JP3840290B2

JP3840290B2 - レンズ加工装置

Info

Publication number: JP3840290B2
Application number: JP18615396A
Authority: JP
Inventors: 聡治山本; 克喜新宮
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH1034510A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズの被加工面を、砥石などの研磨面を擦り合わせることにより研削又は研磨して所定曲率の湾曲形状を有する鏡面に仕上げるレンズ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズを自動的に研削又は研磨できるものとして、図４に示すようなレンズ加工装置が知られている。このレンズ加工装置は、レンズ保持部２を上端に備えたワークホルダー軸３が、ガイド受台４に上方から挿入されてボールベアリング７とピボット軸受１０とにより回転自在に保持されており、レンズ１は、レンズ保持部２上に載置されて、レンズ保持部２の外周部分に上方から被せるように嵌め込まれた保持リング１１によってレンズ保持部２上に固定される。
【０００３】
一方、レンズ１の被加工面（図の上面）を所定形状に研削又は研磨するための砥石などの研磨部材１２は、下面が所定曲率の湾曲形状を有する研磨面になっており、上部が作動軸１３に固着されている。研磨部材１２は、作動軸１３を介してＡ矢印方向に回転数が１０００〜４０００ｒｐｍの回転力を伝達されて高速回転するとともに、Ｒ方向に往復運動する振り子のような揺動運動を付与される。
【０００４】
上記ガイド受台４は、ワークホルダー軸４のレンズ保持部２にレンズ１が保持されたのちに上昇して、レンズ１の被加工面を研磨部材１２の研磨面に押し付ける。このとき、ワークホルダー軸３はレンズ１と研磨部材１２との摩擦力により作動軸１３の回転に伴って相対的に回転するが、レンズ１は、揺動運動をも行う研磨部材１２との回転速度差により研磨部材１２の研磨面で擦られて、その研磨面に対応する形状に研削又は研磨される。
【０００５】
このレンズ１の加工が終了すると、ガイド受台４が下降してレンズ１が研磨部材１２から離間され、続いて、保持リング１１を上方へ引き出してレンズ１の保持を解除したのちに、加工済みのレンズ１がレンズ保持部２から取り出され、次のレンズ１が上述のようにしてレンズ保持部２上にセットされ、上述と同様の加工動作を繰り返してレンズ１を自動的に研削又は研磨していく。
【０００６】
上記レンズ加工装置では、研磨部材１２が高速回転しながら振り子のような揺動運動を行うので、ワークホルダー軸３にはレンズ１を介してスラスト方向の加工荷重の他に揺動運動による横方向への加工荷重も作用するが、ワークホルダー軸３は、その下端部を円錐形状に形成されてピボット軸受１０の各ベアリング９間に楔を打ち込む状態に挿入されていることにより、横方向への荷重に対しても安定して鉛直状態を保持しながら回転自在に支持されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年において、この種のレンズ加工装置はレンズ１の小型化などに起因して小型化される傾向にあり、それに伴ってピボット軸受１０も小型化され、このピボット軸受１０の小型化に応じて必然的に個々のベアリング９の径も小さくなっている。ここで、ワークホルダー軸３がスラスト方向へのみ加工荷重を受けるような場合には、径の小さなベアリング９でもさほど問題が生じない。
【０００８】
しかしながら、ワークホルダー軸３には研磨部材１２の揺動運動による横方向の加工荷重も加わるため、ピボット軸受１０の径の小さなベアリング９は、ワークホルダー軸３の３０〜６０°の円錐形状となった下端部を介して横方向の負荷を集中的に受けて磨耗する。この磨耗粉は各ベアリング９の間に入り込んでベアリング９の動きをロックするように作用するため、ベアリング９が回動しなくなる。一方、ピボット軸受１０のケーシング８は、ベアリング９が外に飛び出そうとする力を受けて、磨耗したり、破損し易い。すなわち、小型化したピボット軸受１０は、レンズ加工装置に適用した場合に劣化が早く、故障や破損し易く、寿命が非常に短い問題がある。また、上述のように組み合わされたワークホルダー軸３およびピボット軸受１０は交換を容易に行えない問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、小型化した場合にも耐久性に優れ、長期使用による劣化時の部品交換も容易に行えるレンズ加工装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願の請求項１の発明に係るレンズ加工装置は、レンズの被加工面に研磨部材の研磨面を接触させて、前記レンズと前記研磨部材との何れか一方を回転自在に保持し、且つ他方を回転させながら揺動させて、前記レンズの被加工面を前記研磨部材により所要形状に研磨するレンズ加工装置において、一端部に前記レンズまたは前記研磨部材を保持する保持部を備えかつラジアル軸受を介して受台にて軸心回りに回転自在に保持されたホルダー軸と、前記ホルダー軸の他端と受台との間に挟み込んで保持され、前記ホルダー軸の他端に対しこれに加わるスラスト方向と揺動方向との加工荷重を受けて回転自在に支持する球体とを有している。
【００１１】
上記のレンズ加工装置では、一端部にレンズ又は研磨部材の保持部を備えかつラジアル軸受を介して受台にて回転自在に保持されたホルダー軸の、スラスト方向および揺動運動によるスラスト方向に対し直交方向への加工荷重を受ける他端を、このホルダー軸の他端と受台との間に挟み込んだ球体で回転自在に支持している。したがって、球体の使用数はホルダー軸の大小にかかわらず単一となるため、この球体は、従来の小型化を図ったピボッド軸受と同等の大きさとした場合に、ピボット軸受の個々のベアリングに対し３〜４倍程度の比較的大きな径となる。それにより、球体は、ホルダー軸のスラスト方向に対し直交方向への加工荷重を集中的に受けないので、磨耗の度合いが少なくなる。しかも、球体は単一であることから磨耗粉によって回動を規制されることがない。その結果、球体は、小型化した場合のピボット軸受に比較して格段に耐久性が優れ、寿命を長く保ことができる。また、球体はホルダー軸と受台とで挟み込んで保持しているだけであるから、これが劣化した時の交換を極めて容易に行える。
【００１２】
また、上記発明の好ましい実施の形態では、レンズの保持部を一端部に備えたホルダー軸と、一端面に円錐形状の保持凹所を有し、他端部が前記ホルダー軸の他端部に嵌め込み状態に連結されて前記ホルダー軸と一体回転する可動側保持部材と、円錐形状の保持凹所を前記可動保持部材の保持凹所に対向させて受台に固定された固定側保持部材と、前記可動側保持部材と前記固定側保持部材との各々の前記保持凹所の間に挟持された超硬性金属からなる球体とを備えている。
【００１３】
それにより、請求項１の発明の構成を容易に実現して、所期の効果を得ることができる。特に、可動側および固定側の保持部材は、それぞれに設けた円錐形状の保持凹所によって球体を挟持するようにしたので、ホルダー軸をこれに作用する直交２方向への加工荷重に対して確実に回転自在に支持できる構成を容易に製作することができる。また、球体は超硬性金属により製作してので、長期間にわたって磨耗が少ない。さらに、ホルダー軸および受台に可動側および固定側の保持部材をそれぞれ連結するようにしたので、両保持部材をホルダー軸および受台とは異なる耐磨耗性に優れた素材で形成することができ、これにより、耐久性が一層向上する。しかも、劣化により交換する場合には、両保持部材をホルダー軸および受台に対し着脱するだけで対処できる利点がある。
【００１４】
さらに、上記発明の他の実施の形態に係るレンズ加工装置では、研磨部材を保持する加工皿を一端部に備えたホルダー軸と、一端面に円錐形状の保持凹所を有し、他端側が前記ホルダー軸の他端部に嵌め込み状態に連結されて前記ホルダー軸と一体回転する可動側保持部材と、円錐形状の保持凹所を前記可動保持部材の保持凹所に対向させて受台に固定された固定側保持部材と、前記可動側保持部材と前記固定側保持部材との各々の前記保持凹所の間に挟持された超硬性金属からなる球体とを備えている。
【００１５】
それにより、曲率が大きな高級品のレンズの加工に適用することが可能となるとともに、請求項２の発明と同等の効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図で、図２は同装置の要部を示す切断側面図である。これらの図において、図４と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説明を省略し、以下に、相違する構成についてのみ説明する。
【００１７】
図２において、上端部にレンズ保持部２を備えたワークホルダー軸（ホルダー軸）３がラジアル軸受７により回転自在に支持されている構成は図４の装置と同様であるが、ワークホルダー軸３の下端部が小径の連結軸部１４になっており、この連結軸部１４が可動側保持部材１７の嵌合孔１９に上方から嵌め込まれて、ワーホルダー軸３に可動側保持部材１７が着脱自在に連結されている。可動側保持部材１７は、下端面に円錐形状の保持凹所１７を有している。ボールベアリング７を介してワークホルダー軸３を回転自在に保持するガイド受台４の保持孔２０には、その下部に小径孔部２１が形成されており、保持孔２０と小径孔部２１との間に支持段部２２が設けられている。一方、可動側保持部材１７と同様の円錐形状の保持凹所２４を有する固定側保持部材２３は、保持凹所２４を保持凹所１８に対向させて小径孔部２１に嵌め込まれ、且つ支持段部２２に載置して固定されている。超硬合金などの超硬性金属からなる単一の鋼球（球体）２７が相対向する両保持凹所１８，２４の間に挟み込まれて回転自在に保持されている。
【００１８】
図１において、ガイド受台４は、加工槽２８に上下動自在に設置されており、上動してレンズ１を研磨部材１２に押し付けるときの加圧推力が２〜５ｋｇｆに設定されている。加工槽２８の対向する両側壁には、断面Ｌ字型の揺動枠体２９が軸受３１を介して支軸３０により回動自在に支持されており、この揺動枠体２９には、作動軸１３に回転力を付与するスピンドル３２を挿通させて回転自在に保持する軸受部材３３が固定されている。一方の支軸３０には、図示しないモータにより６０°／３ｓｅｃの往復運動が伝達され、研磨部材１２は、上記往復運動が揺動枠体２９を介して伝達されることによって支軸３０を支点とする湾曲軌跡にそって揺動する。この湾曲軌跡は研磨部材１２の研磨面１２ａの曲率に相当する。また、研磨部材１２には、スピンドル３２から２０００〜５０００ｒｐｍの回転数の回転力を伝達されて高速回転する。
【００１９】
次に、上記レンズ加工装置によるレンズ１の自動加工について説明する。ガイド受台４が下降してレンズ保持部２が研磨部材１２から離間した状態において、レンズ保持部２上に加工すべきレンズ１が載置され、さらに、保持リング１１がレンズ保持部２の外周部分に上方から被せるように嵌め込まれると、レンズ１が保持リング１１によってレンズ保持部２上に固定される。そののちに、ガイド受台４は上昇してレンズ１の被加工面１ａを研磨部材１２の研磨面１２ａに押し付ける。
【００２０】
続いて、研磨部材１２はスピンドル３２により高速回転されながら振り子のような揺動運動を行う。このとき、ワークホルダー軸３はレンズ１と研磨部材１２との摩擦力により研磨部材１２の回転に伴って相対的に回転するが、レンズ１は、揺動運動をも行う研磨部材１２との回転速度差により研磨部材１２の研磨面１２ａで被加工面１ａを擦られて、その研磨面１２ａに対応する形状に研削又は研磨されていく。
【００２１】
このレンズ１の加工が終了すると、ガイド受台４が下降して加工済みのレンズ１が研磨部材１２から離間される。ガイド受台４が所定位置に停止したのちに、保持リング１１が上方へ引き出されてレンズ１の保持が解除され、加工済みのレンズ１がレンズ保持部２から取り出される。続いて、次に加工すべきレンズ１が上述と同様にしてレンズ保持部２上にセットされ、上述と同様の加工動作を繰り返してレンズ１の自動的な研削又は研磨が行われる。
【００２２】
上記のレンズ加工装置では、スラスト方向および揺動運動によるスラスト方向に対し直交方向つまり横方向への加工荷重を共に受けるワークホルダー軸３を、図４に示す従来のピボット軸受１０に代えて、単一の鋼球２７で支持しているが、この鋼球２７を、可動側および固定側の保持部材１７，２３の各々の円錐形状の保持凹所１８，２４の間に挟持しているため、ピボット軸受１０と同様に、ワークホルダー軸３をこれに作用する直交２方向への加工荷重に対して確実に鉛直状態を保持しながら回転自在に支持できる。
【００２３】
上記鋼球２７は、保持凹所１８，２４の間に挟み込んで保持することから必然的に、円錐形状の保持凹所１８，２４に対応する径を有するものを単一設けることになる。したがって、鋼球２７は、従来の小型化を図ったピボッド軸受１０と同等の大きさとした場合に、ピボット軸受１０の個々のベアリング９に対して３〜４倍程度の大きな径となる。それにより、鋼球２７は、ワークホルダー軸３を介して保持凹所１８から横方向の加工荷重を受けても、自体の径が大きいことから集中的な荷重とはならず、ピボット軸受１０のベアリング９に比較して磨耗する度合いが少ない。その上に、鋼球２７は、超硬性金属で形成されているので、磨耗量が一層少なくなる。しかも、鋼球２７および両保持部材１７，２３が長期間にわたる使用によって磨耗しても、鋼球２７は、単一のみであることから、鋼球２７および両保持部材１７，２３の磨耗粉によってロック状態に回動を規制されることはない。その結果、鋼球２７および両保持部材１７，２３からなる軸受構造は、小型化した場合のピボット軸受１０に比較して格段に耐久性に優れたものとなり、実験結果によると、ピボット軸受の約１０倍の寿命を有することが判明した。
【００２４】
また、上記軸受構造は、ワークホルダー軸３およびガイド受台４に対し別部材の可動側および固定側の保持部材１７，２３をそれぞれ連結して鋼球２７の保持部分を構成しているので、両保持部材１７，２３のみをワークホルダー軸３およびガイド受台４とは異なる磨耗の少ない超硬製金属などの素材で形成することが可能となり、それにより、安価な構成としながらも磨耗を一層低減できる。しかも、上記軸受構造が長期間にわたる使用による磨耗によって劣化した場合には、両保持部材１７，２３をワークホルダー軸３およびガイド受台４から抜脱して新たなものに取り替えるだけで対処できる利点がある。また、鋼球２７は両保持部材１７，２３の間に挟み込んで保持しているだけであるから、これが劣化した時の交換を極めて容易に行える。さらに、鋼球２７を挟持する両保持部材１７，２３は、鋼球２７の支持部分を円錐形状としているので、鋼球２７の球面に対応する断面半円形状に形成する場合に比較して加工が容易となる。但し、安価な手段で断面半円形状に形成できるならば、断面半円形状の保持凹所を設けるのが好ましい。
【００２５】
図３は本発明の他の実施の形態に係るレンズ加工装置を示す要部の切断側面図であり、同図において、図１および図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してある。このレンズ加工装置は、研磨部材１２を取り付けるための加工皿３５がホルダー軸３４の上端部に一体に設けられており、一方、レンズ１は、にかわなどの接着剤により作動軸１３に固着されて、レンズ１自体が高速回転されながら揺動運動を付与されるようになっいる。したがって、上記レンズ加工装置は、曲率の大きな高級品としてのレンズを加工するための所謂オスカー方式に適用したものである。このオスカー方式のレンズ加工装置においても上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本願の請求項１の発明に係るレンズ加工装置によれば、一端部にレンズ又は研磨部材の保持部を備えかつラジアル軸受を介して受台にて回転自在に保持されたホルダー軸の、スラスト方向および揺動運動によるスラスト方向に対し直交方向への加工荷重を受ける他端を、このホルダー軸の他端と受台との間に挟み込んだ球体でからなる軸受け構造により回転自在に支持する構成としたので、球体は、単一数設けるだけであるから、装置全体の小型化を図った場合にも比較的大きな径となって加工荷重を集中的に受けることがなく、磨耗が少なくなる上に、磨耗粉によって回動を規制されることがない。そのため、小型化しながらも耐磨耗性に優れた軸受構造とすることができ、寿命が格段に長くなる。また、球体はホルダー軸と受台とで挟み込んで保持しているだけであるから、これが劣化した時の交換を極めて容易に行える。
【００２７】
本願の請求項２の発明では、ホルダー軸および受台に、球体を挟持するための可動側および固定側の保持部材をそれぞれ連設するようにしたので、両保持部材をホルダー軸および受台とは異なる耐磨耗性に優れた素材で構成することができるとともに、球体を超硬性金属により形成したので、安価な構成により高い耐久性を得られる。しかも、劣化により交換する場合には、両保持部材をホルダー軸および受台に対し着脱するだけで簡単に対処できる。さらに、両保持部材の各々の円錐形状の保持凹所によって球体を挟持するようにしたので、ホルダー軸を直交２方向への加工荷重に対して確実に回転自在に支持できる構成を容易に製作することができる。
【００２８】
本願の請求項３の発明では、研磨部材を保持する加工皿をホルダー軸の一端部に設け、このホルダー軸を一対の保持部材の各々の保持凹所の間に挟み込んだ球体で回転自在に支持するようにしたので、曲率の大きな高級品のレンズを加工するためのオスカー方式の加工にも容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレンズ加工装置を示す斜視図。
【図２】同上装置の要部を示す切断側面図。
【図３】本発明の他の実施の形態に係るレンズ加工装置を示す要部の切断側面図。
【図４】従来のレンズ加工装置を示す切断側面図。
【符号の説明】
１レンズ
１ａ被加工面
２レンズ保持部
３ワークホルダ軸（ホルダー軸）
４ガイド受台（受台）
１２研磨部材
１２ａ研磨面
１７可動側保持部材
１８可動側保持部材の保持凹所
２３固定側保持部材
２４固定側保持部材の保持凹所
２７鋼球（球体）
３４ホルダー軸
３５加工皿

Claims

レンズの被加工面に研磨部材の研磨面を接触させて、前記レンズと前記研磨部材との何れか一方を回転自在に保持し、且つ他方を回転させながら揺動させて、前記レンズの被加工面を前記研磨部材により所要形状に研磨するレンズ加工装置において、一端部に前記レンズまたは前記研磨部材を保持する保持部を備えかつラジアル軸受を介して受台にて軸心回りに回転自在に保持されたホルダー軸と、前記ホルダー軸の他端と受台との間に挟み込んで保持され、前記ホルダー軸の他端に対しこれに加わるスラスト方向と揺動方向との加工荷重を受けて回転自在に支持する球体とを有するレンズ加工装置。
レンズの保持部を一端部に備えたホルダー軸と、一端面に円錐形状の保持凹所を有し、他端部が前記ホルダー軸の他端部に嵌め込み状態に連結されて前記ホルダー軸と一体回転する可動側保持部材と、円錐形状の保持凹所を前記可動保持部材の保持凹所に対向させて受台に固定された固定側保持部材と、前記可動側保持部材と前記固定側保持部材との各々の前記保持凹所の間に挟持された超硬性金属からなる球体とを備えている請求項１に記載のレンズ加工装置。
研磨部材を保持する加工皿を一端部に備えたホルダー軸と、一端面に円錐形状の保持凹所を有し、他端側が前記ホルダー軸の他端部に嵌め込み状態に連結されて前記ホルダー軸と一体回転する可動側保持部材と、円錐形状の保持凹所を前記可動保持部材の保持凹所に対向させて受台に固定された固定側保持部材と、前記可動側保持部材と前記固定側保持部材との各々の前記保持凹所の間に挟持された超硬性金属からなる球体とを備えている請求項１に記載のレンズ加工装置。