JPS63185B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレンズの表面加工装置、特にレンズの
円環面創成用切削装置に関連する。

従来技術の説明 円環面は乱視矯正の目的で眼科的に通常使用さ
れる複合曲率面である。複合曲率とは１つの子午
面の曲率が他の直角子午面の曲率と異なるものを
意味する。

円環面の非常に大きい商業的及び実用的重要性
のため、円環面創成には多くの技術が開発されて
いる。初期の技術では、レンズに必要な特定の円
環曲線を有する形状、即ち所望のレンズ表面形状
の鏡像形状をそれぞれ有する予備成形工具を使用
した。この予備成形工具は研摩材スラリでレンズ
表面を研摩してレンズ表面を工具の形状に一致さ
せるものである。この方法でもかなり正確な円環
面が得られる。しかし迅速な工具の摩耗、及び業
界で必要とされる数百の２曲率半径組合わせを満
足させるのに要する莫大な予備成形工具の在庫の
ため、この種の予備成形工具は大部分が回転する
カツプ状工具、又はリング工具で置き代えられて
いる。この工具は通常、加工物がガラスでもプラ
スチツクでも、加工物を研削又は研摩する環状加
工縁を有する。円環面は、リング工具が揺動する
半径を所望のレンズ表面曲率半径に一致させるこ
とによつて得られる。この第１曲率半径と直角な
第２曲率半径は、工具の縦断面が第２曲率半径に
ほぼ一致するようにリング工具を傾動することに
よつて得られる。この揺動半径と工具傾動角との
両者を独立に変更できる自在性によつて大量工具
在庫の必要性を解消できる。都合の悪いことに、
工具の１つの有効切削半径を変更するため傾動角
を使用する方法では、楕円誤差が導入されるため
レンズ表面に正確な円環面が得られない。この楕
円誤差は多くの場合非常に重要である。レンズに
最適性能を得るためには更に別の表面研摩が必要
である。

上記の望ましくない楕円誤差に関連する問題を
克服するため多くの研究が行われてきた。１つの
方法は、レンズに対して工具を一連の複合運動を
行わせるように移動する方法であるが、これに必
要な複雑かつ高価な機械装置は従来の実験室操作
に不適当である。最近の別の方法は、所望の２つ
の曲率半径の１つで研摩工具を揺動させ、該工具
の本来の曲率半径を第２曲率半径に一致させる方
法である。しかしこの方法では各第２曲率半径に
別の工具が必要であるからやはり高価な工具在庫
が必要である。しかしこの大量在庫の必要性は、
第２子午線に沿う曲線形状の直角断面を有する上
記のリング工具を使用し、この工具を１つの曲率
半径で揺動させ、同時にこの曲率半径を、工具に
対するレンズの振動運動によつて変更する方法に
よつて減少できた。この方式は理論的には所望の
曲面が得られるものであるが、この方式は極めて
面倒かつ困難で、その上良好な操作使用に必要な
耐久性が不足している。

上記の円環面創成方式と装置は、米国特許第
2548418号；第2633675号；第2724218号；第
3492764号及び第3624969号の明細書に記載されて
いる。

上記の従来技術の難点を克服するため、本発明
の一目的は、簡単に正確な円環面を作り、特に乱
視矯正に必要な眼鏡レンズ表面の楕円誤差を除去
することにある。

本発明の他の一目的は最少の設備費用で上記の
目的を達成することにある。

他の一目的は、種々の正確な円環面レンズ面を
創成する装置で、球面及び円柱面曲率の種々の所
定組合せが得られる単一工具汎用性を有する装置
を提供することにある。

他の一目的は、機械的複雑性と設備費用が少な
く、かつ操作に熟練性を必要としない円環面研削
装置を提供することにある。

本発明の他の諸目的と利点の説明から明らかで
あろう。

本発明の要約 上記の諸目的と成果は、回転する工具ヘツドと
単一の切削工具、即ちカツタとによつて達成さ
れ、この工具の切削縁は、所望の円環面の２つの
直角方向の曲率半径の１つに等しいカツタヘツド
回転軸回りの移動半径を有する。この回転カツタ
ヘツドは又、カツタヘツドの回転軸に直角方向に
延びる軸線の周りで、かつ工具切削縁から所望の
円環面の他の曲率半径に対応する距離離れて揺動
するように配置される。

更にカツタヘツド自体は、該ヘツドの回転軸と
直角な軸線の周りの工具の回転調整によつて種々
の有効切削半径が自在に得られるように配置され
ているから円環面の所望の２つの曲率半径が創成
される。カツタヘツドの上記の自在調整、及び切
削縁に対するビポツト軸線の同時又は別個の位置
調整によつて、２つの直交する切削半径の所定組
合せが得られる。

創成すべき円環面は、切削工具を有するカツタ
ヘツドを、加工物表面を横切つて揺動させて第１
曲率半径を創成し、同時に工具をカツタヘツドの
回転軸線の回りで回転させることよつて第２曲率
半径を創成することで形成される。

本発明の詳細は添付図面による下記の説明から
容易に理解できよう。

好適実施例の説明 図示の曲面創成機、即ち曲面研削装置１０は機
械ベース１２を含み、該ベースはカツタヘツド１
４とビボツトポスト、即ち旋回柱１６とを支持す
る。

カツタヘツド１４に近づいたり遠ざかるように
調整できる加工物支持ヘツド１８は案内路２０で
支持され、又テーパ付シヤンク等で構成されるア
ダプタ２２は、本発明装置によつて表面が創成さ
れるブロツク固定レンズＬを支持する。

カツタヘツド１４は工具キヤリヤ２６を支持す
るモータ駆動スピンドル２４を含む。キヤリヤ２
６は又工具柱２８を有し、工具３０は工具柱２８
の直径方向に延び出している。クランプねじ３２
は工具３０の有効切削縁、即ち先端３４を工具柱
２８から所望距離離して固定するのに使用され
る。上記の構成により、工具３０を工具柱２８の
所定位置に固定し、又工具柱をその軸線の回りで
回転調整すると所望の曲率半径Ｒ１（第２図）が
確定され、先端３４はキヤリヤ２６の回転と共に
この曲率半径で回転する。上記の半径距離Ｒ１に
対する全調整が完了後、クランプねじ３６は締付
けられる。

第２図に示されるように工具キヤリヤ２６の構
造のため半径距離Ｒ１は自在調整が可能である。
例えば工具３０を破線３０ａの位置まで回転する
とＲ１は矢印Ｒ１ａで示されるように短くなる。
工具３０を３０ｂの位置まで回転するとＲ１は矢
印Ｒ１ｂで示されるように長くなる。

上記の距離Ｒ１を、レンズＬの表面Ｓの一子午
線（例えば円柱子午線）内に形成すべき所望の曲
率半径にセツト、即ち設定すると、これと直角方
向（例えば球面子午線）に形成すべき他の曲率半
径Ｒ２（第１図）は、ベーススライド４４上で案
内路４２に沿つてスライド４０を移動して工具キ
ヤリヤ２６を旋回柱１６の軸線３８に近づいたり
遠ざけたりする調整運動によつて確定される。半
径Ｒ２は工具３０の先端３４から旋回柱１６の軸
線３８までの距離に相当し、又この設定はキヤリ
ヤ２６内の工具３０の上記角度設定後に決められ
る。先端３４の有効切削縁は好適には直線４６上
で位置決めされ、この直線は工具キヤリヤ２６の
回転軸線４８に直角で、又旋回柱１６の軸線３８
に交差する。上記の設定は必要に応じベース１２
の案内路４５に沿つてベーススライド４４を移動
することによつて行われる。

レンズＬの表面ＳはレンズＬを工具３０に加工
接触させることによつて円柱半径Ｒ１と球面半径
Ｒ２の正しい円環面が創成される。

上記の加工は最初、加工物支持ヘツド１８を工
具３０に向け案内路２０に沿つて、所望の切削深
さに等しい距離だけ先端３４より先にレンズ未切
削面Ｓを移動することによつて行われる。加工物
支持ヘツドの上記設定は工具キヤリヤ２６の回転
前に行うか、又はレンズＬの表面Ｓを工具３０に
送ると同時に矢印５０（第１図）のように工具キ
ヤリヤを回転しながら行われる。業界では公知の
ジブロツク（ジブ固定装置）又は類似装置（説明
省略）によつて、加工物支持ヘツド１８、工具キ
ヤリヤスライド４０及びベーススライド４４は創
成作業、即ちレンズＬの表面Ｓの切削作業前に前
記の調整位置に固定される。

勿論、この固定前に正しい設定を行うため、ヘ
ツド１８及び工具キヤリヤ２６の滑動機構にはバ
ーニヤ目盛５２と５４を設けることもできる。同
様にバーニヤ目盛５６を設け、ベース１２上の工
具キヤリヤ２６に対するベーススライド４４の設
定に使用することもできる。同様に工具柱２８の
手動角度調整と設定のため円周バーニヤ目盛５８
を設けることもできる。

又図面では省略されているが、コンピユータ又
はマイクロプロセサから送られるデータ入力で作
動するモータ駆動機構を第１及び第２図の装置に
設け、カツタヘツド及び加工物支持ヘツド及び／
又は工具柱２８の回転の調整を自動的に行わせる
ことも可能である。

上記のレンズ／工具の設定及び作業関係を確立
するため、加工物支持ヘツドを工具３０に向けて
移動する運動の別方式は、工具キヤリヤ２６と旋
回柱１６を一つのユニツトとして機械ベースに沿
つて、該ベースに固定された加工物支持ヘツド１
８に近づけたり離したり移動させる方式である。

加工物（レンズＬ）と工具３０が第１図に示さ
れる作業関係にある場合には、軸線４８の回りの
工具３０の連続回転による表面Ｓに対する正しい
円環面創成は、レンズＬを２点鎖線Ｌ１で示され
る位置まで、旋回柱１６の軸線３８の回りで、第
１図で右回りに揺動させることによつて行われ
る。これは手動による揺動又はモータ駆動によつ
て加工物支持ヘツド及び案内路２０を一つのユニ
ツトとして旋回柱１６の回りで軸回転させること
によつて行われる。別方式として、切削装置１０
は、工具キヤリヤ２６とその関連機構を一つのユ
ニツトとして軸線３８の回りで回転させ、同時に
レンズ面創成作業間、加工物支持ヘツド１８を機
械ベース上に不動に維持するように設計すること
ができる。

切削装置１０は切削先端３４を適当に選択する
ことによつてガラスでもプラスチツクでも加工物
に表面切削することができる。例えばガラス製の
レンズＬの表面切削はダイヤモンド切削先端で又
ポリカーボネート又は鋳造アリルジグリコールカ
ーボネート製レンズの切削には炭化物及び工具鋼
切削先端で良好に行われる。しかしガラス又はプ
ラスチツクの両者に良好な仕上及び切削効果が得
られるのは天然又は合成のダイヤモンド、又は焼
結ダイヤモンドで作つた挿入チツプである。天然
の単結晶又は多結晶ダイヤモンドが好適である。

上記に切削装置１０でガラス又はプラスチツク
加工物に円環曲率を切削することを説明したが、
半径距離Ｒ１とＲ２を同一にすることによつて創
成面Ｓを球面形状にすることができる。又上記の
工具３０の回転及びレンズＬの先端３４の揺動間
の距離Ｒ１とレンズＬの回転を適当に設定するこ
とによつてレンズに球面を創成することもでき
る。

本発明は特定の要求に合致するように種々の変
更及び適合が可能であることは当業者には容易に
理解できよう。例えば工具３０とこの全支持機構
を加工物支持ヘツド１８ではなく、半径Ｒ２の円
形通路の回りで揺動させたい場合には、切削装置
１０のベース１２をヘツド１８の下方に位置決め
し、旋回柱１６とヘツド１８を固定支持し、一
方、工具３０の支持機構を旋回柱１６に支持させ
る。従つて本発明の新規な概念を利用する全ての
変更は本発明に包含されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例の、一部断面で示
す平面図で、第２図は第１図のレンズ切削装置の
一部の平面図で工具切削半径を調整する方法を示
す。 １２…ベース、１４…カツタヘツド、１６…旋
回柱、１８…加工物支持ヘツド、２２…アダプ
タ、２６…キヤリヤ、２８…工具柱、３０…工
具、３４…工具先端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レンズの表面を加工する装置で： 機械ベース； 独立して軸回転できるカツタヘツド； 該カツタヘツドを軸回転する装置； 該カツタヘツドに取付けられ、上記カツタヘツ
   ドの軸から、加工すべきレンズの表面上に研削す
   べき２つの直交曲率半径の第１半径に対応する距
   離だけ変位される有効切削縁を有する切削工具； 加工物支持ヘツド； 上記カツタヘツドと加工物支持ヘツドは上記ベ
   ース上に、１つのヘツドが他のヘツドを横切る方
   向で揺動し、かつこの揺動半径が、レンズに切削
   すべき直交曲率半径の第２半径に対応するように
   装着されている、及び 上記カツタヘツド軸線から工具縁までの上記距
   離と、上記１つのヘツドの揺動半径の長さとを、
   レンズ表面に必要な各曲率半径に応じて独立に調
   整する装置； を有する円環面研削装置。 ２ 上記第１項記載の装置で、カツタヘツドは軸
   回転可能な工具柱を有し、該工具柱の直径方向に
   切削工具が延び出し、該工具柱の軸線は該カツタ
   ヘツドの回転軸線と直交し、かつ上記工具柱を通
   る工具の延び出し量が所定設定値を有し、上記カ
   ツタヘツド内の上記工具柱の回転調整角度によつ
   て、カツタヘツド軸線から工具切削縁までの距離
   が自由に調整でき、更にこの調整の所望設定値に
   応じて、工具の工具柱内の選択固定及びカツタヘ
   ツド内の工具柱の選択的固定が行われる装置、が
   設けられている円環面研削装置。 ３ 上記第１項記載の装置で、旋回柱を有し、ヘ
   ツドの１つが他のヘツドを横切るように該旋回柱
   の回りを揺動し、更にレンズに所要の第２曲率半
   径を創成するため上記の１つのヘツドに要求され
   る揺動半径によつて、上記旋回柱からの半径距離
   に調整工具を設定するため、上記旋回柱に対して
   カツタヘツドを近づけたり遠ざけたりする調整装
   置、とを有する円環面研削装置。 ４ 上記第３項記載の装置で、カツタヘツドがス
   ライド上に装着され、該カツタヘツドを旋回柱に
   近づけたり遠ざけたりする調整装置が、該スライ
   ドを案内する複数の案内路を有する円環面研削装
   置。 ５ 上記第３項記載の装置で、ヘツドの１つが加
   工物支持ヘツドである円環面研削装置。 ６ 上記第１項記載の装置で、加工物支持ヘツド
   がカツタヘツドに対して近づいたり遠ざけたり独
   立に調整でき、レンズと工具との間の加工接触が
   確立される円環面研削装置。 ７ 上記第６項記載の装置で、加工物支持ヘツド
   がスライド上に装着され、又該加工物支持ヘツド
   をカツタヘツドに対して近づけたり遠ざけたりす
   る独立調整装置が上記スライドを案内する複数の
   案内路を有する円環面研削装置。 ８ 上記第３項記載の装置で、ヘツドの１つがカ
   ツタヘツドである円環面研削装置。