JPS6328552A - 非球面加工法 - 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、ガラス、石英、セラミックス等の硬質脆性材
料の非球面加工法に関するものである。

従来の技術 従来、ガラスやセラミックス等の硬質脆性材料の非球面
の加工を行うには、次のような方法が採られている。

（１）まず、高速で、かつ高精度で回転させたダイヤモ
ンド砥石を所望形状に沿って位置決め制御するＣＮＣ研
削を行い、次に面全体について均一に微かに除去するｉ
ｉ！ｆ摩によシ鏡面仕上加工を行う。

（２）上記（１）のＣＮＣ研削機溝を百分の一ミクロン
オーダの精度で制御し、形状の加工と同時に鏡面に仕上
げる（上田他、昭和５９年度精機学会秋季大会学術講演
会論文集、ＰＯ２）。

（３）前加工面の精密測定した結果に基づいて微小領域
の研摩により非球面を創成する（オプティカルエンジニ
アリング；ＯＰＴ　ＩｃＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
。

ｖｏｌ、１５、Ｎｏ５、Ｐ２Ｏ３）。

（４）ＥＥＭと呼ばれる加工法をＮＧ副制御て非球面？
加工する。このＥＥＭ加工法は弾性ピリラシャを砥粒液
中で回転させ、砥粒を加工材に衝突させて加工するもの
であり、Ａオーダーの加工が可能であるとされている。

以上、説明した加工法は、非常に高精度な加工を行うも
ので、一般には、通常のオスカー型レンズ研摩機上での
加ニックハク（皿の形状、加工条件）によシ加工するこ
・とが多い。

発明が解決しようとする問題点 しかし上記従来の加工法では、次のような問題点がある
。

−（１）の加工法では、形状精度はＣＮＣ機構精度に依
存し、サブミークロンオーダの精度を得ることが困難で
ある。またこの精度を高く上げても、砥石自体の問題や
工具送りマークが残るなどの問題があシ、最終の仕上げ
加工が必要とされている。また（１）、（２）の加工法
では、砥石と砥石回転機構、（３）の加工法では、ピリ
ラシャ、（４）の加工法では、回転ポリッシャがかなり
の大きさを持ち、微小に形成することが困難であるため
、微小な非球面形状の加工を行うことができない。また
全面を効率よく加工を行うことができない。

そこで、本発明は、高精度に、かつ効率的に加工するこ
とができるようにした非球面加工法を提供しようとする
ものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、ピリラシャを回転させると共に、回転しているワ
ークの加工面に一定圧力で押し当て、このピリラシャと
ワークの加工面との相対的移動速度を調整するようにピ
リラシャを加工面に対して位置決め制御しながら加工を
行うものである。

作　　用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、ポリッシングにより加工を進行するために表
面あらさが極めて良好となり、ワークを回転させて加工
するので、軸対称精度が極めて良く、またピリラシャと
ワークの加工面との相対的移動速度を調整するようにピ
リラシャのワーク加工面に対する位置決め制御を行いな
がら加工するので、加工面全面を効率良く、かつ高精度
に加工することができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１実施例における非
球面加工法を示し、第１図（ａ）は断面図、第１図（ｂ
）は一部破断正面図であり、本実施例は非球面が凹面で
ある場合の加工法である。

まず、本発明に用いる非球面加工装置について説明する
と、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように基台１に回転テ
ーブル２が回転可能に支持され、回転テーブル２上に凹
状加工面３ａ’＆有するワーク３が支持されている。こ
れら回転テーブル２及びマーク３は駆動手段（図示省略
）により回転され、制御手段（図示省略）によシ任意の
回転速度に選択される。

ワーク３の上部に設けられたケース４にスピンドル５が
回転可能に、かつ軸方向に移動可能に支持され、スピン
ドル５の突出部先端に球面状のピリラシャ６が取付けら
れている。このピリラシャ６は鋳鉄、錫などの金、属、
若しくはポリフレタン、クロス、ピッチなどの柔軟性、
弾性を持つ材料により形成され、その球面がスピンドル
５の半径とほぼ等しい半径の曲率を有するように微小に
形成されている。ケース４内にはスピンドル５の後方に
２いてモータ７が設けられている。モータ７はステータ
８とロータ９とよシ構成され、ステータ８はケース４に
支持され、ロータ９はスピンドル５の基部の大径部５ａ
に取付けられている。従ってロータ９の回転によシスピ
ンドル５及びピリラシャ６を回転させることができる。

この回転速度は制御手段（図示省略）により任意に選択
される。

スピンドル５の大径部５ａとケース４の先端内面とに定
圧機構として圧縮ばｆｌｌｏが介在され、この圧縮ばね
１０がやや圧縮された状頷で、スピンドル５、ピリラシ
ャ６及びロータ９を保持している。従ってピリラシャ６
を一定圧力でワーク３の凹状加工面３ａに押し当てるこ
とができる。ケース４は調整機構上制御手段により（図
示省略）により角度が制御され、これによりポリッシャ
６と凹状加工面３ａとの相対的移動速度が調整されるよ
うにポリッシャ６の凹状加工面３ａとの相対位置が制御
される。すなわち、凹状加工面３ａの移動速度が零、若
しくは遅い回転軸付近では、第１図（ｂ）に示すように
ポリッシャ６の回転軸がワーク３の回転軸に対し角度α
で傾斜され、ポリッシャ６の中心からずれた位置ｒｄの
点が凹状加工面３ａに押し当てられ、ワーク３の凹面３
ａの移動速度が速い外周部では、第１図（、）に示すよ
うにポリッシャ６の回転軸が凹状加工面３ａの各点にお
ける法線方向に一致されてポリッシャ６の中心部が凹状
加工面３ａに押し当てられ、この角度αが小さい角度で
次第に変えられるように制御される。

次に加工法について説明する。第１図（ａ）に示すよう
に回転テーブル２及びワーク３を矢印Ａ方向に回転させ
る。このワーク３の凹面３ａにポリッシャ６を圧縮ばね
１０にょシ一定圧力で押し当てて矢印Ｂ方向に回転させ
る。これら凹面３ａとポリノシャｅの接触部に砥粒’ｘ
Ｍ濁させた加工液を与えることによりワーク３とポリッ
シャ６の双方の回転速度によって接触部が加工されてい
く。

そして凹状加工面３ａの移動速度が零、若しくは遅い回
転軸付近では、第１図（ｂ）に示すようにポリッシャ６
の回転軸をワーク３の回転軸に対し角度αに傾斜させ、
ポリッシャ６の中心からずれた位置ｒｄの点を凹状加工
面３ａに押し当てるようぺし、ワーク３の凹状加工面３
ａの移動速度が速い外周部では、第１図（ａ）に示すよ
うにポリッシャ６の回転軸を凹状加工面３ａの各点にお
ける法線方向に一致させ、ポリッシャ６の中心部を凹面
３ａに押し当てるようにし、小さい角度で次第にαの値
を変えながら順次鏡面に加工する。加工される量は両者
の相対的な移動速度、加工圧力、回転数、用いる砥粒径
によって制御することが可能である。ポリッシャ６に金
属を用いた場合には、凹面３ａとの接触部面積が、極め
て小さいが、ワーク３以上に加工され易いので、凹面３
ａＫなじむようになり、微小面積ではあるが安定したラ
ッピングが可能となる。

また柔軟性や弾性材料のポリッシャ６では、さらに安定
した加工を行うことができ、百分の１ミクロン以下の加
工を制御することが可能となる。

すなわち、ワーク３の前加工面３ａの形状についてデー
タを測定し、それに基づいて加工制御することで高精度
な加工を実現できる。上記実施例によれば、ポリッシャ
の形状を微小としているために微小な形状や非球面量の
大きな形状の高精度な加工が可能である。

次に本発明の第２実施例について説明する。

第２図は本発明の第２実施例全示す正面図であり、本実
施例は非球面が凸面である場合の加工法である。

本実施例においては、ポリッシャ６を平面状に形成した
ものであり、その他の構成は上記第１実施例と同様であ
る。そしてワーク３の凸状加工面３ｂの中心部において
は、第２図に実線で示すようにポリッシャ６の中心から
距離β離れた点を押し上でるようにし、第２図に鎖線で
示すように凸状加工面３ｂの中心から離れた外周部に至
るに従い次第にβの値を次第に小さく変えることにより
上記第１実施例と同様に凸状加工面３ｂを効率的に、か
つ高精度に加工することができる。

発明の効果 以上述べたように本発明に：れば、ポリッシャを回転さ
せると共に、回転しているワークの加工面に一定圧力で
押し当て、このポリッシャとワークの加工面との相対的
移動速度？調整するようにポリッシャのワーク加工面に
対する位置決め制御全行いながら加工するようにしてい
る。このようにポリッシングによシ加工を進行するため
に表面　。

あらさが極めて良好とな９、ツー２２回転させて加工す
るので、軸対称精度が極めて良く、またポリッシャとワ
ークの加工面との相対的移動速度を調整するようにポリ
ッシャのワーク加工面に対する位置決め制御２行いなが
ら加工するので、加工面全面？効率良く、かつ高精度に
加工することかでさる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、（ｂｌは本発明の第１実施例における非
球面加工法を示し、第１図（ａ）は断面図、第１図（ｂ
ｌは一部破断正面図、第２図は本発明の第２実施例を示
す正面図である。 ２・・・・・回転テーブル、３・・−ワーク、３ａ・・
・凹状加工面、３ｂ　・・・凸状加工面、４・・・・・
クーヌ、５・・・・・スピンドル、６・・・・・ポリッ
シャ、７・・・・モータ、１０・・・圧縮ばね（定圧機
構）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （ａ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリッシャを回転させると共に、回転しているワ
   ークの加工面に一定圧力で押し当て、このポリシャとワ
   ークの加工面との相対的移動速度を調整するようにポリ
   シャを加工面に対して位置決め制御しながら加工するこ
   とを特徴とする非球面加工法。
2. （２）ポリッシャの位置決め制御はワークの回転軸付近
   ではポリッシャの回転軸から離れた点を加工点とし、ワ
   ークの外周部ではポリッシャの回転軸と一致する点を加
   工点とするように次第にポリッシャの回転軸の角度を変
   えて行う特許請求の範囲第１項記載の非球面加工法。
3. （３）ポリッシャを球面状に形成し、ワークの凸状加工
   面を加工する特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   非球面加工法。
4. （４）ポリッシャを平面状に形成し、ワークの凸状加工
   面を加工する特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   非球面加工法。