JP3175014B2 - レンズ加工機におけるワーク支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レンズ加工機におけ
るワーク支持装置に係わり、更に詳しくはレンズ加工時
にレンズを安定した状態で支持することが出来るレンズ
加工機におけるワーク支持装置の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、軽薄短小で高精度の光学レンズ
は、小型カメラやビデオカメラ等の商品に多岐にわたっ
て使用されいるが、このような光学レンズは、小型高精
度化と低コストが要求されてきているために、レンズ加
工の自動化による無人化が要望されている。

【０００３】また高精度のレンズ研摩加工方法として
は、ー般的に高い精度で加工された工具皿の曲面にレン
ズを押し当て（加圧し）て回転させ、工具皿の曲面をレ
ンズ側に転写させて研磨する方法であり、また高精度を
維持するためには、無理のない加工圧力及び揺動や工具
皿の回転等の加工運動等の加工条件が必要となる。一
方、レンズの形状及びサイズは、多岐にわたっており、
安定した状態で容易に加工し易い形状のレンズと、非常
に不安定な形状があるため、上記のようにレンズの小型
化要求は、画一的に加工するのが難しく、また物理的に
加工し難い形状のものが多くなってきている。

【０００４】従来、半円弧状のレンズの表面を研摩する
レンズ加工機のワーク（レンズ）支持装置は、前後方向
に揺動可能で、水平方向に旋回可能なレンズホルダーに
取付けられたレンズの曲面に、回転駆動するスピンドル
の先端に取付けられた研摩工具を圧接させてレンズを研
摩するようにしている。ところで、上記のようなレンズ
加工機におけるワーク支持装置は、例えば、特開昭６３
−１１４８６０号公報に開示されているように、垂直に
垂設されたカンザシピンと呼称される支持棒の先端に、
カンザシ球を介してレンズを下向きに保持するレンズホ
ルダー（レンズ貼付皿）の裏面中心部が揺動自在に支持
され、このレンズホルダーに保持されたレンズを、レン
ズホルダーの下方に設置された研摩工具を回転駆動する
スピンドルにより圧接させた状態で回転駆動させ、レン
ズホルダー自体も回転させながら研摩加工するようにし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】然し乍ら、上記のよ
うな従来のワーク支持装置は、カンザシ球を支点として
レンズを保持するレンズホルダーが揺動し、しかもカン
ザシピンでレンズホルダー及びレンズを研摩工具に加圧
しながら加工する方式であるため、レンズの支持重心は
常にレンズ加工面よりも高い位置にあって、ワークの揺
動支点がワークの加工面よりも上方の離れた高い位置に
あるためワークの支持が極めて不安定となり、回転駆動
するスピンドルの先端に取付けられた研摩工具をレンズ
の研摩面に圧接させて研摩する際、レンズを取付けたレ
ンズホルダーが研摩工具から飛び上がったり、左右方向
にバタツキ、精度の高い研摩加工を行なうことが難しい
と言う問題があった。

【０００６】また、レンズ加工においては、図４に示す
ようにカンザシピン３１の先端のカンザシ球３２からレ
ンズホルダー３３に支持されたレンズＷの加工面Ｐの中
心までの高さをＴとし、カンザシ球３２からレンズ加工
面の端末部までの距離をＬとした場合、Ｌ／Ｔ＝２．２
以上でないとー般的に精度良い加工が行えないことが経
験的に知られている。従って、Ｌ／Ｔの比率が無限に近
いことが理想的となるものである。

【０００７】然し乍ら、上記のような支点を加工面より
上方の高い位置にある従来装置の場合には、Ｌ／Ｔ＝
２．２以上に確保するレンズとするには物理的に制限が
あり、またＬ／Ｔ＝２．２以下のものは、ブロック等に
貼付けて、２．２以上を確保するために、多数個を貼付
ける加工方法も行なわれているが、１個加工と異なりブ
ロックの製作や、レンズの貼付け，剥がし等の余分な作
業が必要となり、更にレンズの小型，軽量化は形状的に
加工し難いものが多いと言う問題があった。

【０００８】この発明は、かかる従来の問題点に着目し
て案出されたもので、レンズを支持するレンズホルダー
の加圧支点を加工面と同一線上に設けることにより、レ
ンズを安定した状態で支持すると共に、レンズ加工時に
は、レンズを研摩工具に追従できるようにすることで、
常に安定した状態で加工ができ、精度の高い研摩加工を
行なうことが出来るレンズ加工機におけるワーク支持装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、支持軸(3) を支点として上下方向に揺動可
能なアーム(4) の先端に、先端が二股状に形成された支
持アーム(10)の後端を回転自在に連結し、前記支持アー
ム(10)の先端に、ピン(11a,11b) を介して略Ｕ字状に形
成された揺動アーム(13)の両端を揺動可能に吊設し、前
記揺動アーム(13)の長手方向の中央部の内側に、レンズ
(W) の加工面を上向きにして取付ける回転自在なレンズ
ホルダー(12)を設置し、このレンズホルダー(12)に保持
されたレンズ(W) の加工面の中心点(O) が、前記ピン(1
1a,11b) の中心を通る中心線（ＹーＹ）と、支持アーム
(10)の中心を通る中心線（ＸーＸ）と、前記レンズホル
ダー(12)の回転中心軸を通る線（Ｚ−Ｚ）との交点に位
置するように構成したことを要旨とするものである。

【００１０】またこの発明は、前記支持軸(3) を支点(3
a)として上下方向に揺動可能なアーム(4) の後端側に、
アーム(4) の先端側を上昇させて研磨工具(16)に対して
レンズ(W) を加圧させるための昇降装置(19)を設けたこ
とを要旨とするものである。

【００１１】

【発明の作用】この発明は上記のように構成され、レン
ズホルダーを取付ける揺動アームを、先端が二股状に形
成された支持アームにピンを介して揺動可能に吊設する
ことにより、レンズホルダーに取付けられるレンズの重
心は、常に加工面の下方に位置することになり、従って
レンズを安定した状態で支持することが出来、また加工
中心位置は、ピンの中心を通る中心線ＹーＹと、支持ア
ームの中心を通る中心線ＸーＸと、前記レンズホルダー
(12)の回転中心軸を通る線Ｚ−Ｚとの交点に位置するの
で、加工が安定し、またレンズの脱着操作も容易とな
り、精度の高い加工を行うことが出来るものである。

【００１２】

【発明の実施例】以下添付図面に基いて、この発明の実
施例を説明する。図１は、この発明を実施したレンズ加
工機におけるワーク支持装置１の断面図、図２は図１の
平面図、図３は正面図を示し、このワーク支持装置１
は、支持ブロック２に設けた支持軸３を支点３ａとして
上下方向に揺動するアーム４が取付けられ、このアーム
４の先端部５には、シャフト８及び軸受９を介して回転
自在に連結された二股状の支持アーム１０が設けられて
いる。このアーム４の先端部５に連結された二股状の支
持アーム１０は、レンズＷを加工するケ−シング６内に
カバー７を介して突設されている。

【００１３】前記、支持アーム１０の先端には、図２及
び図３に示すように、ピン１１ａ，１１ｂを介して断面
凹状のレンズホルダー１２を支持する略Ｕ字状の揺動ア
ーム１３の両端が回転自在に吊り下げられた状態で支持
され、研摩工具１６による加圧力の微調整と、レンズＷ
の加工点が研摩工具１６の面に軽く倣わせることが出来
るように、所謂テンビン方式で支持されている。また、
この揺動アーム１３の長手方向の中央部上には、図３に
示すように軸受部材１４及びアダプター１５を介してレ
ンズホルダー１２が回転自在に支持され、レンズホルダ
ー１２にはレンズＷの加工面を上向きにして取付けられ
ている。

【００１４】前記、レンズホルダー１２に保持されるレ
ンズＷの加工面の中心Ｏは、前記ピン１１ａ，１１ｂの
中心を通る中心線ＹーＹと、アーム４及び支持アーム１
０の中心線ＸーＸと、前記レンズホルダー(12)の回転中
心軸を通る線ＺーＺとが交叉するように設定されてお
り、従って、レンズホルダー１２の揺動支点は、レンズ
Ｗの加工面の中心Ｏと同一線上に位置し、レンズＷを支
持する重心が下方にあるので安定して支持され、またレ
ンズ加工として理想的とされる上述したＬ／Ｔを無限に
することが可能となる。

【００１５】また、図１において１６は、レンズＷの円
弧状の表面を研摩加工する研摩工具を示し、この研摩工
具１６は、レンズホルダー１２に上向きに保持されたレ
ンズＷの加工面が下方から加圧されながら研摩するよう
に上方から下方に向って設置され、研摩工具１６はスピ
ンドルヘット１７の先端に取付けられたスピンドル１８
に取付けられている。また、スピンドル１８は、上記の
Ｘ，Ｚ軸に対して同軸上で角度調整可能に設けられてい
る。

【００１６】前記、支持軸３を支点３ａとして上下方向
に揺動するアーム４の後端側には、アーム４の先端側を
上昇させて研磨工具１６に対してレンズＷを加圧させる
ためのエアーシリンダ等の昇降装置１９がテーブル２７
に回転自在な支点ピン２７ａを介して設置され、またア
ーム４の後端には、支点ピン２１を介して先端に螺子２
２ａを形成したロット２２が連結され、このロット２２
は断面凹状のガイド２３内に昇降可能に収容され、前記
ロット２２とガイド２３及びホルダー２３ａとの間に
は、スプリング２４が介設され、ロット２２の先端に螺
嵌したロックナット２５により緩衝機能を持たせて支持
されている。また、２０はアーム４の後端側が上方に持
ち上がった際に当接するショクアブソーバであり、アー
ム４の後端下部には、センサー２６が取付けられてい
る。

【００１７】前記、昇降装置１９とロット２２との連結
部には、クランクアーム２８が連結され、このクランク
アーム２８は、クランク軸２９を介して駆動モータ３０
に連結されている。この駆動モータ３０は、アーム４を
水平方向に揺動させるもので、駆動モータ３０の回転駆
動によりクランク軸２９，クランクアーム２８を介して
アーム４を水平方向に揺動させ、これによりレンズホル
ダー１２に上向きに保持されたレンズＷの加工面を水平
方向に揺動させながら研摩加工を行なうように構成され
ている。

【００１８】次に、上記のような構成から成るこの発明
の加工方法を説明する。まずアーム４の先端５を、図１
に示すように下降させた状態でレンズホルダー１２にレ
ンズＷを上向きにセットし、セット終了後に昇降装置１
９を介してレンズＷを加工位置、即ち、研磨工具１６に
レンズＷが接触するまで上昇させる。 そして、スピン
ドルヘット１７の先端に取付けられたスピンドル１８を
回転駆動させて研摩工具１６を回転させながら、レンズ
ホルダー１２を駆動モータ３０及びクランク機構を介し
て図２において左右方向に揺動させながらレンズＷの加
工面を圧接させて研摩加工を行なう。この際、レンズＷ
を支持するレンズホルダー１２は、研摩工具１６の回転
に伴って自転し、またレンズホルダー１２が図１にお い
て前後方向に揺動した場合には、揺動アーム１３がピン
１１ａ，１１ｂを支点として揺動し、また支持アーム１
０は、シャフト８を介して回転自在に支持されており、
揺動アーム１３及び支持アーム１０は支持軸３を支点と
して上下方向にも揺動するのでレンズホルダー１２は、
研摩工具１６に追従して揺動する。

【００１９】また、実際に上記のような研摩加工におけ
る加工，加圧方法には、次の３通が可能となる。まず、
第１の加工，加圧方法としては、アーム４に支点ピン２
１及びガイド２３を介して連結されているロット２２の
上下部に間隙ｔ１，ｔ２を設け、昇降装置１９は図示し
ないストロークエンドまたはストッパーに突当てた状態
でレンズＷがレンズホルダー１２に圧接し、間隙ｔ２を
設けた状態でスプリング２４を圧縮してスプリング２４
のみで加圧する方法。即ち、スプリング２４の圧縮量を
ガイド２３により適宜調整することで、加圧の調整が可
能となる。

【００２０】また、第２の加工，加圧方法は、ロット２
２の上部の隙間ｔ１をゼロとすることで、隙間ｔ２もな
くなることから、レンズＷをレンズホルダー１２に圧接
させた状態で昇降装置１９は図示しないストロークエン
ドまたはストッパーに突当たらない状態で調整すること
により、昇降装置１９のエアーによる加圧が可能となる
ものである。

【００２１】また、第３の加工，加圧方法は、第１の方
法でスプリング２４の代りに図示しないアーム４の後端
部に適宜ウエイトを乗せる事でウエイト荷重方式により
加圧の調整が可能となる。また、レンズＷの厚さを管理
する必要がある場合には、アーム４の後端下部に設けた
センサー２６によって予め設定された寸法に加工量が到
達した状態で停止することが出来るのである。

【００２２】この発明は、上記のようにレンズＷを下方
から支持して研摩工具１６により上方から加圧して加工
するようにすると共に、レンズＷの加工中心点Ｏが、Ｘ
ーＸ軸，ＹーＹ軸，ＺーＺ軸の交叉する点にあるので、
加工前後において、レンズＷの脱着は安定した状態にあ
り、従って操作性は大幅に向上し、装置構造も簡素化で
きて経済的であり、自動化する場合においてもロボット
等での脱着が容易となるものである。

【００２３】この結果、レンズＷの研磨加工時に、レン
ズホルダー１２が、研磨工具１６から飛び上がったり、
図１において左右方向にバタツクと言うことが無く、常
に安定した状態でレンズＷを支持し、精度の高い研磨加
工を行うことが出来るものである。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、上記のように支持軸(3) を
支点として上下方向に揺動可能なアーム(4) の先端に、
先端が二股状に形成された支持アーム(10)の後端を回転
自在に連結し、前記支持アーム(10)の先端に、ピン(11
a,11b) を介して略Ｕ字状に形成された揺動アーム(13)
の両端を揺動可能に吊設し、前記揺動アーム(13)の長手
方向の中央部の内側に、レンズ(W) の加工面を上向きに
して取付ける回転自在なレンズホルダー(12)を設置し、
このレンズホルダー(12)に保持されたレンズ(W) の加工
面の中心点(O) が、前記ピン(11a,11b) の中心を通る中
心線（ＹーＹ）と、支持アーム(10)の中心を通る中心線
（ＸーＸ）と、前記レンズホルダー(12)の回転中心軸を
通る線（Ｚ−Ｚ）との交点に位置するように構成したの
で、レンズの支持が安定し、精度の高い研磨加工を行う
ことが出来ると共に、レンズの脱着操作も容易となり、
またレンズ加工時に、従来のようにレンズホルダーが、
研磨工具から飛び上がったり、左右方向にバタツクと言
うことが無く、レンズホルダーに装着されたレンズを研
磨工具に追従させてレンズを常に安定した状態でレンズ
を支持出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施したレンズ加工機におけるワー
ク支持装置の断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】ワーク支持装置の正面図である。

【図４】一般的なレンズ加工の説明図である。

【符号の説明】

１ ワーク支持装置 ３ 支持軸 ３ａ 支点 ４ アーム １０ 支持アーム １１ａ，１１ｂ ピ
ン １２ レンズホルダー １３ 揺動アーム Ｗ レンズ Ｏ レンズの加工面
の中心

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 13/005 B24B 13/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後方向に揺動可能で、水平方向に旋回
   自在なレンズホルダー(12)に取付けられたレンズ(W) の
   曲面を、回転駆動するスピンドル(18)の先端に取付けら
   れた研磨工具(16)に圧接させてレンズ(W) を研磨するレ
   ンズ加工機におけるワーク支持装置において、 支持軸(3) を支点として上下方向に揺動可能なアーム
   (4) の先端に、先端が二股状に形成された支持アーム(1
   0)の後端を回転自在に連結し、前記支持アーム(10)の先
   端に、ピン(11a,11b) を介して略Ｕ字状に形成された揺
   動アーム(13)の両端を揺動可能に吊設し、前記揺動アー
   ム(13)の長手方向の中央部の内側に、レンズ(W) の加工
   面を上向きにして取付ける回転自在なレンズホルダー(1
   2)を設置し、このレンズホルダー(12)に保持されたレン
   ズ(W) の加工面の中心点(O) が、前記ピン(11a,11b) の
   中心を通る中心線（ＹーＹ）と、支持アーム(10)の中心
   を通る中心線（ＸーＸ）と、前記レンズホルダー(12)の
   回転中心軸を通る線（Ｚ−Ｚ）との交点に位置するよう
   に構成したことを特徴とするレンズ加工機におけるワー
   ク支持装置。
2. 【請求項２】 前記支持軸(3) を支点(3a)として上下方
   向に揺動可能なアーム(4) の後端側に、アーム(4) の先
   端側を上昇させて研磨工具(16)に対してレンズ(W) を加
   圧させるための昇降装置(19)を設けた請求項１に記載の
   レンズ加工機におけるワーク支持装置。