KR102333829B1 - 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈는 적어도 하나 이상의 그라인더를 포함하는 안경 렌즈 가공 장치를 이용하여 가공되는 안경 렌즈에 있어서, 측면에 블런트 산각이 형성된 층상 구조의 미세 환형 테두리 결합부가 돌출 형성된 안경 렌즈를 포함하고, 상기 안경 렌즈의 상기 미세 환형 테두리 결합부가 안경테의 홈부에 밀착 고정된다.
Description
본 발명은 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 안경 렌즈의 가장자리를 하나의 그라인더를 이용하여 산각 가공 후 평각 가공한 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 관한 것이다.
안경 렌즈를 제조하기 위해서는, 상업적으로 시판되는 원형 렌즈(통상, 블랭크(blank) 렌즈라 한다)를 목적하는 안경 렌즈의 형상, 예를 들면 안경테(frame)의 형상으로 가공하여야 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1713523호(특허문헌 1)의 "안경 렌즈 둘레 가공 장치 및 방법"에 의하면, 안경테, 렌즈 고정 줄(string) 등에 안경 렌즈를 고정시키거나, 원하는 형상을 가지도록 안경 렌즈의 둘레를 가공하는 장치 및 방법이 개시되어 있다.
특허문헌 1에 의하면, 안경 렌즈의 둘레를 계단(step) 형상 또는 경사(bevel) 형상으로 가공하기 위한 안경 렌즈 둘레 가공장치를 이용하여, 원형 렌즈를 안경 렌즈 형상으로 가공하는 단계 및 평평한 전면(前面)에 표면 연마면이 형성된 면가공용 휠을 안경 렌즈 표면 가장자리에 접촉시켜, 표면 연마면이 안경 렌즈 표면 가장자리에 맞닿도록 한 다음, 면가공용 휠을 회전시키면서, 가공 방향으로 전진시켜, 안경 렌즈 표면 가장자리를 면 연삭하여, 계단 구조를 형성하는 단계를 포함하는 안경 렌즈 둘레 가공 방법이 개시되어 있다.
이러한 종래의 기술에서 안경테에 안경 렌즈가 끼워지는 홈은 안경테에 따라서 단면이 삼각형, 원형, 사각형 등 다양한 모양을 가지고 있으며, 안경 렌즈를 안경테에 피팅할 때 단면이 삼각형인 일반 산각 모양의 안경 렌즈를 안경테에 끼우면 산각 단부가 안경테와 접촉하게 되어 산각의 위치 및 모양이 안경테와 정확하게 일치하지 않게 되어 안경 렌즈가 힘을 받아 응력이 생기게 되고, 이는 상을 흐려지게 하며 만일 응력이 지속적으로 작용하면 코팅이 깨지는 문제가 생길 수 있고, 응력을 줄이기 위해 사이즈를 줄일 경우 안경에서 지속적으로 소리가 나며 안경 렌즈의 광학 중심 위치가 바뀌게 되어 안경 착용자가 불편함을 느끼게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 일체형 그라인더를 사용하여 안경 렌즈 주변부에 미세 환형 테두리 결합부를 계단 및 경사 형상으로 가공하여, 다양한 모양의 테에 안정적인 피팅을 가능하게 하는 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 높은 곡률을 가지는 안경 렌즈의 가공에 있어서, 하나의 연마휠을 사용하여 안경 렌즈의 곡률에 따라 미세 환형 테두리 결합부를 계단 및 경사 형상으로 가공하고, 안경 렌즈와 안경테의 디자인과 재질에 따라 미세 환형 테두리 결합부의 피치 간격과 환형 단턱 높이를 조절하여 가공할 수 있는 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈는, 적어도 하나 이상의 그라인더를 포함하는 안경 렌즈 가공 장치를 이용하여 가공되는 안경 렌즈에 있어서, 측면에 블런트 산각이 형성된 층상 구조의 미세 환형 테두리 결합부가 돌출 형성된 안경 렌즈; 를 포함하고, 상기 안경 렌즈의 상기 미세 환형 테두리 결합부가 안경테의 홈부에 밀착 고정될 수 있다.
상기 미세 환형 테두리 결합부는 단면이 평행 사변형 모양인 환형 미세 층상 구조의 블런트 산각이 형성될 수 있다.
상기 미세 환형 테두리 결합부의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)는 상기 안경테의 홈부의 홈 간격(PT) 및 홈 깊이(H)보다 각각 치수 공차만큼 작을 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 가공 방법은, 적어도 하나 이상의 그라인더를 포함하는 안경 렌즈 가공 장치로 안경 렌즈를 가공하는 방법에 있어서,(a) 안경테의 홈부의 모양을 측정하는 단계; (b) 상기 안경 렌즈의 렌즈면 주변부에 단면이 삼각형의 구조인 미세 환형 테두리 결합부가 형성되도록 산각 가공하는 단계; 및 (c) 상기 안경 렌즈의 렌즈면 주변부의 단면이 삼각형의 구조인 상기 미세 환형 테두리 결합부의 상단 단부를 소정의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)로 절단하여 블런트 산각이 형성되도록 평각 가공하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계에서 측정한 상기 안경테 홈부의 내측에 상기 안경 렌즈의 상단이 평평한 평행 사변형 모양의 블런트 산각 가공된 상기 안경 렌즈의 상기 미세 환형 테두리 결합부의 2개의 모서리가 밀착되도록 상기 안경 렌즈의 상기 미세 환형 테두리 결합부가 절삭 가공되는 단계일 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 안경 렌즈의 상기 미세 환형 테두리 결합부가 상기 안경테의 재질에 따른 소정의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)로 절삭 가공되는 단계일 수 있다.
상기 (c) 단계는 상기 미세 환형 테두리 결합부의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)는 상기 안경테의 홈부의 홈 간격(PT) 및 홈 깊이(H)보다 각각 치수 공차만큼 작은 조건으로 가공되어 상기 안경 렌즈의 상기 미세 환형 테두리 결합부가 상기 안경테에 밀착 고정되었을 때 응력이 최소가 되도록 블런트 산각 가공되는 단계일 수 있다.
상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계는 복수개의 상기 안경테의 홈부에 대응되는 복수개의 상기 미세 환형 테두리 결합부를 제작하는 복수개의 그라인더가 하나로 형성된 일체형 연마휠을 사용하여 제작되는 단계일 수 있다.
본 발명에 따른 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 의하면, 일체형 연마휠의 산각 가공 그라인더 및 평각 가공 그라인더를 이용하여 산각 가공 후 평각 가공을 하나의 공정으로 시행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 의하면, 고가의 대형 가공 장비를 사용하지 않고도, 안경 렌즈의 미세 환형 테두리 결합부를 계단 및 경사 형상으로 가공하여 안경 렌즈의 가공 비용 및 가공 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 의하면, 안경 렌즈의 곡률에 따라 미세 환형 테두리 결합부의 피치 간격 및 환형 단턱 높이를 조절하여 안경 렌즈가 안경테에 안정적으로 밀착 고정될 수 있다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)와 안경테(13)의 결합 구조를 도시한 사시도와 안경 렌즈(10)와 안경테(10)를 가로축으로 절개한 단면을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)의 단면도이다.
도 3은 안경 렌즈 가공기(1)의 구조를 보여주기 위하여 단면을 절개한 사시도이다.
도 4는 안경 렌즈 가공기(1)에 사용될 수 있는 연마휠(20)을 도시한 사시도이다.
도 5는 연마휠(20)을 이용하여 원형 렌즈를 안경 렌즈(10) 형상으로 가공하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 안경 렌즈(10) 가장자리 가공의 여러 가지 형태를 보여주는 도면이다.
도 7은 안경테(13)의 홈부(15)의 여러가지 모양을 도시한 도면이다.
도 8은 안경테(13)의 홈부(15)에 단면이 삼각형인 일반 산각으로 형성된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 안경테(13)의 홈부(15)에 단면이 평행 사변형인 블런트 산각으로 형성된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 10(a)는 일반 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착하였을 경우 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영한 모습을 도시한 사진이고, 도 10(b)는 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착하였을 경우 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영한 모습을 도시한 사진이다.
도 11은 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10) 가공 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)의 단면도이다.
도 3은 안경 렌즈 가공기(1)의 구조를 보여주기 위하여 단면을 절개한 사시도이다.
도 4는 안경 렌즈 가공기(1)에 사용될 수 있는 연마휠(20)을 도시한 사시도이다.
도 5는 연마휠(20)을 이용하여 원형 렌즈를 안경 렌즈(10) 형상으로 가공하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 6은 안경 렌즈(10) 가장자리 가공의 여러 가지 형태를 보여주는 도면이다.
도 7은 안경테(13)의 홈부(15)의 여러가지 모양을 도시한 도면이다.
도 8은 안경테(13)의 홈부(15)에 단면이 삼각형인 일반 산각으로 형성된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 안경테(13)의 홈부(15)에 단면이 평행 사변형인 블런트 산각으로 형성된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 결합된 모습을 도시한 도면이다.
도 10(a)는 일반 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착하였을 경우 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영한 모습을 도시한 사진이고, 도 10(b)는 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착하였을 경우 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영한 모습을 도시한 사진이다.
도 11은 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10) 가공 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 있어서, 종래의 요소와 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 요소에는 동일한 도면 부호를 부여하였다.
도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 안경 렌즈(10)의 테두리에는 안경테(13)와 피팅 결합을 위한 돌출된 평행 사변형 형상의 미세 층상 구조로 블런트 산각이 형성된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 가공된다.
안경 렌즈(10)는 안경테(13)의 주변부에 안경 렌즈(10)를 장착하기 위한 미세 환형 테두리 결합부(90)가 형성되고, 이는 그라인더에 의해 안경 렌즈(10)가 절삭 가공되어 제작된다. 안경 렌즈(10)가 끼워지는 안경테(13)의 홈부(15)는 안경테(13)에 따라서 삼각형, 원형, 사각형 등 다양한 모양을 가지고 있으므로, 이러한 안경테(13)의 홈부(15)의 내측 표면에 가장 밀착되는 구조로 형성되는 것이 결합력을 최대로 할 수 있어, 이러한 구조로 제조하기 위해서 미세 환형 테두리 결합부(90)의 단부가 다양한 모양의 안경테 홈부(15)의 내측면에 내삽되어 장착되는 원형 또는 다각형의 밀착 구조로 제작된다.
미세 환형 테두리 결합부(90)는 상단이 평평한 단면으로 구성되고 단면이 평행 사변형 모양을 형성하는 환형의 미세 층상 구조로 블런트 산각 가공되어 제작된다. 이러한 블런트 산각을 가공하기 위해서는 안경 렌즈(10)의 가장자리 부분을 복수개의 그라인더가 하나로 결합된 일체형 연마휠의 산각 그라인더로 가공을 한 뒤 상단을 평각 그라인더로 가공을 하게 되는데, 이러한 평행 사변형 모양의 블런트 산각은 일반 산각보다 홈에 닿는 면적이 넓어서 안정적으로 피팅이 가능하며 평각 가공에 모따기 가공을 한 효과가 있어서 모서리 깨짐 없이 피팅이 가능해진다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격(pt)과 환형 단턱 높이(h)가 표시되어 있고, 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT)과 홈 깊이(H)가 표시되어 있다.
안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격(pt)은 안경 렌즈(10)를 산각 가공한 후 평각 가공하였을 때 형성되는 미세 환형 테두리 결합부(90)의 미세 층상 구조 상단의 평평한 단면의 폭이다. 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 환형 단턱 높이(h)는 안경 렌즈(10)를 산각 가공한 후 평각 가공하였을 때 형성되는 미세환형 테두리 결합부(90)의 층상 구조의 높이이다. 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT)은 안경테(13)의 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)가 내삽되는 공간부의 폭이다. 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 깊이(H)는 안경테(13)의 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)가 내삽되는 공간부의 깊이이다. 안경 렌즈(10)의 피치 간격(pt), 환형 단턱 높이(h)와 안경테(13)의 홈 간격(PT), 홈 깊이(H)는 안경 렌즈(10)와 안경테(13)의 디자인과 재질에 따라서 각각 정해지게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 제작하기 위한 안경 렌즈 가공기(1, lens edger)는 가공될 렌즈(10)의 양면에서 안경 렌즈(10)를 고정(clamping)하는 한 쌍의 샤프트(24), 모터(22)에 의하여 회전하는 연마휠(20), 연마휠(20)과 함께 회전하는 공기 유동 팬(70), 및 한 쌍의 샤프트(24), 연마휠(20) 및 공기 유동 팬(70)이 장착되어 안경 렌즈(10)가 가공되는 가공룸(50, room)으로 구성된다.
한 쌍의 샤프트(24)는 가공하고자 하는 안경 렌즈(10)를 고정하는 통상의 장치로서, 상하 전후 및 좌우 방향으로 이동하여 안경 렌즈(10)의 위치를 상하 전후 및 좌우 방향으로 이동시키거나, 샤프트(24)의 축 방향으로 회전하여 안경 렌즈(10)의 방향을 변경시킴으로써, 안경 렌즈(10)의 연마될 부분이 연마휠(20)의 표면에 맞닿도록 하는 기능을 한다.
연마휠(20)은 모터(22)에 의하여 회전하여, 연마휠(20)의 표면에 맞닿은 렌즈(10)를 연마시키는 장치이다.
이러한 한 쌍의 샤프트(24), 연마휠(20) 및 공기 유동 팬(70)은 안경 렌즈(10)가 가공되는 가공룸(48)에 장착된다.
가공룸(48)은 모터(22) 등의 기계 부품과 안경 렌즈(10)가 가공되는 공간을 분리하여, 안경 렌즈(10) 가공 시 발생하는 칩(chip), 입자(particle) 등의 분진에 의해, 기계 부품이 오염되거나 고장 발생을 방지하며, 렌즈 가공 시 발생하는 분진을 외부로 배출하는 배출통로의 역할을 한다. 가공룸(48)의 상부에는 가공룸(48)으로 안경 렌즈(10)를 삽입하고, 안경 렌즈(10) 가공 상태를 관찰하기 위한 개폐창(52)이 형성되어 있다. 가공룸(48)의 일단, 바람직하게는 후면에는, 가공룸(48)의 일단, 바람직하게는 후면으로 물을 분사하는 물 분사 노즐(54)이 장착되고, 가공룸(48)의 하단에는 물 분사 노즐(54)에서 분사된 물과 렌즈 분진이 배출되는 물 배출구(56)가 형성되어 있을 수 있다. 물 분사 노즐(54)을 이용하여 가공룸(48) 후면으로 물을 분사하면, 공기 유동 팬(70)에 의해 발생한 공기 유동에 의하여 가공룸(48)의 후면에 접촉하는 렌즈 분진이 분사된 물에 의해 세척된다. 세척된 렌즈 분진은 물과 함께 가공룸(48) 하단에 형성된 물 배출구(56)를 통해, 가공룸(48) 외부로 배출된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 안경 렌즈 가공기(1)에 사용될 수 있는 연마휠(20) 및 모터(22)의 구조가 도시되어 있으며, 모터(22)의 회전력은 벨트 등의 동력 전달 수단을 통하여, 그라인더 회전축(34)을 회전시킴으로써, 연마휠(20)을 회전 구동시킨다. 연마휠(20)은 통상의 그라인더와 마찬가지로, 초벌 가공 그라인더(20a), 산각 가공 그라인더(20b), 경사 가공 그라인더(20c), 표면 마무리 가공 그라인더(20d) 등의 하나 이상의 그라인더(20a, 20b, 20c, 20d)가 순차적으로 장착된다. 초벌 가공 그라인더(20a)로 안경 렌즈(10)를 원하는 형상으로 가공한 후, 산각 가공 그라인더(20b), 경사 가공 그라인더(20c), 표면 마무리 가공 그라인더(20d)로 렌즈(10)를 차례로 이동시켜, 안경 렌즈(10) 둘레에 산 모양을 가공하거나(이를, '산각 가공'이라 한다), 계단(step) 또는 경사(bevel) 모양을 가공하거나, 평각 가공하거나, 표면 마무리 가공을 수행한다.
연마휠(20)은 초벌 가공 그라인더(20a), 산각 가공 그라인더(20b), 경사 가공 그라인더(20c), 표면 마무리 가공 그라인더(20d)를 포함하는 일체형 그라인더로 제작되며, 복수개의 그라인더가 추가로 장착되거나 생략되어 일체형 그라인더로 제작될 수 있다. 연마휠(20)은 복수개의 안경테 홈부(15)에 대응되는 복수개의 미세 환형 테두리 결합부(90)를 제작하는 과정에서 복수개의 그라인더가 결합된 일체형 그라인더를 사용하여 복수개의 그라인더와 안경 렌즈(10)의 테두리부가 접촉하는 지점의 위치를 순차적으로 조절함으로써 먼저 초벌 가공 그라인더가 안경 렌즈(10)의 표면을 초벌 가공하고, 산각 가공 그라인더가 산각 가공을 하고 경사 가공 그라인더가 경사를 가공하고, 표면 마무리 가공 그라인더인 평면 가공 그라인더가 평각 가공을 하는 방식으로 안경 렌즈(10)에 평평한 단면을 가진 평행 사변형의 미세 환형 층상 구조의 블런트 산각 가공을 가능하게 된다. 공기 유동 팬(70)이 연마휠(20)의 측면에 가공되어 형성될 수 있는데, 구체적으로는 최외각에 위치하는 표면 마무리 가공 그라인더(20d)의 측면에 복수개의 공기 유동홈(72)이 형성되고, 복수개의 공기 유동홈(72) 사이에 공기 유동 날개(74)가 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 다이아몬드 휠(wheel) 등의 그라인더(grinder)를 이용하여 원형 렌즈를 안경 렌즈(10) 형상으로 가공하는 과정의 모식도가 도시되어 있으며, 안경 렌즈 가공기(1)에는 모터(22)에 의하여 회전하는 연마휠(20)이 장착되어 있고, 샤프트(24)에 고정된 원형 렌즈(10)가 연마휠(20)와 마주보도록 위치한다. 연마휠(20)은 초벌 가공 그라인더(20a), 산각 가공 그라인더(20b), 경사 가공 그라인더(20c) 및 표면 마무리 가공 그라인더(20d)를 포함한다. 샤프트(24)는 안경 렌즈(10)를 회전시키거나(R 방향) 이동시키는(Y 방향) 회전 및 이동축의 역할을 한다. 안경 렌즈 가공기(1)는, 초벌 가공 그라인더(20a) 방향으로(Y 방향), 샤프트(24)를 이동시켜, 회전하는 초벌 가공 그라인더(20a)에 안경 렌즈(10)의 둘레가 맞닿도록 하여, 안경 렌즈(10) 둘레 부분을 연마한다. 이러한 연마 과정을, 안경 렌즈(10)를 회전시키면서(R 방향), 안경 렌즈(10) 전체 둘레에 대하여 안경 렌즈(10)의 3축 이동을 수행하면, 원하는 형태로 안경 렌즈(10)를 초벌 가공할 수 있다. 렌즈 고정용 테이프(26)와 렌즈 고정용 블록(28)은 샤프트(24)와 안경 렌즈(10)를 견고히 결합시키기 위하여 사용된다. 안경 렌즈(10)의 외형을 초벌 가공한 다음에는, 안경테(13), 렌즈 고정용 줄(string) 등에 안경 렌즈(10)를 고정시키거나, 사용자가 원하는 형상으로 안경 렌즈(10)의 테두리부의 측면을 가공한다.
도 6를 참조하면, 안경 렌즈(10) 둘레 가공의 여러 가지 형태가 도시되어 있으며, 안경테(13)의 내측에 형성된 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 둘레가 삽입되어 고정되도록, 안경 렌즈(10)의 둘레를 산 모양(∧)으로 가공하거나(도 6의 A, '산각 가공'), 안경 렌즈(10) 둘레에 산 및 경사부를 형성하거나(도 6의 B), 평면 및 경사부를 형성하기도 한다(도 6의 C). 도 6의 A에 도시된 산각 가공은 둘레에 홈이 형성된 산각 가공 그라인더(20b)에 의하여 수행된다. 예를 들면, 초벌 가공 그라인더(20a)에 의하여 초벌 가공된 안경 렌즈(10)를 산각 가공 그라인더(20b)에 맞닿도록 이동시키고, 안경 렌즈(10) 둘레를 산각 가공 그라인더(20b)로 연마하면, 안경 렌즈(10)의 둘레에 산 모양을 형성할 수 있다. 도 6의 B에 도시된 산 및 경사부는, 산각 가공 그라인더(20b)로 안경 렌즈(10) 둘레에 산 모양을 형성한 다음, 비대칭 휠인 경사 가공 그라인더(20c)로 안경 렌즈(10) 둘레를 연마하여 형성하며, 도 6의 C에 도시된 평면 및 경사부는, 초벌 가공 그라인더(20a)로 렌즈(10) 둘레를 평행하게 가공한 다음, 경사 가공 그라인더(20c)로 렌즈(10) 둘레를 연마하여 형성할 수 있다. 도 6의 D에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(10)의 둘레에 홈 모양(
, 82)을 가공하기도 한다('홈파기 가공'). 반 무테 안경에서, 렌즈 고정 줄 또는 얇은 두께를 가지는 안경테(13)의 일부 또는 전부가 홈(82)에 끼워져, 안경 렌즈(10)를 고정하는 역할을 하므로, 홈파기 가공을 '반 무테 가공'이라 부르기도 한다. 홈파기 가공은, 도 3에 도시된 안경 렌즈 가공기(1)로는 수행할 수 없으므로, 별도의 홈 가공용 소형 그라인더인 홈파기부에 의하여 수행되며 이에 대한 상세한 설명은 대한민국 공개특허 제10-2006-0054560호(특허문헌 2)에 기술되어 있다.
도 7을 참조하면, 안경테(13)의 홈부(15)는 정삼각형(15a), 이등변 삼각형(15b), 반원기둥형(15c), 정사각형(15d), 평행 사변형(15e)의 여러가지로 구성될 수 있다. 이는 안경 렌즈(10) 및 안경테(13)의 디자인과 재질에 따른 것으로, 예를 들어 안경 렌즈(10)의 디자인적 필요에 의해서 테두리가 두껍게 제작될 수도 있고 얇게 제작될 수도 있다. 안경테(13)의 디자인뿐만 아니라 안경 렌즈(10)의 재질이 밀도가 크거나 작은 정도에 대응하여 안경테(13)가 안경 렌즈(10)를 밀착 고정하기에 가장 적합한 형태로 안경테(13)의 홈부(15)가 구성될 수 있다. 안경테(13)의 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)가 내삽되는 공간부의 폭인 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT)이 도시되어 있고, 안경테(13)의 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)가 내삽되는 공간부의 깊이인 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 깊이(H)가 도시되어 있는데, 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT)과 홈 깊이(H)는 안경테(13)의 디자인과 재질에 따라서 정해지게 된다.
도 8을 참조하면, 안경테(13)의 정삼각형(15a), 이등변 삼각형(15b), 반원기둥형(15c), 정사각형(15d), 평행 사변형(15e) 형상의 홈부(15)에 단면이 삼각형인 일반 산각으로 산각 가공된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 결합될 수 있다. 다양한 모양(15a, 15b, 15c, 15d, 15e)의 안경테(13)의 홈부(15)에 단부가 삼각형 모양(91a, 91b, 91c, 91e)의 산각 가공을 하여 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)를 안경테(13)의 홈부(15)에 내삽하게 되면 단부의 삼각형 모양이 홈부(15)의 모양과 밀접하게 접촉되지 않아서 안경 렌즈(10)에 응력이 작용하여 상이 뿌옇거나 코팅이 깨질 수 있다. 또한 이러한 응력을 최소화하기 위해 체결력을 줄이면 안경 렌즈(10)가 고정되지 않아서 사용자가 안경을 잡거나 안경 렌즈(10)를 닦을 때 소리가 나거나 최초로 안경을 제조하였을 때로부터 안경 렌즈(10)의 위치가 달라져서 사용자에게 불편함을 줄 수 있으며 외부 충격에 의해 안경 렌즈(10)가 안경테(13)에서 분리되기도 한다. 미세 환형 테두리 결합부(90)의 단부를 사각형 모양(91d)의 평각 가공을 하여 피팅을 할 경우에는 안경 렌즈(10)의 재질에 따라서 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착 고정하는 과정이나 외부 충격에 의해서 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 모서리가 파손될 수도 있다. 안경 렌즈(10)를 산각 가공한 후 평각 가공하였을 때 형성되는 미세 환형 테두리 결합부(90)의 미세 층상 구조 상단의 평평한 단면의 폭인 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격(pt)이 도시되어 있으며, 안경 렌즈(10)를 산각 가공한 후 평각 가공하였을 때 형성되는 미세환형 테두리 결합부(90)의 층상 구조의 높이인 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 환형 단턱 높이(h)가 도시되어 있는데, 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격(pt)과 환형 단턱 높이(h)는 안경 렌즈(10)의 디자인과 재질에 따라서 정해지게 된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)는 안경테(13)의 홈부(15)에 단면이 평행 사변형 모양인 블런트 산각으로 형성된 미세 환형 테두리 결합부(90)가 형성된다. 안경테(13)의 정삼각형(15a), 이등변 삼각형(15b), 반원기둥형(15c), 정사각형(15d), 평행 사변형(15e) 형상의 홈부(15)에 단면이 삼각형인 일반 산각으로 산각 가공한 후 다시 평각 가공하여 단면이 평행 사변형 모양인 미세 환형 테두리 결합부(90)가 결합되게 되는데, 다양한 모양(15a, 15b, 15c, 15d, 15e)의 안경테(13)의 홈부(15)에 단부가 평행사변형 모양(93a, 93b, 93c, 93e)의 산각 가공 후 평각 가공을 하여 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT)과 홈 깊이(H)보다 작은 피치 간격(pt)과 환형 단턱 높이(h)로 제작한 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)를 안경테(13)의 홈부(15)에 내삽하게 되면 미세 환형 테두리 결합부(90) 단부의 평행 사변형 모양의 양측 2개의 모서리가 홈부(15)의 내측 모양과 밀접하게 접촉하게 되어 안경 렌즈(10)에 응력이 최소화되어 상이 선명하게 되고 평행 사변형의 트러스 구조로 인하여 외부로 부터의 힘을 분산하게 되어 외부 충격으로부터 안경 렌즈(10)코팅이 깨지는 것을 방지할 수 있다. 또한 이러한 평행 사변형 모양의 양측 2개의 모서리가 홈부(15)의 내측 모양과 밀접하게 되는 트러스 구조로 인하여 응력을 최소화하면서도 안경 렌즈(10)와 안경테(13)의 체결력이 유지되어 안경 렌즈(10)가 밀착 고정되어 사용자가 안경을 잡거나 안경 렌즈(10)를 닦을 때 소리가 나지 않고 최초로 안경을 제조하였을 때로부터 안경 렌즈(10)의 위치가 달라지지 않아서 사용자에게 불편함을 주지 않으며 외부 충격에 의해 안경 렌즈(10)가 안경테(13)에서 쉽게 분리되지 않는다. 안경테(13)의 홈부(15)가 사각형(15d)인 경우에도 미세 환형 테두리 결합부(90)의 단부가 평행 사변형 모양(93d)으로 산각 가공 후 평각 가공을 하여 피팅을 할 경우에도 안경테(13)의 홈부(15d)에 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 단부의 상단면이 안경테(13)의 홈부(15)의 내측에 밀착되게 되어 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착 고정하는 과정이나 외부 충격에 의해서 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 모서리가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)는 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT) 및 홈 깊이(H)보다 각각 치수 공차만큼 작게 제작되어 안경 렌즈(10)가 안경테(13)에 장착되었을 때가 응력이 최소가 되는 조건이 되므로, 이러한 사이즈로 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)를 블런트 산각 가공하는 것이 바람직하다.
도 10(a) 및 도 10(b)를 참조하면, 도 10(a)는 일반 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착하였을 경우 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영한 사진이고, 도 10(b)는 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)를 안경테(13)에 장착하였을 경우 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영한 사진이 개시되어 있다. 왜곡 검사기(200)로 피팅이 된 안경을 촬영하면 도 10(a)와 같이 일반 산각일 때는 안경 렌즈(10) 전체에 응력이 가하여 왜곡 무늬(W)가 많이 생기게 되고 투명부(T)는 중앙 부분에 한정되지만, 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10)가 피팅이 된 안경을 왜곡 검사기로 촬영하면, 도 10(b)와 같이 안경 렌즈(10)와 안경테(13)가 접촉하는 안경 렌즈(10) 주변부는 체결에 의한 응력에 의하여 왜곡 무늬(W)가 발생되지만, 착용자가 사물을 볼 때 주로 사용하는 안경 렌즈(10) 전체적으로 왜곡이 사라진 투명부(T)를 확인할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈(10) 가공 방법은 적어도 하나 이상의 그라인더를 포함하는 안경 렌즈 가공 장치로 안경 렌즈(10)를 가공하는 방법으로 S100, S200, S300의 단계를 포함한다.
S100 단계는 엔코더가 장착된 탐침이 소정의 미세 각도로 회전 및 이동하면서 안경테(13)의 형상 정보를 취득하는 안경테(13) 형상 데이터 측정기를 이용하여 안경테(13)의 모양과 커브 정보와 안경테(13)의 홈의 모양을 측정하는 탐침을 이용하여 안경테(13)의 홈의 모양을 측정하는 단계이다. 이러한 과정은 대한민국 공개특허 제10-2009-0097404호(특허문헌 3)를 참조하면, 안경테(13) 형상 데이터 측정기의 일 실시예로서, 형상 왜곡을 최소화하여, 측정의 정확도를 향상시킨 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법이 상세히 개시되어 있다. 특허문헌 3에 의하면, 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치는 안경테(13) 또는 패턴을 고정하는 고정부, 안경테(13) 또는 패턴에 접하고, 안경테(13) 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 탐침부로 구성되고, 이러한 구성의 안경테(13) 형상 데이터 측정기는 스타일러스가 탐침부의 회전을 통하여, 안경테(13) 또는 패턴의 접점의 위치 정보를 얻고, 제어부는 위치 정보로부터, 접점에서 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 법선 벡터 기울기의 변화를 산출하고, 법선 벡터 기울기의 변화를 기초로 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 조절한다. 이때, 3차원 자동 안경테(13)/패턴 형상 측정 방법은 탐침부가 안경테(13) 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 단계, 안경테(13) 또는 패턴의 접점에서의 회전 각도, R축 방향 위치 변위, 및 Z축 방향 위치 변위를 포함하는 위치 정보를 얻는 단계, 위치 정보로부터, 접점에 있어서, 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 법선 벡터 기울기 변화를 산출하는 단계, 법선 벡터 기울기의 변화를 기초하여, 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 조절하는 단계를 거쳐서 진행된다.
S200 단계는 안경 렌즈(10)을 절삭하는 단계이다. S200 단계의 일 실시예로, 대한민국 공개 특허 제10-2014-0067362호(특허문헌 4)에 의하면, 밀링 커터를 이용한 안경 렌즈 가공 장치 및 방법이 개시되고 있다. 특허문헌 4에 의하면, 나선형으로 구동되는 밀링 커터를 이용하여, 원형 렌즈 가장자리의 불필요한 부분을 잘라내어 제거한다. S200 단계의 안경 렌즈 가공 방법은, 밀링 커터를 렌즈 표면에 접촉시키는 단계, 렌즈 중앙부의 안경 렌즈 부분을 나선형으로 둘러싸는 하나의 나선형 가공 궤적을 따라 밀링 커터를 이동시키면서, 안경 렌즈(10)에 소정 깊이의 홈을 형성하여, 안경 렌즈(10)를 절단함으로써, 안경 렌즈 부분의 형상을 따라, 안경 렌즈(10) 가장자리의 불필요한 부분을 분리하여 제거하는 단계를 포함하여 구성된다. 여기서, 하나의 나선형 가공 궤적을 형성하는 각각의 회전 단계에서 형성되는 홈의 폭은 이전 회의 회전 단계에서 형성된 홈의 폭과 부분적으로 중복되며, 각각의 회전 단계에서 형성되는 홈의 깊이는, 매회의 회전 단계마다 증가하여, 최종적으로 안경 렌즈(10) 부분의 형상을 따라, 안경 렌즈(10)가 절단된다.
S300 단계는 안경 렌즈(10)의 렌즈면(12) 가장자리가 삼각형의 구조(14)가 형성되도록 산각 가공하는 단계이다. 먼저, 안경테(13)의 내측에 형성된 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 둘레가 삽입되어 고정되도록, 안경 렌즈(10)의 둘레를 산 모양(∧)으로 가공한다(도 6의 A, '산각 가공'). 도 6의 A에 도시된 산각 가공은 둘레에 홈이 형성된 산각 가공 그라인더(20b)에 의하여 수행된다. 예를 들면, 초벌 가공 그라인더(20a)에 의하여 초벌 가공된 안경 렌즈(10)를 산각 가공 그라인더(20b)에 맞닿도록 이동시키고, 안경 렌즈(10) 둘레를 산각 가공 그라인더(20b)로 연마하면, 안경 렌즈(10)의 둘레에 산 모양을 형성할 수 있다.
S400 단계는 S200 단계 이후에 삼각형의 구조(14)가 형성된 안경 렌즈(10)의 렌즈면(12) 가장자리가 상단이 평평한 평행 사변형 모양의 블런트 산각이 형성되도록 산각 가공 후 평각 가공하는 단계이다. 안경테(13)의 내측에 형성된 홈부(15)에 안경 렌즈(10)의 둘레가 삽입되어 고정되도록, 안경 렌즈(10)의 둘레를 산 모양(∧)으로 가공하고(도 6의 A, '산각 가공'), 이후 안경 렌즈(10) 둘레에 산 및 경사부를 형성하거나(도 6의 B), 평면 및 경사부를 형성한다(도 6의 C). 도 6의 B에 도시된 산 및 경사부는, 산각 가공 그라인더(20b)로 안경 렌즈(10) 둘레에 산 모양을 형성한 다음, 비대칭 휠인 경사 가공 그라인더(20c)로 안경 렌즈(10) 둘레를 연마하여 형성하며, 도 6의 C에 도시된 평면 및 경사부는, 초벌 가공 그라인더(20a)로 렌즈(10) 둘레를 평행하게 가공한 다음, 경사 가공 그라인더(20c)로 렌즈(10) 둘레를 연마하여 형성할 수 있다. 도 6의 D에 도시된 바와 같이, 안경 렌즈(10)의 둘레에 홈 모양(
,82)을 가공하기도 한다('홈파기 가공'). 반 무테 안경에서, 렌즈 고정 줄 또는 얇은 두께를 가지는 안경테(13)의 일부 또는 전부가 홈(82)에 끼워져, 안경 렌즈(10)를 고정하는 역할을 하므로, 홈파기 가공을 '반 무테 가공'이라 부르기도 한다. 홈파기 가공은, 도 3에 도시된 안경 렌즈 가공기(1)로는 수행할 수 없으므로, 별도의 홈 가공용 소형 그라인더인 안경 렌즈 홈형성 유닛(30)에 의하여 수행된다. 그리고, S300 단계는 측정한 안경테(13) 홈의 내측부에 안경 렌즈(10)의 상단이 평평한 평행 사변형 모양의 블런트 산각 가공된 안경 렌즈(10)의 2개의 모서리가 접촉되도록 안경 렌즈(10)가 가공되는 것이 바람직하다. 이와 같이 안경 렌즈(10)의 상단이 평평한 평행 사변형 모양의 블런트 산각 가공된 안경 렌즈(10)의 2개의 모서리가 안경테(13)에 접촉되게 가공하면 안경 렌즈(10)가 안경테(13)에 장착되었을 때 응력이 최소가 되게 된다. S300 단계는 안경 렌즈(10)의 재질별로 절삭 가공 깊이를 다르게 가공할 수 있으며, 이때 상단에 평각 휠로 절삭 가공하는 환형 단턱 높이(h)는 안경 렌즈(10)와 안경테(13)의 재질에 따라서 결정되는데 안경 렌즈(10)의 재질이 금속과 같은 밀도가 큰 재질일 경우에는 환형 단턱 높이(h)가 작게 되고, 안경 렌즈(10)의 재질이 플라스틱과 같은 밀도가 작은 재질일 경우에는 환형 단턱 높이(h)가 크게 되는 것이 안경 렌즈(10)의 상단이 평평한 평행 사변형 모양의 블런트 산각 가공된 안경 렌즈(10)의 2개의 모서리가 안경테(13)의 내측 결합홈(15)에 접촉되게 되어 안경 렌즈(10)가 안경테(13)에 장착되었을 때 안경 렌즈(10)에 가해지는 응력이 최소가 되게 된다.
본 발명에 따른 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 의하면, 일체형 연마휠(20)의 산각 가공 그라인더(20b) 및 평각 가공 그라인더(20a,20c,20d)를 이용하여 산각 가공 후 평각 가공을 하나의 공정으로 시행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 의하면, 고가의 대형 가공 장비를 사용하지 않고도, 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)를 계단 및 경사 형상으로 가공하여 안경 렌즈(10)의 가공 비용 및 가공 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 및 렌즈 가공 방법에 의하면, 안경 렌즈(10)의 곡률에 따라 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격 (pt)및 환형 단턱 높이(h)를 조절하여 안경 렌즈(10)가 안경테(13)에 안정적으로 밀착 고정될 수 있게 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (8)
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- 적어도 하나 이상의 그라인더를 포함하는 안경 렌즈 가공 장치(1)로 안경 렌즈(10)를 가공하는 방법에 있어서,
(a) 안경테(13)의 홈부(15)의 모양을 측정하는 단계;
(b) 상기 안경 렌즈(10)의 렌즈면(12) 주변부에 단면이 삼각형의 구조인 미세 환형 테두리 결합부(90)가 형성되도록 산각 가공하는 단계; 및
(c) 상기 안경 렌즈(10)의 렌즈면(12) 주변부의 단면이 삼각형의 구조인 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)의 상단 단부를 소정의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)로 절단하여 블런트 산각이 형성되도록 평각 가공하는 단계; 를 포함하며,
상기 (a) 단계에서 안경테(13)의 홈부(15)의 모양은 정삼각형(15a), 이등변 삼각형(15b), 반원기둥형(15c) 및 정사각형(15d)로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계에서 측정한 상기 안경테(13) 홈부(15)의 내측에 상기 안경 렌즈(10)의 상단이 평평한 평행 사변형 모양의 블런트 산각 가공된 상기 안경 렌즈(10)의 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)의 2개의 모서리가 밀착되도록 상기 안경 렌즈(10)의 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)가 절삭 가공되며,
상기 (c) 단계는 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)는 상기 모양(15a, 15b, 15c, 15d, 15e)의 안경테(13)의 홈부(15)의 홈 간격(PT) 및 홈 깊이(H)보다 각각 치수 공차만큼 작은 조건으로 가공되어 상기 안경 렌즈(10)의 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)가 상기 안경테(13)에 밀착 고정되었을 때 응력이 최소가 되도록 블런트 산각 가공되고,
상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계는 복수개의 상기 안경테(13)의 홈부(15)에 대응되는 복수개의 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)를 제작하는 초벌 가공 그라인더(20a), 산각 가공 그라인더(20b), 경사 가공 그라인더(20c) 및 표면 마무리 가공 그라인더(20d)로 이루어진 복수개의 그라인더(20a,20b,20c,20d)가 하나로 형성된 일체형 연마휠(20)을 사용하여 제작되며,
상기 안경 렌즈 가공 단계는 초벌 가공 그라인더(20a)에 의하여 초벌 가공된 안경 렌즈(10)를 산각 가공 그라인더(20b)에 맞닿도록 이동시키고, 안경 렌즈(10) 둘레를 산각 가공 그라인더(20b)로 연마하면, 안경 렌즈(10)의 둘레에 산 모양을 형성하고, 상기 산각 가공된 안경 렌즈(10)의 상단을 표면 마무리 가공 그라인더(20d)로 평각 가공하여, 안경 렌즈(10)의 미세 환형 테두리 결합부(90)의 단면이 평행 사변형 모양인 환형 미세 층상 구조의 블런트 산각을 형성하여, 평행 사변형의 트러스 구조로 인하여 외부로 부터의 힘을 분산하게 되어 외부 충격으로부터 안경 렌즈 코팅이 깨지는 것을 방지하는 것인,
블런트 산각이 형성된 안경 렌즈 가공 방법. - 삭제
- 제4항에 있어서, 상기 (c) 단계는 상기 안경 렌즈(10)의 상기 미세 환형 테두리 결합부(90)가 상기 안경테(13)의 재질에 따른 소정의 피치 간격(pt) 및 환형 단턱 높이(h)로 절삭 가공되는 단계인 것을 특징으로 하는,
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