JPH04315573A - 研削装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥石を用いてレンズ等
のワークの研削を行うための研削装置に関するものであ
って、特に砥石を電気分解ドレッシング方式で目立てを
行うようにした研削装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レンズ等を研削するための研削装置とし
ては、レンズを保持するレンズホルダと、円環状の砥石
とを有し、この砥石をスピンドルに装着し、またレンズ
ホルダを回転軸に連結して、砥石をレンズの加工面に部
分的に当接させた状態でレンズと砥石とをそれぞれ反対
方向に回転させ、レンズの加工面に沿って砥石を摺動さ
せることによって、このレンズを研削加工するようにし
ている。そして、レンズを球面形状とする場合には、レ
ンズホルダの回転軸の軸線に対してスピンドルを所定角
度傾け、また平面形状に成形する場合には、スピンドル
の軸線を回転軸の軸線と平行となるように配置させて、
研削加工を行う。

【０００３】ここで、砥石としては、通常、銅，鉄等の
金属をボンド材として用い、このボンド材に砥粒として
のダイヤモンド粉を混合させた、所謂メタルボンド砥石
が用いられるが、研削加工を繰り返し行うと、砥石が研
削屑等によって目詰まりが生じることになり、研削効率
が悪くなると共に、焼き付き等が発生して研削精度にも
影響を与える。とりわけ、この研削によって高度に鏡面
仕上げを行おうとすると、砥粒の粒径をより細かくする
必要があることから、砥粒が早期に摩耗すると共に、わ
ずかな研削屑が砥石面に付着するだけでも目詰まりが発
生する。このために、砥石をドレッシングして、その目
立てを行わなければならない。この目立てを機械的なド
レッシング工具を用いずに、研削加工中において連続的
に行う方式として、所謂電気分解ドレッシングが知られ
ている。この電気分解ドレッシングは、砥石を陽極とす
る給電体と、ドレッシング用の陰極とを相対向させて設
け、この間に弱導電性の水溶性からなる研削液を供給す
ることによって、砥石面の表層部のボンド材をイオン化
させて、この表層部分のボンド材を電解溶出させて、砥
粒を浮き出させ、もって砥粒の発刃効果を発揮させるも
のである。このように電気分解ドレッシングを行えば、
砥粒の摩耗に応じて連続的に発刃させることができるこ
とから、常に所望の研削状態を維持することができ、研
削仕上げを極めて高い精度で行うことができる。

【０００４】

【発明が解決使用とする課題】ところで、前述した電気
分解ドレッシングを行わせるために、従来は、レンズホ
ルダに砥石より大径となった円環状のマイナス極の電極
を装着し、この電極を、プラス極に帯電せしめられる砥
石に所定の隙間をもって対向配設させると共に、弱導電
性の研削液を供給するノズルをこの隙間に向くように配
設し、このノズルから研削液を噴射させて、研削液をマ
イナス極に帯電させることにより、砥石に電流を流して
、ボンド材をイオン化させるように構成していた。この
ような構成では、砥石面は僅かな面積でしか電極と対面
させることができず、ドレス領域を十分に取れないとい
う問題点がある。また、加工するレンズの曲率により砥
石を回転駆動するためのスピンドルの角度を変える必要
があるが、このスピンドルの角度を調整すると、電極も
これに合わせて位置調整しなければならないことになり
、その調整が極めて面倒になるという欠点もある。さら
には、砥石及び電極は相互に反対方向に高速回転するよ
うになっていることから、ノズルからこの砥石と電極と
の間の隙間に向けて研削液を噴出させる際にかなり高い
圧力で噴射させなければ、この隙間に安定的に供給する
ことができず、このために研削液の消費量が多くなると
共にドレッシング作用が不安定になるといった欠点もあ
る。

【０００５】本発明は以上のような従来技術における欠
点や問題点を解消するためになされたものであって、そ
の目的とするところは、簡単な構成によって、所期の電
気分解ドレッシング作用を安定した状態に発揮させるこ
とができるようにした研削装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、ワークを保持するワークホルダと、
砥粒を導電性ボンド材に混合した円環状の部材からなり
、ワークに摺接してその表面研削を行うための砥石と、
先端にこの砥石が固着され、内面に絶縁層を形成したカ
ップ部材と、このカップ部材を回転駆動するスピンドル
と、前記カップ部内に電解液クーラントを供給するノズ
ルとを有し、前記ワークホルダにおけるワーク装着部の
周囲には、前記砥石のワークへの非当接部分に対して所
定のギャップを持って対峙する対向面部を形成すること
によって、前記カップ部材の内部を電解液クーラントの
液溜め部にすると共に、前記ギャップを通液路となし、
さらに前記ノズルを陰極とし、カップ部材を陽極として
、その間に所定の電圧を作用させて、前記砥石の研削面
を電気分解ドレッシングを行わせる構成としたことをそ
の特徴とするものである。

【０００７】

【作用】このような構成を採用することによって、カッ
プ部材内に電解液クーラントの液溜め部が形成され、し
かも砥石とワークホルダの対向面部との間のギャップか
ら常時確実に電解液クーラントが流出する流路が形成さ
れる。そして、ノズルを陰極側の電極とすることにより
、このノズルから流出する電解液クーラントが帯電せし
められる。また、カップ部材を陽極とすることによって
、電解液クーラントがギャップから流出するときに、砥
石と電解液クーラントとの間の電位差によって電流が流
れて、砥石面の表層部分のボンド材が電解溶出すること
になり、砥粒の発刃作用を発揮させることができる。

【０００８】而して、砥石において、ワークを研削する
表面のうち、ワークに当接している部分以外のワークホ
ルダにおける対向面部と対面する部分はマイナス側に帯
電している電解液クーラントと常に接触していることか
ら、広い範囲にわたって安定した状態でドレッシング作
用を発揮させることができ、また砥石を回転駆動するス
ピンドルの角度を変えた場合であっても、ワークホルダ
側を格別調整する必要はない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、１はワークとしてのレンズを示し
、このレンズ１はレンズホルダ２のレンズ受け部２ａに
装着されている。レンズホルダ２には回転軸３が一体的
に設けられている。また、４は砥石を示し、この砥石４
は砥粒としてダイヤモンド粉をボンド材としての鉄，銅
等の金属に混合させた、所謂メタルボンド砥石が用いら
れる。砥石４は円環状に形成されて、カップ状ホイール
５におけるカップ部５ａの先端部分に固着されている。 そして、このカップ部５ａの内部は電解液クーラントの
液溜め部６となる。

【００１０】カップ状ホイール５内には、スピンドル７
が螺挿された上、シーリングナット８を装着されている
。スピンドル７の基端部にはモータ等の回転駆動手段（
図示せず）が接続されており、この回転駆動手段によっ
てスピンドル７が回転駆動され、これと共にカップ状ホ
イール５が一体回転せしめられるようになっている。 そして、スピンドル７内にはノズル９が挿通されており
、このノズル９の先端部はシーリングナット８を貫通し
て延び、カップ部５ａ内に開口している。そして、ノズ
ル９からは電解液としての機能と、研削液としての機能
と、砥石４の冷却機能とを兼ね備えた電解液クーラント
がカップ部５ａ内の液溜め部６に供給されるようになっ
ている。また、レンズホルダ２におけるレンズ受け部２
ａの周囲の表面は砥石４に対峙する対向面部２ｂとなっ
ており、この対向面部２ｂはレンズ１の外周エッジ部よ
り低くなっている。従って、レンズ１の表面と対向面部
２ｂとの間には段差が生じて、砥石４との間にギャップ
Ｇが生じ、このギャップＧがカップ部５ａから電解液ク
ーラントを流出させる流路となる。さらに、ノズル９は
非回転状態に保持されており、その先端近傍位置におい
て、このノズル９とシーリングナット８との間に絶縁性
回転リングからなる軸受１０が介装されている。

【００１１】而して、砥石４をレンズ１に当接させた状
態にして、回転軸３を回転させると共に、スピンドル７
を回転駆動することによって、砥石４がレンズ１の表面
に摺接して、その研削が行われる。ここで、スピンドル
７を回転軸３に対して傾斜させることによって、レンズ
１を球面状態に加工することができ、スピンドル７を回
転軸３と平行にすると、レンズ１は平面状態に研削加工
される。また、このスピンドル７の回転軸３に対する傾
斜角度を制御することにより、レンズ１を所望の曲率半
径をもった球面形状に研削加工することができる。そし
て、前述したレンズ１の研削加工を行っている間は、ノ
ズル９から電解液クーラントがカップ部５ａ内に供給さ
れて、このカップ部５ａの内部における液溜め部６内の
電解液クーラントによって砥石４を冷却することができ
る。 また、この液溜め部６に供給された電解液クーラントは
レンズホルダ２の対向面部２ｂと砥石４の先端部との間
に形成されるギャップＧを介して流出する。

【００１２】ここで、砥石４によるレンズ１の研削加工
を効率的に、しかも高精度に行うために、加工継続中に
おいて砥石面の目立てを行うようにしており、この目立
ては電気分解ドレッシング方式により行われる。この電
気分解ドレッシングは、砥石４に電流を流すことによっ
て、この砥石４の砥石面におけるボンド材をイオン化さ
せて溶出するものであり、このために、電源１１が設け
られており、この電源１１の陽極（＋極）はカップ状ホ
イール５に設けた給電ブラシ１２に接続され、また陰極
（−極）はノズル９に接続されている。そして、カップ
部５ａにより形成される液溜め部６内の電解液クーラン
トをマイナス側に帯電させることにより、カップ状ホイ
ール５から砥石４を介してスピンドル７に至る電路を形
成するようにしている。従って、プラス側に帯電するカ
ップ状ホイール５とマイナス側に帯電せしめられるノズ
ル９との間に介装されているスピンドル７は電気絶縁性
を有する部材で形成されるか、またはこのスピンドル７
の外周面若しくは内周面に電気絶縁部材を有するコーテ
ィング等の手段を用いて形成することにより、カップ状
ホイール５とノズル９との間を電気的に絶縁しており、
さらにカップ部５ａの内面に電気絶縁性を有するコーテ
ィング１３が施されている。

【００１３】次に、１４はクリーニング部材を示し、こ
のクリーニング部材１４はシーリングナット８に固着し
て設けた取り付け部材１５にクリーナヘッド１６を突設
させてなるものであって、このクリーナヘッド１６は電
気絶縁性を有する部材からなり、図２に示したように、
ノズル９の内面及び外面に摺接する一対のクリーナ部１
６ａ，１６ｂを備え、このクリーナ部１６ａ，１６ｂに
よって一種のスナップアクション機能を発揮させてノズ
ル９を挟み込むように装着される。そして、クリーニン
グ部材１１が装着されているシーリングナット８は、ス
ピンドル７と一体回転するものであり、またノズル９は
回転方向には固定されていることから、スピンドル７を
回転させて、研削作業を行っている間は、クリーニング
部１６ａ，１６ｂは、ノズル９の内外周面に摺接させる
ことによって、このノズル９の表面にレンズ１の研削屑
等による絶縁性被膜が形成されるのを防止するようにし
ている。

【００１４】以上のように構成することによって、レン
ズ１の研削加工時に電源１１から電源の供給を行うと、
ノズル９から供給される電解液クーラントはマイナス側
に帯電せしめられる。このようにして帯電した電解液ク
ーラントは砥石４と対向面部２ｂとの間に形成されるギ
ャップＧを介して流出することから、プラス側に帯電し
ているカップ部５ａ及び砥石４との間に電位差が生じて
、この電位差に基づいて砥石４を介して電流が流れるこ
とになる。この結果、砥石４の表層部分におけるボンド
材が電解溶出されて、砥粒を砥石面から浮き出させるよ
うになって電気分解ドレッシングが行われ、この電気分
解ドレッシングによる目立ては研削と平行して連続的に
行われることになる。従って、レンズ１を効率的に、し
かも高精度に研削加工を行うことができる。また、加工
中に常時目立てを行うことができるので、砥粒として、
極めて微細なものを用いても、目詰まりが生じることな
く、安定した微細研削を行うことができる。

【００１５】而して、砥石４のレンズ１への当接部分以
外のレンズホルダ２における対向面部２ｂと対面する面
全体が電解液クーラントの流出流路となるために、この
部分が電解液クーラントと接触することになり、ドレス
領域を広く取ることができる。そして、加工中において
は、ノズル９から連続的に電解液クーラントを流すこと
によって、マイナス側に帯電した電解液クーラントが常
時ギャップＧから流出することになり、砥石４との間に
確実に、しかも広い面積にわたって電位差を持たせるこ
とができ、この結果電気分解ドレッシングを効率的に、
しかも安定的に行わせることができる。

【００１６】ここで、ノズル９にマイナスの電位を持た
せると、イオン化傾向により電解液中に含まれている物
質がこのノズル９の表面に析出することになるが、カッ
プ部５ａの回転中においては、それと一体回転するクリ
ーニング部材１４のクリーナ１６ａ，１６ｂによって非
回転状態に保持されているノズル９の内外周面を常時擦
動するようになっているので、このノズル９の表面に絶
縁被膜が形成したりする不都合を生じることはない。

【００１７】また、レンズホルダ２に装着されているレ
ンズの曲率半径を変えるために、スピンドル７の傾斜角
度を変えても、砥石４がレンズホルダ２の対向面部２ｂ
に当接するようなことがない限り、ギャップＧによる電
解液クーラントの流路を保持することができるので、電
気分解ドレッシング作用を発揮させるためにレンズホル
ダ２側の部材その他の部材の調整を格別必要としない。 ただし、ギャップＧによる電解液クーラントの流路断面
積が変化することから、この流路断面積が大きく変わる
ようであれば、ノズル９からの電解液クーラントの供給
量を調整しなければならない場合もあるが、この流量制
御は比較的容易に行うことができる。

【００１８】なお、前述した実施例においては、レンズ
として凸レンズに研削加工するものを示したが、凹レン
ズ１′を研削加工する場合には、図３に示したように構
成すれば良い。ここで、凹レンズ１′を加工するときに
は、レンズホルダ２′の対向面部２ｂ′もレンズ１′に
合わせて凹湾曲状に形成する必要がある。また、レンズ
受け部２ａ′はこのレンズ１′の形状に合わせるように
すれば良い。ただし、砥石４やスピンドル７等加工工具
側の部材は凸レンズ１の研削加工を行うものと同一の構
成とすれば良い。また、ノズルは非回転状態に保持され
るものとしたが、スピンドルと一体回転するものであっ
ても良い。そして、このようにノズルも回転させる場合
には、このノズルと電源との接続は給電ブラシ等を介し
て行う必要がある。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ワーク
ホルダにおけるワーク装着部の周囲には、砥石のワーク
への非当接部分に対して所定のギャップを持って対峙す
る対向面部を形成し、電解液クーラントを供給するノズ
ルを挿通させたスピンドルの先端部に電解液クーラント
の液溜め部を形成するカップ部を設けて、このカップ部
の先端部に砥石を固着すると共に、ノズルを陰極とし、
カップ部を陽極として、その間に所定の電圧を作用させ
ることによって、電気分解ドレッシングによる砥石の目
立てを行うように構成したので、ノズルから連続的に電
解液クーラントを流すことにより、マイナス側に帯電し
た電解液クーラントが常時確実に砥石のワークへの接触
部分以外のワークホルダの対向面部に対面することによ
り形成されるギャップから流出することになり、電気分
解ドレッシングを効率的に、しかも安定的に行わせるこ
とができることになり、またワークの加工面の形状に応
じてスピンドルを傾斜させたとしても、電気分解ドレッ
シング作用を発揮させる上で格別支障を来すことはない
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すレンズ研削装置の
構成説明図である。

【図２】ノズルクリーニング機構の構成説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示すレンズ研削装置の
構成説明図である。

【符号の説明】

１，１′　　レンズ ２，２′　　レンズホルダ ２ｂ，２ｂ′　　対向面部 ３　　回転軸 ４　　砥石 ５　　カップ状ホイール ５ａ　　カップ部 ６　　液溜め部 ７　　スピンドル ９　　ノズル １１　　電源 １２　　給電ブラシ １３　　コーティング １４　　クリーニング部材 Ｇ　　ギャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワークを保持するワークホルダと、砥
   粒を導電性ボンド材に混合した円環状の部材からなり、
   ワークに摺接してその表面研削を行うための砥石と、先
   端にこの砥石が固着され、内面に絶縁層を形成したカッ
   プ部材と、このカップ部材を回転駆動するスピンドルと
   、前記カップ部内に電解液クーラントを供給するノズル
   とを有し、前記ワークホルダにおけるワーク装着部の周
   囲には、前記砥石のワークへの非当接部分に対して所定
   のギャップを持って対峙する対向面部を形成することに
   よって、前記カップ部材の内部を電解液クーラントの液
   溜め部にすると共に、前記ギャップを通液路となし、さ
   らに前記ノズルを陰極とし、カップ部材を陽極として、
   その間に所定の電圧を作用させて、前記砥石の研削面を
   電気分解ドレッシングを行わせる構成としたことを特徴
   とする研削装置。