JPH1086050A - 研磨工具 - Google Patents

研磨工具

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JPH1086050A
JPH1086050A JP24817796A JP24817796A JPH1086050A JP H1086050 A JPH1086050 A JP H1086050A JP 24817796 A JP24817796 A JP 24817796A JP 24817796 A JP24817796 A JP 24817796A JP H1086050 A JPH1086050 A JP H1086050A
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JP
Japan
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polishing
polished
sheet
polishing head
pads
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JP24817796A
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English (en)
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Masaki Shimizu
正樹 清水
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被研磨面の面形状に拘わらず被研磨面の全体
にわたって均等に研磨することができる研磨工具を提供
する。 【解決手段】 基軸部1の先端にユニバーサルジョイン
ト3を介して連結された研磨ヘッド2の先端面2bに
は、その中心軸l2に対して等距離かつ等角度間隔で研
磨パッド11が3個設けられている。これら研磨パッド
11は、被研磨物15の被研磨面16に、その面形状に
拘わらず、ほぼ同じ圧力をもって同時に接触する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被研磨物の表面に
研磨剤を擦りつけてこれを研磨するための研磨工具に関
し、特に、研磨剤を擦りつけるための研磨ヘッドがユニ
バーサルジョイントによって基軸部に連結された構造を
有する研磨工具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学ガラスレンズ等の表面を研磨
する研磨機には、図6に示される構成を備えた研磨工具
Aが用いられていた。図6において、研磨工具Aは、研
磨機のスピンドル装置に接続される円柱状の基軸部1
と、ユニバーサルジョイント3によって基軸部1の先端
に連結された研磨ヘッド2と、この研磨ヘッド2の先端
面に接着された円盤状のクッション部材4と、このクッ
ション部材4の外表面に積層された円板状の研磨シート
5とから、構成されている。ここに、研磨ヘッド2は、
この研磨ヘッド2を下に向けて基軸部1の中心軸を鉛直
方向に向けた場合に、その中心軸l2が基軸部1の中心
軸l1に対して同軸となるように、バランス取りがなさ
れている。
【0003】図7は、上述した研磨工具Aを用いて非球
面レンズの表面を研磨する作業の説明図である。図7に
示されるように、研磨作業においては、まず、基軸部1
が非球面レンズの表面(被研磨面)6へ向けて降下し
て、研磨ヘッド2を被研磨面6に押し付ける。すると、
被研磨面6の面形状の低周波数成分に対しては、被研磨
面6の傾きに追従して研磨ヘッド2自体がユニバーサル
ジョイント3によって傾き、被研磨面6の面形状の高周
波数成分に対しては、被研磨面6の形状に追従しクッシ
ョン部材4が変形する。その結果、研磨シート5が被研
磨面6に密着することとなる。
【0004】次に、図示せぬスピンドル装置が基軸部1
を回転させる。すると、研磨ヘッド2はユニバーサルジ
ョイント3によってその姿勢を保ちつつ回転駆動され
る。そして、クッション部材4は、この研磨ヘッド2の
回転に伴って、その回転により相対移動する被研磨面6
の形状変化に追従して圧縮・膨張を繰り返す。従って、
研磨シート5は、常時被研磨面6に密着し続けられる。
この時、研磨シート5と被研磨面6との間に研磨剤が供
給されるので、研磨シート5は、その全面に亘って略均
一圧力にて研磨剤を被研磨面6に擦りつける。その結
果、被研磨面6が均等に研磨されるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の研磨工
具Aは、以下に説明する問題を有していた。すなわち、
被研磨面6の凹凸が小さい場合には、クッション部材4
と研磨シート5の有する弾性が被研磨面6の面形状に追
従可能であるので、上述したように、研磨シート5がそ
の全体に亘って被研磨面6に接触する。
【0006】ところが、被研磨面6の凹凸が大きい場合
(即ち、被研磨面6の面形状の振幅の絶対量が大きい場
合),あるいは凹凸が複雑な場合(即ち、被研磨面6の
面形状の振幅が波長に比して大きい場合)には、クッシ
ョン部材4と研磨シート5の有する弾性が被研磨面6の
面形状に追従しきれなくなる。従って、図8に示される
ように、被研磨面6の面内に研磨シート5が強く圧接さ
れる部位と弱く接触される部位との分布が発生してしま
う場合があるのである。また、被研磨面6の面形状によ
っては、研磨シート5が接触しない部位が発生してしま
う場合もあり得る。このような場合においては、被研磨
面6の研磨量が部位によって区々となるので、研磨作業
後の被研磨面6の仕上がりにムラが生じてしまう問題が
あった。さらに、これが進行すると、部分的な研磨過多
によって被研磨面6の面形状を崩してしまう問題も生じ
る。
【0007】本発明は、上述した問題に鑑みなされたも
のであり、被研磨面の面形状に拘わらず被研磨面の全体
にわたって均等に研磨することができる研磨工具を提供
することを、課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による研磨工具
は、上述した課題を解決するために以下の構成を採用す
る。すなわち、本発明による研磨工具は、研磨機のスピ
ンドル装置に接続される円柱状の基軸部と、ユニバーサ
ルジョイント3によって前記基軸部の先端に連結された
研磨ヘッドと、この研磨ヘッドの先端面上に、この研磨
ヘッドの中心軸に対して等距離且つ等角度間隔をおいて
設けられた3個の凸状の研磨パッドとを備えたことを特
徴とする。
【0009】本発明による研磨工具によれば、被研磨物
の研磨作業において、研磨ヘッドの中心軸に対して等距
離且つ等角度間隔で3つ設けられた研磨パッドが、被研
磨物の研磨面に、その面形状に拘わらず、ほぼ同じ圧力
をもって接触する。
【0010】ここに、凸状の研磨パッドの具体的形状と
しては、例えば、球面の一部を外面とする形状、卵型の
一部をなす形状等が挙げられるが、半球状とするのが好
ましい(請求項7)。
【0011】また、研磨パッドは、凸状の弾性体から構
成されても良いし(請求項3)、凸状の弾性体とこの弾
性体を個別に被覆する研磨シートとから構成されても良
い(請求項4)。ここに、弾性体の材質には、シリコン
ゴムが用いられても良い(請求項5)。また、研磨シー
トの材質には、ビニルシートが用いられても良い(請求
項6)。
【0012】前記研磨ヘッドの先端面側全体を前記各研
磨パッドを含めて被覆する着脱自在の研磨シートがさら
に備えられても良い(請求項2)。この場合には、研磨
剤の変更に応じて研磨シートの種類を容易に変更するこ
とができる。この場合における研磨パッドは、弾性体と
研磨シートとからなるものであっても良いが、凸状の弾
性体のみから形成されていても良い(請求項3)。な
お、研磨シートの厚さは、例えばビニルシートを用いる
場合には、0.3〜0.5mmとするのが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。
【0014】
【実施形態1】 <研磨工具の構成>図1は、本発明の第1の実施形態に
よる研磨機の研磨工具10を示す側面図であり、図2
は、研磨工具10の下面図である。
【0015】これら各図に示されるように、この研磨工
具10は、その基端部が図示せぬ研磨機本体のスピンド
ル装置に接続された基軸部1と、ユニバーサルジョイン
ト3を介して基軸部1の先端に連結された傾動軸14
と、この傾動軸14の先端にその背面2aの中心部が接
続された研磨ヘッド2と、この研磨ヘッド2の先端面2
bに設けられた3つの半球状の研磨パッド11とから、
構成されている。
【0016】基軸部1は横断面円形の形状を有してお
り、図示せぬ研磨機本体に搭載されたスピンドル装置に
よって、その中心軸l1を回転軸として回転する。この
基軸部1の先端は二股状に分かれている。
【0017】基軸部1の先端における二股状に分かれた
部分の間には、ユニバーサルジョイント3を構成する回
転部材3aが、その回転軸を基軸部1の中心軸l1と直
交する方向に向けて、基軸部1に対して回転自在に枢支
されている。また、この回転部材3aの中心(その回転
軸と基軸部1の中心軸l1との交点)には、回転部材3
aの回転軸と直交する方向を向いた直交軸3bが設けら
れている。
【0018】傾動軸14の基端も二股状に分かれてい
る。この二股状に分かれた傾動軸14の先端の間には、
上述の回転部材3aが、直交軸3bを介して回転自在に
介在している。従って、この傾動軸14は、このように
構成されたユニバーサルジョイント3の機能に因り、基
軸部1に対してあらゆる方向に傾斜自在であり、どのよ
うな方向に傾斜した状態においても、基軸部1の回転が
伝達されて回転する。
【0019】研磨ヘッド2は、スピンドル1の外径より
やや大きい外径を有する円板状に形成されている。この
研磨ヘッド2は、傾動軸14の先端に、この傾動軸14
と同軸に固定されている。従って、基軸部1の先端を重
力方向に向けた状態で研磨ヘッド2を宙吊りにした場合
には研磨ヘッド2の中心軸l2と基軸部1の中心軸l1
が同軸となるように、研磨ヘッド2のバランスがとられ
ている。
【0020】各研磨パッド11は、図1に示されるよう
に、半球状に形成されており(凸状に相当)、その外面
が半球面となっている。また、各研磨パッド11は、同
一寸法で形成されており、研磨ヘッド2の下面2bにお
いて、研磨ヘッド2の中心軸l2に対して等距離且つ等
角度間隔をおいてそれぞれ接着されている。すなわち、
各研磨パッド11は、それぞれの中心が研磨ヘッド2の
中心を重心とする仮想の正三角形の各頂点位置に一致す
る状態で、配置されている。
【0021】図3は、研磨パッド11の構成を示す縦断
面図(中心軸l2を含む断面図)である。図3におい
て、研磨パッド11は、パッド部12とこのパッド部1
2の表面を覆う研磨シート13とから構成されている。
パッド部12は、弾性を有する半球状のシリコンゴムか
らなる。また、研磨シート13は、パッド部12の外面
全体を被覆する半球状の形状に形成された厚さ約0.4
mmのビニルシートからなり、パッド部12に密着して
接着されている。この研磨シート13の外表面には、研
磨時において供給される研磨材を保持するために、微細
な溝模様(図示略)が多数形成されている。
【0022】以上のように、パッド部12及び研磨シー
ト13はともに弾性を有する材料から構成されている。
従って、各研磨パッド11は、光学ガラスレンズ等の被
研磨物15の研磨面16(図4参照)に圧接されると、
自身の保有する弾性によって変形し、研磨面16に対し
て円形の接触面にて面接触する。 <研磨工具の作用>図4は、第1実施形態による研磨工
具10を用いた研磨作業の説明図である。この研磨作業
においては、最初に、光学ガラスレンズ等の被研磨物1
5が適宜の位置に配置される。次に、図示せぬ研磨機
は、被研磨物15の被研磨面16に対して研磨工具10
を降下させる。すると、各研磨パッド11が順番に被研
磨面16に接触するとともに、その間に、被研磨面16
の面形状に応じて研磨ヘッド11が何れかの方向へ傾斜
する。ここで、被研磨面16に接触する研磨パッド11
が3個であることから、被研磨面16がどのような形状
であっても、最終的に、全ての研磨パッド11が同時に
被研磨面16に接触する。そして、図示せぬ研磨機は、
全ての研磨パッド11が夫々被研磨面16に対して所定
範囲の圧力をもって接触した時点で、研磨工具10の降
下を停止する。このとき、各研磨パッド11は、上述し
たように円形の接触面形状をもって被研磨面16に面接
触する。
【0023】次に、研磨機は、各研磨パッド11と研磨
面16との接触部位近傍に研磨剤を供給しつつ、図示せ
ぬスピンドル装置を駆動させることによって基軸部1を
回転させる。従って、研磨ヘッド2が、基軸部1の回転
に連動して回転する。すると、各研磨パッド11が研磨
剤を被研磨面16に擦り付けることによって、研磨面1
6が研磨される。なお、この回転の間に各研磨パッド1
1が通過する軌道上に凹部又は凸部がある場合には、各
研磨パッド11がこの凹部又は凸部の形状に沿って移動
するように、研磨ヘッド2の傾斜方向が適宜振れる。そ
の結果、各研磨パッド11は、常時被研磨面16に接触
し続ける。
【0024】研磨機は、このように研磨ヘッド2を回転
させつつ、基軸部1をその中心軸l 1に直交する方向へ
間欠的に移動させる。このとき、一回あたりの移動量n
は、各研磨パッド11の円形の接触面の外径mよりも小
さく設定する。なお、研磨剤は、回転状態にある各研磨
パッド11近傍に連続的に供給されるが、各研磨パッド
11の間隙に入り込むことができるため、各研磨パッド
11に良く絡む。
【0025】なお、基軸部1の移動によって被研磨物1
5の研磨面16の傾斜方向が大きく変化する場合には、
その傾斜方向の変化に従って、ユニバーサルジョイント
3によって研磨ヘッド2が適宜の方向に傾く。従って、
常に3個の研磨パッド11が被研磨面16に面接触す
る。すなわち、各研磨パッド11が安定した状態で研磨
面16に面接触する。また、基軸部1の移動によって基
軸部1と被研磨面16との間の距離が変化する場合に
は、研磨機は、基軸部1をその中心軸l1の方向へ移動
させて、基軸部1の移動によって基軸部1と被研磨面1
6との間の距離が一定になるように調整する。その結
果、各研磨パッド11が被研磨面16に接触する圧力
は、常に同一となる。さらに、各研磨パッド11は半球
状の形状を有しているため、研磨ヘッド2の傾きによっ
て、各研磨パッド11がつぶれた状態になることはな
い。このようにして、被研磨物15の被研磨面16全体
が研磨されると、研磨作業が終了する。
【0026】本実施形態による研磨工具10によると、
被研磨面16が複雑な凹凸や大きな凹凸を有する面形状
であっても、研磨ヘッド2の先端面2bに設けられた3
つの研磨パッド11が同時に被研磨面16に面接触する
ため、各研磨パッド11がほぼ同じ圧力をもって被研磨
物15の被研磨面16に接触し、被研磨面16を研磨す
る。このため、被研磨面16全体を均一な研磨量をもっ
て研磨することができる。
【0027】従って、全面にわたって同じ品質を有する
被研磨面16が形成された被研磨物15を得ることがで
きる。すなわち、適正な非球面等を有する光学ガラスレ
ンズ等を得ることができる。
【0028】なお、被研磨面16の凹凸が複雑過ぎる場
合や大き過ぎる場合であっても、この被研磨面16の面
形状に応じて研磨パッド11の半径や各研磨パッド11
の間隔を設定することにより、研磨パッド11が接触せ
ず未研磨状態となる部位をなくすことができる。
【0029】
【実施形態2】図5は、本発明の第2の実施形態による
研磨工具10の一部断面側面図である。
【0030】図5に示されるように、第2の実施形態に
よる研磨工具10を構成する基軸部1,ユニバーサルジ
ョイント3,傾動軸14,研磨ヘッド2,及びパッド部
12の構造は、第1実施形態のものと全く同じであるの
で、その説明を省略する。
【0031】但し、第2の実施形態においては、各パッ
ド部12は、個別に半球状の研磨シート13によって覆
われていない。その代わり、研磨ヘッド2の先端面2b
側全体は、3個のパッド部12を含み、膜状のナイロン
布シートである研磨シート18によって覆われている。
この研磨シート18は、リング状部材19によって、研
磨ヘッド2の外周面に着脱自在に取り付けられている。
【0032】従って、本第2実施形態によると、研磨シ
ート18の種類を研磨剤の変更や研磨シート18の劣化
に応じて容易に取り替えることができる。
【0033】
【発明の効果】本発明の研磨機によれば、研磨ヘッドの
下面に3つ設けられた研磨パッドが、被研磨面の面形状
に拘わらず、ほぼ同じ圧力をもって常に同時に被研磨面
に接触するため、被研磨面を全体にわたって均等に研磨
することができる。従って、その全体にわたって同一の
品質を有する研磨面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態による研磨工具を示す
側面図
【図2】 図1に示した研磨工具の研磨ヘッドの端面図
【図3】 図1に示した研磨工具の研磨パッドの構成を
示す断面図
【図4】 図1に示した研磨工具を使用した研磨作業の
説明図
【図5】 本発明の第2実施形態による研磨工具の一部
断面側面図
【図6】 従来例の説明図
【図7】 従来例の説明図
【図8】 従来例の説明図
【符号の説明】 1 基軸部 2 研磨ヘッド 3 ユニバーサルジョイント 10 研磨工具 11 研磨パッド 12 パッド部 13 研磨シート 14 傾動軸 18 研磨シート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】研磨機のスピンドル装置に接続される円柱
    状の基軸部と、 ユニバーサルジョイントによって前記基軸部の先端に連
    結された研磨ヘッドと、この研磨ヘッドの先端面上に、
    この研磨ヘッドの中心軸に対して等距離且つ等角度間隔
    をおいて設けられた3個の凸状の研磨パッドとを備えた
    ことを特徴とする研磨工具。
  2. 【請求項2】前記研磨ヘッドの先端面側全体を前記各研
    磨パッドを含めて被覆する着脱自在の研磨シートをさら
    に備えたことを特徴とする請求項1記載の研磨工具。
  3. 【請求項3】前記各研磨パッドは凸状の弾性体によって
    形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
    研磨工具。
  4. 【請求項4】前記各研磨パッドが、凸状の弾性体と、こ
    の弾性体を個別に被覆する研磨シートとからなることを
    特徴とする請求項1記載の研磨工具。
  5. 【請求項5】前記弾性体はシリコンゴムからなることを
    特徴とする請求項2又は4記載の研磨工具。
  6. 【請求項6】前記研磨シートはビニルシートからなるこ
    とを特徴とする請求項2又は4記載の研磨工具。
  7. 【請求項7】前記各研磨パッドは半球状に突出している
    ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の
    研磨工具。
JP24817796A 1996-09-19 1996-09-19 研磨工具 Withdrawn JPH1086050A (ja)

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