JPH0947950A - プリズム研磨治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリズム加工工数の削減によるコストダウ
ン、貼付け、剥離回数の低減によるキズ発生確率の低
減、治具の貼付け基準面の鏡面仕上げを可能にすること
による製品の角度精度の向上、治具の汎用性の向上によ
る管理整理の容易化、治具精度の保証を実現できるプリ
ズム研磨治具の提供。 【解決手段】 平滑な基準面を有したベースと、該ベー
スの基準面上に着脱可能にネジ止め固定され且つ上記基
準面に対して所定の角度を有した傾斜面を備えた貼付け
用ブロックとから成るプリズム研磨治具において、上記
貼付け用ブロックには、底面と側面の一つに夫々ネジ穴
を備え、該ネジ穴を選択して基準面上にネジ固定するこ
とにより、上記基準面に対する上記傾斜面の傾斜角度を
変化させることを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリズム研磨治具に
関し、特に、高精度な角度精度でプリズムを研磨仕上げ
する際に用いる研磨用治具に関する。更に詳しくは、研
磨工程に用いる治具の個数を減らすと共に、研磨回数、
ワークの貼付け、剥離回数を減少させることにより、生
産性の向上、品質の向上を図ることができるプリズム研
磨治具に関する。

【０００２】

【従来技術】最近では、光磁気ディスク、ＣＤ、ＭＤ等
の光学系記録媒体を用いた記録再生装置が数多く製品化
され、またそれらの小型化が急速に進められている。こ
のように小型の光学系記録再生装置に用いられる光学部
品は、従来の光学部品と比較して格段に厳しい精度が求
められており、それに伴って部品製造に用いる加工用治
具の精度不良に起因した部品精度の低下が問題となって
きている。このような光学部品の一つとして光ディスク
等の記録再生装置に用いられる直角プリズムがあり、こ
の直角プリズムのうち端面形状が二等辺直角三角形以外
の直角三角形プリズムは、従来から図３に示したごとき
加工手順により製作されている。

【０００３】まず、図３(a) に示すワーク切り出し工程
において、光学ガラス、結晶材料等のプリズム用硝材の
原材料ブロック体を、最終的に得ようとする直角プリズ
ムの形状に近い略三角柱状に切り出す。切り出し手段と
しては、図示しない硝材用切断機を用い、硝材１の形
状、寸法が研磨加工に適した状態となるように初期の加
工を施す。次に、図３(b) の底面研削工程では、上面に
Ｖ溝２（貼付け基準面）を有した底面研磨用治具３を用
いてプリズム用硝材を固定した上で、底面に相当する面
を研削加工する。即ち、まずプリズム用硝材をＶ溝内面
に接着固定する為の貼付け用ワックス（冷却固化型接着
剤）を十分に溶融させる為に、予め底面研磨用治具３を
図示しないホットプレ−トにて所要温度にまで加熱した
上で、Ｖ溝２内に上記貼付け用ワックスを塗布する。続
いて、加熱されて接着力を獲得したワックスを塗布した
Ｖ溝内にプリズム用硝材を図示のごとき姿勢で着座させ
て固定し、室温での冷却後図示しないロ−タリ−平面研
硝材盤にてプリズム用硝材の底面１ａを研削し平坦にす
る。研削の終了後、プリズム用硝材１をＶ溝２内から剥
離して取り出し、Ｖ溝内面とプリズム用硝材１に夫々付
着したワックスの洗浄、乾燥を行う。

【０００４】次に、図３(c) の第２面研磨工程では、第
２面研磨治具５の上面の溝部６（貼付け基準面）内に上
記(b) の工程と同様の手順にてワックスを塗ってから、
被研磨面である第２面１ｂが上向きとなるような姿勢に
硝材１を位置決め固定し、プリズムの第２面１ｂを研磨
する。プリズムの研磨は、ロ−タリ−平面研削盤による
研削の後に、ラッピングマシンによるラッピング、ポリ
ッシングマシンによるポリッシュの順に進められる。第
２面の研磨完了後に、プリズム硝材１の剥離、ワックス
の洗浄、乾燥が行われることは上記と同様である。

【０００５】第３面１ｃの研磨は、第２面の場合と同じ
治具５を用いて同様の手順にて実行される（(d) ）。第
３面の研磨完了後にも、プリズム硝材１の剥離、ワック
スの洗浄、乾燥が行われる。つまり、プリズム硝材１の
第２面と、第３面の各研磨工程では、プリズム硝材の貼
付けによる固定−研削・研磨−剥し−洗浄−乾燥の一連
の工程が合計２回行われることとなる。最後に図３(e)
の最終研磨工程では、最終研磨治具１０上に形成された
任意角度の傾斜面を有したＶ溝１１（貼付け基準面）内
に、(d) 工程で得られた硝材１の第２及び第３面を貼付
け、上向きとなった底面１ａに対して最終研磨を施す。
この最終研磨工程の結果として、３つの角部を任意の角
度に形成する作業が完了する。上記のごとき手順を踏む
従来の加工方法には、次のごとき欠点がある。

【０００６】まず、上記第２面、及び第３面研磨工程に
てプリズム硝材１の直角部の角度精度を±５’程度の良
好値に維持にするため、プリズム硝材底面１ａを第２面
研磨治具５の貼付け基準面（溝部６）に密着させた上で
研削加工を行い、底面研削後に、硝材の他の２つの角部
の各角度を４５°に成形することにより、その結果とし
て、間接的に直角部についての９０°の角度精度を確立
していた。このため、工数が増大すると共に、直角部の
角度精度の確保が困難であった。また、上記従来方法で
は、硝材１と治具３、５との貼付け、剥しの回数が４回
となるため、明らかに工数、手間が増大し、その結果、
治具と硝材との接触時にキズ等が増大するという欠点が
あった。更に、(c) (d) (e) の各研磨工程では、合計３
回貼付け、隔離が行われ、この３つの工程における貼付
け回数の多寡が寸法精度に影響を及ぼす要因となるが、
貼付け時における位置決め誤差の積み重ね回数が多い分
だけ、最終製品に残る寸法誤差が大きくなるという欠点
がある。

【０００７】また、上記従来方法では、作製しようとす
るプリズムの形状に合わせて、最終研磨治具１０の設計
手配が必要であったが、設計手配、治具の管理等の為の
手間が大変であり、改善が求められていた。また、各治
具は、汎用性が狭い為に、多種類、多サイズのプリズム
を製造せんとする場合には、治具の品数が増大し、管理
整理が大変であった また、従来の研磨治具３、５、１０はいずれもプリズム
硝材１を嵌合固定するためのＶ形状等の溝部を貼付け基
準面としているが、治具の命である貼付け基準面の角度
精度（治具の上面或は底面と、貼付け基準面との間の角
度）を測定評価する手段としては、測定精度の低い機械
的方法による三次元測定器（ｘ，ｙ，ｚ軸に沿って夫々
移動する３つの測定端子を有する測定器）だけしか使用
できなかった。即ち、現在の研磨技術では、Ｖ溝状の貼
付け基準面を高精度の鏡面状に研磨仕上することは不可
能である為、Ｖ溝状の貼付け基準面を採用した治具に関
して、オートコリメータ等の光学的測定器により貼付け
基準面の角度精度を光学的に高精度に測定することは不
可能であった。

【０００８】近年、プリズム製造業者が、客先より提示
される購入希望価格には非常にきびしいものもあり、コ
ストの低減が製造業者の生き残りにとって急務である。
このような背景の元には、プリズム加工における工数削
除も避けられない課題となっている。しかし、上記従来
の加工手順を踏襲する限りは、コスト的に不利となるこ
とはあきらかである。従って、コスト（工数）を少しで
も削減する新加工方法の開発が強く望まれていたところ
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、プリズム加工工数の削減によるコ
ストダウン、貼付け、剥離回数の低減によるキズ発生確
率の低減、治具の貼付け基準面の鏡面仕上げを可能にす
ることによる製品の角度精度の向上、治具の汎用性の向
上による管理整理の容易化、治具精度の保証を実現でき
るプリズム研磨治具を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為、請
求項１記載の発明は、平滑な基準面を有したベースと、
該ベースの基準面上に着脱可能にネジ止め固定され且つ
上記基準面に対して所定の角度を有した傾斜面を備えた
貼付け用ブロックとから成るプリズム研磨治具におい
て、上記貼付け用ブロックには、底面と側面の一つに夫
々ネジ穴を備え、該ネジ穴を選択して基準面上にネジ固
定されることにより、上記基準面に対する上記傾斜面の
傾斜角度を変化させることを可能としたことを特徴とす
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記貼付け用ブロ
ックを上記ベースの基準面上に配列してネジ固定可能と
したことを特徴とする。請求項３記載の発明は、一つの
上記貼付け用ブロックにより同時に複数個のワークを支
持して同時に加工を施すことができるように構成したこ
とを特徴とする。請求項４記載の発明は、上記複数個の
貼付け用ブロックを連結して一体構造とし、この一体構
造の貼付け用ブロックを一括して上記ベース上に着脱固
定するように構成したことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示した
実施例に基づいて説明する。図１(a) 及び(b) は本発明
の一実施例のプリズム研磨治具の構成を示す正面図及び
右側面図であり、この治具２０は、上面に平滑面状のベ
ース側基準面２１ａを有したべ−ス２１と、ベース側基
準面２１ａにネジ２３により着脱自在に固定される貼付
け用ブロック２２とを有する。貼付け用ブロック２２
は、所定の角度を有した傾斜面（貼付け基準面）２４を
有すると共に、２つの直交し合うネジ穴２５、２６を有
する。後述するように、ベース２１側のネジ孔２７から
挿入したネジ２３をいずれかのネジ穴２５、２６に螺合
することにより、傾斜面２４の位置（基準面２１ａに対
する角度）を２つの状態に変更することができる。な
お、この実施例では、ネジ穴２５をブロックの底面に設
けると共に、他のネジ穴２６を該底面と隣接する一つの
側面に形成している。また、貼付け基準面としての傾斜
面２４はＶ溝状ではなく、貼付け用ブロックの角部を直
線状に切欠くことにより得られた平坦面であり、この傾
斜面２４は鏡面仕上げすることができるため、オートコ
リメータの如き光学的測定装置により、傾斜角度を高い
精度で測定することが可能となる。

【００１３】以下、上記プリズム研磨治具を用いた直角
プリズム（非二等辺三角形）の加工方法を図２に基づい
て説明する。図２は本発明の研磨治具を用いたプリズム
加工手順を示す工程図であり、図２(a) に示すワーク切
り出し工程において、光学ガラス、結晶材料等のプリズ
ム用硝材の原材料ブロック体を、最終的に得ようとする
直角プリズムの形状に近い略三角柱状に切り出す。切り
出し手段としては、図示しない硝材用切断機を用い、硝
材３０の形状、寸法が研磨加工に適した状態となるよう
に初期の加工を施す。

【００１４】次に、図２(b) の底面研磨工程では、上面
にＶ溝２（貼付け基準面）を有した底面研磨用治具３を
用いてプリズム用硝材を固定した上で、底面に相当する
面を研磨加工する。即ち、まずプリズム用硝材をＶ溝２
内面に接着固定する為の貼付け用ワックス（冷却固化型
接着剤）を十分に溶融させる為に、予め底面研磨用治具
３を図示しないホットプレ−トにて所要温度にまで加熱
した上で、Ｖ溝２内に上記貼付け用ワックスを塗布す
る。続いて、加熱されて接着力を獲得したワックスを塗
布されたＶ溝内にプリズム用硝材を図示のごとき姿勢で
着座させて固定し、冷却後図示しないロ−タリ−平面研
硝材盤にてプリズム用硝材の底面（第１面）３０ａを研
削し平坦にしてから、ラッピングマシンによるラッピン
グ、ポリッシングマシンによるポリッシュの順に研磨を
行う。研磨の終了後、プリズム用硝材（ワーク）３０を
Ｖ溝２内から剥離して取り出し、Ｖ溝２内面とプリズム
用硝材３０に夫々付着したワックスの洗浄、乾燥を行
う。以上の研磨工程は、上記従来例の場合とは異なり、
底面３０ａを研磨する工程であるが、使用する治具は従
来例図３(b) の場合と同様である。

【００１５】本発明の更に特徴的な構成は、一つの貼付
け用ブロック２２に設けた平坦面状の傾斜面２４に図２
(a) の工程で得られたプリズム用硝材３０を貼付けた状
態で第２面の研磨を行い、続いて異なったネジ穴を用い
て貼付け用ブロック２２の取付け角度を変更した上で第
３面の研磨を行うようにした点にあり、第２面と第３面
の各加工間に於てプリズム用硝材３０の剥離と、貼付け
直しは行われない。以下、詳細に説明する。

【００１６】まず、図２(c) の第２面研磨工程では、第
２のネジ穴２５を用いて貼付け用ブロック２２を基準面
２１ａ上に固定した状態で、傾斜面２４に上記(b) の工
程と同様の手順にてワックスを塗ってから、被研磨面で
ある第２面３０ｂが上向きとなるような姿勢に硝材３０
の第１面３０ａを傾斜面２４に位置決め固定して貼合せ
た上で、プリズムの第２面３０ｂを研磨する。プリズム
の研磨は、ロ−タリ−平面研削盤による研削の後に、ラ
ッピングマシンによるラッピング、ポリッシングマシン
によるポリッシュの順に進められる。第２面の研磨完了
後に、プリズム硝材３０の剥離、乾燥が行われることは
上記と同様である。

【００１７】第３面３０ｃの研磨は図２(d) に示すよう
に、硝材３０を傾斜面２４にそのまま貼り付けた状態
で、ベース基準面２１ａに対する貼付け用ブロック２２
の取付け角度を９０度回転させた上で、ネジ穴２６を用
いてベース２１に貼付け用ブロックをネジ止め固定した
後で行われる。研磨の手順は、第２面の場合と全く同様
の手順である。第３面の研削−研磨完了後に、プリズム
硝材１の剥離、乾燥が行われる。

【００１８】本発明では、第２面の研磨作業と、第２面
３０ｂの研磨後に第３面３０ｃを研磨する作業時に、直
角部の角度を９０度に形成する作業と、他の２か所の角
部の角度を所望角度に形成する作業が同時に行われるよ
うにした点が特徴的であり、この結果、少ない工程数に
より、所望形状の直角プリズムを制作することが可能と
なる。つまり、プリズム硝材１の第２面と、第３面の各
研磨工程では、プリズム硝材の貼付けによる固定−第２
面の研削・研磨−貼付け用ブロックの取付け角度変更−
第３面の研削・研磨−乾燥といった一連の工程が実行さ
れることとなり、上記従来工法に比して大幅な工数削減
が実現されていることが明らかである。

【００１９】このプリズム研磨治具は次の如き利点を有
する。まず、従来の研磨治具を用いた方法に於ては、第
２面、及び第３面研磨工程にてプリズム硝材の直角部の
角度精度を±５’程度の良好値に維持にするため、プリ
ズム硝材底面を第２面研磨治具の貼付け基準面（溝部）
に密着させた上で研削加工を行い、底面研削後に、硝材
の他の２つの角部の各角度を４５°に成形することによ
り、その結果として、間接的に直角部についての９０°
の角度精度を確立していた。このため、工数が増大する
と共に、直角部の角度精度の確保が困難であった。これ
に対して、本発明のプリズム研磨治具を用いた加工方法
では、第１面の加工時に研削と研磨を実行するため、従
来最後に行われていたプリズム硝材の底面研磨工程が不
要となり、工数を削減できる。

【００２０】また、従来方法では、硝材１と各治具３、
５との貼付け、剥しの回数が４回となるため、明らかに
工数、手間が増大し、その結果、治具と硝材との接触時
にキズ等が増大するという欠点があった。更に、図３
(c) (d) (e) の各研磨工程では、合計３回貼付け、隔離
が行われ、この３つの工程における貼付け回数の多寡が
寸法精度に影響を及ぼす要因となるが、貼付け時におけ
る位置決め誤差の積み重ね回数が多い分だけ、最終製品
に残る寸法誤差が大きくなるという欠点があった。しか
し、本発明では、硝材と治具との貼付け、剥しの全回数
が４回→２回に削減でき、治具と硝材との接触時に生じ
るキズ等を大幅に減すことができた。また、製品の寸法
精度に影響を及ぼす工程である第２面、第３面の研磨工
程においては一回しか貼付けが行われないので、貼付け
時における位置決め誤差の積み重ねにより最終製品に残
る寸法誤差が最小限となる。

【００２１】また、上記のように従来方法では、図３
(c) (d) に示した第２面、第３面の研磨工程に於て、硝
材の２つの角部の角度を４５°に成形することにより間
接的に直角部を９０°の角度精度とすることが行われて
いたが、本発明のプリズム研磨治具による方法では、プ
リズムの直角部の直角精度は直接的な加工作業によって
実現され、しかも当該角度精度は専ら治具として用いる
貼付け用ブロックの傾斜面２４の精度に依存している。
更に、本発明に於ては、貼付け基準面となる傾斜面２４
を鏡面状に加工してその傾斜角度精度を光学的な測定装
置によってより正確に測定可能となっているので、その
結果として、当該精度の高い貼付け用ブロックを用いて
作成されるプリズムの角度精度を向上することが可能と
なる。

【００２２】また、上記従来の治具を用いた加工工程で
は、作製するプリズムの形状に合わせ、最終研磨治具の
設計手配が必要であったが、本発明のプリズム研磨治具
においては、作製するプリズムの形状、寸法合わせ、治
具の一部である貼付け用ブロックのみを交換するため
に、設計手配すればよい。しかも、一つの貼付け用ブロ
ック自体の汎用性が極めて広いものとなっている。従っ
て、治具の汎用性が向上し、治具の管理整理は、数種類
の貼付け用ブロックが主になり、容易になる。

【００２３】また、上述のように、貼付け用ブロックの
貼付け基準面となる傾斜面を鏡面加工することができる
ので、治具の命である傾斜面の角度精度を簡単で正確な
光学的測定方法で評価できる様になった。その結果、治
具の品質、精度の保証が可能となり、この治具を用いて
製作されるプリズムの角度精度を大幅に高めることが可
能となる。

【００２４】なお、ベース２１上の固定される貼付け用
ブロックは、１個以上の任意の個数を設置可能である
が、各貼付け用ブロックにより一時に搭載可能なプリズ
ムは一個に限るわけではなく、長尺なブロック構造とす
ることにより、同時に複数のプリズムを保持し、加工に
供することが可能となる。また、複数の貼付け用ブロッ
クを設置する場合には、各ブロックを連結一体化して取
付け角度の変更作業等（ブロックの着脱作業）を一括し
て行うようにすれば、個々のブロック毎に行う手間を省
いて作業性を向上できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プリズム
加工工数の削減によるコストダウン、貼付け、剥離回数
の低減によるキズ発生確率の低減、治具の貼付け基準面
の鏡面仕上げを可能にすることによる製品の角度精度の
向上、治具の汎用性の向上による管理整理の容易化、治
具精度の保証を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 及び(b) は本発明の一実施例のプリズム研
磨治具の構成を示す正面図及び右側面図。

【図２】(a) 乃至(d) は本発明の一実施例の研磨治具を
用いた加工方法による工程を示す図。

【図３】(a) 乃至(e) は従来の研磨治具を用いた加工方
法による工程を示す図。

【符号の説明】

１ プリズム硝材（ワーク）、１ａ 底面（第１面），
１ｂ 第２面、１ｃ 第３面、２ Ｖ溝（貼付け基準
面）、３ 底面研磨用治具、５ 第２面研磨治具、６
溝部（貼付け基準面）、１０ 最終研磨治具、１１ Ｖ
溝（貼付け基準面）、２０ 治具、２１ ベース、２１
ａ ベース側基準面，２２ 貼付け用ブロック，２３
ネジ，２４ 傾斜面（貼付け基準面），２５，２６ ネ
ジ穴，２７ネジ孔，３０ プリズム硝材（ワーク）、３
０ａ 底面（第１面），３０ｂ 第２面、３０ｃ 第３
面。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平滑な基準面を有したベースと、該ベー
   スの基準面上に着脱可能にネジ止め固定され且つ上記基
   準面に対して所定の角度を有した傾斜面を備えた貼付け
   用ブロックとから成るプリズム研磨治具において、 上記貼付け用ブロックには、底面と側面の一つに夫々ネ
   ジ穴を備え、該ネジ穴を選択して基準面上にネジ固定す
   ることにより、上記基準面に対する上記傾斜面の傾斜角
   度を変化させることを可能としたことを特徴とするプリ
   ズム研磨治具。
2. 【請求項２】 複数個の上記貼付け用ブロックを上記ベ
   ースの基準面上に配列してネジ固定可能としたことを特
   徴とする請求項１記載のプリズム研磨治具。
3. 【請求項３】 一つの上記貼付け用ブロックにより同時
   に複数個のワークを支持して同時に加工を施すことがで
   きるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記
   載のプリズム研磨治具。
4. 【請求項４】 上記複数個の貼付け用ブロックを連結し
   て一体構造とし、この一体構造の貼付け用ブロックを一
   括して上記ベース上に着脱固定するように構成したこと
   を特徴とする請求項１記載のプリズム研磨治具。