JPH10296502A - 旋盤装置及び方法 - Google Patents
旋盤装置及び方法Info
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- JPH10296502A JPH10296502A JP10102257A JP10225798A JPH10296502A JP H10296502 A JPH10296502 A JP H10296502A JP 10102257 A JP10102257 A JP 10102257A JP 10225798 A JP10225798 A JP 10225798A JP H10296502 A JPH10296502 A JP H10296502A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
- B24B13/06—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor grinding of lenses, the tool or work being controlled by information-carrying means, e.g. patterns, punched tapes, magnetic tapes
-
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B13/0025—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor for contact lenses
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
- B24B13/04—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor grinding of lenses involving grinding wheels controlled by gearing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズに軸非対称面を形成することができ、
従来技術の場合よりも大きな有効動程を提供する旋盤装
置及び方法を提供すること。 【解決手段】 軸非対称形状をもつ製品を工作物から製
造するための旋盤において、該旋盤に対して、回転軸を
中心にして工作物を回転させるためのスピンドルと、工
作物を切削するための切削工具と、切削工具を回転軸に
対して一定の角向きに支持し、スピンドルが工作物を回
転させるとき、切削工具を工作物に隣接する所定の経路
に沿って動かすための可動ベッド手段と、可動ベッド手
段が切削工具を所定の経路に沿って動かすとき、切削工
具を揺動軸に沿って揺動するための手段とを配設する。
揺動軸は、回転軸に対して固定された非ゼロ角度で向け
られる。
従来技術の場合よりも大きな有効動程を提供する旋盤装
置及び方法を提供すること。 【解決手段】 軸非対称形状をもつ製品を工作物から製
造するための旋盤において、該旋盤に対して、回転軸を
中心にして工作物を回転させるためのスピンドルと、工
作物を切削するための切削工具と、切削工具を回転軸に
対して一定の角向きに支持し、スピンドルが工作物を回
転させるとき、切削工具を工作物に隣接する所定の経路
に沿って動かすための可動ベッド手段と、可動ベッド手
段が切削工具を所定の経路に沿って動かすとき、切削工
具を揺動軸に沿って揺動するための手段とを配設する。
揺動軸は、回転軸に対して固定された非ゼロ角度で向け
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、工作物に対
して三次元面を機械加工する分野に関し、特に、工作
物、たとえばコンタクトレンズに軸非対称面を機械加工
するための旋盤装置及び方法に関する。
して三次元面を機械加工する分野に関し、特に、工作
物、たとえばコンタクトレンズに軸非対称面を機械加工
するための旋盤装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】運よく、光学的矯正を要しないほぼ完璧
な視力を有する人達がいる。しかし、多くの人達が何ら
かの視力障害に悩んでいる。たとえば、一定距離よりも
近くの光の像を網膜上で正しく合焦させることができ
ず、網膜よりも後に合焦させてしまう遠視に悩む人達が
いる。他にも、近視に悩む人達がいる。上述した視力障
害は通常、球面を有するコンタクトレンズを使用して矯
正することができる。しかし、かなり多くの他の視力障
害が、非球面を有するコンタクトレンズを要する。たと
えば、通常の疾患である乱視は軸非対称のレンズ面の使
用を要する。乱視は、眼の湾曲が一つの方向と別の方向
とで異なる屈折の欠陥である。そこで、乱視を矯正する
には、異なる曲率半径を有する面を有するコンタクトレ
ンズが必要である。しばしば、乱視は近視又は遠視と合
併するため、必要なコンタクトレンズは両方の状態を矯
正しなければならない。
な視力を有する人達がいる。しかし、多くの人達が何ら
かの視力障害に悩んでいる。たとえば、一定距離よりも
近くの光の像を網膜上で正しく合焦させることができ
ず、網膜よりも後に合焦させてしまう遠視に悩む人達が
いる。他にも、近視に悩む人達がいる。上述した視力障
害は通常、球面を有するコンタクトレンズを使用して矯
正することができる。しかし、かなり多くの他の視力障
害が、非球面を有するコンタクトレンズを要する。たと
えば、通常の疾患である乱視は軸非対称のレンズ面の使
用を要する。乱視は、眼の湾曲が一つの方向と別の方向
とで異なる屈折の欠陥である。そこで、乱視を矯正する
には、異なる曲率半径を有する面を有するコンタクトレ
ンズが必要である。しばしば、乱視は近視又は遠視と合
併するため、必要なコンタクトレンズは両方の状態を矯
正しなければならない。
【０００３】過去において、球面と非球面の両方を有す
るコンタクトレンズを提供する一つの方法は、レンズの
内側凹面に球面矯正を機械加工し、研磨したのち、レン
ズを保持装置にクリンプ（圧着）してレンズを偏らせる
方法であった。そして、このようにして偏らせたレンズ
の外側凸面を機械加工し、研磨する。レンズをクリンプ
装置から解放したのち、レンズはそのクリンプされない
形状に戻り、レンズの外面に円環曲面を残す。この処理
は労働集中的であり、クリンプに高い精度を要する。
るコンタクトレンズを提供する一つの方法は、レンズの
内側凹面に球面矯正を機械加工し、研磨したのち、レン
ズを保持装置にクリンプ（圧着）してレンズを偏らせる
方法であった。そして、このようにして偏らせたレンズ
の外側凸面を機械加工し、研磨する。レンズをクリンプ
装置から解放したのち、レンズはそのクリンプされない
形状に戻り、レンズの外面に円環曲面を残す。この処理
は労働集中的であり、クリンプに高い精度を要する。
【０００４】当該技術において、クリンプ処理は望まし
いとはいえないことが認識されており、クリンプなしで
円環レンズを製造する努力がなされてきた。たとえば、
米国特許第４，６８０，９９８号明細書は、レンズブラ
ンクをチャックによってスピンドルに締め付け、スピン
ドルを回転させる旋盤装置を記載している。切削工具が
回転コードラントに支持され、このコードラントの旋回
がレンズブランクの表面にかけて切削工具をアーチ形に
動かす。この方法で、切削工具が所定の工具経路を移動
して、スピンドルが回転するときレンズを切削する。こ
の装置の一つの欠点は、揺動の振幅が増すにつれ、切削
工具の位置がレンズブランクに対して変化するため、切
削工具の揺動の有効振幅（有効動程）がひどく制限され
ることである。これは、この装置によって製造すること
ができるレンズを限定する傾向にある。
いとはいえないことが認識されており、クリンプなしで
円環レンズを製造する努力がなされてきた。たとえば、
米国特許第４，６８０，９９８号明細書は、レンズブラ
ンクをチャックによってスピンドルに締め付け、スピン
ドルを回転させる旋盤装置を記載している。切削工具が
回転コードラントに支持され、このコードラントの旋回
がレンズブランクの表面にかけて切削工具をアーチ形に
動かす。この方法で、切削工具が所定の工具経路を移動
して、スピンドルが回転するときレンズを切削する。こ
の装置の一つの欠点は、揺動の振幅が増すにつれ、切削
工具の位置がレンズブランクに対して変化するため、切
削工具の揺動の有効振幅（有効動程）がひどく制限され
ることである。これは、この装置によって製造すること
ができるレンズを限定する傾向にある。
【０００５】米国特許第４，８８４，４８２号及び第
４，９４７，７１５号は、工作物に非球面を切削する方
法及び装置に関する。第４，８８４，４８２号及び第
４，９４７，７１５号の特許明細書に記載された装置及
び方法は、第４，６８０，９９８号明細書に記載のもの
と非常に類似している。しかし、第４，８８４，４８２
号及び第４，９４７，７１５号の特許では、切削工具と
工作物との間の揺動の有効動程を改善しようとして、第
４，６８０，９９８号明細書に記載のようにして切削工
具を揺動するのではなく、スピンドルを揺動することに
よって工作物を揺動する。しかし、工作物を揺動するこ
とがいくぶん問題である。
４，９４７，７１５号は、工作物に非球面を切削する方
法及び装置に関する。第４，８８４，４８２号及び第
４，９４７，７１５号の特許明細書に記載された装置及
び方法は、第４，６８０，９９８号明細書に記載のもの
と非常に類似している。しかし、第４，８８４，４８２
号及び第４，９４７，７１５号の特許では、切削工具と
工作物との間の揺動の有効動程を改善しようとして、第
４，６８０，９９８号明細書に記載のようにして切削工
具を揺動するのではなく、スピンドルを揺動することに
よって工作物を揺動する。しかし、工作物を揺動するこ
とがいくぶん問題である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、レンズに
軸非対称面を形成することができ、公知の装置及び技術
の場合よりも大きな有効動程を提供する旋盤装置及び方
法の必要性が依然として残るということがわかる。その
ような旋盤装置及び方法を提供することが、本発明の第
一の目的である。
軸非対称面を形成することができ、公知の装置及び技術
の場合よりも大きな有効動程を提供する旋盤装置及び方
法の必要性が依然として残るということがわかる。その
ような旋盤装置及び方法を提供することが、本発明の第
一の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】簡潔に記載すると、本発
明は、第一の好ましい形態で、軸非対称形状をもつ製品
を工作物から製造するための旋盤を含む。旋盤は、円環
曲面をもつコンタクトレンズを製造するのに特に適して
いる。旋盤は、回転軸を中心にして工作物を回転させる
ためのスピンドルと、工作物を切削するための切削工具
とを含む。旋盤はまた、切削工具を回転軸に対して一定
の角向きに支持し、スピンドルが工作物を回転させると
き、切削工具を、工作物に隣接する所定の経路に沿って
動かすための可動ベッド手段を含む。また、可動ベッド
手段が切削工具を所定の経路に沿って動かすとき、切削
工具を揺動軸に沿って揺動するための手段が設けられ
る。揺動軸は、回転軸に対して固定された非ゼロ角度で
向けられる。
明は、第一の好ましい形態で、軸非対称形状をもつ製品
を工作物から製造するための旋盤を含む。旋盤は、円環
曲面をもつコンタクトレンズを製造するのに特に適して
いる。旋盤は、回転軸を中心にして工作物を回転させる
ためのスピンドルと、工作物を切削するための切削工具
とを含む。旋盤はまた、切削工具を回転軸に対して一定
の角向きに支持し、スピンドルが工作物を回転させると
き、切削工具を、工作物に隣接する所定の経路に沿って
動かすための可動ベッド手段を含む。また、可動ベッド
手段が切削工具を所定の経路に沿って動かすとき、切削
工具を揺動軸に沿って揺動するための手段が設けられ
る。揺動軸は、回転軸に対して固定された非ゼロ角度で
向けられる。
【０００８】本発明の装置及び方法は、公知の装置及び
方法に勝る実質的な利点を提供する。公知の従来技術の
いくつかでは、揺動が回転軸に対して並行に生じるが、
機械加工されるレンズ面のかなりの部分が、回転軸が面
に対してその地点で垂直にはならないような向きにある
という事実により、揺動の有効動程が制限される。公知
の従来技術の他のものでは、有効動程は、切削工具の揺
動の回転性によって制限される。対照的に、本発明は、
揺動軸を回転軸に対して斜めに振るか、並進動で切削工
具を揺動することにより、公知の揺動機構の限られた実
動程をより有効に利用する。
方法に勝る実質的な利点を提供する。公知の従来技術の
いくつかでは、揺動が回転軸に対して並行に生じるが、
機械加工されるレンズ面のかなりの部分が、回転軸が面
に対してその地点で垂直にはならないような向きにある
という事実により、揺動の有効動程が制限される。公知
の従来技術の他のものでは、有効動程は、切削工具の揺
動の回転性によって制限される。対照的に、本発明は、
揺動軸を回転軸に対して斜めに振るか、並進動で切削工
具を揺動することにより、公知の揺動機構の限られた実
動程をより有効に利用する。
【０００９】本発明は、従来可能であったよりも大きな
非対称性をもつコンタクトレンズをはじめとする、より
広い範囲のコンタクトレンズの製造を可能にする。した
がって、本発明の第一の目的は、広い範囲の軸非対称レ
ンズを製造することができる旋盤装置及び方法を提供す
ることにある。本発明のもう一つの目的は、比較的大き
な軸非対称性をもつレンズを製造することができる旋盤
装置及び方法を提供することにある。本発明のもう一つ
の目的は、公知の揺動機構を使用する場合よりもより大
きな有効揺動動程を提供する旋盤装置及び方法を提供す
ることにある。本発明のもう一つの目的は、構造が簡単
であり、耐久性であり、廉価に製造し、使用することが
できる、軸非対称レンズを製造する旋盤装置及び方法を
提供することにある。
非対称性をもつコンタクトレンズをはじめとする、より
広い範囲のコンタクトレンズの製造を可能にする。した
がって、本発明の第一の目的は、広い範囲の軸非対称レ
ンズを製造することができる旋盤装置及び方法を提供す
ることにある。本発明のもう一つの目的は、比較的大き
な軸非対称性をもつレンズを製造することができる旋盤
装置及び方法を提供することにある。本発明のもう一つ
の目的は、公知の揺動機構を使用する場合よりもより大
きな有効揺動動程を提供する旋盤装置及び方法を提供す
ることにある。本発明のもう一つの目的は、構造が簡単
であり、耐久性であり、廉価に製造し、使用することが
できる、軸非対称レンズを製造する旋盤装置及び方法を
提供することにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】ここで、同様な符号がいくつかの
図面を通じて同様な部品を示す図面を詳細に参照する
と、図１の（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明を使用して製造す
ることができる軸非対称レンズ形状の例を示す。これら
のレンズ形状そのものは新規ではなく、過去において、
本発明の原理を使用する場合よりも高い費用及び困難を
もって製造されてきたことを理解すべきである。
図面を通じて同様な部品を示す図面を詳細に参照する
と、図１の（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明を使用して製造す
ることができる軸非対称レンズ形状の例を示す。これら
のレンズ形状そのものは新規ではなく、過去において、
本発明の原理を使用する場合よりも高い費用及び困難を
もって製造されてきたことを理解すべきである。
【００１１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、球面
部１１及び非球面部１２を有する円環レンズ１０の前側
面図及び左側面図である。（Ａ）と（Ｂ）とを比較する
ことによって理解することができるように、非球面部１
２は、一つの方向で第一の曲率半径ｒ1 を有し、その方
向に対して垂直な方向から見て、第二の、まったく異な
る曲率半径ｒ2 を有している。
部１１及び非球面部１２を有する円環レンズ１０の前側
面図及び左側面図である。（Ａ）と（Ｂ）とを比較する
ことによって理解することができるように、非球面部１
２は、一つの方向で第一の曲率半径ｒ1 を有し、その方
向に対して垂直な方向から見て、第二の、まったく異な
る曲率半径ｒ2 を有している。
【００１２】図１の（Ｃ）は、円環レンズ１５が、ほぼ
球面形の上部１６と、非球面の中央部１７と、バラスト
部１８とを含む別のタイプの軸非対称を示す。図１の
（Ｃ）に見てとれるように、バラスト部１８は、上部１
６の厚さｔ1 よりも実質的に大きい厚さｔ2 を有する。
球面形の上部１６と、非球面の中央部１７と、バラスト
部１８とを含む別のタイプの軸非対称を示す。図１の
（Ｃ）に見てとれるように、バラスト部１８は、上部１
６の厚さｔ1 よりも実質的に大きい厚さｔ2 を有する。
【００１３】図２は、Rank Pneumo によって製造され、
当該技術に公知である一般的なタイプの、円環レンズを
製造するための従来技術の旋盤装置を示す。従来技術の
旋盤装置２０は、図示しないベースと、その上に支持さ
れるスピンドルハウジング２１とを含む。スピンドルハ
ウジング２１は、図示しないモータ手段によって駆動さ
れる回転可能なスピンドル２２を収納し、支持する。当
該技術ですでに知られるように、旋盤装置２０はまた、
切削工具の動きを同調させるために、スピンドルの瞬間
的な角位置を検出するためのセンサ手段を含む。
当該技術に公知である一般的なタイプの、円環レンズを
製造するための従来技術の旋盤装置を示す。従来技術の
旋盤装置２０は、図示しないベースと、その上に支持さ
れるスピンドルハウジング２１とを含む。スピンドルハ
ウジング２１は、図示しないモータ手段によって駆動さ
れる回転可能なスピンドル２２を収納し、支持する。当
該技術ですでに知られるように、旋盤装置２０はまた、
切削工具の動きを同調させるために、スピンドルの瞬間
的な角位置を検出するためのセンサ手段を含む。
【００１４】従来技術の旋盤装置２０はまた、２軸可動
ベッド又はコードラント２３を含む。工具ホルダ２４が
工具ホルダ支持ハウジング２６によって支持され、この
ハウジングが逆にコードラント２３に取り付けられてい
る。工具ホルダ支持ハウジング２６は、工具ホルダを、
揺動軸２８に沿って両方向矢印２７によって示す前後方
向に揺動するための内部振動手段（図示せず）を収納す
る。このようにして、工具ホルダ２４に取り付けられる
切削工具２９が揺動軸２８に沿って前後に揺動される。
ベッド又はコードラント２３を含む。工具ホルダ２４が
工具ホルダ支持ハウジング２６によって支持され、この
ハウジングが逆にコードラント２３に取り付けられてい
る。工具ホルダ支持ハウジング２６は、工具ホルダを、
揺動軸２８に沿って両方向矢印２７によって示す前後方
向に揺動するための内部振動手段（図示せず）を収納す
る。このようにして、工具ホルダ２４に取り付けられる
切削工具２９が揺動軸２８に沿って前後に揺動される。
【００１５】レンズブランク又は工作物を支持するため
のチャック３１がスピンドル２２の端部に取り付けられ
ている。スピンドル２２が回転軸３３を中心に工作物３
２を回転させる。工作物３２が回転軸３３を中心に回転
すると、コードラント２３が、従来のＣＮＣ（コンピュ
ータ数値制御）原理により、所定の経路を通過する。そ
の際に、コードラントはＸ軸方向及びＺ軸方向に動く。
のチャック３１がスピンドル２２の端部に取り付けられ
ている。スピンドル２２が回転軸３３を中心に工作物３
２を回転させる。工作物３２が回転軸３３を中心に回転
すると、コードラント２３が、従来のＣＮＣ（コンピュ
ータ数値制御）原理により、所定の経路を通過する。そ
の際に、コードラントはＸ軸方向及びＺ軸方向に動く。
【００１６】先に説明し、図２に示す従来技術の装置
は、工具ホルダ２４及び切削工具２９を揺動するため
に、動き増幅レバー機構を備えたデュアル圧電アクチュ
エータを使用する。揺動の範囲は０．４mmである（揺動
速度が増すにつれ小さくなる）。多くの場合、所望の非
対称性を得るために０．４mmの型よりも大きな動程が必
要であるため、この０．４mmの動程制限は、このような
装置を使用して製造することができる軸非対称円環レン
ズのタイプを限定するように作用する。
は、工具ホルダ２４及び切削工具２９を揺動するため
に、動き増幅レバー機構を備えたデュアル圧電アクチュ
エータを使用する。揺動の範囲は０．４mmである（揺動
速度が増すにつれ小さくなる）。多くの場合、所望の非
対称性を得るために０．４mmの型よりも大きな動程が必
要であるため、この０．４mmの動程制限は、このような
装置を使用して製造することができる軸非対称円環レン
ズのタイプを限定するように作用する。
【００１７】図３は、本発明の好ましい形態による新規
な旋盤装置４０を示す。旋盤装置４０は、多くの点で、
図２に示す従来技術の旋盤装置２０に類似している。た
とえば、新規な旋盤装置４０は、図示しないベースと、
スピンドルハウジング２１と、スピンドル２２とを含
む。旋盤装置４０はまた、Ｘ方向及びＺ方向に動くため
のコードラント又は可動ベッド２３を含む。新規な旋盤
装置４０はまた、工作物又はレンズブランク３２を支持
するためのチャック３１を含む。工具ホルダ２４が切削
工具２９を支持し、逆に、工具ホルダ支持ハウジング２
６によって支持されている。工作物に対して切削工具を
適切に配設するために、好ましくは、工具ホルダ２４に
対する切削工具２９の角向きが、図２に示すものからシ
フトされている（図３を参照）ことに注目すること。工
具ホルダ支持ハウジング２６はまた、工具ホルダ（ひい
ては切削工具２９）を前後に揺動するための、内部に取
り付けられた揺動機構を含む。これに関して、デュアル
圧電アクチュエータを使用することが好ましく、あるい
はまた、米国特許第４，６８０，９９８号明細書に教示
されているように、モータを使用して工具ホルダを揺動
することもできる。あるいはまた、工具ホルダ及び切削
工具を揺動するための他の装置を設けてもよい。
な旋盤装置４０を示す。旋盤装置４０は、多くの点で、
図２に示す従来技術の旋盤装置２０に類似している。た
とえば、新規な旋盤装置４０は、図示しないベースと、
スピンドルハウジング２１と、スピンドル２２とを含
む。旋盤装置４０はまた、Ｘ方向及びＺ方向に動くため
のコードラント又は可動ベッド２３を含む。新規な旋盤
装置４０はまた、工作物又はレンズブランク３２を支持
するためのチャック３１を含む。工具ホルダ２４が切削
工具２９を支持し、逆に、工具ホルダ支持ハウジング２
６によって支持されている。工作物に対して切削工具を
適切に配設するために、好ましくは、工具ホルダ２４に
対する切削工具２９の角向きが、図２に示すものからシ
フトされている（図３を参照）ことに注目すること。工
具ホルダ支持ハウジング２６はまた、工具ホルダ（ひい
ては切削工具２９）を前後に揺動するための、内部に取
り付けられた揺動機構を含む。これに関して、デュアル
圧電アクチュエータを使用することが好ましく、あるい
はまた、米国特許第４，６８０，９９８号明細書に教示
されているように、モータを使用して工具ホルダを揺動
することもできる。あるいはまた、工具ホルダ及び切削
工具を揺動するための他の装置を設けてもよい。
【００１８】図３から容易に見てとれるように、新規な
旋盤装置４０と、図２に示す従来技術の構造に見られる
ものとの重要な違いは、本発明の揺動軸４８が回転軸３
３に対して並行には向けられていないということにあ
る。それどころか、揺動軸４８は揺動軸に対して斜角α
で向けられている。好ましくは、斜角αは、回転軸３３
に対して約２０°〜７０°である。より好ましくは、斜
角αは、回転軸に対して３０°〜６０°である。もっと
も好ましくは、斜角αは約４５°である。
旋盤装置４０と、図２に示す従来技術の構造に見られる
ものとの重要な違いは、本発明の揺動軸４８が回転軸３
３に対して並行には向けられていないということにあ
る。それどころか、揺動軸４８は揺動軸に対して斜角α
で向けられている。好ましくは、斜角αは、回転軸３３
に対して約２０°〜７０°である。より好ましくは、斜
角αは、回転軸に対して３０°〜６０°である。もっと
も好ましくは、斜角αは約４５°である。
【００１９】図４は、揺動軸を斜角αに配置し直す重要
性を理解するのに役立つ。図４には、レンズＬの一部が
回転軸３３に対して示されている。レンズＬは、球面部
５１及び非球面部５２を有している。非球面部５２で
は、軸非対称性を点線５３によって示す。図２の従来技
術の旋盤装置を使用してこの軸非対称性を作り出そうと
するならば、所望の深さを達成するのに、切削工具の揺
動動程が距離ｄ2 よりも大きくなければならない。しか
し、多くの場合、揺動の最大動程は距離ｄ2 未満であ
る。揺動軸４８を回転軸から角度αだけオフセットさせ
ることにより、同じ輪郭を達成するのに、距離ｄ1 が、
その輪郭を達成するのに必要な動程に一致する。要する
に、揺動軸は、理想的にも、軸非対称性が求められるレ
ンズ面に対して垂直になる角度まで振られる。この方法
で、公知の揺動機構のむしろ限られた実動程をより有効
に利用して、所望の軸非対称輪郭を達成する。工具ホル
ダが回転軸に対して一定に向きに保持されていると、面
全体にわたって垂直性を維持することはできない。表面
のすべての地点で真の垂直を維持するために、工具ホル
ダの向きが使用中に変化する装置を構成することは可能
であるが、ただし、機械的複雑さ及び計算の複雑さが増
すという犠牲を払ってのみ可能である。
性を理解するのに役立つ。図４には、レンズＬの一部が
回転軸３３に対して示されている。レンズＬは、球面部
５１及び非球面部５２を有している。非球面部５２で
は、軸非対称性を点線５３によって示す。図２の従来技
術の旋盤装置を使用してこの軸非対称性を作り出そうと
するならば、所望の深さを達成するのに、切削工具の揺
動動程が距離ｄ2 よりも大きくなければならない。しか
し、多くの場合、揺動の最大動程は距離ｄ2 未満であ
る。揺動軸４８を回転軸から角度αだけオフセットさせ
ることにより、同じ輪郭を達成するのに、距離ｄ1 が、
その輪郭を達成するのに必要な動程に一致する。要する
に、揺動軸は、理想的にも、軸非対称性が求められるレ
ンズ面に対して垂直になる角度まで振られる。この方法
で、公知の揺動機構のむしろ限られた実動程をより有効
に利用して、所望の軸非対称輪郭を達成する。工具ホル
ダが回転軸に対して一定に向きに保持されていると、面
全体にわたって垂直性を維持することはできない。表面
のすべての地点で真の垂直を維持するために、工具ホル
ダの向きが使用中に変化する装置を構成することは可能
であるが、ただし、機械的複雑さ及び計算の複雑さが増
すという犠牲を払ってのみ可能である。
【００２０】当業者であれば、角度αを調節するために
は、従来技術の旋盤装置の揺動を制御するのに使用され
るソフトウェアを変更しなければならないことを認識す
るであろう。しかし、それに要する数学的補正は簡単な
三角法上の問題を呈するだけである。当業者であれば、
図３に示す揺動軸が回転軸の一方の側にあるが、その反
対側に配置することもまったく容易であることを容易に
理解するであろう。さらに、コンタクトレンズ（製品の
中でもとりわけ）を製造するのに非常に有用であること
に加え、本発明は、コンタクトレンズを製造するため型
及び他の工具を製造するのにも等しく有用である。
は、従来技術の旋盤装置の揺動を制御するのに使用され
るソフトウェアを変更しなければならないことを認識す
るであろう。しかし、それに要する数学的補正は簡単な
三角法上の問題を呈するだけである。当業者であれば、
図３に示す揺動軸が回転軸の一方の側にあるが、その反
対側に配置することもまったく容易であることを容易に
理解するであろう。さらに、コンタクトレンズ（製品の
中でもとりわけ）を製造するのに非常に有用であること
に加え、本発明は、コンタクトレンズを製造するため型
及び他の工具を製造するのにも等しく有用である。
【００２１】図５は、本発明の第二の好ましい形態の旋
盤装置１１０を示す。旋盤装置１１０は、スピンドルハ
ウジング１２１と、工作物１３２を支持し、回転させる
ための従動スピンドル１２２とを含む。工作物は回転軸
１３３を中心に回転する。旋盤装置１１０はまた、ハウ
ジング１２６を支持する回転コードラント１２３を含
む。ハウジング１２６は、切削工具１２９を支持する工
具ホルダ１２４を往復運動させる（矢印１３０で示すよ
うに振動し前後に並進揺動する）ための機構（図示せ
ず）を含む。この方法で、切削工具１２９は移動軸１３
０に沿って往復運動する。回転コードラント１２３の上
部がアーチ形の矢印１４０の方向にアーチ形に動いて、
切削工具１２９を、工作物１３２に隣接する所定のアー
チ形の経路に動かす。
盤装置１１０を示す。旋盤装置１１０は、スピンドルハ
ウジング１２１と、工作物１３２を支持し、回転させる
ための従動スピンドル１２２とを含む。工作物は回転軸
１３３を中心に回転する。旋盤装置１１０はまた、ハウ
ジング１２６を支持する回転コードラント１２３を含
む。ハウジング１２６は、切削工具１２９を支持する工
具ホルダ１２４を往復運動させる（矢印１３０で示すよ
うに振動し前後に並進揺動する）ための機構（図示せ
ず）を含む。この方法で、切削工具１２９は移動軸１３
０に沿って往復運動する。回転コードラント１２３の上
部がアーチ形の矢印１４０の方向にアーチ形に動いて、
切削工具１２９を、工作物１３２に隣接する所定のアー
チ形の経路に動かす。
【００２２】図６は、切削工具１２９を往復並進的に揺
動するための一つの好ましい機構を示す。揺動機構１５
０は、正面刃物棒１２４を案内して、その動きを矢印１
３０によって示す往復並進運動に制限するためのガイド
手段１５１及び１５２を含む。さらに、さらなるガイド
手段（図示せず）を正面刃物棒１２４の両側に設けて、
動きをさらに並進往復運動に制限することもできる。機
構１５０は、上述のRank Pneumo 装置に用いられる一般
的なタイプである。
動するための一つの好ましい機構を示す。揺動機構１５
０は、正面刃物棒１２４を案内して、その動きを矢印１
３０によって示す往復並進運動に制限するためのガイド
手段１５１及び１５２を含む。さらに、さらなるガイド
手段（図示せず）を正面刃物棒１２４の両側に設けて、
動きをさらに並進往復運動に制限することもできる。機
構１５０は、上述のRank Pneumo 装置に用いられる一般
的なタイプである。
【００２３】揺動機構１５０はまた、支点１５９を中心
に振り子１５８の枢転動を起こすための１対の圧電要素
１５６及び１５７を含む。印加される電圧の変化ととも
に圧電要素１５６及び１５７それぞれの高さが上下する
と、それが、振り子１５８を支点１５９を中心に枢転さ
せ、振り子の下端１６１を、矢印１６０によって示すア
ーチ形の移動経路に動かす。連結棒又は支柱１６２が、
その一端で、振り子１５８の下端１６１に枢転自在に接
続され、その他端で、正面刃物棒１２４の背面部に枢転
自在に接続されている。この方法で、振り子１５８の下
端１６１の枢転動が正面刃物棒１２４の並進動に変換さ
れる。切削工具１２９が正面刃物棒１２４の上部に固着
された状態で、切削工具の往復並進動が達成される。
に振り子１５８の枢転動を起こすための１対の圧電要素
１５６及び１５７を含む。印加される電圧の変化ととも
に圧電要素１５６及び１５７それぞれの高さが上下する
と、それが、振り子１５８を支点１５９を中心に枢転さ
せ、振り子の下端１６１を、矢印１６０によって示すア
ーチ形の移動経路に動かす。連結棒又は支柱１６２が、
その一端で、振り子１５８の下端１６１に枢転自在に接
続され、その他端で、正面刃物棒１２４の背面部に枢転
自在に接続されている。この方法で、振り子１５８の下
端１６１の枢転動が正面刃物棒１２４の並進動に変換さ
れる。切削工具１２９が正面刃物棒１２４の上部に固着
された状態で、切削工具の往復並進動が達成される。
【００２４】本発明は、揺動機構を有する従来技術の旋
盤装置に勝る顕著な利点をいくつか有している。まず、
所与の輪郭に関して、より小さな揺動を使用して同じ非
対称深さを達成することを可能にする。より小さな揺動
の使用はしばしば、揺動の速度を増すことを許し、それ
により、スピンドル速度を十分に増すことを許す。これ
が、旋盤装置の処理能力又は生産速度を高める。そのう
え、本装置及び方法はまた、公知の揺動機構の最大動程
をより有効に利用して、揺動機構の有効範囲を増すこと
ができる。
盤装置に勝る顕著な利点をいくつか有している。まず、
所与の輪郭に関して、より小さな揺動を使用して同じ非
対称深さを達成することを可能にする。より小さな揺動
の使用はしばしば、揺動の速度を増すことを許し、それ
により、スピンドル速度を十分に増すことを許す。これ
が、旋盤装置の処理能力又は生産速度を高める。そのう
え、本装置及び方法はまた、公知の揺動機構の最大動程
をより有効に利用して、揺動機構の有効範囲を増すこと
ができる。
【００２５】さらには、回転コードラントを備えた往復
並進揺動機構（図５及び６を参照）を使用すると、回転
コードラント旋盤の利用度が大幅に増す。換言するなら
ば、本発明の新規な装置により、今や、以前には公知の
装備を使用して製造することができなかった輪郭をも形
成することができる。
並進揺動機構（図５及び６を参照）を使用すると、回転
コードラント旋盤の利用度が大幅に増す。換言するなら
ば、本発明の新規な装置により、今や、以前には公知の
装備を使用して製造することができなかった輪郭をも形
成することができる。
【図１】本発明の装置及び方法にしたがって製造するこ
とができる軸非対称レンズの前側面図（Ａ）及び左側面
図（Ｂ）ならびに本発明の装置及び方法にしたがって製
造することができるもう一つの軸非対称レンズの側面図
（Ｃ）である。
とができる軸非対称レンズの前側面図（Ａ）及び左側面
図（Ｂ）ならびに本発明の装置及び方法にしたがって製
造することができるもう一つの軸非対称レンズの側面図
（Ｃ）である。
【図２】軸非対称レンズを製造するための従来技術の旋
盤装置の平面図である。
盤装置の平面図である。
【図３】軸非対称レンズを製造するための本発明の好ま
しい形態の旋盤装置の平面図である。
しい形態の旋盤装置の平面図である。
【図４】本発明にしたがって製造された軸非対称レンズ
の一部の側面図である。
の一部の側面図である。
【図５】本発明のもう一つの好ましい実施形態の旋盤装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
【図６】図５の旋盤装置の揺動機構部の断面図である。
２１ スピンドルハウジング ２２ スピンドル ２３ 可動ベッド ２４ 工具ホルダ ２６ 工具ホルダ支持ハウジング ２９ 切削工具 ３１ チャック ３２ レンズブランク ４０ 旋盤装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ マンノール アメリカ合衆国 ジョージア 30518 シ ュガー ヒル オーク グローブ ドライ ブ 4966
Claims (16)
- 【請求項１】 軸非対称形状をもつ製品、たとえば一つ
以上の円環曲面をもつコンタクトレンズを工作物から製
造するための旋盤において、 回転軸を中心にして工作物を回転させるためのスピンド
ルと、 切削工具と、 前記切削工具を、前記回転軸に対して一定の角向きに支
持し、前記スピンドルが工作物を回転させるとき、前記
切削工具を、工作物に隣接する所定の経路に沿って動か
すための、少なくとも第一の軸及び前記第一の軸に対し
て横向きの第二の軸に沿って並進運動が可能である可動
ベッド手段と、 前記可動ベッド手段が前記切削工具を前記所定の経路に
沿って動かすとき、前記切削工具を揺動軸に沿って揺動
するための手段と、を含み、前記揺動軸が前記回転軸に
対して非ゼロ角度で向けられていることを特徴とする旋
盤。 - 【請求項２】 前記揺動軸が前記回転軸に対して２０°
〜７０°の角度で向けられている請求項１記載の旋盤。 - 【請求項３】 前記揺動軸が前記回転軸に対して３０°
〜６０°の角度で向けられている請求項１記載の旋盤。 - 【請求項４】 前記揺動軸が前記回転軸に対して４５°
の角度で向けられている請求項１記載の旋盤。 - 【請求項５】 前記非ゼロ角度が一定に保持され、不変
である請求項１記載の旋盤。 - 【請求項６】 前記切削工具を揺動するための前記手段
が、前記切削工具の並進揺動を提供する請求項１記載の
旋盤。 - 【請求項７】 軸非対称形状をもつ製品、たとえば円環
形コンタクトレンズを製造するための旋盤において、 回転軸を中心にして工作物を回転させるためのスピンド
ルと、 切削工具ホルダと、 前記切削工具ホルダを、回転軸に対して一定の角向きに
支持し、前記切削工具ホルダを回転軸に対して一定の角
向きに動かし、スピンドルが前記工作物を回転させると
き、前記切削工具を所定の経路に沿って動かすための可
動ベッド手段と、 切削工具ホルダを揺動軸に沿って揺動するための揺動装
置と、を含み、前記揺動装置が、揺動軸が回転軸に対し
て斜角で向くように向けられていることを特徴とする旋
盤。 - 【請求項８】 前記斜角が２０°〜７０°である請求項
７記載の旋盤。 - 【請求項９】 前記斜角が３０°〜６０°である請求項
７記載の旋盤。 - 【請求項１０】 前記斜角が４５°である請求項７記載
の旋盤。 - 【請求項１１】 軸非対称形状を有する製品を工作物か
ら製造するための、切削工具を備えた旋盤を使用して実
施する方法において、 回転軸を中心にして工作物を回転させる工程と、 工作物が回転するとき、切削工具を、工作物に隣接する
所定の経路に沿って動かす工程と、を含み、切削工具を
所定の経路に沿って動かす工程を、互いに横向きになる
少なくとも二つの移動軸に沿う切削工具の並進動によっ
て実施し、 切削工具を所定の経路に沿って動かすとき、切削工具
を、回転軸に対して斜めの不変の角度で向けられている
揺動軸に沿って揺動する工程をさらに含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項１２】 前記斜角が２０°〜７０°である請求
項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記斜角が３０°〜６０°である請求
項１１記載の方法。 - 【請求項１４】 前記斜角が４５°である請求項１１記
載の方法。 - 【請求項１５】 軸非対称形状をもつ製品、たとえば一
つ以上の円環曲面をもつコンタクトレンズを工作物から
製造するための旋盤において、 回転軸を中心にして工作物を回転させるためのスピンド
ルと、 切削工具と、 前記切削工具を支持し、前記スピンドルが工作物を回転
させるとき、前記切削工具を、工作物に隣接する所定の
経路に沿ってアーチ形に動かすための回転コードラント
手段と、 前記回転コードラント手段が前記切削工具を前記所定の
経路に沿って動かすとき、前記切削工具を揺動軸に沿っ
て並進揺動するための手段と、を含み、前記揺動手段が
前記回転コードラントに隣接して取り付けられているこ
とを特徴とする旋盤。 - 【請求項１６】 軸非対称形状をもつ製品を工作物から
製造するための、切削工具を備えた旋盤を使用して実施
する方法において、 回転軸を中心にして工作物を回転させる工程と、 工作物が回転するとき、切削工具を、工作物に隣接する
所定の経路に沿ってアーチ形に振る工程と、 切削工具を所定の経路に沿ってアーチ形に振るとき、前
記切削工具を工作物に対して並進揺動する工程と、を含
むことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US83740797A | 1997-04-17 | 1997-04-17 | |
| US08/837407 | 1997-04-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296502A true JPH10296502A (ja) | 1998-11-10 |
| JPH10296502A5 JPH10296502A5 (ja) | 2005-09-15 |
| JP4322324B2 JP4322324B2 (ja) | 2009-08-26 |
Family
ID=25274362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10225798A Expired - Lifetime JP4322324B2 (ja) | 1997-04-17 | 1998-04-14 | 旋盤装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0872307B1 (ja) |
| JP (1) | JP4322324B2 (ja) |
| AT (1) | ATE211422T1 (ja) |
| DE (1) | DE69803327T2 (ja) |
| DK (1) | DK0872307T3 (ja) |
| ES (1) | ES2170977T3 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006312233A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Satisloh Gmbh | 光学的なワークピース、特にプラスチックの眼鏡レンズを加工する装置および方法 |
| CN100389917C (zh) * | 2006-07-21 | 2008-05-28 | 清华大学 | 阿基米德螺线式菲涅耳透镜的金刚石车削加工方法及装置 |
| JP2023506437A (ja) * | 2019-12-10 | 2023-02-16 | フィブ・ランディス・リミテッド | 工作機械及びその操作方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005052314A1 (de) * | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Satisloh Gmbh | Fast-Tool-Anordnung, insbesondere für Drehmaschinen zur Bearbeitung von optischen Werkstücken |
| EP2684643A3 (de) * | 2012-05-22 | 2014-04-16 | Schneider GmbH & Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung eines optischen Werkstücks |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE88125T1 (de) * | 1990-01-24 | 1993-04-15 | Ciba Geigy Ag | Vorrichtung zum herstellen einer kontaktlinse mit insbesondere asphaerischer vorder- und/oder rueckflaeche. |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10225798A patent/JP4322324B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-15 AT AT98106802T patent/ATE211422T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-04-15 EP EP98106802A patent/EP0872307B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-15 DE DE69803327T patent/DE69803327T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-15 ES ES98106802T patent/ES2170977T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-15 DK DK98106802T patent/DK0872307T3/da active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006312233A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Satisloh Gmbh | 光学的なワークピース、特にプラスチックの眼鏡レンズを加工する装置および方法 |
| CN100389917C (zh) * | 2006-07-21 | 2008-05-28 | 清华大学 | 阿基米德螺线式菲涅耳透镜的金刚石车削加工方法及装置 |
| JP2023506437A (ja) * | 2019-12-10 | 2023-02-16 | フィブ・ランディス・リミテッド | 工作機械及びその操作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4322324B2 (ja) | 2009-08-26 |
| ATE211422T1 (de) | 2002-01-15 |
| EP0872307A1 (en) | 1998-10-21 |
| ES2170977T3 (es) | 2002-08-16 |
| DK0872307T3 (da) | 2002-04-02 |
| DE69803327T2 (de) | 2002-09-19 |
| DE69803327D1 (de) | 2002-02-28 |
| EP0872307B1 (en) | 2002-01-02 |
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