JPH06344254A - 研削方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学素子加工工程のサイクルタイム短縮、あ
るいは次工程の精研削工程の廃止による工程短縮を図
る。 【構成】 基台１１上にはスライダ５を介して被加工物
１が進退動自在に、かつ１００〜５００ｒｐｍの任意の
設定のもとで回転駆動できる様に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスやセラミックス
等の硬脆材料を曲面創成加工する方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来加工法によるレンズ等の光学素子の
生産工程例としては、光学工業技術協会発行「光学素子
加工技術」１９７頁「５．１レンズ生産工程」内の「リ
セスばり高速研磨」の例があり、球面加工工程として
は、球面研削，精研削，みがきの３工程が示されてい
る。ところで、従来の生産工程における精研削工程は、
サイクルタイム短縮のために、メタルボンド砥石による
研削工程とレジンボンド砥石による研削工程との２工程
を有するのが一般的である。したがって、従来の光学レ
ンズの加工工程は球面創成〜みがきまで、４つの加工工
程からなっている。

【０００３】以下、従来技術の球面研削工程において、
一般的に適用されるＣＧ（カーブジェネレーター）によ
るガラスレンズ研削方法について図５および図６を用い
て説明する。図５は、ＣＧによる球面研削装置の機構の
概略を示すものであり、かかる球面研削装置の既知の例
としては、例えば特公昭６１−３３６６５号公報および
レンズプリズムの工作技術（中央科学社）などがある。

【０００４】図５において、２４で示すのは曲率半径Ｒ
０に創成されるワークであって、コレットチャック２５
によりワーク軸に保持されている。２６で示すのはワー
ク軸本体であって、ワーク２４を回転させながら切込み
ａ′を行うように図示しない機構が組み込まれている。
また、ワーク２４の肉厚調整のために、ワーク軸本体２
６は図示しないハンドルによりａ方向に移動調整できる
ようになっている。２７で示すのは砥石であり、２３で
示すのは砥石軸である。また、ワーク２４と砥石２７と
の間には図示しないクーラント（冷却媒体）が供給され
る。

【０００５】上記構成の球面研削装置によれば、図５お
よび図６にて示す如く、曲率半径Ｒ０のワーク２４を創
成する砥石２７の加工直径をｄとすると、砥石軸２３を
ｓｉｎθ０＝ｄ／２Ｒ０に相当する角度θ０だけ傾けて
やり、加工直径ｄがワーク軸中心線とＰ点で一致するよ
うに、砥石軸２３を図示しないハンドルにより砥石軸に
対して直角なｂ方向に移動調整することにより、所望の
曲率半径Ｏ０Ｐ＝Ｒ０をもった球面を創成できる。

【０００６】このとき、砥石軸２３は砥石の加工面の周
速が１０００〜２０００ｍ／ｍｉｎとなるように砥石径
に対応して通常４０００〜２００００ｒｐｍで回転し、
ワークの回転は３〜２０ｒｐｍの範囲で設定されて加工
が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術の研削装置および加工工程においては、高品位な加工
面を得るために４つの工程からなることから、工程数が
多く、加工コスト削減のニーズに対応できないという欠
点がある。また、球面創成工程において高メッシュな超
砥粒砥石を適用しようとしても、砥粒の微細化にともな
う加工速度の低下や砥石の目詰まりのために後工程を省
略することは困難であった。

【０００８】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑みて開発されたもので、高速で加工が行えるとと
もに、微細砥粒砥石による加工が従来加工法と同様な加
工速度で行える研削方法および装置の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、ワ
ークを保持するワークホルダーを回転自在なワーク軸に
て支持し、回転駆動されるカップ型研削砥石を前記ワー
クホルダに保持されたワーク表面へ当接して曲面創成加
工を行う研削加工方法において、１００〜５００ｒｐｍ
に前記ワーク軸を回転させつつ加工を行う方法である。

【００１０】また、ワークを保持して回転数１００〜５
００ｒｐｍで回転自在なワークホルダと、それに対向し
て回転駆動されるカップ型研削砥石とにより構成された
曲面創成研削装置において、前記カップ型研削砥石に対
して、電解インプロセスドレッシング法によりドレッシ
ングする手段を設けて構成したものである。

【００１１】図１および図２は本発明の球面研削装置に
より、被加工物としてのガラスレンズを研削加工したと
きのワークの回転数と研削速度および加工面の表面粗さ
（Ｒｍａｘ）との関係を表したグラフである（加工砥
石：メタルボンドダイヤモンド砥石♯２０００）。

【００１２】上記図１および図２から以下のことが明ら
かである。すなわち、ワークの回転数を従来の１０ｒｐ
ｍから５００ｒｐｍに上げることにより同一砥石におい
て加工能率が４倍に向上する。また、ワーク回転数を高
速化することによる加工面の表面粗さへの影響はない。

【００１３】さらに、図１に示す様に、ワーク回転数１
００ｒｐｍまでは加工限界切込速度が急激に向上し、そ
の後５００ｒｐｍまでは緩やかに向上し、それ以上は加
工限界切込速度の向上効果は少ない。従って、ワーク回
転数１００〜５００ｒｐｍの範囲が、切込速度の向上効
果が大きく、加工工程数削減に対して最も効果的であ
る。

【００１４】

【実施例１】図３は本実施例で用いる装置の一部を省略
した断面図である。１１はＣＧ機の基台で、この基台１
１の所定位置には図中矢印Ｅ−Ｅ′方向に進退動可能な
スライダ５が設けられている。スライダ５にはワーク軸
３が取り付けられており、更にこのワーク軸３の先端部
にはレンズホルダー２が取着されている。

【００１５】レンズホルダー２は上記ワーク軸３の軸線
上にあり、１００〜５００ｒｐｍの任意の設定のもとで
回転駆動できるように構成されるとともに、その先端部
はレンズすなわち被加工物１を着脱可能に保持できる様
に構成されている。図中一点鎖線で示すＸ−Ｏ′線がワ
ーク軸３の軸線を示すものである。

【００１６】一方、８は回転軸で基台１１の所定位置に
ボルト等の固定具１５にて立設されている。この回転軸
８は、本実施例では固定ピン状に形成されており、この
ピン部に軸止めされ、ボールベアリング等の軸受け６を
介して取り付けられたハウジング９が回動できる様に構
成されている。なお７は取り付け用ナットを示す。この
回動軸８の軸線は図中一点鎖線Ｙ−Ｙ′線で表され、上
記ワーク軸の軸線Ｘ−Ｏ′線と垂直に交差するべくその
立設位置が設定されている。

【００１７】１０は回動台で一端側が上記ハウジング９
に固定具１４にて取り付けられ、他端側すなわち載置台
１０ａにはスライダ１２を介してスピンドル１３が載置
されている。上記スライダ１２は前記したワーク軸３側
に設けたスライダ５と同様に載置台１０ａに対して進退
動可能に構成されている。

【００１８】スピンドル１３の先端にはカップ型研削砥
石４が取り付けられてスピンドル１３にて回転駆動され
る。このスピンドル１３の回転中心は、上記回動軸Ｙ−
Ｙ′と垂直に交差するべく位置設定されるとともに、上
記ワーク軸の軸線Ｘ−Ｏ′と高さが一致するべく高さ設
定される。

【００１９】しかして、本実施例のＣＧ機により被加工
レンズに対する球面創成用工具を設定する場合には、回
動軸８を中心に回動台１０を回動せしめ、被加工レンズ
に対する球面創成工具の対向角、すなわち図１にて説明
した角度θを可変せしめることができるとともに、スピ
ンドル１３の進退動および上記対向角θさらにはワーク
軸３の進退動による相互調整により当該位置関係が設定
される。

【００２０】本実施例の加工装置によって球面創成加工
を行った場合、ワーク軸３が高速で回転するため、従来
ＣＧ工程の加工時間を短縮することが可能である。ま
た、カップ状砥石のメッシュを従来よりも上げた場合で
も加工速度の低下量が軽減され、従来工程と同様の加工
サイクルタイム内で次工程の精研削工程完了レベルに相
当する仕上がり面を有する加工面を得ることができる。

【００２１】

【実施例２】図４は本実施例で用いる装置の要部平面図
である。本実施例では、前記実施例１と同様な構成部分
には同一番号を付してその説明を省略する。本実施例に
おいては、カップ型研削砥石２２に対して電解インプロ
セスドレッシング可能な構成となっている。

【００２２】導電性を有するカップ型研削砥石２２の加
工面は、ダイヤモンド粉末などの砥粒とＣｕ，Ｓｎ，お
よびＦｅ等の金属粉末とを特殊配合し、熱処理した焼結
合金により構成されている。また、上記装置外に設けた
電源装置１６の（＋）極はブラシ１７を介してカップ型
研削砥石２２の外周部に電気的に接続されている。

【００２３】また、電源装置１６の（−）極とを接続さ
れるドレス電極１８は、カップ型研削砥石２３の加工面
と近似形状に形成され、ドレス電極１８とカップ型研削
砥石２３の加工面との隙間が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍと
なるようにドレス電極保持部材１９にて保持されてお
り、ドレス電極保持部材１９はスピンドル１３に取着さ
れている。２０で示すのは、図示しないクーラント供給
装置によって加工域に弱電性クーラント２１を供給する
ためのノズルである。

【００２４】上記加工装置による加工方法は、前記実施
例１と同様に、研削砥石およびワークを駆動させて研削
加工を行うと同時に、ノズル２０から弱電性クーラント
２１を供給し、電源装置１６によってドレス電極１８と
カップ型研削砥石２２の加工面との間に介在する弱電性
クーラント２１を介して電圧を印加する。

【００２５】本実施例においては、従来研削加工におい
ては目詰まりのために使用できなかったような、♯数千
以上（砥石の番号）の超砥粒砥石を用いる場合において
も、砥石が目詰まりせず、制度が高く安定した球面創成
研削加工を高速で行うことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る研削方
法および装置によれば、光学素子の球面創成加工工程に
おいて、高速で加工を行うことが可能であり、且つ微細
砥粒砥石による加工が従来加工法と同様な加工速度で行
えるため、光学素子加工工程のサイクルタイムの短縮、
あるいは次工程の精研削工程の廃止による工程短縮が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示すグラフである。

【図２】本発明を示すグラフである。

【図３】実施例１を示す断面図である。

【図４】実施例２を示す要部平面図である。

【図５】従来例を示す平面図である。

【図６】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 被加工物 ２ レンズホルダー ３ ワーク軸 ４ カップ型研削砥石 ５，１２ スライダ ８ 回転軸 ９ ハウジング １０ 回動台 １１ 基台 １３ スピンドル

Claims (2)

【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ーを回転
   自在なワーク軸にて支持し、回転駆動されるカップ型研
   削砥石を前記ワークホルダに保持されたワーク表面へ当
   接して曲面創成加工を行う研削加工方法において、１０
   ０〜５００ｒｐｍに前記ワーク軸を回転させつつ加工を
   行うことを特徴とする研削加工方法。
2. 【請求項２】 ワークを保持して回転数１００〜５００
   ｒｐｍで回転自在なワークホルダと、それに対向して回
   転駆動されるカップ型研削砥石とにより構成された曲面
   創成研削装置において、前記カップ型研削砥石に対し
   て、電解インプロセスドレッシング法によりドレッシン
   グする手段を設けて構成したことを特徴とする研削装
   置。