JP2007008769A - 光学素子の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送路に沿って送られる金型が、各工程において滞留時間が生じることなく搬送可能であるとともに、各工程の雰囲気を最適な条件に保ち、メンテナンス時等に他工程への影響を最小限に抑えて、素材および製品の品質を保持するとともに金型の劣化を防止し、生産性を向上させる光学素子の製造装置を提供する。
【解決手段】 対向する往路２１と復路２３および往路２１と復路２３の端部同士を連結する連結路２２，２４からなる搬送路２を備え、素材３を入れた金型５を搬送路２に沿って循環させ、往路２１、復路２３および連結路２２，２４はそれぞれ複数の区画からなり、１つの区画には１つまたは複数の金型５からなる１組の金型が入る光学素子の製造装置１において、１組ごとに金型５を送る個別送り手段６ｃ，６ｄと、複数組の金型５を同時に送る同時送り手段７とを備え、個別送りと同時送りとを時間をずらせて行う。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光学機器に使用される高精度なガラスレンズ等の光学素子を加圧成型する製造装置に関するものである。

加熱して軟化させたガラス素材を加圧によりプレス成型するガラスレンズの製造装置が、例えば特許文献１〜２に開示されている。これらの装置は、研磨等の工程を省略できるため、量産可能な製造装置として、近年、広く用いられている。

この製造装置によるガラスレンズの製造方法は、以下の通りである。例えば球状に予備成形したガラス素材を、上型、下型、胴型で構成された金型内にセットし、加熱工程により５００℃程度に加熱してガラス素材を軟化させた後、加圧してレンズ製品に成型し、冷却して製品を取り出す。これらの各工程は、殊に加熱した金型の酸化を防ぐために、酸素が入らない非酸化性雰囲気を保ったチャンバの中で行われ、金型内のガラス素材を、一直線状または円環状の搬送路上に配置された加熱、加圧成型、冷却の各工程に順次搬送する。

ところが、ガラスレンズの製造は、上記のように加熱、加圧成型、冷却という複数の工程を有し、各工程ごとに所要時間が異なる。しかし、上記特許文献に開示された製造装置では、各工程を通過する金型を同時に順次搬送するため、所要時間が最も長い工程、例えば加熱工程に合わせて一定の時間経過で搬送しなければならない。従って、この場合、加圧成型の工程では、成型処理が終わってから冷却工程に入るまでに滞留時間が生じ、生産性が低下する。

また、複数の工程を単一の空間内で行うため、隣接する工程の温度の影響を受けやすく、例えば加熱工程に隣接する部分が常温であると、加熱部の金型に温度勾配を生じて成型精度に影響する。また、素材供給や製品取り出しあるいはメンテナンスのためにチャンバの一部を外部に開放すると、空気が流入し、金型やガラス素材および製品が酸化して、金型の劣化や製品の品質低下の問題を生じる。更に、特定の工程区画で金型を取り出してメンテナンスを行う際、チャンバ内全体を所定の温度に下げた後、出入口を開けてチャンバを大気に開放しなければならない。そのため、メンテナンスが不必要な工程区画の温度を下げるという無駄が生じたり、あるいは冷却工程部分を長くしなければならなくなり、装置全体が大型化する。
特開平３−２５２３２２号公報 特開平４−１６４８２６号公報

本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであり、搬送路に沿って送られる金型が、各工程において滞留時間が生じることなく搬送可能であるとともに、各工程の雰囲気を最適な条件に保ち、メンテナンス時等に他工程への影響を最小限に抑えて、素材および製品の品質を保持するとともに金型の劣化を防止し、生産性を向上させる光学素子の製造装置の提供を目的とする。

請求項１の発明は、対向する往路と復路および該往路と該復路の端部同士を連結する連結路からなる搬送路を備え、素材を入れた金型を搬送路に沿って循環させ、往路、復路および連結路はそれぞれ複数の区画からなり、１つの区画には、上型と下型とを有する１つまたは複数の金型からなる１組の金型が入る光学素子の製造装置において、１組ごとに金型を送る個別送り手段と、複数組の金型を同時に送る同時送り手段とを備え、個別送りと同時送りとを時間をずらせて行うことを特徴とする光学素子の製造装置を提供する。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、搬送路内に、素材を入れた金型を加熱する加熱部と、素材をプレス成型する成型部と、成型後の金型を冷却する冷却部と、冷却後の金型から上型を外して該上型を新たな素材がセットされた下型上に被せる金型組替部と、上型が外された下型から製品を取り出す製品取出部と、製品が取り出された下型に素材をセットする素材供給部とが設けられ、搬送路と、製品取出部に隣接する製品集合部と、素材供給部に隣接する素材集合部とを、非酸化性雰囲気の密閉室内に設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、往路に加熱部が設けられ、その下流側の連結路に成型部が設けられ、復路に冷却部が設けられたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、冷却部に連続して復路の途中に金型組替部が設けられ、ここで取り外した上型を、対向する位置の往路側にバイパスさせることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３の発明において、冷却部の下流側の連結路に金型組替部が設けられたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれかの発明において、加熱部、成型部および冷却部は、金型が通過可能な開口を有する仕切壁を介して、搬送路の他の工程部から区分けされたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項２〜６のいずれかの発明において、加熱部、成型部および冷却部のうち、処理時間が最短の部を基準として、他の部の区画数を設定することを特徴とする。

請求項１の発明によると、矩形状に循環する搬送路に沿って、複数組の金型を同時に送る同時送りと１組の金型のみを送る個別送りの搬送手段がそれぞれ時間をずらせて独立して動作し、各工程の処理時間に合わせて送り時間を個別に変えられるので、それぞれの工程ごとに最適な条件で搬送し、無駄な待ち時間や時間不足を生じることなく処理することができ、生産性が向上する。

請求項２の発明によると、搬送路内に、プレス成型処理に必要な全ての工程、すなわち、加熱工程、成型工程、冷却工程、金型組替工程、製品取出工程、および素材供給工程を行う区画が設けられ、この搬送路と、プレスした製品を集める製品トレイ等の製品集合部、および素材を載せた素材トレイ等の素材集合部が密閉室内に設けられ、この密閉室内に窒素ガス等の非酸化性ガスが充填されて非酸化雰囲気が形成される。このため、一連の製造工程ラインに外部から酸素ガス等が流入することがなく、製品の酸化による品質低下や金型の酸化による劣化が防止される。

また、素材集合部および製品集合部を、金型組替部や製品取出部を有する搬送路と同じ密閉室内に設けておけば、素材や製品が搬送路上の金型と同じ温度条件に維持される。このため、例えば製品を取り出す場合に、金型を常温まで冷却する必要がなく、冷却時間が短くてすみ、生産性を高めることができる。また、冷却部の長さを短くして装置全体の形状を小型、簡素化できる。

請求項３の発明によると、矩形状に循環する搬送路において、対向する２列を構成する往路および復路のうち、往路に加熱部を設け、その端部に連続する連結路に成型部を設け、復路に冷却部を設けるため、搬送路に沿って効率よくコンパクトに各工程を配置できる。また、一般に加熱や冷却に比べて処理時間が短い成型部を搬送路端部の連結路に設けることにより、加熱部および冷却部の区画数を往路および復路に多く並べ、これらを同時送りで搬送するとともに、成型部の金型を処理時間に合わせて連結路上で適宜個別送りすることができる。これにより、成型プロセス全体を効率よく処理することができる。

請求項４の発明によると、復路上の冷却部に連続して金型組替部が設けられ、ここで取り外した上型を、その位置に対向する往路側にバイパスさせて往路上の下型の上に被せる。このため、搬送路での上型の循環ラインが下型の循環ラインよりも短くなる。従って、上型の数を減らすことができ、少ない数の金型により効率よくプレス成型品を製造できる。

請求項５の発明によると、搬送路の一方の端部となる冷却部下流側の連結路に金型組替部を設けることにより、金型がこの連結路を搬送される間に、上型の取り外しや製品の取り出しおよび素材の供給などを効率よく行うことができる。また、素材集合部や製品集合部を搬送路端部外側にスペース的に効率よくコンパクトに配置できる。

請求項６の発明によると、特に製品に対する熱的影響や酸化性ガスの影響が大きい加熱部、成型部および冷却部が、搬送路上で仕切壁を介して他の部分から分離されるため、他の部分が外部に開放されて常温まで温度低下しても、加熱部等への熱的影響を抑えることができる。このため、金型に対する温度勾配が形成されることはなく、均一な温度分布が保たれ、高精度なプレス成型製品が得られる。

この場合、仕切壁は、熱的影響を遮断するために、断熱性の大きい材料で構成することが望ましい。

仕切壁には、金型が通過可能な開口が形成されている。この開口に扉を設けてもよい。この扉は、例えば常時開放して必要なとき（前記他の部分が外部に開放されて外気が流入したときなど）に閉じてもよいし、あるいは常時閉じて置いて、金型を送るときに開いてもよい。

仕切壁は、加熱部や成型部等に対して熱的影響を遮断するだけでなく、加熱部や成型部などへの外気流入を抑制し、プレス製品の酸化を防止して品質を向上させるとともに、金型の酸化による劣化を防止する。

請求項７の発明によると、処理時間が最短の工程を基準として他の工程の区画数を定めるため、最短工程の区画内の金型を処理ごとに個別送りで送り出すとともに、その前後の処理時間の長い工程の区画数を多くして、複数組の金型を同時送りで搬送することができる。これにより、最短処理工程の金型が処理終了後に無駄な待ち時間を生じることがなく、効率よく円滑に各工程の処理ごとに金型を送り出すことができ、生産性が向上する。

図１は、本発明の光学素子の製造装置１の平面略図である。成型装置を構成する搬送路２と、ガラス玉からなる素材３を載せる素材トレイ（素材集合部）３１と、成型後の製品４を載せる製品トレイ（製品集合部）４１が、非酸化性ガス、例えば窒素等の不活性ガスを充填したチャンバ（密閉室）１０内に配設される。

搬送路２は、複数の区画２ａ〜２ｆにより構成される。上列の３つの区画２ａ〜２ｃにより往路（矢印Ａ）が形成され、下列の３つの区画２ｄ〜２ｆにより復路（矢印Ｃ）が形成される。左端の２つの区画２ｃ，２ｄおよび右端の２つの区画２ａ，２ｆが、上下平行な往路および復路を連結する連結路（矢印Ｂ，Ｄ）を形成する。この搬送路２内を金型ａ〜ｄが矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのように矩形状に循環する。図は、１つの区間に１つの金型が入る例（１組の金型が１個の金型からなる例）を示す。上列往路中央の区画２ｂが加熱工程を行う加熱部１４、この加熱部１４に連続する左側連結路の２区画２ｃ，２ｄが成型工程を行う成型部１５、下列復路中央の区画２ｅが冷却工程を行う冷却部１６、この冷却部１６に連続する右側連結路の区画２ｆが製品取出工程を行う製品取出部１７、この製品取出部１７に連続する区画２ａが素材供給部１２を構成する。図に示された４個（４組）の各金型ａ〜ｄは、下型５３上に上型５１が被さっている状態を表している（図２参照）。

加熱部１４と素材供給部１２との間、および冷却部１６と製品取出部１７との間に、仕切壁１９が設けられる。さらに、成型部１５と加熱部１４および冷却部１６との間に、仕切壁１９が設けられる。また、加熱部１４と冷却部１６との間にも、仕切壁１９が設けられる。この仕切壁１９は断熱材からなり、搬送方向に金型を通過させる開口が形成されている。開口には、常時閉じた扉が設けられ、金型搬送時に開く。または、常時開いた扉として、メンテナンス等でガス流通を遮断する必要が生じたときに閉じるようにしてもよい。

図２は、金型５の形状例を示す。金型５は、上型５１、下型５３、および上型５１と下型５３を嵌め込んだ胴型５２からなる。下型５３の上に素材３を載置し、上方から上型５１を被せる。上型５１と下型５３は、胴型５２により、軸芯同士が一直線上になるように相互に位置合わせされる。

図３は、図１の搬送路２による製造手順の説明図である。図３に基づいて、工程および搬送手順を説明する。

図３（Ａ）において、加熱部１４（区画２ｂ）内に、素材がセットされた金型ａが収容されている。加熱部１４では、図示しないヒータによって、金型ａを５００℃程度に熱し、ガラス玉からなる素材３を軟化させる。成型部１５の区画２ｃに、加熱工程を終了し加熱部１４から送られた金型ｂが収容されている。冷却部１６（区画２ｅ）に金型ｃが収容され、例えば水冷回路等による冷却手段によって、所定の温度まで冷却される。製品取出部１７（区画２ｆ）に、冷却部１６を出て一連の成型工程が終了した金型ｄが収容されている。

この状態から、（Ｂ）図に示すように、金型ｄの上型５１を外す。すると下型５３上に、成型された製品４が露出する。この製品４を、例えば真空ロボットアームで吸着して取り出し、製品トレイ４１（図１）上に載せる。

次に、（Ｃ）に示すように、金型ｂを図中の下列に搬送する。また、製品４を取り出した金型ｄ（下型のみ）を上列に搬送する。このように、両端部の金型を上下方向に単独で搬送することを、本発明において、個別送りと称する。

続いて、（Ｄ）では、金型ｂを加圧してプレス成型するとともに、金型ｄの下型５３に、素材トレイ３１（図１）からの素材３を載置する。その後、（Ｅ）で、金型ｄに上型５１を被せる。

（Ｅ）において、加熱部１４で加熱工程を行っている金型ａ、成型部１５で加圧成型工程を行っている金型ｂ、冷却部１６で冷却工程を行っている金型ｃのそれぞれの処理の所要時間が経過すると、図中上列の往路の金型ａ，ｄ、下列の復路の金型ｂ，ｃを、それぞれ２個ずつ同時に矢印Ａ，Ｃの方向に搬送し、（Ｆ）の状態とする。このように、同列に並んだ複数個の金型を同時に進行方向へ搬送することを、本発明において、同時送りと称する。以後、同様の処理および搬送が繰り返される。

図３の例では、１つの区画に１つの金型が入る構成としてあるが、これは成型部１５で実際にプレス成型加工を施す区画２ｄで処理する金型数によるものである。即ち、この例では、一度に１個の金型のみをプレス成型するため、各区画内に１個ずつの金型を入れ、これを順番に搬送している。一方、プレス成型を２個あるいはそれ以上の複数個の金型に対し同時にできるのであれば、同時にプレス成型される複数の金型を１組として、各区画内に１組の金型（複数個の金型）が入るように構成し、組ごとに個別送りで区画内を搬送し、あるいは複数組を同時送りでそれぞれ１区画ずれるように隣の区画に搬送してもよい。

図４は、搬送路２の区画数が異なる例を示し、加熱部１４と冷却部１６をそれぞれ２区画で形成したものである。

搬送路２は８つの区画２ａ〜２ｈにより構成される。上列４つの区画２ａ〜２ｄが往路、下列４つの区画２ｅ〜２ｈが復路を形成し、左端２つの区画２ｄ，２ｅ、および右端２つの区画２ｈ，２ａがそれぞれ連結路を構成する。往路の中央２つの区画２ｂ，２ｃが加熱部１４を構成し、復路中央２つの区画２ｆ，２ｇが冷却部１６を構成する。左側連結路の区画２ｄ，２ｅが成型部１５を構成する。右側連結路の下の区画２ｈが製品取出部１７、上の区画２ａが素材供給部１２を構成する。加熱部１４、成型部１５、冷却部１６の相互間、およびこれらと製品取出部１７、素材供給部１２との間には、前述の図３の例と同様に仕切壁１９が設けられる。

この例では、上列の往路（区画２ａ〜２ｄ）および下列の復路（区画２ｅ〜２ｈ）において、３区画の３個（３組）の金型が同時送りされる。また、左側の連結路（区画２ｄ，２ｅ）および右側の連結路（区画２ｈ，２ａ）において、１個（１組）の金型が個別送りされる。加熱部１４、成型部１５、冷却部１６、製品取出部１７、および素材供給部１２における各工程の動作は、前述の図３の例と同様である。すなわち、（Ａ）の状態から、（Ｂ）で、製品取出部１７の金型から上型５１を外して製品４を取り出す。（Ｃ）で、両端の連結路で個別送りを行う。（Ｄ）で、素材供給部１２の下型５３上に素材３をセットする。（Ｅ）で、素材３をセットした下型５３の上に上型５１を被せる。（Ｆ）で、往路Ａおよび復路Ｃの金型を同時送りして（Ａ）に戻る。

図４の例は、加熱部１４および冷却部１６での処理時間が成型部１５での処理時間の約２倍である場合に、特に各部での滞留時間をなくして効率よく各部を稼働させ、生産性を高めることができる。

図５は、搬送路２の各工程ごとの区画数の更に異なる例であり、加熱部１４を２区画、冷却部１６を３区画設けたものである。加熱工程に要する時間が加圧成型工程の約２倍、冷却工程に要する時間が加圧成型工程の約３倍である場合に、このような区画数とすることで、同時送りと個別送りの組み合わせによって、滞留時間なく効率的に稼働させることができる。

図６は、本発明の光学素子の製造装置の実施例を示す。

製造装置１には、搬送路２を収容するチャンバ１０（密閉室）、素材３が集合して収容される素材室３０、製品４が集合して収容される製品室４０の３室が設けられ、それぞれ非酸化性雰囲気、例えば窒素雰囲気に保たれる。なお、これらの３室は共通の１つの密閉室として形成してもよい。素材室３０には、ガラス玉からなる素材３を載せた素材トレイ３１およびその素材３を搬送路２の所定位置へ供給する素材供給ロボット３２が備えられる。素材トレイ３１の入れ替えは、図示しない出入口を開閉して行い、その際に素材室３０内に空気が入らないように、窒素ガスを供給してガス圧を高める。あるいは、素材室３０と搬送路２を収容するチャンバ１０との間の開口を閉じる。製品室４０には、成型された光学素子のプレス成型製品４を載せる製品トレイ４１と、成型された製品４を金型から取り出して製品トレイ４１に並べる製品取出ロボット４２が備えられる。製品トレイ４１の入れ替えも、チャンバ１０内に空気が入らないように、図示しない出入口から行う。

チャンバ１０内には、素材３をセットした金型５を搬送する往路２１（図の上列）および復路２３（図の下列）の２列の搬送路２が設けられ、各工程ごとに、断熱性を有する仕切壁１９で区切られる。本実施例では、搬送方向に並列する２個の金型を１組として、この１組の金型分のスペースで１区画を形成する。

往路２１と復路２３は左右端部の連結路２２，２４で連結される。左側の連結路２２は成型部１５を構成する。成型部１５では、図で上側の区画から下側へ１組（２個）の金型が個別送り装置６ｂにより個別送りされる。下側の区画で１組（２個）の金型が同時に加圧され、２個の成型品が同時にプレス加工される。

成型部１５に隣接して、往路２１に加熱部１４が形成され、その隣に、金型組替部１３、その隣に素材供給部１２が形成される。一方、成型部１５に隣接する復路２３には、冷却部１６と、その隣の金型組替部１３と、その隣の製品取出部１７が形成される。右端の連結路２４では、製品４が取り出された１組（２個）の下型５３が、個別送り装置６ａにより、下側の復路２３の区画から上側の往路２１の区画に個別送りされる。

図６における搬送路２の右端部に金型交換部１８が設けられ、金型に不都合が生じた場合やクリーニングを行う際には、金型を金型交換部１８へ搬送して交換する。従って、金型交換部１８は、通常時の成型工程では使用されない。金型交換部１８と外部との出入口は例えば二重扉として、チャンバ１０内に空気が入らないようにする。

一連の製造工程を終えて、金型が冷却部１６から金型組替部１３へ搬送されると、金型組替部１３内において、チャック２６で上型５１を取り外す。上型５１が取り外された金型は、続いて製品取出部１７で成型製品４が取り出される。空になった下型５３は、復路２３端部の連結路２４に送られ、往路２１側に個別送りされる。往路２１の右端部の区画に送られた１組の下型５３は、続いて素材供給部１２に送られる。この往路２１上での送り動作は、他の金型とともに、同時送り動作により行われる。復路２３についても同様である。

素材供給部１２では、空の下型５３上に素材３がセットされる。続いて、金型組替部１３で、復路２４側の下の区画で外した上型５１を、素材３がセットされた下型５３の上に嵌め込む。続いて、加熱部１４で加熱し、成型部１５でプレス成形する。

以下、さらに、図６の光学素子の製造装置１による各工程について説明する。

上型５１の取り外しおよび取り付けは、図中金型組替部１３で、チャック２６によって行われる。すなわち、冷却部１６から搬送された金型５の上型５１を取り外し、これを加熱部１４の手前の上列往路２１上の区画内の下型５３上に取り付ける。上型５１を取り付ける前に、金型芯出装置２７により金型５の下型５３を位置合わせしておき、そこに上型５１を取り付けて軸心を合わせる。

金型組替部１３の下列復路２３の区画で上型５１を取り外した後、その下型５３は復路２３の他の金型とともに同時送りで図中右方向へ１区画分搬送される。次に、製品取出部１７で、製品４を製品取出ロボット４２に吸着させて取り出し、製品トレイ４１上に載置する。その後、同時送りで更に１区画分搬送した後、連結路２４で個別送り装置６ａにより上列の往路２１へ搬送する。上列で同時送りにより１区画分左方向へ搬送した後、素材供給部１２で素材供給ロボット３２により素材３が下型５３の上に載置される。さらに同時送りで１区画分搬送したところで、金型組替部１３の上列往路２１側の区画で、上記の上型５１の取り付けが行われる。

金型組替部１３で上型５１が取り付けられた金型５は、図示しない同時送り装置により、加熱部１４へ搬送される。加熱部１４では、ガラス玉からなる素材３が軟化して加圧による成型が可能な温度まで金型５を加熱する。加熱部１４に隣接して成型部１５が設けられる。加熱工程の処理が終了した金型は、同時送りにより成型部１５へ搬送される。成型部１５の上列の区画から下列の区画へは個別送り装置６ｂによって個別送りされ、下列の区画で図示しないプレス装置により１組（２個）の金型を並列して同時に加圧成型して所定寸法の製品４を成型する。

成型部１５に隣接して冷却部１６が設けられる。成型後の金型は、下列の同時送りにより冷却部１６へ搬送される。冷却部１６では、製品４を品質が安定する適温まで冷却する。冷却後の金型は、下列の同時送りにより金型組替部１３へ搬送される。これらの一連の搬送動作は、上列往路２１、下列復路２３それぞれの図示しない同時送り装置、および左右両端の連結路２２，２４それぞれの個別送り装置６ｂ，６ａの４つの個別制御可能な搬送手段によって、反時計回りに行われる。

図７は、本発明の異なる実施例を示す。本実施例では、搬送方向に対して直角方向に２個並べた金型を１組として、この１組分のスペースで１区画を形成する。

製造装置１は、全体がチャンバ１０内に収容されている、チャンバ１０は密閉室を形成し、非酸化性雰囲気を保持する。

チャンバ１０内に搬送路２が設けられる。搬送路２に隣接して素材トレイ３１および製品トレイ４１が設置され、その近傍に素材３および製品４を吸着して移送するロボット３３が設置される。

搬送路２は、前述の各例と同様に、往路２１、復路２３、および左右両端の連結路２２，２４からなる。往路２１に加熱部１４、復路２３に冷却部１６が形成される。往路２１および復路２３には、それぞれ同時送り装置７が備わる。同時送り装置７は、縦横の送りシリンダ７１ａ，７１ｂとそれらにより縦方向および横方向に駆動される櫛歯コンベヤ７１ｃからなり、４組（８個）の金型を搬送方向に同時押圧して１区画分だけ移動させる（同時送り）。加熱部１４および冷却部１６はともに３区画からなるため、同時送りを３回繰り返すことにより、加熱処理および冷却処理が完了した状態で、それぞれ加熱部１４および冷却部１６を抜ける。

往路２１（上列）と復路２３（下列）は平行であり、その間隔は１区画分だけ隔てられている。従って、左右の連結路２２，２４は、３区画分の長さとなる。左側の連結路２２が成型部１５を形成し、個別送り装置６ｄが備わる。

右側の連結部２４では、３区画のうち下の区画が製品取出部１７を形成し、中央の区画が素材供給部１２を形成し、これら２つの区画（中央とその下）が同時に金型組替部１３を形成する。すなわち、製品取出部１７で上型が外されるとともに製品４が取り出される。続いて中央区画の素材供給部１２で素材３が下型の上にセットされ、その上に上型が嵌め込まれる。ここで芯出し装置２７により、位置決めされた下型の上に上型が嵌め込まれて、上型および下型の軸芯同士が一直線上に位置合わせされる。このような動作を行う連結路２４には、個別送り装置６ｃが備わり、１組（２個）の金型を１区画分ずつ送る。

前述の例と同様に、仕切壁１９により、加熱部１４、成型部１５、および冷却部１６が相互に分離され、また、これら各部１４，１５，１６が、右側の連結路２４から分離される。

連結路２４の上部の区画とその右隣の区画の２区画により、往路２１の右端部に、金型交換部１８が形成される。金型の点検やクリーニングを行う場合、あるいは金型を交換する必要が生じた場合に、それまで使用していた金型をこの金型交換部１８から取り出し、新たな金型を入れて個別送り装置６ｅで往路２１上に送り出す。２区画からなるこの金型交換部１８は、仕切壁１９で隔離することが望ましい。

図８は、本発明の更に異なる実施例の構成説明図である。

この例において、搬送路２に沿って循環する金型で素材３をプレス成型する各工程の手順や動作については、基本的に前述の図７の例と同じである。

図８の例では、（１）同時送り装置７としてＸＹテーブル７１ｄが用いられている点、（２）復路２３の冷却部１６および往路２１の加熱部１４に隣接して、それぞれ欠陥が生じた金型を取り出すための金型取出部７２および新たな金型を補充する金型導入部７３が設けられた点、および、（３）連結路２４における製品取り出し、素材供給、および金型組替の各工程の作業用ロボットの構成の点で、図７の例と異なっている。

上記（１）について述べると、ＸＹテーブル７１ｄを用いることにより、構造が簡単で組立および制御が容易になり、高精度に位置決めができる。

上記（２）について述べると、プレス成型時や金型組替時などに金型が損傷した場合、あるいはメンテナンス等の場合に、金型を金型取出部７２の出口（不図示）を開けて取り出し、代わりの金型を金型導入部７３の入口（不図示）を開けて搬送路２上に搬入する。これにより、成型プロセスを停止することなく、他の工程での処理中に金型を交換することができる。この金型取出部７２と冷却部１６との間、および金型導入部７３と加熱部１４との間は、前述の仕切壁１９で分離しておくことが望ましい。

上記（３）のロボット構造について、以下に説明する。右側の連結路２４の中央の１区画（金型２個分）が作業部７４となる。この作業部７４に、矢印Ｆのように回転する回転作業ロボット８のリング８ａ（または回転する４本の放射状のアーム）の４個所（ア）（イ）（ウ）（エ）に設けた作業具が到来し、後述の処理を行う。図の状態は、回転作業ロボット８の（ア）（イ）（ウ）（エ）部分がそれぞれ作業部７４、素材部７５、クリーニング部７６、製品部７７の上方に位置している。

この状態で、回転作業ロボット８の（ア）部分が作業部７４で金型から上型を掴み上げる。このとき（イ）部分は素材部７５で素材３を掴み上げる。

続いて回転作業ロボット８が９０°回転し、（エ）の部分が作業部７４に到来する。（エ）部分は製品吸着チャックであり、作業部７４で上型が外された金型から製品４を取り出す。

続いて、回転作業ロボット８がさらに９０°回転（計１８０°）する。（ア）で掴まれた上型はクリーニング部７６上に移動し、その位置でクリーニングされる。最初にクリーニング部７６上にあった（ウ）部分は作業部７４上に移動する。この（ウ）部分は例えば圧縮ガスノズルからなる清掃具であり、作業部７４で下型をクリーニングする。

回転作業ロボット８が更に９０°回転（計２７０°）すると、（イ）部分が作業部７４に到来する。この（イ）部分は素材３を掴み上げている部分であり、その素材３をクリーニングされた下型上に載置する。

回転作業ロボット８が更に９０°回転（計３６０°）すると、作業部７４で製品を掴んだ（エ）部分が製品部７７に移動する。製品４はこの製品部７７で回転作業ロボット８から外され、製品トレイ４１に搬送される。このとき、最初に上型を掴み上げた（ア）部分が作業部７４上に移動している。この上型は、作業部７４にある素材３をセットした下型上に被せられる。

ここで、連結路２４の区画が個別送りされ、新たな金型が作業部７４に運び込まれる。この新たな金型に対し、上記作業が繰り返される。

なお、図中９はＸＹテーブルであり、素材３を素材トレイ３１から素材部７５に搬送するとともに、製品４を製品部７７から製品トレイ４１に搬送する。

本発明は、加熱や冷却等の複数の工程を有し、素材を金型により加圧してプレス成型する成型製品の製造方法に適用できる。

本発明の製造装置の概略平面図。 本発明に係る金型の縦断面図。 図１の製造装置による工程順序を示す説明図。 異なる搬送路を有する製造装置による工程順序を示す説明図。 さらに異なる搬送路の例を示す平面図。 本発明の実施例を示す平面図。 本発明の異なる実施例を示す平面図。 本発明のさらに異なる実施例を示す平面図。

符号の説明

１：製造装置、２：搬送路、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ：区画、３：素材、４：製品、５：金型、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ：個別送り装置、７：同時送り装置、８：回転作業ロボット、８ａ：リング、９：ＸＹテーブル、１０：チャンバ、１２：素材供給部、１３：金型組替部、１４：加熱部、１５：成型部、１６：冷却部、１７：製品取出部、１８：金型交換部、１９：仕切壁、２１：往路、２２，２４：連結路、２３：復路、２６：チャック、２７：金型芯出装置、３０：素材室、３１：素材トレイ、３２：素材供給ロボット、３３：ロボット、４０：製品室、４１：製品トレイ、４３：製品取出ロボット、５１：上型、５２：胴型、５３：下型、７１ａ，７１ｂ：送りシリンダ、７１ｃ：櫛歯コンベヤ、７１ｄ：ＸＹテーブル、７２：金型取出部、７３：金型導入部、７４：作業部、７５：素材部、７６：クリーニング部、７７：製品部。

Claims (7)

1. 対向する往路と復路および該往路と該復路の端部同士を連結する連結路からなる搬送路を備え、素材を入れた金型を前記搬送路に沿って循環させ、前記往路、前記復路および前記連結路はそれぞれ複数の区画からなり、１つの区画には、上型と下型とを有する１つまたは複数の金型からなる１組の金型が入る光学素子の製造装置において、
   １組ごとに金型を送る個別送り手段と、複数組の金型を同時に送る同時送り手段とを備え、個別送りと同時送りとを時間をずらせて行うことを特徴とする光学素子の製造装置。
2. 前記搬送路内に、素材を入れた金型を加熱する加熱部と、素材をプレス成型する成型部と、成型後の金型を冷却する冷却部と、冷却後の金型から上型を外して該上型を新たな素材がセットされた下型上に被せる金型組替部と、前記上型が外された下型から製品を取り出す製品取出部と、前記製品が取り出された下型に素材をセットする素材供給部とが設けられ、
   前記搬送路と、前記製品取出部に隣接する製品集合部と、前記素材供給部に隣接する素材集合部とを、非酸化性雰囲気の密閉室内に設けた請求項１に記載の光学素子の製造装置。
3. 前記往路に加熱部が設けられ、その下流側の連結路に成型部が設けられ、前記復路に冷却部が設けられている請求項２に記載の光学素子の製造装置。
4. 前記冷却部に連続して前記復路の途中に金型組替部が設けられ、ここで取り外した上型を、対向する位置の往路側にバイパスさせる請求項３に記載の光学素子の製造装置。
5. 前記冷却部の下流側の連結路に金型組替部が設けられている請求項３に記載の光学素子の製造装置。
6. 前記加熱部、前記成型部および前記冷却部は、前記金型が通過可能な開口を有する仕切壁を介して、前記搬送路の他の工程部から区分けされている請求項２〜５のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
7. 前記加熱部、前記成型部および前記冷却部のうち、処理時間が最短の部を基準として、他の部の区画数を設定する請求項２〜６のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
   

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