眼鏡形状測定装置
【課題】 装置自体を大型化させず、測定誤差を発生しにくくしたり、眼鏡枠の変形防止などの複合機能を備える眼鏡形状測定装置を提供する。
【解決手段】 眼鏡枠の玉型形状を測定する眼鏡形状測定装置において、眼鏡枠に直交する第１軸線を中心に回転するとともに眼鏡枠に対峙したテーブル６に設けられ、接触子９ａを径方向に移動自在に支持する接触子移動機構１０とを備え、接触子移動機構は、第１軸線と直交する第２軸線を軸心とするテーブルに設置された支持軸１２と、支持軸に軸着され、第１軸線、第２軸線と直交する第３軸線の方向に揺動自在となした主動アーム１３と、主動アームに連結軸１６を介して連結され、連結軸を軸心として第３軸線の方向に揺動自在となした従動アーム１５と、従動アームに軸着され、接触子９ａをテーブル６の表面から眼鏡枠に向けて突出させる接触アーム９とを有し、接触アームを眼鏡枠に接触させることを特徴とする。
【解決手段】 眼鏡枠の玉型形状を測定する眼鏡形状測定装置において、眼鏡枠に直交する第１軸線を中心に回転するとともに眼鏡枠に対峙したテーブル６に設けられ、接触子９ａを径方向に移動自在に支持する接触子移動機構１０とを備え、接触子移動機構は、第１軸線と直交する第２軸線を軸心とするテーブルに設置された支持軸１２と、支持軸に軸着され、第１軸線、第２軸線と直交する第３軸線の方向に揺動自在となした主動アーム１３と、主動アームに連結軸１６を介して連結され、連結軸を軸心として第３軸線の方向に揺動自在となした従動アーム１５と、従動アームに軸着され、接触子９ａをテーブル６の表面から眼鏡枠に向けて突出させる接触アーム９とを有し、接触アームを眼鏡枠に接触させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡の形状を測定する眼鏡形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、眼鏡フレームのレンズ溝に測定子を当接させて眼鏡フレームの玉型の三次元形状を測定する玉型形状測定装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４２５２号公報
【０００４】
この特許文献１の装置では、回転台の上に移動台が配設されているため、この回転台の上方に配設される眼鏡フレームとの間に、移動台を配設するスペースが必要で測定装置自体が大型化したり、また、移動台は回転台の上を車輪で移動させている場合、車輪と回転台との間で発生するスベリが測定誤差の原因となったり、この回転台の平面形態に変形があると、当該回転台は形状測定時に回転させているため、回転台における径方向の移動台の移動位置によって、当該移動台が上下に変位してしまい、この変位が測定誤差となるおそれがある。また、支柱で支持フレームを支持し、該支持フレームで移動台を支持させている場合、部品点数が増え、測定誤差に影響を与え易くなる。さらに、移動台の付勢用のバネの付勢力でレンズ溝に測定子を当接させているため、その付勢力でレンズ枠が変形するおそれがある問題を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、装置自体を大型化させず、測定誤差を発生しにくくしたり、眼鏡枠の変形を防止したりする複合機能を備えさせるようにした眼鏡形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置は、眼鏡枠のレンズ溝に接触する接触子の移動によって前記眼鏡枠の玉型形状を測定する眼鏡形状測定装置において、前記眼鏡枠を測定基準位置に保持する眼鏡枠保持部と、前記眼鏡枠保持部で保持された前記眼鏡枠のレンズ配置面に直交する第１軸線を中心に回転するとともに表面側が前記眼鏡枠に対峙したテーブルと、前記テーブルに設けられ、前記接触子を前記眼鏡枠の径方向に移動自在に支持する接触子移動機構と、を備え、前記接触子移動機構は、前記第１軸線と直交する前記テーブルに平行な第２軸線を軸心とする前記テーブルの裏面側に設置された支持軸と、該支持軸に上部側が軸着されて、前記第１軸線及び第２軸線と直交する前記径方向でもある第３軸線の方向に揺動自在となした主動アームと、該主動アームの下部側に連結軸を介して下部側が連結されるとともに、該連結軸を軸心として前記第３軸線の方向に揺動自在となした従動アームと、該従動アームの上部側に軸着されるとともに、端部に配置した前記接触子を前記テーブルの表面から前記眼鏡枠に向けて突出させる接触アームと、を有し、前記主動アームと前記従動アームと前記接触アームとの軸着状態を変更して、前記接触アームの前記接触子を前記眼鏡枠に接触させることを特徴とする。
【０００７】
上記構成とすることにより、主動アーム、従動アーム、接触アームなどで構成する接触子移動機構の機構基点側のみがテーブルの裏面側に固定（軸着）されているため、形状測定時にテーブルが回転しても、その固定位置の回転軸心に対する上下位置は変位しないことにより、測定誤差に与える影響はなく、良好な測定データを得ることができる。また、接触子移動機構をユニット化して一個所に取り付けることができ、これによって眼鏡形状測定装置としての組立の簡易化を図ることができる。しかも、テーブルの裏面側にユニット化した接触子移動機構を取り付けているため、背景技術のように回転台とレンズ枠との間に、スペースが必要となることもなく、測定装置自体が大型化することがない。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記接触子移動機構は自由状態で、その自重によって前記接触アームの軸着個所を前記径方向の中央側に復帰させる復帰力を有し、前記主動アームには、自身を揺動させつつ前記従動アームも同方向に揺動させる駆動手段が設けられ、該駆動手段により前記復帰力に応じて、前記眼鏡枠が変形しない程度の力で前記レンズ溝に前記接触子を軽圧接触させることを特徴とする。
【０００９】
上記構成とすることにより、上記効果に加え、接触子移動機構は、その機構基点側から吊り下げた形態であるため、その復帰力も常に径方向の中央側に復帰させる方向であり、かつその復帰力は接触子移動機構を構成する従動アームの上部側から鉛直軸線までの距離や接触アームの傾斜形態などによって異なる力で戻ることとなるので、例えば駆動手段としてモータを使用すれば連続可変制御しやすい駆動トルクの調整で済むため、軽圧接触のための押圧力の調整も容易に行え、眼鏡枠の変形防止に加え、接触子や接触アームの曲がりに影響を与えないため、測定精度、耐久性の向上に有益となる眼鏡形状測定装置を提供できる。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記第２軸線を軸心として前記テーブルに固定される固定ギヤと、前記連結軸を軸心として当該従動アームに固定される可動ギヤと、前記主動アームに固定される前記駆動手段で回転作動される中間ギヤと、を含み、該中間ギヤは、前記可動ギヤと前記固定ギヤとの間で、両者と噛合するように設けられることを特徴とすることにより、軽圧接触させる駆動は歯車機構であるため、押圧力を確実に伝達することができる。また、歯車機構であるため、その駆動手段としてエンコーダ付きモータを使用できることとなり、部品構成を簡素化できる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記固定ギヤの歯数を、前記可動ギヤの歯数の２倍となしたことを特徴とすることにより、接触子移動機構による接触子の移動を、径方向で直線移動させることができ、これによって形状測定時の接触子の移動による測定誤差を無くすことができる。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置の前記接触子移動機構において、前記第２軸線と同軸位置で前記テーブルに固定される第１支持ピンに、一端側のフック片を掛止するとともに、前記従動アームの他端側における前記連結軸の軸着位置よりもさらに他端寄りの端位置に固定される第２支持ピンに、他端側のフック片を掛止した状態で所定の引張り力を有する引張りバネを設け、該引張りバネの引張り力により前記従動アームのあらゆる揺動位置における復帰力を略打ち消すような保持力を与えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成とすることにより、接触子を軽い力で移動させることができ、この結果、接触子移動機構に設けられる駆動手段としてモータの駆動トルクによる軽接触ための押圧力の調整もさらに容易に行えることとなり、眼鏡枠の変形防止に加え、接触子や接触アームの曲がりに影響を与えないため、測定精度、耐久性の向上にさらに有益となる眼鏡形状測定装置を提供できる。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、型板を前記測定基準位置に保持する型板保持部と、前記接触アームの他端側の前記軸着個所を軸心として、当該接触アームを揺動させる揺動駆動手段と、前記接触アームに設けられる下動規制部材と、該下動規制部材の真下に、進退自在となすように、前記第３軸線の方向に横架される案内軸と、を含み、前記揺動駆動手段により前記接触アームの前記突出形態を、前記テーブルの表面から起立する姿勢となす揺動移動が行われた当該接触アームの前記下動規制部材の真下に、前記案内軸を位置させた状態で、前記接触アームを前記揺動駆動手段により揺動させ、前記案内軸に前記下動規制部材を当接させ、前記接触アームの下動を規制した態様で、前記接触アームの端部の接触子とは、前記径方向で反対側となる当該接触アームの背縁側を、前記型板保持部で保持された前記型板の外周縁に接触する型板接触部となしたことを特徴とすることにより、上記効果に加え、単一の接触アームを、眼鏡枠の玉型形状の測定と型板の測定の両者に使用することができる。しかも、この型板の測定時には、接触アームの下動を規制しているため、接触アームの姿勢（揺動しない）を固定できるため、型板の外周測定の精度の向上を図ることができる。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記型板接触部は前記型板の外周縁に、点接触若しくは線接触させることを特徴とすることにより、形状測定時の接触がスムーズに移動するため、測定精度を高く維持することができる。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記下動規制部材は、回転自在なコロであることを特徴とすることにより、接触アームの径方向に対する移動がスムーズになり、測定精度を高く維持することができる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記テーブルの回転角度を検出する角度検出手段と、前記レンズ溝に接触して移動する前記接触子の第１軸線方向の移動量を検出する接触子移動量検出手段と、前記接触子の前記径方向の移動量を検出する径移動量検出手段と、前記角度検出手段、前記接触子移動量検出手段、前記径移動量検出手段によって検出される検出結果に基づいて３次元データを生成する制御手段と、を含むことを特徴とすることにより、眼鏡枠のレンズ溝であれば、その三次元データを取得でき、型板であれば、径方向の移動量とテーブルの回転角度によって二次元データを取得でき、この結果、レンズ加工に供することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る眼鏡形状測定装置を示す概略斜視図。
【図２】眼鏡形状測定装置を示す平面図。
【図３】眼鏡形状測定装置の他の例を示す平面図。
【図４】型板保持部の他の例を示す斜視図。
【図５】眼鏡形状測定装置のテーブルの配置を示す概略斜視図。
【図６】テーブルの移動機構を示す概略平面図。
【図７】眼鏡枠のレンズ溝と接触子との形状関係を示す図。
【図８】接触子移動機構を示す概略斜視図。
【図９】接触子移動機構を示す概略側面図。
【図１０】バランススプリングを装着した接触子移動機構を示す概略斜視図。
【図１１】バランススプリングを装着した接触子移動機構を示す概略側面図。
【図１２】接触アーム下動規制部を装着した接触子移動機構を示す概略側面図。
【図１３】接触アーム下動規制部の構成を示す概略斜視図。
【図１４】接触アームの下動を案内軸で規制する状態を示す概要図。
【図１５】接触アームにより型板測定状態を示す側面図。
【図１６】接触アームの型板接触部の形状例を示す部分断面図。
【図１７】制御装置の電気的ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る眼鏡形状測定装置の一例を示す概略斜視図、図２は眼鏡形状測定装置を示す平面図である。図１、図２において、眼鏡形状測定装置１は、箱型に形成される本体２の中央側の上方開放状に形成される開口部３内に、形状測定すべき眼鏡枠Ｗ１又は型板Ｗ２を上方から配置するようになっている。
【００２０】
この本体２の開口部３内の上部側において、眼鏡枠Ｗ１を測定基準位置に保持するための眼鏡枠保持部４と、本体２の上部側において、型板Ｗ２を測定基準位置に保持するための型板保持部５とが設けられる。この測定基準位置としては、眼鏡枠Ｗ１又は型板Ｗ２を開口部３内で略水平状態となし、眼鏡枠Ｗ１又は型板Ｗ２の幾何学的中心を、矢印Ａ１で示す左右方向に沿った基準線Ｌ上に位置させるものである。
【００２１】
眼鏡枠保持部４は、開口部３内の矢印Ａ２で示す前後方向で、対向して配置され、同期して互いに接近離間する一対の挟持部４ａを備え、眼鏡枠Ｗ１の左右のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂを上下のクランプピン４ｂによって外側から挟み、眼鏡枠Ｗ１を測定基準位置で保持するようにしている。
【００２２】
型板保持部５は、眼鏡枠Ｗ１の一例としての縁なしフレームに使用するためのレンズ（図示せず）を加工する前に、予めレンズの型をとった型板Ｗ２を測定基準位置で保持する。この型板保持部５は、図４に示すように、全体が略Ｌ字状に形成され、その長片側５ａの先端部５ａ１に型板Ｗ２を、その型板Ｗ２の面側Ｗ２ａで固定する型板装着部５ｂを有する。また、短片側５ｄの基部５ｄ１を、開口部３の外側の本体２の上面２ａに、マグネット（図示せず）を用いて取付・取外し自在に装着される。
【００２３】
この型板保持部５は、図１に示す本体２の一個所の上面２ａに配置する形態と、図３に示すように、本体２の二個所の上面２ａに配置する形態とすることもできる。この場合の眼鏡枠Ｗ１の左右のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂに対応する左用、右用の型板Ｗ２は１種類であり、その表裏を反転させて使用する。また、型板保持部５の長片側５ａと短片側５ｄとは一体で構成する場合と、図４に示すように、回動機能を備えるヒンジ機構５ｅによって長片側５ａと短片側５ｄとを相対回動自在とすることも可能である。この例によると、１種類の型板保持部５の長片側５ａの先端部５ａ１の表裏側に、型板Ｗ２を固定する型板装着部５ｂと図示しないレンズを固定するレンズ保持部を設けることが可能となる。
【００２４】
また、図５に示すように、本体２の開口部３の底部３ａ側には、その底部３ａ側の水平面内において、眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃに装着するレンズ配置面と直交する第１軸線の方向としての鉛直軸線Ｚを中心に回転自在な円板状のテーブル６が設けられている。このテーブル６は、開口部３内において、左右方向（矢印Ａ１）に移動自在となしている。そして、眼鏡枠保持部４で保持される眼鏡枠Ｗ１若しくは型板保持部５で保持される型板Ｗ２と、その表面側を対峙させた形態で測定することとなる。
【００２５】
このテーブル６は、図６に示すように、スライドガイド７によって移動自在となした移動ベース８に取り付けられる。このスライドガイド７は、ガイドロッド７ａと、該ガイドロッド７ａに移動自在に装着される移動体７ｂから構成されている。また、このスライドガイド７は、モータ７ｃの回転軸に連結される送りネジ７ｄと、該送りネジ７ｄと螺合する移動ベース８に固定されるナット部材７ｅから構成されるスライド駆動機構を有している。
【００２６】
また、この移動ベース８には、テーブル６の外周側の三個所を保持する回転自在となしたローラ８ａが設けられる。このローラ８ａによってテーブル６は回転自在に保持されている。また、テーブル６の外周側には、外周ギヤ６ａが設けられ、該外周ギヤ６ａには、直流モータとしての第１駆動モータ６ｂの回転軸に固定される第１駆動ギヤ６ｃが噛合されている。また、テーブル６の回転方向の移動量を検出する角度検出手段としての第１エンコーダ６ｄが設けられている。この第１エンコーダ６ｄは第１駆動モータ６ｂと直結構造のものでもよく、いわゆるエンコーダ付きＤＣモータを用いている。また、このような第１駆動モータ６ｂに代えてステッピングモータを使用することもできる。このステッピングモータは、パルス信号により、そのモータで決まったパルス角の分だけ角度が動くモータであり、パルス数により角度検出できるものである。
【００２７】
また、テーブル６には、該テーブル６の表面から上方へ突出し、眼鏡枠Ｗ１のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂの内周面に形成された、図７に示すレンズ溝Ｗ１ｃ内の一定位置（例えば一定の溝深さ）に接触しながら、その接触抵抗を小さくするように、端部が球面状に形成される細長状の接触子９ａを、端部としての先端側に有する接触アーム９を、眼鏡枠Ｗ１の径方向Ｒに移動自在に支持する接触子移動機構１０が設けられる。
【００２８】
テーブル６の中央には、図６、図８に示すように、その厚み方向に貫通し、かつ、テーブル６の径方向Ｒに延びる長孔状のスロット６ｅが形成されており、該スロット６ｅを通して接触アーム９をテーブル６の表面から上方へ突出させ、該スロット６ｅ内を接触アーム９が移動されるようにしている。
【００２９】
接触子移動機構１０は、図８に示すように、テーブル６の裏面側に取り付けられている。この接触子移動機構１０の機構基点側には、半円板状の固定ギヤ１１が固定される。この固定ギヤ１１は、その歯車中心を第１軸線としての鉛直軸線Ｚと直交するテーブル６に平行な第２軸線としての左右水平軸線Ｘを軸心として配置され、同軸線方向におけるスロット６ｅの一方側のテーブル６の下面に、その円弧形態のギヤ部１１ａを下方に向けた態様で固定している。
【００３０】
この固定ギヤ１１の歯車中心（左右水平軸線Ｘ）には、支持軸１２が固定され、該支持軸１２によってスロット６ｅに沿うように、第１軸線及び第２軸線と直交するレンズ溝Ｗ１ｃ（眼鏡枠Ｗ１）の径方向Ｒでもある第３軸線としての水平軸線Ｙ方向に揺動自在となすように、一端側としての上部側が、このテーブル６の下部側に軸着される主動アーム１３を有している。
【００３１】
この主動アーム１３におけるアーム長さの中間側には、駆動手段としての直流モータである第２駆動モータ１４が固定されている。この第２駆動モータ１４の回転軸に固定される第２駆動ギヤ１４ａを、固定ギヤ１１のギヤ部１１ａに噛合させている。これによって第２駆動モータ１４を作動制御させて第２駆動ギヤ１４ａを所定方向に回転させると、主動アーム１３は支持軸１２周りの第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に揺動することとなる。この第２駆動モータ１４は、後述する径移動量検出手段である第２エンコーダ１４ｂと一体化された直結構造のものである。
【００３２】
主動アーム１３の他端側としての下部側には、左右水平軸線Ｘ方向におけるスロット６ｅの他方側のテーブル６の下方に配設される従動アーム１５の他端側としての下部側が連結軸１６によって連結されている。これによって、主動アーム１３に連動して従動アーム１５が第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に移動されることとなる。
【００３３】
また、連結軸１６には、歯車中心に連結軸１６を貫通させるようにした従動ギヤ１７が設けられる。該従動ギヤ１７は従動アーム１５の他端側としての下部側に連結固定されるとともに、従動ギヤ１７と第２駆動モータ１４の第２駆動ギヤ１４ａを噛合させている。このことによって第２駆動モータ１４を作動制御させて第２駆動ギヤ１４ａを所定方向に回転させると、主動アーム１３は支持軸１２周りに揺動しながら、主動アーム１３に連動して従動アーム１５が水平軸線Ｙ方向に移動する過程において、連結軸１６（水平軸線Ｙ）周りで従動アーム１５が第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に揺動することとなる。
【００３４】
また、図９に示すように、従動アーム１５の上部側、例として接触アーム９の回転中心Ｐ１の移動軌跡を、矢印Ａ３で示す水平方向に直線状にするために、従動ギヤ１７の歯数に対して固定ギヤ１１の歯数を等倍（２倍）に設定するとともに、主動アーム１３の回転中心Ｐ２（支持軸１２の軸心）から従動アーム１５の回転中心Ｐ３（連結軸１６の軸心）までの距離Ｌ１と、従動アーム１５の回転中心Ｐ３から接触アーム９の回転中心Ｐ１までの距離Ｌ２とを等しくすることにより、いわゆる外転シンクロイド歯車列による直線運動機構とすることができる。
【００３５】
この接触アーム９は、図８に示すように、その他端側としての下部側を従動アーム１５の一端側としての上部側に、第２軸線（左右水平軸線Ｘ）と平行となした平行軸１５ａを軸心として軸着させている。この接触アーム９の下部側には、軸着個所を歯車中心となした円弧状の領域に円弧ギヤ９ｂを有する下部ギヤ部９ｃが形成されている。この円弧ギヤ９ｂと噛合する第３駆動ギヤ１８ａを回転軸の先端に固定する直流モータとしての第３駆動モータ１８が従動アーム１５のアーム長さ中間に固定されている。この第３駆動モータ１８を作動制御させることによって軸着個所を中心として接触アーム９が第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に揺動することとなる。この第３駆動モータ１８は接触子移動量検出手段としての第３エンコーダ１８ｃと一体化された直結構造のものであり、接触アーム９の揺動時の移動量を検出するようにしている。
【００３６】
要するに、接触子移動機構１０は、図９に示すように、それを構成する接触アーム９、従動アーム１５、主動アーム１３との軸着個所を変更して、接触アーム９の接触子を眼鏡枠Ｗに接触させるようにしたものであり、その機構基点側の主動アーム１３の上端部をテーブル６の下面側に固定した吊り下げ状態の構造である。そして、主動アーム１３では、その揺動中心軸が上部側であるため、主動アーム１３は第２駆動モータ１４が自由回転状態であると、接触子移動機構１０の全体自重による重心位置が変化して垂下状態に近づくように揺動する。
【００３７】
これに伴って従動アーム１５の上部側が鉛直軸線Ｚから遠いところに位置する状態であれば鉛直軸線Ｚに近づくように揺動する。これは自由回転状態の第２駆動モータ１４の第２駆動ギヤ１４ａが固定ギヤ１１と噛み合いながら回転して移動することにより、この第２駆動ギヤ１４ａと噛合する従動ギヤ１７を回転させることとなり従動アーム１５が揺動する。また、この接触子移動機構１０の復帰力は、従動アーム１５の上部側から鉛直軸線Ｚまでの距離や接触アーム９の傾斜形態などによって同一とならず、異なる力で戻ることとなる。
【００３８】
また、この復帰力は、眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃの測定時には、当該レンズ溝Ｗ１ｃから接触子９ａが離れようとする力である場合（逆方向もある）、第２駆動モータ１４を電流制御し、その第２駆動モータ１４の駆動トルクを、復帰力に応じて接触子９ａを眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃに、該眼鏡枠Ｗ１が変形しない程度の力で軽圧接触させている。この軽圧接触は、接触子９ａや接触アーム９自体に曲がり変形が発生しないようにした力でもあることも含んでいる。
【００３９】
また、第２駆動モータ１４の電流制御とは別に、図１０、図１１に示すように、従動アーム１５の下部側と固定ギヤ１１の歯車中心と同軸位置（第２軸線Ｘ）との間に、所定の引っ張り力を有する引張りバネとしてのバランススプリング１９を張設することにより、このバランススプリング１９の引っ張り力による、従動アーム１５のあらゆる揺動位置における復帰力を略打ち消すような保持力を与えることができる。
【００４０】
具体的には、第２軸線と同軸位置でテーブル６側に固定される第１支持ピン２０に、バランススプリング１９の一端側のフック片１９ａを掛止するとともに、従動アーム１５の他端側における連結軸１６の軸着位置よりもさらに他端寄りの端位置に固定される第２支持ピン２１に、バランススプリング１９の他端側のフック片１９ｂを掛止した状態で張設している。これによってバランススプリング１９の引っ張り力によって接触子移動機構１０の自重が略キャンセルされ、接触子９ａを軽い力で移動させることができる。
【００４１】
つぎに、型板保持部５で保持される型板Ｗ２の外周形状の計測時に使用するための接触アーム下動規制機構２２を備えている。この接触アーム下動規制機構２２は、図１２ないし図１４に示すように、接触アーム９に形成される円弧ギヤ９ｂの側面に、第３軸線方向に軸心を有する回転自在なコロ２３を設け、該コロ２３を下動規制部材となしている。また、接触アーム９の他端側の軸着個所を軸心として、当該接触アーム９を揺動駆動手段としての第３駆動モータ１８を作動させて、テーブル６表面から上方へ起立する姿勢で突出させ、かつ、後述する型板接触部９ｄを第１軸線方向に沿わせた状態のコロ２３の真下に進退自在となすように、第３軸線方向（水平軸線Ｙ）に案内軸２４を横架している。この案内軸２４は、その両端側をテーブル６裏面に固定される一対の垂下片２５に第３軸線方向を軸心として回転自在に設けられる一対の可動片２６に固定されている。この可動片２６の一方には、該可動片２６から第３軸線方向（水平軸線Ｙ）に突出する形態で当接コロ２７が設けられている。
【００４２】
また、テーブル６の下部側には、案内軸２４を移動させるべき、駆動機構部２８が設けられている。この駆動機構部２８は直流モータとしての第４駆動モータ２９の回転軸の先端には、当接コロ２７に当接し、該当接コロ２７を押し下げて、コロ２３の真下に案内軸２４を位置させるように駆動する押圧カム３０を有している。また、この案内軸２４をコロ２３の真下から離間させるために復帰バネ３１が設けられている。
【００４３】
接触アーム９の下動規制部材としてのコロ２３の真下に、案内軸２４を位置させた状態で、接触アーム９を第３駆動モータ１８により揺動させ、案内軸２４にコロ２３を当接させ、接触アーム９の下動を規制した態様で、図１５に示すように、接触アーム９の一端側の接触子９ａとは、径方向Ｒで反対側となる当該接触アーム９の直線状の背縁側を、型板保持部５で保持された型板Ｗ２の外周縁に接触する型板接触部９ｄとなしている。この型板接触部９ｄは、型板Ｗ２の外周縁に点接触若しくは線接触させるように、図１６に示すように、断面形状で先端側を先細り形態となすように円弧状もしくは三角状に形成されている。
【００４４】
眼鏡枠形状測定装置による眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃ、型板Ｗ２の測定として、眼鏡枠保持部４の一対の挟持部４ａの間隔を広げた状態で、眼鏡枠Ｗ１を上方から挟持部４ａ間に位置させ、その後、眼鏡枠Ｗ１の左右のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂを上下のクランプピン４ｂによって外側（本例では上下）から挟み（図１参照）、眼鏡枠Ｗ１を測定基準位置で保持する。つぎに、移動ベース８を測定すべき左右いずれかのリムＷ１ａ、Ｗ１ｂの下方に、テーブル６が眼鏡枠Ｗ１と対峙させるように移動させる。
【００４５】
つぎに、テーブル６の表面から上方へ突出されている接触アーム９の接触子９ａをレンズ溝Ｗ１ｃに接触させ、この接触位置を原点位置として、第１駆動モータ６ｂを作動制御し、テーブル６を回転させ、接触子９ａが原点位置からスタートし、一周して原点位置に戻るまでの間に、回転角度検出手段である第１エンコーダ６ｄで検出するテーブル６の回転角度と、径移動量検出手段である第２エンコーダ１４ｂで検出する接触子９ａのレンズ溝Ｗ１ｃにおける径方法Ｒでの移動量と、接触子移動量検出手段である第３エンコーダ１８ｃで検出する接触子９ａの第１軸線方向（鉛直軸線Ｚ方向）での移動量とが検出される。
【００４６】
この各種検出手段によって、検出される検出結果に基づいてレンズ溝Ｗ１ｃの玉型形状が計測されるものであり、この玉型形状は、３次元データを生成する制御手段で生成される。この制御手段はマイクロコンピュータを主にした制御装置３２が使用される。この制御装置３２のマイクロコンピュータの構成は周知であるため詳しい説明は省略するが、図１７に示すように、ＣＰＵ３２ａを中心として構成しており、このＣＰＵ３２ａには、内部バス３２ｂを介してＲＯＭ３２ｃが接続される。このＲＯＭ３２ｃに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、ＣＰＵ３２ａには内部バス３２ｂを介してＲＡＭ３２ｄが接続されている。このＲＡＭ３２ｄは、ＣＰＵ３２ａが各種の処理を実行する上において必要なデータやプログラムなどが適宜記憶される。
【００４７】
また、制御装置３２の入出力インターフェース３２ｅには、第１エンコーダ６ｄ、第２エンコーダ１４ｂ、第３エンコーダ１８ｃ、第１駆動モータ６ｂ、第２駆動モータ１４、第３駆動モータ１８、モータ７ｃ、第４駆動モータ２９が接続され、各モータの制御を実行するとともに、各エンコーダからの検出信号による検出結果に基づいて三次元データ（レンズ溝Ｗ１ｃ測定時）、後述する二次元データ（型板Ｗ２測定時）を生成している。
【００４８】
また、型枠Ｗ２の測定時には、接触アーム９の鉛直軸線Ｚ方向の移動が図１４に示すように、案内軸２４上に、コロ２３を当接させて規制されている状態で、直線状の型板接触部９ｄが図１５に示すように、鉛直軸線Ｚ方向と平行な状態で、型枠Ｗ２の周縁に接触させながら、テーブル６を１回転させることにより、接触アーム９の径方向Ｒの変位が水平面内でのテーブル６の回転角度に対応づけられて測定されることにより、２次元データが取得される。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 眼鏡形状測定装置
４ 眼鏡枠保持部
６ テーブル
９ 接触アーム
９ａ 接触子
１０ 接触子移動機構
１３ 主動アーム
１５ 従動アーム
１６ 連結軸
Ｒ 径方向
Ｚ 鉛直軸線（第１軸線）
Ｘ 左右水平軸線（第２軸線）
Ｙ 水平軸線（第３軸線）
Ｗ１ 眼鏡枠
Ｗ１ｃ レンズ溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡の形状を測定する眼鏡形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、眼鏡フレームのレンズ溝に測定子を当接させて眼鏡フレームの玉型の三次元形状を測定する玉型形状測定装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４２５２号公報
【０００４】
この特許文献１の装置では、回転台の上に移動台が配設されているため、この回転台の上方に配設される眼鏡フレームとの間に、移動台を配設するスペースが必要で測定装置自体が大型化したり、また、移動台は回転台の上を車輪で移動させている場合、車輪と回転台との間で発生するスベリが測定誤差の原因となったり、この回転台の平面形態に変形があると、当該回転台は形状測定時に回転させているため、回転台における径方向の移動台の移動位置によって、当該移動台が上下に変位してしまい、この変位が測定誤差となるおそれがある。また、支柱で支持フレームを支持し、該支持フレームで移動台を支持させている場合、部品点数が増え、測定誤差に影響を与え易くなる。さらに、移動台の付勢用のバネの付勢力でレンズ溝に測定子を当接させているため、その付勢力でレンズ枠が変形するおそれがある問題を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、装置自体を大型化させず、測定誤差を発生しにくくしたり、眼鏡枠の変形を防止したりする複合機能を備えさせるようにした眼鏡形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置は、眼鏡枠のレンズ溝に接触する接触子の移動によって前記眼鏡枠の玉型形状を測定する眼鏡形状測定装置において、前記眼鏡枠を測定基準位置に保持する眼鏡枠保持部と、前記眼鏡枠保持部で保持された前記眼鏡枠のレンズ配置面に直交する第１軸線を中心に回転するとともに表面側が前記眼鏡枠に対峙したテーブルと、前記テーブルに設けられ、前記接触子を前記眼鏡枠の径方向に移動自在に支持する接触子移動機構と、を備え、前記接触子移動機構は、前記第１軸線と直交する前記テーブルに平行な第２軸線を軸心とする前記テーブルの裏面側に設置された支持軸と、該支持軸に上部側が軸着されて、前記第１軸線及び第２軸線と直交する前記径方向でもある第３軸線の方向に揺動自在となした主動アームと、該主動アームの下部側に連結軸を介して下部側が連結されるとともに、該連結軸を軸心として前記第３軸線の方向に揺動自在となした従動アームと、該従動アームの上部側に軸着されるとともに、端部に配置した前記接触子を前記テーブルの表面から前記眼鏡枠に向けて突出させる接触アームと、を有し、前記主動アームと前記従動アームと前記接触アームとの軸着状態を変更して、前記接触アームの前記接触子を前記眼鏡枠に接触させることを特徴とする。
【０００７】
上記構成とすることにより、主動アーム、従動アーム、接触アームなどで構成する接触子移動機構の機構基点側のみがテーブルの裏面側に固定（軸着）されているため、形状測定時にテーブルが回転しても、その固定位置の回転軸心に対する上下位置は変位しないことにより、測定誤差に与える影響はなく、良好な測定データを得ることができる。また、接触子移動機構をユニット化して一個所に取り付けることができ、これによって眼鏡形状測定装置としての組立の簡易化を図ることができる。しかも、テーブルの裏面側にユニット化した接触子移動機構を取り付けているため、背景技術のように回転台とレンズ枠との間に、スペースが必要となることもなく、測定装置自体が大型化することがない。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記接触子移動機構は自由状態で、その自重によって前記接触アームの軸着個所を前記径方向の中央側に復帰させる復帰力を有し、前記主動アームには、自身を揺動させつつ前記従動アームも同方向に揺動させる駆動手段が設けられ、該駆動手段により前記復帰力に応じて、前記眼鏡枠が変形しない程度の力で前記レンズ溝に前記接触子を軽圧接触させることを特徴とする。
【０００９】
上記構成とすることにより、上記効果に加え、接触子移動機構は、その機構基点側から吊り下げた形態であるため、その復帰力も常に径方向の中央側に復帰させる方向であり、かつその復帰力は接触子移動機構を構成する従動アームの上部側から鉛直軸線までの距離や接触アームの傾斜形態などによって異なる力で戻ることとなるので、例えば駆動手段としてモータを使用すれば連続可変制御しやすい駆動トルクの調整で済むため、軽圧接触のための押圧力の調整も容易に行え、眼鏡枠の変形防止に加え、接触子や接触アームの曲がりに影響を与えないため、測定精度、耐久性の向上に有益となる眼鏡形状測定装置を提供できる。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記第２軸線を軸心として前記テーブルに固定される固定ギヤと、前記連結軸を軸心として当該従動アームに固定される可動ギヤと、前記主動アームに固定される前記駆動手段で回転作動される中間ギヤと、を含み、該中間ギヤは、前記可動ギヤと前記固定ギヤとの間で、両者と噛合するように設けられることを特徴とすることにより、軽圧接触させる駆動は歯車機構であるため、押圧力を確実に伝達することができる。また、歯車機構であるため、その駆動手段としてエンコーダ付きモータを使用できることとなり、部品構成を簡素化できる。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記固定ギヤの歯数を、前記可動ギヤの歯数の２倍となしたことを特徴とすることにより、接触子移動機構による接触子の移動を、径方向で直線移動させることができ、これによって形状測定時の接触子の移動による測定誤差を無くすことができる。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置の前記接触子移動機構において、前記第２軸線と同軸位置で前記テーブルに固定される第１支持ピンに、一端側のフック片を掛止するとともに、前記従動アームの他端側における前記連結軸の軸着位置よりもさらに他端寄りの端位置に固定される第２支持ピンに、他端側のフック片を掛止した状態で所定の引張り力を有する引張りバネを設け、該引張りバネの引張り力により前記従動アームのあらゆる揺動位置における復帰力を略打ち消すような保持力を与えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成とすることにより、接触子を軽い力で移動させることができ、この結果、接触子移動機構に設けられる駆動手段としてモータの駆動トルクによる軽接触ための押圧力の調整もさらに容易に行えることとなり、眼鏡枠の変形防止に加え、接触子や接触アームの曲がりに影響を与えないため、測定精度、耐久性の向上にさらに有益となる眼鏡形状測定装置を提供できる。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、型板を前記測定基準位置に保持する型板保持部と、前記接触アームの他端側の前記軸着個所を軸心として、当該接触アームを揺動させる揺動駆動手段と、前記接触アームに設けられる下動規制部材と、該下動規制部材の真下に、進退自在となすように、前記第３軸線の方向に横架される案内軸と、を含み、前記揺動駆動手段により前記接触アームの前記突出形態を、前記テーブルの表面から起立する姿勢となす揺動移動が行われた当該接触アームの前記下動規制部材の真下に、前記案内軸を位置させた状態で、前記接触アームを前記揺動駆動手段により揺動させ、前記案内軸に前記下動規制部材を当接させ、前記接触アームの下動を規制した態様で、前記接触アームの端部の接触子とは、前記径方向で反対側となる当該接触アームの背縁側を、前記型板保持部で保持された前記型板の外周縁に接触する型板接触部となしたことを特徴とすることにより、上記効果に加え、単一の接触アームを、眼鏡枠の玉型形状の測定と型板の測定の両者に使用することができる。しかも、この型板の測定時には、接触アームの下動を規制しているため、接触アームの姿勢（揺動しない）を固定できるため、型板の外周測定の精度の向上を図ることができる。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記型板接触部は前記型板の外周縁に、点接触若しくは線接触させることを特徴とすることにより、形状測定時の接触がスムーズに移動するため、測定精度を高く維持することができる。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記下動規制部材は、回転自在なコロであることを特徴とすることにより、接触アームの径方向に対する移動がスムーズになり、測定精度を高く維持することができる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の眼鏡形状測定装置において、前記テーブルの回転角度を検出する角度検出手段と、前記レンズ溝に接触して移動する前記接触子の第１軸線方向の移動量を検出する接触子移動量検出手段と、前記接触子の前記径方向の移動量を検出する径移動量検出手段と、前記角度検出手段、前記接触子移動量検出手段、前記径移動量検出手段によって検出される検出結果に基づいて３次元データを生成する制御手段と、を含むことを特徴とすることにより、眼鏡枠のレンズ溝であれば、その三次元データを取得でき、型板であれば、径方向の移動量とテーブルの回転角度によって二次元データを取得でき、この結果、レンズ加工に供することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る眼鏡形状測定装置を示す概略斜視図。
【図２】眼鏡形状測定装置を示す平面図。
【図３】眼鏡形状測定装置の他の例を示す平面図。
【図４】型板保持部の他の例を示す斜視図。
【図５】眼鏡形状測定装置のテーブルの配置を示す概略斜視図。
【図６】テーブルの移動機構を示す概略平面図。
【図７】眼鏡枠のレンズ溝と接触子との形状関係を示す図。
【図８】接触子移動機構を示す概略斜視図。
【図９】接触子移動機構を示す概略側面図。
【図１０】バランススプリングを装着した接触子移動機構を示す概略斜視図。
【図１１】バランススプリングを装着した接触子移動機構を示す概略側面図。
【図１２】接触アーム下動規制部を装着した接触子移動機構を示す概略側面図。
【図１３】接触アーム下動規制部の構成を示す概略斜視図。
【図１４】接触アームの下動を案内軸で規制する状態を示す概要図。
【図１５】接触アームにより型板測定状態を示す側面図。
【図１６】接触アームの型板接触部の形状例を示す部分断面図。
【図１７】制御装置の電気的ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る眼鏡形状測定装置の一例を示す概略斜視図、図２は眼鏡形状測定装置を示す平面図である。図１、図２において、眼鏡形状測定装置１は、箱型に形成される本体２の中央側の上方開放状に形成される開口部３内に、形状測定すべき眼鏡枠Ｗ１又は型板Ｗ２を上方から配置するようになっている。
【００２０】
この本体２の開口部３内の上部側において、眼鏡枠Ｗ１を測定基準位置に保持するための眼鏡枠保持部４と、本体２の上部側において、型板Ｗ２を測定基準位置に保持するための型板保持部５とが設けられる。この測定基準位置としては、眼鏡枠Ｗ１又は型板Ｗ２を開口部３内で略水平状態となし、眼鏡枠Ｗ１又は型板Ｗ２の幾何学的中心を、矢印Ａ１で示す左右方向に沿った基準線Ｌ上に位置させるものである。
【００２１】
眼鏡枠保持部４は、開口部３内の矢印Ａ２で示す前後方向で、対向して配置され、同期して互いに接近離間する一対の挟持部４ａを備え、眼鏡枠Ｗ１の左右のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂを上下のクランプピン４ｂによって外側から挟み、眼鏡枠Ｗ１を測定基準位置で保持するようにしている。
【００２２】
型板保持部５は、眼鏡枠Ｗ１の一例としての縁なしフレームに使用するためのレンズ（図示せず）を加工する前に、予めレンズの型をとった型板Ｗ２を測定基準位置で保持する。この型板保持部５は、図４に示すように、全体が略Ｌ字状に形成され、その長片側５ａの先端部５ａ１に型板Ｗ２を、その型板Ｗ２の面側Ｗ２ａで固定する型板装着部５ｂを有する。また、短片側５ｄの基部５ｄ１を、開口部３の外側の本体２の上面２ａに、マグネット（図示せず）を用いて取付・取外し自在に装着される。
【００２３】
この型板保持部５は、図１に示す本体２の一個所の上面２ａに配置する形態と、図３に示すように、本体２の二個所の上面２ａに配置する形態とすることもできる。この場合の眼鏡枠Ｗ１の左右のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂに対応する左用、右用の型板Ｗ２は１種類であり、その表裏を反転させて使用する。また、型板保持部５の長片側５ａと短片側５ｄとは一体で構成する場合と、図４に示すように、回動機能を備えるヒンジ機構５ｅによって長片側５ａと短片側５ｄとを相対回動自在とすることも可能である。この例によると、１種類の型板保持部５の長片側５ａの先端部５ａ１の表裏側に、型板Ｗ２を固定する型板装着部５ｂと図示しないレンズを固定するレンズ保持部を設けることが可能となる。
【００２４】
また、図５に示すように、本体２の開口部３の底部３ａ側には、その底部３ａ側の水平面内において、眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃに装着するレンズ配置面と直交する第１軸線の方向としての鉛直軸線Ｚを中心に回転自在な円板状のテーブル６が設けられている。このテーブル６は、開口部３内において、左右方向（矢印Ａ１）に移動自在となしている。そして、眼鏡枠保持部４で保持される眼鏡枠Ｗ１若しくは型板保持部５で保持される型板Ｗ２と、その表面側を対峙させた形態で測定することとなる。
【００２５】
このテーブル６は、図６に示すように、スライドガイド７によって移動自在となした移動ベース８に取り付けられる。このスライドガイド７は、ガイドロッド７ａと、該ガイドロッド７ａに移動自在に装着される移動体７ｂから構成されている。また、このスライドガイド７は、モータ７ｃの回転軸に連結される送りネジ７ｄと、該送りネジ７ｄと螺合する移動ベース８に固定されるナット部材７ｅから構成されるスライド駆動機構を有している。
【００２６】
また、この移動ベース８には、テーブル６の外周側の三個所を保持する回転自在となしたローラ８ａが設けられる。このローラ８ａによってテーブル６は回転自在に保持されている。また、テーブル６の外周側には、外周ギヤ６ａが設けられ、該外周ギヤ６ａには、直流モータとしての第１駆動モータ６ｂの回転軸に固定される第１駆動ギヤ６ｃが噛合されている。また、テーブル６の回転方向の移動量を検出する角度検出手段としての第１エンコーダ６ｄが設けられている。この第１エンコーダ６ｄは第１駆動モータ６ｂと直結構造のものでもよく、いわゆるエンコーダ付きＤＣモータを用いている。また、このような第１駆動モータ６ｂに代えてステッピングモータを使用することもできる。このステッピングモータは、パルス信号により、そのモータで決まったパルス角の分だけ角度が動くモータであり、パルス数により角度検出できるものである。
【００２７】
また、テーブル６には、該テーブル６の表面から上方へ突出し、眼鏡枠Ｗ１のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂの内周面に形成された、図７に示すレンズ溝Ｗ１ｃ内の一定位置（例えば一定の溝深さ）に接触しながら、その接触抵抗を小さくするように、端部が球面状に形成される細長状の接触子９ａを、端部としての先端側に有する接触アーム９を、眼鏡枠Ｗ１の径方向Ｒに移動自在に支持する接触子移動機構１０が設けられる。
【００２８】
テーブル６の中央には、図６、図８に示すように、その厚み方向に貫通し、かつ、テーブル６の径方向Ｒに延びる長孔状のスロット６ｅが形成されており、該スロット６ｅを通して接触アーム９をテーブル６の表面から上方へ突出させ、該スロット６ｅ内を接触アーム９が移動されるようにしている。
【００２９】
接触子移動機構１０は、図８に示すように、テーブル６の裏面側に取り付けられている。この接触子移動機構１０の機構基点側には、半円板状の固定ギヤ１１が固定される。この固定ギヤ１１は、その歯車中心を第１軸線としての鉛直軸線Ｚと直交するテーブル６に平行な第２軸線としての左右水平軸線Ｘを軸心として配置され、同軸線方向におけるスロット６ｅの一方側のテーブル６の下面に、その円弧形態のギヤ部１１ａを下方に向けた態様で固定している。
【００３０】
この固定ギヤ１１の歯車中心（左右水平軸線Ｘ）には、支持軸１２が固定され、該支持軸１２によってスロット６ｅに沿うように、第１軸線及び第２軸線と直交するレンズ溝Ｗ１ｃ（眼鏡枠Ｗ１）の径方向Ｒでもある第３軸線としての水平軸線Ｙ方向に揺動自在となすように、一端側としての上部側が、このテーブル６の下部側に軸着される主動アーム１３を有している。
【００３１】
この主動アーム１３におけるアーム長さの中間側には、駆動手段としての直流モータである第２駆動モータ１４が固定されている。この第２駆動モータ１４の回転軸に固定される第２駆動ギヤ１４ａを、固定ギヤ１１のギヤ部１１ａに噛合させている。これによって第２駆動モータ１４を作動制御させて第２駆動ギヤ１４ａを所定方向に回転させると、主動アーム１３は支持軸１２周りの第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に揺動することとなる。この第２駆動モータ１４は、後述する径移動量検出手段である第２エンコーダ１４ｂと一体化された直結構造のものである。
【００３２】
主動アーム１３の他端側としての下部側には、左右水平軸線Ｘ方向におけるスロット６ｅの他方側のテーブル６の下方に配設される従動アーム１５の他端側としての下部側が連結軸１６によって連結されている。これによって、主動アーム１３に連動して従動アーム１５が第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に移動されることとなる。
【００３３】
また、連結軸１６には、歯車中心に連結軸１６を貫通させるようにした従動ギヤ１７が設けられる。該従動ギヤ１７は従動アーム１５の他端側としての下部側に連結固定されるとともに、従動ギヤ１７と第２駆動モータ１４の第２駆動ギヤ１４ａを噛合させている。このことによって第２駆動モータ１４を作動制御させて第２駆動ギヤ１４ａを所定方向に回転させると、主動アーム１３は支持軸１２周りに揺動しながら、主動アーム１３に連動して従動アーム１５が水平軸線Ｙ方向に移動する過程において、連結軸１６（水平軸線Ｙ）周りで従動アーム１５が第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に揺動することとなる。
【００３４】
また、図９に示すように、従動アーム１５の上部側、例として接触アーム９の回転中心Ｐ１の移動軌跡を、矢印Ａ３で示す水平方向に直線状にするために、従動ギヤ１７の歯数に対して固定ギヤ１１の歯数を等倍（２倍）に設定するとともに、主動アーム１３の回転中心Ｐ２（支持軸１２の軸心）から従動アーム１５の回転中心Ｐ３（連結軸１６の軸心）までの距離Ｌ１と、従動アーム１５の回転中心Ｐ３から接触アーム９の回転中心Ｐ１までの距離Ｌ２とを等しくすることにより、いわゆる外転シンクロイド歯車列による直線運動機構とすることができる。
【００３５】
この接触アーム９は、図８に示すように、その他端側としての下部側を従動アーム１５の一端側としての上部側に、第２軸線（左右水平軸線Ｘ）と平行となした平行軸１５ａを軸心として軸着させている。この接触アーム９の下部側には、軸着個所を歯車中心となした円弧状の領域に円弧ギヤ９ｂを有する下部ギヤ部９ｃが形成されている。この円弧ギヤ９ｂと噛合する第３駆動ギヤ１８ａを回転軸の先端に固定する直流モータとしての第３駆動モータ１８が従動アーム１５のアーム長さ中間に固定されている。この第３駆動モータ１８を作動制御させることによって軸着個所を中心として接触アーム９が第３軸線方向（水平軸線Ｙ方向、径方向Ｒ）に揺動することとなる。この第３駆動モータ１８は接触子移動量検出手段としての第３エンコーダ１８ｃと一体化された直結構造のものであり、接触アーム９の揺動時の移動量を検出するようにしている。
【００３６】
要するに、接触子移動機構１０は、図９に示すように、それを構成する接触アーム９、従動アーム１５、主動アーム１３との軸着個所を変更して、接触アーム９の接触子を眼鏡枠Ｗに接触させるようにしたものであり、その機構基点側の主動アーム１３の上端部をテーブル６の下面側に固定した吊り下げ状態の構造である。そして、主動アーム１３では、その揺動中心軸が上部側であるため、主動アーム１３は第２駆動モータ１４が自由回転状態であると、接触子移動機構１０の全体自重による重心位置が変化して垂下状態に近づくように揺動する。
【００３７】
これに伴って従動アーム１５の上部側が鉛直軸線Ｚから遠いところに位置する状態であれば鉛直軸線Ｚに近づくように揺動する。これは自由回転状態の第２駆動モータ１４の第２駆動ギヤ１４ａが固定ギヤ１１と噛み合いながら回転して移動することにより、この第２駆動ギヤ１４ａと噛合する従動ギヤ１７を回転させることとなり従動アーム１５が揺動する。また、この接触子移動機構１０の復帰力は、従動アーム１５の上部側から鉛直軸線Ｚまでの距離や接触アーム９の傾斜形態などによって同一とならず、異なる力で戻ることとなる。
【００３８】
また、この復帰力は、眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃの測定時には、当該レンズ溝Ｗ１ｃから接触子９ａが離れようとする力である場合（逆方向もある）、第２駆動モータ１４を電流制御し、その第２駆動モータ１４の駆動トルクを、復帰力に応じて接触子９ａを眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃに、該眼鏡枠Ｗ１が変形しない程度の力で軽圧接触させている。この軽圧接触は、接触子９ａや接触アーム９自体に曲がり変形が発生しないようにした力でもあることも含んでいる。
【００３９】
また、第２駆動モータ１４の電流制御とは別に、図１０、図１１に示すように、従動アーム１５の下部側と固定ギヤ１１の歯車中心と同軸位置（第２軸線Ｘ）との間に、所定の引っ張り力を有する引張りバネとしてのバランススプリング１９を張設することにより、このバランススプリング１９の引っ張り力による、従動アーム１５のあらゆる揺動位置における復帰力を略打ち消すような保持力を与えることができる。
【００４０】
具体的には、第２軸線と同軸位置でテーブル６側に固定される第１支持ピン２０に、バランススプリング１９の一端側のフック片１９ａを掛止するとともに、従動アーム１５の他端側における連結軸１６の軸着位置よりもさらに他端寄りの端位置に固定される第２支持ピン２１に、バランススプリング１９の他端側のフック片１９ｂを掛止した状態で張設している。これによってバランススプリング１９の引っ張り力によって接触子移動機構１０の自重が略キャンセルされ、接触子９ａを軽い力で移動させることができる。
【００４１】
つぎに、型板保持部５で保持される型板Ｗ２の外周形状の計測時に使用するための接触アーム下動規制機構２２を備えている。この接触アーム下動規制機構２２は、図１２ないし図１４に示すように、接触アーム９に形成される円弧ギヤ９ｂの側面に、第３軸線方向に軸心を有する回転自在なコロ２３を設け、該コロ２３を下動規制部材となしている。また、接触アーム９の他端側の軸着個所を軸心として、当該接触アーム９を揺動駆動手段としての第３駆動モータ１８を作動させて、テーブル６表面から上方へ起立する姿勢で突出させ、かつ、後述する型板接触部９ｄを第１軸線方向に沿わせた状態のコロ２３の真下に進退自在となすように、第３軸線方向（水平軸線Ｙ）に案内軸２４を横架している。この案内軸２４は、その両端側をテーブル６裏面に固定される一対の垂下片２５に第３軸線方向を軸心として回転自在に設けられる一対の可動片２６に固定されている。この可動片２６の一方には、該可動片２６から第３軸線方向（水平軸線Ｙ）に突出する形態で当接コロ２７が設けられている。
【００４２】
また、テーブル６の下部側には、案内軸２４を移動させるべき、駆動機構部２８が設けられている。この駆動機構部２８は直流モータとしての第４駆動モータ２９の回転軸の先端には、当接コロ２７に当接し、該当接コロ２７を押し下げて、コロ２３の真下に案内軸２４を位置させるように駆動する押圧カム３０を有している。また、この案内軸２４をコロ２３の真下から離間させるために復帰バネ３１が設けられている。
【００４３】
接触アーム９の下動規制部材としてのコロ２３の真下に、案内軸２４を位置させた状態で、接触アーム９を第３駆動モータ１８により揺動させ、案内軸２４にコロ２３を当接させ、接触アーム９の下動を規制した態様で、図１５に示すように、接触アーム９の一端側の接触子９ａとは、径方向Ｒで反対側となる当該接触アーム９の直線状の背縁側を、型板保持部５で保持された型板Ｗ２の外周縁に接触する型板接触部９ｄとなしている。この型板接触部９ｄは、型板Ｗ２の外周縁に点接触若しくは線接触させるように、図１６に示すように、断面形状で先端側を先細り形態となすように円弧状もしくは三角状に形成されている。
【００４４】
眼鏡枠形状測定装置による眼鏡枠Ｗ１のレンズ溝Ｗ１ｃ、型板Ｗ２の測定として、眼鏡枠保持部４の一対の挟持部４ａの間隔を広げた状態で、眼鏡枠Ｗ１を上方から挟持部４ａ間に位置させ、その後、眼鏡枠Ｗ１の左右のリムＷ１ａ、Ｗ１ｂを上下のクランプピン４ｂによって外側（本例では上下）から挟み（図１参照）、眼鏡枠Ｗ１を測定基準位置で保持する。つぎに、移動ベース８を測定すべき左右いずれかのリムＷ１ａ、Ｗ１ｂの下方に、テーブル６が眼鏡枠Ｗ１と対峙させるように移動させる。
【００４５】
つぎに、テーブル６の表面から上方へ突出されている接触アーム９の接触子９ａをレンズ溝Ｗ１ｃに接触させ、この接触位置を原点位置として、第１駆動モータ６ｂを作動制御し、テーブル６を回転させ、接触子９ａが原点位置からスタートし、一周して原点位置に戻るまでの間に、回転角度検出手段である第１エンコーダ６ｄで検出するテーブル６の回転角度と、径移動量検出手段である第２エンコーダ１４ｂで検出する接触子９ａのレンズ溝Ｗ１ｃにおける径方法Ｒでの移動量と、接触子移動量検出手段である第３エンコーダ１８ｃで検出する接触子９ａの第１軸線方向（鉛直軸線Ｚ方向）での移動量とが検出される。
【００４６】
この各種検出手段によって、検出される検出結果に基づいてレンズ溝Ｗ１ｃの玉型形状が計測されるものであり、この玉型形状は、３次元データを生成する制御手段で生成される。この制御手段はマイクロコンピュータを主にした制御装置３２が使用される。この制御装置３２のマイクロコンピュータの構成は周知であるため詳しい説明は省略するが、図１７に示すように、ＣＰＵ３２ａを中心として構成しており、このＣＰＵ３２ａには、内部バス３２ｂを介してＲＯＭ３２ｃが接続される。このＲＯＭ３２ｃに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、ＣＰＵ３２ａには内部バス３２ｂを介してＲＡＭ３２ｄが接続されている。このＲＡＭ３２ｄは、ＣＰＵ３２ａが各種の処理を実行する上において必要なデータやプログラムなどが適宜記憶される。
【００４７】
また、制御装置３２の入出力インターフェース３２ｅには、第１エンコーダ６ｄ、第２エンコーダ１４ｂ、第３エンコーダ１８ｃ、第１駆動モータ６ｂ、第２駆動モータ１４、第３駆動モータ１８、モータ７ｃ、第４駆動モータ２９が接続され、各モータの制御を実行するとともに、各エンコーダからの検出信号による検出結果に基づいて三次元データ（レンズ溝Ｗ１ｃ測定時）、後述する二次元データ（型板Ｗ２測定時）を生成している。
【００４８】
また、型枠Ｗ２の測定時には、接触アーム９の鉛直軸線Ｚ方向の移動が図１４に示すように、案内軸２４上に、コロ２３を当接させて規制されている状態で、直線状の型板接触部９ｄが図１５に示すように、鉛直軸線Ｚ方向と平行な状態で、型枠Ｗ２の周縁に接触させながら、テーブル６を１回転させることにより、接触アーム９の径方向Ｒの変位が水平面内でのテーブル６の回転角度に対応づけられて測定されることにより、２次元データが取得される。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 眼鏡形状測定装置
４ 眼鏡枠保持部
６ テーブル
９ 接触アーム
９ａ 接触子
１０ 接触子移動機構
１３ 主動アーム
１５ 従動アーム
１６ 連結軸
Ｒ 径方向
Ｚ 鉛直軸線（第１軸線）
Ｘ 左右水平軸線（第２軸線）
Ｙ 水平軸線（第３軸線）
Ｗ１ 眼鏡枠
Ｗ１ｃ レンズ溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡枠のレンズ溝に接触する接触子の移動によって前記眼鏡枠の玉型形状を測定する眼鏡形状測定装置において、
前記眼鏡枠を測定基準位置に保持する眼鏡枠保持部と、
前記眼鏡枠保持部で保持された前記眼鏡枠のレンズ配置面に直交する第１軸線を中心に回転するとともに表面側が前記眼鏡枠に対峙したテーブルと、
前記テーブルに設けられ、前記接触子を前記眼鏡枠の径方向に移動自在に支持する接触子移動機構と、を備え、
前記接触子移動機構は、前記第１軸線と直交する前記テーブルに平行な第２軸線を軸心とする前記テーブルの裏面側に設置された支持軸と、
該支持軸に上部側が軸着されて、前記第１軸線及び第２軸線と直交する前記径方向でもある第３軸線の方向に揺動自在となした主動アームと、
該主動アームの下部側に連結軸を介して下部側が連結されるとともに、該連結軸を軸心として前記第３軸線の方向に揺動自在となした従動アームと、
該従動アームの上部側に軸着されるとともに、端部に配置した前記接触子を前記テーブルの表面から前記眼鏡枠に向けて突出させる接触アームと、を有し、
前記主動アームと前記従動アームと前記接触アームとの軸着状態を変更して、前記接触アームの前記接触子を前記眼鏡枠に接触させることを特徴とする眼鏡形状測定装置。
【請求項２】
前記接触子移動機構は自由状態で、その自重によって前記接触アームの軸着個所を前記径方向の中央側に復帰させる復帰力を有し、前記主動アームには、自身を揺動させつつ前記従動アームも同方向に揺動させる駆動手段が設けられ、該駆動手段により前記復帰力に応じて、前記眼鏡枠が変形しない程度の力で前記レンズ溝に前記接触子を軽圧接触させることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項３】
前記第２軸線を軸心として前記テーブルに固定される固定ギヤと、
前記連結軸を軸心として当該従動アームに固定される可動ギヤと、
前記主動アームに固定される前記駆動手段で回転作動される中間ギヤと、を含み、
該中間ギヤは、前記可動ギヤと前記固定ギヤとの間で、両者と噛合するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項４】
前記固定ギヤの歯数を、前記可動ギヤの歯数の２倍となしたことを特徴とする請求項３に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項５】
前記接触子移動機構において、前記第２軸線と同軸位置で前記テーブルに固定される第１支持ピンに、一端側のフック片を掛止するとともに、前記従動アームの他端側における前記連結軸の軸着位置よりもさらに他端寄りの端位置に固定される第２支持ピンに、他端側のフック片を掛止した状態で所定の引張り力を有する引張りバネを設け、該引張りバネの引張り力により前記従動アームのあらゆる揺動位置における復帰力を略打ち消すような保持力を与えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項６】
型板を前記測定基準位置に保持する型板保持部と、
前記接触アームの他端側の前記軸着個所を軸心として、当該接触アームを揺動させる揺動駆動手段と、
前記接触アームに設けられる下動規制部材と、
該下動規制部材の真下に、進退自在となすように、前記第３軸線の方向に横架される案内軸と、を含み、
前記揺動駆動手段により前記接触アームの前記突出形態を、前記テーブルの表面から起立する姿勢となす揺動移動が行われた当該接触アームの前記下動規制部材の真下に、前記案内軸を位置させた状態で、前記接触アームを前記揺動駆動手段により揺動させ、前記案内軸に前記下動規制部材を当接させ、前記接触アームの下動を規制した態様で、前記接触アームの端部の接触子とは、前記径方向で反対側となる当該接触アームの背縁側を、前記型板保持部で保持された前記型板の外周縁に接触する型板接触部となしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項７】
前記型板接触部は前記型板の外周縁に、点接触若しくは線接触させることを特徴とする請求項６に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項８】
前記下動規制部材は、回転自在なコロであることを特徴とする請求項６又は７に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項９】
前記テーブルの回転角度を検出する角度検出手段と、
前記レンズ溝に接触して移動する前記接触子の第１軸線方向の移動量を検出する接触子移動量検出手段と、
前記接触子の前記径方向の移動量を検出する径移動量検出手段と、
前記角度検出手段、前記接触子移動量検出手段、前記径移動量検出手段によって検出される検出結果に基づいて３次元データを生成する制御手段と、
を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項１】
眼鏡枠のレンズ溝に接触する接触子の移動によって前記眼鏡枠の玉型形状を測定する眼鏡形状測定装置において、
前記眼鏡枠を測定基準位置に保持する眼鏡枠保持部と、
前記眼鏡枠保持部で保持された前記眼鏡枠のレンズ配置面に直交する第１軸線を中心に回転するとともに表面側が前記眼鏡枠に対峙したテーブルと、
前記テーブルに設けられ、前記接触子を前記眼鏡枠の径方向に移動自在に支持する接触子移動機構と、を備え、
前記接触子移動機構は、前記第１軸線と直交する前記テーブルに平行な第２軸線を軸心とする前記テーブルの裏面側に設置された支持軸と、
該支持軸に上部側が軸着されて、前記第１軸線及び第２軸線と直交する前記径方向でもある第３軸線の方向に揺動自在となした主動アームと、
該主動アームの下部側に連結軸を介して下部側が連結されるとともに、該連結軸を軸心として前記第３軸線の方向に揺動自在となした従動アームと、
該従動アームの上部側に軸着されるとともに、端部に配置した前記接触子を前記テーブルの表面から前記眼鏡枠に向けて突出させる接触アームと、を有し、
前記主動アームと前記従動アームと前記接触アームとの軸着状態を変更して、前記接触アームの前記接触子を前記眼鏡枠に接触させることを特徴とする眼鏡形状測定装置。
【請求項２】
前記接触子移動機構は自由状態で、その自重によって前記接触アームの軸着個所を前記径方向の中央側に復帰させる復帰力を有し、前記主動アームには、自身を揺動させつつ前記従動アームも同方向に揺動させる駆動手段が設けられ、該駆動手段により前記復帰力に応じて、前記眼鏡枠が変形しない程度の力で前記レンズ溝に前記接触子を軽圧接触させることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項３】
前記第２軸線を軸心として前記テーブルに固定される固定ギヤと、
前記連結軸を軸心として当該従動アームに固定される可動ギヤと、
前記主動アームに固定される前記駆動手段で回転作動される中間ギヤと、を含み、
該中間ギヤは、前記可動ギヤと前記固定ギヤとの間で、両者と噛合するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項４】
前記固定ギヤの歯数を、前記可動ギヤの歯数の２倍となしたことを特徴とする請求項３に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項５】
前記接触子移動機構において、前記第２軸線と同軸位置で前記テーブルに固定される第１支持ピンに、一端側のフック片を掛止するとともに、前記従動アームの他端側における前記連結軸の軸着位置よりもさらに他端寄りの端位置に固定される第２支持ピンに、他端側のフック片を掛止した状態で所定の引張り力を有する引張りバネを設け、該引張りバネの引張り力により前記従動アームのあらゆる揺動位置における復帰力を略打ち消すような保持力を与えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項６】
型板を前記測定基準位置に保持する型板保持部と、
前記接触アームの他端側の前記軸着個所を軸心として、当該接触アームを揺動させる揺動駆動手段と、
前記接触アームに設けられる下動規制部材と、
該下動規制部材の真下に、進退自在となすように、前記第３軸線の方向に横架される案内軸と、を含み、
前記揺動駆動手段により前記接触アームの前記突出形態を、前記テーブルの表面から起立する姿勢となす揺動移動が行われた当該接触アームの前記下動規制部材の真下に、前記案内軸を位置させた状態で、前記接触アームを前記揺動駆動手段により揺動させ、前記案内軸に前記下動規制部材を当接させ、前記接触アームの下動を規制した態様で、前記接触アームの端部の接触子とは、前記径方向で反対側となる当該接触アームの背縁側を、前記型板保持部で保持された前記型板の外周縁に接触する型板接触部となしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項７】
前記型板接触部は前記型板の外周縁に、点接触若しくは線接触させることを特徴とする請求項６に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項８】
前記下動規制部材は、回転自在なコロであることを特徴とする請求項６又は７に記載の眼鏡形状測定装置。
【請求項９】
前記テーブルの回転角度を検出する角度検出手段と、
前記レンズ溝に接触して移動する前記接触子の第１軸線方向の移動量を検出する接触子移動量検出手段と、
前記接触子の前記径方向の移動量を検出する径移動量検出手段と、
前記角度検出手段、前記接触子移動量検出手段、前記径移動量検出手段によって検出される検出結果に基づいて３次元データを生成する制御手段と、
を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の眼鏡形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−４３４６６（Ｐ２０１１−４３４６６Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３１２１（Ｐ２００９−１９３１２１）
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【出願人】（０００１３５１８４）株式会社ニデック (745)
【Ｆターム（参考）】
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