KR200377662Y1 - 렌즈 연마기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 상, 하부스핀들을 센터상에서 전, 후 혹은 좌, 우방향으로 벗어나도록 미세조절한 후, 렌즈를 가공하도록 함으로서 연마과정에서 렌즈가 자동으로 센터에 위치될 수 있도록 한 렌즈 연마기에 관한 것이다. 이를 위한 본 고안은 하부스핀들과, 상기 하부스핀들 위에 설치되는 상부스핀들로 이루어져 렌즈를 가공하게 되는 렌즈연마기에 있어서, 상기 하부스핀들의 둘레에는 스핀들하우징이 설치되며, 상기 스핀들하우징의 양 끝단에는 제 1, 2암이 각각 수직으로 연장 형성되며 상기 제 1암에는 상기 제 1암의 선단에 설치 고정되는 샤프트와, 상기 샤프트의 둘레면에 삽입 고정되는 예압베어링 및 상기 예압베어링의 둘레면에 설치되는 고정너트와, 상기 고정너트의 양단부에 각각 나사식으로 체결되며 상기 예압베어링을 좌, 우로 이동시키는 제 1, 2조절볼트로 구성된 좌, 우 이동수단이 설치되어 하부스핀들을 좌, 우방향으로 미세조절하게 됨을 특징으로 한다.

Description

렌즈 연마기{a lens grinder}

본 고안은 렌즈 연마기에 관한 것으로서, 특히 소형렌즈의 가공시 상, 하부스핀들이 센터축을 중심으로 전, 후 또는 좌, 우 방향으로 조금씩 벗어나도록 미세조절이 가능토록 하여 가공과정에서 렌즈가 자동으로 센터에 위치될 수 있도록 한렌즈 연마기에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 카메라, CD플레이어(compack disk driver), 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경등의 광학기기에 사용되는 렌즈의 제조는 일정크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고 그 표면을 보다 매끄럽게 다듬질하는 연삭공정을 거쳐 완성하게 된다.

이때 상기 렌즈의 표면을 연삭하기 위하여 렌즈 연마기(일반적으로 "구심연마기"라고도 함)가 사용되는 데, 이러한 렌즈연마기는 연마공정을 수행하도록 연마할 렌즈를 고정시키고 회전하는 회전거치부와 상기 회전거치부가 회전하도록 하는 모터 및 렌즈를 연마하기 위한 연마부재가 부착된 실린더블럭으로 구성되며, 이러한 렌즈연마기는 통상 수작업으로 그 동작이 이루어진다.

한편, 상기한 렌즈 연마기에 관련된 광학산업분야에서 요구되는 주요조건은 렌즈표면의 곡률이 변화됨 없이 렌즈의 표면 마무리를 개선할 수 있도록 하는 능력을 필요로 하고, 바람직하게는 렌즈 연마작업이 렌즈의 작은 홈이나 가공시 나타나는 흔적을 제거하고 규정된 곡률을 완벽하게 유지하는 것이다.

즉, 이러한 엄격한 요구조건에 따라 렌즈는 매우 정밀한 가공작업을 요하게 된다. 하지만 렌즈의 크기가 작은 소형렌즈, 대표적으로는 카메라 휴대폰에 사용되는 소형렌즈의 경우에는 가공툴보다 더 크기가 작게 성형되는 경우가 대부분이며, 이러한 소형렌즈는 연마과정에서 가공툴의 회전에 따른 원심력이 작용하여 센터상에서 벗어나거나 이탈하게 됨으로서 보다 균일하고 정밀한 연마작업을 수행할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 상, 하부스핀들을 센터상에서 전, 후 혹은 좌, 우방향으로 벗어나도록 미세조절한 후, 렌즈를 가공하도록 함으로서 연마과정에서 렌즈가 자동으로 센터에 위치될 수 있도록 한 렌즈 연마기를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 보다 정밀하고 균일한 연마작업을 수행할 수 있는 렌즈 연마기를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 소형렌즈를 효과적으로 연마할 수 있는 렌즈 연마기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 하부스핀들과, 상기 하부스핀들 위에 설치되는 상부스핀들로 이루어져 렌즈를 가공하게 되는 렌즈연마기에 있어서, 상기 하부스핀들의 둘레에는 스핀들하우징이 설치되며, 상기 스핀들하우징의 양 끝단에는 제 1, 2암이 각각 수직으로 연장 형성되며 상기 제 1암에는 상기 제 1암의 선단에 설치 고정되는 샤프트와, 상기 샤프트의 둘레면에 삽입 고정되는 예압베어링 및 상기 예압베어링의 둘레면에 설치되는 고정너트와, 상기 고정너트의 양단부에 각각 나사식으로 체결되며 상기 예압베어링을 좌, 우로 이동시키는 제 1, 2조절볼트로 구성된 좌, 우 이동수단이 설치되어 하부스핀들을 좌, 우방향으로 미세조절하게 됨을 특징으로 한다.

또한 본 고안은 상기 상부스핀들에는 상기 상부스핀들이 관통 설치되어 지는 왕복대와, 상기 왕복대의 후방에 설치되는 마이크로미터 및 상기 마이크로미터의 작동으로 상기 왕복대를 밀어 전진시키는 로드와, 상기 로드의 양측에 위치하며 상기 왕복대와 각각 볼트 체결되는 스프링가이드 및 상기 스프링가이드와 접촉하며 텐션력으로 상기 스프링가이드를 가압하여 상기 왕복대를 후진시키는 코일스프링(으로 구성된 전, 후 이동수단이 더 포함됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 사용자 혹은 설계자의 의도 또는 관례등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 고안에서는 렌즈가 안치되는 다이를 가지는 하부스핀들과, 상기 다이에 안치된 렌즈를 연마하는 가공툴을 가지는 상부스핀들로 렌즈 연마기를 구성하되, 소형렌즈의 연마작업시에는 가공툴의 회전으로 발생한 원심력에 의해 상기 렌즈가 다이와 가공툴의 센터상에서 이탈하지 않도록 상기 하부스핀들은 센터를 기준으로 해서 좌, 우측방향으로 미세하게 이동시키고 상기 상부스핀들은 센터를 기준으로 해서 전, 후방향으로 미세하게 이동시켜 렌즈가 센터(다이와 가공툴의 중심)에서 조금 벗어난 상태에서 다이에 안치되도록 함으로서 연마작업을 위해 가공툴을 회전시키면 이 회전력을 이용하여 렌즈가 자동으로 센터에 위치되도록 하여 소형렌즈를 보다 균일하고 정밀하게 가공할 수 있도록 함을 본 고안의 기술적 요지로 한다.

첨부된 도 1은 본 고안인 렌즈 연마기의 전체구성을 도시한 도면이다. 상기 도 1을 참조하면 본 고안인 렌즈 연마기(100)는 제 1구동모터(14)의 동력을 전달받아 회전하는 하부스핀들(10)과, 상기 하부스핀들(10) 위에 설치되며 제 2구동모터(16)의 동력으로 회전하는 상부스핀들(12)로 이루어진다. 여기서 상기 하부스핀들(10)은 후술하겠지만 좌, 우 이동수단(22)의 작동에 따라 센터를 기준으로 좌, 우측방향으로 미세하게 이동하게 되며, 상기 상부스핀들(12)은 전, 후 이동수단(50)의 작동에 따라 센터를 기준으로 전, 후방향으로 미세하게 이동하게 된다

첨부된 도 2는 본 고안의 주요부를 이루며 하부스핀들(10)을 좌, 우측으로 이동시키기 위한 좌, 우 이동수단(22) 및 가이드수단(36)의 상세구성을 도시한 도면이다.

상기 도 2에 도시한 바와 같이 하부스핀들(10)의 상단에는 가공하고자 하는 렌즈가 안치되어 지는 다이(10a)가 구비되어 있으며 그 둘레면에는 상기 하부스핀들(10)을 지지하는 스핀들하우징(20)이 설치되며, 이 스핀들하우징(20)의 양 끝단에는 제 1, 2암(20a, 20b)이 수직으로 연장 형성되어 진다.

상기 제 1암(20a)에는 본 고안의 주요부를 이루며 하부스핀들(10)을 지지하는 스핀들하우징(20)을 좌, 우 방향으로 미세조절하게 되는 좌, 우 이동수단(22)이 장착되며, 상기 제 2암(20b)에는 상기 좌, 우 이동수단(22)의 작동에 따라 상기 스핀들하우징(20)의 이동을 도와주게 되는 가이드 수단(36)이 장착되어 지는 바, 이러한 좌, 우 이동수단(22) 및 가이드수단(36)의 상세구성을 기술하면 하기와 같다.

상기 좌, 우 이동수단(22)은 상기 제 1암(20a)의 선단에 설치 고정되는 샤프트(26)와, 상기 샤프트(26)의 둘레면에 삽입 고정되는 예압베어링(28) 및 상기 예압베어링(28)의 둘레면에 설치되는 고정너트(30)와, 상기 고정너트(30)의 양단부에 각각 나사식(32a, 34a)으로 체결되며 상기 예압베어링(28)을 좌, 우방향으로 이동시키는 제 1, 2조절볼트(32, 34)로 구성된다.

상기 가이드수단(36)은 언급한 바와 같이 스핀들하우징(20)의 좌, 우 이동을 가이드하는 수단으로서 상기 제 2암(20b)의 선단에 설치 고정되며 스핀들하우징(20)의 좌,우 이동에 따라 상기 제 2암(20)을 좌, 우 이동시키게 되는 샤프트(38)와, 상기 샤프트(38)의 둘레면에 끼워지는 베어링(40)과, 상기 베어링(40)의 둘레에 설치되는 고정너트(42) 및 상기 고정너트(42)에 내설되어 지는 스프링(44)과, 상기 스프링(44)과 접촉되며 상기 샤프트(38)의 둘레면에 끼워지는 와샤(46)로 구성된다.

즉, 상기와 같이 구성된 좌, 우 이동수단(22) 및 가이드수단(36)은 렌즈의 오목면이나 혹은 볼록면을 연마할 경우, 스핀들하우징(20)을 좌, 우 방향, 바람직하게는 렌즈 오목면 연마시에는 스핀들하우징(20)을 좌측방향으로 미세하게 이동시키고, 볼록면 연마시에는 스핀들하우징(20)을 우측방향으로 미세하게 이동시켜 하부스핀들(10)의 좌, 우 이동을 미세조절하게 되는 바, 이에 대한 상세 동작은 첨부된 도 3과 도 4를 참조하여 보다 더 상세히 설명하기로 한다.

먼저 렌즈의 볼록면 연마를 위해 하부스핀들(10)을 지지하는 스핀들하우징(20)을 우측방향으로 이동시켜야 할 경우에는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 제 1암(20a)의 선단에 장착되어 있는 좌, 우 이동수단(22), 바람직하게는 고정너트(30)의 일단에 나사식(32a)으로 체결되어 있는 제 1조절볼트(32)를 풀어준 다음, 고정너트(30)의 타단에 나사식(34a)으로 체결되어 있는 제 2조절볼트(34)를 잠그게 되면 상기 제 2조절볼트(34)는 우측으로 이동하며 예압베어링(28)을 눌러 상기 제 1조절볼트(32)가 풀려지며 발생한 간격(G)만큼 예압베어링(28)을 이동시키게 되며, 이와 같이 예압베어링(28)이 이동하면 상기 예압베어링(28)이 끼워져 있는 샤프트(26)와, 상기 샤프트(26)가 고정되어 있는 제 1암(20a)이 우측 방향으로 이동하게 되며, 따라서 스핀들하우징(20)역시 상기 제 1암(20a)의 이동에 따라 우측방향으로 이동하며 하부스핀들(10)을 센터상에서 우측방향으로 조금 벗어나도록 미세조절할 수 있게 되는 것이다. 이때 상기와 같이 스핀들하우징(20)이 우측으로 이동함과 동시에 제 2암(20b)의 선단에 설치되어 있는 가이드수단(36)의 구성인 샤프트(38)는 고정너트(42)내에서 우측으로 이동하며 제 2암(20b)을 이동시켜 스핀들하우징(20)의 이동을 가이드 하게 된다.

한편, 렌즈의 오목면 연마를 위해 스핀들하우징(20)을 좌측방향으로 이동시켜야 할 경우에는 제 2조절볼트(34)를 먼저 풀어준 다음, 제 1조절볼트(32)를 잠그게 되면 예압베어링(28)은 좌측으로 이동하게 됨으로서 스핀들하우징(20)을 좌측방향으로 용이하게 이동시킬 수 있게 된다.

한편, 전술한 렌즈 연마기(100), 바람직하게는 하부스핀들(10) 위에 설치되어 있는 상부스핀들(12)에는 상기 상부스핀들(12)을 센터를 기준으로 전, 후방향으로 미세하게 이동시키기 위한 전, 후 이동수단(50)이 설치되어 지며, 이러한 전, 후 이동수단(50)의 상세구성은 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 아래에 기술하기로 한다.

상기 전, 후 이동수단(50)은 상기 상부스핀들(12)이 관통설치되어 지는 왕복대(52) 및 상기 왕복대(55)가 안치되어 지는 고정대(54), 그리고 상기 왕복대(52)의 후방에 설치되는 마이크로미터(micro meter)(58) 및 상기 마이크로미터(58)의 작동에 따라 상기 왕복대(52)를 밀어 전진시키는 로드(60)와, 상기 로드(60)의 양측에 위치하며 상기 왕복대(52)와 각각 볼트(64) 체결되는 스프링가이드(62) 및 상기 스프링가이드(62)와 접촉하며 텐션력으로 상기 스프링가이드(62)를 가압하여 상기 왕복대(52)를 후진시키는 코일스프링(66)으로 구성된다.

상기 왕복대(52)는 상부스핀들(12)을 전, 후방으로 이동시키는 부재로서 고정대(54)의 상단에 안치되어 상기 고정대(54) 양측에 설치되어 있는 레일(56)을 타고 전, 후방으로 이동하게 된다.

상기 마이크로미터(58)는 로드(60)를 전진시켜 왕복대(52)를 전방으로 밀어주는 수단으로서, 이러한 마이크로미터(58)와 관련한 기술은 이미 공지된 것임에 따라 상세한 설명은 생략토록 한다.

상기 코일스프링(66)은 상기 마이크로미터(58)의 작동으로 전방으로 이동한 왕복대(52)를 텐션력으로 후방으로 이동시키는 기능을 수행한다.

즉, 상기와 같이 구성된 전, 후 이동수단(50)은 렌즈의 오목면이나 혹은 볼록면을 연마할 경우, 상부스핀들(12)을 전, 후방향, 바람직하게는 렌즈 오목면 연마시에는 상부스핀들(12)을 후진시키고, 렌즈 볼록면 연마시에는 상부스핀들(12)을 전진시켜 상부스핀들(12)의 전, 후 이동을 미세조절하게 되는 바, 이에 대한 상세 동작은 첨부된 도 7과 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

먼저 렌즈의 볼록면 연마를 위해 상부스핀들(12)을 전진시키고자 할 경우에는 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이 마이크로미터(58)를 작동시켜 로드(60)를 전진시키게 되면 로드(60)는 왕복대(52), 바람직하게는 상기 왕복대(52)의 후방에 접촉된 상태에서 상기 왕복대(52)를 밀어주게 되며, 따라서 왕복대(52)는 고정대(54)의 레일(56)을 타고 전방으로 이동하게 됨으로서 상부스핀들(12)을 전진시키게 된다.

만일 렌즈의 오목면 연마를 위해 상부스핀들(12)을 후진시켜야 할 경우에는 마이크로미터(58)를 작동시켜 로드(60)를 후진시키게 되면 왕복대(52)는 코일스프링(66)의 텐션력을 받아 상기 로드(60)가 후진한 길이만큼 후방으로 이동하게 됨으로서 상부스핀들을 후진시키게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안은 소형렌즈의 연마작업시 가공툴의 회전으로 발생한 원심력에 의해 상기 렌즈가 다이와 가공툴의 센터상에서 이탈하지 않도록 상기 하부스핀들은 센터를 기준으로 해서 좌, 우측방향으로 미세하게 이동시키고 상기 상부스핀들은 센터를 기준으로 해서 전, 후방향으로 미세하게 이동시켜 렌즈가 센터(다이와 가공툴의 중심)에서 조금 벗어난 상태에서 다이에 안치되도록 하여 연마작업을 위해 가공툴을 회전시키면 이 회전력을 이용하여 렌즈가 자동으로 센터에 위치되도록 함으로서 소형렌즈를 보다 균일하고 정밀하게 가공할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 의한 렌즈 연마기의 전체구조를 측면에서 도시한 도면.

도 2는 본 고안인 렌즈 연마기 중 하부스핀들을 좌, 우로 이동시키기 위한 좌, 우 이동수단 및 가이드수단의 구성을 도시한 도면.

도 3과 도 4는 도 2에서 도시하고 있는 좌, 우 이동수단 및 가이드수단의 작동상태를 순차적으로 도시한 도면.

도 5는 본 고안인 렌즈 연마기중 상부스핀들을 전, 후 이동시키기 위한 전, 후 이동수단의 구성을 도시한 도면.

도 6은 도 4에서 도시하고 있는 전, 후 이동수단의 후방을 도시한 도면.

도 7과 도 8은 도 4에서 도시하고 있는 전, 후 이동수단의 작동상태를 순차적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 하부스핀들 12: 상부스핀들

20: 스핀들하우징 22: 좌, 우 이동수단

36: 가이드수단 50: 전, 후 이동수단

Claims (3)

1. 하부스핀들(10)과, 상기 하부스핀(10)들 위에 설치되는 상부스핀들(12)로 이루어져 렌즈를 가공하게 되는 렌즈연마기(100)에 있어서,

   상기 하부스핀들(10)의 둘레에는 스핀들하우징(20)이 설치되며, 상기 스핀들하우징(20)의 양 끝단에는 제 1, 2암(20a, 20b)이 각각 수직으로 연장 형성되며;

   상기 제 1암(20a)에는 상기 스핀들하우징(20)을 좌, 우 이동시켜 하부스핀들(10)을 좌, 우 방향으로 미세 조절하게 되는 좌, 우 이동수단(22)이 설치되고,

   상기 제 2암(20b)에는 상기 좌, 우 이동수단(22)의 작동으로 좌, 우 방향으로 미세조절된 하부스핀들(10)의 이동을 가이드하는 가이드수단(36)이 설치되며;

   상기 좌, 우 이동수단(22)은;

   상기 제 1암(20a)의 선단에 설치 고정되는 샤프트(26)와;

   상기 샤프트(26)의 둘레면에 삽입 고정되는 예압베어링(28) 및 상기 예압베어링(28)의 둘레면에 설치되는 고정너트(30)와;

   상기 고정너트(30)의 양단부에 각각 나사식(32a, 34a)으로 체결되며 상기 예압베어링(28)을 좌, 우로 이동시키는 제 1, 2조절볼트(32, 34)로 구성됨을 특징으로 하는 렌즈 연마기.
2. (삭제)
3. 제 1항에 있어서, 상기 상부스핀들(12)에는 상기 상부스핀들(12)이 관통 설치되어 지는 왕복대(52)와;

   상기 왕복대(52)의 후방에 설치되는 마이크로미터(58) 및 상기 마이크로미터(58)의 작동으로 상기 왕복대(52)를 밀어 전진시키는 로드(60)와;

   상기 로드(60)의 양측에 위치하며 상기 왕복대(52)와 각각 볼트(64) 체결되는 스프링가이드(62) 및 상기 스프링가이드(62)와 접촉하며 텐션력으로 상기 스프링가이드(62)를 가압하여 상기 왕복대(52)를 후진시키는 코일스프링(66)으로 구성된 전, 후 이동수단(50)이 포함되어 설치됨을 특징으로 하는 렌즈 연마기.