JP2015193498A - ガラス成形体のプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下のステージの所定の距離以上の相対移動を規制する胴型を備えた成形型を用いた場合であっても、冷却プレス処理を適温で実施する、ガラス成形体のプレス装置を提供する。【解決手段】上型６２及び下型６４が所定の距離よりも近接しないように、下方のステージ１０及び上方のステージ５０の相対移動を規制する第２の胴型６２を有する成形型６０にプレスを行うガラス成形体のプレス成形装置１において、成形型６０にプレス処理を行うメインプレス部８０と、メインプレス部８０でプレス処理された成形型６０を冷却しながらプレス処理する冷却プレス部８２、８４と、を有し、上型６２はヤング率が第２の胴型６７よりも大きく、かつ、熱膨張率が第２の胴型６７よりも小さい材料により形成され、冷却プレス部８０、８２は、プレス時において、上型６２及び下型６４のみに加圧力を加えるように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス成形体のプレス成形装置に関し、特に、成形型をプレスするプレス部が複数設けられたガラス成形体のプレス成形装置に関する。

ガラス材料にプレス成形をする装置として、例えば、特許文献１（特開２００３−２５１００号公報）に記載されているように、直線状の搬送経路の上流から下流へ向かって並ぶ加熱部、プレス部、及び冷却部が設けられ、成形型を下流に向かって移動させながら、各処理部において加熱、プレス、冷却の各処理を行うことによってガラスを成形する装置が広く用いられている。

特開２００３−２５１００号公報

ところで、近年、レンズ等の光学素子の形状精度を高めるため、一のプレス部（メインプレス部）において、十分に加熱した状態で成形型をプレスするメインプレス処理を行い、他のプレス部（冷却プレス部）において、成形型を冷却しながらプレス成形する冷却プレス処理を行うことがある。
このような場合、冷却プレス部における冷却プレス処理時において、成形型に十分な加圧力を加えることができないことがあった。すると、冷却プレス処理時に冷却プレスに適した温度範囲で冷却プレス処理を行うことができず、結果として光学素子の形状精度が悪化する場合があった。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、冷却プレス処理を適温で確実に実施できるようにしたガラス成形体のプレス装置を提供することである。

本発明のガラス成形体のプレス成形装置は、複数のプレス部を備え、複数のプレス部のそれぞれは、互いに対向し、互いに近接または離間する方向に相対移動可能な第１のステージ及び第２のステージを有し、成形面が互いに対向するように配置された第１型及び第２型と、第１型及び第２型の周囲に設けられ、第１型及び第２型が所定の距離よりも近接しないように、第１のステージ及び第２のステージの相対移動を規制する胴型とを有し、ガラス材料が収容された成形型が複数のプレス部に順次移送され、プレス成形が行われるガラス成形体のプレス成形装置であって、複数のプレス部は、成形型にメインプレス処理を行うメインプレス部と、メインプレス部でプレス処理された成形型を冷却しながら冷却プレス処理する冷却プレス部と、を有し、第１型及び第２型はヤング率が胴型よりも大きく、かつ、熱膨張率が胴型よりも小さい材料により形成され、冷却プレス部は、冷却プレス処理時において、第１型及び第２型のみに加圧力を加えるように構成されている。

なお、上記の「第１のステージ及び第２のステージの相対移動」との記載は、第１ステージ及び第２ステージの両者が移動する場合、第１ステージのみが移動する場合、第２ステージのみが移動する場合を含むものである。

このように構成された本発明によれば、冷却プレス処理時において、第１及び第２のステージが第１型及び第２型のみに加圧力を加えることができるため、メインプレス部におけるメインプレス処理後に、ヤング率及び体積膨張率の影響により胴型の上面が、第１型または第２型の上面よりも高い位置に位置していても、第１型及び第２型によりガラス材料を加圧することができ、形状精度の高い光学素子が得られる。

本発明によれば、冷却プレス部を備えたガラス成形体のプレス成形装置において、冷却プレス処理を適温で確実に実施できる、ガラス成形体のプレス成形装置を提供できる。

第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の構成を示す垂直断面図である。 第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の第１の加熱部における上方のステージ及び下方のステージの構成を拡大して示す鉛直断面図である。 第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の第１の冷却プレス部における上方のステージ及び下方のステージの構成を拡大して示す鉛直断面図である。 第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置で用いられる成形型の構成を示す鉛直断面図である。 メインプレス部においてメインプレス処理を行っている状態を示す鉛直断面図である。 メインプレス部におけるメインプレス処理が完了し、上方のステージを上昇させた状態を示す鉛直断面図である。 第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の第１の冷却プレス部における冷却プレス処理の様子示す鉛直断面図である。 比較例のガラス成形体のプレス成形装置の冷却プレス部において冷却プレス処理を行っている状態を示す鉛直断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
図１は、第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の構成を示す鉛直断面図である。図１に示すように、第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置１は、略直方体状に形成され、入口２０Ａ及び出口２０Ｂを有するチャンバー２と、チャンバー２の底部に設けられた複数の下方のステージ４、６、８、１０、１２、１４、１６と、各下方のステージ４、６、８、１０、１２、１４、１６の上方に設けられたピストン２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６と、これらピストン２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６のロッド２４Ａ、２６Ａ、２８Ａ、３０Ａ、３２Ａ、３４Ａ、３６Ａの先端に設けられた上方のステージ４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６と、を備える。

本実施形態のガラス成形体のプレス成形装置１では、ガラス材料が収容された成形型６０が入口２０Ａからチャンバー２内に搬入され、不図示のアームにより図１における右側から左側に向かって順次搬送されながら各処理が行われ、出口２０Ｂから外部へと搬出される。

本実施形態のガラス成形体のプレス成形装置１では、搬送方向に１〜３番目の下方のステージ４、６、８上において成形型を加熱する第１〜第３の加熱処理が行われ、４番目の下方のステージ１０上において、成形型にプレス処理を行うメインプレス処理が行われ、５、６番目の下方のステージ１２、１４上において、成形型を冷却しながらプレスする冷却プレス処理が行われ、７番目の下方のステージ１６上において、成形型を冷却する冷却処理が行われる。

すなわち、搬送方向に１〜３番目の下方のステージ４、６、８、ピストン２４、２６、２８、及び上方のステージ４４、４６、４８が第１〜第３の加熱部７４、７６、７８を構成する。また、搬送方向に４番目の下方のステージ１０、ピストン３０及び上方のステージ５０がメインプレス部８０を構成する。また、搬送方向に５、６番目の下方のステージ１２、１４、ピストン３２、３４、及び上方のステージ５２、５４が第１及び第２の冷却プレス部８２、８４を構成する。また、搬送方向に７番目の下方のステージ１６、ピストン３６、及び上方のステージ５６が冷却部８６を構成する。

チャンバー２に形成された入口２０Ａ及び出口２０Ｂには、それぞれ上下方向に開閉可能なシャッター２Ａ、２Ｂが設けられている。チャンバー２の外周面の入口２０Ａ及び出口２０Ｂの下方には、新たなガラス材料が収容された成形型６０が載置される入口ステージ３と、成形が完了したガラス成形体が収容された成形型６０が搬出される出口ステージ１７とが、それぞれ設けられている。また、チャンバー２の上方両側部には、流入口２Ｃ、２Ｄが設けられており、外部から流入口２Ｃ、２Ｄを通して不活性ガスが供給される。これにより、チャンバー２の内部空間は不活性ガス雰囲気とされている。不活性ガスとしては、窒素やアルゴンなどが使用され、酸素濃度が５ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、このように内部空間を不活性ガス雰囲気とすることで、成形型６０の酸化やガラス材料の表面変質を防止できる。

図２は、第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の第１の加熱部７４における上方のステージ４４及び下方のステージ４の構成を拡大して示す鉛直断面図である。なお、第２及び第３の加熱部７６、７８、メインプレス部８０、冷却部８６の構成は、第１の加熱部７４と同様であるため、ここでは第１の加熱部７４についてのみ詳細な説明を行う。

図２に示すように、第１加熱部７４の上方のステージ（第２のステージ）４４は、ピストン２４のロッド２４Ａに取り付けられたベースプレート４４Ｃと、ベースプレート４４Ｃの下方に設けられたヒータブロック４４Ａと、ヒータブロック４４Ａの下方に設けられたカバープレート４４Ｂとが積層されて構成されている。ヒータブロック４４Ａ及びカバープレート４４Ｂは、例えば、ねじ等によりベースプレート４４Ｃに固定されている。また、下方のステージ４は、下方からベースプレート４Ｃ、ヒータブロック４Ａ、及びカバープレート４Ｂが積層されて構成されている。第１加熱部７４では、下方のステージ（第１のステージ）４は固定されており、ピストン２４のロッド２４Ａを伸長させることにより、上方のステージ４４が下方のステージ４に向かって移動し、上方のステージ４４及び下方のステージ４により成形型６０を挟み込んだ状態で、ヒータブロック４４Ａ、４Ａにより成形型６０を加熱する。

また、メインプレス部８０では、上方のステージ５０及び下方のステージ１０により成形型６０を挟み込んだ状態で、さらに、ピストン３０により上方のステージ５０を下方に向けて押圧することにより、成形型６０にプレスを行う。

図３は、第１実施形態の第１の冷却プレス部８２における上方のステージ５２及び下方のステージ１２の構成を拡大して示す鉛直断面図である。図３に示すように、第１の冷却プレス部８２における上方のステージ（第２のステージ）５２は、第１加熱部７４と同様に、ピストン３２のロッド３２Ａに取り付けられたベースプレート５２Ｃと、ヒータブロック５２Ａと、カバープレート５２Ｂとが積層されて構成されている。ヒータブロック５２Ａ及びカバープレート５２Ｂは、例えば、ねじ等によりベースプレート５２Ｃに固定されている。また、下方のステージ（第１のステージ）１２は、下方からベースプレート１２Ｃ、ヒータブロック１２Ａ、及びカバープレート１２Ｂが積層されて構成されている。

また、第１の冷却プレス部８２では、カバープレート５２Ｂに開口５２Ｂ１が形成されている。この開口５２Ｂ１は、円柱状の上方空間５２Ｂ２と、上方空間５２Ｂ２よりも径が小さく、かつ、上方空間５２Ｂ２と同軸な円柱状の下方空間５２Ｂ３とにより構成される。そして、この開口５２Ｂ１に押圧部材７０が固定されている。押圧部材７０は、開口５２Ｂ１の上方空間５２Ｂ２と同径の円柱状のベース部７０Ｂと、ベース部７０Ｂと同軸な円柱状の押圧部７０Ａとを有する。押圧部材７０は、ベース部７０Ｂが、カバープレート５２Ｂの上方空間５２Ｂ２に収容されることにより保持されている。押圧部材７０の押圧部７０Ａは、カバープレート５２Ｂの下方空間５２Ｂ３を通り、カバープレート５２Ｂの下面よりも下方位置まで突出している。すなわち、冷却プレス部８２において、押圧部材５２は、上方のステージ（第２のステージ）５２の下方のステージ（第１のステージ）１２に対向する面である下面から、下方のステージ（第１のステージ）１２の方向に向かって下方に突出するように、上方のステージ５２に設けられている。

第１の冷却プレス部８２では、下方のステージ１２は固定されており、ピストン３２のロッド３２Ａを伸長させることにより、上方のステージ５２が下方のステージ１２に向かって移動し、後述するように押圧部材７０により成形型６０を押圧する。
なお、第２の冷却プレス部８４の構成及び機能は、第１の冷却プレス部８２と同様であり、上方のステージ５４に押圧部材７０と同様の構成の押圧部材７２が組み込まれており、この押圧部材７２により成形型６０を押圧する（図１参照）。

図１に示すように、図２，３を参照して説明した第１加熱部７４及び第１の冷却プレス部８２以外の処理部６、８、１０、１４、１６の下方のステージ６、８、１０、１４、１６にも、それぞれヒータブロック６Ａ、８Ａ、１０Ａ、１４Ａ、１６Ａが組み込まれている。また、第１加熱部７４及び第１の冷却プレス部８２以外の処理部６、８、１０、１４、１６の上方のステージ４６、４８、５０、５４、５６内にも、それぞれヒータブロック４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ、５４Ａ、５６Ａが組み込まれている。そして、各処理部７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６の上方のステージ４、６、８、１０、１２、１４、１６のヒータブロック４Ａ、６Ａ、８Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１４Ａ、１６Ａ及び、下方のステージ４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６のヒータブロック４４Ａ、４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、５６Ａは、それぞれ、第１〜第３の加熱部７４、７６、７８で行われる加熱処理、メインプレス部８０で行われるメインプレス処理、第１及び第２の冷却プレス部８２、８４で行われる冷却プレス処理、及び、冷却部８６で行われる冷却処理に適した温度に設定されている。

図４は、第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置で用いられる成形型６０の構成を示す鉛直断面図である。同図に示すように、成形型６０は、製造すべきガラス成形体の形状に合わせて形成された成形面を有する上型６２、下型６４と、これら上型６２及び下型６４の径方向の相互位置を規制する第１の胴型６６と、第１の胴型６６を取り囲むように設けられた円筒状の第２の胴型６７とを有する。上型６２及び下型６４の成形面には離型膜が成膜されている。ガラス材料６８は、上型６２と下型６４の間に挟み込まれた状態で配置されている。

上型６２、下型６４及び第１の胴型６６を構成する材料は、ヤング率が第２の胴型６７よりも大きく、かつ、熱膨張率が第２の胴型６７よりも小さいような材料からなる。このような材料としては、一例として、上型６２、下型６４及び第１の胴型６６にＳｉＣを用い、第２の胴型６７にＳＵＳを用いることができる。

第２の胴型６７の高さは、メインプレス処理において、上方のステージを下降させて加圧し、ガラス材料６８が所望の肉厚となった状態で、上型の上面及び第２の胴型６７の上面が等しい高さとなる（すなわち、上方のステージが上型の上面及び第２の胴型６７の上面に当接する）ように設定されている。

以下、上記説明したガラス成形体のプレス成形装置１を用いたガラス成形体の製造方法を説明する。なお、本実施形態のガラス成形体のプレス成形装置１では、ガラス材料が収容された複数の成形型６０を連続して搬送し、各処理部において並行に処理を行うことにより、連続的にガラス成形体を製造するが、以下の説明では、一の成形型６０に注目してガラス成形体の製造方法を説明する。

まず、図１を参照しつつ、新たなガラス材料６８が内部に収容された成形型６０が入口ステージ３上に載置される。そして、所定のタクトタイムが経過すると、チャンバー２のシャッター２Ａ、２Ｂが開かれ、図示しない搬送手段（例えば、ロボットアームにより）により、入口ステージ３上に載置された成形型６０は、第１の加熱部７４を構成するステージ４上へ移動される。

成形型６０が、第１の加熱部７４のステージ４上に移動されると、ピストン２４がロッド２４Ａを伸張させる。これにより、上方のステージ４４が下降して成形型６０の上面に当接する。このように成形型６０は、上方のステージ４４及び下方のステージ４に挟まれた状態で、これらステージ４、４４に組み込まれたヒータブロック４Ａ、４４Ａにより予熱される。なお、この際、上型６２、下型６４、及び第２の胴型６７の温度は低く、第２の胴型６７の熱膨張係数は上型６２及び下型６４よりも大きいため、上型６２の上面は第２の胴型６７よりも高い位置に位置し、上型６２の上面に上方のステージ４４を当接させることができる。ロッド２４Ａは、伸張開始からタクトタイムよりも短い所定の時間が経過すると、収縮状態へと戻る。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、第１の加熱部７４のステージ４上に載置されている成形型６０は、第２の加熱部７６を構成する下方のステージ６上へ移動される。そして、成形型６０が、第２の加熱部７６の下方のステージ６上に移動されると、ピストン２６がロッド２６Ａを伸張させる。これにより、上方のステージ４６が下降して成形型６０の上面に当接する。このように成形型６０は、上方のステージ４６及びステージ６に挟まれた状態で、これらステージ６、４６に組み込まれたヒータブロック６Ａ、４６Ａにより、ガラス転移温度Ｔｇを超える温度まで加熱される。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、第２の加熱部７６の下方のステージ６上に載置された成形型６０は、第３の加熱部７８を構成する下方のステージ８上へ移動される。成形型６０が、第３の加熱部７８のステージ８上に移動されると、ピストン２８がロッド２８Ａを伸張させる。これにより、上方のステージ４８が下降して成形型６０の上面に当接する。このように成形型６０は、下方のステージ８及び上方のステージ４８に挟まれた状態で、これらステージ８、４８に組み込まれたヒータブロック８Ａ、４８Ａによりガラス屈伏点温度Ｔｓ程度まで加熱される。ロッド２８Ａは、伸張開始からタクトタイムよりも短い所定の時間が経過すると、収縮状態へと戻る。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、第３の加熱部７８の下方のステージ８上に載置された成形型６０は、メインプレス部８０を構成するステージ１０上へ移動される。成形型６０が、メインプレス部８０の下方のステージ１０上に移動されると、成形型６０に対してメインプレス処理が行われる。

図５は、メインプレス部８０においてメインプレス処理を行っている状態を示す鉛直断面図である。同図に示すように、メインプレス処理では、ピストン３０がロッド３０Ａを伸長させ上方のステージ５０を下降させて、成形型６０にプレス処理を行う。上方のステージ５０を下降させると、上方のステージ５０は、まず、上型６２に当接する。これにより、上型６２と下型６４とに挟まれたガラス素材６８がプレスされる。さらに、上方のステージ５０を下降させると、上方のステージ５０は上型６２の上面及び第２の胴型６７の上面と当接する。

第２の胴型６７は、このようにガラス素材６８を所望の肉厚までプレスした際に、第２の胴型６７の上面の高さと、上型６２の上面高さが等しくなるように、予め、ヤング率及び熱膨張係数を考慮して高さが調整されており、これにより上方のステージ５０と下方のステージ１０とが所定の距離よりも近接しないように相対移動が規制される。なお、このように加圧している際、第２の胴型６７はヤング率が上型６２及び下型６４よりも小さいため、プレス時の弾性変形量が上型６２及び下型６４よりも大きくなる。

図６は、メインプレス部８０におけるメインプレス処理が完了し、上方のステージ５０を上昇させた状態を示す鉛直断面図である。第２の胴型６７はヤング率が上型６２及び下型６４よりも小さいため、加圧力を除荷すると第２の胴型６７の上面は上型６２の上面よりも高い地点に位置する。そして、成形型６０は、このような状態で冷却プレス部へ搬送され、冷却プレス処理が行われる。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、メインプレス部８０の下方のステージ１０上に載置された成形型６０は、第１の冷却プレス部８２を構成する下方のステージ１２上へ移動される。成形型６０が、第１の冷却プレス部８２の下方のステージ１２上に移動されると、ピストン３２がロッド３２Ａを伸張させ、これにより、上方のステージ５２が下降して冷却プレス処理が行われる。

図７は、第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置の第１の冷却プレス部における冷却プレス処理の様子を示す鉛直断面図である。図７に示すように、冷却プレス処理において、第２の胴型６７の上面は上型６２の上面よりも高い位置に位置する。しかしながら、上方のステージ５２の押圧部材７０の押圧部７０Ａがカバープレート５２Ｂの下面よりも下方に突出しているため、カバープレート５２Ｂの下面が第２の胴型６７の上面に当接することなく、押圧部７０Ａの下面が上型６２の上面に当接する。これにより、第２の胴型６７の上面が上型６２の上面よりも高い位置に位置した状態であっても、上方のステージ５２により第２の胴型６７に上下移動を規制されることなく、上型６２を押圧し、上型６２及び下型６４のみに加圧力を加えることができる。この場合の加圧力は、冷却時のガラス成形体の収縮に追従できる程度のものとすることができる。さらに、加圧力を加えず、上方のステージ５２の自重のみでの押圧とすることもできる。この際、成形型６０は、下方のステージ１２及び上方のステージ５２に組み込まれたヒータブロック１２Ａ、５２Ａにより急激に温度が低下しないように温度調整される。ロッド３２Ａは、伸張してからタクトタイムよりも短い所定の時間が経過すると、収縮状態へと戻る。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、第１の冷却プレス部８２の下方のステージ１２上に載置された成形型６０は、第２の冷却プレス部８４を構成する下方のステージ１４上へ移動される。成形型６０が、第２の冷却プレス部８４の下方のステージ１４上に移動されると、ピストン３４がロッド３４Ａを伸張させる。成形型６０は冷却されているため、熱膨張率が大きい材料からなる第２の胴型６７の上面は、上型６２の上面より低い位置となっている可能性がある。しかしながら、成形型６０の冷却が不十分で第２の胴型６７の上面が上型６２の上面よりも高い位置に位置した状態であっても、第２の冷却プレス部８４の上方のステージ５４に押圧部材７２が組み込まれているため、第２の胴型６７の上面が上方のステージ５４に接触することなく、押圧部材７２により上型６２のみを押圧することができる。この際、成形型６０は、下方のステージ１４及び上方のステージ５４に組み込まれたヒータブロック１４Ａ，５４Ａにより急激に温度が低下しないように温度調整される。ロッド３４Ａは、伸張してからタクトタイムよりも短い所定の時間が経過すると、収縮状態へと戻る。なお、本実施形態では、第一の冷却プレスに加えて、第２の冷却プレスも行う場合を示したが、第２の冷却プレスをおこなわなくてもよい。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、第２の冷却プレス部８４のステージ１４上に載置された成形型６０は、冷却部８６を構成するステージ１６上へ移動される。成形型６０が、冷却部８６のステージ１６上に移動されると、ピストン３６がロッド３６Ａを伸張させる。これにより、上方のステージ５６が下降して上型６２の上面に当接する。このように成形型６０は、上方のステージ５６及び下方のステージ１６に挟まれた状態で、これらステージ１６、５６に組み込まれたヒータブロック１６Ａ、５６Ａにより急激に温度が低下しないように温度調整を行いながら、冷却される。ロッド３６Ａは、伸張してからタクトタイムよりも短い所定の時間が経過すると、収縮状態へと戻る。

前回の搬送から所定のタクトタイムが経過すると、チャンバー２のシャッター２Ｂが開かれ、冷却部８６のステージ１６上に載置された成形型６０は、出口ステージ１７上へ移動される。
以上の処理を順次繰り返すことにより、連続的にガラス成形体を製造することができる。

本実施形態によれば、冷却プレス部８２、８４の上方のステージ５２、５４に、下面から下方に突出するように押圧部材７０、７２が埋め込まれている。これにより、プレス時において、上方のステージ５２、５４が第２の胴型６７に当接することなく、上型６２及び下型６４のみを加圧することができる。このため、メインプレス部８０におけるプレス後に、ヤング率及び体積膨張率の影響により第２の胴型６７の上面が、上型６２の上面よりも高い位置に位置していても、上型６２及び下型６４によりガラス材料６８を加圧することができ、形状精度の高い光学素子が得られる。

また、本実施形態によれば、メインプレス部８０におけるプレス時に、上方のステージ５０が上型６２及び第２の胴型６７の上面に接触するため、ガラス材料の肉厚制御を容易に行うことができ、また、冷却プレス部８２、８４でガラス材料をプレスしながら冷却することにより形状精度を高めることができる。したがって、メインプレス部８０ではプレス時に上方のステージ５０が第２の胴型６７に接触する構成とし、冷却プレス部８２、８４ではプレス時に上方のステージ５２、５４が第２の胴型６７と非接触となる構成とすることにより、肉厚が正確に制御され、かつ形状精度が確保された、より高品質な光学素子を得ることができる。

なお、本実施形態では、第１及び第２の冷却プレス部８２、８４を設けているが、本発明はこれに限られず、冷却プレス部は、１つ、あるいは３つ以上設けてもよい。同様に、本実施形態では、一つのメインプレス部８０を設けていたが、これに限らず、メインプレス部を複数設けることも可能である。

また、本実施形態では、直線上に成形型を搬送しながら、各処理を行うガラス成形体のプレス成形装置を例として説明したが、これに限らず、例えば、円弧状の搬送経路に沿って成形型を搬送しながら、各処理を行うガラス成形体のプレス成形装置にも本発明を適用できる。

また、本実施形態では、冷却プレス部８２、８４の上方のステージ５２、５４に押圧部材７０、７２を組み込む構成としたが、これに限らず、上方のステージ５２、５４に第２の胴型６７に接触せず、上型６２のみを押圧可能な凸部を設けてもよい。また、冷却プレス部８２、８４の下方のステージ１２、１４に下型６４及び上型６２のみを上昇させるような機構を設けてもよく、要するに、プレス時において、上型６２及び下型６４のみに加圧力を加えることができればよい。

（比較例）
上記の実施形態では、冷却プレス部８２、８４の上方のステージ５２、５４に、下面から下方に突出するように押圧部材７０、７２が埋め込まれているため、冷却プレス処理において、上方のステージ５２、５４が第２の胴型６７に当接することなく、上型６２及び下型６４のみを加圧することができた。これに対して、このような押圧部材７０、７２が埋め込まれていない場合には、上型６２及び下型６４のみを加圧することができない。このことを説明するため、比較例として、冷却プレス部の上方のステージに押圧部材が埋め込まれていない場合の冷却プレス処理を以下説明する。

図８は、比較例のガラス成形体のプレス成形装置の冷却プレス部１８２において冷却プレス処理を行っている状態を示す鉛直断面図である。上記の通り、メインプレス処理を行った後には、第２の胴型６７の上面が上型６２の上面よりも高い地点に位置している。このため、上方のステージ１５２を下降させても、第２の胴型６７の上面に当接してしまい、上型６２の上面と当接させることができない。

第２の胴型６７は熱膨張率が上型６２及び下型６４よりも大きいため、成形型６０を十分に冷却し、第２の胴型６７が十分に収縮すれば、第２の胴型６７の上面と上型６２の上面高さとが略等しくなり、加圧が可能となる。しかしながら、このような状態まで成形型６０を冷却してしまうと、冷却プレス処理に適した温度範囲で加圧を実施することができない。このため、冷却プレス処理を、適温で行うことができず、光学素子の形状精度が悪化してしまう。

本発明では、図７に示すように、冷却プレス部８２の上方のステージ５２に、下面から下方に突出するように押圧部材７０が埋め込まれているため、冷却プレス処理において、上方のステージ５２が第２の胴型６７に当接することなく、上型６２及び下型６４のみを加圧することができる。よって、適温（所望の温度範囲）において、冷却プレス処理を行うことができる、ガラス成形体のプレス成形装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を総括する。
第１実施形態のガラス成形体のプレス成形装置１は、図１に示すように、複数のプレス部８０、８２、８４を備え、複数のプレス部８０、８２、８４のそれぞれは、互いに対向し、互いに近接または離間する方向に相対移動可能な下方のステージ１０、１２、１４及び上方のステージ５０、５２、５４を有し、成形面が互いに対向するように配置された上型６２及び下型６４と、上型６２及び下型６４の周囲に設けられ、上型６２及び下型６４が所定の距離よりも近接しないように、下方のステージ１０及び上方のステージ５０の相対移動を規制する第２の胴型６７とを有し、ガラス材料６８が収容された成形型６０が複数のプレス部８０、８２、８４に順次移送され、プレス成形が行われるガラス成形体のプレス成形装置１であって、複数のプレス部８０、８２、８４は、成形型６０にメインプレス処理を行うメインプレス部８０と、メインプレス部８０でプレス処理された成形型６０を冷却しながら冷却プレス処理する冷却プレス部８２、８４と、を有し、上型６２及び下型６４はヤング率が第２の胴型６７よりも大きく、かつ、熱膨張率が第２の胴型６７よりも小さい材料により形成され、冷却プレス部８２、８４は、冷却プレス処理時において、上型６２及び下型６４のみに加圧力を加えるように構成されている。

また、上記のガラス成形体のプレス成形装置１において、冷却プレス部８２、８４の下方のステージ１２、１４は固定され、上方のステージ５２、５４は下方のステージ１２、１４に向かって移動可能であり、冷却プレス部８２、８４において、上型６２は下型６４に対して、上方のステージ５２、５４側に位置し、冷却プレス処理時において、冷却プレス部８２、８４が上型６２及び下型６４のみに加圧力を加えるように、冷却プレス部８２、８４の上方のステージ５２、５４及び下方のステージ１２、１４の何れか一方は、上型６２及び下型６４の一部に接触し、第２の胴型６７には非接触である。

また、上記のガラス成形体のプレス成形装置１において、メインプレス部８０の下方のステージ１０は固定され、上方のステージ５０は下方のステージ１０に向かって移動可能であり、メインプレス部８０において、上型６２は下型６４に対して、上方のステージ５０側に位置し、メインプレス処理時において、メインプレス部８０の下方のステージ１０は、下型６４及び第２の胴型６７に接触し、かつ、メインプレス部８０の上方のステージ５０は、上型６２及び第２の胴型６７に接触する。

１ ガラス成形体のプレス成形装置
２ チャンバー
２Ａ、２Ｂシャッター
３ 入口ステージ
４、６、８、１０、１２、１４、１６ 下方のステージ
４Ａ、６Ａ、８Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１４Ａ、１６Ａ ヒータブロック
１２Ｂ、４４Ｂ、５２Ｂ カバープレート
１２Ｃ、４４Ｃ、５２Ｃ ベースプレート
１７ 出口ステージ
２０Ａ 入口
２０Ｂ 出口
２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６ ピストン
２４Ａ、２６Ａ、２８Ａ、３０Ａ、３２Ａ、３４Ａ、３６Ａ ロッド
４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６ 上方のステージ
４４Ａ、４６Ａ、４８Ａ、５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、５６Ａ ヒータブロック
５０Ａ 押圧部
５２Ｂ１ 開口
５２Ｂ２ 上方空間
５２Ｂ３ 下方空間
６０ 成形型
６２ 上型
６４ 下型
６６ 第１の胴型
６７ 第２の胴型
６８ ガラス材料
７４ 第１の加熱部
７６ 第２の加熱部
７８ 第３の加熱部
８０ メインプレス部
８２ 第１の冷却プレス部
８４ 第２の冷却プレス部
８６ 冷却部

Claims (3)

1. 複数のプレス部を備え、前記複数のプレス部のそれぞれは、互いに対向し、互いに近接または離間する方向に相対移動可能な第１のステージ及び第２のステージを有し、成形面が互いに対向するように配置された第１型及び第２型と、前記第１型及び前記第２型の周囲に設けられ、前記第１型及び前記第２型が所定の距離よりも近接しないように、前記第１のステージ及び第２のステージの相対移動を規制する胴型とを有し、ガラス材料が収容された成形型が前記複数のプレス部に順次移送され、プレス成形が行われるガラス成形体のプレス成形装置であって、
   前記複数のプレス部は、前記成形型にメインプレス処理を行うメインプレス部と、
   前記メインプレス部でプレス処理された前記成形型を冷却しながら冷却プレス処理する冷却プレス部と、を有し、
   前記第１型及び前記第２型はヤング率が前記胴型よりも大きく、かつ、熱膨張率が前記胴型よりも小さい材料により形成され、
   前記冷却プレス部は、冷却プレス処理時において、前記第１型及び前記第２型のみに加圧力を加えるように構成されている、ガラス成形体のプレス成形装置。
2. 前記冷却プレス部の第１のステージは固定され、第２のステージは前記第１のステージに向かって移動可能であり、
   前記冷却プレス部において、前記第１型は前記第２型に対して、前記第２のステージ側に位置し、
   冷却プレス処理時において、前記冷却プレス部が前記第１型及び前記第２型のみに加圧力を加えるように、前記冷却プレス部の前記第１のステージ及び前記第２のステージの何れか一方は、前記第１型又は前記第２型の一部に接触し、前記胴型には非接触である、請求項１記載のガラス成形体のプレス成形装置。
3. 前記メインプレス部の第１のステージは固定され、第２のステージは前記第１のステージに向かって移動可能であり、
   前記メインプレス部において、前記第１型は前記第２型に対して、前記第２のステージ側に位置し、
   メインプレス処理時において、前記メインプレス部の前記第１のステージは、前記第２型及び前記胴型に接触し、かつ、前記メインプレス部の前記第２のステージは、前記第１型及び前記胴型に接触する、請求項１または２記載のガラス成形体のプレス成形装置。

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