JPH0310764A - 球形研磨装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、球形の光学素子あるいは鋼球などの加工装置
とその方法に関する。

（従来技術〕 従来より球体の光学素子、あるいは鋼球セラミックボー
ルなどの加工法として知られているボール加工法として
は、例えば特開昭６１−１９２４７２号公報がある。こ
の公報に開示されている技術を第７図にて説明する。

第７図は、上記公報の研磨装置の要部を示す側面よりの
断面図である。第８図は、第７図に示すＡ−Ａ線よりの
平面図である。

図に示すように、上方に平面形状のランプ盤（上皿）３
１の上面中心には、駆動源と連設された回転軸３６を一
体的に設けている。また上皿３１の下面には、上皿３１
と同形状に形成された平面形状のランプ盤（下皿）３２
の平面ランプ面と相対している。

この下皿３２の下端面中心には駆動源と連設された回転
軸３７を一体的に設けている。また下皿３２の上端面の
ラップ面には、図に示すように円周状に一本の■溝３３
を形成している。この■溝３３内には球形状を成した被
研磨部材３５を多数配列している。

この多数に配列された被研磨部材３５は、互いに被研磨
部材３５どうしが干渉することを防ぐためと、被研磨部
材３５の回転を良くするために、被研磨部材３５の形状
に合わせた大きさに多数の穴を穿設した下皿３２と同一
的平面形状に形成されたテフロンシート板３４を上皿３
１と下皿３２間に介在構成した研磨装置である。

上記構成の研磨装置における被研磨部材３５の加工方法
は、下皿３２の■溝３３上のテフロンシート３４の穴に
多数の被研磨部材３５を挿入配列し、上皿３１を重ね合
わせると、多数の被研磨部材３５は上皿３１のラップ面
とそれぞれ接触する。この接触状態において駆動源を駆
動すると回転軸３６および３７は矢印方向にそれぞれ回
動する。この回動に合わせてＶ溝３３内の各被研磨部材
（ボール）３５はＶ溝３３内を転がりながら進み研磨加
工される。

上記構成による研磨装置によれば被研磨ボール３５を同
時に多数個、しかも同じ形状で加工することができると
いう利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように精度良い球体を得ようとするボール加工方
法においては、被研磨部材３５がいかに■溝３３の中を
良く転がるかにあり、換言すれば上皿３１と下皿３２間
において被研磨部材３５が干渉することな（平行にかつ
円滑に回転するかにある。

従って上記ボール加工装置では上皿３１と下皿３２間の
干渉がなく、しかも平行に回転するための干渉材として
加工される被研磨部材３５そのものがその役割を負って
いる。

上記ボール加工装置においては、被研磨部材３５が同時
に多数個同一球径に加工され、特に小径の球体加工では
同時に数百価の加工が可能である。このことは、従来の
ボール加工が大量生産向きであることを示している。し
かし、商品が多様化している現在において光学素子は必
要とする数量を加工することが出来なく非常に大きな無
駄が発生していた。

即ち従来のボール加工装置はその加工方法が持つ特徴か
ら大量生産を余儀なくされていた。

本発明は必要な数量で必要な寸法の精度良い光学素子が
適時に得られる単体ボール研磨装置およびその研磨方法
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、回転する下皿の平面ラップ層上に上下左右に
移動可能としたホルダの下端面に設けた収納室に被加工
部材を収納して、ホルダ内に設けた供給孔よりラップ剤
を供給しながら回転加工することを特徴とする球形研磨
方法である。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

各実施例中において、同一構成および同一部材について
は、同一符号を付し最初の実施例のみにその説明を行い
他の実施例においては省略する。

（第１実施例） 第１図は、本発明に係る第１実施例の研磨装置の要部を
示す断面平面図である。

円板形状でその上面上にラップ面を構成したポリッシャ
ー５の下端面中芯には、その−端を駆動源と接続された
回転軸６が一体的に設けられて、回転自在に構成されて
いる。

上記ポリッシャー５の上面上のラップ層の上方位置には
、円筒形状のホルダ３を配設している。このホルダ３の
下端面の中央には、被研磨部材を挿入収納して加工する
円形状の収納室１６を設けている。

この収納室１６の上部位置即ちホルダ３の上端部内径１
７には、パイプ状の上軸１の先端が挿入し水密にかつ一
体的に接合装着されている。

上軸１の基端は図示されていないが、ホルダ３の上下移
動と回転駆動およびポリッシャー５の上面への制御など
を行う駆動機構と接続されている。また収納室１６内に
は研磨剤などの液体を供給するために図示されていない
が液体供給装置にその基端を接続されたパイプの先端が
、上軸１の基端と水密的に接続構成されている。

上記構成による研磨装置によるボール加工方法について
以下に説明する。

まず被研磨部材４をボリンシャー５上に載置し、上軸ｌ
に装着されたホルダ３を下降させて、ホルダ３の収納室
１６内に被研磨部材４を挿入すると共に、上軸１を所定
の位置即ちボリンシャー５の上面とホルダ３の下端面と
に所定の間隔位置迄下降させる。続いて流体供給装置を
駆動させ上軸１の内孔２を介して収納室１６内に研磨剤
などの流体を圧供給される。

この供給される流体の圧力によって収納室１６内の被研
磨部材４はボリンシャ−５に圧着される。

続いて回転軸６を駆動させボリンシャ−５を回転させる
と共に上軸１に装着されたホルダ３を上軸１と共に正転
逆転の強制回転させる。ホルダ３に収納された被研磨部
材４も流体の圧動に合わせ、ボリンシャー５上を転がり
ながら相対速度差により徐々に所望の球形に加工される
。

上記による研磨加工は、回転する上軸１に装着されたホ
ルダ３と回転するボリンシャ−５と、上軸１より供給さ
れる流体圧力と、ホルダ３の先端面とボリンシャー５と
の間隙から流出する流体の動力とによって、被研磨部材
４はボリンシャ−５の上面を転がりながら相対速度差に
より研磨されるのでボール単体でも容易に加工が可能で
ある。

（第２実施例） 第２図Ａは、本発明の第２実施例の研磨装置の要部を示
す断面平面図である。

第２図Ｂは、第１図に示すホルダの下端面の形状を示す
平面図である。

回転駆動するボリンシャ−５のラップ層上には、図に示
すように上下移動と左右方向に回転移動するよう構成さ
れ、かつ下端面中央部に被研磨部材４の収納室１６を設
けたホルダ３を配設している。

このホルダ３の下端面には外周方向に向けて形成された
多数本の放射状の液体排出用の溝７を形成している。

上記構成の作用を説明する。

まず、被研磨部材４をボリンシャ−５の上面に載置し上
軸１を下降し、ホルダ３の収納室１６内に挿入収納する
。

続いて回転軸６を回転してボリンシャ−５を回転すると
共にホルダ３が装着された上軸ｌも回転させる。この動
作に合わせてホルダ３のなかの被研磨部材４はボリンシ
ャー５上を転がる。一方図示しない液体供給装置から供
給される研磨液は上軸１内を介して収納室１６内に供給
されると被研磨部材４は水圧により、ボリンシャー５上
に圧着されながらホルダ３の下端面１９に設けられた複
数の溝７から回転するホルダ３とボリンシャー５の遠心
力とによって流出される、この研磨液の一定の流れによ
って被研磨部材４はムラのない回転となり精度のよい球
体が得られる。

ホルダ３はテフロン等の樹脂材で構成されているので被
研磨部材４の外観に傷などの悪影響を与える事もない。

またホルダ３の先端面はボリンシャ−５に直接当接する
よう配設したが、これはボリンシャー５の平面度を保つ
ための修正リングをも兼ねていて、横移動も出来るよう
になっている。

なお、このホルダ３の内径より小さな被研磨部材４は全
て研磨することができる汎用性の高い加工装置である。

（第３実施例） 第３図は本発明の第３実施例を示す研磨装置の要部の断
面平面図である。

回転駆動するボリンシャ−５のランプ層上には、図に示
すように上下移動と左右方向に回転移動するよう構成さ
れ、かつ下端面中央部に被研磨部材４を収納し、研磨す
るための円錐形状８を成した収納室１６を設けているホ
ルダ３を配設している。

またホルダ３の上記収納室１６の円錐形状尖端には、図
示されていないが研磨液を供給する供給装置にその一端
を装着したホースの他端を装着した上軸１内を介して研
磨液を供給されるよう構成されている。

上記構成による研磨方法は、上記第１実施例と同一に付
説明を省略する。

（第４実施例） 第４図は、本発明の第４実施例を示す研磨装置の要部を
示す断面平面図である。

図に示すように回転駆動するポリッシャー５のラップ層
上には、上下移動と左右方向に回転移動するよう構成さ
れ、かつ下端面の中央には円形状の凹部（収納室）１６
を設けたホルダ３が配設されている。

この収納室１６内には、室内内径と清書的に嵌合着し、
その下端面とホルダ３の下端面１９間に所望の間隔を設
け、更に下端面に被研磨部材４の球形と対応した半月形
状のＲ形成部２０を形成した固定低粒を含有した研磨ブ
ロック１８を設けている。

研磨プロ・ンク１８のＲ形成部２０の頂点には上軸ｌの
内孔２と連通した研磨液の供給孔２１を穿設して、Ｒ形
成部２０内に収納した被研磨部材４を流圧供給するよう
に構成されている。

上記構成による研磨方法について説明する。

まず被研磨部材４をホルダ３の内径に設けた研磨ブロッ
ク１８の下端面に形成したＲ形成部２０とポリッシャー
５間に収納し、研磨液供給装置を作動させて研磨液を上
軸１の内孔２および供給孔２１を介して収納室１６内に
供給すると共に研磨駆動装置を作動させると被研磨部材
４の球形とＲ形成部２０の内周壁間には、研磨液供給装
置により供給される液体によるわずかな間隙が生じるこ
とにより、供給される研磨液や水がこのわずかな間隙１
２を急速に流れ落ちるため水圧は確実に荷重となって被
研磨部材４をポリッシャー５に回転しながら圧着してホ
ルダ３とポリッシャー５間より流出する。

またこの水流は被研磨部材４の回転も捉し、精度の良い
球体が短時間に研磨加工することができる。

なお、第４図に示すホルダ３の形状は複雑構成のため汎
用性の点において難点があるが研磨ブロック１８を上記
第３実施例に示すような円錐形状に構成することも可能
であり、円錐形状にすることにより上記難点を解消でき
る。

（第５実施例） 第５図は、本発明の第５実施例を示す研磨装置の要部を
示す断面平面図である。

第５図に示すように回転駆動するポリラシャ−５のラッ
プ層上には、上下移動と左右方向に回転移動（矢印に示
す）するよう構成され、かつ下端面の中央には、半球形
状の被研磨部材４の収納室１６を設けたホルダ３が配設
している。上記収納室１６のＲ形成面２２の頂点には、
上軸ｌの内孔２と連通した研磨液供給孔２１を穿設して
いる。

上記収納室１６内の中間位には、第５図に示すように一
方の面を被研磨部材４と対応した球形に形成し、他方の
面を上記ホルダ３の収納室１６の内周壁面のＲの形成面
２２と対応球形に形成した半球形部材２３がＲ形成面２
２と所望の間隔を設けられてその球端縁をホルダ３の下
端面縁に装着されている。

また半球形部材２３の上記半球面には、上記研磨液供給
孔２１より流入される研磨液を被研磨部材４に供給する
ために多数の供給孔２４を穿設された構成となっている
。

次に上記構成による研磨方法について説明する。

まず被研磨部材４をホルダ３の半球形部材２３とポリッ
シャー５間に収納したのち研磨液供給装置を作動させる
と研磨液は上軸１の供給孔２および供給口１１を介して
収納室１６内に流入される、流入された研磨液はＲ形成
面２２と半球形部材２３間に流入して充満する。

充満した研磨液は多数の供給孔２４により、被研磨部材
４の表面に向かって流入する。−方研磨駆動装置を作動
させると被研磨部材４の球形面と半球形部材２３の内周
壁面間に研磨液が流圧すると共にポリンシャ−５とホル
ダ３の矢印方向への回動移動とにより研磨される。

即ち、研磨液が半球形部材２３の複数の給水孔２４より
同時に供給されるため、被研磨部材４の回転は急速にか
つムラなく回転をする。

また研磨液供給装置から送られる研磨液の圧力を高圧に
することにより、更に球径の大きな被研磨部材４を研磨
するのに充分な水圧とスムーズな回転を促がすことがで
きる。

（第６実施例） 第６図（Ａ）（Ｂ）は、本発明の第６実施例を示す研磨
装置の要部の平面図で、第６図（Ａ）は研磨装置の上面
を示し、その一部を断面にて示す平面図、第６図（Ｂ）
は第６図（Ａ）の側面を一部断面にて示す平面図である
。

図に示す最外周に配設した円筒形状は、ホルダ３である
。このホルダ３、上軸１にその基端部を装着され矢印に
て示すように回転および左右方向に移動するよう構成さ
れている。

また第６図（Ｂ）のホルダ３の内周壁と対向にて示すシ
ルクハツト形状は、給水治具１４である。この給水治具
１４のシルクハツトの頭部外周壁とホルダ３の内周壁間
には給水治具１４の鍔部とホルダ３の先端部とを所望の
間隔を設けて構成された水路１３が設けられている。

即ち図示されていないが研磨液供給装置より給送される
研磨液を水路１３を介して、上記給水治具１４の外周壁
面に穿設した複数の供給口１５より内方に流出するよう
構成されている。

また給水治具１４の頂部の平端面にも上記と同様に供給
口Ｉ５を穿設している。

上記給水治具１４内には、被研磨部材４を収納する収納
室１６を設け、ホルダ３の回転と左右方向への移動およ
びポリンシャ−５の回動と上記供給口１５よりの研磨液
などにより円滑に回転するように構成されている。

上記構成による研磨方法について説明する。

まず被研磨部材４をホルダ３の給水治具１４の収納室１
６内とポリンシャー５の上面との間に収納し、研磨液供
給装置を作動させて研磨液を水Ｘａ！３を介して、５ケ
所に設けた供給口１５より収納室１６内に供給される。

この給水により被研磨部材４は上部１ケ所と外周壁の４
ケ所からの水圧により絶えずホルダ３の中心に位置し、
回転自在に研磨加工される。

従って被研磨部材４に流体を供給する治具１４は材質が
金属でも良く、またホルダ３形状からホルダ３内径より
小さな被研磨部材４は全て研磨することができる汎用性
の高い研磨ができる。

上記各実施例においては、ポリンシャー５上に゛子ルグ
３単体にて研磨加工したが、本発明は、上記実施例に限
定するものではない。

例えば大きな径のポリンシャーを用意し、これを下軸に
装着し回転させ、ホルダを装着した上軸を複数軸設けて
、これを同時に回転させることにより異なる径で異なる
数の光学素子を精度よく研磨加工することができる。

〔発明の効果〕

上記構成および方法による本発明によれば、必要な数量
で必要な寸法のボール形状の光学素子が精度よく適時に
得られる。

また１個のホルダでホルダ内径より小さい多種類の光学
素子を時間の経過で研磨することができる汎用性の高い
ホルダ形状の設定が可能と第１図は、本発明に係る第１
実施例の研磨装置の要部を示す断面平面図。

第２図Ａは、本発明の第２実施例の研磨装置の要部を示
す断面平面図。

第２図Ｂは、第１図に示すホルダの下端面の形状を示す
平面図。

第３図は、本発明の第３実施例の研磨装置の要部を示す
断面平面図。

第４図は、本発明の第４実施例の研磨装置の要部を示す
断面平面図。

第５図は、本発明の第５実施例の研磨装置の要部を示す
断面平面図。

第６図Ａは、本発明の第６実施例を示す研磨装置の要部
の上面を示し、その一部を断面にて示す平面図。

第６図Ｂは、第６図Ａの側面を一部断面にて示す平面図
。

第７図は、従来の研磨装置の側面よりの断面を示す平面
図。

第８図は、第７図のＡ−Ａ線よりの断面を示す平面図。

１・・・上軸　　　　　　２・・・内孔３・・・ホルダ
　　　　　４・・・被研磨部材５・・・ボリンシャー　
　７・・・溝 １０・・・Ｒ形状　　　　　１２・・・間隙１３・・・
水路 １５・・・供給口 １８・・・研磨ブロック ２３・・・半球形部材 １４・・・給水治具 １６・・・収納室 ２２・・・Ｒ形成面 ２４・・・供給孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上面にラップ層を設けた回転自在のポリッシャー
   と、このポリッシャーの上面に上下動自在に配設し、そ
   の下端面に被研磨部材を収納する収納室と、左右方向に
   移動回転するホルダと、このホルダの上記収納室に設け
   た研磨液供給孔とを具備したことを特徴とする球形研磨
   装置。
2. （２）回転するポリッシャー上に、上下左右に移動可能
   としたホルダの下端面に設けたボール収納室に被加工ボ
   ールを収納して、ホルダ内に設けた供給孔より研磨液を
   供給しながら回転加工することを特徴とする球形研磨方
   法。