JPH06114710A - ワーク保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークに切り欠きなどを形成したり、ホルダ
に位置決め用部材を設けたり、位置決めのための作業な
どを無くした、原価性と生産性のよいワーク保持装置。 【構成】 下端面中央にワーク２２を挿入装着する凹部
４０を形成し、軸心に気体吸引排気孔４２を穿設したカ
ップ形状のホルダ２３の内壁上端面中央に気体吸引排気
孔４２と連通する孔を有し、その下端面３９にワーク２
２を吸引装着するワーク支持体２７を配設し、このワー
ク支持体２７の外周に、上記気体吸引排気孔４２より分
岐形成した気体吸引排気孔４３の下端面に弾性部材２５
を介して上下移動自在に構成された押圧体２８を同心円
状に配設して、ワーク２２の加工時に排気押圧するよう
に構成したワーク保持装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズなどのワークを
研削加工または研磨加工に用いるワークの保持装置に関
する。詳しくはレンズなどのワークの研削加工または研
磨加工において、ワークを支持し、ワークと工具の回転
数を制御しながら加工するワークの保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記したレンズなどのワーク保持装置に
関する従来技術としては、例えば特開昭５３−１８０９
０号公報に開示されているものが知られている。この公
報に記載されている技術を図１０〜図１２にて説明す
る。図１０はワークをチャック具に装着した状態のワー
ク保持装置を示す正面よりの断面図である。図１１は、
図１０に示すチャック具にワークを装着していない状態
を示したワーク保持装置の底面図である。図１２は、ワ
ークとチャック具に設けたストッパピンとの関係を示す
説明図である。

【０００３】図１０にて示すように、従来のワークの保
持装置１００は、その上端部に垂直配設した円柱形状で
回転可能に支持された回転軸１０１と、回転可能に支持
された回転軸１０１と、その回転軸１０１の中心にワー
ク１０２を吸着保持する円形状のチャック具１０３と、
このチャック具１０３の上面に装着し、上記回転軸１０
１の中間位置と嵌着して遊嵌する逆カップ形状のカバー
体１０４とにより構成され、回転軸１０１とカバー体１
０４の内壁とチャック具１０３の上面との間には、内隙
１０４ａが構成されている。また、回転軸１０１には先
端部に半球形状部１０１ａを形成しており、軸心には図
示しない吸引装置に接続構成されている中空孔１０１ｂ
が穿設され、更に中空孔１０１ｂの先端には、上記内隙
１０４ａに貫通している吸引孔１０１ｃが径方向（横方
向）に穿設されている。また、回転軸１０１の下端部に
は、回転軸１０１からチャック具１０３を取り外したと
き、遊嵌装着したカバー体１０４が落下するのを防ぐた
め、その先端に横軸１０５を径方向に貫通装着されてい
る。

【０００４】チャック具１０３の上面には、上記横軸１
０５の両端とそれぞれに嵌合し、回転軸１０１の回転駆
動をチャック具１０３に伝達する駆動ピン１０６ａ，１
０６ｂが植設されていると共に、チャック具１０３の上
面の回転中心には、上記回転軸１０１の半球形状部１０
１ａと当接する円錐穴１０３ａが穿設されている。ま
た、チャック具１０３の下端面の中心には、図１１にて
示すようにワーク１０２を保持可能に凹円形状の嵌合穴
１０３ｂが穿設されている。この嵌合穴１０３ｂ内に
は、複数の細孔１０３ｃが穿設されており、チャック具
１０３の上端面に貫通されている。

【０００５】次に上記構成の従来技術のレンズ保持装置
の作用を説明する。まず、図１２に示すように、ワーク
１０２の外周面に切り欠き部１０２ａを形成する。この
切り欠き部１０２ａとチャック具１０３に植設したスト
ッパピン１０７とを図１２にて示すように当接して位置
決めしつつ、ワーク１０２をチャック具１０３の嵌合穴
１０３ｂに装着する。このチャック具１０３をカバー体
１０４に当接すると共にチャック具１０３の円錐穴１０
３ａを回転軸１０１の半球状部１０１ａに係合させ、図
１０に示す状態のもとで図示しない吸引装置にて上記内
隙１０４ａを減圧し、ワーク１０２を吸着保持する。続
いてワーク１０２の下面を図示していない加工工具と接
触させ、回転軸１０１の回転により横軸１０５，駆動ピ
ン１０６ａ，１０６ｂを介してチャック具１０３および
ワーク１０２を回転させて加工が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のワーク保持装置においては、ワーク１０２が嵌合穴
内で回転しないように、ワーク１０２の外周面に切り欠
き部１０２ａを形成してストッパピン１０７と当接させ
るという構成であるのでワーク１０２の外周面に切り欠
き部１０２ａを設ける必要がある。また、ワーク１０２
をチャック具１０３に装着するに際してストッパピン１
０７切り欠き部１０２ａとによる位置決めをするという
作業があり、ワーク１０２をチャック具１０３に装着す
るまでの準備に多くの時間と労力を必要するなどの問題
と原価面においても問題を生じていた。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、ワークに切り欠き部を形成する必要もなく従っ
て、ワークをチャックに装着するとき当接による位置合
わせを必要とせず、短時間で装着し、かつ労力も大幅に
減少し、生産面、原価面に優れたワークの保持装置を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の概念を図１にて
説明する。図１は本発明の概念を示し、その一部を断面
にて示した正面図である。図１に示す符号２３は、下端
面中央に被加工物であるワーク２２の外径が挿入可能の
凹部４０を形成した逆カップ状の加工用のホルダであ
る。このホルダ２３の凹部４０内の上面中央位置には、
下端面に円形状のワーク２２の非加工面と同曲率に形成
された円形状のワーク支持体２７の上面が一体的に装着
されている。また、上記ワーク支持体２７の外周面には
ワーク２２の非加工面と同曲率に形成され、その下面を
ワーク２２の非加工面と高密着するように形成したリン
グ形状の押圧体２８がホルダ２３の凹部上面に常時縮小
方向に張力を有する弾性部材（コイルバネ）２５を介し
て移動自在に一体的に装着されている。

【０００９】上記ホルダ２３の外周上面中央には、図示
されていないが駆動手段と連設したホルダ支持軸４４が
突出形成されている。この回転軸４４の中心には、上記
ホルダ２３の凹部４０内と貫通し、凹部４０内の気体
（エアー）を吸引してワーク２２をホルダ２３内に固定
保持したり、ワーク２２の加工中はホルダ２３の凹部４
０内に排気してワーク２２を押圧作動するよう構成され
た気体吸引排気手段（図示省略）と接続した気体吸引排
出孔４２が穿設されている。また、上記気体吸引排出孔
４２は、上記押圧体２８の上面を押圧するため数本に分
岐４３構成されている。

【００１０】

【作用】次に、上記構成によるワーク保持装置の作用を
説明する。まず、加工の際は、気体吸引排気手段（図示
省略）の駆動によりホルダ２３の凹部４０内に設けたワ
ーク支持体２７の下面に挿入されたワーク２２は気体吸
引排出孔４２内を通してワーク２２非加工面を吸引し保
持する。続いて、ワーク２２の被加工面を図示されてい
ない研磨工具に当接させると同時に、上記気体吸引排気
手段を吸引から排気に切り換え駆動することにより、そ
の排気圧は押圧体２８を弾性部材２５を介して下方向に
押圧し、ワーク２２の被加工面を研磨工具に押圧する。
この押圧によって加工中ホルダ２３を研磨工具と反対方
向に回転させても、ワーク２２は上記押圧体２８の密着
力によりホルダ２３の凹部４０内で回転することなく確
実にホルダ２３内に保持される。

【００１１】加工終了に際しては、ホルダ２３と研磨工
具の回転を止め、気体を排気から吸引に切り換えたの
ち、ホルダ２３を上昇させることにより、ワーク２２を
研磨工具から離反させる。次に、再び気体を吸引から排
気に切り換えてワーク２２をホルダ２３から取り出すこ
とにより研磨作業は終る。以後は上記同一工程を繰り返
し続けられる。

【００１２】

【実施例１】本発明の具体例を図面に基づいて以下説明
する。図２〜図７は、本発明のワーク保持装置に係わる
実施例１を示す。図２は、ワーク保持装置の要部を概略
にて示し、その一部を断面にて示す正面図である。図３
は図２の側面図である。図４は、図２および図３に示す
ホルダの変形例を示し、その一部を断面にて示した正面
図である。図５は、図４に示す押圧体の下端面の形状を
示す底面図である。図６は、図２および図３に示すホル
ダの変形例を示し、その一部を断面にて示した正面図で
ある。図７は、図６に示す押圧体の下端面の形状を示す
底面図である。なお、図中において、上記した図１と同
一部材または同一形状および同一構成については、同一
符号を付しその説明は省略する。

【００１３】図において、符号１１にて示す垂直状の軸
体は、図示されていないが外部に設けられた加工機構と
連結し、上下動可能に構成された研磨装置の上軸であ
る。この上軸１１の外周には、ステー１４の側壁よりボ
ルト１２にてリング形状の取付具１３を装着している。
また、上軸１１の軸部下端、即ち取付具１３の下端面に
はシール３１を中央に配設したリング状部材がその下端
面をプーリ軸３０の上端面と接続するよう構成されてい
る。また、上記プーリ軸３０の軸周りには、取付具１３
の外周近傍に配設したモータ３８の回転軸に装着された
プーリ３７の回転をベルト３６を介して連動するように
構成したプーリ３３がその中央に軸受３２およびシール
３４を介在して装着されている。即ち、プーリ３３はベ
ルト３６とプーリ３７を介してモータ３８の回転を伝達
してホルダ２３を回転するよう構成されている。上記プ
ーリ３７とベルト３６との係合面は、軸方向に幅広く形
成されており、上軸１１の上下動、即ちプーリ３３の上
下動に伴って、ベルト３６が上下方向に移動可能に構成
されている。

【００１４】上記プーリ３３の下端部には、可撓性を有
し、かつ流体に対して気密性を有する継手３５を介して
ワーク支持軸４４が連設されて、プーリ３３の回転をワ
ーク支持軸４４に伝達するよう構成されている。また、
上記した上軸１１，プーリ軸３０，プーリ３３，継手３
５，ワーク支持軸４４の各中心およびホルダ２３内に設
けた気体吸引排出孔４２，４３には、連通する孔が穿設
されており、ワーク支持体２７の先端から支持体２７内
の気体（エア）を吸引と排気を行うように構成されてい
る。

【００１５】上記ステー１４の下端部位置には、外方向
（ホルダ２３方向）に開口形成した半球形状に形成され
た第１揺動部材１５が図３に示すように、半球形状の開
口部の中心に軸受１６を介して支軸１７によりステー１
４の側壁にナット１９にて嵌着構成した筒形状の受け１
８内と螺合装着されると共に、ステー１４に対して第１
揺動部材１５および後述する第２揺動部材２０とは支軸
２１ａ，２１ｂの揺動中心として揺動ｂするように構成
されている。即ち、上記第１揺動部材１５を支承してい
る支軸１７の軸線０点と、第１揺動部材１５の半球形状
の各先端部の互の相対向する位置に、それぞれ穿設した
孔に植設した第２揺動部材２０の各支軸２１，２２をそ
れぞれ装着構成したコの字形状の中央（中心）位置に上
記ワーク支持軸４４に装着構成している。

【００１６】上記第１揺動部材１５と第２揺動部材２０
は、支軸２１ａ，２１ｂを揺動中心として揺動できるよ
うに構成されている。即ち、支軸１７，２１ａ，２１ｂ
の各軸線は図に示す０点で交わるように構成されてお
り、第１揺動部材１５および第２揺動部材２０は０点を
中心に揺動ａおよびｂするようになっている。また、上
記第２揺動部材２０の中央位置には、軸先端部にて被研
磨部材であるワーク２２を支持するホルダ２３がその軸
線０点で交わるように軸受け２４を介して回転自在に装
着されている。上記ホルダ２３の下端には、凹状形に形
成されており、更に中央位置にはワーク２２の非加工面
と同曲率に形成されたワーク支持体２７が装着されてい
る。

【００１７】また、上記ワーク支持体２７の外周には、
ワーク２２の非加工面の外周面を押圧支持するリング形
状の押圧体２８が弾性部材（コイルバネ）２５を介して
ホルダ２３の下端面に装着している。上記押圧体２８
は、硬度３０°のシリコンゴムで構成されており、その
下端は上記ワーク支持体２７と同様に、ワーク２２の非
加工面と同一曲率に形成されている。また、上記コイル
バネ２５の力は、ワーク２２を保持してしないときは、
押圧体２８を上方に引き上げる方向（上昇方向）に働い
ている。即ち、押圧体２８の下端面２８ａは、上記ワー
ク支持体２７の下端面２７ａより上方の位置に配置する
ように構成されている。また、上記ワーク２２は揺動中
心０に対して最適の位置となるように上下方向の位置設
定がなされており、上軸１１の上下動により、ワーク２
２の下方に球心揺動する研磨皿２９に対して当接離反す
るように構成されている。

【００１８】上記構成による本実施例の作用（動作）を
説明する。まず、外部に設けた気体駆動機構を作動して
気体吸引排出孔４２，４３よりホルダ２３内の気体を吸
引しホルダ２３内の支持体２７の下端面にワーク２２の
非加工面を保持する。一方、押圧体２８は、弾性部材
（コイルバネ）２５の作用により図中において上方向に
移動しているため、ワーク２２非加工面とは接しないよ
うになっている。続いて、上軸１１を下降させてワーク
２２の被加工面を研磨皿２９に当接させる。この当接と
同期してエアーの吸引を解除し、排気に切換える。この
排気によるホルダ２３内はエアー圧により押圧体２８は
弾性部材（コイルバネ）２５を介して下方向に押圧され
てその下端面２７ａはワーク２２を押圧し被加工面を研
磨皿２９ら当接される。この場合、エアーの排気圧によ
り上記押圧体２８とワーク２２の非加工面とは高密着に
接合した摩擦力により、ワーク２２は、回転せずホルダ
２３と一体的に保持される。

【００１９】しかる後、モータ２８を駆動することによ
り、プーリ３７，ベルト３６，プーリ３３，継手３５お
よびホルダ２３等を介して、ワーク２２を回転させると
共に、研磨皿２９を回転させつつ揺動運動を与えてワー
ク２２の加工が行われる。この場合における押圧支持体
２８にてワーク２２の非加工面（上面）を押圧する力
は、排出するエアーの圧力を調節することによって可変
自在となっている。また、このときの加工荷重は、主軸
１１によってワーク２２に与えられるため、ワークを回
転させずに保持し、かつ適正な加工荷重がワーク２２に
加えられるように主軸による加工荷重と、エアーの圧力
とによって調節される。

【００２０】加工を終了した場合は、まずホルダ２３の
回転および研磨皿２９の回転と揺動とを停止させる。続
いて、エアーの排出を止めて吸引に切り換える。この切
り換えによりワーク２２はホルダ２３内で吸引保持さ
れ、上軸１１の上昇によりワーク２２を研磨皿２９から
離反する。しかる後、ホルダ２３のエアーを再び吸引か
ら排出に切り換え、ワーク２２をホルダ２３から取り出
すことにより加工工程を終了する。

【００２１】上記構成と作用による本実施例によれば、
ワークをホルダに吸引手段にて保持するため、従来のよ
うにワークに切り欠きなどを設けて位置合わせなどを行
う工程を必要とせずに装着できるのでワークの装着が簡
単で短時間に正確に装着できる。更には、エアーによる
ワーク２２の吸着脱が可能となり、自動研削または研磨
が可能となり、これに自動搬送手段を加えることによ
り、ワーク２２の全自動が容易となるなど、その用途は
顕著である。

【００２２】なお、上記本実施例においては押圧体２７
に、硬度３０°のシリコンゴム材を用いたが、本実施例
はこれに限定するものではなく、ポリウレタンや高密着
性を有する粘着材（例えばゴム系、アクリル系、シリコ
ン系）などを用いても良い。また、本実施例において
は、押圧体２７の下面の押圧面を、ワーク２２の非加工
面に全面密着するように形成してワークの回転防止をし
たが、本実施例はこれに限定するものではなく、図４お
よび図５に示すように押圧体２７の曲面に放射上の溝３
１を適宜形成したり、または図６および図５に示すよう
に、孔３２を適宜面上に穿設形成させて行うことがで
き、ワーク２２の回転防止の向上をさせることもでき
る。

【００２３】また、本実施例においては、ホルダ２３内
に設けた押圧体２８は、リング形状の単数の押圧体に形
成して用いたが、本実施例はこれに限定するものではな
く、径の異なるリングを複数個、同心円状に配設するこ
ともでき、そのため回転抑止の効果を一層高めることが
できる。

【００２４】

【実施例２】本発明のワーク保持装置の実施例２を図８
〜図９に基づいて説明する。図８は、本発明のワーク保
持装置のホルダを示し、その一部を断面にて示す正面図
である。図９は、図８に示すホルダにワークを保持した
状態を示し、その一部を断面にて示す正面図である。な
お、図中において上記した図１および図２〜図７と同一
部材、同一形状、同一構成については、同一符号を付
し、その説明は省略する。

【００２５】本実施例と上記実施例１との相違点は、ホ
ルダ２３の構成の一部が異なるのみである。即ち本実施
例においては、ホルダ２３の下端面に形成した凹部４０
の内周縁辺に、外方（開口部）に向けて小径となるテー
パ２３ａを形成した点と、押圧体２８の材料を硬度１０
°のシリコンゴムにした点である。この構成による作用
（加工）はワーク２２をホルダ２３内の支持体２７の下
端面４１で吸引保持し、ワーク２２の加工面を研磨皿２
９に当接した後、エアーを吸引から排気に切り換える。
この切り替えにより押圧体２８が押圧されて下降し、ワ
ーク２２の非下降面（裏面）に当接すると共に、外周部
は上記テーパ２３ａにより内方に押され、ワーク２２の
コバを保持する。上記構成と作用によれば、ワークの保
持力が増大するという利点がある。

【００２６】

【発明の効果】上記構成による本発明によれば、凹形状
のホルダ内にワークを吸引手段にて保持するため、ワー
クに特別な加工を施したり、またワークとホルダの位置
決めに特別な手段を用いることなく、正確に、かつ敏速
に装着が可能となったので、研削，研磨加工時間を大幅
に短縮することができた。また、気体の切り換えにより
ワークをホルダへの吸着脱と、気体を所望の押圧力に調
整可能としたので、ワークを適確な押圧力にて研削，研
磨作業が可能となるなど品質面、生産面、原価面におい
て優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワーク保持装置の要部の概念図を示
し、その一部を断面にて示す正面図である。

【図２】本発明のワーク保持装置の実施例１に係わり、
その一部を断面にて示す正面図である。

【図３】一部を破載にて示す図２の側面図である。

【図４】図２および図３に示すホルダの変形例を示し、
その一部を断面にて示した正面図である。

【図５】図４に示す押圧体の下端面の形状を示す底面図
である。

【図６】図２および図３に示すホルダの変形例を示し、
その一部を断面にて示した正面図である。

【図７】図６に示す押圧体の下端面の形状を示す底面図
である。

【図８】本発明のワーク保持装置のホルダを示す実施例
２に係わり、その一部を断面にて示す正面図である。

【図９】図８に示すホルダにワークを保持した状態を示
し、その一部を断面にて示す正面図である。

【図１０】従来のワーク保持装置においてワークをチャ
ック具に装着した状態を示す正面よりの断面図である。

【図１１】図１０におけるワーク保持装置において、チ
ャック具にワークを装着していない状態を示したチャッ
ク具の底面図である。

【図１２】図１１に示すチャック具にワークを装着した
ときのワークとストッパピンとの関係を示すチャック具
の底面図である。

【符号の説明】

11 上軸 12 ネジ 13 取付具 14 ステー 15 第１揺動部材 16,24 軸受 17,21a,21b 支軸 19 ナット 20 第２揺動部材 22 ワーク 23 ホルダ 23a テーパ 25 弾性部材（コイルバネ） 26 リング体 27 ワーク支持体 27a,28a 下端面 28 押圧体 29 研磨皿 30 プーリ軸 31 溝 32 孔 33,37 プーリ 35 継手 36 ベルト 38 モータ 39 支持体下端面 40 凹部 42,43 気体吸引排出孔 44 ホルダ支持軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダの下端面にワークの非加工面を支
   持するように凹部を形成し、その中央に設けたワーク支
   持体と、このワーク支持体の外周にワークを押圧加工す
   るように設けた押圧手段と、この押圧手段に弾性部材を
   介して移動自在に配設した押圧体とを具備したことを特
   徴とするワーク保持装置。