研磨装置以及研磨方法

技术领域

本发明涉及用于对光学透镜等被加工物进行研磨的研磨装置以及研磨方法。

背景技术

作为现有的光学透镜等的研磨装置，例如，如日本实全昭56-089447号所公开的那样，存在如下的研磨装置：使下轴在固定位置旋转，套筒在其上端面移动，使被加工透镜和刃具在两者之间相对移动而进行磨削。

另外，如日本特开2000-108002号所公开的那样，有如下装置：对分散有带电的微细磨粒的研磨液进行通电，使微细磨粒附着于具有与微细磨粒相反极性的研磨具，利用研磨具对透镜表面进行研磨。

但是，在这些研磨装置中，难以一边根据被加工透镜的被研磨面的研磨区域(例如，被加工透镜的周边部等)变更研磨条件一边进行研磨。另外，也可以考虑对每个研磨区域变更研磨具来进行，但在这些研磨装置中，由于研磨具的变更需要时间，因此加工(研磨)时间变长，其结果是，存在作业性及生产效率降低的问题。

发明内容

(发明要解决的课题)

本发明的目的在于提供一种研磨装置以及研磨方法，能够灵活地应对多种外形规格，提高生产率以及作业性，并且能够高精度地研磨被加工物。

(用于解决课题的技术方案)

为了解决所述课题，本发明的研磨装置是用于对被加工物进行研磨的研磨装置，其特征在于，具备：多个被加工物保持部，其分别保持所述被加工物；基台部，其能够以中心轴为中心旋转，且以所述多个被加工物保持部在距所述中心轴任意的距离的同一圆周上相互成为等间隔的方式配置有所述多个被加工物保持部；以及多个被加工物研磨部，其对保持于所述被加工物保持部的所述被加工物的被研磨面进行研磨，所述多个被加工物研磨部在所述基台部的上方分别设置于对所述被加工物进行研磨的多个研磨位置，并且不设置于用于对保持于所述被加工物保持部的研磨结束后的所述被加工物进行更换的被加工物更换位置，所述多个研磨位置以及所述被加工物更换位置以所述基台部的所述中心轴为中心设置于同一圆周上，通过所述基台部以所述中心轴为中心向一个方向旋转，使保持所述被加工物的所述被加工物保持部依次移动到所述多个研磨位置，利用所述多个被加工物研磨部进行研磨，并且使所述多个被加工物研磨部的研磨结束后的被加工物移动到所述被加工物更换位置，能够将研磨结束后的被加工物更换为研磨前的被加工物。

根据所述结构，在基台部的上方，多个研磨位置和被加工物更换位置以基台部的中心轴为中心设置在同一圆周上。而且，多个被加工物研磨部与各自的研磨位置对应地设置。另外，在基台部上，多个被加工物保持部以距基台部的中心轴任意的距离的同一圆周上相互成为等间隔的方式配置。因此，通过以中心轴为中心使基台部向一个方向旋转，能够使保持有被加工物的被加工物保持部依次移动到多个研磨位置。另外，能够使保持各研磨位置处的研磨结束后的被加工物的被加工物保持部移动至被加工物更换位置。

由此，在所述结构中，例如通过使各被加工物研磨部不同等，能够在各研磨位置变更被加工物的研磨区域、研磨条件。其结果是，能够灵活地应对多种外形规格，制造高精度的被加工物。另外，由于在被加工物更换位置未设置被加工物研磨部，因此能够一边在各研磨位置分别进行被加工物的研磨，一边容易地将研磨结束后的被加工物更换为研磨前的被加工物。其结果是，若为所述结构的研磨装置，则与以往的研磨装置相比，能够提高生产率。

在所述结构中，优选的是，所述被加工物保持部装卸自如地设置于所述基台部。由此，与在基台部固定有被加工物保持部的情况相比，能够更容易地进行被加工物更换位置处的被加工物的更换，进而能够实现生产率的提高。

另外，在所述结构中，优选还具备：多个从动带轮，其设置于所述基台部，且与所述多个被加工物保持部分别对应地设置；无端带，其卷绕于所述多个从动带轮中的位于与所述研磨位置对应的位置的全部从动带轮、或者卷绕于所述基台部的外周；以及驱动带轮，其经由所述无端带与位于与所述研磨位置对应的位置的全部从动带轮或者所述基台部连结。若为该结构，则通过驱动带轮旋转驱动，能够使经由无端带与驱动带轮连结的多个从动带轮旋转。在此，多个从动带轮分别与多个被加工物保持部对应地设置于基台部，且位于研磨位置。因此，通过使从动带轮旋转，能够使基台部自身旋转。另外，通过将无端带卷绕于基台部的外周，也能够使该基台部旋转。并且，通过使基台部旋转，能够使保持有被加工物的被加工物保持部依次移动到多个研磨位置。另外，能够使保持各研磨位置处的研磨结束后的被加工物的被加工物保持部移动至被加工物更换位置。

另外，为了解决所述课题，本发明的研磨方法的特征在于，是用于使用所述的研磨装置对所述被加工物进行研磨的研磨方法，使被加工物分别保持于以在所述基台部的距中心轴任意的距离的同一圆周上相互成为等间隔的方式配置的所述多个被加工物保持部，通过使所述基台部以所述中心轴为中心向一个方向旋转，使保持所述被加工物的所述被加工物保持部依次移动到所述多个研磨位置，通过所述多个被加工物研磨部进行研磨，并且移动到所述被加工物更换位置，将研磨结束后的被加工物更换为研磨前的被加工物。

根据所述结构，通过使基台部向以中心轴为中心的一个方向旋转，一边使保持有被加工物的被加工物保持部依次移动到多个研磨位置一边进行研磨。因此，例如通过使各被加工物研磨部不同等，能够在各研磨位置变更被加工物的研磨区域、研磨条件。其结果是，能够灵活地应对多种外形规格，制造高精度的被加工物。另外，由于在被加工物更换位置未设置被加工物研磨部，因此能够一边在各研磨位置分别进行被加工物的研磨，一边容易地将研磨结束后的被加工物更换为研磨前的被加工物。因此，无需为了更换被加工物而使研磨装置停止，与现有的研磨装置相比，能够大幅提高生产率及作业性。

(发明效果)

本发明由于一边使保持有被加工物的被加工物保持部依次移动至多个研磨位置一边进行研磨，因此能够灵活地应对多种外形规格而制造高精度的被加工物。另外，由于能够一边在各研磨位置分别进行被加工物的研磨，一边在被加工物更换位置容易地将研磨结束后的被加工物更换为研磨前的被加工物，因此与以往的研磨装置相比，能够实现生产率以及作业性的提高。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的研磨装置的概略结构的示意图。

图2是示意性地表示本发明的实施方式涉及的研磨装置中的基台部的主要部分及旋转驱动部的俯视图。

图3是示意性地表示在本发明的实施方式涉及的研磨装置中，基台部的底面侧的主要部分以及旋转驱动部的仰视图。

图4的(a)是示意性地表示能够保持被加工透镜的被加工物保持部的立体图。

图4的(b)是表示被加工物保持部的下端部的仰视图。

图5是表示在本发明的实施方式涉及的研磨装置中，利用被加工物研磨部对保持于被加工物保持部的被加工透镜进行研磨的情形的剖面示意图。

图6是表示在本发明的实施方式涉及的研磨装置中研磨具的研磨面的概略结构的俯视图。

具体实施方式

(研磨装置)

以下，参照图1～图6对本发明的实施方式涉及的研磨装置进行说明。但是，在说明中省略了不需要的部分，另外，为了容易说明，存在放大或缩小等图示的部分。

本实施方式的研磨装置1是对光学透镜等被加工物的被加工面(被研磨面)进行研磨加工的装置。

如图1所示，研磨装置1具备基台部10、保持被加工透镜(被加工物)4的多个被加工物保持部20、对被加工透镜4进行研磨的多个被加工物研磨部30、驱动带轮40、研磨液贮存部50以及控制部60。图1是表示本实施方式的研磨装置1的概略结构的示意图。

基台部10被轴支承于台座2上的轴部3而设置。基台部10在轴部3上以基台部10的中心轴(轴部3)为中心能够旋转地设置。

基台部10具备俯视时的整体形状为大致圆形状的工作台11。在工作台11的外周缘，以相对于基台部10的工作台11沿竖直方向竖立设置的方式设有外壁部12。由此，基台部10成为圆形状框部。通过设置外壁部12，能够防止在被加工透镜4的研磨中使用的研磨液流落在基台部10的周围。在外壁部12的上部竖立设置有用于防止研磨液的飞散的基台部侧飞散防止部14。另外，在基台部10的中心设置有俯视时的形状为大致圆形状的圆柱状部13。

在基台部10的工作台11中，在外壁部12与圆柱状部13之间划分形成的区域，如图2所示，设置有能够将被加工物保持部20装卸自如地固定的6个固定部15。各固定部15以在距离基台部10的中心轴任意的距离的同一圆周上相互成为等间隔的方式配置。另外，在本实施方式中，以设置有6个固定部15的情况为例进行说明，但本发明并不限定于该方式。固定部15只要至少设置2个以上即可。另外，图2是示意性地表示研磨装置1的基台部10的主要部分及驱动带轮40的俯视图。在该图中，假想地示出作为被加工透镜4被研磨的位置的研磨位置A～E、以及研磨结束后的被加工透镜4被更换为研磨前的被加工透镜的位置即被加工物更换位置F。

固定部15在中心部具有相对于基台部10的工作台11向竖直方向突出的突出部15a和从突出部15a的侧周面突出的一对旋转防止部15b。一对旋转防止部15b以相对于突出部15a向相互相反的方向突出的方式设置。另外，突出部15a以及旋转防止部15b能够与被加工物保持部20的下端部嵌合。固定部15也可以以其中心轴为中心能够旋转地设置在工作台11上。在该情况下，优选将各固定部15与控制部60电连接，根据控制部60的动作指令来控制其动作。

在基台部10的工作台11中，在与设置有固定部15的一侧相反的背面侧，如图3所示，以与固定部15(被加工物保持部20)的设置位置对应的方式设置有6个从动带轮16。图3是示意性地表示在研磨装置1的基台部10中底面侧的主要部分以及驱动带轮40的仰视图。在6个从动带轮16中的5个从动带轮16的外周架设有无端带41。这5个从动带轮16位于与研磨位置A～E对应的位置。另外，在位于与被加工物更换位置F对应的位置的从动带轮16上未架设有无端带41。无端带41也架设于驱动带轮40，若驱动带轮40旋转，则经由无端带41向5个从动带轮16传递动力。由此，能够在轴部3上使基台部10以基台部10的中心轴为中心向一个方向旋转驱动。

被加工物保持部20如图4的(a)所示，其内部为空洞，能够在其上端部保持平凸状的被加工透镜4。图4的(a)是示意性地表示能够保持被加工透镜4的被加工物保持部20的立体图。在上端部设置有能够以使被加工透镜4的被研磨面(凸状面)露出的方式保持被加工透镜4的载置部21。载置部21的载置面21a以高度位置比周缘部21b低的方式设置有台阶。由此，载置部21能够以嵌入被加工透镜4的方式进行载置。另外，在周缘部21b的一部分设置有切口部24。切口部24在被加工物保持部20的侧壁部25中，朝向下端部的方向以任意的距离呈直线状延伸。由此，在将被加工透镜4嵌入并载置于载置部21上时，能够根据被加工透镜4的大小使周缘部21b扩径。而且，在被加工物保持部20的侧壁部25设置有贯通被加工物保持部20的一对贯通孔26。经由该一对贯通孔26，例如使螺栓贯通侧壁部25，将贯通的螺栓从相反侧利用螺母紧固，由此能够实现周缘部21b的缩径。由此，能够利用周缘部21b固定被加工透镜4，抑制从载置部21脱离。

另外，如图4的(b)所示，在被加工物保持部20的下端部设有能够供基台部10的固定部15中的突出部15a插入的插入部22。图4的(b)是表示被加工物保持部20的下端部的仰视图。另外，在被加工物保持部20的下端部也设置有能够与固定部15的突出部15a嵌合的一对嵌合槽部23。一对嵌合槽部23与插入部22连通。

被加工物研磨部30以在对被加工透镜4进行研磨的5个研磨位置A～E与保持于被加工物保持部20的被加工透镜4对置配置的方式分别设置(参照图2)。另外，被加工物研磨部30未设置于用于进行研磨结束后的被加工透镜4的更换的被加工物更换位置F(参照图2)。

如图5和图6所示，被加工物研磨部30具备研磨具31、驱动部32、研磨液供给部33以及研磨部侧飞散防止部34。图5是表示利用被加工物研磨部30对被加工物保持部20所保持的被加工透镜4进行研磨的情形的剖面示意图。图6是表示研磨具31的研磨面31b的概略结构的俯视图。

如图5和图6所示，研磨具31具备主体部31a、研磨面31b、内螺纹部31c以及研磨液供给孔31d。在主体部31a中，在与被加工透镜4对置的一侧设置有用于对被加工透镜4进行研磨的研磨面31b。研磨面31b的形状为大致凹状，能够一边与被加工透镜4的被研磨面进行面接触并按压一边进行研磨。作为研磨面31b，由聚氨酯等研磨垫构成。但是，研磨面31b的形状并不限定于大致凹状的情况，能够根据被加工透镜的形状、研磨条件适当变更。另外，研磨面31b并不限定于研磨垫的情况，例如也可以使用磨石、颗粒等。

在主体部31a中，在与被加工透镜4对置一侧的相反侧设置有内螺纹部31c。内螺纹部31c与后述的连接部32a的外螺纹部螺合。由此，研磨具31与驱动部32连结。

在主体部31a以及研磨面31b设置有用于向研磨面31b供给研磨液的3个研磨液供给孔31d。另外，在研磨面31b，与研磨液供给孔31d连通的排出路31e朝向研磨面31b的周缘部延伸。由此，能够将从各研磨液供给孔31d供给的研磨液经由排出路31e排出。另外，在本发明中，研磨液供给孔31d及排出路31e只要在主体部31a及研磨面31b设置至少1个即可。研磨液供给孔31d及排出路31e的数量没有特别限定。

驱动部32能够使与连接部32a连接的研磨具31绕研磨具31的轴心旋转。另外，驱动部32以研磨具31的研磨面31b压接(抵接)于被加工透镜4的被研磨面的状态进行研磨的方式，将研磨具31按压于被加工透镜4。驱动部32与控制部60电连接，根据控制部60的动作指令来控制其动作。

研磨液供给部33将从研磨液贮存部50供给的研磨液供给至研磨具31的研磨面31b与被加工透镜4的被研磨面之间。在使研磨具31旋转来研磨被加工透镜4的情况下，优选研磨液供给部33不与研磨液供给孔31d连通。另一方面，研磨液供给部33在仅使被加工物保持部20旋转而对被加工透镜4进行研磨的情况下，也可以与研磨液供给孔31d连通。

如图5所示，研磨部侧飞散防止部34遮蔽研磨具31的周围。研磨部侧飞散防止部34至少下垂至研磨具31对被加工透镜4的研磨位置。由此，在利用研磨具31进行的被加工透镜4的研磨中，能够防止研磨液飞散到周围。

另外，被加工物研磨部30在对被加工透镜4进行研磨时，能够使研磨具31相对于被加工透镜4以任意的角度倾斜地进行研磨。由此，能够适当调整被加工透镜4的被研磨面的研磨区域。其结果是，例如，在使研磨具31从竖直方向与被加工透镜4抵接的情况下，难以进行被加工透镜4的头顶部的研磨，但通过在相对于该竖直方向以任意的角度倾斜的状态下使研磨具31抵接，能够容易地进行头顶部的研磨。

如上所述，驱动带轮40经由无端带41而与在基台部10的工作台11的背面侧设置的5个从动带轮16连结。从动带轮16与控制部60电连接，根据该控制部60的动作指令来控制其动作。另外，驱动带轮40也可以构成为经由无端带41与基台部10直接连结。在该情况下，无端带41优选卷绕于基台部10的外周。即使在这样的情况下，当驱动带轮40旋转时，动力经由无端带41传递到基台部10，在轴部3上，基台部10能够以其中心轴为中心向一个方向旋转驱动。

研磨液贮存部50在其内部贮存有研磨液。在研磨液贮存部50连接有多个用于向各被加工物研磨部30供给研磨液的供给管51。而且，在各供给管51的路径中分别设置有开闭阀52。开闭阀52例如也可以由控制部60控制其开闭。在该情况下，若根据控制部60的动作指令对开闭阀52进行打开，则研磨液经由供给管51而分别被压送到各被加工物研磨部30。

控制部60与研磨装置1的各部电连接，统一或部分地控制研磨装置1的动作。例如，控制部60能够控制被加工物研磨部30、开闭阀52、被加工物保持部20等各部的动作。这里，控制部60例如能够由具有运算部和存储部的计算机构成。在存储部中，例如预先存储有研磨条件、驱动带轮40的驱动条件。作为研磨条件，例如可举出被加工物研磨部30的研磨具31的转速、研磨时间及被研磨面中的研磨区域等。另外，在使被加工物保持部20旋转的情况下，可举出其转速及旋转(研磨)时间等。进而，作为驱动带轮40的驱动条件，可列举出与驱动带轮40的转速、研磨时间对应的驱动带轮40的驱动时间等。

(研磨方法)

接着，以下对使用了本实施方式的研磨装置1的被加工透镜的研磨方法进行说明。

首先，使保持研磨前的被加工透镜的被加工物保持部20固定于被加工物更换位置F的固定部15。并且，通过控制部60的动作控制使驱动带轮40旋转驱动。由此，基台部10的工作台11向图2的箭头X所示的方向旋转，在被加工物更换位置F固定于固定部15的被加工物保持部20被输送到研磨位置A。

当被加工物保持部20被搬送至研磨位置A时，研磨前的被加工透镜通过被设置于研磨位置A的被加工物研磨部30以规定的研磨条件进行研磨。被加工物研磨部30的研磨通过控制部60的动作控制来进行。另外，在研磨位置A被研磨的期间，在被加工物更换位置F，补充研磨前的新的被加工透镜。即，保持有研磨前的新的被加工透镜的被加工物保持部20被固定于位于被加工物更换位置F的固定部15。

当在研磨位置A结束研磨且在被加工物更换位置F结束研磨前的新的被加工透镜的补充时，通过控制部60的动作控制，再次使驱动带轮40旋转驱动。由此，基台部10的工作台11再次向箭头X所示的方向旋转，在研磨位置A被研磨的被加工透镜在被保持于被加工物保持部20的状态下被输送到研磨位置B。接着，该被加工透镜通过设置于研磨位置B的被加工物研磨部30，以规定的研磨条件进行研磨。另外，在被加工物交换位置F补充的研磨前的新的被加工透镜被输送到研磨位置A。然后，研磨前的新的被加工透镜通过设置于研磨位置A的被加工物研磨部30，以规定的研磨条件进行研磨。

这样，在被加工物交换位置F补充的研磨前的被加工透镜通过基台部10的工作台11的间歇旋转而从研磨位置A依次输送到研磨位置E。然后，在各研磨位置A～E，通过分别设置的被加工物研磨部30在规定的研磨条件下进行研磨。在研磨位置A～E中所有的研磨结束，再次返回被加工物更换位置F时，研磨结束后的被加工透镜在该被加工物更换位置F与研磨前的被加工透镜进行更换。

如上所述，通过使用本实施方式的研磨装置1的研磨方法，例如，通过使各研磨位置A～E的研磨条件、所具备的各被加工物研磨部30不同等，能够灵活地应对多种外形规格，制造高精度的透镜。另外，能够一边在各研磨位置A～E分别进行被加工透镜的研磨，一边将研磨结束后的被加工透镜更换为研磨前的被加工透镜，无需为了更换被加工透镜而使研磨装置1停止。因此，与以往的研磨装置相比，能够大幅提高生产率及操作性。