(57)【要約】【課題】  堅い鉱物材料を成形する装置と方法を提供する。【解決手段】  本発明の装置は、端部がヘッド（２０ａ）を構成する本体を含む回転ツールが、前記鉱物材料の領域と接触する能動表面（２００）を有する。前記回転ツールのヘッド（２０ａ）は、前記能動表面（２００）に向いて開口する少なくとも１つの第１スロット（２１０，２２０）を有し、その中に開口（２１０ａ，２２０ａ）を形成し、研磨粒子（５００）が、前記領域に輸送され、前記能動表面（２００）内に収納され、前記能動表面上の開口（２１０ａ，２２０ａ）に沿って、必要とされる形状を形成するような切断用エッジを形成する。本発明のツールは、堅い透明な鉱物材料（例、サファイア、コランダム、スピネル）にレンズ等の変形光学表面を形成する。本発明の方法はこのようなツールを用いて、鉱物材料を機械加工する方法である。
2006507136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な鉱物材料、特にサファイア、コランダム、スピネルの面（３８）の領域に光学表面（３８０）を形成する方法において、
端部がヘッド（２０ａ）を構成する本体を含む回転ツールが、前記鉱物材料の領域と接触する能動表面（２００）を有し、
前記回転ツールのヘッド（２０ａ）は、前記能動表面（２００）に向いて開口する少なくとも１つの第１スロット（２１０，２２０）を有し、その中に開口（２１０ａ，２２０ａ）を形成し、
研磨粒子（５００）が、前記領域に輸送され、前記能動表面（２００）内に収納され、前記能動表面上の開口（２１０ａ，２２０ａ）に沿って、必要とされる形状を形成するような切断用エッジを形成し、
前記ヘッド（２０ａ）は、研磨対象である鉱物材料を研磨しない材料から形成され、ヘッドの形状を維持し保持するような硬さと軟らかさの中間にあり、前記研磨粒子がそこに注入され、
（Ａ）  ツール（２０）を第１回転軸（４２）の周囲に回転させるステップと、
（Ｂ）  前記ツールヘッドの能動表面（２００）を、前記光学表面が形成される鉱物材料の領域内のプレート（３８）と接触させるステップと、
（Ｃ）  研磨粒子（５００）を、前記領域内に輸送するステップと、
（Ｄ）  前記ツール（２０）と／又はプレート（３８）を相対的に移動させるステップと
を有することを特徴とする透明な鉱物材料のプレート（３８）の領域に光学表面（３８０）を形成する方法。
【請求項２】
前記ツールのヘッドの能動表面（２００）は、光学表面が形成されるべき湾曲半径に対応する湾曲半径（Ｒ）を有する凹状球状表面の形状を有し、
（Ｅ）  前記プレート（３８）を、光学表面が形成される領域に直交し、前記領域の中心を通る第２回転軸（４０）の周囲に回転させることからなる同時操作ステップ
を更に有し、
前記第１と第２の回転軸（４２，４０）は、凸状球状表面が形成される湾曲の中心（Ｃ）を通る
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ツールのヘッドの能動表面（２００）は、光学表面が形成されるべき湾曲半径に対応する湾曲半径（Ｒ）を有する凹状球状表面の形状を有し、
（Ｆ）  非円形の球状光学表面を形成するために、前記プレート（３８）とツール（２０）との相対的運動を繰り返し実行することからなる同時操作ステップ
を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記繰り返し相対的運動は、形成されるべき凸上球状表面の湾曲中心（Ｃ）で、前記第１軸と交差する軸（４０；４４）の周囲での前記ツール（２０）またはプレート（３８）の振動運動である
ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記ツールのヘッド（２０ａ）は、前記能動表面（２００）上で直径方向を向いたあるいは平行な開口（２１０ａ，２２０ａ）を形成する少なくとも一対のスロット（２１０，２２０）を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ヘッド（２０ａ）を構成する材料は、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｆｅからなるグループから選択された少なくとも１つの金属あるいはその金属合金である。
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記スロットの少なくとも１つ、前記研磨粒子を前記領域に輸送するチャネルの役目をする
ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記光学表面（３８０）は、プレート（３８）の厚さ内に配置される
ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物材料特に硬質材料例えばサファイア、コランダム、スピネル等の形状を機械加工する方法に関し、特に、時計用ガラスの光学表面を整形するのに適した、硬質材料を機械加工する回転ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
透明な鉱物材料の面を厚さ方向に凸レンズの形態を取る光学表面を形成する方法は本出願人の特許文献１で公知である。前記特許文献はその全体を本明細書に組み入れる。ここに開示された方法は、レンズを形成する領域に直交する第１軸を中心にプレートを回転するよう設定するステップと、第２軸を中心に回転する研磨部材で必要とされる領域を機械加工するステップとからなる。この第２軸は第１軸とは異なり、必要とされるレンズの湾曲中心で第１軸と交差する。前記第１と第２の回転軸を含む面に直交する第３軸を中心に、レンズの必要とされる湾曲半径に等しい距離だけ、前記領域から離れた距離で前記ツールとプレートを振動動作させるのが好ましい。この振動動作により研磨部材の自己鋭角化(self sharpening)が可能となる。
【０００３】
【特許文献１】ヨーロッパ特許第０１２３８９１号明細書
【０００４】
前述した方法によればレンズを整形するのに用いられる回転ツールは、円筒状研磨部材（或いは、先端を切った形）であり、その能動端にダイアモンド粉末から形成される研磨材料を搭載している。このツールのコストは比較的高いが、その理由は、機械加工されるべき材料（通常サファイア等の鉱物材料の場合）と、ツールヘッドに組み込まれる研磨材料（通常ダイアモンド粉末、あるいはサファイアを機械加工するカーバイトベースの化合物）と、この様なツールの製造工程の複雑さを考慮しなければならないからである。この様なツールの寿命は比較的短く周期的に置換しなければならない。従って前述した点は成型する対象物の製造コストに重くのしかかってくる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より単純でかつ効率的な解決方法を見出さなければならない。本発明の目的は、この様な解決方法を提供すること、即ち硬質材料特にレンズを整形するのに適したものあるいは硬質材料性の時計用ガラスの光学表面を形成するような硬質材料（例、サファイア、コランダム、スピネル等）を機械加工する回転ツールを提供することである。本発明の他の目的は、低コストでかつ使用方法が単純な解決方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、鉱物材料特に硬質の鉱物材料を整形する回転ツールに関し、その特徴は請求項１に記載している。
【０００７】
本発明は、透明な硬質材料（特にサファイア、コランダム、スピネル等）の変形した光学表面整形する方法であり、その特徴は請求項８に記載している。
【０００８】
本発明は、更に鉱物材料特に硬質鉱物材料を機械加工する装置に関し、この種のツールを組み込んだ装置である。その特徴は請求項１２に記載している。
【０００９】
本発明のツールは、必要な形状を形成しようとする鉱物材料の領域と接触する能動表面を含むヘッドとなるような本体を有する。このツールヘッドは少なくとも１つの第１スロット好ましくは数個のスロットを有し、それらが能動表面に向いて孔が空いており、その中に開口を形成し、研磨粒子が必要とされる形状が形成される領域に送られ、その能動表面上に留まる。この能動表面上に形成された開口に沿って、１つあるいは複数の切断用エッジを形成し、必要な形状を機械加工するのに役立つものである。
【００１０】
理解すべき点として、本発明の回転ツールは、実際には鉱物材料用の研磨ツールを構成しない。ツールの研磨能力は、ツール（特にツールヘッド上に配列されたスロットとヘッドの能動表面上のそれに対応する開口）と、機械加工領域上に輸送される研磨粒子の両方により形成される。対応するスロットにより形成された能動表面上の各開口により、研磨粒子はその中に留まり蓄積して、ツールヘッドの能動表面上に、切断用エッジの機能を有する強力な研磨力を具備した隆起部分を形成する。かくして回転ツールそのものが、整形される鉱物材料の研磨ができるような適宜の形状に研磨粒子を固定するあるいは設定するマトリックスを構成する。
【００１１】
ツールヘッドは、研磨対象である鉱物材料を研磨せず、ヘッドの形状を維持し保持するために硬質と軟質の間の中間的機能を発揮し、研磨粒子がその中に植設されるような材料から形成される。この材料は、例えば、銅Ｃｕ，亜鉛Ｚｎ，錫Ｓｎ，鉄Ｆｅからなるグループから選択された金属であり、あるいはこれらの金属を少なくとも１つ含む合金である。
【００１２】
ツールヘッドの能動表面上のスロットの開口の配列は適宜の形状配列に従う。最も単純なものは、ほぼ直線上の形状からなる１本あるいは複数本のスロットの配列である。ツールヘッドの能動領域で直径方向あるいは並行な開口を形成するスロットも、ツールヘッド上に適宜の方法で配列できる。
【００１３】
表面品質の観点から更に良好な結果を得るためには、各スロットの配列は、ツールが回転したときに、スロットにより形成される切断用エッジが、外径のみにより規定される回転表面をカバーすること、即ち中心部に凹みを有さない剛性表面をカバーするようにすることである。
【００１４】
本発明の利点は、回転ツールは製造が非常に単純でコストも安い。その理由は、特にツールを製造するのに用いられる材料の種類のためで、かつツールヘッドに研磨材料が組み込まれないためである。この研磨材料は、流体即ち液体により搬送される研磨粒子の形態で機械加工領域に直接搬送される。この点に関しては、好ましい変形例としては、スロットは、研磨粒子を搬送するチャネルの役割を演ずるような、少なくとも１つのスロットを配列することにある。
【００１５】
本発明より研磨対象鉱物材料に必要な形状を形成する費用は非常に低減される。この利点は、特に鉱物材料（例えばサファイア、コランダム、スピネル等）を整形するのに決定的な点で、これは時計用ガラスを製造するような時計業界では特に有益である。かくして本発明は、非常に高い硬度を有する透明な鉱物材料（例えばサファイア）内に光学表面あるいは屈折光学表面（特に拡大レンズのような変形光学表面）を形成するの適している。
【実施例】
【００１６】
図１に示した機械加工装置は、前掲の特許文献１に開示された装置に類似している。本発明の機械加工装置は、フレーム支持部材１０を有し、その上にコラム１２と主軸台１４が搭載される。コラム１２はスピンドル１６を有し、その一端にスピンドル１６と同じ回転軸４２を有する回転ツール２０がある。この回転ツール２０は円筒状ボディを有し、これが機械加工される鉱物材料の領域と接触するヘッド２０ａとなる。プーリー１８は、スピンドル１６に搭載され、回転軸４２を中心にスピンドル１６をモーター手段（図示せず）により回転させる。コラム１２は更にスライド面２２，２４，２６を有し、３個の直行する軸に沿って従来と同様に、回転ツール２０を駆動する。具体的には、スライド面２２は微少ネジ２３を介してツールをその回転軸に沿って垂直方向に移動させ、一方スライド面２４，２６は、それぞれ微少ネジ２５，２７を介して回転ツール２０を２つの直交する方向に沿って水平方向に移動させる。
【００１７】
主軸台１４はスピンドル２８を有し、その端部２８ａはコラム１２の近傍にある。コラム１２は、エルボーにより、スピンドル２８の回転軸４４に対し下方向に移動する。テーブル３０がシャフト３２に搭載される。シャフト３２はスピンドル２８の回転軸４４に直交し、端部２８ａに軸支されている。このシャフト３２はプーリー３４を有し、このプーリー３４が回転軸４０の軸を中心にモーター（図示せず）により回転する。支持台３６は、テーブル３０に固定され、更に鉱物材料のプレート３８を固定する。このプレート３８は、例えば硬い透明な鉱物材料（例えばサファイア、コランダム、スピネル（例えば時計用のガラスを形成する面の様な））であり、そこにレンズあるいは他の変形した光学表面が適合する。
【００１８】
回転ツール２０と支持台３６は反対方向に回転する。支持台３６の厚さは、スピンドル２８の軸と成形しようとする球状表面（シャフト３２の回転軸４０に配置された）の最先端との間の距離が、前記球状表面が有する曲面の半径Ｒに等しくなるようにな厚さである。最後にスピンドル２８は、駆動手段（図示せず）に係合し、小振幅の振動を与える、あるいは少なくとも水平面に対し傾斜を調整する。
【００１９】
機械加工装置は、回転ツール２０とプレート３８の駆動及び配列方法にいくつかの別の構成がある。機械加工装置の様々な動作モードが考えられるが、これらの様々な動作モードは、回転ツール２０を回転軸４２の周囲に回転させるモードを共通に含む。この回転は、必要によりプレート３８を回転軸４０の周囲の回転動作あるいは振動動作及び／又はプレート３８をスピンドル２８の軸を中心に振動させることにより達成できる。（この振動動作は、コラム１２が適宜の手段に適合している場合には、別の方法で回転ツール２０に加えることができる。）回転ツール２０とプレート３８を同時に駆動する動作及び振動をプレート３８に加える動作に関しては、前掲の特許文献１に開示された方法を参照されたい。
【００２０】
前述した駆動手段及び配置手段に加えて、本発明の機械加工装置は、研磨粒子を必要とされる形状が形成されるべき鉱物材料の領域に輸送する手段を含む。この輸送手段は図１に示されており、研磨粒子の搬送粒体（例えばオイル内に懸濁されたダイアモンド粉末）を含むタンク５０と、この粒体を加工領域に輸送する供給路５２とを有する。図示しない手段により加工領域に輸送される研磨粒子の量を調節する。以下の記載から明らかなように、本発明により研磨粒子を加工領域と、回転ツールに輸送することにより鉱物材料の面に必要な形状を形成することができる。
【００２１】
図２−４は、本発明の実施例を構成する回転ツール２０の端部の斜視図と、上面図と断面図をそれぞれ示す。図２−４に示すように、回転ツール２０の本体はヘッド２０ａになり、必要な形状が形成されるべき鉱物材料の領域と接触する能動面２００を有する。この実施例においては、ツールの能動面２００は凹状の球形ディスクの形状を有し、その半径は形成されるべき形状（この実施例においては凸状球状光学表面）の曲率半径Ｒに対応する。この場合、図１に示した機械加工装置でツールを動かすことは、シャフト３２の回転軸４０と、スピンドル１６の回転軸４２と、スピンドル２８の回転軸４４とが鉱物材料のプレート３８の形成されるべき凸状球状表面の湾曲の中心に対応するポイントＣで交差することを意味する。これは図５に詳述されている。
【００２２】
注意すべき点として、回転ツール２０の能動面２００は、厳密な球形状とは異なる形状をしている。かくしてヘッド２０ａの能動面２００は、円錐曲線回転面（トロイド部分）の一部の形状を採る。これは特許文献１の第２変形例で示された研磨部材の形状に類似する（特にこの形状は研磨装置の特定の調整を必要とする）。一般的にツールの能動表面は、適宜の形状を取ることができる。いずれの場合にも鉱物材料に形成される形状は、ツールの能動表面の形状に依存するのみならずツールと／又はプレートに加えられる幾つかの動きに依存する。ツールヘッドの能動表面の形状は、形成されるべき表面形状と必ずしも対応（適合）しない。
【００２３】
本発明によれば、ツールのヘッド２０ａは、少なくとも第１のスロット開口を能動面２００の上に有し、そこに開口を形成している。図２−４に示す実施例においては、ツールヘッド２０ａは、ここでは一対の直径方向スロット２１０，２２０、即ち回転ツール２０の回転軸４２通る直径の面に配列された２本の直線状スロットを有する。これらの直径方向スロット２１０，２２０は、ヘッド２０ａの端部まで伸びてほぼ直行した、その結果一対の直交方向スロット２１０ａ，２２０ａをツールの能動面２００上に形成する。回転ツール２０の能動面２００は、この実施例ではほぼ等しい表面領域を有する４個の個別の部分に、分割される。
【００２４】
この実施例に示された直径方向スロット２１０，２２０の配列と形状は、これに限定されるものではない。かくして１本のスロットあるいは３本以上のスロットも、ヘッドの上に配列可能である。更に又これらのスロットは、交差せずに並列でもよい。最後にスロットとツールの能動表面上のそれに対応する開口は直線でなくてもよい。この直線形状はそれを実現しやすい。
【００２５】
例えばツールヘッドは１本のスロットのみに適合することもできるが、このスロットは必ずしも能動表面の全部の幅に渡って形成される必要はない。スロットの好ましい形状は、ツールが回転したときに、スロットに対応する開口により形成される切断用エッジが、外部形状のみより形成される回転表面、中央凹部のない剛性表面をカバーするようなものである。この構成は形成される形状の表面品質の観点から好ましい。図２−４に示す直径方向スロットの構造は、この要件に答えたものである。
【００２６】
スロットをツールヘッド内まで伸ばす方法は、本発明にとって重要ではない。実際に重要なポイントは、スロットがツールヘッドの能動表面上に開口していることである。実際に重要な点は、ツールの能動表面を介して及び機械加工中にこの表面に研磨粒子が付加され鉱物材料が成形されるることである。
【００２７】
前述したように、対応するスロットにより形成された能動表面の各開口により、研磨粒子がその中に滞留し蓄積し、ツールヘッドの能動表面上に切断用エッジの機能を有する大きな研磨力を具備した隆起部分を構成する。かくして回転ツールは、適宜の構造により研磨粒子を固定し設定するようなマトリックスを構成し、これにより成型されるべき鉱物材料の研磨が行われる。
【００２８】
回転ツール２０は、好ましくは関与する鉱物材料に対し、研磨されない材料から形成される。ヘッドの形状を維持し保持するための硬さと軟らかさを併せ持った材料から形成されるのが好ましく、これによりヘッドの形状を維持し、その中に研磨用粒子が注入されるようになる。
【００２９】
この材料は、金属あるいは金属合金で、少なくとも銅Ｃｕ，亜鉛Ｚ，錫Ｓｎ，鉄Ｆｅからなるグループから選択された金属を含む。
【００３０】
本発明の変形例として、ツールスロットの構成は、研磨粒子が機械加工領域に輸送されるチャネルの役目を果たすよう構成される。この輸送用チャネルは、形成されたスロットであり、研磨粒子輸送手段と一体をなし、図１の供給路５２を置換するあるいはそれを完成させるものである。
【００３１】
凸レンズ（即ち円形形状をした凸球状表面）を機械加工する本発明の実施形態を図５を参照して説明する。
【００３２】
図２−４に示したツールは、透明な鉱物材料の面の厚さ方向に凸レンズを容易に形成できる。これを行うために、プレート３８は、図１のスピンドル２８の手段により所定角度αだけ傾斜させる。このαはプレート３８の回転軸４０と回転ツール２０の回転軸４２とがなす角度に対応する（即ちレンズが形成される領域に直交しかつ前記領域の中心を通る軸）。回転軸４０，４２は、両方とも図５の球状表面３８０で示された球状表面の湾曲中心Ｃを通る。その後回転ツール２０とプレート３８を、それぞれの回転軸４２，４０を中心に（スピンドル１６とシャフト３２とそれに関連する駆動手段により）回転するように設定する。回転ツール２０の能動面２００は、プレート３８と接触するようになる。図５において研磨粒子５００は、研磨粒子を含む機械加工領域上に輸送される混合物を表す。
【００３３】
図５に示すように、能動面２００とプレート３８をそれぞれの回転軸を中心に回転させ、これらの回転軸の間の角度αを調整することにより、ツールの能動面２００は、曲率半径Ｒと円形の形状を有する凸状球状表面（言い換えると凸状球形状の一部をなすディスク）の一部を形成する。振動動作がツールあるいはプレートに加えられない限り、ツールヘッドの直径ｄ（図３）の最小値は、形成されるべきレンズの直径Ｄの半分より大きい。より具体的には、回転ツール２０は直径ｄは、この実施例においては、cosineαで必要とされるレンズ直径Ｄの半分を割った値にに少なくとも等しい。実際には角度αは２０°以下、好ましくは１０°以下である。
【００３４】
前掲の特許文献１に開示したように、面をツールに対して所定の角度だけ傾けて固定する換わりに、回転軸４２，４０に直交し、形成されるべきレンズの曲率中心Ｃを通過する軸を中心に振動動作させること（即ち図１のスピンドル２８の回転軸４４を中心とする振動動作）により、振動動作がプレート３８（あるいはツール）に加えられる。この様な場合、回転ツール２０に対するプレート３８の最大傾斜角はαｍａｘは次式で表される。これは小さな振幅（小さな角度α）に対し有効である。
（１）  ｔａｎ α ｍａｘ＝［２Ｒ（Ｄ−ｄ）］／［４Ｒ２＋Ｄｄ］
上記の＝はほぼ等しい意味を含む。上記の関係式（１）は一定傾斜に対する前述の研磨動作に対し有効である。
【００３５】
図２−４に示すツールにより，円形球状を必ずしも有さない凸状球状表面の形成が可能である。
【００３６】
かくして図５を参照すると，このことは、回転運動の換わりに，プレート３８を回転軸４０を中心にした振動運動を繰り返させることも本発明に含まれる。回転軸４０を中心にした振動運動の最大振幅値を限定することにより、例えばプレートを約１８０°の振動角移動にさらすことにより，球状ディスクの一部はプレートの面内にほぼＣ字型の形状を有するよう構成することができる。
【００３７】
同様に、プレート３８を回転軸４０を中心にして回転させずに、プレート３８をツールの回転軸４２に直交し球状表面の湾曲の中心Ｃを通過する軸を中心に振動動作（例えばプレート３８の回転軸４４を中心にした振動運動）にさらすことも本発明に含まれる。かくして細長い（即ち長方形の）凸状球状表面が得られる。
【００３８】
後者の実施例に関しては、プレート３８が振動する回転軸４４を含む面内で回転ツール２０を傾斜させて、回転ツール２０の回転軸４２が、形成されるべき球状表面の湾曲の中心Ｃで交差するようにすることも本発明に含まれる。これが意味するところは、図１の回転ツール２０を図１の面で傾斜させることであり、かくしてこの様な角度調整を行うための配置手段（図示せず）を必要とする。その結果、細長い形状でもある凸状球状表面が得られるが、これは、前掲の実施例のような完全な対称表面の代わりに、プレート３８の中間面に対し幅方向に傾斜している。
【００３９】
これら３つの実施例においては、回転ツール２０の回転軸４２を中心とした回転運動は、回転ツール２０とプレート３８との間の反復される相対的（即ち振動）運動により実施され、それにより非円形形状を有する球状光学表面を形成できる。より複雑な形状は、球状表面の湾曲の中心、あるいはトロイド表面が必要とされる場合には、その非共点（non-concurrent）表面の湾曲の中心を通る様々な軸の複数の振動運動を同期させることにより得られる。当業者は本発明の実施例を参照して、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形例改良が可能である。
【００４０】
特にツールヘッドの能動表面は、ツールを機械加工されるべき鉱物材料の面に対し相対的に移動させることを条件としない場合には、球形以外の形状を採ることができる。ツールを回転（あるいは鉱物材料の面をツールの回転軸と同一の軸を中心に回転）させることだけで、ツールの能動表面に回転の非球形形状を与えることも可能であり、かつ鉱物材料に対応する形状を形成することも可能である。ツールヘッドの能動表面の特に単純な球形状は、ここに開示したように比較的簡単な解決方法であり、材料に様々な形状の凹部を形成し使用することができる。
【００４１】
ツールヘッドの能動表面上に１つのスロットあるいは複数のスロットを配列することは、適宜の形状構成に従って行われ、これらの配列の最も単純なものは、１本あるいは複数本の直線上のスロットである。
【００４２】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による回転ツールを搭載した、特に時計用ガラスの硬い透明な材料に光学変形表面（例えば球凸レンズ）を形成する機械加工装置を表す図。
【図２】本発明の一実施例による端部、ヘッド、あるいは回転ツールの斜視図。
【図３】図２の回転ツールのヘッドの能動表面の上面図。
【図４】図３の線Ａ−Ａに沿って切った回転ツールの断面図。
【図５】本発明による回転ツールが、球状凸レンズを、透明鉱物材料の面の円形周囲でもって機械加工する状態を表す図。
【符号の説明】
【００４４】
１０  フレーム支持部材
１２  コラム
１４  主軸台
１６  スピンドル
１８  プーリー
２０  回転ツール
２０ａ  ヘッド
２２  スライド面
２３  微少ネジ
２４  スライド面
２５  微少ネジ
２６  スライド面
２７  微少ネジ
２８  スピンドル
２８ａ  端部
３０  テーブル
３２  シャフト
３４  プーリー
３６  支持台
３８  プレート
４０  回転軸
４２  回転軸
４４  回転軸
５０  タンク
５２  供給路
２００  能動面
２１０  直径方向スロット
２１０ａ  垂直方向スロット
２２０  直径方向スロット
２２０ａ  垂直方向スロット
５００  研磨粒子
【図１】
2006507136.tif 000003
【図２】
2006507136.tif 000004
【図３】
2006507136.tif 000005
【図４】
2006507136.tif 000006
【図５】
2006507136.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月6日(2004.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な鉱物材料、特にサファイア、コランダム、スピネルの面（３８）の領域に光学表面（３８０）を形成する方法において、
端部がヘッド（２０ａ）を構成する本体を含む回転ツールが、前記鉱物材料の領域と接触する能動表面（２００）を有し、
前記回転ツールのヘッド（２０ａ）は、前記能動表面（２００）に向いて開口する少なくとも１つの第１スロット（２１０，２２０）を有し、その中に開口（２１０ａ，２２０ａ）を形成し、
研磨粒子（５００）が、前記領域に輸送され、前記能動表面（２００）内に収納され、前記能動表面上の開口（２１０ａ，２２０ａ）に沿って、必要とされる形状を形成するような切断用エッジを形成し、
前記ヘッド（２０ａ）は、研磨対象である鉱物材料を研磨しない材料から形成され、ヘッドの形状を維持し保持するような硬さと軟らかさの中間にあり、前記研磨粒子がそこに注入され、
（Ａ）  ツール（２０）を第１回転軸（４２）の周囲に回転させるステップと、
（Ｂ）  前記ツールヘッドの能動表面（２００）を、前記光学表面が形成される鉱物材料の領域内のプレート（３８）と接触させるステップと、
（Ｃ）  研磨粒子（５００）を、前記領域内に輸送するステップと、
（Ｄ）  前記ツール（２０）と／又はプレート（３８）を相対的に移動させるステップと
を有することを特徴とする透明な鉱物材料のプレート（３８）の領域に光学表面（３８０）を形成する方法。
【請求項２】
前記ツールのヘッドの能動表面（２００）は、光学表面が形成されるべき湾曲半径に対応する湾曲半径（Ｒ）を有する凹状球状表面の形状を有し、
（Ｅ）  前記プレート（３８）を、光学表面が形成される領域に直交し、前記領域の中心を通る第２回転軸（４０）の周囲に回転させることからなる同時操作ステップ
を更に有し、
前記第１と第２の回転軸（４２，４０）は、凸状球状表面が形成される湾曲の中心（Ｃ）を通る
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ツールのヘッドの能動表面（２００）は、光学表面が形成されるべき湾曲半径に対応する湾曲半径（Ｒ）を有する凹状球状表面の形状を有し、
（Ｆ）  非円形の球状光学表面を形成するために、前記プレート（３８）とツール（２０）との相対的運動を繰り返し実行することからなる同時操作ステップ
を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記繰り返し相対的運動は、形成されるべき凸上球状表面の湾曲中心（Ｃ）で、前記第１軸と交差する軸（４０；４４）の周囲での前記ツール（２０）またはプレート（３８）の振動運動である
ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記ツールのヘッド（２０ａ）は、前記能動表面（２００）上で直径方向を向いたあるいは平行な開口（２１０ａ，２２０ａ）を形成する少なくとも一対のスロット（２１０，２２０）を有する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ヘッド（２０ａ）を構成する材料は、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｆｅからなるグループから選択された少なくとも１つの金属あるいはその金属合金である。
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記スロットの少なくとも１つ、前記研磨粒子を前記領域に輸送するチャネルの役目をする
ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記光学表面（３８０）は、プレート（３８）の厚さ内に配置される
ことを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
2006507136.tif 000008
2006507136.tif 000009
2006507136.tif 000010
2006507136.tif 000011
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