JPH0441177A - Micro-polishing method and micro-polishing tool - Google Patents

Micro-polishing method and micro-polishing tool

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JPH0441177A
JPH0441177A JP2144725A JP14472590A JPH0441177A JP H0441177 A JPH0441177 A JP H0441177A JP 2144725 A JP2144725 A JP 2144725A JP 14472590 A JP14472590 A JP 14472590A JP H0441177 A JPH0441177 A JP H0441177A
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polishing
actuator
magnetic
polished
direction actuator
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水口 信一
Shuji Ueda
修治 上田
Yasushi Kato
康司 加藤
Tokuji Umehara
徳次 梅原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To surely transmit to a polishing part the pressurizing force of an actuator in the Z direction without hindering the micromotion in the XY direction of a polishing part by supporting the polishing part via a connection part capable of the micromotion in the XY direction on a Z directional actuator, and acting the XY directional actuator between this connection part and polishing part. CONSTITUTION:A polishing part 26 is subjected to a micromotion in the XY direction parallel to a polishing face and/or the Z direction vertical to the polishing face by actuators 20, 24X, 24Y composed of electrostrictive elements, in the state of a polishing material M being held between the polishing part 26 of the polishing tool tip and a work W. Moreover the polishing part 26 is supported on the Z directional actuator 20 via a connection part 21 capable of the micromotion in the XY direction, the XY directional actuators 24X, 24Y are acted between this connection part 21 and polishing part 26, the motion in the XY direction of the Z directional actuator 20 is regulated as well and the work W is polished.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、微小研磨方法および微小研磨工具に関し、
詳しくは、レンズや光学素子等の製造分野において、超
高精度な加工を行うために、微小な領域を精密に研磨す
る方法、および、上記方法の実施に用いる研磨工具に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a micropolishing method and a micropolishing tool,
Specifically, the present invention relates to a method of precisely polishing a minute area in order to perform ultra-high precision processing in the field of manufacturing lenses, optical elements, etc., and a polishing tool used to implement the method.

〔従来の方法〕[Conventional method]

各種の電子機器や光学機器に組み込まれて使用される非
球面レンズやX線光学素子等は、研磨加工によって製造
されているが、製品の形状精度が0.01μm以下とい
う極めて高精度な加工を要求されており、このような超
高精度な研磨加工を行える加工方法が求められている。
Aspherical lenses, X-ray optical elements, etc. that are incorporated into various electronic and optical devices are manufactured by polishing, but extremely high-precision processing with a product shape accuracy of 0.01 μm or less is required. There is a need for a processing method that can perform such ultra-high precision polishing.

そのためには、研磨面に対して、微小な領域に限定して
精密に研磨できる研磨方法が必要となる。
For this purpose, a polishing method that can precisely polish only a minute area of the polished surface is required.

従来、高精度な研磨方法としては、ポリッシング加工や
ラッピング加工等が採用されていたが、前記した0、0
1μm以下の超高精度加工は全く不可能であったため、
近年、より高精度な加工を行える方法として、研磨材と
して磁性研磨流体を用いる磁気研磨法が注目されている
。ここに、磁性研磨流体とは、磁性流体単体またはこれ
に微粒状の研磨材を懸濁分散させてなるものを言う。
Conventionally, polishing processing, lapping processing, etc. have been adopted as high-precision polishing methods, but the above-mentioned 0, 0
Ultra-high precision machining of 1 μm or less was completely impossible, so
In recent years, a magnetic polishing method that uses a magnetic polishing fluid as an abrasive has been attracting attention as a method that can perform processing with higher precision. Here, the term "magnetic polishing fluid" refers to a magnetic fluid alone or a magnetic fluid in which fine particles of abrasive material are suspended and dispersed.

磁気研磨法では、研磨工具先端の研磨部と被研磨材の間
に、磁性研磨流体を供給するとともに磁界を印加するよ
うにする。そうすると、磁性研磨流体は、磁気的作用で
、被1磨材の研磨面を加圧した状態で研磨部と被研磨材
の間に保持される。
In the magnetic polishing method, a magnetic polishing fluid is supplied and a magnetic field is applied between a polishing part at the tip of a polishing tool and a workpiece to be polished. Then, the magnetic polishing fluid is held between the polishing section and the material to be polished in a state where the polishing surface of the first material to be polished is pressurized by magnetic action.

この状態で、研磨工具を高速回転させると、磁性研磨流
体は研磨工具の回転に引きずられて高速回転運動させら
れて、被研磨材に対し研磨加工を行う。この際に、印加
する磁界の方向や強さを変動させることによって、磁性
研磨流体による研磨面の加圧力を変動させたり、磁性研
磨流体の連動を制御したりして、研磨性能を向上させる
ことも行われている。この磁気研磨法の具体例について
は、例えば、特開昭60−118466号公報、特開昭
61−244457号公報、特公昭1−16623号公
報等に開示されている。
In this state, when the polishing tool is rotated at high speed, the magnetic polishing fluid is dragged by the rotation of the polishing tool and is rotated at high speed, thereby polishing the material to be polished. At this time, by varying the direction and strength of the applied magnetic field, the force applied to the polishing surface by the magnetic polishing fluid can be varied, and the interlocking of the magnetic polishing fluid can be controlled to improve polishing performance. is also being carried out. Specific examples of this magnetic polishing method are disclosed in, for example, JP-A-60-118466, JP-A-61-244457, and JP-A-1-16623.

この磁気研磨法によれば、磁気的な保持力によって研磨
面の微小な領域に研磨材を集中的に作用させることがで
きるので、従来の研磨法に比べて、高精度な研磨加工が
できるという利点がある。
According to this magnetic polishing method, the magnetic holding force allows the abrasive to act intensively on a minute area of the polishing surface, making it possible to achieve higher precision polishing compared to conventional polishing methods. There are advantages.

しかし、この磁気研磨法によってでも、0.01μm以
下の超高精度加工には未だ充分に対応することが出来な
かった。
However, even with this magnetic polishing method, it has not been possible to sufficiently cope with ultra-high precision machining of 0.01 μm or less.

すなわち、この方法では、磁性研磨流体を研磨工具の高
速回転によって高速回転させるようにするので、研磨面
の仕上がりは研磨工具の回転の状態に直接影響を受ける
ことになる。ところが、研磨工具の回転にはどうしても
回転数の変動や軸ふれ等が起き易いため、この方法では
、研磨面の仕上がりに、研磨量の変動や局部的な研磨の
偏り、研磨領域の変動が住じてしまうと言う問題があっ
たのである。回転機構等の機械的な動作機構には、各部
材がスムーズに運動できるだけの空間的余裕が必要であ
り、そのために研磨部の運動に若干のガタッキが生じる
のもやむを得ないことであり、その結果、研磨面の仕上
がりにムラや変動が生じると言う問題もあった。要する
に、研磨部を高速回転する限り、これらの問題を完全に
防止することは不可能であった。
That is, in this method, the magnetic polishing fluid is rotated at high speed by the high speed rotation of the polishing tool, so the finish of the polished surface is directly affected by the rotational state of the polishing tool. However, since the rotation of the polishing tool is prone to fluctuations in the rotational speed and shaft runout, this method does not allow fluctuations in the amount of polishing, local polishing bias, or fluctuations in the polishing area to affect the finish of the polished surface. There was a problem that it would become distorted. Mechanical operating mechanisms such as rotating mechanisms require sufficient space to allow each member to move smoothly, and it is unavoidable that there will be some wobble in the movement of the polishing unit. There was also the problem that unevenness and fluctuations occurred in the finish of the polished surface. In short, it has been impossible to completely prevent these problems as long as the polishing section is rotated at high speed.

従来の高速回転磁気研磨法では、磁性研磨流体を研磨面
に押し付けるための加圧力は、研磨工具の回転自体によ
っては生じず、前述のように磁気の印加によって生じさ
せているので、印加する磁気を強くしないと充分な研磨
力が生じず、磁気の強さが変動すると研磨量が変わって
しまう。そのため、この高速回転磁気研磨法では、電磁
石等の磁気発生手段が大掛かりになるとともに、磁気力
の制御を厳密に行う必要があると言う問題もあった。さ
らに、この加圧力を得るための磁気回路は、被研磨材自
体がその一部を構成する必要があるため、被研磨材が磁
気的な導体すなわち磁性体でなければならないという制
約があった。もっとも、被fijf磨材が非磁性体であ
っても、薄いものであれば、この非磁性被研磨材を通し
て磁気回路を構成することもできる。しかし、この場合
でも、被研磨材の厚みの僅かな変動や磁気的性質の変動
によって磁性研磨流体の研磨面加圧力が変わるので、研
磨量や研磨精度等の管理が難しいという問題があった。
In the conventional high-speed rotation magnetic polishing method, the pressure force for pressing the magnetic polishing fluid against the polishing surface is not generated by the rotation of the polishing tool itself, but by the application of magnetism as described above. If the magnetic strength is not strong enough, sufficient polishing force will not be generated, and if the magnetic strength changes, the amount of polishing will change. Therefore, this high-speed rotational magnetic polishing method requires a large-scale magnetism generating means such as an electromagnet, and also has the problem of requiring strict control of the magnetic force. Furthermore, since the material to be polished itself must constitute a part of the magnetic circuit for obtaining this pressing force, there is a restriction that the material to be polished must be a magnetic conductor, that is, a magnetic material. However, even if the fijf polishing material is a non-magnetic material, a magnetic circuit can be constructed through the non-magnetic polishing material as long as it is thin. However, even in this case, the pressing force of the magnetic polishing fluid on the polishing surface changes due to slight variations in the thickness of the material to be polished or variations in the magnetic properties, making it difficult to control the amount of polishing, polishing accuracy, etc.

なお、前記したレンズや光学素子等は、非磁性体である
とともにかなりの厚みがあるので、上記高速回転磁気研
磨法を通用することが出来ない。
Note that the above-mentioned lenses, optical elements, etc. are non-magnetic and have considerable thickness, so the high-speed rotational magnetic polishing method described above cannot be applied to them.

そこで、上記従来の高速回転磁気研磨法の問題点を解消
し、より高精度な加工が可能であるとともに、被fiJ
f磨材の磁気的性質に影響を受けず、非磁性体からなる
被研磨材にも良好に適用することのできる微小研磨方法
を提供するべく、発明者らは、先に、研磨部を電歪素子
すなわちピエゾ素子からなるアクチュエータで研磨面に
平行なXY方向と研磨面に垂直なZ方向に微小運動させ
、この研磨部の微小運動を磁性研磨流体に伝達して被研
磨材の研磨面を研磨させるようにする微小研磨方法およ
び微小研磨工具を開発した。
Therefore, by solving the problems of the conventional high-speed rotation magnetic polishing method mentioned above, it is possible to perform more precise processing, and it is possible to
In order to provide a micro-polishing method that is not affected by the magnetic properties of the abrasive material and can be successfully applied to materials to be polished made of non-magnetic materials, the inventors first electrically An actuator consisting of a strain element, that is, a piezo element, makes minute movements in the XY directions parallel to the polishing surface and in the Z direction perpendicular to the polishing surface, and this minute movement of the polishing part is transmitted to the magnetic polishing fluid to polish the polished surface of the workpiece. We have developed a micro-polishing method and a micro-polishing tool for polishing.

この電歪素子からなるアクチュエータを用いる新規な微
小研磨方法および微小研磨工具は、研磨部を高速回転す
る必要がないため、また、被研磨材自体を磁性研磨流体
保持と磁性研磨流体加圧のための磁気回路の一部にする
必要がないため、前述した従来の高速回転微小研磨法の
諸問題を完全に解消することが出来る。
This new micro-polishing method and micro-polishing tool using an actuator consisting of an electrostrictive element does not require high-speed rotation of the polishing section, and also allows the material to be polished to hold and pressurize the magnetic polishing fluid. Since it is not necessary to make it a part of the magnetic circuit, the problems of the conventional high-speed rotation micro-polishing method described above can be completely solved.

すなわち、この新規な駆動方式による微小研磨法では、
電歪素子の働きで磁性研磨流体を被研磨材に押し付ける
とともに研磨部を研磨面に沿って微小運動させるように
し、これによって被研磨材を研磨加工するようにしてい
る。つまり、研磨部に対し電歪素子を利用するxy方向
アクチュエータまたばZ方向アクチュエータによる微小
運動を与えて、磁性研磨流体を被研磨材の研磨面に対し
て水平方向または垂直方向に微小運動させるようにし、
磁性研磨流体に対し、研磨面に対する水平方向の微小運
動によって研磨面に沿う微小の研磨運動を行わせ、研磨
面に対する垂直方向の微小運動によって研磨面に対する
加圧力を得させるようにしたものである。
In other words, in the micropolishing method using this new drive method,
The electrostrictive element forces the magnetic polishing fluid onto the workpiece and causes the polishing section to move minutely along the polishing surface, thereby polishing the workpiece. In other words, a fine movement is applied to the polishing part by an xy-direction actuator or a Z-direction actuator using an electrostrictive element, so that the magnetic polishing fluid is made to make a fine movement in the horizontal or vertical direction with respect to the polishing surface of the material to be polished. west,
The magnetic polishing fluid is made to perform a minute polishing movement along the polishing surface by making a minute movement in the horizontal direction with respect to the polishing surface, and to obtain a pressing force against the polishing surface by making a minute movement in the vertical direction to the polishing surface. .

このように、この新規な駆動方式による微小研磨法では
、研磨部の回転を必要としない結果、回転ムラや軸ぶれ
等による研磨のバラツキや表面粗さムラ等が生じない。
In this way, the micro-polishing method using this novel drive method does not require rotation of the polishing section, and as a result, there are no variations in polishing or uneven surface roughness due to uneven rotation, shaft runout, or the like.

電歪素子によるアクチュエータは、機械的な摺動部分や
作動機構が全くなく、印加電圧にしたがって極めて正確
に駆動するので、磁性研磨流体の運動も安定している。
An actuator using an electrostrictive element has no mechanical sliding parts or operating mechanisms, and is driven extremely accurately according to an applied voltage, so that the movement of the magnetic polishing fluid is also stable.

このような点でも、研磨のバラツキやムラを生じさせな
い。アクチュエータによる磁性研磨流体のXY方向運動
は、従来のような回転運動に比べて遥かに微小であるた
め、被研磨材をきめ細かく研磨加工して、表面粗さの極
めて小さな超高精度な鏡面加工を可能とする。
In this respect as well, variations and unevenness in polishing are not caused. The movement of the magnetic polishing fluid in the X and Y directions by the actuator is much smaller than conventional rotational movement, so it is possible to finely polish the material to be polished and achieve ultra-high precision mirror finishing with extremely low surface roughness. possible.

また、この新規な駆動方式による微小研磨法では、磁性
研磨流体を被研磨材に押し付ける加圧力は電歪素子によ
るZ方向アクチュエータで加えるので、研磨工具の研磨
部から被研磨材につながる磁気回路を設けておく必要が
なくなり、その結果、被研磨材が非磁性体であっても何
ら差し支えなく研磨加工ができるし、被研磨材の材質や
厚みによる磁気的性質の違いに関係なく、アクチュエー
タへの印加電圧だけで被研磨材への加圧力が設定制御で
きるので、被研磨材の材質や形状による研磨能率や研磨
精度への影響を生じさせないのである。被研磨材は、従
来の高速回転磁気研磨法でも研磨できる鋼等の磁性体材
料のほか、従来の高速回転磁気研磨法では研磨出来なか
ったガラスやセラミック等の非磁性体材料も使用できる
。非研磨材の形状も、薄いものから分厚いものまで幅広
く適用でき、研磨面は平面や球面あるいは自由曲面等も
加工できる。
In addition, in the micro-polishing method using this new drive method, the pressure force for pressing the magnetic polishing fluid onto the material to be polished is applied by a Z-direction actuator using an electrostrictive element, so the magnetic circuit connecting from the polishing part of the polishing tool to the material to be polished is As a result, even if the material to be polished is non-magnetic, it can be polished without any problem, and regardless of the difference in magnetic properties due to the material and thickness of the material to be polished, the actuator can be Since the pressure applied to the material to be polished can be set and controlled using only the applied voltage, polishing efficiency and polishing accuracy are not affected by the material or shape of the material to be polished. As the material to be polished, in addition to magnetic materials such as steel that can be polished by conventional high-speed rotational magnetic polishing methods, non-magnetic materials such as glass and ceramics that cannot be polished by conventional high-speed rotational magnetic polishing methods can also be used. The non-abrasive material can be used in a wide variety of shapes, from thin to thick, and the polished surface can be flat, spherical, or free-form.

この新規な駆動方法による微小磁気研磨方法によれば、
上述のように、研磨部の微小運動は、電歪素子に電圧を
印加することによって得られる極めて微小な運動である
ので、磁性研磨流体は、研磨部周辺の極めて微小な領域
のみで被研磨材を高精度に研磨することができ、被研磨
材の表面をきめ細かく均一に研磨することができる。従
来の高速回転研磨法に比べて、はるかに均一な研磨加工
が施されるので、超高精度な鏡面加工も可能になり、形
状精度0.01μm以下の超高精度研磨加工を容易かつ
確実に実現できるのである。
According to the micro magnetic polishing method using this new driving method,
As mentioned above, the minute movement of the polishing part is an extremely small movement obtained by applying a voltage to the electrostrictive element, so the magnetic polishing fluid can only affect the material to be polished in an extremely small area around the polishing part. can be polished with high precision, and the surface of the material to be polished can be polished finely and uniformly. Compared to conventional high-speed rotation polishing methods, the polishing process is much more uniform, making it possible to perform ultra-high-precision mirror finishing, making ultra-high-precision polishing with a shape accuracy of 0.01 μm or less easier and more reliable. It can be achieved.

なお、この新規な駆動方法による微小研磨方法および微
小研磨工具は、研磨材として磁性研磨流体を用いない方
法にも利用することが出来る。
Note that the micropolishing method and micropolishing tool using this novel driving method can also be used in a method that does not use a magnetic polishing fluid as an abrasive.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、その後の研究により、この新規な微小研磨方法
および微小研磨工具には、つぎのような新たな問題のあ
ることが分かった。
However, subsequent research has revealed that this new micropolishing method and micropolishing tool have the following new problems.

すなわち、この新規な駆動方式による微小研磨方法では
、加工能率を向上させること等を目的として、研磨部の
連動範囲を拡大して加工径を大きくしようとすると、加
工痕の形状が崩れ、良好な球面状の加工痕が得られず、
加工面に凹凸が出来て平滑な仕上げ面が得られなくなる
という問題がある。
In other words, in the micro-polishing method using this new drive method, if you try to increase the working diameter of the polishing part by expanding the interlocking range of the polishing part for the purpose of improving machining efficiency, the shape of the machining mark will be distorted, and it will not be possible to obtain a good workpiece. Unable to obtain spherical machining marks,
There is a problem in that unevenness occurs on the machined surface, making it impossible to obtain a smooth finished surface.

このような問題が発生するのは、つぎのような理由であ
ると考えられる。
The reason why such a problem occurs is considered to be as follows.

前記微小研磨方法では、XX方向アクチュエータの周期
的に変動する作用力で、研磨部が、その支持個所を基点
として円弧状のりサージュ図形を描くような周期運動を
行い、この研磨部の運動に伴って球面状の加工痕が形成
される。研磨部はXX方向への運動だけでなくZ方向へ
の運動も行えるようにX方向アクチュエータに支持され
ている。ところが、このX方向アクチュエータは電歪素
子からなり、構造材料のような剛体ではないので、研磨
部のXX方向の動きが太き(なると、XX方向アクチュ
エータの作用力で、研磨部の運動基点となる支持個所す
なわちX方向アクチュエータもXX方向に動いてしまい
、その結果、研磨部の運動軌跡が乱れて、前記した円弧
状のす号−ジュ図形等の正確な形状を描かなくなってし
まうのである。
In the micro-polishing method, the polishing section moves periodically in an arcuate shape based on its support point by the periodically varying acting force of the XX direction actuator, and along with this movement of the polishing section, A spherical machining mark is formed. The polishing section is supported by an X-direction actuator so that it can move not only in the XX direction but also in the Z direction. However, since this X-direction actuator is made of an electrostrictive element and is not a rigid body like a structural material, the movement of the polishing part in the XX direction is large (in this case, the acting force of the XX-direction actuator causes the movement base of the polishing part to The supporting point, that is, the X-direction actuator also moves in the XX direction, and as a result, the locus of motion of the polishing section is disturbed, and an accurate shape such as the above-mentioned arc-shaped cross-section figure cannot be drawn.

そこで、この発明は、加工径を大きくしても、研磨部の
運動軌跡が乱れないようにして、加工痕が崩れず、平滑
で良好な加工面が得られる新規な駆動方式による微小研
磨法および微小研磨工具を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention proposes a micro-polishing method using a novel drive system that prevents the movement locus of the polishing part from being disturbed even when the machining diameter is increased, and provides a smooth and well-machined surface without collapsing the machining marks. The objective is to provide a micro-polishing tool.

〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するための、この発明にかかる微小研磨
方法および微小研磨工具の主要構成は、以下のとおりで
ある。
[Means for Solving the Problems] The main configurations of the micropolishing method and micropolishing tool according to the present invention for solving the above problems are as follows.

まず、この発明にかかる微小研磨方法は、研磨工具先端
の研磨部と被研磨材の間に研磨材を保持した状態で、前
記研磨部を電歪素子からなるアクチュエータで研磨面と
平行なXX方向および/または研磨面と垂直なZ方向に
微小運動させ、かつ、前記X方向アクチュエータにXX
方向の微小運動が可能な連結部を介して研磨部を支持し
、この連結部と研磨部の間にXX方向アクチュエータを
作用させるとともにX方向アクチュエータのXX方向の
運動を規制しておくようにして、被研磨材を研磨するよ
うにする。
First, in the micro-polishing method according to the present invention, with an abrasive being held between a polishing part at the tip of a polishing tool and a material to be polished, the polishing part is moved in the XX direction parallel to the polishing surface using an actuator made of an electrostrictive element. and/or make a minute movement in the Z direction perpendicular to the polishing surface, and cause the X direction actuator to
The polishing part is supported via a connecting part that is capable of minute movement in the direction, and the XX direction actuator acts between the connecting part and the polishing part, and the movement of the X-direction actuator in the XX direction is regulated. , to polish the material to be polished.

つぎに、この発明にかかる微小研磨工具は、被研磨材の
研磨面に対面する研磨部と、積層型の電歪素子からなり
その伸縮作用により前記研磨部を研磨面と平行なX方向
に微小運動させるX方向アクチュエータと、積層型の電
歪素子からなりその伸縮作用により前記研磨部を研磨面
と平行で前記X方向に垂直なX方向に微小運動させるX
方向アクチュエータと、積層型の電歪素子からなりその
伸縮作用により前記研磨部を研磨面と垂直なZ方向に微
小運動させるX方向アクチュエータとを備え、X方向ア
クチュエータにXX方向の微小運動が可能な球対偶状の
連結部を介して研磨部が支持され、この連結部と研磨部
の間にXX方向アクチュエータの作用点が設けられ、X
方向アクチュエータにXX方向の運動規制手段が設けら
れているこの発明において、研磨工具は、従来の高速回
転磁気研磨法の場合と同様、適当な支持部材に支持され
た状態で、先端の研磨部を被研磨材に沿って移動させら
れるが、この支持手段や移動手段は、各種の工作機械等
で用いられている手段が採用される。
Next, the micro-polishing tool according to the present invention includes a polishing section facing the polishing surface of the material to be polished, and a laminated electrostrictive element, and its expansion and contraction action causes the polishing section to be microscopically moved in the X direction parallel to the polishing surface. The X-axis is composed of an X-direction actuator for movement and a laminated electrostrictive element, and its expansion/contraction action causes the polishing part to minutely move in the X-direction parallel to the polishing surface and perpendicular to the X-direction.
A directional actuator, and an X-direction actuator which is made of a laminated electrostrictive element and whose expansion and contraction action causes the polishing part to move minutely in the Z direction perpendicular to the polishing surface, and the X-direction actuator is capable of making minute movements in the XX direction. A polishing section is supported via a ball-to-even coupling section, and a point of action of an XX direction actuator is provided between this coupling section and the polishing section.
In this invention, in which the directional actuator is provided with a movement regulating means in the XX direction, the polishing tool is supported by a suitable support member and the polishing portion at the tip is moved as in the case of the conventional high-speed rotating magnetic polishing method. It is moved along the material to be polished, and the supporting means and moving means used in various machine tools and the like are employed.

研磨工具は、後述の微小駆動手段により、被研磨材の形
状や目的に応じて、その研磨部を、研磨面に水平な方向
すなわちXX方向へ微小運動させ、また、研磨面に垂直
な方向すなわちZ方向へ微小運動させる。さらに、軸を
傾ける等の動作を行わせるようにすれば、複雑な曲面形
状等の研磨加工を行うことが出来る。
The polishing tool moves its polishing part in a direction parallel to the polishing surface, that is, in the XX direction, and also in a direction perpendicular to the polishing surface, that is, in the XX direction, depending on the shape and purpose of the material to be polished, by means of micro-driving means, which will be described later. Make a small movement in the Z direction. Furthermore, by performing operations such as tilting the axis, it is possible to polish complex curved surfaces.

被研磨材は研磨部の表面性状に対応する性状に加工され
る。この研磨部は、Snメツキ層やポリウレタン層等で
構成することが出来る。研磨部の形状は平面でも良いが
、球面にすると、研磨部の隅角が研磨面に当たることが
容易に避けられる。
The material to be polished is processed to have properties corresponding to the surface properties of the polished portion. This polishing part can be composed of a Sn plating layer, a polyurethane layer, or the like. The shape of the polishing part may be flat, but if it is made spherical, the corners of the polishing part can easily be prevented from coming into contact with the polishing surface.

研磨部をポリウレタンで構成する場合には、研磨部のX
X方向の微小運動の振幅がポリウレタンの気孔径よりも
大きくなるようにすると、研磨切れによる部分的研磨が
生じず、所望形状の加工痕を容易に得ることが出来る。
When the polishing part is made of polyurethane, the
When the amplitude of the micromovement in the X direction is made larger than the pore diameter of the polyurethane, partial polishing due to polishing breakage does not occur, and machining marks of a desired shape can be easily obtained.

球面の研磨部は、研磨工具先端に転勤自在に保持された
球体で構成すると良い。この転勤により、研磨部の偏摩
耗が防止されるからである。球体は、軸受機構の球体の
ように、機械的に保持されても良く、磁力で保持されて
も良い。また、研磨材の粘性により保持されても良い。
The spherical polishing section is preferably composed of a sphere that is movably held at the tip of the polishing tool. This is because this transfer prevents uneven wear of the polishing part. The sphere may be held mechanically, like the sphere of a bearing mechanism, or may be held magnetically. Alternatively, it may be held by the viscosity of the abrasive.

この発明に用いる研磨材は、いわゆる磁性研磨流体に限
らず、非磁性研磨流体も用いることが出来る。
The abrasive used in this invention is not limited to so-called magnetic polishing fluids, but non-magnetic polishing fluids can also be used.

磁性研磨流体は、いわゆる磁性流体としての性質と、研
磨材としての機能を備えているものであり、通常の磁気
研磨法に用いられているものと同様のものを用いること
ができる。−船釣な磁性流体は、Fe50<等からなり
粒径10nm以下程度の微細な磁性粉粒を水や油等にコ
ロイド状に分散させたものであるが、この磁性流体を構
成する磁性粉粒が、被研磨材に対する研磨性を有してい
れば、このような磁性粉粒からなる磁性流体をそのまま
用いることもできる。磁性研磨剤粉粒の具体例としては
、α−Fe*Oa(ベンガラ)等が挙げられる。また、
研磨性を有さない磁性粉粒からなる磁性流体に、磁性を
有さない通常の研磨材粉粒を懸濁分散させたものでもよ
い。この場合の研磨材粉粒としては、AlzO−やSi
O,等が用いられ、粒径1100n以下程度のものが好
ましく使用される。
The magnetic polishing fluid has properties as a so-called magnetic fluid and functions as an abrasive, and can be the same as those used in normal magnetic polishing methods. - The magnetic fluid used for boat fishing is made by colloidally dispersing fine magnetic powder particles of approximately 10 nm or less in diameter, made of Fe50< etc., in water, oil, etc. However, as long as it has abrasive properties for the material to be polished, a magnetic fluid made of such magnetic powder particles can be used as is. Specific examples of the magnetic abrasive powder include α-Fe*Oa (red iron). Also,
It may also be one in which ordinary abrasive powder grains without magnetism are suspended and dispersed in a magnetic fluid made of magnetic powder grains without abrasiveness. In this case, the abrasive powder particles include AlzO- and Si.
O, etc. are used, and those having a particle size of about 1100 nm or less are preferably used.

研磨材として磁性研磨流体を用いる場合において、研磨
工具先端の研磨部と被研磨材の間に磁性研磨流体を磁気
的に保持するには、例えば、研磨工具先端の研磨部に近
接させるように磁気ヨークを設けて磁気回路を構成すれ
ば、その磁気的作用によって研磨部の近傍に容易に磁性
研磨流体を保持しておくことができる。
When using a magnetic polishing fluid as an abrasive, in order to magnetically hold the magnetic polishing fluid between the polishing part at the tip of the polishing tool and the material to be polished, for example, the magnetic polishing fluid must be placed close to the polishing part at the tip of the polishing tool. If a magnetic circuit is configured by providing a yoke, the magnetic polishing fluid can be easily held near the polishing section by its magnetic action.

研磨部を微小運動させるアクチュエータは、電圧を印加
することによって伸縮する、ピエゾ素子とも呼ばれる電
歪素子を用いる。研磨部をこのアクチュエータに連結し
て周期的に変動する電圧をアクチュエータに印加すれば
、研磨部を微小運動させることができる。印加電圧の周
波数によってアクチュエータの微小運動の周波数が変わ
り、印加電圧の大きさによってアクチュエータの微小運
動の振幅が変わる。研磨部のこの微小運動が研磨材に伝
達されて、研磨材が研磨部と同じような微小運動を行い
、研磨材のこの微小運動で被研磨材を研磨する。
The actuator that makes minute movements of the polishing part uses an electrostrictive element, also called a piezo element, which expands and contracts by applying a voltage. By connecting the polishing section to this actuator and applying a periodically varying voltage to the actuator, the polishing section can be moved minutely. The frequency of the minute movement of the actuator changes depending on the frequency of the applied voltage, and the amplitude of the minute movement of the actuator changes depending on the magnitude of the applied voltage. This minute movement of the abrasive part is transmitted to the abrasive material, the abrasive material performs the same minute movement as the abrasive part, and the material to be polished is polished by this minute movement of the abrasive material.

X方向アクチュエータは研磨部を研磨面に水平なX方向
に微小運動させて、また、X方向アクチュエータは研磨
部を研磨面に水平で上記X方向に垂直なX方向に微小運
動させて、研磨材を被研磨材の研磨面と平行な方向に微
小運動させ被研磨材を研磨加工する。XX方向アクチュ
エータによる研磨部の動きは、X方向またはX方向への
単独の動きであってもよいし、X方向の動きとX方向の
動きを関連させて同時に動かせる動きであってもよい。
The X-direction actuator makes a small movement of the polishing part in the X direction, which is horizontal to the polishing surface, and the X-direction actuator makes a small movement of the polishing part in the X direction, which is horizontal to the polishing surface and perpendicular to the above-mentioned X direction. The material to be polished is polished by making small movements in a direction parallel to the polishing surface of the material to be polished. The movement of the polishing section by the XX direction actuator may be an independent movement in the X direction or the X direction, or may be a movement in which the movement in the X direction and the movement in the X direction are related and can be moved simultaneously.

例えば、X方向とX方向の運動の位相を制御することに
よって、リサージュ運動をさせることができる。
For example, Lissajous motion can be achieved by controlling the X direction and the phase of the motion in the X direction.

X方向アクチュエータは、研磨面に対して垂直な方向に
研磨部を動かし、研磨材を被研磨材に垂直方向から衝突
するように運動させ、被研磨材に加圧力を与える。した
がって、X方向アクチュエータに加える電圧の大きさで
、被研磨材に加わる加圧力を制御することができる。ま
た、このX方向アクチュエータの微小運動によるボンピ
ング作用で、研磨材が研磨面に順次供給されることにな
る。
The X-direction actuator moves the polishing part in a direction perpendicular to the polishing surface, moves the abrasive so that it collides with the workpiece from the perpendicular direction, and applies pressure to the workpiece. Therefore, the pressing force applied to the material to be polished can be controlled by the magnitude of the voltage applied to the X-direction actuator. Moreover, the abrasive material is sequentially supplied to the polishing surface by the pumping effect caused by the minute movement of the X-direction actuator.

XX方向アクチュエータとX方向アクチュエータは、各
方向別々に電圧印加配線をしておくことにより、X方向
とX方向の場合は印加電圧の掛は方を適宜に制御するこ
とによっても、それぞれの先端をX、Y、X方向に微小
運動させる。各アクチュエータに電圧を印加する駆動配
線は、駆動アンプやファンクションジェネレータ等に接
続される。これらの駆動回路もしくは駆動機構は、通常
の機械装置における電歪素子を用いたアクチュエータの
場合と同様の構造が採用できる。XX方向アクチュエー
タの場合、X方向とX方向の印加電圧の位相を適当に制
御することによって、XX方向アクチュエータの先端す
なわち研磨部の運動軌跡を単純な直線的動きからり号−
ジュ運動のような複雑な動きまで自由に変更することが
できるのである。
The XX direction actuator and the Make small movements in the X, Y, and X directions. Drive wiring that applies voltage to each actuator is connected to a drive amplifier, a function generator, and the like. These drive circuits or drive mechanisms can have a structure similar to that of actuators using electrostrictive elements in ordinary mechanical devices. In the case of an XX-direction actuator, by appropriately controlling the phases of the applied voltages in the X-direction and the
It is possible to freely change even complex movements such as the ju-movement.

X方向アクチュエータとY方向アクチュエータとZ方向
アクチュエータとは、積層型の電歪素子を用いて構成す
るのが好ましい。積層型のものを用いれば、伸縮でX方
向、Y方向あるいはZ方向の微小運動を行う。積層型の
電歪素子は、その両端に電圧を印加して伸縮させる。こ
のような積層型の電歪素子を用いれば、大きな変位が得
られ、かつXY力方向微小運動の変位が外力の大小で変
動しない。
The X-direction actuator, the Y-direction actuator, and the Z-direction actuator are preferably constructed using stacked electrostrictive elements. If a laminated type is used, minute movements in the X direction, Y direction, or Z direction can be made by expansion and contraction. A stacked electrostrictive element expands and contracts by applying a voltage to both ends thereof. If such a laminated electrostrictive element is used, a large displacement can be obtained, and the displacement of minute movements in the XY force directions does not vary depending on the magnitude of external force.

XY方向アクチュエータおよびZ方向アクチュエータは
、通常は直接に研磨部を駆動せず、先端を研磨部とする
研磨軸に水平方向や垂直方向の微小駆動を加えるように
する等して、研磨部を駆動する。
The XY-direction actuator and the Z-direction actuator usually do not directly drive the polishing section, but instead drive the polishing section by applying small horizontal or vertical movements to the polishing shaft whose tip is the polishing section. do.

この発明では、Z方向アクチュエータにXY力方向微小
運動が可能な連結部を介して研磨部を支持し、この連結
部と研磨部の間にXY方向アクチュエータを作用させる
。XY力方向微小運動が可能な連結部としては、通常の
機械装置における各種連結機構が利用できる。例えば、
球対偶状の連結部であれば、XY力方向微小運動が自由
で、しかも、研磨部を確実に支持できる。球対偶状の連
結部からXY方向アクチュエータの作用点までの距離と
、球対偶状の連結部から研磨部までの距離との比に対応
して、XY方向アクチュエータの伸縮量が拡大されて研
磨部の運動量となる。したがって、この場合には、XY
方向アクチュエータから研磨部までの距離を長く設定し
ておけば、XY方向アクチュエータの伸縮量は同じでも
、研磨部の運動範囲を拡大させることができる。
In this invention, the polishing part is supported by the Z-direction actuator via a connecting part that can make small movements in the XY force directions, and the XY-direction actuator is caused to act between the connecting part and the polishing part. Various types of connection mechanisms in ordinary mechanical devices can be used as the connection part capable of minute movement in the XY force directions. for example,
The spherical-to-even connecting portion allows for free minute movement in the XY force directions, and can also reliably support the polishing portion. The amount of expansion and contraction of the XY direction actuator is expanded in accordance with the ratio of the distance from the ball-to-even joint to the point of action of the XY-direction actuator and the distance from the ball-to-even joint to the polishing part. The momentum of Therefore, in this case, XY
By setting a long distance from the directional actuator to the polishing section, the range of movement of the polishing section can be expanded even though the amount of expansion and contraction of the XY direction actuator remains the same.

また、この発明では、Z方向アクチュエータは、Z方向
への伸縮は自由に行えるようにしておくが、XY力方向
の運動は規制してお(。運動規制手段としては、上記の
ような機能があれば、通常の機械装置における各種の運
動規制機構が利用できる。例えば、Z方向アクチュエー
タの前記連結部に近い個所に、剛性の高い工具本体の構
造部分側に支持された規制金具の一端を当ててXY力方
向動けないようにするとともに、この規制金具をZ方向
に屈曲自在にしておけば、Z方向アクチュエータの伸縮
は自由に行われる。
Further, in this invention, the Z-direction actuator is allowed to freely expand and contract in the Z-direction, but its movement in the XY force direction is restricted (the movement restriction means has the above-mentioned function). If so, various movement regulating mechanisms in ordinary mechanical devices can be used. For example, one end of a regulating fitting supported on the structural part side of a highly rigid tool body may be applied to a portion of the Z-direction actuator near the connection part. If the regulating metal fittings are made to be immovable in the X and Y force directions, and also to be bendable in the Z direction, the Z direction actuator can be freely expanded and contracted.

研磨材が被研磨材に加ねえる加圧力は、上述のように、
Z方向アクチュエータによる加圧力で決まり、磁気的な
保持力を併用する場合はこの保持力の影響も受ける。し
かし、この加圧力は加工の進行とともに減少する。そこ
で、被研磨材に加わる加圧荷重の値を検出して、これを
Z方向アクチュエータの制御にフィードバックして加圧
力制御を行うようにすることが好ましい。加圧荷重値を
検出する荷重検出手段は、被研磨材に加わる垂直方向の
荷重を検知できさえするものであれば、通常の各種機械
装置に組み込まれているものと同様の圧力センサが使用
できる。例えば、被研磨材をロードセルの上に載置した
状態で研磨加工を行えば、被研磨材に加わる加圧荷重の
大きさをロードセルで検出して、電気信号として取り出
すことが出来る。
As mentioned above, the pressure applied by the abrasive to the material to be polished is
It is determined by the pressure applied by the Z-direction actuator, and if magnetic holding force is also used, it is also affected by this holding force. However, this pressing force decreases as processing progresses. Therefore, it is preferable to detect the value of the pressurizing load applied to the material to be polished and feed this back to the control of the Z-direction actuator to control the pressurizing force. As the load detection means for detecting the applied load value, pressure sensors similar to those built into various ordinary mechanical devices can be used as long as they can detect the vertical load applied to the material to be polished. . For example, if polishing is performed with the material to be polished placed on a load cell, the magnitude of the pressurized load applied to the material to be polished can be detected by the load cell and extracted as an electrical signal.

荷重検出手段で検出された加圧荷重値は、電機信号に変
換されて、アクチュエータの駆動を制御する。具体的に
は、検出信号が適当な電気回路で処理されて、アクチュ
エータに電圧を印加する駆動回路に入力され、ここで予
め設定された加圧荷重値と検出された加圧荷重値とを比
較して、Z方向アクチュエータに印加する電圧を増やし
たり減らしたりする。すなわち、Z方向アクチュエータ
による加圧力をフィードバック制御するようにするので
ある。このフィードバック制御は、たとえば、Z方向ア
クチュエータによる加圧力を常に所定の大きさに保った
り、加工過程の初期は大きく(荒研磨)、中期は中程度
に(中研磨)、そして終期は小さく (仕上研磨)なる
ようにして行う。
The pressurized load value detected by the load detection means is converted into an electric signal to control the drive of the actuator. Specifically, the detection signal is processed by an appropriate electric circuit and input to a drive circuit that applies voltage to the actuator, where the preset pressure load value and the detected pressure load value are compared. to increase or decrease the voltage applied to the Z-direction actuator. In other words, the pressure applied by the Z-direction actuator is feedback-controlled. This feedback control can, for example, always keep the pressure applied by the Z-direction actuator at a predetermined level, or increase it at the beginning of the machining process (rough polishing), medium at the middle (medium polishing), and small at the end (finishing). polishing).

なお、この多段階研磨の場合でも、各過程での加圧力は
一定であるように制御するのが好ましい。
Note that even in the case of this multi-step polishing, it is preferable to control the pressing force in each step to be constant.

このように、Z方向の加圧力を一定に保持する場合にお
いて、Z方向アクチュエータによる加圧力に振動が加わ
るように制御すれば、この振動によるポンピング作用で
、研磨材が5!r9面に順次供給され、かつ、順次排除
されるような現象が起きるようになる。
In this way, when the pressing force in the Z direction is held constant, if the pressing force by the Z direction actuator is controlled so as to add vibration, the pumping effect of this vibration will increase the abrasive material by 5! A phenomenon occurs in which light is sequentially supplied to the r9 surface and sequentially removed.

加圧力の設定値は、被研磨材の材質や研磨精度等の条件
にしたがって、適当に決められる。
The set value of the pressing force is appropriately determined according to conditions such as the material of the workpiece to be polished and the polishing accuracy.

研磨材として磁気研磨流体を用いる場合は、研磨軸は、
その磁気保持のための磁気回路の一部としての中央ヨー
クとなるので、研磨軸は磁性体で形成される。これに対
向する対向ヨークは、中央ヨークの先端の研磨部との間
に磁気ギャップとなる隙間をあけるようにして配置され
る。例えば、断面円形の中央ヨークの周囲に間隔をあけ
て円環状の対向ヨークが囲むように配置しておく。この
ようにしておけば、中央ヨークの研磨部周辺に磁気研磨
流体を良好に保持しておける。なお、棒状あるいは板状
等の対向ヨークを、中央ヨークと並べて配置しておくこ
ともできる。対向ヨークも磁気回路の一部を構成するの
で、磁性体で形成されていることは言うまでもない。対
向ヨークのうち、中央ヨークと対向する先端部が、先細
り形状になっていれば、対向ヨークの先端部分に磁界を
集中させることができて好ましい。
When using magnetic polishing fluid as the polishing material, the polishing shaft is
The polishing shaft is made of a magnetic material because it serves as a central yoke as part of the magnetic circuit for maintaining the magnetism. The opposing yoke facing this is arranged with a gap forming a magnetic gap between it and the polishing portion at the tip of the central yoke. For example, a central yoke having a circular cross section is surrounded by annular opposing yokes at intervals. By doing so, the magnetic polishing fluid can be well maintained around the polishing portion of the central yoke. Note that a bar-shaped or plate-shaped opposing yoke may be arranged side by side with the central yoke. Since the opposing yoke also constitutes a part of the magnetic circuit, it goes without saying that it is made of a magnetic material. It is preferable that the distal end portion of the opposing yoke, which faces the central yoke, has a tapered shape so that the magnetic field can be concentrated at the distal end portion of the opposing yoke.

中央ヨークと対向ヨークを磁性発生手段で連結すること
によって、磁気回路が構成される。磁気発注手段として
は、永久磁石あるいは電磁石の何れも採用できるが、こ
の発明では、磁界の向きゃ大きさを変える必要がないの
で、永久磁石の方が構造が簡単で好ましい。永久磁石と
しては、Sm−Co磁石等からなるものが使用できる。
A magnetic circuit is constructed by connecting the central yoke and the opposing yoke with magnetism generating means. Although either a permanent magnet or an electromagnet can be used as the magnetic ordering means, in this invention, since there is no need to change the direction or magnitude of the magnetic field, a permanent magnet is preferable because it has a simpler structure. As the permanent magnet, a magnet made of Sm-Co magnet or the like can be used.

〔作  用〕[For production]

Z方向アクチュエータにXY方向の微小運動が可能な連
結部を介して研磨部を支持し、この連結部と研磨部の間
にXY方向アクチュエータを作用させれば、XY方向ア
クチュエータによる研磨部のXY方向への微小運動がス
ムーズに行えると同時に、Z方向アクチュエータの加圧
力を確実に研磨部に伝えることができる。
If the polishing part is supported by the Z-direction actuator via a connection part that allows minute movements in the XY directions, and the XY-direction actuator is applied between this connection part and the polishing part, the polishing part can be moved in the XY directions by the XY-direction actuator. The micro-movement can be performed smoothly, and at the same time, the pressing force of the Z-direction actuator can be reliably transmitted to the polishing section.

しかし、この方法では、加工径を大きくしようとして、
研磨部の運動範囲を拡大すると、研磨部がxy力方向微
小運動する際の基点となる連結部およびZ方向アクチュ
エータが、研磨部の動きにつられてXY方向に移動して
しまう。XY方向の微小運動の基点が動けば、この基点
を基準にして描かれる研磨部の運動軌跡も乱れてしまう
。すなわち、XY方向アクチュエータの周期的な伸縮振
動に、前記基点の移動による高次の振動成分が付加され
た状態で研磨部が振動するのである。
However, with this method, when trying to increase the machining diameter,
When the range of motion of the polishing section is expanded, the connection section and the Z-direction actuator, which serve as a reference point when the polishing section makes minute movements in the xy force directions, move in the XY directions along with the movement of the polishing section. If the base point of the minute movement in the XY directions moves, the locus of movement of the polishing section drawn with this base point as a reference will also be disturbed. That is, the polishing section vibrates in a state in which a high-order vibration component due to the movement of the base point is added to the periodic stretching vibration of the XY direction actuator.

そこで、Z方向アクチュエータのXY方向の運動を規制
しておくと、Z方向アクチュエータおよび連結部は、X
Y方向に移動しなくなり、研磨部は、予め設定された正
確な運動軌跡を描くことになる。すなわち、Z方向アク
チュエータおよび連結部のXY方向に対する剛性が高ま
ることによって、前記した高次の振動成分が発生しなく
なり、研磨部はXY方向アクチュエータの周期的な伸縮
による本来の振動のみを行うのである。その結果、研磨
部の運動軌跡によって決定される加工痕の形状は正確に
なり、かつ、事情な加工面が得られる。
Therefore, if the movement of the Z-direction actuator in the XY directions is restricted, the Z-direction actuator and the connecting portion will move in the
It no longer moves in the Y direction, and the polishing section draws an accurate preset movement trajectory. In other words, by increasing the rigidity of the Z-direction actuator and the connecting part in the XY directions, the above-mentioned high-order vibration components are no longer generated, and the polishing part only performs the original vibration due to the periodic expansion and contraction of the XY-direction actuator. . As a result, the shape of the machining marks determined by the locus of movement of the polishing part becomes accurate, and a suitable machined surface can be obtained.

〔実 施 例〕〔Example〕

ついで、この発明の実施例を、図を参照しながら、以下
に詳しく説明する。
Next, embodiments of the invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図はこの発明にかかる微小研磨方法の実施に用いる
研磨装置の主要部たる研磨工具を示している。この研磨
工具1は、その本体部10が研磨装置本体(図示せず)
に支持軸11で支持固定されている。この支持軸11は
、水平方向および垂直方向に自由に移動できるとともに
、任意の角度で傾くことができるようにもなっている。
FIG. 1 shows a polishing tool which is the main part of a polishing apparatus used to carry out the micropolishing method according to the present invention. This polishing tool 1 has a main body 10 that is a polishing device main body (not shown).
is supported and fixed by a support shaft 11. This support shaft 11 can move freely in the horizontal and vertical directions, and can also be tilted at any angle.

支持軸■1の作動機構は、通常の工作機械における加工
軸等の作動機構と同様のものである。
The operating mechanism of the support shaft (1) is similar to that of a machining shaft or the like in a normal machine tool.

工具本体部10の下面中心には図で見て鉛直方向たるZ
方向の7クチユエータ20が設けられ、その下端部から
は、球対隅状の連結作用を有する連結部21を介して、
ブロック22が吊り下げられている。ここに、球対隅状
の連結作用とは、ブロック22をZ方向アクチュエータ
20に対して、Z方向に対して垂直のXY方向(図で見
て垂直方向)に微小運動を自在とさせなからZ方向アク
チュエータ20のZ方向の微小運動を確実にブロック2
2に伝える連結作用を言う。
At the center of the bottom surface of the tool body 10 is a vertical wall Z.
A seven-direction cutuator 20 is provided, and from its lower end, via a connecting portion 21 having a ball-to-corner connecting action,
A block 22 is suspended. Here, the sphere-to-corner connection action means that the block 22 can be freely moved in the XY directions perpendicular to the Z direction (vertical direction in the figure) with respect to the Z direction actuator 20. Reliably blocks small movements of the Z-direction actuator 20 in the Z direction 2
It refers to the connecting action that is transmitted to 2.

Z方向アクチュエータ20は、連結部21のすぐ上の部
分で、XY方向の運動規制手段である規制金具80を介
して工具本体部10の構造部分に連結されている。第2
図は、規制金具80の詳しい構造を示している。規制金
具80は、X方向アクチュエータ20と連結部21の間
に挟まれて取り付けられる中央部83と、この中央部8
3からXY方向に延びる棒状の規制支持部81.82と
からなり、規制支持部81.82の先端が工具本体部1
0に固定されている。規制支持部81゜82には、長さ
方向の途中に、くびれ部84が形成されていて、くびれ
部84で規制支持部81゜82が屈曲変形できるように
なっている。したがって、X方向アクチュエータ20は
、規制支持部81.82の軸方向すなわちxyX方向は
移動できなくなっているが、規制支持部81.82のく
びれ部84の屈曲方向すなわちX方向には伸縮移動でき
るのである。
The Z-direction actuator 20 is connected to the structural part of the tool body 10 via a restriction fitting 80, which is a movement restriction means in the XY directions, at a portion immediately above the connection portion 21. Second
The figure shows the detailed structure of the regulating fitting 80. The regulating fitting 80 includes a central portion 83 that is sandwiched and attached between the X-direction actuator 20 and the connecting portion 21;
3 and a rod-shaped regulation support part 81.82 extending in the XY direction from the tool body part 1.
Fixed to 0. A constricted portion 84 is formed in the middle of the restricting support portion 81°82 in the length direction, and the restricting support portion 81°82 can be bent and deformed at the constricted portion 84. Therefore, although the X-direction actuator 20 cannot move in the axial direction of the regulation support part 81.82, that is, the xyX direction, it can expand and contract in the bending direction of the constriction part 84 of the regulation support part 81.82, that is, in the X direction. be.

つぎに、ブロック22の下端には研磨軸たる中央ヨーク
23が一体的に連結されて垂下している、第2図では、
ブロック22と中央ヨーク23がねじ連結されている。
Next, a central yoke 23 serving as a polishing shaft is integrally connected to the lower end of the block 22 and hangs down, as shown in FIG.
The block 22 and the central yoke 23 are screwed together.

前記ブロック22の上部には、図で見て水平のX方向側
面にX方向アクチュエータ24xの先端が当接接続され
、図で見て水平で上記X方向に対し垂直のY方向側面(
第1図の向側側面)にY方向アクチュエータ24yの先
端が当接接続されている。この実施例では、X方向アク
チュエータ20とX方向アクチュエータ24xとY方向
アクチュエータ24yは、いずれも、多数の薄型エピゾ
素子を積層してなり電圧を印加することによってX方向
(中央ヨーク23の軸方向)、X方向、Y方向に伸縮し
、X方向の微小運動で研磨材を被研磨材に押しつけ、X
方向とY方向の微小運動の組み合わせで研磨材を被研磨
材の研磨面内で自由に運動させることができるようにな
っている。
At the top of the block 22, the tip of an X-direction actuator 24x is connected in contact with the side surface in the X direction that is horizontal in the figure, and the side surface in the Y direction that is horizontal in the figure and perpendicular to the X direction (
The tip of the Y-direction actuator 24y is abutted and connected to the opposite side surface in FIG. In this embodiment, the X-direction actuator 20, the X-direction actuator 24x, and the Y-direction actuator 24y are all formed by stacking a large number of thin episodic elements, and are activated in the X direction (the axial direction of the central yoke 23) by applying a voltage. , expands and contracts in the X and Y directions, presses the abrasive material against the material to be polished with minute movements in the X direction, and
The abrasive material can be freely moved within the polishing surface of the material to be polished by a combination of minute movements in the direction and the Y direction.

XYZ方向アクチュエータの諸元としては、下記第1表
のようなものが使用できる。
As the specifications of the XYZ direction actuator, those shown in Table 1 below can be used.

第1表 中央ヨーク23の先端部は次第に細くなり、先端面は球
面になっている。この球面部分が研磨部26である。こ
の研磨部26は、Snメツキ層等からなっていても良い
が、ポリウレタン層からなっているときには、このポリ
ウレタン層に含浸保持された磁性研磨流体Mが被研磨材
Wの研磨面を研磨するのである。
The tip of the center yoke 23 in Table 1 is gradually tapered and has a spherical tip surface. This spherical portion is the polishing portion 26. This polishing part 26 may be made of a Sn plating layer or the like, but when it is made of a polyurethane layer, the magnetic polishing fluid M impregnated and retained in this polyurethane layer polishes the polishing surface of the material W to be polished. be.

この実施例では、第3図に詳しく示すように、研磨部2
6は、中央ヨーク23の先端に転勤自在に保持された球
体25からなり、表面がSnメツキ層で表面仕上げされ
ている。この球体25は、この実施例では、磁性研磨流
体Mの粘性で中央ヨーク23の先端に保持されて保持さ
れている。しかし、このような球体は、中央ヨーク23
の先端内部に嵌合されて機械的に保持されても良く、ま
た、磁気力によって保持されても良い。
In this embodiment, as shown in detail in FIG.
6 consists of a sphere 25 held movably at the tip of a central yoke 23, the surface of which is finished with a Sn plating layer. In this embodiment, the sphere 25 is held at the tip of the central yoke 23 by the viscosity of the magnetic polishing fluid M. However, such a sphere is
It may be held mechanically by being fitted inside the tip of the holder, or it may be held by magnetic force.

各アクチュエータ20,24x、24yの駆動配線50
は、3CHピエゾドライバアンプからなる駆動アンプ5
1に電気的接続されている。3CHピエゾドライバアン
プの具体的な仕様としては、例えば、350V、100
mA、30kHzである。駆動アンプ51には、X方向
用の信号発生器52とXYX方向用可変位相2出力信号
発生器53が接続されている。これらの信号発生器52
53から、駆動アンプ51を介して各アクチュエータ2
0,24x、24yに所定の周波数からなる電圧を印加
して、各アクチュエータ20,24x、24yの駆動を
制御する。
Drive wiring 50 for each actuator 20, 24x, 24y
is a drive amplifier 5 consisting of a 3CH piezo driver amplifier.
1 is electrically connected to. The specific specifications of the 3CH piezo driver amplifier are, for example, 350V, 100V,
mA, 30kHz. A signal generator 52 for the X direction and a variable phase two-output signal generator 53 for the XYX directions are connected to the drive amplifier 51. These signal generators 52
53 to each actuator 2 via the drive amplifier 51.
A voltage having a predetermined frequency is applied to actuators 20, 24x, and 24y to control the driving of each actuator 20, 24x, and 24y.

工具本体IOの下面には、非磁性体からなる筒状体30
が取りつけられている。筒状体30の中間部(第1図の
右側側面部)には、アクチュエータ24x、24yや各
アクチュエータの駆動配線50等を挿入する開口31が
形成されている。筒状部30の下部には、リング状の磁
性体からなる接続体32がねじ込み接続されている。接
続体32の内周部分の一部は、中央ヨーク23の外周面
に近接する位置まで延びている。接続体32には、その
外周側面から内周下面に向けて貫通する流体供給路33
が形成され、流体供給路33の外周端には流体供給パイ
プ34が接続されている。この流体供給パイプ34に磁
性研磨流体を供給すると、磁性研磨流体が流体供給路3
3から中央ヨーク23の先端外周付近に滴下し供給され
る。接続体32の下端にはリング状のS m −Co磁
石からなる永久磁石40が取り付けられている。永久磁
石40の磁力の強さは、例えば5にガウス程度である。
A cylindrical body 30 made of non-magnetic material is provided on the lower surface of the tool body IO.
is attached. An opening 31 is formed in the middle portion of the cylindrical body 30 (the right side surface portion in FIG. 1), into which the actuators 24x, 24y, drive wiring 50 of each actuator, etc. are inserted. A connecting body 32 made of a ring-shaped magnetic material is screwed and connected to the lower part of the cylindrical portion 30 . A portion of the inner peripheral portion of the connecting body 32 extends to a position close to the outer peripheral surface of the central yoke 23. The connecting body 32 has a fluid supply path 33 penetrating from the outer circumferential side to the inner circumferential lower surface.
A fluid supply pipe 34 is connected to the outer peripheral end of the fluid supply path 33. When the magnetic polishing fluid is supplied to the fluid supply pipe 34, the magnetic polishing fluid is supplied to the fluid supply path 3.
3 to the vicinity of the outer periphery of the tip of the central yoke 23. A permanent magnet 40 made of a ring-shaped S m -Co magnet is attached to the lower end of the connecting body 32 . The strength of the magnetic force of the permanent magnet 40 is, for example, about 5 Gauss.

永久磁石40の下端には磁性体からなる対向ヨーク35
が取り付けられている。対向ヨーク35は、下端に向け
て円錐状に狭まっており、先端内周部分が先細り状に尖
っていて、この先端内周部分が、中央ヨーク23の先端
との間に一定の隙間をあけて対向配置されている。その
結果、永久磁石40から接続体32、中央ヨーク23を
経て対向ヨーク35から永久磁石40へと戻る磁気回路
が構成されるとともに、中央ヨーク23と対向ヨーク3
5の間にはドーナッツ状の磁気ギャップが構成されるこ
とになる。
At the lower end of the permanent magnet 40 is an opposing yoke 35 made of a magnetic material.
is installed. The opposing yoke 35 narrows in a conical shape toward the lower end, and has a tapered inner circumferential portion at the tip, and a certain gap is left between this inner circumferential tip and the tip of the central yoke 23. They are placed opposite each other. As a result, a magnetic circuit is formed from the permanent magnet 40, through the connecting body 32, the central yoke 23, and from the opposing yoke 35 back to the permanent magnet 40.
5, a donut-shaped magnetic gap is formed.

中央ヨーク23および対向ヨーク35の下方には、荷重
検出手段となるロードセル60が設置されており、被研
磨材Wはこのロードセル60の上に載せられた状態で研
磨加工が行われる。ロードセル60の検出出力は、コン
トローラ61を経て駆動アンプ51へと入力されるよう
になっており、Z方向アクチュエータ20から被研磨材
Wに加わる加圧力がフィードバック制御されるようにな
っている。
A load cell 60 serving as a load detection means is installed below the central yoke 23 and the opposing yoke 35, and the workpiece W to be polished is polished while being placed on the load cell 60. The detection output of the load cell 60 is input to the drive amplifier 51 via the controller 61, so that the pressing force applied from the Z-direction actuator 20 to the material to be polished W is feedback-controlled.

駆動アンプ51にはまた、Z方向アクチュエータ20の
加圧力に振動を付与するために、FGゼネレータ70か
ら振動付与信号が入力されるようになっている。
A vibration application signal is also input to the drive amplifier 51 from the FG generator 70 in order to apply vibration to the pressing force of the Z-direction actuator 20 .

このような構造の研磨装置を用いて行うなう、この発明
の磁気微小研磨方法を以下に具体的に説明する。
The magnetic micropolishing method of the present invention, which is carried out using a polishing apparatus having such a structure, will be specifically described below.

被研磨材Wをロードセル60の上に載せた状態で研磨工
具lを被研磨材Wの上に配置する。流体供給パイプ34
から中央ヨーク23の先端部分に磁性研磨流体Mを供給
すると、磁性研磨流体Mは中央ヨーク23と対向ヨーク
35の間の磁気ギャップ付近に磁気的に保持される。こ
の状態では、第3図に模式的に示すように、磁性研磨流
体Mが中央ヨーク23の先端下面部分まで覆って保持さ
れることになるので、磁気的な作用で磁性研磨流体Mが
被研磨材Wの表面に押し付けられた状態になる。
The polishing tool I is placed on the workpiece W with the workpiece W placed on the load cell 60. Fluid supply pipe 34
When the magnetic polishing fluid M is supplied to the tip of the central yoke 23 from the central yoke 23, the magnetic polishing fluid M is magnetically held near the magnetic gap between the central yoke 23 and the opposing yoke 35. In this state, as schematically shown in FIG. 3, the magnetic polishing fluid M is held covering the lower surface of the tip of the central yoke 23, so that the magnetic polishing fluid M is held by the magnetic action. It is pressed against the surface of the material W.

つぎに、Z方向アクチュエータ20に周期的な電圧を印
加すると、Z方向アクチュエータ20が被研磨材Wの研
磨面に垂直方向(第1図で見て上下方向)に微小の伸縮
運動を起こす。それに伴って、中央ヨーク23の先端た
る研磨部26が第3図で見て上下方向(直線矢印方向)
に微小運動を行い、磁性研磨流体Mを被研磨材Wの表面
(研磨面)に押しつけ加圧する。また、XY方向アクチ
ュエータ24x、24yにも周期的な電圧が印加され、
XY方向アクチュエータ24x、24yの各先端が当接
されたブロック22が水平方向(図で見て左右方向)に
揺動する。その結果、研磨部26が球対隅状の連結部2
1を中心にして第3図に円孤形矢印で示すように大きく
揺動する。この揺動は、被研磨材Wの表面(研磨面)に
対して水平方向(XY方向)の微小運動となる。このX
Y方向の微小運動と前記Z方向の微小運動が磁性研磨流
体Mに伝達されて、磁性研磨流体Mが被研磨材Wの表面
(研磨面)を研磨加工する。磁性研磨流体Mは、中央ヨ
ーク23の先端と被研磨材Wの間に挟まれた部分付近の
みで被研磨材Wを加圧して研磨作用を行うので、被研磨
材Wには、はぼ中央ヨーク23の研磨部26の運動範囲
に相当する形状および大きさの加工痕Hが形成される。
Next, when a periodic voltage is applied to the Z-direction actuator 20, the Z-direction actuator 20 causes minute expansion and contraction movements in a direction perpendicular to the polishing surface of the material W to be polished (vertical direction as seen in FIG. 1). Accordingly, the polishing portion 26, which is the tip of the central yoke 23, moves in the vertical direction (in the direction of the straight arrow) as seen in FIG.
A minute movement is made to press the magnetic polishing fluid M against the surface (polishing surface) of the workpiece W to be polished. Further, a periodic voltage is also applied to the XY direction actuators 24x and 24y,
The block 22, to which the tips of the XY direction actuators 24x and 24y are abutted, swings in the horizontal direction (left and right directions as seen in the figure). As a result, the polishing portion 26 forms a ball-to-corner connecting portion 2.
1 as the center, as shown by the arc-shaped arrow in FIG. This oscillation results in a minute movement in the horizontal direction (XY direction) with respect to the surface (polishing surface) of the material to be polished W. This X
The small movement in the Y direction and the small movement in the Z direction are transmitted to the magnetic polishing fluid M, and the magnetic polishing fluid M polishes the surface (polishing surface) of the material to be polished W. The magnetic polishing fluid M performs a polishing action by pressurizing the workpiece W only in the vicinity of the portion sandwiched between the tip of the central yoke 23 and the workpiece W. A machining mark H having a shape and size corresponding to the range of motion of the polishing portion 26 of the yoke 23 is formed.

このような研磨作用を行わせながら、研磨工具1全体を
所定の研磨面形状に従って水平方向あるいは三次元方向
に移動させて、上記加工痕Hを被研磨材Wの研磨面全体
に広げ終えると、平面や球面あるいは自由曲面等の所望
の研磨面を自由に得ることが出来る。
While performing such a polishing action, the entire polishing tool 1 is moved in a horizontal direction or three-dimensional direction according to a predetermined polishing surface shape, and when the machining mark H has been spread over the entire polishing surface of the material to be polished W, Desired polished surfaces such as flat, spherical, or free-form surfaces can be obtained freely.

この間、被研磨材Wを載置したロードセル60では、研
磨工具1の研磨部26が磁性研磨流体Mを介して被研磨
材Wに加える加圧力が加圧荷重値として検出されており
、この加圧荷重信号がコントローラ61を経て駆動アン
プ51にフィードバックされている。そのため、例えば
、被研磨材Wに加わる加圧力が規定の値以上になれば、
駆動アンプ51でZ方向アクチュエータ20への印加電
圧を下げる等して加圧力が小さくなるように制御され、
逆に、被研磨材Wに加わる加圧力が規定の値以下になれ
ば、駆動アンプ51でZ方向アクチュエータ20への印
加電圧を上げる等して加圧力が太き(なるように制御さ
れる。他方、加工痕1個の加工を行う過程においては、
加圧力が時間の経過とともに減少する傾向があるので、
ロードセル60は、この傾向も検出して検出結果を駆動
アンプ51にフィードバックすることにより、加圧力が
常に一定となるようにする。また、Z方向用の信号発生
器52は、加工痕1個の加工を行う過程において、初期
は加圧力が大きく、中期は加圧力が中程度に、そして終
期は加圧力が小さくなるように、駆動アンプ51に対し
て制御信号を発する。その間、FGゼネレータ70は、
駆動アンプ51に対してZ方向アクチュエータ20の加
圧力に振動を付与するための振動付与信号を発し続ける
During this time, in the load cell 60 on which the workpiece W is placed, the pressure applied by the polishing section 26 of the polishing tool 1 to the workpiece W through the magnetic polishing fluid M is detected as a pressure load value. The pressure load signal is fed back to the drive amplifier 51 via the controller 61. Therefore, for example, if the pressure applied to the material W to be polished exceeds a specified value,
The drive amplifier 51 lowers the voltage applied to the Z-direction actuator 20 to reduce the pressing force,
On the other hand, if the pressure applied to the material W to be polished falls below a specified value, the drive amplifier 51 increases the voltage applied to the Z-direction actuator 20, thereby increasing the pressure. On the other hand, in the process of machining one machining mark,
Since the pressurizing force tends to decrease over time,
The load cell 60 also detects this tendency and feeds back the detection result to the drive amplifier 51, thereby ensuring that the pressing force is always constant. In addition, the signal generator 52 for the Z direction is configured such that in the process of machining one machining mark, the pressing force is large at the beginning, the pressing force is medium in the middle period, and the pressing force is small at the final stage. A control signal is issued to the drive amplifier 51. Meanwhile, the FG generator 70
A vibration imparting signal for imparting vibration to the pressing force of the Z-direction actuator 20 is continuously emitted to the drive amplifier 51.

第4図は、上記した実施例の方法と、Z方向アクチュエ
ータ20に規制金具80を取り付けない比較例の方法で
、研磨部26の運動範囲を拡大して加工径を大きくした
場合の加工状態を示しており、第4図(′b)に示す比
較法による加工痕H′は、球面状にならず、凹凸が生じ
て形が崩れているのに対し、第4図(a)に示す実施例
の加工痕Hは、平滑で良好な球面状をなしている。
FIG. 4 shows the machining state when the range of motion of the polishing section 26 is expanded and the machining diameter is increased using the method of the above-mentioned embodiment and the method of a comparative example in which the restriction fitting 80 is not attached to the Z-direction actuator 20. The machining marks H' obtained by the comparative method shown in FIG. 4(b) do not have a spherical shape and are uneven and lose their shape, whereas the machining marks H′ obtained by the comparative method shown in FIG. 4(a) The machining mark H in this example has a smooth and good spherical shape.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、以上のように、Z方向アクチュエータにx
y方向の微小運動が可能な連結部を介して研磨部を支持
し、この連結部と研磨部の間にXY方向アクチュエータ
を作用させることにより、研磨部のXY方向の微小運動
を妨げずにZ方向のアクチュエータの加圧力を確実に研
磨部に伝えることができるようになり、研磨部のZ方向
およびXY方向の微小運動による研磨作用を良好に発揮
させることが可能になる。しかも、Z方向アクチュエー
タのXY方向の運動を規制しておくことにより、研磨部
のXY方向の微小運動の基点が動かず、正確な運動軌跡
を描くようになるので、研磨部の運動軌跡にしたがって
形成される加工痕の形状が正確で平滑な仕上がりが得ら
れる。特に、研磨部の運動範囲を拡大して、大きな加工
痕を形成させても、加工痕の形状が崩れず平滑に仕上げ
られるので、研磨加工の能率向上に大きく貢献できるこ
とになる。
As described above, this invention provides a Z-direction actuator with x
By supporting the polishing part through a connecting part that allows minute movements in the y direction, and by operating an XY-direction actuator between this connecting part and the polishing part, the polishing part can be moved in the Z direction without interfering with the fine movements in the XY directions. It becomes possible to reliably transmit the pressing force of the actuator in the direction to the polishing section, and it becomes possible to favorably exhibit the polishing action by micro-movement of the polishing section in the Z direction and the XY direction. Moreover, by restricting the movement of the Z-direction actuator in the XY directions, the base point of the minute movement of the polishing part in the XY directions does not move and an accurate movement trajectory is drawn. The shape of the machining marks formed is accurate and a smooth finish can be obtained. In particular, even if a large machining mark is formed by expanding the range of motion of the polishing part, the shape of the machining mark will not collapse and the finish will be smooth, which will greatly contribute to improving the efficiency of the polishing process.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明にかかる微小研磨方法の実施に用いる
研磨装置の主要部たる研磨工具の断面図、第2図はアク
チュエータ部分の分解斜視図、第3図はこの発明の研磨
作用の説明図、第4図(a) (blは加工痕の断面図
を表し第4図(a)はこの発明の実施例の場合、第4図
(′b)は比較例の場合である。 1・・・研磨工具 20・・・Z方向アクチュエータ2
1・・・球対隅状の連結部 23・・・中央ヨーク 2
4x・・・X方向アクチュエータ 24y・・・Y方向
アクチュエータ 26・・・研磨部 35・・・対向ヨ
ーク80・・・規制金具 M・・・磁性研磨流体 W・
・・被研磨材 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名第 図 1・・・研磨工具 第2 図
Fig. 1 is a cross-sectional view of a polishing tool which is the main part of the polishing device used to carry out the micro-polishing method according to the present invention, Fig. 2 is an exploded perspective view of the actuator portion, and Fig. 3 is an explanatory diagram of the polishing action of the present invention. , FIG. 4(a) (bl represents a cross-sectional view of the machining marks, FIG. 4(a) is the case of the embodiment of this invention, and FIG. 4('b) is the case of the comparative example. 1. - Polishing tool 20...Z direction actuator 2
1... Ball-to-corner connection part 23... Central yoke 2
4x...X direction actuator 24y...Y direction actuator 26... Polishing section 35... Opposing yoke 80... Regulating fitting M... Magnetic polishing fluid W.
... Name of agent for polished material Patent attorney Shigetaka Awano Figure 1 Figure 1 Polishing tool Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 研磨工具先端の研磨部と被研磨材の間に研磨材を保
持した状態で、前記研磨部を電歪素子からなるアクチュ
エータで研磨面と平行なXY方向および/または研磨面
と垂直なZ方向に微小運動させ、かつ、前記Z方向アク
チュエータにXY方向の微小運動が可能な連結部を介し
て研磨部を支持し、この連結部と研磨部の間にXY方向
アクチュエータを作用させるとともにZ方向アクチュエ
ータのXY方向の運動を規制しておくようにして、被研
磨材を研磨するようにする微小研磨方法。 2 被研磨材の研磨面に対面する研磨部と、積層型の電
歪素子からなりその伸縮作用により前記研磨部を研磨面
と平行なX方向に微小運動させるX方向アクチュエータ
と、積層型の電歪素子からなりその伸縮作用により前記
研磨部を研磨面と平行で前記X方向に垂直なY方向に微
小運動させるY方向アクチュエータと、積層型の電歪素
子からなりその伸縮作用により前記研磨部を研磨面と垂
直なZ方向に微小運動させるZ方向アクチュエータとを
備え、Z方向アクチュエータにXY方向の微小運動が可
能な球対偶状の連結部を介して研磨部が支持され、この
連結部と研磨部の間にXY方向アクチュエータの作用点
が設けられ、Z方向アクチュエータにXY方向の運動規
制手段が設けられている微小研磨工具。
[Claims] 1. With an abrasive material held between a polishing part at the tip of a polishing tool and a workpiece to be polished, the polishing part is polished in XY directions parallel to the polishing surface and/or in an actuator made of an electrostrictive element. A polishing part is supported through a connecting part that allows minute movements in the Z direction perpendicular to the surface and allows the Z-direction actuator to make minute movements in the XY directions, and an XY-direction actuator is placed between the connecting part and the polishing part. A micro-polishing method in which a material to be polished is polished by controlling the movement of a Z-direction actuator in the X and Y directions. 2. A polishing part facing the polishing surface of the material to be polished, an X-direction actuator that is made of a laminated electrostrictive element and moves the polishing part minutely in the X direction parallel to the polishing surface by the expansion and contraction action of the electrostrictive element, and a laminated electric a Y-direction actuator, which is made up of a strain element and causes the polishing part to move minutely in the Y direction parallel to the polishing surface and perpendicular to the X direction by its expansion and contraction action; The polishing part is provided with a Z-direction actuator that makes minute movements in the Z direction perpendicular to the polishing surface, and the polishing part is supported by the Z-direction actuator via a ball-to-even connecting part that can make minute movements in the XY directions. A micro-abrasive tool in which an action point of an XY-direction actuator is provided between the parts, and a movement regulating means in the XY-directions is provided on the Z-direction actuator.
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