JP2005534519A - プラスチック材光学レンズの切削方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削により生ずる旋盤チップの処分が容易な切削方法および装置を提供する。
【解決手段】本発明は、プラスチック材料の光学レンズ10の切削方法および装置に関する。レンズ10上の切削部分を冷却する。切削は旋盤を用いて行われる。切削部分は、チップが粉々に砕けるほどプラスチック材料が脆化する温度まで部分的に冷却する。

Description

本発明は、レンズ上の切削部分を冷却する、プラスチック材光学レンズの切削方法に関する。
本発明は、さらに、上記の方法を実施するための装置に関する。

上記と同種の方法および装置は下記特許文献１から公知である。
この従来技術の方法では、プラスチック材料製の光学レンズは研磨加工される。最初に記載されている実施形態によれば、研磨工程中にレンズが許容されないまでに加熱されて変形するのを避けるため、研磨中に液体冷却剤が継続的にレンズブランク上に噴出される。

記載されているその他の実施形態によれば、レンズは乾燥条件下で加工され、研磨工具は個々の小さな研削粒子を生成するだけの構成となっている。この粒子は空気の流れによって吹き飛ばされ、排出される。これについては、プラスチック材料はCR-39またはポリカーボネートであることが明示されている。
粒状の研磨チップ、すなわち個々の小粒子が切り出されるこの従来技術の研磨方法の他に、さらに別の公知のプラスチック材光学レンズの切削加工方法、つまりいわゆる「ダイアモンド旋盤」法が存在する。

この従来技術の方法では、全ての旋盤または回転工程に典型的であるが、比較的細長いチップが生じる。これらのいわゆる「カールチップ(curled chips)」は、それらが互いに絡み合いやすく、空気の流れなどによって容易に処分できないので、処分するのが問題となる。
したがって、切削プログラム、すなわち旋盤の機械制御を、例えば、レンズブランクを１回転させるたびに、研磨工具またはカッターを、終わったばかりの１回転が開始された位置まで短時間戻すように改良することで、このようなカールチップが生じないようにしようという試みが既になされている。その結果、切削端は既に加工が終った位置へと移動し、したがって切削端には短時間材料が無くなり、その時にチップの生成が中断される。

しかし、このアプローチには、旋盤チップが依然として生じるという欠点があり、その長さは個々の回転の全周に相当する。これらのチップが既に述べた種類のものと比較して幾分短いとはいえ、このようなチップの絡まりは同様に排除できない可能性がある。
さらに、このアプローチは、旋盤工程を定期的に中断することから、結果的に作業工程の時間が全体的に長くなるという欠点がある。

さらに、旋盤工具を定期的に切換（スイッチ）することから、結果的に旋盤内に振動が生じ、最終的に得られる表面の質もまたマイナスの影響を受ける。
米国特許第４，５８９，２３１号明細書 米国特許第２，３８０，６５３号明細書 独国特許出願公開第６９２ ２８ ８２５号明細書

したがって、本発明の根底にある目的は、冒頭に明示した形式の方法および装置を、上述の欠点を回避するよう改善することである。
特に、ダイアモンド旋盤工程のもつ特有の利点は維持されるべきであるが、その反面、上述の欠点、特に細長い旋盤チップの生成は避けるべきである。

冒頭に明示した方法に従って、この目的は、旋盤を用いてチップを生ずる切削を行うこと、および、当該チップが壊れて粉々になるほどプラスチック材料が脆化する温度まで切削部分を正確に冷却することで達せられる。
対応する様式では、本発明の根底にある目的は、ノズルを備えていて、そのノズルが切削部分上に正確に向けられていて、冷却剤を供給するための供給ユニットと接続されている、冒頭に明示した形式の装置によって達せられる。

したがって、本発明の根底にある目的は完全に解決される。
切削部分の正確な冷却には、すなわち、切断したチップが細長い旋盤チップとならないようにする効果がある。これは特定の温度でのその脆弱性を考えるとチップは既に切断中に粉々に砕けるはずであり、この破片は構造において研磨チップに十分匹敵するものであり、同様に容易に処分できる可能性があるからである。

上記特許文献２から公知の方法は、ゴム製のふいごからドライアイスを用いてフィンを取り除き、ついで、上記特許文献３ではさらに木片で満たされた、回転ドラム中の脆くなったフィンを取り除くことを提案しているが、この従来技術の方法はプラスチック材料製の光学レンズの加工には応用できないと明記されている。さらに、この従来技術の方法は成形工程後のフィンの除去に関するが、本発明はチップ、特に成形加工工程中の旋盤チップの除去を扱う。

本発明の方法の好ましい改良形態では、冷却ガスを噴出して切削部分を冷却する。この場合、窒素を用いるのが好ましい。
この方策には、ガスを噴出することにより、液体の冷却剤を用いた場合のように工作片を乾燥させる必要のない、乾式の加工工程を構成するという利点がある。
さらに、冷却剤として冷却窒素を供給および／または使用する冷却機はそれ自体公知であり、市販されているので、検認された機器を用いて、さらに、特に必要とされる温度およびガスの量の繊細な設定を可能にしてもよい。

さらなる利点は明細書本文および添付の図面により明らかとなろう。
言うまでもなく、上述の特徴およびこの後に述べる特徴は、特定の組み合わせのみに用いられるのではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、その他の組み合わせで用いてもよいし、あるいは単独で用いてもよい。

図面を参照しながら本発明の実施形態をさらに詳しく説明する。唯一の図は極めて概略的なものであるが、本発明の方法を実施するための装置を示す。
図中、参照番号10はプラスチック材レンズ、例えば眼鏡のレンズを示す。
矢印12は、レンズ10が適切な装置(図示せず)によって、その光軸まわりに回転することを示す。

極めて概略的に示される旋盤14は旋盤工具16を有し、その切削刃18は先端20でレンズ10と接触している。
CNC制御装置(図示せず)を用いて、要求された座標軸に沿って旋盤工具16を適当に動かすことによって回転するレンズ10の表面に所望の輪郭を描き出すことができる。このことは全て周知であり、本発明の一部ではない。

旋盤工具16を用いてレンズ10の表面に旋盤操作を施している間は、レンズ10上の先端20の接している部分、すなわち切削部分で旋盤チップが生じる。従来の旋盤チップは細長く、互いに絡まりあう傾向があった。このような従来の旋盤チップを処分することは、したがって厄介である。
本発明によれば、切削部分だけを所定の温度まで正確に冷却するが、レンズ10自体は基本的に冷却されない冷却アセンブリ30であって、従来の冷却装置とは区別される冷却アセンブリ30が備えられている。

その目的のため、供給ユニット32がダクト34を介してノズル36と接続されており、ノズル36は矢印38で示されるように切削部分に向けられている。供給装置32は、例えば、ガスが細い噴流として切削部分上に向けられた冷却窒素を、特にチップが切り取られた後にのみチップ自体の上に直接供給する。
これも図に示されていないが、従来の装置の手段により、ガスの噴流温度および供給率または速度をそれぞれ広い範囲内で変化させてもよい。

この場合、ガス噴流の具体的な温度および供給率はレンズ10の素材であるプラスチック材料の種類に応じて、また旋盤14の送り速度に応じて、すなわちチップの厚みに応じて設定される。
冷却ガスの供給量との関連で、温度は、切り取られたプラスチック材料のチップが、切り取られると直ちに粉々に砕けるほど脆化するように設定する。

この方法のステップは、切削刃18または先端20のそれぞれの幾何学的形状との関連で、つまり、チップの小片が粉塵のように処分できるほど小さくなるように最適化し得る。
その目的のため、チップのガイド台(図示せず)を旋盤工具16の付近に備え付けてもよい。チップは切り取られた後このチップのガイド台上を流れ、その後脆化した状態で細かく粉々に砕ける。

チップを小さな粒子へと砕いて処分するために、排出ファン42、ダクト44および排出フード46で構成される排出アセンブリ40が設けられている。排出フード46は、前記のように生成された旋盤チップを捕らえるような大きさおよび配置にされており、ダクト44および排出ファン42を経由して、それ自体公知の回収かごへ入るように同チップをガイドする。

本発明の方法を実施するための装置を示す概略図である。

Claims (8)

1. レンズ(10)上の切削部分を冷却する、プラスチック材光学レンズ(10)のチップを生じさせる切削方法であって、旋盤の手段により切削を行うこと、および、チップが壊れて粉々になるほどプラスチック材料が脆化する温度まで切削部分を正確に冷却することを含む方法。
2. 切削部分から出る当該チップを冷却する、請求項１記載の方法。
3. 冷却したガスを前記切削部分の上に噴出させることによって前記切削部分を冷却する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記ガスが窒素である、請求項３記載の方法。
5. 切削片が排出される、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 切削の間に当該チップをガイドして破壊する、請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. ノズル(36)が備えられており、そのノズル(36)が前記切削部分上に正確に向けられていて、冷却剤を供給するための供給ユニット(32)と接続されている、請求項１ないし６いずれかに記載の方法を実施するための装置。
8. 切り取られた後の当該チップをガイドするための手段を備えている、請求項７記載の装置。

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