JP2001198788A - 研磨用のパッド、同保持器、レンズ調質加工システム、およびパッド自動着脱システム - Google Patents
研磨用のパッド、同保持器、レンズ調質加工システム、およびパッド自動着脱システムInfo
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
Abstract
効率化する。 【解決手段】 レンズ製作機械のラップに巣篭もり状態
に嵌め込まれることが可能な保持器36が嵌め込まれる
と、嵌め込まれる前にラップに載せられたパッド10が
所望の位置に挟み込まれる。パッド10は、その加工作
業領域の外に外向き半径方向に延びる部材を備え、この
部材が保持器36に捉えられて挟み込まれる。パッド1
0はレンズ製作機械上に自動的に着脱できる。
Description
野に関する。特に本発明は、レンズの精密加工および研
磨を行うラップに研磨パッドを保持する装置に関する。
通、二つの主表面を有するガラスまたはプラスチック製
レンズ半加工品から製造される。このレンズ半加工品は
通常、一表面は仕上がっているが他表面は未仕上げのま
まである。レンズ半加工品の未仕上げ表面の切削、ファ
イニング(fining; 精密加工)、ポリッシング(polish
ing; 磨き加工)は、特定のレンズ処方に対応するデー
タに応答する機械によって行われる。切削操作は普通、
プラスチックレンズに対してはボールミル、またはガラ
スレンズに対してはグラインダーを用いて行われる。こ
れらの切削操作より、普通、仕上げレンズの形状に極め
て近いレンズ表面が形成される。しかし、レンズ半加工
品の切削表面は粗いので、所要の光学的透明性を達成す
るには、レンズ半加工品には切削加工後に更にファイニ
ングとポリッシングとを行う必要がある。
通、レンズ処方で規定された所望のレンズ仕上げ形状に
極めて近似した形状を有する研磨表面にレンズ半製品の
切削表面を重ね合わせて行われる。この研磨表面は、当
業者からは磨き盤または「ラップ」と称されている。操
作に当たって、レンズ半加工品を取り付けた装置が、レ
ンズの所望形状表面に整合して形作った半球状軌跡に沿
ってレンズ半加工品をラップの研磨表面上に動かして、
レンズ表面のファイニングおよび/またはポリッシング
を行う。ラップは普通、2個の主要部品から構成され
る。一つの部品は取付用表面、別名マンドレルであり、
他の部品はそのマンドレルの上に取り付けらた、取り外
し可能の研磨パッドである。レンズ半加工品は、ファイ
ニングとポリッシングの操作の際にこの研磨パッドに押
し付けられて動かされることによって加工される。上記
マンドレルの形状は、レンズの処方形状に可能な限り近
似して整合していなければならないので、異なったレン
ズ処方には異なったラップを使用しなければならない。
シングの操作の際に、レンズ半加工品をラップから取り
上げ、研磨パッドを濯ぎ洗いし、ファイニングとポリッ
シングの操作の際に蓄積された粒子状のレンズ削り滓を
除去することが必要になることが多々ある。この濯ぎ洗
いの際に研磨パッドがマンドレルから剥がれるのを便利
に防止するため、剥ぎ取り可能の粘着剤を用いて、この
パッドをマンドレルに接合することが行われる。研磨パ
ッドをマンドレルに粘着接合することに関する困難さ
は、長期の使用後に研磨材を変える必要が多々生じるこ
とである。接着剤を用いると、研磨パッドをマンドレル
から離すのが難しく、時間もかかる。生産能力が高く、
研磨パッドを定期的に取り替えるような状況下では、マ
ンドレルから研磨パッドを分離するのに相当な時間が失
われるので、レンズ製作に関する時間と費用が益々増大
する。これらの理由のため、当技術分野には、パッド取
り替えに関するロスタイムを回避し、同時に取り替え操
作を格段に容易にする別法のパッド保持システムを提供
する必要性が存在する。
本発明のパッド保持システムによって克服または防止さ
れる。
的形状と、従来とは異なったラップの支持構造とを導入
する。これら二つの要素の機能を併せると、パットをラ
ップに保持するのが素早く、容易に、しかも信頼性をも
って行えるとともに、従来技術で経験されたパッド取り
外しの際の困難さがなくなる。本発明では更に、取り外
しや取り替えが非常に時間的に効率的な操作になる。
に大きい寸法であり、パッド留め部となる表面があるの
で、パッドの研磨作業面積を小さくしないで済む。パッ
ドは一般に、直径約3インチ(約74mm)の円内に規
定される。本発明の一実施形態に係るパッドは直径約
4.5インチ(約110mm)の円で規定される。こう
すると、パッドには幅3/4インチ(約19mm)の円
環部分ができるので、ここでパッドを留める。接着剤は
要らない。
持器(リテーナ;retainer)とを含むラップ支持構造が
備えられる。保持器は二つの位置の間を動くことができ
る。第一の位置はラップの表面に極く近接した位置であ
り、第二の位置はラップの表面から少し離れた位置であ
る。第一の位置では、パッドは、上記のパッド円環領域
に加えられた圧縮力より、保持器とラップとの間に圧縮
保持される。第二の位置では、第一の位置における圧縮
力がないので、パッドはラップから取り外したり、ある
いはラップの上に設置したりすることができる。
じて連結されているソレノイドの力で第一の位置と第二
の位置との間で動かされる。保持器はシステムの条件に
従って手動でも自動でも操作することができる。
は、パッドの取り付け、取り替えが自動で行えることで
ある。パッドをラップに保持するのに接着剤が要らない
ので、取り外し/取り付け機械に備えた真空カップを用
いて、人間を介在せずにラップにパッドを設置したり、
取り替えたりして保持できる。
部品には同じ参照番号を付している。
すれば理解される。パッドの形状の議論を簡単にするた
め以下のように注記する。円周状のライン12はこの議
論の目的に用いることができる規定ラインで、レンズ半
加工品のファイニングとポリッシング(本明細書では合
わせて「調質加工」と総称する)に用いられるパッドの
加工作業領域(ライン12の内部)と、調質加工の際に
ラップにパッドを保持するのに用いられる円周状のライ
ン12の外部のパッドの抑え込み領域とを区分する。ラ
イン12の内側の部分は、態様の一つでは、中央部14
と複数の花びら部16(図示の枚数は7)を備える。こ
の部分の設計は公知であり、現在も従来の方法で接着剤
裏地とともに用いられている。このような花びら部の配
置と特定の方向の運転モードは公知である。
るように、花びら部16の各々は半径方向外側に延びる
外延部材18(以下適宜「部材18」という」)を備え
る。この外延部材18の長さは好ましい態様では約3/
4インチ(約19mm)である。好ましくは、各々約1/
3インチ(約8.2mm)幅の部材18は花びら部16
各々に対して2枚設ける。この配置が好ましいのは、以
下に議論する保持手段によってパッドをバランスよく保
持するのが容易だからである。もっとも、分かることで
あるが、この部材18の幅は、所望に応じて調節可能で
あることに留意すれば、部材18は単一枚でも使用可能
である。部材18の幅が大きければ材料コストが大きく
なり、逆に幅を狭くすれば構造上の健全さが失われる。
従って、部材18の幅を決めるにはこれらの課題をバラ
ンスよく考える必要がある。
構造としては、各花びら部16上に互いに約1/4イン
チ(約6.3mm)間隔で設けられ、端部が円くなって
おり、かつ放射状に設けられていることである。この構
成が好ましいのは、本発明の保持装置のパッド10を良
好に保持するのに必要な材料の量を低減するからであ
る。花びら部16の半径方向の長さを単に延ばせば本発
明の機能を達成するのではないかとも考えられよう。し
かし、このやり方だけでは、この場合使用材料が多くな
り、材料費が増えてしまって望ましくない。従って、図
示の構成が好ましい。また考えられることは、本明細書
を読んだ当業者の一人は他の設計の構成を作り出すこと
もできるかも知れないことであるが、これらも本発明の
範囲であり、その便益を享受するものである。
置がそれぞれ閉じた状態と開いた状態で図示されてい
る。図示の装置は、どんなタイプのレンズ調質加工機械
とも組み合わせることが可能で、これらの機械のラップ
と支持構造部とを代替してしまうものであることが分か
るであろう。
台24(以下適宜「架台24」という)に載せられてい
る。ラップ架台24は2本の管26に取り付けられてい
る。管26はラップ架台24の底面28の凹部に受容さ
れているのが好ましい。管26のこの位置への固定はど
のような既知の手段で行われてもよい。架台24は更
に、取付用のフランジ28を備える。このフランジ28
にはレンズ調質加工機械(図示せず)に取り付けるため
のボルト孔30が数カ所開いている。管26は底部端3
2の個所でレンズ調質加工機械(図示せず)の適当な部
分に支持されている。管26内部にはコネクティングロ
ッド34(図3参照。以下適宜「ロッド34」という)
が納められている。コネクティングロッド34は保持器
36を動作させる。ロッド34はブッシュ38で管26
に填め込まれている。ブッシュ38は青銅製であること
が好ましい。コネクティングロッド34は好ましくはレ
ンズ調質加工機械(図示せず)に取り付けられたソレノ
イドを用いて動かされる。ソレノイドの好ましい動程
は、図2と図3または図4と図5で架台24と保持器3
6との相対位置の相違として示されている。ソレノイド
の動程によって形成された空間により、調質加工用のパ
ッドの操作が容易かつ効果的に行われる。
付けられている円筒形のラップ支持タワー40(以下適
宜「タワー40」という)で支持されている。直円錐台
形のスカート部42(ラップ20の一部)が支持タワー
40の頂部に取り付けられている。
ィングロッド34に固定されており、ネジ留め手段で固
定状態に維持されている。保持器36の中央部に位置す
るのは、保持器36の残部の平面から突き出た直円錐台
形の凸部46である。この凸部46の角度は、凸部46
がラップ20の直円錐台形のタワー40とスカート42
と実質的に巣篭もり状・入れ子状に嵌り込む(nest)よ
うな角度になっている。これらの部品が巣篭もり状に嵌
合する状態になっていることが、保持器36を閉じた位
置にした時にパッド10の部材18に圧縮力が掛かる仕
組みである。凸部46は保持器36と一体構造でもよい
けれども、好ましい実施の形態では分離した構造とし、
ネジ結合や他の信頼できる固定手段で保持器36に固定
する。
く分かるが、操作するに当たって保持器36はソレノイ
ド(図示せず)で開けられ、パッド10がラップ20の
上に中心を合わせて置かれる。認識されねばならないこ
とだが、好ましい実施の形態では接着剤は使用されな
い。もっとも、所望ならば接着剤を使用することも可能
である。但し接着剤を使えば、ラップ20からパッド1
0を取り外す容易さは少なくなる。パッド10をラップ
20の上に適切に位置決めした後は、保持器36を下向
きに動かし、架台24に極く近接されるかあるいはこれ
と接触させる。この動作により、凸部46の内表面48
(図3参照)はパッド10の部材18と接触する。この
接触によって、部材18は下向きに、直円錐台タワー4
0とスカート42の方向へ曲がり、これらの造作と内表
面48との間に強制的に挟み込まれる(トラップされ
る)。この状態で、パッド10はラップ20に確実に保
持され、使用可の状態になる。パッド10を変えるに
は、保持器36を第二の位置に持ち上げれば、パッド1
0は容易に取り外せるし、別のものとも取り替えられ
る。
置もその取り替えも完全に自動で行うことができる。図
7に概略図示されている従来の取り外し/取り付け機械
50は、一部改変して、その操作端の真空カップ52を
サポートするようにする。好ましくは、取り外し/取り
付け機械50にはライン54経由で真空源を連結するこ
ともできるし、所望に応じて自己の真空源を内蔵して備
えることもできる。この機械50にプログラムして、セ
ンサからの指示や時間の経過に基づいて相当する動作を
起こすようにすることもできる。本実施形態に係る自動
化システムにおいては、取り外し/取り付け機械50の
動作は、バキュームによって第1のパッドを取得し、そ
れを、保持器36が開いた状態の時にラップの上に置く
ことである。実施形態の一つでは、真空カップ52の直
径は、真空カップ52が保持器36の開口を通過し、ラ
ップ20にパッド10を適切に位置決めできるような大
きさである。次に機械50は、十分に時間を掛けて前記
のように保持器36がパッド10を強制的に挟み込むよ
うにし、その後にパッド上の真空を緩める。次いで、機
械50はラップとパッドとから十分に離れ、レンズ加工
手順が継続または開始できるようになる。
取り外す必要がある時は取り外し/取り付け機械50は
ラップ20の処に復帰し、真空の力でパッド10に吸着
する。保持器36はパッド10を緩めて離し、機械50
は廃棄領域に移動し、真空を緩めて使用済パッドをこの
領域に廃棄する。機械50は次いで新しいパッドを取り
出し、上記のようにラップ20の上に配置する。好まし
くは、自動操作を円滑整然と行うために、新しいパッド
は円筒形のハウジングに貯えておく。そうすれば、取り
外し/取り付け機械50はパッドを取り出すのに単一の
位置へと動くだけでよい。この操作は全体として人間の
介在なしに行うことができ、レンズ製作工程を高速化す
る。
6の上からパッド10を取り付け、ラップ20から取り
外せる本発明に係る自動ローディングシステムのこの特
定の実施形態は、好ましい態様の一つに過ぎず、ラップ
20の側面からパッド10を配置したり、引き抜いたり
するように機械50を構成することも所望ならば可能で
ある。
ラをラップ保持器36と取り外し/取り付け機械50と
に電気的に連結し、諸動作を調整させる。更に、多くの
個所にセンサを設置し多岐にわたる目的を達成させるの
も本発明の範囲である。このような目的の一つは、ラッ
プ20に保持されたパッド10の状態をモニタし、何時
にパッド10を取り替えなければならないかを決定する
ことである。センサはコントローラへ連結され、コント
ローラはセンサから信号を受けると、予め設定されたプ
ログラムを始動させる。
う代替法を経済的に提供することによって、パッドを替
えるのに要する従来のロスタイムを劇的に削減するもの
である。
し、図示したが、多岐にわたる一部修正や置換が本発明
の精神や範囲から逸脱せずに行うことができると思われ
る。従って、上記実施形態は説明の目的に記載されたも
のであって、本発明はこの形態に限定されないことは理
解されねばならない。
る。
示す斜視図である。
示す斜視図である。
示す側面図である。
示す側面図である。
6 花びら部、18外延部材、20 ラップ、24 ラ
ップ架台、26 管、28 フランジ、30ボルト孔、
32 底部端、34 コネクティングロッド、36 保
持器、40ラップ支持タワー、42 スカート部、44
連結個所、46 凸部、48内表面、50 取り外し
/取り付け機械、52 真空カップ、54 真空ライ
ン。
Claims (18)
- 【請求項1】 レンズを調質加工する研磨用のパッドで
あって、 その中央に加工作業領域をもつ前記パッドの一面に設け
られた研磨表面と、 前記加工作業領域の外側に半径方向に延びる抑え込み領
域と、を備えることを特徴とするパッド。 - 【請求項2】 前記パッドがファイニングまたはポリッ
シング用のパッドであることを特徴とする請求項1記載
のパッド。 - 【請求項3】 レンズ調質加工用の保持器であって、 ラップ架台と、 前記ラップ架台に取り付けられたラップと、 前記ラップに抗して接触する位置と、前記ラップから離
れた位置とに変位可能な保持器とを備えることを特徴と
する保持器。 - 【請求項4】 前記ラップに抗して接触する位置にある
前記保持器がそのような位置に確実に留まれることを特
徴とする請求項3記載の保持器。 - 【請求項5】 前記保持器が円錐台形の凸部を備え、前
記保持器が前記ラップに抗して接触する時に前記凸部が
前記ラップの基礎部に巣篭もり状に嵌め込まれることを
特徴とする請求項3記載の保持器。 - 【請求項6】 前記巣篭もり状に嵌め込まれた凸部が、
前記ラップとの間にレンズ調質加工研磨用のパッドの抑
え込み領域を挟み込むことを特徴とする請求項5記載の
保持器。 - 【請求項7】 前記保持器が、少なくとも1個のソレノ
イドにより前記両位置の一つに動かされることを特徴と
する請求項3記載の保持器。 - 【請求項8】 前記少なくとも1個のソレノイドが、コ
ネクティングロッドで前記保持器に連結されていること
を特徴とする請求項7記載の保持器。 - 【請求項9】 レンズ調質加工システムであって、 ラップを支持する支持構造と、 前記支持構造にマウントされたラップと、 レンズ調質加工用のパッドを保持するための保持器であ
って、前記保持器が前記ラップと巣篭もり状に嵌め込ま
れている第一の位置から前記保持器が前記ラップから離
れている第二の位置まで動くことができるレンズ調質加
工用パッド保持器と、 レンズ半加工品を前記ラップの作用可能な位置に配置す
るレンズ半加工品搬送機と、を備えることを特徴とする
レンズ調質加工システム。 - 【請求項10】 前記支持構造が、機械ハウジングと前
記ハウジングに取り付けられているラップ架台を備えて
いることを特徴とする請求項9記載のレンズ調質加工シ
ステム。 - 【請求項11】 前記ラップ架台が、前記保持器を前記
ハウジング内のソレノイドに機械的にリンクするように
コネクティングロッドが通って延びる少なくとも1個の
貫通孔を備えることを特徴とする請求項10記載のレン
ズ調質加工システム。 - 【請求項12】 前記少なくとも1個の貫通孔が、各々
1つのコネクティングロッドを貫通させる2個の貫通孔
であることを特徴とする請求項10記載のレンズ調質加
工システム。 - 【請求項13】 パッド自動着脱システムであって、 ラップと、 パッドを前記ラップに保持し又前記ラップから外すよう
に変位できる保持器と、 前記ラップを操作可能に近接して配置され、選択的にパ
ッドを前記ラップに配置し又前記ラップからパッドを取
り外すようにプログラム可能な取り外し/取り付け機械
と、を備えることを特徴とするパッド自動着脱システ
ム。 - 【請求項14】 前記取り外し/取り付け機械が、前記
保持器がパッドを離す位置にある時に前記パッドを取り
付け又引き抜くことを特徴とする請求項13記載のパッ
ド自動着脱システム。 - 【請求項15】 1つのコントローラが、前記保持器と
前記取り外し/取り付け機械との双方を制御することを
特徴とする請求項13記載のパッド自動着脱システム。 - 【請求項16】 前記システムが更に、前記パッドに配
置されたパッドをモニタする少なくとも1個のセンサを
備えることを特徴とする請求項15記載のパッド自動着
脱システム。 - 【請求項17】 前記コントローラが、前記少なくとも
1個のセンサをモニタして、前記ラップ上のパッドをい
つ取り替える必要があるかを決定することを特徴とする
請求項16記載のパッド自動着脱システム。 - 【請求項18】 前記取り外し/取り付け機械が、真空
カップと選択的に作動できる真空源とを備えることを特
徴とする請求項13記載のパッド自動着脱システム。
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JP2000366650A Pending JP2001198788A (ja) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | 研磨用のパッド、同保持器、レンズ調質加工システム、およびパッド自動着脱システム |
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