JP4815328B2

JP4815328B2 - 熱かしめ方法、レンズ鏡枠の製造方法、及び、熱かしめ装置

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Publication number: JP4815328B2
Application number: JP2006301491A
Authority: JP
Inventors: 直樹水月
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: JP2008116803A

Description

本発明は、熱可塑性樹脂よりなるレンズ枠にレンズを熱かしめ固定する熱かしめ方法、及び、該熱かしめ方法によるレンズ鏡枠の製造方法、並びに、熱かしめ装置に関する。

従来から、レンズ鏡枠においてレンズ枠にレンズを固定する固定方法として、熱かしめが採用されている。熱かしめとは、熱可塑性樹脂よりなるレンズ枠のごとき受け部材に加熱したホーンを当接させることで、軟化させ、この状態でホーンによって荷重を加えることで、受け部材を変形させて、受け部材にレンズのごとき被固定部材を固定するものである。

ここで、熱かしめによって受け部材を変形して固定させる際に、その変形量を制御する方法としては、ホーンによって受け部材を変形させる際のホーンの位置を測定し、ホーンが所定位置に達した場合に終了させる位置制御方式がある。また、異なる方式としては、ホーンによって受け部材を変形させる際のホーンの荷重を測定し、この荷重が所定値に達した場合に終了させる荷重制御方式がある（例えば、特許文献１参照）。そして、荷重制御方式においては、位置制御方式と比較して、常に所定の荷重で受け部材をかしめることができるため、被固定部材の形状誤差や受け部材の成形誤差などがあっても、かしめ過ぎ、あるいは、かしめ不足といったことがなく、品質の均一化を図ることができるとされている。
特開平１０−１４６８９７号公報

しかしながら、特許文献１の熱かしめ方法及び熱かしめ装置によれば、単にホーンによって加えられる荷重を所定量に制御するだけであるので、必ずしもホーンの荷重と対応した一定の締付力で受け部材によって被固定部材を挟み込んで固定しているとは限らない。すなわち、熱かしめされる受け部材と、これにより固定される被固定部材とは、それぞれ製造誤差を有し、互いに異なる平面度や平行度を有している。このため、熱かしめを行う前の組み合わされた状態では、互いの平行度の違いによる片浮きの状態や、互いの平面度の違いや凹凸による片当りの状態となってしまっている。そして、この状態でホーンによって荷重を加えれば、初期に加えられた荷重は、受け部材及び被固定部材を変形させて、互いの片浮きや片当りを解消させるように作用し、受け部材によって被固定部材を締め付ける力として作用しない。

すなわち、ホーンによって加えられる荷重を所定量に設定したとしても、受け部材及び被固定部材が互いに有する製造誤差によって、受け部材によって被固定部材を締め付ける力は変化してしまい、熱かしめの品質を一定とすることができない問題があった。特に、レンズ枠にレンズを固定してレンズ鏡枠を製造する場合、被固定部材となるレンズは肉厚誤差を有しており、また受け部材となるレンズ枠は樹脂成形品からなることで、上記平面度や平行度の精度は、数μｍから数十μｍもあり、かつ、製品毎にそれぞれ異なる寸法誤差を有している。このため、上記のような位置制御方式や荷重制御方式による熱かしめによって固定した場合には、各部材の製造誤差によって安定した品質のレンズ鏡枠を得ることができなかった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、レンズ枠の成形品寸法誤差及びレンズの肉厚誤差の影響を受けること無く、レンズ枠にレンズを固定することが可能な熱かしめ方法、及び、該熱かしめ方法によるレンズ鏡枠の製造方法、並びに、熱かしめ装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、レンズ枠とレンズとを組み合わせて、該レンズ枠を所定の温度に加熱したホーンによってかしめることで、前記レンズ枠に前記レンズを固定する熱かしめ方法であって、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめている際に、前記ホーン、前記レンズ枠、または、前記レンズの前記ホーンによる負荷に起因して変化する特性値として前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記レンズの光軸方向の位置の経時変化を測定し、単位時間当たりの該特性値の変化量が変化して該特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合には、該屈曲点と対応する前記特性値を基準として所定の設定量だけ該特性値を変化させて、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめることを完了させることを特徴している。

また、本発明は、レンズとレンズ枠とを組み合わせて、該レンズ枠を所定の温度に加熱したホーンによってかしめることで、前記レンズ枠に前記レンズを固定する熱かしめ装置であって、前記レンズ及び前記レンズ枠を載置する受け台と、該受け台の上方に対向配置されたホーンと、該ホーンを、前記受け台に載置された前記レンズ枠の上方から、該レンズ枠を前記受け台とで挟み込んでかしめる状態となるまで上下に移動させることが可能な移動機構と、前記ホーンを所定の温度に加熱することが可能な加熱手段と、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめている際の前記ホーン、前記レンズ枠、または、前記レンズの前記ホーンによる負荷に起因して変化する特性値の経時変化を測定することが可能な測定手段と、該測定手段によって測定される前記特性値の経時変化を監視し、単位時間当たりの該特性値の変化量が変化して該特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合には、該屈曲点と対応する前記特性値を基準として所定の設定量だけ該特性値を変化させて、前記移動機構による前記ホーンの移動を停止させる制御部とを備え、前記測定手段は、前記特性値として、前記レンズの光軸方向の位置を測定可能であることを特徴としている。

この発明に係る熱かしめ方法及び熱かしめ装置によれば、制御部は、レンズ枠にレンズを組み合わせた状態で、加熱手段で所定の温度に加熱したホーンを移動機構によって移動させることで、ホーンから負荷を与えてレンズ枠を変形させていく。この際、制御部は、測定手段によってホーンによる負荷に起因して変化する特性値の経時変化を測定することで、熱かしめを行っている過程において、レンズ枠及びレンズの状態を常に監視している。そして、制御部は、特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合に、その屈曲点から所定の設定量だけさらに特性値が変化するまで、移動機構によってホーンを移動させて熱かしめを完了とさせる。ここで、初期状態においては、このような特性値の経時変化は、レンズ枠及びレンズの製品誤差の影響を受けている。一方、ホーンによる負荷によって製品誤差の影響が解消されると、ホーンによる負荷は、レンズ枠によるレンズの締付力として直接的に作用するので、特性値の経時変化は屈曲点を形成し、単位時間当たりの特性値の変化量は変化する。すなわち、制御部によって、特性値の経時変化を監視し、屈曲点を基準としてホーンによる負荷を制御することで、製品誤差の影響を受けずに、常に、屈曲点以降に変化させた設定量と対応して与えた荷重によって、一定の締付力で、レンズ枠によってレンズを締め付けて固定することができる。
さらに、この発明に係る熱かしめ方法及び熱かしめ装置によれば、測定手段によって特性値としてレンズの光軸方向の位置を測定することで、制御部によって、レンズの光軸方向の位置の経時変化に基づいて、レンズ枠及びレンズの状態を監視することができる。そして、製品誤差の影響のある初期状態から製品誤差が解消された状態に移行すれば、レンズ枠からレンズに伝達される荷重が変化するので、レンズの光軸方向の位置の経時変化には屈曲点が形成されることとなる。すなわち、この屈曲点を基準として、さらにレンズの光軸方向の位置を所定の設定量だけ変化させることで、この設定量に対応した荷重を締付力として与えてレンズ枠にレンズを固定することができる。

また、上記の熱かしめ方法において、前記特性値として、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記ホーンの位置を測定することがより好ましいとされている。
また、上記の熱かしめ方法において、前記測定手段は、前記特性値として、前記移動機構によって移動する前記ホーンの位置を測定可能であることがより好ましいとされている。

この発明に係る熱かしめ方法及び熱かしめ装置によれば、測定手段によって特性値としてホーンの位置を測定することで、制御部によって、ホーンの位置の経時変化に基づいて、レンズ枠及びレンズの状態を監視することができる。そして、製品誤差の影響のある初期状態から製品誤差が解消された状態に移行すれば、レンズ枠からホーンに伝達される反力が変化するので、ホーンの位置の経時変化には屈曲点が形成されることとなる。すなわち、この屈曲点を基準として、さらにホーンの位置を所定の設定量だけ変化させることで、この設定量に対応した荷重を締付力として与えてレンズ枠にレンズを固定することができる。

また、上記の熱かしめ方法において、前記特性値として、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記ホーンまたは前記レンズ枠に加えられる荷重を測定するものとしても良い。
また、上記の熱かしめ装置において、前記測定手段は、前記特性値として、前記移動機構によって移動して前記レンズ枠をかしめる際の前記ホーンまたは前記レンズ枠に加えられる荷重を測定可能であるものとしても良い。

この発明に係る熱かしめ方法及び熱かしめ装置によれば、測定手段によって特性値としてホーンまたはレンズ枠に加えられる荷重を測定することで、制御部によって、荷重の経時変化に基づいて、レンズ枠及びレンズの状態を監視することができる。そして、製品誤差の影響のある初期状態から製品誤差が解消された状態に移行すれば、レンズ枠からホーンに伝達される反力が変化するので、荷重の経時変化には屈曲点が形成されることとなる。すなわち、この屈曲点を基準として、さらに加えられる荷重を所定の設定量だけ変化させることで、この荷重の増分である設定量を締付力として与えてレンズ枠にレンズを固定することができる。

また、上記の熱かしめ方法において、前記ホーンと前記レンズ枠とが離間した状態から前記特性値の経時変化の測定を開始し、前記特性値の経時変化として確認される前記屈曲点として、順に、第一の屈曲点、第二の屈曲点、及び、第三の屈曲点の３つの前記屈曲点を確認した場合に、最後に確認された該第三の屈曲点と対応する前記特性値を基準として、所定の前記設定量だけ該特性値を変化させることがより好ましいとされている。

また、上記の熱かしめ方法において、前記制御部は、前記測定手段によって測定される前記特性値の経時変化として、前記ホーンと前記レンズ枠とが離間した状態から順に第一の屈曲点、第二の屈曲点、及び、第三の屈曲点の３つの前記屈曲点を確認した場合に、最後に確認された該第三の屈曲点と対応する前記特性値を基準として、所定の前記設定量だけ該特性値が変化するまで、前記移動機構によって前記ホーンを移動させることがより好ましいとされている。

この発明に係る熱かしめ方法及び熱かしめ装置によれば、測定手段によって測定される特性値の経時変化には、前記ホーンと前記レンズ枠とが離間した状態から接触した状態となるところで、第一の屈曲点が形成される。第一の屈曲点以降は、レンズ枠は、ホーンの移動に伴って負荷が与えられて変形していく。そして、レンズ枠が変形しレンズと接触した状態となるところで、特性値の経時変化には第二の屈曲点が形成される。第二の屈曲点以降は、レンズ枠の変形に伴って、レンズ枠に組み合わされたレンズにも荷重が伝達され、製品誤差の影響によるレンズ枠とレンズとの間の隙間が解消されていく。そして、製品誤差の影響が解消されると、ホーンによる荷重がレンズ枠からレンズに直接的に作用するようになり、第三の屈曲点が形成される。すなわち、制御部によって、特性値の経時変化について、前記ホーンと前記レンズとが離間した状態から第一の屈曲点、第二の屈曲点、及び、第三の屈曲点が形成されたかどうか監視し、確認された第三の屈曲点を基準として所定の設定量だけ特性値を変化させることで、製品誤差の影響を受けることなく、一定の締付力でレンズ枠にレンズを固定することができる。

また、本発明は、レンズと、該レンズを載置可能な受け部、及び、該受け部の外周から突出して該受け部とで前記レンズを挟み込んで固定するかしめ爪を有するレンズ枠とを備えるレンズ鏡枠の製造方法であって、前記レンズを前記レンズ枠の前記受け部に載置した状態で、本発明の熱かしめ方法によって、前記レンズ枠の前記かしめ爪を前記ホーンでかしめて、レンズ枠にレンズを固定することを特徴としている。

この発明に係るレンズ鏡枠の製造方法によれば、上記熱かしめ方法によって、レンズ及びレンズ枠の製品誤差の影響を受けることなく、常に一定の締付力でかしめ爪によってレンズを締め付けて、レンズ枠にレンズを固定することができる。

本発明の熱かしめ方法によれば、特性値の経時変化における所定の屈曲点を基準としてかしめることで、レンズ枠及びレンズの製造誤差の影響を受けること無く、一定の締付力でレンズ枠にレンズを固定することができる。
また、本発明の熱かしめ装置によれば、測定手段及び制御部を備えることで、レンズ枠及びレンズの製造誤差の影響を受けること無く、一定の締付力でレンズ枠にレンズを固定することができる。
また、本発明のレンズ鏡枠の製造方法によれば、上記熱かしめ方法によって製造することで、レンズ及びレンズ枠に製品誤差があったとしても、一定の締付力でレンズ枠にレンズが固定されたレンズ鏡枠を製造することができ、品質の向上を図ることができる。

図１から図５は、この発明に係る実施形態を示している。図１に示すように、この実施形態の熱かしめ装置１０は、レンズ枠２にレンズ３を熱かしめにより固定させてレンズ鏡枠１を製造するものである。レンズ枠２は、ポリカーボネイト樹脂（熱可塑性樹脂）で形成されていて、円形のレンズ３を載置可能な受け部４と、受け部４にレンズ３を載置した状態でレンズ３の外縁において受け部４から上方に突出するかしめ爪５とを備える。受け部４は、中央に貫通孔２ａを有している。かしめ爪５は、受け部４にレンズ３を載置した状態で、レンズ３の上面３ａよりも上方に突出するように設けられていて、このレンズ３の上面３ａから突出する先端側の変形部５ａを変形させて、受け部４との間でレンズ３を挟み込んでレンズ３を固定するものである。

図１に示すように、熱かしめ装置１０は、ベース１１と、ベース１１上においてレンズ枠２を載置する受け台１２と、受け台１２の上方に対向配置されたホーン１３と、ホーン１３を上下に移動させる移動機構１４と、ホーン１３を所定の温度に加熱することが可能な加熱手段であるヒータ１５と、制御ユニット１６とを備える。受け台１２は、レンズ枠２の外形と対応した凹部１２ａを有し、凹部１２ａにレンズ枠２を配置することで、レンズ枠２を径方向に移動しないように固定することが可能である。移動機構１４は、受け台１２の両側に立設された一対のガイドポスト１７と、ガイドポスト１７上で上下に移動可能な一対のスライド部材１８と、一対のスライド部材１８の間に略水平に設けられたアーム１９とを備える。なお、ガイドポスト１７には、例えば、図示しないボールネジと駆動モータとが設けられていて、駆動モータを駆動させてボールネジを回転させることで、ボールネジの案内に従ってスライド部材１８を上下に移動させることを可能としている。そして、ホーン１３は、受け台１２と対向する位置でアーム１９の下面１９ａに設けられている。ホーン１３の下面にはレンズ枠２の外径よりも大きい径を有する凹部１３ａが形成されていて、凹部１３ａの底面はレンズ３の上面３ａの形状と対応して傾斜した形状に形成されている。

また、制御ユニット１６は、移動機構１４によるホーン１３の移動を制御する制御部２０と、ホーン１３の位置及びホーン１３に作用する荷重を測定可能な測定手段２１とを備える。測定手段２１は、より具体的には、ホーン１３の位置を検出する手段としては、例えば、上記のようにボールネジによる移動機構１４とした場合には、駆動モータの回転数及び回転角度によって、アーム１９に取り付けたホーン１３の位置を検出することが可能なものである。また、ホーン１３に作用する荷重を検出する手段としては、例えば、ホーン１３とアーム１９との間に設けられたロードセル、あるいは、上記のようにボールネジによる移動機構１４とした場合には、駆動モータの出力から算出されるトルクに基づいて検出することが可能なものである。なお、測定手段２１としては、これらに限られるものでなく、公知の様々な手段を選択することが可能である。また、測定手段２１には、図示しないタイマーが備えられていて、これによりホーン１３の位置及びホーン１３に作用する荷重の経時変化を測定することができ、接続されたモニター２２にこれらの経時変化を表示することが可能である。なお、制御部２０による制御が自動である場合は、モニター２２による経時変化の表示は不可欠ではない。また、制御部２０は、熱かしめを行う際に、ホーン１３による負荷に起因して変化する特性値として、測定手段２１によって測定されたホーン１３の位置の経時変化を監視し、この経時変化に基づいて移動機構１４を制御することが可能なものである。以下に、制御部２０による制御方法及びこの熱かしめ装置１０による熱かしめ方法の詳細について説明する。

図２から図４は、この熱かしめ装置１０でレンズ枠２をかしめて、レンズ枠２にレンズ３を固定する工程図を示している。また、図５は、その際に測定手段２１によって測定されるホーン１３の位置の経時変化をモニター２２でモニタリングした結果を示している。図２に示すように、まず、ホーン１３を受け台１２の上方に待機させた状態で、受け台１２の凹部１２ａに、互いに組み合わせたレンズ３及びレンズ枠２を載置する。なお、この状態においては、レンズ３は、レンズ枠２の受け部４に載置された状態であり、レンズ枠２のかしめ爪５は、レンズ３の外縁から上方へ突出した状態となっている。そして、ヒータ１５を駆動させて、ホーン１３を所定の温度まで加熱しておく。ここで、ホーン１３の加熱温度は、かしめる対象物の素材によって異なるものであるが、対象物であるレンズ枠２が熱可塑性樹脂であるため２００℃から２５０℃程度が一般的であり、本実施形態におけるようにポリカーボネイト樹脂で形成されたレンズ枠２の場合は、例えば、２００℃である。

次に、制御部２０は、移動機構１４を駆動させて、ホーン１３を略一定の速度となるようにして降下させていく。また、測定手段２１においては、ホーン１３の降下に伴って、ホーン１３の位置の測定を開始する。図５において、区間Ｏ−Ａに示すように、この状態においてはホーン１３に反力が作用していないので、ホーン１３の位置の経時変化は、略一定の直線状を呈している。そして、図２に示すように、ホーン１３がかしめ爪５の変形部５ａに接触すると、ヒータ１５による熱がレンズ枠２にも伝達されて、かしめ爪５の変形部５ａは軟化していく。この状態でさらに移動機構１４によってホーン１３を降下させていくと、変形部５ａは、ホーン１３の降下に従って凹部１３ａの底面の形状に沿って折れ曲がるようにして変形していくこととなる。ホーン１３がかしめ爪５に接触した時点からかしめ爪５の変形部５ａを変形させていく経過においては、ホーン１３はかしめ爪５による反力を受けるので、かしめ爪５に接触して以降のホーン１３の降下速度、すなわちホーン１３の位置の単位時間当たりの変化量は減少する。このため、図５において、区間Ａ−Ｂに示すように、ホーン１３の位置の経時変化には、かしめ爪５に接触する時と対応するホーン１３の位置Ｈ_Ａで、第一の屈曲点Ａが形成される。なお、第一の屈曲点Ａが形成されている位置は、変形を受ける前のかしめ爪５の先端の位置であり、すなわち、レンズ枠２の外形寸法の誤差に依存していて、熱かしめを実施する毎に異なるものである。

次に、制御部２０は、第一の屈曲点Ａが確認された後に、さらに移動機構１４によってホーン１３を降下させていく。そして、かしめ爪５の変形部５ａがホーン１３の降下に従って徐々に変形していくことで、かしめ爪５の変形部５ａがレンズ３の上面３ａに接触することとなる。この状態でさらに、移動機構１４によってホーン１３を降下させていくと、ホーン１３による負荷は、かしめ爪５の変形部５ａを介してレンズ３にも伝達され、レンズ３はかしめ爪５の変形部５ａと受け部４との間に挟み込まれた状態となる。ここで、かしめ爪５の変形部５ａがレンズ３に接触した時点からレンズ３を挟み込んでいく経過においては、ホーン１３はレンズ３による反力を、かしめ爪５を介して受けているので、かしめ爪５の変形部５ａがレンズ３に接触した時点以降のホーン１３の位置の単位時間当たりの変化量は減少する。このため、図５において、区間Ｂ−Ｃに示すように、ホーン１３の位置の経時変化には、かしめ爪５の変形部５ａがレンズ３に接触した時と対応するホーン１３の位置Ｈ_Ｂで、第二の屈曲点Ｂが形成される。なお、第二の屈曲点Ｂが形成される位置は、レンズ３の上面３ａと対応する位置であり、すなわち、レンズ３及びレンズ枠２の外形寸法誤差に依存していて、熱かしめを実施する毎に異なるものである。

ここで、レンズ鏡枠１を構成するレンズ３及びレンズ枠２は、それぞれ個別の製品誤差を有している。すなわち、レンズ３及びレンズ枠２は、製品誤差によってそれぞれ異なる平行度を有していることで、組み合わせた状態でいわゆる片浮きの状態となっている場合があり、あるいは、異なる平面度を有して凹凸していることで、組み合わせた状態でいわゆる片当りの状態となっていて、これらを要因として隙間が形成された状態となっている。特に、レンズ枠２は、熱可塑性樹脂などで形成されていることで、上記平行度や平面度の精度は数μｍから数十μｍ程度であり、レンズ３とレンズ枠２とを組み合わせた状態においては、個別の製品誤差によって上記精度に対応する隙間が形成されてしまっている。このため、第二の屈曲点Ｂを通過してレンズ３がかしめ爪５と受け部４との間に挟み込まれ始めた状態においては、ホーン１３から加えられる荷重でかしめ爪５によって締め付けられることで、レンズ３とレンズ枠２の受け部４との間の隙間が徐々に解消されていくこととなる。そして、レンズ３とレンズ枠２との間の隙間が完全に解消されると、かしめ爪５の変形部５ａ及び受け部４のそれぞれと、レンズ３とは、面接触した状態となり、これ以降はレンズ枠２の受け部４が素材として有する物性としての弾性変形領域となり、ホーン１３の位置の単位時間当たりの変化量はさらに減少する。このため、図５において、区間Ｃ−Ｄに示すように、ホーン１３の位置の経時変化には、レンズ３とレンズ枠２との間の隙間が解消された時の位置Ｈ_Ｃと対応して第三の屈曲点Ｃが形成される。この第三の屈曲点Ｃが形成されている位置は、上記のようにレンズ３及びレンズ枠２の製品誤差に依存していて、熱かしめを実施する毎に異なるものである。

そして、制御部２０は、ホーン１３の位置の経時変化において、順に第一の屈曲点Ａ及び第二の屈曲点Ｂが確認され、次に、第三の屈曲点Ｃが確認されると、この第三の屈曲点Ｃと対応するホーン１３の位置Ｈ_Ｃから、予め設定されている設定量ΔＨだけ増加させたホーン１３の位置Ｈ_Ｄまでホーン１３をさらに降下させる。すなわち、レンズ３は、レンズ枠２との隙間が解消された状態から、設定量ΔＨと対応する分だけさらに荷重が加えられて、この荷重と対応する締付力でレンズ枠２のかしめ爪５と受け部４との間に挟み込まれることとなる。そして、図４及び図５に示すように、制御部２０は、予め設定された保持時間Ｔだけ位置Ｈ_Ｄの状態でホーン１３を停止させた（区間Ｄ−Ｅ）後に、移動機構１４を再駆動させて、ホーン１３を上昇させる（区間Ｅ−Ｆ）。そして、ホーン１３がかしめ爪５の変形部５ａから離間する（区間Ｆ−Ｏ）ことで、レンズ３とレンズ枠２とはレンズ鏡枠１として一体となった状態となり、熱かしめが完了となる。

以上のように、本実施形態の熱かしめ装置１０及び熱かしめ装置１０による熱かしめ方法によれば、制御部２０によって、ホーン１３による負荷に起因して変化する特性値としてホーン１３の位置を選択し、ホーン１３の位置の経時変化を監視しながら、ホーン１３による負荷を行い、レンズ枠２及びレンズ３の製造誤差の影響がなくなる第三の屈曲点Ｃを基準として、レンズ３に締付力を与えてレンズ枠２に固定することができる。このため、レンズ枠２及びレンズ３の製造誤差の影響を受けてしまうこと無く、常に、予め設定されたホーン１３の位置の設定量ΔＨと対応する荷重によって一定の締付力でレンズ３をレンズ枠２に固定することができ、一体となったレンズ鏡枠１の品質を均一なものとすることができる。

図６は、本実施形態の変形例を示していて、モニター２２にモニタリングされるホーンの荷重の経時変化を示している。この変形例では、制御部２０は、熱かしめを行う際にホーン１３による負荷に起因して変化する特性値として、ホーン１３に加えられる荷重を選択し、ホーン１３の荷重の経時変化に基づいてホーン１３の移動を制御している。すなわち、図２及び図６に示すように、ホーン１３をレンズ枠２の上方から降下させていくと、最初のうちはホーン１３はレンズ枠２のかしめ爪５に接触していないので、荷重は検出されない（区間Ｏ−Ａ）。そして、さらにホーン１３を降下させれば、ホーン１３がかしめ爪５に接触することで、かしめ爪５からの反力が作用し、これによりホーン１３に加えられる荷重が検出されて、第一の屈曲点Ａが形成される。第一の屈曲点Ａ以降、かしめ爪５の変形部５ａはホーン１３の降下に応じて変形する一方、変形部５ａからホーン１３に作用する反力は、略線形に増大していく（区間Ａ−Ｂ）。

そして、さらにホーン１３を降下させれば、変形したかしめ爪５の変形部５ａがレンズ３の上面３ａに接触することで、ホーン１３はレンズ３からも反力を受け始めることとなり、接触した時の荷重Ｐ_Ｂにおいて第二の屈曲点Ｂが形成される。第二の屈曲点Ｂ以降、上記のように、レンズ３とレンズ枠２との間に形成されている隙間が解消されていくことで、ホーン１３に作用する反力は大きくなり、これと対応して、ホーン１３の荷重は略線形に増大していくこととなる。そして、レンズ３とレンズ枠２との隙間が解消されると、これ以降はレンズ枠２の受け部４が素材として有する物性としての弾性変形領域となり、この時の荷重Ｐ_Ｃにおいて第三の屈曲点Ｃが形成される。ここで、荷重Ｐ_Ｃは、レンズ３及びレンズ枠２のそれぞれの製造誤差によって生ずる隙間によって変化するものであり、すなわち、組み合わせた製品毎に、熱かしめを実施する毎に異なるものである。制御部２０は、第三の屈曲点Ｃが確認された場合には、第三の屈曲点Ｃと対応する荷重Ｐ_Ｃから、予め設定された設定量ΔＰだけさらに増大させた荷重Ｐ_Ｄとなるまでホーン１３を降下させていく。そして、荷重Ｐ_Ｄとなったら、予め設定された保持時間Ｔだけホーン１３を停止させた後に、上記同様に、ホーン１３を上昇させる。このように、ホーン１３に作用する荷重を特性値として、この経時変化を監視し、レンズ３及びレンズ枠２の製品誤差の影響が解消された第三の屈曲点Ｃに基づいて熱かしめを完了させることで、製品誤差の影響を受けること無く、常に設定量ΔＰと対応した締付力でレンズ３をレンズ枠２に固定することができる。

（第２の実施形態）
図７及び図８は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６に示すように、この実施形態の熱かしめ装置３０は、受け台１２に載置されたレンズ枠２の下方に、測定手段としてさらに、レンズ３の光軸方向の位置を測定するレンズ位置測定器３１を備えている。レンズ位置測定器３１としては、より具体的には、例えば、発光部と、受光部とで構成されていて、発光部から照射されたレーザ光をレンズ３の下面に照射して、その反射光を受光部で検出して距離を測定するものである。なお、このような光学式のものに限らず、公知の位置センサや距離センサを利用できるものである。そして、レンズ位置測定器３１で測定されたレンズ３の光軸方向の位置は、制御ユニット１６に入力されて、測定手段２１に備えられた図示しないタイマーによってレンズ３の光軸方向の位置の経時変化として測定することができる。また、制御部２０は、このレンズ３の光軸方向の位置をホーン１３による負荷に起因して変化する特性値として選択し、レンズ３の光軸方向の位置の経時変化に基づいてホーン１３の移動の制御を行う。

すなわち、図７に示すように、ホーン１３をレンズ枠２の上方から降下させていくと、ホーン１３はレンズ枠２のかしめ爪５に接触していないので、レンズ３自体が変位することは無く、すなわち、レンズ位置測定器３１で測定されるレンズ３の位置が変化することは無い（区間Ｏ−Ａ）。そして、さらにホーン１３を降下させれば、ホーン１３がかしめ爪５に接触することで、レンズ枠２にはホーン１３から荷重が加えられ、レンズ枠２の受け部４は弾性的に圧縮される。このため、レンズ３の位置はレンズ枠２の受け部４の圧縮変形に応じて下方へ変位し始め、測定されるレンズ３の位置の経時変化には、第一の屈曲点Ａが形成される。第一の屈曲点Ａ以降、レンズ枠２において、かしめ爪５の変形部５ａがホーン１３の降下に応じて変形する一方、受け部４はホーン１３の降下に応じてさらに圧縮変形し、これによりレンズ３の位置は、略線形に変位していく（区間Ａ−Ｂ）。そして、さらにホーン１３を降下させれば、変形したかしめ爪５の変形部５ａがレンズ３の上面３ａに接触することで、レンズ３自体がホーン１３からかしめ爪５の変形部５ａを介して荷重を受けることとなり、これによりレンズ３の位置の経時変化には、対応するレンズ３の位置Ｌ_Ｂにおいて第二の屈曲点Ｂが形成される。第二の屈曲点Ｂ以降、上記のように、レンズ３とレンズ枠２との間に形成されていく隙間が解消されていくことで、この隙間の解消及びレンズ枠２の受け部４の圧縮変形に応じて、さらにレンズ３は下方へ変位していく。そして、レンズ３とレンズ枠２との隙間が解消されると、これ以降はレンズ枠２の受け部４が素材として有する物性としての弾性変形のみとなり、この時のレンズ３の位置Ｌ_Ｃにおいて第三の屈曲点Ｃが形成される。ここで、レンズ３の位置Ｌ_Ｃは、レンズ３及びレンズ枠２のそれぞれの製造誤差によって変化するものであり、すなわち、組み合わせた製品毎に、熱かしめを実施する毎に異なるものである。制御部２０は、第三の屈曲点Ｃが確認された場合には、第三の屈曲点Ｃと対応するレンズ３の位置Ｌ_Ｃから、予め設定された設定量ΔＬだけさらにレンズ３が変位した位置Ｌ_Ｄとなるまでホーン１３を降下させていく。そして、レンズ３が位置Ｌ_Ｄとなったら、予め設定された保持時間Ｔだけホーン１３を停止させた後に、上記同様に、ホーン１３を上昇させる。このように、レンズ３の光軸方向の位置を特性値として、この経時変化を監視し、レンズ３及びレンズ枠２の製品誤差の影響が解消された第三の屈曲点Ｃを基準として熱かしめを完了させることで、製品誤差の影響を受けること無く、常に設定量ΔＬと対応した締付力でレンズ３をレンズ枠２に固定することができる。この際、本実施形態の熱かしめ装置３０においては、特性値としてレンズ３の光軸方向の位置を選択することで、レンズ３の状態をより直接的に測定することとなるので、熱かしめの状態をより直接的、かつ、正確に把握することができ、第１の実施形態と比較してより安定して品質を確保することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、上記においては、ホーン１３による負荷に起因して変化する特性値として、ホーン１３の位置、ホーン１３による荷重の大きさ、及び、レンズ３の光軸方向の位置を選択するものとしたが、これに限るものでは無い。例えば、レンズ３やレンズ枠２の荷重状態を歪みセンサなどによって直接的に測定するものとし、これを特性値として選択するものとしても良い。

また、上記においては、測定された特性値の経時変化に基づいて制御部２０によって自動制御するものとしたがこれに限ることは無く、例えばモニター２２に出力される特性値の経時変化に基づいて手動によって操作するものとしても良い。また、レンズ３をレンズ枠２に固定することによりレンズ鏡枠１を製造するものとしたが、これに限るものでは無く、受け部材及び被固定部材として様々な部材を選択して上記熱かしめ方法によって均一かつ良好な品質で、互いを固定することができる。

本発明の第１の実施形態に係る熱かしめ装置の概略を示す正面図である。本発明の第１の実施形態に係る熱かしめ方法の工程図である。本発明の第１の実施形態に係る熱かしめ方法の工程図である。本発明の第１の実施形態に係る熱かしめ方法の工程図である。本発明の第１の実施形態に係る熱かしめ方法において、経過時間とホーンの位置との関係を示したグラフである。本発明の第１の実施形態の変形例に係る熱かしめ方法において、経過時間とホーンの荷重との関係を示したグラフである。本発明の第２の実施形態に係る熱かしめ装置の概略を示す正面図である。本発明の第２の実施形態に係る熱かしめ方法において、経過時間とレンズの光軸方向の位置との関係を示したグラフである。

符号の説明

１レンズ鏡枠
２レンズ枠
３レンズ
１０、３０熱かしめ装置
１２受け台
１３ホーン
１４移動機構
１５ヒータ（加熱手段）
２０制御部
２１測定手段
３１レンズ位置検出器（測定手段）
Ａ第一の屈曲点
Ｂ第二の屈曲点
Ｃ第三の屈曲点（屈曲点）
Ｈ_Ａ、Ｈ_Ｂ、Ｈ_Ｃ、Ｈ_Ｄホーンの位置（特性値）
Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｄホーンに加えられた荷重（特性値）
Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ｃ、Ｌ_Ｄレンズの光軸方向の位置（特性値）
ΔＨ、ΔＰ、ΔＬ設定値

Claims

レンズ枠とレンズとを組み合わせて、該レンズ枠を所定の温度に加熱したホーンによってかしめることで、前記レンズ枠に前記レンズを固定する熱かしめ方法であって、
前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめている際に、前記ホーン、前記レンズ枠、または、前記レンズの前記ホーンによる負荷に起因して変化する特性値として前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記レンズの光軸方向の位置の経時変化を測定し、単位時間当たりの該特性値の変化量が変化して該特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合には、該屈曲点と対応する前記特性値を基準として所定の設定量だけ該特性値を変化させて、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめることを完了させることを特徴とする熱かしめ方法。
レンズ枠とレンズとを組み合わせて、該レンズ枠を所定の温度に加熱したホーンによってかしめることで、前記レンズ枠に前記レンズを固定する熱かしめ方法であって、
前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめている際に、前記ホーン、前記レンズ枠、または、前記レンズの前記ホーンによる負荷に起因して変化する特性値の経時変化を測定し、単位時間当たりの該特性値の変化量が変化して該特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合には、該屈曲点と対応する前記特性値を基準として所定の設定量だけ該特性値を変化させて、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめることを完了させ、
前記ホーンと前記レンズ枠とが離間した状態から前記特性値の経時変化の測定を開始し、前記特性値の経時変化として確認される前記屈曲点として、順に、第一の屈曲点、第二の屈曲点、及び、第三の屈曲点の３つの前記屈曲点を確認した場合に、最後に確認された該第三の屈曲点と対応する前記特性値を基準として、所定の前記設定量だけ該特性値を変化させることを特徴とする熱かしめ方法。
請求項２に記載の熱かしめ方法において、
前記特性値として、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記ホーンの位置を測定することを特徴とする熱かしめ方法。
請求項２に記載の熱かしめ方法において、
前記特性値として、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記ホーンまたは前記レンズ枠に加えられる荷重を測定することを特徴とする熱かしめ方法。
請求項２に記載の熱かしめ方法において、
前記特性値として、前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめる際の前記レンズの光軸方向の位置を測定することを特徴とする熱かしめ方法。
レンズと、該レンズを載置可能な受け部、及び、該受け部の外周から突出して該受け部とで前記レンズを挟み込んで固定するかしめ爪を有するレンズ枠とを備えるレンズ鏡枠の製造方法であって、
前記レンズを前記レンズ枠の前記受け部に載置した状態で、請求項１から請求項５のいずれかに記載された熱かしめ方法によって、前記レンズ枠の前記かしめ爪を前記ホーンでかしめて、レンズ枠にレンズを固定することを特徴とするレンズ鏡枠の製造方法。
レンズとレンズ枠とを組み合わせて、該レンズ枠を所定の温度に加熱したホーンによってかしめることで、前記レンズ枠に前記レンズを固定する熱かしめ装置であって、
前記レンズ及び前記レンズ枠を載置する受け台と、
該受け台の上方に対向配置されたホーンと、
該ホーンを、前記受け台に載置された前記レンズ枠の上方から、該レンズ枠を前記受け台とで挟み込んでかしめる状態となるまで上下に移動させることが可能な移動機構と、
前記ホーンを所定の温度に加熱することが可能な加熱手段と、
前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめている際の前記ホーン、前記レンズ枠、または、前記レンズの前記ホーンによる負荷に起因して変化する特性値の経時変化を測定することが可能な測定手段と、
該測定手段によって測定される前記特性値の経時変化を監視し、単位時間当たりの該特性値の変化量が変化して該特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合には、該屈曲点と対応する前記特性値を基準として所定の設定量だけ該特性値を変化させて、前記移動機構による前記ホーンの移動を停止させる制御部とを備え、
前記測定手段は、前記特性値として、前記レンズの光軸方向の位置を測定可能であることを特徴とする熱かしめ装置。
レンズとレンズ枠とを組み合わせて、該レンズ枠を所定の温度に加熱したホーンによってかしめることで、前記レンズ枠に前記レンズを固定する熱かしめ装置であって、
前記レンズ及び前記レンズ枠を載置する受け台と、
該受け台の上方に対向配置されたホーンと、
該ホーンを、前記受け台に載置された前記レンズ枠の上方から、該レンズ枠を前記受け台とで挟み込んでかしめる状態となるまで上下に移動させることが可能な移動機構と、
前記ホーンを所定の温度に加熱することが可能な加熱手段と、
前記ホーンによって前記レンズ枠をかしめている際の前記ホーン、前記レンズ枠、または、前記レンズの前記ホーンによる負荷に起因して変化する特性値の経時変化を測定することが可能な測定手段と、
該測定手段によって測定される前記特性値の経時変化を監視し、単位時間当たりの該特性値の変化量が変化して該特性値の経時変化に所定の屈曲点が確認された場合には、該屈曲点と対応する前記特性値を基準として所定の設定量だけ該特性値を変化させて、前記移動機構による前記ホーンの移動を停止させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記測定手段によって測定される前記特性値の経時変化として、前記ホーンと前記レンズ枠とが離間した状態から順に第一の屈曲点、第二の屈曲点、及び、第三の屈曲点の３つの前記屈曲点を確認した場合に、最後に確認された該第三の屈曲点と対応する前記特性値を基準として、所定の前記設定量だけ該特性値が変化するまで、前記移動機構によって前記ホーンを移動させることを特徴とする熱かしめ装置。
請求項８に記載の熱かしめ装置において、
前記測定手段は、前記特性値として、前記移動機構によって移動する前記ホーンの位置を測定可能であることを特徴とする熱かしめ装置。
請求項８に記載の熱かしめ装置において、
前記測定手段は、前記特性値として、前記移動機構によって移動して前記レンズ枠をかしめる際の前記ホーンまたは前記レンズ枠に加えられる荷重を測定可能であることを特徴とする熱かしめ装置。
請求項８に記載の熱かしめ装置において、
前記測定手段は、前記特性値として、前記レンズの光軸方向の位置を測定可能であることを特徴とする熱かしめ装置。