JPH03294164A

JPH03294164A - 球面研削盤

Info

Publication number: JPH03294164A
Application number: JP9740990A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Matsukura; 松倉　義昭; Yoshitoyo Koishi; 小石　喜豊
Original assignee: TOYOTETSUKU KK
Current assignee: TOYOTETSUKU KK
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1991-12-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は球面研削盤に関する。

〔従来の技術〕

レンズ等の球面を研削形成する球面研削盤として、従来
、第８図に示すような機構が知られている。

この従来の機構において、１はワークスピンドルでその
先端に被研削物であるレンズ等のワーク２が保持される
。　ワークスピンドルｌはその軸芯Ｘを中心として回転
するとともに、その軸芯Ｘ方向に沿って矢印Ａの如（前
後移動するようになっている。　　３はスイベルで、そ
のスイベル軸芯Ｚを中心として矢印Ｂ方向に回動するよ
うになっている。　このスイベル軸芯Ｚと前記ワークス
ピンドル１の軸芯Ｘとは常に直角に交わっている。

４は前記スイベル３上に載置された砥石スピンドルで、
その先端に砥石カップ５が具備されている。

該砥石スピンドル４の軸芯Ｙは前記ワークスピンドル１
の軸芯Ｘに対し、角度θをもって交わっている。　尚、
該角度θは、前記スイベル３がスイベル軸芯Ｚを中心に
Ｂ方向に回動することにより変化する。　更に砥石スピ
ンドル４は、その軸芯Ｙに対して直交する方向Ｃに移動
可能に備えられており、その軸芯Ｙはスイベル軸芯Ｚに
対して必ずしも交わっていない。

次に調整作業と研削作業について説明する。

先ず、第９図において、砥石スピンドル４を矢印Ｃ方向
に移動して砥石カップ５の接点５ａをスイベル軸芯Ｚ上
に合わせた後、スイベル３をＢ方向に回動して、ワーク
２の仕上げ研削面Ｒ，の大きさを決めて調整する。

以上のような調整後に、ワークスピンドル１の先端に、
第１０図に示すような半径Ｒ□のプレスレンズであるワ
ーク２をセットする。　次でワークスピンドル１を、そ
の軸芯Ｘを中心として低速回転し、砥石スピンドル４を
、その軸芯Ｙを中心として高速回転させ、ワークスピン
ドル１を矢印Ａに沿って前進移動させる。　この前進移
動により、第１０図に示すように、径がＲ２のプレスレ
ンズであるワーク２が砥石カップの接点５ａに端当りし
て研削が始まり、更にワークスピンドルｌが前進移動す
ることによりワーク２の前面が仕上げ径であるＲ１の曲
面に全面研削される。　更にワークスピンドル１が前進
移動すると、前記の径Ｒ８の曲面をそのまま保持しなが
らワーク２の厚みが減少して芯厚出しが行なわれ、所定
の厚みに達した時点でワークスピンドル１の前進移動を
停止して研削作業が終了する。　尚、この第１Ｏ図にお
いては、作図上、砥石カップ５側を移動して示してあり
、また、図においてｂは、ワーク２が砥石カップ５に当
接した研削開始点から、ワーク２の仕上り停止時点まで
のワークスピンドル１の移動量を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記のような研削方法においては、そのワー
ク２の仕上り曲面の中央部に、未研削によって残存する
凸状の「へそ」が発生しないようにする必要がある。　
そのためには、砥石カップ５におけるワーク２との接点
５ａをスイベル軸芯Ｚと合致させる必要がある。　その
ため、研削作業開始前において、砥石カップ５の接点５
ａをスイベル軸芯Ｚからずれた状態からスイベル軸芯Ｚ
に合致させるためには、砥石スピンドル４のＣ方向への
移動量と、スイベル３のＢ方向への回動量との合成によ
り行なわなければならない。　したがって、この会心調
整作業は、砥石スピンドルの移動とスイベル３の回動を
何度もくり返して行なわなければならない場合もあり、
その場合にはその会心調整が容易ではなく、その調整は
熟練工に依存しなければならない。　また、研削により
、砥石カップ５の研削面が摩耗し、その接点５ａがスイ
ベル軸芯Ｚからずれた場合にも、前記のような会心調整
作業を行なう必要があり、この場合にも熟練工に依存し
なければならない。このようなことがら、熟練工の常駐
を要し、かつ作業能率も悪い問題があった。

そこで本発明は、前記のような会心調整作業が、未熟練
工でも簡易に行なうことができる球面研削盤を提案し、
前記の問題点を解決することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記の課題を解決するために、ワークスピンド
ル（１１）の軸芯（Ｘ）と、砥石スピンドル（１３）の
軸芯（Ｙ）とを、スイベル軸（Ｚ）に対して直交するよ
うに配置するとともに該両軸芯（Ｘ）（Ｙ）を相互に同
一高さに設定し、ワークスピンドル（１１）をその軸芯
（Ｘ）方向に、砥石スピンドル（１３）をその軸芯（Ｙ
）方向に夫々移動可能に設け、更にワークスピンドル（
１１）と砥石スピンドル（１３）の一方を前記スイベル
軸（Ｚ）を中心として平面回転させるようにしたことを
特徴とするものである。

〔作用〕

砥石スピンドル（１３）の軸芯（Ｙ）をスイベル軸芯（
Ｚ）と直角に交わるように配置したので、スイベル軸芯
（Ｚ）を中心として砥石カップ（１４）の接点（１４ａ
）に外接するワーク曲面の曲率半径は、砥石スピンドル
軸（１３）をその軸芯（Ｙ）方向に移動することにより
大小に変化する。　したがって、砥石スピンドル（１３
）を前後方向に移動することにより、ワークの仕上げ曲
面の曲率半径を調整設定できる。

また、ワークスピンドル（１１）の軸芯（Ｘ）と砥石ス
ピントノ喧１３）の軸芯（Ｙ）が共にスイベル軸芯（Ｚ
）に対して直角に交わっているため、スイベル（１０）
を、そのスイベル軸芯（Ｚ）を中心として回転すること
により、前記のように調整した仕上げ曲面の曲率半径を
保持しつつ砥石カップ（１４）の接点（１４ａ）をワー
ク（１２）の頂点に移動させて、いわゆる「へそ取り」
の調整を行なう。

そして、ワークスピンドル（１１）の軸芯（Ｘ）がスイ
ベル軸芯（Ｚ）上にあるため、このワークスピンドル（
１１）を前後移動することにより、ワークスピンドル（
１１）の先端に保持されたワーク（１２）を、その設定
された曲率半径を保持しつつ芯厚調整ができる。

したがって、研削前におけるワークの仕上げ曲率半径の
調整と、「へそ取り」の調整と、ワークの芯厚調整を、
この順序で行なえば、相互に他の調整に影響を与えるこ
となく夫々独立して行なえ、また、砥石カップの接点（
１４ａ）が摩耗した場合における前記各調整も前記と同
様に夫々独立して行なえる。

〔実施例〕

次に本発明の機構原理を第１図により説明する。

１０はスイベルで、そのスイベル軸芯Ｚを中心にして矢
印Ｂ方向の如く回動するように設けられている。　１１
はスイベル１０上に水平に具備されたワークスピンドル
で、その先端に被研削物であるワーク１２が保持される
。　該ワークスピンドル１１は、その軸芯Ｘが前記スイ
ベル軸芯Ｚと直角に交わっているとともに、軸芯Ｘ方向
に沿って矢印Ａの如く前後移動するように具備されてい
る。　１３は砥石スピンドルで、その軸芯Ｙは、前記ス
イベル軸芯Ｚと直角に交わり、かつ前記ワークスピンド
ル１１の軸芯Ｘと同一高さで交わっている。　更に該ス
ピンドル１３は、その軸芯Ｙ方向に沿って矢印Ｃの如く
前後移動するようになっている。　１４は砥石カップで
、前記砥石スピンドル１３の先端に間怠的に具備されて
いる。　尚、スイベル１０を矢印Ｂ方向に回動すること
により、ワークスピンドル１１の軸芯Ｘと砥石スピンド
ル１３の軸芯Ｙとの角度θが変化するようになっている
。

次に本機構による調整作業と研削作業について説明する
。

先ず、調整作業について説明する。

第２図において、ワーク１２の仕上げ面における曲率半
径Ｒ，の位置まで砥石スピンドル１３が前進したときに
、その前進を停止させるように、砥石スピンドル１３の
前進端位置を設定する。　この設定のみでは、砥石カッ
プ１４の接点１４ａが、曲率半径Ｒ１のワーク１２にお
ける曲面の中心点１２ａに位置せずいわゆる「へそ」が
残る。　そのため、次に、第３図のように、スイベル１
０を、スイベル軸芯Ｚを中心としてＢ方向に回動し、ワ
ークスピンドル１１の軸芯Ｘ、すなわちワーク１２にお
ける曲面の中心点１２ａが砥石カップ１４の接点１４ａ
に合致するように設定して固定する。　次で、ワークス
ピンドル１１を矢印Ａ方向に移動して、ワーク１２の仕
上げ時にそのワーク１２が所定厚になるような位置に設
定してその位置を固定する。　このような設定により、
仕上げの曲率半径Ｒ，を出す調整作業と、「へそ取り」
をするための調整作業と、ワークの芯厚出しの作業を、
この順序で行なえば相互に他の調整に影響を与えること
なく独立して行なうことができる。

次にこのような調整をした後の研削作業について第４図
により説明する。

先ず、ワークスピンドル１１の先端に、半径Ｒ２のプレ
スレンズであるワーク１２をセットする。　次でワーク
スピンドル１１を、その軸芯Ｘを中心として低速回転し
、砥石スピンドル１３を、その軸芯Ｙを中心として高速
回転させ、砥石スピンドル１３を矢印Ｃに沿って前進移
動させる。　砥石カップ１４の研削部である接点１４ａ
が半径Ｒ２のワーク１２に当ると、研削が開始され、砥
石カップ１４が更に前進移動することにより、ワーク１
２の研削曲面の半径Ｒは漸小する。　そしてワーク１２
の研削曲面の半径がＲ，に達した時点で砥石スピンドル
１３の前進移動が停止する。　これにより、ワーク１２
に、半径Ｒ１の仕上げ曲面が形成されると同時にワーク
１２の芯厚も仕上がる。　第４図において、ａは砥石カ
ップ１４がワーク１２に当接した研削開始点から、ワー
クの仕上り時点までの砥石スピンドル１３の移動量を示
す。　この移動量ａと前記第１０図に示す従来機構の移
動量すとを比較すると、同一量研削するに必要な移動量
は、本発明機構の移動量ａが従来機構の移動量すよりも
短くなる。したがって、本発明機構によれば研削するた
めの時間効率がよい。

次に、研削作業によって砥石カップ１４の接点１４ａが
摩耗し、その接点１４ａが当初設定した位置よりずれた
場合には、前記の調整作業と同様に、半径Ｒ出し調整作
業、「へそ取り」調整作業及び芯出し調整作業の各作業
を独立的に行なって調整する。

次に前記各機構の駆動装置を第５図乃至第７図に基づい
て説明する。

第５図において、１０はスイベルで、ベツド１５側に固
植したスイベル軸１６を中心としてベツド１５上に回転
可能に備えられている。　このスイベル１００回転機構
は、第６図及び第７図に示すように、ベツド１５に固植
したスイベル軸１６に扇形のウオーム１７を固設し、ス
イベル１０をスイベル軸１６との間にブツシュ１８を介
在して回転可能に備え、スイベル１０には前記ウオーム
１７と噛合するウオーム１９を形成したウオーム軸２０
を回転可能に備え、ウオーム軸２０には回転操作ハンド
ル２１を備えて、回転操作ハンドル２１を手動によって
正逆回転することにより、スイベル１０側がスイベル軸
１６を中心として回動するようになっている。　２２は
スイベル１０上に突設したスイベル指針、２３はベツド
１５側に固設したスイベル目盛板で、これらによりスイ
ベル１０の回転角、すなわち、ワークスピンドル１１の
軸芯Ｘと砥石スピンドル１３０軸芯Ｙとの角度θを目視
できるようになっている。　　２１ａはスイベル１０の
調整位置を固定するクランプである。

１１はワークスピンドルで、ワークヘッド２４に回転可
能に保持されている。　該ワークヘッド２４はワークス
ライド２５上に具備されている。　該ワークスライド２
５は、前記スイベル１０上において、前記ワークスピン
ドル１１の軸芯Ｘ方向に摺動可能に具備されている。　
２６はワークスピンドル１１の前後移動用の操作ハンド
ルで、これに具備された蝶棒２７がワークスライド２５
の脚部２５ａに螺合され、該ハンドル２６の正逆回転に
よりワークスピンドル１１を前後移動させるようになっ
ている。　２８はワークスライド２５側に固着した目盛
板、２９はスイベル１０側に固設した指針、２９ａは指
針２９に突設した当り部、２５ｂはワークスライド２５
に固設したダイアルゲージで、その触針が前記当り部２
９ａに当るようになっている。　これらはワークスピン
ドル１１の移動量（ワークの芯厚量）を調整する場合に
目視されるもので、目盛板２８と指針２９によって大単
位（１閣）の調整をし、ダイアルゲージ２５ｂによって
微小単位（１／１００■）を調整できるようになってい
る。　　ワークスライド２５には、前記のように調整さ
れたワークスピンドル１１の位置を固定するためのクラ
ンプ２５ｃが設けられている。　３０は前記ワークスピ
ンドル１１を回転する駆動モータである。

１３は砥石スピンドルで、砥石ヘッド３１に回転可能に
保持されている。　該砥石ヘッド３１は砥石スライド３
２上に具備されている。　該砥石スライド３２は、案内
レール３３上において砥石スピンドル１３の軸芯Ｙ方向
に摺動可能に具備されている。３４は作動ロッドで、ス
ライド用シリンダ３５により矢印方向に前後移動される
。　該作動ロッド３４には調整用蝶棒３６が固設され、
これが前記砥石スライド３２に突設した連結部材３７に
挿通され、ナツト３８によって連結部材３７に調整可能
に固着されて（・る。

３９はテーバ状のカム面３９ａを形成したカムで、研削
用シリンダ４０により昇陣するようになっており、その
カム面３９ａに前記作動ロッド３４の先端に備えたロー
ラ３４ａが当接するようになっている。　４１はマイク
ロヘッドで、前記カム３９の上昇位置を制御するもので
ある。４２は前記砥石スピンドル１３を回転する駆動モ
ータである。

この砥石スピンドルＩ３の軸方向位置の調整は、先ず、
ナツト３８をゆるめ、スライドシリンダ３５を前進作動
して、下降位置にあるカム３９のカム面３９ａにローラ
３４ａを当接する。　次で、ナツト３８を回動して、砥
石スピンドル１３を前進させ、その砥石カップ１４がワ
ーク１２に当る直前の位置で止めてナンド３８を締めて
固定する。　次でこの位置からの研削量に相当する分だ
けカム３９が上昇するようにマイクロヘッド４１を調整
する。

次に砥石スピンドル１３の前進移動は、スライドシリン
ダ３５が後退作動して砥石スピンドル１３が後退してい
る状態から、先ずスライドシリンダ３５が前進作動し、
ローラ３４ａがカム面３９ａに当接するまで砥石スピン
ドル１３が早送りされる。　次で研削用シリンダ４０が
エアーハイドロによりゆっくり上昇作動し、カム３９が
ゆっくり上動する。　これにより、そのカム面３９ａに
当接している作動ロッド３４がゆっくり前進し、砥石ス
ピンドル１３が微動前進して砥石カップ１４によりワー
ク１２を研削する。

研削終了位置に達するとカム３９の上動がマイクロヘッ
ド４１により停止され、研削が終了する。

尚、前記実施例においては、スイベル１０をワークスピ
ンドル１１側に設けたが、スイベル１０を砥石スピンド
ル１３側に設けても前記実施例と同様の作用、効果を発
揮できる。

〔発明の効果〕

以上のようであるから本発明によれば、ワークの仕上げ
曲面の曲率半径出しと、いわゆる「へそ取り」と、更に
ワークの芯厚出しの夫々の調整が、この順序で行なえば
、相互に他の調整に影響を与えることな（夫々独立して
行なうことができる。

また、砥石カップの接点が摩耗した場合における再調整
も前記と同様に夫々独立して行なえる。

したがって、これらの調整が、前記従来の機構のように
スイベルと砥石スピンドルの移動量の合成により行なう
ものに比べて極めて簡易に行なえ、従来機構のように熟
練工を常駐させることなく未熟練工でも球面研削作業が
でき、しかも作業能率が向上する特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機構原理を示す平面図、第２図乃至第
４図は同研削状態を示す各平面図、第５図は駆動機構を
示す一部切開した側面図、第６図はスイベルの駆動機構
を示す要部平断面図、第７図は同側断面図である。　第
８図は従来の機構原理を示す平面図、第９図及び第１０
図は同研削状態を示す各平面図である。１０・・・スイベル、１１・・・ワークスピンドル、１
２・・・ワーク、１３・・・砥石スピンドル、１４・・
・砥石カップ、Ｘ・・・ワークスピンドル軸芯、Ｙ・・
・砥石スピンドル軸芯、Ｚ・・・スイベル軸芯

Claims

【特許請求の範囲】

ワークスピンドル（１１）の軸芯（Ｘ）と、砥石スピン
ドル（１３）の軸芯（Ｙ）とを、スイベル軸（Ｚ）に対
して直交するように配置するとともに該両軸芯（Ｘ）（
Ｙ）を相互に同一高さに設定し、ワークスピンドル（１
１）をその軸芯（Ｘ）方向に、砥石スピンドル（１３）
をその軸芯（Ｙ）方向に夫々移動可能に設け、更にワー
クスピンドル（１１）と砥石スピンドル（１３）の一方
を前記スイベル軸（Ｚ）を中心として平面回転させるよ
うにしたことを特徴とする球面研削盤。