JPH0663856A - 光学部品の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学部品の研削，研磨時における加工工具の
砥粒の被加工面への付着、埋没を防止する。 【構成】 固定砥粒で作製した加工工具を光学部品の被
加工面に当接させ、加工工具を回転させて加工を行う。
加工工具の回転中に光学部品の被加工面を当接から離脱
させて、砥粒の付着、埋没を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズ等の光学部品の研
削、研磨等の加工方法に関し、特に研削、研磨等の加工
工程が終了した時点に於いて、光学部品の加工面に砥粒
等の付着物が固着残留するのを防止することのできる光
学部品の加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学部品、例えばガラスレンズの
固定砥粒を用いた加工工具による研削、研磨は、その概
要を示す図５に図示の状態で実施されている。しかし
て、図５において、１０１は固定砥粒で製作された研
削、研磨工具で、この工具１０１は回転軸１１０の端部
に取り付けた保持板１１１に固着され、図示しない回転
駆動機構により回転軸１１０を介して回転する。１０２
は、この工具１０１により加工せんとする被加工部品と
しての凸面を有するガラスレンズで、このレンズ１０２
はその背面１０２ｂを保持皿１０３の保持面１０３ａに
固着することにより、保持皿１０３に保持される。そし
て、その被加工面１０２ａを前記研削、研磨工具１０１
の加工面１０１ａに当接しつつ保持皿１０３とともに工
具１０１上側に載置される。また、保持皿１０３の上側
中央部には後記するカンザシ１０４との係合孔１０３ｂ
を設けてある。１０４はカンザシで、レンズ１０２を保
持した保持皿１０３に荷重をかけながら揺動させるよう
に、図示しない揺動機構に連結されるとともに前記研
削、研磨工具１０１の上側において上下動自在に対向架
設されている。このカンザシ１０４の先端には前記保持
皿１０３の係合孔１０３ｂに係合する球状の係合保持部
１０４ａを設けてある。１０５はクーラント供給用のパ
イプで、前記研削、研磨工具１０１の左側上方に架設さ
れ、その開口部より常時クーラント１０６を研削、研磨
工具１０１の加工面１０１ａ上に供給している。

【０００３】さて、以上の構成を備える研削、研磨装置
におけるガラスレンズ１０２の加工工程について説明す
ると、まず、回転の停止している研削、研磨工具１０１
の加工面１０１ａ上側に保持皿１０３に保持されるレン
ズ１０２を、その被加工面１０２ａを当接しつつ乗載セ
ットした後、カンザシ１０４を下降せしめて、その係合
保持部１０４ａを保持皿１０３の係合孔１０３ｂに係合
することにより、研削、研磨工具１０１の上側に乗載セ
ットされたレンズ１０２を保持皿１０３を介して押圧し
ながら保持する。

【０００４】この状態において、研削、研磨工具１０１
の回転を開始するとともにカンザシ１０４の揺動機構を
始動することにより、保持皿１０３に保持されるレンズ
１０２の被加工面１０２ａはカンザシ１０４の揺動に従
って工具１０１の加工面１０１ａ上を揺動運動しつつ、
研削、研磨工具１０１の回転にならって従属回転をす
る。これによって、研削、研磨工具１０１の加工面１０
１ａにより、レンズ１０２の被加工面１０２ａの加工が
遂行され、タイマー等にて予めセットされた加工時間の
経過により、研削、研磨工具１０１の回転並びにカンザ
シ１０４の揺動は停止し、その後、カンザシ１０４を上
昇するとともに保持皿１０３に保持したレンズ１０２を
工具１０１の加工面１０１ａより離脱し、当該レンズ１
０２の加工を終了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、こうして加
工されたレンズ１０２の被加工面１０２ａには付着物が
付着することが多い。そして、この付着物を分析した結
果、研削、研磨工具による加工時の遊離砥粒であること
が判明した。このように砥粒が付着した加工後のレンズ
の曲率をニュートン原器によって測定した場合、レンズ
の被加工面１０２ａに付着した砥粒によって、ニュート
ン原器の表面が損傷するという不具合があった。また、
レンズ表面に埋没している砥粒は、洗浄液による洗浄で
は除去が難しく、砥粒によってレンズ性能を低下させる
不具合を生ずることもあった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、研削、研磨工具からなる加工工具を用いてレンズ
等の光学部品を加工しても、被加工面に砥粒が付着した
り、埋没しない加工方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、固
定砥粒で作製した加工工具、具体的には砥粒を樹脂ある
いは、金属等で硬め、その加工面を光学部品に対応させ
て製作した加工工具にて、レンズやプリズム等の光学部
品の被加工面を加工面と被加工面との間の相対的速度差
が存在する状態で研削あるいは研磨する加工方法におい
て、加工工具により光学部品の研削あるいは研磨加工等
の加工を終了した際に、加工工具の加工面と光学部品の
被加工面との間に相対的速度が存在する状態で両者を離
脱させるものである。このような方法では、光学部品の
被加工面と加工工具の加工面との間に介在した遊離砥粒
が、被加工面に付着あるいは被加工面内に埋没せず、良
好な被加工面となる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の加工方法が適用されるワーク
保持装置の原理説明図を示し、図２ないし図４はワーク
保持装置の実施例を示すもので、図２は一部縦断正面
図、図３は同側面図、図４は底面図である。図１におい
て、研磨機の上軸３に固定されたステー４と、このステ
ー４の下端部に支軸５を介して支承されたコの字形状の
シーソー板６と、このシーソー板６の両側に支持軸７を
介して回転自在に支承されたコの字形状のアッパーアー
ム８と、このアッパーアーム８にワーク支持軸９を介し
て支承されたワーク支持部１０があり、さらにこのワー
ク支持部１０には中空穴が開口されていて、この中空穴
に収縮自在なチューブ１１が連結されている。そしてこ
のチューブ１１は上軸３に連結されるとともに上軸３の
中空穴とこの上軸３に連結されたホース１２を介して図
示しない真空吸引装置に連通しており、かかる構成中の
真空吸引装置を作動させることによってレンズをワーク
支持部１０に保持する。さらに前記構成中シーソー板６
の回転軸をＸ、アッパーアーム８の回転軸をＹ、ワーク
支持軸の回転軸をＺとすると、その三軸が一点（Ｏ点）
で交わっている。Ｏ点はＸ，Ｙ，Ｚ軸によって構成され
る、架空の点であるのでレンズの内部や研磨皿の内部に
任意に存在させることができる。

【０００９】図２ないし図４において、１０は上軸部本
体で、この上軸部本体１０はこれに連結した図示しない
揺動軸に連結することにより、前後往復運動、円、ある
いは円弧連動等の揺動運動ができるように構成してあ
る。１２は被研磨物の保持体を上下方向に昇降する昇降
手段を構成する支持筒１３と、上軸部本体１０と連結す
るステーであり、このステー１２は支持筒１３を抱持す
る抱持部１４と、上軸部本体１０に立設したスライドガ
イド１５の長さ方向にスライド自在に連結したガイド部
１６およびこのガイド部１６に固結したピニオン歯車
（図示省略）を、上軸部本体１０側に設けたラック（図
示省略）に歯合して構成したラック・ピニオン機構によ
り成る当該ステー１２の上下動操作部１７とから成る。

【００１０】また、支持筒１３の上部には上端に螺着し
たカップリング１９を介してエアシリンダー１８を取付
けるとともに支持筒１３内にはスライド軸受２０，２１
を介装して中空の通気孔２３を有する昇降軸２２を支持
筒１３の長さ方向に昇降自在に内装し、この昇降軸２２
の上端には継手２４を介して上記エアシリンダー１８内
において進退動するラム２５の下端を連結するとともに
支持筒１３の下端の螺子部２７には、後述する被研磨物
としての被加工レンズを保持する保持体の保持筒２６の
螺子部を螺着することにより、この保持筒２６を着脱自
在に取付けてある。

【００１１】２８は保持筒２６内に内装した保護筒、２
９は下記する保持体において、被研磨物を着脱自在に保
持する吸引、排出用エアとの連結管で、この連結管２９
は上記継手２４に、上記昇降軸２２の通気孔２３と連通
せしめて取付けてある。３０は被研磨物の保持体４０を
支持するリンク機構を示し、このリンク機構３０は、平
面において略コ字型（あるいは立面において門型）の支
持リンク３１，３２の両開放端３３，３４を互いに軸着
し、一方の支持リンク３２の中心部３５をステー３６の
下端に軸着するとともに他方の支持リンク３１の中心部
には、中空の通気孔３７を有するワーク軸３８の上部を
螺着し、このワーク軸３８の下部外周にコロガリ軸受３
９を介装して回転ホルダー４１を回転自在に取付けてあ
る。

【００１２】また、ワーク軸３８の通気孔３７は、前記
昇降軸２２の通気孔２３と、弾性材からなる伸縮自在の
蛇腹ホース７０を介して連通してある。尚、ステー３６
の上端３６ａは、保護筒２８の下端に、蛇腹ホース７０
の連結金具４３のネジ４４により止着してある。そし
て、弾性材から成り、伸縮自在の蛇腹ホース７０の上端
は連結金具４３下端に、また蛇腹ホース７０下端はワー
ク軸３８上端に連結されて、連結管２９に連結したホー
ス７２を三方電磁弁７１に連結し、コントローラ７４に
より該電磁弁７１の開閉が制御され、エアシリンダー１
８に磁気スイッチ７５を装置し、該スイッチ７５をコン
トローラ７４に連繁るしてシリンダー上下位置を検出す
るようにしてある。しかして、上記リンク機構３０にお
ける、両支持リンク３１，３２の軸着部の軸心線ａおよ
び支持リンク３２とステー３６の軸着部の軸心線ｂとの
交点に、上記被研磨物の保持体４０の昇降軸２２の軸心
線ｃを直交せしめて保持体４０を保持し、両者の交点
に、上記回転ホルダー４１の中心Ｏを一致せしめて配設
してある。

【００１３】また、支持リンク３１の左右両リンク部３
１ａ，３１ｂには位置決めピン５０，５１を突設すると
ともに上記保持筒２６の下端左右両側部に、先端に上記
位置決めピン５０，５１との係合用のＶ字状の係合溝５
２，５３を有する位置決め用ステー５４，５５を取付け
図２、図３での図示の状態、即ち昇降軸２２の上昇時
（エアシリンダー１８のラム２５が上死点に至る状態）
には位置決めピン５０，５１が位置決め用ステー５４，
５５の係合溝５２，５３にそれぞれ係合して、同ステー
５４，５５が作用状態となって支持リンク３１に支持す
る被研磨物の保持体４ｂを昇降軸２２に対して垂直に保
持固定することができるように、逆に図２、図３で図示
の状態より昇降軸２２が下降を開始するにつれて（エア
シリンダー１８のラム２５が下死点に至るに従って）位
置決めピン５０，５１が位置決め用ステー５４，５５の
係合溝５２，５３より離脱して、係合を解除することに
より、同ステー５４，５５を不作用状態になし、保持体
４０を支持する支持リンク３１を、上記同ステー５４，
５５の作用状態における昇降軸２２に対して垂直の保持
固定状態より解除し、フリーの状態にすることができる
ように構成してある。尚、位置決め用ステー５４，５５
の保持筒２６との固着部５６，５７には図３に示す如
く、スライド溝５８を設け、取付けネジ５９を弛めて同
部を上下方向にスライドすることにより位置決めピン５
０，５１との係合位置を調整することができるように構
成してある。

【００１４】図中、４７は支持筒１３に穿設した連結管
２９のスライド溝、４８はステー１２における抱持部１
４の固定用ネジ、４９は支持リンク３２とステー３６の
軸受け、６０は支持リンク３２の背後に設けたツール
（研磨用工具）のセンサーで、エアシリンダー１８の作
動に伴う昇降軸２２の下降により、保持体４０がツール
に対して適確に位置せしめられたか否かを確認する手段
としてのセンサーである。６１はエアシリンダー１８の
作動用エア源との接続部を示す。尚、エアシリンダー１
８については、これに換えて、油圧等の流体シリンダー
により実施することができる。

【００１５】以上の構成から成るワーク保持装置によ
り、被研磨物である被加工レンズ６７を研磨加工せんと
する場合には、まず、保持体４０の回転ホルダー４１に
対して被加工レンズ６７の自動供給装置より被加工レン
ズ６７を供給するとともに、この供給装置の供給動作に
伴って、昇降軸２２の連結管２９を介して吸引操作を行
なうことにより、通気孔２３、連結チューブ４２、ワー
ク軸３８の通気孔３７を介しての吸引エアにより被加工
レンズ６７を回転ホルダー４１内に吸着することができ
る。尚、吸着の有無については、上記吸引エア源におけ
る吸引圧のチェックによってこれを確認することができ
る。具体的には、コントローラからの信号で電磁弁７１
が開き、負圧がかかることによって、被加工レンズ６７
は保持体４０下面に吸着され、回転ホルダー４１内への
被加工レンズ６７の吸着後、上記上軸部本体１０におけ
るラックピニオンを作動して、ステー１２をスライドガ
イド１５に沿って下降せしめ、予め昇降軸２２の下側部
に配置してあるツール近傍に保持部４０の回転ホルダー
４１に吸着した被加工レンズ６７を下降するとともに、
上記ステー１２の下降に関連せしめてエアシリンダー１
８を作動して被加工レンズ６７の研磨面をツールに当接
せしめる。即ち、エアシリンダー１８により、リンク機
構３０は下降し、研磨皿（図示省略）上に被加工レンズ
６７がセットされる。これを磁気スイッチ７５が検出
し、コントローラ７４により三方電磁弁７１が閉じ、蛇
腹ホース７０内は外気と同気圧に戻る。即ち、ラックピ
ニオンの作動によるステー１２の下降は粗動操作とし
て、またエアシリンダー１８による下降は研磨皿に対す
る被加工レンズ６７の研磨面の当接操作に要求される微
動操作を、それぞれ遂行することができる。

【００１６】また、上記被加工レンズ６７の自動供給装
置による保持体４０の回転ホルダー４１に対する被加工
レンズ６７の供給時には、図２、図３に示す通り、昇降
軸２２がエアシリンダー１８のラム２５が上死点にあ
り、従って位置決めピン５０，５１が位置決め用ステー
５４，５５の係合溝５２，５３に係合して、支持リンク
３１を昇降軸２２に対して正立状態に保持固定して居る
ので、自動供給装置の供給動作を特定することができる
ことに加えて、エアシリンダー１８の作動に伴う昇降軸
２２の下降に従って、位置決め用ステー５４，５５の係
合溝５２，５３より位置決めピン５０，５１が離脱し、
被加工レンズ６７が研磨皿に当接されて、被研磨作業状
態にセットされる時には支持リンク３１が上記正立の保
持固定状態より解除され、自由に揺動し得る状態に保持
されるのである。

【００１７】尚、被加工レンズ６７と研磨皿との当接状
態の位置検出については、上記センサー６０によるツー
ルの検出により確認することにより実施することができ
るが、他の方法としては、エアシリンダー１８のラム２
５の下降動作量等の検出等により実施することができ
る。具体的には、磁気スイッチ７５はラム２５の降下位
置、即ち、被研磨物が研磨皿上にセットされたことを検
知してコントローラ７５に信号を発信しコントローラ７
５はこれを受けて電磁弁７１に信号を発信してエアの吸
引を解除するのである。従って、研磨中、エアの吸引は
中断される。

【００１８】支持リンク３１が位置決め用ステー５４，
５５による保持固定が解除され、自由な揺動運動状態に
保持されることは、回転ホルダー４１に吸着される被加
工レンズ６７が図４図示の揺動中心点Ｏを中心に自由に
揺動し得る状態に保持されていることを意味し、その揺
動運動は昇降軸２２とワーク軸３８を連結チューブ４２
（可撓性のチューブ）により連結したので、直接支持リ
ンクが昇降軸に連結された構成の場合のように阻害され
ることは全くない。

【００１９】さて、上記センサー６０によるセット状態
の検出によってツールの回転を開始せしめると同時に上
軸部本体１０を、その揺動部を作動せしめて揺動運動
（前後往復、円弧、楕円運動等）せしめることにより、
通常の研磨作業を開始する。即ち、研磨皿の回転および
上軸揺動により研磨加工が開始され、揺動によって支持
リンク３１，３２は各々の支持軸を中心に回動し、研磨
が進行する。この時蛇腹ホース７０は伸縮し、支持リン
ク３１，３２の回動を妨げることなく、かつ内径が大き
くとれるため、レンズのローディングの際の吸収力を大
きく維持できるのである。所定時間後、上軸揺動停止、
研磨皿回転中にコントローラ７４により三方電子弁７１
が開かれ、被加工レンズ６７が吸着される。この時、蛇
腹ホース７０は負圧のため、収縮し、支持リンク３１，
３２は垂直方向に引っ張られ、位置決めされる。研磨皿
に固定砥粒を用いた場合、研磨面に付着物が付着するこ
とを防ぐため、研磨皿回転中に被加工レンズ６７を上昇
させなければならない。この場合、蛇腹ホース７０の収
縮による支持リンク３１，３２の位置決めにより、被加
工レンズ６７がふらつくことなく回転中の研磨皿より離
脱することができる。従って、被加工レンズ６７にキズ
をつけることがない。

【００２０】上記研磨作業を所定時間行った後（例えば
セット時間経過後）の被加工レンズ６７の上昇は、上記
上軸部本体１０の動作が停止（上軸揺動停止）し、この
停止に関連して上記エアシリンダー１８の微動、次いで
上軸部本体１０におけるラックピニオンによる粗動の各
動作により、被加工レンズ６７の供給時の状態に復帰
し、正立状態に保持固定される保持体４０の回転ホルダ
ー４１に吸着される研磨済みの被加工レンズ６７が上記
自動供給装置によって取り外され（ただし、この時には
回転ホルダー４１の吸引作用は解除される）、新たに被
加工レンズ６７が保持体４０の回転ホルダー４１に供給
され、以下同様に研磨作業を順次遂行することができ
る。

【００２１】尚、同研磨作業は被加工レンズ６７の種類
に応じてツールを選択し、他方回転ホルダー４１につい
ては被加工レンズの形状に対応する回転ホルダーと交換
することにより実施するものである。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、固定砥粒を用いて作製
した工具の回転中にレンズ等の光学部品を離脱させてい
るので、被加工面に砥粒等の付着物が付着しない。従っ
て、光学部品の加工表面には砥粒等が埋没しないので、
レンズ性能を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズの加工方法を実施するためのワ
ーク保持装置の原理説明図。

【図２】ワーク保持装置の一部縦断正面図。

【図３】ワーク保持装置の側面図。

【図４】ワーク保持装置の底面図。

【図５】従来の研削、研磨の説明図。

【符号の説明】

３ 上軸 ４ ステー ５ 支軸 ６ シーソー板 ７ 支持軸 ８ アッパーアーム ９ ワーク支持軸 １０ ワーク支持部 １１ チューブ １２ ホース ３０ リンク機構 ７０ 蛇腹ホース

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 弘 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定砥粒で作製した加工工具に光学部品
   の被加工面を当接させ、加工工具の回転で被加工面を加
   工する方法において、前記加工工具の回転中に光学部品
   の被加工面を離脱させることを特徴とする光学部品の加
   工方法。