(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工されるレンズの球面形状を略反転した球面形状を有するレンズ研削・研磨加工用の総型研削工具の凸球面形状を球面形状整形用工具の摺り合わせにより形状整形する総型研削工具の形状整形方法において、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に接触しないように前記球面形状整形用工具の揺動を規制する外周保護治具を前記総型研削工具の外周に取り付け、前記球面形状整形用工具を前記総型研削工具の凸球面形状に倣い揺動させて、前記総型研削工具の凸球面形状を形状整形することを特徴とする総型研削工具の形状整形方法。
【請求項２】
前記外周保護治具は、前記総型研削工具を挿通させる挿通孔が形成された鍔部を上部に有する円筒形状に形成され、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に最接近した際に、前記球面形状整形用工具の外コバが前記鍔部に当接するように、前記総型研削工具の外周に位置付けられて取り付けられることを特徴とする請求項１記載の総型研削工具の形状整形方法。
【請求項３】
レンズ研削・研磨加工用の総型研削工具の凸球面形状を球面形状整形用工具の摺り合わせにより形状整形する際に、前記総型研削工具の外周に取り付けられ、前記球面形状整形用工具を前記総型研削工具の凸球面形状に倣い揺動させた時に、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に接触しないように前記球面形状整形用工具の揺動を規制することを特徴とする総型研削工具の外周保護治具。
【請求項４】
前記外周保護治具は、前記総型研削工具を挿通させる挿通孔が形成された鍔部を上部に有する円筒形状に形成され、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に最接近した際に、前記球面形状整形用工具の外コバが前記鍔部に当接するように、前記総型研削工具の外周に位置付けられることを特徴とする請求項３記載の総型研削工具の外周保護治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、ビデオカメラ等に用いられる球面レンズ等の光学素子の球面形状を研削加工するために使用する球面形状総型研削工具の形状整形方法、およびその形状整形方法を実施する際に用いる総型研削工具の外周保護治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ、ビデオカメラ等に用いられる球面レンズ等の光学素子の球面形状を研削加工するための球面形状総型研削工具において、凸球面形状の総型研削工具（以下、単に研削工具ともいう。）は、図７や図８の（ａ）に示すように、研削を行なう球面部１０１ａとその球面部の最外周径を直径とする円柱部分１０１ｂとから構成されており、研削工具１０１の球面部１０１ａはレンズ等の加工に際して所定の球面形状に整形されている。
【０００３】
凸球面形状の研削工具の一般的な整形方法は、図７に図示するように、被加工レンズの球面形状と略同形状に形成され、主に鋳鉄を素材とする球面形状整形用工具（共皿あるいは合わせ皿と呼ばれ、以下、単に共皿という。）１０２が用いられ、研削工具１０１を工具軸中心に回転させながら、図示しない粒度＃１５００（粒径１０μｍ程度）前後の炭化珪素等の微粉からなる水溶液を介して、共皿１０２を摺り合わせることにより、研削工具１０１を所定の球面形状に仕上げている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の凸球面形状の研削工具の共皿との摺り合わせによる形状整形方法は、一部機械化されているが、殆どが作業者の手作業となるために、次のような問題点があった。
【０００５】
研削工具の球形曲率の球心と最外周縁からなる工具開角（図８の（ａ）においてθ1 ）が大きくなるほど摺り合わせ作業での共皿のオーバーハングにより共皿の外周部が研削工具の外周に接触する危険があり、図７に一点鎖線で示すように、共皿１０２の内コバが研削工具１０１の外周に接触すると、互いの接触部が摩耗し、特に研削工具１０１の円柱部分１０１ｂの外周の一部分（１０１ｃで示す部分）が削り取られ、その部分の外径は部分的に小さくなってしまう。場合によっては直径で１ｍｍ近く小さくなることもありうる。
【０００６】
このような作業が繰り返されると、図８の（ａ）に示す研削工具１０１の凸球面形状と外径は、同図（ｂ）に示す状態を経て同図（ｃ）に示す状態へ変化し、研削工具１０１の外径はΦＤ1 からΦＤ2 と小さくなり、工具開角もθ1 からθ2 となってしまう。
【０００７】
このように、工具開角の大きい凸球面形状の研削工具を共皿による摺り合わせで形状整形する場合、共皿との接触により研削工具外径が傷付けられると、工具径が一定せずに、レンズの安定加工への影響が大きくなり、レンズの安定加工を阻害していた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、従来の凸球面形状の総型研削工具の形状整形方法を改善し、安定したレンズ生産を可能にする球面形状総型研削工具の整形方法およびその形状整形方法を実施する際に用いる総型研削工具の外周保護治具を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の総型研削工具の形状整形方法は、加工されるレンズの球面形状を略反転した球面形状を有するレンズ研削・研磨加工用の総型研削工具の凸球面形状を球面形状整形用工具の摺り合わせにより形状整形する総型研削工具の形状整形方法において、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に接触しないように前記球面形状整形用工具の揺動を規制する外周保護治具を前記総型研削工具の外周に取り付け、前記球面形状整形用工具を前記総型研削工具の凸球面形状に倣い揺動させて、前記総型研削工具の凸球面形状を形状整形することを特徴とする。
【００１０】
本発明の総型研削工具の形状整形方法において、前記外周保護治具は、前記総型研削工具を挿通させる挿通孔が形成された鍔部を上部に有する円筒形状に形成され、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に最接近した際に、前記球面形状整形用工具の外コバが前記鍔部に当接するように、前記総型研削工具の外周に位置付けられて取り付けられることが好ましい。
【００１１】
本発明の総型研削工具の外周保護治具は、レンズ研削・研磨加工用の総型研削工具の凸球面形状を球面形状整形用工具の摺り合わせにより形状整形する際に、前記総型研削工具の外周に取り付けられ、前記球面形状整形用工具を前記総型研削工具の凸球面形状に倣い揺動させた時に、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に接触しないように前記球面形状整形用工具の揺動を規制することを特徴とする。
【００１２】
本発明の総型研削工具の外周保護治具において、前記外周保護治具は、前記総型研削工具を挿通させる挿通孔が形成された鍔部を上部に有する円筒形状に形成され、前記球面形状整形用工具の内コバが前記総型研削工具の外周に最接近した際に、前記球面形状整形用工具の外コバが前記鍔部に当接するように、前記総型研削工具の外周に位置付けられることが好ましい。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、凸球面形状の総型研削工具の形状整形に際して、共皿を摺り合わせ揺動させた時に共皿の内コバと総型研削工具の外周との間にクリアランスを確保するように外周保護治具を位置調整して総型研削工具の台皿に取り付け、その後に、共皿の摺り合わせ揺動により形状整形を行なうことにより、共皿の揺動による共皿の総型研削工具の外周への接触を防止することができ、これによって、総型研削工具の外径寸法の変化を防止し、総型研削工具の外径寸法を一定に維持することができ、このように形状整形された総型研削工具を用いることにより、レンズの安定加工を実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に基づいて凸球面形状の総型研削工具を整形する態様を図示する概略図であり、図２は、総型研削工具の球面形状の整形に用いる共皿を示す部分断面図であり、図３は、本発明に基づく外周保護治具を示し、同（ａ）は外周保護治具の左半分を断面で示す側面図であり、同（ｂ）は下面図であり、図４は、本発明に基づいて総型研削工具に外周保護治具を取り付けた状態における総型研削工具と共皿の位置関係を説明するための要部拡大図である。
【００１６】
図１において、１は、研削・研磨を行なう球面部１ａとその球面部の最外周径を直径とする円柱部分１ｂとから構成されるレンズ研削・研磨加工用の円柱形状の総型研削工具であり、その球面部１ａの表面は被加工レンズの球形形状を略反転した凸球面形状に形成され、円柱部分１ｂの下部が台皿３に取り付けられている。２は、被加工レンズと略同形状に形成されている球面形状整形用工具としての共皿であり、共皿２は、粒度＃１５００（粒径１０μｍ程度）前後の炭化珪素等の微粉からなる水溶液を介して、研削工具１と摺り合わせることにより、研削工具１を所定の凸球面形状に仕上げるものである。
【００１７】
共皿２は、図２に示すように、所定の工具開角からなる工具深さはその設定値ｈに対しｈ±０．０３ｍｍで管理され、曲率外径に０．５〜２ｍｍ程度のコバ厚を加味した工具外径をもって形成されている。なお、２ａは内コバ、２ｂは外コバ、２ｃは図示しない摺り合わせ用補助具に連結するための中継部である。
【００１８】
４は外周保護治具であって、研削工具１と共皿２との摺り合わせにより研削工具１の凸球面形状を整形するときに共皿２が研削工具１の外周に当接することを防止するためのものであり、研削工具１の台皿３に取り付けることができるように円筒形状に形成され、図１および図３に図示するように、その上部には研削工具１を挿通しうるように研削工具１の外径よりやや大きい挿通孔４ｂが設けられた鍔部４ａを有し、円筒形状部には上下方向に沿って複数の取り付け用のねじ孔４ｃが設けられている。したがって、この外周保護治具４は、図１に示すように、研削工具１の台皿３に嵌め込み、鍔部４ａの挿通孔４ｂから研削工具１の先端部を突出させた状態でねじ孔４ｃに取り付け用ねじ４ｄを捩じ込むことにより台皿３に固定的に装着することができる。なお、図１において、５は研削工具１の台皿３を嵌合して保持する取り付け用アダプタであり、６は研削工具１を図示しない加工機に取り付ける際に取り付け用アダプタ５を装着するための加工機側の取り付け部である。
【００１９】
次に、外周保護治具４を用いて行なう総型研削工具１の球面形状整形方法について説明する。凸球面形状の研削工具１の形状整形に先だって、外周保護治具４を以下のように研削工具１に対して取り付ける。すなわち、図４に図示するように、研削工具１の球面形状の整形に際して共皿２を摺り合わせ揺動させるときに共皿２の内コバ２ａが研削工具１の外周に接触しないように、共皿２の揺動により共皿２の内コバ２ａが研削工具１の外周に最も接近した時に両者間に０．２〜１ｍｍの隙間（クリアランス）ｃを確保できるように、外周保護治具４を位置調整する。すなわち、前記の隙間ｃを設定したときに、外周保護治具４の鍔部４ａの表面が共皿２の外コバ２ｂに当接する位置を外周保護治具４の取り付け位置とする。その取り付け位置において、外周保護治具４のねじ孔４ｃに取り付け用のねじ４ｄを捩じ込むことにより、外周保護治具４を研削工具１の台皿３に固定する。
【００２０】
なお、外周保護治具４の取り付けに関しては、図４に図示する状態、すなわち、共皿２の内コバ２ａが研削工具１の外周面と最も接近したときの隙間ｃを０．２〜１ｍｍとし、共皿２の外コバ２ｂが外周保護治具４の鍔部４ａの表面に当接する状態における研削工具１の頂点から共皿２の外周端部（外コバ２ｂ）までの高さＨを算出して、この高さＨに等しい深さＨをもつ有底円筒形状の突き出し量マスター１０（図５参照）を予め作製しておく。そして、外周保護治具４の取り付けに際し、図５に図示するように、突き出し量マスター１０を研削工具１の凸球面上に載置し、この突き出し量マスター１０の下端円周縁部に外周保護治具４の鍔部４ａの表面を当接させて、この状態で外周保護治具４を研削工具１の台皿３に取り付け用のねじ４ｄを介して固定する。このように、予め作製した突き出し量マスター１０を用いることにより、外周保護治具４の位置調整およびその取り付けを簡単に行なうことができる。
【００２１】
以上の段取りで外周保護治具４を取り付けた研削工具１を、図１に示すように、加工機の工具軸中心に回転させながら、共皿２を砥粒を含む水溶液を介して研削工具１の凸球面形状に沿って揺動させて摺り合わせることにより、研削工具１を所定の形状に仕上げ、研削工具１の凸球面形状の曲率整形を行なう。
【００２２】
このような研削工具１の凸球面形状の曲率整形に際して、共皿２を揺動させるとき、図４に図示するように、共皿２の内周（内コバ）２ａが研削工具１の外周に接触する前に、共皿２の外コバ２ｂが外周保護治具４の鍔部４ａの上表面に当接し、共皿２はそれ以上研削工具１の外周面側に揺動することができないようになる。これにより、研削工具１の外周に傷を付けることなく研削工具１の球面凸部の曲率整形を行なうことができる。
【００２３】
次に、研削工具１の外径の違いによるレンズ加工の安定性について図６を用いて説明する。正規の工具径Ｄ＝Φ９．２ｍｍをもつ研削工具での安定加工条件を設定したときに、工具径が０．１ｍｍだけ大きい場合と工具径が０．１ｍｍだけ小さい場合のレンズの曲率の安定具合を調べるために、それぞれの工具径をもつ研削工具でレンズを１００個連続加工し、その結果を図６に示す。図６において、ΔＨは、簡易球面計による「球面の頂点から弦までの高さＨ」についての当該球面とマスターとなる球面原器との差であって、このΔＨにより当該球面の曲率半径を読み取ることができる。
【００２４】
研削工具の球面形状が凸の場合、加工されるレンズの形状は凹であり、研削工具の外径が規定よりも大きいと、加工されるレンズは、正常な状態に比べ、レンズの外周付近の摩耗が多くなる。そのため、レンズの曲率半径は、加工の進行とともに大きくなる傾向になり、この曲率半径の変化をΔＨで表すと、ΔＨが（＋）変化することとなる。一方、研削工具の外径が規定よりも小さいと、加工されるレンズは、正常な状態に比べ、レンズの中心付近の摩耗が多くなる。そのため、レンズの曲率半径は、加工の進行とともに、小さくなる傾向になり、この曲率半径の変化をΔＨで表すと、ΔＨが（−）変化することとなる。
【００２５】
このように、研削工具の凸球面形状の曲率整形に際して、図７および図８に示す従来例のように、共皿１０２による摺りあわせによって共皿１０２の内コバ部が研削工具１０１の外周に接触することで研削工具の外周部（１０１ｃ）が摩耗し、このような状態が繰り返されることで、研削工具の外径が小さくなる等により工具径が変化すると、レンズの安定加工への影響が大きく、レンズの安定した加工が困難となる。
【００２６】
このように、研削工具の外径寸法が、レンズの安定加工におよぼす影響が大きいことから、外周保護治具による外径寸法変化の防止はレンズの安定加工に有効であることが分かる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、凸球面形状の総型研削工具の形状整形に際して、共皿の摺り合わせ揺動により共皿が総型研削工具の外周に接触することを防止する外周保護治具を用いることで、総型研削工具の外径寸法の変化を防止して研削工具の外径寸法を一定に維持することができ、レンズの安定加工に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて凸球面形状の総型研削工具を整形する態様を図示する概略図である。
【図２】総型研削工具の球面形状の整形に用いる共皿を示す部分断面図である。
【図３】本発明に基づく外周保護治具を示し、（ａ）は外周保護治具の左半分を断面で示す側面図であり、（ｂ）は下面図である。
【図４】本発明に基づいて総型研削工具に外周保護治具を取り付けた状態における総型研削工具と共皿の位置関係を説明するための要部拡大図である。
【図５】突き出し量マスターを用いて外周保護治具を取り付ける態様を説明する概略図である。
【図６】総型研削工具の工具径とレンズΔＨ安定の相関関係を示す図表である。
【図７】従来の凸球面形状の総型研削工具を整形する態様を図示する概略図である。
【図８】総型研削工具の外周面の摩耗による研削工具の工具径の変化状況を説明する図である。
【符号の説明】
１    （総型）研削工具
１ａ    球面部
１ｂ    円柱部分
２    共皿
２ａ    内コバ
２ｂ    外コバ
３    台皿
４    外周保護治具
４ａ    鍔部
４ｂ    挿通孔
４ｃ    ねじ孔
４ｄ    ねじ
５    取り付け用アダプタ
６    （加工機側）取り付け部
１０    突き出し量マスター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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