JP4590057B2 - 顕微鏡用レボルバの加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用レボルバの加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
商品名「STM5−UM/STJ」(オリンパス光学工業(株)製)のデジタル式小型高倍率測定顕微鏡やその他の光学的顕微鏡のように、低倍〜高倍(例えば、1倍〜800倍)の間で倍率を切り替える際に、倍率の異なる対物レンズをその都度交換することは試料観察の作業性が著しく悪くなる。このため、顕微鏡では、倍率の異なる複数の対物レンズを装着したレボルバを組み込み、このレボルバを回転させることによって倍率の異なる対物レンズへの切換を行うようになっている。
【0003】
このレボルバの構造を図4により説明する。レボルバ1は観察光路2bが軸方向に形成された固定部材2と、固定部材2の前面に固定された支持部材4と、支持部材4に回転可能に取り付けられたターレット3とを有している。そして、固定部材2が顕微鏡本体(図示省略)に取り付けられることにより、レボルバ1の全体が顕微鏡本体に装着される。
【0004】
ターレット3はベアリング5を介して支持部材4に回転可能に取り付けられている。ターレット3の回転中心に対する同心円上には、複数の対物レンズ鏡筒10が着脱自在に取り付けられており、それぞれの対物レンズ鏡筒10の内部には、倍率が異なっている対物レンズが配置されている。従って、ターレット3を回転させて対物レンズ鏡筒10を切り替えることにより、倍率の切り替えを行うことができる。
【0005】
この対物レンズ鏡筒10の切り替えの際には、対物レンズの対物光軸11と、顕微鏡本体の観察光軸12とを一致させる必要がある。このため、支持部材4に押え板9を取り付け、押え板9とターレット3との間にクリックボール8を配置すると共に、ターレット3の裏面にクリック用凹部3cを形成している。クリック用凹部3cは、対物レンズ鏡筒10を切り替えたときに、その対物レンズの対物光軸11と観察光軸12とが一致する位置となるようにそれぞれの対物レンズ鏡筒10の位置に対応して形成され、その内部にクリックボール8を収容するものであり、これにより、光軸11,12が一致した状態での観察が可能となっている。
【0006】
ターレット3には、各対物レンズ鏡筒10に対応した貫通孔3aが形成されている。貫通孔3aの内面には、雌ネジ部3bが形成されており、対物レンズ鏡筒10が螺合することにより対物レンズ鏡筒10がターレット3に固定される。この螺合では、各貫通孔3aに対応してターレット3の前面に形成されている当て付け面7に対物レンズ鏡筒10の底面が当て付けられる。そして、当て付け面7及び雌ネジ部3bによって一の鏡筒取付部15が形成され、この鏡筒取付部15が対物レンズ鏡筒10の数に相当するようにターレット3に同心円上に形成される。
【0007】
このようなレボルバ1に要求される機能は、支持部材4に対してターレット3を回転させ、所望の対物レンズ鏡筒10を割り出したときに、対物レンズ鏡筒10の当て付け面7の傾きのばらつき(穴間平行差)が発生しないことと、当て付け面7の高さのばらつき(孔間変位)が発生しないことである。穴間平行差が発生すると、対物レンズ鏡筒10の軸心(対物光軸)がばらつくため、試料を観察している途中で対物レンズを切り替えた際に、視野内に観察試料がなくなってしまい、穴間変位が発生すると、ピントずれとなる。
【0008】
図5は以上のレボルバの従来の加工方法を示す。この加工は、固定部材2、支持部材4、ターレット3、その他の構成部品を組み付けた状態で旋盤加工を行うものである。加工の際には、構成部品が組み付けられたレボルバ1は、その固定部材2が旋盤装置の主軸13に固定される。
【0009】
この状態で、ターレット3を回転させてクリックボール8と係合することによって、一の鏡筒取付部15が割り出される。そして、割り出された鏡筒取付部15に対し、端面バイト14をX方向に移動させることにより、その鏡筒取付部15の当て付け面7を加工する。この加工の際には、鎖線で示すように、加工される鏡筒取付部を中心として、レボルバ1の全体を500〜1000rpm程度の高速で回転させる。
【0010】
この当て付け面7の加工の後、その鏡筒取付部15における雌ネジ部3bをねじ切りバイト等によって加工する。このようにして、一の鏡筒取付部15への加工が終了した後、ターレット3を回転させてクリックボール8によって次の鏡筒取付部15を割り出し、上述と同様にして、当て付け面7及び雌ネジ部3bの加工を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の加工方法では、レボルバ1の全体を高速で回転させながら加工を行うため、その遠心力がターレット3に作用する。この遠心力によって、ターレット3が支持部材4に対してベアリング5のガタ分変位するため、ターレット7が傾斜したり、浮いたりし、当て付け面7の高さがばらついて穴間変位が発生している。
【0012】
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、加工時の高速回転を不要とした加工を行うことができ、これにより、穴間変位等の不都合が発生することなく、高精度に加工することができる顕微鏡用レボルバの加工方法を提供することを目的とする。
【0013】
【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の発明は、対物レンズ鏡筒が螺合する雌ネジ部及び対物レンズ鏡筒の底面が当て付けられる当て付け面を有した複数の鏡筒取付部を備えたレボルバに対し、主軸を有する加工機を用いてレボルバの構成部品を組み付けた状態で前記雌ネジ部の加工及び当て付け面の加工を行う加工方法において、前記鏡筒取付部をレボルバのクリックボールとクリック用凹部によって割り出した後、雌ネジ部を旋削加工するネジ工程と、前記レボルバを回転させない状態で、前記鏡筒取付部の前記雌ネジ部の軸心と直交する方向にフライスを移動させて前記鏡筒取付部の当て付け面をフライス加工するフライス工程とを有することを特徴とする。
【0014】
この発明のネジ工程では雌ネジ部の傾きのばらつきが対物レンズ鏡筒の軸心の傾きに大きく作用しないため、旋削加工によって雌ネジ部を加工することができる。当て付け面の加工では、レボルバに遠心力を作用させない状態で雌ネジ部の軸心と直交するように当て付け面のフライス加工を行う。フライス加工では、フライスを回転させながら雌ネジ部の軸心と直交するようにフライスを移動させて行うため、レボルバを高速に回転させる必要がなく、レボルバとともにその構成部品であるターレットに遠心力が作用することがない。このため、ターレットが傾斜したり、浮いたりすることがなく、穴間変位や穴間平行差が発生することなく高精度に加工を行うことができる。
【0015】
請求項2の発明は、請求項1記載の発明であって、前記ネジ工程を全ての鏡筒取付部に対して行った後、フライス加工用のツールスピンドルの回転軸方向、すなわちZ方向のフライスの切り込み位置を固定し前記フライス加工を全ての鏡筒取付部に対して行うことを特徴する。
【0016】
この発明では、全ての鏡筒取付部に対してネジ工程を行った後、当て付け面のフライス加工を全ての鏡筒取付部に対して行うものであり、それぞれのフライス加工では、フライスの切り込み位置を固定して行う。従って、それぞれの鏡筒取付部に対し、ターレットの面方向に沿った一方向にフライスを移動するだけ良く、穴間変位の誤差がなくなり、当て付け面を高精度に加工することができる。
【0017】
請求項3の発明は、対物レンズ鏡筒が螺合する雌ネジ部及び対物レンズ鏡筒の底面が当て付けられる当て付け面を有した複数の鏡筒取付部を備えたレボルバに対し、主軸を有する加工機を用いてレボルバの構成部品を組み付けた状態で前記雌ネジ部の加工及び当て付け面の加工を行う加工方法において、前記鏡筒取付部をレボルバのクリックボールとクリック用凹部によって割り出した後、雌ネジ部を旋削加工するネジ工程と、前記ネジ工程を全ての鏡筒取付部に対して行った後、前記レボルバを1〜10rpm程度で回転させた状態で、前記鏡筒取付部の雌ネジ部の軸心と直交する方向にフライスを移動させ、かつ、フライスの切り込み位置を固定して、全ての鏡筒取付部の当て付け面に対してフライス加工するフライス工程と、を有することを特徴とする。
【0018】
この発明では、レボルバを遠心力が作用しない範囲内で低速回転させてフライス加工を行うことにより、当て付け面に対するフライスの傾きを吸収することができる。このため、高精度に当て付け面を加工することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1〜図3は、本発明の実施の形態1を示す。この実施の形態では、図4に示すレボルバ1を加工するものであり、図4と同一の要素は同一の符号を付してある。
【0020】
図1は加工装置の配置を示しており、レボルバ1は主軸20に固定された状態で加工に供される。この場合、レボルバ1は図2に示す状態、すなわち固定部材2,ベアリング5,ターレット3,クリックボール8その他の構成部品が組み付けられた状態、で主軸20に固定されるものである。主軸20へのレボルバ1の固定は、固定部材2を軸方向に貫通している観察穴内面に固定用ネジ部2aを形成し、この固定用ネジ部2aに主軸20の先端ネジ部21を螺合させることにより行うことができるが、チャックによる把持やクリップ等による係止、その他の構造であっても良い。
【0021】
加工機30には、主軸20に対向してNC制御(数値制御)によって駆動する工具台31を配置している。この工具台31に工具が装着されている。工具としては、中刳りバイト32、ネジ切りバイト33,正面バイト34が用いられる。正面バイト34はターレット3におけるそれぞれの当て付け面7を粗加工する工具であり、中刳りバイト32はターレット3における雌ネジ部3bの下穴を加工する工具であり、ネジ切りバイト33は雌ネジ部3bをネジ切り加工する工具である。これらのバイト32,33,34は、その軸心が主軸20の軸心と平行となるように工具台31に装着される。
【0022】
又、工具台31には、ツールスピンドル35が取り付けられており、ツールスピンドル35に端面バイト36が回転可能に装着されている。端面バイト36は上述したバイト32,33,34と平行となるように、すなわち主軸20の軸心と平行となるように、ツールスピンドル35に装着されている。又、端面バイト36は、ツールスピンドル35の軸心と偏心した位置となるようにツールスピンドル35に装着されている。
【0023】
次に、図2及び図3により、この実施の形態のレボルバの加工を説明する。上述したように、構成部品を組み付けてレボルバを組み立てた後、固定部材2の固定用ネジ部2aに主軸20の先端ネジ部21を螺合させて、レボルバ1を主軸20に固定する。
【0024】
図2は、ネジ工程を示し、ターレット3を回転させてクリックボール8を押え板9と係合させることにより、加工を行う鏡筒取付部15を割り出す。そして、主軸20を500〜1000rpmの速度で回転させ、正面バイト34によって当て付け面7の粗加工を行い、次に、中刳りバイト32によって雌ネジ部3bの下穴を加工し、ネジ切りバイト33によって雌ネジ部3bの加工を行う。これらの加工は、NCプログラミングの指令によって順次行うものである。なお、図2はネジ切りバイト33による加工を示している。これらの加工の後、バイト32,33、34を待避させると共に、主軸20の回転を停止する。
【0025】
図3は、図2に続くフライス加工を示す。このフライス加工では、主軸20は回転が停止した状態となっており、従って、レボルバ1が停止した状態でフライス加工が行われる。この加工では、前記クリックボール8と押え板9とを係合して割り出した鏡筒取付部15に対し、雌ネジ部3bの軸心18と直交するように当て付け面7の加工が行われる。この実施の形態における当て付け面7の加工は、主軸20の先端の端面23と雌ネジ部3bの軸心18とが直交するような状態で行われる。
【0026】
図2に示したネジ工程の後、ツールスピンドル35を2000〜4000rpmで回転させながら、既に粗加工が終了している当て付け面7の粗加工面に対し、0.02〜0.05mmの切り込みをZ方向に与えて工具台31をX方向に移動させる。これにより、当て付け面7のフライス加工が終了する。その後、ターレット3を回転させ次のクリックボール8を押え板9と係合させることにより、次の鏡筒取付部を割り出し、同様にしてネジ加工及びスライス加工を行い、以後、鏡筒取付部を割り出して加工を行うことにより、全ての鏡筒取付部の加工を終了する。
【0027】
このような実施の形態では、当て付け面7のフライス加工時に、レボルバ1を回転させないため、ターレット3に遠心力が作用することがなく、ターレット3が安定した姿勢で加工できる。このため、穴間変位および穴間平行差を抑制した高精度の加工を行うことができる。
【0028】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2の加工方法を説明する。この実施の形態の加工では、正面バイト34による当て付け面7の粗加工と、中刳りバイト32及びネジ切りバイト33による雌ネジ部3bの加工をターレット3の全ての鏡筒取付部15に対して行う。この加工では、ターレット3のクリックボール8を押え板9と順次に係合させることにより、それぞれの鏡筒取付部15を割り出して行う。
【0029】
全ての鏡筒取付部15へのネジ加工の後、端面バイト36の切り込み位置を固定して、すなわちZ方向へ移動させることなくフライス加工を行う。フライス加工では、クリックボール8によってそれぞれの鏡筒取付部15を割り出し、X方向への切り込みと退避を各鏡筒取付部15毎に繰り返して行う。
【0030】
このような実施の形態の加工では、端面バイト36の切り込み位置を固定した状態で、全てのフライス加工をおこなうため、ネジ切りバイト33や端面バイト36を加工毎に位置決めするのに比べて、穴間変位の誤差がなくなり、当て付け面7を高精度に加工することができる。
【0031】
(実施の形態3)
この形態の加工では、実施の形態2におけるフライス加工時に、レボルバ1を低速回転させるものであり、例えば、1〜10rpm程度の回転速度でレボルバ1を回転させ、この回転を行いながら当て付け面7の仕上げ加工を行う。このとき、端面バイト36を回転させながらX方向に移動させる。そして、端面バイト36が当て付け面7を通過した時点で、X方向への移動を停止し、レボルバ1が1回転したとき、反X方向へ移動させて退避させる。
【0032】
このようなレボルバ1の低速回転では、レボルバ1に遠心力が作用することがない。従って、ターレット3が遠心力によって傾斜したり、浮くことがない。これに加えて、レボルバ1を低速回転させてフライス加工を行うことにより、当て付け面7に対する端面バイト36の傾きを吸収することができる。このため、高精度に当て付け面を加工することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、フライスを回転させながら雌ネジの軸心と直交するように移動させてフライス加工を行うため、レボルバを高速に回転させる必要がなく、レボルバとともにその構成部品であるターレットに遠心力を作用することがない状態で当て付け面の加工ができる。このため、ターレットが傾斜したり、浮いたりすることがなく、穴間変位や穴間平行差が発生することなく高精度に加工を行うことができる。
【0034】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、ターレットの面方向に沿った一方向にフライスを移動するだけ良いため、穴間変位の誤差がなくなり、当て付け面を高精度に加工することができる。
【0035】
請求項3の発明によれば、請求項1及び2の発明の効果に加えて、当て付け面に対するフライスの傾きを吸収することができるため、高精度に当て付け面を加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加工に用いる加工装置の配置を示す正面図である。
【図2】ネジ加工時の断面図である。
【図3】フライス加工時の断面図である。
【図4】レボルバの断面図である。
【図5】従来の加工を示す側面図である。
【符号の説明】
1 レボルバ
3b 雌ネジ部
7 当て付け面
15 鏡筒取付部
18 雌ネジ部の軸心
Claims (3)
- 対物レンズ鏡筒が螺合する雌ネジ部及び対物レンズ鏡筒の底面が当て付けられる当て付け面を有した複数の鏡筒取付部を備えたレボルバに対し、主軸を有する加工機を用いてレボルバの構成部品を組み付けた状態で前記雌ネジ部の加工及び当て付け面の加工を行う加工方法において、
前記鏡筒取付部をレボルバのクリックボールとクリック用凹部によって割り出した後、雌ネジ部を旋削加工するネジ工程と、
前記レボルバを回転させない状態で、前記鏡筒取付部の前記雌ネジ部の軸心と直交する方向にフライスを移動させて前記鏡筒取付部の当て付け面をフライス加工するフライス工程とを有することを特徴とする顕微鏡用レボルバの加工方法。 - 前記ネジ工程を全ての鏡筒取付部に対して行った後、フライス加工用のツールスピンドルの回転軸方向、すなわちZ方向のフライスの切り込み位置を固定して、前記フライス加工を全ての鏡筒取付部に対して行うことを特徴する請求項1記載の顕微鏡用レボルバの加工方法。
- 対物レンズ鏡筒が螺合する雌ネジ部及び対物レンズ鏡筒の底面が当て付けられる当て付け面を有した複数の鏡筒取付部を備えたレボルバに対し、主軸を有する加工機を用いてレボルバの構成部品を組み付けた状態で前記雌ネジ部の加工及び当て付け面の加工を行う加工方法において、
前記鏡筒取付部をレボルバのクリックボールとクリック用凹部によって割り出した後、雌ネジ部を旋削加工するネジ工程と、
前記ネジ工程を全ての鏡筒取付部に対して行った後、前記レボルバを1〜10rpm程度で回転させた状態で、前記鏡筒取付部の雌ネジ部の軸心と直交する方向にフライスを移動させ、かつ、フライスの切り込み位置を固定して、全ての鏡筒取付部の当て付け面に対してフライス加工するフライス工程と、を有することを特徴とする顕微鏡用レボルバの加工方法。
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