(57)【要約】【課題】レンズホルダで球面を保持した状態でレンズの加工を行うレンズ加工機において、加工機械からレンズホルダを取外すことなく、ＮＣ制御によりレンズホルダの正確な加工を行うことが可能な技術手段を提供することにより、レンズ加工機におけるレンズホルダの加工を安価な構造で、かつ熟練を要することなく行うことを可能にする。【解決手段】レンズ加工機が本来備えているレンズ加工用の砥石その他の工具６を取付ける工具台に、レンズホルダ加工用のバイト５７を進退可能又は着脱可能に取付け、レンズ加工機が本来有しているＮＣ装置の制御の元で、当該バイト５７の移動位置を制御することにより、レンズ加工機上でのＮＣ制御によるレンズホルダの加工を実現している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ（５）の球面を保持するレンズホルダ（３，４）と、レンズ加工用の工具（６）と、当該工具台を前記ホルダで保持されたレンズの光軸方向及び光軸直角方向の移動位置を制御するＮＣ装置（５３）とを備えたレンズ加工機における前記レンズホルダの加工方法であって、前記レンズ加工用の工具（６）を保持する工具台（１４）にバイト（５７）を装着して、前記ＮＣ装置の制御により当該バイトでレンズホルダ（３，４）の成形加工を行う、レンズホルダの加工方法。
【請求項２】
前記バイト（５７）が前記工具台（１４）に装着された状態で互いに反対の方向を向く刃先（５８ｂ，５８ｃ）を備えている、請求項１記載のレンズホルダの加工方法。
【請求項３】
加工されるレンズ（５）の球面を保持するカップ状のレンズホルダ（３，４）を軸端に備えた回転ワーク軸（１）と、ＮＣ装置（５３）によって前記レンズの光軸方向及び光軸直角方向に移動位置を制御される砥石台（１４）と、この砥石台に装着されて前記レンズの外周を加工する砥石（６）とを備えたレンズ芯取機において、前記砥石台（１４）が前記レンズホルダ（３，４）を加工するバイト（５７）を取付けるバイトホルダ（５６）を備えている、レンズ芯取機。
【請求項４】
前記バイトホルダ（５６）がレンズホルダ（３，４）に向けて近接及び離隔する方向に進退する進退部材（５５）を介して砥石台（１４）に装着され、前記進退部材をその進出位置と後退位置とで砥石台（１４）に固定するロック手段（５９）を備えている、請求項３記載のレンズ芯取機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、レンズホルダで球面を保持した状態でレンズの研削加工を行うレンズ芯取機その他のレンズ加工装置におけるレンズホルダの加工方法及び当該加工方法を可能にしたレンズ芯取機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ芯取機は、レンズの球面によって定まる光軸を中心としてレンズの外周加工を行う機械で、垂直ないし水平方向の同一軸線上に配置された一対のワーク軸と、この一対のワーク軸の対向端に装着された一対のカップ状のレンズホルダと、前記ワーク軸と平行な方向（Ｚ方向）及びワーク軸直角方向（Ｘ方向）に移動位置を制御される砥石とを備えている。加工されるレンズは、カップ状の前記一対のレンズホルダによって表裏の球面を挟持された状態で保持されており、レンズホルダ上でレンズがその球面に沿って安定位置へ滑り移動することにより、ワーク軸の軸心とレンズの光軸とが一致するので、この状態でレンズを強固に保持して前記砥石により、レンズの外周加工を行う。
【０００３】
フィルムカメラからデジタルカメラへの技術の変化に伴い、カメラレンズの小径化が進行しており、携帯電話用のカメラでは、レンズ径が２ｍｍ程度となっている。芯取機上のレンズは、レンズ表裏の球面を対向する一対のレンズホルダのカップの周縁で挟持されて保持されているので、レンズホルダの特にそのカップの周縁の形状と真円度及び偏心度に高い精度が要求され、この部分の加工精度及び当該レンズホルダとワーク軸の軸心の芯ずれとが、加工されるレンズの光軸の精度に直接影響する。特に小径のレンズでは、より高い精度でレンズホルダを加工することが必要である。
【０００４】
従来、このレンズホルダは、ワーク軸から取外した状態で汎用旋盤で加工したものをワーク軸に取付けるという方法で加工されている。しかしこの方法では、加工したレンズホルダをワーク軸に取付けるときの芯ずれが問題となり、加工されるレンズの精度に限界が生ずる。
【０００５】
他の方法として、レンズ芯取機に送り機構を備えた小型の刃物台を取付け、この刃物台に装着したバイトにより、オペレータが手動で刃物台を操作して、レンズホルダをワーク軸から取外すことなく芯取機上で加工することが行われている。この方法の場合には、レンズホルダの加工がワーク軸上で行われるので、レンズホルダとワーク軸の芯ずれは生じないが、レンズホルダの加工が人手により行われるため、オペレータの熟練度によって、レンズホルダの加工精度にばらつきが生じ、レンズの加工精度にもばらつきが生ずる。
【０００６】
また、人手による加工の場合には、レンズホルダがどのような形状に加工されたかというデータが残らないので、種々の曲面を備えたレンズについて、どのような形状のレンズホルダが適しているかを統計的に求めることができず、加工技術の蓄積を図ることができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来手段の上記問題点を解決するためになされたもので、レンズ加工機からレンズホルダを取外すことなく、ＮＣ制御によりレンズホルダの正確な加工を行うことが可能な技術手段を得ることを課題としており、レンズ加工機におけるレンズホルダの加工を安価な構造で、かつ熟練を要することなく行うことを可能にすることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、レンズ加工機が本来備えているレンズ加工用の砥石その他の工具６を取付ける工具台１４に、レンズホルダ加工用のバイト５７を進退可能又は着脱可能に取付け、レンズ加工機が本来有しているＮＣ装置５３の制御の元で、当該バイト５７の移動位置を制御することにより、レンズ加工機上でのＮＣ制御によるレンズホルダの加工を実現している。
【０００９】
すなわち、本願請求項１の発明に係るレンズホルダの加工方法は、レンズ５の球面を保持するレンズホルダ３、４と、レンズ加工用の工具６と、当該工具台を前記ホルダで保持されたレンズの光軸方向及び光軸直角方向の移動位置を制御するＮＣ装置５３とを備えたレンズ加工機における前記レンズホルダの加工方法であって、前記レンズ加工用の工具６を保持する工具台１４にバイト５７を装着して、前記ＮＣ装置の制御により当該バイトでレンズホルダ３、４の成形加工を行うというものである。
【００１０】
上記加工方法で使用するバイト５７として、請求項２に記載のように、工具台１４に装着された状態で互いに反対の方向を向く刃先５８ｂ、５８ｃを備えたバイトを用いることにより、バイトを交換することなく、対向するレンズホルダ３、４を一本のバイトで加工することが可能になる。
【００１１】
本願請求項３の発明に係るレンズ芯取機は、加工されるレンズ５の球面を保持するカップ状のレンズホルダ３、４を軸端に備えた回転ワーク軸１と、ＮＣ装置５３によって前記レンズの光軸方向及び光軸直角方向に移動位置を制御される砥石台１４と、この砥石台に装着されて前記レンズの外周を加工する砥石６とを備えたレンズ芯取機において、前記砥石台１４が前記レンズホルダ３、４を加工するバイト５７を取付けるバイトホルダ５６を備えており、上記方法によるレンズホルダの加工を可能にしたレンズ芯取機である。
【００１２】
上記レンズ芯取機におけるバイトホルダ５６が、請求項４に記載のように、レンズホルダ３、４に向けて近接及び離隔する方向に進退する進退部材５５を介して砥石台１４に装着され、前記進退部材をその進出位置と後退位置とで砥石台１４に固定するロック手段５９を備えた構造とすることにより、レンズホルダ加工時にバイトないしバイトホルダを着脱する手間を省くことができる。
【００１３】
この種のレンズ加工機におけるレンズホルダ３、４は、同一軸線上に分割配置したワーク軸１ａ、１ｂの対向端にそのカップ形状を対向させて設けられて、当該カップ形状の周縁でレンズ５の表裏の球面を挟持するようになっているので、先端部に互いに反対の方向を向いた刃先５８ｂ、５８ｃを備えたバイトをワーク軸１に直交する水平方向に取付けることにより、対向するレンズホルダの加工を１本のバイトで行うことができるようになる。しかし、例えばそれぞれのホルダ専用の、あるいは粗加工用と仕上加工用などの、異なるバイトを用いて加工を行う必要が生ずる場合もあり、そのような場合には、複数本のバイトを同時に装着できる構造がより適している。
【００１４】
バイト５７は、ホルダ加工時にその都度着脱するようにしてもよいが、その場合には、バイトを装着する度に、バイトの刃先位置を検出してから加工を行うことが高精度加工の条件となる。バイト５７を進退自在、かつその進出位置で固定する高精度の位置決め固定手段５９を設けたときは、バイト５７を常時装着したままにしておくことができ、バイトを進出させたときのバイト刃先位置の再現性を高くできるため、刃先位置を一々検出する必要がなくなり、作業効率が向上する
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１ないし図３は第１実施形態を示した図で、図１はバイトの装着構造の一例を示した斜視図、図２は同断面側面図、図３は垂直方向のワーク軸を備えた芯取機の一例を示す全体側面図である。図中、１ａ及び１ｂは同一垂直線上に配置された上下のワーク軸、６は砥石（工具）、１４は砥石台（工具台）、１５はＺスライドである。
【００１６】
図３の芯取機において、下ワーク軸１ｂは、コラム（機械フレーム）１３に固定した下軸受ケース５０に回転自在かつ上下動不能に軸支されている。下ワーク軸１ｂの上端には、上向きカップ状の下レンズホルダ４が装着され、下端には下従動歯車１８が固定されている。上ワーク軸１ａは、コラム１３に固定した上下方向の直動ガイド５１で上下移動自在に装着された上軸受ケース１７に軸支されており、下端には下向きカップ状の上レンズホルダ３が装着され、上端には上従動歯車１６が固定されている。
【００１７】
コラム１３の上部にはプーリ１９、２０が軸支され、当該プーリにはワイヤ２１が下向きコの字状に掛け回され、当該ワイヤ２１の一端に上軸受ケース１７が連結され、他端にバランス錘２２が連結されて、上ワーク軸１ａを上方に軽く付勢している。上従動歯車１６の軸心上部には、スラスト軸受が内蔵され、その上方にクランプシリンダ２３が配置されている。このクランプシリンダの下向きのロッド２４が伸長して、前記スラスト軸受を押圧することにより、上ワーク軸１ａが下降して、上レンズホルダ３と下レンズホルダ４との間でレンズ５を挟持する。
【００１８】
ワーク軸１（１ａ、１ｂ）に隣接して駆動軸２８が平行に軸支されている。駆動軸２８には、上下に駆動歯車３０、３１が固定されており、それぞれ上下の従動歯車１６、１８に噛合している。駆動軸２８は、下駆動歯車３１及びこれに噛合するピニオン３２を介して、ワーク軸駆動用のサーボモータ２９に連結されている。上従動歯車１６は、歯幅を大きくしてあり、レンズ５の装脱の際に上ワーク軸１ａが上動したときも、上駆動歯車３０との噛合が外れないようになっている。
【００１９】
レンズ５は、上ワーク軸１ａが上動した状態で、図示しないローダにより、下レンズホルダ４上に置かれる。次に、クランプシリンダ２３に低圧の空気圧が供給され、レンズ５を上下のレンズホルダ３、４で軽く挟持する。この状態でサーボモータ２９を高速回転させると、上下のワーク軸が高速同期回転し、レンズ５はその球面の曲率に従って安定位置に移動し、レンズ５の光軸がワーク軸１ａ、１ｂの軸心に一致する。そこでクランプシリンダ２３に所定圧の空気圧を供給してレンズ５をクランプし、サーボモータ２９を所定の回転数で回転して、砥石６によりレンズ５の外周加工を行う。外周加工が終了したら、サーボモータ２９を停止し、クランプシリンダ２３の空気圧を開放し、上ワーク軸１ａを上動させて、加工済レンズを搬出する。
【００２０】
砥石６は、砥石台１４に固定した砥石軸ケース５２に垂直軸回りに自由回転可能に軸支されている。砥石台１４は、直動ガイド３３と送りねじ３４とを介して砥石６の切り込み方向（Ｘ方向）に移動位置決め自在に、Ｚスライド１５に装着されている。Ｚスライド１５は、垂直方向の直動ガイド３６及び送りねじ３７で垂直方向（Ｚ方向）に移動位置決め自在に、コラム１３に装着されている。Ｘ方向送りねじ３４を回転駆動する送りモータ３５及びＺ方向送りねじ３７を回転駆動する送りモータ３８は、ＮＣ装置５３によって制御されるサーボモータである。
【００２１】
図１〜３に示す第１実施形態において、砥石軸ケース５２の下端には、砥石軸と同一軸回りに所定角回動可能に、砥石カバー５４を兼ねた刃物台５５が装着されている。刃物台５５の一箇所には、放射方向を向いたバイトホルダ５６が設けられており、このバイトホルダにレンズホルダ３、４加工用のバイト５７が装着されている。レンズ５の外周加工を行うときは、刃物台５５を回動してバイトホルダ５６を退避させる。このとき、砥石カバーの開口５４ａがレンズ５側を向き、この開口に臨出する砥石６でレンズ５を加工する。レンズホルダ３、４の加工を行うときは、刃物台５５を進出方向に回動する。この回動により、バイトホルダ５６に装着されたバイト５７の先端のチップ５８がレンズホルダ３、４を加工する位置に進出する。刃物台５５の進出位置と退避位置とは、ノックピン５９などで正確に位置決めされ、必要があれば、締結ねじなどを用いたクランプ装置により、進出位置と退避位置とで刃物台５５を砥石軸ケース５２に固定できるようにする。
【００２２】
バイト５７は、図３に示すように、上下対称な菱形のチップ５８を備えており、その先端の刃先５８ａでホルダ３、４の外周加工を、下端の刃先５８ｂで下レンズホルダ４の内周加工を、上端の刃先５８ｃで上レンズホルダ３の内周加工をそれぞれ行うことができるようになっている。携帯電話に設けるカメラなどに用いるレンズ５は、直径が数ｍｍの大きさであるので、チップ５８の寸法も小さく、加工に必要な刃先５８ａ、５８ｂ、５８ｃのＺ方向移動量も小さくてよい。レンズホルダ３、４は、旋盤で所定形状に加工したものをワーク軸１ａ、１ｂに装着し、その状態でカップの周縁部のみを加工してやればよいので、Ｚ方向ストロークの小さな砥石台１４に装着したバイト５７で加工を行うことが可能である。
【００２３】
砥石台１４のＺ方向及びＸ方向位置は、ＮＣ装置５３で制御可能である。従って、上下のホルダ３、４を離隔させた状態でサーボモータ２９で上下のワーク軸１ａ、１ｂを回転し、ＮＣ装置５３にホルダ３、４の加工用プログラムを登録すれば、ホルダ３、４のＮＣ制御による旋削加工を行うことができる。
【００２４】
以上説明した第１実施形態は、砥石カバー５４の回動によりホルダ加工時にバイト５７を加工位置に進出させるのであるが、バイトホルダ５６を着脱自在にして、ホルダ加工時にバイト５７を砥石台１４に装着するようにしてもよい。
【００２５】
図４〜７に示す第２実施形態は、砥石軸ケース５２にブラケット６２を固定し、このブラケット６２に着脱自在なバイトホルダ５６を設けた例である。この例では、スリ割り６３を設けた固定スリーブ６４を砥石軸ケース５２に固定ボルト６５で締付けて固定し（図７参照）、この固定スリーブ６４の下端にブラケット６２を図示しないボルトで固定している。ブラケット６２の前縁には、位置決め用の凹所６６とボルト孔６７（図６参照）とが設けられている。レンズホルダ３、４を加工するバイト５７は、側面Ｌ字形のバイトホルダ５６に装着されている。バイトホルダ５６の取付面には、位置決め突起６８が設けられている。砥石カバー５４は、砥石軸ケース５２に固定されている。
【００２６】
砥石６でレンズ５の外周加工を行うときは、バイトホルダ５６を取外しておく。レンズホルダ３、４の加工を行うときは、ブラケット６２にバイトホルダ５６を、凹所６６と突起６８とを嵌合させて、ボルト６９で固定する。この状態でワーク軸１ａ、１ｂを回転させながら送りモータ３８、３５で砥石台１４をＺ及びＸ方向の送りを制御することにより、レンズホルダ３、４の加工を行う。バイト５７は、下向きの先５８ｂで下レンズホルダ４の内外周の加工を、上向きの刃先５８ｃで上レンズホルダ３の内外周の加工をそれぞれ行うことができるようになっている。レンズホルダ３、４の加工が終了したら、バイトホルダ５６を取外す。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、レンズ芯取機のワーク軸上で、すなわちレンズホルダをワーク軸から取外すことなく、レンズホルダのＮＣ加工ができる。レンズホルダの加工は、ワーク軸の回転中心を基準にして行われるため、レンズホルダの加工面とワーク軸との間に芯ずれが生ずる虞はなく、また加工がＮＣ制御により行われるため、常に一定した形状及び精度の正確な加工が可能である。
【００２８】
そして、このようにして加工されたレンズホルダを用いたときのレンズの加工精度を当該レンズホルダの加工プログラムと共に蓄積することにより、レンズホルダの形状とレンズの精度との関係を統計的に把握でき、これにより、より高精度のレンズを安定的に加工するための技術の蓄積が可能になる。
【００２９】
そして、この発明のレンズ芯取機によれば、レンズホルダの加工を芯取機の砥石制御用のＮＣ装置及び砥石台の動きを利用して行われるので、芯取機の部分的な設計変更により、芯取機のワーク軸上でのレンズホルダの加工を経済的に実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態の要部を示す斜視図
【図２】図１の実施例の部分断面側面図
【図３】芯取機の機構部分の一例を示す模式的な側面図
【図４】第２実施形態の要部を示す斜視図
【図５】図４の部分断面側面図
【図６】図４の装置のバイトホルダの取付構造を示す斜視図
【図７】図４の装置の固定スリーブの平面図
【符号の説明】
１  ワーク軸
３  上レンズホルダ
４  下レンズホルダ
５  レンズ
１４  砥石台
５３  ＮＣ装置
５５  刃物台
５６  バイトホルダ
５７  バイト
５８ｂ  下端刃先
５８ｃ  上端刃先
５９  ノックピン
６２  ブラケット
【図１】
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【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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