JP3958677B2

JP3958677B2 - Eyeglass frame shape measuring device

Info

Publication number: JP3958677B2
Application number: JP2002359318A
Authority: JP
Inventors: 久則秋山
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP2004003943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡フレームの枠形状を自動的に三次元測定する眼鏡枠形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡の枠形状を自動的に三次元で測定する眼鏡枠形状測定装置は、測定子を眼鏡枠（リム）の内周面に形成したフレーム溝に沿って移動させることにより、測定子の半径方向の変位（ｒ）、測定子の任意の点を基準とした水平面における回転方向の変位（θ）および測定子の高さ方向の変位（Ｚ）を測定し、これらの変位量を演算処理することによりリム形状を測定するものである。
【０００３】
リム形状の測定に当たっては、フレーム溝に適合する形状の測定子を用いる必要がある。このため、従来は測定子としてそろばん玉形状に形成したフィーラーを用い、このフィーラーの頂部の角度を玉摺機のヤゲン砥石の溝の角度（業界規格では１２０°）と同一に設定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平１−２３７２１号公報
【０００５】
特公平１−２３７２１号公報に記載されたフレーム形状測定装置は、測定子の形状をレンズの切削ツールであるヤゲン砥石の形状に略一致させることにより、測定データに対して加工の修正作業を不要にするものである。
【０００６】
また、測定子の他の形状として半球状に形成したものも知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
ホーヤ株式会社取扱説明書「ＨＯＹＡＧＴ−１０００３次元ブローバルフレームトレーサー」平成９年１０月
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特公平１−２３７２１号公報に記載されたフレーム形状測定装置は、そろばん玉形状のフィーラーを用いているため、細いフレーム溝のフレームには外れやすかったり、フィーラーの回転をスムーズにコントロールすることが難しかった。また、フレーム溝の開き角度が異なる場合にはそろばん玉形状のフィーラーのフレーム溝との接触位置が異なり、半径方向の変位ｒの測定誤差が生じるという問題があった。すなわち、図１７（ａ）に示すように眼鏡フレームのリム１のフレーム溝２は、一般的に開き角度αが１１０°のＶ字状溝に形成されているが、眼鏡フレームによっては同図（ｂ）、（ｃ）に示すようにα＝１００°，９０°のものもある。したがって、頂部の角度βが１２０°の測定子３を用いてリム形状を測定するとき、フレーム溝２の開き角度αによって溝底と測定子３との距離Ｗが異なり、開き角度αが小さいほど距離Ｗは長くなる。そして、この距離Ｗは半径方向の変位ｒの測定誤差となる。このため、真のフレーム形状データを得るためには、実測値に対してフレーム溝２のタイプ毎（開き角度αが１１０°の場合、１００°の場合、９０°の場合といったように）に異なった補正値を加えて修正する必要がある。
【０００９】
また、フレーム溝２の開き角度αを測定するための装置や付属機構を必要とするため、測定装置自体の製造コストが嵩むという問題もあった。
【００１０】
一方、接触部を半球状に形成した測定子４の場合は、図１８に示すようにそろばん玉形状の測定子３におけるフレーム溝２との接触点ｑ₁ ，ｑ₂ に比べて接触点Ｐ₁ ，Ｐ₂ をフレーム溝２の奥側に移動させることができるため、フレーム溝２の高さ方向の変位Ｚが急激であっても測定子４がフレーム溝２から外れ難いという利点がある。
【００１１】
しかしながら、測定子４の接触部４Ａの球径Ｄが大きくなればなるほど、そろばん玉形状の測定子３と同様に接触点Ｐ₁ ，Ｐ₂ がフレーム溝２の溝底から遠くなるため、測定中に測定子４がフレーム溝２から外れ易くなる。
【００１２】
そこで、本発明者は接触部の最適な球径を見出すべくフレーム溝２の開き角度αと、接触部４Ａの球径Ｄを変える実験を行うなど試行錯誤の結果、球径Ｄをある一定の範囲内の値、具体的には１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍに設定すると、フレーム溝２から外れ難く、またフレーム溝２の開き角度α毎に異なった補正値を用いる必要がなく、１つの補正値を共通に用いることができることを見出した。
【００１３】
本発明は上記した実験結果に基づいてなされたもので、その目的とするところは測定子の接触部を半球状に形成し、その球径Ｄをある範囲内の値とすることにより、開き角度αが異なるフレーム溝であっても測定子がフレーム溝から外れたりすることがなく確実に測定することができ、また開き角度αに関係なく同じ補正値を用いて測定値を補正することができるようにした眼鏡枠形状測定装置を提供することにある。
【００１４】
【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発明は、眼鏡フレームのリムの内周面に形成されたフレーム溝に沿って測定子を移動させることにより、リム形状を三次元測定する眼鏡枠形状測定装置において、前記フレーム溝の開き角度が９０〜１１０°であって、前記測定子の前記フレーム溝に接触する接触部を半球状に形成し、その球径Ｄを、前記フレーム溝の周長とヤゲンの周長の差が０．２ｍｍ以下となるように、１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍに設定したものである。
【００１５】
本発明においては、測定子の接触部の球径Ｄを１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍに設定しているので、球径Ｄが同じ場合、フレーム溝の開き角度αが９０°，１００°，１１０°のいずれの場合であっても１２０°のヤゲンがフレーム溝に接した時のヤゲン頂点から接触部中心までの距離（Ｒ）、言い換えれば補正値を近似的に等しくすることができる。したがって、補正値をフレーム溝の開き角度αに応じて変える必要がなく、開き角度αの測定を不要にする。球径Ｄが１．６ｍｍより小さいと補正値の差が大きくなるため好ましくない。球径Ｄが２．２ｍｍ以上であると、補正値の差は小さくなるが、測定子がフレーム溝から外れ易くなるため好ましくない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る眼鏡枠形状測定装置の外観斜視図、図２は測定子の取付構造を示す断面図、図３は図２の矢印Ａ方向から見たＺ方向保持機構のフレーム溝へのローディング時における断面図、図４はローディング時の側面図、図５は形状測定時の側面図、図６はスライダーの前方から見た斜視図、図７は同スライダーの斜め前方から見た斜視図、図８（ａ）、（ｂ）は退避機構を構成する回動レバーの斜視図および同回動レバーの分解斜視図、図９は測定子の接触部とリムのフレーム溝を示す図である。
【００１７】
これらの図において、全体を符号２０で示す眼鏡枠形状測定装置は、略直方体の箱型に形成された筐体２１を備えている。
【００１８】
前記筐体２１の上面を形成する上カバー２１Ａは、前端部にスイッチパネル２２が設けられ、中央には開口部２５が形成されており、この開口部２５から測定すべき眼鏡フレーム２４、レンズ２６またはフレーム型板２７が上方から装着されるようになっている。また、前記開口部２５の前端縁側には、眼鏡フレーム２４の代わりにレンズ２６またはフレーム型板２７の外周形状を測定するときに用いられるホルダー２８の取付けを可能にする断面Ｌ型の取付金具２９が配設されており、通常はこの取付金具２９をカバー３０によって覆っている。
【００１９】
一方、筐体２１の内部中央には、水平面内で回転自在でかつ左右方向に移動自在な回転テーブル３３、この回転テーブル３３を挟んで前後に対向し同期して互いに接近離間する前後一対の挟持装置３４Ａ，３４Ｂ、眼鏡フレーム２４の左右のリム３５Ａ，３５Ｂの内周に形成されたフレーム溝３６に沿って移動する測定子としてのスタイラス３７、装置全体を制御する図示を省略した制御部、前記スタイラス３７の３次元の動き、すなわち半径方向の変位ｒを自動的に測定するｒ軸測定手段（図示せず）、リム３５Ａ（３５Ｂ）内の任意の点Ｏを中心に水平面内で回転する回転角度θを自動的に測定するθ軸測定手段（図示せず）、上下方向の変位Ｚを自動的に測定するＺ軸測定手段８１等が配設されている。
【００２０】
前記スイッチパネル２２には、スタートボタン４０、セレクトボタン４１、リセットボタン４２、データボタン４３、アップ／ダウンボタン４４、ＬＣＤ表示装置４５等が配設されている。スタートボタン４０は、眼鏡フレーム２４、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定を開始するためのボタンで、データランプ４６が緑色のときスタート可能であり、赤色の時はスタート不可とされている。セレクトボタン４１は、形状測定をする条件を選択するためのボタンであり、眼鏡フレーム２４の場合は、両眼→右眼→左眼、レンズ２６、フレーム型板２７の場合は右側あるいは左側の順序で形状測定する。
【００２１】
前記リセットボタン４２は、形状測定中に押すと測定を中止し、スタイラス３７を原点位置に復帰させ、原点位置で押すと原点リセットを行い、データ転送待機中の場合はそのデータをクリアーにする。データボタン４３は、形状測定が終了し、データランプ４６が緑色から赤色に切り替わった後に押すと測定データを加工機または管理用コンピュータへ自動的に転送する。データランプ４６は、形状測定終了後に緑色から赤色に切り替わり、データ転送の準備完了を示す。アップ／ダウンボタン４４は、マニュアルモードの時にはスタイラス３７の前後および上下位置の調整等ができる。ＬＣＤ表示装置４５は、オート、マニュアルモード、エラーコード等を表示する。
【００２２】
前記眼鏡フレーム２４は、被測定物としてのフレームで、リム３５Ａ，３５Ｂが下側で、２本のテンプル３８Ａ，３８Ｂが上側に位置するように前記開口部２５から筐体２１内に装填され、左右のリム３５Ａ，３５Ｂが前記挟持装置３４Ａ，３４Ｂによってそれぞれ挟持される。
【００２３】
前記各挟持装置３４Ａ，３４Ｂは、略同一構造で、前後方向に移動自在なクランプ台５２と、このクランプ台５２を覆う上ケース５３とからなるスライダー５１Ａ，５１Ｂを備え、これらのスライダー内に挟持手段５４がそれぞれ配設されている。前方側のスライダー５１Ａと後方側のスライダー５１Ｂは、ワイヤによって互いに同じ距離だけ反対の向きに移動するように連結されており、通常は定荷重ばねによって最も接近した状態に保持されている。したがって、この状態において、いずれか一方のスライダー、例えば後方側のスライダー５１Ｂを手で後方へ移動させると、これに連動して前方側のスライダー５１Ａは同じ距離だけ前方に移動して後方側の挟持装置３４Ｂと離間する。また、後方へ移動した後方側のスライダー５１Ｂから手を離して解放すると、前後のスライダー５１Ａ，５１Ｂは定荷重ばねの力により互いに接近する方向に移動して元の位置に復帰する。
【００２４】
前記挟持手段５４は、上下方向に対向して配設され、図示しないカム機構によって互いに接近離間する方向に同期して動作する２本のクランプピン５４ａ，５４ｂによって構成されている。また、挟持手段５４は合計４つからなり、各挟持装置３４Ａ，３４Ｂにそれぞれ２つずつ配設されている。挟持手段５４を構成する２本のクランプピン５４ａ，５４ｂの先端部は、前記上ケース５３に形成した縦方向に長い長溝５６から外部に突出し、通常離間した状態に保持されている。
【００２５】
眼鏡枠形状測定装置２０への眼鏡フレーム２４の装着に際しては、眼鏡フレーム２４を開口部２５から筐体２１内に挿入してリム３５Ａ，３５Ｂを各挟持手段５４の上側のクランプピン５４ａと下側のクランプピン５４ｂとの間の高さに保持する。この状態で後方側のスライダー５１Ｂを手で前方へ移動させると、これに連動して前方側のスライダー５１Ａが後方に移動し、これらのスライダー５１Ａ，５１Ｂによってリム３５Ａ，３５Ｂを前後から挟み、各リム３５Ａ，３５Ｂの上側リム部と下側リム部を下側のクランプピン５４ｂの上に載置する。そして、前記スタートボタン４０を押すと、図示しないモータの駆動によってクランプピン５４ａ，５４ｂが互いに接近して各リム３５Ａ，３５Ｂの上側リム部と下側リム部を挟持する。また、クランプピン５４ａ，５４ｂが閉じてリム３５Ａ，３５Ｂを挟持すると、スライダー５１Ａ，５１Ｂは図示しないストッパによってその挟持位置に位置決めされ、もって眼鏡フレーム２４の筐体２１内への装着が完了する。
【００２６】
前記回転テーブル３３は、左右方向に往復移動自在なスライドテーブル６０（図２）上に回転自在に配設されており、眼鏡フレーム２４、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定時に図示してないパルスモータによって１回転強回転し、このときの回転テーブル３３の回転角（実際にはモータに供給されるパルス数）を前記スタイラス３７の水平面内での回転方向の変位（θ）として検出するように構成されている。前記回転テーブル３３の上面には、その中心を通る径方向の長溝６１が前記スタイラス３７に対応して形成されている。
【００２７】
前記スライドテーブル６０は、図示しないＤＣモータにワイヤを介して連結されており、左側のリム３５Ａ、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定時に左側に、右側のリム３５Ｂ、レンズ２６またはフレーム型板２７の形状測定時に右側に移動されるように構成されている。
【００２８】
前記回転テーブル３３の内部には、スライダー６２が配設されている。スライダー６２は、上プレート６３と、この上プレート６３の下面側にねじ止めされた下プレート６４とからなり、前記回転テーブル３３内において前記長溝６１の長手方向に移動自在に配設され、図示してないワイヤによってモータに連結されるとともに、定荷重ばねによって一方向に付勢されている。このスライダー６２の水平方向の移動は、センサにより前記スタイラス３７の接触部３７Ｃの水平面内における半径方向の変位ｒ、つまりリム３５Ａ（３５Ｂ）内の任意の点Ｏからスタイラス３７の接触部３７Ｃがフレーム溝３６に接触する接触点Ｐ（図１）までの水平距離として測定される（例えば、特許文献２、特許文献３、非特許文献１参照）。
【００２９】
【特許文献２】
実開平６−５５１３０号
【特許文献３】
実開平６−５５１２６号
なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【００３０】
前記スタイラス３７は、前記回転テーブル３３の長溝６１と前記上プレート６３に形成した挿通孔を上下動自在に貫通するロッド６５の上端に取付けられることにより、回転テーブル３３の上方に位置している。スタイラス３７は、前記ロッド６５の上端に固定されるＬ字状の本体３７Ａと、この本体３７Ａの上端部に水平に突設された細長いピン３７Ｂとからなり、このピン３７Ｂの先端部が前記接触部３７Ｃを形成して前記リム３５Ａ（３５Ｂ）のフレーム溝３６に挿入され、その溝壁に所定の測定圧で押し付けられる。また、接触部３７Ｃは、図９に示すように半球状に形成されている。接触部３７Ｃの球径Ｄについては後述する。
【００３１】
前記ロッド６５は、圧縮コイルばね６６によって上方に付勢されているが、通常は退避機構６７によって図２に示す最下位置（垂直原点位置）に保持されることによりスタイラス３７を実線で示す退避位置Ｔに退避させている。次に、眼鏡フレーム２４の形状測定操作が開始されると、前記退避機構６７から解放され、前記ロッド６５は押し上げられて、スタイラス３７の接触部３７Ｃの軸線がリム３５Ａ（３５Ｂ）のフレーム溝３６に臨む高さ位置、すなわちローディング位置Ｒｄに保持されるように構成されている（図３、図４参照）。
【００３２】
このように、圧縮コイルばね６６によってロッド６５を浮上させ、ロッド６５を含むスタイラス３７の重量と圧縮コイルばね６６のばね力とが所定のバランスを保つように圧縮コイルばね６６のばね力を設定し、スタイラス３７を無荷重に近い状態に保持して形状測定を行うと、スタイラス３７の接触部３７Ｃをフレーム溝３６の溝壁に沿って移動させたとき、接触圧が小さいためリム３５Ａ，３５Ｂの変形が少なく、また高さ方向の動きが円滑であって接触部３７Ｃがフレーム溝３６から外れたりすることがなく、上下方向の変位Ｚを正確に測定することができる。
【００３３】
前記退避機構６７は、上下動自在なねじ棒７１を有し前記下プレート６４上に固定されたリニアステッピングアクチュエータ７０と、このアクチュエータ７０によって回動される回動レバー７２と、この回動レバー７２を図２において反時計方向に付勢する復帰用の引張りコイルばね７３等で構成されている。
【００３４】
前記回動レバー７２は、図５に示すようにそれぞれ金属板の折曲加工によって形成され図示しない止めねじによって一体的に結合された２つのレバー部材７２Ａ，７２Ｂによって構成されている。一方のレバー部材７２Ａは、水平板部７２Ａ−１ａと垂直板部７２Ａ−１ｂとからなる側面視逆Ｌ字状のレバー本体７２Ａ−１と、水平板部７２Ａ−１ａの一側縁に延設された前記ねじ棒７１が当接可能な当接片７２Ａ−２と、水平板部７２Ａ−１ａの下面に垂設された固定片７２Ａ−３とで構成されている。固定片７２Ａ−３には２つのねじ孔７２Ｃが形成されている。
【００３５】
前記他方のレバー部材７２Ｂは、先端に向かうにしたがって幅が段階的に減少し前記ロッド６５の下端部付近に突設したピン７６に上方から当接可能な板状の本体７２Ｂ−１と、本体７２Ｂ−１の基端側後端縁に垂設された固定片７２Ｂ−２と、本体７２Ｂ−１の基端側両側縁に垂設された左右一対の折曲片７２Ｂ−３とで構成されている。前記固定片７２Ｂ−２は、２つのねじ取付孔７２Ｄを有し、これらのねじ取付孔７２Ｄに挿通される止めねじを前記ねじ孔７２Ｃにねじ込むことにより前記固定片７２Ａ−３に固定されている。前記一対の折曲片７２Ｂ−３は、挿通孔７２Ｅをそれぞれ有している。
【００３６】
このような回動レバー７２は、前記一対の折曲片７２Ｂ−３の挿通孔７２Ｅに挿通される軸７５によって上下方向に回動自在に軸支され、非測定時においては図２に示すように本体７２Ｂ−１が引張りコイルばね７３のばね力によって前記ピン７６に上方から圧接されることにより、前記ロッド６５を前記圧縮コイルばね６６に抗して押し下げ最下位置に保持している。このとき、ねじ棒７１は原点位置に下降している。引張りコイルばね７３のばね定数は、前記圧縮コイルばね６８のばね定数より大きく設定されている。
【００３７】
眼鏡フレーム２４の形状測定時に前記アクチュエータ７０への通電によってねじ棒７１を回転上昇させると、回動レバー７２は当接片７２Ａ−２がねじ棒７１によって押し上げられることにより時計方向に回動して略水平な状態になると、アクチュエータ７０が一旦停止してねじ棒７１によりその高さ位置に保持される。図３および図４はこのときの状態を示す。すなわち、回動レバー７２が上昇回動すると、本体７２Ｂ−１も上昇するため、ロッド６５は圧縮コイルばね６６の力によって徐々に上昇する。そして、当接片７２Ａ−２が所定高さまで上昇すると、アクチュエータ７０が停止しスタイラス３７が退避位置Ｔからローディング位置Ｒｄに移動する。このローディング位置Ｒｄはフレーム溝３６の中心位置でもある。そして、スタイラス３７がフレーム溝３６に挿入された状態では、さらにねじ棒７１は上昇し、当接片７２Ａ−２が上方斜め方向の退避位置まで回動し、スタイラス３７は回動レバー７２から上下方向の駆動では全く影響を受けないフリーな状態になり、測定が開始される（図５参照）。
【００３８】
ロッド６５が回動レバー７２から開放され上方位置に停止した状態において、ピン７６は当接片７２Ｂ−１の下方に十分離間して位置しており、ロッド６５の上下動を可能にしている。つまり、ロッド６５は形状測定時において回動レバー７２から完全に離間し、上下方向の変位Ｚの測定を可能にするために上下動自在な状態に維持される。
【００３９】
前記ロッド６５の下端には、水平なプレート８０が固定されており、このプレート８０と前記下プレート６４との間に前記圧縮コイルばね６６が弾装されている。一方、プレート８０の上面側には、前記スタイラス３７の上下方向の変位（Ｚ）を測定する前記ｒ軸測定手段８１が配設されている。このｒ軸測定手段８１は、従来周知の直線型センサからなり、前記上プレート６３の下面側にＬ型金具８４を介して配設されたリング状のセンサヘッド８２と、このセンサヘッド８２を非接触で上下動自在に貫通する磁気スケール８３とで構成されている。センサヘッド８２は、扁平なコイルを軸線方向に９個並べて構成したものが用いられ、奇数（１，３，５，７，９）の５つのコイルが一次励磁コイル、偶数（２，４，６，８）の４つのコイルが二次誘導コイルを形成している。磁気スケール８３は、ＳＵＳ３０３等の非磁性材からなる筒体内に複数個の磁性球と非磁性球を交互に配列して形成されるもので、前記プレート８０上に垂直に立設されており、この磁気スケール８３の動きを前記センサヘッド８２により前記スタイラス３７の上下方向の変位Ｚとして検出するように構成されている。
【００４０】
さらに、前記スライダー６２には測定用ロッド９１が配設されている。この測定用ロッド９１は、前記レンズ２６または型板プレート２７の外周形状を二次元測定する際に測定子として用いられるもので、前記上プレート６３に設けた筒体９２を上下動自在に貫通して上端が前記回転テーブル３３の長溝６１の真下の一端部付近に位置し、引張りコイルばね９３によって上方に付勢され、回転防止用ピン９４によって回転が防止されている。回転防止用ピン９４は、測定用ロッド９１の下端部外周面に突設されており、先端部が前記下プレート６４の図２において右側の垂直板部に形成した上下方向に長いスリット９５に摺動自在に挿入されている。
【００４１】
また、前記測定用ロッド９１は、リミットスイッチ９７をＯＮ、ＯＦＦさせるピン状の操作部材９６を有し、通常プッシュラッチ９８によって最下位置に保持されている。プッシュラッチ９８は、一回操作されると測定用ロッド９１を保持し、二回操作されると保持状態を解除し、測定状態に移行させるもので、市販のものが用いられている。前記リミットスイッチ９７は、前記測定用ロッド９１の使用、不使用状態を検出するためのもので、測定用ロッド９１が最下位置まで下降し前記プッシュラッチ９８によって保持された状態において、可動片９７ａが前記操作部材９６によって押圧回動させられることによりＯＦＦ状態に保持されており、測定用ロッド９１が上昇して操作部材９６による可動片９７ａの押圧状態が解除させられると、ＯＮ状態に切り替わるように構成されている。測定用ロッド９１を押し下げると、プッシュラッチ９８による測定用ロッド９１の保持状態が解除されるため、測定用ロッド９１は引張りコイルばね９３によって引き上げられ、レンズ２６または型板プレート２７と接触可能なローディング位置ＲｄO に移動する。この場合、レンズ２６、型板プレート２７の形状測定は、リム３５Ａ，３５Ｂの形状測定と異なり二次元測定、すなわち半径方向の変位ｒと、回転角度θの測定であるため、測定用ロッド９１を必ずしも浮いた状態で保持する必要がなく、回転防止用ピン９４をスリット９５の上側終端壁に圧接した状態で測定してもよい。
【００４２】
図９において、前記リム３５Ａ，３５Ｂのフレーム溝３６は、通常開き角度αが１１０°，１００°または９０°のＶ字状溝に形成されている。また、ヤゲン砥石の角度は規格により１２０°と常に一定であるので、どのような開き角度αのフレーム溝３６を有する眼鏡フレームであっても、１２０°のヤゲンレンズで嵌合される。一方、前記スタイラス３７の接触部３７Ｃは凸状の半球状に形成され、その球径Ｄが前記開き角度αとは無関係に１．６ｍｍより大きく、２．２ｍｍより小さく設定されている（１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍ）。このように、球径Ｄを１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍの範囲内で設定すると、球径Ｄが同じ場合、接触部３７Ｃのフレーム溝３６に接触する１２０°のヤゲンＶ（Ｖ字状の突起）がフレーム溝３６に接したときのヤゲン頂点Ｓから接触部３７Ｃの中心Ｏ₀ までの距離Ｒ、すなわち補正値を開き角度αに関係なく近似的に等しくすることができる。したがって、測定データに加える補正値Ｒをフレーム溝３６の開き角度αに応じて変える必要がなく、同じ補正値Ｒで補正することができる。球径Ｄが１．６ｍｍ以下の場合は、補正値Ｒの差が大きくなるため好ましくない。球径Ｄが２．２ｍｍ以上の場合は、補正値Ｒの差が小さくなる一方、フレーム溝３６の最深部から接触部３７Ｃの接触点Ｐ₁ ，Ｐ₂ までの距離が長くなり、スタイラス３７がフレーム溝３６から外れ易くなるため好ましくない。
【００４３】
図１０〜図１５は、それぞれフレーム溝３６の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部３７Ｃの球径Ｄを１．６ｍｍ、１．８ｍｍ、２．０ｍｍ、２．１ｍｍ、２．２ｍｍ、２．４ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【００４４】
図１０に示すように球径Ｄが１．６ｍｍでは（ａ）図に示すα＝１１０°の場合、Ｒ＝０．８９６ｍｍ、（ｂ）図に示すα＝１００°の場合、Ｒ＝０．８７５ｍｍ、（ｃ）図に示すα＝９０°の場合、Ｒ＝０．８６１ｍｍとなる。αが１１０°と９０°とでは、０．０３５ｍｍ（０．８９６−０．８６１）の差異となる。この０．０３５ｍｍの差異の意味を考えた場合、その指標として、フレーム溝３６の周長が一つの判定基準として考えられる。
【００４５】
一般的にリム３５Ａ，３５Ｂのフレーム溝３６の周長と、レンズの外周にヤゲン加工によって形成されるヤゲンＶの周長との差が０．２ｍｍを越えていくと、レンズ２６とフレーム溝３６との嵌合状態が悪くなっていく。したがって、眼鏡フレーム２４の枠形状を円と考えた場合、前述の半径方向で０．０３５ｍｍの差異が生じると、フレーム全体ではその約６倍（２π＝２×３．１４）の誤差に拡大し、約０．２１ｍｍとなり、上記の０．２ｍｍの許容誤差を超えることになる。
【００４６】
そこで、０．２ｍｍ近傍の許容差の球径を考えると、図１１に示す球径Ｄが１．８ｍｍの場合、（ａ）図に示すα＝１１０°ではＲ＝１．０１８ｍｍ、（ｂ）図に示す１００°ではＲ＝１．００５ｍｍ、（ｃ）図に示す９０°ではＲ＝１．００２ｍｍとなり、１１０°と９０°では、０．０１６ｍｍの差異となる。フレーム全体では０．０９６ｍｍ（２π×０．０１６）の誤差となり、上記の０．２ｍｍの許容誤差より十分に小さい。
【００４７】
図１２に示す球径Ｄが２．０ｍｍの場合、（ａ）図に示すα＝１１０°ではＲ＝１．１４ｍｍ、（ｂ）図に示す１００°ではＲ＝１．１３６ｍｍ、（ｃ）図に示す９０°ではＲ＝１．１３６ｍｍとなり、１１０°と９０°では、０．００４ｍｍの差異となる。したがって、フレーム全体では０．０２４ｍｍの誤差となり、上記の０．２ｍｍの許容誤差より十分に小さい。
【００４８】
図１３に示す球径Ｄが２．１ｍｍの場合、（ａ）図に示すα＝１１０°ではＲ＝１．２０１ｍｍ、（ｂ）図に示す１００°ではＲ＝１．２ｍｍ、（ｃ）図に示す９０°ではＲ＝１．２ｍｍとなり、１１０°と９０°では０．００１ｍｍの差異となる。フレーム全体では、０．００６ｍｍ（２π×０．００１）の誤差となり、上記の０．２ｍｍの許容誤差より十分に小さい。
図１４に示す球径Ｄが２．２ｍｍの場合、（ａ）図に示すα＝１１０°ではＲ＝１．２６２ｍｍ、（ｂ）図に示す１００°ではＲ＝１．２６２ｍｍ、（ｃ）図に示す９０°ではＲ＝１．２６２ｍｍとなり、１１０°と９０°では、差異が零となる。
【００４９】
しかし、一方において、図１４に示すように接触部３７Ｃの球径Ｄが大きくなると、フレーム溝３６との接触点が外側に移動してフレーム溝３６から外れ易くなるため好ましくない。
【００５０】
図１５に示す球径Ｄが２．４ｍｍの場合も、（ａ）図に示すα＝１１０°ではＲ＝１．３８３ｍｍ、（ｂ）図に示す１００°ではＲ＝１．３８３ｍｍ、（ｃ）図に示す９０°ではＲ＝１．３８３ｍｍで、１１０°と９０°では、差異が零となる。しかし、接触部３７Ｃがフレーム溝３６から外れ易くなるため好ましくない。
【００５１】
したがって、接触部３７Ｃの球径Ｄは、１．６ｍｍより大きく、最大でも２．１ｍｍ近傍が限度とされる。
【００５２】
次に、上記構造からなる眼鏡枠形状測定装置２０の操作手順を図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。
先ず、電源をＯＮにする（ステップ２００）。次に、リム３５Ａ，３５Ｂの形状測定（フレームトレース）を行う場合（ステップ２０１）は、眼鏡フレーム２４を開口部２５から筐体２１の内部に挿入し、一対の挟持装置３４Ａ，３４Ｂによってリム３５Ａ，３５Ｂをそれぞれ挟持させる。そして、セレクトボタン４１によって形状測定の条件を設定する（ステップ２０２）。次に、スタートボタン４０を操作しリム３５Ａ，３５Ｂの形状測定を順次行う（ステップ２０３）。測定状態において、データボタン４３は緑色に点灯している。形状測定が終了するとデータボタン４３は緑色から赤色に変わり、測定が終了したことを知らせる。形状測定されたリム３５Ａ，３５Ｂの測定データは加工機または管理用コンピュータに自動的に転送される（ステップ２０５）。
【００５３】
次に、フレーム型板２７の形状測定（パターントレース）を行う場合（ステップ２０６）は、フレーム型板２７を保持ホルダー２８に取付ける（ステップ２０７）。次に、カバー３０を外して保持ホルダー２８を取付金具２９の上に位置決めして固定する（ステップ２０８）。セレクトボタン４１によって形状測定の条件（右側、左側）を設定する（ステップ２０９）。次に、測定用ロッド１０８をセットしてスタートボタン４０を操作し、フレーム型板３７の形状測定を行う（ステップ２１０）。以下、上記したステップ２０３−ステップ２０４−ステップ２０５を経てフレーム型板２７の形状測定を終了する。
【００５４】
次に、レンズ２６の形状測定（レンズトレース）を行う場合（ステップ２１１）は、レンズ２６を保持ホルダー２８に取付ける（ステップ２１２）。次に、カバー３０を外して保持ホルダー２８を取付金具２９の上に位置決めして固定する（ステップ２１３）。以下、上記したステップ２０９−ステップ２１０−ステップ２０３−ステップ２０４−ステップ２０５を経てレンズ２６の形状測定を終了する。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼鏡枠形状測定装置は、フレーム溝の開き角度が９０〜１１０°であって、測定子のフレーム溝に接触する接触部を半球状に形成し、その球径Ｄを、前記フレーム溝の周長とヤゲンの周長の差が０．２ｍｍ以下となるように、１．６ｍｍ＜Ｄ＜２．２ｍｍに設定したので、フレーム溝の開き角度が１１０°，１００°，９０°のいずれの場合においても、ヤゲン頂点から接触部の中心までの距離、すなわち補正値を近似的に等しくすることができる。したがって、開き角度とは無関係に一定の補正値を用いて測定値を補正するだけでよく、また、予めフレーム溝の開き角度を測定する必要もなく、迅速に測定することができ、装置自体を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る眼鏡枠形状測定装置の外観斜視図である。
【図２】測定子の取付構造を示す断面図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見たＺ方向保持機構のフレーム溝へのローディング時における断面図である。
【図４】ローディング時の側面図である。
【図５】形状測定時の側面図である。
【図６】スライダーの前方から見た斜視図である。
【図７】同スライダーの斜め前方から見た斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は退避機構を構成する回動レバーの斜視図および同回動レバーの分解斜視図である。
【図９】測定子の接触部とリムのフレーム溝を示す図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部の球径Ｄを１．６ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部の球径Ｄを１．８ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部の球径Ｄを２．０ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部の球径Ｄを２．１ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部の球径Ｄを２．２ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°で、接触部の球径Ｄを２．４ｍｍにした場合における距離Ｒを示す図である。
【図１６】操作手順を示すフローチャートである。
【図１７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はフレーム溝の開き角度αが１１０°，１００°，９０°としたときの接触部の頂部とフレーム溝の溝底との距離を示す図である。
【図１８】接触点に位置の違いを示す図である。
【符号の説明】
２４…眼眼フレーム、３５Ａ，３５Ｂ…リム、３６…フレーム溝、３７…スタイラス（測定子）、３７Ｃ…接触部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spectacle frame shape measuring apparatus that automatically three-dimensionally measures the shape of a spectacle frame.
[0002]
[Prior art]
A spectacle frame shape measuring apparatus that automatically measures the shape of a spectacle frame in three dimensions is configured to move the measuring element along a frame groove formed on the inner peripheral surface of the spectacle frame (rim) to thereby move the measuring element in the radial direction. Measure the displacement (r) of the probe, the displacement (θ) in the rotational direction on the horizontal plane with respect to any point of the probe, and the displacement (Z) in the height direction of the probe, and compute these displacements Is used to measure the rim shape.
[0003]
When measuring the rim shape, it is necessary to use a probe having a shape that fits the frame groove. For this reason, conventionally, a feeler formed in the shape of an abacus ball is used as a measuring element, and the angle of the top of this feeler is set to be the same as the angle of the groove of the bevel grindstone of the grinder (in industry standard, 120 °) ( For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No.1-223721
[0005]
The frame shape measuring device described in Japanese Examined Patent Publication No. 1-27231 requires the shape of the probe to substantially match the shape of the bevel grindstone, which is a lens cutting tool, thereby eliminating the need for modification of the measurement data. It is to make.
[0006]
Moreover, what was formed in the hemisphere as another shape of a measuring element is also known (for example, refer nonpatent literature 1).
[0007]
[Non-Patent Document 1]
Hoya Corporation Instruction Manual “HOYA GT-1000 3D Global Frame Tracer” October 1997
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the frame shape measuring apparatus described in the above Japanese Patent Publication No. 1-27231 uses an abacus ball-like feeler, it is easy to come off in a frame with a thin frame groove, and smoothly controls the rotation of the feeler. It was difficult to do. Further, when the opening angle of the frame groove is different, the contact position with the frame groove of the abacus-shaped feeler is different, and there is a problem that a measurement error of the radial displacement r occurs. That is, as shown in FIG. 17A, the frame groove 2 of the rim 1 of the spectacle frame is generally formed as a V-shaped groove having an opening angle α of 110 °. There are also α = 100 ° and 90 ° as shown in b) and (c). Therefore, when the rim shape is measured using the measuring element 3 having the top angle β of 120 °, the distance W between the groove bottom and the measuring element 3 differs depending on the opening angle α of the frame groove 2, and the smaller the opening angle α, the smaller the opening angle α. The distance W becomes longer. This distance W becomes a measurement error of the displacement r in the radial direction. For this reason, in order to obtain true frame shape data, it differs for each type of frame groove 2 with respect to the actually measured value (such as when the opening angle α is 110 °, 100 °, 90 °, etc.). It is necessary to correct it by adding a correction value.
[0009]
Moreover, since an apparatus and an attached mechanism for measuring the opening angle α of the frame groove 2 are required, there is a problem that the manufacturing cost of the measuring apparatus itself increases.
[0010]
On the other hand, in the case of the probe 4 in which the contact portion is formed in a hemispherical shape, the contact point q with the frame groove 2 in the abacus ball-shaped probe 3 as shown in FIG. ₁ , Q ₂ Contact point P compared to ₁ , P ₂ Can be moved to the back side of the frame groove 2, so that there is an advantage that the measuring element 4 is not easily detached from the frame groove 2 even if the displacement Z in the height direction of the frame groove 2 is abrupt.
[0011]
However, as the spherical diameter D of the contact portion 4A of the probe 4 increases, the contact point P as in the abacus ball-shaped probe 3 increases. ₁ , P ₂ Is far from the groove bottom of the frame groove 2, so that the measuring element 4 is easily detached from the frame groove 2 during measurement.
[0012]
Therefore, as a result of trial and error, the inventor conducted experiments to change the opening angle α of the frame groove 2 and the sphere diameter D of the contact portion 4A in order to find the optimum sphere diameter of the contact portion. When the value within the range, specifically 1.6 mm <D <2.2 mm, it is difficult to come off from the frame groove 2, and it differs depending on the opening angle α of the frame groove 2. Correction value It has been found that one correction value can be used in common without having to use.
[0013]
The present invention has been made on the basis of the above-described experimental results. The object of the present invention is to form the contact portion of the measuring element in a hemispherical shape, and to set the spherical diameter D to a value within a certain range. Even if α is a different frame groove, the probe can be reliably measured without detaching from the frame groove, and the same regardless of the opening angle α. Correction value The measured value using correction An object of the present invention is to provide a spectacle frame shape measuring apparatus which can be used.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a spectacle frame shape measuring apparatus for measuring a rim shape three-dimensionally by moving a probe along a frame groove formed on an inner peripheral surface of a rim of a spectacle frame. The opening angle of the frame groove is 90 to 110 °, The contact portion that contacts the frame groove of the measuring element is formed in a hemispherical shape, and the spherical diameter D is The difference between the circumference of the frame groove and the circumference of the bevel is 0.2 mm or less, 1.6mm <D <2.2mm Setting It is a thing.
[0015]
In the present invention, since the spherical diameter D of the contact portion of the probe is set to 1.6 mm <D <2.2 mm, when the spherical diameter D is the same, the opening angle α of the frame groove is 90 °, 100 °. The distance from the top of the bevel to the center of the contact part when the 120 ° bevel contacts the frame groove (R) , In other words correction value Can be approximately equal. Therefore, it is not necessary to change the correction value according to the opening angle α of the frame groove, and it is not necessary to measure the opening angle α. When the sphere diameter D is smaller than 1.6 mm Correction value This is not preferable because of the large difference. When the sphere diameter D is 2.2 mm or more, Correction value However, this is not preferable because the measuring element is easily detached from the frame groove.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
1 is an external perspective view of a spectacle frame shape measuring apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a probe, and FIG. 3 is a view of a frame groove of a Z-direction holding mechanism as viewed from the direction of arrow A in FIG. 4 is a side view during loading, FIG. 5 is a side view during shape measurement, FIG. 6 is a perspective view as seen from the front of the slider, and FIG. 7 is a perspective as seen from an oblique front of the slider. FIGS. 8A and 8B are a perspective view and a disassembled perspective view of a rotating lever constituting the retracting mechanism, and FIG. 9 is a view showing a contact portion of the measuring element and a frame groove of the rim. is there.
[0017]
In these drawings, a spectacle frame shape measuring apparatus generally indicated by reference numeral 20 includes a housing 21 formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape.
[0018]
The upper cover 21A that forms the upper surface of the casing 21 is provided with a switch panel 22 at the front end, and an opening 25 is formed in the center. The eyeglass frame 24 and the lens 26 to be measured from the opening 25 are provided. Alternatively, the frame template 27 is mounted from above. Further, on the front edge side of the opening 25, a mounting bracket 29 having an L-shaped cross section that enables mounting of a holder 28 used when measuring the outer peripheral shape of the lens 26 or the frame mold plate 27 instead of the spectacle frame 24. In general, the mounting bracket 29 is covered with a cover 30.
[0019]
On the other hand, in the center of the housing 21, there is a rotary table 33 that is rotatable in a horizontal plane and movable in the left-right direction. Devices 34A and 34B, a stylus 37 as a measuring element that moves along the inner periphery of the left and right rims 35A and 35B of the spectacle frame 24, a control unit (not shown) that controls the entire device, Three-dimensional movement of the stylus 37, that is, r-axis measuring means (not shown) for automatically measuring the radial displacement r, rotation rotating in a horizontal plane around an arbitrary point O in the rim 35A (35B) A θ-axis measuring means (not shown) for automatically measuring the angle θ, a Z-axis measuring means 81 for automatically measuring the vertical displacement Z, and the like are provided.
[0020]
The switch panel 22 is provided with a start button 40, a select button 41, a reset button 42, a data button 43, an up / down button 44, an LCD display device 45, and the like. The start button 40 is a button for starting measurement of the shape of the spectacle frame 24, the lens 26 or the frame template 27, and can be started when the data lamp 46 is green, and cannot be started when the data lamp 46 is red. The select button 41 is a button for selecting a condition for measuring the shape. In the case of the spectacle frame 24, the binocular → right eye → left eye, in the case of the lens 26 and the frame template 27, the order of the right side or the left side. Measure the shape with
[0021]
When the reset button 42 is pressed during shape measurement, the measurement is stopped, the stylus 37 is returned to the origin position, the origin is reset when pressed at the origin position, and the data is cleared when waiting for data transfer. When the data button 43 is pressed after the shape measurement is completed and the data lamp 46 is switched from green to red, the measurement data is automatically transferred to the processing machine or the management computer. The data lamp 46 switches from green to red after completion of the shape measurement, and indicates that the preparation for data transfer is completed. The up / down button 44 can adjust the front / rear and vertical positions of the stylus 37 in the manual mode. The LCD display device 45 displays auto, manual mode, error code, and the like.
[0022]
The spectacle frame 24 is a frame as an object to be measured, and is loaded into the housing 21 from the opening 25 so that the rims 35A and 35B are located on the lower side and the two temples 38A and 38B are located on the upper side. The left and right rims 35A and 35B are clamped by the clamping devices 34A and 34B, respectively.
[0023]
Each of the clamping devices 34A, 34B has sliders 51A, 51B having a substantially identical structure and a clamp base 52 movable in the front-rear direction and an upper case 53 covering the clamp base 52, and are sandwiched in these sliders. Each means 54 is provided. The slider 51A on the front side and the slider 51B on the rear side are connected so as to move in the opposite directions by the same distance by a wire, and are usually held in the closest state by a constant load spring. Therefore, in this state, when one of the sliders, for example, the rear slider 51B is moved rearward by hand, the front slider 51A is moved forward by the same distance in conjunction with this, and the rear slider 51B is clamped. Separated from the device 34B. When the rear slider 51B that has moved rearward is released and released, the front and rear sliders 51A and 51B are moved toward each other by the force of the constant load spring and returned to their original positions.
[0024]
The clamping means 54 is composed of two clamp pins 54a and 54b that are arranged to face each other in the vertical direction and operate in synchronization with a direction in which they approach and separate from each other by a cam mechanism (not shown). Further, there are a total of four clamping means 54, and two clamping devices 54A and 34B are provided respectively. The tip portions of the two clamp pins 54a and 54b constituting the clamping means 54 protrude outside from a long groove 56 formed in the upper case 53 in the vertical direction, and are normally held apart.
[0025]
When the spectacle frame 24 is attached to the spectacle frame shape measuring apparatus 20, the spectacle frame 24 is inserted into the casing 21 through the opening 25, and the rims 35A and 35B are connected to the clamp pins 54a on the upper side of the clamping means 54 and the lower side. The clamp pin 54b is held at a height. When the rear slider 51B is moved forward by hand in this state, the front slider 51A moves rearward in conjunction with this, and the rims 35A and 35B are sandwiched from the front and rear by these sliders 51A and 51B. The upper rim portion and the lower rim portion of the rims 35A and 35B are placed on the lower clamp pin 54b. When the start button 40 is pressed, the clamp pins 54a and 54b come close to each other by driving a motor (not shown) and sandwich the upper rim portion and the lower rim portion of each rim 35A and 35B. Further, when the clamp pins 54a and 54b are closed and the rims 35A and 35B are clamped, the sliders 51A and 51B are positioned at the clamping positions by stoppers (not shown), thereby completing the mounting of the spectacle frame 24 in the housing 21.
[0026]
The rotary table 33 is rotatably disposed on a slide table 60 (FIG. 2) that can reciprocate in the left-right direction, and is not shown when measuring the shape of the spectacle frame 24, the lens 26, or the frame template 27. The rotation angle of the rotary table 33 at this time (actually the number of pulses supplied to the motor) is detected as a displacement (θ) in the rotation direction within the horizontal plane of the stylus 37. It is configured. A radial long groove 61 passing through the center of the rotary table 33 is formed in correspondence with the stylus 37.
[0027]
The slide table 60 is connected to a DC motor (not shown) via a wire. When measuring the shape of the left rim 35A, lens 26 or frame template 27, the right rim 35B, lens 26 or frame template is measured on the left side. It is configured to be moved to the right side when measuring 27 shapes.
[0028]
A slider 62 is disposed inside the rotary table 33. The slider 62 includes an upper plate 63 and a lower plate 64 screwed to the lower surface side of the upper plate 63, and is disposed in the rotary table 33 so as to be movable in the longitudinal direction of the long groove 61. It is connected to the motor by a non-wire, and is urged in one direction by a constant load spring. The slider 62 is moved in the horizontal direction by means of a sensor in which the contact portion 37C of the stylus 37 is moved from an arbitrary point O in the rim 35A (35B) to the radial displacement r of the contact portion 37C of the stylus 37 in the horizontal plane. It is measured as a horizontal distance to a contact point P (FIG. 1) that contacts the groove 36 (see, for example, Patent Document 2, Patent Document 3, and Non-Patent Document 1).
[0029]
[Patent Document 2]
Utility Kaihei 6-55130
[Patent Document 3]
6-55126
It should be noted that the applicant has not found any prior art documents closely related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in the present specification.
[0030]
The stylus 37 is positioned above the rotary table 33 by being attached to the upper end of a rod 65 that passes through a long groove 61 of the rotary table 33 and an insertion hole formed in the upper plate 63 so as to freely move up and down. The stylus 37 includes an L-shaped main body 37A that is fixed to the upper end of the rod 65, and an elongated pin 37B that protrudes horizontally at the upper end of the main body 37A. A portion 37C is formed and inserted into the frame groove 36 of the rim 35A (35B) and pressed against the groove wall with a predetermined measurement pressure. The contact portion 37C is formed in a hemispherical shape as shown in FIG. The spherical diameter D of the contact portion 37C will be described later.
[0031]
The rod 65 is urged upward by a compression coil spring 66, but normally, the stylus 37 is retracted by a solid line by being held at the lowest position (vertical origin position) shown in FIG. It is retracted to the position T. Next, when the shape measurement operation of the spectacle frame 24 is started, the eyeglass frame 24 is released from the retracting mechanism 67, the rod 65 is pushed up, and the axis of the contact portion 37C of the stylus 37 is moved to the frame groove 36 of the rim 35A (35B). It is configured to be held at a height position facing the position, that is, a loading position Rd (see FIGS. 3 and 4).
[0032]
In this way, the rod 65 is levitated by the compression coil spring 66, and the spring force of the compression coil spring 66 is set so that the weight of the stylus 37 including the rod 65 and the spring force of the compression coil spring 66 maintain a predetermined balance. When the shape measurement is performed while holding the stylus 37 in a state close to no load, when the contact portion 37C of the stylus 37 is moved along the groove wall of the frame groove 36, the contact pressure is small, so that the rims 35A and 35B There is little deformation, the movement in the height direction is smooth, and the contact portion 37C does not come out of the frame groove 36, so that the vertical displacement Z can be measured accurately.
[0033]
The retracting mechanism 67 includes a linear stepping actuator 70 that has a screw rod 71 that can move up and down and is fixed on the lower plate 64, a rotating lever 72 that is rotated by the actuator 70, and the rotating lever 72. 2 is constituted by a return tension coil spring 73 or the like that biases counterclockwise in FIG.
[0034]
As shown in FIG. 5, the rotating lever 72 is formed by two lever members 72A and 72B which are formed by bending a metal plate and are integrally coupled by a set screw (not shown). One lever member 72A extends to one side edge of the horizontal plate portion 72A-1a and a lever body 72A-1 having a reverse L-shape in side view, which is composed of a horizontal plate portion 72A-1a and a vertical plate portion 72A-1b. The contact piece 72A-2 with which the screw rod 71 can come into contact, and the fixed piece 72A-3 suspended from the lower surface of the horizontal plate portion 72A-1a. Two screw holes 72C are formed in the fixing piece 72A-3.
[0035]
The other lever member 72B has a plate-like main body 72B-1 that can be contacted from above with a pin 76 protruding in the vicinity of the lower end portion of the rod 65 and having a width that gradually decreases toward the tip. 72B-1 is composed of a fixed piece 72B-2 suspended from the rear end edge of the base end side and a pair of left and right bent pieces 72B-3 suspended from both side edges of the base end side of the main body 72B-1. ing. The fixing piece 72B-2 has two screw attachment holes 72D, and is fixed to the fixation piece 72A-3 by screwing a set screw inserted into the screw attachment holes 72D into the screw hole 72C. . Each of the pair of bent pieces 72B-3 has an insertion hole 72E.
[0036]
Such a rotation lever 72 is pivotally supported by a shaft 75 inserted through the insertion hole 72E of the pair of bent pieces 72B-3 so as to be rotatable in the vertical direction, and when not measured, as shown in FIG. The main body 72B-1 is pressed against the pin 76 from above by the spring force of the tension coil spring 73, so that the rod 65 is pushed down against the compression coil spring 66 and held at the lowest position. At this time, the screw rod 71 is lowered to the origin position. The spring constant of the tension coil spring 73 is set larger than the spring constant of the compression coil spring 68.
[0037]
When the screw rod 71 is rotated and raised by energizing the actuator 70 during the measurement of the shape of the spectacle frame 24, the rotation lever 72 rotates clockwise as the contact piece 72A-2 is pushed up by the screw rod 71. When in a substantially horizontal state, the actuator 70 is temporarily stopped and held at the height position by the screw rod 71. 3 and 4 show the state at this time. That is, when the turning lever 72 is raised and turned, the main body 72B-1 is also raised, so that the rod 65 is gradually raised by the force of the compression coil spring 66. When the contact piece 72A-2 rises to a predetermined height, the actuator 70 stops and the stylus 37 moves from the retracted position T to the loading position Rd. This loading position Rd is also the center position of the frame groove 36. When the stylus 37 is inserted into the frame groove 36, the screw rod 71 is further raised, the contact piece 72 </ b> A- 2 is rotated to the retracted position in the upward oblique direction, and the stylus 37 is moved up and down from the rotation lever 72. When driving in the direction, the free state is not affected at all, and measurement is started (see FIG. 5).
[0038]
In a state in which the rod 65 is released from the rotation lever 72 and stopped at the upper position, the pin 76 is located sufficiently below the contact piece 72B-1 to allow the rod 65 to move up and down. That is, the rod 65 is completely separated from the rotation lever 72 during the shape measurement, and is maintained in a vertically movable state in order to enable measurement of the displacement Z in the vertical direction.
[0039]
A horizontal plate 80 is fixed to the lower end of the rod 65, and the compression coil spring 66 is elastically mounted between the plate 80 and the lower plate 64. On the other hand, on the upper surface side of the plate 80, the r-axis measuring means 81 for measuring the vertical displacement (Z) of the stylus 37 is disposed. The r-axis measuring means 81 is formed of a conventionally known linear sensor, and a ring-shaped sensor head 82 disposed on the lower surface side of the upper plate 63 via an L-shaped bracket 84, and the sensor head 82 is non-coated. It is comprised with the magnetic scale 83 penetrated so that a vertical movement is possible by contact. The sensor head 82 is configured by arranging nine flat coils in the axial direction, and five coils of odd numbers (1, 3, 5, 7, 9) are primary excitation coils, and even numbers (2, 4, 6). , 8) form secondary induction coils. The magnetic scale 83 is formed by alternately arranging a plurality of magnetic spheres and non-magnetic spheres in a cylinder made of a non-magnetic material such as SUS303, and is erected vertically on the plate 80. The movement of the magnetic scale 83 is detected as a vertical displacement Z of the stylus 37 by the sensor head 82.
[0040]
Further, a measuring rod 91 is disposed on the slider 62. The measuring rod 91 is used as a measuring element when two-dimensionally measuring the outer peripheral shape of the lens 26 or the template plate 27, and penetrates the cylindrical body 92 provided on the upper plate 63 so as to be movable up and down. The upper end of the rotary table 33 is positioned in the vicinity of one end portion just below the long groove 61, and is biased upward by the tension coil spring 93, and the rotation is prevented by the anti-rotation pin 94. The anti-rotation pin 94 protrudes from the outer peripheral surface of the lower end portion of the measuring rod 91, and the tip portion slides on a vertically long slit 95 formed on the right vertical plate portion of the lower plate 64 in FIG. It is inserted freely.
[0041]
The measuring rod 91 has a pin-shaped operating member 96 for turning on and off the limit switch 97 and is normally held at the lowest position by a push latch 98. The push latch 98 holds the measuring rod 91 when operated once, releases the held state when operated twice, and shifts to the measuring state, and a commercially available one is used. The limit switch 97 is for detecting the use / non-use state of the measuring rod 91. When the measuring rod 91 is lowered to the lowest position and is held by the push latch 98, the movable piece 97a is used. Is held in the OFF state by being pressed and rotated by the operating member 96, and when the measuring rod 91 is lifted and the pressing state of the movable piece 97a by the operating member 96 is released, it is switched to the ON state. It is configured. When the measuring rod 91 is pushed down, the holding state of the measuring rod 91 by the push latch 98 is released, so that the measuring rod 91 is pulled up by the tension coil spring 93 and can be brought into contact with the lens 26 or the template plate 27. Move to position RdO. In this case, unlike the shape measurement of the rims 35A and 35B, the shape measurement of the lens 26 and the template plate 27 is a two-dimensional measurement, that is, the measurement of the radial displacement r and the rotation angle θ. It is not always necessary to hold it in a floating state, and measurement may be performed in a state where the rotation prevention pin 94 is in pressure contact with the upper end wall of the slit 95.
[0042]
In FIG. 9, the frame groove 36 of the rims 35A and 35B is formed as a V-shaped groove having a normal opening angle α of 110 °, 100 ° or 90 °. Further, since the angle of the bevel grindstone is always constant at 120 ° according to the standard, any spectacle frame having the frame groove 36 with any opening angle α is fitted with a 120 ° bevel lens. On the other hand, the contact portion 37C of the stylus 37 is formed in a convex hemisphere, and the spherical diameter D is set to be larger than 1.6 mm and smaller than 2.2 mm regardless of the opening angle α (1. 6 mm <D <2.2 mm). Thus, when the sphere diameter D is set within the range of 1.6 mm <D <2.2 mm, when the sphere diameter D is the same, a 120 ° bevel V (V-shaped) that contacts the frame groove 36 of the contact portion 37C. The center O of the contact portion 37C from the bevel apex S when the projection is in contact with the frame groove 36. ₀ Distance R to That is, the correction value Can be made approximately equal regardless of the opening angle α. Therefore, the correction value to be added to the measurement data R Need not be changed according to the opening angle α of the frame groove 36, and the same correction value R Can be corrected. When the sphere diameter D is 1.6 mm or less, Correction value Since the difference of R becomes large, it is not preferable. When the sphere diameter D is 2.2 mm or more, Correction value While the difference of R becomes smaller, the contact point P of the contact portion 37C from the deepest portion of the frame groove 36 ₁ , P ₂ This is not preferable because the stylus 37 is easily detached from the frame groove 36.
[0043]
10 to 15, the opening angle α of the frame groove 36 is 110 °, 100 °, and 90 °, respectively, and the spherical diameter D of the contact portion 37C is 1.6 mm, 1.8 mm, 2.0 mm, 2.1 mm, It is a figure which shows the distance R in the case of 2.2 mm and 2.4 mm.
[0044]
As shown in FIG. 10, when the spherical diameter D is 1.6 mm, (a) when α = 110 ° shown in the figure, R = 0.896 mm, and (b) when α = 100 ° shown in the figure, R = 0. In the case of 875 mm and α = 90 ° shown in the figure (c), R = 0.661 mm. When α is 110 ° and 90 °, the difference is 0.035 mm (0.896-0.861). When the meaning of the difference of 0.035 mm is considered, the circumference of the frame groove 36 is considered as one criterion as the index.
[0045]
In general, when the difference between the circumferential length of the frame groove 36 of the rims 35A and 35B and the circumferential length of the bevel V formed by beveling on the outer periphery of the lens exceeds 0.2 mm, the lens 26 and the frame groove 36 The mating state becomes worse. Therefore, when the frame shape of the spectacle frame 24 is considered to be a circle, 0.035 If the difference of mm occurs, the error of the entire frame is enlarged to about 6 times (2π = 2 × 3.14), which is about 0.21 mm, which exceeds the allowable error of 0.2 mm.
[0046]
Therefore, considering the tolerance sphere diameter in the vicinity of 0.2 mm, when the sphere diameter D shown in FIG. 11 is 1.8 mm, (a) R = 1.018 mm at α = 110 ° shown in the figure, (b) At 100 ° shown in the figure, R = 1.005 mm, at 90 ° shown in the figure, R = 1.002 mm, and at 110 ° and 90 °, the difference is 0.016 mm. The entire frame has an error of 0.096 mm (2π × 0.016), which is sufficiently smaller than the allowable error of 0.2 mm.
[0047]
When the spherical diameter D shown in FIG. 12 is 2.0 mm, (a) R = 1.14 mm at α = 110 ° shown in FIG. 12, (b) R = 1.136 mm at 100 ° shown in FIG. 12, (c) FIG. At 90 °, R = 1.136 mm, and at 110 ° and 90 °, the difference is 0.004 mm. Therefore, the error of the entire frame is 0.024 mm, which is sufficiently smaller than the allowable error of 0.2 mm.
[0048]
When the sphere diameter D shown in FIG. 13 is 2.1 mm, (a) R = 1.201 mm at α = 110 ° shown in the figure, (b) R = 1.2 mm at 100 ° shown in the figure, (c) FIG. At 90 °, R = 1.2 mm, and at 110 ° and 90 °, the difference is 0.001 mm. The entire frame has an error of 0.006 mm (2π × 0.001), which is sufficiently smaller than the allowable error of 0.2 mm.
When the spherical diameter D shown in FIG. 14 is 2.2 mm, (a) R = 1.262 mm at α = 110 ° shown in FIG. 14, (b) R = 1.262 mm at 100 ° shown in FIG. 14, (c) FIG. At 90 °, R = 1.262 mm, and at 110 ° and 90 °, the difference is zero.
[0049]
On the other hand, however, if the spherical diameter D of the contact portion 37C is increased as shown in FIG. 14, the contact point with the frame groove 36 moves outward and is easily detached from the frame groove 36, which is not preferable.
[0050]
Even when the spherical diameter D shown in FIG. 15 is 2.4 mm, (a) R = 1.383 mm at α = 110 ° shown in the figure, (b) R = 1.383 mm at 100 ° shown in the figure, (c) At 90 ° shown in the figure, R = 1.383 In mm, the difference is zero at 110 ° and 90 °. However, it is not preferable because the contact portion 37C is easily detached from the frame groove 36.
[0051]
Therefore, the spherical diameter D of the contact part 37C is larger than 1.6 mm, and the maximum is around 2.1 mm.
[0052]
Next, the operation procedure of the spectacle frame shape measuring apparatus 20 having the above structure will be described based on the flowchart shown in FIG.
First, the power is turned on (step 200). Next, when measuring the shape (frame trace) of the rims 35A and 35B (step 201), the spectacle frame 24 is inserted into the housing 21 through the opening 25, and the rim 35A is inserted by the pair of clamping devices 34A and 34B. , 35B. Then, the shape measurement conditions are set by the select button 41 (step 202). Next, the start button 40 is operated to sequentially measure the shapes of the rims 35A and 35B (step 203). In the measurement state, the data button 43 is lit in green. When the shape measurement is finished, the data button 43 changes from green to red to notify that the measurement is finished. The measurement data of the rims 35A and 35B whose shape has been measured is automatically transferred to a processing machine or a management computer (step 205).
[0053]
Next, when measuring the shape (pattern trace) of the frame template 27 (step 206), the frame template 27 is attached to the holding holder 28 (step 207). Next, the cover 30 is removed, and the holding holder 28 is positioned and fixed on the mounting bracket 29 (step 208). The shape measurement conditions (right side, left side) are set by the select button 41 (step 209). Next, the measuring rod 108 is set and the start button 40 is operated to measure the shape of the frame template 37 (step 210). Thereafter, the shape measurement of the frame template 27 is completed through the above-described step 203-step 204-step 205.
[0054]
Next, when measuring the shape of the lens 26 (lens trace) (step 211), the lens 26 is attached to the holding holder 28 (step 212). Next, the cover 30 is removed, and the holding holder 28 is positioned and fixed on the mounting bracket 29 (step 213). Thereafter, the shape measurement of the lens 26 is finished through the above-described step 209-step 210-step 203-step 204-step 205.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, the spectacle frame shape measuring apparatus according to the present invention is The opening angle of the frame groove is 90-110 °, The contact portion that contacts the frame groove of the probe is formed in a hemispherical shape, and its spherical diameter D is The difference between the circumference of the frame groove and the circumference of the bevel is 0.2 mm or less, 1.6mm <D <2.2mm Setting Therefore, the distance from the top of the bevel to the center of the contact part in any case where the opening angle of the frame groove is 110 °, 100 ° or 90 ° That is, the correction value Can be approximately equal. Therefore, it is only necessary to correct the measurement value using a constant correction value regardless of the opening angle, and it is possible to measure quickly without the need to measure the opening angle of the frame groove in advance. It can be manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a spectacle frame shape measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a probe.
3 is a cross-sectional view of the Z-direction holding mechanism when loading the frame groove as viewed from the direction of arrow A in FIG.
FIG. 4 is a side view at the time of loading.
FIG. 5 is a side view at the time of shape measurement.
FIG. 6 is a perspective view of the slider as viewed from the front.
FIG. 7 is a perspective view of the slider as viewed obliquely from the front.
FIGS. 8A and 8B are a perspective view of a rotating lever constituting a retracting mechanism and an exploded perspective view of the rotating lever.
FIG. 9 is a view showing a contact portion of a measuring element and a frame groove of a rim.
10A, 10B, and 10C show the distance R when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °, and the spherical diameter D of the contact portion is 1.6 mm. FIG.
11A, 11B, and 11C show the distance R when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °, and the spherical diameter D of the contact portion is 1.8 mm. FIG.
12A, 12B, and 12C show the distance R when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °, and the spherical diameter D of the contact portion is 2.0 mm. FIG.
13A, 13B, and 13C show the distance R when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °, and the spherical diameter D of the contact portion is 2.1 mm. FIG.
14A, 14B, and 14C show the distance R when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °, and the spherical diameter D of the contact portion is 2.2 mm. FIG.
FIGS. 15A, 15B, and 15C show the distance R when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °, and the spherical diameter D of the contact portion is 2.4 mm. FIG.
FIG. 16 is a flowchart showing an operation procedure.
17 (a), (b), and (c) show the distance between the top of the contact portion and the groove bottom of the frame groove when the opening angle α of the frame groove is 110 °, 100 °, and 90 °. FIG.
FIG. 18 is a diagram showing a difference in position at a contact point.
[Explanation of symbols]
24 ... eye-eye frame, 35A, 35B ... rim, 36 ... frame groove, 37 ... stylus (measuring element), 37C ... contact portion.

Claims

In the spectacle frame shape measuring apparatus for measuring the rim shape three-dimensionally by moving the probe along the frame groove formed on the inner peripheral surface of the rim of the spectacle frame,
An angle is 90 to 110 ° opening of the frame groove, a contact portion in contact with the frame groove of the measuring element is formed in a hemispherical shape, the spherical diameter D, the circumferential length and bevel periphery of the frame groove A spectacle frame shape measuring apparatus , wherein 1.6 mm <D <2.2 mm is set so that the difference in length is 0.2 mm or less .