JPH06226612A - 研磨工具 - Google Patents
研磨工具Info
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- JPH06226612A JPH06226612A JP1209693A JP1209693A JPH06226612A JP H06226612 A JPH06226612 A JP H06226612A JP 1209693 A JP1209693 A JP 1209693A JP 1209693 A JP1209693 A JP 1209693A JP H06226612 A JPH06226612 A JP H06226612A
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- polishing tool
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Abstract
(57)【要約】
【構成】本発明の研磨工具は、弾性変形自在な可撓性の
研磨体を介して研磨するとともに、この研磨体に超音波
振動を印加するようにしたものである。 【効果】上記構成の研磨工具は、被加工物の大きなうね
り（低周波成分）はもとより小さな凹凸（高周波成分）
に対してもムラなく忠実になじんで研磨残りなく被加工
面全面を確実に研磨することが可能なる。
研磨体を介して研磨するとともに、この研磨体に超音波
振動を印加するようにしたものである。 【効果】上記構成の研磨工具は、被加工物の大きなうね
り（低周波成分）はもとより小さな凹凸（高周波成分）
に対してもムラなく忠実になじんで研磨残りなく被加工
面全面を確実に研磨することが可能なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非球面形状の光学部品
の研磨に好適する研磨工具に関する。
の研磨に好適する研磨工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、弾性体工具を用いて非球面形状の
光学部品を研磨する方法として、特開昭６３−２３２９
４３号公報に開示されている研磨工具Ａ（図４参照）の
ようなものがある。この研磨工具Ａは、カップ状の支持
体Ｂと、この支持体Ｂに取り付けられた研磨布Ｃと、支
持体Ｂの背部を同軸に支持する回転軸Ｄと、支持体Ｂの
凹部Ｅと研磨布Ｃとにより形成された密閉空間Ｆに水Ｇ
を供給して研磨布Ｃに静圧を付加する加圧源と、回転軸
Ｄを回転駆動する駆動源とからっている。
光学部品を研磨する方法として、特開昭６３−２３２９
４３号公報に開示されている研磨工具Ａ（図４参照）の
ようなものがある。この研磨工具Ａは、カップ状の支持
体Ｂと、この支持体Ｂに取り付けられた研磨布Ｃと、支
持体Ｂの背部を同軸に支持する回転軸Ｄと、支持体Ｂの
凹部Ｅと研磨布Ｃとにより形成された密閉空間Ｆに水Ｇ
を供給して研磨布Ｃに静圧を付加する加圧源と、回転軸
Ｄを回転駆動する駆動源とからっている。
【０００３】しかしながら、このような研磨工具Ａは、
例えば非球面形状の光学部品などの被加工物Ｗ表面の微
小な凹凸に研磨工具がなじまないために、研磨のこり、
研磨ムラが生じていた。一方、特開昭６３−２３２９４
３号公報の他図において開示されている研磨工具Ｍ（図
５参照）は、研磨工具Ａの研磨布Ｃに多数の微小球体Ｎ
…を固着させたものであるが、研磨工具Ａと同様に被加
工物Ｗ表面の微小な凹凸に研磨工具がなじまないため
に、研磨のこり、研磨ムラが生じる。また、この研磨工
具Ｍは、被加工物Ｗを長時間にわたって研磨しているう
ちに、微小球体Ｎ…の一部が磨滅または脱落し、先端形
状が球状から部分的に平面形状になってしまい、加工時
間の経過とともに研磨工具Ｍが被加工物Ｗ表面の微小な
凹凸になじまなくなる欠点をもっている。
例えば非球面形状の光学部品などの被加工物Ｗ表面の微
小な凹凸に研磨工具がなじまないために、研磨のこり、
研磨ムラが生じていた。一方、特開昭６３−２３２９４
３号公報の他図において開示されている研磨工具Ｍ（図
５参照）は、研磨工具Ａの研磨布Ｃに多数の微小球体Ｎ
…を固着させたものであるが、研磨工具Ａと同様に被加
工物Ｗ表面の微小な凹凸に研磨工具がなじまないため
に、研磨のこり、研磨ムラが生じる。また、この研磨工
具Ｍは、被加工物Ｗを長時間にわたって研磨しているう
ちに、微小球体Ｎ…の一部が磨滅または脱落し、先端形
状が球状から部分的に平面形状になってしまい、加工時
間の経過とともに研磨工具Ｍが被加工物Ｗ表面の微小な
凹凸になじまなくなる欠点をもっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
研磨工具は、例えば非球面形状の光学部品などの被加工
物表面の微小な凹凸に研磨工具がなじまないという不具
合を有している。
研磨工具は、例えば非球面形状の光学部品などの被加工
物表面の微小な凹凸に研磨工具がなじまないという不具
合を有している。
【０００５】この発明は、上記事情を勘案してなされた
もので、被加工物表面の微小な凹凸に忠実に倣って研磨
することにより、研磨前の加工形状を維持させながら、
被加工面全体の表面粗さをむらなく向上させることので
きる研磨工具を提供することを目的とする。
もので、被加工物表面の微小な凹凸に忠実に倣って研磨
することにより、研磨前の加工形状を維持させながら、
被加工面全体の表面粗さをむらなく向上させることので
きる研磨工具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨工具は、弾
性変形自在な可撓性の研磨体を介して研磨するととも
に、この研磨体に超音波振動を印加するようにしたもの
である。
性変形自在な可撓性の研磨体を介して研磨するととも
に、この研磨体に超音波振動を印加するようにしたもの
である。
【０００７】
【作用】上記構成の研磨工具は、被加工物の大きなうね
り（低周波成分）はもとより小さな凹凸（高周波成分）
に対してもムラなく忠実になじんで研磨残りなく被加工
面全面を確実に研磨することが可能なる。
り（低周波成分）はもとより小さな凹凸（高周波成分）
に対してもムラなく忠実になじんで研磨残りなく被加工
面全面を確実に研磨することが可能なる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。
述する。
【０００９】図１は、この実施例の研磨工具１を示して
いる。この研磨工具１は、矢印２方向に回転駆動される
円柱状の本体部３と、この本体部３の先端部に取り付け
られ超音波振動を発振する超音波印加部４と、この超音
波印加部４に取り付けられた可撓性で袋状をなす研磨部
５と、この研磨部５により形成された密閉空間６に例え
ば水などの液体７を供給する研磨圧発生部８とからなっ
ている。しかして、この研磨工具１は、本体部３は、円
柱状をなす軸体９と、この軸体９の上端部に設けられ図
示せぬ回転軸に把持される取付部（図示せず。）とから
なっている。つぎに、超音波印加部４は、軸体９の下端
部に同軸かつ面一に接合された円板状の超音波振動子１
０と、この超音波振動子１０と軸体９との間に介挿され
た絶縁体１１と、超音波振動子１０にスリップリング１
２を介して電圧を印加する高周波電源１３とからなって
いる。そして、上記超音波振動子１０は、チタン酸鉛や
ジルコン酸鉛等を成分とする複合型のペロブスカイト酸
化物を含有する圧電セラミックス１０ａと、この圧電セ
ラミックス１０ａに連接された金属部１０ｂとからなっ
ている。さらに、研磨部５は、可撓性で袋状をなし軸体
９の下端部に冠着されて密閉空間６を形成する研磨体１
４と、この研磨体１４を軸体９の下端部に液密に固定す
る締着リング１５とからなっている。そして、上記研磨
体１４は、図２に示すように、この研磨体１４の外膜を
なし例えば不織布などの研磨布１６と、研磨体１４の内
膜をなし研磨布１６の内側に接着された例えばゴムなど
からなる液密で可撓性の弾性膜１７と、この弾性膜１７
の内側に厚さ例えば数１０μｍに物理蒸着法により被着
された例えばＮｉ（ニッケル）などからなる金属薄膜１
８とからなっている。上記研磨布１６と弾性膜１７の厚
さは、１〜３ｍｍ程度が好ましい。さらに、研磨圧発生
部８は、軸体９，超音波振動子１０及び絶縁体１１の中
心部に同軸に貫設された流体供給孔１９と、軸体９の中
途部に設けられ流体供給孔１９に連通するロータリカッ
プリング（図示せず。）と、本体部３から離間して設け
られロータリカップリング及び流体供給孔１９を介して
液体７を密閉空間６に供給し密閉空間６内部の液圧を一
定に保持する流体供給源２０とからなっている。なお
２、液体７中には、超音波振動子１０からの超音波の液
体７中における伝播を助長する例えば直径１００μｍ程
度の球体Ｚ…が含有されている。つぎに、この実施例の
研磨工具１の作用について述べる。
いる。この研磨工具１は、矢印２方向に回転駆動される
円柱状の本体部３と、この本体部３の先端部に取り付け
られ超音波振動を発振する超音波印加部４と、この超音
波印加部４に取り付けられた可撓性で袋状をなす研磨部
５と、この研磨部５により形成された密閉空間６に例え
ば水などの液体７を供給する研磨圧発生部８とからなっ
ている。しかして、この研磨工具１は、本体部３は、円
柱状をなす軸体９と、この軸体９の上端部に設けられ図
示せぬ回転軸に把持される取付部（図示せず。）とから
なっている。つぎに、超音波印加部４は、軸体９の下端
部に同軸かつ面一に接合された円板状の超音波振動子１
０と、この超音波振動子１０と軸体９との間に介挿され
た絶縁体１１と、超音波振動子１０にスリップリング１
２を介して電圧を印加する高周波電源１３とからなって
いる。そして、上記超音波振動子１０は、チタン酸鉛や
ジルコン酸鉛等を成分とする複合型のペロブスカイト酸
化物を含有する圧電セラミックス１０ａと、この圧電セ
ラミックス１０ａに連接された金属部１０ｂとからなっ
ている。さらに、研磨部５は、可撓性で袋状をなし軸体
９の下端部に冠着されて密閉空間６を形成する研磨体１
４と、この研磨体１４を軸体９の下端部に液密に固定す
る締着リング１５とからなっている。そして、上記研磨
体１４は、図２に示すように、この研磨体１４の外膜を
なし例えば不織布などの研磨布１６と、研磨体１４の内
膜をなし研磨布１６の内側に接着された例えばゴムなど
からなる液密で可撓性の弾性膜１７と、この弾性膜１７
の内側に厚さ例えば数１０μｍに物理蒸着法により被着
された例えばＮｉ（ニッケル）などからなる金属薄膜１
８とからなっている。上記研磨布１６と弾性膜１７の厚
さは、１〜３ｍｍ程度が好ましい。さらに、研磨圧発生
部８は、軸体９，超音波振動子１０及び絶縁体１１の中
心部に同軸に貫設された流体供給孔１９と、軸体９の中
途部に設けられ流体供給孔１９に連通するロータリカッ
プリング（図示せず。）と、本体部３から離間して設け
られロータリカップリング及び流体供給孔１９を介して
液体７を密閉空間６に供給し密閉空間６内部の液圧を一
定に保持する流体供給源２０とからなっている。なお
２、液体７中には、超音波振動子１０からの超音波の液
体７中における伝播を助長する例えば直径１００μｍ程
度の球体Ｚ…が含有されている。つぎに、この実施例の
研磨工具１の作用について述べる。
【００１０】まず、この研磨工具１を取付部を介して加
工機ヘッドＴの回転軸に取り付ける。つぎに、例えば非
球面形状の光学部品などの被加工物Ｗを加工機テーブル
に取り付けられた加工液槽（図示せず。）の底部に固定
する。この加工液槽中には、あらかじめ遊離砥粒２２…
が分散された加工液２３が収納され、この加工液２３中
に被加工物Ｗが浸漬された状態にする。ついで、流体供
給源２０から液体７をロータリカップリング及び流体供
給孔１９を介して密閉空間６に供給し研磨体１４を外方
に膨脹させたのち、密閉空間６内部の液圧を一定に保持
する。このとき、研磨体１４の内面には静圧Ｐがかか
る。そして、加工機ヘッドの回転軸を矢印２方向に回転
駆動させると同時に、高周波電源１３により超音波振動
子１０に電圧を印加させ、超音波振動を発生させる。つ
いで、加工機テーブルを上昇させ研磨体１４を被加工物
Ｗに当接させたのち、被加工物Ｗの被加工面に沿う方向
に送り移動させる。この送り移動は、研磨工具１が被加
工面の全面を研磨するように数値制御により行われる。
すると、被加工物Ｗと研磨体１４との当接部位には、加
工液２３とともに遊離砥粒２２…が巻き込まれ、この部
位は遊離砥粒２２…によるポリシング作用により研磨さ
れる。とくに、図１に示すように、被加工物Ｗに大きな
うねり２４（低周波成分）が存在する場合は、可撓性の
研磨体１４はうねり２４の形状に忠実に倣って弾性変形
し、このうねり２４の部分は、密閉空間６内部に印加さ
れている静圧により均等な研磨圧で研磨される。このと
き、超音波振動子１０からの超音波は、研磨体１４に直
接伝播するとともに、密閉空間６に充填されている加工
液２３を介しても間接的に研磨体１４に伝播する。この
とき、弾性膜１７の内側に被着されている金属薄膜１８
は、超音波の伝播を助長する役割を果たす。その結果、
研磨体１４に伝播した超音波は、加工液２３や遊離砥粒
２２…を介して被加工物Ｗに伝播し、遊離砥粒２２…に
よるポリシング能力が超音波により飛躍的に増大する。
とくに、図３に示すように、被加工物Ｗに小さな凹凸２
５（高周波成分）が存在する場合でも、超音波ＳＳが印
加された研磨体１４は、凹凸２５形状にしたがって振動
し、小さな凹凸２５部分でもムラなく且つ均一に研磨す
ることができる。また、この実施例の研磨工具１は、被
加工物Ｗに比べて小さいので、密閉空間６内部の液圧を
増加することにより研磨圧を上昇させ、研磨量を調整す
ることができる。たとえば、被加工物Ｗの表面形状を修
正したいときは、修正を要する位置に研磨工具１がきた
ときに、研磨圧を上昇させる且つ印加する超音波エネル
ギーの強度を上げることにより、所望の形状修正が可能
となる。
工機ヘッドＴの回転軸に取り付ける。つぎに、例えば非
球面形状の光学部品などの被加工物Ｗを加工機テーブル
に取り付けられた加工液槽（図示せず。）の底部に固定
する。この加工液槽中には、あらかじめ遊離砥粒２２…
が分散された加工液２３が収納され、この加工液２３中
に被加工物Ｗが浸漬された状態にする。ついで、流体供
給源２０から液体７をロータリカップリング及び流体供
給孔１９を介して密閉空間６に供給し研磨体１４を外方
に膨脹させたのち、密閉空間６内部の液圧を一定に保持
する。このとき、研磨体１４の内面には静圧Ｐがかか
る。そして、加工機ヘッドの回転軸を矢印２方向に回転
駆動させると同時に、高周波電源１３により超音波振動
子１０に電圧を印加させ、超音波振動を発生させる。つ
いで、加工機テーブルを上昇させ研磨体１４を被加工物
Ｗに当接させたのち、被加工物Ｗの被加工面に沿う方向
に送り移動させる。この送り移動は、研磨工具１が被加
工面の全面を研磨するように数値制御により行われる。
すると、被加工物Ｗと研磨体１４との当接部位には、加
工液２３とともに遊離砥粒２２…が巻き込まれ、この部
位は遊離砥粒２２…によるポリシング作用により研磨さ
れる。とくに、図１に示すように、被加工物Ｗに大きな
うねり２４（低周波成分）が存在する場合は、可撓性の
研磨体１４はうねり２４の形状に忠実に倣って弾性変形
し、このうねり２４の部分は、密閉空間６内部に印加さ
れている静圧により均等な研磨圧で研磨される。このと
き、超音波振動子１０からの超音波は、研磨体１４に直
接伝播するとともに、密閉空間６に充填されている加工
液２３を介しても間接的に研磨体１４に伝播する。この
とき、弾性膜１７の内側に被着されている金属薄膜１８
は、超音波の伝播を助長する役割を果たす。その結果、
研磨体１４に伝播した超音波は、加工液２３や遊離砥粒
２２…を介して被加工物Ｗに伝播し、遊離砥粒２２…に
よるポリシング能力が超音波により飛躍的に増大する。
とくに、図３に示すように、被加工物Ｗに小さな凹凸２
５（高周波成分）が存在する場合でも、超音波ＳＳが印
加された研磨体１４は、凹凸２５形状にしたがって振動
し、小さな凹凸２５部分でもムラなく且つ均一に研磨す
ることができる。また、この実施例の研磨工具１は、被
加工物Ｗに比べて小さいので、密閉空間６内部の液圧を
増加することにより研磨圧を上昇させ、研磨量を調整す
ることができる。たとえば、被加工物Ｗの表面形状を修
正したいときは、修正を要する位置に研磨工具１がきた
ときに、研磨圧を上昇させる且つ印加する超音波エネル
ギーの強度を上げることにより、所望の形状修正が可能
となる。
【００１１】以上のように、この実施例の研磨工具１
は、弾性変形自在な可撓性の研磨体１４を介して研磨す
るとともに、この研磨体１４に超音波振動を印加するよ
うにしているので、被加工物の大きなうねり（低周波成
分）はもとより小さな凹凸（高周波成分）に対してもム
ラなく忠実になじんで研磨残りなく被加工面全面を確実
に研磨することが可能なる。また、超音波エネルギー強
度の調整により表面粗さを所望の値に制御することがで
きる。さらに、研磨体１４の表面に球状体を分散させる
場合に比べて磨滅・減耗の程度が小さく、工具としての
寿命が長くなる。なお、上記実施例における金属薄膜１
８及び球体Ｚ…は省略しても十分な効果を奏することが
できる。また、液体７の代わりに例えば空気などの気体
を用いてもよい。
は、弾性変形自在な可撓性の研磨体１４を介して研磨す
るとともに、この研磨体１４に超音波振動を印加するよ
うにしているので、被加工物の大きなうねり（低周波成
分）はもとより小さな凹凸（高周波成分）に対してもム
ラなく忠実になじんで研磨残りなく被加工面全面を確実
に研磨することが可能なる。また、超音波エネルギー強
度の調整により表面粗さを所望の値に制御することがで
きる。さらに、研磨体１４の表面に球状体を分散させる
場合に比べて磨滅・減耗の程度が小さく、工具としての
寿命が長くなる。なお、上記実施例における金属薄膜１
８及び球体Ｚ…は省略しても十分な効果を奏することが
できる。また、液体７の代わりに例えば空気などの気体
を用いてもよい。
【００１２】
【発明の効果】本発明の研磨工具は、弾性変形自在な可
撓性の研磨体を介して研磨するとともに、この研磨体に
超音波振動を印加するようにしているので、被加工物の
大きなうねり（低周波成分）はもとより小さな凹凸（高
周波成分）に対してもムラなく忠実になじんで研磨残り
なく被加工面全面を確実に研磨することが可能なる。ま
た、超音波エネルギー強度の調整により表面粗さを所望
の値に制御することができる。さらに、研磨体の表面に
球状体を分散させる場合に比べて磨滅・減耗の程度が小
さく、工具としての寿命が長くなる。
撓性の研磨体を介して研磨するとともに、この研磨体に
超音波振動を印加するようにしているので、被加工物の
大きなうねり（低周波成分）はもとより小さな凹凸（高
周波成分）に対してもムラなく忠実になじんで研磨残り
なく被加工面全面を確実に研磨することが可能なる。ま
た、超音波エネルギー強度の調整により表面粗さを所望
の値に制御することができる。さらに、研磨体の表面に
球状体を分散させる場合に比べて磨滅・減耗の程度が小
さく、工具としての寿命が長くなる。
【図１】本発明の一実施例の研磨工具の構成図である。
【図２】本発明の一実施例の研磨工具の要部を示す拡大
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の一実施例の研磨工具を作用説明図であ
る。
る。
【図４】従来技術の説明図である。
【図５】従来技術の説明図である。
１：研磨工具，３：本体部，４：超音波印加部，５：研
磨部，６：密閉空間，７：液体，８：研磨圧発生部。
磨部，６：密閉空間，７：液体，８：研磨圧発生部。
Claims (2)
- 【請求項１】回転駆動される棒状の本体部と、液密膜状
の弾性体及びこの弾性体の外側に接着された研磨布から
なり且つ上記本体部の先端部に固着されて袋状をなす密
閉空間を形成する研磨部と、上記密閉空間に流体を供給
して上記研磨部を膨脹させる流体供給部と、上記研磨部
に超音波振動を印加する超音波印加部とを具備すること
を特徴とする研磨工具。 - 【請求項２】弾性体の内側には金属膜が被着されている
ことを特徴とする請求項２記載の研磨工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209693A JPH06226612A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 研磨工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209693A JPH06226612A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 研磨工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226612A true JPH06226612A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=11796050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209693A Pending JPH06226612A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 研磨工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06226612A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5159511A (en) * | 1987-04-01 | 1992-10-27 | Digital Equipment Corporation | Biasing conductor for MR head |
| JP2005096016A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Japan Science & Technology Agency | 振動研磨方法およびその装置 |
| CN105215796A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-01-06 | 辽宁工业大学 | 一种利用匹配层复合压电振子高频超声抛光装置及方法 |
| CN106670899A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-05-17 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种气囊式电化学机械抛光头、抛光装置及抛光方法 |
| CN110883680A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-03-17 | 杭州众硅电子科技有限公司 | 用于化学机械平坦化设备的抛光头压力控制设备及方法 |
| CN111906601A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-10 | 钟健辉 | 一种无人机旋翼框架超声磨抛系统及方法 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP1209693A patent/JPH06226612A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005096016A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Japan Science & Technology Agency | 振動研磨方法およびその装置 |
| JP4702765B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2011-06-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 振動研磨方法およびその装置 |
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