JP2005125491A

JP2005125491A - レンズ周縁加工装置及びレンズ周縁加工方法

Info

Publication number: JP2005125491A
Application number: JP2004369653A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Watanabe; 孝浩渡辺
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】超仕上砥石の研削面を均一にすることのできるレンズ周縁加工装置とレンズ周縁加工方法を提供する。
【解決手段】被加工レンズＬを挟持するレンズ回転軸１６,１７と、被加工レンズＬを研削加工する砥石５と、砥石５の少なくとも２カ所の研削面に交互に被加工レンズＬを当接させて研削加工するように制御する演算制御回路１００とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、粗研削用、中研削用及び超仕上加工（鏡面）研削用の各々の砥石を用いて被加工レンズのレンズ周縁を加工するためのレンズ周縁加工装置及びレンズ周縁加工方法に関する。

従来から、砥石でレンズを研削していく玉摺機が知られている（例えば特許文献１参照）。

また、超仕上砥石を用いてレンズ周縁を超仕上加工（鏡面加工）を行えるようにしたレンズ周縁加工装置が提案されている。
実開昭６３−１４０３５４号公報

しかしながら、このようなレンズ周縁加工装置では、レンズをレンズ回転軸に挟持させて研削していくものであるから、超仕上砥石の研削面を均一にすることができなかった。

この発明の目的は、超仕上砥石の研削面を均一にすることのできるレンズ周縁加工装置とレンズ周縁加工方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、被加工レンズを挟持するレンズ回転軸と、
前記被加工レンズを研削加工する砥石と、
前記砥石の少なくとも２カ所の研削面に交互に前記被加工レンズを当接させて研削加工するように制御する制御手段とを有することを特徴とする周縁加工装置。

請求項２の発明は、レンズ回転軸に挟持された被加工レンズを砥石を用いて研削加工するレンズ周縁加工方法において、
前記砥石の少なくとも２カ所の研削面に交互に前記被加工レンズを当接させて研削加工する段階を有することを特徴とする。

この発明によれば、砥石の少なくとも２カ所の研削面に交互に被加工レンズを当接させて研削加工するように制御するものであるから、超仕上加工の際に、超仕上加工砥石の研削面を均一にすることができる。

以下、この発明の実施形態である実施例を図面に基づいて説明する。

＜研削加工部＞
図４において、１はレンズ周縁加工装置の筺体状の本体、２は本体１の前側上部に設けられた傾斜面、３は傾斜面２の左側半分に設けられた液晶表示部であり、この液晶表示部３には超仕上加工されたレンズの枚数等が表示されるようになっている。４は傾斜面２の右側に設けられたキーボード部、４ａ〜４ｃ等はキーボード部４に設けられたキースイッチである。これらキースイッチ４a〜４cの操作により被加工レンズＬの材質情報を入力したり加工モードの設定等を行なったりする。

また、本体１の中央及び左側部近傍の部分には凹部１ａ，１ｂが設けられていて、凹部１ａには本体１に回転自在に保持された砥石５が配設されている。この砥石５は、図５に示すように、粗砥石６と中仕上砥石７と超仕上砥石（超仕上加工砥石）７Ａとを備え、図１に示したモータ８で回転駆動される様になっている。

粗砥石６は、図６および図７に示すように、ピラミッド状に突出した突出部６aを表面に網目状に設けたものであり、その突出部６aの表面がテフロン（商標名）等のシール部材６bで覆われている。

中仕上砥石７および超仕上砥石７Ａは、図８に示すように、アルミニウムからなる円柱状の心材７Ｈと、心材７Ｈの周面を覆ったしんちゅう７Ｉ（すずと銅の合金等でもよく、ダイヤモンド砥石７Ｊと焼結しやすい金属であればよい）と、このしんちゅう７Ｉの表面に設けたダイヤモンド砥石７Ｊとからなり、三層構造となっている。なお、アルミニウムからなる円柱状の心材７は管状にくり抜いたしんちゅう７Ｉに圧入されている。ダイヤモンド砥石７Ｊはダイヤモンドを含有する合金で、この合金はすずと銅からなる。

この砥石７,７Ａは、心材７Ｈがアルミニウムで構成されていることにより軽量化が図られており、砥石５は取り扱い易いものとなっている。ちなみに、従来の砥石では、心材もしんちゅうで構成されているので、その重量が重く、砥石の取り扱いが面倒であった。
＜キャリッジ＞
本体１上にはキャリッジ１５が配設されている。このキャリッジ１５は、キャリッジ本体１５ａと、このキャリッジ本体１５ａの両側に前方に向けて一体に設けられた互いに平行なアーム部１５ｂ，１５ｃと、キャリッジ本体１５ａの両側に後方に向けて突設された突起１５ｄ，１５ｅを有する。

この突起１５ｄ，１５ｅは、図３に示す軸支持突起１２を挟む位置に配設されていると共に、支持軸１４の軸線回りに回動可能に且つ支持軸１４の長手方向（左右）に移動自在に支持軸１４に保持されている。これによりキャリッジ１５の前端部が支持軸１４を中心に上下回動できるようになっている。なお、軸支持突起１２は本体１内に設けた支持台(図示せず)に突設されている。

このキャリッジ１５のアーム部１５ｂにはレンズ回転軸１６が回転自在に保持され、キャリッジ１５のアーム部１５ｃにはレンズ回転軸１６と同軸上に配設されたレンズ回転軸１７が回転自在に且つレンズ回転軸１６に対して進退調整可能に保持されていて、このレンズ回転軸１６，１７の対向端間（一端部間）には被加工レンズＬが挟持される様になっている。また、レンズ回転軸１６の他端部には図示を省略した固定手段により円板Ｔが着脱可能に取り付けられている。この固定手段の構造は周知のものを用いている。

このレンズ回転軸１６，１７は軸回転駆動装置（軸回転駆動手段）で回転駆動されるようになっている。この軸回転駆動装置は、キャリッジ本体１５ａ内に固定されたパルスモータ１８と、パルスモータ１８の回転をレンズ回転軸１６，１７に伝達する動力伝達機構(図示せず)を有する。

この動力伝達機構は、レンズ回転軸１６，１７にそれぞれ取り付けられたプーリ２０，２０と、キャリッジ本体１５ａに回転自在に保持された回転軸２１と、回転軸２１の両端部にそれぞれ固定されたプーリ２２，２２と、プーリ２０，２２に掛け渡されたタイミングベルト２３と、回転軸２１に固定されたギヤ２４と、パルスモータ１８の出力用のピニオン２５等から構成されている。

また、支持軸１４には、本体１の凹部１ａに配設した支持アーム２６の後部が左右動自在に保持されている。この支持アーム２６は、キャリッジ１５に対して相対回転自在に且つ左右方向には一体的に移動可能に保持されている。尚、支持アーム２６の中間部は本体１に図示しない軸で左右動自在に保持されている。

この支持アーム２６とブラケット１０との間には支持軸１４に巻回したスプリング２７が介装され、本体１とブラケット１１との間にはスプリング２８が介装されている。そして、キャリッジ１５はスプリング２７，２８のバネ力がバランスする位置で停止し、この停止位置ではレンズ回転軸１６，１７間に保持された被加工レンズＬが粗砥石６上に位置するようになっている。

キャリッジ１５は自重によって被加工レンズＬを砥石５へ押圧する構成となっているが、その押圧力は、図２に示す調整機構３００によって調整される。

調整機構３００は、キャリッジ１５に設けたプーリ３０１と、支持アーム２６の上端とプーリ３０１に接続されたスプリング３０２と、プーリ３０１を回転させるパルスモータ３０３等とから構成されている。図２に示す状態のときスプリング３０２の延びが最大となり、キャリッジ１５の押圧力が最小となる。そして、図２の状態からプーリ３０１が１８０度回転されると、スプリング３０２の延びが最小となってキャリッジ１５の押圧力が最大となる。

プーリ３０１が図２に示す位置にあるとき、プーリ３０１に設けた切欠部３０１aをマイクロスイッチ３０５が検知するようになっており、このマイクロスイッチ３０５の検知によりキャリッジ１５の最小の押圧力の状態を検知する。そして、プーリ３０１に設けた切欠部３０１bをマイクロスイッチ３０５が検知することによりキャリッジ１５の最大押圧力の状態を検知する。すなわち、パルスモータ３０３の回転量によって押圧力を調整していくものである。

また、キャリッジ１５のアーム部１５b,１５cの内側面かつ先端部近傍には、砥石５と被加工レンズＬとの接触面に向けて研削液を噴出するノズル３１０が設けられている。図１に示すポンプ３１１はノズル３１０から研削液を噴出させるものである。
＜キャリッジ横移動手段＞
このキャリッジ１５はモータ３１等からなるキャリッジ横移動手段２９で左右に移動駆動可能に設けられている。キャリッジ横移動手段２９は周知の構造なのでその説明は省略する。
＜キャリッジ昇降手段＞
円板Ｔに対応する位置の下方には図２に示した様にキャリッジ昇降手段３６が配設されている。

このキャリッジ昇降手段３６は、自由端部が上下回動可能に基端部を枢軸３７ａ，３７ａで支持アーム２６に回動自在に取り付けたリンク３７，３７と、リンク３７，３７の自由端部に枢軸３７ｂ，３７ｂで回動自在に取り付けたリンク３８と、リンク３８に上方に向けて突設した支持ロッド３９と、支持ロッド３９の上端に設けられた板状の型受台４０を有する。

また、キャリッジ昇降手段３６は、支持ロッド３９とは直角に前側に向けて突設された軸部材４１と、キャリッジ１５の移動方向に延びて軸部材４１を支持する軸受部材４２と、軸受部材４２と一体に設けられ且つ周方向に回転不能且つ上下動可能に図示しない位置で本体１に保持された雌ネジ筒４３と、雌ネジ筒４３に螺合された雄ネジ４４と、本体１に固定され且つ雄ネジ４４を回転駆動するパルスモータ４５を有する。
＜レンズコバ厚測定部＞
レンズコバ厚測定部２００は図３に示した様に砥石５に対応して設けられている。

このレンズコバ厚測定部２００は、本体１上に前後に間隔をおいて平行に取り付けられたブラケット２０１，２０２と、前後に延び且つブラケット２０１，２０２間に渡架固定された一対の平行なガイドレール２０３，２０４と、キャリッジ１５に対して進退自在にガイドレール２０３，２０４に保持された板状の可動ベース２０５を有する。

また、レンズコバ厚測定部２００は、ガイドレール２０３，２０４と平行に設けられ且つ可動ベース２０５の下面に固定されたラック２０６と、可動ベース２０５の下面に位置して本体１上に固定されたパルスモータ２０７と、パルスモータ２０７の出力軸２０７ａに固定され且つラック２０６に噛合するピニオン２０８と、ブラケット２０２に固定されて可動ベース２０５の原点を検出するマイクロスイッチＭＳを有する。このパルスモータ２０７を駆動制御してピニオン２０８を回転させることにより、このピニオン２０８とラック２０６との作用により可動ベース２０５がキャリッジ１５に対して進退駆動させられる。

しかも、レンズコバ厚測定部２００は、可動ベース２０５の上方に間隔をおいて固定された取付プレート２０９と、取付プレート２０９の上方に間隔をおいて固定された取付プレート２１０と、取付プレート２０９，２１０間に回転自在に保持され且つ互いに噛合するギヤ２１１，２１２と、取付プレート２０９上に固定されたバリアブルモータ２１３と、バリアブルモータ２１３の取付プレート２０９を貫通する出力軸２１３ａに固定され且つギヤ２１１に噛合するピニオン２１４と、取付プレート２０９上に固定されたロータリーエンコーダ２１５（検出手段）と、ロータリーエンコーダ２１５の取付プレート２０９を貫通する出力軸２１５ａに固定され且つギヤ２１２に噛合するピニオン２１６を有する。

更に、レンズコバ厚測定部２００は、ギヤ２１１，２１２の取付プレート２１０から突出する軸部２１１ａ，２１２ａに基端部２１７ａ，２１７ｂが保持されたフィラー軸２１７，２１８と、フィラー軸２１７，２１８の先端に一体に設けられた円板状のフィラー２１９（第１接触子），２２０（第２接触子）と、フィラー軸２１７，２１８間に介装されたスプリング２２１と、フィラー軸２１７の基端部２１７ａ近傍に位置して取付プレート２１０上に固定されたマイクロスイッチ２２２を有する。尚、図４中、２２３はレンズコバ厚測定部２００のフィラー軸２１７，２１８の一部及びフィラー２１９，２２０以外の各部品を覆うカバーケースである。

そして、バリアブルモータ２１３を駆動制御することにより、バリアブルモータ２１３の回転が出力軸２１３ａ，ピニオン２１６を介してギヤ２１１，２１２に伝達されて、フィラー軸２１７，２１８がスプリング２２１のバネ力に抗して互いに離反する方向に回動させられ、フィラー２１９，２２０の間隔が開くことになる。この際、ギヤ２１２の回転がピニオン２１６，出力軸２１５ａを介してロータリーエンコーダ２１５に伝達され、フィラー２１９，２２０の間隔がロータリーエンコーダ２１５の出力から得られることになる。

また、マイクロスイッチ２２２は、フィラー２１９，２２０同士がスプリング２２１のバネ力で当接させられているときにフィラー軸２１７の基端部２１７ａで押圧されてONするようになっている。

なお、フィーラー軸２１７，２１８は、図４に示すとおり、砥石５を配置した加工室の手前に設けられているが、これに限定されず、キャリッジ１５に開口部を設けてキャリッジ内に配設してもよい。

また、図１において、４００はリムレス用のデモレンズ等の形状を測定するレンズ形状測定装置であり、パルス発生器１０６から出力されるパルスに基づいてレンズの形状を測定していき、測定した測定結果をレンズデータメモリ１０２へ出力する。
＜電装部＞
電装部Dの演算制御回路１００（制御手段）は、上述の研削加工部のモータ８，モータ３１，パルスモータ１８，６４,ポンプ３１１等を駆動制御するドライブコントローラ１０１と、レンズデータメモリ１０２と、ＲＯＭ１０３と、キースイッチ４a〜４cとに接続されている。ドライブコントローラ１０１には、モータ８，モータ３１，パルスモータ１８，６４,ポンプ３１１等の他にモータ３０３が接続されている。

ＲＯＭ１０３には、図９に示す予めプログラムされたテーブルデータと、図１０に示す切削量とが記憶されている。

以下上記構成のレンズ周縁加工装置の作用を説明する。

先ず、図示しない電源を投入する。これにより図１に示す制御回路が動作可能な状態となる。

次に、被加工レンズＬをレンズ回転軸１６,１７により挟持させ、キースイッチ４a〜４cの操作により被加工レンズＬの材質を入力する。そして、スタートスイッチ(図示せず)を押すと、演算制御回路１００はＲＯＭ１０３からその材質に対応したデータを読み出し、この読み出したデータに基づいて被加工レンズＬを研削加工していく。

例えば、キースイッチ４a〜４cの操作により被加工レンズＬの材質をプラスチックであることを入力すると、図９に示すテーブルデータから、プラスチックに対応した粗加工データ、中仕上加工データ、超仕上加工データが読み出される。

各加工データは、キャリッジ１５の押圧力（加工圧）と、研削溶液の給水の有無と、カット方向と、取代情報等である。粗加工データは、加工圧が「軽」、給水が「あり」、カット方向が「ダウン」である。

演算制御回路１００は、読み出した粗加工データに基づき砥石５および被加工レンズＬの回転や、キャリッジ１５の押圧力等をドライブコントローラ１０１を介して制御し、粗加工していく。

粗加工では、先ず、キャリッジ１５が横方向に移動されて被加工レンズＬが粗砥石６の位置に移動される。そして、読み出した粗加工データの加工圧が「軽」となっていることから、プーリ３０１は図２の状態に保たれる。また、研削液の給水が「あり」であるからポンプ３１１が駆動されてノズル３１０から研削液が噴出される。また、カット方向は「ダウン」であるから砥石５と被加工レンズＬは互いに逆方向に回転され、図１１に示すように、ダウン加工される。

この粗加工では、データメモリ１０２に予め記憶されたレンズ形状とほぼ同じ大きさの形状となるまで被加工レンズＬを研削加工する。データメモリ１０２には、レンズ形状測定装置４００により測定したデモレンズの形状データを予め記憶させておくが、レンズ形状のデータを記憶したフロッピーディスク（商標名）等を用いてこのフロッピーディスク（商標名）から所望のレンズ形状をデータメモリ１０２に読み出して、粗加工を行うようにしてもよい。

粗加工が終了すると、被加工レンズＬが中仕上砥石７の位置に移動される。そして、読み出した中仕上加工データの加工圧が「軽」となっていることから、プーリ３０１は図２の状態に保たれる。また、研削液の給水が「あり」であるからポンプ３１１が駆動されてノズル３１０から研削液が噴出される。また、カット方向は「ダウン」であるから砥石５と被加工レンズＬは互いに逆方向に回転され、ダウン加工される。

また、取代情報がＮＯ．８であるから、図１０の表に示す情報ＮＯ．８のデータが読み出され、このデータの研削量だけ被加工レンズＬが研削されていく。すなわち、被加工レンズＬが１回転している間は、被加工レンズＬの外周囲が０.２mmづつ研削されていき、被加工レンズＬが２回転目に入ると、被加工レンズＬの外周囲が０.１mmづつ研削されていく。そして、３回転目および４回転目は０.０mm研削されて中仕上加工が終了する。この中仕上加工による研削量、すなわち、合計取代は０.３mmとなる。

中仕上加工が終了すると、被加工レンズＬが超仕上砥石７Ａの位置に移動され、
レンズコバ厚測定部２００によって中仕上加工された被加工レンズＬのコバ厚が測定される。測定した最大コバ厚が２mm以下のとき、被加工レンズＬの回転スピードは一周１５秒に設定され、最大コバ厚が４mm以下のとき被加工レンズＬの回転スピードは一周２３秒に設定され、最大コバ厚が４mm以上のとき被加工レンズＬの回転スピードは一周３０秒に設定される。この実施例では回転スピードは３段階に分けられているが、これに限定されるものではない。

そして、読み出した超仕上加工データの加工圧が「軽」となっていることから、プーリ３０１は図２の状態に保たれる。また、研削液の給水が「あり」であるからポンプ３１１が駆動されてノズル３１０から研削液が噴出される。また、カット方向は「アップ」であるから砥石５と被加工レンズＬは互いに同方向に回転され、図１２に示すように、アップ加工される。

また、取代情報がＮＯ．９であるから、図１０の表に示す情報ＮＯ．９のデータが読み出され、このデータの研削量だけ被加工レンズＬが研削されていく。すなわち、被加工レンズＬが１回転している間は、被加工レンズＬの外周囲が０.１mmづつ研削されていき、被加工レンズＬが２回転目に入ると、被加工レンズＬの外周囲が０.１mmづつ研削されていく。そして、３回転目が０.０mm研削され、４回転目が０.１mmづつ研削されていく。５回転目および６回転目は０.０mm研削されて超仕上加工が終了する。この超仕上加工による研削量、すなわち、合計取代は０.３mmである。

超仕上加工の際には、超仕上砥石７Ａの面を均一にするため、被加工レンズＬの位置をレンズＬが一回転する毎に交互に変えていく。すなわち、図１３に示すように、奇数回転目では左側に位置させ偶数回転目では右側に位置させる。例えば、４mmの間隔をあけて超仕上砥石７Ａの研削面に当接させる。なお、超仕上砥石７Ａの研削面の幅は１６mmである。

超仕上加工が終了すると、図１４に示すように、液晶表示部３のＣＦ（クリスタルフラット）にトータルカウンタとして超仕上加工したレンズの合計枚数が表示され、リセットカウンタとして砥石５がドレッシング処理されてから超仕上加工したレンズの合計枚数が表示される。トータルカウンタにより超仕上加工したレンズの枚数の全てが分かり、砥石の交換時期を知ることができる。

被加工レンズＬの材質をポリカーボネイトやアクリル樹脂を指定した場合には、同様にして、図９に示すテーブルデータからポリカーボネイトやアクリル樹脂に対応した粗加工データ、中仕上加工データ、超仕上加工データが読み出されて被加工レンズＬがそれらデータに基づいて研削加工されていく。

図１５の表は、被加工レンズＬをヤゲン加工する場合のテーブルデータを示したものであり、この場合、中仕上砥石７および超仕上砥石７ＡにはＶ溝を設けたものが使用される。また、データメモリ１０２にはフレーム形状のデータが記憶されることとなる。

このように、テーブルデータは、被加工レンズＬの材質および仕上げ加工（加工モード）の状態に応じて、砥石５に対する被加工レンズＬの最適な回転方向、研削液の給水の有無、最適な研削量等を記憶させたものであるから、被加工レンズＬの材質および加工モードに応じて適切な切削加工を行うことができる。この結果、不良品の発生を防止することができ、しかも、ポリカーボネイトや高屈折率プラスチックのレンズであっても、見栄えのよい艶を出すことができることとなる。

上記実施例では、粗加工から超仕上加工まで一連の動作を連続的に行う場合について説明したが、キースイッチ４a〜４cの操作によって加工モード（加工条件）を設定した場合には、設定した加工モードまでの加工を行う。例えば、中仕上加工モードを設定すると、被加工レンズＬの材質としてプラスチックが入力されていれば、図９のテーブルデータから、プラスチック用の粗加工データである「軽」、「あり」、「ダウン」と、プラスチック用の中仕上加工データである「軽」、「あり」、「ダウン」、「情報ＮＯ．８」のデータが読み出されて粗加工と中仕上加工が行われる。

この発明にかかるレンズ周縁加工装置の第１実施例を示す制御回路図である。図２に示したキャリッジのキャリッジ昇降手段の部分の一部を破断してＡ−Ａ方向から見た説明図である。 (a)は図１〜図３に示したキャリッジとフィラーとの関係を示す概略平面図、 (b)は(a)のＢ−Ｂ線に沿う断面図、 (c)は(b)のＣ−Ｃ線に沿う断面図、 (d)は(b)のラックとピニオンとの関係を示す説明図である。レンズ周縁加工装置の外観図である。砥石を示した側面図である。粗仕上砥石の表面の突出部を示した斜視図である。上記突出部の断面図である。中仕上砥石および超仕上砥石の構成を示した断面図である。テーブルデータを示した表である。取代情報を示した表である。被加工レンズと砥石の回転方向を示した説明図である。被加工レンズと砥石の回転方向を示した説明図である。超仕上砥石に対する被加工レンズの移動を示す説明図である。液晶表示部を示した説明図である。被加工レンズＬをヤゲン加工する場合のテーブルデータを示した表である。

符号の説明

５砥石
１６レンズ回転軸
１７レンズ回転軸
Ｌ被加工レンズ

Claims

被加工レンズを挟持するレンズ回転軸と、
前記被加工レンズを研削加工する砥石と、
前記砥石の少なくとも２カ所の研削面に交互に前記被加工レンズを当接させて研削加工するように制御する制御手段とを有することを特徴とする周縁加工装置。
レンズ回転軸に挟持された被加工レンズを砥石を用いて研削加工するレンズ周縁加工方法において、
前記砥石の少なくとも２カ所の研削面に交互に前記被加工レンズを当接させて研削加工する段階を有することを特徴とするレンズ周縁加工方法。