JPH0343146A - 非接触型球面加工方法 - 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） 本発明は遊離砥粒による非接触型の球面加工方法に関す
るもので、特にロッドレンズの如く小径レンズの研削、
研磨加工に好適な球面加工方法に関する。

（従来の技術） 最近、小径ロッド状の屈折率分布型レンズを更に高性能
化するために、このロッドレンズの一端を球面加工する
ことが要望されている。このようなロッドレンズを高い
面精度で球面加工するには通常１個貼りで行なわれる。

この従来の球面加工方法は、先ずロッドレンズの一端面
にカーブジェネレータで球面創成する。

このカーブジェネレータの原理は、第８図に示す如く、
低番程砥石３０２を先端に取り付けたカップ３０１を軸
芯中心に回転させ、貼り付は棒２４に接着剤２３を介し
て貼着されたロッドレンズ２の軸芯２２が砥石３０２の
先端Ｒ形状の中心点Ｐを通るように位置決めし、ロッド
レンズ２を砥石３０２に押しつけ、研削液３０３を注い
で回転させる。

この時、レンズ軸芯２２のカップ軸芯３１５との傾き角
をβとすると、レンズ曲率半径面形状が創成される。但
し、Ｄはカップ形砥石の直径、ｒは砥石の先端Ｒ形状の
曲率半径である。

次いで球面創成されたロッドレンズ２の形状修正及び球
面粗度を向上させるために、研削加工処理を行う、第９
図に示す如く球面形状創成後のロッドレンズ２に凹球面
形状の固定砥石からなる研削皿４０１をのせる。そして
第７図に示すような周知の研磨装置４０６のアーム部材
４０７に支持される力ンザシ４０２を研削皿４０１上表
面中心付近に設置し、このカンザシ４０２に球心点Ｑを
中心とした横振動作させる。そして研削液４０３を研削
皿４０１内に注ぎ、ロッドレンズ２を軸芯２２中心に回
転させ所定の加工圧を加えることでロッドレンズ２の先
球部２１と研削皿４０１との接触部に共ズリによる研削
効果を発生せしめる。このようにして砥粒番程を順次高
番程に順次代えることにより、形状修正から球面粗度向
上の処理を行なう。従ってここでは多段階の処理工程を
要する。

次いで研削加工処理されたロッドレンズの研磨処理を行
う、第１０図に示す如く、ウレタン、タール等の弾性体
５０２を貼着した凹球面形状の磨き皿５０１をロッドレ
ンズ２の加工面にのせ、研磨液５０３を注ぐことにより
、前述した研削加工処理と同様に行なう。このようにし
てレンズ球面粗度向上への仕上げを行う。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 上記従来の球面加工方法によれば、研削皿、磨き皿の凹
球面形状が共ズリによる変形を生じ、またこの変形の加
工修正を行なうには高度の熟練作業を要し、従ってロッ
ドレンズの加工仕上り品質の安定化が困難であるという
不具合がある。

またレンズ研削加工処理時に多段階の処理工程ヲ要し、
更にはロッドレンズの曲率変更に対して各別の対応性が
無く、これらの皿の球面形状の修正には工数が掛り、従
って生産性が悪化するという不具合がある。

そこで本発明の目的は、ロッドレンズ等の小径レンズを
高精度に球面加工することが出来るとともに、加工仕上
り品質の安定化を達成出来、更に高い生産性を有する球
面加工方法を提供するにある。

（ｉ！題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、遊離砥粒を含む砥液の
流路を回転軸を含んで形成するとともに、この流路内壁
の出口部りに拡開面を形成してなる筒状治具本体を設け
、この筒状治具本体を回転軸回りに自転させ、前記流路
内に入口から出口に向って前記砥液を流入し、前記自転
に伴う遠心力により前記拡開面に沿って遊離砥粒の高密
度化された流動砥粒層を形成し、その後にこの流動砥粒
層に前記筒状治具本体の回転軸と所定傾斜角度をなす軸
芯中心に自転するレンズの非加工面を圧接することを特
徴とする。

（作用） 筒状治具本体の拡開面に流動砥粒層を形成し、この砥粒
層でレンズを加工するため、筒状治具本体の修正、交換
が不要となり、これにより修正に伴なう熟練作業の不要
化を達成出来、従って仕上り加工品質の安定性を向上出
来、また治具本体と非接触に加工するため、面粗度品質
を向上することが出来、更に遊離砥粒の粒径を変えるの
みで研削及び研磨を連続して行なうことが出来、これに
より工程数の削減を達成出来、従って生産効率の向上を
図ることが出来る。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は本発明に係わる非接触型球面加工方法による研
削・研磨状態を示す図、第２図は砥粒層を示す要部拡大
図、第３図は筒状治具本体の縦断側面図、第４図は同正
面図である。

第３図及び第４図に示す如く筒状治具本体であるリップ
治具１は、筒部５とフランジ部６とからなり、回転軸１
５方向には、この回転＠１５を中心に含んで入口部１３
から出口部１４に至る砥液流路１１が形成される。そし
て流路１１の内壁１２の出口部１４近くには、出口部１
４に向って拡開する拡開面であるテーパ部１６が形成さ
れる。そしてこのテーパ部１６のテーパ角１７は、回転
軸１５の直交軸１８と所定テーパ角θに構成される。

前記リップ治具１は回転軸１５を中心として不図示の駆
動モータにより５０００〜１１００００ｒｐ程度の高速
回転で自転する如く構成される。

一方、被加工レンズである小径ロッド状の屈折率分布型
ロッドレンズ２は、第１図に示す接着剤２３を介して貼
り付は棒２４に固着され、貼り付は棒２４とともに例え
ば１１００ｒｐの回転数で軸芯２２を中心として自転す
る。そしてロッドレンズ２の軸芯２２とリップ治具１の
回転軸１５とは所定角θ傾いて交叉する。即ち回転軸１
５及び軸芯２２を含む断面内でロッドレンズ２の軸芯２
２はテーバ面１６に直交する。

次に本発明に係わる非接触型球面加工方法を以下に述べ
る。

先ず、砥液３の流路を有す、るリップ治具１を回転軸１
５を中心に高速回転させる。このリップ治具１の回転数
は５０００〜１１００００ｒｐ程度の高速回転に設定さ
れる。

次いでリップ治具１の流路１１の入口１３から遊離砥粒
３１を含む砥液３を流入する。この砥液３は流路内壁１
２との摩擦抵抗によりリップ治具１から粘性に応じた回
転エネルギーを受は続け、砥液３内の遊離砥粒３１の均
質拡散分布状態がくずれ、砥液３に含まれる遊離砥粒３
１は砥液３内で質量分離を起す。即ち、質量の大きい遊
離砥粒３１はど遠心力が強く働き、流路内壁１２に沿っ
て遊離砥粒３１が層状に堆積する。この遊離砥粒３１の
堆積は砥液３が流路１２の入口部１３から出口部１４に
向かう過程で進行していくため、出口部１４近くのテー
パ部１６では第２図に示す如く砥粒層３０が形成される
。この砥粒層３０は質量分離によるため粒径が均一化さ
れ、更に常に新しい砥粒３１を入口部１３から供給し、
出口部１４から流出するため、これによっても砥粒層３
０の粒径が均一化する。そして砥液３の流動により加工
時のレンズ面の加熱を防止することができる。

その後にロッドレンズ２をリップ治具１のテーパ部１６
に形成された砥粒１ｉ１３０にテーパ角θだけ傾けて押
し当て回転させる。本実施例ではレンズ側の回転数は１
１００ｒｐに設定した。

ここで砥粒層３０は薄く均質と考えると、で表わされる
研削研磨球面を得ることが出来る。

但し、θはリップテーパ角、Ｃはリップテーパ外径、Ａ
はレンズ送り量、ｔは砥粒層の厚さである。

以上において砥液３内に混入する遊離砥粒３１の粒径を
徐々じ小さくすることＣより、研削から研磨までを一括
処理することが出来る。

ここで具体的な実験結果を示すと、凹凸の表面粗さが最
大Ｈｌ１ａｘで０．２〜０．５μｍ　、平均ＨＩＩ４０
．０３〜０．０５μｍのロッドレンズ２の加工面２１を
処理後に走査型電子顕微鏡で１００００倍に拡大しても
表面粗さが検出出来ず、従ってＨｆｆ１ａｘが０．０１
μｍ以下の鏡面状態に研削研磨することが出来る。

尚、上記処理条件は、ロッドレンズ径φ＝２．０ＬＩＩ
Ｉ１１１　リップ回転数５００Ｏｒｐｍ　％　リップテ
ーバ角θ瓢６０°　レンズ回転数１００ｒｐＩｆｌ、使
用砥粒は酸化ジルコニアの粒径１μｍのものを用い、こ
の砥粒を水に濃度１５重量％含有した砥液を使用し、砥
粒層は約１０μｍに設定した。

以上の球面加工方法によれば、リップ治具１のテーバ部
１６壁面に形成された遊離砥粒層３０の表層でロッドレ
ンズ先端部２１の研削、研磨が行われるため、リップ治
具１のテーパ部１６にはロッドレンズ２による加工圧痕
が残らない、仇ってリップ治具１のテーパ部１６の修正
加工及びリップ治具１の交換作業を行なう必要がない。

またレンズ送り量Ａを調節することにより、１つのリッ
プ治具１でロッドレンズ２の被加工Ｒ値の変更に対応出
来る。更に遊離砥粒３１を使用し、しかもリップ治具１
とは非接触にて加工出来るため、収得レンズ加工面２１
の粗度を著しく向上させることが出来る。

更にまた、本発明に係わる球面加工方法によれば、リッ
プ治具１を高速回転することにより加工エネルギーを高
く取ることが出来、これにより研削能力の大きい研磨処
理を行なうことが出来る。

従ってレンズＲ形状修正と表面粗度の向上とを同時に含
ませた加工処理が出来、これにより工数を削減すること
が出来る。

第５図は第２実施例を示し、第２実施例では第１実施例
のリップ治具の代わりにカーブジェネレータに用いるカ
ップ砥石１０１の回転軸１１５方向に砥液流路１１１を
形成して使用する。この流路１１１の出口端の丸みｒを
有する砥石部１０２の内端部１１Ｂで拡開面を構成し、
砥石部１０２による球面創成後に、第１実施例と同様に
、流路１１１の入口（不図示）から出口１１４に向かっ
て遊離砥粒３１を含む砥液３を流入し、カップ砥石１０
１の高速回転により内端部１１６に砥粒層１３０を形成
し、この砥粒層１３０にレンズの被加工面２１を圧接す
る。

ここでロッドレンズ２の軸芯２２は砥石部１０２の先端
Ｒ形状の中心点Ｐを通るように構成する。

以上の第２実施例によれば、カップ砥石１０１によるロ
ッドレンズ２先端の球面創成後に、流路１１１内に砥液
３を流入し、砥粒層１３０を形成することにより、球面
創成工程に連続して研削、研磨処理を行うことが出来る
。

第６図は参考例を示し、この参考例ではロッドレンズ２
０２の凹球面２０３を研削・研磨処理する。

即ち、リップ治具２０１の砥粒層２３０がテーバ部２１
６から出口端２１４に沿って外側方に流動し、出口端２
１４の外端の砥粒層２３１に回転支持されるロッドレン
ズ２０２の被加工面２０３を圧接することにより凹面２
０３を研削・研磨処理する。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く本発明によれば、ロッドレ
ンズ等の小径レンズを砥粒層により非接触型に行なうた
め、高精度に球面加工することが出来るとともに、加工
仕上り品質の安定化を達成出来、更に高い生産性を有す
る球面加工方法を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非接触型球面加工方法による研削
・研磨状態を示す図、第２図は砥粒層を示す要部拡大図
、第３図は筒状治具本体の縦断面図、第４図は同正面図
、第５図は第２実施例を示す図、′ｓ６図は参考例を示
す図、第７図は従来の研磨装置の斜視図、第８図は従来
のカーブジェネレータによる球面創成方法を示す図、第
９図は従来の研削処理方法を示す図、第１０図は従来の
研磨処理方法を示す図である。 尚図中、１は筒状治具本体、２はレンズ、３は砥液、１
１は流路、１２は流路内壁、１３゛は入口、１４は出口
、１６は拡開面、２１は被加工面、２２は軸芯、３０は
流動砥粒層、３１は遊離砥粒である。 特　許　出　願　人　　日本板硝子株式会社代　理　人
　弁理士　　　下　　１）容一部間　　　　弁理士　　
　　大　　橋　　邦　　産量　　　弁理士　　　小　　
山　　　　有第３図 第４ 図 ！！Ｉ５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 遊離砥粒を含む砥液の流路を回転軸を含んで形成すると
   ともに、この流路内壁の出口寄りに拡開面を形成してな
   る筒状治具本体を設け、この筒状治具本体を回転軸回り
   に自転させ、前記流路内に入口から出口に向って前記砥
   液を流入し、前記自転に伴う遠心力により前記拡開面に
   沿って遊離砥粒の高密度化された流動砥粒層を形成し、
   その後にこの流動砥粒層に前記筒状治具本体の回転軸と
   所定傾斜角度をなす軸芯中心に自転するレンズの非加工
   面を圧接することを特徴とする非接触型球面加工方法。