JP2007332017A - 高画素多焦点レンズ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型体のローディングから排出まで自動化して多焦点レンズの生産性を格段に向上させ、外部をキャビネットで取り囲んで製品のデザインを向上させるとともに、制御装置部と機械類を分離して設置しなくてもよい高画素多焦点レンズ製造装置を提供する。
【解決手段】上下部金型間に初材が挟支されたままで内蔵された金型体を成形位置に供給するローディング手段と、供給された金型体を予熱、加圧および冷却の順に処理して初材を非球面の多焦点レンズに成形する加圧成形手段と、前記加圧成形手段によって製造された多焦点レンズを排出させる排出手段とからなり、キャビネットの内部に、加圧成形手段の精密制御に必要な各種電子部品を内蔵する。
【選択図】図２

Description

本発明は高画素多焦点レンズ製造装置に係り、特に金型体のローディングから排出まで自動化して、多焦点レンズの生産性を格段に向上させることができ、外部をキャビネットで取り囲むようにして、製品のデザインを向上させることはもちろん、キャビネットの内部に、加圧成形手段の精密制御に必要な各種の電子部品を内蔵して、制御装置部と機械類を分離して設置する必要をなくし、高画素多焦点レンズの製造の際に、成形チャンバ内で移送アームが金型体の側面部に密着して次の工程位置に移送させる時、移送アームの密着部と金型体が線接触することによって、金型体の側面部に形成された放熱孔を詰めなくてレンズの成形性が向上し、金型体の大きさによる移送アームの初期位置設定を非常に微細で精密に調整することができることはもちろん、成形チャンバの前面部に遮断板を設置することによって、成形チャンバ内部の高熱が外部へ放出しなくて作業者の作業性を向上させるようにした高画素多焦点レンズ製造装置に関するものである。

高画素（メガピクセル）多焦点ガラスレンズは、非球面を持たせて透過率と屈折率を高めたもので、光学モジュールの高品質化と小型化を可能にする核心部品である。

このような高画素多焦点レンズは、高画素携帯電話、カメラ、ＣＤ、ＤＶＤプレーヤー、レーザープリンター、プロジェクターなどに広く適用されて、該当製品の性能を左右する必須部品である。

高画素多焦点レンズは、プラスチック製品とガラス製品に大別することができるが、プラスチック製品がガラス製品に比べて解像度が落ちるので、次第に使用頻度が減っている。

高画素多焦点ガラスレンズの製造は、別途の成形装置によって行われるが、従来の成形装置は、レンズ成形速度が遅いだけでなく、製造されたレンズの不良率が高くて生産性が低下する問題点があった。

したがって、本発明は前記のような問題点を解決するためになされたもので、上下部金型間に初材が挟支されたままで内蔵された金型体を成形位置に供給するローディング手段と；供給された金型体を予熱、加圧および冷却の順に処理して初材を非球面の多焦点レンズに成形する加圧成形手段と；前記加圧成形手段によって製造された多焦点レンズを排出させる排出手段と；から構成することにより、金型体のローディングから排出まで自動化して多焦点レンズの生産性を格段に向上させ、外部をキャビネットで取り囲んで製品のデザインを向上させるとともに、キャビネットの内部に、加圧成形手段の精密制御に必要な各種電子部品を内蔵することにより、制御装置部と機械類を分離して設置する必要をなくした高画素多焦点レンズ製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、上下部金型の間に初材が挟まれたままで内蔵された金型体をローディングプレートに供給する投入コンベヤーと、ローディングプレートに供給された金型体を成形位置に供給するローディングバーとを含んでなるローディング手段と；金型体を一定温度に予熱する第１〜第３予熱部、予熱された金型体を設定圧力に加圧する加圧部材、および加圧された金型体を多段階に徐々に冷却させる第１〜第３冷却部が成形チャンバの内部に一直線上に順次配設されてなり、供給された金型体を、窒素ガスで充填された成形チャンバ内で予熱、加圧および冷却の順に処理して初材を非球面の多焦点レンズに成形する加圧成形手段と；前記成形チャンバの内部に投入された金型体を次の工程位置に移送させる位置移送手段と；前記加圧成形手段によって製造された多焦点レンズを排出させる排出コンベヤーを含む排出手段と；を含んでなることを特徴とする、高画素多焦点レンズ製造装置を提供する。

以上説明したように、本発明は、上下部金型の間に初材が挟まれたままで内蔵された金型体を成形位置に供給するローディング手段と；供給された金型体を予熱、加圧および冷却の順に処理して初材を非球面の多焦点レンズに成形する加圧成形手段と；前記加圧成形手段によって製造された多焦点レンズを排出させる排出手段とから構成することで、金型体のローディングから排出まで自動化して多焦点レンズの生産性を格段に向上させることができ、外部をキャビネットで取り囲んで製品のデザインを向上させることはもちろん、キャビネットの内部に加圧成形手段の精密制御に必要な各種電子部品を内蔵して、制御装置部と機械類を分離して設置する必要をなくし、高画素多焦点レンズ製造の際に、成形チャンバ内で移送アームが金型体の側面部に密着して次の工程位置に移送させる時、移送アームの密着部と金型体が線接触することによって、金型体の側面部に形成された放熱孔を詰めなくてレンズの成形性を向上させ、金型体の大きさによる移送アームの初期位置設定を非常に微細で精密に調整することができ、成形チャンバの前面部に遮断板を設置することによって、成形チャンバの内部の高熱が外部へ放出されなくて作業者の作業性を向上させるようにした高画素多焦点レンズ製造装置を提供する効果を期待することができる。

以下、添付図面の図１〜図１８に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

本発明は高画素多焦点ガラスレンズを製造する装置に関するものである。

高画素多焦点ガラスレンズは、図１６に示すように、初材を上部金型と下部金型との間に挟み、その初材を金型体１００の内部に挿入した後、加熱、加圧、冷却の処理を行うことで、非球面を有する高画素多焦点レンズを製造することになる。

この際に、前記金型体１００の側面部には、レンズが高温および高圧の環境で成形される時、金型体１００の内部で発生する熱を外部へ放出するための放熱孔１００ａが形成される。

図１は本発明の装置の外部を取り囲んでいるキャビネットを示すもので、キャビネット１の前面には多数の前面ドア５が形成され、側面部には側面ドア６が開閉可能に形成された。また、製造装置の全般的な動作状態を画面上に表示するモニター２がキャビネット１の前面の左側上端に形成され、各種制御命令の入力のためのキーパネル３がモニター２の下側に引き出し式で設置される。

そして、キーパネル３の下側部には、本発明を構成する加圧成形手段２０の予熱部材３０、加圧部材４０および冷却部材５０の作動環境（設定温度、作動温度）を表示する状態表示部４が形成される。

図２は前記キャビネット１の内部に設置された本発明のレンズ製造装置を示す正面図である。

ベース７の上部には、内部が密閉した成形チャンバ８が形成され、前記成形チャンバ８の一側には、初材が内蔵された金型体１００を成形チャンバ８の内部の初期位置に供給するためのローディング手段１０が備えられ、成形チャンバ８の反対側には、初材が高画素多焦点レンズに成形完了した状態の金型体１００を外部へ排出させる排出手段８０が形成される。

そして、前記成形チャンバ８の上側には、初材を加圧するに先立ち、初材が所望温度に昇温するように予熱する第１〜第３予熱部３１〜３３からなる予熱部材３０、予熱された初材を設定圧力に加圧して、非球面を有する高画素多焦点レンズに成形する加圧部材４０、および成形されたレンズを徐々に冷却させるための第１〜第４冷却部５１〜５４からなる冷却部材５０が備えられている。

前記第４冷却部５４は成形チャンバ８の出口側に備えられて、金型体１００を排出前にもう一度冷却させるもので、図面のように、上下駆動部５４１の下側には作動バー５４２が上下動可能に形成され、前記作動バー５４２の下端部には、金型体１００の上部に近接して冷却させる上部クーラー５４３が形成されてなる。

図３は本発明のレンズ製造装置を示す平面図である。

成形チャンバ８の右側に、金型体１００のローディング場所となるローディングプレート１２が形成され、このローディングプレート１２の一側には、ローディングシリンダー１３に装着されたローディングバー１４が前後進しながら、ローディングプレート１２に位置する金型体１００を成形チャンバ８の内部に押し込むように構成される。

そして、前記ローディングプレート１２の前面（図面上の下側方向）に、金型体１００をローディングプレート１２に移送させる投入コンベヤー１１が備えられる。

前記投入コンベヤー１１には、作業者またはロボットのような自動化装置によって金型体１００が供給される。

一方、前記成形チャンバ８の左側には、成形チャンバ８を通過した金型体１００が載置される排出プレート８１が設置され、前記排出プレート８１の背面（図面上の上側）には、金型体１００を排出コンベヤー８４に押し出す排出バー８３が排出シリンダー８２に出沒可能に取り付けられている。

すなわち、投入コンベヤー１１によって移送された金型体１００がローディングバー１４によって押し込まれて成形チャンバ８の内部に供給され、成形チャンバ８の内部に備えられた予熱部材３０、加圧部材４０および冷却部材５０によって成形されてから排出された金型体１００は排出バー８３によって押し出され、排出コンベヤー８４に載せられて外部へ排出されるものである。

前記成形チャンバ８内での金型体１００の移動は位置移送手段６０によって行われ、前記位置移送手段６０は前後シリンダー６４と左右シリンダー６５を含む。

図３のように、ローディング手段１０と排出手段８０がキャビネット１の前面に向かうように設置されることによって、作業者または自動化ロボットが便利に金型体１００の投入と排出を同時に実施することができる効果を有することになる。

一方、図４は本発明に適用された加圧成形手段２０の予熱部材３０の第１予熱部３１を示すものである。

成形チャンバ８の底部に設置されたベースプレート９の上側に下部ヒーター３１１が積層され、前記下部ヒーター３１１の上側には、超硬合金からなり、下部ヒーター３１１の熱を金型体１００に均一に供給する伝熱プレート３１２が積層される。

これと対向するように、成形チャンバ８の上側には、垂直方向にＬＭガイドからなるガイド部材３１３が設置され、前記ガイド部材３１３の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バー３１７を上下に駆動させる上下駆動部３１６が備えられ、上下駆動部３１６には、ガイド部材３１３に沿って上下方向に直線運動する作動バー３１７が取り付けられる。

前記作動バー３１７の下端部は成形チャンバ８の内部に存在し、図面のように、作動バー３１７の端部には、下降して伝熱プレート３１２上に位置する金型体１００を加熱するための上部ヒーター３１４が設置され、前記上部ヒーター３１４と作動バー３１７との間には、上部ヒーター３１４の熱が上部に伝達されないように遮断する冷却板３１５が取り付けられる。

前記下部ヒーター３１１と上部ヒーター３１４には、発熱用コイルが巻線されたヒーター棒が複数内蔵され、前記冷却板３１５には、冷却水が通過するように冷却水ラインが形成される。

そして、前記上部ヒーター３１４が下降して金型体１００の上部面に接触していてからさらに上昇する時、金型体１００が上部ヒーター３１４とともに上昇しないように分離させる金型体分離手段７０が冷却板３１５と上部ヒーター３１４上に設置される。

すなわち、前記冷却板３１５の両側に上下遊動可能に垂直棒７１が垂直方向に設置され、前記垂直棒７１には、垂直棒７１が下降する方向に弾性を加えるリターンスプリング７２が外挿され、前記２本の垂直棒７１を連結するように分離バー７３が取り付けられる。前記分離バー７３は上部ヒーター３１４の底面を横切って通過し、前記上部ヒーター３１４の底面には分離バー７３が沒入する溝７４が形成される。

これによって、上部ヒーター３１４が下降して金型体１００の上面に接触する時は、分離バー７３が溝７４に挿入され、上部ヒーター３１４がさらに上昇する時は、リターンスプリング７２の弾性力によって分離バー７３が下降しながら金型体１００を上部ヒーター３１４から分離させるものである。

そして、第１予熱部３１によって１次に予熱された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって、第２予熱位置に移動し、前記第１予熱部３１は約３００℃〜４００℃の温度に金型体１００を予熱する。

図５は本発明に適用された加圧成形手段２０の予熱部材３０の第２予熱部３２を示す。

前記第２予熱部３２は第１予熱部３１とほぼ同じな構造を有するもので、成形チャンバ８の底部に形成されたベースプレート９の上側に下部ヒーター３２１が積層され、前記下部ヒーター３２１の上側には伝熱プレート３２２が積層され、成形チャンバ８の上側にガイド部材３２３が設置され、前記ガイド部材３２３の上部に、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バー３２７を上下に駆動させる上下駆動部３２６が設置され、上下駆動部３２６には、ガイド部材３２３に沿って上下方向に直線運動する作動バー３２７が取り付けられる。

前記作動バー３２７の下端部には、下降して伝熱プレート３２２上に位置する金型体１００を加熱するための上部ヒーター３２４が設置され、前記上部ヒーター３２４と作動バー３２７との間には、上部ヒーター３２４の熱が上部に伝達されないように遮断する冷却板３２５が取り付けられた構造である。

前記下部ヒーター３２１と上部ヒーター３２４には、発熱用コイルが巻線されたヒーター棒が複数内蔵され、前記冷却板３２５には、冷却水が通過するように冷却水ラインが取り付けられる。

そして、前記上部ヒーター３１４が下降して金型体１００の上部面に接触してからさらに上昇する時、金型体１００が上部ヒーター３１４とともに上昇しないように分離させる金型体分離手段７０が冷却板３１５と上部ヒーター３１４上に設置され、第２予熱部３２によって２次に予熱された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって第３予熱位置に移動する。

前記第２予熱部３２は約５００℃〜６００℃の温度に金型体１００を予熱する。

図６は本発明の加圧成形手段２０の予熱部材３０の第３予熱部３３を示すもので、これも第１予熱部３１と類似の構造を有する。

成形チャンバ８の底部に取り付けられたベースプレート９の上側に下部ヒーター３３１が積層され、前記下部ヒーター３３１の上側には伝熱プレート３３２が積層され、成形チャンバ８の上側にはクロスローラーガイドからなるガイド部材３３３が設置され、前記ガイド部材３３３の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バー３３７を上下に駆動させる上下駆動部３３６が設置され、上下駆動部３３６には、ガイド部材３３３に沿って上下方向に直線運動する作動バー３３７が取り付けられる。

前記ガイド部材３３３をクロスローラーガイドに構成することは、作動バー３３７の垂直直線運動がより正確に行われるようにするためである。

前記作動バー３３７の下端部には、下降して伝熱プレート３３２上に位置する金型体１００を加熱するための上部ヒーター３３４が設置され、前記上部ヒーター３３４と作動バー３３７との間には、上部ヒーター３３４の熱が上部に伝達されないように遮断する冷却板３３５が取り付けられた構造である。

前記下部ヒーター３３１と上部ヒーター３３４には発熱用コイルが巻線されたヒーター棒が複数内蔵され、前記冷却板３３５には冷却水が通過するように冷却水ラインが形成される。

そして、前記上部ヒーター３３４が下降して金型体１００の上部面に接触してからさらに上昇する時、金型体１００が上部ヒーター３３４とともに上昇しないように分離させる金型体分離手段７０が冷却板３３５と上部ヒーター３３４上に設置され、第３予熱部３３によって３次に予熱された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって加圧位置に移動する。

前記第３予熱部３３は約５５０℃〜６００℃の温度に金型体１００を予熱する。

図７は本発明に適用された加圧成形手段２０の加圧部材４０を示す。

加圧部材４０は第１〜第３予熱部３１〜３３を通過しながら目的温度に予熱された金型体１００を設定押圧力で加圧して初材を非球面の高画素多焦点レンズに成形するものである。

このために、成形チャンバ８の底部に形成されたベースプレート９の上側に下部ヒーター４１が積層され、前記下部ヒーター４１の上側には伝熱プレート４２が積層され、成形チャンバ８の上側にクロスローラーベアリングからなるガイド部材４３が設置され、前記ガイド部材４３の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バー４７を上下に駆動させる上下駆動部４６が設置され、上下駆動部４６にはガイド部材４３に沿って上下方向に直線運動する作動バー４７が取り付けられる。

前記作動バー４７の下端部には、下降して伝熱プレート４２上に位置する金型体１００を加熱しながら加圧するための上部ヒーター４４が設置され、前記上部ヒーター４４と作動バー４７との間には、上部ヒーター４４の熱が上部に伝達されないように遮断する冷却板４５が取り付けられた構造である。

前記下部ヒーター４１と上部ヒーター４４には発熱用コイルが巻線されたヒーター棒が複数内蔵され、前記冷却板４５には冷却水が通過するように冷却水ラインが形成される。

そして、前記上部ヒーター４４が下降して金型体１００の上部面に接触しながら加圧してからさらに上昇する時、金型体１００が上部ヒーター４４とともに上昇しないように分離させる金型体分離手段７０が冷却板４５と上部ヒーター４４上に設置され、加圧部材４０によって２次に予熱された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって第１冷却位置に移動する。

また、前記加圧部材４０には、上部ヒーター４４の上下移動距離を測定して制御手段９０のコントローラー９６に供給するための測定スケール９１が形成され、作動バー４７の上部に、上下駆動部４６の押圧力を感知するロードセル４８が設置されることにより、この測定スケール９１で測定される距離情報とロードセル４８で感知される押圧力情報を利用して、レンズが最適の状態に成形可能な圧力状態で加圧部材４０が金型体１００を加圧するように制御することになる。

すなわち、前記ロードセル４８を利用して最適の状態にレンズが成形される圧力値を予め制御手段９０のコントローラー９６に保存しておき、加圧成形動作の時、前記ロードセル４８で感知される圧力がコントローラー９６に保存された基準圧力と同じになるまで、金型体１００を加圧してレンズを成形するものである。

前記加圧部材４０は約５５０℃〜６００℃の温度に金型体１００を加熱しながら加圧成形する。

図８は本発明に適用された加圧成形手段２０の冷却部材５０の第１および第２冷却部５１５２を示す。

第１および第２冷却部５１、５２は、成形チャンバ８の底部に取り付けられたベースプレート９の上側に下部クーラー５１１が積層され、前記下部クーラー５１１の上側には、超硬合金からなり、下部クーラー５１１の冷気を金型体１００に均一に供給して冷却させる伝熱プレート５１２が積層される。

これと対向するように、成形チャンバ８の上側には、垂直方向にクロスローラーガイドからなるガイド部材５１３が設置され、前記ガイド部材５１３の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バー５１６を上下に駆動させる上下駆動部５１４が設置され、上下駆動部５１４にはガイド部材５１３に沿って上下方向に直線運動する作動バー５１６が取り付けられる。

前記作動バー５１６の下端部は成形チャンバ８の内部に存在することになり、図面のように、作動バー５１６の端部には、下降して伝熱プレート５１２上に位置する金型体１００を冷却するための上部クーラー５１５が設置され、前記上部クーラー５１５と作動バー５１６との間には別途の水平板５１７が取り付けられる。

前記下部クーラー５１１と上部クーラー５１５には、冷却水が通過する冷却水ラインが形成され、前記上部クーラー５１５が下降して金型体１００の上部面に接触してからさらに上昇する時、金型体１００が上部クーラー５１５とともに上昇しないように分離させる金型体分離手段７０が水平板５１７と上部クーラー５１５上に設置される。

そして、第１および第２冷却部５１、５２によって１次および２次に冷却された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって第３冷却位置に移動する。

前記第１冷却部５１は約５００℃〜５４０℃の温度に金型体を冷却し、第２冷却部５２は約４７０℃〜４５０℃の温度に金型体を冷却する。

図９は本発明に適用された冷却部材５０の第３冷却部５３を示す。

第３冷却部５３は、成形チャンバ８の底部に取り付けられたベースプレート９の上側に下部クーラー５３１が積層され、この下部クーラー５３１の上側に金型体１００が位置することになる。

この際に、別途の下敷き部５３１ａの上側に前記下部クーラー５３１が積層され、前記下部クーラー５３１の上面に直接金型体１００が置かれるように構成され、前記下敷き部５３１ａの底面には、下部クーラー５３１の高さを調節するための高さ調節板５３１ｂが分離可能に形成される。

すなわち、長期間使用の時、伝熱プレート４２、３１２、３２２、３３２、５１２が０．３〜０．５ｍｍ摩耗する現象が発生する。このように、伝熱プレート４２、３１２、３２２、３３２、５１２が摩耗して、第３冷却部５３の下部クーラー５３１で段差部が発生した時、前記下敷き部５３１ａから高さ調節板５３１ｂを分離し、段差の分だけ研削加工した後、さらに下敷き部５３１ａの底面に差し込むと、全体の高さが同じになるので、金型体１００のスライディング移動が円滑になるものである。

前述したように、下敷き部５３１ａの下側に高さ調節板５３１ｂを分離可能に備えることによって、第３冷却部５３と他の冷却部との間に段差部が生じても、第３冷却部５３の下部クーラーモジュール全体を入れ替えないで、高く調節板５３１ｂを研削してさらに使用することができるものである。

一方、前記成形チャンバ８の上側には、垂直方向にＬＭガイドからなるガイド部材５３３が設置され、前記ガイド部材５３３の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バー５３５を上下に駆動させる上下駆動部５３４が設置され、上下駆動部５３４には、ガイド部材５３３に沿って上下方向に直線運動する作動バー５３５が取り付けられる。

前記作動バー５３５の下端部は成形チャンバ８の内部に存在する。図面のように、作動バー５３５の端部には、下降して下部クーラー５３１上に位置する金型体１００を冷却するための上部クーラー５３６が設置される。

前記下部クーラー５１１と上部クーラー５１５には、冷却水が通過する冷却水ラインが形成される。

そして、第３冷却部５３によって３次に冷却された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって排出プレート８１に移動し、第４冷却部５４によって４次に冷却されてから排出される。

前記第３冷却部５３は金型体１００を１００℃以下となるように冷却する。

図１０ａ〜１０ｄは本発明に適用された位置移送手段６０を示す。

前記位置移送手段６０は、成形チャンバ８の内部に投入された金型体１００を次の工程位置に移送させる機能をする。

金型体１００は、図面のように、各工程別に連続して供給され、このようにそれぞれの工程位置に存在する多数の金型体１００を一度に次の工程位置に移送させるために、水平アーム６１から前面に向かうように、工程数に対応する複数の移送アーム６２が取り付けられ、前記移送アーム６２の一側面には、金型体１００の側面部と線接触する角部が形成されるように凹溝６６が形成される。

この際に、前記凹溝６６が形成されるように、移送アーム６２の端部一側に密着部６２２が形成され、前記密着部６２２は、図１０ｃに示すように、その断面が、二等辺三角形の如く、一側に行くほど漸次細く形成されることにより、金型体１００を次の工程位置に移送させるために、図１０ｄのように、移送アーム６２が金型体１００の側面部に接触しても密着部６２２と金型体１００が線接触して、金型体１００の側面部に形成された放熱孔１００ａを閉塞しなくなる。

すなわち、前記移送アーム６２が金型体１００の側面部に密着した時、前記移送アーム６２と金型体１００が面接触すれば、密着の時、金型体１００の放熱孔１００ａが閉塞されて、金型体１００の内部の熱が外部へ放出できないため、レンズの成形性が悪くなり、これによりレンズの品質が低下することになるが、本発明のように、移送アーム６２と金型体１００が線接触すれば、放熱孔１００ａが閉塞されなくて、レンズの成形性を向上させることにより、高品質のレンズを生産することができることになる。

そして、成形チャンバ８の背面外側には、前記水平アーム６１と連結された状態の作動体６３が形成され、前記作動体６３には、水平アーム６１を前後進させるための前後シリンダー６４が連結され、図１０ａには図示しなかったが、図３に示すように、前記作動体６３を左右方向に駆動させる左右シリンダー６５が成形チャンバ８の背面一側に設置される。

また、図１０ｂに示すように、移送アーム６２の初期位置を精密に設定する零点調整部６９が作動体６３に設置される。前記零点調整部６９は、その一側が成形チャンバ８の背面に連結され、他側が作動体６３に連結され、零点調整部６９の端部には、使用者が回転操作することができる調節ナット６９ａが設けられている。

すなわち、使用者が前記調節ナット６９ａを回転させるにしたがい、零点調整部６９が左右方向に動きながら作動体６３全体を左側または右側に微細に移動させることにより移送アーム６２の初期位置を精密に調整することができることになる。

移送アーム６２の初期位置は金型体１００の大きさによって微細に調整される。

そして、前記成形チャンバ８の背面上端部にはルーラー６７が形成され、前記作動体６３の一側上端には、前記ルーラー６７の目盛りを指示する目盛り指示部６８が上向きに突設されている。

これによって、使用者は前記目盛り指示部６８が指示するルーラー６７の目盛りを見ながら調節ナット６９ａを回転させることで、移送アーム６２の初期位置を精密に設定することができることになる。

このように構成された位置移送手段６０は、制御手段９０のコントローラー９６から所定の制御信号が印加される時、すなわち、成形チャンバ８内に備えられた加圧成形手段２０によって予熱、加圧および冷却の動作が完了した時点で、前後シリンダー６４によって移送アーム６２が前進して（(1)方向）、図面のように、それぞれの工程位置に存在する金型体１００の一側に位置することになり、以後、左右シリンダー６５によって、図面上の左側（(2)方向）に動きながらそれぞれの金型体１００を次の工程位置に移送させる。このような状態で、移送アーム６２がちょっと後に退いた後、(3)方向に後退し、さらに(4)方向に後退して原位置に復帰するものである。

前述したような位置移送手段６０の動作によって、成形チャンバ８内で行われる予熱、加圧および冷却の動作が連続してなされる。

一方、前記成形チャンバ８の前面部には、図１０ａのように、成形チャンバ８内で発生する熱が前面部に輻射することを遮断するための放射熱遮断板８ａが結合される。

前記放射熱遮断板８ａを取り付けることによって成形チャンバ８の内部の熱が前面に放射されなくなるので、作業者がより楽で安定した状態で作業を実行することができることになる。

図１１は本発明に適用された加圧成形手段２０の予熱部材３０、加圧部材４０および冷却部材５０が設置された状態を示すもので、第１〜第３予熱部３１〜３３、加圧部材４０、第１〜第３冷却部５１〜５３が成形チャンバ８の内部に一列に並んで設置され、それぞれの予熱位置、加圧位置および冷却位置ごとに金型体１００が位置する。

すなわち、本発明においては、初材が内蔵された状態の金型体１００が成形チャンバ８内部に連続的に供給され、このような状態で、第１〜第３予熱部３１〜３３、加圧部材４０および第１〜第３冷却部５１〜５３が同時に作動して金型体１００を予熱、加圧および冷却させるものであり、一つの作業工程が終われば、先に説明した位置移送手段６０が金型体１００を次の工程位置に移送させることにより、連続的な多焦点レンズ製造過程が完成されるものである。

図１２は本発明に適用されたローディング手段１０と排出手段８０の他の実施例を示すもので、ローディング手段１０の投入コンベヤー１１が成形チャンバ８の側面方向に並んで設置され、排出手段８０の排出コンベヤー８４が成形チャンバ８の前面に投入コンベヤー１１と並んでいるように設置されたものである。

そして、排出コンベヤー８４の進入路側には、排出プレート８１から移送された金型体１００を排出コンベヤー８４に押し出すための制２排出シリンダー８５が取り付けられている。

前述したように、投入コンベヤー１１と排出コンベヤー８４を成形チャンバ８の側面部に向かうように一方向に形成すれば、金型体１００の投入と排出が一方向になされるので、作業性を向上させることができ、故障発生の時、キャビネット１の前面ドア５を開放して容易に整備することができる効果を期待することができることになる。

図１３は成形チャンバ８周辺に設置された加圧成形手段２０を概略的に示すこととして、成形チャンバ８の底部に形成されたベースプレート９、予熱部材３０の冷却板３１５、３２５、３３５、加圧部材４０の冷却板４５、および冷却部材５０の上部クーラーに冷却水が循環されるように、冷却水ラインが形成されている。

そして、前記成形チャンバ８の内部には窒素Ｎ_２が充填されており、レンズ成形工程中に持続的に窒素が供給されるように構成される。

前記のように、成形チャンバ８の内部を窒素で充填させる理由は、高温の環境でレンズ製造工程を行うことにより、高温の環境で成形チャンバ８の内部に設置された金属部品の酸化を防止するためである。

図１４は本発明による多焦点レンズ製造工程の全体サイクルタイムを説明するための図で、金型体１００がローディング手段１０の投入コンベヤー１１によってローディングプレート１２に移動するのに約６秒が必要となり、ローディングプレート１２からローディングバー１４によって成形チャンバ８の内部の第１予熱位置に移動するのに約４秒が必要となり、成形チャンバ８の内部で予熱部材３０、加圧部材４０および冷却部材５０を全て通過するのに約８０〜１００秒がかかり、成形チャンバ８から排出プレート８１に移送するのに約４秒がかかり、排出コンベヤー８４によって外部へ排出されるのに約６秒がかかる。

前述したような工程は、一つの金型体１００が各区間を通過するのに必要な時間を示したものであるが、実際には、多くの金型体１００が連続して成形チャンバ８の部に投入されるので、非常に速い速度で多焦点レンズを製造することができることになる。

一方、図１５は本発明に適用された加圧成形手段２０の自動精密制御に必要な制御手段９０の実施例を示すもので、作動バーの下側にヒーターまたはクーラーが設置され、前記作動バーの上側には、作動バーを上下に駆動させる上下駆動部が設置される。前記実施例では、上下駆動部としてモーター９５が適用され、前記モーター９５はモーター駆動部９７から供給される制御電圧によって精密に正逆回転する。

そして、感知手段として、作動バーの上下直進を案内するガイド部材上に、作動バーの上下移動を感知する位置センサー９４が設置され、作動バーの中間には、押圧力を感知する圧力センサー９３が設置され、ヒーターまたはクーラーには、温度を感知する温度センサー９２が設置される。

また、前記位置センサー９４、圧力センサー９３および温度センサー９２で感知された位置、圧力および温度の情報を収集してモーター９５の正逆回転角度を精密に御するとともに、ヒーターの発熱温度および冷却水供給温度などを制御するコントローラー９６が備えられる。

前記コントローラー９６は、キャビネット１に設置されたキーパネル３を通じて入力される使用者の設定温度を維持するようにヒーターを制御し、さらに使用者によって設定された押圧力で金型体１００を加圧するように上下駆動部を駆動させることで、適正な状態に初材を加圧する。

また、一つの作業工程が完了すれば、金型体１００が次の工程に移動するように位置移送手段６０を制御するなど、多焦点レンズ製造装置の全般的な動作が連続的に行われるように、各構成要素を制御することになる。

このような動作を行う全体的な制御手段９０はキャビネット１の内部に内蔵される。

一方、図１７および図１８は本発明に適用された予熱部材３０の第１〜第３予熱部３１〜３３の他の実施例を示すものである。

以下、第１〜第３予熱部３１〜３３を全体的に説明する。

成形チャンバ８の底部に形成されたベースプレート９の上側に下部ヒーター７１１が積層され、前記下部ヒーター７１１の上側には、超硬合金からなり、下部ヒーター７１１の熱を金型体１００に均一に供給する伝熱プレート７１２が積層される。

これと対向するように、成形チャンバ８の上側には垂直方向にＬＭガイドからなるガイド部材７１３が設置され、前記ガイド部材７１３の上部には、油圧シリンダーからなり、作動バー７１７を上下に駆動させる上下シリンダー７１６が設置され、上下シリンダー７１６には、ガイド部材７１３に沿って上下方向に直線運動する作動バー７１７が取り付けられる。

前記作動バー７１７の下端部は成形チャンバ８の内部に存在し、図面のように、作動バー７１７の端部には、下降して伝熱プレート７１２上に位置する金型体１００を加熱するための上部ヒーター７１４が設置され、前記上部ヒーター７１４と作動バー７１７との間には、上部ヒーター７１４の熱が上部に伝達されないように遮断する冷却板７１５が形成される。

前記下部ヒーター７１１と上部ヒーター７１４には発熱用コイルが巻線されたヒーター棒が複数内蔵され、前記冷却板７１５には冷却水が通過するように冷却水ラインが形成される。

そして、前記予熱部３１〜３３によって予熱された金型体１００は、水平アーム６１に装着された移送アーム６２によって次の固定位置に移動し、前記予熱部３１〜３３によって約３００℃〜６００℃の温度に金型体１００を予熱する。

一方、本発明の他の実施例では、上下シリンダー７１６の上部に第１永久磁石７３２が取り付けられ、前記上下シリンダー７１６の上部に突出した作動棒７３３の上端に第２永久磁石７３４が取り付けられ、前記第１永久磁石７３２と第２永久磁石７３４の向かい合う磁極を同一磁極にすることにより、作動棒７３３が下降した時、第１および第２永久磁石７３２、７３４の間に斥力が作動するようにする。

この際に、前記永久磁石７３２、７３４の斥力は、予熱動作の時、作動棒７３３がその下側の作動バー７１７および上部ヒーター７１４の全荷重と同一であるかあるいはそれよりやや小さいことが望ましい。

その理由は、作動棒７３３が自体荷重によって下降して、第１永久磁石７３２と第２永久磁石７３４が近接した時、斥力によってそれぞれの磁石７３２、７３４がまったく密着しないようにする。このように、第１および第２永久磁石７３２、７３４がまったく密着しなかったとき、上部ヒーター７１４が金型体１００の上部面に接触しないで一定間隙を維持して近接した状態で金型体１００を予熱するためである。

すなわち、前述した本発明においては、予熱動作の時、上部ヒーターが過度に下降して金型体１００の上部金型を押すことによって初材の形状の変形する欠点が発生することができたが、他の実施例では、永久磁石７３２、７３４の斥力によって上部ヒーター７１４の下降位置がいつも一定に維持されるので、予熱動作の時、初材が変形する問題点が発生しなくなる。

また、前述した本発明では、上部ヒーターが金型体１００に接触した状態で予熱することによって、予熱を終了した後、上部ヒーターが上昇する時、金型体１００が付いて上がらないようにする金型体分離手段が適用されたが、本発明の他の実施例では、上部ヒーター７１４が金型体１００に接触しないので、金型体分離手段を除去することができるものである。

一方、図１８は前記ガイド部材７１３と作動バー７１７との間に介在されるクロスローラーベアリング７１８をより詳細に示すもので、クロスローラーベアリング７１８の固定部７１８ａ上に一定間隔を有するように上部ストッパー７１９ａと下部ストッパー７１９ｂが設置され、前記固定部７１８ａに当接してスライド駆動する作動部７１８ｂの外側に、前記上下部ストッパー７１９ａ、７１９ｂにかかる係止ボルト７２０が突設される。

前述したような構造をクロスローラーベアリング７１８に適用すれば、作動部７１８ｂの上下移動距離が制限されるとともに、製造過程で、作業者がクロスローラーベアリング７１８の装着されたガイド部材７１３を傾けても、ガイド部材７１３からクロスローラーベアリング７１８および作動バー７１７がまったく離脱しないので、より安定的に製品組立作業を実行することができることになる。

本発明は、金型体のローディングから排出まで自動化して多焦点レンズの生産性を格段に向上させ、制御装置部と機械類を分離して設置する必要をなくした高画素多焦点レンズ製造装置に適用可能である。

本発明の外形をなすキャビネットを示す斜視図である。 本発明の多焦点レンズ製造装置を示す正面図である。 本発明の多焦点レンズ製造装置を示す平面図である。 本発明に適用された第１予熱部を示す側面図である。 本発明に適用された第２予熱部を示す側面図である。 本発明に適用された第３予熱部を示す側面図である。 本発明に適用された加圧部材を示す側面図である。 本発明に適用された第１および第２冷却部を示す側面図である。 本発明に適用された第３冷却部を示す側面図である。 本発明に適用された位置移送手段を示す平面図である。 本発明に適用された位置移送手段を示す背面図である。 本発明の位置移送手段に適用された移送アームを示す斜視図である。 本発明に適用された移送アームの作動状態を示す図である。 本発明に適用された加圧成形手段を示す正面図である。 本発明に適用された排出手段の他の実施例を示す平面図である。 本発明に適用された加圧成形手段に形成された冷却水ラインを示す図である。 本発明による多焦点レンズ製造工程を全体的に示す図である。 本発明に適用された加圧成形手段とその制御手段を示す図である。 高画素多焦点レンズの成形過程を示す図である。 本発明の多焦点レンズ製造装置に適用された予熱部材の他の実施例を示す側面図である。 本発明に適用された予熱部材のクロスローラーベアリングを詳細に示す図である。

符号の説明

１ キャビネット
２ モニター
３ キーパネル
４ 状態表示部
８ 成形チャンバ
９ ベースプレート
１０ ローディング手段
２０ 加圧成形手段
３０ 予熱部材
３１〜３３ 予熱部
４０ 加圧部材
５０ 冷却部材
６０ 位置移送手段
７０ 金型体分離手段
８０ 排出手段
９０ 制御手段
１００ 金型体

Claims (17)

1. 上下部金型の間に初材が挟まれたままで内蔵された金型体をローディングプレートに供給する投入コンベヤーと、ローディングプレートに供給された金型体を成形位置に供給するローディングバーとを含んでなるローディング手段と；
   金型体を一定温度に予熱する第１〜第３予熱部、予熱された金型体を設定圧力に加圧する加圧部材、および加圧された金型体を多段階に徐々に冷却させる第１〜第３冷却部が成形チャンバの内部に一直線上に順次配設されてなり、供給された金型体を、窒素ガスで充填された成形チャンバ内で予熱、加圧および冷却の順に処理して初材を非球面の多焦点レンズに成形する加圧成形手段と；
   前記成形チャンバの内部に投入された金型体を次の工程位置に移送させる位置移送手段と；
   前記加圧成形手段によって製造された多焦点レンズを排出させる排出コンベヤーを含む排出手段と；を含んでなることを特徴とする、高画素多焦点レンズ製造装置。
2. 前記第１〜第３予熱部は、
   成形チャンバの底部に取り付けられたベースプレート上側に下部ヒーターが積層され、前記下部ヒーターの上側には、超硬合金からなり、下部ヒーターの熱を金型体に均一に供給する伝熱プレートが積層され、成形チャンバの上側には、垂直方向にガイド部材が設置され、前記ガイド部材の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バーを上下に駆動させる上下駆動部が設置され、前記上下駆動部には、ガイド部材に沿って上下方向に直線運動する作動バーが取り付けられ、
   前記作動バーの下端部には、下降して伝熱プレート上に位置する金型体を予熱および加圧するための上部ヒーターが形成されることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
3. 前記上部ヒーターと作動バーとの間には、上部ヒーターの熱が上部に伝達されないように遮断する冷却板が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
4. 上部ヒーターが下降して金型体の上部面に接触してからさらに上昇する時、金型体が上部ヒーターとともに上昇しないように分離させる金型体分離手段が冷却板と上部ヒーター上に設置され、
   前記金型体分離手段は、
   前記冷却板の両側に上下遊動可能に垂直棒が垂直方向に取り付けられ、前記垂直棒には垂直棒が下降する方向に弾性を加えるリターンスプリングが外挿され、前記二つの垂直棒を連結するように分離バーが形成され、前記分離バーは上部ヒーターの底面を横切って通過し、前記上部ヒーターの底面には、分離バーが沒入する溝が形成されることを特徴とする、請求項２に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
5. 前記加圧部材は、
   成形チャンバの底部に取り付けられたベースプレートの上側に下部ヒーターが積層され、前記下部ヒーターの上側には、超硬合金からなり、下部ヒーターの熱を金型体に均一に供給する伝熱プレートが積層され、成形チャンバの上側には垂直方向にガイド部材が設置され、前記ガイド部材の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バーを上下に駆動させる上下駆動部が設置され、前記上下駆動部には、ガイド部材に沿って上下方向に直線運動する作動バーが取り付けられ、
   前記作動バーの下端部には、下降して伝熱プレート上に位置する金型体を予熱および加圧するための上部ヒーターが設置され、
   上部ヒーターの上下移動距離を測定して制御手段のコントローラーに供給するための測定スケールが形成され、前記作動バーの上部には上下駆動部の押圧力を感知するロードセルが取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
6. 第１〜第３冷却部は、
   成形チャンバの底部に形成されたベースプレートの上側に下部クーラーが積層され、前記下部クーラーの上側には、超硬合金からなり、下部クーラーの冷気を金型体に均一に供給して冷却させる伝熱プレートが積層され、成形チャンバの上側には垂直方向にガイド部材が設置され、前記ガイド部材の上部には、油圧シリンダーまたはモーターからなり、作動バーを上下に駆動させる上下駆動部が設置され、上下駆動部には、ガイド部材に沿って上下方向に直線運動する作動バーが取り付けられ、
   前記作動バーの下端部には、下降して伝熱プレート上に位置する金型体を冷却するための上部クーラーが設置され、前記上部クーラーと作動バーとの間には別途の水平板が取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
7. 前記上部クーラーが下降して金型体の上部面に接触してからさらに上昇する時、金型体が上部クーラーとともに上昇しないように分離させる金型体分離手段が水平板と上部クーラー上に設置され、
   前記金型体分離手段は、
   前記水平板の両側に、上下遊動可能に垂直棒が垂直方向に設置され、前記垂直棒には、垂直棒が下降する方向に弾性を加えるリターンスプリングが外挿され、前記二つの垂直棒を連結するように分離バーが形成され、前記分離バーは、上部クーラーの底面を横切って通過し、前記上部クーラーの底面には分離バーが沒入する溝が形成されることを特徴とする、請求項６に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
8. 前記第１〜第３予熱部は、
   成形チャンバの上側に、ＬＭガイドからなるガイド部材が設置され、前記ガイド部材の上部には、油圧シリンダーからなり、作動バーを上下に駆動させる上下シリンダーが設置され、上下シリンダーには、ガイド部材に沿って上下方向に直線運動する作動バーが取り付けられ、
   前記作動バーの下端部は、伝熱プレート上に位置する金型体を加熱するための上部ヒーターが設置され、前記上下シリンダーの上部には第１永久磁石が取り付けられ、前記上下シリンダーの上部に突出した作動棒の上端には、前記第１永久磁石と同一磁極が対向するように第２永久磁石が取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
9. 前記永久磁石の斥力は、予熱動作の時、作動棒がその下側の作動バーおよび上部ヒーターの全荷重と同一であるかあるいはそれよりやや小さく設定されることを特徴とする、請求項８に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
10. 前記ガイド部材と作動バーとの間にクロスローラーベアリングが介在され、
    前記クロスローラーベアリングの固定部上に一定間隔で部ストッパーと下部ストッパーが形成され、前記固定部に当接してスライド駆動する作動部の外側には、前記上下部ストッパーにかかる係止ボルトが突設される特徴とする、請求項２または８に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
11. 前記位置移送手段は、
    金型体を一度に次の工程位置に移送させるために、水平アームから前面に向かうように工程数に対応する複数の移送アームが取り付けられ、前記移送アームの一側面端部に密着部が形成され、金型体の側面部と線接触する凹溝が形成され、
    前記密着部は、その断面において、二等辺三角形の如く、一側に行くほど漸次細くなるように形成され、
    成形チャンバの背面外側には、前記水平アームと連結された状態の作動体が設置され、前記作動体には、水平アームを前後進させるための前後シリンダーが連結され、前記作動体を左右方向に駆動させる左右シリンダーが成形チャンバの背面一側に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
12. 前記移送アームの初期位置を精密に設定する零点調整部が作動体に設置され、
    前記零点調整部は、その一側が成形チャンバの背面に連結され、他側が作動体に連結され、零点調整部の端部には、使用者が回転操作できるようにする調節ナットが設けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
13. 前記成形チャンバの前面部には、成形チャンバ内で発生する熱が前面部に輻射することを遮断するための放射熱遮断板が結合されることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
14. 前記第３冷却部は、別途の下敷き部の上側に下部クーラーが積層され、前記下部クーラーの上面に直接金型体が置かれるように構成され、前記下敷き部の底面には、下部クーラーの高さを調節するための高さ調節板が分離可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１６に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
15. 前記ローディング手段、加圧成形手段、位置移送手段および排出手段は一定形状のキャビネットに内蔵されたままで設置され、前記キャビネットの前面には多数の前面ドアが取り付けられ、側面部にも側面ドアが開閉可能に取り付けられ、製造装置の全般的な動作状態を画面上に表示するモニターがキャビネットの前面の左側上端に設置され、各種制御命令の入力のためのキーパネルがモニターの下側に引き出し式で設置されることを特徴とする、請求項１に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
16. 感知手段として、作動バーの上下直進性を案内するガイド部材上に作動バーの上下移動を感知する位置センサーが設置され、作動バーの中間には押圧力を感知する圧力センサーが設置され、ヒーターまたはクーラーには温度を感知する温度センサーが設置され、
    前記位置センサー、圧力センサーおよび温度センサーで感知された位置、圧力および温度の情報を収集して上下駆動部を駆動制御するとともに、ヒーターの発熱温度および冷却水供給温度などを制御するコントローラーをさらに含むことを特徴とする、請求項２ないし８のいずれか一項または請求項８に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。
17. 前記ベースプレート、冷却板、下部クーラーおよび上部クーラーには、冷却水が流動することができる冷却水ラインが形成されることを特徴とする、請求項２ないし８のいずれか一項に記載の高画素多焦点レンズ製造装置。

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