JPH07299756A

JPH07299756A - レンズ研削砥石およびレンズ研削装置

Info

Publication number: JPH07299756A
Application number: JP11425794A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Takahashi; 光明高橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 1995-11-14

Abstract

(57)【要約】【目的】値段が安く、かつ加工信頼性の高いレンズ研
削砥石とそれを使用した簡単な構成のレンズ研削装置を
提供する。【構成】レンズを研削する研削砥石３を、ダイヤモン
ド砥粒、熱軟化性結合材および気孔からなる砥石部５
と、一端に前記砥石部５が固着され他端に加工機の砥石
軸４との連結部を有するシャンク７と、シャンク７内部
に設置され前記砥石部５を加熱する加熱手段（電熱ヒー
タ６）とにより構成する。この研削砥石３と、このレン
ズ研削砥石を回転駆動自在に保持する砥石軸４と、前記
研削砥石３の加熱手段を制御して砥石部５を加熱軟化さ
せる制御部１５とによりレンズ研削装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズの研削に使用す
るレンズ研削砥石とそのレンズ研削砥石を使用したレン
ズ研削装置に係り、特に粗研削と精研削のような２つの
工程を１つの砥石で加工するレンズ研削砥石とその砥石
を使ったレンズ研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記２つの工程を１つの工具で加
工する従来技術としては、特開平２−７１９６５号公報
に開示されるものが知られている。以下、この研削研磨
用工具および研削研磨装置について図７および図８を用
いて説明する。図７および図８は、それぞれ研削研磨用
工具４０の正面図およびその工具４０を用いた研削研磨
装置４９の側面図である。４１で示すのは、被加工物で
あるワークで、図示を省略しているワーク回転軸のチャ
ック部に保持されている。ワーク４１を研削研磨加工す
るための工具４０は、砥石本体４２と、この砥石本体４
２の加工面側（図の左側）に交互に配設された２種類
（２種類以上であれば２種類に限定されない）の研削部
４３，４４と、一側の種類の研削部４３を砥石本体４２
の軸方向に移動するための圧電素子５０等より構成して
ある。

【０００３】砥石本体４２は、砥石軸４７の軸端部のね
じ部５２と螺合するねじ孔部５１を有しており、このね
じ孔部５１を介して砥石軸４７に螺着固定してある。砥
石軸４７は、図示を省略している駆動装置を介して回転
駆動自在の構成となっている。砥石本体４２における加
工面側は円筒状に形設してあり、その先端部には、研削
部４３，４４を摺動自在にガイド支持する孔５３を有す
る砥石支持部５４が一体的に形設してある。孔５３は、
円周上に１０個（１０個に限定されない）等配して形設
してあり、各孔５３には台座５５が貫入してある。そし
て、各台座５５の先端部には、２種類の研削部４３，４
４が交互に配置されるように固設してある。

【０００４】研削部４４は、研削部４３よりも砥粒の細
かい砥石（なお、粒度は同じにしておいて、ボンド（結
合材）、例えばメタル、レジン、ビトリファイド等を変
えてもよい。また、シートやピッチでもよい）にて構成
してあり、いわゆる仕上げ用研削部に構成されている。
研削部４４は、台座５５、スペーサー５６を介して砥石
本体４２に固設してある。研削部４３は荒仕上げ用研削
部で、台座５５を介して、砥石本体４２に固設された圧
電素子５０に固設してあり、圧電素子５０の変形を介し
て砥石本体４２の軸方向に移動可能に構成してある。圧
電素子５０からの導線５７は、砥石軸４７の軸心に設け
た孔５８，５９を通って砥石軸４７の外周部に導出さ
れ、接点６０、ブラシ６１、導線６２を介して制御部４
６に接続してある。砥石本体４２と砥石軸４７の連結部
は、接点６３，６４にて接続してある。

【０００５】圧電素子５０は、制御部４６を介して制御
されるようになっており、制御部４６を介して圧電素子
５０に電圧を印加することにより、研削部４３を軸方向
に移動量Δｌだけ移動しうるように制御構成してある。
そして、この工具４０および制御部４６を装備した研削
研磨装置４９にてワーク４１を研削研磨加工しうるよう
に構成してある。

【０００６】次に、上記構成に基づく作用について説明
する。回転しているワーク４１に対して砥石４０を軸方
向に移動させ、研削加工を開始する。この加工の際に
は、圧電素子５０には電圧は付加されておらず、研削部
４３，４４の各先端部は同一面程度となっており、研削
部４３，４４は同時にワーク４１に接触する。そして、
この場合、研削は主として荒仕上げ用の研削部４３が行
う。所定位置まで切込みが進むと、制御部４６から圧電
素子５０に電圧が加えられる。この電圧により圧電素子
５０が変形し、それに伴って研削部４３がΔｌだけ後退
する。すると、研削部が仕上げ用の研削部４４へと変わ
り、仕上げ加工が開始される。このとき、切込み速度
は、仕上げ用に切り換えることが望ましい。仕上げ研削
の所定位置まで切込みが進むと、０研削をワーク４１が
１回転以上するまで行う。次に、砥石軸４７が後退し、
圧電素子５０への電圧も解除され、研削加工が終了す
る。

【０００７】このように、互いに対向配置したワーク軸
（図示省略）、砥石軸４７に取り付けたワーク４１、砥
石４０を介して荒仕上げ加工、仕上げ加工ができるた
め、加工機を換えることによる加工差や軸への取り付
け、取り外し時の位置ずれ等による加工精度の低下がな
く、１台の加工機械で砥石の交換をすることなく、荒仕
上げ加工から仕上げ加工まで行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の研
削研磨用工具４０および研削研磨装置４９にあっては、
２種類の研削部４３，４４が分割配置され、それらが駆
動手段によって相対的に移動可能なように構成されてい
る。したがって、構成が非常に複雑であり、工具の値段
が高く、また工具の駆動系の故障が多く、加工の信頼性
が低いという問題があった。

【０００９】請求項１〜５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、値段が安く、かつ加工
信頼性の高いレンズ研削砥石とそれを使用した簡単な構
成のレンズ研削装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、レンズを研削加工するレン
ズ研削砥石において、ダイヤモンド砥粒、熱軟化性結合
材および気孔からなる研削部と、一端に前記研削部が固
着され他端に加工機の砥石軸との連結部を有するシャン
クと、シャンク内部に設置され前記研削部を加熱する加
熱手段とを有することとした。請求項２に係る発明は、
請求項１に係る発明の熱軟化性結合材を、低融点金属で
構成した。請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明
の熱軟化性結合材を、熱可塑性樹脂で構成した。請求項
４に係る発明は、請求項１から３までに係る発明の加熱
手段を、電熱ヒータまたは電磁加熱ヒータで構成した。
請求項５に係る発明は、請求項１記載のレンズ研削砥石
と、このレンズ研削砥石を回転駆動自在に保持する砥石
軸部と、前記レンズ研削砥石の加熱手段を制御して研削
部を加熱軟化させる制御部とを具備して、レンズ研削装
置を構成した。

【００１１】

【作用】請求項１〜４に係る発明の作用を以下に説明す
る。レンズ研削の粗研削に続く精研削で、加熱手段によ
りレンズ研削砥石の研削部を所望の温度まで加熱する。
すると、ダイヤモンド砥粒を支持している熱軟化性接合
材が軟化し、ダイヤモンド砥粒の支持弾性が増す。した
がって、レンズに対するダイヤモンド砥粒の当たりが柔
らかくなり、また切込み深さも減少し、加工面粗さおよ
びクラック深さの小さい精研削が行われる。

【００１２】請求項５に係る発明の作用を以下に説明す
る。粗研削から精研削への切換えは、制御部による加熱
手段のスイッチＯＮ／ＯＦＦのみにしたため、故障の多
い可動部がなく、レンズ研削装置が簡単な構成になる。

【００１３】

【実施例１】以下、図１〜図４に基づいて本実施例を説
明する。本実施例は、本発明のレンズ研削砥石とレンズ
研削装置をレンズの球面創成に使用するカップ型砥石と
球面創成機に応用した例である。図１は球面創成機の主
要部を示した図であり、Ａ部の拡大図を図４に示す。図
２および図３は、それぞれ球面創成研削砥石の砥石部の
構造を示した図である。

【００１４】（構成）２は球面創成機のレンズ１を保持
するチャックであり、４は球面創成機の砥石軸である。
レンズ１を研削加工する研削砥石３は、砥石軸４の先端
に設けられているテーパ部に嵌合して螺着されている。
研削砥石３の先端の砥石部５は、図２および図３に示す
ように、＃３２５のダイヤモンド砥粒２１，Ｓｎ２３，
気孔２２（図２参照）、または＃３２５のダイヤモンド
砥粒２１，Ｓｎ２３，Ｃｕ２４，気孔２２（図３参照）
からなっている。研削砥石３のシャンク７の上端には、
砥石部５の内側に加熱手段であるリング状の電熱ヒータ
６が固着されている。なお、電熱ヒータ６の代わりに、
電磁加熱ヒータを使用してもよい。

【００１５】電熱ヒータ６は、研削砥石３に設けられた
接点１７と導線１６により結ばれている。１８は砥石軸
４の先端に設けられた接点であり、研削砥石３側に設け
られた前記接点１７と接触している。また、研削砥石３
の中心軸部には、給水孔８が形成されている。砥石軸４
の中心軸部には、前記給水孔８に連通する給水孔９が設
けられており、この給水孔９から砥石軸４の側面に開口
するように、導線孔３０が設けられている。１２は導線
孔３０の開口を覆うように設けられたリング状の接点で
ある。給水孔９、導線孔３０を通して接点１８と接点１
２は、導線１１により結ばれている。１３は、接点１２
に接触して配置されているブラシであり、導線１４によ
り制御部１５を結ばれている。砥石軸４の外周には、砥
石軸４を囲繞するように防水用のカバー１９が設けら
れ、このカバー１９はバンド２０により砥石軸４の側面
に固定されている。また、砥石軸４の先端にはＯリング
１０が設けられており、研削液が接点１７，１８部に入
るのを防止している。また、図示を省略したが、導線１
１が給水孔９から接点１８および１２に向かって入る孔
の入口も研削液の侵入を防ぐ防水処理が施されている。

【００１６】（作用）上記構成の研削砥石３を備えた球
面創成機の作用を加工手順に従って説明する。まず、チ
ャック２にてレンズ１を保持させた後、砥石軸４を１
４，０００r.p.m.、チャック２を１０r.p.m.でそれぞれ
回転させるとともに、給水孔９，８を通して、また図示
しない給水ノズルより研削液を供給する。次に、チャッ
ク２が設けられている図示しないワーク軸を研削砥石３
に対して前進させ、切込み速度４mm/minで切込み、粗研
削を行う。レンズ１に対して研削砥石３が０．４mm切込
まれた時点で、制御部１５により電熱ヒータ６を作動さ
せ、砥石部５を１５０〜１６０℃に加熱すると同時に、
切込み速度を２mm/minに切換えて０．３mm切込む。砥石
部５を１５０から１６０℃に加熱すると、砥石部５のＳ
ｎ２３が軟化し、ダイヤモンド砥粒２１の支持弾性が増
す。これにより、ダイヤモンド砥粒２１のレンズ１に対
する当たりが柔らかくなり、また切込み深さも軽減され
るため、加工面粗さおよびクラック深さの小さい精研削
が行われる。

【００１７】しかる後、スパークアウト研削を２０秒間
行い、加工を終了する。加工が終了したら、ワーク軸
（図示省略）を後退させ、レンズ１を研削砥石３から離
反させると同時に、砥石軸４およびチャック２の各回転
を止め、制御部１５により電熱ヒータ６の作動を止め
る。次に、チャック２より加工の終了したレンズ１を外
し、次に加工するレンズ１を保持させる。この間に、砥
石部５は、研削液によって冷やされ、元の硬さに戻され
るため、粗研削から加工を始められる。

【００１８】（効果）本実施例によれば、レンズ１の球
面創成工程と精研削工程を１つの砥石で加工する球面創
成研削砥石３の低価格化を図ることができる。また、レ
ンズ１の球面創成工程と精研削工程を球面創成用の１つ
の研削砥石３で加工する球面創成機の加工信頼性を向上
することができ、その構成も簡単になる。

【００１９】

【実施例２】図５および図６に基づいて本実施例を説明
する。本実施例は、本発明のレンズ研削砥石とレンズ研
削装置をレンズの精研削に使用する総型砥石と精研削機
に応用した例である。図５は、精研削機の主要部を示し
た図であり、図６は、精研削砥石の砥石部の構造を示し
た図である。

【００２０】（構成）３２は、精研削機の図示しない上
軸に設けられたカンザシであり、中心に通気孔３２ａが
設けられている。３１は、下端にレンズ１を保持する凹
部を有するホルダーであり、このホルダー３１の中心部
には通気孔３１ａが形成され、下面にはレンズ１の裏面
を支持するＯリング３３が設けられている。また、ホル
ダー３１の上端面には、凹部が設けられており、カンザ
シ３２の先端（下端）が嵌合されており、ホルダー３１
はカンザシ３２により回転および傾動自在に支持されて
いる。レンズ１は、前述のように裏面をＯリング３３に
支持されており、図示しない空圧機器により前記通気孔
３２ａ、３１ａを通してホルダー３１により吸引保持さ
れている。４は精研削機の砥石軸であり、３は研削砥石
である。

【００２１】研削砥石３の上端には、中心に給水孔３６
を有する砥石部５が設けられており、この砥石部５はリ
ング状の砥石貼付皿３４に固着されている。この砥石部
５は、図６に示すように、＃１５００のダイヤモンド砥
粒２１，気孔２２，アクリルニトリル・ブタジエン・ス
チレン共重合樹脂（以下、ＡＢＳという）２５（または
ポリメタクリレート）からなっている。３５は、砥石中
継（シャンク）であり、下端内側に雌ねじと嵌合部が設
けられている。また、その砥石中継３５の中心軸部に
は、給水孔８が形成されている。さらに、砥石中継３５
の上面には、加熱手段であるリング状の電熱ヒータ６が
固着されている。なお、電熱ヒータ６の代わりに電磁加
熱ヒータを使用してもよい。

【００２２】また、１７は、砥石中継３５側に設けられ
た接点であり、導線１６により、電熱ヒータ６につなが
れている。砥石貼付皿３４と砥石中継３５とは、ビスに
より固定され、電熱ヒータ６の上面は、砥石部５の下面
に接触している。１８は、砥石軸４の先端に設けられた
接点であり、９および３０は、それぞれ砥石軸４に設け
られた給水孔と導線孔である。そして、導線孔３０の加
工を覆うようにして、リング状の接点１２が設けられて
いる。接点１８と接点１２とは、給水孔９と導線孔３０
を通して設けられた導線１１により結ばれている。ま
た、接点１２には、これと接触してブラシ１３が配置さ
れており、このブラシ１３は導線１４により制御部１５
と結ばれている。研削砥石３は、砥石中継３５の嵌合部
と雌ねじにより、砥石軸４の先端に嵌合、螺着され、接
点１７と接点１８とは接触されている。

【００２３】砥石軸４の外周には、砥石軸４を囲繞する
ように防水用のカバー１９が設けられ、このカバー１９
はバンド２０により砥石軸４の側面に固定されている。
また、砥石軸４の先端にはＯリング１０が設けられてお
り、研削液が接点１７，１８部に侵入するのを防止して
いる。また、図示を省略したが、導線１１が給水孔９か
ら接点１８および１２に向かって入る孔の入口も研削液
の侵入を防ぐ防水処理が施されている。

【００２４】（作用）上記構成の研削砥石３を備えた精
研削機の作用を加工手順に従って説明する。まず、ホル
ダー３１にレンズ１を吸引保持させ、レンズ１の加工面
を研削砥石３の砥石部５に当接させた後、吸引を解除
し、レンズ１に荷重４kgf をかける。砥石軸４を１，５
００r.p.m.で回転および揺動させると同時に、給水孔
９，８，３６を通して、また図示しない給水ノズルより
研削液を供給する。この状態で４０秒間第１精研削を行
う。４０秒間経た時点で、制御部１５により電熱ヒータ
６を作動させ、砥石部５を６０〜７０℃に加熱して２０
秒間第２精研削を行う。砥石部５を６０〜７０℃に加熱
すると、砥石部５のＡＢＳ２５が軟化し、ダイヤモンド
砥粒２１の支持弾性が増す。これにより、ダイヤモンド
砥粒２１のレンズ１に対する当たりが柔らかくなり、ま
た切込み深さも軽減されるため、加工面粗さおよびクラ
ック深さの小さい第２精研削が行われる。

【００２５】第２精研削が終了したら、吸引を再開し、
ホルダー３１を上昇させ、レンズ１を研削砥石３より離
反させる。これと同時に、砥石軸４の回転および揺動を
止め、制御部１５により、電熱ヒータ６の作動を止め
る。次に、吸引を解除し、ホルダー３１より加工の終了
したレンズ１を外し、次に加工するレンズ１を吸引保持
させる。この間に、砥石部５は、研削液によって冷やさ
れ、元の硬さに戻されるため、第１精研削から加工を始
められる。

【００２６】（効果）本実施例によれば、レンズ１の球
面創成工程と精研削工程を１つの砥石で加工する球面創
成用の研削砥石３の低価格化を図ることができる。ま
た、レンズ１の球面創成工程と精研削工程を球面創成用
の１つの研削砥石３で加工する精研削機の加工信頼性を
向上することができ、その構成も簡単になる。

【００２７】なお、上記実施例で示したように、本発明
において用いる熱軟化結合材は、低融点金属であるＳｎ
またはＳｎとＣｕとの混合体が適当である。また、熱可
塑性樹脂を熱軟化結合材として用いる場合は、ＡＢＳま
たはポリメタクリレートが適当である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜４に係る発明
のレンズ研削砥石によれば、砥石の低価格化を図ること
ができ、加工信頼性も向上する。請求項５に係る発明の
レンズ研削装置によれば、低価格化および加工信頼性の
向上に加え、装置を簡単な構成にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の球面創成機の主要部を示す縦断面図
である。

【図２】同実施例１の球面創成研削砥石の砥石部の構造
を示す縦断面図である。

【図３】同実施例１の球面創成研削砥石の砥石部の構造
を示す縦断面図である。

【図４】図１におけるＡ部の拡大図である。

【図５】実施例２の精研削機の主要部を示す縦断面図で
ある。

【図６】同実施例２の精研削砥石の砥石部の構造を示す
縦断面図である。

【図７】従来の研削研磨用工具を示す正面図である。

【図８】従来の研削研磨装置を示す一部を破断した側面
図である。

【符号の説明】

１レンズ２チャック３研削砥石４砥石軸５砥石部６電熱ヒータ７シャンク８，９，３６給水孔１５制御部２１ダイヤモンド砥粒２２気孔２３Ｓｎ２４Ｃｕ２５ＡＢＳ３１ホルダー３４砥石貼付皿３５砥石中継

───────────────────────────────────────────────────── 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 7/00 Ｚ 7/10 7/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズを研削加工するレンズ研削砥石に
おいて、ダイヤモンド砥粒、熱軟化性結合材および気孔
からなる研削部と、一端に前記研削部が固着され他端に
加工機の砥石軸との連結部を有するシャンクと、シャン
ク内部に設置され前記研削部を加熱する加熱手段とを有
することを特徴とするレンズ研削砥石。
【請求項２】前記熱軟化性結合材は、低融点金属であ
ることを特徴とする請求項１記載のレンズ研削砥石。
【請求項３】前記熱軟化性結合材は、熱可塑性樹脂で
あることを特徴とする請求項１記載のレンズ研削砥石。
【請求項４】前記加熱手段は、電熱ヒータまたは電磁
加熱ヒータであることを特徴とする請求項１から３にい
ずれか１項記載のレンズ研削砥石。
【請求項５】請求項１記載のレンズ研削砥石と、この
レンズ研削砥石を回転駆動自在に保持する砥石軸部と、
前記レンズ研削砥石の加熱手段を制御して研削部を加熱
軟化させる制御部とを有することを特徴とするレンズ研
削装置。