(57)【要約】【課題】  被研材の厚さや被研磨面の形状に応じた揺動中心と被研材との位置関係を容易かつ高精度に調整することのできる研磨装置を提供する。【解決手段】  本発明の研磨装置は、被研材１を介して対向配置される一対の研磨部材２，３と、該一対の研磨部材のうちの一方に連結される第１軸体４と、該第１軸体がその軸線である第１軸線Ｚａ周りに回転自在に取り付けられ、前記第１軸線と交差する第２軸線Ｙ周りに揺動可能に構成された第１揺動体６とを具備する研磨装置において、前記第１軸体を前記第１揺動体に対して前記第１軸線Ｚａ方向に移動可能に構成する移動構造６ｓ、８ｓと、前記第１軸線方向の所定範囲内の任意位置において前記第１軸体を前記第１揺動体に対して固定可能に構成する固定手段９と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2007021615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研材を介して対向配置される一対の研磨部材と、該一対の研磨部材のうちの一方に連結される第１軸体と、該第１軸体がその軸線である第１軸線周りに回転自在に取り付けられ、前記第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に構成された第１揺動体とを具備する研磨装置において、
前記第１軸体を前記第１揺動体に対して前記第１軸線方向に移動可能に構成する移動構造と、前記第１軸線方向の所定範囲内の任意位置において前記第１軸体を前記第１揺動体に対して固定可能に構成する固定手段と、を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記移動構造は、前記第１軸体を前記第１揺動体に対して前記第１軸線方向に移動可能な態様で相互に螺合する一対のねじ構造であることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記固定手段は、前記一対のねじ構造のうちの一方のねじ構造に螺合し、他方のねじ構造が設けられた部材若しくはこれに固定された部材に対して前記第１軸線方向に当接する固定ねじ部材であることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第１軸体を前記第１軸線周りに回転自在に軸支するとともに前記第１揺動体に取り付けられた軸支ユニットとをさらに具備し、
前記移動構造は前記軸支ユニットを前記第１揺動体に対して移動可能とするように構成され、前記固定手段は前記軸支ユニットと前記第１揺動体とを固定可能とするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記移動構造は、前記軸支ユニットに設けられた雄ねじと、前記第１揺動体に設けられ、前記雄ねじと螺合する雌ねじとを有することを特徴とする請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記固定手段は、前記軸支ユニットの前記雄ねじに螺合するとともに前記第１揺動体に対して前記第１軸線方向に当接可能に構成された固定ナットであることを特徴とする請求項５に記載の研磨装置。
【請求項７】
前記第１揺動体が前記第２軸線周りに揺動可能となるように連結されるとともに、前記第１軸線及び前記第２軸線と交差する第３軸線周りに揺動可能に構成された第２揺動体をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項８】
前記第１揺動体及び前記第２揺動体はそれぞれ一対の脚部を備えた曲折構造のリンクを構成し、前記第１揺動体の一対の脚部と前記第２揺動体の一対の脚部とがそれぞれ回動自在に連結されていることを特徴とする請求項７に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨装置に係り、特に、レンズを研磨する場合に好適な研磨装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、被研材であるレンズを研磨するための研磨装置としては、レンズを固定してなる第１研磨部材と、レンズの被研磨面に摺接する研磨面を備えた第２研磨部材とを対向配置し、第１研磨部材に連結固定された第１軸体と、第２研磨部材に連結固定された第２軸体とを適宜の態様で駆動することによってレンズの仕上げ研磨を行う種々の構造を備えたものが知られている。
【０００３】
例えば、第１軸体がその軸線である第１軸線周りに回転自在に軸支されるとともに、第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に構成された第１揺動体と、第１揺動体が第２軸線周りに揺動可能となるように連結されるとともに、第１軸線及び第２軸線と交差する第３軸線周りに揺動可能に構成された第２揺動体とを備えた研磨装置が知られている（例えば、以下の特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特公平７−１１２６６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述のタイプの研磨装置では、第１研磨部材に固定されたレンズの厚さ及びレンズの被研磨面の曲率等に応じて、第１軸線と第２軸線及び第３軸線との交点に対して第１研磨部材の位置を調整する必要があるため、レンズの厚さや被研磨面の曲率が変わる度に、第１研磨部材に連結される第１軸体の長さを変えなければならないことから、段取り換えが困難で、初期の設定作業が煩雑になるという問題点がある。
【０００５】
また、第１軸線と第２軸線及び第３軸線との交点に対するレンズの位置関係はきわめて微妙であり、僅かにずれただけでも研磨状態に大きく影響するため、第１軸体の長さだけで上記交点に対するレンズの位置関係を設定する方法では、微妙な調整ができず、良好で安定した研磨品質を得ることができないという問題点もある。
【０００６】
さらに、第１軸体と第１揺動体の連結部分、並びに、第１揺動体と第２揺動体の連結部分では、回転動作や揺動動作を可能にしつつ、高い構造精度乃至は支持剛性が要求されるため、構造が複雑になりやすく、製造コストが増加するといった問題点もある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、被研材の厚さや被研磨面の形状に応じた揺動中心と被研材との位置関係を容易かつ高精度に調整することのできる研磨装置を実現することにある。また、他の課題は、高い構造精度及び支持剛性を確保しつつ、回転動作や揺動動作を要求される部分の構造を簡易化し、製造コストを低減できる研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる実情に鑑み、本発明の研磨装置は、被研材を介して対向配置される一対の研磨部材と、該一対の研磨部材のうちの一方に連結される第１軸体と、該第１軸体がその軸線である第１軸線周りに回転自在に取り付けられ、前記第１軸線と交差する第２軸線周りに揺動可能に構成された第１揺動体とを具備する研磨装置において、前記第１軸体を前記第１揺動体に対して前記第１軸線方向に移動可能に構成する移動構造と、前記第１軸線方向の所定範囲内の任意位置において前記第１軸体を前記第１揺動体に対して固定可能に構成する固定手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、移動構造によって第１軸体を第１揺動体に対して第１軸線方向に移動させることが可能になるとともに、固定手段によって第１軸体を第１軸線方向の所定範囲内の任意位置において第１揺動体に対して固定することが可能になるので、異なる厚さや被研磨面形状を有する被研材を研磨する場合でも第１軸体の交換が不要になり、初期作業が簡易化されるとともに、被研材の位置調整が可能になるので、良好かつ安定した研磨状態を実現できる。
【００１０】
本発明において、前記移動構造は、前記第１軸体を前記第１揺動体に対して前記第１軸線方向に移動可能な態様で相互に螺合する一対のねじ構造であることが好ましい。移動構造が相互に螺合する一対のねじ構造によって構成されることにより、被研材の微妙な位置調整が容易に行えるようになるため、さらに良好かつ安定した研磨状態を実現できる。
【００１１】
本発明において、前記固定手段は、前記一対のねじ構造のうちの一方のねじ構造に螺合し、他方のねじ構造が設けられた部材若しくはこれに固定された部材に対して前記第１軸線方向に当接する固定ねじ部材であることが好ましい。これによれば、固定ねじ部材が一方のねじ構造に螺合し、他方のねじ構造が設けられた部材若しくはこれに固定された部材に対して第１軸線方向に当接することにより、一対のねじ構造の螺合位置を保持固定することができる。
【００１２】
本発明において、前記第１軸体を前記第１軸線周りに回転自在に軸支するとともに前記第１揺動体に取り付けられた軸支ユニットとをさらに具備し、前記移動構造は前記軸支ユニットを前記第１揺動体に対して移動可能とするように構成され、前記固定手段は前記軸支ユニットと前記第１揺動体とを固定可能とするように構成されていることが好ましい。これによれば、第１軸体を軸支する軸支ユニットが移動構造により第１揺動体に対して移動可能に構成されるとともに、固定手段により軸支ユニットが第１揺動体に対して固定可能に構成されることにより、軸支ユニットの軸支構造に影響を与えずに移動構造及び固定手段を設けることができるため、取り付け構造の複雑化を抑制することができる。また、軸受ユニットと第１揺動体を移動構造によって相対的に移動可能にすることにより、第１軸体よりも大きな軸受ユニットの位置を第１揺動体に対して位置調整すればよくなることから、調整作業を容易に行うことができる。
【００１３】
この場合において、前記移動構造は、前記軸支ユニットに設けられた雄ねじと、前記第１揺動体に設けられ、前記雄ねじと螺合する雌ねじとを有することが好ましい。
【００１４】
また、前記固定手段は、前記軸支ユニットの前記雄ねじに螺合するとともに前記第１揺動体に対して前記第１軸線方向に当接可能に構成された固定ナットであることが好ましい。
【００１５】
上記各発明においては、前記第１揺動体が前記第２軸線周りに揺動可能となるように連結されるとともに、前記第１軸線及び前記第２軸線と交差する第３軸線周りに揺動可能に構成された第２揺動体をさらに具備することが好ましい。
【００１６】
また、前記第１揺動体及び前記第２揺動体はそれぞれ一対の脚部を備えた曲折構造のリンク（例えばコ字状のリンク）を構成し、前記第１揺動体の一対の脚部と前記第２揺動体の一対の脚部とがそれぞれ回動自在に連結されていることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図３は、本実施形態の研磨装置１０の全体構成を模式的に示す概略構成図である。研磨装置１０は、レンズなどの被研材１を介して対向配置される第１研磨部材２及び第２研磨部材３を有している。ここで、通常、第１研磨部材２と第２研磨部材３のいずれか一方に被研材１を固定し、他方に被研材１の被研磨面に摺接する研磨面を設ける。本実施形態では、以下、第１研磨部材２に被研材１を固定する場合について説明する。
【００１８】
第１研磨部材２は第１軸体４に連結固定され、この第１軸体４の軸線をＺａ軸とする。第１軸体４は第１揺動体６に対してＺａ軸周りに回転可能に連結される。第１揺動体６は、Ｚａ軸に対して交差する（図示例の場合には直交する）Ｙ軸周りに揺動可能に構成されている。第１揺動体６は、第２揺動体７に対してＹ軸周りに回動可能に連結される。第２揺動体７は、Ｚａ軸及びＹ軸に交差する（図示例の場合にはＺａ軸及びＹ軸に対して共に同一点Ｑにて直交する）Ｘ軸周りに揺動可能に構成されている。ここで、本実施形態の場合、Ｘ軸は図示しない装置のフレーム等に対して固定された固定軸であり、Ｙ軸は第２揺動体７のＸ軸周りの揺動によって揺動する可動軸であり、Ｚａ軸は第１揺動体６及び第２揺動体７の揺動によって揺動する可動軸である。
【００１９】
また、第２研磨部材３は第２軸体５に連結固定され、この第２軸体５の軸線をＺｂ軸とする。本実施形態の場合、このＺｂ軸は図示しない装置のフレーム等に対して固定された固定軸であり、第２軸体５は図示しない駆動モータ等によってＺｂ軸周りに回転駆動される。
【００２０】
図示例の場合、第１揺動体６は一対の脚部６ａ，６ｂを備えたコ字状、円弧状、Ｕ字状、Ｖ字状などの曲折構造を有し、一対の脚部６ａ、６ｂが上記Ｙ軸を通過し、かつ、上記Ｙ軸を中心に回動可能に構成される。また、第２揺動体７も一対の脚部７ａ，７ｂを備えた上記と同様の曲折構造を有し、一対の脚部７ａ，７ｂが上記Ｘ軸を通過し、かつ、上記Ｘ軸を中心に回動可能に構成される。第１揺動体６の脚部６ａと第２揺動体７の脚部７ａは、上記Ｙ軸周りに相対的に回動可能な構造で連結され、また、第１揺動体６の脚部６ｂと第２揺動体７の脚部７ｂも、上記Ｙ軸周りに相対的に回動可能な構造で連結されている。
【００２１】
なお、第２揺動体７を図３に点線で示すように拡張して構成し、この第２揺動体７によって第１揺動体６をＸ軸に沿った方向両側から支持するように構成してもよい。
【００２２】
図１は、上記研磨装置１０のうちの第１研磨部材２及び第２研磨部材３、第１軸体４、並びに、第１揺動体６の構成部分を示す拡大一部縦断面図である。光学ガラス等で構成される被研材１は第１研磨部材２にワックス等によって被研磨面１ｐが露出した状態で固定されている。また、第２研磨部材３の研磨面３ｐは被研材１の被研磨面１ｐの最終研磨形状に整合する面形状を備えている。研磨面３ｐは砥粒等を用いる場合には最終研磨形状に整合する鏡面とされる場合もあり、また、ダイヤモンド砥石が最終研磨形状に整合するように貼着される場合もある。
【００２３】
第１研磨部材２は、被研材１が固定された研磨冶具２ａと、この研磨冶具２ａに対してＯリング等の弾性部材を介して弾性保持された保持冶具２ｂとを有し、保持冶具２ｂが上記第１軸体４に対して螺合構造等によって同軸に連結固定されている。第１軸体４には、上方（第１研磨部材２とは反対側）に向いた段差面４ａを有し、この段差面４ａが軸受ユニット８に係合してＺａ軸方向に位置決めされている。
【００２４】
軸受ユニット８は、第１軸体４を受け入れる内筒部材８ａと、この内筒部材８ａを上記Ｚａ軸周りに回転自在に軸支する軸受（例えば玉軸受やころ軸受など）８ｂと、内筒部材８ａを軸受８ｂの内輪に対して上記Ｚａ軸方向に固定する固定部材（ナット）８ｃとを有する。内筒部材８ａは上方（第１研磨部材２とは反対側）に向いた段差面を有し、これが軸受８ｂの内輪に係合するとともに、内筒部材８ａに螺合する上記固定部材８ｃが下方（第１研磨部材２側）に向けて軸受８ｂの内輪に当接することによって、内筒部材８ａが軸受８ｂに対してＺａ軸方向に固定されるようになっている。
【００２５】
軸受８ｂの外輪は外周ケース８ｄの内部に係合した状態で収容され、外周ケース８ｄの内側に形成された雌ねじに螺合する固定部材８ｅが軸受８ｂの外輪に当接することによって、外周ケース８ｄと軸受８ｂの外輪とがＺａ軸方向に位置決め固定される。ここで、固定部材８ｅは軸受ユニット８の図示上方のカバーを兼ねている。
【００２６】
外周ケース８ｄの外周面には雄ねじ８ｓが形成され、これが第１揺動体６の内周面に形成された雌ねじ６ｓに螺合することによって、軸受ユニット８は第１揺動体６に連結される。したがって、軸受ユニット８を回転させることにより、第１揺動体６に対して上記Ｚａ軸方向に移動することができるように構成されている。すなわち、本実施形態において、第１軸体４を第１揺動体６に対して上記Ｚａ方向に移動可能に構成する上記の移動構造は、雄ねじ８ｓ及び雌ねじ６ｓによって構成される。
【００２７】
また、上記の雄ねじ８ｓには固定ナット９が螺合している。この固定ナット９は、内周面に形成された雌ねじ９ａが上記雄ねじ８ｓに螺合するとともに、その側端面９ｂが第１揺動体６に対してＺａ軸方向に当接可能に構成されている。この固定ナット９を雄ねじ８ｓに螺合させて側端面９ｂを第１揺動体６に当接させることで、軸受ユニット８を第１揺動体６に対してＺａ軸方向に保持固定することができる。すなわち、本実施形態において、第１軸体４を第１揺動体６に対して上記Ｚａ方向に固定する上記の固定手段は、固定ナット９によって構成される。図示例では、固定ナット９は第１揺動体６の図示下方において軸受ユニット８の雄ねじ８ｓに螺合し、第１揺動体６に対して下方から当接した状態となっている。
【００２８】
以上説明した本実施形態の研磨装置１０では、第２揺動体７をＸ軸周りに揺動させつつ、第１揺動体６をＹ軸周りに揺動させ、さらに、第２軸体５をＺｂ軸周りに回転させることで、被研材１の研磨を行うことができる。このとき、第１揺動体６及び第２揺動体７による揺動の中心点は図示例では点Ｑであるので、研磨時の被研材１のつまずきやばたつきを抑制することができ、高精度で安定した研磨状態を得ることができる。
【００２９】
図２を参照して研磨装置１０の構成をより詳細に説明する。図２は、直径Ｄの被研材１の被研磨面１ｐ（或いは研磨面３ｐ）の曲率中心Ｐと上記の揺動中心Ｑの関係を示す概略説明図である。揺動中心Ｑは被研材１の軸線（レンズの場合には光軸）Ｌ上に存在し、軸線Ｌに沿って測った被研磨面１ｐ（或いは研磨面３ｐ）から揺動中心Ｑまでの距離をＢ、被研磨面１ｐ（３ｐ）の曲率半径をＲとする。このとき、揺動中心Ｑを被研材１の外周縁Ｔにおける被研磨面１ｐ（３ｐ）の接線と軸線Ｌとの交点になるように設定すると、揺動時において被研材１の外周縁Ｔは研磨面の接線方向に移動することになるので、被研材１が研磨面に対してつまづきを生じて研磨状態を悪化させるといったことがなくなる。このときの関係（距離Ｂ）を式で表すと、
Ｂ＝Ｒ／｛ｃｏｓ（ｓｉｎ−１［Ｄ／２Ｒ］）｝…（１）
となる。すなわち、上記（１）式で表される距離Ｂで揺動中心Ｑを設定することにより、理想的な研磨状態が得られる。ただし、本実施形態において、上記（１）式が完全に満たされる必要はなく、上記の条件に近い条件であれば、良好な研磨状態を得ることが可能である。例えば、軸線Ｌ上にある実際の揺動中心Ｑ′を想定した場合、角度Ｑ′ＴＱで表される研磨角θが３０度以内となるように設定されれば、良好な研磨状態を得ることができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、第１軸体４を第１揺動体６に対してＺａ軸周りに回転可能な状態として、上記の揺動動作や第２研磨部材３の回転に伴って連れ回るように構成しているが、第１軸体４を図示しない駆動モータ等によってＺａ軸周りに回転駆動するようにしてもよい。
【００３１】
本実施形態では、軸受ユニット８が上記のように第１揺動体６に対して螺合し、その螺合位置によってＺａ軸方向に移動可能に構成されているとともに、固定ナット９によって任意の位置で保持固定されるように構成されていることにより、上記揺動中心Ｑ（距離Ｂ）を任意の値になるように容易に調整することができる。特に、螺合構造によってきわめて微妙な調整が可能になるので、被研材１の形状に応じて被研材１の研磨の仕上がりを見ながら最適な研磨状態が得られる位置に修正するといった作業もきわめて容易になる。
【００３２】
図４は、上記と異なる構造を有する軸受ユニット８′を有する実施形態の要部を示す概略一部縦断面図である。この実施形態において、第１軸体と第１揺動体の連結部分以外の部分は先に説明した実施形態と同一であるので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００３３】
本実施形態において、軸受ユニット８′は、第１軸体４′を直接軸支する軸受８ｂ′と、第１軸体４′に螺合して軸受８ｂ′の内輪に第１軸体４′を固定する固定部材８ｃと、第１揺動体６の雌ねじ６ｓに螺合する雄ねじ８ｓ′を備えた外周ケース８ｄ′と、外周ケース８ｄ′に対して軸受８ｂ′の外輪を固定する固定部材８ｅ′とを備えている。ここで、この軸受ユニット８′は、第１軸体４′が直接に軸受８ｂ′に軸支されているが、第１軸体４′をＺａ軸方向には固定し、Ｚａ軸周りには回転自在に軸支する点では先の実施形態の軸受ユニット８と同一である。
【００３４】
本実施形態では、先の実施形態と同様に構成された固定ナット９は、上記軸受ユニット８′の雄ねじ８ｓ′に螺合した状態で、第１揺動体６に対して図示上方から当接している。先の実施形態と本実施形態のいずれにおいても、雄ねじ８ｓ、８ｓ′に螺合した固定ナット９は、第１揺動体６に対して上方と下方のいずれから当接していても構わない。この場合、軸受ユニット８、８′が第１揺動体６の上方に突出した状態となっている場合には固定ナット９を第１揺動体６に対して上方から当接するように構成すればよく、また、軸受ユニット８、８′が第１揺動体６の下方に突出した状態となっている場合には固定ナット９を第１揺動体６に対して下方から当接するように構成すればよい。このようにすると、軸受ユニットの雄ねじ８ｓ、８ｓ′のＺａ軸方向の長さを低減することができるため、軸受ユニット８、８′を薄型化することができる。
【００３５】
以上説明した各実施形態によれば、第１軸体４を第１揺動体６に対してＺａ軸方向に任意の位置に移動させることができ、しかも、任意の位置で保持固定することができるので、被研材１の厚さや被研磨面の曲率が変化した場合でも、第１軸体４を交換することなく、容易に対応することができる。
【００３６】
また、第１軸体４のＺａ軸方向の位置を高精度に、しかも、きわめて容易に調整することができるため、良好で安定した研磨状態を得ることができる。
【００３７】
さらに、移動構造として螺合構造６ｓ、８ｓを採用し、しかも、固定ナット９を用いて固定するようにしたことにより、部品点数の増大も回避でき、構造を複雑化させることもないので、必要な構造精度乃至は支持強度（剛性）を確保できるとともに、製造コストの抑制を図ることができる。
【００３８】
尚、本発明の研磨装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、共に曲折構造を有する第１揺動体６と第１揺動体７が回動自在に連結されてなるリンク機構で揺動動作を可能にしたものとなっているが、上記特許文献２に記載されているように、第１揺動体が第２揺動体に設けられた案内経路に沿って移動することによって揺動動作が実現されるとともに、第２揺動体が第１揺動体を搭載したままで更に揺動するといった構造を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態の要部を示す概略一部縦断面図。
【図２】実施形態の理想的な調整状態を示す概略説明図。
【図３】実施形態の全体構成を模式的に示す概略斜視図。
【図４】異なる実施形態の要部を示す概略一部縦断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０…研磨装置、１…被研材、１ｐ…被研磨面、２…第１研磨部材、３…第２研磨部材、４…第１軸体、５…第２軸体、６…第１揺動体、６ｓ…雌ねじ、７…第２揺動体、８…軸支ユニット、８ｓ…雄ねじ、９…固定ナット
【図１】
2007021615.tif 000003
【図２】
2007021615.tif 000004
【図３】
2007021615.tif 000005
【図４】
2007021615.tif 000006