以下、本発明によるレンズホルダにレンズを取付ける装置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(a)、(b)は本発明によるレンズホルダにレンズを取付ける装置に使用されるレンズホルダの正面図および背面図、図2はレンズホルダにレンズを弾性シールを介して保持させた状態を示す断面図、図3(a)、(b)、(c)は図1のIII−III線拡大断面図、レンズ保持面を示す図およびレンズ保持面の拡大断面図である。
これらの図において、1はプラスチック製の眼鏡用単焦点レンズ(以下、単にレンズという)で、凸側レンズ面1aおよび凹側レンズ面1bを備え、外周面が縁摺り加工装置によってレンズ枠形状と一致するように縁摺り加工される。
また、このレンズ1は、単焦点レンズの場合、上記したとおり一般的に対応する度数範囲が広いので、例えば0カーブから11カーブまで12種類用意されているが、レンズホルダ2の共通化を図るために、カーブの近似したものを一群とする複数のレンズ群、例えば0〜3カーブの第1レンズ群、4〜6カーブの第2レンズ群および7〜11カーブの第3レンズ群に分類されている。3はレンズホルダ2に貼着される弾性シールで、この弾性シール3を介してレンズ1の凸側レンズ面1aがレンズホルダ2により保持される。
レンズホルダ2は、ステンレス等の金属によって鍔付の筒状体に形成されることにより、嵌合軸部4と、この嵌合軸部4の外周で先端寄りと先端部に一体に設けられたフランジ5およびレンズ保持部6を備えている。嵌合軸部4は、例えば長さが35mm、外径が14mmφ程度、中心孔7の穴径が10mmφ程度である。
フランジ5は、後述するクランプ軸への嵌合軸部4の嵌合量を規定するもので、厚さが5mm程度、外径が20mmφ程度である。また、フランジ5の周面には、前記クランプ軸に対するレンズホルダ2の回転を防止する回転防止部としての切欠き溝8が形成されている。この切欠き溝8のレンズ保持部6側とは反対側の開放部には、クランプ軸への嵌合を容易にするために外側に開いたテーパ面8aが形成されている。
レンズ保持部6は、嵌合軸部4の先端側外周に設けられてフランジ5と厚さおよび外径が略等しく、フランジ5との間に5mm程度の間隔が設定されている。このレンズ保持部6の前記弾性シール3が密接される面は、レンズ1の凸側レンズ面1aに対応した凹球面状のレンズ保持面9を形成している。レンズ保持面9の曲率半径は、凸側レンズ面1aの曲率半径より大きいとレンズ保持面9の中心部のみが凸側レンズ面1aに接触して外周部が非接触となるため、不安定な保持となり、反対に小さいとレンズ保持面9の外周部のみが凸側レンズ面1aに接触して中心部が非接触となるため安定した保持となり、軸ずれ等を防止することができる。
そこで、本実施の形態では、レンズ保持面9の曲率半径が異なるレンズホルダ2をレンズ群毎に用意し、上記した0〜3カーブの第1レンズ群に用いられるものは4カーブに、4〜6カーブの第2レンズ群に用いられるものは7カーブに、7〜11カーブの第3レンズ群に用いられるものは11カーブに設定している。すなわち、レンズホルダ2は、レンズ群の数と対応する数の種類(3種類)からなり、各レンズ群に属するレンズ1の凸側レンズ面1aより曲率半径が小さいレンズ保持面9を有し(ただし、11カーブのレンズについては、同一のカーブのレンズホルダとなる)、レンズ1の凸側レンズ面1aに対して外当たりになるようにしている。このように、レンズ群毎にレンズホルダ2のレンズ保持面9の曲率をレンズ1の凸側レンズ面1aより深くすると、図2に示すようにレンズ保持面9の外周縁部で重点的に保持することができる。ただし、レンズ保持面9の曲率のみが異なるだけで、レンズホルダ2の他の構造は全く同一である。なお、凸側レンズ面1aとレンズ保持面9の曲率半径の差が大きいと、これら両面の密着度が低くなるため、差は小さいことが望ましい。
また、レンズ保持面9には、弾性シール3との密着結合力を高めるために、多数の微小な突状体10が全周にわたって放射状に形成されている。突状体10は、断面形状が二等辺三角形に形成されることにより、その頂点10aを境に、レンズホルダ2の回転方向側の壁面10bと反対側の壁面10cとが同一の傾斜角度(例えば45°)の斜面に形成されている。このように同一角度にすると、両方の斜面に均等に弾性シール3が密着することになり、接触面積の増大により、シートの適当な可撓性や変形性が生かされ、レンズ保持力を増大させることができる。また、同じ傾斜角度の両斜面に均等に弾性シール3が圧接するので、アンバランスな回転力が相殺されて発生しなくなり、弾性シール3が回転ずれしてレンズの保持精度が低下することもなくなる。
前記フランジ5とレンズ保持部6の周面には、レンズホルダ2を収納する後述するホルダ収納用カセット31の係合部と係合する回転防止部11が形成されている。この回転防止部11は、フランジ5とレンズ保持部6の周面の一部を軸線と直交する方向から切削して形成した溝からなり、前記回転防止部8とは背中合わせになるように180°位相を異ならせて形成されている。
さらに、レンズホルダ2の内部で嵌合軸部4の基端部側には、レンズホルダ2の種類を識別するための部材13が圧入によって嵌合され、その一端面がレンズホルダ2の基端面と略同一面を形成している。この部材13は、合成樹脂によって所要の色に着色された筒状体に形成されている。部材13の色は、例えば4カーブのホルダの場合は白色に、7カーブのホルダの場合は赤色に、11カーブのホルダの場合は青色にそれぞれ着色されている。したがって、部材13の色を見ることにより、レンズホルダ2が4カーブのものか、7カーブのものかあるいは11カーブのものかを一目で識別することができる。
弾性シール3は、厚さが0.5〜0.6mm程度の薄いゴムによって、外径が前記レンズ保持面9の外径より大きく(22mmφ程度)、内径がレンズホルダ2の穴径より小さい(8mm程度)リング状に形成され、両面に粘着剤を塗布したものが用いられる。
次に、図4〜図10に基づいてレンズホルダの供給、同ホルダに対する弾性シール、レンズの供給およびレンズの縁摺り加工について概略説明する。
図4は、単焦点レンズ用ABS装置の正面図、図5は同装置の平面図、図6(a)、(b)、(c)は、それぞれホルダ収納用カセットの断面図、シュートに装着する前の状態を示す図および装着した状態を示す図、図7は、ピン位置から離れたカセット中央部の断面図、図8は、レンズホルダの受け渡し部を示す図、図9は、レンズのヤゲン加工を行っている状態を示す図、図10は、図9のV矢視図である。
図4〜図6において、ABS装置20は、図示を省略した縁摺り加工装置に隣接して設置されるもので、基台21に設けられたホルダ搬送装置22と、ホルダ保持装置23と、シール供給装置24と、レンズ保持装置25と、レンズ測定装置26等を備え、凸面カーブが異なる12種類(0〜11カーブ)の単焦点レンズをランダムに順次処理するバッチ方式を採用している。
ホルダ搬送装置22は、4カーブ、7カーブおよび11カーブの3種類のレンズホルダ2をホルダ保持装置23に供給するためのもので、ホルダ供給機構28と、ホルダ支持機構29とを備えている。
ホルダ供給機構28は、レンズホルダ2の供給方向(図5の矢印27方向)にレンズホルダ2が自重によって滑動可能な角度(例えば、20°)傾斜して幅方向に並設された3つのシュート30を備え、これらのシュート30の上流側には所要個数(例えば42個)のレンズホルダ2をその種類毎に収納した3本のホルダ収納用カセット31がシュート30と同一角度でそれぞれ着脱自在に設置されている。
図6において、カセット31は、金属、合成樹脂等によって両端が開放する細長い矩形の中空体に形成されることにより、レンズホルダ2を一列に整列させてかつ回転防止部11の向きを一定に揃えて収納するもので、上板32に開口部33が全長にわたって形成されており、この開口部33からレンズホルダ2のフランジ5より基端部側をカセット31の上方に突出させている。したがって、部材13をカセット31の上方から視認することができ、カセット31内に異なった種類のレンズホルダ2が混入して収納されている場合は、一目で確認することができる。また、カセット31の装着ミスを防止することができる。すなわち、カセット31自体も部材13の色によって識別されるため、あるカセットを本来設置すべきシュート以外のシュートに設置したり、あるいは複数のシュートに設置したりするといったミスを防止できる。
開口部33の幅は、レンズホルダ2の嵌合軸部4の外径より若干大きく設定されており、この開口部33によってフランジ5の下面を摺動自在に支持している。また、前記上板32は、開口部33を挾んでその一方の板部32aが他方の板部32bよりカセット31の板厚分程度高くなるように段違いに形成されている。一方の板部32aの端縁部32a1は、レンズホルダ2の回転防止部11に差し込まれ、さらにこの板部32aの下面側にも前記回転防止部11に差し込まれる逆L字型のブラケット34が固定され、これらによってレンズホルダ2の向きを揃え、自由な回転を防止している。
また、カセット31の内部で下流側開口部付近には、レンズホルダ2の脱落を防止する一対の脱落防止用ピン35が左右方向に移動自在に配設されている。これらのピン35は、下端が引張りコイルばね36によって互いに連結され互いに接近する方向に付勢されていることにより、通常はレンズ保持部6に接触してレンズホルダ2の脱落を防止している。そして、カセット31が前記シュート30に装着されると、引張りコイルばね36に抗して互いに離間する方向に移動してレンズホルダ2の係止を解除するように構成されている。なお、ピン35の離間方向の移動は、図6(c)に示されるようにシュート30側に設けた適宜な部材37によって行われる。
図7は、ピン位置から離れたカセット中央部の断面図で、図6に示される一対の脱落防止用ピン35を備えていない点で異なっている。
カセット31内のレンズホルダ2は、自重によりカセット31およびシュート30を滑動し、シャッタ機構38によって1つずつ順次排出されると、図5,8に示される前記ホルダ支持機構29によって支持される。
図4および図8において、シャッタ機構38は、シュート30の排出口30aを通常閉塞することにより1番目のレンズホルダ2Aを係止する一対のストッパピン39と、これらのストッパピン39を上下動させるエアシリンダ40とを備え、図示しない制御部からの供給信号によってエアシリンダ40を駆動することによりシュート30からのレンズホルダ2の排出が行われる。すなわち、エアシリンダ40の駆動によってストッパピン39が下降してシュート30の通路から退出すると、前記1番目のレンズホルダ2Aはストッパピン39から解放されるため、自重によってシュート30の排出口30aから出て終端部30b上に移動する。この終端部30bは、レンズホルダ2の滑動速度を遅くし前記ホルダ支持機構29の後述するストッパ47に当たったときの衝撃を小さくするために傾斜角度が小さく設定されている。1番目のレンズホルダ2Aが通過するとストッパピン39は上昇して再び元の状態に復帰する。このため、2番目のレンズホルダ2Bはストッパピン39の位置までシュート30上を滑動するとストッパピン39によって係止され、新たな1番目のレンズホルダとなる。そして、このような動作を繰り返すことにより、レンズホルダ2は1つずつ自動的に供給される。なお、シュート30もカセット31と略同一に形成され、前記基台21上に固定されている。
また、このシュート30の下流側および中間部の2箇所には、レンズホルダ2の有無を検出するセンサ41(図4)が取付けられている。上流側のセンサ41は、シュート30内にレンズホルダ2が残り9個となったときにONし、補給を促すためのものである。下流側のセンサ41はシュート30内にレンズホルダ2が残り1個になったときにONし、装置を停止させるためのものである。
図5、図8および図11において、前記ホルダ支持機構29は、前記シュート30の終端と対向するように前記基台21上に配設されるもので、ABS装置20の前後方向(図5の矢印Y方向)に移動自在で前記各シュート30の終端位置A1,A2,A3とホルダ装着位置A4との間を往復移動するステージ43を備えている。このステージ43は、前記基台21上に設置された左右一対のレール44とボールねじ45によって移動自在に保持されており、駆動モータ46の駆動によってボールねじ45が回転すると、レール44およびボールねじ45に沿って移動するように構成されている。前記各シュート30の終端位置A1,A2,A3には、シュート30の終端部30bが位置付けられている。
また、前記ステージ43の上面には、前記シュート30の終端部30bに供給されるレンズホルダ2を受け止めるストッパ47と、レンズホルダ2を支持する一対のホルダハンド48A,48Bと、これらのホルダハンド48A,48Bを互いに接近離間する方向に同期して作動させるエアシリンダ49が配設されている。一方のホルダハンド48Aは、断面形状が円形の棒状体からなり、先端部の周面でレンズホルダ2の回転防止部11を保持する。他方のホルダハンド48Bは断面形状が矩形の棒状体からなり、先端部でレンズホルダ2と対向する側面にV字状の凹部50が形成されており、この凹部50によってレンズホルダ2の前記回転防止部11とは反対側でフランジ5とレンズ保持部6の外周面を保持する。
上記したステージ43は、レンズホルダ2の供給時に3つのシュート30のうちレンズホルダ2を供給しようとするシュートの終端位置、例えばA1位置に予め移動してホルダハンド48A,48Bを開いた状態で待機しており(図12)、レンズホルダ2がシュート30の終端部30b上に供給されると、ストッパ47がレンズホルダ2を受け止め、一対のホルダハンド48A,48Bが閉じることによりレンズホルダ2を挟持する(図13)。しかる後、この挾持したレンズホルダ2をホルダ装着位置A4に搬送し、レンズホルダ2の芯出しが行われる。
図14において、前記ホルダ装着位置A4には、前記ホルダハンド48A,48Bによって支持されているレンズホルダ2の芯出しを行う芯出し機構153が配設されている。この芯出し機構153は、昇降テーブル154と、この昇降テーブル154を昇降させるエアシリンダ155とで構成されている。昇降テーブル154の上面には、前記レンズホルダ2のレンズ保持部6の外径より若干大きい穴径で比較的浅い凹部56が形成されている。また、この凹部156の中央には円形の凸部157が設けられており、その外径はレンズホルダ2の中心孔7(図1、図3)より僅かに小さく設定されている。このような昇降テーブル154は、通常レンズホルダ2の略真下に離間して位置し(図14(a))、レンズホルダ2の芯出しに際してエアシリンダ155の駆動によって上昇すると(図14(b))、凹部156がレンズホルダ2のレンズ保持部6を受け止め、凸部157が中心孔7に嵌合することにより、レンズホルダ2の中心と凸部157の中心が一致して芯出しされる。この時、一対のホルダハンド48A,48Bは芯出しを可能にするためにエアシリンダ49を開放し融通性をもたせてあり、レンズホルダ2を左右、前後方向に移動可能に保持している。レンズホルダ2が芯出しされると、続いて昇降テーブル154が下降して元の初期位置に復帰することにより芯出しが終了する。
図5、図15〜図17において、前記ホルダ保持装置23は、前記ホルダ支持機構29の一側で前記シール供給装置24(図5)とレンズ保持装置25の間の空間に配設されている。このホルダ保持装置23は、前記ホルダ供給位置A4において前記ホルダ支持機構29から芯出しされたレンズホルダ2を受け取ると、シール貼着位置A5に搬送して保持しているレンズホルダ2のレンズ保持面9に前記弾性シール3を貼着した後、レンズ保持位置A6に搬送して前記弾性シール3によってレンズ1を保持させるものである。このようなホルダ保持装置23は、回動アーム160(図15)と、この回動アーム160の先端部に取付けられ前記レンズホルダ2を保持するクランプ装置161と、前記回動アーム160を水平面内において回動させるアーム用駆動モータ(アーム用駆動装置)162と、前記クランプ装置161を昇降させるクランプ用エアシリンダ(クランプ用駆動装置)163等を備えている。
前記回動アーム160は、前記基台21上に立設した垂直な回転軸165の上端部に固定されている。前記回転軸165は、前記基台21上に立設した筒体166内にラジアルベアリング167およびスラストベアリング168を介して回転自在に配設され、下端に歯付きプーリ169が固定されている。前記駆動モータ162は、前記基台21に設けた取付部材170に出力軸171を上に向けて垂直に固定されている。出力軸171には軸172がカプリング173を介して連結されている。軸172は歯付きプーリ174を備え、このプーリ174と前記プーリ169との間にタイミングベルト175が張設されている。したがって、駆動モータ162を駆動して出力軸171を回転させると、この回転はカプリング173−軸172−プーリ174−タイミングベルト175−プーリ169を経て回転軸165に伝達され、回動アーム160を水平面内において回動させることができる。回動アーム160の回動角度は、本実施の形態においては300°である。
前記クランプ装置161は、前記レンズホルダ2の嵌合軸部4が嵌合する筒状の本体82と、前記レンズホルダ2を本体82に固定し脱落を防止するホルダ固定機構83等で構成されている。前記本体82は、前記回動アーム160の先端部に上下動自在にかつ回転自在に配設された保持軸85の下端に固定されている。前記ホルダ固定機構83は、前記本体82に設けた支持ピン86によって図15R>5において矢印87方向に回動自在に軸支されたホルダ固定部材84等を備えている。ホルダ押圧部材84は、レンズホルダ2を本体82に押圧して固定するもので、下端がレンズホルダ2の嵌合軸部4を押圧する押圧部84aを形成し、前記本体82の周面に形成した軸線方向に長い長孔88内に配設され、かつ引張りコイルばね89によって図13において反時計方向に付勢されていることにより、通常は押圧部84aが本体82の外部に突出されている。これは、本体82に対するレンズホルダ2の嵌合を容易にするためである。
さらに、ホルダ固定機構83は、前記ホルダ固定部材84を動作させるエアシリンダ90を備えている。このエアシリンダ90は、前記本体82の外周に作動ロッド90aをホルダ固定部材84と対向させて取付けられており、本体82にレンズホルダ2の嵌合軸部4が嵌合したとき、エアの供給によって作動することにより、可動ロッド90aが前記ホルダ固定部材84を押圧して引張りコイルばね89に抗して時計方向に回動させるように構成されている。このため、ホルダ固定部材84の押圧部84aは、レンズホルダ2の嵌合軸部4を押圧して本体82の内周面に押付け、これによってレンズホルダ2の脱落が防止される。
前記軸85は、前記回動アーム160の先端部に固定した外筒94内に上下動自在にかつ回転自在に貫通して配設されるもので、上端が前記クランプ用エアシリンダ163にカプリング95を介して連結され、下端部が前記外筒94の内部下方に配設したスリーブ102を回転自在にかつ上下動自在に貫通している。前記カプリング95は、前記エアシリンダ163の可動ロッド63aに固定された円柱状の第1カプリング95Aと、この第1カプリング95Aに連結ピン96を介して連結された筒状体からなる第2カプリング95Bとで構成され、この第2カプリング95B内に配設したベアリング97によって前記軸85の上端部を回転自在に軸支するとともに、止めねじ98によって第2カプリング95Bからの脱落を防止している。前記連結ピン96の両端部は、前記外筒94の内部に上方に突出させて設けた内筒100によって摺動自在に支持されており、これによって第2カプリング95Bの回転を防止している。前記内筒100の周面には、前記連結ピン96を案内する一対のガイド孔101が軸線方向に長く形成されている。したがって、前記エアシリンダ163を駆動して可動ロッド163aを下降させると、前記クランプ装置161は軸85とともに下降される。
また、前記回動アーム160の上面には、前記クランプ装置161を回動させる駆動モータ105が下向きに設置されている。この駆動モータ105は、乱視軸の角度に応じて前記クランプ装置161を回動させるためのもので、その出力軸105aにカプリング106を介して従動軸107の上端が連結されている。従動軸107は、取付部材110に設けたベアリング108によって回転自在に軸支され、中間部に小径の歯車109が固定されている。前記取付部材110は、前記回動アーム160に固定されている。前記従動軸107の側方には伝達軸111がこれと平行に配設されている。この伝達軸111は、取付部材115に設けたベアリング112によって回転自在に軸支され、上端に歯付きプーリ113が固定され、中間部には前記小径の歯車109に歯合する大径の歯車114が固定されている。前記取付部材115は、回動アーム160に固定されている。
前記歯付きプーリ113に対応して前記軸85の中間部には、歯付きプーリ116が配設されており、これらのプーリ113,116にタイミングベルト117が張設されている。前記歯付きプーリ116は、前記内筒100と前記スリーブ102との間にベアリング119を介して回転自在に配設され、前記軸85に対してはスプライン嵌合によって相対摺動自在に取付けられている。このため、軸85の外周には軸線方向に長い溝120が形成される一方、歯付きプーリ116の内周面には前記溝120が摺動自在に嵌合する突状体が突設されている。したがって、前記駆動モータ105の回転は、前記歯車109,114によって減速された後、歯付きプーリ113,116およびタイミングベルト117を介して前記軸85に伝達され、これによってクランプ装置161が乱視軸の角度だけ回動される。
前記外筒94には、前記軸85を原点位置に位置決めするための原点センサ121と、軸85の回動範囲を360°に制限するリミットセンサ122が配設されている。
前記筒体166にはアーム固定装置127が取付板128を介して取付けられ、このアーム固定装置127に対応して前記回動アーム160の下面に回り止め129が固定されている。前記アーム固定装置127は、前記クランプ装置161が前記回動アーム160の回動によって前記レンズ保持位置A6に移動して停止したとき、前記回動アーム160をその回動位置に一時的に固定することによりクランプ装置161をレンズ1に押し付けたときのクランプ装置161の回転を防止するためのものである。このようなアーム固定装置127としては、エアシリンダが用いられ、その可動ロッド127aを上に向けて前記取付板128に固定されている。また、可動ロッド127aの上端には逆V字状の係合部材130が取付けられている。前記回り止め129の下面には、前記クランプ装置161が前記レンズ保持位置A6に移動して停止したとき、前記係合部材130が係合するV字状溝129aが形成されている。
前記ホルダ装着位置A4、シール貼着位置A5、レンズ保持位置A6およびホルダ受け渡し位置A7は、図16に示すように前記回動アーム160の回転中心Oを中心としクランプ装置161までの距離を半径とする同一円周上に位置するように設けられている。ホルダ装着位置A4は、クランプ装置161が前記ホルダ支持機構29からレンズホルダ2を受け取って保持する位置で、この位置からシール貼着位置A5が反時計方向に120°ずれ、ホルダ受け渡し位置A7が230°ずれ、レンズ保持位置A6が270°ずれている。シール貼着位置A5は、ク1ランプ装置61に保持されているレンズホルダ2に前記弾性シール3を貼着する位置である。レンズ保持位置A6は、クランプ装置161によって保持されているレンズホルダ2にレンズ1を前記弾性シール3を介して保持させる位置である。ホルダ受け渡し位置A7は、レンズ1を保持しているレンズホルダ2(クランプ装置161によって保持されている)を縁摺り加工装置に供給するための搬送ロボットに受け渡す位置である。なお、ホルダ装着位置A4とレンズ保持位置A6との間には、クランプ装置161を待機させる待機位置A8が設けられている。
前記クランプ装置161によってレンズホルダ2を保持するときは、回動アーム160の回動によってクランプ装置161を図17に示すようにホルダ装着位置A4の上方に移動させる(図17(a))。クランプ装置161がホルダ装着位置A4の上方で停止すると、エアシリンダ163(図15)を駆動して軸85を下降させ、クランプ装置161の本体82をレンズホルダ2の嵌合軸部4に上方から嵌合させる(図17(b))。
次に、エアシリンダ90を駆動してホルダ固定部材84を引張りコイルばね89に抗して時計方向に回動させることにより、ホルダ固定部材84の押圧部84aを嵌合軸部4に押し付ける。次に、ホルダ支持機構29のホルダアーム48A,48Bを開いてレンズホルダ2の支持を解除すると、レンズホルダ2はクランプ装置161によって保持され、ホルダ支持機構29からクランプ装置161への受け渡しが終了する。そして、クランプ装置161は再び上昇し、回動アーム60の回動により保持しているレンズホルダ2を前記シール貼着位置A5に搬送する。
図4および図5において、前記シール供給装置24は、弾性シール3をシール貼着位置A5に間欠的に供給するためのもので、前記ホルダ支持機構29を挟んでホルダ供給機構28と対向するように前記シール貼着位置A5に配設されている。前記弾性シール3は、軸140に巻回されたロール141の形態でロール装填部142に装填される。このロール141は、台紙253(図18)上に弾性シール3を所定の間隔をおいて一列に配列し、表面を保護紙254によって覆ったもので、シール貼着位置A5には保護紙254が剥離された状態で供給される。
弾性シール3がシール貼着位置A5に供給されて停止すると、前記クランプ装置161は前記回動アーム160の回動によってシール貼着位置A5の上方に移動して停止する。次いで、クランプ装置161が下降してレンズホルダ2のレンズ保持面9を弾性シール3の上面に押し付けることにより突状体10を弾性シール3に食い込ます。そして、クランプ装置161を上昇させると、弾性シール3は台紙253から剥離してレンズ保持面9に貼着される。レンズ保持面9に弾性シール3が貼着されると、回動アーム160は、図5において反時計方向に所定角度回動してクランプ装置161に保持されているレンズホルダ2をレンズ保持位置A6に移動する。この途中において、レンズホルダ2および弾性シール3の有無が検出される。そして、レンズ保持位置A6に移動して停止すると、下降してレンズホルダ2に貼着されている弾性シール3をレンズ保持位置A6に供給されているレンズ1に押し付けて密着させる。このため、レンズ1はレンズホルダ2に弾性シール3を介して保持される。図2はこの状態を示す。なお、前記レンズ保持位置A6には、レンズ保持装置25(図5)によって供給されるレンズ1を支持するレンズ支持装置145(図15)が配設されている。
ここで、ブロック位置A6において、レンズホルダ2のレンズ保持面9に貼着されている弾性シール3をレンズ1に押し付けてレンズ1を弾性シール3に貼着するときの押圧力は、シール貼着位置A5においてレンズホルダ2を弾性シール3に押し付けて弾性シール3をレンズ保持面9に貼着するときの押圧力よりも小さく、この押圧力の切り替えを押圧力可変装置255によって行うようにしている。以下、押圧力可変装置による押圧力の切り替えを図18および図19に基づいてさらに詳述する。
図18および図19において、240はエアシリンダ、241はエアシリンダ240によって昇降する支柱で2、この支柱241の上面に前記回動アーム50が回動自在に配設されている。244は回動アーム160を軸支する軸である。
前記押圧力可変装置255は、前記エアシリンダ240と、このエアシリンダ240に圧縮空気を供給する空気供給源256と、この空気供給源256に配管257を介して接続された切替弁258と、この切替弁258と前記エアシリンダ240を接続する配管259,260等を備え、エアシリンダ240のピストンロッド261の外端に前記支柱241が設置固定されている。
前記切替弁258は、ソレノイドによってON、OFFされるもので、図20に示すようにシリンダ258Aと、このシリンダ258A内を摺動するスプール258Bと、スプール258Bをシリンダ258Aから突出する方向に付勢する圧縮コイルばね258Cとを備えている。前記シリンダ258Aは5つのポート262a〜262eを備え、スプール258Bは2つの環状溝263a,263bを備えている。ポート262aは前記空気供給源256に接続され、ポート262b,262cは前記エアシリンダ240から戻ってくる圧縮空気を大気に排出する排気口を形成している。ポート262d,262eは、前記エアシリンダ240の上側室240aと下側室240bに前記配管259,260を介して接続されている。
前記スプール258Bは、図20(a)に示す切替弁258のOFF時において圧縮コイルばね258Cの力でシリンダ258Aから突出した状態に保持される。このOFF状態において、ポート262aとポート262eは環状溝263aを介して連通し、ポート262bは閉塞し、ポート262cとポート262dはシリンダ258Aを介して連通している。一方、制御部からの駆動信号によって切替弁258を駆動して図20(b)に示すON状態に切り替えると、前記スプール258Bは圧縮コイルばね258Cに抗してシリンダ258A内に没入する。このON状態において、ポート262aとポート262dは環状溝263aを介して接続し、ポート262bとポート262eは環状溝263bを介して接続し、ポート262cは閉塞する。
前記配管259の上流側端は前記切替弁258のポート262dに接続され、下流側端はエアシリンダ240のピストン240Aより上方側の室(上側室)240aに接続されている。また、この下流側端には、上側室240a内の圧縮空気を排気するときの流速を制御するスピードコントローラ264が設けられている。
さらに、前記配管259は、途中部分に高圧用と低圧用の2つの分岐管259A,259Bを有し、高圧用分岐管259Aに切替バルブ265を設け、低圧用分岐管259Bには減圧弁(流体圧切替手段)266とチェックバルブ267を設けている。
他方の配管260の上流側端は前記切替弁258のポート262eに接続され、下流側端は前記エアシリンダ240のピストン240Aより下方側の室(下側室)240bに接続されている。また、この下流側端には、下側室240b内の圧縮空気を排気するときの流速を制御するスピードコントローラ268が設けられている。
前記空気供給源256から切替弁258を介して配管259,260に供給される圧縮空気の圧力(元圧)Pは、例えば5Kgf/cm2 で、減圧弁66によって例えば3Kgf/cm2 に減圧される。
前記切替バルブ265は、前記支柱241に固定されており、前記エアシリンダ240とは別のエアシリンダ270の駆動によってON、OFF制御されるもので、レンズホルダ2を弾性シール3に押し付けて弾性シール3をレンズ保持面3に貼着するシール貼着時において、ONの状態に保持される(図18)このとき、前記切替弁258もONの状態に切り替えられる。このON状態において、高圧側分岐管259Aは開放しており、空気供給源256からの圧縮空気が切替弁258のポート262a−環状溝263a−ポート262d−高圧側分岐管259A−切替バルブ265−スピードコントローラ264を通ってエアシリンダ240の上側室240aに供給される。一方、レンズホルダ2に貼着された弾性シール3をレンズ1に押し付けて弾性シール3にレンズ1を貼着するレンズ貼着時においては、OFFの状態に保持される(図19)このとき、切替弁58はONの状態に保持される。切替バルブ265をOFFの状態に切り替えると、高圧側分岐管259Aは遮断され、空気供給源256からの空気が切替バルブ258の262a−環状溝263a−ポート262d−低圧側分岐管259B−減圧弁266−チェックバルブ267−スピードコントローラ264を通ってエアシリンダ240の上側室240aに供給される。
前記エアシリンダ270は、前記切替バルブ265を切り替えるとともに、クランプ装置51がブロック位置A6に移動して停止すると回動アーム160をその回動位置に一時的に固定することにより、弾性シール3をレンズ1に押し付けたとき回動アーム160が回動して位置ずれするのを防止するために用いられるもので、前記支柱241に固定されたシリンダ本体271と、このシリンダ本体271を貫通するピストンロッド272とを備えている。また、ピストンロッド272は、下端に前記切替バルブ265をON、OFFさせるための作動部材273を備え、上端側には上面が山形に尖った係止部材274が取付けられている。この係止部材274に対応して前記回動アーム160の下面側にはV字状溝275を有する回り止め276が固定されている。この回り止め276は、クランプ装置161がブロック位置A6の上方に移動すると、前記係止部材274と対向する位置に取付けられている。
図18において、回動アーム160の回動によりクランプ装置161をシール貼着位置A5の上方に移動させて停止させ、レンズホルダ2に対する弾性シール3の貼着を行う。このとき、切替バルブ265はONの状態に保持されているため、空気供給源256から供給される圧縮空気は、切替弁258のポート262a−環状溝263a−ポート262d−高圧用分岐管259A−切替バルブ265−スピードコントローラ264を通ってエアシリンダ240の上側室240aに供給され、ピストン240Aを押し下げ、レンズホルダ2を弾性シール3に押し付ける。このとき、下側室240b内の圧縮空気は、配管260を通って切替弁258のポート262e−環状溝263b−ポート262bを通って排気管280より外部に排気される。
レンズホルダ2を弾性シール3に押し付けるときの押圧力は、空気供給源256の設定圧と同じ5Kgf/cm2 である。また、空気供給源56から供給される空気は低圧側分岐管259Bにも供給され減圧弁266により3Kgf/cm2 に減圧されている。なお、この減圧された空気は高圧用分岐管259Aからの高圧の圧縮空気がチェックバルブ267の下流側に加えられているため、チェックバルブ267を開くことはない。
レンズホルダ2のレンズ保持面9を弾性シール3に押し付けて弾性シールを貼着した後、切2替弁58をOFFの状態に切り替えると、空気供給源256からの圧縮空気は切替弁258のポート262a−環状溝263a−ポート262e−配管260−スピードコントローラ268を通ってエアシリンダ240の下側室240bに供給される。一方、上側室240a内の圧縮空気は、スピードコントローラ264−低圧側配管259B−チェックバルブ267−減圧弁266−切替弁258のポート262d−ポート262cを通って配管280より大気に排出される。このため、ピストン240Aが上昇して元の高さ位置に復帰する。したがって、レンズホルダ2は支柱241および回動アーム50とともに上昇し、弾性シール3が台紙253から剥離されてレンズホルダ2のレンズ保持面に貼着される。
レンズホルダ2への弾性シール3の貼着が終了すると、回動アーム160は、図19に示すように所定角度回動して弾性シール4が貼着されているレンズホルダ2をブロック位置A6の上方に移動させて停止させる。回動アーム160が停止すると、エアシリンダ270が駆動してピストンロッド272を上昇させ、係合部材274を回り止め276のV字状溝275に係合させる。また、ピストンロッド272の上昇に伴い作動部材273が切替バルブ265から離間するため、切替バルブ265はOFFの状態に切り替わり、高圧側分岐管259Aを閉塞する。また、切替弁258もONの状態に切り替えられる。しかる後、空気供給源256から圧縮空気を切替弁258のポート262a−環状溝263a−ポート262d−低圧側分岐管259B−減圧弁266−チェックバルブ267−スピードコントローラ264を通ってエアシリンダ240の上側室240aに供給し、支柱241および回動アーム160を下降させることにより、弾性シール3をレンズ1に押し付けてレンズ1の貼着が行われる。このときの押圧力は、空気供給源256から供給される圧縮空気が減圧弁266によって減圧されて上側室40aに供給されるため、3Kgf/cm2 である。
弾性シール3にレンズ1を貼着した後、レンズホルダ2を上昇復帰させるときは、シール貼着時と同様に切替弁258をOFFの状態に切り替え、空気供給源256からの圧縮空気を切替弁258のポート262a−環状溝263a−ポート262e−配管260−スピードコントローラ268を通ってエアシリンダ240の下側室240bに供給する。これにより、上側室240a内の圧縮空気は、スピードコントローラ264−低圧側配管259B−チェックバルブ267−減圧弁266−切替弁258のポート262d−ポート262cを通って配管280より大気に排出される。このため、ピストン240Aが上昇して元の高さ位置に復帰し、レンズ1の貼着工程が終了する。
図4および5において、レンズ保持装置25は、ブロック位置A6に供給される未検査のレンズを保持してレンズメータ26に供給し、レンズメータによるレンズの測定が終了すると、レンズを再びブロック位置A6に搬送するものである。このレンズ保持装置25は、直交する3方向(X,Y,Z軸方向)に個々に独立して移動自在な3つのテーブル、すなわち、2本のガイドレール56と、ボールねじ57によってY軸方向に移動自在なYテーブル58と、このYテーブル58上に2本のガイドレール59とボールねじ60を介して設置されることによりX軸方向に移動自在なXテーブル61と、このXテーブル61に設置されたZ軸方向に移動自在なZテーブル62と、これらのテーブルを駆動する図示しない駆動モータ等を備えている。また、前記Zテーブル62は、左右一対のハンド63A,63Bを備え、これらのハンドによってレンズ保持装置25に供給されるレンズ1の外周縁を4点保持するように構成されている。一対のハンド63A,63Bはレンズ保持装置25に供給されるレンズ1を受け取って保持すると、前記レンズメータ26に搬送し、レンズの測定が行われる。測定が終了すると前記レンズ保持位置A6に移動してレンズ1を前記レンズ支持装置145上に載置する。この間にレンズの凹側レンズ面の高さが測定される。
レンズメータあるいは測定装置26は、レンズ保持装置25に供給された未検査のレンズ1のレンズ度数、光学中心、乱視軸等を測定し、光学的レイアウトを行い、レンズ枠形状データに基づいてレンズホルダ2のレンズ1に対する取付位置、角度等を算出し決定する。そして、その結果を制御部に出力するように構成されている。
レンズメータ26によって測定されたレンズ1は、前記ブロック位置A6に搬送された後、上記した通りレンズホルダ2に貼着されている弾性シール3が押し付けられることによりレンズホルダ2によって保持される。そして、レンズ1を保持したレンズホルダ2は、回動アーム160の回動によってホルダ受け渡し位置A7に搬送されてクランプ装置161から取り外されると、適宜な搬送ロボットによって保持されて縁摺り加工装置へ搬送され、図9および図10に示すようにクランプ軸70に装着される。この場合、本実施の形態においては、レンズ1の外周をヤゲンカッタ71によって切削し、ヤゲンと称するV字状の突状体72をレンズ外周に形成するヤゲン加工を行う例を示している。
レンズホルダ2は、前記クランプ軸70の中心孔70aに嵌合軸部4の基端部を嵌合させることにより装着され、フランジ5がクランプ軸70の先端面に当接している。クランプ軸70の先端面には、レンズホルダ2の回転防止部8に係合する突起状の係合部73が一体に突設されており、これによってレンズホルダ2のクランプ軸70に対する回転を防止している。また、レンズ1を挟んでクランプ軸70の反対側には、これと軸芯を一致させて他のクランプ軸74が配設されている。このクランプ軸74の先端面には、レンズ1の凹側レンズ面1bを押圧するゴム等の弾性体からなる押圧部材75が取付けられている。したがって、レンズ1は弾性シール3と押圧部材75によって挟持される。前記クランプ軸70,74は、レンズ1の切削時に同期して矢印A、B方向にそれぞれ回転されると同時にレンズ枠形状データに基づいて軸線と直交する方向(Y方向)に移動制御されるように構成されている。
前記ヤゲンカッタ71は、カッタ本体77と、このカッタ本体77の外周部に取付けられた4個の切刃78とでフライスを構成し、前記クランプ軸70,74と平行な軸79に取付けられている。前記切刃78は、超硬合金等のチップの表面にダイアモンド焼結体を焼結して形成したものが用いられ、先端刃78aの幅方向中間部にV字状のヤゲン溝84が形成されている。ヤゲン溝84としては、小ヤゲン溝と大ヤゲン溝の2種類がある。ヤゲン角αは110〜125°程度で、ヤゲン高さHは、小ヤゲンの場合は例えば0.4〜0.68mm、大ヤゲンの場合は0.7〜0.9mm程度である。また、平摺り用のカッタも用いることができる。
次に、ヤゲンカッタによるレンズのヤゲン加工について説明する。
先ず、レンズ1を保持するレンズホルダ2を一方のクランプ軸70に装着し、他方のクランプ軸74を前進させて押圧部材75をレンズ1の凹側レンズ面1bに押し付け、弾性シール3と押圧部材75とでレンズ1を挟持する。また、レンズ枠形状データに基づいて加工プログラムを作成し、縁摺り加工装置の制御部に入力する。
次に、図示しない駆動装置の駆動によってヤゲンカッタ71を切刃78が上から下に向かうように矢印C方向に回転させる。また、レンズ1をヤゲンカッタ71と同方向に回転させると同時に加工プログラムにしたがって矢印Y方向に移動させて外周面をレンズカッタ71に接触させると、切刃78の先端刃78aがレンズ外周に食い込んで所定の切り込み量だけ切削していき、最終的にフレーム枠の形状と略一致する輪郭形状で周面にヤゲン72を有するレンズが製作される。
なお、上記した実施の形態においては、レンズホルダ2の外周に設けられる回転防止部8、11を溝で構成した例を示したが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、突状体であってもよい。
また、本実施の形態においては、レンズホルダ2が必ず外当たりするようにレンズ1の凸側レンズ面1aとレンズ保持面9のカーブ差を少なくとも1カーブ以上設定したが、同一カーブもしくは±1カーブぐらいまでは弾性シール3の厚さや特性によりカバーすることが可能である。
以上述べた実施の形態の説明から理解できるように、本発明によれば、回動アーム160と、この回動アーム160に上下動自在に取付けたクランプ装置161とからなるホルダ保持装置23を備えているので、ホルダ装着位置A4においてレンズホルダ2を保持する工程と、シール貼着位置A5においてレンズホルダ2に弾性シール3を貼着させる工程と、レンズ保持位置A6においてレンズ1を弾性シール3によって保持させる一連の工程を全て自動的に行うことができる。したがって、作業者の負担が著しく軽減され、作業能率および生産性を向上させるとともに省力化することができる。また、上記工程中において、作業者がレンズ1を保持したりすることがないので、レンズ1が汚れたり、傷ついたりするといったおそれもない。さらに、ホルダ装着位置A4、シール貼着位置A5およびレンズ保持位置A6は、回動アーム160を中心とする同一円周上に位置付けられているので、広いスペースを必要とせず、小型なABS装置を提供することができる。
また、上記実施の形態においては、ホルダ固定機構83として、ホルダ固定部材84と、このホルダ固定部材84を開いた状態に保持するばねと、ホルダ固定部材84を動作させレンズホルダ2に押し付けるエアシリンダ90とで構成したが、これに限らずばねによってホルダ固定部材84をレンズホルダ2に押し付け、適宜な駆動装置、機構等によってホルダ固定部材84によるレンズホルダ2の保持を解除するようにすることも可能である。
また、本実施の形態によれば、レンズホルダ2のレンズ保持面9を弾性シール3に押し付けて弾性シール3をレンズ保持面3に貼着するシール貼着時においては、大きな押圧力で押し付けているので、弾性シール3を台紙253から確実に剥離することができ、レンズ保持面9に確実に貼着することができる。また、レンズホルダ2のレンズ保持面9に貼着されている弾性シール3をレンズ1に押し付けてレンズ1を弾性シール3に貼着するレンズ貼着時においては、上記のシール貼着時における押圧力よりも小さい押圧力で押し付けているので、レンズ1を破損することがなく、確実に貼着することができる。また、押圧力可変装置255の構造も簡単である。
図21は、本発明の他の実施の形態を示す概略構成図である。
この実施の形態においては、回動アーム160と、この回動アーム160に上下動自在に取付けたクランプ装置161と、前記回動アーム160を回動させる減速機構付きの駆動モータ203と、前記クランプ装置161を上下動させるエアシリンダ201とでレンズ保持装置23を構成している。また、前記エアシリンダ201と、空気供給源256と、配管259,260と、クランプ装置51を下降させるときに圧縮空気が供給される配管259に設けられた切替バルブ202等によって押圧力可変装置200を構成し、切替バルブ202の流路を制御部からの電気信号によって切り替えるようにしている。
このような押圧力可変装置200において、シール貼着時においては高圧の圧縮空気をエアシリンダ201に供給することにより大きな押圧力でレンズホルダ2を弾性シール3に押し付ける。一方、レンズ貼着時においては制御部からの電気信号によって切替バルブ202を切り替えて低圧の圧縮空気をエアシリンダ201に供給することにより、レンズホルダに貼着されている弾性シールをレンズにシール貼着時よりも小さい押圧力で押し付ける。したがって、上記した実施の形態と同様に弾性シール3を台紙253から確実に剥離することができ、またレンズを破損するなく貼着することができる。
なお、上述した実施の形態においては、単焦点レンズ用のABS装置20に適用した例を示したが、これに限らず累進多焦点、多焦点レンズ用のABM装置にも適用することが可能である。
また、押圧力可変装置255,200としては、上記した実施の形態に何等限定されるものではなく、種々の変更、変形が可能であり、要はシール貼着時とレンズ貼着時の押圧力を変えるものであればよい。
1…レンズ、2…レンズホルダ、3…弾性シール、9…レンズ保持面、23…ホルダ保持装置、31…ホルダ収納用カセット、82…筒状本体、83…ホルダ固定機構、84…ホルダ固定部材、89…ばね、160…回動アーム、161…クランプ装置、162…アーム用駆動装置、163…クランプ用駆動装置、A4…ホルダ装着位置、A5…シール貼着位置、A6…レンズ保持位置。