JP4331420B2

JP4331420B2 - 凹球面加工装置及び加工方法

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Publication number: JP4331420B2
Application number: JP2001266104A
Authority: JP
Inventors: 雄太西出; 慎弥飯田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: JP2003071690A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は球状工具を用いてレンズ等の被加工物を凹球面に加工する加工装置および加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、レンズ等の被加工物に凹球面を加工するために、特開平１１−３３３７０２号公報に記載された従来の加工装置である。この装置は、加工工具として球状工具を用い、球状工具に超音波振動を伝達して凹球面を加工するものである。
【０００３】
図１１（ａ）に示すように、加工を行う側の工具軸部１４０が上方に、加工が施される側のワーク軸部１４１が下方に配置されている。加工軸部１４０は図示を省略した架台上部に取り付けたガイド１２１に沿って上下方向に移動可能になっているとともに、この移動が定位置で固定されるようになっている。
【０００４】
加工軸部１４０はコントローラー１２０によって出力が制御された超音波発振器１０１と、超音波発振器１０１の下端部に一体に設けられた軸体１０２と、軸体１０２の下端部に固定されたホーン１０３とを備えており、ホーン１０３の下端部には、鋼球からなる球状工具１０４が取り付けられている。
【０００５】
図１１（ｂ）はホーン１０３における工具１０４の取り付け部を示し、ホーン１０３の下端部には球状工具１０４と同じ形状及び曲率となっている窪み状の保持部１０３ａが形成されており、この保持部１０３ａ内に工具１０４が挿入されて保持される。このホーン１０３は被加工物であるレンズ１０５に向かって先細りするテーパ状の外形に成形されている。従って、超音波発振器１０１からの超音波を増幅して球状工具１０４に伝達することができる。また、保持部１０３ａが球状工具１０４と同じ形状及び曲率のため、球状工具１０４の曲率中心とホーン１０３の軸心とが一致し、精度の良い加工が可能となる。
【０００６】
ワーク軸部１４１は被加工物であるレンズ１０５が接着により固定される載置台１０６と、載置台１０６を支持するシリンダ１０７とを有している。シリンダ１０７は球状工具１０４とレンズ１０５とが当接した状態の載置台１０６を上方に押圧して、工具軸部１４０方向へ荷重をかける加圧手段として作用するものである。
【０００７】
載置台１０６の上面には、マイクローター１０８が当接しており、レンズ１０５への凹球面の創成に伴う載置台１０６の上下方向の変位量を測定する。このマイクロメーター１０８はレンズ１０５への凹球面１０５ｂ（図１２参照）の創成に伴って載置台１０６が変位する変位量を測定する。
【０００８】
工具１０４とレンズ１０５との当接部位に、砥粒１１１としてのダイヤモンドパウダーを水１１２に分散させた加工液１０９を滴下して供給するディスペンサー１１０が設けられている。
【０００９】
この加工装置では、シリンダ１０７によってレンズ１０５と球状工具１０４とを所定の荷重で当接させると共に、これらの当接部位にディスペンサー１１０から加工液１０９を供給する。この状態で、ホーン１０３を介して超音波発振器１０１からの超音波振動を球状工具１０４に伝達して加工を行う。
【００１０】
加工が進行してレンズ１０５に凹球面１０５ｂが創成されるのに伴って、載置台１０６が上方に変位し、この変位をマイクロメーター１０８で検出し、所定の変位量となった時点で加工を終了する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した加工装置による加工では、以下のような問題点が生じている。
【００１２】
図１２に示すように、加工の進行に伴ってレンズ１０５の凹球面１０５ｂが深くなれば深くなるほど、レンズ１０５と球状工具１０４との当接部位に対する加工液１０９の供給及び排出が困難になる。特に、劣化した砥粒１１１を含む古い加工液１０９が凹球面１０５ｂの底部に溜まっていると、新しい加工液を供給しても古い加工液１０９が排出しにくいため、新しい加工液が凹球面１０５ｂの底部に到達することができず、劣化した加工液１０９による加工が継続される。そして、このように劣化した加工液１０９を使用し続けることにより、加工能率が低下したり、加工形状精度が劣化する等の不具合が生じる。
【００１３】
また、加工中に球状工具１０４は超音波振動するが、その動きはごく僅かであり、場合によっては偏った動きをすることがある。これに伴い、球状工具１０４の偏摩耗が発生し、結果的に凹球面１０５ｂの形状精度の劣化や偏心の発生を促すことになる。
【００１４】
さらに、超音波を使用しながら加工を行う際に、縦方向の振動波を使用すると、砥粒１１１を叩くようにして加工が進行する。これにより、球状工具１０４及びホーン１０３側にもレンズ１０５と同様の負荷がかかり、それが加工中継続することにより球状工具１０４やホーン１０３の摩耗が著しくなり、形状精度の劣化や球状工具１０４の寿命低下などが生じる。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、深い凹球面を被加工物に加工する際、球状工具の偏摩耗や凹球面の偏心を抑えると共に、加工液の供給・排出を円滑に行うことにより、加工品質及び加工能率を向上させることが可能な凹球面加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の凹球面加工装置は、被加工物に凹球面を加工する球状工具と、球状工具と接触した状態で回転駆動源からの動力を球状工具に伝達して球状工具を少なくとも一の方向に転動させる動力伝達手段と、球状工具と被加工物とを所定の荷重で当接させる加圧手段と、球状工具が被加工物から離間した状態となるように保持すると共に当該保持の解除を行う保持手段と、砥粒が分散した加工液を球状工具の転動方向上流側から球状工具と被加工物との当接部位に対して供給する加工液供給手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この装置では、保持手段の解除によって球状工具が被加工物に当接する。そして、加圧手段が球状工具と被加工物とを所定の荷重で当接させ、この状態で、球状工具に接触している動力伝達手段からの動力によって球状工具が一の方向に沿って転動すると共に、この転動に伴って加工液供給手段が球状工具の転動方向の上流側から加工液を供給して凹球面の加工が行われる。
【００１８】
このような発明では、球状工具が一の方向に沿って転動するため、その方向に沿った流れが加工液に発生すると共に、加工液が球状工具の転動方向の上流側から供給されるため、古い加工液の排出及び新たな加工液の供給・補充を円滑に行うことができる。また、球状工具が転動して加工を行うため、球状工具の全面を加工に使用することができ、偏摩耗することがなくなる。これらによって、被加工物に深い凹球面を加工する場合であっても、凹球面の形状精度を向上させることができると共に、球状工具の形状劣化を抑制することができ、さらには、加工能率を向上させることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１記載の凹球面加工装置であって、前記動力伝達手段は、球状工具が被加工物と当接しながら転動するように球状工具に接触した状態で走行する少なくとも一の動力伝達ベルトであることを特徴とする。
【００２０】
動力伝達ベルトが球状工具と接触しながら走行することにより、球状工具に回転力が作用し、球状工具が動力伝達ベルトの走行方向に沿って円滑に転動する。このため、加工液の交換や供給及び球状工具の全面での加工を確実に行うことができ、加工効率が向上する。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１記載の凹球面加工装置であって、前記動力伝達手段は、球状工具が被加工物と当接しながら転動するように球状工具に接触した状態で走行する複数の動力伝達ベルトと、それぞれの動力伝達ベルトの走行速度及び／または走行方向を制御するベルト制御手段とを有していることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、複数の動力伝達ベルトが球状工具と接触することにより、それぞれの動力伝達ベルトから球状工具に回転力が作用する。そして、ベルト制御手段がそれぞれの動力伝達ベルトの走行速度及び／または走行方向を制御することにより、球状工具の転動を任意に変化させることができる。このため、球状工具の転動の自由度が増大し、回転方向が複合するように球状工具を転動させることが可能となる。これにより、加工液の供給、球状工具の偏摩耗、被加工物に加工される凹球面の偏心を抑制することができ、加工品質、加工能率を向上させることができる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１記載の凹球面加工装置であって、前記保持手段は、磁力によって球状工具を吸着して保持する電磁石と、電磁石への通電を制御する電磁石制御手段とを有していることを特徴とする。
【００２４】
このように電磁石によって球状工具の保持及びその解放を行うことにより、球状工具を掴んだり、引っ掛ける等の機械的な保持を行う必要がなく、球状工具を傷付けることがなくなる。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の凹球面加工装置であって、前記球状工具の外周面に溝が形成されていることを特徴とする。
【００２６】
球状工具の外周面に溝を形成することにより、加工液が溝内に侵入して加工に有効に作用することができると共に、加工で発生した切り屑を溝を通して排出することができる。このため、加工効率を向上させることができる。
【００２７】
請求項６の発明の凹球面加工方法は、砥粒が分散した加工液を被加工物と球状工具との当接部位に供給しながら被加工物と球状工具とを所定の荷重で当接させた状態で、球状工具に動力伝達手段を接触させて球状工具を少なくとも一の方向に転動させると共に、前記加工液を球状工具の転動方向上流側から供給することを特徴とする。
【００２８】
このように、球状工具と被加工物とを所定の荷重で当接させ、加工液を供給しながら球状工具を転動させることにより、被加工物に凹球面を加工することができる。この発明では、球状工具の転動方向の上流側から加工液を供給するため、古い加工液の排出及び新たな加工液の供給・補充を円滑に行うことができる。また、球状工具が転動して加工を行うため、球状工具の全面を加工に使用することができ、偏摩耗することがなくなる。従って、被加工物に深い凹球面を加工する場合であっても、凹球面の形状精度を向上させることができると共に、球状工具の形状劣化を抑制することができ、さらには、加工能率を向上させることができる。
【００２９】
請求項７の発明は、請求項６記載の凹球面加工方法であって、複数の動力伝達手段を球状工具に接触させると共に、それぞれの動力伝達手段から伝達される動力の大きさ及び／または方向が異なるように制御することを特徴とする。
【００３０】
このように複数の動力伝達手段を用いると共に、それぞれの動力伝達手段殻の動力の大きさ及び／または方向を異ならせることにより、球状工具の転動の自由度が増大し、複合した回転方向に球状工具を転動させることができ、これにより、加工液の供給、球状工具の偏摩耗、被加工物に加工される凹球面の偏心を抑制することができ、加工品質、加工能率を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材は同一の符号を付して対応させてある。
【００３２】
（実施の形態１）
図１〜図５は本発明の実施の形態１を示し、図１は加工装置全体の正面図、図２は加工前の状態を示す正面図、図３は加工状態を示す斜視図、図４は球状工具及び保持手段を示す正面図、図５は動力伝達手段の構成を示す断面図である。
【００３３】
この実施の形態では、被加工物としてレンズ１を用い、レンズを加工する工具として球状工具２を用いるものである。
【００３４】
レンズ１は接着等によって固定されることによりレンズ保持台１０に保持されている。レンズ保持台１０は加圧手段としての加圧シリンダ１１に支持されており、加圧シリンダ１１が作動することにより、レンズ１及び球状工具２を所定の荷重で当接させるようになっている。
【００３５】
レンズ支持台１０の上方には、上軸１２が配置されている。上軸１２はガイド１３によって上下動自在に支持されており、その先端には球状工具２が転動自在に配置されている。球状工具２の材質は、鋼、鉄などの磁性体によって形成されており、磁気を帯びることにより、後述する保持手段によって保持されるようになっている。
【００３６】
加工中は加工液供給装置（加工液供給手段）９から、遊離砥粒を含んだ加工液７がノズル８から球状工具２及びレンズ１の接触面に向けて供給される。加工液７は球状工具２の転動する方向の上流側から行われるものである。
【００３７】
加工前において、レンズ１の加工面１ａにはテーパ溝１４が予め形成されている。テーパ溝１４は三角形断面となっており、球状工具２によって球面加工を行う際に、加工初期の心ズレを抑えるように作用する。
【００３８】
次に図３〜図５により、この実施の形態における保持手段及び動力伝達手段を説明する。
【００３９】
保持手段は図４に示すように、上軸１２の下端部分に配置された電磁石１５及び電磁石１５への通電を制御する電磁石制御手段１６から構成されている。電磁石１５はリング状となっており、上軸１２の下端部分に嵌め込み、接着等によって取り付けられている。電磁石制御手段１６は電磁石１５への通電のＯＮ、ＯＦＦを切り換えるものであり、通電をＯＮとすることにより、球状工具２が電磁石１５に吸引される。これにより、上軸１２が球状工具２を保持した状態となる。一方、電磁石１５への通電をＯＦＦとすることにより、球状工具２の保持が解放されて球状工具２は転動可能な自由状態となる。このように電磁石１５によって球状工具２の保持及び解放を行う構造では、磁力による保持のため、掴んだり、引っ掛ける等の機械的な保持を行う必要がなく、球状工具２を傷付けることがなくなる。
【００４０】
これに加えて、電磁石１５の内側には、保持リング３が取り付けられている。保持リング３は合成ゴム、シリコンゴムなどのゴムやポリウレタン、四フッ化エチレン樹脂などの弾性体からなり、球状工具２よりも小さな径となっている。従って、球状工具２は保持リング３と接触した状態で転動するため、硬質の電磁石１５や上軸１２と接触することがなく、球状工具２の表面の傷付きを少なくすることができる。
【００４１】
動力伝達手段は図３及び図４に示すように、動力伝達ベルト６を備えると共に、動力伝達ベルト６を走行させる上下一対の伝動用プーリ４及び駆動用プーリ５を備えて構成されている。動力伝達ベルト６は保持リング３と同様なゴム、樹脂等の弾性体によって無端状に形成されており、球状工具２と接触しながら走行することにより、球状工具２に回転力を作用させる。この実施の形態において、動力伝達ベルト６は平行となった２本が配置されており、それぞれが走行することにより球状工具２に回転力を作用させるようになっている。なお、動力伝達ベルト６及びプーリ４，５のセットは１セットあれば問題がないが、球状工具２を駆動するにあたり、滑り等が生じて動力伝達が良好にできない場合には、複数設置するのが望ましい。
【００４２】
図５は動力伝達ベルト６の駆動系を示す。伝動用プーリ４はシャフト２１により支持されており、シャフト２１はベアリング２２を介して伝動用プーリ固定枠１７に回転自在に支承されている。駆動用プーリ５はモータシャフト２０により支持されており、モータシャフト２０はベアリング２０を介して駆動用プーリ固定枠１８に回転自在に支承されている。モータシャフト２０はプーリ駆動用モータ２３に接続されており、プーリ駆動用モータ２３の回転駆動力がモータシャフト２０を介して駆動用プーリ２３に伝達される。プーリ駆動用モータ２３はベルト制御手段としての回転数・正逆転制御装置２４に接続されて、その駆動が制御されている。また、駆動用プーリ固定枠１８は伝動用プーリ固定枠１７の内側に配置されており、これらは張力調整ナット１９により相対的位置が微調整可能となって、動力伝達ベルト６に適切な張力を付与している。
【００４３】
上記の構成によりレンズ１に対して球面加工を行う場合、レンズ１と球状工具２とが当接した段階で、加工液供給装置９からノズル８を通して加工液７がその当接位置に供給される。その際、電磁石１５により保持されていた球状工具２は、電磁石制御装置１６が電磁石１５の磁力をＯＦＦにすることにより、転動自在の状態になる。この場合、球状工具２は保持リング３とレンズ１の間に挟持された状態となっているため、上下左右には転がることがない。
【００４４】
次に、加圧シリンダ１１によりレンズ１を球状工具２に押圧すると共に、プーリ駆動用モータ２３を駆動して駆動用プーリ５を駆動する。駆動用プーリ５の回転により動力伝達ベルト６がプーリ５と同期して走行し、伝動用プーリ４に動力が伝達され同プーリ４が回転する。なお、プーリ駆動用モータ２３の回転数及び回転方向は回転数・正逆転制御装置２４によって任意に設定されるようになっている。
【００４５】
動力伝達ベルト６は球状工具２に接触しており、動力伝達ベルト６の走行の動きが球状工具２に伝わる。これにより、球状工具２はＸ軸（図３参照）を回転軸として縦方向に回転運動する。従って、球状工具２とレンズ１の凹球面１ｂの間に遊離砥粒を含む加工液５が介在した状態で、球状工具２の回転運動、レンズ１側からの加圧の要素が加わりレンズ１の加工が進行する。
【００４６】
また、図４に示すように、球状工具２がＸ軸を中心に反時計回りに回転するのに対し、加工液７はその回転方向の上流側である左方向から供給される。このため、加工液７が球状工具２の回転に追従して流れることができ、新しい加工液がレンズ１の凹球面１ｂの底部に円滑に供給されると共に、凹球面１ｂの底部にあった古い加工液は右方向に円滑に排出される。
【００４７】
このような実施の形態によれば、古い加工液の排出及び新たな加工液の供給・補充を円滑に行うことができ、しかも、球状工具２が転動して加工を行うため、球状工具２の全面を加工に使用することができ、球状工具２の偏摩耗及び凹球面１ｂの偏心を防止することができる。これにより、深い凹球面１ｂの加工に際しても、加工品質及び加工能率を向上させることが可能となる。
【００４８】
なお、駆動用プーリ５の回転数及び／また回転方向を変えて、球状工具２の回転数及び／または回転方向を変えることも可能であり、これにより加工品質、加工能率に応じて加工条件を調整することも容易となっている。
【００４９】
（実施の形態２）
図６〜図９は本発明の実施の形態２を示し、図６は加工状態を示す斜視図であり、平行な２本の動力伝達ベルト６が駆動用プーリ５ａ、５ｂによってそれぞれ走行が制御されている。この実施の形態では、駆動用プーリ５ａ及び駆動用プーリ５ｂがそれぞれ異なる回転数で制御される。これに伴い、動力伝達ベルト６から球状工具２に伝達される回転駆動力が実施の形態１と異なっている。
【００５０】
この実施の形態において、凹球面加工を行う場合、実施の形態１と同様にレンズ１と球状工具２が当接した段階で、加工液供給装置９からノズル８を通して加工液７をその当接位置に供給する。そして、加圧シリンダ１１が上昇してレンズ１を球状工具２に押し付け、次に、プーリ駆動用モータ２３を駆動して駆動用プーリ５を回転させることにより、動力伝達ベルト６を走行し、動力伝達ベルト６と接触している球状工具２を転動させて加工を進行させる。
【００５１】
この実施の形態においても、回転数・正逆転制御装置２４によって各駆動用プーリ５ａ、５ｂの回転数及び回転方向を任意に設定することが可能であり、このため、駆動用プーリ５ａを駆動用プーリ５ｂより速い回転数で駆動する。これにより、球状工具２はＸ軸を回転軸として縦方向に回転するが、それと同時に、遅い回転数の駆動用プーリ５ｂから速い回転数の駆動用プーリ５ａの方向に向かう回転力、すなわちＸ軸と直交する鉛直方向のＺ軸を回転軸とした回転力も生じる（図７参照）。これにより、縦方向の回転と横方向の回転を同時に行うことが可能となる。このような回転制御を行うことにより、球状工具２の全面が均等に摩耗制御することができる。すなわち、実施の形態１においては、Ｘ軸と平行に近い部分から球状工具２が摩耗するため、図８の破線から実線で示すように外形が楕円になるのに対し、この実施の形態では、球状工具２が縦方向の回転・横方向の回転を複合的に行うため、均等に球状工具２が摩耗するものである。
【００５２】
図９は駆動用プーリ５ａ、５ｂの別の制御方法を示している。図９において、駆動プーリ５ａの回転速度が破線で示すＶａ、駆動用プーリ５ｂの回転速度が実線で示すＶｂであり、これらの回転速度を加工時間ｔに対して変化させて制御する場合を示している。
【００５３】
図９に示すように、加工初期においては回転速度ＶａとＶｂを同じ値に設定しておき、あらかじめ設定しておいた加工時間に到達した段階で回転速度Ｖａの値を大きくする。その後、その状態を一定時間維持した後、再度Ｖａの値をＶｂと同じにする。その後、回転速度ＶａをＶｂより小さい値にする。このような制御を行うことにより、ＶａがＶｂと同じ値のときはＸ軸を回転軸として縦方向の回転のみを行い、ＶａがＶｂより大きい値の時は図７のようにＺ軸を回転軸として時計方向への横回転が加わる。また、ＶａがＶｂより小さい場合は、これと逆で図７のＺ軸を回転軸として反時計方向への横回転が加わる。
【００５４】
このような制御以外にも回転数・正逆転制御装置２４を用い、片方の駆動用プーリを逆回転させることにより、さらに横方向の回転を大きくすることも可能である。なお、回転速度ＶａがＶｂと同じ値で方向のみ逆の制御の場合は、縦方向の回転は生じない。
【００５５】
このような実施の形態では、実施の形態１と同様に、球状工具２が常に動くことにより、深い凹球面の加工に対しても、劣化した加工波の排出及び新しい加工液の供給が円滑に行われると共に、球状工具２の偏摩耗や凹球面１ｂの偏心を抑えることができ、加工品質及び加工能率を向上させることが可能となる。
【００５６】
これに加えて、この実施の形態では、球状工具２に対しＸ軸と直行する鉛直方向のＺ軸を回転軸とした横方向の回転を加えることにより、球状工具２の形状精度の劣化を防止することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３を示す。この実施の形態では、球状工具２の表面に溝２５が形成されている。溝２５は円周上に複数設けられており、この実施の形態では、それぞれ直交するように溝２５が３本設けられている。
【００５８】
この実施の形態においても、凹球面の加工を行う場合、レンズ１と球状工具２とが当接した段階で、加工液供給装置６からノズル９を通して加工液５がその当接位置に供給され、さらに、加圧シリンダ１１が上昇してレンズ１を球状工具２に押し付け、次に、プーリ駆動用モータ２３が駆動して駆動用プーリ５が回転し、動力伝達ベルト６が走行することにより、動力伝達ベルト６が接触している球状工具２が転動して加工が進行する。
【００５９】
この実施の形態では、球状工具２には溝２５が設けられているため、加工中に供治された加工液７が球面工具２の溝２５の中にも浸透してレンズ１の加工に寄与する。また、加工中に発生する切り屑（スラッジ）も、球面工具２とレンズ１の凹球面との界面に滞留することなく、溝２５を通して外部に円滑に排出される。
【００６０】
従って、この実施の形態においても、実施の形態１及び２と同様な作用及び効果を有しているが、これに加えて、球状工具２に設けられている溝２５により、レンズ１の凹球面の深い位置に加工液が到達し易くなるため、さらに加工能率を向上させることができる。また、加工中に発生するスラッジが排出され易いため、球状工具２の偏摩耗をさらに抑制することができ、従って、形状精度の高い加工を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、溝２５の本数は１本以上あれば良く、本数を多くすることにより、溝を設けたことによる効果を発揮し易くなる。ただし、溝の本数が多すぎると球状工具２の表面積が相対的に減少するため、溝２５はその総面積が球面工具２の表面積の２０％程度を上限として設定するのが望ましい。また、溝の幅についても特に限定すべき点はないが、上記の上限値を目安として溝の本数と共に設定することが望ましい。溝の深さについても任意の設定で良いが、球状工具２の直径に対して１０％程度を目安とするのが望ましい。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、古い加工液の排出及び新たな加工液の供給・補充を円滑に行うことができ、球状工具が転動して加工を行うことにより球状工具の全面を加工に使用することができるため、偏摩耗することがなくなり、これにより被加工物に深い凹球面を加工する場合であっても、凹球面の形状精度を向上させることができると共に、球状工具の形状劣化を抑制することができ、加工能率を向上させることができる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果を有するのに加えて、球状工具が動力伝達ベルトの走行方向に沿って円滑に転動するため、加工液の交換や供給及び球状工具の全面での加工を確実に行うことができ、加工効率が向上する。
【００６４】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果を有するのに加えて、球状工具の転動を任意に変化させることができるため、球状工具の転動の自由度が増大し、回転方向が複合するように球状工具を転動させることが可能となり、これにより、加工液の供給、球状工具の偏摩耗、被加工物に加工される凹球面の偏心を抑制することができ、加工品質、加工能率を向上させることができる。
【００６５】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明の効果を有するのに加えて、球状工具の保持及びその解放の際に、球状工具を必要以上に傷付けることがなくなる。
【００６６】
請求項５の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果を有するのに加えて、溝内に侵入した加工液が加工に有効に作用すると共に、加工で発生した切り屑を溝を通して排出することができ、加工効率を向上させることができる。
【００６７】
請求項６の発明によれば、古い加工液の排出及び新たな加工液の供給・補充を円滑に行うことができると共に、球状工具が転動して加工を行うため、球状工具の全面を加工に使用することができ、偏摩耗することがなくなり、被加工物に深い凹球面を加工する場合であっても、凹球面の形状精度を向上させることができると共に、球状工具の形状劣化を抑制することができ、加工能率を向上させることができる。
【００６８】
請求項７の発明によれば、請求項６の発明の効果を有するのに加えて、加工液の供給、球状工具の偏摩耗、被加工物に加工される凹球面の偏心を抑制することができ、加工品質、加工能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体正面図である。
【図２】加工前のレンズの正面図である。
【図３】実施の形態１における加工状態の斜視図である。
【図４】球状工具及び保持手段を示す正面図である。
【図５】動力伝達手段の構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態２の加工状態の斜視図である。
【図７】実施の形態２の加工状態における球状工具の平面図である。
【図８】球状工具の摩耗を示す平面図である。
【図９】実施の形態の制御を説明する特性図である。
【図１０】実施の形態３の球状工具の斜視図である。
【図１１】従来の加工装置を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は加工部位の断面図である。
【図１２】従来の加工における作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
１レンズ
２球状工具
４伝動用プーリ
５駆動用プーリ
６動力伝達ベルト
７加工液
１０加工液供給装置
１１加圧シリンダ
１２上軸
１５電磁石
１６電磁石制御装置
２４回転数・正逆転制御装置
２５溝

Claims

被加工物に凹球面を加工する球状工具と、
球状工具と接触した状態で回転駆動源からの動力を球状工具に伝達して球状工具を少なくとも一の方向に転動させる動力伝達手段と、
球状工具と被加工物とを所定の荷重で当接させる加圧手段と、
球状工具が被加工物から離間した状態となるように保持すると共に当該保持の解除を行う保持手段と、
砥粒が分散した加工液を球状工具の転動方向上流側から球状工具と被加工物との当接部位に対して供給する加工液供給手段と、を備えていることを特徴とする凹球面加工装置。
前記動力伝達手段は、球状工具が被加工物と当接しながら転動するように球状工具に接触した状態で走行する少なくとも一の動力伝達ベルトであることを特徴とする請求項１記載の凹球面加工装置。
前記動力伝達手段は、球状工具が被加工物と当接しながら転動するように球状工具に接触した状態で走行する複数の動力伝達ベルトと、それぞれの動力伝達ベルトの走行速度及び／または走行方向を制御するベルト制御手段とを有していることを特徴とする請求項１記載の凹球面加工装置。
前記保持手段は、磁力によって球状工具を吸着して保持する電磁石と、電磁石への通電を制御する電磁石制御手段とを有していることを特徴とする請求項１記載の凹球面加工装置。
前記球状工具の外周面に溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の凹球面加工装置。
砥粒が分散した加工液を被加工物と球状工具との当接部位に供給しながら被加工物と球状工具とを所定の荷重で当接させた状態で、球状工具に動力伝達手段を接触させて球状工具を少なくとも一の方向に転動させると共に、前記加工液を球状工具の転動方向上流側から供給することを特徴とする凹球面加工方法。
複数の動力伝達手段を球状工具に接触させると共に、それぞれの動力伝達手段から伝達される動力の大きさ及び／または方向が異なるように制御することを特徴とする請求項６記載の凹球面加工方法。