JPH0544444U - レンズ研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ研削時の振動の影響を回避して、レン
ズの三次元形状についての測定精度を高める。 【構成】 レンズ保持ユニット１２では、被加工レンズ
をそのレンズ軸に直交する面内で回動自在に保持してい
る。このため、レンズ研削装置１で被加工レンズの周縁
を加工する砥石１１を備えた基台１０上では、レンズ保
持ユニット１２にレンズ研削時の振動が直接的、かつ最
も大きく伝達される。そこで、レンズ保持ユニット１２
の外に測定器収納室２０を設けている。被加工レンズの
表裏面に接触する測定子および移動量検出手段などのレ
ンズ形状の測定器をこの測定器収納室２０に配置したか
ら、相対的に振動の伝わりにくい基台１０上で測定を行
うことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はレンズ研削装置に関し、特に眼鏡フレームのレンズ枠形状データに従 って、枠入れされる被加工レンズを研削加工するレンズ研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来からレンズ研削装置では回転砥石を使用して、眼鏡フレームのレンズ枠に 合わせて、円形レンズの周縁部を研削するようにしている。また、眼鏡フレーム からレンズ枠に嵌合したレンズが簡単に外れないように、レンズ枠の形状に合わ せて研削されたレンズの周縁部分にはヤゲン加工が施される。このヤゲン加工も レンズ研削装置によって研削加工と連続して実行される。したがって、レンズの 研削加工の精度を高め、ヤゲン位置を正しく設定するために、眼鏡フレームのレ ンズ枠から形状データを正確に測定するとともに、装用者ごとに設計されたレン ズの厚みに応じて被加工レンズの三次元形状を測定する必要がある。

【０００３】 そこで、一般にレンズ研削装置ではレンズ形状の測定手段を備え、被加工レン ズの厚みを測定することによって研削加工後のレンズに必要なヤゲン形状やヤゲ ン曲面を特定するようにしていた。被加工レンズの三次元形状を測定する従来の 測定装置の一例として、実開昭６１−１９５９６０号公報においてレンズ研削装 置の考案が既に開示されている。この考案は、被加工レンズを挟持してこれをレ ンズ軸周りに回転するレンズ回転軸を有するキャリッジと、被加工レンズを研削 加工するための砥石とを有するレンズ研削装置であって、このレンズ研削装置は 被加工レンズに当接しうる少なくとも１つのフィーラ（測定子）と、このフィー ラの移動量を検出する検出手段とから成るレンズ形状測定手段を上記のキャリッ ジの筐体内に収納して構成されている。このような従来のレンズ研削装置の構成 によれば、キャリッジと砥石とを１ユニットとして形成しているだけでなく、装 置の大きさを変えることなしに狭い場所に設置可能となり、レンズ形状の検出を 容易にできるなど、レンズ研削に際して使い勝手が良いという利点を有していた 。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、被加工レンズを挟持してこれを回転するレンズ回転軸を有するキャリ ッジ内にレンズ形状検出手段が収納されているために、一面では装置全体を小さ く構成できる点では有利であるが、測定精度を高くするうえでは都合が悪いとい う問題がある。すなわち、レンズ回転軸に挟持されたレンズを砥石によって研削 する場合に、レンズ回転軸を介してキャリッジ全体に振動が伝達され、そこに収 納された測定手段にも振動が加わる。これによって、測定手段を構成するフィー ラの移動量を検出する検出手段、例えばエンコーダなどの偏位検出機構に振動が 加わると、経時的に誤動作を起こしやすくなったり、あるいはフィーラの移動を 伝達する伝達手段に誤差が生じやすくなる。

【０００５】 本考案はこのような点に鑑みてなされたものであり、レンズ研削時の振動の影 響を回避して、レンズの三次元形状についての測定精度を高めることができるレ ンズ研削装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案では上記課題を解決するために、 眼鏡フレームのレンズ枠形状データに従って、枠入れされる被加工レンズを研 削加工するレンズ研削装置において、前記被加工レンズの周縁を加工する砥石を 備えた基台と、前記基台上で、前記被加工レンズをそのレンズ軸に直交する面内 で回動自在に保持するレンズ保持ユニットと、前記レンズ保持ユニットに保持さ れた被加工レンズの表面、裏面にそれぞれ同時に当接する第１、第２の測定子と 、前記被加工レンズをレンズ軸周りに回動させることによって、前記第１、第２ の測定子がレンズ軸方向に移動する移動量を測定する移動量測定手段と、前記基 台上で前記レンズ保持ユニットとは独立に設けられ、前記各測定子及び移動量測 定手段を収納する測定器収納室と、を有することを特徴とするレンズ研削装置が 、提供される。

【０００７】

【作用】

レンズ研削装置の基台上では、レンズ保持ユニットにレンズ研削時の振動が直 接的、かつ最も大きく伝達される。被加工レンズを保持するレンズ保持ユニット の外に測定器収納室を設けている。被加工レンズの表裏面に接触する測定子およ び移動量検出手段などのレンズ形状の測定器をこの測定器収納室に配置したから 、相対的に振動の伝わりにくい基台上で測定を行うことができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案のレンズ研削装置の概略構成を示す斜視図である。レンズ研削装 置１は、基台１０のほぼ中央部分に被加工レンズを加工する砥石１１として、周 縁を研削する研削砥石とヤゲン加工するヤゲン砥石とが並んで設けられている。 レンズ保持ユニット１２は、基台１０上に固着された２つの軸受１３，１３間の スライド軸１４にスライド軸受１５を介して固定されている。スライド軸１４は 図示しない移動手段（後述する図５のＺ軸モータ）によって、図のＺ軸方向に移 動可能に、かつ軸受１３，１３との間で回転可能に保持されていて、レンズ保持 ユニット１２は基台１０の砥石１１上で上下方向および水平方向に移動できる。 このレンズ保持ユニット１２は、手前側のほぼ中央部に凹所を形成する平面コ字 状をなしている。このレンズ保持ユニット１２の凹所に、回転制御されるレンズ 支持軸１６，１６によって被加工レンズ（図示せず）がレンズ軸に直交する面内 で回転可能に保持される。

【０００９】 Ｙ軸移動機構１７は、スライド軸１４周りにレンズ保持ユニット１２を回動し て、その手前側をレンズ支持軸１６の回転に応じて位置決めするものであって、 レンズ支持軸１６とともに回転する円板１８、及び基台１０上で上下動する当て 止め部材１９、及び移動手段（後述する図５のＹ軸モータ）などから構成されて いる。基台１０上で砥石１１の手前側には、後述する測定子及び移動量検出手段 を収納する測定器収納室２０が配置されている。また、レンズ保持ユニット１２ 内部には、レンズ支持軸１６の一方をスライドさせて被加工レンズを挟持するチ ャッキングモータや、レンズ支持軸１６を回転駆動する駆動手段（後述する図５ のレンズ軸モータ）などが内蔵されている。

【００１０】 そして研削加工に際しては、基台１０に内蔵されたメインモータによって砥石 １１を高速で回転させることによって、レンズ支持軸１６，１６とレンズ軸とを 一致させて挟持している被加工レンズの周縁が研削砥石によって研削される。こ のとき研削すべき加工量は、フレーム形状データに基づいてＹ軸移動機構１７と レンズ軸モータとを制御することによって、レンズ軸の回転角度毎に設定された 所定量として指令される。またヤゲン加工に際しては、レンズ保持ユニット１２ をＺ軸方向に移動し、挟持している被加工レンズの周縁をヤゲン砥石の位置に位 置決めする。その後に、被加工レンズの周縁をヤゲン砥石に押し付けながら、更 にレンズ保持ユニット１２をＺ軸に沿って左右方向に移動することによって、被 加工レンズの周縁に眼鏡フレームのレンズ枠と一致するヤゲンが形成される。

【００１１】 図２は、測定器収納室２０の開閉扉３０を開いた状態を示す斜視図である。被 加工レンズの表面、裏面にそれぞれ当接する第１、第２の測定子２１，２２は、 収納室２０内で上下動する軸２３の上端面で、それぞれ回動自在のアームによっ て支持されている。図では、各アームは退避位置にあって測定子２１，２２が測 定器収納室２０内に収納された状態を示している。

【００１２】 図３は、測定器収納室２０の内部機構を示す斜視図である。基台１０は、その 下方で左右から側壁３１，３２によって支持されている。これら側壁３１，３２ 間には連動シャフト３３が回転自在に掛け渡され、この連動シャフト３３はパル スモータ３４との間でベルト３５によって結合されている。さらに、この連動シ ャフト３３には、左右の２つのプーリ３６，３７にベルト３８，３９が掛けられ ている。また、基台１０の下面の左右には、２本のガイドシャフト４０，４１が 垂直方向に互いに平行に配置され、基台１０の前面で２本の定荷重ばね４２，４ ３によって吊り下げられた上下動ボックス４４は、これらガイドシャフト３７， ３８に沿って上下動するように構成されている。

【００１３】 上下動ボックス４４の上板には、上端面で測定子２１，２２を支持している軸 ２３が固着されている。ここで測定子２１，２２の左右のアーム２４，２５は、 それぞれ軸２３内で独立して回転する中軸によって回転位置が制御される。また 、上下動ボックス４４の内部には、アーム２４，２５を測定位置と退避位置との 間で回動させるステップモータ４５、アーム２４，２５のレンズ軸方向での移動 量を検出するエンコーダ４６ａ（後述する図５のエンコーダＡ）、測定位置でア ーム２４，２５を所定の角度まで開くソレノイド４７などが配置されている。

【００１４】 さらに、測定子２１，２２のアーム２４，２５の先端部分には、回転自在のフ ィーラ２６，２７が設けられていて、被加工レンズ２８と当接する。測定に先立 ってアーム２４，２５の上下方向の移動量を測定するための原点センサ４８と、 その上方向のリミットを設定するリミットセンサ４９が上下動ボックス４４の左 側のガイドシャフト４０に沿って設けられている。また、アーム２４，２５の退 避位置は、ステップモータ４５とベルト５０を介して結合されたプーリ５１の回 転位置に基づいてセンサ５２によって検出される。なお、左側の測定子のアーム ２４はアームプーリ５３と一体に回転し、右側の測定子のアーム２５はアームプ ーリ５４と一体に回転することによって、前者のアームプーリ５３の回転位置が エンコーダ４６ａによって検出され、後者のアームプーリ５４の回転位置は図示 しないもう１つのエンコーダ（後述する図５のエンコーダＢ）によって検出され る。

【００１５】 図４は、測定器収納室２０に設けられた開閉扉３０の開閉機構を示す斜視図で ある。測定器収納室２０に隣接する基台１０上には、モータ６０、減速用のギヤ ６１が配置されている。回転シャフト６２には開閉扉３０を押し上げるアーム６ ３が連結されていて、このアーム６３がギヤ６１を介してモータ６０によって回 転駆動される。測定器収納室２０の開閉扉３０は、常時はスプリング６４により 閉じた状態に保持され、測定に際してアーム６３が水平位置から垂直位置へと回 動することによって、開閉扉３０をスプリング６４に抗して押し上げている。

【００１６】 図５は、本考案のレンズ研削装置における測定子による測定制御機構を示すブ ロック図である。 エンコーダ４６ａ，４６ｂは、それぞれ第１，第２の測定子２１，２２から被 加工レンズ２８の表裏面についてのＺ軸方向の変位を測定する。測定されたＺ値 は、入力インタフェース７７を介して接続されたレンズ研削装置の制御回路７０ に入力される。制御回路７０は、中央処理装置（ＣＰＵ）７１と、制御プログラ ムを固定記憶するＲＯＭ７２及び入力されたデータや処理の中間結果を格納する ＲＡＭ７３から構成されている。

【００１７】 パルスモータ３４は出力インタフェース７８を介して制御回路７０に接続され 、制御回路７０からの指令によって測定器収納室２０の中で上下動ボックス４４ を上下に駆動して、フィーラ２６，２７によるレンズ測定位置を決定する。ステ ップモータ４５も同様に制御回路７０に接続され、制御回路７０からの指令によ って測定子のアーム２４，２５を測定が行われないときに退避位置に回動し、測 定開始に先立って測定子のアーム２４，２５を測定位置に回動する。そして、パ ルスモータ３４による上下動ボックス４４の移動量は、上下動原点センサ４８及 び上下動リミットセンサ４９の信号を制御回路７０で受けて、制御されている。 また、ステップモータ４５による退避位置、測定位置の間での移動量は、退避位 置センサ５２の信号を制御回路７０で受けて制御されている。なお、制御回路７ ０によって扉開閉用モータ６０の他、Ｙ軸モータ７４、Ｚ軸モータ７５及びレン ズ軸モータ７６が制御されている。

【００１８】 制御回路７０のＲＡＭ７３には、レンズ研削に先立って測定された眼鏡フレー ムの形状データが格納されていれば、未加工のレンズを研削する前にフレーム形 状データに基づいてパルスモータ３４を制御して、レンズ表裏面で三次元形状デ ータ（ｒ，θ，Ｚ）を測定することができる。ここで、ｒはレンズ軸からの距離 、θは基準位置からの回転角度、Ｚはレンズ中心からのＺ軸方向の距離である。

【００１９】 次に、本考案のレンズ研削装置におけるレンズ形状の測定手順を説明する。 装置内に設けたフレーム形状測定部に眼鏡フレームをセットし、フレーム形状 を測定して制御回路７０のＲＡＭ７３に格納する。次に、被加工レンズを図１に 示されるレンズ支持軸１６，１６によって挟持し、基台１０上でレンズ支持軸１ ６が所定の位置に設定する。次に、扉開閉用モータ６０を指令して測定器収納室 ２０の開閉扉３０を開き、パルスモータ３４を駆動して、フレーム形状データに 基づいて上下動ボックス４４を所定のＹ軸位置まで上方に移動する。開閉扉３０ が開いた時点で、測定子アーム２４，２５をともに約９０°回転させて測定位置 まで移動させ、更に２本のアーム２４，２５の間隔がレンズ厚を越えて十分に広 げるまで、ステップモータ４５とソレノイド４７を駆動する。その後、Ｙ軸移動 機構１７を制御してレンズ保持ユニット１２の角度を調整するとともに、レンズ 軸モータ７６を制御してレンズを基準位置まで回転する。

【００２０】 こうして、レンズを所定位置に位置決めしてからアーム２４，２５を閉じてレ ンズ表裏面にフィーラ２６，２７を当接させた後で、レンズ軸モータ７６とパル スモータ３４をフレーム形状データに基づいて駆動して、エンコーダ４６ａ，４ ６ｂからそれぞれレンズ表裏面のＺ軸データを測定する。

【００２１】 ここで、アーム２４，２５を測定位置まで移動させる動力伝達機構の一例とそ の制御の手順を、図６にしたがって説明する。図６は、上下動ボックス４４内で アーム２４，２５を回転する動力伝達機構を模式的に説明するものであって、（ Ａ）はステップモータ４５とソレノイド４７との関連を示す図、（Ｂ）はアーム プーリ５３の上面図、（Ｃ）は回転プーリ５１の上面図である。

【００２２】 アーム２５と一体に回転するアームプーリ５４には、ソレノイド４７のレバー ４７ｂと当接するアーム開閉ピン５５が上面に固定されている。また、アームプ ーリ５４の下面とアームプーリ５３の上面にはそれぞれピンＡ，Ｂが設けられて いて、これらピンＡ，Ｂには軸周りに巻回された巻きばね５６の各端部が固定さ れ、この巻きばね５６によってアームプーリ５３，５４は互いに接近する回転方 向に付勢されている。また、アームプーリ５３の下面と回転プーリ５１の上面に はそれぞれピンＣ，Ｄが設けられていて、同様に巻きばね５７によってアームプ ーリ５３と回転プーリ５１が互いに接近する回転方向に付勢されている。回転プ ーリ５１はベルト５０によってステップモータ４５と結合されて回転される。

【００２３】 アーム２４，２５を測定位置に回転させる場合には、ソレノイド４７のレバー ４７ｂはアーム開閉ピン５５に当接しない解除位置にある。このため、ステップ モータ４５を図の矢印方向に回転させると、ピンＡ，Ｂ、ピンＣ，Ｄはそれぞれ 図６（Ｂ），（Ｃ）に示すように、互いに巻きばね５６，５７によって当接した 状態を保持しつつ、回転プーリ５１の回転をそれぞれアームプーリ５３，５４に 伝達して、アーム２４，２５は一体となって測定位置まで回転する。

【００２４】 つぎに、測定位置に到達したアーム２４，２５を所定の角度だけ開くときは、 図７に示すようにソレノイド４７のレバー４７ｂを作動させて、アーム開閉ピン ５５と当接する位置に移動させる。すると、アームプーリ５４は回転が規制され て、右アーム２５は停止する。他方、ステップモータ４５を引き続き同じ方向に 回転していくと、左アーム２４だけが更に回転する。その結果、ピンＣ，Ｄは図 ６（Ｃ）に示すように、互いに巻きばね５７によって当接した状態を保持するが 、ピンＡ，Ｂは図７（Ｂ）に示すように、回転プーリ５１の回転力と巻きばね５ ６の力とが均衡するまで互いに離れた状態で停止する。

【００２５】 この状態でパルスモータ３４を駆動して、フレーム形状データに基づいて上下 動ボックス４４を所定のＹ軸位置まで上方に移動し、アーム２４，２５の間に被 加工レンズ２８を位置させた後に、図８に示すようにソレノイド４７のレバー４ ７ｂをアーム開閉ピン５５に当接しない解除位置に復帰させる。さらに、ステッ プモータ４５を図の矢印方向に駆動し、回転プーリ５１をこれまでとは反対の方 向に回転させる。すると、左側のアーム２４は被加工レンズ２８の左面に当接し 、右側のアーム２５は巻きばね５６で付勢されて、被加工レンズ２８の右面に当 接する。そこで、回転プーリ５１を更に数度だけ回転してから停止すると、被加 工レンズ２８に対してアーム２４，２５が測定状態となる。すなわちピンＡ，Ｂ 、ピンＣ，Ｄは、それぞれ図８（Ｂ），（Ｃ）に示すように、互いに巻きばね５ ６，５７の力に抗してある程度まで離れた状態を保持するため、アームプーリ５ ３，５４の先端が被加工レンズ２８の表裏面に所定の圧力で当接した状態となっ ている。その結果、レンズ回転位置に応じて上下動ボックス４４の高さを制御す ることにより、アーム２４，２５の先端のフィーラの動きがアームプーリ５３， ５４を介してエンコーダ４６ａ，４６ｂに確実に伝達され、それぞれレンズ表裏 面のＺ軸データが測定できる。

【００２６】 測定が終了したときは、以上の動作手順の逆の手順が実行される。すなわち、 ソレノイド４７を動作させて右アーム２５を開き、ステップモータ４５を駆動し て左アーム２４を開く。Ｙ軸移動機構１７によりレンズ保持ユニット１２を上方 に移動させてレンズを退避させた上で、ソレノイド４７を解除してからステップ モータ４５を反対方向に回転して、アーム２４，２５を退避位置に復帰させる。 その後、上下動ボックス４４を加工してから開閉扉３０を閉じる。

【００２７】 このように、本考案のレンズ研削装置におけるレンズ形状の測定では、ピンＡ ，ＢとピンＣ，Ｄが巻きばね５６，５７で一体となってアームプーリ５３，５４ と回転プーリ５１とが同時に回転して、２本のアーム２４，２５を退避位置と測 定位置との間で移動させる。測定位置では、一方をソレノイド４７でアームプー リ５４の回転を規制し、他方のアームプーリ５３だけを回転することで、２本の アーム２４，２５を開き、かつピンＡ，Ｂの間とピンＣ，Ｄの間をそれぞれ巻き ばね５６，５７により付勢することで、２本のアーム２４，２５を閉じる。

【００２８】 図９は、レンズ表裏面の三次元形状データ（ｒ，θ，Ｚ）を測定する状態を示 す図であって、（Ａ）はレンズ正面図、（Ｂ）は側面断面図である。 ２本のアーム２４，２５を閉じた状態で、円形の被加工レンズ２８の表裏面に フィーラ２６，２７を当接させながら、眼鏡フレームから測定されたフレーム形 状データ（ｒ，θ）に基づいて上下動ボックス４４をレンズ支持軸１６に対して 上下動させることにより、Ｚ値が測定される。２８ａは、フィーラ２６，２７が レンズ面に当接する軌跡である。この場合、図９（Ｂ）に示すようにフィーラ２ ６，２７は断面矩形の円筒の回転体によって構成されている。そして、フィーラ ２６，２７がレンズ表裏面で当接する位置を一致させるために、裏面で当接する フィーラ２６がその厚み分だけ高くなるように、各アーム２４，２５の高さに差 を付けて、レンズ表裏面での軌跡２８ａを一致させている。これによって、フィ ーラ２６，２７がレンズ面と当接して摩耗した場合でも、先端接触部分が尖って いるフィーラの形状に比較して、Ｚ値の測定誤差を容易に調整でき、しかもフィ ーラの加工も容易になる。

【００２９】 上記の説明では、研削加工に先立ってレンズ形状を測定する場合であるが、本 考案のレンズ研削装置では研削加工されたレンズの周縁厚も測定することができ る。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案では、レンズ保持ユニットの外に測定手段を配置し たから、レンズ研削時の振動の影響を回避することができる。したがって、レン ズの表裏面を同時に測定して、その三次元形状についての測定精度を高めること ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のレンズ研削装置の概略構成を示す斜視
図である。

【図２】測定器収納室の開閉扉を開いた状態を示す斜視
図である。

【図３】測定器収納室の内部機構を示す斜視図である。

【図４】開閉扉の開閉機構を示す斜視図である。

【図５】本考案のレンズ研削装置における測定子による
測定制御機構を示すブロック図である。

【図６】測定子を回転する動力伝達機構を模式的に示す
図である。

【図７】測定子を回転する動力伝達機構を模式的に示す
図である。

【図８】測定子を回転する動力伝達機構を模式的に示す
図である。

【図９】レンズ表裏面の三次元形状データ（ｒ，θ，
Ｚ）を測定する状態を示す図であって、（Ａ）はレンズ
正面図、（Ｂ）は側面断面図である。

【符号の説明】

１ レンズ研削装置 １０ 基台 １１ 砥石 １２ レンズ保持ユニット １６ レンズ支持軸 １７ Ｙ軸移動機構 ２０ 測定器収納室

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼鏡フレームのレンズ枠形状データに従
   って、枠入れされる被加工レンズを研削加工するレンズ
   研削装置において、 前記被加工レンズの周縁を加工する砥石を備えた基台
   と、 前記基台上で、前記被加工レンズをそのレンズ軸に直交
   する面内で回動自在に保持するレンズ保持ユニットと、 前記レンズ保持ユニットに保持された被加工レンズの表
   面、裏面にそれぞれ同時に当接する第１、第２の測定子
   と、 前記被加工レンズをレンズ軸周りに回動させることによ
   って、前記第１、第２の測定子がレンズ軸方向に移動す
   る移動量を測定する移動量測定手段と、 前記基台上で前記レンズ保持ユニットとは独立に設けら
   れ、前記各測定子及び移動量測定手段を収納する測定器
   収納室と、 を有することを特徴とするレンズ研削装置。
2. 【請求項２】 前記測定器収納室には、前記第１、第２
   の測定子を前記レンズ軸の垂直方向に位置決めする位置
   決め手段を具備することを特徴とする請求項１記載のレ
   ンズ研削装置。
3. 【請求項３】 前記位置決め手段は、前記被加工レンズ
   の表面、裏面の形状にかかわらず、前記レンズ軸から前
   記第１、第２の測定子がそれぞれ前記被加工レンズに当
   接する位置までの距離が互いに等しく調整されているこ
   とを特徴とする請求項２記載のレンズ研削装置。
4. 【請求項４】 前記測定器収納室には、測定が行われな
   いときに前記第１、第２の測定子が退避位置に回動され
   て収納されるとともに、測定開始時に開放され、測定終
   了時に閉じられる開閉扉を設けたことを特徴とする請求
   項１または２記載のレンズ研削装置。