JPH07299720A

JPH07299720A - 研削方法および装置

Info

Publication number: JPH07299720A
Application number: JP11213794A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Akita; 俊哉秋田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】工具の着脱なしに粗研削〜仕上げ研削までを
高能率で安定して連続的に加工する。【構成】工具回転軸Ｂに対して、内側、外側の２つの
カップ型研削工具２，１を同心に配設する。一方のカッ
プ型研削工具（外側カップ型研削工具１）の回転中心部
に孔１ｂを設け、この孔１ｂに、コンプレッサおよび真
空発生器からなる流体吸排出（図示省略）を連結する。
内側カップ型研削工具２を流体で吸引させて後退させ、
仕上げ加工時の設定条件でワーク３の中心部以外を粗加
工する。その後、内側カップ型研削工具２を前進させ
て、ワーク３全面を仕上げ加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズや、セラミック
ス等の光学素子として用いられる高脆材料部品を球面形
状に研削加工する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学素材の研削加工の粗研削〜仕上げ研
削までをカップ型研削工具を用いて、単一加工機上で行
う方法は、特開平４−２３３８５９号公報に開示されて
いる。

【０００３】図２２は上記方法による研削装置の主要部
を示したものである。１０１，１０２は環状研削砥石を
示し、回転駆動軸（図示省略）に取り付けられている。
内側の環状研削砥石１０２は、加工初期状態において外
側の環状研削砥石１０１の砥石先端部１０１ａよりも前
方へ突出した状態で取り付けられている。また、前記内
側の環状研削砥石１０２はネジ１０３を介して回転駆動
軸の軸方向に移動可能な構造となっている。また、この
場合、内側の環状研削砥石１０２は粗研削用砥石、外側
の環状研削砥石１０１は仕上げ研削用砥石によって構成
されている。

【０００４】上記構成における研削加工は、回転駆動軸
を回転させながら、環状研削砥石１０１または１０２の
各先端部１０１ａ、１０２ａを被加工物に当接させて行
う。すなわち、環状研削砥石１０２による粗研削加工が
完了したのち、スペーサ１０４を外して、前記環状研削
砥石１０２の先端部１０２ａを他方の環状研削砥石１０
１の先端部１０１ａより後退させる操作を行い、その
後、環状研削砥石１０１による仕上げ加工を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の加
工手段においては、粗研削加工が完了したのち、加工を
一時中断して、作業者が環状研削砥石１０２を進退させ
る操作を行う必要があること、また、その進退機構が複
雑で、仕上げ加工において、所定の球面形状を得るため
に微調整が必要であることなどにより、その操作に時間
がかかり、加工能率が低下するという問題点がある。

【０００６】また、通常、仕上げ加工では、できるだけ
高メッシュの砥粒工具を用いた方が高精度な仕上げ面を
得ることができる。しかし、その反面、工具の目詰まり
や、目つぶれが発生しやすく、加工面精度が悪化すると
いう問題点がある。

【０００７】請求項１〜６に係る発明は、かかる従来の
問題点に鑑みてなされたもので、複数のカップ型研削工
具を用いて球面形状を創成する研削加工において、工具
の着脱なしに粗研削〜仕上げ研削までを高能率で安定し
て連続的に加工することができる研削方法および装置を
提供ことを目的とする。特に、請求項２または６に係る
発明は、上記目的に加え、仕上げ加工に微細な砥粒を用
いても、目詰まり、目つぶれを発生することなく安定し
た加工が行える研削方法および装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、請求項１に係る発明は、工具回転中心に
対して同心に配設された２つのカップ型研削工具によっ
て加工を行う研削方法において、どちらか一方のカップ
型研削工具を流体を吸引させることにより後退させる第
１ステップと、後工程の第３ステップで用いるカップ型
研削工具とワークの中心を一致させた設定条件で、一方
のカップ型研削工具を相対的に移動させことるによりワ
ーク中心部以外を粗加工する第２ステップと、同一の設
定条件でもう一方のカップ型研削工具を相対的に移動さ
せることによりワーク全面を仕上げ加工する第３ステッ
プにより、粗加工から仕上げ加工までを行うこととし
た。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、電解インプロセスドレッシングの手段を設
けたものである。すなわち、カップ型研削工具に対向し
て電極を配設し、電源の一方の極を前記電極に接続する
とともに、もう一方の極を前記カップ型研削工具に接続
し、前記電極と前記カップ型研削工具との隙間にクーラ
ントを供給することにより電解インプロセスドレッシン
グを行う研削方法である。

【００１０】請求項３に係る発明は、工具回転中心に対
して同心に配設された２つのカップ型研削工具を有する
研削装置において、一方のカップ型研削工具の回転中心
部に孔を設け、この孔と連結された、コンプレッサおよ
び真空発生器からなる流体吸排出装置と、前記一方のカ
ップ型研削工具に固定されたリングと、このリングを固
定するための締結部材とを有することを特徴とする研削
装置である。

【００１１】請求項４に係る発明は、前記リングと締結
部材の代わりに、工具回転軸上で、かつ、もう一方のカ
ップ型研削工具の上方に設置されたストッパーを有する
ことを特徴とする請求項３記載の研削装置である。

【００１２】請求項５に係る発明は、前記リングと締結
部材の代わりに、外側のカップ型研削工具の外周付近に
設置されたストッパーと、このストッパーの先端に取り
付けられたローラーとを有することを特徴とする請求項
３記載の研削装置である。

【００１３】請求項６に係る発明は、電源と、この電源
の一方の極に接続されるとともに、カップ型研削工具に
対向して配設された電極とを備え、前記電源のもう一方
の極をカップ型研削工具に接続したことを特徴とする請
求項３から５までにいずれか１項に記載の研削装置であ
る。

【００１４】すなわち、請求項３に係る発明では、２つ
のカップ型研削工具を工具回転中心に対して同心に配設
され、前記２つのカップ型研削工具を相対的に進退させ
ることにより粗加工から仕上げ加工までを行う研削装置
において、粗加工は、流体吸排出装置により仕上げ加工
用カップ型研削工具を後退させる。そして、コレットチ
ャックに保持されたワークをワーク回転軸方向に進行さ
せることにより、粗加工用カップ型研削工具で加工を行
う。

【００１５】このときのカップ型研削工具におけるワー
ク回転軸となす傾斜角度と、ワークとの位置は、粗加工
用カップ型研削工具ではなく、仕上げ加工用カップ型研
削工具による加工で、所望の球面形状が得られるように
設定されている。したがって、粗加工で創成されるワー
ク形状は、中心部には粗加工用カップ型研削工具が当た
らず、その部分だけが未加工となる。

【００１６】仕上げ加工は、流体吸排出装置で流体を排
出することにより、後退していた仕上げ用カップ型研削
工具を前進させる。このときの流体の排出圧が加工圧と
なり、ワークを加工する。また、加工プロセスはワーク
の突起部から加工が始まり、その後、全面が徐々に加工
される。加工は定圧で進行するので、ワークの突起部の
加工は除去面積が少ない。故に高速加工が可能となり、
仕上げ加工に要する時間は全面当たりになってからの取
り代によって左右される。

【００１７】また、このときの設定条件は予め粗加工時
に調整されているので、無修正で仕上げ加工を行う。さ
らに、仕上げ加工用カップ型研削工具の加工完了位置
は、粗加工用カップ型研削工具に取り付けられたリング
位置により決定され、このリングの位置を移動すること
により仕上げ加工の取り代が調整される。

【００１８】請求項４に係る発明の粗加工は、請求項３
と同様に行われる。仕上げ加工は、流体吸排出装置で流
体を排出することにより、内側に配置された仕上げ加工
用カップ型研削工具が前進する。このときの流体の排出
圧が加工圧となり、ワークを加工する。このときの加工
完了位置は、前記仕上げ加工用カップ型研削工具の工具
回転中心の上面に配置されたストッパーにより決定され
る。仕上げ加工が進行し、前記ストッパーの先端と前記
仕上げ加工用カップ型研削工具とが接触したとき、加工
が完了する。

【００１９】請求項５に係る発明の粗加工は、請求項３
と同様に行われる。仕上げ加工は、流体吸排出装置で流
体を排出することにより、外側に配置された仕上げ加工
用カップ型研削工具が前進する。このときの流体の排出
圧が加工圧となり、ワークを加工する。このときの加工
完了位置は、前記仕上げ加工用カップ型研削工具の外周
付近に設置されたストッパーの先端に取り付けられたロ
ーラーにより決定される。仕上げ加工が進行し、前記ロ
ーラーと前記仕上げ加工用カップ型研削工具とが接触し
たとき、加工が完了する。

【００２０】請求項６に係る発明は、請求項５に係る発
明において電解インプロセスドレッシングの手段を設け
たものである。すなわち、カップ型研削工具に対向して
電極を配置し、前記電極に電源の陰極を接続し、カップ
型研削工具を陽極に接続し、前記電極と前記カップ型研
削工具との隙間にクーラントを供給することにより電解
インプロセスドレッシング研削を行う。

【００２１】

【実施例１】図１、図２および図３は本実施例を示し、
図１は粗加工中の正面図であり、図２は仕上げ加工中の
正面図である。また、図３はワークの加工状態を示した
ものである。（構成）外側カップ型研削工具１は図示を省略した回転
駆動源に連結され、回転自在になっている。内側カップ
型研削工具２は、前記外側カップ型研削工具１の内側
に、かつ、工具回転軸Ｂに対して同心に配設されるとと
もに、前記外側カップ型研削工具１と連動して回転す
る。前記外、内側カップ型研削工具１、２の砥粒層１
ｄ，２ｂにおけるボンド材としては、金属粉（鉄、ニッ
ケル、銅、コバルト、ブロンズなど）をベースとしたメ
タルボンド、樹脂（ポリイミド系、フェノール系、エポ
キシ系）をベースとしたレジンボンド、金属粉と樹脂と
の混合粉を用いたメタルレジンボンド、セラミック等を
ベースとしたビトリファイドボンド等が挙げられる。ま
た、砥粒としては、ダイヤモンド、ｃＢＮ、アルミナ、
炭化珪素、酸化セリウム、ジルコニア等が挙げられる。
また、前記内、外側カップ型研削工具２、１は環状にな
っている。

【００２２】前記外側カップ型研削工具１の中心部には
孔１ｂがあり、その孔１ｂ内には図示省略したエアー
（または油）が圧縮流体となるコンプレッサを供給源と
したシリンダー９がある。また、前記シリンダー９はラ
ジアルベアリング８を介して、前記内側カップ型研削工
具２と連結されている。さらに、前記内側カップ型研削
工具２は、前記シリンダー９を駆動源として、前記外側
カップ型研削工具１の内周面をガイドに工具軸Ｂ方向へ
の進退が自在になっている。

【００２３】また、前記外側カップ型研削工具１は図示
省略した工具軸部本体と連結され、工具軸Ｂを中心に回
転、矢印Ｅ方向の移動、矢印α方向の移動が自在になっ
ている。前記内、外側カップ型研削工具２、１に対向し
てワーク３（レンズあるいはセラミック部材）があり、
前記ワーク３の外周面にはコレットチャック４の先端部
があり、ワーク３の外周面の保持、解放を行うようにな
っている。コレットチャック４はワーク軸部本体５と連
結され、ワーク回転軸Ａを中心に回転、矢印Ｃ方向に移
動自在になっている。ワーク３と、内、外側カップ型研
削工具２、１との間には、ノズル６よりクーラント７が
供給されるように構成されている。

【００２４】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、図１に示すように、シリンダー９の後退に連動し
て、内側カップ型研削工具２が後退する。コレットチャ
ック４に保持されたワーク３を回転させ、内、外側カッ
プ型研削工具２、１を回転させる。図示省略したクーラ
ント供給装置に連結されたノズル６よりクーラント７を
供給しつつ、ワーク３をワーク回転軸方向（矢印Ｃ方
向）に進行させることにより外側カップ型研削工具１で
粗加工を行う。

【００２５】このとき、外側カップ型研削工具１の設定
条件は、内側カップ型研削工具２による仕上げ加工で所
望の球面形状を得る条件に設定されている。すなわち、
仕上げ加工完了時に、内側カップ型研削工具２の加工面
２ａはＥ方向に調整され、ワーク３の中心と一致し、か
つ、ワーク３の所望の曲率半径Ｒ₀を創成されるように
工具回転軸Ｂをθ₀だけ傾けた条件に設定されている。
なお、内側カップ型研削工具２の加工面２ａとワーク３
との位置は矢印Ｅ方向の移動により調整し、傾斜角度θ
₀は矢印α方向の移動により調整する。また、傾斜角度
θ₀は、内側カップ型研削工具２の工具径Ｄ₀と所望の
曲率半径Ｒ₀としたとき、θ₀＝ｓｉｎ^-1（Ｄ₀／２Ｒ
₀）の関係より算出できる。

【００２６】このような設定条件で粗加工用の外側カッ
プ型研削工具１により粗加工を行った場合、ワーク３の
中心部には仕上げ加工用の内側カップ型研削工具２が当
たらず、その部分が未加工となり、突起部３ｃが発生す
る。故に、粗加工により創成されるワーク３の形状は３
ａのようになる（図３参照）。

【００２７】仕上げ加工においては、図２に示すよう
に、シリンダー９に圧力（０．１ｋｇｆ／ｃｍ²〜１０
ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは０．５ｋｇｆ／ｃｍ²〜５
ｋｇｆ／ｃｍ²）をかけて、内側カップ型研削工具２を
前進させる。この前進に伴い、ワーク３を加工し、外側
カップ型研削工具１の段差部１ｃと内側カップ型研削工
具２の段差部２ｃとが接触した位置で加工が完了する。
なお、シリンダー９の圧力が０．１ｋｇｆ／ｃｍ²未満
だと、研削抵抗に負けてしまいカップ型研削工具２が切
り込めないという不具合が生じる。また、１０ｋｇｆ／
ｃｍ²を越えると、大型のエアー供給源が必要であり、
装置が高価になってしまう。

【００２８】仕上げ加工は、シリンダー９にかかる圧力
が加工圧となり、ワーク３の突起部３ｃから除去され、
徐々にその面積が増える。最終的には全面が除去され、
ワーク３は所望の球面形状３ｂのように仕上がる（図３
参照）。内側カップ型研削工具２の前進、すなわち、送
りは圧力により行われるので、ワーク３の突起部３ｃの
加工は除去面積が小さいため、ほとんど時間がかからな
い。故に、仕上げ加工に要する時間は全面当たりになっ
てからの加工時間が主となり、突起部３ｃの除去による
加工能率の低下はほとんどない。

【００２９】上記加工方法によれば、砥石の着脱なし
に、かつ、粗加工と仕上げ加工との間の微調整を行うこ
となく、高能率に粗加工〜仕上げ加工までを行うことが
できる。また、仕上げ加工時のカップ型研削工具の送り
は強制的に行わないので、その工具に最適な送りで加工
ができるため、高精度に安定した仕上げ加工を行うこと
ができる。

【００３０】なお、仕上げ加工時のシリンダー９の圧力
は可変にしてもよい。例えば、仕上げ面を良くするため
には徐々に減圧する。逆に、加工能率を上げるために
は、ワーク３の除去面積の増加に合わせて、徐々に増圧
する。また、前記ラジアルベアリング８の代わりに、ス
ラストベアリングあるいは滑り軸受等を用いてもよい。
また、ワーク３を直接コレットチャック４で保持する代
わりに、ワーク３を貼付け皿に貼付け、この貼付け皿を
コレットチャック４で保持してもよい。さらに、矢印Ｅ
方向の移動機構の代わりに、工具回転軸Ｂを平行な方
向、あるいはワーク軸部本体５をワーク回転軸Ａに大し
て垂直方向に移動できる機構を設けてもよい。

【００３１】

【実施例２】図４、図５、図６および図７は本実施例を
示し、図４は粗加工中の正面図であり、図５は仕上げ加
工中の正面図であり、図６はエアー給排出装置であり、
図７は、図４の内、外側カップ型研削工具２、１のＡ−
Ａ線断面矢視図である。（構成）本実施例は、前記実施例１におけるラジアルベ
アリング８、シリンダー９を廃止し、外側カップ型研削
工具１の孔１ｂにロータリージョイント（図示省略）を
介して、エアー吸排出装置（図６）に連結した点と、外
側カップ型研削工具１の中心部に凸部１ｅを設けた点
と、内側カップ型研削工具２の基部２ｅをドーナツ形状
とし、前記外側カップ型研削工具１の凸部１ｅに差し込
んだ点と、その凸部１ｅに内側リング１２を差込み、ネ
ジ１１で固定した点と、前記内側カップ型研削工具２が
外側カップ型研削工具１の内周面と凸部１ｅの外周面を
ガイドに工具回転軸Ｂの方向に移動自在になった点が異
なり、他の構成は実施例１と同一の構成部分から成るも
ので同一構成部分には実施例１と同一符号を付し、その
説明を省略する。

【００３２】なお、エアー給排出装置は、図６に示すよ
うに、コンプレッサ１５は弁１８、レギュレータ１６を
介して、真空発生器１４と接続されている。この真空発
生器１４は、図示省略したロータリージョイントを介し
て、外側カップ型研削工具１の孔１ｂと接続されてい
る。なお、外側カップ型研削工具１は孔１ｂ以外の部分
では、その凸部１ｅと一体化されている。また、前記コ
ンプレッサ１５は弁１９、レギュレータ１７、ロータリ
ジョイント（図示省略）を介して、外側カップ型研削工
具１の孔１ｂと接続されている。

【００３３】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、図４に示すように、エアー吸排出装置（図６）の
弁１９を閉め、弁１８を開くと、真空発生器１４のイン
側１４ａからエアーが供給され、アウト側１４ｂから排
出される。このとき、外側カップ型研削工具１との接続
側１４ｃよりエアーが吸引される。これにより、内側カ
ップ型研削工具２は吸引されて後退する。なお、エアー
吸引圧はレギュレータ１６により調整する。ワーク３を
ワーク回転軸Ｃ方向（下方）に移動することにより外側
カップ型研削工具１で粗加工を行う。

【００３４】仕上げ加工においては、図５に示すよう
に、エアー給排出装置（図６）の弁１８を閉め、弁１９
を開くと、エアーが供給（排出）され、内側カップ型研
削工具２は加圧される。この供給圧（０．１ｋｇｆ／ｃ
ｍ²〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは０．５ｋｇｆ／
ｃｍ²〜５ｋｇｆ／ｃｍ²）で内側カップ型研削工具２
が前進される。なお、供給圧はレギュレータ１７により
調整する。

【００３５】この前進に伴い、ワーク３を加工し、内側
リング１２の段差部１２ａと内側カップ型研削工具２の
段差部２ｆとが接触する位置で加工完了となる。なお、
図７に示すように、内側カップ型研削工具２の外周部に
は複数（図では２ケ）のキー部２ｈがあり、それに対向
して、外側カップ型研削工具１には溝１ｈがある。これ
により、外側カップ型研削工具１の回転が内側カップ型
研削工具２に直接伝わり、回転低下を防止するようにな
っている。

【００３６】仕上げ加工の取り代は、内側リング１２と
内側カップ型研削工具２との接触位置により調整するこ
とができる。故に、内側リング１２の段差部１２ａの高
さを変えることにより調整ができる。また、内側カップ
型研削工具２の摩耗により取り代が少なくなった場合
も、段差部１２ａの高さを取り代減少分だけ高くした内
側リング１２に交換すればよい。

【００３７】上記加工方法によれば、実施例１と同様な
効果の他に、仕上げ加工時の取り代調整と、工具の摩耗
時の取り代補正を容易に行うことができる。なお、粗加
工時に、エアーを排出し、ワーク３の突起部３ｃの加工
を追従させながら行うと、より高能率な加工が行える。

【００３８】また、前記エアー給排出装置の流体を、ク
ーラントあるいは油等にしてもよい。さらに、前記エア
ー給排出装置は、図８に示すように、吸引側が真空ポン
プ２０と、弁２１とから構成されていてもよい。また、
内側カップ型研削工具２の進退機構において、前進をコ
ンプレッサによる加圧で行い、後退移動は、一端を内側
カップ型研削工具２の底面２ｇに固定させ、もう一端を
外側カップ型研削工具１の上面１ｆに固定させた引張り
バネによって行ってもよい。また、内側カップ型研削工
具２の進退機構において、前進をコンプレッサによる加
圧で行い、後退移動は、図１１に示すように、内側カッ
プ型研削工具２と外側カップ型研削工具１との間に圧縮
バネ２２を設け、この圧縮力によって行ってもよい。ま
た、内、外側カップ型研削工具２、１は加工面の断面を
半円形状（図９参照）、あるいは、１層以上の電着工具
（図１０参照）にしてもよい。さらに、矢印Ｅ方向の移
動機構の代わりに、工具回転軸Ｂに平行な方向、あるい
は、ワーク軸部本体５をワーク回転軸Ａに対して垂直方
向に移動する機構を設けてもよい。

【００３９】

【実施例３】図１２、図１３および図１４は本実施例を
示し、図１２は粗加工中の正面図であり、図１３は仕上
げ加工中の正面図であり、図１４は、図１２の内、外側
カップ型研削工具２、１のＢ−Ｂ線断面矢視図である。（構成）本実施例は、内側カップ型研削工具２により粗
加工を行い、外側カップ型研削工具１により仕上げ加工
を行う研削装置であり、前記実施例２におけるワーク３
を凹面から凸面に変更した点と、外側カップ型研削工具
１の凸部１ｅと、内側リング１２と、ネジ１１を廃止
し、内側カップ型研削工具２を回転駆動源（図示省略）
と連結した点と、前記内側カップ型研削工具２の中心部
に孔２ｈを設け、その孔２ｈの下端をエアー給排出装置
（図示省略）に接続し、もう一端を外側カップ型研削工
具１の底面部１ｈまで設けた点と、前記外側カップ型研
削工具１の外周に、外側リング３０を設け、内側カップ
型研削工具２の基部２ｉのネジ部と嵌合した点と、前記
外側リング３０を締結するためのナット３１を設けた点
が異なり、他の構成は実施例２と同一の構成部分から成
るもので同一構成部品には実施例２と同一符号を付し、
その説明を省略する。

【００４０】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、図１２に示すように、エアー給排出装置（図６）
によりエアーが吸引される。これにより、外側カップ型
研削工具１は吸引され、内側カップ型研削工具２の外周
面と外側リング３０の内周面をガイドにして後退する。
ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下方）に移動すること
により内側カップ型研削工具２で粗加工を行う。なお、
本実施例は外側カップ型研削工具１で仕上げ加工を行う
ので、粗加工の設定条件は、外側カップ型研削工具１に
よる加工で所望の球面形状を得られるように予め設定し
ておく。

【００４１】仕上げ加工においては、図１３に示すよう
に、エアー給排出装置（図６）によりエアーが供給され
る。この供給圧により、外側カップ型研削工具１でワー
ク３を加工し、外側リング３０の段差部３０ａと外側カ
ップ型研削工具１の段差部１ｉとが接触する位置で加工
完了となる。なお、図１４に示すように、内、外側カッ
プ型研削工具２、１には溝があり、内側カップ型研削工
具２の回転が外側カップ型研削工具１に直接伝わり、回
転低下を防止するようになっている。

【００４２】なお、仕上げ加工の取り代は、外側リング
３０と外側カップ型研削工具１との接触位置により調整
することができる。故に、ナット３１をゆるめて、外側
リング３０を回転させ、前記外側リング３０の段差部３
０ａの位置を変えることにより調整できる。また、外側
カップ型研削工具１の摩耗により取り代が少なくなった
場合も同様な手段で取り代の調整ができる。

【００４３】上記加工方法によれば、実施例２と同様な
効果の他に、仕上げ加工時の工具周速度が増加するの
で、より高能率に加工が行える。なお、ワーク径がφ３
２ｍｍのレンズを所望の曲率半径（２５ｍｍ：凸面）と
したときの加工例を以下に示す。

【００４４】内側カップ型研削工具２に砥石メッシュが
♯４００のメタルボンド工具を、外側カップ型研削工具
１に砥石メッシュが♯１０００のメタルレジンボンド
（メタルボンドとレンジボンドとの混合ボンド）工具を
用いた場合、仕上げ加工時のワーク回転軸Ａに対する傾
斜角度θ₀は、外側カップ型研削工具１の工具径をφ２
５ｍｍとすると、 θ₀＝ｓｉｎ^-1（２５／２（２×２５））＝３０度となる。故に、傾斜角度θ₀を３０度とし、外側カップ
型研削工具１がワーク３の中心とほぼ一致するように設
定する。粗加工は内側カップ型研削工具２により加工
し、仕上げ加工は外側カップ型研削工具１をエアー給排
出装置の排出圧（３ｋｇｆ／ｃｍ²）で加圧し、仕上げ
加工を行う。なお、粗加工でのクラックが約３０μｍな
ので、仕上げ加工では、これ以上の取り代が得られるよ
うに、外側リング３０を調整すればよい。

【００４５】

【実施例４】図１５は本実施例を示す。（構成）本実施例は前記実施例２における外側カップ型
研削工具１の凸部１ｅと、内側リング１２と、ネジ１１
を廃止し、先端が内側カップ型研削工具２の工具回転軸
Ｂ上にストッパー４０を配設した点と、このストッパー
４０の位置を調整するために、工具軸本体（図示省略）
に固定された位置調整装置４８を設けた点が異なり、他
の構成は実施例２と同一の構成部分から成るもので同一
構成部品には実施例２と同一符号を付し、その説明を省
略する。

【００４６】なお、位置調整装置４８は、前記ストッパ
ー４０をテーブル４３で保持し、このテーブル４３はガ
イド４４と軸４２により保持されるとともに、これをガ
イドとして、工具回転軸Ｂの方向への移動が自在になっ
ている。また、前記ガイド４４と前記軸４２の両端は保
持部材４６に保持されるとともに、前記テーブル４３を
押圧するようになっている。さらに、引張りバネ４５
は、その一端が前記テーブル４３に保持され、もう一端
が前記保持部材４６に保持され、前記テーブル４３を上
方に引張るように構成されている。

【００４７】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、エアー給排出装置（図６）によりエアーが排出さ
れる。このとき、内側カップ型研削工具２が吸引されて
後退する。ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下方）に移
動することにより外側カップ型研削工具１で粗加工を行
う。仕上げ加工においては、図１５に示すように、エア
ー給排出装置（図６）によりエアーが供給（排出）さ
れ、内側カップ型研削工具２を加圧する。内側カップ型
研削工具２の前進に伴い、ワーク３を加工し、ストッパ
ー４０の先端と内側カップ型研削工具２の上面２ｊとが
接触する位置で加工が完了する。仕上げ加工の取り代の
調整は、位置調整装置４８のマイクロメーター４１によ
りストッパー４０の位置を調整により行うことができ
る。

【００４８】上記加工方法によれば、実施例２と同様な
効果の他に、仕上げ加工時の取り代調整を極めて簡易的
に行うことができる。

【００４９】

【実施例５】図１６は本実施例を示す。（構成）本実施例は前記実施例３における外側リング３
０と、ナット３１を廃止し、ワーク軸部本体５の回転運
動をしない本体部５０に固定された位置調整装置４８
と、この位置調整装置４８のテーブル４３に保持された
アーム５２と、このアーム５２の先端に回転自在に保持
されたローラー５１（材質が金属、あるいは樹脂（テフ
ロン等））が外側カップ型研削工具１の外周上面に配設
した点が異なり、他の構成は実施例３と同一の構成部分
から成るもので、同一構成部品には実施例３と同一符号
を付し、その説明を省略する。なお、位置調整装置４８
は、前記実施例４と同一の構成部分から成るもので、同
一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００５０】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、エアー給排出装置（図６）によりエアーが排出さ
れる。このとき、外側カップ型研削工具１が吸引されて
後退する。ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下方）に移
動することにより内側カップ型研削工具２で粗加工を行
う。仕上げ加工においては、図１６に示すように、エア
ー給排出装置（図６）によりエアーが供給（排出）さ
れ、外側カップ型研削工具１を加圧する。外側カップ型
研削工具１の前進に伴い、ワーク３を加工し、アーム５
２の先端に回転自在に保持されたローラー５１と外側カ
ップ型研削工具１の外周上面とが接触する位置で加工が
完了する。

【００５１】なお、ローラー５１と外側カップ型研削工
具１が接触したとき、ローラー５１は回転するので、ロ
ーラー５１の摩耗を防止できる。また、仕上げ加工の取
り代の調整は、位置調整装置４８のマイクロメーター４
１によりローラー５１の位置を調整することにより行
う。上記加工方法によれば、実施例３と同様な効果の他
に、仕上げ加工時の取り代調整を極めて簡易的に行うこ
とができる。なお、ローラー５１の外側カップ型研削工
具１との接触断面は半円形状でもよい。

【００５２】

【実施例６】図１７は本実施例を示す。（構成）本実施例は前記実施例２における外側カップ型
研削工具１の凸部１ｅと、内側リング１２と、ネジ１１
を廃止し、内側カップ型研削工具２の砥粒層２ｂの内側
に結合力が弱く、かつ、砥粒を含まない樹脂（レジンボ
ンド）のみで形成されているボンド層６０を設けた点
と、ワーク軸部本体５の回転運動をしない本体部５０に
アーム５２を固定した点と、ボンド層６０に対向して、
前記アーム５２の先端にローラー５１を回転自在に保持
した点が異なり、他の構成は実施例２と同一の構成部分
から成るもので、同一構成部分には実施例２と同一符号
を付し、その説明を省略する。

【００５３】（作用）上記構成によれば、粗研削加工に
おいては、エアー給排出装置（図６）によりエアーが排
出される。このとき、内側カップ型研削工具２が吸引さ
れて後退する。ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下方）
に移動することにより外側カップ型研削工具１で粗加工
を行う。仕上げ加工においては、図１７に示すように、
エアー給排出装置（図６）によりエアーが供給（排出）
され、内側カップ型研削工具２を加圧する。前記内側カ
ップ型研削工具２の前進に伴い、ワーク３を加工する。
このとき、砥粒層２ｂと同時にボンド層６０がワーク３
と当たるので、ボンド層６０の摩耗は砥粒層２ｂと同様
な形態をとる。また、ボンド層６０には砥粒が混在しな
いので、ワーク３へのキズなどの影響はない。加工完了
は前記ローラー５１とボンド層６０とが接触する位置と
なる。

【００５４】上記加工方法によれば、実施例２と同様な
効果の他に、内側カップ型研削工具２が摩耗したときに
も、その摩耗に追従してボンド層６０が摩耗するので、
ローラー５１の微調整を行う必要がない。

【００５５】なお、前記ボンド層は樹脂の代わりに、Ｓ
ｎなどの軟質金属、結合力を低くした金属粉を用いても
よい。また、前記ローラー５１の接触断面はボンド層６
０に対向した形状にしてもよい。

【００５６】

【実施例７】図１８および図１９は本実施例を示し、図
１８は粗加工中の正面図であり、図１９は仕上げ加工中
の正面図である。（構成）本実施例は、前記実施例１におけるワーク３を
１個から貼付け皿７０に貼付けた多数個に変更した点
と、内、外側カップ型研削工具２、１の移動機構をＥ方
向からＦ方向に変更した点と、ラジアルベアリング８
と、シリンダー９を廃止し、外側カップ型研削工具１の
孔１ｂにロータリージョイント（図示省略）を介して、
エアー給排出装置（図６参照）に接続した点と、貼付け
皿７０がコレットチャック４に保持された点が異なり、
他の構成は実施例１と同一の構成部分から成るもので同
一構成部品には実施例１と同一符号を付し、その説明を
省略する。

【００５７】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、図１８に示すように、エアー給排出装置（図６参
照）によりエアーが吸引される。これにより、内側カッ
プ型研削工具２は吸引されて後退する。ワーク３をワー
ク回転軸Ｃ方向（下方）に移動することにより外側カッ
プ型研削工具１で粗加工を行う。仕上げ加工において
は、図１９に示すように、エアー給排出装置（図６参
照）によりエアーが供給され、内側カップ型研削工具２
が、内側カップ型研削工具２の段差部２ｃと外側カップ
型研削工具１の段差部１ｃとが接触する位置まで前進す
る。それと同時に、工具回転軸Ｆ方向に外側カップ型研
削工具１が後退する。このときの後退移動は、内側カッ
プ型研削工具２が前進したときに、ワーク３の突起部３
ｃに当たらない程度に設定する。その後、ワーク３をワ
ーク回転軸Ｃ方向（下方）に移動することにより内側カ
ップ型研削工具２で仕上げ加工を行う。なお、ワーク回
転軸Ｃ方向の移動速度は粗加工よりも下げて行う。

【００５８】上記加工方法によれば、仕上げ加工におい
ても、粗加工と同様な強制切込みでも加工を行うことが
できる。

【００５９】

【実施例８】図２０は本実施例を示す。（構成）本実施例は、前記実施例３に電解インプロセス
ドレッシングの手段を付加した研削装置であり、外側カ
ップ型研削工具１に対向して、ワーク軸部本体５に保持
された電極８３を配置し、電源８０（直流、あるいは、
直流パルス）の陰極をブラシ８１に接続し、前記ブラシ
８１はワーク軸部本体５に接触されている。また、前記
電源８０の陽極はブラシ８２を介して、内側カップ型研
削工具２の基部２ｋと接続されている。その他の構成は
実施例３と同一の構成部分から成るもので同一構成部品
には実施例３と同一符号を付し、その説明を省略する。
なお、仕上げ加工を行う外側カップ型研削工具１は、導
電性を有するボンド材（メタルボンド、あるいは導電性
を失わない程度の若干の樹脂との混合ボンド）で成形さ
れたものである。また、クーラントは弱電性のものを用
いる。

【００６０】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、エアー給排出装置（図６参照）によりエアーが吸
引される。これにより、外側カップ型研削工具１は吸引
されて後退する。ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下
方）に移動することにより内側カップ型研削工具２で粗
加工を行う。なお、本実施例は外側カップ型研削工具１
で仕上げ加工を行うので、粗加工の設定条件は、外側カ
ップ型研削工具１による加工で所望の球面形状を得られ
るような条件に予め設定しておく。

【００６１】仕上げ加工においては、図２０に示すよう
に、エアー給排出装置（図６参照）によりエアーが供給
される。この供給圧により、外側カップ型研削工具１で
ワーク３を加工し、外側リング３０の段差部３０ａと外
側カップ型研削工具１の段差部１ｉとが接触する位置で
加工が完了する。

【００６２】なお、加工中は、前記電源８０をＯＮにす
ることにより、電極８３はブラシ８１、ワーク軸部本体
５を介して、陰極に印加される。また、ブラシ８２を介
して、外側カップ型研削工具１が陽極に印加される。前
記電極８３と外側カップ型研削工具１の隙間ｔ₁（好ま
しくは、仕上げ加工完了時に０．３ｍｍ以下に設定す
る。０．５ｍｍ以上になると、電解性が低下する。故
に、仕上げ加工の取り代を０．２ｍｍ以下としたとき、
隙間ｔ₁は０．３ｍｍ以下が好ましい。）にクーラント
７を供給することにより、電解インプロセスドレッシン
グが行われる。

【００６３】上記加工方法によれば、ドレッシングを行
いながら仕上げ加工が可能となるので、高メッシュの砥
粒を用いた工具でも目詰まり、目つぶれを発生すること
なく、安定した加工ができる。

【００６４】なお、前記電源８０は、交流電源を用いて
もよい。また、前記電極８３を内側カップ型研削工具２
にも対向するように配設すれば、粗加工においても、電
解インプロセスドレッシングが可能となり、より高能率
な加工ができる。

【００６５】

【実施例９】図２１は本実施例を示す。（構成）本実施例は、前記実施例７に電解インプロセス
ドレッシングの手段を付加した研削装置であり、電源８
０（直流、あるいは、直流パルス）の陰極をブラシ８１
に接続し、このブラシ８１はワーク軸部本体５に接触さ
れている。また、前記電源８０の陽極はブラシ８２を介
して、外側カップ型研削工具１の基部１ｎと接続されて
いる。その他の構成は実施例７と同一の構成部分から成
るもので同一構成部品には実施例７と同一符号を付し、
その説明を省略する。なお、仕上げ加工を行う内側カッ
プ型研削工具２は導電性を有するボンド材（メタルボン
ド、あるいは導電性を失わない程度の若干の樹脂との混
合ボンド）で成形されたものである。また、クーラント
は弱電性のものを用いる。

【００６６】（作用）上記構成によれば、粗加工におい
ては、エアー給排出装置（図６参照）によりエアーが吸
引される。これにより、内側カップ型研削工具２は吸引
されて後退する。ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下
方）に移動することにより外側カップ型研削工具１で粗
加工を行う。仕上げ加工においては、図２１に示すよう
に、エアー給排出装置（図６参照）によりエアーが供給
され、内側カップ型研削工具２が、内側カップ型研削工
具２の段差部２ｃと外側カップ型研削工具１の段差部１
ｃとが接触する位置まで前進する。それと同時に工具回
転軸Ｆ方向に外側カップ型研削工具１が後退する。その
後、ワーク３をワーク回転軸Ｃ方向（下方）に移動する
ことにより内側カップ型研削工具２で仕上げ加工を行
う。

【００６７】なお、加工中は、前記電源８０をＯＮにす
ることにより、貼付け皿７０はブラシ８１、ワーク軸部
本体５を介して、陰極に印加される。また、ブラシ８
２、外側カップ型研削工具１を介して、内側カップ型研
削工具２が陽極に印加される。前記貼付け皿７０と内側
カップ型研削工具２の隙間ｔ₂（好ましくは、仕上げ加
工完了時に０．３ｍｍ以下に設定）にクーラント７を供
給することにより、電解インプロセスドレッシングが行
われる。

【００６８】上記加工方法によれば、ドレッシングを行
いながら仕上げ加工が可能となるので、高メッシュの砥
粒を用いた工具でも目詰まり、目つぶれを発生すること
なく、安定した加工ができる。

【００６９】なお、粗加工においても、電解インプロセ
スドレッシングを行うことにより高能率な加工ができ
る。

【００７０】

【発明の効果】請求項１の効果は、粗加工〜仕上げ加工
までを工具の着脱なしに、かつ、各工程間の調整なし
に、高能率で、高精度に安定して加工ができることであ
る。

【００７１】請求項２の効果は、仕上げ加工に微細な砥
粒を用いた場合においても、目詰まり、目つぶれを発生
することなく、安定した加工ができることである。

【００７２】請求項３の効果は、粗加工〜仕上げ加工ま
でを工具の着脱なしに、かつ、各工程間の調整なしに、
高能率で、高精度に安定して加工ができることである。

【００７３】請求項４，５の効果は、段取りおよび工具
の摩耗による取り代調整を工具の回転を停止させること
なく、外段取りで簡易的に行うことができることであ
る。

【００７４】請求項６の効果は、仕上げ加工に微細な砥
粒を用いた場合においても、目詰まり、目つぶれを発生
することなく、安定した加工ができることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の研削装置の粗加工中の正面図であ
る。

【図２】同装置の仕上げ加工中の正面図である。

【図３】同実施例１のワークの加工状態を示す正面図で
ある。

【図４】実施例２の研削装置の粗加工中の縦断面図であ
る。

【図５】同装置の仕上げ加工中の縦断正面図である。

【図６】同実施例２のエアー給排出装置を示す概略構成
図である。

【図７】図４におけるＡ−Ａ線断面矢視図である。

【図８】エアー給排出装置の変形例を示す概略構成図で
ある。

【図９】カップ型研削工具の変形例を示す要部縦断面図
である。

【図１０】カップ型研削工具の変形例を示す要部縦断面
図である。

【図１１】実施例２における内側カップ型研削工具の進
退機構の変形例を示す要部縦断面である。

【図１２】実施例３の研削装置の粗加工中の縦断正面図
である。

【図１３】同装置の仕上げ加工中の縦断正面図である。

【図１４】図１２におけるＢ−Ｂ線断面矢視図である。

【図１５】実施例４の研削装置を示す縦断正面図であ
る。

【図１６】実施例５の研削装置を示す縦断正面図であ
る。

【図１７】実施例６の研削装置を示す縦断正面図であ
る。

【図１８】実施例７の研削装置の粗加工中の縦断正面図
である。

【図１９】同装置の仕上げ加工中の縦断正面図である。

【図２０】実施例８の研削装置を示す縦断正面図であ
る。

【図２１】実施例９の研削装置を示す縦断正面図であ
る。

【図２２】従来の研削装置の主要部を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１外側カップ型研削工具１ｂ孔２内側カップ型研削工具３ワーク４コレットチャック５，５０ワーク軸部本体６ノズル７クーラント９シリンダー１１ネジ１２内側リング１４真空発生器１５コンプレッサ１６，１７レギュレータ２０真空ポンプ３０外側リング３１ナット４８位置調整装置５１ローラー５２アーム６０ボンド層７０貼付け皿８０電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２４Ｄ 7/18 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具回転中心に対して同心に配設された
２つのカップ型研削工具によって加工を行う研削方法に
おいて、どちらか一方のカップ型研削工具を流体で吸引
させることにより後退させる第１ステップと、後工程の
第３ステップで用いるカップ型研削工具とワークの中心
を一致させた設定条件で、一方のカップ型研削工具を相
対的に移動させることによりワーク中心部以外を加工す
る第２ステップと、同一の設定条件でもう一方のカップ
型研削工具を相対的に移動させることによりワーク全面
を加工する第３ステップとからなることを特徴とする研
削方法。
【請求項２】前記カップ型研削工具に対向して電極を
配設するとともに、その電極を電源の一方の極と接続
し、前記カップ型研削工具を前記電源のもう一方の極と
接続し、前記電極と前記カップ型研削工具との間にクー
ラントを供給しながら加工することを特徴とする請求項
１記載の研削方法。
【請求項３】工具回転中心に対して同心に配設された
２つのカップ型研削工具を有する研削装置において、一
方のカップ型研削工具の回転中心部に孔を設け、この孔
と連結された、コンプレッサおよび真空発生器からなる
流体吸排出装置と、前記一方のカップ型研削工具に固定
されたリングと、このリングを固定するための締結部材
とを有することを特徴とする研削装置。
【請求項４】前記リングと締結部材の代わりに、工具
回転軸上で、かつ、もう一方のカップ型研削工具の上方
に設置されたストッパーを有することを特徴とする請求
項３記載の研削装置。
【請求項５】前記リングと締結部材の代わりに、外側
のカップ型研削工具の外周付近に設置されたストッパー
と、このストッパーの先端に取り付けられたローラーと
を有することを特徴とする請求項３記載の研削装置。
【請求項６】電源と、この電源の一方の極に接続され
るとともに、カップ型研削工具に対向して配設された電
極とを備え、前記電源のもう一方の極をカップ型研削工
具に接続したことを特徴とする請求項３から５までにい
ずれか１項に記載の研削装置。