JPS5953153A - 球面状物体の研磨方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は球面状の研磨面を有する被研磨物を研磨する方
法、及び同装置に関するものである。

第１図は従来形の球面状物体の研磨装置の側面図、第２
図は同正面図を示す。

機械本体１の上に摺動テーブル２が設けられ、との摺動
テーブル２に支柱３が固定されている。

上記の支柱３に対して傾斜テーブル４が支軸１６によシ
回動自在に支承されている。１３は傾斜テーブル４を支
軸１６の回シに回動駆動するためのモータである。

前記の傾斜テーブル４の上にブラケット６を介してモー
タ５を取付け、同モータ５によシターンテーブル７を回
転駆動するように構成されている。被研磨物８は上記タ
ーンテーブル７の上に取シつけられる。

研磨ヘッド１０は油圧シリンダ９により本体１に対して
上下に駆動し得るように支承され、研磨工具１１を被研
磨物８に押し当てて回転若しくは振動せしめる。こうし
た状態でターンテーブル７を回転させなから摺動テーブ
ル２に送シを与えて研磨が行なわれる。このとき、変位
検出器１２によって研磨工具１１の変位を検量しながら
、研磨面にかかる荷重が一定になるように油圧シリンダ
９で研摩ヘッド１０全体を制御し、一方、研磨面に対し
て研磨工具１１の軸線を垂直に保つようにＮＣ制御若し
くは適応制御によって傾斜テーブル用モータ１３を作動
させて被研磨物８の姿勢を制御しつつ研磨が行なわれる
。

更に研磨精度を向上させるため、研磨ヘッド１０の上部
に揺動用モータ１４を設置し、コネクティングロッド１
５を介して研磨ヘッド１０に水平面内における一定振幅
の揺動往復矢印Ｖが与えられる。

以上に説明した従来技術に係る研磨装置及び研磨方法に
よって球面状物体の研磨を行なうと、前述の如く研磨ヘ
ッド１０に水平面内の揺動Ｖを与えることによシ研磨工
具１１の端部で研磨面にスクラッチを発生させるという
不具合がある。

本発明は上述の事情に鑑みて為され、研磨面にスクラッ
チを発生させる虞れなく高精度の研磨を行ない得る球面
状物体の研磨方法、及び研磨装置を提供することを目的
とする。

上記の目的を達成するため、本発明の研磨方法は、球面
状の研磨面を有する被研磨物を回転させながら研磨工具
に指触せしめ、かつ研磨工具の軸線が研磨面に対して垂
直に保たれるように制御しつつ、研磨面の全域を研磨す
るように被研磨物を球面に沿って回動させて行なう球面
状物体の研磨方法において、上記の回動よりも速い周期
で、かつ上記の回動よシも小さい振幅で、被研磨物を球
面に沿って揺動させることを特徴とする。

第３図は、上記の発明方法を実施するために・　３　・ 構成した本発明の球面状物体の研磨装置の一実施例を示
す。本実施例の装置は、第１図及び第２図に示した従来
形の研磨装置に本発明の装置を適用して改良したもので
、第１図及び第２図と同一の図面参照番号を附したブラ
ケット６゜ターンテーブル７、研磨ヘッド１０．及び研
磨工具１１は従来形装置におけると同様若しくは類似の
構成部材であシ、本実施例においてブラケット６を取付
けた傾斜テーブル４′は従来装置における傾斜テーブル
４に対応する部材である。

本発明装置は、被研磨物を取シつけて回転するターンテ
ーブルを傾斜テーブルに搭載し、上記の傾斜テーブルを
軸を中心として回動し得るごとく支承すると共に、該傾
斜テーブルを上記の軸の回りに回動せしめる駆動手段を
設けた球面状物体の研磨装置において、上記の回動駆動
手段は、研磨面の全域を研磨工具に指触せしめるために
必要々ストロークで傾斜テーブルを傾斜回動せしめると
共に、上記の傾斜回動よシも速い周期、小さい振幅で該
傾斜テーブルを揺動４　・ せしめるように構成したものであることを特徴とする。

本実施例の研磨装置（第３図）の詳細について次に述べ
る。

支柱２０により、ベアリング２１を介してシャフト１９
を軸心Ｘ　−Ｘ′の回りに回転自在なように支承する。

上記のシャフト１９に対してアーム３２を固着し、この
アーム３２に、後述する調節手段Ａを介して傾斜テーブ
ル４′を取シつける。これにより傾斜テーブル４′は一
定の中心軸Ｘ　−Ｘ′を中心として振子状に回動するこ
とができ、上記の回動に伴って傾斜テーブル４″面が傾
斜する。

上記の傾斜テーブル４′上にブラケット６を介してター
ンテーブル７を支承し、このターンテーブル７に被研磨
物８を取りつける。

Ｂは、シャフト１９の一端に設けた回動駆動手段で、シ
ャフト１９を回動せしめる。該シャフト１９の回動によ
シ傾斜テーブル４′がシャフト１９を中心として傾動せ
しめられる。第４図は上記の回動駆動手段Ｂを矢印Ｃ方
向に見た側面図である。

シャフト１９に対して傾斜用アーム２２を回動自在に支
承する。２３は支承用のベアリングである。

上記シャフト１９の端に部分ギヤ２４を固着し、前記の
傾斜用アーム２２に部分ギヤ２８を固着する。

本装置の固定部分に対してブラケット３５を介して傾斜
用モータ２９を固定し、該モータ２９の軸に固着したビ
ニオン３４を前記の部分ギヤ２８に噛合せしめる。

前記の傾斜用アーム２２にブラケット２７を介して揺動
用モータ２６を固定し、該モータ２６の軸に固着したビ
ニオン２５を前記の部分ギヤ２４に噛合せしめる。

これによシ、揺動用モータ２６を停止せしめた状態で傾
斜用モータ２９を回転させると傾斜用アーム２２がシャ
フト１９を中心として同シャフト１９と共に回動する。

又、傾斜用モータ２９を停止させた状態で揺動用モータ
２６を往復回動させると傾斜用アーム２２がシャフト１
９を中心として同シャフト１９と共に繰シ返して揺動す
る。

従って傾斜用モータ２９と揺動用モータ２６との両方を
上述のごとく作動させると、傾斜用アーム２２はシャフ
ト１９を中心にして回動と揺動との複合した運動をする
。これに伴い、傾斜用アーム２２に取付けた傾斜テーブ
ル４′、及びその上に搭載したターンテーブル７、並び
に、これに取シつけた被研磨物８はシャフト１９を中心
にして複合的な回動をする。その状態を第５図に示す。

第５図は研磨ヘッド１０の研磨工具１１に研磨面を指触
せしめつつターンテーブル７上の被研磨物８が回動する
状態を示し、８ａは球面状の研磨面の中心軸である。被
研磨物８がターンテーブル７と共に前述のようにして傾
斜角θだけ傾斜回動すると、図のごとく中心軸８αは８
α′位置まで傾き、これによシ研磨工具１１は半径Ｒの
区域内に指触して研磨面を研磨する。

被研磨物８はターンテーブル７に取シっけられて同ター
ンテーブルの軸心の回シに回転せしめられるので、前述
の半径Ｒの区域内の全域が研磨工具１１に指触して研磨
加工を受ける。

この状態で、更に前述のごとく傾斜テーブルの揺動が行
われると、研磨面の中心線８α・は揺動角度２α（片振
幅α）で揺動せしめられ、被研磨物８は実線で示した傾
斜角θの場合における標準位置３７を中心として破線で
示した位置３６と同３８との間で揺動する。

上記の角θの傾動、及び角αの揺動はシャフト１９を中
心にして行なわれる。従って、被研磨物８の球面状研磨
面の自車中心をシャフト１９の軸心Ｘ−Ｘ’にニ一致さ
せておく必要がある。このため、第３図に示した調節装
置Ａは、アーム３２と平行に回転自在に支承したスクリ
ュー５１にハンドル３３を固着すると共にナラ）３０を
螺合し、このナツト３０を傾斜テーブル４′に固定して
、被研磨物８の研磨面とシャフト１９との間隔を自在に
手動調節し得るように構成しである。

本実゛雄側の装置は上述のようにして、被研磨物８を取
シつけて回転するターンテーブル７を傾斜テーブル４′
に搭載し、上記の傾斜テーブル４′をシャフト１９を中
心として回動し得るように支承すると共に、上記の傾斜
テーブルをシャフト１９０回シに回動せしめる駆動手段
Ｂを設ける。

そして上記の駆動手段Ｂは、研磨面の全域（半径Ｒの区
域）を研磨工具１１に指触せしめるために角θの傾斜範
囲内で傾斜テーブル４′を回動せしめる手段（部分ギヤ
２８．ビニオン３４．傾斜用モータ２９）を設けると共
に、上記の傾斜テーブル４′を上記の回動よシも速い周
期、小さい振幅で揺動せしめ得る手段（部分ギヤ２４．
ビニオン２５、揺動用モータ２６）を設けである。本発
明を実地に適用する場合、前記の回動及び揺動を駆動す
る手段の周期と振幅とが可変なように構成しても、一定
表ように構成してもよく、要するに傾斜テーブル４′に
周期と振幅を異にする２種類の回動を同時に為さしめ得
るように駆動装置を構成すればよい。

上述の装置を用いて被研磨物８の球面を研磨するには、
傾斜用モータ２９を作動させて傾斜チー７’ル４′に角
度θの傾斜回動を行なわせ、これと同時に揺動用モータ
２６を作動させて傾斜テーブル４′に振幅角αの揺動を
行なわせる。上記双方の作動の複合により傾斜テーブル
４′、及びこれに搭載されたターンテーブル７と被研磨
物８との傾き角は第６図に示すように変化する。本図表
において縦軸は被研磨物の傾き角であシ、横軸は時間軸
であると共に被研磨面の中心から研磨工具１１との指触
点オでの距離を表わしている。

本発明の研磨方法は以上のようにして、研磨面の全域に
研磨工具１１ヲ摺触させるように被研磨物８を球面に沿
って回動させつつ、上記の回動よりも速い周期で小振幅
の揺動を行なわせる。

上記の回動及び揺動け、共にシャフト１９を中心とする
円運動であり、この円運動がターンテーブル７の回転と
複合されて被研磨物８を（研磨工具１１に対して）相対
的に球面運動せしめる。

このため、研磨工具の端部によってスクラッチを生じる
虞れが無い。

上述の実施例においては凹形の球面を研磨する方法及び
装置について説明したが、本発明の方法及び装置を適用
して凸形の球面を高精度で研磨すること、並びに凹形円
柱面、凸形円柱面。

凹形の回転楕円体面、凸形の回転楕円体面外ど、各種の
球面状被研磨面を高精度で研磨することができるので、
各種レンズの研磨、及びレンズ用金型、その他球面状の
被研磨面を有する各種の被加工物の研磨に広く適用し得
る。

以上詳述したように、本発明方法を適用すると、スクラ
ッチを発生させるｈｌれ無く高精度で球面状被研磨物の
研磨を行なうことができ、また、本発明の装置を適用す
ると上記の研磨方法を容易に実施してその効果を充分に
発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形の球面状物体の研磨装置の側面図、第２
図は同正面図、第３図は本発明の球面状物体の研磨装置
の正面図、第４図は同側面図、第５図は上記実施例にお
ける被研磨物の傾斜及び揺動の説明図、第６図は同じく
傾斜及び、１１　。 揺動を示す図表である。 １９・・・シャフト　　　　　２２・・・傾動用アーム
２４．２８・・・部分ギヤ　　　２５．５４・・・ビニ
オン２６・・・揺動用モータ　　　２９・・・傾斜用モ
ータ代理人弁理士　薄　１）利　幸 、１２６ 箱　１　図 第２図 寛　５　図 事　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　球面状の研磨面を有する被研磨物を回転させながら
   研磨工具に指触せしめ、かつ研磨工具の軸線が研磨面に
   対して垂直に保たれるように制御しつつ、研磨面の全域
   を研磨するように被研磨物を球面に沿って回動させて行
   なう球面状物体の研磨方法において、上記の回動よシも
   速い周期で、かつ、上記の回動よシも小さい振幅で、被
   研磨物を球面に沿って揺動させることを特徴とする球面
   状物体の研磨方法。 ２　被研磨物を取シつけて回転するターンテーブルを傾
   斜テーブルに搭載し、上記の傾斜テーブルを、軸を中心
   として回動し得るごとく支承すると共に、該傾斜テーブ
   ルを上記の軸の回りに回動せしめる駆動手段を設けた球
   面状物体の研磨装置において、上記の回動駆動手段は、
   研磨面の全域を研磨工具に指触せしめるために必要なス
   トロークで傾斜テーブルを回動せしめると共に、上記の
   回動よりも速い周期、小さい振幅で該傾斜テーブルを揺
   動せしめ得るように構成したことを特徴とする球面状物
   体の研磨装置。