(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削研磨する光学素子を保持する光学素子の研削研磨用保持具において、
前記光学素子の光学素子受け面をこの光学素子受け面の曲率と同様な曲率の形状である一方の面に当接させるシート状の弾性体と、
前記シート状の弾性体を回転自在に支持し且つ前記光学素子を嵌め込む筒状のベース部材と、
前記シート状の弾性体の一方の面とは反対側のボール受け面と前記ベース部材との間に介在させた複数個のボールとを備え、
前記弾性体とこの弾性体に当接する光学素子とを一体として前記ベース部材に対して回転させることを特徴とする光学素子の研削研磨用保持具。
【請求項２】
前記複数個のボールを輪帯状に配置したことを特徴とする請求項１記載の光学素子の研削研磨用保持具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ等の光学素子を保持して研削研磨する際に用いる研削研磨用保持具に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般的な光学素子例えばレンズを保持する研削研磨用保持具として、『ＪＯＥＭ光学素子加工技術´８７  発行日：昭和６２年９月５日（発行所：日本オプトメカトロニクス協会）１−５研削・研磨  第１４６頁〜１４８頁』に記載されているような、接着剤を使用することなく円筒状のベース部材にレンズを嵌め込む嵌め込み式の保持具がある。この保持具の構成を、図５、図６及び図７を用いて説明する。
【０００３】
図５に示す研削研磨用保持具１１は、円筒状のベース１２、ベース１２内に固定された台座１３及びこの台座１３に貼り付けられたレンズ受け材（図５では、シート１４ａを指す）１４が一体に構成されている。
具体的には、ベース１２は、研削研磨するレンズ１５の外径よりやや大きい内径の孔をもつ円筒状をしており、このベース１２の孔に硬質体からなる台座１３が固定されている。この台座１３の一方の面は、前記レンズ１５が嵌め込まれた際に当接するレンズ受け面１５ａの曲率と同様な曲率の形状をしており、もう一方の面は図示しないかんざしで支持するためのかんざし受けの座グリ１６が設けられている。また、座グリ１６に配置するかんざしには、このかんざしを介して保持具１１全体に荷重を伝達するための図示しない加工機が接続されている。
【０００４】
一方、レンズ受け面１５ａの曲率と同様な曲率の台座１３の面には弾性体からなるシート１４ａが接着剤等で貼り付けられている。
また、図６に示すようにシート１４ａの変わりにシリコンゴム１４ｂをレンズ受け材１４としてレンズ受け面１５ａと台座１３との間に介在させたものもある。  更に、図７に示すように前記の円筒状のベース１２とベース１２内に固定される台座１３とを一体化してベース１２とし、Ｏリング１４ｃをレンズ受け材１４としてベース１２とレンズ受け面１５ａとの間に介在させたものもある。
【０００５】
以下、上記構成の保持具を用いてレンズを研削研磨する場合について説明する。  まず、研削研磨するレンズ１５をベース１２内に嵌め込み、ベース１２内のレンズ受け材１４に接触させた状態で図示しない砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざしを介して保持具１１に伝達させる。これによって、保持具１１のベース１２内のレンズ受け材１４に接触しているレンズ１５が砥石に押し付けられる。そして、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させると、砥石の回転に従動してベース１２と共にレンズ１５が回転し、砥石とレンズ１５との相対速度の差によってレンズ加工面１５ｂは研削研磨される。
【０００６】
この時、図５及び図６に示すようにシート１４ａやシリコンゴム１４ｂをレンズ受け材１４としている場合、レンズ受け面１５ａ全体にレンズ１５を砥石に押し付けるための力が均一に加わる。
また、図７に示すようにＯリング１４ｃをレンズ受け材１４としている場合、レンズ受け面１５ａにレンズ１５を砥石に押し付けるための力が輪帯状に加わる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベースは嵌め込んだレンズの径方向の移動を規制しているだけのいわゆるノンブロッキングであり、レンズ受け材と砥石との挟持によってレンズは保持されている。このため、砥石の回転によってレンズが回転すると、ベース及びレンズ受け材はレンズと共に回転しようとするが、砥石の回転が速くなるにつれてベース及びレンズ受け材はレンズの回転速度についていけず、レンズとレンズ受け材との間に相対速度の差が発生してしまう。その結果、図５及び図６に示すようにシートやシリコンゴムをレンズ受け材としている場合、レンズの加工を長時間に渡って継続して行っていると、レンズとレンズ受け材との間の摩擦が発生し、レンズの中心から外周に向うほどレンズの回転速度は速くなっているので、レンズ受け材の中心より外周の方が早く摩耗してしまう。その結果、研削研磨中レンズがガタついてしまい、加工されたレンズにアス（方向により曲率の差があることをいう）やクセ（なかだかのことをいう）が発生してしまう。
【０００８】
また、図７に示すようにＯリングをレンズ受け材としている場合、レンズ受け材に摩耗が生じてもレンズを輪帯状に保持することはできるので、アスは発生しにくいという利点はあるが、レンズ受け面をシート等で均一の荷重で受ける場合と比較すると、レンズの受け面の一部に荷重が集中してしまう。その結果、レンズを砥石に押し付ける力が不均一になってしまい、荷重が集中した箇所のレンズ受け面に汚れが発生したり、スリ傷が発生してしまう。また、加工中レンズが変形しやすいためクセは発生してしまう。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、アスやクセの生じることなく寿命の長い光学素子の研削研磨用保持具を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、研削研磨する光学素子を保持する光学素子の研削研磨用保持具において、前記光学素子の光学素子受け面をこの光学素子受け面の曲率と同様な曲率の形状である一方の面に当接させるシート状の弾性体と、前記シート状の弾性体を回転自在に支持し且つ前記光学素子を嵌め込む筒状のベース部材と、前記シート状の弾性体の一方の面とは反対側のボール受け面と前記ベース部材との間に介在させた複数個のボールとを備え、前記弾性体とこの弾性体に当接する光学素子とを一体として前記ベース部材に対して回転させる構成とした。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の光学素子の研削研磨用保持具にあって、前記複数のボールを輪帯状に配置して構成した。
請求項１または請求項２に係る発明の作用は、光学素子の光学素子受け面に接触するシート状の弾性体とベースとの間にボールを介在させることによって、光学素子と弾性体とが一体で回転し、光学素子受け面と弾性体との間に発生する摩擦を抑える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（発明の第１の実施の形態）
本発明の実施の形態における光学素子の研削研磨用保持具の断面図を図１に示し、この保持具に用いられる台座の底面図を図２に示す。
研削研磨用保持具１は、図１に示すように有底の円筒状からなるベース２、ベース２内に固定された台座３、台座３に接触している複数個のボール４及びこのボール４に接触しているシート５等から構成されている。
【００１３】
具体的には、ベース２は、保持するレンズ６の外径よりやや大きい内径の開口部が設けられており、このベース２の開口部内の底面にステンレス等の金属からなる硬質体の台座３がネジ７によって固定されている。また、ベース２の開口部内の側面には１本の溝状の凹部２ａが設けられており、この凹部２ａにウレタン等の弾性体からなるレンズ受け面６ａの曲率と同様な曲率の形状をしているシート５の外周面が僅かな隙間を設けて挿入されている。そして、シート５はベース２内を回転できるようになっている。
【００１４】
また、前記台座３の受け面３ａはレンズ受け面６ａの曲率と同様な曲率の形状をしており、この台座受け面３ａに径の異なる輪帯状の溝３ｂが２本形設されている。この輪帯状の溝３ｂにはそれぞれセラミックスからなる複数個の球状体のボール４が挿入されており、このボール４にシート５のボール受け面５ａが点接触している。また、ボール４は、溝３ｂから脱落しないように台座３に固定された輪帯状の固定板８で保持しており、溝３ｂに沿って移動できるようになっている。ここで、図２では内側のボール４の数を５個、外側のボール４の数を７個としているが、レンズ６の加工中にボール４が回転して一カ所に偏っても、レンズ６が傾かない程度のボール４の数があれば問題はない。
【００１５】
一方、ベース２の上面にはかんざし９で支持するための座グリ２ｂが設けられている。この座グリ２ｂに配置するかんざし９内にはピン１０がストッパとして働いており、かんざし９及びピン１０によってベース２を支持している。また、かんざし９には、このかんざし９を介して保持具１全体に荷重を伝達して、レンズ６をシート５と図示しない砥石によって挟持して保持するための図示しない加工機が接続されている。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の作用を説明する。
まず、研削研磨するレンズ６のレンズ受け面６ａをベース２の開口部に嵌め込み、ベース２内のシート５にレンズ受け面６ａを接触させた状態でレンズ保持具１を下降させて、レンズ加工面６ｂを砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざし９に伝達させる。これによって、荷重はかんざし９からボール４を介してベース２内のシート５に伝達し、このシート５に伝達した荷重がシート５内で分散されてレンズ受け面６ａ全体に均一に加わり、レンズ６は砥石に押し付けられる。その後、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させることにより、砥石の回転に従動してレンズ６が回転し、砥石とレンズ６との相対速度の差によってレンズ加工面６ｂは研削研磨される。
【００１７】
この時、シート５のボール受け面５ａは、溝３ｂに沿って回転するボール４と点接触しているため、レンズ６とシート５は一体になって回転運動を起こすことになる。その結果、レンズ受け面６ａとシート５との間には摩擦は生じず、良好なレンズ６の研削研磨が行われる。
また、例え、シート５のボール受け面５ａとボール４との間で摩擦が生じてシート５のボール受け面５ａが摩耗しても、レンズ受け面６ａには影響がないため、レンズ６の研削研磨に問題は生じない。
【００１８】
本発明の実施の形態によれば、シートのレンズ受け面側がレンズの回転運動によって摩耗することなく、シートの寿命が延びる。また、シートからの荷重はレンズ受け面全体に均一に加わるため、研削研磨されたレンズにはアスやクセが生じない。
（発明の第２の実施の形態）
本発明の実施の形態における光学素子の研削研磨用保持具の断面図を図３に示す。
【００１９】
本発明の実施の形態では、図３に示すようレンズ６を受けるシート５を２枚重ね合わせたものを使用した。具体的には、ボール４と接触するシート５ｂを摩耗に強く表面が滑らかなテフロン等の樹脂材料とし、レンズ受け面６ａと接触するシート５ｃをウレタン等の弾性体とし、シート５ｂ，５ｃは互いに接着剤で接着されている。また、台座３においても、摩耗に強く表面が滑らかな酸化ジルコニウム（ジルコニア）等のセラミックス材料が用いた。その他の構成は発明の第１の実施の形態と同一構成であり、同一部分には同一番号を付して説明は省略する。  以下、本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２０】
まず、研削研磨するレンズ６のレンズ受け面６ａをベース２の開口部に嵌め込み、ベース２内のシート５にレンズ受け面６ａを接触させた状態でレンズ保持具１を下降させて、レンズ加工面６ｂを砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざし９に伝達させる。これによって、荷重はかんざし９からボール４を介してベース２内のシート５に伝達し、このシート５に伝達した荷重がシート内で分散されてレンズ受け面６ａ全体に均一に加わり、レンズ６は砥石に押し付けられる。その後、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させることにより、砥石の回転に従動してレンズ６が回転し、砥石とレンズ６との相対速度の差によってレンズ加工面６ｂは研削研磨される。
【００２１】
また、シート５のボール受け面５ａとボール４との間で摩擦が生じても、シート５は摩耗に強い材質なので、シート５は摩耗せず、レンズ６の研削研磨に問題は生じない。
本発明の実施の形態によれば、発明の第１の実施の形態の効果に加え、シートとボールとの摩耗を抑えることができ、シートの寿命が発明の第１の実施の形態より更に延びる。また、台座にセラミックス材料を用いているため、ボールと台座との摩耗が低減し、ボール及び台座の寿命が延びる。
【００２２】
（発明の第３の実施の形態）
本発明の実施の形態における光学素子の研削研磨用保持具の断面図を図４に示す。
本発明の実施の形態では、図４に示すようにベース２に設けられた凹部２ａに接触しているシート５の外周面についても、摩耗に強く表面が滑らかなテフロン等の樹脂材料とすべく、シート５ｂの外周縁を肉厚とした凹形状とし、シート５ｃを凹形状部に嵌合させて接着させている。その他の構成は発明の第２の実施の形態と同一構成であり、同一部分には同一番号を付して説明は省略する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態の作用を説明する。
まず、研削研磨するレンズ６のレンズ受け面６ａをベース２の開口部に嵌め込み、ベース２内のシート５にレンズ受け面６ａを接触させた状態でレンズ保持具１を下降させて、レンズ加工面６ｂを砥石に当接させる。次に、加工機を作動させて荷重をかんざし９に伝達させる。これによって、荷重はかんざし９からボール４を介してベース２内のシート５に伝達し、このシート５に伝達した荷重がシート内で分散されてレンズ受け面６ａ全体に均一に加わり、レンズ６は砥石に押し付けられる。その後、図示しない駆動装置によって砥石を回転させながらかんざしを揺動させることにより、砥石の回転に従動してレンズ６が回転し、砥石とレンズ６との相対速度の差によってレンズ加工面６ｂは研削研磨される。
【００２４】
また、シート５のボール受け面５ａとボール４との間で摩擦が生じても、シート５は摩耗に強い材質なので、シート５は摩耗せず、レンズ６の研削研磨に問題は生じない。
更に、シート５の回転によって、シート５とベース２に設けられた凹部２ａとの間に摩擦が生じても、凹部２ａに接触しているシート５の外周面は、摩耗に強く表面が滑らかな材質なので、シート５の回転を妨げず摩耗しないため、レンズ６の研削研磨に問題は生じない。
【００２５】
本発明の実施の形態によれば、発明の第１の実施の形態及び発明の第２の実施の形態の効果に加え、シートとベースとの接触部の摩耗を抑えることができ、シートがレンズと一体となって回転する際、シートは滑らかに回転することができる。
なお、各発明の実施の形態ではいずれもベースと台座を別部材で説明したが、ベースと台座とを一体化し、これをベース部材としても良い。
【００２６】
各発明の実施の形態では、台座に設けた溝は２本であるが、この溝の本数は保持するレンズの外径等で変更しても問題ない。
各発明の実施の形態では、レンズを加工する際に研削研磨保持具を下降させてレンズと砥石とを当接させたが、逆に砥石を上昇させてレンズと砥石とを当接させても良い。
【００２７】
また、ボールの材質にはセラミックスを用いたが、変形しにくくシートを摩耗させにくい材質の金属等を用いても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、研削研磨する光学素子とシート状の弾性体とが一体となって回転するため、弾性体と光学素子受け面との間に摩擦が生じず、アスやクセのない良好な成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具に用いられる台座を説明するための底面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の光学素子の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図５】従来の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図６】従来の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【図７】従来の研削研磨用保持具を示す断面図である。
【符号の説明】
１  研削研磨用保持具
２  ベース
３  台座
４  ボール
５  シート
６  レンズ
７  ネジ
８  固定板
９  がんざし
１０  ピン
１１  研削研磨用保持具
１２  ベース
１３  台座
１４  レンズ受け材
１５  レンズ
１６  座グリ
【図１】
0003689150.tif 000002
【図２】
0003689150.tif 000003
【図３】
0003689150.tif 000004
【図４】
0003689150.tif 000005
【図５】
0003689150.tif 000006
【図６】
0003689150.tif 000007
【図７】
0003689150.tif 000008