JP2007112649A - ガラス素子の成形装置 - Google Patents

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忠史 堀出
Kiyotaka Kanbara
清隆 蒲原
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Abstract

【課題】多数個成形型毎に温度、荷重などの成形条件を設定でき、１個の多数個成形型を１個の成形ヘッドにて昇温、加圧成形および冷却を行うために成形型の使用効率を向上させることができ、コスト低減と成形の高精度化が可能なガラス素子の成形装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】ガラス素子を形成する曲面を有し対でなる複数個の成形型と、対でなる複数組の成形型を嵌め合わせる貫通穴を所定の位置に複数箇所設けてなる胴型２と、胴型２を載置かつ挟持して所定の温度と荷重に設定できる成形ヘッド６と、対でなる複数組の成形型に対してガラス素子１の供給あるいは搬出を行う供給・取出ステージ９と、対でなる複数組の成形型を成形ヘッド６と供給・取出ステージ９との間を搬送する搬送機構を設けてなる構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、各種光学機器に使用される光学素子を高精度成形加工により形成するためのガラス素子の成形装置に関するものである。
従来における、ガラスを材料とする各種光学素子であるガラス素子を成形加工するガラス素子の成形装置は、上下ヒータの間に成形型を配置し、その成形型をガラス材料のガラス転移点温度以上で成形可能な温度に加熱し、シリンダーと電空比例弁あるいはサーボモータなどにより所定の圧力を発生させて加圧成形を行い、ガラス素子をガラス転移点温度以下まで冷却した後、成形型より成形された所定のガラス素子を取出す構成としている。
しかしながら、ガラス素子の成形には加熱、加圧成形および冷却の工程を経なければならないため、生産性が低くコスト高の要因となり、そのために成形型を複数準備し、同時に成形することにより生産性の向上が図られてきた。
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特公平６−５３５８０号公報
しかしながら、前記従来のガラス素子の成形方法では、複数の成形型が一体となった多数個成形型（ブロック）の複数個を、所定の温度と荷重が設定された複数の成形ヘッド上を順次搬送することで昇温、加圧成形および冷却の工程を行っているため、多数個成形型毎に温度、荷重などの成形条件を設定することが出来ず、複数の多数個成形型（ブロック）を同じ成形条件で成形しなければならない課題を有していた。
さらに、複数の多数個成形型（ブロック）が必要となり、成形型の使用効率が低いという課題をも有していた。
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、多数個成形型毎に温度、荷重などの成形条件を設定でき、１個の多数個成形型を１個の成形ヘッドにて昇温、加圧成形および冷却を行うために成形型の使用効率を向上させることができ、コスト低減と成形の高精度化が可能なガラス素子の成形装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、ガラス素子を形成する曲面を有し対でなる複数組の成形型と、前記対でなる複数組の成形型を嵌め合わせる貫通穴を所定の位置に複数箇所設けてなる胴型と、前記胴型を載置かつ挟持して所定の温度と荷重に設定できる成形ヘッドと、前記対でなる複数組の成形型に対してガラス素子の供給あるいは搬出を行う供給・取出機構と、前記対でなる複数組の成形型を前記成形ヘッドと前記供給・取出機構との間を搬送する搬送機構からなる構成を有しており、これにより、供給・取出機構が成形ヘッドとは別個に設けられ、成形ヘッドの必要な剛性を損なうことなく、高精度に嵌め合わされた成形型の抜取り、挿入を確実にでき、温度、荷重などの成形条件を多数個成形型毎に対応させて設定でき、成形の高精度化が図れ、さらに、１個の多数個成形型を１個の成形ヘッドにおいて昇温、冷却させる工程であるため、成形型を効率良く使用でき、コスト低減することができるという作用効果を有する。
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、供給・取出機構に、ガラス素子あるいは対でなる成形型の一部を、吸着し移送あるいは移載させる吸着ヘッドを設けた構成を有しており、これにより、請求項１に記載の作用効果に加えて、各種の状況においても確実に把持および移送操作が行え、成形の高精度化が図れるという作用効果を有する。
本発明のガラス素子の成形装置は、ガラス素子を形成する曲面を有し対でなる複数組の成形型と、対でなる複数組の成形型を嵌め合わせる貫通穴を所定の位置に複数箇所設けてなる胴型と、胴型を載置かつ挟持して所定の温度と荷重に設定できる成形ヘッドと、対でなる複数組の成形型に対してガラス素子の供給あるいは搬出を行う供給・取出機構と、対でなる複数組の成形型を前記成形ヘッドと供給・取出機構との間を搬送する搬送機構でなる構成であり、多数個成形型毎に温度、荷重などの成形条件を設定でき、１個の多数個成形型を１個の成形ヘッドにて昇温、加圧成形および冷却を行うために成形型の使用効率を向上でき、コスト低減と成形の高精度化が可能になるという効果を有する。
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜２に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるガラス素子の多数個成形金型の要部概要側面図、図２は同ガラス素子の多数個成形金型の要部概要平面図、そして図３は同ガラス素子の成形装置における要部構成斜視図である。
図１、図２において、上型４は超鋼材でなり下面にガラス素子１の形成面を設けており、下型５は超鋼材でなり上型４に対応して対であり、上面にガラス素子１の形成面を設けている。この上型４と下型５を対とした成形型を用いて、必要とする所定形状に加工成形される光学素子であるガラス素子１が形成される。
鋼材を組合わせてなる円柱状の胴型２には、上型５および下型４が挿入配置されかつ摺動移動自在な貫通穴３が、同心円で長手方向に複数個定ピッチ（本実施の形態では５個）にて設けられている。
図３において、成形ヘッド６は上型４および下型５が挿入配置された胴型２を載置する上下開放および閉鎖（閉じる）自在なステージであり、ガラス素子１を形成する成形プロセスに合わせて所定の成形温度および時間、すなわち所定プロファイルに設定することが可能な構成になっている。
供給・取出ステージ９は、胴型２へガラス素子１の供給あるいは搬出などを行う機構であり、複数個の上型４を一括して吸着して移送する水平、垂直および回動の移動自在な成形型吸着ヘッド１０と、複数個のガラス素子１を一括して吸着し移送あるいは移載する水平、垂直および回動の移動自在なガラス素子吸着ヘッド１１を備えている。
鋼材でなる移動自在なプッシャ７は、胴型２を成形ヘッド６（ステージ）と供給・取出ステージ９との間でレール８に載置して移動（摺動）させて搬送するものであり、そして移動自在なスライドロッド１２は、本機構の外部とガラス素子１の供給あるいは搬出などを行うためのものである。
次にガラス素子の成形加工動作について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、供給・取出ステージ９の所定箇所に胴型２を設置し、成形型吸着ヘッド１０により複数個の上型４を一括して吸着した後、胴型２の上面よりその成形型吸着ヘッド１０を退避させ、ガラス素子吸着ヘッド１１にて複数個の成形加工前の素材形態であるガラス素子１を、スライドロッド１２における準備載置の所定箇所から一括して吸着し、胴型２における各々の貫通穴３に挿入し、配設された下型５の上部に供給する。
その後、ガラス素子吸着ヘッド１１を胴型２の上面から退避させた後、前記の成形型吸着ヘッド１０にて吸着した複数個の上型４を一括して胴型２における各々の貫通穴３に戻し、その胴型２をプッシャ７の駆動にてレール８を移動摺動させて、成形ヘッド６（ステージ）の所定箇所へ搬送する。
そして、成形ヘッド６（ステージ）を昇温させて所定の成形温度に到達したら所定の荷重を付加して成形を開始する。所定のプロファイルによる設定時間経過における成形終了後、成形ヘッド６（ステージ）を冷却させ、所定の温度（ガラス素子１の固定（固体化）温度以下など）に達したら、胴型２をプッシャ７にてレール８を移動させ、供給・取出ステージ９の所定箇所へ搬送する。
次に、成形型吸着ヘッド１０にて複数個の上型４を一括して各々の貫通穴３より吸着し、その成形型吸着ヘッド１０を胴型２の上面より退避させ、ガラス素子吸着ヘッド１１にて複数個の成形完了後のガラス素子１を一括して各々の貫通穴３より吸着し、スライドロッド１２における成形完了製品の載置箇所へ移載する。
続いて、スライドロッド１２より新規で成形加工前の素材形態である複数個のガラス素子１を、スライドロッド１２の準備載置の所定箇所から一括して吸着し、胴型２における各々の貫通穴３に挿入し、配設された下型５の上部に供給する。以下前記成形加工のサイクルを繰返し、所定のガラス素子１に対する成形を行うのである。
本発明にかかるガラス素子の成形装置は、確実な成形加工、生産性の向上およびコスト低減を図ることができるという効果を有し、各種光学機器に使用される光学ガラス素子（例えばデジタルカメラやＤＶＤ用のガラスレンズ）の成形装置などの用途として有用である。
本発明の実施の形態におけるガラス素子の多数個成形金型の要部概要側面図 同ガラス素子の多数個成形金型の要部概要平面図 同ガラス素子の成形装置における要部構成斜視図
符号の説明
１ ガラス素子
２ 胴型
３ 貫通穴
４ 上型
５ 下型
６ 成形ヘッド（ステージ）
７ プッシャ
８ レール
９ 供給・取出ステージ
１０ 成形型吸着ヘッド
１１ ガラス素子吸着ヘッド
１２ スライドロッド

Claims (2)

  1. ガラス素子を形成する曲面を有し対でなる複数組の成形型と、前記対でなる複数組の成形型を嵌め合わせる貫通穴を所定の位置に複数箇所設けてなる胴型と、前記胴型を載置かつ挟持して所定の温度と荷重に設定できる成形ヘッドと、前記対でなる複数組の成形型に対してガラス素子の供給あるいは搬出を行う供給・取出機構と、前記対でなる複数組の成形型を前記成形ヘッドと前記供給・取出機構との間を搬送する搬送機構で構成してなるガラス素子の成形装置。
  2. 供給・取出機構に、ガラス素子あるいは対でなる成形型の一部を、吸着し移送あるいは移載させる吸着ヘッドを設けてなる請求項１に記載のガラス素子の成形装置。
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