリッシャ３１８の接触状態を一定にすることが可能ではあるが、ポリッシャ３１８の接触面積が大きくなるとともに、従来技術２と同様に、ポリッシャ３１８の接触面積内の周速分布による研磨除去量の差が生じ、研磨加工による形状精度を劣化させるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１、２または３に係る発明の課題は、カッターマークの効率的な除去および被加工物の表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリッシャの走査による研磨痕が生じることのない研磨工具およびこの研磨工具を用いた研磨装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、被加工物の表面を研磨する研磨工具において、被加工物の表面に当接する回転可能な球状の第１ポリッシャと、前記第１ポリッシャの周囲に隙間をあけて配設され、前記第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接する平面状の研磨作用面を有する回転可能な略筒状の第２ポリッシャと、を具備し、前記第２ポリッシャは、前記第１ポリッシャの材質よりも弾性率の低い材質で構成されている。
【００１３】
請求項１に係る発明の研磨工具では、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッシャが回転しながら、第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行う。
【００１４】
また、第２ポリッシャは、第１ポリッシャの材質よりも弾性率の低い材質で構成されていることにより、被加工物の表面形状に対応して撓みつつ研磨加工を行う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施の形態について説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１および図２は実施の形態１を示し、図１は研磨装置の斜視図、図２はポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。図１において、研磨装置は、支持定盤１上に配設され被加工物（以下、ワークと称する）２に後述する所定の運動を行わせるための加工物駆動部３と、ワーク２の表面としての加工面２ａを回転軸対称曲面に研磨するポリッシャユニット部４と、支持定盤１上に配設されポリッシャユニット部４を支持するとともにポリッシャユニット部４を上下方向（図１の矢印Ｚ軸方向）に移動させるための移動手段としてのＺ軸機構部５とを有している。
【００１８】
まず、加工物駆動部３について説明する。図１において、加工物駆動部３は、ワーク２を水平方向（図１の矢印Ｘ軸方向）に往復移動させるためのＸ軸機構部６と、Ｘ軸機構部６上に載置されワーク２をＸ軸とＺ軸とに直交する図１におけるｏ軸を中心として矢印θ方向に旋回または揺動させるためのθ軸機構部８とを有している。
【００１９】
つぎに、Ｘ軸機構部６の詳細を説明する。支持定盤１上には、Ｘ軸方向に平行な２本のガイドレール９ａ、９ｂを有するＸ軸ベース板９が固定されている。このＸ軸ベース板９上には、Ｘ軸テーブル１０が２本のガイドレール９ａ、９ｂに案内されて矢印Ｘ軸方向に往復移動自在に装着されている。２本のガイドレール９ａ、９ｂの間には、これと平行にボールネジ１１が回転自在に軸支されている。このボールネジ１１は、Ｘ軸テーブル１０の下面に設けられている図示しないボールナットに螺合し、その一端がＸ軸ベース板９の右側面に取着されたモータ１２の出力軸と接続されている。そして、ボールネジ１１がモータ１２の駆動により正転、逆転することにより、Ｘ軸テーブル１０が矢印Ｘ軸方向に往復移動され、所定の位置で位置決めされる。
【００２０】
つぎに、θ軸機構部８の詳細を説明する。Ｌ字状のＬ字基台１３は、Ｘ軸テーブル１０上に固定されており、Ｌ字状の立ち上がり側面の内側である前面８ａにエンコーダを内蔵したモータ１４が取付けられている。このモータ１４の前面には、Ｌ字基台１３よりも小さいＬ字状のワークスピンドル固定板１５が取付けられている。ワークスピンドル固定板１５上には、ワークスピンドル７が取付けられている。このワークスピンドル７には、ワーク２の回転中心軸ｍを中心として回転するワーク保持具１７が回転可能に保持されている。そして、ワークスピンドル７の下方には、モータ１８が接続されており、このモータ１８によってワーク保持具１７が回転される。
【００２１】
また、ワークスピンドル固定板１５は、モータ１４によってＸ軸とＺ軸とに直交する図１におけるｏ軸を中心として、所定の揺動角度の範囲でθ方向に揺動可能となっている。すなわち、ワークスピンドル固定板１５が旋回したときに、ワーク２の回転中心軸ｍがｏ軸に対して常に垂直となるように構成されている。さらに、ワークスピンドル固定板１５が揺動したときに、ワーク２の回転中心軸ｍとｏ軸との交点が常にワーク２の加工面２ａの面頂位置２ｏになるように設定されている。ワーク保持具１７は、図示しない開閉自在な保持チャックによって、加工面２ａが上を向けたワーク２を着脱できるようになっている。
【００２２】
つぎに、Ｚ軸機構部５の詳細を説明する。Ｚ軸機構部５は、Ｘ軸機構部６の後方で支持定盤１上に立設された支柱１９の上方側面である前面１９ａに設けられている。支柱１９の前面１９ａには、平行な２本のガイドレール２０ａ、２０ｂを有するＺ軸ベース板２０が固定されている。このＺ軸ベース板２０の前面には、Ｚ軸テーブル２１が２本のガイドレール２０ａ、２０ｂに案内されて矢印Ｚ軸方向に往復移動自在に装着されている。２本のガイドレール２０ａ、２０ｂの間には、各ガイドレール２０ａ、２０ｂと平行にボールネジ２２が回転自在に軸支されている。このボールネジ２２は、Ｚ軸テーブル２１の後面に設けられた図示しないボールナットに螺合し、その一端がＺ軸ベース板２０の上面に取着されたモータ２３の出力軸と接続されている。そして、ボールネジ２２がモータ２３の駆動により正転、逆転することにより、Ｚ軸テーブル２１が矢印Ｚ軸方向に往復移動され、所定の位置で位置決めされる。
【００２３】
つぎに、ポリッシャユニット部４の詳細を説明する。ポリッシャユニット部４は、取付け板２４を介してワーク２の加工面２ａの上方に位置するように、Ｚ軸テーブル２１に固定されている。図２に示すように、ポリッシャユニット部４の回転軸２５は、円筒状のカラー２６を介して、フレーム３０に取着されたベアリング２７、２８に回転可能に支持されている。回転軸２５には、その外周面の中央部に、回転中心軸ｍに対して直交する方向に突出したキー２５Ａが、回転軸２５の長手方向（中心軸ｍ方向）に延出して埋設されている。また、回転軸２５には、その外周面の上部に回転中心軸ｍに対して直交する方向に突出した上フランジ部２５Ｂが設けられ、外周面の下部に回転中心軸ｍに対して直交する方向に突出した下フランジ部２５Ｃが設けられている。
【００２４】
回転軸２５のキー２５Ａは、円筒状のカラー２６の内面に、回転中心軸ｍ方向に延出して設けられた溝部に嵌合している。これにより、回転軸２５は、カラー２６と一体的に回転可能であるとともに、カラー２６と別体で回転中心軸ｍ方向にスライド可能となっている。カラー２６の外周面の中央部および下部は、ベアリング２７、２８にそれぞれ回転可能に支持されている。また、回転軸２５の上フランジ部２５Ｂの直下であって、カラー２６の外周面の上部には、プーリ２９が取着されている。このプーリ２９は、フレーム３０に固定された回転手段としてのモータ３１のプーリ３２とベルト３３により連動している。従って、モータ３１からの回転駆動力は、プーリ３２、ベルト３３、プーリ２９およびカラー２６を介して回転軸２５に伝達され、回転軸２５が所定の回転数で回転駆動される。
【００２５】
一方、回転軸２５の上方には、加圧手段としてのエアシリンダ３４が配設されている。このエアシリンダ３４の加圧軸３４ａには、筐状のカップリング３５が固定されており、カップリング３５の下面がスラストベアリング３６を介して回転軸２５の上フランジ部２５Ｂの上面に当接している。従って、エアシリンダ３４からの加圧力は、カップリング３５およびスラストベアリング３６を介して回転軸２５に伝達される。
【００２６】
回転軸２５の下端には、研磨工具３７が取付けられている。この研磨工具３７の詳細を説明する。回転軸２５の下端には、回転中心軸ｍと偏心量δ（０．１〜１ｍｍが望ましい）だけ偏心させた軸３８ａが取付けられており、この軸３８ａに弾性を有する材質（本実施の形態ではポリウレタンを用いる）からなる球状の第１ポリッシャ３８が着脱自在に取付けられている。このように、回転軸２５の回転中心軸ｍと第１ポリッシャ３８の中心とが偏心量δだけ偏心しているため、第１ポリッシャ３８の偏心運動によって微小面積での研磨作用がワーク２の加工面２ａに対して生ずることになる。
【００２７】
回転軸２５の下フランジ部２５Ｃの下面には、蛇腹状の可撓性部材３９を介して第１保持部材としての工具保持部材４０が取付けられている。この工具保持部材４０は、回転軸２５が回転可能に挿通できるように中空形状をなしており、その内径部４０ｂと回転軸２５との間には隙間が設けられている。工具保持部材４０の下面は、凹球面形状の凹球面部４０ａであり、後述する第２ポリッシャ４３を収納する収納部となっている。工具保持部材４０の凹球面部４０ａには、３個以上の球体４２を介して略円筒状の第２保持部材としての工具支持部材４１が支持されている。工具支持部材４１の上端面には、略円筒状の磁石４４が固着されており、この磁石４４と工具保持部材４０の凹球面部４０ａとの間で磁力を発生させている。
【００２８】
一方、工具支持部材４１の下端面には、第１ポリッシャ３８よりも弾性率の低い材質（本実施の形態では発泡率の高いポリウレタンを用いる）からなる略円筒状の第２ポリッシャ４３が固持されている。第２ポリッシャ４３の研磨作用面４３ａは平面状に形成されている。第２ポリッシャ４３、工具支持部材４１および磁石４４には、それぞれ貫通孔４３ｂ、４１ａ、４４ａが形成され、回転している第１ポリッシャ３８と干渉しないようになっている。すなわち、第１ポリッシャ３８が回転したときに、常に第２ポリッシャ４３、工具支持部材４１および磁石４４に接触しないようになっている。なお、上述した、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８、Ｚ軸機構部５、エアシリンダ３４等は、図示しない制御手段としてのコントローラによってＮＣ制御される。
【００２９】
つぎに、上記構成の研磨工具および研磨装置を用いたワークの研磨方法について説明する。まず、図１に示すように、ワーク保持具１７に保持されたワーク２を、Ｘ軸機構部６によって矢印Ｘ軸方向に移動させ、その加工面２ａが研磨工具３７と対向した時点で停止させる。つぎに、図２に示すように、研磨工具３７の第１ポリッシャ３８をワーク２の研磨加工開始点に接触できるように、ワーク２を図１に示すθ軸機構部８によって矢印θ方向に旋回させる。このとき、図２に示すように、回転軸２５の回転中心軸ｍは、ワーク２の加工面２ａの法線方向に向いている。つぎに、研磨工具３７を、図１に示すＺ軸機構部５によって矢印Ｚ軸方向に下降させ、ワーク２の加工面２ａに接近した状態で停止させる。その後、図２に示すように、研磨工具３７を、エアシリンダ３４によって下方に加圧し、第１ポリッシャ３８と第２ポリッシャ４３とをワーク２の加工面２ａに所定の研磨圧力で接触させる。
【００３０】
このとき、第２ポリッシャ４３は、ワーク２の加工面２ａに凹凸形状の高低差があっても、第１ポリッシャ３８よりも弾性率の低い材質で構成されているので、研磨圧力および研磨工具の自重によって弾性変形し、ワーク２の加工面２ａと容易に密着状態となる。その後、回転軸２５を回転させて、第１ポリッシャ３８を回転させるとともに、ワーク２を回転軸中心ｍを中心として回転させる。第１ポリッシャ３８は、回転軸２５の回転中心軸ｍからの偏心量δの半径を持つ回転運動によって微小面積に対して研磨が行われる。また、第２ポリッシャ４３は、第１ポリッシャ３８の回転力が、工具保持部材４０、球体４２および工具支持部材４１を介して適当に伝達され、第１ポリッシャ３８とワーク２との接触箇所の周囲の研磨が行われる。
【００３１】
このとき、第２ポリッシャ４３は、第１ポリッシャ３８よりも弾性率が低い材質で構成されているので、第１ポリッシャ３８の研磨量を減少させることはない。また、工具保持部材４０の凹球面部４０ａと工具支持部材４１との間に介在している３個以上の球体４２によって、ワーク２の加工面２ａの形状変化に伴い、第２ポリッシャ４３の姿勢が追従する。このように、第１ポリッシャ３８と第２ポリッシャ４３をワーク２の加工面２ａに当接させた後、第１ポリッシャ３８、第２ポリッシャ４３およびワーク２を回転させつつ、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８およびＺ軸機構部５を同時に制御する。そして、第１ポリッシャ３８に対してワーク２の加工面２ａを所定の曲面形状の断面に沿って移動させ、移動速度を変化させて第１ポリッシャ３８の研磨量を制御することにより、ワーク２の加工面２ａを所望の形状の曲面に研磨する。
【００３２】
本実施の形態によれば、研磨工具３７を構成する第１ポリッシャ３８と第２ポリッシャ４３とをワーク２の加工面２ａに作用させながら研磨する際、第１ポリッシャ３８による形状創成作用と、第２ポリッシャ４３の研磨作用面４３ａへの密着による加工面２ａの平滑作用とにより、カッターマークの効果的な除去およびワーク２の加工面２ａの形状精度が高い研磨加工をすることができる。また、第１ポリッシャ３８により発生する研磨痕の除去が第２ポリッシャ４３によって同時に行われるため、研磨痕のない研磨面を能率的に得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２を示し、ポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。本実施の形態は、ポリッシャユニットと研磨工具との連結手段が実施の形態１と異なり、他の部分は実施の形態１と同一のため、異なる部分のみ示し、同一部分の図と説明を省略する。図３においても、同一の部材には、同一の符号を付し説明を省略する。
【００３４】
図３において、回転軸２５の下部外周に、工具保持部材４０Ａを、実施の形態１の可撓性部材３９に替えて、ベアリング４５によって固持している。従って、工具保持部材４０Ａすなわち研磨工具３７Ａは、ポリッシャユニット４Ａの回転軸２５に一体化され、共に上下動自在に構成されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３５】
上記構成の研磨装置を用いた研磨方法を説明する。実施の形態１と同様に、図２に示すように、加工物２の研磨開始点において、ワーク２の加工面２ａの法線方向を向くように、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８およびＺ軸機構部５により位置決めさせる。つぎに、図３に示すように、エアーシリンダ３４の加圧軸３４ａにより、回転軸２５の下端に取着されている研磨工具３７Ａをワーク２の加工面２ａ（図２参照）に当接させて、所定の研磨圧力を作用させる。この時、工具保持部材４０Ａは、回転軸２５にベアリング４５により固持されているため、第１ポリッシャ３８と同一の研磨圧力が作用する。この研磨圧力は、球体４２を介して工具支持部材４１に作用し、第２ポリッシャ部４３の弾性体である研磨面４３ａとの接触部を弾性変形させ、密着させる。この時、第２ポリッシャ４３の材質は、実施の形態１と同様、第１ポリッシャ３８より弾性率の低い材質であるため、容易に変形する。また、第２ポリッシャ４３の姿勢制御も実施の形態１と同様の作用が可能である。
【００３６】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、第２ポリッシャ４３への研磨圧力を大きくすることが可能となるため、実施の形態１より効率的な研磨加工が可能となる。
【００３７】
（実施の形態３）
図４および図５は実施の形態３を示し、図４はポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図、図５はポリッシャユニットおよび他の研磨工具の縦断面図である。本実施の形態は、実施の形態１と研磨工具のみが異なり、他の部分は実施の形態１と同一のため、異なる部分のみ説明し、同一部分の図と説明を省略する。また、図４および図５においても、同一の部材には、同一の符号を付し説明を省略する。
【００３８】
図４において、研磨工具３７Ｂの第２ポリッシャ４３Ａは、実施の形態１の第２ポリッシャ４３の研磨作用面４３ａが平面状であるのに替えて、研磨作用面４３ｂを一定の曲率半径を有する曲面状に形成している。第２ポリッシャ４３Ａの他の部分の形状は実施の形態１と同一である。また、研磨工具３７Ｂのその他の部材も、実施の形態１の研磨工具３７の各部材と同一である。
【００３９】
図５において、研磨工具３７Ｃの第２ポリッシャ４３Ｂは、実施の形態１の第２ポリッシャ４３の研磨作用面４３ａが平面状で、かつ内外周の角は直角に形成されているのに替えて、研磨作用面４３ａの内外周の角に、Ｒ部４３ｃを形成したものである。第２ポリッシャ４３Ｂの他の部分の形状は実施の形態１と同一である。また、研磨工具３７Ｃのその他の部材も、実施の形態１の研磨工具３７の各部材と同一である。
【００４０】
つぎに、上記構成の研磨工具３７Ｂ、３７Ｃを装備した研磨装置を用いた研磨方法を説明する。実施の形態１と同様に、図２に示すように、加工物２の研磨開始点において、ワーク２の加工面２ａの法線方向を向くように、Ｘ軸機構部６、θ軸機構部８およびＺ軸機構部５により位置決めさせる。つぎに、図４および図５に示すように、エアーシリンダ３４の加圧軸３４ａにより、回転軸２５の下端に取着されている研磨工具３７Ｂ、３７Ｃをワーク２の加工面２ａ（図２参照）に当接させて、所定の研磨荷重を作用させる。この時、図４に示すように、第２ポリッシャ４３Ａの一定の曲率半径を有する曲面状の研磨作用面４３ｂ、または、図５に示すように、第２ポリッシャ４３Ｂの研磨作用面４３ａの内外周の角に設けたＲ部４３ｃにより、滑らかに第２ポリッシャ４３Ａ、４３Ｂが弾性変形して、ワーク２の加工面２ａに密着する。また、第２ポリッシャ４３Ａ、４３Ｂの姿勢保持も実施の形態１と同様の作用が可能である。
【００４１】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、第２ポリッシャの角のない研磨作用面により、研磨荷重の過大作用によるキズ等の発生を防止することができ、高品質の研磨面が得られる。
【００４２】
なお、上述の具体的な実施の形態から、つぎのような構成の技術的思想が導き出される。
（付記）
（１） 被加工物の表面を研磨する研磨工具において、
被加工物の表面に当接する回転可能な球状の第１ポリッシャと、該第１ポリッシャの周囲に隙間をあけて配設され前記第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接する回転可能な略筒状の第２ポリッシャとを具備することを特徴とする研磨工具。
【００４３】
付記（１）によれば、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッシャが、回転しながら第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行うようにしたので、カッターマークの効率的な除去および被加工物の表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリッシャの走査による研磨痕が生じることのない研磨面を得ることができる。
【００４４】
（２） 前記第２ポリッシャは、前記第１ポリッシャの材質よりも弾性率の低い材質で構成されていることを特徴とする付記（１）記載の研磨工具。
【００４５】
付記（２）によれば、付記（１）の効果に加え、第２ポリッシャが被加工物の表面形状に対応して撓みつつ研磨加工を行うようにしたので、被加工物の表面に容易に密着するとともに、第１ポリッシャの研磨量を減少させることはない。
【００４６】
（３） 被加工物の表面を研磨する研磨装置において、
被加工物の表面に当接する回転可能な球状の第１ポリッシャおよび該第１ポリッシャの周囲に隙間をあけて配設され前記第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接する回転可能な略筒状の第２ポリッシャを有する研磨工具と、前記第１ポリッシャを装着する回転軸と、該回転軸を回転させる回転手段と、前記研磨工具を被加工物の表面に向かって加圧させるように前記回転軸を軸方向に移動させる移動手段とを具備することを特徴とする研磨装置。
【００４７】
付記（３）によれば、研磨手段が研磨工具を回転させ、移動手段が研磨工具を被加工物の表面に向かって加圧させるように研磨工具を回転軸方向に移動させ、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッシャが、回転しながら第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行うようにしたので、カッターマークの効率的な除去および被加工物の表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリッシャの走査による研磨痕が生じることのない研磨面を得ることができる。
【００４８】
（４） 前記回転軸に取り付けられ前記第１ポリッシャと第２ポリッシャとを収納する凹球面形状の収納部を有する第１保持部材と、前記第２ポリッシャを保持する略筒状の第２保持部材と、前記第２ポリッシャを第１保持部材に対して回転可能に支持するために前記第１保持部材と前記第２保持部材との間に配設された球体とをさらに具備することを特徴とする付記（３）記載の研磨装置。
【００４９】
付記（４）によれば、付記（３）の効果に加え、被加工物の表面の形状変化に伴って第２ポリッシャの姿勢が追従するとともに、第１ポリッシャと第２ポリッシャとが互いに干渉することなく、円滑に作動させることができる。
【００５０】
（５） 前記第２ポリッシャは、前記第１ポリッシャの材質よりも弾性率の低い弾性体で構成されていることを特徴とする付記（３）または（４）記載の研磨装置。
【００５１】
付記（５）によれば、付記（３）または（４）の効果に加え、第２ポリッシャが被加工物の表面形状に対応して撓みつつ研磨加工を行うようにしたので、被加工物の表面に容易に密着するとともに、第１ポリッシャの研磨量を減少させることはない。
【００５２】
（６） 前記第１ポリッシャは、前記回転軸に対して偏心させて装着されたことを特徴とする付記（３）、（４）または（５）記載の研磨装置。
【００５３】
付記（６）によれば、付記（３）、（４）または（５）の効果に加え、回転軸に対して偏心している第１ポリッシャは、偏心運動により微小面積の研磨作用を被加工物の表面に与える。
【００５４】
（７） 前記第１保持部材は、可撓性部材を介して前記回転軸に取付けられていることを特徴とする付記（４）、（５）または（６）記載の研磨装置。
【００５５】
付記（７）によれば、付記（４）、（５）または（６）の効果に加え、第２ポリッシャの研磨荷重を支持する第１保持部材が傾斜しても、可撓性部材が傾斜を吸収し、研磨装置が円滑に作動する。
【００５６】
（８） 前記第１保持部材は、ベアリングを介して前記回転軸に取付けられていることを特徴とする付記（４）、（５）または（６）記載の研磨装置。
【００５７】
付記（８）によれば、付記（４）、（５）または（６）の効果に加え、第２ポリッシャへの研磨荷重を大きくすることができ、より効率的な研磨加工が可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、第１ポリッシャが、回転しながら被加工物の表面に当接し、第１ポリッシャの周囲に配設された第２ポリッシャが、回転しながら第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接しつつ研磨加工を行うようにしたので、カッターマークの効率的な除去および被加工物の表面の形状精度が高い研磨加工が可能であり、かつポリッシャの走査による研磨痕が生じることのない研磨面を得ることができる。
【００５９】
また、第２ポリッシャが被加工物の表面形状に対応して撓みつつ研磨加工を行うようにしたので、被加工物の表面に容易に密着するとともに、第１ポリッシャの研磨量を減少させることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の研磨装置の斜視図である。
【図２】実施の形態１のポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。
【図３】実施の形態２のポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。
【図４】実施の形態３のポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。
【図５】実施の形態３のポリッシャユニットおよび他の研磨工具の縦断面図である。
【図６】従来技術１の研磨装置の構成図である。
【図７】従来技術２の研磨工具保持装置の縦断面図である。
【図８】従来技術３のポリッシャユニットおよび研磨工具の縦断面図である。
【符号の説明】
２ ワーク
２ａ 加工面
３７ 研磨工具
３８ 第１ポリッシャ
４３ 第２ポリッシャ

Claims (1)

1. 被加工物の表面を研磨する研磨工具において、
   被加工物の表面に当接する回転可能な球状の第１ポリッシャと、
   前記第１ポリッシャの周囲に隙間をあけて配設され、前記第１ポリッシャが当接する被加工物の表面の周囲に当接する平面状の研磨作用面を有する回転可能な略筒状の第２ポリッシャと、
   を具備し、
   前記第２ポリッシャは、前記第１ポリッシャの材質よりも弾性率の低い材質で構成されていることを特徴とする研磨工具。

Images