JPH0775952A - 研磨工具保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、レンズ，ミラー等の光学素子ある
いは金型等を研磨する時に、研磨工具を保持するために
使用される研磨工具保持装置に関し、ポリシャの厚みの
調節のみにより、被研磨面を均一な圧力分布で確実に研
磨することを目的とする。 【構成】 ポリシャが固定されるポリシャ支持部材を有
する研磨工具と、前記研磨工具を保持する研磨工具保持
部材と、前記研磨工具のポリシャ支持部材と前記研磨工
具保持部材との間に配置され前記ポリシャ支持部材を回
転自在に案内する案内部材とを備えてなり、前記ポリシ
ャ支持部材を凸球面と端面とからなるほぼ半球状に形成
するとともに、前記端面に前記ポリシャを固定し、前記
ポリシャ支持部材の凸球面の球心を前記ポリシャの研磨
中心点に一致させ、さらに、前記案内部材の前記凸球面
への接触部を同一円周上に位置させて構成する。

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，ミラー等の光
学素子あるいは金型等を研磨する時に、研磨工具を保持
するために使用される研磨工具保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レンズ，ミラー等の光学素子あ
るいは金型等を研磨する時には、研磨工具を保持するた
めに研磨工具保持装置が使用されている。

【０００３】従来、この種の研磨工具保持装置として
は、例えば、特開平４−２４４３７２号公報に開示され
るものが知られている。図４は、この公報に開示される
研磨工具保持装置を示すもので、この装置は、凸球面１
１ａを有する工具保持部１１と、凹球面１３ａを有し加
工力を伝達する工具支持部１３と、凸球面１１ａと凹球
面１３ａとの間に挟まれた少なくとも３っつの球体１５
と、工具保持部１１により保持される研磨工具１７とを
有している。

【０００４】工具保持部１１は、工具保持部１１に設け
られた磁石１１ｂにより、工具支持部１３側に吸引され
ており、また、工具保持部１１と工具支持部１３とは、
可撓性部材１９により連結され、可撓性部材１９により
工具保持部１１と工具支持部１３との間の空間が密閉さ
れている。

【０００５】工具保持部１１の凸球面１１ａの中心点、
工具支持部１３の凹球面１３ａの中心点は、工具保持部
１１に保持される研磨工具１７のポリシャ１７ａの中心
点Ｏに一致されている。

【０００６】また、研磨工具１７は磁石１１ｃにより工
具保持部１１に吸引されている。上述した研磨工具保持
装置では、回転軸２１が回転されると、板バネ２３を介
して工具支持部１３が回転され、この工具支持部１３に
吸着される工具保持部１１の回転により研磨工具１７が
回転される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の研磨工具保持装置では、工具支持部１３の凹
球面１３ａあるいは球体１５が磨耗すると、工具保持部
１１の凸球面１１ａの曲率中心と、工具支持部１３の凹
球面１３ａの曲率中心と、球体１５の径軌跡の球心とに
不一致が生じ、この結果、研磨工具１７にモーメントが
発生するため、被研磨面を均一な圧力分布でポリシャ１
７ａにより研磨することが困難になるという問題があっ
た。

【０００８】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、ポリシャの厚みの調節のみによ
り、被研磨面を均一な圧力分布で確実に研磨することが
できる研磨工具保持装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨工具保持装
置は、ポリシャが固定されるポリシャ支持部材を有する
研磨工具と、前記研磨工具を保持する研磨工具保持部材
と、前記研磨工具のポリシャ支持部材と前記研磨工具保
持部材との間に配置され前記ポリシャ支持部材を回転自
在に案内する案内部材とを備えてなり、前記ポリシャ支
持部材を凸球面と端面とからなるほぼ半球状に形成する
とともに、前記端面に前記ポリシャを固定し、前記ポリ
シャ支持部材の凸球面の球心を前記ポリシャの研磨中心
点に一致させ、さらに、前記案内部材の前記凸球面への
接触部を同一円周上に位置させてなるものである。

【００１０】

【作用】本発明の研磨工具保持装置では、案内部材の凸
球面への接触部が同一の円周上にあるため、凸球面の曲
率半径が変化すると、ポリシャの研磨中心点が、前述し
た円の中心を通る法線ベクトル方向に移動する。

【００１１】従って、ポリシャの厚みを調整することに
より、研磨中心点を凸球面の球心に容易に一致させるこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明の研磨工具保持装置の一実施
例を示すもので、図において符号３１は、研磨工具を示
している。

【００１３】この研磨工具３１は、ポリシャ支持部材３
１ａに、緩衝材３１ｂを介して、例えば、砥石からなる
ポリシャ３１ｃを固定して構成されている。符号３３
は、研磨工具３１を保持する研磨工具保持部材を示して
いる。

【００１４】この研磨工具保持部材３３は、円筒状をし
ており、内周には、内側に向けて突出する円環状の突出
部３３ａが形成されている。ポリシャ支持部材３１ａと
研磨工具保持部材３３との間には、ポリシャ支持部材３
１ａを回転自在に案内する案内部材３５が配置されてい
る。

【００１５】この案内部材３５は、研磨工具保持部材３
３の内周面に外周を嵌合され、突出部３３ａに後端面を
当接される球体保持部材３５ａと、この球体保持部材３
５ａに保持される３個以上の複数の球体３５ｂとから構
成されている。

【００１６】しかして、この実施例では、研磨工具３１
のポリシャ支持部材３１ａが、凸球面３１ｄと端面３１
ｅとからなるほぼ半球状に形成されている。そして、端
面３１ｅに、緩衝材３１ｂを介してポリシャ３１ｃが固
定されている。

【００１７】また、ポリシャ支持部材３１ａの凸球面３
１ｄの球心が、ポリシャ３１ｃの研磨中心点Ｏに一致さ
れている。そして、さらに、複数の球体３５ｂの凸球面
３１ｄへの接触部Ｃが、同一の円周Ｓ上に配置されてい
る。

【００１８】ポリシャ支持部材３１ａの凸球面３１ｄの
中心には、研磨工具３１を回転するための回転伝達部材
３７が固定されている。回転伝達部材３７は、円弧状の
溝部３７ａおよび係止ピン３７ｂを備えた一対のユニバ
ーサルジョイントからなり、紙面に対して垂直方向およ
び平行方向に揺動自在に構成されている。

【００１９】回転伝達部材３７には、工具回転軸３９の
先端に形成される突出部３９ａが連結されている。工具
回転軸３９の先端には、鍔部３９ｂが形成され、この鍔
部３９ｂがボルト４１により研磨工具保持部材３３に連
結されている。

【００２０】研磨工具保持部材３３と研磨工具３１との
間に形成される空間は、可撓性部材からなるシール部材
４３により密閉されている。図２は、上述した研磨工具
保持装置を組み込んだ研磨装置を示すもので、図におい
て、符号４５が研磨工具保持装置を示している。

【００２１】この研磨装置では、モータ４７が回転駆動
されると、プーリー４９の回転により、ベルト５１を介
して、プーリー５３が回転され、このプーリー５３の回
転により、ハウジング５５内に軸受け５７を介して支持
される主軸５９が回転される。

【００２２】そして、主軸５９の回転が、ボールスプラ
インナット６１を介して工具回転軸３９に伝達され、工
具回転軸３９の回転により、研磨工具保持装置４５が回
転される。

【００２３】なお、工具回転軸３９の後端には、バネ，
エアークッション等からなる弾性部材６３が配置されて
いる。図３は、上述した研磨装置により被研磨部材６５
の被研磨面６５ａを研磨している状態を示すもので、工
具回転軸３９が、被研磨面６５ａに対して法線方向を向
いており、ポリシャ３１ｃが弾性部材６３により、一定
の圧力で被研磨面６５ａに押圧されている。

【００２４】しかして、上述した研磨工具保持装置で
は、案内部材３５を構成する球体３５ｂの凸球面３１ｄ
への接触部Ｃを同一の円周Ｓ上に配置したので、凸球面
３１ｄの曲率半径が変化すると、ポリシャ３１ｃの研磨
中心点Ｏが、前述した円周Ｓの中心を通る法線ベクトル
方向に移動するため、ポリシャ３１ｃの厚みを調整する
ことにより、研磨中心点Ｏを凸球面３１ｄの球心に容易
に一致させることが可能になる。

【００２５】そして、研磨中心点Ｏを凸球面３１ｄの球
心に一致させることにより、研磨工具３１に不要なモー
メントが作用することがなくなり、被研磨面６５ａを均
一な圧力分布で確実に研磨することが可能になる。

【００２６】また、上述した研磨工具保持装置では、案
内部材３５あるいは凸球面３１ｄに多少の加工誤差があ
っても、ポリシャ３１ｃの厚みを調整することにより、
研磨中心点Ｏを凸球面３１ｄの球心に比較的高い精度で
一致させることができる。

【００２７】さらに、上述した研磨工具保持装置では、
回転伝達部材３７により凸球面３１ｄと工具回転軸３９
とを連結したので、研磨工具３１が傾斜した場合にも、
研磨工具３１に偶力が発生することがなくなり、また、
工具回転軸３９の回転を研磨工具３１に安定して伝達す
ることができる。

【００２８】すなわち、図４に示した従来の研磨工具保
持装置では、研磨工具１７への回転の伝達が、可撓性部
材１９の撓みの範囲内で行われているため、研磨工具１
７が傾斜した場合には、研磨工具１７が、球体１５の転
がり抵抗の他に、可撓性部材１９の抵抗も受け、研磨工
具１７に偶力が作用し、均一な圧力分布を得ることが困
難になり、また、研磨工具１７の回転抵抗が回転中に変
化すると、可撓性部材１９の撓み量が変化するため、安
定した回転を得ることが困難であったが、上述した研磨
工具保持装置では、研磨工具３１が傾斜した場合にも、
研磨工具３１に偶力が発生することがなくなり、工具回
転軸３９の回転を研磨工具３１に安定して伝達すること
ができる。

【００２９】また、上述した研磨工具保持装置では、回
転伝達部材３７をポリシャ支持部材３１ａと工具回転軸
３９に連結し、かつ、工具回転軸３９と研磨工具保持部
材３３とを連結したので、工具回転軸３９の回転を研磨
工具３１により安定して伝達することができる。

【００３０】さらに、上述した研磨工具保持装置では、
研磨装置を、図３に示した矢符Ｘ方向に移動した場合に
も、ポリシャ支持部材３１ａの凸球面３１ｄの球心と、
研磨中心点Ｏとが一致しているため、研磨工具３１にモ
ーメントが発生することがなく、研磨装置のＸ軸方向へ
の移動中においても均一な圧力分布を得ることができ
る。

【００３１】なお、以上述べた実施例では、案内部材３
５を球体保持部材３５ａと球体３５ｂとにより構成した
例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、例えば、案内部材をすべり軸受け等
により構成しても良い。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明の研磨工具保持
装置では、案内部材の凸球面への接触部を同一の円周上
に配置したので、凸球面の曲率半径が変化すると、ポリ
シャの研磨中心点が、前述した円の中心を通る法線ベク
トル方向に移動するため、ポリシャの厚みを調整するこ
とにより、研磨中心点を凸球面の球心に容易に一致させ
ることが可能になり、この結果、ポリシャの厚みの調節
のみにより、被研磨面を均一な圧力分布で確実に研磨す
ることが可能になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨工具保持装置の一実施例を示す断
面図である。

【図２】図１の研磨工具保持装置を備えた研磨装置を示
す断面図である。

【図３】図２の研磨装置により被研磨面を研磨している
状態を示す説明図である。

【図４】従来の研磨工具保持装置を示す断面図である。

【符号の説明】

３１ 研磨工具 ３１ａ ポリシャ支持部材 ３１ｃ ポリシャ ３１ｄ 凸球面 ３１ｅ 端面 ３３ 研磨工具保持部材 ３５ 案内部材 ３７ 回転伝達部材 Ｃ 接触部 Ｏ 研磨中心点 Ｓ 円周

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨用のポリシャが固定されるポリシャ
   支持部材を有する研磨工具と、 前記研磨工具を保持する研磨工具保持部材と、 前記研磨工具のポリシャ支持部材と前記研磨工具保持部
   材との間に配置され前記ポリシャ支持部材を回転自在に
   案内する案内部材と、を備えてなり、 前記ポリシャ支持部材を凸球面と端面とからなるほぼ半
   球状に形成するとともに、前記端面に前記ポリシャを固
   定し、前記ポリシャ支持部材の凸球面の球心を前記ポリ
   シャの研磨中心点に一致させ、さらに、前記案内部材の
   前記凸球面への接触部を同一円周上に位置させてなるこ
   とを特徴とする研磨工具保持装置。
2. 【請求項２】 前記ポリシャ支持部材の凸球面の中心
   に、前記研磨工具を回転するための回転伝達部材を固定
   してなることを特徴とする請求項１記載の研磨工具保持
   装置。