JP5172420B2 - 眼鏡レンズの製造装置及びこの製造装置用の検出子 - Google Patents

Description

本発明は、眼鏡レンズの製造装置に係る。また、本発明は、眼鏡レンズの製造装置に用いられ、レンズの外形形状や寸法を検出するための検出子に係わる。

眼鏡レンズをワイヤー等でフレームに固定した構成の眼鏡が知られている。
この構成では、眼鏡レンズのコバ面（レンズの切削面）に、ワイヤー等を入れるための溝を形成している。
また、フレームに眼鏡レンズをはめ込むために、コバ面に土手状の突起を形成することもある。

このとき、溝の深さや形成位置、もしくは、突起の高さや形成位置は、高い精度を有していることが望まれる。
そのため、眼鏡レンズの位置精度や寸法（コバ厚等）の精度が高い状態で、溝や突起を形成する加工を行うことが望ましい。

従来は、レンズに対して研削加工やその他の加工を行う前に、レンズのコバ厚（コバ面におけるレンズの高さ）等の寸法を測定している（特許文献１〜特許文献３参照）。
また、寸法測定用の測定子として、様々な構成が提案されている（特許文献４〜特許文献６参照）。

実開平５−８６４５６号公報 特開２００６−３０５６９８号公報 特開２００３−１４５４００号公報 特開平３−２５９７１０号公報 特開２０００−３１４６１７号公報 特開２００１−４７３４３号公報

しかしながら、レンズのコバ厚等の寸法を測定したときのレンズの保持状態と、溝や突起を形成する加工を行うときのレンズの保持状態とで、レンズホルダに対するレンズの位置（水平方向のｘ及びｙ、傾斜角度θ等）が異なる場合には、溝の深さや突起の高さが一様に形成されないことがある。

従来は、測定器を有する装置においてレンズの周長、形状等を測定した後、レンズを加工用の別の装置に移して、加工を行っていた。
そのため、装置によってレンズの保持状態が異なっており、その影響によって加工により形成される溝や突起の位置がずれてしまい精度が低下することがある。
特に、最近の眼鏡フレームのデザインの多様化に伴い、ヤゲンを設けたり、ナイロンフレームに対応した溝掘りを行ったりする等、様々な工程を行うようになっている。そのため、１台の装置で全ての工程を行うよりも、それぞれの加工工程に適した装置で加工を行う機会が増えてきている。

また、前記特許文献２や前記特許文献３に記載されている寸法測定方法では、コバ厚を直接測定せずに、コバ面よりも凹面や凸面の内側の部分で、レンズの厚さを測定している。そのため、測定したレンズの厚さと、設計した凹面及び凸面の曲面形状から、コバ厚を推定していると考えられる。このとき、設計した曲面形状と実際の曲面形状とにずれがあると、正しいコバ厚を得ることができない。

そして、従来提案されている測定子は、いずれも、未加工のレンズ（通称セミレンズ）を測定する等、レンズを研削する加工を行う前に測定を行っていたことから、測定によりレンズを傷つけたとしても、傷の部分が研削されて除去されてしまうため、傷についての対策は特になされていなかった。セミレンズは、その後、粗摺り加工及び玉摺り加工といった研削加工が行われるため、測定を行ったコバ面や凹面・凸面が研削される。
しかしながら、従来提案されている測定子を、研削後のレンズの寸法測定に適用したとすると、レンズの凹面や凸面に細かい傷がついてしまう可能性がある。そのため、傷をつけることなく測定を行うための対策が求められる。

上述した問題の解決のために、本発明においては、溝や突起等の加工の際に高い精度で加工を行うことを可能にすると共に、研削後のレンズの形状や寸法を検出することを可能にする、眼鏡レンズの製造装置及びこの製造装置用の検出子を提供するものである。

本発明の眼鏡レンズの製造装置は、眼鏡レンズとなるレンズの加工を行うレンズ加工部と、レンズの外形形状及び／又は寸法を検出する検出部とを有し、検出部は、レンズの外形形状及び／又は寸法を検出するための一対の検出子を備えている。
そして、一対の検出子は、レンズの凹面の縁に引っ掛ける一方の検出子と、レンズの凸面の縁に引っ掛ける他方の検出子であり、各検出子は、レンズの凹面又は凸面の端縁に引っ掛けるための板状の部分を有し、この板状の部分は、レンズ側の端面として、レンズの凹面又は凸面に対向する第１の面と、前記レンズのコバ面に対向する第２の面とを有する。さらに、これら第１の面と第２の面との境界線に、レンズの凹面又は凸面の端縁を引っ掛けることにより、レンズの外形形状及び／又は寸法の検出がなされる構成である。

上記本発明の眼鏡レンズの製造装置において、検出子の第２の面の水平面に対する傾斜角が、検出する対象のレンズの平摺り角よりも大きい角度である構成とすることが可能である。

本発明の検出子は、眼鏡レンズとなるレンズの外形形状及び／又は寸法を検出するための検出子であって、レンズの凹面又は凸面の端縁に引っ掛けるための板状の部分を有し、この板状の部分は、レンズ側の端面として、レンズの凹面又は凸面に対向する第１の面と、レンズのコバ面に対向する第２の面とを有している。そして、レンズの外形形状及び／又は寸法の検出を行う際には、第１の面と前記第２の面との境界線に、レンズの凹面又は凸面の端縁が引っ掛けられる構成である。

上記本発明の検出子において、第２の面の水平面に対する傾斜角が、検出する対象の前記レンズの平摺り角よりも大きい角度である構成とすることが可能である。

上述の本発明の眼鏡レンズの製造装置によれば、眼鏡レンズとなるレンズの加工を行うレンズ加工部と、レンズの外形形状及び／又は寸法を検出する検出部とを有することにより、検出部でレンズの外形形状及び／又は寸法を検出した後に、レンズ加工部によりレンズの加工を行うことが可能になる。
これにより、装置毎のレンズの保持位置の違いによる誤差を生じることなく、レンズの加工を行う位置の精度を高めることができる。
従って、本発明の眼鏡レンズの製造装置により、高い精度でレンズの加工を行うことができる。
そして、眼鏡レンズの製造歩留まりを向上することや、高い品質の眼鏡レンズを安定して大量生産することを可能にする。

また、本発明の眼鏡レンズの製造装置及び検出子によれば、検出子の板状の部分が、レンズの凹面又は凸面に対向する第１の面と、レンズのコバ面に対向する第２の面とを有していて、測定の際には、第１の面と前記第２の面との境界線に、レンズの凹面又は凸面の端縁が引っ掛けられる。これにより、第１の面及び第２の面がレンズの凹面・凸面やコバ面に当たることがなく、第１の面及び第２の面の境界線で検出子をレンズに引っ掛けることができる。
従って、レンズ１００のコバ面や凹面・凸面に傷をつけることなく、レンズの外形形状や寸法の測定を行うことができ、研削した後のレンズに対しても外形形状や寸法の測定を行って、その後の加工工程の精度を高めることができる。

本発明の眼鏡レンズの製造装置の一実施の形態の概略構成図を、図１及び図２に示す。
図１は装置の長手方向に垂直な方向から見た側面図であり、図２は装置の長手方向から見た側面図である。

この装置は、眼鏡レンズとなるレンズを固定するためのレンズ固定部、レンズの形状及び寸法を検出するための検出部、レンズに溝掘り加工を行うためのレンズ加工部、の各部から構成されている。

レンズ固定部は、眼鏡レンズとなるレンズ１００を左右から挟んで固定するためのレンズチャック３１，３２を備えている。
左のレンズチャック３１はレンズ１００の凸面に当接するように構成され、右のレンズチャック３２はレンズ１００の凹面に当接するように構成されている。

検出部は、図１に示すように、レンズ１００のコバ面の縁に引っ掛けて測定を行うための測定子１１，１２と、これら測定子１１，１２を保持する２本の支持棒２４と、測定子１１，１２を移動させるための左右のモータ２３と、測定子１１，１２の移動量からコバ面の位置を測定する左右のコバ位置センサ２１，２２とを備えている。
また、検出部は、図２に示すように、検知センサ２７と、測定子上下動作用バネ２８とを備えている。

左右の各コバ位置センサ２１，２２は、固定されたレール２５と、このレール２５に沿ってスライドして移動するセンサ本体２６とから成る。
各コバ位置センサ２１，２２のセンサ本体２６は、支持棒２４と連動して移動する。

詳細の図示は省略するが、モータ２３の駆動により、支持棒２４が水平方向にスライドするように構成されている。これにより、支持棒２４に保持された測定子１１，１２を左右に移動させることができる。このとき、支持棒２４と連動するコバ位置センサ２１，２２により、測定子１１，１２の移動量を測定することができる。

レンズ加工部は、レンズ１００のコバ面に溝を掘る加工を行う、溝掘りツール４１を備えている。
この溝掘りツール４１は、軸を中心に回転することにより、溝を掘る加工を行うことができる構成となっている。

また、本発明の検出子の一実施の形態として、図１に示した測定子１１，１２の詳細について、以下に説明する。
図１に示した測定子１１，１２の拡大図を、図３及び図４に示す。
図３は、図１の左側にある、凹面を測定する測定子１１を示している。図３Ａは側面図を示し、図３Ｂは上面図を示している。
図４は、図１の右側にある、凸面を測定する測定子１２を示している。図４Ａは側面図を示し、図４Ｂは上面図を示している。

それぞれの測定子１１，１２は、強度を確保するための厚い部分１３と、レンズ１００に引っ掛けて精度を確保するための薄板状の薄い部分１４とを有する。
厚い部分１３には、測定子１１，１２の支持棒２４への取り付け用の孔を有している。
薄い部分１４のレンズ１００に引っ掛ける側の端縁は、第１の面である立ち上げ面１５と、下方に傾斜した第２の面である傾斜面１６とを有している。
そして、立ち上げ面１５と傾斜面１６との境界線に、レンズ１００のコバ面の端縁を引っ掛ける。これにより、立ち上げ面１５はレンズ１００の凹面又は凸面に対向し、傾斜面１６はレンズ１００のコバ面に対向する。

各測定子１１，１２は、厚い部分１３の厚さを例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度、薄い部分１４の厚さを例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とする。

各測定子１１，１２のレンズ１００に引っ掛ける部分１４を薄くしていることにより、高い精度を確保することができる。
なお、測定子のレンズに引っ掛ける部分を厚くした場合には、測定子の端縁の面（端面）とレンズの凹面又は凸面との平行度が充分ではないと、測定子の端面にレンズが当たる位置によってコバ厚の測定値が異なり、測定値に誤差を生じることになる。

凹面を測定する測定子１１では、立ち上げ面１５の立ち上げ角度（上方向に対する角度）を３０°としている。また、傾斜面１６に、レンズ１００の平摺り角度０°〜２．５°よりも深い、５°の傾斜角（水平面に対する傾斜角）を付けている。
一方、凸面を測定する測定子１２では、立ち上げ面１５の立ち上げ角度（上方向に対する角度）を４５°としている。これにより、直径６０ｍｍのレンズに対して、凸面カーブの曲率半径４５ｍｍまで測定が可能になる。また、傾斜面１６に、レンズ１００の平摺り角度０°〜２．５°よりも深い、５°の傾斜角（水平面に対する傾斜角）を付けている。

各測定子１１，１２の立ち上げ角度と傾斜角を上述のように設定していることにより、立ち上げ面１５及び傾斜面１６がレンズ１００のコバ面や凹面・凸面に当たることがなく、立ち上げ面１５及び傾斜面１６の境界線で測定子１１，１２をレンズ１００に引っ掛けることができる。
これにより、レンズ１００のコバ面や凹面・凸面に傷をつけることなく、レンズ１００のコバ厚（コバ面におけるレンズ１００の厚さ）の測定を行うことができる。

次に、図５及び図６を参照して、測定の際の装置の動作を説明する。図５は、右の測定子１２を、レンズ１００のコバ面の凸面側の縁に引っ掛けた状態を示している。図６は、左の測定子１１を、レンズ１００のコバ面の凹面側の縁に引っ掛けた状態を示している。

図５及び図６のいずれの場合も、レンズ１００のコバ面のエッジに測定子１１，１２を引っ掛け、矢印で示すように常にバネ２８による上方向及びモータ２３による左右方向へのテンションを加えた状態で、測定を行う。そして、この状態で、レンズチャック３１，３２のシャフト３３を回転させることにより、レンズ１００を回転させて、レンズ１００の全周について測定を行う。
このとき、レンズ１００が回転すると同時に、レンズ１００のパターン形状に倣ってレンズ１００のコバ面が上下動する。

測定子１１，１２から加えるテンションの大きさは、上方向の力（コバ面への押し付け力）を１．５〜２．５［Ｎ］とし、左右方向の力（引き付け力）を０．４〜１．０［Ｎ］とすることが好ましい。

眼鏡レンズは、レンズ１００の厚さやレンズ１００の凹面及び凸面の大きさにおいて、大幅な違いがないため、測定子１１，１２から加えるテンションの大きさを上述の範囲とすれば、各種のレンズ１００に対して良好に測定を行うことができる。

左右の測定子１１，１２を用いた各測定の結果から、レンズ１００のコバ厚を求める（算出する）ことができる。
また、シャフト３３の回転によってレンズ１００を回転させているので、レンズ１００のコバ面全体の厚さ分布と凹面及び凸面の外形形状とを得ることができる。
なお、レンズ１００の凹面及び凸面の外形形状は、予め周長測定機で測定しておいて、測定された外形形状データ通りに測定子１１，１２が動くように制御する。そして、シャフト３３の回転によってレンズ１００を回転させているので、レンズ１００のチャック時に僅かなずれがあった場合には、測定子１１，１２がチャックされたレンズ１００に沿って軌道修正して動く。このとき、右の測定子１２の上下動に伴う支持棒２４の上下動を、図２に示した検知センサ２７で検出することにより、レンズチャック３１，３２によるレンズ１００のチャックの状態のずれを検知することができる。
この検知センサ２７は、図１及び図２では右の測定子１２の支持棒２４に対してのみ設けられているが、左右両方の測定子１１，１２の支持棒２４に対して検知センサを設けても、左の測定子１１の支持棒２４に対してのみ検知センサを設けても良い。

なお、図５及び図６の各測定は、同時に行うことはできないため、どちらかの測定を先に行う。どちらの測定を先に行っても構わない。

また、図５及び図６に示した各測定において、測定を行っていない測定子１２，１１は、測定を行っている測定子１１，１２の妨げにならない場所へ収納される。

続いて、図１及び図２に示す装置を使用して、眼鏡レンズを製造する方法について説明する。
まず、従来と同様に、レンズ１００をカットして、凹面及び凸面、並びにコバ面の各面を形成する。
次に、レンズ１００をカットした後、図１及び図２に示す装置に移す前に、カットしたレンズ１００の周長及び外形形状を、周長測定機により測定しておく。
次に、図１及び図２に示す装置に移して、レンズチャック３１，３２の間にレンズ１００を固定する。
次に、上述したような手順により、測定子１１，１２を用いて、レンズ１００のコバ厚を測定すると共に、周長測定機で測定した外形形状データと本装置にチャックした状態との誤差を測定する。
次に、周長測定機での外形形状の測定結果とのずれをフィードバックして、レンズ加工部の溝掘りツール４１をずれの量に対応する位置に設定する。このように溝掘りツール４１をずれの量に対応する位置に設定することにより、正確な位置に精度良く溝を形成することが可能になる。なお、このとき、レンズチャック３１，３２によるレンズ１００の保持状態は、レンズ１００のコバ厚及び外形形状を測定したときと同じ保持状態に維持する。
そして、溝掘りツール４１を使用して、所定の深さの溝をレンズ１００のコバ面に掘る加工を行う。
このようにして、コバ面に溝を形成したレンズ１００を製造することができる。

上述の本実施の形態の装置によれば、溝堀り加工を行うレンズ加工部と、レンズ１００のコバ厚や外形形状を測定する検出部とを備えているので、検出部によりレンズ１００のコバ厚や外形形状を測定したときと同じ保持状態でレンズ１００を維持して、レンズ加工部により溝堀り加工を行うことができる。
これにより、装置毎のレンズ１００の保持位置の違いによる誤差を生じることなく、正確な位置に、一様な溝深さで精度良く溝堀り加工を行うことができる。

従って、本実施の形態の装置により、高い精度でレンズ１００に溝を形成する加工を行うことができる。
そして、眼鏡レンズの製造歩留まりを向上することや、高い品質の眼鏡レンズを安定して大量生産することを可能にする。

また、本実施の形態の装置によれば、シャフト３３の回転により、レンズ１００を回転させながら測定子１１，１２による測定を行うため、レンズ１００のコバ面の位置とレンズ１００の外形形状とを、同時に測定することができる。これにより、測定に要する時間を短縮することが可能である。

また、上述した測定子１１，１２によれば、薄い部分１４の端縁に、レンズ１００の凹面又は凸面に対向する立ち上げ面１５と、レンズ１００のコバ面に対向する傾斜面１６とを設けて、これら２つの面１５，１６の境界線にレンズ１００を引っ掛けて測定が行われる構成としている。
これにより、立ち上げ面１５及び傾斜面１６がレンズ１００の凹面・凸面やコバ面に当たることがなく、立ち上げ面１５及び傾斜面１６の境界線で測定子１１，１２をレンズ１００に引っ掛けることができる。
これにより、レンズ１００のコバ面や凹面・凸面に傷をつけることなく、レンズ１００の外形形状やコバ厚の測定を行うことができる。
そして、各測定子１１，１２の立ち上げ面１５の立ち上げ角度と傾斜面１６の傾斜角を前述したように設定することにより、確実にレンズ１００の凹面・凸面やコバ面に傷をつけることなく、レンズ１００のコバ厚の測定を行うことができる。

特に、各測定子１１，１２の傾斜面１６の傾斜角を、測定の対象であるレンズ１００の平摺り角よりも大きい角度としたことにより、傾斜面１６がレンズ１００のコバ面に当たることなく、確実にレンズ１００のコバ面に傷をつけることなく測定を行うことができる。

なお、測定子１１，１２の立ち上げ面１５の立ち上げ角は、図３及び図４に示した立ち上げ角（４５°及び３０°）に限定されるものではない。測定対象のレンズ１００の面（凹面或いは凸面）の形状（曲率等）に対応して、立ち上げ面１５が測定対象の面（凹面或いは凸面）に当たらないように対向する、ある角度以上とする。測定対象の面に対応させるため、通常は、凸面用の測定子１２の方が立ち上げ面１５の立ち上げ角が大きくなる。
また、レンズ１００が測定子１１，１２に引っ掛かるようにするために、立ち上げ面１５の水平面に対する傾斜角（＝立ち上げ角の余角）を、傾斜面１６の傾斜角（例えば５°）よりも充分に大きくする。
従って、各測定子１１，１２の立ち上げ面１５の立ち上げ角は、上述の両方の条件を満たす範囲内の角度から選定することになる。

上述の実施の形態の装置では、測定子１１，１２及びコバ位置測定センサ２１，２２を使用して、レンズ１００のコバ厚を測定していた。
本発明においては、レンズのコバ厚を測定する代わりに、レンズのコバ厚が所定の範囲内にあるかどうかを検出するように、製造装置の検出部を構成しても構わない。
このようにレンズのコバ厚が所定の範囲内にあるかどうかを検出する場合に、例えば、図１に示した測定子１１，１２及びコバ位置測定センサ２１，２２を、検出子及びコバ位置検出センサとして使用することも可能である。このとき、コバ位置検出センサが、予め決められた設計値を基準として所定の範囲内にあるかどうか検出するように、コバ位置検出センサの制御部や制御プログラム等を構成すればよい。

上述の実施の形態の装置では、装置のレンズ加工部が、溝掘りツール４１を備えて、レンズ１００に溝を形成する溝掘り加工を行う構成であった。
本発明装置では、レンズにヤゲンを形成する構成のレンズ加工部や、レンズにその他の加工を行う構成のレンズ加工部とすることも可能である。

上述の実施の形態の装置では、検出子として測定子１１，１２を有する検出部で、レンズ１００の外形形状及びコバ厚を測定していた。
本発明は、レンズの外形形状及びコバ厚を測定する構成に限定されるものではなく、レンズの外形形状及び／又は寸法を、測定又は検出する、その他の構成とすることも可能である。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。

本発明の眼鏡レンズの製造装置の一実施の形態の概略構成図（側面図）である。 図１の装置の長手方向から見た側面図である。 Ａ、Ｂ 図１の左側の凹面を測定する測定子の拡大図である。 Ａ、Ｂ 図１の右側の凸面を測定する測定子の拡大図である。 図１の右側の測定子で測定を行っている状態を説明する図である。 図１の左側の測定子で測定を行っている状態を説明する図である。

符号の説明

１１ （レンズ凹面用の）測定子、１２ （レンズ凸面用の）測定子、１５ 立ち上げ面、１６ 傾斜面、２１，２２ コバ位置測定センサ、２３ モータ、２７ 検知センサ、２８ 測定子上下動作用バネ、３１，３２ レンズチャック、４１ 溝堀りツール、１００ レンズ

Claims (4)

1. 眼鏡レンズの製造装置であって、
   前記眼鏡レンズとなるレンズの加工を行うレンズ加工部と、
   前記レンズの外形形状及び／又は寸法を検出する検出部とを有し、
   前記検出部は、前記レンズの外形形状及び／又は寸法を検出するための一対の検出子を備え、
   前記一対の検出子は、前記レンズの凹面の縁に引っ掛ける一方の検出子と、前記レンズの凸面の縁に引っ掛ける他方の検出子であり、
   各前記検出子は、前記レンズの凹面又は凸面の端縁に引っ掛けるための板状の部分を有し、
   前記板状の部分は、前記レンズ側の端面として、前記レンズの凹面又は凸面に対向する第１の面と、前記レンズのコバ面に対向する第２の面とを有し、
   前記第１の面と前記第２の面との境界線に、前記レンズの凹面又は凸面の端縁を引っ掛けることにより、前記レンズの外形形状及び／又は寸法の検出がなされる
   眼鏡レンズの製造装置。
2. 前記検出子の前記第２の面の水平面に対する傾斜角が、検出する対象の前記レンズの平摺り角よりも大きい角度である請求項１に記載の眼鏡レンズの製造装置。
3. 眼鏡レンズとなるレンズの外形形状及び／又は寸法を検出するための検出子であって、
   前記レンズの凹面又は凸面の端縁に引っ掛けるための板状の部分を有し、
   前記板状の部分は、前記レンズ側の端面として、前記レンズの凹面又は凸面に対向する第１の面と、前記レンズのコバ面に対向する第２の面とを有し、
   前記レンズの外形形状及び／又は寸法の検出を行う際には、前記第１の面と前記第２の面との境界線に、前記レンズの凹面又は凸面の端縁が引っ掛けられる
   検出子。
4. 前記第２の面の水平面に対する傾斜角が、検出する対象の前記レンズの平摺り角よりも大きい角度である請求項３に記載の検出子。

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