JPH1177533A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被研削物に対する形状創成と同時に研削面の
鏡面化を行う。 【解決手段】 光学ガラス素材１をＷ軸本体部２でＷ軸
モータ３により回転可能に保持する。また、導電性を有
する研削砥石２１をＷ軸本体部２２にＷ軸モータ２３に
より回転可能に保持し、光学ガラス素材１に創成する球
面１３の球心Ｏを中心として回動自在とする。研削砥石
２１の近傍には電気泳動現象用電極３１を設け、研削液
供給装置３９からノズル３７を介し、マイナスに帯電し
た研磨用微粒子を含む研磨液を前記電極３１と研削砥石
２１の間に供給する。電源３５により前記電極３１を陰
極とし、研削砥石２１を陽極とすべく電圧を印加し、マ
イナスに帯電している研磨用微粒子を電気泳動現象を利
用して、研削砥石２１に付着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス素材の
研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学ガラス素材を研削する装置と
しては、特公平８―５０１１号公報に開示されており、
その装置を図１０に示す。

【０００３】この装置は、少なくともスパークアウト時
に砥石を電解でドレッシングし、光学ガラス素子の研削
を行う装置であり、被研削物としての光学ガラス素材９
０は、ワーク軸本体部９１にワークホルダ９２を介して
回転自在に保持されている。一方、導電性を有するボン
ドで構成された砥石９３が、光学ガラス素材９０の加工
面９０ａに対向するように、砥石軸９４によって回転自
在に保持されている。前記砥石９３の研削面９３ａと対
向するように、電解ドレッシング用電極９５がワークホ
ルダ９２の外周部に配設されている。また、電解ドレッ
シング用電極９５を陰極とし、かつ砥石９３を陽極とし
て電圧を印加する電源９６が設けられるとともに、電解
ドレッシング用電極９５と砥石９３の間に弱電性クーラ
ントを供給する供給装置９７が設けられている。

【０００４】前記装置によれば、少なくともスパークア
ウト時に光学ガラス素材９０を研削中の砥石９３の研削
面９３ａを電解ドレッシングすることにより、研削面９
３ａの目立てを行うとともに、研削面９３ａと光学ガラ
ス素材９０の加工面９０ａとの間隔を一定とするもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の研削装
置では、電解ドレッシング方法に適した構成となってお
り、本発明が提案する電気泳動現象を利用することで研
磨材を付着させて加工を行う研削方法には不向きであ
る。

【０００６】すなわち、従来の研削装置は、公知の球面
創成装置に、電解ドレッシングをスパークアウト時に行
うための機能を付加している。つまり、砥石９３が光学
ガラス素材９０に対して切り込みを行った後、その位置
を保持したまま、すなわち切り込みを与えないスパーク
アウトの状態で、砥石９３の研削面９３ａに電解をか
け、研削面９３ａの目立てであるドレッシングを行うよ
うな構成となっている。そのため、切り込みを行った光
学ガラス素材９０の加工面９０ａには、別途研磨加工を
施す必要がある。

【０００７】そのため、従来の研削装置において、電気
泳動現象を利用して砥石９３の研削面９３ａである切り
込みを行う部分に集中的に電解をかけて研磨材を付着さ
せるためには、電解ドレッシングのように、砥石９３を
電気分解により溶出させ、砥粒の目立てを行うのではな
く、砥石９３に研磨材である砥粒を電気的に付着させる
必要がある。しかし、砥石９３が切り込みを行う部分で
は、切り込みに伴う研削力（砥石９３が光学ガラス素材
９０を削る際に生ずる力）が、電気的な付着力（吸着
力）よりもはるかに大きいため、砥粒の付着が十分に得
られない問題がある。

【０００８】本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、被研削物に対する形状創成と同時に研
削面の鏡面化が可能な研削装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第１の発明に係る研削装置は、砥石で光学ガラス素
材を研削する研削装置において、導電性を有する前記砥
石と、前記砥石を保持する手段と、前記砥石の近傍に設
けられた電気泳動現象用電極と、前記電極を陰極とし、
前記砥石を陽極として電圧を印加する電源と、前記電極
と前記砥石との間に、マイナスに帯電した研磨用微粒子
を含む研磨液を供給する研磨液供給手段と、前記光学ガ
ラス素材を保持する手段と、前記光学ガラス素材に創成
すべき面の形状に沿って、前記砥石または前記光学ガラ
ス素材若しくは前記砥石と前記光学ガラス素材を同時に
移動させる手段とを具備するものである。

【００１０】また、第２の発明に係る研削装置は、第１
の発明に係る研削装置において、前記砥石を保持する手
段は、砥石を進退自在かつ回転自在に保持する手段を備
えるとともに、前記光学ガラス素材を保持する手段は、
前記光学ガラス素材を進退自在かつ回転自在に保持する
手段を備えるものである。

【００１１】さらに、第３の発明に係る研削装置は、第
１の発明に係る研削装置において、前記砥石は、前記光
学ガラス素材を切り込む面と、前記研磨用微粒子を電気
泳動現象を利用して付着させるとともに、前記付着させ
た研磨用微粒子により、前記切り込む面で切り込んだ光
学ガラス素材の面を鏡面化する面とを有するものであ
る。

【００１２】そして、第４の発明に係る研削装置は、第
１の発明に係る研削装置において、前記研磨用微粒子
は、シリカまたは酸化セリウムとしたものである。

【００１３】すなわち、第１の発明に係る研削装置は、
導電性を有する砥石を陽極とし、電気泳動現象用電極を
陰極とし、砥石と電極の間にマイナスに帯電した研磨用
微粒子を含む研磨液を研磨液供給手段から供給すること
で、研磨用微粒子を電気泳動現象を利用して砥石に付着
させつつ、光学ガラス素材に創成すべき面の形状に沿っ
て、砥石または前記光学ガラス素材若しくは前記砥石と
前記光学ガラス素材を同時に移動させることによって、
光学ガラス素材に面形状を創成しつつ、同時に創成した
面を研磨する。

【００１４】また、第２の発明に係る研削装置は、砥石
を進退自在かつ回転自在に保持する手段を備えるととも
に、前記光学ガラス素材を進退自在かつ回転自在に保持
する手段を備えることで、創成する面形状の曲率半径を
任意に変えるとともに、研削して得られる肉厚を任意に
変える。

【００１５】さらに、第３の発明に係る研削装置は、砥
石が光学ガラス素材を切り込む面を備え、かつ研磨用微
粒子を電気泳動現象を利用して付着させる面を備え、前
記切り込む面で切り込んだ光学ガラス素材の面を、研磨
用微粒子を付着させる面で鏡面化する。

【００１６】そして、第４の発明に係る研削装置は、前
記研磨用微粒子をシリカまたは酸化セリウムとし、この
研磨用微粒子を砥石に付着させて光学ガラス素材の研削
加工を行う。

【００１７】まず、本発明の具体的な実施の形態を説明
する前に、本発明に係る研削装置の基本的な構成および
その作用について図１を用いて説明する。

【００１８】本研削装置の基台（図示省略）上には、被
研削物である光学ガラス素材１がＷ軸本体部２に回転可
能に保持され、Ｗ軸モータ３によりワーク軸であるＷ軸
４まわりに回転されるようになっている。Ｗ軸４は、光
学ガラス素材１に創成する球面１３の球心Ｏを通るよう
に設定されており、光学ガラス素材１は図示を省略した
手段によりＷ軸４に沿って進退自在となっている。この
進退移動が切り込み量設定軸Ｘとなり、この移動量を制
御することで光学ガラス素材１に創成する球面形状の位
置を決め、創成して得られる最終的な光学ガラス素子の
厚さを決めることができる。Ｗ軸本体部２は、装置の基
台上に固定またはＷ軸４方向に移動自在に設けられてい
る。また、Ｗ軸本体部２は、光学ガラス素材１に創成す
べき球面１３の形状に沿って光学ガラス素材１を移動す
べく、球面１３の球心Ｏを中心にして移動する手段に設
けてもよい。

【００１９】また、装置の基台上には、導電性を有する
砥石である研削砥石２１がＴ軸本体部２２に回転可能に
保持され、Ｔ軸モータ２３により砥石軸であるＴ軸２４
まわりに回転されるようになっている。Ｔ軸２４は、前
記球心Ｏを通るように設定されており、研削砥石２１は
図示を省略した手段によりＴ軸２４に沿って進退自在と
なっている。この進退移動が曲率半径設定軸ＳＲとな
り、この移動量を制御することにより創成する球面１３
の曲率半径Ｒの設定を可能にしている。Ｔ軸本体部２２
には、装置の基台上で前記球心Ｏを中心にして研削砥石
２１を光学ガラス素材１に創成すべき球面１３の形状に
沿って移動（回動）させる手段としての、円弧動作用モ
ータが設けられている。研削砥石２１には、研削砥石２
１を球心Ｏを中心にして矢印θの方向に回動することで
光学ガラス素材１に所望する球面１３の形状に光学ガラ
ス素材１の外周面１４から円弧切り込みを行う砥石側面
２５と、円弧切り込みにより創成して得られる球面１３
を創成と同時に研磨する砥石正面２６が設けられてい
る。

【００２０】研削砥石２１の近傍である砥石正面２６の
対向位置には、電気泳動現象用電極３１が設けられてい
る。この電気泳動現象用電極３１は、この電極３１を陰
極とし研削砥石２１を陽極として電圧を印加する電源と
しての直流やパルス波などの電源３５の（―）側に接続
されている。電源３５の（＋）側には、研削砥石２１に
接するブラシ３６が接続されている。

【００２１】また、研磨用微粒子を含む研磨液を供給す
る研磨液供給手段としてのノズル３７および供給装置３
９が設けられており、ノズル３７は、研磨液を電気泳動
現象用電極３１と砥石正面２６との間に供給し得る位置
に配置されている。研磨液は、マイナスに帯電している
微粒子を含むコロイダルシリカやコロイダル酸化セリウ
ムなどの研磨材４０からなっている。

【００２２】さらに、前記Ｗ軸モータ３、Ｔ軸モータ２
３、光学ガラス素材１を進退動させる手段、研削砥石２
１を進退動させる手段、研削砥石２１を創成すべき球面
１３の形状に沿って移動（回動）させる手段としての円
弧動作用モータ、供給装置３９の各動作をそれぞれ制
御、すなわち、Ｗ軸モータ３やＴ軸モータ２３のＯＮ／
ＯＦＦや回転速度の制御、光学ガラス素材１および研削
砥石２１の進退動手段による切り込み量設定軸Ｘおよび
曲率半径設定軸ＳＲの位置制御、創成すべき球面１３の
円弧切り込みのＯＮ／ＯＦＦや速度の制御、供給装置３
９からの研削液の供給量や供給のＯＮ／ＯＦＦを制御す
る制御装置４１が設けられている。

【００２３】次に、前記構成からなる研削装置の作用を
説明する。本研削装置は、研削砥石２１の砥石正面２６
に研磨材４０を電気的に吸着させながら、創成すべき球
面１３の曲率半径Ｒに沿って、研削砥石２１を円弧運動
させて光学ガラス素材１の外周面１４から切り込みを行
うと同時に、球面１３に研磨加工を行いつつ、球面１３
を創成するものである。

【００２４】直流やパルス波などの電源３５により、マ
イナスの電荷を与えられた電気泳動現象用電極３１と、
ブラシ３６を介してプラスの電荷を与えられた研削砥石
２１の両者に、研削液の供給装置３９からノズル３７を
介して、マイナスに帯電している微粒子を含むコロイダ
ルシリカやコロイダル酸化セリウムなどの研磨材４０を
かけると、電気泳動現象によって、プラスである研削砥
石２１に、マイナスに帯電されている微粒子の研磨材４
０が引きつけられ、研削砥石２１のまわりに研磨材４０
が付着する。この状態で、制御装置４１の動作制御によ
り、砥石軸であるＴ軸２４を中心にＴ軸モータ２３によ
り回転されている研削砥石２１の先端部が創成すべき球
面１３の曲率半径Ｒを描くように、創成すべき球面１３
の球心Ｏを中心に円弧運動である矢印θ方向への円弧切
り込みを円弧動作用モータにより行わせると、砥石側面
２５がＷ軸モータ３により回転されている光学ガラス素
材１の外周面１４より研削加工を開始し、砥石正面２５
に付着している研磨材４０が、創成されている球面１３
の曲率半径Ｒの面上を研磨する。すなわち、砥石側面２
５では形状創成を行うための研削が行われるために、非
常に高い研削力が付加することから、電気的に付着して
いた研磨材４０がはぎ取られてしまうが、砥石正面２６
では削り取られて創成されている球面１３の面に沿って
進むため、研削力も比較的小さく、研磨材４０がはぎ取
られることが少ない。このため、球面１３の創成時にあ
っても、砥石正面２６では研磨材４０が保持され、球面
１３の表面の研磨加工に寄与することになる。よって、
創成された球面１３は、砥石正面２６に付着している研
磨材４０によって研磨加工が施され、球面１３の鏡面化
が同時に進行していき、円弧動作用モータにより砥石正
面２６をワーク軸であるＷ軸４上に達するまで移動させ
ることで、被研削物である光学ガラス素材１に曲率半径
Ｒを有し、かつ鏡面性を有する球面１３が創成される。

【００２５】すなわち、形状創成の研削加工と、研削面
を仕上げていく研磨加工が同時に進行するため、形状創
成に使用する研削砥石２１が創成できる表面粗さより
も、より高い表面粗さを得ることができるとともに、研
削砥石２１の削りによる研削加工と、付着している研磨
剤４０による研磨加工が同時に進行するため、研削およ
び研磨のための加工時間を短くすることができる。

【００２６】なお、図１では、砥石正面２６の形状を円
錐形状に表しているが、砥石正面２６の傾斜面は必ずし
も砥石側面２５と接する部分から傾斜させる必要はな
く、例えば砥石正面２６の領域内で突出した部分を有す
る形状となっていれば、同様な作用、効果を得ることが
できる。

【００２７】また、定位置で回転している光学ガラス素
材１に対して研削砥石２１を矢印θの方向に円弧運動す
なわち球心Ｏを中心に旋回させ、研削砥石２１による光
学ガラス素材１の切り込みを行っている場合を説明した
が、これとは逆に研削砥石２１を定位置で回転させつ
つ、光学ガラス素材１を球心Ｏを中心に円弧運動させ、
矢印θと逆の方向に回動させても、所望の球面１３を光
学ガラス素材１に創成することができる。さらには、研
削砥石２１による矢印θ方向の切り込みと同時に、光学
ガラス素材１を矢印θ方向と逆の方向へ回動させること
で、球面１３を光学ガラス素材１に創成することもでき
る。

【００２８】さらに、Ｗ軸４とＴ軸２４とを交差させ、
研削砥石２１で光学ガラス素材１に対し矢印θの方向に
円弧状に切り込みを入れて鏡面化した球面１３を創成す
る場合を説明したが、Ｗ軸４とＴ軸２４とを平行に配置
し、研削砥石２１を円弧運動させる代わりに、Ｗ軸４と
直交する方向に直線状の切り込みを光学ガラス素材１に
対して行えば、光学ガラス素材１に鏡面化した平面形状
を創成することができる。この場合、研削砥石２１を定
位置で回転させ、光学ガラス素材１のみをＴ軸に対して
直交する方向に直線状に移動してもよく、研削砥石２１
と光学ガラス素材１を同時に逆方向へ直線状に移動して
もよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】

［実施の形態１］本発明の実施の形態１を図２，３に基
づいて説明する。図２，３は本実施の形態の研削装置を
示し、図２は正面図、図３は一部省略した側面図で、説
明の都合上一部を断面にして表している。

【００３０】本実施の形態は、球面レンズの研削に応用
したもので、１軸の円弧運動で被研削物に球面を創成し
ながら研削面の鏡面化を同時に行うように構成されてい
る。

【００３１】図２，３において、装置の鋳物などからな
る基台５上には、被研削物である光学ガラス素材１を着
脱可能に保持するチャック６を備えたワーク（Ｗ）軸本
体部２が設けられている。Ｗ軸本体部２には、チャック
６に保持した光学ガラス素材１を、Ｗ軸４まわりに回転
させるＷ軸モータ３が設けられているとともにＷ軸４に
沿って移動させる図示を省略した移動手段が備えられて
いる。以下、光学ガラス素材１を含むＷ軸本体部２、Ｗ
軸モータ３、移動手段等をＷユニット７といい、Ｗユニ
ット７で光学ガラス素材１を進退自在かつ回転自在に保
持する手段を構成している。また、移動手段による移動
量は、前記切り込み量設定軸Ｘとなる。

【００３２】また、基台５上には、動作抵抗を軽減する
ための球体などからなるコロ８を介して回動台９が軸１
０まわりに回動可能に設けられている。軸１０は、チャ
ック６に保持した光学ガラス素材１に創成する球面１３
の球心Ｏ上に位置し、Ｗ軸４と直交するように設定され
ている。また、軸１０上には、回動台９を軸１０まわり
に回動させる円弧動作用モータ１１が基台５の下面に固
定配置され、円弧動作用モータ１１と回動台５とはキー
１２を介して連結固定されている。

【００３３】回動台９上には、導電性を有する砥石とし
ての研削砥石２１を着脱可能に取り付け得る砥石（Ｔ）
軸本体部２２が設けられている。Ｔ軸本体部２２には、
研削砥石２１を、Ｔ軸２４まわりに回転させるＴ軸モー
タ２３が設けられるとともにＴ軸２４に沿って進退移動
（以下、球心Ｏに向かう移動を進行、球心Ｏから離れる
移動を退避という）させる図示を省略した移動手段が備
えられている。この移動手段は、前記曲率半径設定軸Ｓ
Ｒとなる。Ｔ軸２４は、Ｗ軸４と球心Ｏの位置で交差す
るように配置され、Ｗ軸４と交わる角度が約９０度以下
となるように設定されている。以下、研削砥石２１を含
むＴ軸本体部２２、Ｔ軸モータ２３および移動手段等を
Ｔユニット２７といい、Ｔユニット２７で研削砥石２１
を進退自在かつ回転自在に保持する手段を構成してい
る。また、前記円弧動作用モータ１１と回動台９とで光
学ガラス素材１に創成すべき面の形状に沿って研削砥石
２１を移動する手段を構成している。

【００３４】研削砥石２１は、ダイヤモンド砥粒を導電
性を有するボンドで結合し、カップ状の形状に形成され
ている。この研削砥石２１は、砥石側面２５で光学ガラ
ス素材１にその外周面１４から矢印θ方向の円弧切り込
みを行い、砥石正面２６で前記切り込みにより創成した
光学ガラス素材１の球面１３に研磨加工を行うもので、
砥石正面２６には、少なくとも砥石正面２６に研磨材を
電気泳動により付着させる電気泳動現象用電極３１が、
Ｔ軸本体部２２に設けた取付部材３２に取り付けた支持
部材３３を介し、所定の隙間を有して対向配置されてい
る。なお、この電気泳動現象用電極３１は、砥石正面２
６が光学ガラス素材１の球面１３を研磨加工する際に、
光学ガラス素材１と干渉しない位置に配置されている。

【００３５】電気泳動現象用電極３１には、この電極３
１を陰極とすべく電圧を印加するための直流若しくはパ
ルス波を発生する電源３５の（―）側が接続されてい
る。この電源３５の（＋）側には、研削砥石２１を陽極
とすべく研削砥石２１に接するブラシ３６が接続されて
いる。

【００３６】また、電気泳動現象用電極３１と研削砥石
２１の砥石正面２６との隙間に向けてノズル３７が、取
付部材３２を介して配置されている。ノズル３７は、ポ
ンプや恒温装置などを有する供給装置３９に接続され、
コロイダルシリカやコロイダル酸化セリウムなど、マイ
ナスに帯電されて少なくとも砥石正面２６に付着する研
磨用微粒子を含む研磨材４０を電気泳動現象用電極３１
と砥石正面２６との隙間に供給し得るようになってい
る。

【００３７】前記Ｗユニット７のＷ軸モータ３や図示を
省略した移動手段、Ｔユニット２７のＴ軸モータ２３や
図示を省略した移動手段、回動台９の円弧動作用モータ
１１、電源３５および供給装置３９には、それぞれを制
御する制御装置４１が接続されている。この制御装置４
１は、研削砥石２１の円弧運動を行う円弧動作用モータ
１１、創成する球面１３の曲率半径Ｒの寸法を決定する
曲率半径設定軸ＳＲの位置や、研削加工後の光学ガラス
素子の厚さを決定する切り込み量設定軸Ｘの位置はもち
ろん、研削砥石２１や電気泳動現象用電極３１に電荷を
与える電源３５の電圧やＯＮ／ＯＦＦの制御、光学ガラ
ス素材１の回転をさせるＷ軸モータ３や研削砥石２１を
回転させるＴ軸モータ２３の回転数やＯＮ／ＯＦＦの制
御、供給装置３９のＯＮ／ＯＦＦや研削液の流量の制御
を行うものである。

【００３８】次に、前記構成による研削装置の作用を説
明する。まず、Ｗユニット７のチャック６で光学ガラス
素材１を保持し、この光学ガラス素材１をＷ軸４まわり
にＷ軸モータ３により回転させるとともに、Ｔユニット
２７のＴ軸本体部２２に取り付けた研削砥石２１をＴ軸
モータ２３によりＴ軸２４まわりに回転させる。

【００３９】この際、電源３５により、電気泳動現象用
電極３１にはマイナス、研削砥石２１にはブラシ３６を
介してプラスの電荷を与えるとともに、供給装置３９か
らマイナスに帯電している微粒子を有するコロイダルシ
リカ若しくはコロイダル酸化セリウムの研磨材４０を、
研削砥石２１の砥石正面２６と電気泳動現象用電極３１
の間に供給する。このとき、マイナスに帯電している微
粒子の研磨材４０は、電気泳動現象により、プラスに帯
電している研削砥石２１のまわりに付着する。

【００４０】この状態で、Ｗ軸４とＴ軸２４とが交差す
る創成すべき球面１３の球心Ｏを通り、両軸４，２４と
直交する軸１０まわりに回動台９を円弧動作用モータ１
１によって矢印θの方向に旋回させ、回動台９上に設け
たＴユニット２７の研削砥石２１の先端部により、チャ
ック６で保持した光学ガラス素材１の円弧切り込みを開
始する。この円弧切り込みにより、砥石側面２５が回転
する光学ガラス素材１の外周面１４より研削加工を開始
し、砥石正面２６に付着している研磨剤４０が創成され
ていく球面１３の曲率半径Ｒ面上を研磨する。

【００４１】すなわち、砥石側面２５では形状創成を行
うための研削が行われるために、非常に高い研削力が付
加することから、電気的に付着していた研磨材４０がは
ぎ取られてしまうが、砥石正面２６では削り取られて創
成されている球面１３の面に沿って進むため、研削力も
比較的小さく、研磨材４０がはぎ取られることが少な
い。このため、球面１３の創成時にあっても、砥石正面
２６では研磨材４０が保持され、球面１３の表面の研磨
加工に寄与することになる。よって、創成された球面１
３は、砥石正面２６に付着している研磨材４０によって
研磨加工が施され、球面１３の鏡面化が同時に進行して
いき、円弧動作用モータ１１により砥石正面２６をＷ軸
４上に達するまで移動させることで、被研削物である光
学ガラス素材１に曲率半径Ｒを有し、かつ鏡面性を有す
る球面１３が創成される。

【００４２】この研削にあたり、創成すべき球面１３の
曲率半径Ｒの設定は、制御装置４１からの信号により、
曲率半径設定軸ＳＲの位置を調整することで行える。す
なわち、進退手段で研削砥石２１をＴ軸２４に沿って球
心Ｏに近づけると、曲率半径Ｒは小さくなり、小さな球
面１３を創成することができる。同様に、Ｗ軸４に沿っ
て、進退手段によりガラス光学素材１を移動して切り込
み量設定軸Ｘを設定すると、研削加工後の光学ガラス素
子の厚さを設定することができる。

【００４３】なお、本実施の形態では、定位置で回転し
ている光学ガラス素材１に対して研削砥石２１を矢印θ
の方向に円弧運動すなわち球心Ｏを中心に旋回させ、研
削砥石２１による光学ガラス素材１の切り込みを行って
いる場合を説明したが、これとは逆に研削砥石２１を定
位置で回転させつつ、光学ガラス素材１を球心Ｏを中心
に円弧運動させ、矢印θと逆の方向に回動させても、本
実施の形態と同様の作用により、所望の球面１３を光学
ガラス素材１に創成することができる。

【００４４】本実施の形態によれば、１軸の単純な円弧
運動のみで、球面形状の創成と創成した球面の鏡面化を
同時に行うことができる。また、創成する球面の曲率半
径や創成した後の光学ガラス素子の厚さを任意に設定す
ることができる。

【００４５】［実施の形態２］本発明の実施の形態２を
図４，５に基づいて説明する。図４，５は本実施の形態
の研削装置を示し、図４は正面図、図５は一部省略した
側面図で、説明の都合上一部を断面にして表している。

【００４６】本実施の形態では、１軸の円弧運動で被研
削物に球面を創成しながら研削面の鏡面化を同時に行う
とともに、円弧運動の回転中心とは別の位置に円弧運動
の駆動機構を設けて構成されている。なお、以下の説明
において、実施の形態１と同一の部材には同一の番号を
付して、その説明を省略する。

【００４７】図４，５において、基台５上には、Ｌ字型
部材４５を介してＷユニット７のＷ軸本体部２が、Ｗ軸
４に沿って進退可能に設けられている。Ｔユニット２７
のＴ軸本体部２２は、回動台４６上にＴ軸２４に沿って
進退可能に設けられている。回動台４６は、扇形状に形
成され、円弧切り込みの回転中心である軸１０を中心と
して基台５に設けたベアリングなどの軸受け４７に回動
台４６の扇形状の中心部をセットするとともに、扇形状
の中心部分を基台５とＬ字型部材４５の間に位置させる
ように、基台５上に回動可能に設けられている。

【００４８】回動台４６の外周面部である円弧部分４８
は基台５の外側に突出され、その円弧部分４８には、基
台５の側面に取り付けた円弧動作用モータ４９の軸に固
定した歯車５０と噛み合う歯（図示省略）が切られてい
る。また、基台５と回動台４６および回動台４６とＬ字
型部材４５との間には、回動台４６の回動動作抵抗を軽
減するための球体などのコロ８およびコロ５１が設けら
れている。

【００４９】次に、前記構成による研削装置の作用を説
明する。研削砥石２１によって光学ガラス素材１に対す
る円弧切り込みを行うための円弧運動開始までの作用
は、実施の形態１と同様である。研削砥石２１を軸１０
を中心にして矢印θの方向に回動させ、光学ガラス素材
１の円弧切り込みを行う際には、円弧動作用モータ４９
を制御装置４１により駆動させて歯車５０を回転し、回
動台４６を矢印θの方向に回動させる。その他の作用
は、実施の形態１と同様である。

【００５０】本実施の形態によれば、回動台４６の回転
中心である軸１０から離れた位置に、円弧動作用モータ
４９を設けることで、軸１０から離れたポイントで回動
台４６の回動駆動力を発生させることができるため、円
弧切り込みを行うための円弧動作用モータ４９に要求さ
れるトルクを小さくすることができる。その他の効果
は、実施の形態１と同様である。

【００５１】［実施の形態３］本発明の実施の形態３を
図６，７に基づいて説明する。図６，７は本実施の形態
の研削装置を示し、図６は正面図、図７は一部省略した
側面図で、説明の都合上一部を断面にして表している。

【００５２】本実施の形態では、２軸の円弧運動で被研
削物に球面を創成しながら研削面の鏡面化を同時に行う
とともに、円弧運動の回転中心とは別の位置に円弧運動
の駆動機構を設けて構成されている。なお、以下の説明
において、実施の形態１と同一の部材には同一の番号を
付して、その説明を省略する。

【００５３】図６，７において、基台５上には、Ｔユニ
ット２７のＴ軸本体部２２をＴ軸２４に沿って進退可能
に載置するためのＴ軸回動台５５が設けられている。Ｔ
軸回動台５５は、扇形状に形成され、円弧切り込みの回
転中心である軸１０を中心として基台５に設けたベアリ
ングなどの軸受け４７に、Ｔ軸回動台５５の扇形状の中
心部をセットして、基台５に回動可能に設けられてい
る。Ｔ軸回動台５５の外周面部である円弧部分５６は基
台５の外側に突出され、その円弧部分５６には、基台５
の側面に取り付けたＴ軸円弧動作用モータ５７の軸に固
定したＴ軸用歯車５８と噛み合う歯（図示省略）が切ら
れている。

【００５４】Ｔ軸回動台５５には、軸１０を中心として
ベアリングなどの軸受け５９が取り付けられ、この軸受
け５９を介してＷユニット７のＷ軸本体部２を載置する
ためのＷ軸回動台６０がＴ軸回動台５５上で回転可能に
設けられている。これにより、Ｔ軸回動台５５とＷ軸回
動台６０とは、軸１０を同軸にして回動される。Ｗ軸回
動台６０の外周面部である円弧部分６１は基台５の外側
に突出され、その円弧部分６１には、基台５の側面に取
り付けたＷ軸円弧動作用モータ６２の軸に固定したＷ軸
用歯車６３と噛み合う歯（図示省略）が切られている。
なお、Ｔ軸円弧動作用モータ５７およびＷ軸円弧動作用
モータ６２は制御装置４１に接続され、制御装置４１に
より回転数とＯＮ／ＯＦＦの制御が可能となっている。

【００５５】次に、前記構成による研削装置の作用を説
明する。研削砥石２１によって光学ガラス素材１に対す
る円弧切り込みを行うための円弧運動開始までの作用
は、実施の形態１と同様である。研削砥石２１により光
学ガラス素材１の円弧切り込みを行う際には、Ｔ軸円弧
動作用モータ５７を制御装置４１により駆動させてＴ軸
用歯車５８を回転し、Ｔ軸回動台５５を矢印θの方向で
ある時計回りに軸１０を中心として回動させる。同時
に、Ｗ軸円弧動作用モータ６２を制御装置４１により駆
動させてＷ軸用歯車６３を回転し、Ｗ軸回動台６０を矢
印θの反対方向である反時計回りに軸１０を中心として
回動させる。その他の作用は、実施の形態１と同様であ
る。

【００５６】本実施の形態によれば、Ｔ軸回動台５５と
Ｗ軸回動台６０を反対方向に回動させ、研削砥石２１と
光学ガラス素材１を互いに近づけて円弧切り込みを行う
ことができるため、円弧切り込みを行って球面１３を創
成する際に必要とする動作範囲に対して、研削砥石２１
および光学ガラス素子１の回動範囲、すなわちＴ軸２４
とＷ軸４のそれぞれの移動範囲を半分とすることができ
る。すなわち、Ｔ軸２４とＷ軸４の２軸で円弧切り込み
を行うことで、光学ガラス素材１に対する研削砥石２１
による円弧切り込みを行う動作範囲を、それぞれの軸２
４，４に持たせることができ、よりコンパクトな研削装
置を構成することができる。その他の効果は、実施の形
態１と同様である。

【００５７】［実施の形態４］本発明の実施の形態４を
図８，９に基づいて説明する。図８，９は本実施の形態
の研削装置を示し、図８は正面図、図９は一部省略した
側面図で、説明の都合上一部を断面にして表している。

【００５８】本実施の形態では、２軸の円弧運動で被研
削物に球面を創成しながら研削面の鏡面化を同時に行う
とともに、２軸の円弧運動を１つの駆動機構で行うよう
に構成されている。なお、以下の説明において、実施の
形態１と同一の部材には同一の番号を付して、その説明
を省略する。

【００５９】図８，９において、基台５上には、Ｔユニ
ット２７のＴ軸本体部２２をＴ軸２４に沿って進退可能
に載置するためのＴ軸回動台６５が設けられている。Ｔ
軸回動台６５は、方形状に形成され、円弧切り込みの回
転中心である軸１０を中心として基台５に設けたベアリ
ングなどの軸受け４７を介して、基台５に回動自在に設
けられている。また、Ｔ軸回動台６５には、創成する球
面１３の球心Ｏを通る軸１０を挟んでＴ軸本体部２２と
反対側の端部近傍にピン６６が軸１０と平行に植設され
ている。ピン６６には、Ｔ軸本体部２２に向かう面に歯
を切ったＴ軸用ラックギア６７が回動自在に取り付けら
れており、この歯はＴ軸回動台６５からズレた位置にお
いて、基台５の側面に取り付けた円弧動作用モータ６８
の軸に固定したピニオンギア６９と噛み合わされてい
る。

【００６０】Ｔ軸回動台６５には、軸１０を中心として
ベアリングなどの軸受け５９が取り付けられ、この軸受
け５９を介してＷユニット７のＷ軸本体部２を載置する
ための方形状のＷ軸回動台７０がＴ軸回動台６５上で回
転可能に設けられている。これにより、Ｔ軸回動台６５
とＷ軸回動台７０とは、軸１０を同軸にして回動され
る。また、Ｗ軸回動台７０には、軸１０を挟んでチャッ
ク６と反対側の端部近傍にピン７１が軸１０と平行に植
設されている。ピン７１には、Ｗ軸本体部２に向かう面
と反対側の面に歯を切ったＷ軸用ラックギア７２が回動
自在に取り付けられており、この歯は円弧動作用モータ
６８に固定したピニオンギア６９と噛み合わされてい
る。前記Ｔ軸用ラックギア６７とＷ軸用ラックギア７２
は、ピニオンギア６９を挟んで対向する位置でピニオン
ギア６９とそれぞれ噛み合わされており、ピニオンギア
６９の回動により、Ｔ軸回動台６５とＷ軸回動台７０と
を逆方向に回動するようになっている。なお、円弧動作
用モータ６８は制御装置４１に接続され、制御装置４１
により回転数とＯＮ／ＯＦＦの制御が可能となってい
る。

【００６１】次に、前記構成による研削装置の作用を説
明する。研削砥石２１によって光学ガラス素材１に対す
る円弧切り込みを行うための円弧運動開始までの作用
は、実施の形態１と同様である。研削砥石２１により光
学ガラス素材１の円弧切り込みを行う際には、円弧動作
用モータ６８を制御装置４１により駆動させてピニオン
ギア６９を時計回りに回転し、ピニオンギア６９に噛み
合っているＴ軸用ラックギア６７を移動させることで、
Ｔ軸回動台６５を矢印θの方向である時計回りに軸１０
を中心として回動させる。このとき、ピニオンギア６９
に噛み合っているＷ軸用ラックギア７２はＴ軸用ラック
ギア６７と反対方向に移動し、Ｗ軸回動台７０を矢印θ
の反対方向である反時計回りに軸１０を中心として回動
させる。これにより、Ｔユニット２７の研削砥石２１と
Ｗユニット７のチャック６で保持した光学ガラス素材１
とは、近づく方向に円弧運動し、研削砥石２１により光
学ガラス素材１の円弧切り込みが行われる。その他の作
用は、実施の形態１と同様である。

【００６２】本実施の形態によれば、Ｔ軸回動台６５と
Ｗ軸回動台７０を反対方向に回動させ、研削砥石２１と
光学ガラス素材１を互いに近づけて円弧切り込みを行う
ことができるため、円弧切り込みを行って球面１３を創
成する際に必要とする動作範囲に対して、研削砥石２１
および光学ガラス素子１の回動範囲、すなわちＴ軸２４
とＷ軸４のそれぞれの移動範囲を半分とすることができ
る。さらに、Ｗ軸４とＴ軸２４の回動を１つの駆動装置
である円弧動作用モータ６８で行えるとともに、１つの
駆動装置で回動を行うことで、Ｗ軸４とＴ軸２４との回
動速度の誤差をなくすことができる。その他の効果は、
実施の形態１と同様である。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１による本
発明の研削装置によれば、電気泳動現象用電極と研石に
電圧を印加することにより、電気泳動現象を利用して、
研磨用微粒子を砥石に付着させながら光学ガラス素材を
研削することで、形状創成と鏡面化を同時に行うことが
できる。

【００６４】また、請求項２による本発明の研削装置に
よれば、請求項１の効果に加え、光学ガラス素材に創成
する面形状の曲率半径を任意に設定することができると
ともに、肉厚を任意に設定して研削加工を行うことがで
きる。

【００６５】さらに、請求項３による本発明の研削装置
によれば、請求項１の効果に加え、光学ガラス素材を切
り込む面で面形状を創成し、研磨用微粒子を付着させる
面で、創成した面を鏡面化することができる。

【００６６】そして、請求項４による本発明の研削装置
によれば、創成した面を鏡面化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を説明するための説明図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態１を示す正面図である。

【図３】本発明の実施の形態１を示す一部省略した断面
図である。

【図４】本発明の実施の形態２を示す正面図である。

【図５】本発明の実施の形態２を示す一部省略した断面
図である。

【図６】本発明の実施の形態３を示す正面図である。

【図７】本発明の実施の形態３を示す一部省略した断面
図である。

【図８】本発明の実施の形態４を示す正面図である。

【図９】本発明の実施の形態４を示す一部省略した断面
図である。

【図１０】従来技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 光学ガラス素材 ２ Ｗ軸本体部 ３ Ｗ軸モータ ９，４６ 回動台 １１，６８ 円弧動作用モータ １３ 球面 ２１ 研削砥石 ２２ Ｔ軸本体部 ２３ Ｔ軸モータ ２５ 砥石側面 ２６ 砥石正面 ３１ 電気泳動現象用電極 ３５ 電源 ３７ ノズル ３９ 供給装置 ４０ 研磨材 ４１ 制御装置 ４９ 円弧動作用モータ ５５ Ｔ軸回動台 ６０ Ｗ軸回動台 ６２ Ｗ軸円弧動作用モータ ６５ Ｔ軸回動台

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石で光学ガラス素材を研削する研削装
   置において、 導電性を有する前記砥石と、 前記砥石を保持する手段と、 前記砥石の近傍に設けられた電気泳動現象用電極と、 前記電極を陰極とし、前記砥石を陽極として電圧を印加
   する電源と、 前記電極と前記砥石との間に、マイナスに帯電した研磨
   用微粒子を含む研磨液を供給する研磨液供給手段と、 前記光学ガラス素材を保持する手段と、 前記光学ガラス素材に創成すべき面の形状に沿って、前
   記砥石または前記光学ガラス素材若しくは前記砥石と前
   記光学ガラス素材を同時に移動させる手段と、を具備し
   ていることを特徴とする研削装置。
2. 【請求項２】 前記砥石を保持する手段は、砥石を進退
   自在かつ回転自在に保持する手段を備えるとともに、前
   記光学ガラス素材を保持する手段は、前記光学ガラス素
   材を進退自在かつ回転自在に保持する手段を備えること
   を特徴とする請求項１記載の研削装置。
3. 【請求項３】 前記砥石は、前記光学ガラス素材を切り
   込む面と、前記研磨用微粒子を電気泳動現象を利用して
   付着させるとともに、前記付着させた研磨用微粒子によ
   り、前記切り込む面で切り込んだ光学ガラス素材の面を
   鏡面化する面と、を有することを特徴とする請求項１記
   載の研磨装置。
4. 【請求項４】 前記研磨用微粒子は、シリカまたは酸化
   セリウムであることを特徴とする請求項１記載の研削装
   置。