(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工砥石の研削を行う面に溝を形成する砥石溝入れ装置において、
被加工砥石を保持し、被加工砥石をその中心軸方向に移動可能なワーク保持部と、
前記ワーク保持部を設け、前記被加工砥石の中心軸に対して直交する旋回軸をもつ旋回べースと、
前記旋回べースの旋回軸と平行に回転軸をもち、その外周部が前記被加工砥石の先端中心部と当接するところに位置する円盤形状の薄刃砥石と、
前記薄刃砥石の回転軸に対して直交する方向に移動させ、前記薄刃砥石と被加工砥石との位置関係を調整可能な移動機構と、
前記旋回べースを前記移動機構の移動方向に対して直交する方向に移動可能な上下移動機構と、
を具備することを特徴とする砥石溝入れ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子等の研削、研磨加工に使用される砥石の加工を行う面に、溝を形成するための砥石溝入れ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学素子等の研削、研磨加工に使用される砥石の加工を行う面（以下、加工面と称する）には、加工時に生じる発熱の除去や研削（研磨）屑排出のための溝が設けられている。
【０００３】
この溝に関しては、従来、実開昭５０−１４８６９５号公報が開示されている。この開示された砥石３０には、図１０および図１１に示すように、加工面３１の研削部中心から周縁に向けて放射状に延びる多数の溝３２が形成されている。なお、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【０００４】
これらの溝３２は、フライスや切断機等の機械加工により形成したり、メタルボンドを使用した砥石では放電加工により形成するようなこともある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、微小な砥石、例えば外径１ｍｍ、曲率半径１ｍｍの凸球面形状の砥石に溝を形成するような場合には、溝幅を０．１ｍｍ程度にしなければならないため、溝加工が難しくなる問題がある。
【０００６】
さらに、加工面に形成する溝深さを直線的なもの（加工面が凸球面の砥石では中心部の溝が深く、外周部の溝が浅くなる溝）にしてしまうと、加工面の外周縁まで溝を形成すると中心部の溝深さが大きくなり、砥石の強度が低下し、たわみを生じたり折れてしまったりして、加工する光学素子の面精度を低下させてしまうといった問題が生じるため、加工面のＲ面に沿って均一な深さ（例えば、０．数ｍｍ）の溝を形成する必要がある。
【０００７】
そのため、従来の機械加工では困難であるとともに、放電加工では砥石の材料が限定されるため、一般的に使用する材料の砥石に溝加工を容易にできないといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、微小な砥石であっても均一な深さの溝入れ加工を容易に行うことができる砥石溝入れ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る砥石溝入れ装置は、被加工砥石の研削を行う面に溝を形成する砥石溝入れ装置において、被加工砥石を保持し、被加工砥石をその中心軸方向に移動可能なワーク保持部と、前記ワーク保持部を設け、前記被加工砥石の中心軸に対して直交する旋回軸をもつ旋回べースと、前記旋回べースの旋回軸と平行に回転軸をもち、その外周部が前記被加工砥石の先端中心部と当接するところに位置する円盤形状の薄刃砥石と、前記薄刃砥石の回転軸に対して直交する方向に移動させ、前記薄刃砥石と被加工砥石との位置関係を調整可能な移動機構と、前記旋回べースを前記移動機構の移動方向に対して直交する方向に移動可能な上下移動機構と、を具備することとした。
【００１２】
本発明の請求項１の構成にあっては、ワーク保持部に保持した被加工砥石をその中心軸方向に移動し、砥石の加工面の曲率中心と旋回べースの旋回軸とを一致させる。そして、移動機構により旋回べースごと砥石を薄刃砥石の方向に移動し、回転している薄刃砥石を砥石の加工面に対して所定の深さ切り込ませ、その状態で旋回べースを旋回軸を中心にして旋回、すなわち加工面の曲率中心を中心にして砥石を旋回させることで、均一な深さの溝を加工面に形成することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項１の構成にあっては、加工面が平坦あるいは凹球面である砥石に対し、砥石の先端から均一深さの溝を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１、図２および図３に基づいて説明する。図１は砥石溝入れ装置を示す平面図、図２は砥石溝入れ装置を示す正面図、図３は溝入れ加工後の砥石を示しており、図３（ａ）は砥石の先端側から見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００１６】
図１、図２において、光学素子等の研削、研磨加工に使用される被加工砥石としての先端が凸球面の砥石１（砥石１の外径は０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度）は、接着剤等により円柱形状からなる支持体２の中心に結合され、支持体２の一端側側から突設された状態で固定されている。
【００１７】
結合により砥石１と一体となった支持体２は、砥石１を結合した反対側を角柱形状のホルダ３の端部に形成してある円形状の凹部３ａ内に嵌合して保持され、止めねじ４によりホルダ３に固定されている。なお、支持体２は、止めねじ４を緩めることにより、ホルダ３の凹部３ａ内で、支持体２の中心軸回りに回転可能になっている。
【００１８】
角柱形状のホルダ３は、上側を開口した角形状の溝５ａを有するワーク保持部としてのホルダウケ５の溝５ａ内に摺動可能に嵌合されて保持されており、ホルダウケ５に取り付けてホルダ３の一端側（支持体２を保持した側の反対側）に設けたマイクロメータヘッド等の調整ねじ６により、図の左右方向に移動可能となっている。また、ホルダ３は、止めネジ７によりホルダウケ５に固定可能となっており、調整ねじ６により移動したホルダ３を止めねじ７により固定することで、砥石１（特に、砥石１の先端）の位置決めを可能にしている。
【００１９】
ホルダウケ５は、ホルダ３の移動方向に対して直交する水平な回転軸を有する回転テーブル９上（図２において前面）に設置した旋回ベース８上（図２において前面）に設置されている。旋回ベース８は、回転テーブル９の回転軸と同軸な旋回軸８ａを中心として旋回可能となっており、ホルダウケ５等を介して保持された支持体２に連結した砥石１も旋回軸８ａを中心に旋回されるようになっている。旋回べース８の旋回軸８ａと砥石１の先端球面の曲率中心との位置関係は、調整ねじ６によりホルダ３を左右方向に移動することで調整可能で、図においては、旋回べース８の旋回軸８ａは、砥石１の先端近傍とした状態（砥石１の先端球面の曲率中心と一致させた状態）を示している。なお、回転テーブル９は、ハンドル１４を回すことにより旋回動作を行える構成になっており、例えば直交する回転軸間で回転を伝達できるようになっている。
【００２０】
回転テーブル９は、装置べース１７上に配設した移動テーブル１０上に設置されている。移動テーブル１０は、マイクロメータヘッド等の送りねじ１１によって図の左右方向、すなわち旋回べース８の旋回軸８ａと直交する水平方向に移動可能となっており、砥石１の先端を後述する薄刃砥石１２に対して切り込みおよび離反動作し、薄刃砥石１２と砥石１との位置関係を調整可能にしている。移動機構は、移動テーブル１０と送りねじにより構成されている。
【００２１】
上記薄刃砥石１２は円盤形状で、上記旋回べース８の旋回軸８ａと平行に回転軸をもつ砥石軸１３の先端に取り付けられ、その外周面が砥石１の先端中心部と当接可能な位置で、図示せぬモータ等によって円盤形状の中心部を中心にして回転可能となっている。すなわち、薄刃砥石１２は、その回転中心が砥石１の先端球面の曲率中心と水平方向（図１および図２における上下方向の位置）において一致しており、かつ上記旋回軸８ａに対して直交するように回転される。
【００２２】
また、薄刃砥石１２と砥石１が接触する付近は、図示せぬ顕微鏡等で拡大して観察できるようになっている。
【００２３】
上記構成からなる砥石溝入れ装置の作用を説明する。
まず、砥石１と一体となった支持体２をホルダ３の凹部３ａに嵌合させ、止めねじ４を締めてホルダ３に支持体２を固定する。
【００２４】
次に、砥石１を固定したホルダ３をホルダウケ５の溝５ａに嵌合させ、ホルダウケ５に保持させる。そして、調整ねじ６によりホルダ３を移動し、図示せぬ顕微鏡等で拡大観察しながら、砥石１の先端の凸球面の曲率中心を旋回べース８の旋回軸８ａと一致させ、止めねじ７を締めることにより、ホルダ３をホルダウケ５に固定する。
【００２５】
次に、砥石軸１３の先端に取り付けた薄刃砥石１２を、図示せぬモータ等で回転させるとともに、移動テーブル１０を送りねじ１１によって移動させ、砥石１の先端中心部を薄刃砥石１２の外周面に当接させる。さらに、移動テーブル１１を移動させることにより、砥石１の先端に所定の深さの切り込みを薄刃砥石１２により与える。
【００２６】
次に、回転テーブル９をハンドル１４により回転させ、旋回軸８ａを中心にして旋回べース８を所定角度まで旋回させることで、砥石１の先端球面の曲率中心を中心にして砥石１を旋回させ、図３（ｂ）に示すように、砥石１の先端球面上に均一深さの溝１ａを加工する。加工された溝１ａは、図３（ａ）に示すように、砥石１の先端中心部を通る直線となっている。
【００２７】
この溝１ａの加工後、一度移動テーブル１０を送りねじ１１により、移動テーブル１０の上記移動方向とは反対方向に移動させ、砥石１を薄刃砥石１２から引き離す。
【００２８】
続いて、ホルダ３の止めねじ４を緩め、ホルダ３の凹部３ａ内で、砥石１と一体となっている支持体２の回転を可能にする。そして、支持体２を所定の角度回転することで、次に砥石１の先端に溝入れ加工を行う位置まで砥石１を回転し、その状態を維持するように再び止めねじ４を締め、ホルダ３に支持体２を固定する。
【００２９】
その後、前述の手順と同様な手順で溝加工を行うことで、砥石１の先端球面上に、砥石１の先端中心部を中心にして上記溝１ａに対して所定角度傾いた直線的な溝１ａを新たに形成する。そして、この溝加工を何回か繰り返すことで、必要な本数の溝１ａを砥石１の先端に加工する。本実施の形態では、３本の溝１ａを加工した。
【００３０】
なお、溝加工に際しては、調整ねじ６によるホルダウケ５に対するホルダ３の移動と固定による位置調整（すなわち、砥石１の先端球面の曲率中心と旋回べース８の旋回軸８ａとを一致させる位置調整）は、複数本の溝１ａを加工する場合にあっても、初めの１回だけ行えばよい。
【００３１】
本実施の形態によれば、旋回べース８の旋回軸８ａと砥石１の先端球面の曲率中心とを一致させて、所定の深さに薄刃砥石１２を砥石１の先端に切り込み、この状態で旋回べース８を所定角度まで旋回軸８ａを中心にして旋回させて、移動しない薄刃砥石１２により砥石１の先端に溝入れ加工を行うことで、微小な砥石１でも均一深さの溝１ａを容易に形成することができる。
【００３２】
また、１本の溝を形成した後、砥石１を回転させて次の溝入れ加工を行うことにより、均一深さの複数本の溝１ａを所定角度傾けた状態（例えば、均等角度を傾けた状態）で容易に形成することができる。このときホルダウケ５にホルダ３を固定した状態で、砥石１を一体に連結した支持体２をホルダ３に対して回転させるだけなので、砥石１の先端曲面の曲率中心と旋回ベース８の旋回軸８ａを一致させる調整をその都度行う必要がなく、複数本の溝入れ加工を容易に行うことができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、砥石１に切り込みを与えるために砥石側を移動させているが、薄刃砥石側を移動させても同様な効果を得ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図４〜図９に基づいて説明する。図４は砥石溝入れ装置の平面図、図５は砥石溝入れ装置の正面図、図６は砥石、支持体およびホルダを示しており、図６（ａ）は砥石の先端側から見た図、図６（ｂ）は図６（ａ）の左側面図、図７は砥石の溝入れ加工時を示す説明図、図８は溝入れ加工後の砥石を示しており、図８（ａ）は砥石の先端側から見た図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図９は溝入れ加工後の砥石を示す中央縦断面図である。
【００３５】
本実施の形態では、実施の形態１と同様に砥石１を連結した支持体２を嵌合保持するワーク保持部材としてのホルダ３は、図６に示すように、その横断面形状が正方形からなる角柱形状で構成されている。正方形からなる端面の一方には、その中心部に支持体２を嵌合する凹部３ａが形成されており、砥石１を支持体２を介してホルダ３に取り付けた際には、砥石１の先端中心部とホルダ３の中心線とが一致するようになっている。
【００３６】
また、回転テーブル９は、マイクロメータヘッド等の送りねじ１６によって上下方向に移動可能な移動テーブル１５に設置され、この移動テーブル１５は、左右方向に移動可能な移動テーブル１０上に設置されている。すなわち、本実施の形態の砥石溝入れ装置は、砥石１を左右方向への移動を可能にするとともに、上下方向にも移動可能な構成となっている。上下移動機構は、移動テーブル１５と送りねじ１６により構成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であり、同一の部分には同一の番号を付して、その説明を省略する。
【００３７】
上記構成からなる砥石溝入れ装置の作用を説明する。
まず、砥石１と一体となった支持体２をホルダ３の凹部３ａに嵌合させ、止めねじ４を締めてホルダ３に支持体２を固定する。
【００３８】
次に、砥石１を固定したホルダ３をホルダウケ５の溝５ａに嵌合させ、ホルダウケ５に保持させる。そして、調整ねじ６によりホルダ３を移動し、図示せぬ顕微鏡等で拡大観察しながら、砥石１の先端球面の曲率中心を旋回べース８の旋回軸８ａと一致させ、止めねじ７を締めることにより、ホルダ３をホルダウケ５に固定する。
【００３９】
次に、砥石軸１３の先端に取り付けた薄刃砥石１２を、図示せぬモータ等で回転させるとともに、移動テーブル１０を送りねじ１１によって移動させ、砥石１の先端中心部を薄刃砥石１２の外周面に当接させる。さらに、移動テーブル１０を移動させることにより、砥石１の先端に所定の深さの切り込みを薄刃砥石１２により与える。
【００４０】
次に、回転テーブル９をハンドル１４により回転させ、旋回軸８ａを中心にして旋回べース８を所定角度まで旋回させることで、砥石１の先端球面の曲率中心を中心にして砥石１を旋回させ、図７（ａ）に示すように、砥石１の先端球面上に均一深さの溝１ａを上下方向に加工する。
【００４１】
この溝１ａの加工後、一度移動テーブル１０を送りねじ１１により、移動テーブル１０の上記移動方向とは反対方向に移動させ、砥石１を薄刃砥石１２から引き離す。
【００４２】
続いて、ホルダウケ５の止めねじ７を緩め、支持体２を介して砥石１と一体となっているホルダ３をホルダウケ５から取り外し、ホルダ３を図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態へ９０°回転させてからホルダウケ５の溝５ａ内に再び嵌合させ、止めねじ７を締めてホルダ３をホルダウケ５に固定する。
【００４３】
その後、前述の手順と同様な手順で溝加工を行うことで、砥石１の先端球面上に溝１ａを上下方向に新たに形成する。これにより、図８に示すような直交する２本の溝１ａを形成する。
【００４４】
上記溝入れ加工は、先端が凸球面の砥石１に対して行った場合を説明したが、以下に、先端が平坦な砥石１８（図９（ａ）参照）や凹球面の砥石１９（図９（ｂ）参照）に対して溝入れ加工を行う場合を説明する。なお、図９の砥石１８，１９は溝入れ加工した状態を示している。
【００４５】
砥石１８，１９の先端に薄刃砥石１２により所定の深さの切り込みを与えるまでは、上記砥石１の場合と同様である。そして、この所定深さの切り込みを与えた後、旋回ベース８を旋回することなく、移動テーブル１５を送りねじ１６により所定距離上下方向に移動して砥石１８，１９を上下方向にのみ移動し、砥石１８，１９の先端に均一深さの溝１８ａ，１９ａを形成する。そして、この溝１８ａ，１９ａと直交する溝を形成する場合には、砥石１の場合と同様に、ホルダ３を９０°回転させた状態にし、所定深さの切り込みを与えた後に移動テーブル１５を上下方向へ移動する。
【００４６】
本実施の形態によれば、ホルダ３をその横断面形状が正方形からなる角柱形状で構成し、ホルダ３をホルダウケ５に固定して１つの溝入れ加工後、ホルダ３を９０°回転させてホルダウケ５に再び固定し砥石１の溝入れ加工を行うことにより、均一深さの直交する２本の溝入れ加工を容易に行うことができる。
【００４７】
また、上下移動可能な移動テーブル１５を設け、砥石を上下移動できるようにしたため、砥石に所定の深さの切り込みを与えた後、砥石を上下移動することで、図９に示すような先端が平坦な砥石１８や凹球面の砥石１９に対しても、砥石１８，１９の先端から均一深さの溝加工を行うことができる。
【００４８】
なお、上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
（付記）
（１）被加工砥石（ワーク）に回転砥石を当接させ、被加工砥石の研削を行う面に溝を形成する砥石溝入れ装置において、
前記ワークを保持するワーク保持部を設け、前記ワークと前記回転砥石の当接位置近傍を中心として旋回可能な旋回ベースと、
前記旋回べースの旋回軸と平行に回転軸をもち、その外周部が前記ワークの先端中心と当接するところに位置する、前記回転砥石である円盤形状の薄刃砥石と、
前記薄刃砥石の回転軸に対して直交する方向に移動させ、前記薄刃砥石と前記ワークとの位置関係を調整することが可能な移動機構と、
を具備することを特徴とする砥石溝入れ装置。
【００４９】
（２）前記ワーク保持部は、ワークを回転可能に保持するワーク保持部材を介して保持することを特徴とする付記（１）に記載の砥石溝入れ装置。
【００５０】
（３）前記ワーク保持部材は、その横断面形状が正方形であることを特徴とする付記（２）に記載の砥石溝入れ装置。
【００５１】
付記（１）の砥石溝入れ装置によれば、微小な被加工砥石であっても均一な深さの溝入れ加工を容易に行うことができる。
【００５２】
付記（２）の砥石溝入れ装置によれば、ワーク保持部でワーク保持部材を保持したままワークを回転させることで、ワークの先端に均一な深さの複数本の溝入れ加工を容易に行うことができる。
【００５３】
付記（３）の砥石溝入れ装置によれば、ワーク保持部材をワーク保持部に対して９０°回転させて保持させることで、直交する溝入れ加工を容易に行うことができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る砥石溝入れ装置によれば、微小な被加工砥石であっても均一な深さの溝入れ加工を容易に行うことができる。
【００５５】
また、本発明の請求項１に係る砥石溝入れ装置によれば、微小な被加工砥石の先端が凸球面または平坦あるいは凹球面であっても、均一な深さの溝入れ加工を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の砥石溝入れ装置を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の砥石溝入れ装置を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の砥石溝入れ装置による溝入れ加工後の砥石を示しており、図３（ａ）は砥石の先端側から見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の砥石溝入れ装置を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の砥石溝入れ装置を示す正面図である。
【図６】本発明の実施の形態２の砥石溝入れ装置のホルダを砥石および支持体とともに示し、図６（ａ）は砥石の先端側から見た図、図６（ｂ）は図６（ａ）の左側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の砥石溝入れ装置による溝入れ加工時を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２の砥石溝入れ装置による溝入れ加工後の砥石を示し、図８（ａ）は砥石の先端側から見た図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２の砥石溝入れ装置による溝入れ加工後の砥石を示す中央縦断面図である。
【図１０】従来例の砥石を示し、砥石の先端側から見た図である。
【図１１】従来例の砥石、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
１  砥石
２  支持体
３  ホルダ
４，７  止めねじ
５  ホルダウケ
６  調整ねじ
８  旋回ベース
８ａ  旋回軸
９  回転テーブル
１０，１５  移動テーブル
１１，１６  送りねじ
１２  薄刃砥石
１３  砥石軸
１４  ハンドル
【図１】
0004122127.tif 000002
【図２】
0004122127.tif 000003
【図３】
0004122127.tif 000004
【図４】
0004122127.tif 000005
【図５】
0004122127.tif 000006
【図６】
0004122127.tif 000007
【図７】
0004122127.tif 000008
【図８】
0004122127.tif 000009
【図９】
0004122127.tif 000010
【図１０】
0004122127.tif 000011
【図１１】
0004122127.tif 000012