JPS61252055A - 振動研摩加工方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平面または球面を有するカメラ用レンズのよう
な光学素子などの振動研磨加工方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、光学素子などの被研磨物を研磨加工するのに用い
る装置は研磨皿単独またはこれと被研磨物の両者を一定
荷重下に、それぞれ一方向回転を行なわせているために
、研磨砥粒の運動は単調であるとともに、研磨皿および
被研磨物の運動距離が小さく、加工能率の大幅な向上は
不可能であった。また、被研磨物を研磨皿と対向圧接さ
せ、いずれか一方を高速度で微振動させつつ他方を比較
的低速度で回転させて研摩する振動研磨方法も知られて
いる（例えば、特開昭５８−１７７２５７号公報）。し
かしながら、この方法によっても高周波振動の与え方な
どによっては、砥粒の運動の複雑化が過度に促進され最
終仕」二げ面が粗くなるという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は砥粒の運動の過度の複雑化を避けて、適
度な複雑化と運動の距離の適度な増大を図ることにより
被研磨物の最終加工面の粗さを良好にし得る振動研磨加
工方法の提供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によって次の振動研磨加工方法が提供される。

被研磨物と研磨器とを対向圧接させ、研磨器および／ま
たは被研磨物を回転させ、かつ研磨器および／または被
研磨物に、研磨面に対して水平方向または垂直方向に高
周波振動を与えて研磨加工するに当って、前記高周波振
動を断続的に与えることを特徴とする振動研磨加工方法
。

本発明による振動研磨加工方法を、以下に図面を参照し
て説明する。第１図は本発明方法の実施に用いる装置の
一例を示す断面図である。第１図において振動研磨加工
装置２は円筒形状を有する回転体４と該回転体４を軸受
６によって軸Ｘのまわりに回転可能に支持する本体８と
を有する。

この回転体４の下端部には、第１ベルト車１０が突設さ
れており、この第１ベルト車１０にはベルト１２が掛け
られており、このベルト１２はモータ１４の回転軸に固
設された第２ベルト車１６にも掛けられている。このよ
うにして回転体４はモータ１４の動力により回転される
０回転体４の中には円筒形状を有する超音波振動子１８
（例えば振動周波数１０〜５０　ｋ　Ｈｚ）　、振動伝
達ホーン２Ｂ及び研磨器２Ｂが配置されている。振動子
１８は振動伝達ホーン２６とネジ等で強固に結合されて
おり、また振動伝達ホーン２Ｂは研磨１２８とネジ等に
より強固に結合されている。振動伝達ホーン２６の外面
にはフランジ３０が形成されており、このフランジ部分
において振動伝達ホーン２Ｂが回転体４に取り付けられ
ている。これら振動子１８、振動伝達ホーン２６および
研磨器２８は１つの振動系を形成し、振動子１Ｂがその
固有振動数で振動したときに全系が共振状態となり、こ
の時に研磨器の表面が振動の腹となる様に設定されてい
る。

一方、回転体４には円周方向にスリップリング２０が形
成されており、このスリップリング２０の内面の適宜の
位置と振動子１８とは棒状導電体２２により接続されて
いる。またスリップリング２０の外面は超音波振動発生
装置２４との電気的摺動接点となっている。

研磨器２８の上には平面ガラス３２がホルダ３４により
保持されて上方から支持手段３８により回転可能なよう
に研磨器２８に圧接されている。３６は研磨剤供給管で
ある。

次に、上記構成を有する装置の動作を説明する。超音波
振動発生装置２４のスイッチを投入するとここで発生し
た電気信号がスリップリング２０を通り振動子１８に入
る。そしてこの電気信号は振動子１８に電歪振動現象を
起こし、軸Ｘのまわりに微小振幅をもったねじり振動を
発生する。この振動はネジ結合等で結合された振動伝達
ホーン２６を通り研磨器２８へ伝達され、研磨器２８先
端面も同様に軸Ｘのまわりに数ミクロン程度の微小振幅
をもったねじり振動をする。ここでモータ１４のスイッ
チを投入、作動させ、振動系を取りつけた回転体４を回
転させた後、研磨剤供給管３Ｂから研磨器２８へ研磨剤
を供給しながら平面ガラス３２をホルダ３４及び支持手
段３８で加圧し研磨器２８に圧接する。すると平面ガラ
ス３２は研磨器２８の周速差により自転し、平面ガラス
３２と研磨＠２日との間に介在する研磨剤中の砥粒は研
磨器２８の超音波振動を受は超音波振動を起こし動きが
活発になる。なお、支持手段３８を駆動して、平面ガラ
ス３２を横方向に往復運動させてもよい０以上のように
して平面ガラス３２の研磨加工面の高速安定均等研磨が
可能となる。

本発明方法は上記の装置を用いて研磨加工を行う際に、
高周波振動が断続的に与えられる。第２図および第３図
は本発明の振動研磨加工条件を示すグラフであり、これ
らから明らかなように研磨加工を行う際の高周波振動を
１回以上断続する。

断続は０．５〜５秒高周波振動を与え、　０．５〜５秒
高周波振動を与えないという方法で行われる。高周波振
動を与える時間と与えない時間は同じでも、異ってもよ
い。そしてこれらの時間は加工の経過とともに変化して
もよい。このようにすれば、高周波振動が与えられてい
る間は砥粒の運動は複雑化し、高周波振動が与えられて
いない間は砥粒は一定方向の運動をするので、砥粒の運
動が過度に複雑化することはなく、適度に複雑な運動が
可能となる。高周波振動は少なくとも加工開始時には与
えられ、かつ加工終了直前から終了までは与えられない
ことが望ましい、なんとなれば、高周波振動を与えるこ
とにより加工能率が向上するが仕上げ面の粗さの点で問
題があるので、少なくとも加工が終了する直前から終了
までは高周波振動を与えずに仕上げ面の粗度を良好にす
るためである。

高周波振動の有無を、第３図に示したように被研磨物と
研磨器の圧接圧力の高低を同期させることができる。高
周波振動を与えた状態で圧接圧力を高めることにより砥
粒の適正な臨界圧力を設定でき、加１能率は向上する。

さらに、圧接圧力を加工終了直前から終了までの間、減
少させることによって適正な研磨条件を設定することが
でき、良好な仕上がり面を得ることができる。

高周波振動の有無と同期せしめられる圧接圧力の大きさ
は２段階の変化のみではなく３段階以」二の多段階に変
化させても、または連続的に変化させてもよい。

加工に際して加えられる高周波振動の周波数は１０〜５
０ｋＨｚが好ましい、また高周波振動は前述したように
超音波発振器により与えられてもよいし、モーター、電
磁石などを用いて与えられてもよい、さらに、高周波振
動の入力は０．２Ａ〜　１．ＯＡが好ましい、さらに、
被研磨物と研磨器との間の圧接圧力は０．２〜３．０ｋ
ｇ／ａｍ’が好ましく、コノ圧力を高周波振動の有無に
同期させて変化させる場合には、高い方の圧力は１．０
〜３．０ｋｇ／ｃｍ’、低い方の圧力は０．２〜１．５
ｋｇ／ｃｍ’が好ましい。

第１図に示した装置の例では、被研磨物の形状を平面と
したが、第４図に示した他の例のように、被研磨物は８
球面形状でもよい、加工工具もダイヤモンドベレットな
ど精研削、研削工具とすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明による振動研磨加工方法によれば、高周波振動を
断続的に与えることにより、加工能率の向上と極めて良
好な仕上げ面とを得ることができる。また、加工終了直
前から終了までは高周波振動を与えないこと、高周波振
動の有無と圧接圧力との同期、または加工終了直前から
終了までは低圧接圧力を保持するなどの手段を併用する
ことにより、上記の効果は一層顕著になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において用いられる振動研磨加工装置の
一例を示す断面図、第２図および第３図は本発明による
振動研磨加工条件を示すグラフ、第４図は本発明におい
て用いられる振動研磨加工装置の他の例を示す一部省略
断面図である。 ２・・・振動研磨加工装置　４・・・回転体１８・・・
振動子　　　　　　２０・・・スリップリング２４・・
・Ｉｔｆｌ音波振動発生装置　２６・・・振動伝達ホー
ン２８・・・研磨器　　　　　　３２・・・平面ガラス
３２′・・・レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被研磨物と研磨皿とを対向圧接させ、研磨皿および
   ／または被研磨物を回転させ、かつ研磨皿および／また
   は被研磨物に、研磨面に対して水平方向または垂直方向
   に高周波振動を与えて研磨加工するに当って、前記高周
   波振動を断続的に与えることを特徴とする振動研磨加工
   方法。 ２、前記高周波振動が加工開始時から与えられ、加工終
   了直前から終了までは与えられないことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記高周波振動の有無を被研磨物と研磨皿との圧接
   圧力の高低と同期させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ４、加工終了直前から終了まで圧接圧力が加工開始時の
   圧力よりも低いことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ５、前記高周波振動の周波数が１０〜５０ｋＨｚである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。