CN104093538A - 透镜成形装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使扩宽上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁之间的间隙也能抑制飞边的产生的透镜成形装置。本发明的透镜成形装置(11)的特征在于，具备：主干模具(12)，其形成有贯通孔(17)；第一模具及第二模具(13、14)，其从贯通孔(17)的两端分别嵌入，在相互对置的面形成有夹入并按压成形材料(24)的按压面(20、30)；感应加热线圈(15、16)，其以在主干模具(12)未被加热而设定为玻化温度以下的温度的状态下将第一模具及第二模具(13、14)加热成玻化温度以上的温度的方式进行控制。

Description

透镜成形装置
技术领域
本发明涉及对玻璃制或树脂制的材料进行冲压而成形透镜的透镜成形装置。
背景技术
作为透镜的制造方法，公知有除了基于研磨加工的方法之外，还有基于冲压加工的方法。在基于冲压加工的透镜的制造方法中，将收容于模具内的玻璃制或树脂制的材料与模具一起加热，并对软化的玻璃制或树脂制的材料进行冲压而成形透镜。作为冲压加工所用的模具，公知有由主干模具、下模具和上模具构成的模具，该主干模具形成有贯通孔；该下模具从贯通孔的下端嵌入，用于载置玻璃制或树脂制的材料；该上模具从贯通孔的上端嵌入，将玻璃制或树脂制的材料夹入该上模具与下模具之间并进行冲压。
下模具和上模具在各自的外壁的至少一部分与主干模具的内壁接触的状态下在主干模具的贯通孔内移动，因此，下模具及上模具各自的外壁与主干模具的内壁互相摩擦而对模具造成损伤，导致模具的寿命缩短。因此，为了避免下模具及上模具各自的外壁与主干模具的内壁产生互相摩擦，优选下模具及上模具各自的外壁与主干模具的内壁之间的间隙较宽。但是，若间隙较宽，则下模具和上模具相对于贯通孔的铅垂方向的中心轴发生横向偏移地在贯通孔内移动，并对玻璃制或树脂制的材料进行冲压，因此会导致成形出偏芯的透镜。另外，被冲压的玻璃制或树脂制的材料向主干模具方向延展而流入间隙，导致产生飞边。
例如，在下述专利文献1中记载有下模具和上模具在各自的外壁的至少一部分与主干模具的内壁接触的状态下在主干模具的贯通孔内移动的透镜成形装置。在冲压成形时，在上模具、下模具、主干模具的温度均设定为玻化温度以上的温度的状态下冲压成形透镜。
另外，在下述专利文献2中也记载有下模具和上模具在各自的外壁的至少一部分与主干模具的内壁接触的状态下在主干模具的贯通孔内移动的透镜成形装置。但是，在冲压成形时，在上模具和下模具的一方或双方被加热而进行热膨胀、主干模具未被加热而热膨胀受到抑制、而且上模具和下模具的线膨胀系数大于主干模具的线膨胀系数的状态下冲压成形透镜。因此，在冲压成形时，能缩窄下模具及上模具各自的外壁与主干模具的内壁之间的间隙。
专利文献1：日本特开2008-273194号公报
专利文献2：日本特开2004-351740号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1～2的透镜成形装置中，下模具和上模具在各自的外壁的至少一部分与主干模具的内壁接触的状态下在主干模具的贯通孔内移动，因此，存在下模具及上模具各自的外壁与主干模具的内壁互相摩擦而对模具造成损伤、模具的寿命变短的问题。
本发明是鉴于上述问题点而作成的，其目的在于提供一种即使为了避免上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁产生互相摩擦而扩宽上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁之间的间隙，也能抑制飞边的产生的透镜成形装置。
用于解决课题的方案
为了达到上述目的，本发明的透镜成形装置的特征在于，具备：主干模具，其具有贯通孔；第一模具及第二模具，其从贯通孔的两端分别嵌入，在相互面对的面、即对置的面具有能夹入并按压成形材料的按压面；加热控制部，其以在主干模具未被加热而设定为玻化温度以下的温度的状态下将所述第一模具及第二模具加热成玻化温度以上的温度的方式进行控制。
另外，优选为，加热控制部对感应加热进行控制，第一模具及第二模具由被感应加热的材料构成，主干模具是由不被感应加热的材料构成的电介质。
另外，优选为，在第一模具及第二模具的外壁与主干模具的内壁之间设有导热性比第一模具、第二模具及主干模具低的构件。此时，导热性比第一模具、第二模具及主干模具低的构件的导热性优选为0.01～10.00w/mk的范围。
另外，优选为，第一模具及第二模具被加热而发生热膨胀，主干模具未被加热而热膨胀受到抑制，从而在压缩成形时，第一模具及第二模具的外壁与主干模具的内壁之间的间隙变小。
另外，优选为，第一模具及第二模具的线膨胀系数大于主干模具的线膨胀系数。而且，加热控制部能够均匀地控制主干模具的温度。
发明效果
根据本发明的透镜成形装置，即使为了避免上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁产生互相摩擦而扩宽上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁之间的间隙，也能抑制飞边的产生。
附图说明
图1是透镜成形装置的横剖视图。
图2是表示组装工序的透镜成形用模具的横剖视图。
图3是用于说明透镜的成形工序的透镜成形装置的横剖视图。
图4是对透镜成形材料进行冲压时的透镜成形装置的横剖视图。
图5是图4中的由参照符号α表示的部分的放大图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的优选的实施方式。
图1表示本发明的第一实施方式的透镜成形装置11。透镜成形装置11主要由主干模具12、下模具13、上模具14、感应加热线圈15、16构成。
主干模具12是由陶瓷等不被感应加热的材料构成的电介质，形成有沿铅垂方向贯通的圆柱形状的贯通孔17。下模具13由SUS、硬质合金等被感应加热的导电性高的材料构成，包括模具主体18、支承部19。模具主体18为外径小于贯通孔17的直径的圆柱形状，在其前端形成有透镜成形面(按压面)20。由于模具主体18的外径小于贯通孔17的直径，因此，使下模具13在主干模具12内移动时，在下模具13的外壁与主干模具12的内壁之间能够保持一定程度的间隙。支承部19为外径大于模具主体18的外径的圆盘形状，与模具主体18一体地形成。下模具13如图2(A)所示那样使透镜成形面20朝向上方地从贯通孔17的下端嵌入。在此，支承部19不进入贯通孔17内。
上模具14与下模具13同样地由SUS、硬质合金等被感应加热的导电性高的材料构成，包括模具主体21、支承部22。模具主体21为外径小于贯通孔17的直径的圆柱形状，在其前端形成有透镜成形面(按压面)30。由于模具主体21的外径小于贯通孔17的直径，因此，使上模具14在主干模具12内移动时，在上模具14的外壁与主干模具12的内壁之间能够保持一定程度的间隙。支承部22为外径大于模具主体21的外径的圆盘形状，与模具主体21一体地形成。
上模具14如图2(B)所示那样使透镜成形面30朝向下方地从贯通孔17的上端嵌入。在此，支承部22不进行贯通孔17内。通过上模具14的嵌入，在贯通孔17内，在下模具13的透镜成形面20与上模具14的透镜成形面30之间形成有空腔(间隙)。
上模具13和下模具14的线膨胀系数大于主干模具12的线膨胀系数。另外，为了缩短对透镜成形用模具32进行加热、冷却时的升温时间、冷却时间而将透镜成形用模具32的热容量抑制得较低。
图1所示的控制部33用于控制透镜成形装置11的各部分的动作。也就是说，控制部33向第一移动机构34、第二移动机构35、加热器控制电路36分别发送用于使它们适当地进行动作的信号。第一移动机构34与下模具13连接，接收来自控制部33的信号而使下模具13移动。第二移动机构35与上模具14连接，接收来自控制部33的信号而使上模具14移动。在此，以使上模具13和下模具14的铅垂方向的中心轴与贯通孔17的铅垂方向的中心轴一致、且上模具13和下模具14在贯通孔17内沿铅垂方向移动的方式进行控制。加热器控制电路36接收来自控制部33的信号而向感应加热线圈15、16发送用于对上模具13和下模具14进行加热的信号。
如图3(A)所示，下模具13借助第一移动机构34以透镜成形面20朝向上方的方式从贯通孔17的下端嵌入。而且，在从贯通孔17的下端嵌入的下模具13的透镜成形面20上载置有例如截面椭圆形状的透镜坯料24。需要说明的是，作为透镜坯料24的原材料，可列举玻璃、树脂等。
接着，如图3(B)所示，上模具14借助第二移动机构35以透镜成形面30朝向下方的方式从贯通孔17的上端嵌入。上模具14从贯通孔17的上端嵌入且利用加热器控制电路36将透镜坯料24与上模具13和下模具14一起加热。上模具13和下模具14的加热通过高频感应加热进行。在嵌入贯通孔17中的上模具13和下模具14的周围分别包围有感应加热线圈15、16，进行基于加热器控制电路36和感应加热线圈15、16的高频感应加热，从而能够对上模具13和下模具14进行加热。上模具13和下模具14由被感应加热的导电性高的材料构成，主干模具12由不被感应加热的材料构成，因此，在主干模具12未被加热而处于Tg(玻化温度)以下的温度的状态下，仅将上模具13和下模具14加热至玻化温度以上的温度。在此，主干模具12的温度均匀。通过对上模具13和下模具14进行加热而被加热软化了的透镜坯料24由上模具13和下模具14的透镜成形面20、30夹入且被冲压，成形为透镜。
上模具13和下模具14被加热而进行热膨胀。另一方面，主干模具12未被加热，因此热膨胀受到抑制，但上模具13和下模具14进行热膨胀，从而上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙变小。另外，上模具13和下模具14的线膨胀系数大于主干模具12的线膨胀系数，因此，上模具13和下模具14的基于加热的热膨胀变得更大，能够使上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙变得更小。通过上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙变小，能抑制上模具13和下模具14相对于贯通孔17的铅垂方向的中心轴发生的横向偏移而对透镜坯料24进行冲压，因此，能抑制成形透镜的偏芯。
成形的透镜通过对上模具13和下模具14一起进行冷却而硬化。使加热器控制电路36的驱动停止，来中止基于高频感应加热的上模具13和下模具14的加热，并向通过上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙的空气进行散热，由此来进行上模具13和下模具14及透镜的冷却。通过上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙而将空气导入贯通孔17内，因此能够高效率地散热。被冷却而硬化后的透镜借助第二移动机构35将上模具14从主干模具12拔出而能够取出。
图4、图5示出本发明的第二实施方式的透镜成形装置11对透镜坯料24进行冲压时的状况。在上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间设有导热性比上模具13、下模具14及主干模具12低的陶瓷球50。在上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间设有固定于固定构件51的保持器52，该固定构件51固定于主干模具12，陶瓷球50固定于保持器52。利用陶瓷球50，能抑制上模具13及下模具14与主干模具12之间的热传导，能增大被加热的上模具13及下模具14的温度与未被加热的主干模具12的温度之差。此时，陶瓷球50的导热性优选为0.01～10.00w/mk的范围。这是因为：当使陶瓷球50的导热性为0.01～10.00w/mk的范围时，能充分地抑制上模具13及下模具14与主干模具12之间的热传导，能可靠地增大被加热的上模具13及下模具14的温度与未被加热的主干模具12的温度之差。
经由与第一实施方式同样的透镜成形工序，对透镜坯料24进行冲压。在此，在主干模具12固定有用于支承上模具14的支承构件60。上模具14借助第二移动机构35而向贯通孔17嵌入至支承部22与支承构件60相接的位置，并对透镜坯料24进行冲压。如图4所示，被冲压后的透镜坯料24向主干模具12方向延展而与主干模具12接触。主干模具12的温度为玻化温度以下的温度，因此，被加热至玻化温度以上的温度而流入到上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙内的透镜坯料24的一部分24a、24b由于与主干模具12接触而瞬时固化。即使为了避免上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁产生互相摩擦而扩宽上模具13及下模具14的外壁与主干模具12的内壁之间的间隙，由于透镜坯料24的一部分24a、24b在将要进入间隙之前与主干模具12接触而瞬时固化，因此，透镜坯料24的一部分24a、24b作为遮蔽物起作用，透镜坯料24不会再侵入，从而能够防止飞边的产生。成形后的透镜经由与第一实施方式同样的透镜冷却工序，借助第二移动机构35将上模具14从主干模具12拔出而能取出。
根据以上那样的本实施方式的透镜成形装置，能提供一种即使为了避免上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁产生互相摩擦而扩宽上模具及下模具的外壁与主干模具的内壁之间的间隙，也能抑制飞边的产生的透镜成形装置。
需要说明的是，在上述实施例的说明中，上模具从主干模具的贯通孔的上端嵌入且对上模具和下模具进行加热，但本发明的应用不限定于该情况，也可以在即将冲压透镜坯料之前对上模具和下模具进行加热。
符号说明
11  透镜成形装置
12  主干模具
13  下模具
14  上模具
15、16  感应加热线圈
17  贯通孔
18  模具主体
19  支承部
20  透镜成形面
21  模具主体
22  支承部
24  透镜坯料
30  透镜成形面
32  透镜成形用模具
33  控制部
34  第一移动机构
35  第二移动机构
36  加热器控制电路
50  陶瓷球

Claims (8)

1.一种透镜成形装置，其特征在于，具备：
主干模具，其具有贯通孔；
第一模具及第二模具，其能够从所述贯通孔的两端分别嵌入，在对置的面具有能夹入并按压成形材料的按压面；
加热控制部，其以在所述主干模具未被加热而设定为玻化温度以下的温度的状态下将所述第一模具及第二模具加热成玻化温度以上的温度的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的透镜成形装置，其中，
所述加热控制部能够控制感应加热。
3.根据权利要求2所述的透镜成形装置，其中，
所述第一模具及第二模具由被感应加热的材料构成，所述主干模具是由不被感应加热的材料构成的电介质。
4.根据权利要求3所述的透镜成形装置，其中，
在所述第一模具及第二模具的外壁与所述主干模具的内壁之间具有导热性比所述第一模具、所述第二模具及所述主干模具低的构件。
5.根据权利要求4所述的透镜成形装置，其中，
导热性比所述第一模具、所述第二模具及所述主干模具低的构件的导热性处于0.01～10.00w/mk的范围。
6.根据权利要求4或5所述的透镜成形装置，其中，
所述第一模具及第二模具被加热而发生热膨胀，所述主干模具未被加热而热膨胀受到抑制，因此，在压缩成形时，所述第一模具及第二模具的外壁与所述主干模具的内壁之间的间隙变小。
7.根据权利要求6所述的透镜成形装置，其中，
所述第一模具及第二模具的线膨胀系数大于所述主干模具的线膨胀系数。
8.根据权利要求7所述的透镜成形装置，其中，
所述加热控制部能够均匀地控制所述主干模具的温度。
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