ツルーイング方法及びツルーイング装置
【課題】ツルアから遊離した砥粒の研磨作用を効率よく利用すると共に、砥石の回転軸の指向方向を変化させる必要がない簡単な装置により砥石の外周部を成形することが可能なツルーイング方法を提供する
【解決手段】砥石６を支持する支持部９が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸のそれぞれに沿った方向に移動するに際し、回転軸７の軸心７１は常にＹ軸方向を指向している。そして、円錐面に形成されたツルア１の砥面２により、砥石６の外周部８を成形するに際し、砥面２を形成する母線５上の点Ｐ１における法線と、外周部８上の点Ｐ２１における法線とのそれぞれの方向が同一となるように、ツルア１と砥石６との位置関係が保持されている。即ち、点Ｐ１と点Ｐ２１とが接触した接触部が、母線５に沿って移動するようになっている。
【解決手段】砥石６を支持する支持部９が、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸のそれぞれに沿った方向に移動するに際し、回転軸７の軸心７１は常にＹ軸方向を指向している。そして、円錐面に形成されたツルア１の砥面２により、砥石６の外周部８を成形するに際し、砥面２を形成する母線５上の点Ｐ１における法線と、外周部８上の点Ｐ２１における法線とのそれぞれの方向が同一となるように、ツルア１と砥石６との位置関係が保持されている。即ち、点Ｐ１と点Ｐ２１とが接触した接触部が、母線５に沿って移動するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石のツルーイングに関し、特にはレンズ、プリズム或いは凹面反射鏡等の高精度光学素子の研削加工に用いられる砥石の形状を成形するツルーイング方法及びツルーイング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、凹面反射鏡等の高精度光学素子を、研削加工のみにより形成することが行われている。この研削加工に用いられる砥石は円盤状をなし、その外周部の断面形状は円弧状となっている場合が多い。そして、この砥石の外周部の形状を成形するために、種々形状のツルアが用いられている。
【０００３】
その一つのツルアに、直交ツルアと称されるものがある。この直交ツルアは、その回転軸が、平面視において砥石の回転軸に対して直交するように配置されているものである。そして、直交ツルアの回転軸を砥石の外周部の断面形状に沿わせて移動させながら、その断面形状を所定形状に成形するものである。また、直交ツルア以外のツルアも種々開示されている。
【０００４】
特許文献１には、円錐面を有する算盤球状のツルアが開示されている。そして、この公報の段落番号［００３３］及び図６において、プログラムによって砥石とツルアとを所望の曲率半径で相対移動させて、砥石のエッジ部に所望の曲率形状を形成させる方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、円盤状平面のツルアを用いて砥石の外周部を成形する技術が開示されている。砥石の外周部を成形するために、砥石の回転軸の指向方向を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７７９４６号公報
【特許文献２】特開２００６−２１８５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の直交ツルアの場合、その回転軸の指向する方向を変化させる必要がないので、装置は比較的簡単なものとなる。ところが、砥石の成形に際して直交ツルアから遊離した砥粒は、直交ツルアの表面に滞留し難く、直交ツルアから脱落し易い。従って、遊離砥粒による砥石の成形面に対する研磨効果は小さく、後工程としての砥石のドレッシングを省略することは難しい。
【０００８】
特許文献１の方法によれば、算盤球状ツルアの鋭角な角部で砥石のエッジ部を研削するので、直交ツルアの場合と同様に遊離砥粒は脱落しやすく、その研磨効果は小さい。このため、遊離砥粒による研磨効果を得るために、ツルアの円錐面状の部分で砥石を研削して、遊離砥粒がツルア表面に滞留し易いようにすることが考えられる。ところが、この研削方法においては、砥石のエッジ部に所望の曲率形状を形成させるために、砥石の回転軸の指向方向を変化させる必要がある。従って、特許文献１の装置は、直交ツルアの装置に比べて複雑な構造とならざるを得ない。
【０００９】
特許文献２に開示されている方法では、ツルア表面が垂直面であるため、遊離砥粒は、ツルア表面から容易に脱落する。このため、例えば図９に示すように、ツルア２１の表面２２を水平面とすれば、遊離砥粒は滞留し易くなるので、遊離砥粒の研磨効果は、特許文献１の方法に比べても大きくなると思われる。しかし、特許文献１の場合と同様に、砥石２３の回転軸２４の指向方向を変化させなければならないので、特許文献２に係る装置においても、構造の複雑化は避けられない。
【００１０】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ツルアから遊離した砥粒の研磨作用を効率よく利用すると共に、砥石の回転軸の指向方向を変化させる必要がない簡単な装置により、砥石の外周部を成形することが可能なツルーイング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するために請求項１に記載のツルーイング方法の発明は、円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアを用いて、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向する回転軸に回転可能に支持された砥石を成形するに際し、回転する前記砥石の外周部と、回転する前記ツルアの砥面とを接触させながら、前記砥面を形成する円錐面の複数ヶ所の母線に沿って、前記外周部と砥面とが接触する接触部を移動させて外周部を研削することを特徴とするものである。
【００１２】
上記構成によれば、砥石の回転軸を第２軸方向に固定したまま、砥石を移動させるようにした。また、回転する砥石の外周部と、回転する前記ツルアの円錐面に形成された砥面とを所定の切り込み量において接触させながら、その接触部を、円錐面を形成する母線に沿って移動させるようにした。そして、この母線に沿う移動を複数ヶ所の母線に対して行うようにした。このため、遊離砥粒の研磨作用を効率的に利用すると共に、砥石の外周部を成形することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のツルーイング方法において、前記接触部を、前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿って移動させるに際し、一ヶ所の母線に沿って往復移動させた後、その母線に隣接する隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させ、前記往復移動と同様に前記接触部を前記隣接母線に沿って往復移動させて、これらの前記砥石の移動と前記接触部の前記円錐面の母線に沿った往復移動とを繰り返して、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のツルーイング方法において、前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含み前記第２軸に直交する平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、復移動として、前記他方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のツルーイング方法において、前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含むと共に、前記第１軸及び第２軸に平行な平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、前記他方の母線に隣接する他方の隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させた後、復移動として、前記他方の隣接母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に隣接する一方の隣接母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法において、前記ツルアから遊離して前記砥面に滞留する砥粒により、前記砥石の外周部を成形すると共に研磨して、前記砥石に対するドレッシングを省くことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載のツルーイング装置の発明は、請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法に用いられるツルーイング装置であって、頂点が上方を指向する円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアと、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向すると共に、砥石を支持可能な回転軸とを備え、前記砥石の成形に際し、前記砥石の外周部と前記円錐面に形成された砥面とが接する接触部を前記円錐面の母線に沿って移動させて、前記外周部の断面形状を円弧状に成形するために、前記回転軸を支持する支持部が前記第１軸、第２軸及び両軸に対して直角を成す第３軸のそれぞれに沿った方向の移動をすることを特徴とするものである。
【００１８】
上記構成によれば、砥面が円錐面に形成されたツルアを、その円錐面の頂点が上方を指向するように配置したので、砥石の成形に際して遊離した遊離砥粒が砥面に滞留しやすくなっている。このため、遊離砥粒による研磨効果を高めることができる。また、砥石の回転軸が常に第２軸方向を指向すると共に、回転軸を回転可能に支持する支持部を、第１軸、第２軸及び両軸に対して直角を成す第３軸のそれぞれに沿って移動可能であるようにした。このため、このツルーイングのための装置は、砥石の外周部とツルアの円錐面に形成された砥面とが接する接触部を、円錐面の母線に沿って移動させるだけで、砥石の回転軸の軸方向を変化させることなく、砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形可能な簡単な装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ツルアの円錐面に遊離砥粒を滞留させることができるので、ツルアから遊離した砥粒の研磨作用を効率よく利用すると共に、砥石の回転軸の指向方向を固定させた簡単な装置により砥石の外周部を成形することが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のツルーイング装置を示す平面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図。
【図３】砥石が母線に沿って移動することにより、外周部の一方の側が成形される態様を示す平面図。
【図４】同じ態様を示す側面図。
【図５】砥石が母線に沿って移動することにより、外周部の他方の側が成形される態様を示す平面図。
【図６】同じ態様を示す側面図。
【図７】第２実施形態のツルーイング方法を示す平面図。
【図８】第３実施形態のツルーイング方法を示す平面図。
【図９】従来技術のツルーイング装置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態のツルーイング装置及びツルーイング方法を図１〜図６を用いて説明する。なお、図１〜図６において、第１軸、第２軸及び第３軸のそれぞれのは、Ｚ軸、Ｙ軸、Ｘ軸として示されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本実施形態のツルーイング装置において、ツルア１は軸体４に支持され、その軸体４は図示しない基盤に回転可能に支持されている。このツルア１は、砥面２が円錐面に形成され、その円錐面を形成する母線５とツルア１の軸心１１との交点である頂点３が上方を指向するように配置されている。
【００２３】
また、砥石６は、支持部９に回転可能に支持される回転軸７に取り付けられている。支持部９は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸のそれぞれに沿った方向に移動自在に図示しない基体に設置されている。この支持部９の移動は、コンピューターの数値制御により制御されている。そして、支持部９が３軸のそれぞれに沿った方向に移動するに際し、回転軸７の軸心７１は常にＹ軸方向を指向している。
【００２４】
更に、ツルア１により砥石６の外周部８を成形するに際し、砥面２を形成する母線５上の点Ｐ１における法線Ｈ１と、外周部８上の点Ｐ２１における法線Ｈ６とのそれぞれの方向が同一となるように、ツルア１と砥石６との位置関係が保持されている。即ち、所定の切り込み量によって、点Ｐ１と点Ｐ２１とが接触した接触部が、支持部９の移動に伴って、母線５に沿って移動するようになっている。この場合、砥石６の軸心７１の方向がＹ軸方向を指向しているので、砥石６は、母線５に沿って斜めの姿勢で移動する。なお、本実施形態の点Ｐ２１は、図２に示すように、砥石６の下側の外周部８上に位置している。
【００２５】
次に、図３〜図７を用いて、本実施形態のツルーイング方法を説明する。
本実施形態においては、母線５に沿った砥石６の移動は、一ヶ所の母線５に対して往復移動するようになっている。そして、その一往復の後に、砥石６は、所定の間隔で隣接する隣接母線５１に沿った移動が可能となる位置に移動される。
【００２６】
図３及び図４において、砥石６１は、ツルア１の砥面２における母線５上の点Ｐ１に対応する外周部８上の点Ｐ２１が、母線５の延長線上の下方に位置する砥石６を示す。砥石６のツルーイングに際して、ツルア１及び砥石６は回転している。本実施形態の砥石６の回転方向は、Ｙ軸方向に見たとき、時計回りとなっている。そして、往移動として、この砥石６が母線５に沿って上昇方向へ移動し、点Ｐ１と点Ｐ２１とが所定の切り込み量で接触することによって接触部Ｐ２が生じた砥石６が、砥石６２として示されている。この接触部Ｐ２が母線５に沿って砥面２上を移動する間に、砥石６の外周部８が砥面２により研削される。この研削において、ツルア１から遊離した砥粒は円錐面の砥面２上に滞留しやすいので、砥石６の外周部８は、砥粒により研削と同時に研磨される。そして、母線５の延長線上の上方に移動した砥石６３においては、点Ｐ１と点Ｐ２１との接触状態が解かれている。
【００２７】
次に、復移動として、往移動の際の切り込み量と同量の切り込み量とした上で、砥石６を同一母線５に沿って下降方向へ移動させ、接触部Ｐ２が母線５に沿って砥面２上を移動する間に、砥石６の外周部８が砥面２により再度研削される。この母線５に沿った往復移動により、点Ｐ２１が存在する部分の外周部８が所定形状に成形される。この同一母線５に沿った往復移動の後、点Ｐ２１に所定間隔で内側に隣接する外周部８上の図示しない点が、母線５に所定間隔で隣接する隣接母線５１の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、母線５に沿った往復移動と同様に、砥石６は隣接母線５１に沿って往復移動される。更に、隣接母線５１の内側に位置する母線に対して順次同様の砥石６の往復移動が繰り返される。そして、砥石６の厚さ方向の中心と、Ｙ軸に直交する平面上の母線５とが対応する位置における砥石６の往復移動によって、軸心７１方向の外周部８の片側の成形工程が終了する。
【００２８】
更に、図５及び図６に示すように、軸心７１方向において、成形が終了した一方の側の部分とは反対側の他方の片側の外周部８の成形を行う。この場合も、同一母線５に沿った往復移動の後、点Ｐ２１に所定間隔で内側に隣接する外周部８上の図示しない点が、母線５に所定間隔で隣接する隣接母線５２の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、母線５に沿った往復移動と同様に、砥石６は隣接母線５２に沿って往復移動される。更に、隣接母線５２の内側に位置する母線に対して順次同様の砥石６の往復移動が繰り返される。そして、砥石６の厚さ方向の中心と、Ｙ軸に直交する平面上の母線５とが対応する位置に至る直前における砥石６の往復移動によって、軸心７１方向の外周部８の他方の片側の成形工程が終了する。
【００２９】
このような往復移動を、軸心７１に沿った方向において所定間隔で配置された外周部８上の複数の点に対応するように繰り返すことにより、砥石６の外周部８は断面形状が円弧状に成形される。また、ツルア１から遊離した砥粒の研磨作用により、外周部８のドレッシングを省略することができる。図２に示すように、母線５と軸心１１との角度Ｋは、本実施形態では９８度となっているので、砥面２は平面に近い円錐面となっている。このため、砥面２上に滞留する遊離砥粒の量は十分である。
【００３０】
なお、図３〜図６においては、点Ｐ２１が外周部８の端縁を除く部分に存在する態様を示した。しかし、通常、外周部８の成形は、両端縁のいずれかにおいて開始される。即ち、図７に示すように、外周部８の端縁８２に位置する点Ｐ２１ａと母線５３とが対応する位置から砥石６の往復移動が開始されたり、外周部８の端縁８１に位置する点Ｐ２１ｃと母線５５とが対応する位置から砥石６の往復移動が開始されたりする。
【００３１】
なお、上記実施形態では、同一母線５に対して砥石６が往復移動するようにし、その砥石６の往復移動を異なる位置の母線５に対して行うようにしたが、一つの母線５に対する砥石６の移動を上昇方向のみとし、この上昇方向の移動を異なる位置の母線５に対して行うようにしてもよい。この場合、砥石６の回転方向が上記のように時計回りであれば、ツルア１から遊離した砥粒は、円錐面の砥面２に滞留し易い。従って、砥粒の研磨作用を、より効果的に利用することができる。
【００３２】
従って、上記第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、砥石６が、ツルア１の砥面２を円錐面に形成する母線５に沿って移動する間に、母線５上の点Ｐ１と、砥石６の外周部８上の点Ｐ２１とが所定の切り込み量で接触する接触部Ｐ２において、外周部８を研削するようにした。この時、ツルア１と砥石６との位置関係が、点Ｐ１における法線Ｈ１と点Ｐ２１における法線Ｈ６とが同一方向となるようにした。また、砥石６の移動が、軸心７１の方向を、変化させることなく、常にＹ軸方向を指向した状態で行われるようにした。このため、比較的簡単な構造のツルーイング装置を用いるにも関らず、複数の母線５に対応させて砥石６を移動させることで、砥石６の外周部８を所定の形状に容易に成形するツルーイング方法を提供することができる。
【００３３】
（２）上記実施形態では、砥石６の母線５に沿った移動を、同一母線５に対して上下方向の往復移動として行うようにした。そして、砥石６の往復移動の後、外周部８上の点Ｐ２１に所定間隔で隣接する位置の点が、母線５に隣接する隣接母線５１或いは隣接母線５２の延長線上に位置するように砥石６を移動させるようにした。更に、隣接母線５１或いは隣接母線５２に沿って砥石６を往復移動させるようにした。そして、同様の往復移動を繰り返すようにした。このため、砥石６の外周部８の断面形状を、効率よく円弧状に形成することが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【００３４】
（３）上記実施形態では、ツルア１の砥面２を円錐面に形成し、その円錐面の頂点３が上方を指向するようにツルア１を配置した。このため、ツルア１から遊離した砥粒が砥面２に滞留し易いので、その砥粒による研磨作用により、成形後の外周部８のドレッシングを省くことが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を、第１実施形態と異なる部分を中心に図７を用いて説明する。なお、ツルーイング装置は同一のものを用いるので、その説明を省略する。また、図７において、第２軸及び第３軸の両軸は、Ｙ軸及びＸ軸として示されている。
【００３６】
図７に示すように、本実施形態のツルーイング方法は、ツルア１の中心を通る軸心１１（図２参照）を含みＹ軸に直交する平面ＨＭ１に対して対称位置にある二ヶ所の母線５３及び母線５５のいずれかに対応するように、砥石６の外周部８の成形を開始するものである。そして、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った砥石６の往復移動によって、砥石６の外周部８を成形するものである。ここでは、母線５３に対応する位置にある砥石６を砥石６ａとし、母線５５に対応する位置にある砥石６を砥石６ｃとして示している。平面ＨＭ１に対して左方（図７における下方）に位置する砥石６ａから成形を開始する場合について説明する。
【００３７】
砥石６ａの一方の端縁８２における点Ｐ２１ａは、ツルア１の砥面２を形成する円錐面の一つの母線５３の延長線上に位置している。そして、所定の切り込み量で、砥石６が母線５３に沿って上昇方向に移動することによって、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。そして、砥石６が母線５３の上方の延長線上に移動して、砥石６と砥面２とが非接触状態となった後に、砥石６ｃの他方の端縁８１における点Ｐ２１ｃが、母線５５の上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。次に、母線５３に沿って移動したときと同様の切り込み量で、砥石６が母線５５に沿って下降方向に移動する間に、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。これらの上昇方向と下降方向とにおける砥石６の移動が往復移動のうちの往移動である。
【００３８】
復移動としては、母線５５の下方の延長線上において、砥石６ｃの位置を切り込み量が増える方向に調節した後、砥石６を母線５５に沿って上昇方向に移動させて、砥石６の外周部８が研削される。その後、砥石６ａの一方の端縁８２における点Ｐ２１ａが母線５３の上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、砥石６を下降方向に移動させることによって、砥石６の外周部８が研削された後、砥石６は再び往復移動の開始位置である砥石６ａの状態となる。これらの全行程が、本実施形態の一往復移動である。
【００３９】
更に、点Ｐ２１ａに隣接する図示しない点が、母線５３に隣接する隣接母線５３ａの延長線上に位置するように、砥石６を移動させた後、砥石６は、隣接母線５３ａ及び母線５５に隣接する隣接母線５５ａに沿って、母線５３及び母線５５に沿った往復移動と同様に往復移動される。このようにして、砥石６の往復移動を繰り返した後、砥石６ｂの厚さ方向において外周部８上の中心に位置する点Ｐ２１ｂが、平面ＨＭ１上の母線５４に沿うように砥石６を往復移動させて、砥石６の外周部８の断面形状を円弧状とする成形が完了する。
【００４０】
そして、この第２実施形態においては、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（４）上記実施形態では、ツルア１の軸心１１を含みＹ軸に直交する平面ＨＭ１に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、続けて砥石６の往復移動を行うことにより、砥石６の外周部８を研削するようにした。この研削は、例えば、砥石６の往移動として、一方の母線５３に沿った上方移動の後、続けて他方の母線５５に沿った下方移動をさせ、次に砥石６の復移動として、母線５５に沿った上方移動の後、続けて母線５３に沿った下方移動をさせて行われるようにした。このように、二ヶ所の母線に沿った砥石６の往復移動において、逆方向への移動方向の変更は一回で済むので、砥石６を支持する支持部９の移動制御をスムーズに行うことが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を、第１及び第２実施形態と異なる部分を中心に図８を用いて説明する。なお、ツルーイング装置は同一のものを用いるので、その説明を省略する。また、図８において、第２軸及び第３軸の両軸は、Ｙ軸及びＸ軸として示されている。
【００４２】
図８に示すように、本実施形態のツルーイング方法は、ツルア１の中心を通る軸心１１（図２参照）を含みＸ軸に直交する平面ＨＭ２に対して対称位置にある二ヶ所の母線５３及び母線５６のうちの母線５３に対応するように、砥石６の外周部８の成形を開始するものである。そして、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った砥石６の往復移動によって、砥石６の外周部８を成形するものである。ここでは、母線５３に対応する位置にある砥石６を砥石６ａとし、母線５６に対応する位置にある砥石６を砥石６ｄとして示している。砥石６ａは、平面ＨＭ２に対して右方（図８における下方）に位置する。
【００４３】
砥石６ａの一方の端縁８２における点Ｐ２１ａは、ツルア１の砥面２を形成する円錐面の一つの母線５３の下方の延長線上に位置している。そして、所定の切り込み量で、砥石６が母線５３に沿って上昇方向に移動することによって、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。そして、砥石６が母線５３の上方の延長線上に移動して、砥石６と砥面２とが非接触状態となった後に、砥石６ｄの端縁８２における点Ｐ２１ｄが、母線５６の上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。なお、端縁８２における点Ｐ２１ｃと点Ｐ２１ｄとは、軸心７１を含みＺ軸に平行な面に対して対称位置にある。次に、母線５３に沿って移動したときと同様の切り込み量で、砥石６が母線５６に沿って下降方向に移動する間に、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。これらの上昇方向と下降方向とにおける砥石６の移動が往復移動のうちの往移動である。
【００４４】
次に、砥石６ｄの点Ｐ２１ｄに隣接する図示しない隣接点が、母線５６に隣接する隣接母線５６ａの下方の延長線上に位置するように、砥石６を移動させると共に所定の切り込み量とした後、砥石６の復移動が開始される。隣接母線５６ａに沿って上昇方向に移動された砥石６は、前記隣接点がある端縁８２の内側部分において外周部８が研削される。その後、砥石６ａの端縁８２の点Ｐ２１ａに隣接する図示しない隣接点が、隣接母線５３ａの上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、砥石６を隣接母線５３ａに沿って下降方向に移動させることによって、砥石６の外周部８は、前記隣接点がある端縁８２の内側部分において研削される。更に、砥石６は、隣接母線５３ａに隣接する図示しない隣接母線に対応する位置に移動される。これらの全行程が、本実施形態の一往復移動である。
【００４５】
このようにして、ツルア１の異なる母線に対して砥石６の往復移動を繰り返した後、砥石６は、砥石６ｂの厚さ方向において外周部８上の中心に位置する点Ｐ２１ｂが、平面ＨＭ１上の母線５４及び母線５７に沿うように、往復移動される。
【００４６】
更に、外周部８上の中心位置と他方の端縁８１との間において、所定間隔で複数配置された外周部８上の図示しない点と、それらと対称位置にある図示しない点とが、複数の母線に対応して往復移動されるようにする。ここでいう対称位置とは、２点が軸心７１を含みＺ軸に平行な面に対して対称位置にあることをいう。そして、砥石６が、母線５５に沿って上昇方向に移動した後、母線５８に沿って下降方向に移動するか、母線５８に沿って上昇方向に移動した後、母線５５に沿って下降方向に移動するかして、砥石６の外周部８の研削の１サイクルが終了する。外周部８の研削は、必要に応じて複数サイクル行われる。
【００４７】
なお、上記１サイクの研削においては、砥石６が砥石６ａの位置から砥石６ｃの位置へと移動する間に、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った往復移動が複数行われることにより、外周部８が研削される態様が示されている。しかし、砥石６ｂと砥石６ｅとの間の砥石６の移動の後、砥石６を砥石６ｃ又は砥石６ｆの位置に移動させ、そこを開始点として、砥石６ｂ又は砥石６ｅに向かって砥石６を移動させると共に、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った往復移動が複数行われるようにすることもできる。
【００４８】
本実施形態においては、ツルア１は図８に示すように回転方向ＲＴが反時計方向となっている。このため、砥石６が母線５３に沿って上昇する場合と、砥石６が母線５６に沿って下降する場合とでは、砥石６の一方の端縁８２に対するツルア１の研削方向は大きく異なる。砥石６が他の母線に沿って上昇及び下降移動する場合も同様に研削方向は異なる。特に、点Ｐ２１ｂを母線５４に沿って移動させる場合と、点Ｐ２１ｅを母線５７に沿って移動させる場合とでは、砥石６に対するツルア１の研削方向は、正反対となる。このように研削方向が変化することにより、砥石６がマトリックス型砥石である場合、砥粒の陰に結合剤が残るボンドテールと称される現象が生じ難い。従って、本実施形態による方法によれば、より好ましいツルーイングが行われる。
【００４９】
そして、この第３実施形態においては、第１及び第２実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（５）上記実施形態では、ツルア１の中心を通る軸心１１を含みＸ軸に直交する平面ＨＭ２に対して対称位置にある二ヶ所の母線、例えば、母線５３及び母線５６のそれぞれに対応するように、砥石６を移動させて砥石６の外周部８を成形するようにした。そして、この二ヶ所の母線に沿った砥石６の移動のそれぞれの間に、砥石６に対するツルア１の研削方向が、大きく異なるようになる。このため、ボンドテール現象が生じ難いので、砥石６のツルーイングをより好ましい状態で行うことができる。
【００５０】
（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 砥石６の回転方向をＹ軸方向に見て時計回りとしたが、反時計回りとすること。
・ 砥石６の外周部８の断面形状を円弧状としたが、円弧状以外の曲面とすること。
・ 第３実施形態において、ツルア１の回転方向ＲＴを反時計回りとしたが、時計回りとすること。
【符号の説明】
【００５１】
Ｐ２…接触部、ＨＭ１，ＨＭ２…平面、１…ツルア、２…砥面、３…頂点、５，５３，５４，５５，５６，５７，５８…母線、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６１，６２，６３…砥石、７…回転軸、８…外周部、９…支持部、５１，５２，５３ａ，５５ａ，５６ａ…隣接母線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥石のツルーイングに関し、特にはレンズ、プリズム或いは凹面反射鏡等の高精度光学素子の研削加工に用いられる砥石の形状を成形するツルーイング方法及びツルーイング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、凹面反射鏡等の高精度光学素子を、研削加工のみにより形成することが行われている。この研削加工に用いられる砥石は円盤状をなし、その外周部の断面形状は円弧状となっている場合が多い。そして、この砥石の外周部の形状を成形するために、種々形状のツルアが用いられている。
【０００３】
その一つのツルアに、直交ツルアと称されるものがある。この直交ツルアは、その回転軸が、平面視において砥石の回転軸に対して直交するように配置されているものである。そして、直交ツルアの回転軸を砥石の外周部の断面形状に沿わせて移動させながら、その断面形状を所定形状に成形するものである。また、直交ツルア以外のツルアも種々開示されている。
【０００４】
特許文献１には、円錐面を有する算盤球状のツルアが開示されている。そして、この公報の段落番号［００３３］及び図６において、プログラムによって砥石とツルアとを所望の曲率半径で相対移動させて、砥石のエッジ部に所望の曲率形状を形成させる方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、円盤状平面のツルアを用いて砥石の外周部を成形する技術が開示されている。砥石の外周部を成形するために、砥石の回転軸の指向方向を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７７９４６号公報
【特許文献２】特開２００６−２１８５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の直交ツルアの場合、その回転軸の指向する方向を変化させる必要がないので、装置は比較的簡単なものとなる。ところが、砥石の成形に際して直交ツルアから遊離した砥粒は、直交ツルアの表面に滞留し難く、直交ツルアから脱落し易い。従って、遊離砥粒による砥石の成形面に対する研磨効果は小さく、後工程としての砥石のドレッシングを省略することは難しい。
【０００８】
特許文献１の方法によれば、算盤球状ツルアの鋭角な角部で砥石のエッジ部を研削するので、直交ツルアの場合と同様に遊離砥粒は脱落しやすく、その研磨効果は小さい。このため、遊離砥粒による研磨効果を得るために、ツルアの円錐面状の部分で砥石を研削して、遊離砥粒がツルア表面に滞留し易いようにすることが考えられる。ところが、この研削方法においては、砥石のエッジ部に所望の曲率形状を形成させるために、砥石の回転軸の指向方向を変化させる必要がある。従って、特許文献１の装置は、直交ツルアの装置に比べて複雑な構造とならざるを得ない。
【０００９】
特許文献２に開示されている方法では、ツルア表面が垂直面であるため、遊離砥粒は、ツルア表面から容易に脱落する。このため、例えば図９に示すように、ツルア２１の表面２２を水平面とすれば、遊離砥粒は滞留し易くなるので、遊離砥粒の研磨効果は、特許文献１の方法に比べても大きくなると思われる。しかし、特許文献１の場合と同様に、砥石２３の回転軸２４の指向方向を変化させなければならないので、特許文献２に係る装置においても、構造の複雑化は避けられない。
【００１０】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ツルアから遊離した砥粒の研磨作用を効率よく利用すると共に、砥石の回転軸の指向方向を変化させる必要がない簡単な装置により、砥石の外周部を成形することが可能なツルーイング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するために請求項１に記載のツルーイング方法の発明は、円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアを用いて、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向する回転軸に回転可能に支持された砥石を成形するに際し、回転する前記砥石の外周部と、回転する前記ツルアの砥面とを接触させながら、前記砥面を形成する円錐面の複数ヶ所の母線に沿って、前記外周部と砥面とが接触する接触部を移動させて外周部を研削することを特徴とするものである。
【００１２】
上記構成によれば、砥石の回転軸を第２軸方向に固定したまま、砥石を移動させるようにした。また、回転する砥石の外周部と、回転する前記ツルアの円錐面に形成された砥面とを所定の切り込み量において接触させながら、その接触部を、円錐面を形成する母線に沿って移動させるようにした。そして、この母線に沿う移動を複数ヶ所の母線に対して行うようにした。このため、遊離砥粒の研磨作用を効率的に利用すると共に、砥石の外周部を成形することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のツルーイング方法において、前記接触部を、前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿って移動させるに際し、一ヶ所の母線に沿って往復移動させた後、その母線に隣接する隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させ、前記往復移動と同様に前記接触部を前記隣接母線に沿って往復移動させて、これらの前記砥石の移動と前記接触部の前記円錐面の母線に沿った往復移動とを繰り返して、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のツルーイング方法において、前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含み前記第２軸に直交する平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、復移動として、前記他方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のツルーイング方法において、前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含むと共に、前記第１軸及び第２軸に平行な平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、前記他方の母線に隣接する他方の隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させた後、復移動として、前記他方の隣接母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に隣接する一方の隣接母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法において、前記ツルアから遊離して前記砥面に滞留する砥粒により、前記砥石の外周部を成形すると共に研磨して、前記砥石に対するドレッシングを省くことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載のツルーイング装置の発明は、請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法に用いられるツルーイング装置であって、頂点が上方を指向する円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアと、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向すると共に、砥石を支持可能な回転軸とを備え、前記砥石の成形に際し、前記砥石の外周部と前記円錐面に形成された砥面とが接する接触部を前記円錐面の母線に沿って移動させて、前記外周部の断面形状を円弧状に成形するために、前記回転軸を支持する支持部が前記第１軸、第２軸及び両軸に対して直角を成す第３軸のそれぞれに沿った方向の移動をすることを特徴とするものである。
【００１８】
上記構成によれば、砥面が円錐面に形成されたツルアを、その円錐面の頂点が上方を指向するように配置したので、砥石の成形に際して遊離した遊離砥粒が砥面に滞留しやすくなっている。このため、遊離砥粒による研磨効果を高めることができる。また、砥石の回転軸が常に第２軸方向を指向すると共に、回転軸を回転可能に支持する支持部を、第１軸、第２軸及び両軸に対して直角を成す第３軸のそれぞれに沿って移動可能であるようにした。このため、このツルーイングのための装置は、砥石の外周部とツルアの円錐面に形成された砥面とが接する接触部を、円錐面の母線に沿って移動させるだけで、砥石の回転軸の軸方向を変化させることなく、砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形可能な簡単な装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ツルアの円錐面に遊離砥粒を滞留させることができるので、ツルアから遊離した砥粒の研磨作用を効率よく利用すると共に、砥石の回転軸の指向方向を固定させた簡単な装置により砥石の外周部を成形することが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のツルーイング装置を示す平面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図。
【図３】砥石が母線に沿って移動することにより、外周部の一方の側が成形される態様を示す平面図。
【図４】同じ態様を示す側面図。
【図５】砥石が母線に沿って移動することにより、外周部の他方の側が成形される態様を示す平面図。
【図６】同じ態様を示す側面図。
【図７】第２実施形態のツルーイング方法を示す平面図。
【図８】第３実施形態のツルーイング方法を示す平面図。
【図９】従来技術のツルーイング装置を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態のツルーイング装置及びツルーイング方法を図１〜図６を用いて説明する。なお、図１〜図６において、第１軸、第２軸及び第３軸のそれぞれのは、Ｚ軸、Ｙ軸、Ｘ軸として示されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本実施形態のツルーイング装置において、ツルア１は軸体４に支持され、その軸体４は図示しない基盤に回転可能に支持されている。このツルア１は、砥面２が円錐面に形成され、その円錐面を形成する母線５とツルア１の軸心１１との交点である頂点３が上方を指向するように配置されている。
【００２３】
また、砥石６は、支持部９に回転可能に支持される回転軸７に取り付けられている。支持部９は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸のそれぞれに沿った方向に移動自在に図示しない基体に設置されている。この支持部９の移動は、コンピューターの数値制御により制御されている。そして、支持部９が３軸のそれぞれに沿った方向に移動するに際し、回転軸７の軸心７１は常にＹ軸方向を指向している。
【００２４】
更に、ツルア１により砥石６の外周部８を成形するに際し、砥面２を形成する母線５上の点Ｐ１における法線Ｈ１と、外周部８上の点Ｐ２１における法線Ｈ６とのそれぞれの方向が同一となるように、ツルア１と砥石６との位置関係が保持されている。即ち、所定の切り込み量によって、点Ｐ１と点Ｐ２１とが接触した接触部が、支持部９の移動に伴って、母線５に沿って移動するようになっている。この場合、砥石６の軸心７１の方向がＹ軸方向を指向しているので、砥石６は、母線５に沿って斜めの姿勢で移動する。なお、本実施形態の点Ｐ２１は、図２に示すように、砥石６の下側の外周部８上に位置している。
【００２５】
次に、図３〜図７を用いて、本実施形態のツルーイング方法を説明する。
本実施形態においては、母線５に沿った砥石６の移動は、一ヶ所の母線５に対して往復移動するようになっている。そして、その一往復の後に、砥石６は、所定の間隔で隣接する隣接母線５１に沿った移動が可能となる位置に移動される。
【００２６】
図３及び図４において、砥石６１は、ツルア１の砥面２における母線５上の点Ｐ１に対応する外周部８上の点Ｐ２１が、母線５の延長線上の下方に位置する砥石６を示す。砥石６のツルーイングに際して、ツルア１及び砥石６は回転している。本実施形態の砥石６の回転方向は、Ｙ軸方向に見たとき、時計回りとなっている。そして、往移動として、この砥石６が母線５に沿って上昇方向へ移動し、点Ｐ１と点Ｐ２１とが所定の切り込み量で接触することによって接触部Ｐ２が生じた砥石６が、砥石６２として示されている。この接触部Ｐ２が母線５に沿って砥面２上を移動する間に、砥石６の外周部８が砥面２により研削される。この研削において、ツルア１から遊離した砥粒は円錐面の砥面２上に滞留しやすいので、砥石６の外周部８は、砥粒により研削と同時に研磨される。そして、母線５の延長線上の上方に移動した砥石６３においては、点Ｐ１と点Ｐ２１との接触状態が解かれている。
【００２７】
次に、復移動として、往移動の際の切り込み量と同量の切り込み量とした上で、砥石６を同一母線５に沿って下降方向へ移動させ、接触部Ｐ２が母線５に沿って砥面２上を移動する間に、砥石６の外周部８が砥面２により再度研削される。この母線５に沿った往復移動により、点Ｐ２１が存在する部分の外周部８が所定形状に成形される。この同一母線５に沿った往復移動の後、点Ｐ２１に所定間隔で内側に隣接する外周部８上の図示しない点が、母線５に所定間隔で隣接する隣接母線５１の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、母線５に沿った往復移動と同様に、砥石６は隣接母線５１に沿って往復移動される。更に、隣接母線５１の内側に位置する母線に対して順次同様の砥石６の往復移動が繰り返される。そして、砥石６の厚さ方向の中心と、Ｙ軸に直交する平面上の母線５とが対応する位置における砥石６の往復移動によって、軸心７１方向の外周部８の片側の成形工程が終了する。
【００２８】
更に、図５及び図６に示すように、軸心７１方向において、成形が終了した一方の側の部分とは反対側の他方の片側の外周部８の成形を行う。この場合も、同一母線５に沿った往復移動の後、点Ｐ２１に所定間隔で内側に隣接する外周部８上の図示しない点が、母線５に所定間隔で隣接する隣接母線５２の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、母線５に沿った往復移動と同様に、砥石６は隣接母線５２に沿って往復移動される。更に、隣接母線５２の内側に位置する母線に対して順次同様の砥石６の往復移動が繰り返される。そして、砥石６の厚さ方向の中心と、Ｙ軸に直交する平面上の母線５とが対応する位置に至る直前における砥石６の往復移動によって、軸心７１方向の外周部８の他方の片側の成形工程が終了する。
【００２９】
このような往復移動を、軸心７１に沿った方向において所定間隔で配置された外周部８上の複数の点に対応するように繰り返すことにより、砥石６の外周部８は断面形状が円弧状に成形される。また、ツルア１から遊離した砥粒の研磨作用により、外周部８のドレッシングを省略することができる。図２に示すように、母線５と軸心１１との角度Ｋは、本実施形態では９８度となっているので、砥面２は平面に近い円錐面となっている。このため、砥面２上に滞留する遊離砥粒の量は十分である。
【００３０】
なお、図３〜図６においては、点Ｐ２１が外周部８の端縁を除く部分に存在する態様を示した。しかし、通常、外周部８の成形は、両端縁のいずれかにおいて開始される。即ち、図７に示すように、外周部８の端縁８２に位置する点Ｐ２１ａと母線５３とが対応する位置から砥石６の往復移動が開始されたり、外周部８の端縁８１に位置する点Ｐ２１ｃと母線５５とが対応する位置から砥石６の往復移動が開始されたりする。
【００３１】
なお、上記実施形態では、同一母線５に対して砥石６が往復移動するようにし、その砥石６の往復移動を異なる位置の母線５に対して行うようにしたが、一つの母線５に対する砥石６の移動を上昇方向のみとし、この上昇方向の移動を異なる位置の母線５に対して行うようにしてもよい。この場合、砥石６の回転方向が上記のように時計回りであれば、ツルア１から遊離した砥粒は、円錐面の砥面２に滞留し易い。従って、砥粒の研磨作用を、より効果的に利用することができる。
【００３２】
従って、上記第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、砥石６が、ツルア１の砥面２を円錐面に形成する母線５に沿って移動する間に、母線５上の点Ｐ１と、砥石６の外周部８上の点Ｐ２１とが所定の切り込み量で接触する接触部Ｐ２において、外周部８を研削するようにした。この時、ツルア１と砥石６との位置関係が、点Ｐ１における法線Ｈ１と点Ｐ２１における法線Ｈ６とが同一方向となるようにした。また、砥石６の移動が、軸心７１の方向を、変化させることなく、常にＹ軸方向を指向した状態で行われるようにした。このため、比較的簡単な構造のツルーイング装置を用いるにも関らず、複数の母線５に対応させて砥石６を移動させることで、砥石６の外周部８を所定の形状に容易に成形するツルーイング方法を提供することができる。
【００３３】
（２）上記実施形態では、砥石６の母線５に沿った移動を、同一母線５に対して上下方向の往復移動として行うようにした。そして、砥石６の往復移動の後、外周部８上の点Ｐ２１に所定間隔で隣接する位置の点が、母線５に隣接する隣接母線５１或いは隣接母線５２の延長線上に位置するように砥石６を移動させるようにした。更に、隣接母線５１或いは隣接母線５２に沿って砥石６を往復移動させるようにした。そして、同様の往復移動を繰り返すようにした。このため、砥石６の外周部８の断面形状を、効率よく円弧状に形成することが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【００３４】
（３）上記実施形態では、ツルア１の砥面２を円錐面に形成し、その円錐面の頂点３が上方を指向するようにツルア１を配置した。このため、ツルア１から遊離した砥粒が砥面２に滞留し易いので、その砥粒による研磨作用により、成形後の外周部８のドレッシングを省くことが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を、第１実施形態と異なる部分を中心に図７を用いて説明する。なお、ツルーイング装置は同一のものを用いるので、その説明を省略する。また、図７において、第２軸及び第３軸の両軸は、Ｙ軸及びＸ軸として示されている。
【００３６】
図７に示すように、本実施形態のツルーイング方法は、ツルア１の中心を通る軸心１１（図２参照）を含みＹ軸に直交する平面ＨＭ１に対して対称位置にある二ヶ所の母線５３及び母線５５のいずれかに対応するように、砥石６の外周部８の成形を開始するものである。そして、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った砥石６の往復移動によって、砥石６の外周部８を成形するものである。ここでは、母線５３に対応する位置にある砥石６を砥石６ａとし、母線５５に対応する位置にある砥石６を砥石６ｃとして示している。平面ＨＭ１に対して左方（図７における下方）に位置する砥石６ａから成形を開始する場合について説明する。
【００３７】
砥石６ａの一方の端縁８２における点Ｐ２１ａは、ツルア１の砥面２を形成する円錐面の一つの母線５３の延長線上に位置している。そして、所定の切り込み量で、砥石６が母線５３に沿って上昇方向に移動することによって、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。そして、砥石６が母線５３の上方の延長線上に移動して、砥石６と砥面２とが非接触状態となった後に、砥石６ｃの他方の端縁８１における点Ｐ２１ｃが、母線５５の上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。次に、母線５３に沿って移動したときと同様の切り込み量で、砥石６が母線５５に沿って下降方向に移動する間に、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。これらの上昇方向と下降方向とにおける砥石６の移動が往復移動のうちの往移動である。
【００３８】
復移動としては、母線５５の下方の延長線上において、砥石６ｃの位置を切り込み量が増える方向に調節した後、砥石６を母線５５に沿って上昇方向に移動させて、砥石６の外周部８が研削される。その後、砥石６ａの一方の端縁８２における点Ｐ２１ａが母線５３の上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、砥石６を下降方向に移動させることによって、砥石６の外周部８が研削された後、砥石６は再び往復移動の開始位置である砥石６ａの状態となる。これらの全行程が、本実施形態の一往復移動である。
【００３９】
更に、点Ｐ２１ａに隣接する図示しない点が、母線５３に隣接する隣接母線５３ａの延長線上に位置するように、砥石６を移動させた後、砥石６は、隣接母線５３ａ及び母線５５に隣接する隣接母線５５ａに沿って、母線５３及び母線５５に沿った往復移動と同様に往復移動される。このようにして、砥石６の往復移動を繰り返した後、砥石６ｂの厚さ方向において外周部８上の中心に位置する点Ｐ２１ｂが、平面ＨＭ１上の母線５４に沿うように砥石６を往復移動させて、砥石６の外周部８の断面形状を円弧状とする成形が完了する。
【００４０】
そして、この第２実施形態においては、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（４）上記実施形態では、ツルア１の軸心１１を含みＹ軸に直交する平面ＨＭ１に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、続けて砥石６の往復移動を行うことにより、砥石６の外周部８を研削するようにした。この研削は、例えば、砥石６の往移動として、一方の母線５３に沿った上方移動の後、続けて他方の母線５５に沿った下方移動をさせ、次に砥石６の復移動として、母線５５に沿った上方移動の後、続けて母線５３に沿った下方移動をさせて行われるようにした。このように、二ヶ所の母線に沿った砥石６の往復移動において、逆方向への移動方向の変更は一回で済むので、砥石６を支持する支持部９の移動制御をスムーズに行うことが可能なツルーイング方法を提供することができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を、第１及び第２実施形態と異なる部分を中心に図８を用いて説明する。なお、ツルーイング装置は同一のものを用いるので、その説明を省略する。また、図８において、第２軸及び第３軸の両軸は、Ｙ軸及びＸ軸として示されている。
【００４２】
図８に示すように、本実施形態のツルーイング方法は、ツルア１の中心を通る軸心１１（図２参照）を含みＸ軸に直交する平面ＨＭ２に対して対称位置にある二ヶ所の母線５３及び母線５６のうちの母線５３に対応するように、砥石６の外周部８の成形を開始するものである。そして、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った砥石６の往復移動によって、砥石６の外周部８を成形するものである。ここでは、母線５３に対応する位置にある砥石６を砥石６ａとし、母線５６に対応する位置にある砥石６を砥石６ｄとして示している。砥石６ａは、平面ＨＭ２に対して右方（図８における下方）に位置する。
【００４３】
砥石６ａの一方の端縁８２における点Ｐ２１ａは、ツルア１の砥面２を形成する円錐面の一つの母線５３の下方の延長線上に位置している。そして、所定の切り込み量で、砥石６が母線５３に沿って上昇方向に移動することによって、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。そして、砥石６が母線５３の上方の延長線上に移動して、砥石６と砥面２とが非接触状態となった後に、砥石６ｄの端縁８２における点Ｐ２１ｄが、母線５６の上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。なお、端縁８２における点Ｐ２１ｃと点Ｐ２１ｄとは、軸心７１を含みＺ軸に平行な面に対して対称位置にある。次に、母線５３に沿って移動したときと同様の切り込み量で、砥石６が母線５６に沿って下降方向に移動する間に、図示しない接触部において砥石６の外周部８が研削される。これらの上昇方向と下降方向とにおける砥石６の移動が往復移動のうちの往移動である。
【００４４】
次に、砥石６ｄの点Ｐ２１ｄに隣接する図示しない隣接点が、母線５６に隣接する隣接母線５６ａの下方の延長線上に位置するように、砥石６を移動させると共に所定の切り込み量とした後、砥石６の復移動が開始される。隣接母線５６ａに沿って上昇方向に移動された砥石６は、前記隣接点がある端縁８２の内側部分において外周部８が研削される。その後、砥石６ａの端縁８２の点Ｐ２１ａに隣接する図示しない隣接点が、隣接母線５３ａの上方の延長線上に位置するように、砥石６が移動される。そして、砥石６を隣接母線５３ａに沿って下降方向に移動させることによって、砥石６の外周部８は、前記隣接点がある端縁８２の内側部分において研削される。更に、砥石６は、隣接母線５３ａに隣接する図示しない隣接母線に対応する位置に移動される。これらの全行程が、本実施形態の一往復移動である。
【００４５】
このようにして、ツルア１の異なる母線に対して砥石６の往復移動を繰り返した後、砥石６は、砥石６ｂの厚さ方向において外周部８上の中心に位置する点Ｐ２１ｂが、平面ＨＭ１上の母線５４及び母線５７に沿うように、往復移動される。
【００４６】
更に、外周部８上の中心位置と他方の端縁８１との間において、所定間隔で複数配置された外周部８上の図示しない点と、それらと対称位置にある図示しない点とが、複数の母線に対応して往復移動されるようにする。ここでいう対称位置とは、２点が軸心７１を含みＺ軸に平行な面に対して対称位置にあることをいう。そして、砥石６が、母線５５に沿って上昇方向に移動した後、母線５８に沿って下降方向に移動するか、母線５８に沿って上昇方向に移動した後、母線５５に沿って下降方向に移動するかして、砥石６の外周部８の研削の１サイクルが終了する。外周部８の研削は、必要に応じて複数サイクル行われる。
【００４７】
なお、上記１サイクの研削においては、砥石６が砥石６ａの位置から砥石６ｃの位置へと移動する間に、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った往復移動が複数行われることにより、外周部８が研削される態様が示されている。しかし、砥石６ｂと砥石６ｅとの間の砥石６の移動の後、砥石６を砥石６ｃ又は砥石６ｆの位置に移動させ、そこを開始点として、砥石６ｂ又は砥石６ｅに向かって砥石６を移動させると共に、対称位置にある二ヶ所の母線に沿った往復移動が複数行われるようにすることもできる。
【００４８】
本実施形態においては、ツルア１は図８に示すように回転方向ＲＴが反時計方向となっている。このため、砥石６が母線５３に沿って上昇する場合と、砥石６が母線５６に沿って下降する場合とでは、砥石６の一方の端縁８２に対するツルア１の研削方向は大きく異なる。砥石６が他の母線に沿って上昇及び下降移動する場合も同様に研削方向は異なる。特に、点Ｐ２１ｂを母線５４に沿って移動させる場合と、点Ｐ２１ｅを母線５７に沿って移動させる場合とでは、砥石６に対するツルア１の研削方向は、正反対となる。このように研削方向が変化することにより、砥石６がマトリックス型砥石である場合、砥粒の陰に結合剤が残るボンドテールと称される現象が生じ難い。従って、本実施形態による方法によれば、より好ましいツルーイングが行われる。
【００４９】
そして、この第３実施形態においては、第１及び第２実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（５）上記実施形態では、ツルア１の中心を通る軸心１１を含みＸ軸に直交する平面ＨＭ２に対して対称位置にある二ヶ所の母線、例えば、母線５３及び母線５６のそれぞれに対応するように、砥石６を移動させて砥石６の外周部８を成形するようにした。そして、この二ヶ所の母線に沿った砥石６の移動のそれぞれの間に、砥石６に対するツルア１の研削方向が、大きく異なるようになる。このため、ボンドテール現象が生じ難いので、砥石６のツルーイングをより好ましい状態で行うことができる。
【００５０】
（変更例）
なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 砥石６の回転方向をＹ軸方向に見て時計回りとしたが、反時計回りとすること。
・ 砥石６の外周部８の断面形状を円弧状としたが、円弧状以外の曲面とすること。
・ 第３実施形態において、ツルア１の回転方向ＲＴを反時計回りとしたが、時計回りとすること。
【符号の説明】
【００５１】
Ｐ２…接触部、ＨＭ１，ＨＭ２…平面、１…ツルア、２…砥面、３…頂点、５，５３，５４，５５，５６，５７，５８…母線、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６１，６２，６３…砥石、７…回転軸、８…外周部、９…支持部、５１，５２，５３ａ，５５ａ，５６ａ…隣接母線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアを用いて、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向する回転軸に回転可能に支持された砥石を成形するに際し、回転する前記砥石の外周部と、回転する前記ツルアの砥面とを接触させながら、前記砥面を形成する円錐面の複数ヶ所の母線に沿って、前記外周部と砥面とが接触する接触部を移動させて外周部を研削することを特徴とするツルーイング方法。
【請求項２】
前記接触部を、前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿って移動させるに際し、一ヶ所の母線に沿って往復移動させた後、その母線に隣接する隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させ、前記往復移動と同様に前記接触部を前記隣接母線に沿って往復移動させて、これらの前記砥石の移動と前記接触部の前記円錐面の母線に沿った往復移動とを繰り返して、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
【請求項３】
前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含み前記第２軸に直交する平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、復移動として、前記他方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
【請求項４】
前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含むと共に、前記第１軸及び第２軸に平行な平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、前記他方の母線に隣接する他方の隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させた後、復移動として、前記他方の隣接母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に隣接する一方の隣接母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
【請求項５】
前記ツルアから遊離して前記砥面に滞留する砥粒により、前記砥石の外周部を成形すると共に研磨して、前記砥石に対するドレッシングを省くことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法に用いられるツルーイング装置であって、頂点が上方を指向する円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアと、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向すると共に、砥石を支持可能な回転軸とを備え、前記砥石の成形に際し、前記砥石の外周部と前記円錐面に形成された砥面とが接する接触部を前記円錐面の母線に沿って移動させて、前記外周部の断面形状を円弧状に成形するために、前記回転軸を支持する支持部が前記第１軸、第２軸及び両軸に対して直角を成す第３軸のそれぞれに沿った方向の移動をすることを特徴とするツルーイング装置。
【請求項１】
円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアを用いて、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向する回転軸に回転可能に支持された砥石を成形するに際し、回転する前記砥石の外周部と、回転する前記ツルアの砥面とを接触させながら、前記砥面を形成する円錐面の複数ヶ所の母線に沿って、前記外周部と砥面とが接触する接触部を移動させて外周部を研削することを特徴とするツルーイング方法。
【請求項２】
前記接触部を、前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿って移動させるに際し、一ヶ所の母線に沿って往復移動させた後、その母線に隣接する隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させ、前記往復移動と同様に前記接触部を前記隣接母線に沿って往復移動させて、これらの前記砥石の移動と前記接触部の前記円錐面の母線に沿った往復移動とを繰り返して、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
【請求項３】
前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含み前記第２軸に直交する平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、復移動として、前記他方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
【請求項４】
前記接触部の前記円錐面の複数ヶ所の母線に沿う方向の前記砥石の移動は、前記ツルアの中心を含むと共に、前記第１軸及び第２軸に平行な平面に対して対称位置にある二ヶ所の母線に沿って、前記接触部を往復移動させるものであって、往移動として、前記対称位置の一方の母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記対称位置の他方の母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させ、次いで、前記他方の母線に隣接する他方の隣接母線に沿って、前記接触部が移動できる位置に前記砥石を移動させた後、復移動として、前記他方の隣接母線に沿って前記接触部を上昇方向に移動させた後、前記一方の母線に隣接する一方の隣接母線に沿って前記接触部を下降方向に移動させて、これらの往復移動を、異なる位置において対称位置にある二ヶ所の母線に対して繰り返すことにより、前記砥石の外周部の断面形状を円弧状に成形することを特徴とする請求項１に記載のツルーイング方法。
【請求項５】
前記ツルアから遊離して前記砥面に滞留する砥粒により、前記砥石の外周部を成形すると共に研磨して、前記砥石に対するドレッシングを省くことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のツルーイング方法に用いられるツルーイング装置であって、頂点が上方を指向する円錐面に形成された砥面を有し、第１軸を中心に回転可能に設置されたツルアと、前記第１軸に対して直角を成す第２軸方向を指向すると共に、砥石を支持可能な回転軸とを備え、前記砥石の成形に際し、前記砥石の外周部と前記円錐面に形成された砥面とが接する接触部を前記円錐面の母線に沿って移動させて、前記外周部の断面形状を円弧状に成形するために、前記回転軸を支持する支持部が前記第１軸、第２軸及び両軸に対して直角を成す第３軸のそれぞれに沿った方向の移動をすることを特徴とするツルーイング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２０６２０１（Ｐ２０１２−２０６２０１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３１３４（Ｐ２０１１−７３１３４）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５０８０１０５３６）株式会社ナノオプトニクス・エナジー (4)
【出願人】（０００１５０６０４）株式会社ナガセインテグレックス (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（５０８０１０５３６）株式会社ナノオプトニクス・エナジー (4)
【出願人】（０００１５０６０４）株式会社ナガセインテグレックス (35)
【Ｆターム（参考）】
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