JPH09248749A - 研磨装置 - Google Patents

研磨装置

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JPH09248749A
JPH09248749A JP8054887A JP5488796A JPH09248749A JP H09248749 A JPH09248749 A JP H09248749A JP 8054887 A JP8054887 A JP 8054887A JP 5488796 A JP5488796 A JP 5488796A JP H09248749 A JPH09248749 A JP H09248749A
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JP
Japan
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polishing
polisher
workpiece
magnetic
magnetic field
Prior art date
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Pending
Application number
JP8054887A
Other languages
English (en)
Inventor
Izumi Motoyama
いづみ 元山
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8054887A priority Critical patent/JPH09248749A/ja
Publication of JPH09248749A publication Critical patent/JPH09248749A/ja
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】不特定形状の加工物の仕上げ研磨加工に適し
た、小型の研磨装置を提供する。 【構成】本研磨装置は、磁性体粒子12を均一に含有す
るポリシャ11を有する研磨工具と、磁性体粒子12に
力を与える磁場を印加する電磁石50とを備える。尚、
電磁石50と研磨工具とは、研磨工具の周囲に所定の方
向の磁場が印加されるように配置されている。このポリ
シャ11は、電磁石50に印加された磁場が磁性体粒子
12に及ぼす力によって変形する。従って、鉄心52
a,52bの形状を変え、更に、研磨加工中に、電磁石
50のコイル51a,51bに流れる電流を制御するこ
とによって、ポリシャ11の作業面の曲率と研磨圧と
を、加工物の表面形状の曲率に応じて自在に変えること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、あらゆる曲率のレ
ンズの仕上げ研磨加工に適した研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高度な形状精度を要求される光学素子等
の仕上研磨加工には、図6に示すような、タール等を主
成分とするピッチや、発泡ポリウレタン等を主成分とす
る研磨用パッド等をポリシャ11として用いた研磨工具
が使用されることが多い。そして、通常、このようなポ
リシャ11の作業面11Aには、溝やピット11a等が
形成されており、研磨加工中に補給される遊離砥粒が加
工物の表面との間で適当に保持されるようになってい
る。
【0003】ところで、この種の研磨工具のポリシャ1
1の作業面11Aは、特定の形状に適した曲率と径とに
精度良く整形されている。つまり、1つの研磨工具の用
途は、限定された形状の研磨面の研磨加工に限られてい
る。従って、表面形状の曲率及び径が異なる数種のレン
ズを研磨する場合には、各レンズの曲率と径とに適した
研磨工具をそれぞれ準備しなければならないという不都
合が生じる。
【0004】また、研磨加工の進行に伴ってポリシャ1
1の作業面11Aが徐々に変形するので、研磨加工中
に、適宜、ポリシャ11の作業面11Aに摺り合せ処理
を施すことによって、転写性能に代表される研磨性能の
回復を図ることが、加工精度を維持するために取るべき
定石とされている。ところが、この煩雑な摺り合せ処理
に費やされる多大な時間が製造効率の低下と製造コスト
の増大に直結するという問題を生じる。
【0005】そこで、こうした問題を解決する装置とし
て、図7に示すような、特開昭58−774477号公
報記載の表面研磨装置が知られている。これは、電磁石
70により印加された磁場が磁性流体72に及ぼす力を
利用して、ポリシャ73の作業面の曲率と研磨圧とを制
御する装置である。詳細には、加工盤75の円形溝76
と、ポリシャ(片面に研磨布が貼付られた板状のゴム)
とによって形成された空洞部に磁性流体72が充填され
ており、且つ、ポリシャ73の作業面に対して垂直な方
向に磁場が印加されるように、電磁石70の鉄心73
a,73bが、それぞれ、ポリシャの上下に配置されて
いる。従って、研磨加工中、コイル74a,74bに流
れる電流を制御すれば、磁場中での磁性流体72の移動
によって、ポリシャ73を自在に変形させることができ
る。また、電磁石70の鉄心73a,73bにポリシャ
側の形状を変えることによっても、ポリシャの変形形状
を制御することができる。つまり、ポリシャ73の作業
面の曲率と研磨圧とを自在に変えることができるので、
研磨工具を交換することなく、曲率の異なる種々のレン
ズに対して良好な仕上げ研磨加工を施すことができる。
この際、摺り合せ処理を施す必要がなくなるのはいうま
でもない。
【0006】尚、本表面研磨装置は、加工盤75の回転
に伴う、ポリシャ73の作業面と加工物Aの表面との摺
動によって、加工物Aの表面に研磨加工を施すものであ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
57−163055号公報記載の表面研磨装置は、加工
物の径の8〜10倍程度の径のポリシャ73を使用する
必要があるため、おのずと、装置自体も巨大なものとな
らざるを得ない。
【0008】そこで、本発明は、小型で、かつ、あらゆ
る曲率の加工物表面の仕上げ研磨加工に適した研磨装置
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】上記課題を解決するため
に、本発明は、ポリシャと加工物の表面とを摺動させて
前記加工物の表面を研磨する研磨装置であって、磁場か
ら与えられる力によって前記加工物の表面の形状に倣っ
て変形する前記ポリシャと前記ポリシャに前記力を与え
る磁場を印加する印加手段とを備えることを特徴とする
研磨装置を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
【0011】最初に、図1により、本実施の形態に係る
研磨工具の構成を説明する。
【0012】本研磨工具は、非磁性体で形成された台皿
10と、台皿10の片面に形成されたポリシャ11とを
備える。
【0013】さて、このポリシャ11の内部には、磁性
体粒子12が一様に分散している。従って、図2に示す
ように、ポリシャ11に磁石20を近付けると、ポリシ
ャ11に含有されている磁性体粒子12が磁石40に引
き付けられるので、ポリシャ11は所定の方向(矢印A
で示す方向)に変形する。
【0014】尚、このような研磨工具は、従来技術の欄
で説明した研磨工具と同様な手順に従って容易に作成す
ることができる。即ち、磁性体粒子12を混練させた樹
脂を、所望の形状の型等で覆った台皿10に注入し、任
意の磁場中で硬化させれば、所望の形状のポリシャ11
が形成される。
【0015】ところで、保磁力の強い磁性体粒子を混練
させた樹脂を適当な方向の磁場の中で硬化させてポリシ
ャ11を作成すれば、ポリシャ11の内部には磁性体粒
子の残留磁化による磁区構造(例えば、図3に示すよう
な磁区構造)が形成されるので、ポリシャ11は磁気的
に分極する。このようなポリシャ11であれば、近付け
る磁極を適当に変えることによって、変形を双方向に与
えることができる。例えば、図3に示したポリシャ11
は、表面磁極がN極となっているので、磁石のS極が近
付くと、図2の矢印Aで示す方向に変形し、磁石のN極
が近付くと、図4の矢印Bで示す方向に変形する。尚、
このタイプのポリシャ11を使用する際に、遊離砥粒と
して適当な磁性体粒子を使用すれば、ポリシャ11の表
面磁極の影響によって、遊離砥粒がポリシャ11に吸着
されるので、遊離砥粒がポリシャ11に適当に保持され
るという効果を得ることができる。
【0016】さて、ここで、参考として、各部を形成す
る材料に適した物質の名称を具体的に挙げておく。
【0017】a.ポリシャ11を形成する樹脂…天然ゴ
ム、シリコンゴム、ポリウレタン、ポリエステル等。
【0018】b.磁性体粒子…マグネタイト、フェライ
ト、コバルト、ニッケル合金等。
【0019】c.台皿10を形成する非磁性体…真鍮、
アルミニウム等。
【0020】ここで例示した樹脂及び磁性体粒子を使用
する場合には、磁性体粒子の粒径を数μm〜数10μm
程度とし、ポリシャ11に占める磁性体粒子の容積比率
を約10vol%とすれば、後述の電磁石50によって
印加される磁場におかれたポリシャ11には、本実施の
形態において目的とすべき変形が適当に与えられる。
尚、磁性体粒子の粒径及び、ポリシャ11に占める磁性
体粒子の容積比率は、上記各値に限定されるものではな
い。
【0021】次に、図5により、本実施の形態に係る研
磨装置の構成について説明する。但し、研磨工具と加工
物Aとに相対的な運動を与える機構は、通常の研磨装置
等と同様な構成であるため、ここでは、本研磨装置の特
徴とする構成(即ち、ポリシャ11に本実施の形態にお
いて目的とすべき変形を与えるための構成)を中心に説
明することにする。従って、図5には、ここでの説明に
おいて必要とされる構成のみが示してある。
【0022】さて、本研磨装置は、図1を用いて説明し
た研磨工具と、研磨工具の周囲に磁場を印加する電磁石
50とを備える。ここで電磁石50と研磨工具との位置
関係は、研磨工具の周囲に印加すべき磁場の方向によっ
て決定されている。即ち、本実施の形態では、コイル5
1a,51bに流れる電流の磁気作用による磁場が、加
工物Aの表面aに対して垂直な方向に印加されるよう
に、研磨工具21と加工物Aは、磁極となる鉄心52
a、52b(強磁性体)との間に配置される。尚、この
位置関係が常に保持されるように、研磨工具と電磁石5
0は、一体となって、加工物Aに対して相対的に移動す
る。
【0023】従って、研磨加工中、電磁石50のコイル
51a,51bに流れる電流を制御すれば、ポリシャ1
1を自在に変形させることができる。つまり、加工物A
の表面形状に応じてポリシャ11の作業面の形状(即
ち、作業面の曲率及び面積)を変えることができると共
に、研磨圧の微調節を行うことができる。例えば、図3
に示した研磨工具(ポリシャ11の作業面にN極が形成
されている場合)を使用する場合には、加工物A側にS
極が形成され、且つ、台皿10側にN極が形成されるよ
うに、電磁石50で磁場を印加すれば、前述の磁場の影
響を受けてポリシャ11の中央部分が窪むので、ポリシ
ャ11の作業面の形状を、凸面の研磨に適した凹面にす
ることができる。これとは逆に凹面を研磨する場合に
は、加工物A側にN極が形成され、且つ、台皿側にS極
が形成されるように、電磁石50で磁場を印加すれば、
前述の磁場の影響を受けてポリシャ11の中央部分が突
出するので、研磨ポリシャ11の作業面の形状を、凹面
の研磨に適した凸面にすることができる。また、このと
きのポリシャ11の変形に伴う作業面の面積変化を利用
すれば、様々な大きさの加工物Aの研磨加工に対応する
こともできる。そして、研磨圧を調整するには、電磁石
に供給される電流量を制御することにより、磁場の強度
を調整すればよい。即ち、大きな研磨圧を必要とする場
合には、ポリシャ11に含有されている磁性体粒子12
を、より大きな力で引き付けるために、大きな電流を電
磁石50に供給すればよい。これとは逆に、小さな研磨
圧を必要とする場合には、小さな電流を電磁石50に供
給すればよい。
【0024】尚、ポリシャ11の中央部分の変形が著し
いのは、電磁石50により印加される磁場が、ポリシャ
11の中央部分で最も強くなり、ここから離れるに従っ
て次第に弱くなるためである。
【0025】このように、本実施の形態に係る研磨装置
によれば、加工物Aの表面形状に応じて、ポリシャ11
の作業面の曲率と研磨圧を変えることができるため、あ
らゆる曲率のレンズに対して、良好な仕上げ研磨加工を
施すことができる。その際、ポリシャ11の作業面に摺
り合せ処理を施す必要がないのはいうまでもない。ま
た、ポリシャ11の変形により作業面の面積を自在に変
えることができるため、様々な大きさの加工物Aの研磨
加工に本研磨装置を適用することができる。また、電磁
石50の鉄心52a、52bの形状を変更すれば、ポリ
シャ11の作業面が、曲率に勾配のある非曲面とするこ
とも可能であるので、本研磨装置は、非球面レンズ等の
仕上げ研磨加工にも適用することができる。尚、遊離砥
粒を保持するための溝やピットをポリシャ11の表面に
形成しておけば、より一層効果的である。
【0026】また、使用するポリシャ11の径は、加工
物Aの径のおよそ2倍程度であればよいので、装置自体
が巨大化することはない。
【0027】また、本研磨装置を研磨加工工程に導入す
れば、ポリシャ11の作業面の摺り合せ処理が不要とな
ることに伴う経済面の効果、即ち生産効率の向上と製造
コストの低減を達成するができる。
【0028】ところで、本実施の形態では電磁石50を
使用しているが、これに換えて永久磁石を使用しても構
わない。但し、永久磁石を使用する場合には、印加され
る磁場の方向と強度を制御するための機構を別途設ける
必要がある。例えば、永久磁石をポリシャ11に近付け
る方向によって磁場の方向が定まることと、ポリシャ1
1と永久磁石との間隔によってポリシャ11の周辺の磁
場の強度が定まることを利用するならば、ポリシャ11
に対して永久磁石を移動させる機構等を設けて、永久磁
石とポリシャ11との位置関係を制御すればよい。
【0029】
【発明の効果】本発明に係る研磨装置によれば、ポリシ
ャの作業面が加工物の表面形状に倣って適宜変形するた
め、ポリシャの作業面に面出し処理を施さなくとも、あ
らゆる曲率のレンズに対して、良好な仕上げ研磨加工を
施すことができる。そして、加工物の材質や表面形状に
応じて研磨圧を微調整すれば、より良好な仕上げ研磨加
工を施すことができる。
【0030】また、本研磨装置は、大型のポリシャを必
要としないので、装置自体が大型になることがない。
【0031】また、本研磨装置を研磨加工工程に導入す
れば、ポリシャの作業面の面出し処理が不要となること
に伴う経済面の効果、即ち生産効率の向上と製造コスト
の低減を達成するができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一態様に係る研磨工具の部分断
面図である。
【図2】磁場の中における、本発明の実施の一形態に係
る研磨工具のポリシャの変形を説明するための図であ
る。
【図3】本発明の実施の一態様に係る研磨工具の内部に
形成される磁区構造を説明するための図である。
【図4】磁化の中における、本発明の実施の一態様に係
る研磨工具のポリシャの変形を説明するための図であ
る。
【図5】本発明の実施の一態様に係る研磨装置の構成を
説明するための図である。
【図6】従来の研磨工具の部分断面図である。
【図7】従来の研磨装置の構成を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
10…台皿 11…ポリシャ 12…磁性体粒子 50…電磁石

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】研磨材と加工物の表面とを摺動させて前記
    加工物の表面を研磨する研磨装置であって、 磁界から与えられる力によって前記加工物の表面の形状
    に倣って変形する前記研磨材と、 前記研磨材に前記力を与える磁場を印加する印加手段と
    を備えることを特徴とする研磨装置。
  2. 【請求項2】研磨材と加工物の表面とを摺動させて前記
    加工物の表面を研磨する研磨装置であって、 混入された磁性体粒子に与えられる力によって前記加工
    物の表面の形状に倣って変形する前記研磨材と、前記磁
    性体粒子に前記力を与える磁場を印加する印加手段とを
    備えることを特徴とする研磨装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の研磨装置であって、 遊離砥粒として供給された磁性体粒子を吸着する磁極が
    前記研磨材の表面に形成されるように、前記研磨材に混
    入された磁性体粒子は、所定の方向の磁性を有すること
    を特徴とする研磨装置。
JP8054887A 1996-03-12 1996-03-12 研磨装置 Pending JPH09248749A (ja)

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JP8054887A JPH09248749A (ja) 1996-03-12 1996-03-12 研磨装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002068217A1 (fr) * 2001-02-27 2002-09-06 Sachiko Kodama Afficheur de forme cubique
CN110064997A (zh) * 2019-06-05 2019-07-30 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 用于薄壁异形曲面的磁致固态流变效应抛光装置及方法

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WO2002068217A1 (fr) * 2001-02-27 2002-09-06 Sachiko Kodama Afficheur de forme cubique
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