JPH05116065A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 単体のボールレンズを研磨する研磨中に回転
軸と砥石との間に生ずる変化を検知し、その検知情報に
よる変化量を修正作動させる装置。 ［構成］ 回転自在に上下動自在な回転軸５と、この回
転軸５の先端に硝材７を単体に保持するように構成した
ホルダー６と、このホルダー６の中心と上記回転軸５の
中心とに連通する流体送通孔１２と１３を設けると共
に、上記ホルダー６の下面と対向して配設し、研磨加工
中において、下軸砥石３の砥石面１の磨耗により変化し
た場合、または研磨中において、下軸砥石３と上記ホル
ダー６との間に設けた間隔が変化したことを検知する検
知手段１４を回転軸５の軸方向に設け、この検知情報に
基いてその変位量を作動する駆動手段を設けた研磨装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、球形状の光学素子また
は、鋼球あるいはセラミックスボールなどの研磨装置に
関し、特に単体のボール研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記単体ボール研磨装置に関する最近の
文献としては、本出願人に係る先願発明である特願平２
−３２１７３８号がある。この先願発明に記載されてい
る技術は、上下動および横移動自在な上軸の下端に被研
磨部材を収納するホルダーを設け、このホルダーと対向
する交換可能な研磨具を装着した回転自在な下軸とによ
り加工を行う単体ボール研磨装置において、被研磨部材
への流体による押圧手段を設けると共に、前記上軸を被
研磨部材加工の進行に伴う変位に応じて制御しつつ上下
動させる駆動手段を設けた技術が示されている。

【０００３】上記した先行技術によれば、単体のボール
を研磨する方法として、上軸の貫通孔より流体を供給す
ることにより被研磨部材をポリシャーに押圧して、上軸
とポリシャーを制御回転させる方法をとっている。更
に、上記上軸は、被研磨部材の研磨による変位に伴ない
ホルダーの収納部と、被研磨部材との隙間が一定に保た
れるように流量、レーザーなどの検出によるフィドバッ
ク若しくは、プログラムによるコントロールを行なって
いる。

【０００４】しかしながら、上記先願技術による装置に
おいては、上記ポリシャーの上面が加工により磨耗した
場合、または段取り換えによってポリシャーの交換を行
った場合、ポリシャー上面の高さが変わってしまうた
め、ポリシャー上面とホルダーの下面間に設けた隙間を
同一条件（当初）にすることができない。従って、先行
技術によるプログラムによる方法、またはレーザなどに
よる検出方法だけでは、満足した研磨加工ができない。
また、流量による検出方法を用いても、被研磨部材の磨
耗によるものか、ポリシャーによるものかの判断はでき
ないという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、単体のボールを研磨する最初
に、ホルダーとポリシャーとの隙間をポリシャーの上面
の高さの変化に関係なくオフセットし、一定に保った
後、上記先願技術と同様の研磨加工が行なえると共に変
化を検出する検出手段およびその変化を制御する駆動手
段とを有する研磨装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の概要を図面に基
いて説明する。図１は、本発明の研磨装置の概念を示す
正面よりの断面図である。図に示すように、上面を砥石
面１に形成し、その面上に被加工部材である硝材７の形
状に対応形成された断面形状がＶ字状の溝２をリンク状
に設けて、回転自在に構成された下軸砥石３が、図示さ
れない本体に着脱自在に装着されている。下軸砥石３の
上方向には、約１００００ｒｐｍ程度に回転自在に構成
された回転軸５が円筒形状のハウジング１０内にベアリ
ング８および９を介して回転自在に、嵌合装着されてい
る。また、回転軸５の軸芯には、先端方向に流体を流通
する流体通孔１２が穿設されている。

【０００７】上記砥石面１と対向した回転軸５の先端面
（下端面）には、その中心に硝材７を回転保持するため
円錐形状の孔４を穿設し、その孔４内に硝材７を保持す
るための回転軸５と連通した流体送通孔１３を軸方向に
設けて、上記軸５の流体送通孔１２と連通するように形
成されたレンズ保持用ホルダー６が着脱自在に装着され
ている。

【０００８】上記回転軸５を回転自在に装着した円筒形
状に形成されたハウジング１０は、その外周を図に示す
ように、断面形状が円筒形状に形成され、上下動自在
で、かつ回転方向を規制されたスライドハウジング１１
内に挿入嵌合装着されている。また、スライドハウジン
グ１１の上端面には、ハウジング１０の上端面との間
に、スライドハウジング１１の変位量を検出する変位計
１４とストッパー１５とを装着し、ハウジング１０内の
回転軸５が下方向への移動を規制構成している。また、
スライドハウジング１１の外周壁面には、図に示す矢印
方向、即ち上下方向に移動するように、外部に設けた駆
動位置決め装置（図示せず）例えばパルスモーターとボ
ールネジなどと連動構成した上下駆動部材１５を装着し
て、上下方向に移動、および停止を自在に構成されてい
る。

【０００９】上記回転軸５の基端部（上端部）には、従
動プーリー１７を装着し、その側方にモーター１９と連
結した駆動プーリー１８との間にベルト２０を懸架構成
し、モーター１９の回転駆動力を駆動プーリー１８ベル
ト２０を介して従動プーリー１７に伝導構成している。
また、回転軸５とホルダー６に連通して設けた流体送通
孔１２と１３は、ホルダー６の円錐孔４に硝材７を回転
させ保持させるため、図示されないが圧縮流体供給手段
により供給される流体をホルダー６の硝材７上より噴出
させるよう構成されている。

【００１０】

【作用】上記構成による作用を説明する。まず、下軸砥
石３の上面の溝２内に単体の硝材７を裁置する。続い
て、先端部にホルダー６を連設した回転軸５をストッパ
ー１５により支えられた状態、即ち、スライドハウジン
グにより上方の位置にした状態にして、図示されない駆
動手段を作動することにより、連動構成した上下駆動部
材１６は下降する。このスライドハウジング１１の作動
に伴ない回転軸５も下降し、その下降状態を続けること
により、ホルダー６の下面が硝材７の上面に当接して回
転軸５の下降は停止する。しかしながらスライドハウジ
ング１１は、上記下降することにより、その下降変位量
の差が変位計１４により検知される。

【００１１】そこで、スライドハウジング１１は、上記
とは逆に変位計１４により表示された変位量に加えて、
硝材７とホルダー６との間に、必要な間隔量だけ上昇す
ることにより、硝材７とホルダー６との研磨に必要な間
隔を設けることができ、回転軸５とホルダー６とに設け
られた流体送通孔１２，１３より圧縮流体を供給すると
共に、下軸砥石３を矢印に示す方向に、回転軸５も矢印
にて示す方向にそれぞれ回動し、ホルダー６の円錐孔４
内の硝材７は、下軸砥石３の溝２の周面にて回転研磨さ
れて所望の形状に形成される。

【００１２】

【実施例１】本発明の研磨装置の具体例を図面に基いて
説明する。図２は、本発明の実施例１を示す研磨装置の
正面よりの断面図である。なお、図中において上記図１
と同一部材、同一形状および同一構成については、同一
符号を用いて、その説明は省略する。

【００１３】図の下方位置に示す、円板形状で、かつ下
面中央のに回転軸を設けて回転自在に構成された下軸テ
ーブル２１の上面に同形状の砥石２２が一体的に構成さ
れている。砥石２２の上面（砥石面）１には、所望の円
周に、被加工硝材７を裁置するための断面形状がＶ字形
状の溝２が形成されている。溝２２の上方向、即ち、Ｖ
溝２の上方対向位置には、回転自在で軸芯に流体送通孔
１３を穿設したホルダー６を設け、その先端面（下端
面）に、被加工レンズである球状の硝材７を囲うように
形成した円錐孔４が上記Ｖ溝２と対向して設けられてい
る。

【００１４】ホルダー６の上面と着脱自在に連設構成し
た長いパイプ形状の回転軸５の上端面上には、回転軸５
の軸芯に設けた流体送通孔１２を介してホルダー６の円
錐孔４に送るための図示されない送流手段と接続した回
転用継手２３が従動プーリー１７の上部に直列して設け
られている。回転軸５の外周は、回転自在構成するため
に上端と下端の内周にそれぞれベアリング８，９を介し
て円筒形状のスピンドルハウジング２４内に収納構成さ
れている。このスピンドルハウジング２４の外周壁に
は、図に示すように、回転軸５を上下動可能とするため
にスライドブッシュ２９を介して、ハウジング１０に装
着し、ハウジング１０はその外周をドウナッ状の上下駆
動部材１６の内周に挿入されて固定保持されている。ま
た、上記スピンドルハウジング２４の上端部には、少な
く共上記ハウジング１０の外周寸法より大きいドウナッ
状の保持板２５を配設し、上下方向の変位を検出するた
めの変位センサー２６と、ホルダー６の下降を制御する
ストッパー１４とをそれぞれに装着されている。

【００１５】また、上記ハウジング１０と隣接する側方
には、カップリング２７を介してパルスモーターまた
は、サーボモーターよりなる駆動手段３０を配設して、
その回転駆動により回転するボールネジ２８が下方向に
向けて連設している。このボールネジ２８の延軸には、
回転により上下動するように上記した上下駆動部材１６
の一方向に広く大きく形成した鍔片に設けた螺孔と螺着
構成されている。即ち、ハウジング１０の上下動および
位置決めをボールネジ２８の回動にて行うように構成さ
れている。

【００１６】次に、上記構成による本実施例の作用を説
明する。基本的な作用については、上記した図１と同様
である。まず、駆動手段３０の回転をカップリング２７
を介してボールネジ２８に回転伝達し、このボールネジ
２８の回動によって、上下移動および位置決めする上下
駆動部材１６は矢印にて示すよう下方向に作動する。こ
の作動に伴ないハウジング１０も下方向に移動する。こ
の移動により回転軸５は、下降して、その下端部に設け
たホルダー６の下端面の円錐孔４の内周壁は、予め砥石
２２上のＶ溝２内に単体にて裁置された硝材７の上面上
に当接する。

【００１７】硝材７に当接したホルダー６は、ハウジン
グ１０の下降量とスピンドルハウジング２４の下降量と
に差が生じる。この下降量の差を変位センサー２６が検
出することにより、ホルダー６の下面と硝材７が当接す
る正確なポイントを知ることができる。上記のような方
法にて硝材７は、研磨されるが、研磨中において砥石面
１（Ｖ溝２）が磨耗したりしても、その変位量を、変位
センサー２６にて検知し、その変位量を駆動手段にてプ
ラスされ、常に一定の間隔が保持されるので一定した品
質のよいレンズが常に製造される。

【００１８】次に上記ハウジング１０の作動とは逆に上
記下降量の差プラス、図示間隔量＝Ｘだけ上昇すること
により、砥石２２の砥石面１（Ｖ溝２）よりホルダー６
の下面（円錐孔４）までの間隔を砥石２２（Ｖ溝２）の
バラツキに関係なく一定に保つことができる。この状態
において、下軸テーブル２１とベルト２０、従動プーリ
ー１７とを介して回転軸５をそれぞれ矢印に示す方向に
回転させると共に、図示していないが流体送流手段によ
り圧縮流体を回転用継手２３と回転軸５の流体送通孔１
２およびホルダー６の流体送通孔１３とを介して、円錐
孔４より硝材７に噴出させて研磨加工される。

【００１９】上記構成と作用による本実施例によれば、
ホルダーと砥石間の変位量を変位センサーにより、リニ
アな変化量を検知することができ、かつ、上下駆動手段
にパルスモーター若しくはサボモーターのような位置決
め用の駆動手段を用いたことにより、回転軸の位置決め
を完全に自動にて研磨することができる。

【００２０】

【実施例２】本発明の実施例２を図３に基いて説明す
る。図３は、本発明の実施例２の研磨装置の要部を示す
正面よりの断面図である。なお、図中において、上記図
１および図２と同一部材、同一形状および同一構成につ
いては、同一符号を用いて、その説明は省略する。

【００２１】本実施例と上記実施例１との構成上の相違
は、実施例１においては、スピンドルハウジング２４の
上端部に配設した保持板２５に装着されている変位セン
サー２６に対し本実施例においては、変位センサー２６
に代えてダイヤルゲージ３１を配設した点と、ダイヤル
ゲージ３１の配設に伴なうセンサードグ３２とリミット
スイッチ３３をそれぞれ配設した点である。その他の構
成は、実施例１と同一につき省略している。

【００２２】上記した相違点を詳述すると、ダイヤルゲ
ージ３１を保持板２５に回転軸５と並列して装着するた
めダイヤルゲージ３１の測定端子を収納した円形のカバ
ーを挿入装着する孔を穿設し、その孔に測定端子のカバ
ーを挿入装着し、上記測定端子の先端をハウジング１０
が上昇してきたときその先端面に当接してＯＮするよう
構成されている。即ち、保持板２５の図による突出形成
した端部に、ハウジング１０を上下方向に移動させる上
下駆動部材１６の上端部の外周面に配設された、リミッ
トスイッチ３３とがハウジング１０が上昇してきたとき
接触するように、センサードグ３２が配設されている点
である。

【００２３】上記構成による本実施例の作用は、上記実
施例１と同様の作用を行う。即ち、回転軸５とホルダー
６が当接し、ハウジング１０と、スピンドルハウジング
２４の下降量に差が生じてくると、上記ダイヤルゲージ
３１の目盛に上記下降量の差が表示される。更にハウジ
ング１０が下降を続けると、センサードグ３２は、リミ
ットスイッチ３３から離間し、ＯＦＦするのでハウジン
グ１０の下降は停止される。

【００２４】上記において、ホルダー６が砥石２２と当
接してから、リミットスイッチ３３がＯＦＦするまでの
下降量をダイヤルゲージ３１で読み取り、その変位量プ
ラス上記間隔量を前もってハウジング１０の上昇量とす
れば上記実施例１と同様の作用を行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】上記構成および作用による本発明によれ
ば、単体ボール研磨において、最初に用いたホルダーと
砥石との隙間を砥石の上面の高さの変化に関係なくオフ
セットして研磨加工を行い。その変位量を検出手段と駆
動手段とにより自動的に制御するようにしたので、単体
のボール研磨加工が自動的に行えるので、一定の品質の
ボールレンズが生産性よく安価に製造できる効果は顕著
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置の概念を示す正面よりの断面
図である。

【図２】本発明の実施例１を示す研磨装置の正面よりの
断面図である。

【図３】本発明の実施例２を示す研磨装置の正面よりの
断面図である。

【符号の説明】

１ 砥石面 ２ Ｖ溝 ３ 下軸砥石 ４ 円錐綱 ５ 回転軸 ６ ホルダー ７ 硝材 ８，９ ベヤリング １０ ハウジング １１ スライドハウジング １２，１３ 流体送通孔 １４ 変位計 １５ ストッパー １６ 上下駆動部材 １７ 従動プーリー １８ 駆動プーリー １９，３０ モーター ２０ ベルト ２１ 下軸テーブル ２２ 砥石 ２３ 回転継手 ２４ スピンドルハウジング ２５ 保持板 ２６ 変位センサー ２７ カップリング ２８ ボールネジ ２９ スライドブッシュ ３１ ダイヤルゲージ ３２ センサードグ ３３ リミットスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下移動自在と回転自在とを有する回転
   軸の下端面に被研磨部材を収納するホルダーと、このホ
   ルダーと対向し、交換自在な研磨具を装着した回転自在
   な下軸砥石と、この下軸砥石上の上記被研磨部材に流体
   を送通して押圧する押圧手段と、上記下軸砥石の研磨具
   の交換などに伴う下軸砥石の上面の変化を検知し、その
   検知情報に応じて回転軸の位置を制御する検出手段と、
   その駆動手段とを具備したことを特徴とする研磨装置。