JP2004003944A

JP2004003944A - 眼鏡枠形状測定装置

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Publication number: JP2004003944A
Application number: JP2002359326A
Authority: JP
Inventors: Takashi Igarashi; 五十嵐　尚
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-01-08
Also published as: DE60326508D1; EP1353215B8; ATE425476T1; EP1353215A2; EP1353215A3; CN1460834A; US20040016136A1; US6845678B2; CN1235016C; KR20030081065A; KR100543221B1; AU2003203513A1; EP1353215B1

Abstract

【課題】フレーム溝からの測定子の脱落、リムの変形等を防止し、上下方向の変位を正確に測定することができる眼鏡枠形状測定装置を提供する。
【解決手段】眼鏡フレームのリム３５Ａ（３５Ｂ）の内周面に形成されたフレーム溝３６に沿って移動するスタイラス３７を、Ｚ方向保持機構６６によって上下動自在に保持する。Ｚ方向保持機構６６を、上端にスタイラス３７が取付けられた上下動自在なロッド６５と、このロッド６５を形状測定時に押し上げて所定の高さ位置に保持するバランスばね８０とで構成し、通常は退避機構６７の回動レバー９２によってロッド６５を下方に係止し、測定時にアクチュエータ９０によって回動レバー９２を上昇回動させてロッド６５の係止状態を解除する。これによりロッド６５はバランスばね８０によって上方に持ち上げられ、スタイラス３７を退避位置Ｔからローディング位置Ｒｄに移動させる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡フレームの枠形状を自動的に三次元測定する眼鏡枠形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡枠形状測定装置による形状測定は、眼鏡フレームのフレーム枠（リム）の平面視形状が一般に装用者の顔に沿って湾曲した形状を呈しているため、三次元での測定となり、その測定データはｒ（測定子の半径方向の変位）、θ（測定子の任意の点を基準とした水平面における回転方向の変位）、Ｚ（測定子の高さ方向の変位）の円筒座標系で表される。このため、眼鏡枠形状測定装置は、測定子を半径方向に駆動する水平駆動機構、水平面内で回転させる回転駆動機構および上下方向に駆動する上下動駆動機構を備え、形状測定に際しては測定子をリムの内周面に形成したフレーム溝に沿って移動させることにより、ｒ，θ，Ｚを測定し、これらの変位量を演算処理することによりリム形状を測定するように構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平６−５５１３０号
【特許文献２】
実開平６−５５１２６号
【０００４】
図１３に従来の眼鏡枠形状測定装置に用いられている測定子の上下動駆動機構を示す。同図において、１は眼鏡フレームのリム、２はリム１の内周面に形成された断面Ｖ字状の溝からなるフレーム溝、３は測定子、４は左右方向に移動自在でかつ回転自在な回転テーブル、５は回転テーブル４内に配設されたスライダー、６は測定子３の上下動駆動機構である。
【０００５】
前記スライダー５は、図示してないモータ駆動によるワイヤに連結されて移動するとともに、定荷重ばねによって一方向に付勢されており、これによって形状測定時に前記測定子３をリム１のフレーム溝２に半径方向へ所定の測定力Ｆ（例えば、Ｆ＝４０ｇ）で押し付けるように構成されている。
【０００６】
前記上下動駆動機構６は、上端に前記測定子３が取付けられたロッド７と、このロッド７を上下動自在に支承する回動レバー８と、形状測定時に前記回動レバー８を押し上げるリニアステッピングアクチュエータ９等で構成されている。前記ロッド７は、前記スライダー５を上下動自在にかつ回転が規制された状態で貫通し、中間部にはピン１１がベアリング１２を介して回転自在に設けられており、下端側に前記ロッド７の上下動を前記測定子３の上下方向の変位（Ｚ）として検出する直線型センサ１３が配設されている。また、ロッド７は非測定時においては前記回動レバー８による保持から解放されることにより自重によって最下降位置に下降し、測定子３を最下位置である退避位置Ｔに退避させている。
【０００７】
前記回動レバー８は、中間部が軸１４よって上下方向に回動自在に軸支され、基端部８ａが引張りコイルばね１５によって上方に付勢されていることにより、図において反時計方向の回動習性が付与されており、通常は先端部８ｂが前記スライダー５を構成する下プレート５Ａの上面にゴム等の緩衝部材１６を介して圧接され、前記ピン１１を下から受け止め支承している。
【０００８】
前記リニアステッピングアクチュエータ９は、形状測定時に前記測定子３を退避位置Ｔから上方のローディング位置Ｒｄに押し上げるためのもので、前記回動レバー８の真下に位置するように前記下プレート５Ａに固定されており、非測定時はねじ棒１７を回動レバー８と接触しない原点位置（最下位置）に下降させている。ねじ棒１７は、アクチュエータ９への通電によって回転上昇すると回動レバー８を下から押し上げる。このため、回動レバー８は軸１４を中心として時計方向に回動してピン１１を押し上げる。このためロッド７も押し上げられ、測定子３を退避位置Ｔから２点鎖線で示すローディング位置Ｒｄへ移動させる。
【０００９】
スライダー５を含む測定部は図示してないモータの駆動によって左眼測定位置または右眼測定位置に移動して、その後、更に別の駆動モータとワイア駆動により測定子３を２点鎖線で示すローディング位置Ｒｄに移動させ、測定子３の接触部３Ａをフレーム溝２の溝壁に押し付ける。そして、スライダー５は定荷重ばねによって接触部３Ａがフレーム溝２の溝壁に押し付けられた状態を保つ（後述する図１１を参照）。この後、ねじ棒１７はアクチュエータ９の駆動方向が切り替わることにより徐々に下降して元の原点位置に復帰する。このため、回動レバー８もねじ棒１７の下降に伴って引張りコイルばね１５の付勢力により回動下降し図１３に実線で示す元の状態に復帰する。
【００１０】
一方、ロッド７は、測定子３の接触部３Ａが定荷重ばねによってフレーム溝２に所定の測定圧Ｆで押し付けられているため、回動レバー８による支持を失っても落下することはない。そして、この状態で回転テーブル４を回転させることにより測定子３の接触部３Ａがフレーム溝２に沿って移動し、リム１の形状測定（ｒ，θ，Ｚ）が行われる。
【００１１】
フレーム溝２の形状測定に当たっては、前記回転テーブル４が回転するとともに前記スライダー５が水平方向に移動し、前記測定子３の接触部３Ａがフレーム溝２に沿って上下動し、回転テーブル４上のスライダー５の水平方向の変位（ｒ）、回転角度θおよびロッド７の上下方向の変位Ｚを検出することで、リム形状が三次元測定される。また、回転テーブル４の回転角度（θ）は検出手段を設けることなくパルスモータ（ステッピングモータ）等の制御方法も使用することができる。
【００１２】
形状測定が終了すると、アクチュエータ９が駆動してねじ棒１７を上昇させ、ねじ棒１７により回動レバー８をピン１１の高さ位置まで押し上げる。次いで、スライダー５が後退して測定子３の接触部３Ａをフレーム溝２から退出させる。測定子３の接触部３Ａがフレーム溝２から退出すると、ロッド７は自重により下降しようとするため、回動レバー８がピン１２を受け止めて支持する。この後、アクチュエータ９の駆動方向が切り替わり、ねじ棒１７の下降によって回動レバー８を徐々に回動下降させて元の原点位置に復帰させる。このため、ロッド７も回動レバー８とともに徐々に降下し、急激な落下が防止される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
眼鏡枠形状測定装置においては、リム１の形状測定時に測定子３、ロッド７、ピン１１、ベアリング１２等の部品が上下動する可動体１８を構成するため、この可動体１８がフレーム溝２に対して荷重とならないように可動体１８の重量を可及的軽くし、測定子３の上下方向の変位Ｚを測定することが望ましい。
しかしながら、上記した従来の上下動駆動機構６は、測定子３の接触部３Ａをフレーム溝２の溝壁に、スライダー５を一方向に付勢している定荷重ばねにより測定圧Ｆで押し付け、測定子３をフレーム溝２に係合させているので、可動体１８全体の重量がフレーム溝２に荷重として加わるとともに、この荷重と測定圧Ｆとによりフレーム溝２と接触部３Ａとの摩擦力が大きくなる。このため、測定子３がフレーム溝２に追従して接触部３Ａ内を円滑に移動させることができなくなり、フレーム溝２から外れたりして上下方向の変位Ｚを正確に測定することができないという問題があった。
【００１４】
一方、フレーム溝２に対する接触部３Ａの追従性をよくするために、定荷重ばねのばね力を小さくして測定圧Ｆを小さくすると、フレーム溝２から接触部３Ａが外れ易くなってしまう。このため結局、スライダー５を一方向に付勢する定荷重ばねのばね定数を大きくして測定圧Ｆを大きくする必要がある。しかし、そうすると、例えば細くて剛性の小さいリム１を測定する場合、リム１が変形し正確なリム形状を測定できなくなってしまう。
【００１５】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、測定子、ロッド等を含む上下動自在な可動体を無荷重に近い状態でフレーム溝に係入することにより、測定子の接触部のフレーム溝に対する測定圧を小さくすることができ、またフレーム溝からの接触部の脱落、リムの変形等を防止し、上下方向の変位を正確に測定することができるようにした眼鏡枠形状測定装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、眼鏡フレームのリムの内周面に形成されたフレーム溝に沿って測定子を移動させることにより、リム形状を三次元測定する眼鏡枠形状測定装置において、リムの形状測定時に前記測定子を無荷重に近い状態で保持するＺ方向保持機構を備え、前記Ｚ方向保持機構を、上端部に前記測定子を有する上下動自在なロッドと、このロッドを形状測定時に押し上げて前記測定子をローディング位置に保持させるバランスばねとで構成したものである。
【００１７】
本発明においては、リムの形状測定時にバランスばねがロッドを押上げて無荷重に近い状態にする。つまり、測定子、ロッド等からなる上下動自在な可動体の重量とバランスばねのばね力が所定のバランスを保つことで、可動体を無荷重に近い状態でローディング位置に保持する。これにより、測定子の接触部のフレーム溝に対する測定圧を軽減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る眼鏡枠形状測定装置の外観斜視図、図２は測定子のＺ方向保持機構の非測定時における断面図、図３は図２の矢印Ａ方向から見たＺ方向保持機構のフレーム溝へのローディング時における断面図、図４はローディング時の側面図、図５は形状測定時の側面図、図６はスライダーの前方から見た斜視図、図７は同スライダーの斜め前方から見た斜視図、図８（ａ）、（ｂ）は退避機構を構成する回動レバーの斜視図および同回動レバーの分解斜視図、図９はスライダーの駆動機構を示す概略平面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線断面図、図１１はスタイラスの接触部とリムのフレーム溝を示す図、図１２は操作手順を示すフローチャートである。
【００１９】
これらの図において、全体を符号２０で示す眼鏡枠形状測定装置は、略直方体の箱型に形成された筐体２１を備えている。
【００２０】
前記筐体２１の上面を形成する上カバー２１Ａは、前端部にスイッチパネル２２が設けられ、中央には開口部２５が形成されており、この開口部２５から測定すべき眼鏡フレーム２４、レンズ２６またはフレーム型板２７が上方から装着されるようになっている。また、前記開口部２５の前端縁側には断面Ｌ字状の取付金具２９が配設されている。取付金具２９は、眼鏡フレーム２４の代わりにレンズ２６またはフレーム型板２７の外周形状を測定するときに使用される保持ホルダー２８の取付部を形成するもので、通常はカバー３０によって覆われている。
【００２１】
一方、筐体２１の内部中央には、水平面内で回転自在でかつ左右方向に移動自在な回転テーブル３３、この回転テーブル３３を挟んで前後に対向し同期して互いに接近離間する前後一対の挟持装置３４Ａ，３４Ｂ（図２）、眼鏡フレーム２４の左右のリム３５Ａ，３５Ｂの内周に形成されたフレーム溝３６（図２、図１１）に沿って移動する測定子としてのスタイラス３７、装置全体を制御する図示を省略した制御部、前記スタイラス３７の３次元の動き、すなわち半径方向の変位ｒを測定するｒ軸測定装置（図示せず）、リム３５Ａ（３５Ｂ）内の任意の点Ｏを中心に水平面内で回転する回転角度θを測定するθ軸測定装置（図示せず）、上下方向の変位Ｚを自動的に測定するＺ軸測定装置１００等が配設されている。
【００２２】
前記スイッチパネル２２には、スタートボタン４０、セレクトボタン４１、リセットボタン４２、データボタン４３、アップ／ダウンボタン４４、ＬＣＤ表示装置４５等が配設されている。スタートボタン４０は、眼鏡フレーム２４、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定を開始するためのボタンで、データランプ４６が緑色のときスタート可能であり、赤色の時はスタート不可とされている。セレクトボタン４１は、形状測定を行う条件を選択するためのボタンであり、眼鏡フレーム２４の場合は両眼→右眼→左眼、レンズ２６、フレーム型板２７の場合は右側あるいは左側の順序で形状測定する。
【００２３】
前記リセットボタン４２は、形状測定中に押すと測定を中止してスタイラス３７を原点位置に復帰させ、原点位置で押すと原点リセットを行い、データ転送待機中の場合はそのデータをクリアーにする。データボタン４３は、形状測定が終了し、データランプ４６が緑色から赤色に切り替わった後に押すと測定データを加工機または管理用コンピュータへ自動的に転送する。データランプ４６は、形状測定終了後に緑色から赤色に切り替わり、データ転送の準備完了を示す。アップ／ダウンボタン４４は、マニュアルモードの時にはスタイラス３７の前後および上下位置の調整等ができる。ＬＣＤ表示装置４５は、オート、マニュアルモード、エラーコード等を表示する。
【００２４】
前記眼鏡フレーム２４は、被測定物としてのフレームで、リム３５Ａ，３５Ｂが下側で、２本のテンプル３８Ａ，３８Ｂが上側に位置するように前記開口部２５から筐体２１内に装填され、左右のリム３５Ａ，３５Ｂが前記挟持装置３４Ａ，３４Ｂによってそれぞれ挟持される。
【００２５】
前記各挟持装置３４Ａ，３４Ｂは、略同一構造からなり、前後方向に移動自在なクランプ台５２と、このクランプ台５２を覆う上ケース５３とからなるスライダー５１Ａ，５１Ｂを備え、これらのスライダー内に挟持手段５４がそれぞれ配設されている。前方側のスライダー５１Ａと後方側のスライダー５１Ｂは、ワイヤによって互いに同じ距離だけ反対の向きに移動するように連結されており、通常は定荷重ばねによって最も接近した状態に保持されている。したがって、この状態において、いずれか一方のスライダー、例えば後方側のスライダー５１Ｂを手で把持して後方へ移動させると、これに連動して前方側のスライダー５１Ａは同じ距離だけ前方に移動して後方側のスライダー５１Ｂから離間する。また、後方側のスライダー５１Ｂを後方へ移動させた後に解放すると、前後のスライダー５１Ａ，５１Ｂは定荷重ばねの力により互いに接近する方向に同じ距離だけ移動して元の位置に復帰する。
【００２６】
前記挟持手段５４は、図２に示すように上下方向に対向して配設され、図示してないカム機構によって互いに接近離間する方向に同期して動作する２本のクランプピン５４ａ，５４ｂによって構成されている。また、挟持手段５４は前後２つずつ、合計４つからなり、各挟持装置３４Ａ，３４Ｂにそれぞれ２つずつ配設されている。挟持手段５４を構成する２本のクランプピン５４ａ，５４ｂの先端部は、前記上ケース５３に形成した縦方向に長い長溝５６から外部に突出し、通常開いた状態（離間した状態）に保持されている。
【００２７】
眼鏡枠形状測定装置２０への眼鏡フレーム２４の装着に際しては、前後一対の挟持装置３４Ａ，３４Ｂを離間させた後、眼鏡フレーム２４を開口部２５から筐体２１内に挿入してリム３５Ａ，３５Ｂを各挟持手段５４の上側のクランプピン５４ａと下側のクランプピン５４ｂとの間の高さに保持する。この状態で後方側のスライダー５１Ｂを手で把持して前方へ移動させると、これに連動して前方側のスライダー５１Ａが後方に移動し、これらのスライダー５１Ａ，５１Ｂによってリム３５Ａ，３５Ｂを前後から挟み、各リム３５Ａ，３５Ｂの上側リム部と下側リム部を下側のクランプピン５４ｂの上に載置する。そして、前記スタートボタン４０を押すと、図示してないモータの駆動によってクランプピン５４ａ，５４ｂが互いに接近して各リム３５Ａ，３５Ｂの上側リム部と下側リム部を挟持する。また、クランプピン５４ａ，５４ｂが閉じてリム３５Ａ，３５Ｂを挟持すると、スライダー５１Ａ，５１Ｂは図示してないストッパによってその挟持位置に位置決めされ、もって眼鏡フレーム２４の筐体２１内への装着が完了する。
【００２８】
前記回転テーブル３３は、左右方向に往復移動自在なスライドテーブル６０（図２）上に回転自在に配設されており、眼鏡フレーム２４、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定時に図示してないパルスモータによって１回転強回転し、このときの回転テーブル３３の回転角（実際にはモータに供給されるパルス数）を図示してないθ軸測定装置により前記スタイラス３７の水平面内での回転方向の変位（θ）として検出するように構成されている。前記回転テーブル３３の上面には、その中心を通る径方向の長溝６１が前記スタイラス３７に対応して形成されている。
【００２９】
前記スライドテーブル６０は、図示してないＤＣモータにワイヤを介して連結されており、左側のリム３５Ａ、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定時に左側に、右側のリム３５Ｂ、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定時に右側に移動されるように構成されている。
【００３０】
前記回転テーブル３３の内部には、スライダー６２が配設されている。スライダー６２は、上プレート６３と、この上プレート６３の下面側にねじ止めされた上向きコ字状の下プレート６４とからなり、内部に前記スタイラス３７を無荷重に近い状態で昇降自在に保持するＺ方向保持機構６６と、前記スタイラス３７を最下方位置、すなわち図２の実線で示す退避位置Ｔに退避させる退避機構６７が配設されている。
【００３１】
また、スライダー６２は、回転テーブル３３内において前記長溝６１の長手方向に移動自在に配設され、図９および図１０に示すように定荷重ばね７０によって一方向（矢印Ｃ方向）に付勢されており、一側面にはスライダー金具７１が固定されている。また、定荷重ばね７０の付勢力は、スライダー６２の側面に配設したモータ駆動制御のワイヤ７２の移動からも制御される。すなわち、ワイヤ７２にはストッパ金具７３が固設されており、このストッパ金具７３はワイヤ７２の動きに連動し、かつスライダー金具７１の移動方向の手前に位置している。したがって、通常のスライダー６２が定荷重ばね７０で付勢されている状態では、ワイヤ７２のストッパ金具７３にスライダー金具７１が当接した状態となり、スライダー６２の移動がワイヤ７２のストッパ金具７１により規制されることになる。そして、２つのプーリ７５，７５間に張架されたワイヤ７２は、モータ７４が駆動すると移動し、それに伴いストッパ金具７３も移動し、スライダー６２も同時に移動する。しかし、スライダー６２はスタイラス３７の接触部３７Ｃがフレーム溝３６に当接するとその位置で定荷重ばね７０の付勢力を受けた状態で停止する（測定開始状態）。
【００３２】
一方、モータ７４は回転し続けており、ワイヤ７２は移動しているので、ストッパ金具７３はスライダー金具７１から離間して単独で移動していき、付勢方向側に配設してあるフォトセンサ７６によって感知されると、モータ７４が停止し、そこがストッパ金具７３の退避位置となっている。そして、測定を開始し、測定が終了すると逆の操作で戻るようになっている。なお、スライダー６２の半径方向の変位ｒ、つまりリム３５Ａ（３５Ｂ）内の任意の点Ｏからスタイラス３７がフレーム溝３６に接触する接触点Ｐ（図１）までの水平距離は、図示してないｒ軸測定装置により測定される（例えば、上記特許文献１，２、非特許文献１参照）。なお、図９および図１０において、７７はスライダー６２のスライド軸（ガイド棒）である。
【００３３】
【非特許文献１】
ホーヤ株式会社製　フレームトレーサーＧＴ１０００
【００３４】
前記スタイラス３７は、前記Ｚ方向保持機構６６の一構成部品であるロッド６５の上端に取付けられたＬ字状の本体３７Ａと、この本体３７Ａの上端部に水平に突設された細長いピン３７Ｂとからなり、このピン３７Ｂの先端部が接触部３７Ｃを形成して前記リム３５Ａ，３５Ｂのフレーム溝３６に順次挿入され、その溝壁に所定の測定圧Ｆで押し付けられるように構成されている。また、接触部３７Ｃは、図１１に示すように球径Ｄが１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍの半球状に形成されている。
【００３５】
接触部３７Ｃの球径Ｄを１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍに設定した理由は、開き角度α（図１１）が１１０°，１００°，９０°と異なるフレーム溝３６であってもスタイラス３７の接触部３７Ｃがフレーム溝３６から外れたりすることがなく確実に測定することができ、また開き角度αが１１０°，１００°，９０°のいずれの場合であっても１２０°のヤゲンＶがフレーム溝３６に接したときのヤゲン頂点Ｓから接触部３７Ｃの中心Ｏ_０までの距離Ｒを近似的に等しくするためである。このようにすると、フレーム溝３６に応じてその開き角度αを測定する必要がなく、また開き角度αとは無関係に一定の補正値を測定値に加えて測定値を修正するだけでよい。
【００３６】
前記Ｚ方向保持機構６６は、上端に前記スタイラス３７が取付けられた前記ロッド６５と、このロッド６５を上方に押上げ前記スタイラス３７を無荷重に近い状態で保持するバランスばね８０とで構成されている。前記ロッド６５は、前記回転テーブル３３の長溝６１と前記上プレート６３に形成した挿通孔を上下動自在に貫通し、下端にプレート８１が固定されている。
【００３７】
また、前記ロッド６５は前記バランスばね８０によって上方に付勢されているが、通常は退避機構６７によって図２に示すように下方に押し下げられることによりスタイラス３７を退避位置Ｔに退避させている。次に、眼鏡フレーム２４の形状測定操作が開始されると、前記退避機構６７から解放され、前記ロッド６５は押し上げられて、スタイラス３７の接触部３７Ｃの軸線がリム３５Ａ（３５Ｂ）のフレーム溝３６に臨む高さ位置、すなわちローディング位置Ｒｄに保持されるように構成されている（図３、図４参照）。
【００３８】
すなわち、本発明は、スタイラス３７、ロッド６５、プレート８１、後述するピン９６、センサロッド１０２等によって構成される上下動自在な可動体８５がバランスばね８０の付勢力によって上昇してスタイラス３７が上方のローディング位置Ｒｄに移動すると、可動体８５の重量とバランスばね８０の付勢力が所定のバランスを保つようにバランスばね８０のばね力を設定し、可動体８５を無荷重に近い状態に保持して形状測定を行うようにしている。この場合、可動体８５の重さとバランスばね８０のばね力を等しくして無荷重の状態にすることが好ましいが、実際にはバランスばね８０の精度や耐久性の問題（厳密に設定すると、ばね自体の精度に誤差があった場合、その誤差を吸収できないため）により、可動体８５の重さよりバランスばね８０のばね力を若干大きく設定している。
【００３９】
前記退避機構６７は、上下動自在なねじ棒９１を有し前記下プレート６４上に固定された退避状態解除用駆動装置としてのリニアステッピングアクチュエータ９０と、このアクチュエータ９０によって回動させられる回動レバー９２と、この回動レバー９２を図２において反時計方向に付勢する引張りコイルばねからなる付勢用ばね９３等で構成されている。この付勢用ばね９３の上端は回動レバー９２に接続され、下端は下プレート６４の水平な底板部に接続されている。
【００４０】
前記回動レバー９２は、図８に示すようにそれぞれ金属板の折曲加工によって形成され図示しない止めねじによって一体的に結合された２つのレバー部材９２Ａ，９２Ｂによって構成されている。一方のレバー部材９２Ａは、水平板部９２Ａ−１ａと垂直板部９２Ａ−１ｂとからなる側面視逆Ｌ字状のレバー本体９２Ａ−１と、水平板部９２Ａ−１ａの一側縁に延設された前記ねじ棒９１が当接可能な当接片９２Ａ−２と、水平板部９２Ａ−１ａの下面に垂設された固定片９２Ａ−３とで構成されている。固定片９２Ａ−３には２つのねじ孔９２Ｃが形成されている。
【００４１】
前記他方のレバー部材９２Ｂは、先端に向かうにしたがって幅が段階的に減少し前記ロッド６５の下端部付近に突設したピン９６に上方から当接可能な板状の本体９２Ｂ−１と、本体９２Ｂ−１の基端側後端縁に垂設された固定片９２Ｂ−２と、本体９２Ｂ−１の基端側両側縁に垂設された左右一対の折曲片９２Ｂ−３とで構成されている。前記固定片９２Ｂ−２は、２つのねじ取付孔９２Ｄを有し、これらのねじ取付孔９２Ｄに挿通される止めねじを前記ねじ孔９２Ｃにねじ込むことにより前記固定片９２Ａ−３に固定されている。前記一対の折曲片９２Ｂ−３は、挿通孔９２Ｅをそれぞれ有している。
【００４２】
このような回動レバー９２は、前記一対の折曲片９２Ｂ−３の挿通孔９２Ｅに挿通される軸９５によって上下方向に回動自在に軸支され、非測定時においては図２に示すように本体９２Ｂ−１が前記付勢用ばね９３のばね力によって前記ピン９６に上方から圧接されることにより、前記ロッド６５を前記バランスばね８０に抗して押し下げスタイラス３７を退避位置Ｔに退避させている。このとき、ねじ棒９１は原点位置に下降している。付勢用ばね９３のばね力は、前記バランスばね８０のばね力より大きく設定されている。
【００４３】
前記アクチュエータ９０の下方には、前記ねじ棒９１を検出する原点センサ９７（図３）が配設されている。この原点センサ９７は、前記ねじ棒９１によってＯＮ、ＯＦＦするもので、ねじ棒９１が原点位置にあるときはＯＮ状態に保持され、アクチュエータ９０の駆動によってねじ棒９１が上昇するとＯＦＦに切り替わる。
【００４４】
眼鏡フレーム２４の形状測定時に前記アクチュエータ９０への通電によってねじ棒９１を回転上昇させると、前記回動レバー９２は当接片９２Ａ−２がねじ棒９１によって付勢用ばね９３の張力に抗して押し上げられることにより時計方向に回動し、略水平な状態になると、アクチュエータ９０が一旦停止してねじ棒９１によりその高さ位置に保持される。図３および図４はこのときの状態を示す。すなわち、回動レバー９２が時計方向に回動すると、本体９２Ｂ−１も同方向に回動するため、ロッド６５はバランスばね８０の付勢力によって徐々に上昇する。アクチュエータ９０が停止した位置がローディング位置Ｒｄである。また、ローディング位置Ｒｄはフレーム溝３６の中心位置でもある。そして、スタイラス３７がフレーム溝３６に挿入された状態では、さらにねじ棒９１は上昇し、当接片９２Ａ−２が上方斜め方向の退避位置まで回動し、スタイラス３７は回動レバー９２から上下方向の駆動では全く影響を受けないフリーな状態になり、測定が開始される（図５参照）。
【００４５】
ロッド６５が回動レバー９２から開放され上方位置に停止した状態において、ピン９６は本体９２Ｂ−１の下方に十分離間して位置しており、ロッド６５の上下動を可能にしている。つまり、ロッド６５は形状測定時において回動レバー９２から完全に離間し、上下方向の変位Ｚの測定を可能にするために上下動自在な状態に維持される。
【００４６】
可動体８５の重量とバランスばね８０の付勢力とが釣り合い状態を保つ位置は、スタイラス３７のローディング位置Ｒｄ（フレーム溝３６の中心と同一位置）に対して１〜５ｍｍ程度高い位置とされる。測定時におけるスタイラス３７の高さ方向の変位Ｚは、約±１０ｍｍ程度である。
【００４７】
本実施の形態で前記釣り合い状態を保つ高さ位置とフレーム溝３６の位置とを完全に一致させていない理由は、バランスばね８０を含む部品等の経時変化や組立誤差等を考慮したもので、僅かにバランスばね８０を押さえた状態に設定することで、位置調整の余地を残している。すなわち、理想的にはリム３５Ａ，３５Ｂのフレーム溝３６にスタイラス３７の接触部３７Ｃが係合する場合、Ｚ軸方向の荷重は、無荷重の状態が好ましい。しかし、構造上、ばねが極限に伸びきった状態ではその位置から更に上の方へ位置調整することは難しく、ばねを押えた状態からでは前記の位置調整は容易であるためである。
【００４８】
前記プレート８１の上面には、前記スタイラス３７の上下方向の変位Ｚを測定する前記Ｚ軸測定装置１００が設けられている。このＺ軸測定装置１００は従来周知のもので、前記上プレート６３の下面側にＬ型金具１０４を介して設けられたリング状のセンサヘッド１０１と、このセンサヘッド１０１内を非接触で上下動自在に貫通するセンサロッド１０２とで構成されている。センサヘッド１０１は、扁平なコイルを軸線方向に９個並べて構成したものが用いられ、奇数（１，３，５，７，９）の５つのコイルが一次励磁コイル、偶数（２，４，６，８）の４つのコイルが二次誘導コイルを形成している。センサロッド１０２は、ＳＵＳ３０３等の非磁性材からなる筒体内に複数個の磁性球と非磁性球を交互に配列して形成されるもので、前記プレート８１上に垂直に立設されており、このセンサロッド１０２が前記ロッド６５とともに上下方向に変位するとセンサヘッド１０１の誘導コイルに誘起電圧が生じ、この誘起電圧を検出して信号処理することにより前記センサロッド１０２の上下方向の変位を前記スタイラス３７の上下方向の変位Ｚとして検出するように構成されている。一方、プレート８１の下面と前記下プレート６４との間には、前記バランスばね８０が弾装されている。
【００４９】
さらに、前記スライダー６２には測定用ロッド１０８が配設されている。この測定用ロッド１０８は、前記レンズ２６またはフレーム型板２７の外周形状を測定する際に測定子として用いられるもので、前記上プレート６３に設けた筒体１０９を上下動自在に貫通して上端が前記回転テーブル３３の長溝６１の真下の一端部付近に位置し、引張りコイルばね１１０によって上方に付勢され、回転防止用ピン１１１によって回転が防止されている。回転防止用ピン１１１は、測定用ロッド１０８の下端部外周面に突設されており、先端部が前記下プレート６４の垂直板部に形成した上下方向に長いスリット１１２に摺動自在に挿入されている。
【００５０】
また、前記測定用ロッド１０８は、リミットスイッチ１１３をＯＮ、ＯＦＦさせるピン状の操作部材１１４を有し、通常プッシュラッチ１１５によって最下位置に保持されている。プッシュラッチ１１５は、一回操作されると測定用ロッド１０８を保持し、二回操作されると保持状態を解除し、測定状態に移行させるもので、市販のものが用いられている。前記リミットスイッチ１１３は、前記測定用ロッド１０８の使用、不使用状態を検出するためのもので、測定用ロッド１０８が最下位置まで下降し前記プッシュラッチ１１５によって保持された状態において、可動片１１３ａが前記操作部材１１４によって押圧回動させられることによりＯＦＦ状態に保持され、測定用ロッド１０８が上昇して操作部材１１４による可動片１１３ａの押圧状態が解除させられると、ＯＮ状態に切り替わるように構成されている。測定用ロッド１０８を押し下げると、プッシュラッチ１１５による測定用ロッド１０８の保持状態が解除されるため、測定用ロッド１０８は引張りコイルばね１１０によって引き上げられ、レンズ２６または型板プレート２７と接触可能なローディング位置Ｒｄｏに移動する。この場合、レンズ２６、フレーム型板２７の形状測定は、リム３５Ａ，３５Ｂの形状測定と異なり二次元測定、すなわち半径方向の変位ｒと、回転角度θの測定であるため、測定用ロッド１０８を必ずしも浮いた状態で保持する必要がなく、回転防止用ピン１１１をスリット１１２の上側終端壁に圧接した状態で測定してもよい。
【００５１】
次に、上記構造からなる眼鏡枠形状測定装置２０の操作手順を図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
先ず、電源をＯＮにする（ステップ２００）。次に、リム３５Ａ，３５Ｂの形状測定（フレームトレース）を行う場合（ステップ２０１）は、眼鏡フレーム２４を開口部２５から筐体２１の内部に挿入し、一対の挟持装置３４Ａ，３４Ｂによってリム３５Ａ，３５Ｂをそれぞれ挟持させる。そして、セレクトボタン４１によって形状測定の条件を設定する（ステップ２０２）。次に、スタートボタン４０を操作しリム３５Ａ，３５Ｂの形状測定を順次行う（ステップ２０３）。測定状態において、データボタン４３は緑色に点灯している。形状測定が終了するとデータボタン４３は緑色から赤色に変わり、測定が終了したことを知らせる。形状測定されたリブ３５Ａ，３５Ｂの測定データは加工機または管理用コンピュータに自動的に転送される（ステップ２０５）。
【００５２】
次に、フレーム型板２７の形状測定（パターントレース）を行う場合（ステップ２０６）は、フレーム型板２７を保持ホルダー２８に取付ける（ステップ２０７）。次に、カバー３０を外して保持ホルダー２８を取付金具２９の上に位置決めして固定する（ステップ２０８）。セレクトボタン４１によって形状測定の条件（右側、左側）を設定する（ステップ２０９）。次に、測定用ロッド１０８をセットしてスタートボタン４０を操作し、フレーム型板３７の形状測定を行う（ステップ２１０）。以下、上記したステップ２０３−ステップ２０４−ステップ２０５を経てフレーム型板２７の形状測定を終了する。
【００５３】
次に、レンズ２６の形状測定（レンズトレース）を行う場合（ステップ２１１）は、レンズ２６を保持ホルダー２８に取付ける（ステップ２１２）。次に、カバー３０を外して保持ホルダー２８を取付金具２９の上に位置決めして固定する（ステップ２１３）。以下、上記したステップ２０９−ステップ２１０−ステップ２０３−ステップ２０４−ステップ２０５を経てレンズ２６の形状測定を終了する。
【００５４】
このような構造からなる眼鏡枠形状測定装置２０は、リム３５Ａ，３５Ｂの形状測定時にスタイラス３７、ロッド６５等からなる上下動自在な可動体８５の重量（例えば、１０〜１３ｇ）をバランスばね８０のばね力とバランスさせるようにしているので、スタイラス３７の接触部３７Ｃをフレーム溝３６に対して無荷重に近い状態で接触させることができる。
【００５５】
実際には、スタイラス３７のローディング位置Ｒｄはフレーム溝３６の中心より若干高い位置（１〜５ｍｍ程度）に設定しているため、接触部３７Ｃをフレーム溝３６に係入するとき、スタイラス３７を若干押し下げてフレーム溝３６に係入する必要がある。このため、バランスばね８０は、スタイラス３７の下降量だけ圧縮され、その反力でロッド６５を押上げて接触部３７Ｃをフレーム溝３６の上側溝壁に押し付ける。したがって、フレーム溝３６にはバランスばね８０による反力が荷重として加わるが、この荷重はきわめて僅かであり、殆ど無視することができる。因みに、バランスばね８０のばね定数を０．３２（ｇ／ｍｍ）とすると、スタイラス３７を５ｍｍ下げてフレーム溝３６に係入したときにフレーム溝３６に加わる荷重は１．６ｇ（０．３２×５）で、スタイラス３７が上下方向に±１０ｍｍ変位したときにフレーム溝３６に加わる荷重は±３．２ｇ（０．３２×１０）である。これは、可動体８５の重量（１０〜１３ｇ）に比べて十分に小さいため、殆ど無視することができる。
【００５６】
この結果として、測定時おける接触部３７Ｃのフレーム溝３６に対する追従性が良好で、フレーム溝３６から接触部３７Ｃが外れ難くなる。また、殆ど無荷重の状態であれば、スタイラス３７の接触部３７Ｃをフレーム溝３６に押し付ける半径方向の測定圧Ｆを図１３に示した従来装置に比べて例えば３０ｇ程度に小さくすることができるため、接触部３７Ｃの追従性をより一層高めることができる。したがって、リム３５Ａ，３５Ｂを変形させたりするようなことが少なく、上下方向の変位Ｚを高い精度で測定することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼鏡枠形状測定装置は、測定子を無荷重に近い状態で昇降自在に保持するＺ方向保持機構を備えているので、測定子の接触部をフレーム溝に押し付ける半径方向の測定圧を小さくすることできる。したがって、フレーム溝から測定子が脱落したりリムを変形させたりすることがなく、上下方向の変位を正確に測定することができる。また、上下動自在なロッドと、このロッドを形状測定時に押し上げて所定の位置に浮いた状態で保持するバランスばねでＺ方向保持機構を構成したので、構造が簡単で部品点数が少なく安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼鏡枠形状測定装置の外観斜視図である。
【図２】測定子のＺ方向保持機構の非測定時における断面図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見たＺ方向保持機構のフレーム溝へのローディング時における断面図である。
【図４】ローディング時の側面図である。
【図５】形状測定時の側面図である。
【図６】スライダーの前方から見た斜視図である。
【図７】同スライダーの斜め前方から見た斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は退避機構を構成する回動レバーの斜視図および同回動レバーの分解斜視図である。
【図９】スライダーの駆動機構を示す概略平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】スタイラスの接触部とリムのフレーム溝を示す図である。
【図１２】操作手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来の上下動駆動機構の断面図である。
【符号の説明】
２４…眼眼フレーム、３５Ａ，３５Ｂ…リム、３６…フレーム溝、３７…スタイラス（測定子）、３７Ｃ…接触部、６２…スライダー、６５…ロッド、６６…Ｚ方向保持機構、６７…退避機構、８０…バランスばね、９０…リニアステッピングアクチュエータ、９２…回動レバー、９３…付勢用ばね。

Claims

眼鏡フレームのリムの内周面に形成されたフレーム溝に沿って測定子を移動させることにより、リム形状を三次元測定する眼鏡枠形状測定装置において、
リムの形状測定時に前記測定子を無荷重に近い状態で保持するＺ方向保持機構を備え、前記Ｚ方向保持機構を、上端部に前記測定子を有する上下動自在なロッドと、このロッドを形状測定時に押し上げて前記測定子をローディング位置に保持させるバランスばねとで構成したことを特徴とする眼鏡枠形状測定装置。