(57)【要約】【課題】レンズの耐擦傷性についての評価をレンズの全面に亘って再現性良く且つ適切に行うことを可能としたレンズの耐擦傷性評価試験装置を提供する。【解決手段】レンズの耐擦傷性を評価するためのレンズの耐擦傷性評価試験装置であって、レンズＬを保持するレンズホルダ１２が取り付けられた支持台４と、支持台４の上方に位置してレンズホルダ１２に保持されたレンズＬの表面を擦傷する擦傷部材２９が取り付けられた支持アーム５と、支持台４と支持アーム５との何れか一方又は両方を移動操作し、レンズＬの表面に擦傷部材２９を押し付けながら一の方向に往復摺動させる移動操作機構とを備え、支持台４が、少なくとも一の方向と交差する方向にレンズホルダ１２を移動可能に支持し、且つ、レンズＬの光軸を傾ける方向にレンズホルダ１２を傾動可能に支持する。【選択図】図１
2010066094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの耐擦傷性を評価するためのレンズの耐擦傷性評価試験装置であって、
前記レンズを保持するレンズホルダが取り付けられた支持台と、
前記支持台の上方に位置して前記レンズホルダに保持されたレンズの表面を擦傷する擦傷部材が取り付けられた支持アームと、
前記支持台と前記支持アームとの何れか一方又は両方を移動操作し、前記レンズの表面に前記擦傷部材を押し付けながら一の方向に往復摺動させる移動操作機構とを備え、
前記支持台は、少なくとも前記一の方向と交差する方向に前記レンズホルダを移動可能に支持し、且つ、前記レンズの光軸を傾ける方向に前記レンズホルダを傾動可能に支持することを特徴とするレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【請求項２】
前記支持台は、前記レンズホルダを上下方向に移動可能に支持することを特徴とする請求項１に記載のレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【請求項３】
前記支持台は、前記レンズホルダを前記レンズの光軸周りに回転可能に支持することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【請求項４】
前記レンズホルダは、互いに逆向きにスライド可能に支持とされた一対のスライド部材を有し、
前記一対のスライド部材には、それぞれ前記レンズの外周部と当接される一対の当接部が設けられ、これら当接部により前記レンズの外周部を挟み込みながら当該レンズを保持することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【請求項５】
前記移動操作機構には、前記一の方向に移動操作される前記支持台又は前記支持アームの移動幅を調整するストローク調整部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【請求項６】
前記移動操作機構は、前記往復摺動を間欠駆動により行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【請求項７】
前記往復摺動により発生した摩耗粉を吸引除去する吸引機構を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のレンズの耐擦傷性評価試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば眼鏡レンズなどのレンズの耐擦傷性を評価するためのレンズの耐擦傷性評価試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、眼鏡レンズには、使用者の視力を矯正するための光学的性能とは別に、レンズの割れ難さなどを示す機械的強度や、レンズ表面の傷付き難さなどを示す耐擦傷性といった性能が求められる。
【０００３】
また、近年主流となっている合成樹脂レンズは、従来より使用されているガラスレンズに比べて一般的に表面硬度が劣るために、上述した耐擦傷性が眼鏡レンズの重要な評価項目となっている。
【０００４】
この耐擦傷性を評価する方法としては、例えばＪＩＳ５４０１で規定されるような鉛筆引っ掻き試験がある。しかしながら、実際の眼鏡レンズに加わる荷重は、この鉛筆引っ掻き試験のように荷重が一点に集中する場合よりも、布でレンズの表面を拭く場合のように面上に繰り返し荷重が加わる場合の方が多い。このため、鉛筆引っ掻き試験のような評価方法では、眼鏡レンズの実際の使用状況に近い環境を再現することはできない。
【０００５】
そこで、例えばスチールウールやワイヤーブラシなどの擦傷部材を用いてレンズの表面を擦傷した後に、レンズの状態を評価する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照。）。このような擦傷部材を用いた耐擦傷性評価試験装置では、レンズの表面に擦傷部材を押し付けながら往復摺動させることにより試験を行う。
【０００６】
しかしながら、従来の耐擦傷性評価試験装置では、レンズの幾何中心のみを擦傷する構成のため、幾何中心以外の部分については評価することができず、再現性に劣るといった問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２９５１３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８２０７号公報
【特許文献３】特開２００７−３２２２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、レンズの耐擦傷性についての評価をレンズの全面に亘って再現性良く且つ適切に行うことを可能としたレンズの耐擦傷性評価試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るレンズの耐擦傷性評価試験装置は、レンズの耐擦傷性を評価するためのレンズの耐擦傷性評価試験装置であって、レンズを保持するレンズホルダが取り付けられた支持台と、支持台の上方に位置してレンズホルダに保持されたレンズの表面を擦傷する擦傷部材が取り付けられた支持アームと、支持台と支持アームとの何れか一方又は両方を移動操作し、レンズの表面に擦傷部材を押し付けながら一の方向に往復摺動させる移動操作機構とを備え、支持台が、少なくとも一の方向と交差する方向にレンズホルダを移動可能に支持し、且つ、レンズの光軸を傾ける方向にレンズホルダを傾動可能に支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明に係るレンズの耐擦傷性評価試験装置では、レンズの幾何中心以外の部分についてもレンズの表面に擦傷部材を押し付けながら往復摺動させることができるため、レンズの全面に亘って耐擦傷性を適切に評価することが可能であり、なお且つ再現性に優れた評価を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用したレンズの耐擦傷性評価試験装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態では、本発明を適用した耐擦傷性評価試験装置を用いて眼鏡レンズの耐擦傷性評価試験を行う場合を例に挙げて説明するものとする。
【００１１】
本発明を適用した耐擦傷性評価試験装置は、例えば図１に示すような装置本体１を備えている。この装置本体１は、中空箱状に形成された金属製の下部ボックス２Ａと、この上に一体に設けられた上部ボックス２Ｂとを組み合わせた外観形状を有している。また、下部ボックス２Ａの上面２ａは、この装置本体１が設置される設置面に対して水平となる面を構成しており、上部ボックス２Ｂの前面２ｂは、下部ボックス２Ａの後方から垂直に立ち上がる面を構成している。
【００１２】
また、下部ボックス２Ａの下面には、装置本体１を支持する複数の支持脚３が設けられている。この支持脚３には、例えばキャスターとアジャスターが一体となったレベル付キャスターが取り付けられている。
【００１３】
装置本体１は、下部ボックス２Ａの上面２ａに配置されて前後方向に移動可能とされた支持台４と、上部ボックス２Ｂの前面２ｂから突出されて前後方向に移動可能とされた支持アーム５と、上部ボックス２Ｂの内部に配置されて支持台４又は支持アーム５を前後方向に移動操作する移動操作機構６（図１において図示せず。）とを備えている。
【００１４】
支持台４は、図１、図２及び図３に示すように、下部ボックス２Ａの上面２ａに配置されて後述する移動操作機構６により前後方向に移動可能に支持された移動テーブル７と、この移動テーブル７上に固定された軸ホルダ８と、この軸ホルダ８に保持されて上下方向に移動可能に支持された鉛直ガイド軸９と、この鉛直ガイド軸９の上部に取り付けられて軸を傾ける方向に傾動可能とされた傾動支持部１０と、この傾動支持部１０の上部に取り付けられて水平方向（左右方向）に移動可能に支持された水平ステージ１１とを有し、この水平ステージ１１上にレンズを保持するレンズホルダ１２が取り付けられた構造を有している。
【００１５】
この支持台４では、鉛直ガイド軸９の外周部に形成されたネジ部に螺合されたロックナット１３を回し、このロックナット１３を上方に移動させた後に、軸ホルダ８に設けられたロックレバー１４を回してロックを解除する。そして、軸ホルダ８に設けられた調整ナット１５を回して軸ホルダ８から突出される鉛直ガイド軸９の長さを調整した後に、再びロックレバー１４を回してロック状態とし、最後にロックナット１３を回して、このロックナット１３が調整ナット１５に接触するまで下方へと移動させる。これにより、レンズホルダ１２に保持されたレンズの上下方向の位置（高さ）を調整することが可能となっている。
【００１６】
また、この支持台４では、水平ステージ１１の背面側に設けられた固定ネジ１６を回してロックを解除する。そして、水平ステージ１１の前面側に設けられた調整ネジ１７を回して水平ステージ１１を水平方向に移動させた後に、所望の位置にて再び固定ネジ１６を回してロック状態とする。これにより、レンズホルダ１２に保持されたレンズの左右方向の位置を調整することが可能となっている。なお、水平ステージ１１の前面には目盛り１８が設けられており、この目盛り１８を見ながらレンズホルダ１２の位置を調整することが可能となっている。
【００１７】
また、この支持台４では、傾動支持部１０の背面側に設けられたロックレバー１９を回してロックを解除する。そして、傾動支持部１０を傾けた後に、所望の角度にて再びロックレバー１９を回してロック状態とする。これにより、レンズホルダ１２に保持されたレンズの傾きを調整することが可能となっている。なお、傾動支持部１０の前面には目盛り２０が設けられており、この目盛り２０を見ながらレンズホルダ１２の傾きを調整することが可能となっている。
【００１８】
レンズホルダ１２は、図２，図３及び図４に示すように、水平ステージ１１の上に取り付けられた台座２１と、この台座２１の上に配置されて互いに逆向きにスライド可能に支持された一対のスライド部材２２ａ，２２ｂとを有している。
【００１９】
また、台座２１の上には、互いに連動させるためのガイド軸２３が設けられている。このガイド軸２３は、左右方向に平行に配置されて、その中央部及び両端部が台座２１に設けられた軸受部を介して回転自在に支持されている。また、ガイド軸２３の外周部には、その中央部を挟んだ一方の側と他方の側とで逆向きにネジ部２３ａ，２３ｂが形成されており、一方のネジ部２３ａに一方のスライド部材２２ａが螺合されると共に、他方のネジ部２３ｂに他方のスライド部材２２ｂが螺合されている。そして、一対のスライド部材２２ａ，２２ｂは、このガイド軸２３の一端に取り付けられたハンドル２４を回すことによって、互いに連動しながら近接又は離間する方向にスライド可能となっている。
【００２０】
また、一対のスライド部材２２ａ，２２ｂには、それぞれレンズの外周部と当接される一対の当接部２５が設けられている。これら一対の当接部２５は、それぞれスライド部材２２ａ，２２ｂの上に支軸２５ａを介して円筒状の弾性部材２５ｂが取り付けられた構造を有している。また、一対の当接部２５は、それぞれ前後方向に平行に並んで設けられている。
【００２１】
このレンズホルダ１２では、台座２１に設けられたロックレバー２６を回してロックを解除する。そして、一対のスライド部材２２ａ，２２ｂの間にレンズＬを配置した後に、ハンドル２４を回して一対のスライド部材２２ａ，２２ｂを互いに近接する方向にスライドさせながら、レンズＬの外周部を当接部２５に当接させる。そして、図５に示すように、当接部２５の内側にレンズＬを挟み込んだ状態で再びロックレバー２６を回してロック状態とする。これにより、レンズホルダ１２は、レンズＬを保持することが可能となっている。なお、レンズＬを取り外す際は、上記動作と逆の動作を行えばよい。
【００２２】
支持アーム５は、図１、図６及び図７に示すように、上部ボックス２Ｂの前面２ｂから突出されて支持台の上方まで延長された水平アーム２７と、この水平アーム２７の先端に取り付けられて下方に向かって延長された鉛直アーム２８とを有し、この鉛直アーム２８の先端にレンズホルダ１２に保持されたレンズの表面を擦傷する擦傷部材２９が取り付けられた構造を有している。
【００２３】
水平アーム２７の基端部は、上部ボックス２Ｂ内の天面に配置されて前後方向に移動可能に支持されたスライドガイド３０に固定されている。また、水平アーム２７は、水準器等を用いて、その水平度が保たれており、鉛直アーム２８は、この水平アーム２７に対して垂直に取り付けられている。なお、水平アーム２７の先端部には、試験時にレンズに荷重を付加するためのオモリ（図示せず。）を載せることが可能となっている。
【００２４】
擦傷部材２９には、例えばスチールウールやワイヤーブラシなど従来より公知のものを使用することができるが、本発明では、眼鏡レンズの実際の使用状況に近い環境を再現するために、ホワイトアルミナを付着させた研磨布を用いることが好ましい。具体的に、研磨布には、例えば１００メッシュのものを用い、この研磨布に付着させるホワイトアルミナとしては、その平均粒径が例えば６００〜１００００メッシュのものを用いることができるが、通常は１０００〜４０００メッシュのものを用いることが好ましい。
【００２５】
移動操作機構６は、支持台４を前後方向に往復移動させる下側クランク機構３１と、支持アーム５を前後方向に往復移動させる上側クランク機構３２とを有している。
【００２６】
下側クランク機構３１は、一端が連結シャフト３３を介して上記移動テーブル７と連結され、他端が駆動シャフト３４を介して揺動フランジ３５と連結されたクランクアーム３６を有し、図示を省略する駆動モータにより揺動フランジ３５を回転駆動し、この揺動フランジ３５の回転中心から偏倚した位置に連結されたクランクアーム３６が回転運動を往復運動に変換して、移動テーブル７（支持台４）を前後方向に往復移動させる仕組みとなっている。
【００２７】
また、下側クランク機構３１には、支持台４の移動幅を調整するストローク調整部３７が設けられており、このストローク調整部３７は、揺動フランジ３５に対するクランクアーム３６の連結位置を揺動フランジ３５の回転中心からずらすことで、支持台４の移動幅を調整することが可能となっている。
【００２８】
上側クランク機構３２は、一端が連結シャフト３８を介して上記スライドガイド３０と連結され、他端が駆動シャフト３９を介して揺動フランジ４０と連結されたクランクアーム４１を有し、図示を省略する駆動モータにより揺動フランジ４０を回転駆動し、この揺動フランジ４０の回転中心から偏倚した位置に連結されたクランクアーム４１が回転運動を往復運動に変換して、スライドガイド３０（支持アーム５）を前後方向に往復移動させる仕組みとなっている。
【００２９】
また、上側クランク機構３２には、支持アーム５の移動幅を調整するストローク調整部４２が設けられており、このストローク調整部４２は、揺動フランジ４０に対するクランクアーム４１の連結位置を揺動フランジ４０の回転中心からずらすことで、支持アーム５の移動幅を調整することが可能となっている。
【００３０】
また、装置本体１には、図１に示すように、レンズの表面を擦傷部材２９で擦傷することにより発生した摩耗粉等を吸引除去するための吸引機構４３が設けられている。この吸引機構４３は、下部ボックス２Ａ内に配置されると共に、上部ボックス２Ｂの前面２ｂから延出された吸引ホース４４を介してレンズホルダ１２の近傍に配置された吸込み口４５から吸引することが可能となっている。
【００３１】
また、装置本体１の上部には、各部の制御を行う制御ユニット４６が設けられている。この制御ユニット４６は、内部に制御回路や電源回路等が配置された制御盤等を備えている。また、この制御ユニット４６の前面に設けられた操作パネル４７には、電源のオン／オフ(ＯＮ／ＯＦＦ)を表示する電源ランプ４７ａや、装置を起動させる起動スイッチ４７ｂ、装置を停止させる停止スイッチ４７ｃ、下側クランク機構３１（支持台４）と上側クランク機構３２（支持アーム５）との駆動を切り替える切替スイッチ４７ｄなどが配置されている。
【００３２】
また、操作パネル４７には、下側又は上側クランク機構３１，３２による支持台４又は支持アーム５の往復回数（擦傷回数）の設定及び表示を行うカウンタ４７ｅや、速度を調整するコントローラ４７ｆが独立して配置されている。また、この耐擦傷性評価試験装置は、下側及び上側クランク機構３１，３２による駆動を間欠駆動により行うことが可能であり、操作パネル４７には、間欠駆動の回数（インターバルセット数）の設定及び表示を行うカウンタ４７ｇや、間欠駆動時の休止時間の設定及び表示を行うタイマー４７ｈが配置されている。
【００３３】
以上のような構造を有する耐擦傷性評価試験装置を用いて、眼鏡レンズの耐擦傷性評価試験を行う場合は、先ず、図８に示すように、レンズホルダ１２に評価対象となるレンズＬをセットする。
【００３４】
レンズホルダ１２では、上述したようにロックレバー２６を回すことで互いに逆向きにスライドする一対のスライド部材２２ａ，２２ｂの間で、当接部２５がレンズＬの外周部を挟み込みながら当該レンズＬを保持する。これにより、本発明では、レンズホルダ１２に対するレンズＬの中心出しを行わずに、容易にレンズＬを幾何中心に固定することが可能である。
【００３５】
次に、図９に示すように、レンズホルダ１２に保持されたレンズＬの表面（本例ではレンズＬの幾何中心）に擦傷部材２９が垂直に接触するようにレンズホルダ１２の高さ及び位置を上述した支持台４の操作により調整する。また、水平アーム２７の先端部にオモリを載せることでレンズに付加する荷重を調整する。
【００３６】
次に、電源をオン(ＯＮ)状態とした後に、上述した切替スイッチ４７を操作してレンズＬ側と擦傷部材２９側との何れを固定側又は可動側とするかの選択を行い、可動側のカウンタ４７ｅによる擦傷回数の設定、コントローラ４７ｆによる速度設定、間欠駆動の場合はカウンタ４７ｇによるインターバルセット数の設定及びタイマー４７による休止時間の設定を行う。
【００３７】
次に、起動スイッチ４７ｂを操作し駆動を開始すると、上記設定条件に従って支持台４又は支持アーム５が前後方向に往復移動する。これにより、レンズＬの表面に擦傷部材２９を押し付けながら前後方向に往復摺動させることができる。そして、駆動停止後は、レンズＬをレンズホルダ１２から取り外し、このレンズの表面状態（擦傷痕の有無等）からレンズＬの耐擦傷性についての評価を行う。
【００３８】
ところで、本発明を適用した耐擦傷性評価試験装置では、上述したように、水平ステージ１１を介してレンズホルダ１２の左右方向（水平方向）の位置を調整すると共に、傾動支持部１０を介してレンズホルダ１２の傾きを調整することが可能なことから、図１０に示すように、レンズＬの幾何中心以外の部分についてもレンズＬの表面に擦傷部材２９を垂直に押し当てることが可能である。
【００３９】
したがって、この耐擦傷性評価試験装置では、レンズＬの幾何中心以外の部分についてもレンズＬの表面に擦傷部材２９を押し付けながら往復摺動させることにより、レンズＬの耐擦傷性についての評価をレンズＬの全面に亘って再現性良く且つ適切に行うことが可能である。
【００４０】
また、この耐擦傷性評価試験装置では、上述した往復摺動を間欠駆動により行うことが可能である。ここで、連続的な往復摺動を長時間に亘って行った場合には、摩擦熱によりレンズの評価を適切に行うことができなくなることがある。これに対して、本発明のように、往復摺動を間欠駆動により行った場合には、長時間の繰り返し試験であっても、摩擦熱による影響を受けることなく、レンズＬの耐擦傷性についての評価を再現性良く且つ適切に行うことが可能である。
【００４１】
以上のように、本発明を適用した耐擦傷性評価試験装置では、レンズＬの幾何中心以外の部分についてもレンズＬの表面に擦傷部材２９を押し付けながら往復摺動させることができるため、レンズＬの全面に亘って耐擦傷性を適切に評価することが可能であり、なお且つ再現性に優れた評価を行うことが可能である。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記支持台４は、図１１に示すように、軸周り回転可能とされた回転支持部５０を配置した構成としてもよい。この場合、回転支持部５０は、レンズホルダ１２をレンズの光軸周りに回転可能に支持することによって、このレンズホルダ１２に保持されたレンズに対する擦傷部材２９の擦傷位置を容易に変更することが可能である。なお、この回転支持部５０は、上記支持台４に更に追加した構成であっても、上記傾動支持部１０や上記水平ステージ１１の代わりに配置した構成であってもよい。
【００４３】
また、上記耐擦傷性評価試験装置は、支持台４と支持アーム５との何れか一方を移動操作する構成となっているが、このような構成に限らず、支持台４と支持アーム５との両方を互いに逆向きに移動操作する構成としてもよい。
【００４４】
なお、本発明を適用した耐擦傷性評価試験装置は、上述した眼鏡レンズの耐擦傷性評価試験を行う場合に限らず、眼鏡レンズ以外のレンズについても耐擦傷性を評価するための試験を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明を適用した耐擦傷性評価試験装置の構成を示す正面図である。
【図２】図２は、支持台の要部を示す正面図である。
【図３】図３は、支持台の要部を示す側面図である。
【図４】図４は、レンズホルダを示す平面図である。
【図５】図５は、図４に示すレンズホルダにレンズが保持された状態を示す平面図である。
【図６】図６は、移動操作機構の構成を示す側面図である。
【図７】図７は、移動操作機構の構成を示す平面図である。
【図８】図８は、レンズの幾何中心に擦傷部材を接触させた状態を示す正面図である。
【図９】図９は、レンズの幾何中心に擦傷部材を接触させた状態を示す正面図である。
【図１０】図１０は、レンズホルダを傾けた状態でレンズに擦傷部材を接触させた状態を示す正面図である。
【図１１】図１１は、支持台の変形例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…装置本体  ４…支持台  ５…支持アーム  ６…移動操作機構  ７…移動テーブル  ８…軸ホルダ  ９…鉛直ガイド軸  １０…傾動支持部  １１…水平ステージ  １２…レンズホルダ  ２２ａ，２２ｂ…スライド部材  ２５…当接部  ２７…水平アーム  ２８…鉛直アーム  ２９…擦傷部材  ３０…スライドガイド  ３１…下側クランク機構  ３２…上側クランク機構  ３７…ストローク調整部  ４２…ストローク調整部  ４３…吸引機構  ４６…制御ユニット  ４７…操作パネル  ５０…回転支持部
【図１】
2010066094.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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