JPH0469147A - 相対等速度研磨方法 - 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、高精度の平面研磨および大型加工物の高精度
研磨に特に通した研磨方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光学レンズなどの研磨機としては、オスカー型レンズ研
磨機などに代表される研磨機が一般的に採用されている
。第８図にはかかる研磨機の基本構成を示してあり、こ
の図に示すように、ワーク保持板である強制回転板ｌの
上面に加工物２が載置され、この直上位置には、垂直揺
動棒３の下端に研磨板４が回転自在に支持されている。

研磨時には、この研磨板４が揺動棒によって加工物に押
しつけられ、この状態で、強制回転板１０回転が開始す
る。これと同時に、揺動棒が左右に揺動する。この結果
、揺動棒の下端に回転自在に支持されている研磨板４は
、強制回転板１の自転によって回転運動を与えられて、
自転しながら加工物の表面上を揺動して、この加工物の
表面を研磨することになる。

一方、上記とは異なる形式の研磨機としては、ホフマン
式あるいはラップマスター式と呼ばれる研磨機が知られ
ている。この形式の研磨機は、第９［ｇ　（Ａ）、（Ｂ
）に示すように、強制回転研磨板１１上に遊星歯車減速
機構が組み込まれた構成となっており、この減速機構を
構成する各遊星歯車がワーク保持板１３として機能し、
ここに、複数枚の加工物１４が研磨ｖｉ１１の側に押し
つけられた状態で担持されている。この構成の研磨機に
おいては、研磨板１１が自転運動すると、それによって
、ワーク保持板１３が自転および公転運動を行い、この
ワーク保持板１３に担持されている加工物１４の研磨が
行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の研磨機においては、いずれの形式のも
のにおいても、研磨板が自転運動を行いながら加工物の
研磨を行うようになっている。このために、研磨板の自
転中心側と外周側とを比較すると、周速度の大きな外周
側の研磨加工運動量が、周速度の小さな中心側の研磨加
工運動量よりも格段に大きくなる。この結果、自転中心
側に当接している加工物の部分と１、外周側に当接して
いる加工物の部分とでは、研磨量が異なってきてしまい
、精度の良い研磨動作を期待できないおそれがある。

特に、加工物の形状が、矩形、三角形などの場合には、
それらの中心から遠い距離にある角部分における研磨加
工運動量が大きくなり、加工物全体を均一に精度良く研
磨することが困難となる。

また、加工サイクルを早めるために機械回転数を高速に
した場合においても、同様に研磨加工運動量の差が大き
くなるので、研磨精度が著しく低下することになる。さ
らには、加工物が大型化した場合にも、このような周速
度差に起因して研磨加工運動量の差が大きくなるので、
ラップマスター式などの研磨機においては、加工物に比
べて相当に大きな研磨板を用いて研磨しなければ研磨精
度を高めることができない。

ここに、機械回転数を超低速にして、このような周速度
差を減少させて研磨精度を高めることが考えられるが、
このようにすると、加工時間が長くなり、実用的ではな
い。

本発明の課題は、このような従来の研磨機における欠点
に鑑みて、研磨加工運動量を各部分において実質的に等
しくなるようにでき、以て、精度良く研磨動作を行うこ
との可能な研摩方法を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本発明においては、加工
物のどの部分に対しても研磨板が実質的に等しい相対軌
跡を描くように、これら加工物および研磨機を相対運動
させ、これによって、精度のよい研磨動作を行い得るよ
うにしている。

すなわち、本発明の研磨方法においては、加工物の少な
くとの一つの被研磨面に対して少なくとも一つの研磨部
材を一定の力で押しつけ、また、加工物および研磨部材
のそれぞれを自転運動しないように固定し、この状態を
保持したままで、加工物および研磨部材の少なくとも′
一方の側を、被研磨面を含む面上において任意の軌跡を
描くように揺動させるようにすることを特徴としている
。

また、本発明の方法においては、対向した位置にある加
工物の第１および第２の被研磨面に対して、それぞれ第
１および第２の研磨部材を、加工物を挟む状態で、一定
の力で押しつけると共に、加工物並びに第１および第２
の研磨部材のそれぞれを自転運動しないように固定して
おき、この状態で、加工物の側、あるいは第１および第
２の研磨部材の側、またはこれら双方の側を、第１の被
研磨面を含む面上および第２の被研磨面を含む面上にお
いて任意の軌跡を描くように揺動させるようにすること
を特徴としている。

〔作用〕

本発明の方法においては、研磨時に、加工物および研磨
部材のいずれの側においても、自転運動は発生しない。

このために、加工物の被研磨面の各部においける研磨部
材との間の相対軌跡は実質的に等しくなる。この結果、
被研磨面の各部分における研磨運動量も等しくなり、各
部分が均一に研磨される。換言すると、精度のよい研磨
が行われる。

〔実施例〕

以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第５図には、本発明の方法に従って研磨動
作を行う研磨機の例を示しである。まず、第１図ないし
第３図に示すように、本例の研磨機２１は、定位置に固
定配置した定盤２２と、この上面に固定した研磨板２３
と、この直上位置において研磨板に対峙した状態に吊り
下げられたワーク保持板２４とを備えている。このワー
ク保持板２４の上側には、機枠（図示せず）によって揺
動棒２５が垂直に支持されており、この揺動棒２５の下
端に形成したピボット２５ａによって、ここを中心に揺
動可能に、上記のワーク保持板２４が吊り下げられてい
る。このワーク保持板２４の下面に、加工物２７が固定
支持される。

ここに、ワーク保持板２４の上面には、その揺動中心を
通る溝２４ａが形成されており、揺動中心を挟み、両側
の溝内には、揺動棒２５に固着した回り止め部材２６の
係合爪２６ｒ、２６ｆが嵌入している。

上記の揺動棒２５は、不図示の昇降機構によって昇降可
能となっている。このような昇降機構は、エアーシリン
ダなどの駆動機構を利用して当業者ならば極めて容易に
構成することができると共に、同様な機構は当該分野に
おける研磨機において利用されているので、その詳細な
説明は省略する。

研磨される加工物２７は、かかる昇降機構によって、研
磨板２３に対して一定の力で押しつけられる。

これに加えて、この揺動棒２５は、第３図に示すように
、水平面上（加工物２７の被研磨面２７ａを含む面上）
を一定のピッチで円を描きながら全体として矩形を描く
ような軌跡に沿って移動されるようになっている。

第４図には、かか軌跡に沿って揺動棒を駆動させるのに
好適な駆動機構の例を示しである。この駆動機構３１は
、二輪スライド機構であり、矩形に組んだ四辺のうちの
一方の対向辺に、Ｘ方向に向けて延びるボールねじ３２
およびガイドロッド３３が支持されおり、同様に他方の
側の対向辺には、Ｘ方向に向けて延びるボールねじ３４
およびガイドロッド３５が支持されている。そして、ボ
ールねじ３２およびロッド３３の間には、Ｘ方向に延び
るＸ方向移動ロッド３７が支持され、ボールねじ３４お
よびロッド３５の間には、Ｘ方向に延びるＸ方向移動ロ
ッド３８が支持されている。

これらのＸ方向移動ロッド３７およびＸ方向移動ロッド
３８は、それぞれスライダ３９を摺動可能に貫通して延
びている。このスライダ３９には、前述した揺動棒２５
の上端側が支持されている。

一方、各ボールねじ３２．３４は、それぞれモータ４１
，４２によって回転駆動される。

このように構成した駆動機構３１においては、各モータ
４１．４２の駆動を、シーケンサあるいはマイクロコン
ピュータによって制御することにより、平面上の任意の
位置にスライダ３９を移動させることができる。換言す
ると、゛平面上において任意の軌跡に沿ってスライダ３
９を移動させることができ、従って、ここに支持されて
いる揺動棒２５を第３図に示す軌跡に沿って移動させる
ことができる。

このように構成した本例の研磨機２１においては、まず
、第１図および第２図に示すように、加工物２７を研磨
板２３上に乗せ、この上から、ワーク保持板２４を一定
の力で押しつける。かかる状態で、第４図に示すような
駆動機構によって、揺動棒２５を第３図に示す軌跡に沿
って揺動させる。この揺動運動中においては、揺動棒２
５の下端側に支持されているワーク保持板２４は、回転
止め部材２６によってその自転が禁止されているので、
自転運動することなく、揺動棒２５と共に同一の軌跡を
描く。一方、研磨板２３の側は、定盤２２の側に固定さ
れているので、ワーク保持板２４および加工物２７が運
動したとしても、自転などの運動は行わない。この結果
、加工物２７の被研磨面２７ａ上における各点では、研
磨板２３との間の相対運動軌跡が同一となり、第５図に
示す模様を描くことになる。従って、被研磨面２７ａ上
の各点における研磨加工運動量は等しくなり、よって、
均一で精度のよい研磨が行われる。

血支皇隻豆鳳 上記の例においては、加工物２７の側を揺動運動させる
ようにしているが、この代わりに、研磨板の側を揺動運
動させるようにしてもよい。この場合には、加工物が自
転運動しないように、固定しておく必要がある。あるい
は、双方を共に揺動させても良い。また、揺動棒の軌跡
としては、どのようなパターンであってもよ（、例えば
第６図および第７図に示す軌跡を挙げることができる。

さらに、上記の例では、加工物２７の被研磨面が一面で
あり、従って、研磨板も一個であるが、多数の研磨面を
複数の研磨板によって同時的に研磨するようにしてもよ
いことは勿論である。

一方、上記の例は、加工物２７の一方の面を研磨する研
磨機に本発明の方法を適用した例であるが、加工物の上
下双方の面を同時に研磨する構成の研磨機に対しても同
様に本発明の方法を適用することが可能である。この場
合においては、加工物を定位置に固定配置し、その上下
に押しつけた研磨板を、自転運動させない状態で一定の
軌跡を描くように揺動運動させればよい。あるいは、研
磨板の側を自転運動あるいは揺動運動しないように定ま
った位置に固定しておき、加工物の側を、自転運動させ
ない状態で、一定のパターンの軌跡に沿って揺動運動さ
せればよい。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明の方法においては、加工物
および研磨部材を自転運動が生じないように支持し、少
なくとも一方の側を所定のパターンで揺動運動させるよ
うにしている。従って、本発明の方法によれば、加工物
のどの部分に対しても研磨板が実質的に等しい相対軌跡
を措くので、加工物あるいは研磨部材の側に自転運動が
起きることに起因した周速差が原因となって研磨むらが
発生する事態を回避できる。よって、被研磨面の各部分
を均一に研磨することができ、精度のよい研磨動作を行
うことが可能となる。従って、本発明の方法を採用すれ
ば、高精度研磨を高速で行うことができ、大型の加工物
の高精度研磨も容易に行うことができ、しかも、加工物
形状に係わらず精度のよい研磨を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用した研磨機の概略構成を示
す正面図、第２図は第１図の研磨機の概略側面図、第３
図は第１図の研摩機の揺動棒の軌跡を示す説明図、第４
図は第１図の研磨機における揺動棒の駆動機構を示す概
略構成図、第５図は第１図の研磨機における加工物と研
磨板との相対軌跡を示す線図、第６図および第７図は加
工物と研磨板との相対軌跡の別の例をそれぞれ示す線図
、第８図は従来の研磨機の構成を示す概略構成図、第９
図（Ａ）および（Ｂ）は従来の別の研磨機における構成
を示す概略側面図および概略平面図である。 〔符号の説明〕 ２１・・・研磨機 ２３・・・研磨板 ・・・ワーク保持板 ・・・揺動棒 ・・・回転止め部材 ・・・加工物 ａ・・・被研磨面 ・・・揺動棒の駆動機構。 第４図 第７図 第８図 第５図 冒 ワ 第６図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工物の少なくとの一つの被研磨面に対して少な
   くとも一つの研磨部材を一定の力で押しつけ、 前記加工物および研磨部材のそれぞれを自転運動しない
   ように固定し、 前記加工物および研磨部材のうちの少なくとも一方の側
   を、前記被研磨面を含む面上において任意の軌跡を描く
   ように揺動させ、 前記加工物の被研磨面の研磨を行うようになっている相
   対等速度研磨方法。
2. （２）対向した位置にある加工物の第１および第２の被
   研磨面に対して、それぞれ第１および第２の研磨部材を
   、前記加工物を挟む状態で、一定の力で押しつけ、 前記加工物並びに第１および第２の研磨部材のそれぞれ
   を自転運動しないように固定し、前記加工物の側、およ
   び、前記第１および第２の研磨部材の側の少なくとも一
   方の側を、前記第１の被研磨面を含む面上および前記第
   ２の被研磨面を含む面上において任意の軌跡を描くよう
   に揺動させ、 前記加工物の第１および第２の被研磨面の研磨を行うよ
   うになっている相対等速度研磨方法。