KR101489829B1 - 렌즈가공장치의 렌즈유지기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커다란 가압력을 가할 수 있어 렌즈소재의 종속회전을 가공조건의 영향을 받지 않고 유지할 수가 있는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 제안하는 것이다.

렌즈가공장치(1)의 렌즈유지기구(2)에서는, 가압축(3)의 외주에 고정축(4)이 고정되고, 상기 외주에 베어링을 통해 회전축(7)의 지름이 큰 추(錘)부(7b)가 동축상태에서 회전가능하도록 연결되어 있다. 회전축(7)의 지름이 작은 축부(7c)에 렌즈 유지구(10)가 고정되며, 여기에 렌즈 유지 플레이트(11)가 부착되어 있다. 베어링(5)은 가압축(3)의 내측에 장착하는 경우와는 달리 대형을 사용할 수 있어 가공압력을 높일 수가 있다. 렌즈소재(12)를 끼우고 렌즈 가공구(13)를 회전시키면, 이에 따라 렌즈소재(12)가 종속회전한다. 렌즈 가공구(13)측으로부터 전달되는 회전토크가 감소하여도, 회전축(7)의 지름이 큰 추부(7b)의 커다란 관성력에 의해 렌즈소재(12)의 회전이 유지되어, 양호한 정밀도로 렌즈를 가공할 수 있게 된다.

Description

렌즈가공장치의 렌즈유지기구{LENS HOLDING MECHANISM FOR LENS MACHINING DEVICE}

본 발명은 가공대상인 렌즈소재의 표면을, 회전하고 있는 렌즈 가공구의 가공면에 밀어붙여 종속회전시키면서 상기 렌즈소재의 표면을 절삭, 연마가공하는 렌즈가공장치에 관한 것으로서, 특히, 렌즈소재가 안정적으로 종속회전하도록, 렌즈소재를 렌즈 가공구의 가공면에 밀어붙인 상태로 유지할 수 있는 렌즈유지기구에 관한 것이다.

렌즈가공장치의 렌즈유지기구로는 도 3 및 도 4에 도시된 구조의 것이 알려져 있다. 도 3에 나타낸 렌즈가공장치(100)의 렌즈유지기구(101)는, 중공(中空)의 가압축(102)의 하단부 내부에, 베어링(103)을 통해 회전축(104)이 동축상태로 부착되고, 상기 회전축(104)의 하단부에 렌즈 유지구(105)가 동축상태로 고정되며, 상기 렌즈 유지구(105)의 하단에 마찬가지로 동축상태로 렌즈 유지 플레이트(106)가 하방을 향하여 고정된 구조로 되어 있다. 렌즈 유지 플레이트(106)의 하측에는, 상방을 향하는 상태로 렌즈 가공구(107)가 배치되어 있다. 렌즈 가공구(107)는 만곡된 형상의 가공면(108)을 구비하며, 그 중심축선(107a)을 중심으로 하여 도시되 지 않은 구동원에 의해 회전구동된다. 또한, 렌즈 가공구(107)는 그 중심축선(107a)과 상측의 렌즈유지기구(101)의 중심축선(101a)간의 교점(109)을 중심으로 하여, 도시되지 않은 요동기구에 의해, 가령 좌우로 요동하게 되며, 가공중에 이들 중심축선(107a 및 101a)이 이루는 각도(θ)를 변경할 수 있게 되어 있다.

가공시에는, 회전하는 렌즈 가공구(107)의 가공면(108)에, 렌즈 유지 플레이트(106)에 유지된 렌즈(110)의 표면이 가압축(102)에 의해 밀어 붙여진다. 렌즈 유지 플레이트(106)가 부착되어 있는 렌즈 유지구(105)는 회전축(104)에 의해 회전가능한 상태로 지지되어 있으므로, 렌즈 가공구(107)의 회전에 수반하여, 중심축선(101a) 둘레로 종속회전한다. 이와 같이, 중심축선(107a)을 중심으로 하는 렌즈 가공구(107)의 회전운동과, 중심축선(101a)을 중심으로 하는 렌즈(110)의 종속회전운동과, 교점(109)을 중심으로 하는 렌즈 가공구(107)의 요동운동의 조합에 의해 렌즈표면에 대한 절삭, 연마가공 등이 이루어진다.

도 4에 나타낸 렌즈가공장치의 렌즈유지기구(111)는, 가압축(112)의 하단부가 원추형상으로 끝이 점점 가늘게 되어 있으며, 그 선단에 구형상의 피봇축부(113)가 형성되고, 상기 피봇축부(113)를 중심으로 하여, 회전 및 경사(傾斜)가 가능한 상태로 렌즈 유지 플레이트(106)가 유지되어 있다. 그 밖의 구성은 도 3의 경우와 같다.

어떠한 경우이든, 렌즈 유지 플레이트(106)의 상부에 설치된 회전축 구조에 의해, 렌즈 가공구(107)의 회전을, 여기에 밀어 붙여져 있는 렌즈(110)를 통해 렌즈 유지 플레이트(106)로 전달하여, 렌즈 유지 플레이트(106)의 종속회전력으로서 이용함으로써, 상기 렌즈 유지 플레이트(106)에 유지되어 있는 렌즈(110)를 그 중심축선(101a) 둘레로 회전시킨다.

그러나, 종래의 렌즈가공장치의 렌즈유지기구에는 다음과 같은 해결해야 할 과제가 있다.

먼저, 렌즈유지기구에서는, 렌즈를 일정 속도로 안정적으로 회전시키기 위하여 베어링 부분의 마찰을 극력히 저감시킬 필요가 있다. 이를 위해, 가능한 한 작은 베어링을 이용하여 회전축을 지지하거나, 혹은 가능한 한 작은 피봇지점(支點)에서 회전하는 렌즈 유지 플레이트를 누를 필요가 있다. 그러나, 베어링이나 피봇지점을 작게 하면, 이들의 부하능력이 작아지기 때문에 가공압력이 제한되어 커다란 가공압력을 가할 수가 없다.

또한, 종래의 렌즈유지기구에서는, 베어링이나 피봇지점부분의 마모나 마찰에 따른 진동에 기인하여 렌즈의 회전이 불안정해지거나 혹은 저해되어, 렌즈 가공구에 대한 렌즈의 위치를 정확히 유지할 수가 없다. 이 때문에, 렌즈 가공구와 렌즈의 상대위치를 유지하기 위하여 베어링, 피봇축부를 빈번히 교환해야만 한다.

더욱이, 종래의 렌즈유지기구에서는, 지름이 작은 렌즈를 가공하는 경우, 가공종료가 임박하는 등, 렌즈와 렌즈 가공구간의 마찰력이 저하되는 경우에 있어서, 렌즈 가공구로부터 렌즈유지기구쪽으로 충분한 회전력이 전달되지 않는 경우가 있다. 그 결과, 렌즈의 종속회전이 정지되어 균일한 렌즈 가공면을 얻을 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명의 과제는 이러한 점을 감안하여, 커다란 가공압력을 가할 수 있으며, 더욱이 렌즈의 종속회전을 안정화시켜 충분한 가공 정밀도로 가공할 수 있도록 한 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 제안하는 데 있다.

또한, 본 발명의 과제는 지름이 작은 렌즈, 가공반경이 작은 렌즈 등과 같이 렌즈의 종속회전력이 충분히 얻어지지 않는 조건 하에서 렌즈를 가공할 때, 렌즈의 종속회전이 불균일해지거나 정지됨에 따른 가공정밀도의 불균일성을 억제할 수 있는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 제안하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 회전하는 렌즈 가공구의 가공면에 렌즈소재를 밀어붙여 종속회전시키면서 상기 렌즈소재의 절삭, 연마가공 등을 수행하는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구에 있어서,

가압축과,

상기 가압축에 동축상태로 고정되어 있는 고정축과,

렌즈소재를 유지하기 위한 렌즈 유지구와,

상기 렌즈 유지구가 동축상태로 고정되어 있는 회전축과,

상기 고정축의 외주면에, 상기 회전축을 회전이 가능한 상태로 동축상으로 지지하고 있는 베어링을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 렌즈유지기구에서는, 가압축에 고정된 고정축의 외측에 베어링을 통해 렌즈 유지구에 고정된 회전축이 배치되어 있다. 회전축을 회전가능한 상태로 지지하는 베어링을 고정축의 외측에 설치함으로써, 베어링의 대형화를 도모할 수 있다. 따라서, 가공압력을 높일 수 있으며, 또한, 장기간에 걸쳐 원활하며 안정적인 종속회전을 유지할 수가 있다.

여기서, 본 발명의 렌즈유지기구에서는, 상기 회전축은 원형 오목부를 구비한 둥근 고리형상의 지름이 큰 추(錘)부와, 상기 지름이 큰 추부의 봉쇄측 단면으로부터 동축상으로 돌출되어 있는 지름이 작은 부착용 축부를 구비하며, 상기 원형 오목부에, 상기 베어링을 통해 상기 고정축이 장착되어 있고, 상기 부착용 축부에 상기 렌즈 유지구가 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

회전축은 고정축의 외측에 배치된 지름이 큰 추부를 구비하고 있기 때문에, 종속회전에 따라 커다란 관성력이 발생한다. 상기 관성력에 의해, 렌즈가공시에 있어서 렌즈의 종속회전의 안정화를 도모할 수가 있다. 또한, 지름이 작은 렌즈를 가공할 때, 그 가공종료 직전과 같이 렌즈와 렌즈 가공구 사이의 마찰력이 저하되는 경우에도, 회전축이 커다란 관성력을 수반하여 종속회전하고 있기 때문에, 이러한 가공조건 하에서도 렌즈의 종속회전을 계속할 수 있어 균일한 렌즈 가공면을 얻을 수 있게 된다.

다음으로, 상기 렌즈 유지구에는 동축상태로 렌즈 유지 플레이트를 고정 혹은 유지한 구조를 채용할 수가 있다. 그 대신에, 상기 렌즈 유지구에 대하여, 동축상태로 렌즈 유지 플레이트를 피봇지지한 구조를 채용할 수도 있다.

어떠한 구조에서도, 상기 가압축, 상기 회전축 및 상기 렌즈 유지구를 관통하여 연장되며, 상기 렌즈 유지 플레이트의 렌즈 흡인구(lens suction orifice)에 연통(連通)되어 있는 렌즈 진공흡인통로를 배치해둠으로써, 렌즈 유지 플레이트에 렌즈소재를 진공흡인하여 흡착시켜 가공위치와 다른 위치 사이에서의 반송이 가능해진다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 렌즈가공장치의 렌즈유지기구의 실시형태를 설명하도록 한다.

(실시형태 1)

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관계된 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 나타낸 개략구성도이다. 실시형태 1에 관계된 렌즈가공장치(1)의 렌즈유지기구(2)는, 수직으로 배치된 가압축(3)을 구비하고, 가압축(3)의 상단부에는 도시되지 않은 가압기구가 배치되어 있어, 가압축(3)을 그 중심축선(2a)을 따라 승강시키는 동시에, 소정의 가압력으로 하방으로 가압하도록 되어 있다. 상기 가압축(3)의 하단부에는, 그 외주에 동축상태로 원통형상의 고정축(4)이 고정되어 있다. 고정축(4)의 하반(下半)부분의 외주면에는 베어링(5)이 장착되어, 고정축(4)의 하단에 고정된 고정축 너트(6)에 의해 고정축(4)에 고정되어 있다.

고정축(4)에는 베어링(5)을 통해 동축상태로 회전가능하게 회전축(7)이 연결되어 있다. 회전축(7)은, 베어링(5)이 외주면에 부착된 고정축(4)의 하단부가 동축상태로 장착되어 있는 원형 오목부(7a)를 구비한 둥근 고리형상의 지름이 큰 추(錘)부(7b)와, 상기 지름이 큰 추부(7b)의 하측 봉쇄단으로부터 동축상으로 하방으로 돌출되어 있는 지름이 작은 축부(7c)를 구비한다. 회전축(7)의 지름이 큰 추부(7b)의 외주면 부분에는 수나사부가 형성되어 있으며, 여기에 상측으로부터 체결 된 회전축 너트(8)와 하측의 고정축 너트(6)의 사이에 베어링(5)이 고정되고, 이로써, 회전축(7)이 베어링(5)을 통해 회전가능한 상태로 고정축(4)에 연결되어 있다. 또한, 회전축 너트(8)의 상단면 및 지름이 큰 추부(7b)의 외주면을 덮는 상태로 방수커버(9)가 부착되어 있다.

다음으로, 회전축(7) 하측의 지름이 작은 축부(7c)의 하단부에는 동축상태로 렌즈 유지구(10)가 고정되어 있다. 렌즈 유지구(10)의 하단면은 원형의 바닥면과 하방을 향해 벌어져 있는 원추면을 구비한 형상을 하고 있으며, 여기에, 하방을 향하는 상태로 렌즈 유지 플레이트(11)가 동축상태로 부착되어 있다. 본 예에서는, 렌즈 유지구(10)와 렌즈 유지 플레이트(11) 사이의 고무제 쿠션재, 가령, O링(11b)이 끼워져 있으며, 렌즈 유지 플레이트(11)는 빠지지 않을 정도의 유지력에 의해 렌즈 유지구(10)에 유지되어 있다. 이로써, 렌즈 유지구(10)와 렌즈 유지 플레이트(11)는, 기계의 정밀도 오차를 흡수할 수 있도록 미소하게 상대이동할 수 있도록 되어 있다. 렌즈 유지 플레이트(11)의 하방을 향해 만곡된 형상의 렌즈 유지면(11a)에, 가공대상인 렌즈소재(12)가 유지된다.

이러한 구조의 렌즈유지기구(2)의 하측에는, 렌즈 가공구(13)가 상방을 향하는 상태로 배치되어 있다. 렌즈 가공구(13)는 그 중심축선(13a)이 렌즈유지기구(2)의 중심축선(2a)과 동일한 직선상에 위치하는 수직위치로부터, 예컨대 좌우로 각도 θ의 범위 내에서 도시되지 않은 요동기구에 의해 요동하도록 되어 있다. 또한, 도시되지 않은 회전구동기구에 의해 중심축선(13a)을 중심으로 하여 회전구동하도록 되어 있다.

이러한 구성의 렌즈가공장치(1)에 있어서, 렌즈소재(12)를 렌즈 유지 플레이트(11)와 렌즈 가공구(13)에 의해 상하로 끼우고 가압축(3)에 의해 렌즈 가공구(13)로 가압하며 렌즈 가공구(13)를 회전시켜 렌즈소재(12)를 절삭 또는 연마가공한다. 이 때, 렌즈 가공구(13)는 렌즈소재(12)의 회전중심축인 중심축선(2a)에 대하여 각도(θ)를 이루는 중심축선(13a) 둘레로 회전한다.

각도(θ)가 0°일 때를 최대로 하여, 각도(θ)가 증가함에 따라 렌즈소재(12)를 종속회전시키는 회전토크는 감소한다. 또한, 렌즈소재(12)를 회전시키는 회전토크는, 가공이 진행되어 렌즈표면이 거울면으로 마무리되어감에 따라 마찰력을 잃어 감소한다.

본 실시형태에서는, 각도(θ)가 0°에 가까운 상황에서 렌즈소재(12)에 부여된 회전토크는, 렌즈 유지 플레이트(11), 렌즈 유지구(10)를 통해 회전축(7)에 전달된다. 각도(θ)가 증가하여 렌즈 가공구(13)로부터의 회전토크가 감소하고, 렌즈소재(12)의 종속회전력이 감소하였을 경우에도, 회전축(7)의 지름이 큰 추부(7b)에 의한 커다란 관성력에 의해, 회전토크의 감소가 보완되어 렌즈소재(12)의 종속회전이 유지된다. 상기 지름이 큰 추부(7b)의 질량을 적절히 설정해 둠으로써, 관성력을 조정하여 최적의 가공조건을 얻을 수가 있다.

(실시형태 2)

도 2는 본 발명을 적용한 실시형태 2에 관계된 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 나타낸 개략구성도이다. 실시형태 2에 관계된 렌즈가공장치(21)의 렌즈유지기구(22)는, 기본적으로 실시형태 1에 관계된 렌즈유지기구(2)와 동일하므로, 대응되 는 부위에는 동일한 부호를 사용하고 그 설명은 생략하기로 한다.

렌즈유지기구(22)에서는, 회전축(7)에 동축상태로 고정되어 있는 렌즈 유지구(23)가 하방을 향해 끝이 점점 가늘어지는 형상의 원추형상을 하고 있으며, 그 선단에 반구형상의 피봇축부(24)가 형성되어 있다. 상기 피봇축부(24)는 렌즈 유지 플레이트(25)의 배면 중앙부에 형성된 구형상 베어링 홈(26)에 회전이 가능한 상태로 장착되어 있다. 따라서, 피봇축부(24)를 중심으로 하여, 렌즈 유지 플레이트(25)는 중심축선(22a) 둘레로 회전할 수 있는 동시에 경사질 수가 있다.

이러한 구조의 렌즈유지기구(22)에 의해 실시형태 1과 동일한 작용효과를 얻을 수가 있다. 또한, 렌즈소재(12)의 가공동작에 있어서, 렌즈 유지 플레이트(25)가 피봇축부(24)를 중심으로 하여 경사진다. 그런데, 피봇축부(24) 주위의 회전은 거의 존재하지 않기 때문에, 해당 부분의 마모를 대폭 감소시킬 수가 있어 부품의 교환횟수를 줄일 수가 있다. 또, 렌즈의 종속회전이 안정적이기 때문에, 가공 정밀도 및 가공품질이 향상된다.

더욱이, 지름이 작은 렌즈, 가공 R이 큰 렌즈, 가공조건에 따라 각도(θ)를 크게 취할 수밖에 없는 렌즈 등과 같이, 종래에는 렌즈의 종속회전력을 충분히 얻을 수 없어 가공이 불가능했던 렌즈를 가공할 수가 있다.

(그 밖의 실시형태)

실시형태 1에 있어서, 가압축, 회전축, 렌즈 유지구의 중심에 구멍을 형성함으로써, 렌즈 유지 플레이트에 렌즈소재를 진공흡인 등에 의해 흡착시킬 수가 있다. 이로써, 자동반송장치로부터 렌즈소재를 꺼내어 가공 후의 렌즈를 소정의 장 소에 수납하는 동작이 가능해진다.

또, 실시형태 2에서도, 렌즈 유지 플레이트의 경사각도에 제한을 둔다면, 가압축, 회전축, 렌즈 유지구의 중심부에 구멍을 형성하고 렌즈 유지구의 주위를 고무 등의 탄성체로 밀봉하면, 진공흡인 등에 의해 렌즈를 렌즈 유지 플레이트에 흡착시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명을 적용한 실시형태 1에 관계된 렌즈가공장치의 렌즈유지기구의 개략구성도이다.

도 2는 본 발명을 적용한 실시형태 2에 관계된 렌즈가공장치의 렌즈유지기구의 개략구성도이다.

도 3은 종래의 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 나타낸 개략구성도이다.

도 4는 종래의 렌즈가공장치의 렌즈유지기구를 나타낸 개략구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 렌즈가공장치 2 : 렌즈유지기구

2a : 중심축선 3 : 가압축

4 : 고정축 5 : 베어링

6 : 고정축 너트 7 : 회전축

7a : 원형 오목부 7b : 지름이 큰 추(錘)부

7c : 지름이 작은 축부 8 : 회전축 너트

9 : 방수커버 10 : 렌즈 유지구

11 : 렌즈 유지 플레이트 12 : 렌즈소재

13 : 렌즈 가공구 13A : 중심축선

21 : 렌즈가공장치 22 : 렌즈유지기구

23 : 렌즈 유지구 24 : 피봇축부

25 : 렌즈 유지 플레이트 26 : 베어링 홈

Claims (5)

1. 회전하는 렌즈 가공구의 가공면에, 렌즈소재를 밀어붙여 종속회전시키면서 상기 렌즈소재의 절삭, 연마가공 등을 수행하는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구로서,

   가압축과,

   상기 가압축에 동축상태로 고정되어 있는 고정축과,

   렌즈소재를 유지하기 위한 렌즈 유지구와,

   상기 렌즈 유지구가 동축상태로 고정되어 있는 회전축과,

   상기 고정축의 외주면에, 상기 회전축을 회전이 가능한 상태로 동축상으로 지지하고 있는 베어링을 가지고,

   상기 회전축은, 원형 오목부를 구비한 둥근 고리형상의 추(錘)부와, 상기 추부의 봉쇄측 단면으로부터 동축상으로 돌출되어 있는 상기 추부에 비하여 지름이 작은 부착용 축부를 구비하고 있으며,

   상기 원형 오목부에, 상기 베어링을 통해 상기 고정축이 장착되어 있고,

   상기 부착용 축부에 상기 렌즈 유지구가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 렌즈 유지구는 동축상태로 고정 혹은 유지되어 있는 렌즈 유지 플레이트를 구비하고 있으며,

   상기 렌즈 유지 플레이트에 렌즈소재가 유지되는 것을 특징으로 하는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 렌즈 유지구는, 동축상태로 피봇지지된 렌즈 유지 플레이트를 구비하고 있으며,

   상기 렌즈 유지 플레이트에 렌즈소재가 유지되는 것을 특징으로 하는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 가압축, 상기 회전축 및 상기 렌즈 유지구를 관통하여 연장되며, 상기 렌즈 유지 플레이트의 렌즈 흡인구(lens suction orifice)에 연통(連通)되어 있는 렌즈 진공흡인통로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 렌즈가공장치의 렌즈유지기구.

Images