JPH0392268A - 光学素子の電解加工方法および装置 - Google Patents

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〕 本発明はレンズ等の光学素子の電解加工方法及び装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来レンズ等の光学素子の生産工程例としては、光学工
業技術協会発行「光学素子加工技術Ｊ第１９７頁「５．
１レンズ生産工程」の項および昭和５７年３月、財団法
人機械振興協会技術研究所発行（加工技術データファイ
ルＪ：１／６頁「０．６球面研削」の項等に記載されて
いる． しかして、前者の「レンズ生産工程」には、ガラス素材
を切断、幅決め、丸目の各加工による材料取、Ｒつけ、
面取，の工程によるあらけずり、その後の各ガラス素材
のはりつけ、砂かけ、みがき、はがしおよび洗浄の工程
による研磨、さらに、心取、コート、接合等の各加工工
程を個別的に遂行する生産工程例が記載されており、後
者には、球面研削とその種類の記載があり、創成球面研
削には、カップ型砥石による創威研削方式と、総形砥石
による研削方式の２種類の方式による研削に加えて、カ
フプ型砥石による創威研削方式にはカーブジェネレータ
（ＣＧ）によるガラスレンズについての研削方法の記載
が存在する． 〔発明が解決しようとする課題〕 さて、前述してきた従来の光学素子の加工方法において
は、あらずり、研磨、心取、コート、接合等の各加工工
程を個別的な装置によって加工しなければならず、例え
ばあらすり、研磨工程においても幅決め、丸自、面取、
砂かけおよびみがきの工程毎の加工機が個別的に分かれ
ておるために非常に生産効率が悪く、また光学素子の径
が多種となると、その都度、それを保持するコレットチ
ャックを変更する等の段取りが要求され極めて非能率的
で、加工に長時間を要する等の問題点を有するものであ
った． 因って、本発明は、上記従来の光学素子の加工方法にお
ける問題点を解決すべく開発されたもので、多種の光学
素子の加工を電解インプロセスドレッシング研削法の利
点を効果的に得つつ能率的に遂行し得る加工方法および
装置の提供を目的とするものである． 〔課題を解決するための手段および作用〕第１図は本発
明の概念図第２図３−ｇは第１図における加工方法の説
明図である． 被加工素材としての棒状の硝材１はスピンドル３に対し
てコレクトチャンク２を介して保持されるとともにモー
タ４にて回転されるスピンドル３により回転自在に、か
つサーボモータ５によるスピンドル３の前後動によって
保持軸上において移動自在に保持されている． また、この第１保持軸Ａの軸Ｆ上に、第１保持軸Ａにて
加工後の片面加工後の素材を保持する第２保持軸Ｂを対
向配設する．すなわち、この第２保持軸Ｂはサーボモー
タ４２により片面加工後の素材を保持するコレットチャ
ック３９を備えるスピンドル４０を、前記軸Ｆ上におい
て第１保持軸Ａとの対向方向に移動自在に保持すること
により構威されている． さらに、前記第１保持軸Ａに対向して導電性の芯取り、
切断砥石３０の保持軸Ｅおよび導電性ＣＧ砥石９と導電
性研磨砥石２０を着脱自在に保持する第１加工軸Ｃ、さ
らには、前記第２保持軸Ｂに対向してＲ電性ＣＧ砥石９
Ｃと導電性研磨砥石２０を着脱自在に保持する第２加工
軸Ｄおよびこの第２加工軸Ｄにて加工後完了後の光学素
子としてのレンズ３８を回収するシリンダ３７を介して
進退動自在に第２保持軸Ｂに対向してに配設したレンズ
受け３６と、前記保持軸Ｅの芯取り、切断砥石３０、そ
して第１および第２加工軸ＣおよびＤの各導電性ＣＧ砥
石９および９Ｃ、導電性研磨砥石２０の加工面に所定間
隙２を在して配設した電極６を研削機ベース２７上側に
設けることにより光学素子の加工装置がＩＩ威されてい
る． 前記導電性ＣＧ砥石９および９Ｃと導電性研磨砥石２０
の第１および第２加工軸Ｃ及びＤは、サーボモータ１２
および４５の作動軸にスピンドル１０および４３とその
回転駆動モータｌ１および４４を装備することにより構
戒されるとともに不図示のαのスイベル角制御部により
、任意の位置に、前記導電性ＣＧ砥石９および９Ｃと導
電性研磨砥石２０を保持しつつ加工し得るように構威さ
れている．そして、前記導電性ＣＧ砥石９および９Ｃと
導電性研磨砥石２０の加工面間には前記電極６を保持腕
６ａを介してホルダー３４および４８にネジ３５、およ
び４７による調整によって所望間隙ｌを在して保持する
とともに電解電ＩＸ１３の陽極を給電ブラシ１４を介し
て導電性ＣＧ砥石９および９Ｃと導電性研磨砥石２０に
印加し、かつ陰極を電極６に印加するとともに供給パイ
ブ７より導電性ＣＧ砥石９および９Ｃと導電性研磨砥石
２０の加工面と電極６間に弱電性クーラントを供給して
電解ドレッシングを行いつつ加工し得るように構威され
ている．さらに、前記導電性の芯取り、切断砥石３０は
回転駆動用モータ３１の駆動軸に保持されるとともに回
転駆動用モータ３１を互いに直交方向に作動するサーボ
モータ３２および３３に保持し、前記硝材１の第１保持
軸Ａと平行および直交方向に移動自在に保持されている
．（尚、図面については具体的に図示していないが、サ
ーポモータ３２および３３による回転駆動用モータ３１
の移動は、サーポモータ３２および３３の作動が互いに
干渉されることなく作動し得るように構威されている．
例えば、ＸＹテーブルの一方のテーブルにモータ３１を
載置するとともにこのテーブルをサーボモータ３によっ
てＸＹのうちの一方に移動し、他方のテーブルをサーボ
モータ３３により他方向に移動する等の構戒から成る。

） そして、回転駆動用モータ３１には保持腕６ａを介して
、芯取り、切断砥石３０の加工面間に間１！ｔｆｆｉを
在して電極６を配設するとともに芯取り、切断砥石３０
に電解電源１３の陽極を給電ブラシｌ４を介して印加し
、かつ電極６に陰極を印加するとともに芯取り、切断砥
石３０の加工面と電極６間にバイブ７を介して弱電性ク
ーラントを供給し、芯取り、切断砥石３０による硝材１
の加工中に電解ドレッシングを行うことができるように
構威されている。

尚、前記各電極６は各砥石９，９Ｃ．２０および３０の
加工面と略同一形状に形成されている．さて、以上の構
或から成る光学素子の加工装置における加工方法につい
て説明すると、第１図に示す如く、第１加工軸Ａのスピ
ンドル３には棒状の硝材１をコレットチャック２を介し
て保持するとともにサーポモータ５により硝材１を加工
位置まで移動セットし、これに関連して、サーボモータ
ｌ２により導電性ＣＧ砥石９を硝材ｌとの加工位置に前
進せしめαのスイベル角Ｍ１１部にて制御するとともに
揺動中心Ｏを中心に鵡動（θ）し、かつモータ１ｌを介
してスピンドル１０を回転して加工する．また、このＣ
Ｇ砥石９による研削加工中にもＣＧ砥石９の加工面を電
解ドレッシングし、その加工面の所望曲率が維持される
． 次に、第２図ａに示す如く、前記第１図にて、スピンド
ルｌＯに保持していた導電性ＣＧ砥石９を外して、導電
性研磨砥石２０を装着し、前記αのスイベル角制御部を
介して、第２図ａに示す揺動中心０を中心にθの範囲に
おける揺動運動を加えつつ研磨加工を行う．また、この
加工の際にも、導電性研磨砥石２０の加工面が電解ドレ
ッシングされ、所望曲率が維持されることにより硝材１
の所望の研磨加工を的確に遂行し得る． その後、サーボモータ１２を作動して、研磨砥石２０を
加工位置より後退させつつ退避した後、再度サーボモー
タ３２および３３を作動しつつ芯取り、切断砥石３０を
加工位置に保持し、硝材１の面取加工を行う（第２図ｂ
参照）． これに加えて、第２図Ｃに示す如く、芯取り、切断砥石
３０により硝材１の芯取り加工を行う。

しかる後、第Ｉ保持軸Ａに対向配置の第２保持軸Ｂのサ
ーボモータ４２を作動してコレットチャック３９を開に
した状態にてスピンドル４０を前進した後、このコレッ
トチャック３９にて、前記芯取り加工後の硝材ｌの加工
部分をチャックする（第２図ｄ参照）． このコレットチャック３９によるチャックを待って、再
度、前記芯取り、切断砥石３０を作動し、同砥石３０の
加工面の電解ドレッシングを行いつつ高速切断加工を行
い、前記第１加工軸Ｃにて加工後の片面加工完了素材３
８を第２保持軸Ｂのコレットチャック３９に保持せしめ
る． そして、コレットチャック３９に素材３８が切断保持さ
れるのを待って、再度、サーボモータ４２を作動してス
ピンドル４０を後退するとともにこのスピンドル４０の
後退動に関連して第２加工軸Ｄのサーボモータ４５を作
動してスピンドル４３に保持される導電性ＣＧ砥石９Ｃ
をコレットチャック３９にて保持される片面加工完了素
材３８の他面に当接せしめてセット後、第２図ｅに示す
如く、導電性ＣＧ砥石９Ｃをモータ４４にて回転すると
ともに不図示のαの角度の揺動機構を介して揺動中心Ｏ
を中心にして揺動（θ）させながら素材３８の末加工面
のＣＧ加工（球面創威加工）を行う． かかるＣＧ加工完了後、サーボモータ４５を作動して、
スピンドル４３を一旦後退し、これに装着される前記Ｃ
Ｇ砥石９Ｃに換えて、導電性研磨砥石２０を装着せしめ
、再度サーボモータ４５を作動してスピンドル４３を前
進し、同砥石２０をＣＧ砥石９ＣによるＣＧ加工後の素
材３８の被加工面に当接後、モータ４４を回転して、砥
石２０を回転するとともに第２図ｆに示す如く揺動中心
Ｏを中心に掃動（θ）しつつ研磨加工を行う． 前記導電性研磨砥石２０による研磨加工の完了後、サー
ボモータ４５の作動によってスピンドル４３を後退しつ
つ同砥石２０を加工位置より後退するとともにシリンダ
ー３７を作動してレンズ受け３６を第２保持軸Ｂとの受
け取り位置に前進し、これに関連して第２保持軸Ｂにお
けるスピンドル４０のコレットチャック３９による両面
加工完了後のレンズ４６の保持を解放して、レンズ受け
３６内に回収する（第２図ｇ参照）． 尚、第２図ｂ以下の各加工工程における電解ドレッシン
グについては具体的に説明しなかったのであるが、各加
工工具としての前記芯取り、切断砥石３０、導電性ＣＧ
砥石９Ｃおよび導電性研磨砥石２０に電解電源１３の陽
極を給電ブラシｌ４を介して印加し、かつ各砥石３０、
９Ｃおよび２０の加工面に対して間隙２を在して配設さ
れた、各砥石３０、９Ｃおよび２０と略同形状の電極６
に陰極を印加するとともに各砥石３０＋　　９　ｃおよ
び２０の加工面と電極６間に供給パイプ７より弱電性ク
ーラントを供給することにより、各砥石３０，９ｃおよ
び２０の加工面の電解ドレッシングを行い、その所望の
研削、研磨曲率および目詰まりのない加工面を常時維持
した研削、研磨加工を連続して行うことができる．また
、回収後レンズ受け３６は元位置に退避し、これに関連
して、第２図ｈに示す如く、硝材ｌをコレントチャック
２を解放しつつ、所定量ｇだけ突出して、次順の加工に
備え、以下前記と同様の加工順を経て、順次連続したレ
ンズ４６の加工を遂行し得る． 従って、レンズの各加工を一台の加工装置により、電解
インプロセスドレッシング作用を得つつ高効率なレンズ
マシニングセンター加工を遂行し得る． 〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

（第１実施例） 第３図ａ　−　ｄは本発明の第１実施例示す説明図であ
る． そして、本実施例においても第１図示の構戒から威る光
学素子の加工装置を適用して実施する実施例であって、
加工装置の全体構或については、その図示と具体的な説
明を省略し、以下には第３図ａ　％　ｄの各加工工程に
従った説明をすることにする． 第３図ａに示す如く、ＲＡの所望曲率加工上り面を持つ
硝材１に対向して硝材１の第１保持軸Ａの軸４０に対し
て第１加工軸Ｃの軸４１をαのスイベル角上に配設した
導電性ＣＧ砥石９をサーボモータ１２を介して前進せし
めつつ加工位置にセットする。

しかして、導電性ＣＧ砥石９は硝材ｌのＲＡの所望曲率
加工上り面と同一形状に形成された加工面４２を備え、
この加工面４２を硝材１の被加工面に当接させつつ導電
性ＣＧ砥石９をモータ１ｌにて回転し、切込軌跡に従っ
て移動させながら硝材ｌの被加工面に対する球面創成研
削加工を行うものである． また、かかる研削加工中においても、導電性ＣＧ砥石９
の加工面４２は、電解によりドレッシングされ、所望の
曲率による研削加工面を常に維持し、連続した球面創威
研削加工を可能ならしめ得る．すなわち、導電性ＣＧ砥
石９（ダイヤモンド粉末等の砥粒とＣｕ，Ｓｎ，Ｆｅ等
の金属や導電性樹脂を結合材とした砥石で、全体が導電
性のカップ型工具）には、給電ブラシ１４を介して電解
電源１３（電解加工用あるいは放電加工用）より陽極（
パルス電圧）が印加されるとともに導電性ＣＧ砥石９の
加工面４２の曲率ＲＡと略同形状のＲＡ−１の形状から
威る電極６を加工面４２間に間隙ｌ（好ましくは０．１
〜０．２ｍｍ　）を在して配設し、これに前記電解電源
１３の陰極を印加し、かつ導電性ＣＧ砥石９の加工面４
２と電極６間に供給パイプ７より弱電性クーラントを供
給することによって導電性ＣＧ砥石９の加工面４２の電
解ドレッシングを行うものである。

第３図ｂは、前記第３図ａにおける導電性ＣＧ砥石９に
よる硝材１の球面創成研削加工後の導電性研磨砥石２０
による研磨加工工程を示すものであすなわち、サーボモ
ータ１２を作動して、前記導電性ＣＧ砥石９を加工位置
より後退するとともに後退後のスピンドル１０より導電
性ＣＧ砥石９を取り外し、これに導電性研磨砥石２０を
装着する。

しかる後、再度サーボモータ１２を作動して導電性研磨
砥石２０を前進し、これを硝材１との加工位置にセット
するとともにモータ１１を回転駆動し、かつα（第１図
参照）のスイベル角制御部（不図示）により濡動中心○
を中心に揺動角θの範囲内における揺動運動を行いつつ
導電性研磨砥石２０の研磨加工面によって硝材ｌの研磨
加工を行う。

また、前記導電性ＣＧ砥石９と同様に導電性研磨砥石２
０の加工面についても電解ドレッシングしつつ硝材１の
加工面上り面の面粗さがＲ　Ｉｌａｘ　＜　Ｑ，Ｏｌμ
口になるように研磨加工が行うことができるように構成
されている． その後、さらに第３図Ｃおよびｄに示す如く、前記導電
性研磨砥石２０による研磨加工後の硝材ｌの４５゜面取
り加工および芯取り加工を芯取り、切断砥石３０にて行
う。

すなわち、導電性研磨砥石２０を、サーボモータ１２に
より加工位置より後退せしめるとともにこれの後退動作
に関連して、サーボモータ３２および３３の作動制御に
よって芯取り、切断砥石３０を硝材１の加工位置にセン
トし、４５゜面取り加工を行うとともにこの面取り加工
後、第３１１ｄに示す如く芯取り加工を行う． この加工においても、前記第３図Ｃおよびｄに示す如く
丸目研削加工時と同様に電解ドレンシングを行いつつ加
工する． しかして、前記面取り加工および芯取り加工後、硝材１
の加工完了部分とともに硝材１を、所望厚さに、芯取り
、切断砥石３０により、電解ト′レッシングを行いつつ
高速切断する． 尚、前記第３図ａ　−　ｄにおいては、高速切断加工の
具体的な図示による説明をしなかったのであるが、かか
る加工は、第２図ｄにて図示した構或にて実施されるも
ので、その具体的な説明は省略する． そして、片面を前記第３図ａ−ｄの各加工に従って加工
された片面加工完了素材３８（第２図ｄ参照）はサーボ
モータ４２によるスピンドル４０の後退により第１保持
軸Ａより第２保持軸Ｂに受け渡されて、第２保持軸Ｂの
後退端まで移送されて保持される． しかる後、これをシリンダー３７に回収位置に移動して
くるレンズ受け３６に受け渡して、一旦、加工を完了す
るか、あるいは前述してきた第１図示の第２加工軸Ｄの
各砥石９Ｃおよび２０による研削および研磨加工後、同
様にしてレンズ受け３６に回収して、両面加工後のレン
ズ４６の加工を完了する場合もある． また、前記切断加工に関連して、硝材１は、コレントチ
ャック２の解放動作により、第２図ｈに示す如く所定量
ｇだけ突出した位置に保持セットされ、第３図ａの加工
工程に備えられる。

因って、以下第３図の各加工工程により硝材１に対する
加工が連続して遂行される。

また、以上の説明から明らかな通り、本実施例の光学素
子の加工装置によれば、硝材１に対する各加工はインプ
ロセスで電解ドレッシングすることにより加工工具の目
詰まりの無い安定した高速加工が行なえるとともに光学
素子の加工に要求される各加工工具を備える一台の加工
装置により硝材１の研削から切断まで一貫した光学素子
の高効率加工を行うことができる． （第２実施例） 第４図ａｗｄは本発明の第２実施例を示す説明図である
． 本実施例ば硝材１に対する平面加工の実施例を示すもの
で、第４図ａに示す如く、導電性ＣＧ砥石９の加工面４
２を平面に形戒するとともに導電性研磨砥石２０につい
ても、第４図ｂに示す如く、平面の研磨砥石により形成
し、かつ同研磨砥石２０の播動運動は回転軸と直角方向
のθ方向に揺動しつつ研磨する構或となっている． 第４図Ｃは芯取り、切断砥石３０による４５＠の面取り
加工工程を示すとともに第４図ｄは芯取り、切断砥石３
０による芯取り加工工程を示すものであ尚、芯取り加工
後の片面加工完了レンズの高速切断および切断後の回収
あるいは第２加工軸Ｄによる研削、研Ｆ！Ｉ後の回収並
びに硝材１の次順の加工に必要な所定１ｇの突出操作は
第１実施例と同様に実施し、以下前記と同様の各工程の
加工を順次連続して行うものである． 従って、前記各工程の加工中には、第１実施例同様に電
解による各加工具の加工面のドレッシングを行いつつ加
工し、第１実施例と同様の作用効果を得つつ硝材１の平
面レンズ加工を高効率にて連続に行うことができる． （第３実施例） 第５図ａ−ｄは本発明の第３実施例を示す説明図である
． 本実施例の場合には第２実施例における硝材１の平面加
工において、芯取り、切断砥石３０を導電性研磨砥石２
０に一体に構威した実施例を示すものである． すなわち、第４図ｂに示す如く、第２実施例における導
電性研磨砥石２０の回転軸２０ａに芯取り、切断砥石３
０を固着することによりＩＩ威したものである。

また、これに準じて、芯取り、切断砥石３０の電解ドレ
ッシング用の電極６および弱電性クーラントの供給パイ
ブ７については、第５図ｂ，　　ｃおよびｄに示す如く
、回転軸２０ａに固着された芯取り、切断砥石３０の加
工面に対して所要配設位置に配設し得るように構戒する
．尚、第５図ａに示す如く前記芯取り、切断砥石３０を
固着した砥石２０に換えて、導電性ＣＧ砥石９による研
磨加工中にも保持腕６ａを介して電極６が加工面に対し
て所要位置に配設されるとともに供給パイブ７を介して
弱電性クーラントが供給されるように構威されるもので
、それぞれの加工に支障をきたさないように考慮した構
或とする。

また、サーボモータ１２および駆動モータ１１を装備す
るスピンドル１０の横戒から成る加工軸については、研
削機ベース２７上側における配設状態を、硝材ｌの保持
軸４０に対して対向配設するとともにサーボモータ１２
を介して、対向方向に移動自在に配設する構威に加えて
、加工軸側を不図示の位置制御部を介して、第５図ｂに
示す硝材ｌの保持軸４０との直角方向であるθ方向への
揺動運動を行えるとともに第５図Ｃおよびｄの面取りお
よび芯取り加工時の切り込み量等の加工に要求される制
御および芯取り、切断砥石３０の加工面の加工位置とこ
れからの退避時の移動制御を行うことができるようにｅ
ｌｌ威されている． その他の構威および加工方法は、前記第２実施例と同様
であるので、各図中には同一構或部分については同一番
号を付し、その説明を省略する．〔発明の効果〕 本発明によれば、硝材等の被加工素材の保持軸上におけ
るワンチャックにより、加工すべき光学素材の形成に要
求される各加工具による電解インプロセスドレッシング
研削、研磨、面取り、芯取り研削および切断加工を連続
して遂行することができ、多種の光学素子を安定かつ高
速にて加工し得る利点を有する．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図ａ　−　ｇは第１図に
おける加工方法の説明図、第３図ａ　−　ｄは本発明の
第１実施例を示す説明図、第４図ａ　−　ｄは本発明の
第２実施例を示す説明図、第５図ａ　−　ｄは本発明の
第３実施例を示す説明図。 １・・・硝材 ２・・・コレットチャック ３１０・・・スピンドル ４，１１．３１・・・モータ ５　，　１２，　３２．　３３・・・サーボモータ６・
・・電極 ７・・・弱電性クーラントの供給パイブ９・・・導電性
ＣＣ砥石 １３・・・電解電源 １４・・・給電ブラシ ２０・・・導電性研磨砥石 ２７・・・研削機ベース ３０・・・導電性芯取り、切断砥石 ３４・・・ホルダー ３５・・・ネジ ３６・・・レンズ受け ３７・・・シリンダー ３８−・・片面加工完了レンズ ３９・・・保持皿 ４０・・・保持軸 ４１・・・加工軸 ４２・・・加工面 ４６・・・両面加工完了レンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学素子の素材を回転自在に第１保持軸にて保持
   するとともにこれに対向して配設された第１加工軸にお
   ける球面あるいは、平面創成研削、球面あるいは平面研
   磨、面取り研削、および芯取り研削後、前記素材の第２
   保持軸にて加工部分を保持しつつ切断し、さらに第２保
   持軸にて保持した切断後の前記加工部分の他面を、第２
   保持軸に対向して配設した第２加工軸における球面ある
   いは平面創成研削、球面あるいは平面研磨、面取り研削
   および芯取り研削加工する光学素子の加工方法において
   、 前記第１加工軸および第２加工軸における 各導電性工具に陽極を印加するとともに各加工具の加工
   面間に所要の間隙を在して配設した前記各加工具の加工
   面と略同一形状に形成した電極に印加し、かつ各導電性
   工具の加工面と、電極間に弱電性クーラントを供給しな
   がら前記各加工を行うことを特徴とする光学素子の電解
   加工方法。
2. （２）光学素子の素材を回転自在に保持する第１保持軸
   とこれに対向して配設した、前記素材の加工に要求され
   る各加工具の第１加工軸と、前記第１加工軸によって加
   工した前記素材の加工部分の切断後の片面加工後の素材
   を回転自在に保持する第２保持軸と、前記第２保持軸に
   対向して配設した第２保持軸にて保持される前記片面加
   工後の素材の末加工面側を加工する各加工具の第２加工
   軸と、前記第１および第２加工軸における各導電性工具
   に陽極を印加するとともに各導電性工具の加工面との間
   に所要の間隙を在して配設した各導電性工具の加工面と
   略同一形状に形成した電極に陰極を印加する電解電源と
   前記各導電性工具の加工面と電極間に弱電性クーラント
   を供給する供給部とから成る光学素子の電解加工装置。