JP2009014517A

JP2009014517A - 玉型形状測定装置

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Publication number: JP2009014517A
Application number: JP2007176695A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Shibata; 良二柴田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: EP2012085A1; JP4920514B2; KR101419550B1; US20090007444A1; KR20090004511A; US7681321B2; EP2012085B1; CN101339020A

Abstract

【課題】長期間の使用においても、測定子の滑らかな動きを維持することができ、高カーブフレームの測定時にも、測定子がレンズ枠溝から外れ難く、安定した精度の良い測定を可能にする。
【解決手段】眼鏡フレームのレンズ枠に対して回転される基台に備えられた測定子を有し、測定子をレンズ枠の溝に沿って移動させて、測定子の移動を検知手段による検知結果に基づいて、レンズ枠の三次元形状を測定する玉型形状測定装置で、基台に支持された第１支点を中心にして上下方向に回転可能に配置された第１アームと、第１アームの第１支点から離れた位置に設けられた第２支点を中心にしてレンズ枠の動径方向に回転可能に配置された第２アームと、第２アームの先端側に上方向に延びるように配置された支持軸で、第２支点を中心にした円弧軌跡の略接線方向に向く測定子が取り付けられた支持軸と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、眼鏡フレームにおけるレンズ枠（眼鏡枠）の玉型の三次元形状を測定する玉型形状測定装置に関する。

眼鏡フレームを保持機構により略水平状態で保持し、眼鏡フレームのレンズ枠溝に測定子を当接させつつ、レンズ枠溝に沿って移動させ、測定子の移動を検出することにより、眼鏡フレームの玉型の三次元形状を測定する装置が種々提案されている（例えば、特許文献１、２、３、４等を参照）。これらの内、現在実用化されているものは、特許文献１にあるように、水平方向に直線移動される移動支基と、該移動支基に対して上下方向に直線移動される上下移動軸を備え、上下移動軸に測定子が設けられたタイプである。
特開２０００−３１４６１７号公報特開２００１−１７４２５２号公報特開２００６−３５０２６４号公報特開昭６２−２１５８１４号公報

レンズ枠の玉型の三次元形状を精度良く測定するためには、測定子がレンズ枠溝に一定の測定圧で押し当てられ、また、滑らかに移動されることが好ましい。しかし、特許文献１のように直線移動機構では、その移動機構にダストが入りやすく、シール性も困難であり、長期間の使用により滑らかな移動に支障をきたすため、改善が望まれる。特許文献２及び３においても、一部に直線移動機構が使用されており、上記の問題を含んでいる。

また、近年は反りの大きなフレーム（高カーブフレーム）が増えている。このため、高カーブフレームの場合にも、測定子がレンズ枠溝から外れることなく、安定して測定できることが望まれる。上記の特許文献１〜４は、何れも、高カーブフレームの場合の測定時に測定子がレンズ枠溝から外れやすい欠点があった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、長期間の使用においても、測定子の滑らかな動きを維持することができ、また、高カーブフレームの測定時にも、測定子がレンズ枠溝から外れ難くし、安定して精度良く測定が行える玉型形状測定装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）フレーム保持機構に所期する状態に保持された眼鏡フレームのレンズ枠に対して相対的に回転される基台に備えられた測定子を有し、測定子をレンズ枠の溝に沿って移動させて、測定子の移動を検知手段により検知することに基づいて、レンズ枠の三次元形状を測定する玉型形状測定装置において、前記基台に支持された第１支点を中心にして上下方向に回転可能に配置された第１アームと、前記第１アームの第１支点から離れた位置に設けられた第２支点を中心にしてレンズ枠の動径方向に回転可能に配置された第２アームと、前記第２アームの先端側に上方向に延びるように配置された支持軸であって、第２支点を中心にした円弧軌跡の略接線方向に向くように前記測定子が取り付けられた支持軸と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の玉型形状測定装置において、前記測定子にレンズ枠溝に押し当てる測定圧を付与するために前記第２支点を中心に前記第２アームをレンズ枠溝方向に付勢する測定圧付与手段を備えることを特徴とする。
（３）（２）の玉型形状測定装置において、前記第１支点に対する第１アームの質量的なバランスを取り、且つ前記測定圧付与手段により測定圧が与えられる方向に対して垂直な方向の前記第１支点から前記測定子の先端までの距離と前記測定圧との積から得られる力のモーメントを略キャンセルする荷重が調整された上下動バランス機構を備えることを特徴とする。
（４）（２）の測定圧付与手段は、前記第２支点を中心に回転される第２アームをレンズ枠溝方向に略一定の力で付勢するために、第１アームと第２アームとの間に配置された付勢部材を備えることを特徴とする。
（５）（１）の玉型形状測定装置において、前記第２支点を挟んで前記第２アームの前記第２支点に対しての質量的なバランスを取るバランス機構が設けられていることを特徴とする。
（６）（２）の玉型形状測定装置において、前記第１支点に対して第１アームの質量的なバランスを取る上下動バランス機構を備えることを特徴とする。
（７）（２）の玉型形状測定装置において、前記基台の回転平面に対して前記支持軸が略垂直となる位置で前記第１アームの上下移動を保持する保持手段と、前記測定圧付与手段により与えられる測定圧に抗して前記第２アームを前記基台の回転中心側に回転させる力を与える回転力付与手段と備え、前記回転力付与手段により前記支持軸を型板の周縁に当接させて型板の玉型形状を得ることを。
（８）（１）の玉型形状測定装置において、フレーム保持機構に保持された眼鏡フレームの設置平面の高さに前記測定子の先端が置かれたときに、測定子の先端は設置平面に対して上方向に３〜１０度傾いて前記支持軸に取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、長期間の使用においても、測定子の滑らかな動きを維持することができ、安定して精度良く測定が行える。また、高カーブフレームの測定時にも、測定子がレンズ枠溝から外れ難く、安定して精度良く測定が行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る玉型形状測定装置を備える眼鏡レンズ加工装置の外観構成図である。装置本体１の上部右奥に、眼鏡フレームのレンズ枠（眼鏡枠）枠及び型板（ダミーレンズも含む）の玉型の三次元形状を測定する玉型形状測定装置２が内蔵されている。玉型形状測定装置２の前方には、玉型形状測定装置２を操作するためのスイッチを持つスイッチパネル部４１、加工情報等を表示するディスプレイ４３が配置されている。また、スイッチパネル部４５により加工条件等の入力や加工のための指示を行うことができる。眼鏡レンズ周縁加工機構は、開閉窓４７によって装置本体１の内外に仕切られている。加工機構は、特開２００１−１８１５５号公報等に記載された周知のものが使用される。

玉型形状測定装置２は、眼鏡フレームを所期する状態に保持するフレーム保持部１００、保持部１００の下側に測定機構部２００を備える。図２は、眼鏡フレームＦが保持された状態のフレーム保持部１００を上から見た図である。

保持部ベース１０１上には眼鏡フレームＦを略水平に保持するための前スライダー１０２と後スライダー１０３が載置されている。前スライダー１０２と後スライダー１０３は、その中央の基準線Ｌ1に対して対称に対向して摺動可能に配置されていると共に、バネ１１３により常に両者の中心線に向かう方向に引っ張られている。

前スライダー１０２には、眼鏡フレームＦのレンズ枠を上下方向からクランプするためのクランプピン１３０ａ，１３０ｂがそれぞれ２箇所に配置されている。同様に後スライダー１０３には眼鏡フレームＦのレンズ枠を上下方向からクランプするためのクランプピン１３１ａ，１３１ｂがそれぞれ２箇所に配置されている。また、型板を測定するときは、前スライダー１０２及び後スライダー１０３が開放され、周知の型板保持治具が所定の取付け位置１４０に配置されて使用される。このフレーム保持部１００の構成は、例えば、特開２０００−３１４６１７号公報等に記載された周知のものが使用できる。

測定機後部２００の構成を図３〜図５等に基づいて説明する。図３は測定機構部２００の外観斜視図である。図４は測定機後部２００を上から見た図である。図５は、測定機構部２００を側面から見た図である。なお、各図において、フレームＦはフレーム保持部１００により所期する状態（略水平状態）に保持された状態として図示されているが、フレーム保持部１００の図示は省略されている。

回転ベース２１０は、垂直な軸線Ｌ２を中心にして回転可能に横スライドベース２０１に保持されている。横スライドベース２０１は、図２において、眼鏡フレームＦが保持された状態で、図示を略す移動機構により、眼鏡フレームの左右方向に移動される。図３〜図５は、眼鏡フレームの右眼のレンズ枠を測定する状態であり、左眼のレンズ枠を測定する際には、横スライドベース２０１が左眼のレンズ枠方向に移動される。回転ベース２１０は、横スライドベース２０１に取り付けられたパルスモータ等を持つ回転駆動部２０２により、軸線Ｌ２を中心に回転される。なお、本実施形態ではフレーム保持部１００に保持された眼鏡フレームＦに対して測定機構部２００が軸線Ｌ２を中心に回転される構成であるが、相対的に測定機構部２００に対してフレーム保持部１００に保持された眼鏡フレームＦが回転される構成も含まれる。

回転ベース２１０に固定されたブロック２１２には、第１支点Ｓ１を中心に回転軸受け２２２を介して第１アーム２２０が上下方向に回転可能に保持されている。支点Ｓ１を中心に回転される第１アーム２２０の回転角（回転量）は、ギヤ及びピニオン等の周知の回転伝達機構を介して、ブロック２１２に取り付けられたエンコーダ２２４（第１回転検知手段）によって検出される（図４参照）。

図４、図５において、第１アーム２２０の右側の先端側２２０ａには、第１支点Ｓ１の回転中心軸に対して直交する関係の回転中心軸を持つ第２支点Ｓ２を中心にして、回転軸受け２３２を介して第２アーム２３０が回転可能に保持されている。第２アーム２３０の回転角（回転量）は、ギヤ及びピニオン等の周知の回転伝達機構を介して、第１アーム２２０に取り付けられたエンコーダ２３４（第２回転検知手段）によって検出される（図４参照）。

図４上において、第２アーム２３０の先端側２３０ａは、第２支点Ｓ２から回転ベース２１０の回転中心が位置する側に延びている。その先端側２３０ａには、上方向に延びる支持軸２４０が固定されている。本装置においては、支持軸２４０は第２アーム２３０が回転される平面に対して垂直に上方向に延びるように配置されている。また、支持軸２４０の取付け位置は、第２アーム２３０が第２支点Ｓ２を中心に回転されたときに、回転ベース２１０の回転中心線Ｌ２をほぼ通るような位置関係とされている。そして、支持軸２４０の上部に、眼鏡フレームのレンズ枠溝に当接（挿入）される測定子２４２が取り付けられている。本実施形態の測定子２４２は支持軸２４０の中心から針状に延ばされ、且つ、その先端２４２ａは第２支点Ｓ２を中心に回転される支持軸２４０の円弧軌跡の略接線方向に向くように支持軸２４０の上端に取り付けられている。

ここで、図６は、測定機構部２００を側面から見た図であり、且つフレーム保持部１００に保持された眼鏡フレームＦの測定基準平面（設置平面）の高さＰ０に、測定子２４２の先端が置かれているときの図である。本装置においては、支持軸２４０が測定基準平面に対して垂直に位置されたときの図となっている。支持軸２４０が垂直に位置したとき、測定子２４２の先端２４２ａ側は、設置平面に対して平行でなく、３〜１０度程の角度αで傾くように、支持軸２４０の中心から延ばされている。これにより、眼鏡フレームが高カーブフレームの場合にも、レンズ枠溝から外れにくくすることができる。

また、レンズ枠の形状を高精度に測定する上では、測定子２４２を枠溝に適切な略一定の測定圧で押し当てることが好ましい。そのため、本装置では、測定圧付与機構として、測定子２４２をレンズ枠溝側に付勢するバネ（付勢部材）２３６が設けられている。バネ２３６は略一定の付勢力を持つ引っ張りバネが使用されている。バネ２３６は、第２支点Ｓ２を中心にして、第２アーム２３０の第１先端２３０ａ側に対して反対側に延びた後端側２３０ｂと第１アーム２２０の後端側２２０ｂと間に配置されている。バネ２３６により、測定子２４２の先端は、第２支点Ｓ２を中心とした円弧軌跡に沿って、回転ベース２１０の回転中心（軸線Ｌ２）から離れる方向に付勢され、レンズ枠の溝に押し当てられる。なお、測定圧付与機構としては、引っ張りバネに代えて、第２支点Ｓ２を中心に配置されたコイルバネにより第２アーム２３０を回転させる不勢力を付与する構成とすることもできる。

ここで、第１アーム２２０が第１支点Ｓ１を中心に上下方向に回転されることに伴って、第２アーム２３０の回転平面が水平状態から傾くと、第２アーム２３０の先端側２３０ｂが重力の影響を受けることになる。この場合、バネ２３６の不勢力が略一定であっても、測定子２４２に付与される測定圧が変化してしまう。この対応として、第２アーム２３０の後端２３０ｂには、バランス機構としての錘２３８が取り付けられている。錘２３８によって、第２支点Ｓ２の回転中心に対して第２アーム２３０が質量的に略バランスがとられることにより、第１アーム２２０の上下方向の回転に拘わらず、測定子２４２に付与される測定圧を略一定することができる。

また、同様に、第１アーム２２０の第１支点Ｓ１を中心にした上下動の質量的なバランスを略一定とするために、第１アーム２２０の後端２２０ｂにもバランス機構としての錘２２８が取り付けられている。質量的にバランスを取る機構としては、付勢力を与えるバネ、モータにより発生される駆動力等を使用する構成でも良い。さらに、後述するように、第１アーム２２０の上下動の質量的なバランスを略一定とした場合に対して、測定時に測定子２４２に掛かる力のモーメントＮを考慮し、その分を略キャンセルする荷重が調整された上下動バランス機構が好ましい。

回転ベース２１０上には、バネ２３６の付勢力に抗して、支点Ｓ２を中心にして第２アーム２３０を回転ベース２１０の回転中心（Ｌ２）側に移動させるための移動機構２５０（回転力付与手段）が配置されている。移動機構２５０は、垂直な軸線Ｌ３を中心に回転可能に回転ベース２１０に取り付けられた円形部材２５２と、円形部材２５２の回転中心から偏心した位置で、上側に垂直に延びた軸部材２５４と、軸線Ｌ３を中心に円形部材２５２を回転させるモータ２５６を備える。モータ２５６により円形部材２５２が回転され、退避位置に置かれた軸部材２５４が図４上の矢印２５８方向に回転されると、軸部材２５４が第２アーム２３０の側面に当接されるようになる。さらに円形部材２５２の回転により、軸部材２５４が軸線Ｌ３を中心に回転されると、バネ２３６の付勢力に抗して第２アーム２３０が支点Ｓ３を中心に回転され、測定子２４２が眼鏡フレームのレンズ枠溝から放されるようになる。

また、第１アーム２２０の後端２２０ｂ側には、第１アーム２２０の回転を一定位置に保持させ、第２アーム２３０を水平方向に回転可能にすると共に、回転ベース２１０の回転平面に対して支持軸２４０を略垂直状態に維持するためのアーム保持機構２６０が配置されている。図６において、第１アーム２２０の後端２２０ｂを挟んで上下に位置する２つの軸Ｌ４及びＬ５を中心にして、回転部材２６２ａ，２６２ｂが回転可能にブロック２１２に取り付けられている。回転部材２６２ａには、軸Ｌ４から偏心した位置にクランプ部材２６４ａが取り付けられている。回転部材２６２ｂにも、軸Ｌ５から偏心した位置にクランプ部材２６４ｂが取り付けられている。回転部材２６２ａ，２６２ｂは、モータ２６６の回転により、図示を略す回転伝達機構を介して連動して回転される。回転部材２６２ａ，２６２ｂの回転によりクランプ部材２６４ａ及び２６４ｂが軸Ｌ４及びＬ４を中心にしてそれぞれ回転され、図６のように、両者の間隔が狭まれる。これにより、第１アーム２２０の後端２２０ｂがクランプ部材２６４ａ及び２６４ｂにより挟み込まれ、第１アーム２２０が水平状態に位置される。すなわち、クランプ部材２６４ａ及び２６４ｂにより支持軸２４０が回転ベース２１０の回転平面に対して略垂直状態に維持される。支持軸２４０が垂直状態に維持されることにより、測定子２４２が上下方向（高さ方向）の測定基準平面に配置される。

型板Ｋの測定に当たって、支持軸２４０は型板の周縁部に当接され、支持軸２４０が測定子の役目を果たす。型板Ｋの測定時には、図６に示したように、アーム保持機構２６０により第１アーム２２０の回転が固定される。この状態で、移動機構２５０によって第２アーム２３０が回転中心Ｌ２方向に移動されることにより、支持軸２４０が型板Ｋの側面に当接され、その玉型形状が測定される。なお、型板Ｋは図示を略す型板保持治具が使用されることによって、フレーム保持部１００に保持されている。

次に、以上のような構成を持つ装置において、図７の制御系ブロック図を使用し、その測定動作を説明する。なお、レンズ枠の玉型の測定開始前の所期状態においては、第１アーム２２０の後端２２０ｂはクランプ部材２６４ａ及び２６４ｂにより挟み込まれ（図６参照）、測定子２４２が測定基準平面の高さに置かれている。また、モータ２５６の駆動により第２アーム２３０が図４上の矢印２５９方向に回転され、測定子２４２が回転ベース２１０の回転中心（Ｌ２）付近の所期位置に置かれている。

操作者は、図２のように、眼鏡フレームＦをフレーム保持部１００に保持させた後、スイッチパネル部４１の両眼トレース用スイッチ４１ａを押すと、制御部５０により測定機構部２００が駆動され、始めに右眼のレンズ枠の玉型形状測定が開始される。

モータ２５６の駆動により、軸部材２５４がゆっくり退避位置に移動されると、これに連動して第２アーム２３０及び測定子２４２がバネ２３６の付勢力によりレンズ枠方向に回転される。そして、フレーム保持部１００の４箇所にあるクランプピン１３０ａ，１３０ｂ，１３１ａ，１３１ｂよって基準平面高さに置かれたレンズ枠溝に、測定子２４２が挿入される。モータ２５６の駆動により軸部材２５４が退避位置に移動された後、モータ２６６により第１アーム２２０の後端２２０ｂを挟持していたクランプ部材２６４ａ及び２６４ｂが移動され、図５のように、クランプ部材２６４ａ及び２６４ｂの間隔が最も開けられた状態にされる。これにより、第１アーム２２０上下方向の回転の制限が解除され、測定子２４２がフレームＦのレンズ枠溝に沿って上下移動可能にされる。また、軸部材２５４が退避位置に移動されたことにより、測定子２４２はバネ２３６の付勢力により略一定の測定圧でレンズ枠溝に押し当てられる。

この状態で、回転駆動部２０２によって回転ベース２１０が軸線Ｌ２を中心に回転されることにより、測定子２４２がフレームＦのレンズ枠溝の形状に沿って上下方向及び回転ベース２１０の回転中心（Ｌ２）から離れる方向に移動される。このこれに伴って、第１アーム２２０が第１支点Ｓ１を中心に回転されると共に、第２アーム２３０が第２支点Ｓ２を中心に回転される。第１アーム２２０の回転はエンコーダ２２４の検知され、第２アーム２３０の回転はエンコーダ２３４により検知される。これらの検知情報と回転ベース２１０の回転角Θnにより、レンズ枠溝の玉型の三次元形状が制御部５０により演算される。回転ベース２１０の回転角Θnは、回転駆動部２０２が持つパルスモータの駆動パルスから制御部５０により得られる。

エンコーダ２２４，２３４により検知されたそれぞれ回転角及び回転ベース２１０の回転角に基づく玉型の三次元形状の演算方法を、図８により説明する。

図８において、回転ベース２１０の回転中心の軸線Ｌ２上に原点Ｏが位置するとし、回転ベース２１０がある回転角におけるＸＹＺの３次元座標系を考える。原点Ｏを基準にしたＸ軸、Ｙ軸が通るＸＹ平面上に第１アーム２２０の回転中心が位置するとし、その回転中心を点Ｔ１とする。また、第２アーム２３０の回転中心を点Ｔ２とする。また、測定子２４２の先端を点Ｔ３とし、点Ｔ２を中心に第２アーム２３０が回転される平面まで垂線を下ろしたときの交点を点Ｔ４とする。

ここで、点Ｔ１から点Ｔ２までの距離をａ、原点Ｏに対する点Ｔ１のＸ軸方向の距離をｂ、原点Ｏに対する点Ｔ１のＹ軸方向の距離をｃ、点Ｔ２から点Ｔ４までの距離をｄ、点Ｔ３から点Ｔ４までの距離をｅとする。また、Ｘ軸方向に対して第１アーム２２０の線分Ｔ１−Ｔ２が上下方向（Ｚ軸方向）に傾斜される角度をεｘとし、Ｙ軸方向に対して第２アーム２３０の線分Ｔ２−Ｔ４が傾斜される角度をεｙとする。角度εｘはエンコーダ２２４により得られ角度であり、角度εｙはエンコーダ２３４から得られる角度である。

この図８において、測定子２４２の先端である点Ｔ３の座標は、以下の演算により求められる。

上記のＸ、Ｙの座標で表される点Ｔ３について、原点Ｏを基準とした動径長ｒ、動径角ρで表される極座標系に変換すると、以下の式で表される。

上記の演算は回転ベース２１０が固定の場合である。回転ベース２１０の回転角Θn（ｎ＝１，２，……，Ｎ）を考えた場合、レンズ枠溝の玉型の三次元形状を（Ｒｎ，θｎ，Ｚｎ）（ｎ＝１，２，……，Ｎ）とすると、回転角Θnのときの動径長Ｒｎはｒで得られ、動径角θｎはρ＋Θnで得られ、高さ方向（上下方向）の位置ＺｎはＺで得られる。このようにして得られた玉型の三次元形状（Ｒｎ，θｎ，Ｚｎ）は、メモリ５１に記憶され、眼鏡レンズの周縁加工時にメモリ５１から呼び出されて使用される。

上記のように、測定子２４２の上下方向及び動径方向の移の両方を円弧運動で移動される機構としたので、滑らかな回転が可能でシール性の高いラジアルベアリング等の回転軸受け２２２，２３２を使用できる。これにより、長期間の使用においても、上下方向及び動径方向の両方における測定子２４２の滑らかな動きを維持でき、眼鏡フレームのレンズ枠の玉型を精度良く測定できる。

また、上記のような構成としたことにより、前述した特許文献１、２，３等の構成に対して、反りの大きなフレーム（高カーブフレーム）の測定時にも、測定子２４２がレンズ枠溝から外れ難く、安定して精度良く測定が行える。以下、その理由を説明する。

図９（ａ）、（ｂ）は、特許文献２（特開２００１−１７４２５２号公報）と同じく、レンズ枠溝ＦＶに当接する測定子２４２が上下方向のみに支点Ｓを中心に回転（揺動）され、支点Ｓを支持する移動体Ｍが動径方向（図上の横方向：ｘ方向）に移動される構成を示したものである。ここで、測定子２４２に作用する力のモーメントＮについて考えると、モーメントＮは、力（測定圧）Ｆと、力Ｆが働く方向に垂直な方向の距離ｈとの積となる。すなわち、
Ｎ＝Ｆ×ｈ
となる。

図９（ａ）は、レンズ枠溝ＦＶが基準平面位置にある場合である。一定の力（測定圧）Ｆはｘ方向に発生されているため、この場合の力のモーメントＮは、
Ｎ＝Ｆ×ｈ１
である。一方、図９（ｂ）は、眼鏡フレームＦの反りが大きく、レンズ枠溝ＦＶの位置が基準平面位置Ｐ１に対して位置Ｐ２に高くなった場合である。この場合も、一定の力（測定圧）Ｆはｘ方向に発生されているため、力のモーメントＮは、
Ｎ＝Ｆ×ｈ２
となり、図９（ａ）の場合に対して、レンズ枠溝ＦＶの高さが高くなる程、力のモーメントＮも大きくなる。力のモーメントＮが大きくなると、測定子２４２には上方向に外れやすくなる。

これに対して、図９（ｃ）は本実施形態の装置の場合であり、測定子２４２は支点Ｓ１を中心に上下方向に回転され、支点Ｓ１は固定されたブロック２１２に支持されている。測定子２４２の動径方向の移動は、第１アーム２２０の先端側の支点Ｓ２を中心に回転される第２アーム２３０（図９（ｃ）では図示を略す）により行われ、測定子２４２に働く力（測定圧）は、バネ２３６によって測定子２４２が支点Ｓ２を中心に回転される平面方向に発生されている。この場合、力Ｆが働く方向に垂直な方向の距離は、レンズ枠溝ＦＶの高さ位置（測定子２４２の先端位置）に拘わらず、距離ｈ１で略一定であるため、力のモーメントＮも、Ｎ＝Ｆ×ｈ１で略一定となる。したがって、眼鏡フレームＦの反りが大きく、レンズ枠溝ＦＶの高さが高くなっても、力のモーメントＮがほぼ一定であるため、測定子２４２がレンズ枠溝ＦＶから外れ難く、安定して精度良く測定が行える。

なお、上記のように、測定子２４２に対して上方向に働く力のモーメントＮが略一定であることを基にし、これを略キャンセルするように、下方向に荷重ΔＧを付与することが好ましい。こうすると、測定子２４２がレンズ枠溝ＦＶからさらに外れ難くすることができる。図３〜５に示された本実施形態においては、第１アーム２２０の後端２２０ｂに取り付けられた錘２２８の質量について、質量的に略バランスをとった場合に対して荷重ΔＧ分だけ調整された上下動バランス機構を構成することにより実現できる。この場合、錘２２８を使用する代わりに、付勢力を与えるバネ、モータにより発生される駆動力等を使用する構成でも良い。

また、本実施形態によれば、測定圧Ｆの方向は、フレーム保持部１００のクランプピン１３０ａ，１３０ｂ等に保持されたレンズ枠溝ＦＶの測定基準平面（設置平面）ではほぼ水平方向に働き、レンズ枠溝ＦＶの位置の高くなれば、その程度に応じて測定圧Ｆの働く方向も上方向に変化する。すなわち、測定圧が眼鏡フレームのカーブに沿った方向に掛かる。これにより、高精度の測定を実現できる。

玉型形状測定装置を備える眼鏡レンズ加工装置の外観構成図である。眼鏡フレームが保持された状態のフレーム保持部を上から見た図である。測定機構部の外観斜視図である。測定機後部を上から見た図である。測定機構部を側面から見た図である。測定機構部を側面から見た図であり、眼鏡フレームの測定基準平面（設置平面）の高さＰ０に測定子の先端が置かれているときの図である。本装置の制御系ブロック図である。玉型の三次元形状の演算方法を説明する図である。高カーブフレームの測定時にも、測定子がレンズ枠溝から外れ難い理由を説明する図である。

符号の説明

２玉型形状測定装置
５０制御部
１００フレーム保持部
２００測定機構部
２０２回転駆動部
２１０回転ベース
２１２ブロック
２２０第１アーム
２２４エンコーダ
２２８錘
２３０第２アーム
２３４エンコーダ
２３６バネ
２３８錘
２４０支持軸
２４２測定子
２５０移動機構
２６０アーム保持機構
Ｓ１第１支点
Ｓ２第２支点

Claims

フレーム保持機構に所期する状態に保持された眼鏡フレームのレンズ枠に対して相対的に回転される基台に備えられた測定子を有し、測定子をレンズ枠の溝に沿って移動させて、測定子の移動を検知手段により検知することに基づいて、レンズ枠の三次元形状を測定する玉型形状測定装置において、
前記基台に支持された第１支点を中心にして上下方向に回転可能に配置された第１アームと、前記第１アームの第１支点から離れた位置に設けられた第２支点を中心にしてレンズ枠の動径方向に回転可能に配置された第２アームと、前記第２アームの先端側に上方向に延びるように配置された支持軸であって、第２支点を中心にした円弧軌跡の略接線方向に向くように前記測定子が取り付けられた支持軸と、を備えることを特徴とする玉型形状測定装置。
請求項１の玉型形状測定装置において、前記測定子にレンズ枠溝に押し当てる測定圧を付与するために前記第２支点を中心に前記第２アームをレンズ枠溝方向に付勢する測定圧付与手段を備えることを特徴とする玉型形状測定装置。
請求項２の玉型形状測定装置において、前記第１支点に対する第１アームの質量的なバランスを取り、且つ前記測定圧付与手段により測定圧が与えられる方向に対して垂直な方向の前記第１支点から前記測定子の先端までの距離と前記測定圧との積から得られる力のモーメントを略キャンセルする荷重が調整された上下動バランス機構を備えることを特徴とする玉型形状測定装置。
請求項２の玉型形状測定装置において、前記測定圧付与手段は、前記第２支点を中心に回転される第２アームをレンズ枠溝方向に略一定の力で付勢するために、第１アームと第２アームとの間に配置された付勢部材を備えることを特徴とする玉型形状測定装置。
請求項１の玉型形状測定装置において、前記第２支点を挟んで前記第２アームの前記第２支点に対しての質量的なバランスを取るバランス機構が設けられていることを特徴とする玉型形状測定装置。
請求項２の玉型形状測定装置において、前記第１支点に対して第１アームの質量的なバランスを取る上下動バランス機構を備えることを特徴とする玉型形状測定装置。
請求項２の玉型形状測定装置において、前記基台の回転平面に対して前記支持軸が略垂直となる位置で前記第１アームの上下移動を保持する保持手段と、前記測定圧付与手段により与えられる測定圧に抗して前記第２アームを前記基台の回転中心側に回転させる力を与える回転力付与手段と備え、前記回転力付与手段により前記支持軸を型板の周縁に当接させて型板の玉型形状を得ることを玉型形状測定装置。
請求項１の玉型形状測定装置において、フレーム保持機構に保持された眼鏡フレームの設置平面の高さに前記測定子の先端が置かれたときに、測定子の先端は設置平面に対して上方向に３〜１０度傾いて前記支持軸に取り付けられていることを特徴とする玉型形状測定装置。