(57)【要約】      （修正有）【課題】段取り作業性の向上と安定加工を図るとともに、カップ砥石の異常摩耗を防ぐことができる研削砥石の形状創成方法を提供する。【解決手段】レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、被加工レンズの曲率に対して、小さな曲率を持つ合わせ皿４と、大きな曲率を持つ合わせ皿５の２つの合わせ皿と、研削砥石１を摺り合わせ、研削砥石の加工作用面に２種の曲率を転写する。又、同研削砥石の形状創成方法において、加工機に取り付けられ回転している研削砥石に、２方向から回転する円筒状の一般砥石を当接揺動させ、研削砥石の加工作用面を２直線で構成する。更に、同研削砥石の形状創成方法において、加工機に取り付けられ回転している研削砥石に、２方向から一般砥石を当接させ、研削砥石の加工作用面を２直線で構成する。【選択図】図３
2006192526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、
被加工レンズの曲率に対して、小さな曲率を持つ合わせ皿と、大きな曲率を持つ合わせ皿の２つの合わせ皿と、研削砥石を摺り合わせ、研削砥石の加工作用面に２種の曲率を転写することを特徴とする研削砥石の形状創成方法。
【請求項２】
レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、
加工機に取り付けられ回転している研削砥石に、２方向から回転する円筒状の一般砥石を当接揺動させ、研削砥石の加工作用面を２直線で構成することを特徴とする研削砥石の形状創成方法。
【請求項３】
レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、
加工機に取り付けられ回転している研削砥石に、２方向から一般砥石を当接させ、研削砥石の加工作用面を２直線で構成することを特徴とする研削砥石の形状創成方法。
【請求項４】
レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、
研削砥石の加工作用面を、２種の曲率或は２直線で構成できるように、研削砥石製造用の型形状を製作し、所望の加工作用面形状を得ることを特徴とする研削砥石の形状創成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ等の光学素子の研削加工において、粗研削用の円筒状砥石を安定加工と段取り時間短縮ができる形状に整える研削砥石の形状創成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ等の光学素子は、粗研削加工、精研削加工、研磨加工等の各加工工程を経て製作されており、最初の粗研削加工工程は、レンズブランクを大まかな球面或はその他の形状に形成するための工程であり、カーブジェネレータ等の研削加工機（以下、単に「ＣＧ機」とも言う）により円筒状のダイヤモンド砥石（以下、「単にカップ砥石」とも言う）を用いて、機械的に球面或はその他の形状を創成加工する。創成されるレンズ曲率Ｒは、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、幾何学関係により決定される。即ち、カップ砥石と被加工レンズの接触点（以下、単に「当たり点」とも言う）径φ、カップ砥石回転軸と被加工レンズ回転軸とが成す角度θにより創成される曲率Ｒが決定される。
【０００３】
粗研削加工工程において、加工を開始する際、所望のレンズ曲率が得られるように、加工機の調整作業（以下、単に「初期段取り」或は「段取り」とも言う）が必要となる。このとき、カップ砥石と被加工レンズの接触点が被加工レンズの中心近傍からずれていると、被加工レンズの中心近傍には削り残しができ、加工面側へ突出した円錐状或は円錐台状の突起物（以下、この突起物を「ヘソ」と言う）が発生する。段取り作業では、実際にレンズを加工し、加工レンズの曲率測定及びヘソの有無の確認を行う。所望の曲率が得られていない、或はヘソが確認された場合は、ＣＧ機砥石軸の旋回機構或はシフト機構を調整し補正作業を行う。
【０００４】
従来、カップ砥石の先端形状及びその創成方法については、曲率を持つ皿を回転駆動させ、カップ砥石の粒度と同じかやや粗めの遊離砥粒を介して、手でカップ砥石を回転揺動させながら、皿と摺り合わせるツルーイング方法、或は、ＣＧ機上でカップ砥石を回転させながら、その先端の加工作用面に手で持った一般研削砥石を当接させて往復運動を与えるツルーイング方法、或は特許文献１に記載されているように、回転するツルーイング用砥石にカップ砥石を当接させ、一方向に移動させるツルーイング方法等があり、これらの手法により形成される砥石先端の断面形状は、ツルーイング用砥石或は磨り合わせ用の皿の曲率が転写された図１２のような被加工レンズの曲率とほぼ同等の曲率を持った形状、或は、図１３のようなエッジを持った形状になる。
【０００５】
砥石先端の断面形状が図１２のような被加工レンズの曲率とほぼ同等な曲率を持つ場合、実際の砥石は必ず形状誤差を含むため、カップ砥石と被加工レンズが接触する当たり点が、カップ砥石肉厚方向の何処に位置するかが不確定である。このため、当たり点位置を予測し、幾何学関係からＣＧ機砥石軸の旋回角度、シフト位置を算出しても、所望の曲率が得られない、被加工レンズ中心部にヘソが発生する等により、繰り返しの補正作業が必要となり、段取り作業性が悪いという問題があった。
【０００６】
又、砥石先端の断面形状が被加工レンズの曲率とほぼ同等な曲率を持つ場合、研削により発生する切り屑の排出性が悪いため、切り屑によるカップ砥石の異常摩耗が発生し、カップ砥石形状を崩してしまう。異常摩耗が進みカップ砥石先端に、図１４に示すような輪帯状の溝が形成されると、カップ砥石の先端形状が被加工レンズに転写されるため、ＣＧ機の砥石軸旋回角度やシフト位置を調整しても、無くすことができない、図１５に示すようなヘソが発生してしまう。
【０００７】
又、砥石先端の断面形状が図１３のようなエッジを持った形状の場合、カップ砥石と被加工レンズが接触する当たり点は、カップ砥石の最外周部分となり、カップ砥石と被加工レンズの当たり点径φは、常にカップ砥石外径と一致し一定となる。このようにカップ砥石の当たり点径が常に確定している状態での段取り作業は、幾何学関係から容易にＣＧ機砥石軸の旋回角度及びシフト位置が算出されるため、実際にレンズを加工し、そのレンズ品質を測定し補正するといった作業が軽減され、簡単に段取り作業を終えることができる。
【０００８】
しかし、連続してレンズを加工する点から見ると、図１３のような当たり点の断面形状が、ほぼ直角のエッジ形状では、工具摩耗について極めて弱く、連続加工が進むに連れて図１６に示すように砥石が摩耗し、当たり点位置も移動し、レンズ中心近傍にはヘソが発生する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２５２８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の粗研削工程でのカップ砥石による球面創成加工では、カップ砥石先端の断面形状を被加工レンズの曲率とほぼ同等な曲率になるようツルーイングすると、カップ砥石の当たり点位置が不確定であるために、段取り作業で複数回の補正作業が発生してしまう。
【００１１】
又、カップ砥石先端の断面形状を被加工レンズの曲率とほぼ同等にすると、研削により発生する切り屑の排出性が悪いため、切り屑によるカップ砥石の異常摩耗が発生し、カップ砥石形状を崩してしまう。異常摩耗が進み、カップ砥石先端に輪帯状の溝が形成されると、カップ砥石の先端形状が被加工レンズに転写されるため、ＣＧ機の砥石軸旋回角度やシフト位置を調整しても、無くすことができないヘソが発生してしまう。
【００１２】
更に、カップ砥石先端の断面形状をほぼ直角のエッジとなるようにツルーイングすると、カップ砥石の当たり点位置は、カップ砥石の最外周部となり、常に当たり点位置が確定するため、容易に段取り作業を行うことができるが、工具摩耗について極めて弱く、加工が進むに連れてレンズ中心近傍にヘソが発生する等、安定加工ができないといった問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたもので、カップ砥石先端の断面形状を２種の曲率或は２直線で構成し、カップ砥石肉厚の中心部近傍に鈍角の当たり点を形成することで、段取り作業性の向上と安定加工を図るとともに、カップ砥石の異常摩耗を防ぐことができる研削砥石の形状創成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、被加工レンズの曲率に対して、小さな曲率を持つ合わせ皿と、大きな曲率を持つ合わせ皿の２つの合わせ皿と、研削砥石を摺り合わせ、研削砥石の加工作用面に２種の曲率を転写することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、加工機に取り付けられ回転している研削砥石に、２方向から回転する円筒状の一般砥石を当接揺動させ、研削砥石の加工作用面を２直線で構成することを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、加工機に取り付けられ回転している研削砥石に、２方向から一般砥石を当接させ、研削砥石の加工作用面を２直線で構成することを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、レンズ等の光学素子の粗研削加工に使用される円筒状の研削砥石の形状創成方法において、研削砥石の加工作用面を、２種の曲率或は２直線で構成できるように、研削砥石製造用の型形状を製作し、所望の加工作用面形状を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レンズ等光学素子の粗研削加工工程において、カップ砥石先端の断面形状を、２種の曲率或は２直線で構成し、カップ砥石肉厚の中心部近傍に鈍角の当たり点を形成することで、当たり点位置が常にカップ砥石肉厚の中心部近傍に確定するため、加工開始時に行われるＣＧ機の、砥石軸旋回角度、砥石軸シフト位置の調整作業が幾何学関係から算出され、段取り作業性の向上を図ることができる。
【００１９】
又、当たり点の形状を鈍角にすることにより、連続加工による工具摩耗を抑えて、当たり点の移動を防ぎ、被加工レンズにヘソが発生するのを抑える効果と、カップ砥石と被加工レンズの間の隙間により、研削加工により発生する被加工レンズの切り屑の排出が容易になり、切り屑による砥石の異常摩耗を防ぐ効果が得られ、安定加工を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図３（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態１を示す図である。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）の合わせ皿１，２は、摺り合わせ用の合わせ皿であり、図示しない駆動源により回転駆動され所定速度で回転している。合わせ皿１は、被加工レンズの曲率に対して小さな曲率を持ち、合わせ皿２は、被加工レンズの曲率に対して大きな曲率を持っている。被加工レンズの曲率に対して、小さな曲率を持つ合わせ皿１を回転させ、カップ砥石の粒度と同じかやや粗めの遊離砥粒を介して、手でカップ砥石を回転揺動させながら、摺り合わせる。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、カップ砥石の外周部からカップ砥石肉厚の中心部近傍まで、合わせ皿１の曲率を転写する。次に、被加工レンズの曲率に対して、大きな曲率を持つ合わせ皿２を回転させ、カップ砥石の粒度と同じかやや粗めの遊離砥粒を介して、手でカップ砥石を回転揺動させながら、摺り合わせる。
【００２４】
図４（ｂ）に示すように、カップ砥石の内周部からカップ砥石肉厚の中心部近傍まで、合わせ皿２の曲率を転写する。このように２つの合わせ皿により、２種の曲率を転写したカップ砥石先端の断面形状は、図１に示すように、カップ砥石肉厚の中心部近傍に鈍角の当たり点を持つ。
【００２５】
尚、上記はカップ砥石先端の断面形状が凸形状の場合で、カップ砥石先端の断面形状が凹形状の場合は、被加工レンズの曲率に対して、大きな曲率を持つ合わせ皿３を回転させ、カップ砥石の粒度と同じかやや粗めの遊離砥粒を介して、手でカップ砥石を回転揺動させながら、摺り合わせる。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、カップ砥石の外周部からカップ砥石肉厚の中心部近傍まで、合わせ皿の曲率を転写する。次に、被加工レンズの曲率に対して、小さな曲率を持つ合わせ皿４を回転させ、カップ砥石の粒度と同じかやや粗めの遊離砥粒を介して、手でカップ砥石を回転揺動させながら、摺り合わせる。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、カップ砥石の内周部からカップ砥石肉厚の中心部近傍まで、合わせ皿の曲率を転写する。このように２つの合わせ皿により、２種の曲率を転写したカップ砥石先端の断面形状は、図２に示すように、カップ砥石肉厚の中心部近傍に鈍角の当たり点を持つ。
【００２８】
＜実施の形態２＞
図６（ａ），（ｂ）は、カップ砥石先端の断面形状が凸形状の場合、図７（ａ），（ｂ）は、カップ砥石先端の断面形状が凹形状の場合の、本発明の実施の形態２を示す図である。
【００２９】
ＣＧ機の砥石軸に取り付けられたカップ砥石を回転駆動させ、カップ砥石先端の加工作用面に回転する円筒状の一般砥石を２方向から当接揺動させる。カップ砥石先端の断面形状は、凸形状の場合は図８、凹形状の場合は図９に示すように、カップ砥石肉厚の中心部近傍に２直線で構成される鈍角の当たり点を持つ。
【００３０】
＜実施の形態３＞
図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態３を示す図である。
【００３１】
ＣＧ機の砥石軸に取り付けられたカップ砥石を回転駆動させ、カップ砥石先端の加工作用面に一般砥石を２方向より順次当接させる。カップ砥石先端の断面形状は、実施の形態２と同様に、カップ砥石肉厚の中心部近傍に２直線で構成される鈍角の当たり点を持つ。
【００３２】
＜実施の形態４＞
カップ砥石肉厚の中心部近傍に鈍角の当たり点が形成されるように、カップ砥石製造用の型形状を作成する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１により創成されたカップ砥石先端の断面形状図である。
【図２】本発明の実施の形態１により創成されたカップ砥石先端の断面形状図である。
【図３】本発明の実施の形態１による創成方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１による創成方法の部分拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態１による創成方法の部分拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態２による創成方法を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２による創成方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２により創成されたカップ砥石先端の断面形状図である。
【図９】本発明の実施の形態２により創成されたカップ砥石先端の断面形状図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による創成方法を示す説明図である。
【図１１】カップ砥石による球面創成加工の原理図である。
【図１２】従来のカップ砥石先端の断面形状を示す図である。
【図１３】従来のカップ砥石先端の断面形状を示す図である。
【図１４】カップ砥石の異常摩耗によりカップ砥石の加工作用面に形成された輪帯状の溝を示す図である。
【図１５】カップ砥石の異常摩耗により被加工レンズに発生したヘソを示す図である。
【図１６】カップ砥石の摩耗により被加工レンズに発生したヘソを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    カップ砥石
２    レンズ
３    砥石軸旋回中心
４    合わせ皿１
５    合わせ皿２
６    合わせ皿３
７    合わせ皿４
８    円筒状一般砥石
９    一般砥石
【図１】
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【図２】
2006192526.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006192526.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006192526.tif 000008
【図７】
2006192526.tif 000009
【図８】
2006192526.tif 000010
【図９】
2006192526.tif 000011
【図１０】
2006192526.tif 000012
【図１１】
2006192526.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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