WO2015190189A1 - 研磨工具、研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

研磨工具、研磨方法及び研磨装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2015190189A1
WO2015190189A1 PCT/JP2015/063206 JP2015063206W WO2015190189A1 WO 2015190189 A1 WO2015190189 A1 WO 2015190189A1 JP 2015063206 W JP2015063206 W JP 2015063206W WO 2015190189 A1 WO2015190189 A1 WO 2015190189A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polishing
polishing tool
effective
inner edge
outer edge
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/063206
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
堀越 崇
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to CN201580027895.0A priority Critical patent/CN106457525A/zh
Priority to JP2016527687A priority patent/JP6211188B2/ja
Priority to DE112015002769.6T priority patent/DE112015002769T5/de
Publication of WO2015190189A1 publication Critical patent/WO2015190189A1/ja
Priority to US15/367,315 priority patent/US20170080542A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/01Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/02Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor by means of tools with abrading surfaces corresponding in shape with the lenses to be made
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/04Zonally-graded surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/14Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives

Definitions

  • the lens 1 is polished by the spherical belt-like polishing surface 30b, but the peripheral speed is different between the portion of the inner diameter D in which is the inner edge side of the polishing surface 30 b and the portion of the outer diameter D out which is the outer edge side.
  • the applicant of the present invention has a middle height and a height at which the central portion becomes higher than the reference lens on the lens processing surface 1a. We found that face defects such as dropouts occurred and the face accuracy decreased.
  • a straight line passing through the center in the circumferential direction of an arbitrary groove 30e at the inner edge is taken as a reference line L1
  • a straight line or a curve passing through the center in the circumferential direction of the groove 30e different from the arbitrary groove 30e is taken as the center line L2.
  • an angle formed by a reference line L1 and a straight line connecting a point P1 through which the center line L2 passes along the circumference of an arbitrary diameter D and the rotation center axis O of the polishing surface 30b is ⁇ .
  • the straight line connecting the point P1 and the rotation center axis O is the center line L2 itself in FIG.
  • FIG. 9 is a top view of the polishing tool according to the fourth modification.
  • f (D) arccos (kxD

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

既存の研磨装置を利用しながら、被研磨物の面精度を向上しうる研磨工具等を提供する。研磨工具(3)は、球帯状をなす研磨面(30b)を備え、研磨面(30b)の内縁から外縁にかけて、被研磨物と当接しない非接触部(30e)が複数設けられ、研磨面(30b)を該研磨面(30b)の回転中心軸(O)に投影した場合の投影面において、任意の径における周長から非接触部(30e)を除いた部分の長さを有効周長とするとき、外縁における有効周長が、内縁における有効周長の0.7倍以上6倍以下であることを特徴とする。

Description

研磨工具、研磨方法及び研磨装置
 本発明は、レンズ等の光学素子の表面仕上げを行う研磨工具、研磨方法及び研磨装置に関する。
 一般に、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の表面仕上げとしては、研磨工具と被研磨物とを互いに摺動させ、界面に介在する研磨用砥粒により研磨加工を行う。研磨工具は、ペレット状の固定砥粒を台皿に接着し、固定砥粒を所望の曲面に創成する、或いは、所望の曲面に創成された台皿にポリウレタン製の研磨用シートを接着する、ことにより作製される。
 近年、面クセがなく、形状精度が高い光学素子が求められている。例えば、特許文献1には、既存の研磨装置をそのまま利用しながら高い形状精度を得る研磨工具として、研磨工具の回転軸から被研磨物を研磨する作用面の外周形状までの距離が回転方向で一定でない研磨工具が開示されている。
特開2006-136959号公報
 しかしながら、特許文献1に開示された研磨工具においては、研磨面を楕円面に精度良く成形することが困難である等の問題を有していた。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、既存の装置を利用しながら、被研磨物の面精度を向上しうる研磨工具、研磨方法、及び研磨装置を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る研磨工具は、球帯状をなす研磨面を備え、前記研磨面の内縁から外縁にかけて、被研磨物と当接しない非接触部が複数設けられ、前記研磨面を該研磨面の回転中心軸と直交する面に投影した場合の投影面において、任意の径における周長から前記非接触部を除いた部分の長さを有効周長とするとき、前記外縁における前記有効周長が、前記内縁における前記有効周長の0.7倍以上6倍以下であることを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記非接触部は、前記内縁から前記外縁に向かって、周方向において幅が拡がる複数の溝であることを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記複数の溝は、前記内縁から前記外縁に向かって放射状をなすことを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記複数の溝は、前記内縁から前記外縁に向かって渦巻き状をなすことを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記研磨面から前記複数の溝を除いた領域に、前記研磨面の周方向に延びる複数の第2の溝がさらに設けられていることを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記複数の第2の溝は、周方向において隣り合う前記領域の間で1つおきに設けられていることを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記非接触部は複数の空孔からなり、該空孔の単位面積あたりの密度が前記内縁から前記外縁に向かって高くなることを特徴とする。
 上記研磨工具において、前記外縁における前記有効周長が前記内縁における前記有効周長と異なる場合、前記任意の径における前記有効周長が、前記内縁から前記外縁に向かってリニアに変化することを特徴とする。
 本発明に係る研磨方法は、前記研磨工具を使用した研磨方法であって、前記研磨工具を、回転軸を中心として回転させながら、前記被研磨物の中心を通過するとともに前記回転軸と交わる直線が前記研磨面の球帯の幅方向の中心を通過する位置を揺動中心として、一定の揺動幅で前記被研磨物と前記研磨工具との少なくとも一方を他方に対して相対的に揺動させて前記被研磨物を研磨することを特徴とする。
 本発明に係る研磨装置は、前記研磨工具と、前記被研磨物を前記研磨工具の研磨面に当接させて加圧する加圧手段と、前記回転軸を中心として前記研磨工具を回転させる回転手段と、前記被研磨物の中心を通過するとともに前記回転軸と交わる直線が前記研磨面の球帯の幅方向の中心を通過する位置を揺動中心として、一定の揺動幅で前記被研磨物と前記研磨工具との少なくとも一方を他方に対して相対的に揺動させる揺動手段と、を備えることを特徴とする。
 本発明によれば、新規な制御装置等を導入することなく、既存の装置を利用しながら、被研磨物の面精度を向上させることが可能となる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る研磨装置の構成を示す模式図である。 図2は、図1で使用する研磨工具の断面図である。 図3は、図2の研磨工具の上面図である。 図4は、図1に示す研磨装置によるレンズの研磨方法を説明するための模式図である。 図5は、図1に示す研磨装置によるレンズの研磨方法を説明するための模式図である。 図6は、本発明の変形例1に係る研磨工具の上面図である。 図7は、本発明の変形例2に係る研磨工具の上面図である。 図8は、本発明の変形例3に係る研磨工具の上面図である。 図9は、本発明の変形例4に係る研磨工具の上面図である。 図10は、本発明の変形例5に係る研磨工具の上面図である。 図11は、本発明の変形例6に係る研磨工具の上面図である。 図12は、本発明の実施の形態2に係る研磨工具に設けられた研磨面の構成を説明する図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。図面は模式的なものであり、各部の寸法の関係や比率は、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる。
(実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1に係る研磨装置の構成を示す模式図である。図2は、図1で使用する研磨工具の断面図であり、図3は、図2の研磨工具の上面図である。本実施の形態1に係る研磨装置100は、研磨工具3と、被研磨物であるレンズ1を研磨工具3の研磨面30bに当接させるホルダー2と、研磨工具3を回転させる回転モータ7と、研磨工具3を揺動する揺動モータ6とを備える。
 図2及び図3に示すように、研磨工具3は、台皿30aと、球帯状をなす研磨面30bとを有する。ここで、球帯状とは、球面を互いに平行な2つの平面によって切り取った場合に該2つの平面の間に残る面の形状のことである。研磨面30bの内縁の内側には、研磨面30bを回転中心軸Oと直交する面に投影した場合の投影面において、該回転中心軸Oを中心とし、研磨面30bの外縁と同心円状をなす開口30cが設けられている。台皿30aは、被研磨物であるレンズ1の形状を略反転させた所定の曲率半径をなすよう形成されている。
 図3に示すように、研磨面30bは、レンズ1と当接して該レンズ1を実質的に研磨する有効研磨部30dと、レンズ1と当接せず、該レンズ1の研磨には直接的に寄与しない非接触部30eとを含む。本実施の形態1においては、略矩形状をなす12枚の研磨用シートを台皿30aの表面の一部に貼付することにより、有効研磨部30d及び非接触部30eを形成している。有効研磨部30dは、研磨面30bのうち、研磨用シートが貼付された領域である。なお、図3においては、有効研磨部30dに網掛けを附している。
 一方、非接触部30eは、研磨部30bのうち、研磨用シートが貼付されずに台皿30aの表面が剥き出しになった領域であり、有効研磨部30dに対して凹んだ溝部となっている。以下、非接触部30eを溝部30eともいう。実施の形態1において、溝部30eは、研磨面30bを回転中心軸Oと直交する面に投影した場合の投影面において、略扇状をなしている。なお、図2は、溝部30eを通る断面を示している。
 図1に示すように、研磨工具3は、工具軸4の上端に接続され、工具軸4はスピンドル5に一体的に取り付けられている。スピンドル5は、回転モータ7に接続され、回転モータ7は、スピンドル5を回転可能に支持する下軸台皿14に固定されている。回転モータ7は、当該研磨装置100を制御する制御装置の制御のもと、回転軸の軸心周りに研磨工具3を回転させる回転手段である。下軸台皿14は、上部が揺動部材9を貫通し、上部外周面が揺動部材9と一体的になるように取り付けられている。下軸台皿14には、揺動モータ6が、その回転軸が回転モータ7の回転軸と直交するように固定されている。揺動モータ6は、上記制御装置の制御のもと、揺動部材9を揺動する。揺動モータ6の回転速度及び回転数は、任意に制御可能である。揺動モータ6及び揺動部材9は、揺動手段を構成する。
 揺動部材9は、舟型形状をなし、下面が研磨装置100の本体に固定された揺動部材受け部10に支持されている。揺動部材受け部10は、揺動部材9との対向面を舟型形状の底面に対応した凹曲面形状にして揺動部材9を揺動可能に支持するとともに、揺動部材9が揺動する際の下軸台皿14との干渉をなくすための開口部分を形成している。
 揺動モータ6の駆動軸には、ギア6aが取り付けられており、ギア6aは円弧状のガイド8とかみ合った状態となっている。ガイド8は、研磨装置本体20に固定されており、揺動モータ6によりギア6aが回動しつつガイド8に沿って移動して下軸台皿14が揺動し、揺動部材9及び研磨工具3等が往復揺動するようになっている。
 研磨工具3の上方には、貼付皿12に貼付により保持されたレンズ1が配置されている。レンズ1は、凸球面状のレンズ加工面1aを研磨工具3に向けるとともに貼付皿12を保持具としてのホルダー2内に保持させることにより、ホルダー2に対して回転自在に支持されている。なお、貼付皿12とホルダー2は、図1では分離した状態であるが、研磨装置本体20を介して組み立てられる。ホルダー2はワーク軸11の下端側に接続され、ワーク軸11は、その上端に連結された加圧用エアシリンダー16のロッドにより上下動される。また、研磨工具3の近傍には、研磨面30bに研磨液を供給する研磨液供給部13が設けられている。
 加圧用エアシリンダー16は、バックプレート19の上面に固定した第1取付板19aに取り付けられ、当該研磨装置100を制御する制御装置のもと、研磨工具3に対してレンズ1を下降した後のレンズ1の加工時に、レンズ加工面1aを研磨工具3の研磨面30bに当接させて加圧する。第1取付板19a及びバックプレート19は、レンズ1加工中は上下動しない。
 ワーク軸11の中心軸線は、研磨工具3の研磨面30bにおける曲率中心を通る軸線上に位置している。粗動用エアシリンダー18は、研磨装置本体20に固定されると共に、バックプレート19の前面に固定された第2取付板19bにロッドを連結させている。粗動用エアシリンダー18は、バックプレート19及び加圧用エアシリンダー16等を上下に移動させる。バックプレート19及び加圧用エアシリンダー16等が下方に移動したとき、ワーク軸11及びホルダー2が研磨装置本体20に穿設された孔20aを貫通して、レンズ1を研磨工具3に対向させる。なお、図1においては、ワーク軸11及びホルダー2が孔20aを貫通していない状態を示している。加圧用エアシリンダー16は、レンズ1を支持するホルダー2等を、下向きに移動する方向、即ち鉛直方向下向きに加圧する。
 加圧用エアシリンダー16の下方のワーク軸11とバックプレート19には、それぞれ可動側と固定側とが対となって用いられる測定装置或いは位置検出器としてのリニアスケール17が配置されている。リニアスケール17は、加圧用エアシリンダー16によるワーク軸11の移動量を検出し、その移動量を表示器等に表示させる。また、バックプレート19には、上下に位置調整可能なストッパー15が固定されている。ストッパー15は、バックプレート19、即ち、バックプレート19を介してレンズ1を支持するホルダー2等の上部全体を粗動用エアシリンダー18により下降した際、バックプレート19側のストッパー15が研磨装置本体20に固定されている本体側のストッパー21に当て付くように配置されている。
 続いて、本実施の形態1に係る研磨装置100によるレンズ1の研磨方法を説明する。図4及び図5は、本実施の形態1に係る研磨装置100によるレンズ1の研磨方法を説明するための模式図である。
 本実施の形態1において、研磨装置100によるレンズ1の研磨は、回転モータ7により回転中心軸Oを中心として研磨工具3を回転させながら、図4に示す揺動中心位置に対して一定の揺動幅で研磨工具3を揺動させることにより行われる。ここで、揺動中心位置は、図4に示すように、レンズ1の中心Cを通過するとともに回転中心軸Oと交わる直線Lが研磨面30bの球帯の幅方向の中心Bを通過する位置である。レンズ1は、研磨工具3の回転による摩擦力で、回転方向と同じ方向に連れ回される。レンズ1は、球帯状の研磨面30bにより研磨されるが、研磨面30bの内縁側である内径Dinの部分と、外縁側である外径Doutの部分とでは周速が異なる。本出願人は、研磨面30bの内縁側と外縁側とで周速の違いが大きい場合に、レンズ1のレンズ加工面1aに中央部が基準となる参照レンズよりも高くなる中高や、低くなる中落ち等の面クセが発生し、面精度が低下することを見出した。
 そこで、本実施の形態1においては、図4及び図5に示すように、研磨面30bを球帯状にして、内縁側の周速Viと外縁側の周速Voの周速比Vo/Viを、従来の研磨工具、即ち、開口30cが設けられていない球面状の研磨工具と比べて小さくし、さらに、図3に示すように、研磨面30bに溝部30eを設けることにより、研磨面30bを回転中心軸Oと直交する面に投影した場合の投影面における任意の径において、有効周速比が径によらず概ね一定となるようにしている。ここで、有効周速比とは、研磨面30bの任意の径においてレンズ1が有効研磨部30dに接する単位時間当たりの長さ(以下、有効周速という)と、研磨面30bの内縁における該有効周速との比のことである。有効周速比は、研磨部30bの内縁における有効周長に対する任意の径における有効周長の比に相当する。ここで、有効周長とは、研磨面30bの周長のうち、有効研磨部30dの周長を足し合わせた長さのことである。
 具体的には、研磨面30bの外縁における有効周速比αを6.0以下、好ましくは4.0以下、さらに好ましくは3.0以下にすると良い。有効周速比αは、1.0が最も好ましく、1.0未満となっても良い。好ましくは、有効周速比αを0.7以上にすると良い。また、有効周速比αの公差範囲は、研磨面30bの形状仕上げ精度、レンズ1の加工時における該レンズ1の姿勢安定性、加工後の面精度等の観点から、好ましくは±30%以内、より好ましくは±10%以内にすると良い。
 研磨面30bの内縁と外縁との間においては、有効周速比α≠1.0である場合、任意の径における有効周速比βを内縁から外縁に向かってできるだけリニアに変化させると良い。また、有効周速比α=1である場合には、有効周速比βも1とすることが好ましく、この場合、有効周速比βの公差範囲も±30%以内、好ましくは±10%以内にすると良い。
 ここで、研磨面30bの外縁における有効周速比αは、該研磨面30bの内縁における有効周長Lin及び外縁における有効周長Loutを用いて、次式(1)によって与えられる。
  α=Lout/Lin …(1)
 また、内縁における有効周長Linは、溝部30eの溝幅g、及び溝部30eの数mを用いて、次式(2)によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 外縁における有効周長Loutと内縁における有効周長Linとが異なる場合、即ち、有効周速比α≠1.0である場合、上述したように、研磨面30bの径方向において、有効周速比βを内縁から外縁に向かってリニアに変化させる。この場合、任意の径D(Din<D<Dout)における有効周速比β(D)は、研磨面30bの内径Din及び外径Doutを用いて次式(3)によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、内縁における任意の溝部30eの周方向における中央を通る直線を基準線L1とし、該任意の溝部30eとは別の溝部30eの周方向における中央を通る直線又は曲線を中央線L2とする。そして、任意の径Dの円周上を中央線L2が通る点P1と研磨面30bの回転中心軸Oとを結ぶ直線と、基準線L1とのなす角度をθとする。なお、点P1と回転中心軸Oとを結ぶ直線は、図3においては中央線L2そのものである。
 角度θは、次式(4)によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
式(4)において、関数f(D)は、中央線L2と点P1を通る半径とのなす角度を表す関数である。図3の場合f(D)=0であり、中央線L2は回転中心軸Oを通る直線となっている。なお、関数f(D)を径Dにより変化させることで、中央線L2は任意の曲線となる。
 中央線L2を含む溝部30eにおいて、径Dの円周上の端点P2、P3をそれぞれ通る半径と基準線L1とのなす角度φは、次式(5)によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 式(5)における角度ωは、径Dの円周における溝部30eを円弧とする扇形の中心角の半角、即ち、点P1、P2を結ぶ円弧又は点P1、P3を結ぶ円弧の中心角であり、次式(6)によって与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 式(1)~(6)において、研磨面30bの内径Din、外径Dout、溝部30eの数m、内縁における溝幅g、外縁における有効周速比α、及び関数f(D)の各パラメータを設定し、端点P2、P3の座標を順次算出することにより、研磨面30bにおける溝部30eの形状を設計することができる。図3に示す研磨面30bは、内径Din=18cm、外径Dout=36cm、溝部の数m=12、内縁における溝幅g=1cm、有効周速比α=1、関数f(D)=0として設計した例である。
 以上説明したように、本実施の形態1に係る研磨工具においては、研磨面の形状を球帯状とすることにより内縁及び外縁における周長の差を小さくすると共に、該研磨面に、被研磨物に当接しない溝部を形成する。それにより、研磨面の外縁における有効周長比を小さくできると共に、径によらず、有効周長比の変化を抑制することができる。従って、研磨面における面クセの発生を抑制して、被研磨物の面精度を向上させることが可能となる。
 なお、上記実施の形態1では、所定形状に整形した研磨用シートを台皿30aの表面に貼付することにより、有効研磨部30d及び溝部30eを形成したが、台皿上に研磨砥粒を樹脂等で固定し、切削により所望の曲率半径を有する球帯状の研磨面30bを形成した後、該研磨面30bの有効研磨部30d以外の領域を切削することにより、溝部30eを形成しても良い。
 また、上記実施の形態1においては、レンズ1の研磨時に、ホルダー2は特に運動させずにレンズ1を研磨工具3に対して押圧するのみとし、研磨工具3側を回転及び揺動させることとしたが、レンズ1と研磨工具3とを相対的に運動させることができれば、いずれの側を運動させることとしても良い。例えば、研磨工具3を回転させ、レンズ1及びホルダー2側を揺動させることとしても良い。或いは、研磨工具3を回転させると共に、レンズ1及びホルダー2と研磨工具3との双方を、互いに相対的に揺動させることとしても良い。
(変形例1)
 次に、本実施の形態1の変形例1について説明する。図6は、変形例1に係る研磨工具の上面図である。図6に示す研磨面31は、式(1)~(6)における各パラメータを、内径Din=18cm、外径Dout=36cm、溝部の数m=6、内縁における溝幅g=0cm、有効周速比α=1、関数f(D)=0として、有効研磨部31a及び溝部31bを設計した例を示している。溝部31bは、球帯状をなす研磨面31を該研磨面31の回転中心軸Oと直交する面に投影した投影面において、略扇状をなしている。なお、図6においては、有効研磨部31aに網掛けを附している。
 ここで、研磨面31に設ける溝部31bの数は限定されないが、図1に示す研磨装置100においてレンズ1を加工している際に、レンズ1が溝部31bに落ち込むのを避ける必要がある。そのため、レンズ1の中心軸Cが溝部31bの端部又は溝部31b上に位置するとき、レンズ1の中心軸Cを通る任意の線で区切られたレンズ1の半円(例えば、斜線の網掛け部分)の一部が、有効研磨部31a上に残っていることが必要条件となる。この必要条件を満たすため、研磨面31の投影面における溝部31bの端部を直線状(即ち、f(D)=0)とする場合には、溝部の数を最低6つにすると良い。
 なお、内縁における溝幅gをゼロとする場合であっても、実際には、研磨面31の内縁において隣接する溝部31bの間に加工ツール分の隙間があっても良い。
(変形例2)
 次に、本実施の形態1の変形例2について説明する。図7は、変形例2に係る研磨工具の上面図である。図7に示す研磨面32は、式(1)~(6)における各パラメータを、内径Din=18cm、外径Dout=36cm、溝部の数m=12、内縁における溝幅g=0cm、有効周速比α=1、関数f(D)=0として、有効研磨部32a及び溝部32bを設計した例を示している。溝部32bは、球帯状をなす研磨面32を該研磨面32の回転中心軸Oと直交する面に投影した場合の投影面において、略扇状となる形状をなしている。なお、図7においては、有効研磨部32aに網掛けを附している。
(変形例3)
 次に、本実施の形態1の変形例3について説明する。図8は、変形例3に係る研磨工具の上面図である。図8に示す研磨面33は、有効研磨部33aと、周方向に延びる溝部33bと、径方向に設けられた溝部33cとを含む。この研磨面33は、変形例2と同様のパラメータの下で溝部33cを設けた後、溝部33c以外の領域に対し、隣り合う領域間で互い違いの縞状をなす有効研磨部33aが残るように、周方向に沿って溝部33bを設けたものである。なお、図8においては、有効研磨部33aに網掛けを附している。
 このような溝部33bを設けることにより、レンズ1の加工中にスラリーが流出し易くなる。また、溝部33bは、同一の円周上において隣り合う領域間で互い違いに設けられているので、任意の径の円周上に残った有効研磨部33a、言い換えると有効周長を、径によらず均一にすることができる。さらに、溝部33bを設けることにより、研磨面33におけるトータルの溝部33b、33cの面積を増やしつつも、レンズ1の加工中におけるレンズ1の溝部33b、33cへの落ち込みを避けることができる。
(変形例4)
 次に、本実施の形態1の変形例4について説明する。図9は、変形例4に係る研磨工具の上面図である。図9に示す研磨面34は、式(1)~(6)における各パラメータを、内径Din=18cm、外径Dout=36cm、溝部の数m=12、内縁における溝幅g=0cm、有効周速比α=1、関数f(D)=arccos(k×D)として、有効研磨面34a及び溝部34bを設計した例を示している。この係数kは、D=18cmのときにf(D)=0、D=36cmのときにf(D)=60°となるように設定された定数である。このような関数f(D)を用いることにより、周方向における中央線L2が直線状をなす、渦巻き状の溝部34bを形成することができる。なお、図9においては、有効研磨部34aに網掛けを附している。
 なお、本変形例4における有効研磨面34aに対し、変形例3と同様に、周方向に延びる溝を形成しても良い。
(変形例5)
 次に、本実施の形態1の変形例5について説明する。図10は、変形例5に係る研磨工具の上面図である。図10に示す研磨面35は、式(1)~(6)における各パラメータを、内径Din=18cm、外径Dout=36cm、溝部の数m=12、内縁における溝幅g=0cm、有効周速比α=1、関数f(D)=k×(D-18)として、有効研磨面35a及び溝部35bを設計した例を示している。この係数kは、D=18cmのときにf(D)=0、D=36cmのときにf(D)=36°となるように設定された定数である。このような関数f(D)を用いることにより、周方向における中央線L2が円弧状をなす、渦巻き状の溝部35bを形成することができる。なお、図10においては、有効研磨部35aに網掛けを附している。
 なお、本変形例5における有効研磨面35aに対しても、変形例3と同様に、周方向に延びる溝を形成しても良い。
(変形例6)
 次に、本実施の形態1の変形例6について説明する。図11は、変形例6に係る研磨工具の上面図である。図11に示す研磨面36は、式(1)~(6)における各パラメータを、内径Din=18cm、外径Dout=36cm、溝部の数m=12、内縁における溝幅g=0cm、有効周速比α=1、関数f(D)=j×sin(k×D)として、有効研磨面36a及び溝部36bを設計した例を示している。この係数kは、D=18cm及び36cmのときにf(D)=0、18cm<D<36cmのときに変極点が1点となるように設定された定数である。また、係数jは、変極点においてf(D)=14.3となるように設定された定数である。この変形例6のように、溝部36bの周方向における中央線L2は、直線状や円弧状に限らず、変曲点を有する任意の曲線であっても構わない。なお、図11においては、有効研磨部36aに網掛けを附している。
 なお、本変形例5における有効研磨面36aに対しても、変形例3と同様に、周方向に延びる溝を形成しても良い。
(実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2について説明する。図12は、実施の形態2に係る研磨工具に設けられた研磨面の構成を説明する図である。本実施の形態2に係る研磨工具は、図12の(a)に示す研磨面37を有する。研磨面37は球帯状をなしており、研磨面37の内側には、研磨面37を回転中心軸Oと直交する面に投影した場合の投影面において、該回転中心軸Oを中心とし、研磨面37の外縁と同心円状をなす開口38が設けられている。なお、本実施の形態2における研磨面37以外の研磨工具の構成及び研磨装置全体の構成は、図1及び図2に示す実施の形態1と同様である。
 研磨面37は、レンズ1と当接して該レンズ1を実質的に研磨する有効研磨部37aと、レンズ1と当接せず、該レンズ1の研磨には直接的に寄与しない非接触部37bとを含む。有効研磨部37aは、図2に示す台皿30aの表面に、ポリウレタン等の粘弾性シートの表面に砥粒を固定した研磨用シートを貼り付けることにより形成されている。なお、図12においては、有効研磨部37aに網掛けを附している。
 一方、非接触部37bの各々は、研磨用シートに形成された空孔部分であり、台皿30aの表面が剥き出しになった部分である。各非接触部37bは、円形状、四角形状、多角形状、星形状等の所定の形状をなしている。なお、非接触部37bは、隣り合う別の非接触部37bと連続していても良いし、離れていても良い。
 非接触部37bは、研磨面37の内縁側から外縁側に向かって空孔密度が高くなるように設けられている。図12の(b)は、研磨面37の径方向(x方向)における非接触部37bの空孔密度の分布を示すグラフである。本実施の形態2においては、内縁側から外縁側に向かって空孔密度がほぼリニアに増加するように、非接触部37bを配置している。
 このような空孔密度分布となるように非接触部37bを設けることにより、研磨面37の外縁における有効周速比を低減することができると共に、任意の径における有効周速比の変化を抑制することができる。従って、研磨面における面クセの発生を抑制して、被研磨物の面精度を向上させることが可能となる。
 なお、本実施の形態2においても、台皿に空孔が形成された研磨用シートを貼付する代わりに、台皿上に研磨砥粒を樹脂等で固定し、切削により所望の曲率半径を有する球帯状の研磨面37を形成した後、該研磨面37に対して切削を行うことにより、非接触部37bを形成しても良い。
 以上説明した実施の形態1、2及び変形例は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、実施の形態1、2及び変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能である。
 1 レンズ
 2 ホルダー
 3 研磨工具
 4 工具軸
 5 スピンドル
 6 揺動モータ
 7 回転モータ
 8 ガイド
 9 揺動部材
 10 揺動部材受け部
 11 ワーク軸
 12 貼付皿
 13 研磨液供給部
 14 下軸台皿
 15 ストッパー
 16 加圧用エアシリンダー
 17 リニアスケール
 18 粗動用エアシリンダー
 19 バックプレート
 20 研磨装置本体
 30a 台皿
 30b、31、32、33、34、35、36、37 研磨面
 30c、38 開口
 30d、31a、32a、33a、34a、35a、36a、37a 有効研磨部
 30e、31b、32b、33b、33c、34b、35b、36b 非接触部(溝部)
 37b 非接触部
 100 研磨装置

Claims (10)

  1.  球帯状をなす研磨面を備え、
     前記研磨面の内縁から外縁にかけて、被研磨物と当接しない非接触部が複数設けられ、
     前記研磨面を該研磨面の回転中心軸と直交する面に投影した場合の投影面において、任意の径における周長から前記非接触部を除いた部分の長さを有効周長とするとき、前記外縁における前記有効周長が、前記内縁における前記有効周長の0.7倍以上6倍以下であることを特徴とする研磨工具。
  2.  前記非接触部は、前記内縁から前記外縁に向かって、周方向において幅が拡がる複数の溝であることを特徴とする請求項1に記載の研磨工具。
  3.  前記複数の溝は、前記内縁から前記外縁に向かって放射状をなすことを特徴とする請求項2に記載の研磨工具。
  4.  前記複数の溝は、前記内縁から前記外縁に向かって渦巻き状をなすことを特徴とする請求項2に記載の研磨工具。
  5.  前記研磨面から前記複数の溝を除いた領域に、前記研磨面の周方向に延びる複数の第2の溝がさらに設けられていることを特徴とする請求項3又は4に記載の研磨工具。
  6.  前記複数の第2の溝は、周方向において隣り合う前記領域の間で1つおきに設けられていることを特徴とする請求項5に記載の研磨工具。
  7.  前記非接触部は複数の空孔からなり、該空孔の単位面積あたりの密度が前記内縁から前記外縁に向かって高くなることを特徴とする請求項1に記載の研磨工具。
  8.  前記外縁における前記有効周長が前記内縁における前記有効周長と異なる場合、前記任意の径における前記有効周長が、前記内縁から前記外縁に向かってリニアに変化することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の研磨工具。
  9.  請求項1~8のいずれか1項に記載の研磨工具を使用した研磨方法であって、
     前記研磨工具を、回転軸を中心として回転させながら、
     前記被研磨物の中心を通過するとともに前記回転軸と交わる直線が前記研磨面の球帯の幅方向の中心を通過する位置を揺動中心として、一定の揺動幅で前記被研磨物と前記研磨工具との少なくとも一方を他方に対して相対的に揺動させて前記被研磨物を研磨することを特徴とする研磨方法。
  10.  請求項1~8のいずれか1項に記載の研磨工具と、
     前記被研磨物を前記研磨工具の研磨面に当接させて加圧する加圧手段と、
     前記回転軸を中心として前記研磨工具を回転させる回転手段と、
     前記被研磨物の中心を通過するとともに前記回転軸と交わる直線が前記研磨面の球帯の幅方向の中心を通過する位置を揺動中心として、一定の揺動幅で前記被研磨物と前記研磨工具との少なくとも一方を他方に対して相対的に揺動させる揺動手段と、
     を備えることを特徴とする研磨装置。
PCT/JP2015/063206 2014-06-10 2015-05-07 研磨工具、研磨方法及び研磨装置 WO2015190189A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580027895.0A CN106457525A (zh) 2014-06-10 2015-05-07 研磨工具、研磨方法及研磨装置
JP2016527687A JP6211188B2 (ja) 2014-06-10 2015-05-07 研磨工具、研磨方法及び研磨装置
DE112015002769.6T DE112015002769T5 (de) 2014-06-10 2015-05-07 Polierwerkzeug, Polierverfahren und Poliervorrichtung
US15/367,315 US20170080542A1 (en) 2014-06-10 2016-12-02 Polishing tool, polishing method and polishing apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-119901 2014-06-10
JP2014119901 2014-06-10

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/367,315 Continuation US20170080542A1 (en) 2014-06-10 2016-12-02 Polishing tool, polishing method and polishing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015190189A1 true WO2015190189A1 (ja) 2015-12-17

Family

ID=54833294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/063206 WO2015190189A1 (ja) 2014-06-10 2015-05-07 研磨工具、研磨方法及び研磨装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170080542A1 (ja)
JP (1) JP6211188B2 (ja)
CN (1) CN106457525A (ja)
DE (1) DE112015002769T5 (ja)
WO (1) WO2015190189A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115026665A (zh) * 2022-05-30 2022-09-09 玉环普天单向器有限公司 一种用于变速箱单向器星轮的去毛刺设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160008944A1 (en) * 2013-03-19 2016-01-14 Jun Zha Polishing device for optical elements and method thereof
DE102016006741A1 (de) * 2016-06-06 2017-12-07 Schneider Gmbh & Co. Kg Werkzeug, Vorrichtung und Verfahren zum Polieren von Linsen
CN112091773B (zh) * 2020-09-03 2021-10-15 天津津航技术物理研究所 可变径的通用型高速精磨、抛光工装及该工装的组装方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633271A (en) * 1979-08-20 1981-04-03 Ogura Houseki Seiki Kogyo Kk Fine grinding stone for lens
JPH0224063A (ja) * 1988-05-30 1990-01-26 Diamant Boart Sa カップ形砥石車
JPH02243269A (ja) * 1987-10-30 1990-09-27 Ronald C Wiand 研削工具及びその製作方法
JPH0796467A (ja) * 1990-04-12 1995-04-11 D Swarovski & Co 研摩体
JP2001269849A (ja) * 2000-03-23 2001-10-02 Olympus Optical Co Ltd 光学素子の球面研磨装置及び球面研磨方法
JP2008524009A (ja) * 2004-12-20 2008-07-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 研磨製品、その製造および使用方法およびその製造用器具
JP2011508461A (ja) * 2007-12-31 2011-03-10 コーニング インコーポレイテッド スラリー研磨用パッドを成形する方法および装置
JP2013163235A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Olympus Corp 光学素子加工用工具及び光学素子製造方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2749681A (en) * 1952-12-31 1956-06-12 Stephen U Sohne A Grinding disc
US3144737A (en) * 1962-09-27 1964-08-18 Bausch & Lomb Aluminum foil lens grinding pad
US3583111A (en) * 1966-08-22 1971-06-08 David Volk Lens grinding apparatus
US3959935A (en) * 1975-03-18 1976-06-01 Interoptic Laboratories, Inc. Abrasive pad for grinding lenses
US4274232A (en) * 1977-09-14 1981-06-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Friction grip pad
US4291508A (en) * 1979-11-30 1981-09-29 American Optical Corporation Lens surfacing pad
US4576612A (en) * 1984-06-01 1986-03-18 Ferro Corporation Fixed ophthalmic lens polishing pad
US4733502A (en) * 1986-09-04 1988-03-29 Ferro Corporation Method for grinding and polishing lenses on same machine
GB2198672B (en) * 1986-12-16 1990-10-24 Wylde J & S Ltd A lens lapping pad
US5384988A (en) * 1993-02-05 1995-01-31 Practical Systems, Inc. Lens surfacing assembly
US6089963A (en) * 1999-03-18 2000-07-18 Inland Diamond Products Company Attachment system for lens surfacing pad
US6645059B1 (en) * 1999-12-01 2003-11-11 Gerber Coburn Optical Inc. Device for retaining abrasive pad on lap in eyeglass lens making apparatus
US6656019B1 (en) * 2000-06-29 2003-12-02 International Business Machines Corporation Grooved polishing pads and methods of use
GB0019294D0 (en) * 2000-08-07 2000-09-27 Cerium Group Ltd Intermediate lens pad
US8545583B2 (en) * 2000-11-17 2013-10-01 Wayne O. Duescher Method of forming a flexible abrasive sheet article
US6929534B2 (en) * 2001-01-05 2005-08-16 Seiko Epson Corporation Polisher and polishing method
US20050101232A1 (en) * 2002-12-13 2005-05-12 Eastman Kodak Company Machine for polishing the surface of a work piece
CN2673568Y (zh) * 2004-01-09 2005-01-26 洛阳轴承集团有限公司 杯形泵水砂轮
JP4121464B2 (ja) * 2004-01-29 2008-07-23 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ カップ型回転砥石
JP2005262400A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Seiwa Kogyo Kk 研削ホイール
JP2005271157A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Noritake Super Abrasive:Kk ラップホイール
JP2006043787A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Toshiba Ceramics Co Ltd 平面研削用セグメント砥石
DE102005014110B4 (de) * 2005-03-22 2008-07-31 Schott Ag Schleifwerkzeug zum Schleifen von Hohlräumen
USD538312S1 (en) * 2005-09-16 2007-03-13 3M Innovative Properties Company Abrasive article with holes
USD541317S1 (en) * 2006-02-01 2007-04-24 3M Innovative Properties Company Abrasive article with holes
US7267610B1 (en) * 2006-08-30 2007-09-11 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. CMP pad having unevenly spaced grooves
US7452265B2 (en) * 2006-12-21 2008-11-18 3M Innovative Properties Company Abrasive article and methods of making same
US7959694B2 (en) * 2007-03-05 2011-06-14 3M Innovative Properties Company Laser cut abrasive article, and methods
JP4610575B2 (ja) * 2007-03-29 2011-01-12 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ 電着ホイール
JP2009007647A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Hitachi Ltd 有機ハイドライド製造装置、及び、それを用いた分散電源と自動車
BRPI0821673A2 (pt) * 2007-12-31 2015-06-16 Saint Gobain Abrasives Inc Almofada de interface destinada a ser usada entre um artigo abrasivo e uma ferramenta de suporte
USD645065S1 (en) * 2008-05-22 2011-09-13 3M Innovative Properties Company Abrasive article with holes
KR101170129B1 (ko) * 2009-03-31 2012-07-31 엠.씨.케이 (주) 복수의 물성을 갖는 연마용 패드의 제조방법
CN201419362Y (zh) * 2009-06-16 2010-03-10 河南富耐克超硬材料有限公司 一种复合磨料磨盘
CN202910745U (zh) * 2012-11-20 2013-05-01 河南万克钻石工具有限公司 金刚石磨轮
GB2508246A (en) * 2012-11-27 2014-05-28 Safehouse Habitats Scotland Ltd Cold cutting/grinding disc

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5633271A (en) * 1979-08-20 1981-04-03 Ogura Houseki Seiki Kogyo Kk Fine grinding stone for lens
JPH02243269A (ja) * 1987-10-30 1990-09-27 Ronald C Wiand 研削工具及びその製作方法
JPH0224063A (ja) * 1988-05-30 1990-01-26 Diamant Boart Sa カップ形砥石車
JPH0796467A (ja) * 1990-04-12 1995-04-11 D Swarovski & Co 研摩体
JP2001269849A (ja) * 2000-03-23 2001-10-02 Olympus Optical Co Ltd 光学素子の球面研磨装置及び球面研磨方法
JP2008524009A (ja) * 2004-12-20 2008-07-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 研磨製品、その製造および使用方法およびその製造用器具
JP2011508461A (ja) * 2007-12-31 2011-03-10 コーニング インコーポレイテッド スラリー研磨用パッドを成形する方法および装置
JP2013163235A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Olympus Corp 光学素子加工用工具及び光学素子製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115026665A (zh) * 2022-05-30 2022-09-09 玉环普天单向器有限公司 一种用于变速箱单向器星轮的去毛刺设备
CN115026665B (zh) * 2022-05-30 2023-11-21 玉环普天单向器有限公司 一种用于变速箱单向器星轮的去毛刺设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20170080542A1 (en) 2017-03-23
CN106457525A (zh) 2017-02-22
DE112015002769T5 (de) 2017-03-23
JPWO2015190189A1 (ja) 2017-04-20
JP6211188B2 (ja) 2017-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015190189A1 (ja) 研磨工具、研磨方法及び研磨装置
JP5295307B2 (ja) 球体回転装置、球体回転方法及び球体回転装置を利用した応用機
JP6453228B2 (ja) 研磨工具、研磨方法および研磨装置
JP2011036974A (ja) 研磨加工方法および研磨加工装置
JP2514539B2 (ja) 丸球面ホ―ニング加工法
GB2582639A (en) Shaping apparatus, method and tool
JP6159639B2 (ja) 研削装置
CN203003636U (zh) 一种用于光学加工的可调节抛光系统
JP5258484B2 (ja) レンズの研磨装置及び非球面用研磨皿
JP5852596B2 (ja) 研削装置及び研削方法
JP5239843B2 (ja) 切削工具再研磨装置
JP6497214B2 (ja) 球体研磨装置及びそのツルーイング方法
US1318300A (en)
US2435126A (en) Formation of curved surfaces of prescribed figure by grinding and/or polishing
KR20170087300A (ko) 에지 그라인딩 장치
JP5404500B2 (ja) レンズ研磨装置
JP2006136959A (ja) 研磨工具及び研磨方法
JP2004255549A (ja) 球面の研削・研磨工具および球面の研削・研磨加工方法
US20050164605A1 (en) Device and method for surface working
KR20230033370A (ko) 구형상의 프리폼 렌즈 연마장치
JP2016026891A (ja) 球体研磨装置及び球体研磨方法
JP2011194524A (ja) 研磨用治具およびこれを用いた研磨装置、並びに研磨方法
JP5381123B2 (ja) 半球面成形装置及び成形工具
KR100662738B1 (ko) 대구경 비구면 광학계 가공용 폴리싱 장치
JP2016068187A (ja) 球体研磨装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15806071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016527687

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112015002769

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15806071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1