JP6270865B2

JP6270865B2 - レンズ保持具

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Inventors: 元右三坂
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Description

本発明は、レンズの研削又は研磨加工においてレンズを保持するレンズ保持具に関する。

レンズを球面状に研削又は研磨する際には、通常、レンズ（ワーク）を回転可能に保持するレンズ保持具が用いられる。例えば特許文献１には、ワークを支持するホルダーによってカンザシを回転可能且つ傾動可能に支持すると共に、ワークの真空吸着が可能なワークホルダーが開示されている。

特許文献１においては、ワークを保持するホルダーにカンザシを支持させると共に、カンザシの内部にエアー導入路を、カンザシの外周に溝部をそれぞれ形成し、該溝部に円環状のダイヤフラムを取り付ける一方、該ダイヤフラムを収納するリング状の空間（ダイヤフラム室）をホルダーに形成している（特許文献１の図１参照）。ワークの加工時には、ホルダーにワークを保持させ、所望の球面形状をなす研削又は研磨工具（以下、加工工具という）をワークに当接させて該加工工具を回転させる。それにより、ワーク及びホルダーが加工工具の動きに追従して回転し、ワークを加工工具に密着させたまま該ワークを研削又は研磨することができる。また、ワークの搬送時には、エアー導入路を介してホルダー内（パイロット室）を排気すると、ダイヤフラムが吸引されてダイヤフラム室の下面に密着する。その結果、パイロット室が真空状態となり、吸引口を介してワークがホルダーに吸着される。

特開平７−２０５００４号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、ダイヤフラムの上下に空間が存在するため、パイロット室内を排気する際の吸引ロスが大きい。また、カンザシの外周に設けられた溝とダイヤフラムとの嵌合幅が小さいため、密閉性が低い。このため、ワークを搬送する際に、ワークに対する吸着力を維持することが困難という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークに対する吸着力を確実に維持することができるレンズ保持具を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るレンズ保持具は、加工対象である光学部材を保持するヘッド部と、該ヘッド部を回転可能に支持するカンザシと、を備え、前記カンザシは、内部に排気路が設けられた軸部と、前記軸部に対して外周側に突出するように設けられた突出部と、前記突出部に設けられたシール部材と、前記軸部の先端に設けられた球状の一部をなす支持部と、を有し、前記ヘッド部には、前記光学部材を保持するワーク受け部と、前記突出部を収容する内部空間と、前記軸部の径より大きく、前記突出部の外径よりも小さい径を有し、前記内部空間を当該ヘッド部の外部と連通する開口と、前記内部空間を前記ワーク受け部と連通する吸引孔と、前記支持部が当接可能な先端受け部と、が設けられていることを特徴とする。

上記レンズ保持具において、前記カンザシによって前記ヘッド部を吊持した場合に、前記シール部材が前記ヘッド部の内壁面に当接して、前記開口が封止されることを特徴とする。

上記レンズ保持具において、前記内壁面は、前記開口の縁から外周側に向かうほど、前記内部空間の底面に近づくことを特徴とする。

上記レンズ保持具において、前記内壁面は、球帯形状をなすことを特徴とする。

上記レンズ保持具において、前記内壁面は、円錐台の側面の形状をなすことを特徴とする。

上記レンズ保持具において、前記支持部を前記先端受け部に当接させ、前記カンザシの中心軸と前記ヘッド部の中心軸とを一致させた場合に、前記支持部の球心から前記内壁面に下ろした垂線が前記シール部材の断面の中心を通るように、前記シール部材が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ヘッド部の内部空間に収容されるカンザシの突出部にシール部材を設けると共に、内部空間の開口径を突出部の外径よりも小さくするので、内部空間の内側からシール部材によって開口を封止することができるようになり、ワークに対する吸着力を確実に維持することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図（カンザシを上方に引き上げた状態）である。図３は、本発明の実施の形態２に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図である。図４は、本発明の実施の形態２に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図（カンザシを上方に引き上げた状態）である。図５は、本発明の実施の形態３に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図である。図６は、本発明の実施の形態３に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図（カンザシを上方に引き上げた状態）である。図７は、図５に示すレンズ保持具に軸ズレが生じている状態を示す縦断面図である。図８は、図７に示すレンズ保持具においてカンザシを上方に引き上げた状態を示す縦断面図である。図９Ａは、図５に示すレンズ保持具のヘッド部の開口の径の決定方法を説明するための縦断面図である。図９Ｂは、図５に示すレンズ保持具のヘッド部の開口の径の決定方法を説明するための上面図である。図１０は、図５に示すレンズ保持具のシール部材の径の決定方法を説明するための縦断面図である。図１１は、図５に示すレンズ保持具のシール部材の高さの決定方法を説明するための縦断面図である。図１２は、図５に示すレンズ保持具のカンザシ支点の高さの決定方法を説明するための縦断面図である。図１３は、図５に示すレンズ保持具を用いたレンズ作製方法を説明するための縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。

（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図である。実施の形態１に係るレンズ保持具１００は、図１に示すように、光学部材からレンズを作製する際に、加工対象である光学部材（ワーク）１を回転する加工工具１３０に当接させ、ワーク１が従動回転可能となるように該ワーク１を保持すると共に、加工の前後においてワーク１を吸着保持して搬送可能とする器具であり、ワーク１を保持するヘッド部１２０と、該ヘッド部１２０を回転可能に支持するカンザシ１１０とを備える。ここで、加工工具１３０は、砥石軸１３１と、ワーク１の加工目標の球面形状（例えば凹球面状）に対応する形状（例えば凸球面状）をなす加工面１３３が形成された砥石１３２とを備える工具であり、中心軸Ａ１３回りに回転するように、図示しないレンズ加工装置に取り付けられている。

カンザシ１１０は、円柱状をなす金属又は合金製の軸部１１１と、該軸部１１１に対して外周側に突出するように設けられた突出部１１２と、該突出部１１２に設けられたシール部材１１３と、軸部１１１の先端に設けられた支持部１１４とを有する。実施の形態１において、軸部１１１の回転対称軸を中心軸Ａ１１とする。

軸部１１１には、中心軸Ａ１１に沿って延びる排気路１１５が形成されている。排気路１１５の一端は、軸部１１１の上端面において開口している。この上端面側において、排気路１１５は図示しない真空吸引装置に接続されている。また、排気路１１５は、突出部１１２近傍において分岐し、突出部１１２よりも下方の軸部１１１側面の複数箇所において開口している。なお、実施の形態１においては、軸部１１１側面の２箇所において排気路１１５を開口させているが、３箇所以上において開口させても良い。また、排気路１１５を分岐させずに、単に湾曲させて、軸部１１１側面の１箇所において開口させても良い。

突出部１１２は、切り欠き１１６が設けられた円盤状をなし、この切り欠き１１６にシール部材１１３が固定されている。シール部材１１３は、断面が円形のリング状をなし、例えばシリコーンゴム（ＳＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）の弾性材料によって形成されている。なお、実施の形態１においては、突出部１１２を軸部１１１と一体的に形成しているが、突出部１１２及び軸部１１１をそれぞれ別体として形成し、これらを合体させても良い。この場合、突出部１１２及びシール部材１１３を上述した弾性材料によって一体的に形成しても良いし、デルリン（登録商標）やテフロン（登録商標）等の硬質材料によって一体的に形成しても良い。

支持部１１４は、球の一部の形状をなしている。ワーク１の加工を行う際には、図１に示すように、支持部１１４の球面部分がヘッド部１２０の所定位置に当接するようにカンザシ１１０が配置される。

ヘッド部１２０は、中心軸Ａ１２を回転対称軸とする円筒形状をなし、ネジ部１２３により互いに螺合されたヘッド本体下部１２１及びヘッド本体上部１２２によって構成されている。ヘッド部１２０のヘッド本体下部１２１側の端部には、ワーク１を保持する凹状の領域であるワーク受け部１２４が、中心軸Ａ１２を中心として形成されている。また、ヘッド本体下部１２１には、後述する内部空間１２５をワーク受け部１２４と連通する吸引孔１２８が形成されている。

なお、ワーク１の加工を行う際には、ワーク受け部１２４に予めバッキング材２を貼付しておき、バッキング材２を介してワーク１をワーク受け部１２４に当接させる。バッキング材２は、シリコーンゴム等の摩擦係数が比較的高い樹脂材料や、ポリエステル等の樹脂からなる基材の表面に滑り止め加工若しくは粘着加工を施した材料からなるシート状の部材であり、吸引孔１２８の位置に合わせて予め開口が形成されている。

ヘッド部１２０には、カンザシ１１０の突出部１１２を収容できる大きさの内部空間１２５が形成されている。また、ヘッド部１２０のヘッド本体上部１２２側の端部には、内部空間１２５を当該ヘッド部１２０の外部と連通する開口１２６が、中心軸Ａ１２を中心として形成されている。この開口１２６の径は、軸部１１１の径より大きく、突出部１１２の外径よりも小さい。開口１２６周囲の内壁面１２７は、開口１２６を含む面と同じ平面状となっている。

内部空間１２５の底部には、カンザシ１１０の支持部１１４を保持する先端受け部１２９が形成されている。先端受け部１２９は、支持部１１４と球心の位置及び曲率半径がほぼ等しい凹球面状をなしている。支持部１１４を先端受け部１２９に当接させることで、カンザシ１１０に対してヘッド部１２０が傾動及び回転可能に支持される。以下、先端受け部１２９の球心の位置を、カンザシ支点Ｑ１という。

上述したように、突出部１１２の径は開口１２６の径よりも大きいので、図２に示すように、カンザシ１１０の軸部１１１を上方に引き上げると、ヘッド部１２０が吊持される。それにより、シール部材１１３が開口１２６の周囲の内壁面１２７と当接し、該開口１２６を封止する。この状態で、排気路１１５に接続された真空吸引装置を作動させることにより、内部空間１２５が減圧され、ワーク受け部１２４に配置されたワーク１を吸着保持することができる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、ヘッド部１２０の内部空間１２５に収納可能な突出部１１２をカンザシ１１０に設け、カンザシ１１０によってヘッド部１２０を吊持した際に、突出部１１２に設けられたシール部材１１３により内部空間１２５が封止されるようにレンズ保持具１００を構成するので、内部空間１２５の密閉性を確保することができる。従って、排気路１１５を介して内部空間１２５を排気することにより、内部空間１２５を充分に減圧することができ、レンズ保持具１００によってワーク１を保持して搬送等する際にも、ワーク１に対する吸着力を確実に維持することが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図３及び図４は、本発明の実施の形態２に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図である。図３及び図４に示すように、実施の形態２に係るレンズ保持具２００は、ワーク１を保持するヘッド部２２０と、該ヘッド部２２０を傾動及び回転可能に支持するカンザシ２１０とを備える。

カンザシ２１０は、実施の形態１（図１参照）と同様に、内部に排気路１１５が形成され、先端に支持部１１４が設けられた軸部１１１と、該軸部１１１に対して外周側に突出するように設けられた突出部２１１と、該突出部２１１の切り欠き２１２に配置されたシール部材２１３とを有する。これらの各部の構成及び機能は、実施の形態１と同様であり、突出部２１１及びシール部材２１３の寸法が、ヘッド部２２０の内部空間２２４の形状に応じて、実施の形態１と異なっている。実施の形態２において、軸部１１１の回転対称軸を中心軸Ａ２１とする。

ヘッド部２２０は、実施の形態１（図１参照）と同様に、中心軸Ａ２２を回転対称軸とする円筒形状をなし、ネジ部２２３により互いに螺合されたヘッド本体下部２２１及びヘッド本体上部２２２によって構成され、内部には、カンザシ２１０の突出部２１１を収納できる大きさの内部空間２２４が形成されている。また、ヘッド本体下部２２１には、ワーク受け部１２４と、吸引孔１２８と、先端受け部１２９とが形成されている。一方、ヘッド本体上部２２２には、内部空間２２４をヘッド部２２０の外部と連通する開口２２５が形成されている。この開口２２５の径は、軸部１１１の径よりも大きく、突出部２１３の外径よりも小さい。これらの各部の構成及び機能は、実施の形態１と同様であり、カンザシ２１０を上方に引き上げた際にシール部材２１３が当接する内壁面２２６の形状が実施の形態１と異なっている。

内壁面２２６は、中心軸Ａ２２を中心とする円錐台の側面の形状をなし、開口２２５の縁から外周側に向かうほど高さが低くなっている。即ち、内壁面２２４は、外周側に向かうほど、内部空間３２４の底面に近づく。図３に示すように、内壁面２２６の傾斜の角度は、カンザシ２１０の中心軸Ａ２１とヘッド部２２０の中心軸Ａ２２とを一致させた状態でヘッド部２２０を支持した場合に、カンザシ支点Ｑ１とシール部材２１３の断面の中心Ｏとを通るラインが内壁面２２６と直交する角度にすると良い。逆に言えば、カンザシ支点Ｑ１から内壁面２２６に下ろした垂線がシール部材２１３の中心Ｏを通るように、突出部２１３及びシール部材２１４の径及び高さを決定しても良い。

このようなレンズ保持具２００において、図４に示すように、カンザシ２１０を上方に引き上げると、シール部材２１３が内壁面２２６に当接して開口２２５を封止する。この状態で、排気路１１５に接続された真空吸引装置を作動させることにより、内部空間２２４が減圧され、ワーク受け部１２４に配置されたワーク１を吸着保持することができる。

また、実施の形態２においては、内壁面２２６を傾斜させているので、ヘッド部２２０に対してカンザシ２１０が若干傾いた状態でカンザシ２１０を上方に引き上げた場合であっても、シール部材２１３の全体を内壁面２２６に当接させることができ、内部空間２２４の密閉性を充分に確保することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図５及び図６は、本発明の実施の形態３に係るレンズ保持具の構造を示す縦断面図である。図５及び図６に示すように、実施の形態３に係るレンズ保持具３００は、ワーク１を保持するヘッド部３２０と、該ヘッド部３２０を傾動及び回転可能に支持するカンザシ３１０とを備える。

カンザシ３１０は、実施の形態１（図１参照）と同様に、内部に排気路１１５が形成され、先端に支持部１１４が設けられた軸部１１１と、該軸部１１１に対して外周側に突出するように設けられた突出部３１１と、該突出部３１１の切り欠き３１２に配置されたシール部材３１３とを有する。これらの各部の構成及び機能は、実施の形態１と同様であり、突出部３１１及びシール部材３１３の寸法がヘッド部３２０の内部空間３２４の形状に応じて決定される点が、実施の形態１と異なっている。実施の形態３において、軸部１１１の回転対称軸を中心軸Ａ３１とする。

ヘッド部３２０は、実施の形態１（図１参照）と同様に、中心軸Ａ３２を回転対称軸とする円筒形状をなし、ネジ部３２３により互いに螺合されたヘッド本体下部３２１及びヘッド本体上部３２２によって構成され、内部には、カンザシ３１０の突出部３１１を収納できる大きさの内部空間３２４が形成されている。また、ヘッド本体下部３２１には、ワーク受け部１２４と、吸引孔１２８と、先端受け部１２９とが形成されている。一方、ヘッド本体上部３２２には、内部空間３２４をヘッド部３２０の外部と連通する開口３２５が形成されている。この開口３２５の径は、軸部１１１の径よりも大きく、突出部３１３の外径よりも小さい。これらの各部の構成及び機能は、実施の形態１と同様であり、カンザシ３１０を上方に引き上げた際にシール部材３１３が当接する内壁面３２６の形状が実施の形態１と異なっている。

内壁面３２６は、中心軸Ａ３２を中心とする球帯形状をなし、開口３２５の縁から外周側に向かうほど高さが低くなっている。即ち、内壁面３２６は、外周側に向かうほど、内部空間３２４の底面に近づく。ここで、球帯形状とは、球面を互いに平行な２つの平面によってカットした場合に、これらの平面によって挟まれた球面の一部の形状のことである。

このようなレンズ保持具３００において、図６に示すように、カンザシ３１０を上方に引き上げると、シール部材３１３が内壁面３２６に当接して開口３２５が封止される。この状態で、排気路１１５に接続された真空吸引装置を作動させることにより、内部空間３２４が減圧され、ワーク受け部１２４に配置されたワーク１を吸着保持することができる。

ところで、ワーク１の加工を行う際には、図５に示すように、カンザシ３１０の中心軸Ａ３１が加工工具１３０の加工面１３３の球心Ｑ２を通るように、カンザシ３１０及びヘッド３２０の位置及び向きを調整した上で加工を開始する。しかしながら、図７に示すように、ワーク１の加工を行っている間に、ワーク１が加工工具１３０の回転に従動し、カンザシ３１０の中心軸Ａ３１が加工面１３３の球心Ｑ２からずれてしまう場合がある（以下、軸ズレという）。このような場合、図８に示すように、加工終了後にカンザシ３１０を上方に引き上げると、カンザシ３１０に対してヘッド部３２０が傾いたまま、ヘッド部３２０を吊持する状態となる。しかしながら、本実施の形態３においては、シール部材３１３が当接する内壁面３２６の形状を球面形状としているので、ヘッド部３２０の傾きによらず、シール部材３１３の全体を内壁面３２６に密着させることができ、内部空間３２４の密閉性を確保することが可能となる。

次に、レンズ保持具３００の各部の寸法の決定方法について説明する。
まず、図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら、ヘッド部３２０の開口３２５の径Ｄの決定方法を説明する。図９Ａは、軸ズレが生じている場合のレンズ保持具３００の縦断面図であり、図９Ｂは、同レンズ保持具３００をヘッド部３２０の中心軸Ａ３２の方向（図９Ａの矢印参照）から見た上面図である。以下、このときの傾き角（球心Ｑ２とカンザシ支点Ｑ１とを結ぶラインと中心軸Ａ３１とのなす角）をθ、そのときの軸ズレ幅（中心軸Ａ３１と、軸ズレしていないときの該中心軸の位置Ａ３１’との距離）をＳとする。

開口面（中心軸Ａ３２と直交する面）におけるカンザシ３１０の直径をＥ、カンザシ３１０の振れ幅（開口面における中心軸Ａ３２と中心軸Ａ３１との間隔）をＢとすると、傾き角θが最大となったときに開口３２５の径Ｄが次式（１）を満たしていれば、カンザシ３１０とヘッド部３２０との干渉を避けることができる。
Ｄ＞２（Ｂ＋Ｅ／２） …（１）

ヘッド部３２０とカンザシ３１０とのクリアランスｗ₁を考慮すると、式（１）は、次式（１’）のように書き換えることができる。クリアランスｗ₁は任意の正の値である。
Ｄ＝２（Ｂ＋Ｅ／２＋ｗ₁）＝２Ｂ＋Ｅ＋２ｗ₁ …（１’）

ここで、カンザシ３１０の直径Ｃは、Ｃ＝Ｅ・ｃｏｓθによって与えられる。また、カンザシ３１０の傾斜時におけるカンザシ支点Ｑ１の高さ（球心Ｑ２からカンザシ支点Ｑ１までの長さを、軸ズレしていないときの中心軸の位置Ａ３１’に投影した長さ）Ｆは、球心Ｑ２からカンザシ支点Ｑ１までの距離Ｍを用いて、Ｆ＝Ｍ・ｃｏｓθによって与えられる。これより、Ｅ＝ＣＭ／Ｆという関係が導かれる。

一方、距離Ｍは、ワーク１の面頂からカンザシ支点Ｑ１までの距離Ｈと、加工面１３３の曲率半径Ｒとの和（Ｍ＝Ｈ＋Ｒ）である。従って、傾斜時におけるカンザシ支点Ｑ１の高さＦは、距離Ｍと軸ズレ幅Ｓとを用いて、Ｆ＝√（Ｍ²−Ｓ²）と表すことができる。なお、距離Ｍの算出方法は、後述する。

ここで、カンザシ３１０の振れ幅Ｂとヘッド部３２０の深さ（ヘッド部３２０の開口面からカンザシ支点Ｑ１までの距離）Ａとは、ｔａｎθ＝Ｂ／Ａの関係にある。また、軸ズレ幅Ｓと傾斜時におけるカンザシ支点Ｑ１の高さＦとは、ｔａｎθ＝Ｓ／Ｆの関係にある。これより、Ｂ＝ＡＳ／Ｆの関係が導かれる。

従って、開口３２５の径Ｄは、次式（２）によって与えられる。式（２）においては、任意の正の値２w₁をＷに置き換えている。
Ｄ＝２ＡＳ／Ｆ＋ＣＭ／Ｆ＋２ｗ₁
＝（２ＡＳ＋ＣＭ）／Ｆ＋Ｗ
＝（２ＡＳ＋ＣＭ）／√（Ｍ²−Ｓ²）＋Ｗ …（２）

或いは、距離Ｍと軸ズレ幅Ｓと傾き角θとの関係Ｍ＝Ｓ／ｓｉｎθを式（２）に代入し、次式（２’）のように、開口３２５の径Ｄを傾き角θの関数として表しても良い。
Ｄ＝２Ａ・ｔａｎθ＋Ｃ／ｃｏｓθ＋Ｗ …（２’）

次に、図１０を参照しながら、シール部材３１３の径（断面の中心位置における径）Ｌの決定方法を説明する。図１０は、軸ズレが生じている場合のレンズ保持具３００の縦断面図である。

カンザシ３１０が傾き角θだけ傾いている場合、中心軸Ａ３１の方向から見た開口３２５の径（傾き開口径）Ｇは、開口３２５の径Ｄ（式（２）参照）を用いて、次式（３）によって与えられる。
Ｇ＝Ｄ・ｃｏｓθ …（３）

シール部材３１３の半径をＰ（Ｐ＝Ｌ／２）、カンザシ３１０の軸部１１１の半径をＫ（Ｋ＝Ｃ／２）とすると、傾き角θが最大となったときに傾き開口径Ｇが次式（４）を満たしていれば、カンザシ３１０を引き上げた際にシール部材３１３が開口３２５から抜けることなく、該開口３２５を封止することができる。
Ｇ＜Ｐ＋Ｋ …（４）

従って、シール部材３１３の径Ｌは、式（５）によって与えられる。
Ｌ＝２・Ｐ＞２（Ｇ−Ｋ）
Ｌ＞２（Ｄ・ｃｏｓθ−Ｃ／２） …（５）

次に、図１１を参照しながら、カンザシ支点Ｑ１を基準としたシール部材３１３の高さ（断面の中心位置における高さ）Ｙの決定方法を説明する。図１１は、レンズ保持具３００の縦断面図である。

カンザシ３１０を傾動させた際のシール部材３１３の傾動半径Ｖは、内壁面３２６の曲率半径Ｑ、シール部材３１３と内壁面３２６とのクリアランスＺ、及びシール部材３１３の断面における半径Ｘを用いて、次式（６）によって与えられる。
Ｖ＝Ｑ−Ｚ−Ｘ …（６）

従って、シール部材３１３の高さＹは、上記シール部材３１３の傾動半径Ｖ及び径Ｌ（式（５）参照）を用いて、次式（７）によって与えられる。
Ｙ＝√（Ｖ²−Ｌ²／４） …（７）

次に、図１２を参照しながら、加工面１３３の球心Ｑ２を基準としたカンザシ支点Ｑ１の高さ（距離Ｍ）の決定方法を説明する。図１２は、レンズ保持具３００の縦断面図である。

加工面１３３の球心Ｑ２を基準としたワーク１の端面１ｂの高さＮは、加工面１３３の曲率半径Ｒと、ワーク１における加工半径Ｕとを用いて、次式（８）によって与えられる。ここで、加工半径Ｕは、被加工面１ａの縁部（端面１ｂとの境界）からワーク１の回転中心軸（ヘッド部３２０の中心軸Ａ３２）までの距離である。
Ｎ＝√（Ｒ²−Ｕ²） …（８）

図１２に示す断面における被加工面１ａの中心角の半角（球心Ｑ２から被加工面１ａの端部に伸ばしたラインと中心軸Ａ３２とのなす角）をβとすると、端面１ｂの高さＮは次式（９）によって与えられる。
Ｎ＝Ｒ・ｃｏｓβ …（９）

カンザシ支点Ｑ１は、被加工面１ａの縁部における接線が中心軸Ａ３２と交わる点に設定される。そのため、距離Ｍと曲率半径Ｒとの間には、次の関係がある。
Ｒ＝Ｍ・ｃｏｓβ …（１０）
従って、次式（１１）の関係が成り立つ。
ｃｏｓβ＝Ｎ／Ｒ＝Ｒ／Ｍ …（１１）

以上より、加工面１３３の球心Ｑ２からカンザシ支点Ｑ１までの距離Ｍは、次式（１２）によって与えられる。
Ｍ＝Ｒ²／Ｎ
＝Ｒ²／√（Ｒ²−Ｕ²） …（１２）

以上説明したように、実施の形態３によれば、内部空間３２４の内壁面３２６の形状を球面形状としたので、カンザシ３１０に対してヘッド部３２０が傾いた状態で、カンザシ３１０を上方に引き上げた場合であっても、シール部材３１３の全体を内壁面３２６に当接させることができる。従って、内部空間３２４の密閉性を維持し、ワーク１を確実に吸着保持することが可能となる。

また、実施の形態３によれば、上述したように開口３２５の径Ｄ等の各部の寸法を決定するので、ワーク１の加工の最中に、カンザシ３１０に対してヘッド部３２０が傾いたとしても、カンザシ３１０とヘッド部３２０とが干渉することはなく、ヘッド部３２０の自由な回転（加工工具１３０に対する従動回転）が妨げられることはない。従って、ワーク１に対する加工精度の低下を抑制することができる。

次に、上記実施の形態１〜３に係るレンズ保持具１００〜３００を用いたレンズの作製方法を説明する。以下においては、一例としてレンズ保持具３００を用いた場合を図示して説明するが、レンズ保持具１００及び２００を用いる場合であっても、同様の方法によりレンズを作製することができる。なお、レンズの作製に先立ち、レンズ受け部１２４にバッキング材２を予め貼付しておく。

まず、図６に示すように、バッキング材２を介してワーク１をレンズ受け部１２４に当接させた状態で、カンザシ３１０を上方に引き上げてシール部材３１３を内壁面３２６に当接させると共に、排気路１１５に接続された真空吸引装置を作動させる。それにより、内部空間３２４が減圧され、ワーク１がレンズ受け部１２４に吸着される。このようにワーク１を保持した状態で、ワーク１の被加工面１ａに、加工工具１３０の加工面１３３を当接させる。加工工具１３０は、図示しないレンズ加工装置に取り付けられており、該レンズ加工装置に駆動されて中心軸Ａ１３回りに回転する。

その後、真空吸引装置を停止させ、図５に示すように、カンザシ３１０の支持部１１４を先端受け部１２９に当接させて、カンザシ３１０によりヘッド部３２０を支持する。この状態で、図示しないレンズ加工装置を作動させて加工工具１３０を回転させる。それにより、ワーク１及びこれを保持するヘッド部３２０が加工工具１３０に従動して回転し、ワーク１の被加工面１ａが加工面１３３により加工（研削又は研磨）される。

ワーク１に対する加工の終了後、カンザシ３１０を上方に引き上げてシール部材３１３を内壁面３２６に当接させると共に、排気路１１５に接続された真空吸引装置を作動させる。それにより、内部空間３２４が再び減圧され、ワーク１がレンズ受け部１２４に吸着される。その状態で、図１３に示すように、カンザシ３１０をさらに上方に引き上げてヘッド部３２０を吊持し、加工工具１３０からワーク１を引き離す。そして、ユーザの手などでワーク１を支え、真空吸引装置を停止させてワーク１をレンズ保持具３００から引き離す。それにより、所望の加工がなされたワーク１（レンズ）が得られる。

以上説明した実施の形態１〜３は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、実施の形態１〜３に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能である。

１ワーク
１ａ被加工面
１ｂ端面
２バッキング材
１００、２００、３００レンズ保持具
１１０、２１０、３１０カンザシ
１１１軸部
１１２、２１１、３１１突出部
１１３、２１３、３１３シール部材
１１４支持部
１１５排気路
１１６、２１２、３１２切り欠き
１２０、２２０、３２０ヘッド部
１２１、２２１、３２１ヘッド本体下部
１２２、２２２、３２２ヘッド本体上部
１２３、２２３、３２３ネジ部
１２４ワーク受け部
１２５、２２４、３２４内部空間
１２６、２２５、３２５開口
１２７、２２６、３２６内壁面
１２８吸引孔
１２９先端受け部
１３０加工工具
１３１砥石軸
１３２砥石
１３３加工面

Claims

加工対象である光学部材を保持するヘッド部と、該ヘッド部を回転可能に支持するカンザシと、を備え、
前記カンザシは、
内部に排気路が設けられた軸部と、
前記軸部に対して外周側に突出するように設けられた突出部と、
前記突出部に設けられたシール部材と、
前記軸部の先端に設けられた球状の一部をなす支持部と、
を有し、
前記ヘッド部には、
前記光学部材を保持するワーク受け部と、
前記突出部を収容する内部空間と、
前記軸部の径より大きく、前記突出部の外径よりも小さい径を有し、前記内部空間を当該ヘッド部の外部と連通する開口と、
前記内部空間を前記ワーク受け部と連通する吸引孔と、
前記支持部が当接可能な先端受け部と、
が設けられ、
前記ヘッド部の内壁面は、前記開口の縁から外周側に向かうほど、前記内部空間の底面に近づくことを特徴とするレンズ保持具。
前記カンザシによって前記ヘッド部を吊持した場合に、前記シール部材が前記ヘッド部の内壁面に当接して、前記開口が封止されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持具。
前記内壁面は、球帯形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持具。
前記内壁面は、円錐台の側面の形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持具。
前記支持部を前記先端受け部に当接させ、前記カンザシの中心軸と前記ヘッド部の中心軸とを一致させた場合に、前記支持部の球心から前記内壁面に下ろした垂線が前記シール部材の断面の中心を通るように、前記シール部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ保持具。