(57)【要約】【課題】シール等の摩擦によるスピンドルの回転ロスを生じることなく、また部品交換等の煩雑かつ高コストの保守管理を必要とすることなく、長期間にわたって安定な防液機能を維持する。【解決手段】研磨装置Ｍにおいて、モータ８の駆動力で砥石６を回転させるスピンドル１における軸受５に対する挿通部に、互いに非接触なスピンドルカバー２および固定部カバー４からなるスピンドル防液機構Ｓ１を設け、スピンドルカバー２の内周面には、溝９を刻設し、固定部カバー４とスピンドルカバー２の隙間Ｇに到来する研磨液等を、この溝９に沿ってスピンドルカバー２の開放端に強制的に排除し、異物を含んだ研磨液等が軸受５に侵入することを確実に阻止し、研磨装置Ｍのメンテナンスフリーな稼働を可能にする。【選択図】  図１
2009279660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピンドルの回転支持構造に対する挿通部を覆うように当該スピンドルに装着されるスピンドルカバーと、
前記スピンドルカバーの内周部に刻設された溝部と、
を含むことを特徴とするスピンドル防液機構。
【請求項２】
請求項１記載のスピンドル防液機構において、
前記スピンドルカバーの内周部に撥水コートを施したことを特徴とするスピンドル防液機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のスピンドル防液機構において、
前記スピンドルカバーの内径がスラスト方向において開放端側に向かって漸増することを特徴とするスピンドル防液機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスピンドル防液機構において、
前記スピンドルカバーの内周側、もしくは前記スピンドルの外周側に、前記スピンドルカバーの開放端側に向かう気流を形成する突起を設けたことを特徴とするスピンドル防液機構。
【請求項５】
スピンドルに支持されて回転する研磨工具にワークを押圧することにより前記ワークを表面粗さを整える研磨装置であって、
前記スピンドルの回転支持構造に対する挿通部を覆うように当該スピンドルに装着され、内周部に溝部が刻設されたスピンドルカバーを含むことを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
請求項５記載の研磨装置において、
前記スピンドルカバーの内周部に撥水コートを施したことを特徴とする研磨装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の研磨装置において、
前記スピンドルカバーの内径がスラスト方向において開放端側に向かって漸増することを特徴とする研磨装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の研磨装置において、
前記スピンドルカバーの内周側、もしくは前記スピンドルの外周側に、前記スピンドルカバーの開放端側に向かう気流を形成する突起を設けたことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドル防液機構および研磨装置に関し、たとえば、光学素子等の研磨工程に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ガラスレンズ等の光学素子の研磨加工においては、加工するレンズの曲率にあった形状の砥石をレンズに押圧した状態で、砥石に研磨液を供給しつつレンズと砥石を相対的に揺動させる研磨方法がとられている。
【０００３】
このような研磨時に、研磨液の飛沫が飛散して、砥石を回転させるスピンドルの軸受に侵入すると軸受内の潤滑オイル等が流れ出し、軸受の寿命低下、さらには、流れ出した潤滑オイル等が研磨液に混入して、ガラスの研磨品質に影響を及ぼす、等の技術的課題がある。
【０００４】
そこで、スピンドルの軸受部にシール構造を設けて、上述の研磨液の侵入や潤滑オイルの漏出等を防止することが考えられる。
たとえば、特許文献１には、ボールベアリングを介して回転軸（スピンドル）を支持するハウジングと当該回転軸との間に、外向きに拡開するリップ部を備えたＶリングを配置するとともに、ハウジング内には、前記Ｖリングの装着部の内側および外側の各々に連通する第１エア供給路および第２エア供給路を穿設し、回転軸の低速回転時には、外側の第２エア供給路を介してエアを供給することで、Ｖリングのリップ部をハウジングに密着させてシールし、高速回転時には、逆に、Ｖリングの内側の第１エア供給路にエアを供給することにより、リップ部を押し上げてハウジングに非接触にしてＶリングの摩耗を防止して長寿命化を図ろうとする、回転軸のシール機構が開示されている。
【０００５】
ところが、上述の特許文献１の場合、Ｖリングのリップ部がハウジングに接した状態では、常に摩擦抵抗が発生し、リップ部はハウジングと摩擦されて摩耗し、この摩耗により摩耗粉が発生し、軸受部に摩擦粉が侵入して、軸受の寿命を低下させる懸念がある。このため、定期的に、Ｖリングやボールベアリングの交換が必要になる。また、摩擦抵抗による回転ロスが発生するため、スピンドルを回転させるモータは、回転ロス分を加味した必要以上に高出力の製品を使用しなければならない。
【０００６】
また、特許文献１の場合、Ｖリングのリップ部をエア圧で持ち上げてハウジングに非接触にした場合は、上述の懸念は緩和されるが、ハウジングのエア供給路に常時圧縮空気を供給する必要があり、圧縮空気の発生装置等の設備費及び保守管理費等のランニングコストがかかる、という技術的課題がある。
【特許文献１】特開２００７−２３２０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、シール等の摩擦によるスピンドルの回転ロスを生じることなく、また部品交換等の煩雑かつ高コストの保守管理を必要とすることなく、長期間にわたって安定な防液機能を維持することが可能なスピンドル防液技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、スピンドルの回転支持構造に対する挿通部を覆うように当該スピンドルに装着されるスピンドルカバーと、
前記スピンドルカバーの内周部に刻設された溝部と、
を含むスピンドル防液機構を提供する。
【０００９】
本発明の第２の観点は、スピンドルに支持されて回転する研磨工具にワークを押圧することにより前記ワークを表面粗さを整える研磨装置であって、
前記スピンドルの回転支持構造に対する挿通部を覆うように当該スピンドルに装着され、内周部に溝部が刻設されたスピンドルカバーを含む研磨装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シール等の摩擦によるスピンドルの回転ロスを生じることなく、また部品交換等の煩雑かつ高コストの保守管理を必要とすることなく、長期間にわたって安定な防液機能を維持することが可能なスピンドル防液技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施の形態の第１態様では、回転する研磨皿にレンズを押圧し、研磨液等の液体をかけながらレンズの表面粗さを整えるレンズ研磨装置の砥石回転スピンドル機構において、スピンドルカバーの内側に、溝を具備したレンズ研磨装置のスピンドル防水機構を開示する。
【００１２】
この第１態様では、軸受に侵入する研磨液の防水の為にスピンドルと固定部の間にメカニカルシールが必要でないので、メンテナンスフリーで使用できる。このとき、スピンドルの回転により、スピンドルカバー内側の溝に研磨液が導かれて、スピンドルカバーから排出される。
【００１３】
また、第２態様では、上述の第１態様において、スピンドルカバーの内側に撥水コートを施すことで、研磨液は、スピンドルカバーの内側には付着しにくくする。スピンドルが停止していても、撥水コートの撥水作用により、研磨液はスピンドルカバー内から排出される。
【００１４】
また、第３態様では、上述の第１態様において、スピンドルカバーの内径をスラスト方向で、テーパ状に変化させる。具体的には、開放端である下部方向に向かって径を大きくしている。遠心力の作用により研磨液は、下方の開放端に導かれて排出される。
【００１５】
また、第４態様では、スピンドルカバーおよびスピンドルの少なくとも一方に突起を設けることで、スピンドルの回転により、下方の開放端側へ向かう空気の流れを形成し、スピンドルカバー内への研磨液の侵入を阻止する。
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１実施の形態］
図１は、本発明の一実施の形態であるスピンドル防液機構を備えた研磨装置の構成の一例を示す略断面図である。
【００１７】
本実施の形態の研磨装置Ｍは、スピンドル１、固定部３、軸受５、砥石ホルダー７、砥石６、モータ８を備えている。
また、研磨装置Ｍは、レンズ等のワーク３０を保持するワークホルダ２１、ワークシート２２、およびワークホルダ２１を回転自在に支持するワークスピンドル２３を備えている。
【００１８】
ワークホルダ２１に対して同軸に対向するスピンドル１の上端部には、砥石６を保持した砥石ホルダー７が固定されている。スピンドル１は、２つの軸受５を介して固定部３に回転自在に保持されている。この固定部３は、研磨装置Ｍの図示しない筐体に固定されているか又は、揺動変位が出来るアングル等に固定されている。
【００１９】
スピンドル１の下端部には、スピンドル１を回転させるモータ８が連結されている。モータ８は研磨液が掛からないように、密閉されている。
本実施の形態の場合、研磨時には、砥石６に図示しない研磨液をかけるので、その研磨液や研磨屑等の異物（以下、研磨液と総称する）が直接に軸受５に侵入しないように、スピンドル１における軸受５に対する挿通部にはスピンドル防液機構Ｓ１が設けられている。
【００２０】
本実施の形態の場合、スピンドル防液機構Ｓ１は、スピンドル１に固定されたスピンドルカバー２と、固定部３に固定された固定部カバー４で構成されている。
スピンドルカバー２は、スピンドル１に同軸に固定される天板部２ａと、この天板部２ａに一端が接続された筒状の側板部２ｂで構成されたカップ形状を呈している。
【００２１】
スピンドルカバー２と固定部カバー４の隙間Ｇは、容易に研磨液が侵入しない程度の狭い隙間寸法に設定されている。
このスピンドルカバー２の内側には、溝９（溝部）を形成している。この溝９は、スピンドルカバー２の内周面のすべてに形成しても良いし、下部（側板部２ｂの開放端側）の一部分だけでも良い。
【００２２】
図１の例では、スピンドルカバー２の側板部２ｂの開放端側の一部分に形成した例が示されている。
また、溝９の形状は、螺旋状、直線状、又は、その複合形状で構成される。
【００２３】
また、スピンドルカバー２の内周面には、必要に応じて、撥水性の物質からなる撥水コート２ｃを形成することができる。
なお、特に図示しないが、スピンドルカバー２の代わりに、固定部カバー４の外周部に溝９を刻設した構成としてもよい。
【００２４】
以下、本実施の形態の作用を説明する。
レンズ等のワーク３０の研磨では、まず、ワークホルダ２１を砥石６に対して相対的に移動させることにより、加工したいワーク３０を砥石６に押圧する。
【００２５】
この押圧状態でモータ８を回転させると、連結されているスピンドル１とスピンドルカバー２が回転し、スピンドル１に固定されている砥石ホルダー７と砥石６も回転する。
この時に、研磨液を砥石６とワーク３０の間に供給しながら、たとえば、ワークスピンドル２３に揺動変位を与えることで、ワーク３０と砥石６を相対的に揺り動かす。又は
スピンドル１に揺動変位をあたえることで、ワーク３０と砥石６を相対的に揺り動かす。
【００２６】
この研磨動作の時に、研磨液の飛沫が飛散して、スピンドルカバー２と固定部カバー４の隙間Ｇに侵入してくる。このとき、スピンドルカバー２の側が回転し、固定部カバー４は停止しているので、この隙間Ｇに侵入してきた飛沫は、ベルヌーイの定理により、スピンドルカバー２の内周面側に付着する。
【００２７】
そして、スピンドルカバー２の内周面に付着した研磨液の飛沫は、スピンドルカバー２の回転による遠心力でスピンドルカバー２の内周面に刻設されている溝９に入り込み、この溝９を伝わって、スピンドルカバー２の内側から下端の開放端を通じて外に排出される。
【００２８】
また、スピンドルカバー２の内周面に撥水コート２ｃが設けられていることにより、研磨液の飛沫は、スピンドルカバー２の内側には付着しにくく、より速やかに排出される。また、スピンドル１の回転が停止していても、撥水コート２ｃの撥水作用により、研磨液はスピンドルカバー２内から開放端側に確実に排出される。
【００２９】
このスピンドルカバー２に設けられた溝９等による研磨液の排出作用が、防水作用となり、研磨液の飛沫が、軸受５の位置まで侵入することを確実に阻止する。
本実施の形態のスピンドル防液機構Ｓ１を備えた研磨装置Ｍによれば、研磨液の飛沫を軸受５まで侵入させないための防水機構として、摩擦や摩耗を生じるような従来のメカニカルシール等を必要としないので、シールの摩耗に伴う部品交換等の煩雑な保守管理作業は全く不要となり、また、軸受５に異物も侵入しないので軸受５の交換も不要であり、メンテナンスフリーで研磨装置Ｍを稼働させることができる。
【００３０】
また、従来のメカニカルシール場合には摩擦ロスが発生するが、本実施の形態のスピンドル防液機構Ｓ１の場合には、スピンドルカバー２と固定部カバー４は隙間Ｇをなして非接触であるため、スピンドル１の回転の摩擦ロスが発生しないので、モータ８として、必要以上に定格の大きな製品を用いる必要がなく、モータ８の動作に必要な電力エネルギーが少なくて済む。
【００３１】
すなわち、シール等の摩擦によるスピンドル１の回転ロスを生じることなく、また部品交換等の煩雑かつ高コストの保守管理を必要とすることなく、研磨装置Ｍのスピンドル１に備えられたスピンドル防液機構Ｓ１において、長期間にわたって安定な防液機能を維持することが可能となる。
［第２実施の形態］
図２は、本発明の他の実施の形態であるスピンドル防液機構を備えた研磨装置の構成例を示す略断面図であり、図３は、その一部を取り出して示す斜視図である。
【００３２】
本実施の形態２の研磨装置Ｍでは、スピンドル１にスピンドル防液機構Ｓ２を設けた構成となっている。
このスピンドル防液機構Ｓ２は、上述の実施の形態１に例示したスピンドル防液機構Ｓ１におけるスピンドルカバー２の内面に突起１０を設けた構成なっている。
【００３３】
すなわち、本実施の形態２のスピンドル防液機構Ｓ２では、スピンドルカバー２の天板部２ａにおける側板部２ｂとの接続部に、斜面１０ａを有する楔形の突起１０が周方向に所定の間隔で配置されている。図２の例では、１８０度の対称位置に２箇所に配置した例が示されている。なお、突起１０の数については、１カ所以上でよい。
【００３４】
個々の突起１０は、図３に例示されるように、スピンドルカバー２の回転方向Ｒの回転によって生じる気流の到来方向に斜面１０ａを向けた姿勢で配置されている。
これにより、スピンドルカバー２の回転によって、スピンドルカバー２の内部の隙間Ｇには、スピンドルカバー２の開放端に向かう下向きの気流ｆが強制的に形成される。
【００３５】
なお、突起１０の形状としては、楔形に限らず、気流ｆが強制的に形成される形状であれば、どのような形状でもよい。
以下、本実施の形態の作用を説明する。
【００３６】
本実施の形態２のスピンドル防液機構Ｓ２では、スピンドル１が回転することによりスピンドルカバー２が回転する。そして、スピンドルカバー２に設けられた突起１０もスピンドルカバー２とともに回転する。
【００３７】
突起１０の形状は、回転により下方に空気を送り出す形状であるので、スピンドルカバー２が回転することにより、スピンドルカバー２の開放端に向かう気流ｆが強制的に形成される。この作用により、スピンドルカバー２と固定部カバー４の隙間Ｇを上から下に空気の流れ（気流ｆ）が生じる。
【００３８】
この実施の形態２のスピンドル防液機構Ｓ２では、上述のスピンドル防液機構Ｓ１の効果に加えて、突起１０の存在によってスピンドルカバー２と固定部カバー４の隙間Ｇに、下方向に強制的に流れる気流ｆが形成されるので、研磨液の飛散した飛沫が、スピンドルカバー２と固定部カバー４の隙間へ侵入することを確実に阻止できる。
［第３実施の形態］
図４は、本発明のさらに他の実施の形態であるスピンドル防液機構を備えた研磨装置の構成例を示す略断面図である。
【００３９】
この実施の形態３における研磨装置Ｍのスピンドル１に備えられたスピンドル防液機構Ｓ３は、上述の実施の形態１のスピンドル防液機構Ｓ１において、筒状の側板部２ｂの内径が、天板部２ａに対する接続端における基端内径Ｄ０よりも、下端側の開放端内径Ｄ１が大きくなるように（Ｄ０＜Ｄ１）、スピンドル１のスラスト方向（軸方向）において内径が漸増するテーパ形状を呈している。
【００４０】
これにより、スピンドル１とともに回転するスピンドルカバー２の内周面に付着した研磨液の飛沫等は、遠心力によって、テーパ状の側板部２ｂの内周面に沿って下端（開放端）側に強制的に導かれ、スピンドルカバー２の開放端から外部に排除される。
【００４１】
この結果、上述のスピンドル防液機構Ｓ１の効果に加えて、スピンドルカバー２の回転による遠心力によって、研磨液の飛散した飛沫が、スピンドルカバー２と固定部カバー４の隙間へ侵入することを確実に阻止できる効果が得られる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、スピンドル防液機構Ｓ１、スピンドル防液機構Ｓ２、スピンドル防液機構Ｓ３のいずれにおいても、スピンドル１の防水機構として、摩擦等の発生するメカニカルシールを使用しないので、摩耗したメカニカルシールの交換等の煩雑な保守管理作業や、交換用シール等の部品も必要ない。
【００４３】
更に、摩擦による摩耗粉等の発生が無いので、軸受５に異物が入らず研磨装置Ｍをメンテナンスフリーで使用できる。
また、摩擦ロスの発生がないので、モータ８の高速回転を実現でき、またモータ８の動作に必要なエネルギーも少なくて済む、という利点がある。
【００４４】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
［付記１］
回転する研磨皿にレンズを押圧し、研磨液等の液体をかけながらレンズの表面粗さを整えるレンズ研磨装置の砥石回転スピンドル機構において、スピンドルカバーの内側に、溝を具備したことを特徴とするレンズ研磨装置のスピンドル防水機構。
【００４５】
［付記２］
付記１記載のスピンドル防水機構において、スピンドルカバーの内側に撥水コートを施したことを特徴とするレンズ研磨装置のスピンドル防水機構。
【００４６】
［付記３］
付記１、２記載のスピンドル防水機構において、スピンドルカバーの内径をスラスト方向で、変えたことを特徴とするレンズ研磨装置のスピンドル防水機構。
【００４７】
［付記４］
付記１、２、３記載のスピンドル防水機構において、スピンドルカバーの内側、もしくは、スピンドルの内側に、突起を設けたことを特徴とするレンズ研磨装置のスピンドル防水機構。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態であるスピンドル防液機構を備えた研磨装置の構成の一例を示す略断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態であるスピンドル防液機構を備えた研磨装置の構成例を示す略断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態であるスピンドル防液機構の一部を取り出して示す斜視図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態であるスピンドル防液機構を備えた研磨装置の構成例を示す略断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  スピンドル
２  スピンドルカバー
２ａ  天板部
２ｂ  側板部
２ｃ  撥水コート
３  固定部
４  固定部カバー
５  軸受
６  砥石
７  砥石ホルダー
８  モータ
９  溝
１０  突起
１０ａ  斜面
２１  ワークホルダ
２２  ワークシート
２３  ワークスピンドル
３０  ワーク
Ｄ０  基端内径
Ｄ１  開放端内径
Ｇ  隙間
Ｍ  研磨装置
Ｒ  回転方向
Ｓ１  スピンドル防液機構
Ｓ２  スピンドル防液機構
Ｓ３  スピンドル防液機構
ｆ  気流
【図１】
2009279660.tif 000003
【図２】
2009279660.tif 000004
【図３】
2009279660.tif 000005
【図４】
2009279660.tif 000006