JP3185159B2 - ガラスレンズの成形装置 - Google Patents

ガラスレンズの成形装置

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JP3185159B2
JP3185159B2 JP07337892A JP7337892A JP3185159B2 JP 3185159 B2 JP3185159 B2 JP 3185159B2 JP 07337892 A JP07337892 A JP 07337892A JP 7337892 A JP7337892 A JP 7337892A JP 3185159 B2 JP3185159 B2 JP 3185159B2
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスレンズの成形装
置に係り、特に成形用のチャンバ内を不活性ガス雰囲気
に置換すると共に成形後に成形型及びその中のレンズを
冷却するための不活性ガスの導入に関するものである。
【0002】
【従来の技術】研磨仕上げすることなく成形型によるプ
レス成形のみでガラスレンズを製造するいわゆるガラス
レンズの精密プレス成形法においては、成形型及びガラ
ス素材の酸化を防止するため、成形型及びガラス素材の
加熱工程,プレス工程及び冷却工程の少なくとも酸化反
応が進行する高温工程を不活性ガス雰囲気下で行ってい
る。
【0003】従来、加熱工程と、それに続くプレス工程
の少なくとも途中までは、比較的小流量の不活性ガスを
供給して成形型が置かれているチャンバ内を不活性ガス
雰囲気に保ち、プレス工程の途中または終了後の冷却工
程においては不活性ガスの流量を増加させ、成形型を積
極的に冷却する方法を取っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、不活性ガス
による成形型の冷却効率を高めるための改良に伴って加
熱及びプレス工程における不活性ガスの成形型に及ぼす
影響が次第に顕著になり、わずかな流量であっても成形
型の昇温及び均熱化に比較的大きく影響し、成形型の温
度制御が困難になると共に、成形サイクルタイムが長く
なってしまう欠点を生じている。
【0005】本発明は、成形サイクルタイムの短縮を図
ると共に成形型の温度をより適確に制御可能にし、より
低いランニングコストでより高精度のガラスレンズを成
形する装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、チャンバと、同チャンバ内に配置された成
形型と、前記チャンバ内への不活性ガス導入回路と、前
記成形型の加熱装置とからなるガラスレンズの成形装置
において、前記不活性ガス導入回路の少なくとも一部
に、ON,OFFに切換え可能な不活性ガスの予備加熱
装置を介在させると共に、前記チャンバに設けられた排
気口を前記予備加熱装置の入口側に選択的に接続可能な
帰還回路を設け、該帰還回路に帰還ガスの冷却装置を介
在させたことを特徴としている。
【0007】なお、前記帰還回路は、帰還ガスの酸素濃
度が所定値以下のとき、前記排気口を予備加熱装置の入
口側に接続させるように構成されていることが好まし
く、このための一方式として、前記帰還回路に酸素濃度
計を介在させ、この酸素濃度計の出力により、帰還ガス
の酸素濃度が所定値以下のとき、前記排気口を予備加熱
装置の入口側に接続させるように構成してもよい。
【0008】
【作用】チャンバ内のガス置換工程,加熱工程及びプレ
ス工程の少なくとも途中までは、チャンバへの不活性ガ
ス導入口単位で少なくとも一部の不活性ガスを予備加熱
して導入する。これにより、成形型の温度低下を押え、
成形型の昇温を助けると共に、成形型の温度分布をより
均一にすることができる。また、チャンバから排出され
るガスは、好ましくは酸素濃度を考慮して不活性ガスの
予備加熱装置の入口側へ帰還されて有効利用される。な
お、この帰還ガスは、冷却工程においては冷却装置によ
り冷却されて帰還される。これにより、成形型の加熱・
冷却をより的確に行うことができ、高精度のガラスレン
ズをより低コストで効率的に成形することが可能とな
る。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例について図1ないし図
4を参照して説明する。図1において、1は上下に移動
可能な可動プレート、2は固定プレートである。可動プ
レート1には図示省略した取付部材によって耐熱ガラス
管3が取付けられ、両プレート1,2間に密封可能なチ
ャンバ4を形成するようになっている。耐熱ガラス管3
の外方には、誘導加熱コイル等の加熱装置5が耐熱ガラ
ス管3と一体的に移動可能に取付けられている。
【0010】チャンバ4内には、可動プレート1を上下
動可能に係合し、かつ不活性ガス導入口6を有する固定
の上部軸7と、固定プレート2に上下動可能に係合され
て図示しない駆動装置により上下動されると共にプレス
力を与えられ、かつ不活性ガス導入口8を有する下部軸
9と、がそれぞれ上下方向に対向して臨んでいる。
【0011】両軸7,9には、中空の上下の断熱体1
0,11がそれぞれ取付けられ、これらの断熱体10,
11にはダイプレート12,13が取付けられている。
両断熱体10,11の内部空間は、これらの断熱体1
0,11と一体または別体の仕切部材20,21によっ
て、ダイプレート側空間10a,11aと反ダイプレー
ト側空間10b,11bとに区画されている。
【0012】ダイプレート側空間10a,11aには、
不活性ガス導入口6,8内に挿通された不活性ガス導入
管23,24が接続されている。なお、反ダイプレート
側空間10b,11bは、不活性ガス導入口6,8に接
続されると共に、断熱体10,11に設けた開口25,
26によりチャンバ4に連通されている。
【0013】両ダイプレート12,13には、成形型の
一部を構成する上下両金型14,15がそれぞれ取付け
られ、これらの金型14,15には、成形するガラスレ
ンズ30の上下レンズ面に対応するキャビティ面を備え
成形型の残部を構成する複数組の上下キャビティダイ1
6,17が嵌入保持されている。
【0014】両ダイプレート12,13及び両金型1
4,15の中央には、ダイプレート側空間10a,11
aに通ずる貫通孔12a,13a,14a,15aがそ
れぞれ設けられている。
【0015】両断熱体10,11と両ダイプレート1
2,13の接合面には、図2に示すように、断熱体1
0,11とダイプレート12,13の少なくとも一方に
設けられ、ダイプレート側空間10a,11aとチャン
バ4とを連通すべく放射状に伸びる複数の第1の貫通溝
27,28が設けられている。
【0016】また、両金型14,15の接合面には、図
3に示すように、両金型14,15の少なくとも一方に
設けられ、貫通孔14a,15aとチャンバ4とを連通
すべく放射状に伸びる複数の第2の貫通溝29が設けら
れてる。
【0017】可動プレート1には、チャンバ4に直接開
口する不活性ガス導入口18が設けられ、他方、固定プ
レート2には、チャンバ4に直接開口する排気口19が
設けられている。
【0018】図4は、不活性ガス導入口及び導入管(以
下導入口として説明する)6,8,18,23,24に
対する不活性ガスの供給回路を示すものであり、P1は
不活性ガス供給源、P2はクリーンエア供給源である。
不活性ガス供給源P1は、第1開閉弁SV1又は第2開
閉弁SV2を介して第3開閉弁SV3に接続され、さら
に各導入口6,8,18,23,24にそれぞれ対応し
て設けられた第5ないし第9開閉弁SV5ないしSV
9、流量計41ないし45及び予備加熱装置51ないし
55を介して導入口6,8,18,23,24に接続さ
れている。
【0019】流量計41ないし45は、通過流量を流量
指令装置40からそれぞれ与えられる指令値となるよう
に制御する。予備加熱装置51ないし55は、温度制御
装置50によってそれぞれ同時又は各別にON,OFF
されると共に、ON状態において通過するガスをそれぞ
れ同一又は各別に所望の温度に加熱するようになってい
る。
【0020】クリーンエア供給源P2は、第4開閉弁S
V4を介して第5ないし第9開閉弁SV5ないしSV9
に接続されている。
【0021】排気口19は逆止弁CV1を介して図示し
ない排気部へ接続されると共に、逆止弁CV1の上流側
が帰還回路60により第3開閉弁SV3の入口側に接続
されている。帰還回路60には、冷却装置61,圧力ポ
ンプP,第10開閉弁SV10,逆止弁CV2がそれぞ
れ設けられている。なお、62は、排気口19の下流側
に接続された警報接点付酸素濃度計である。
【0022】冷却装置61は排気口19から排出された
不活性ガスを好ましくは常温以下にまで冷却できるよう
になっている。警報接点付酸素濃度計62は、所定値以
上の酸素濃度を検知している状態にあるときには、圧送
ポンプPを停止状態におくと共に、第2,第10開閉弁
SV2,SV10を閉じて、第1開閉弁SV1を開くよ
うになっている。
【0023】圧送ポンプPは、第1開閉弁SV1を閉じ
て第2開閉弁SV2を開き、流量調整弁FCV及び前述
した流量計41等と同様の流量計63を介して不活性ガ
ス供給源P1から不活性ガスを補助的に供給する際、圧
力計64によって検出される不活性ガス供給側の圧力
と、圧力計65によって検出される圧送ポンプPの吐出
圧力とが等しくなるように運転を制御される。なお、6
6は、クリーンエア供給源P2の圧力設定用の圧力計で
ある。
【0024】次いで本装置の作用について説明する。可
動プレート1と共に耐熱ガラス管3及び加熱装置5を上
昇させ、チャンバ4を開く。また、下部軸9を下降させ
て下金型15を上金型14に対して開き、下キャビティ
ダイ17上にガラス素材(ガラスレンズ30の素材)を
投入する。次いで、可動プレート1を下降させて耐熱ガ
ラス管3の下端を固定プレート2に押圧し、チャンバ4
を閉じる。
【0025】次に、図4に示す第1,第3,第5ないし
第9開閉弁SV1,SV3,SV5ないしSV9を開
き、不活性ガス供給源P1からチャンバ4の各不活性ガ
ス導入口6,8,18,23,24へ不活性ガスを供給
し、チャンバ4内を空気から不活性ガス雰囲気に置換す
る。
【0026】このとき、上下のキャビティダイ16,1
7,金型14,15並びにダイプレート12,13は、
前回の成形により加熱され、完全に常温までには冷却さ
れず、通常は成形されたガラスレンズ30を取出し可能
な200℃程度の温度になっている。
【0027】そこで、各不活性ガス導入口6,8,1
8,23,24へ供給する不活性ガスを、図4の予備加
熱装置51ないし55により、好ましくは上記金型1
4,15等の温度より高い温度に予熱する。これにより
不活性ガスは、金型14,15等を冷却することなく、
チャンバ4内を不活性ガス雰囲気に置換する。
【0028】上記ガス置換工程が終了したところで加熱
装置5により、金型14,15,ダイプレート12,1
3,キャビティダイ16,17さらにはガラス素材を加
熱するが、このとき、チャンバ4内に導入される不活性
ガスは上記のように予備加熱され、かつ金型14,15
等は上記のように成形後の比較的高温状態を保持されて
いるため、金型14,15等の加熱は比較的短時間で行
われる。
【0029】この加熱工程においては、金型14,15
等の温度分布をより均一にするため、各不活性ガス導入
口6,8,18,23,24へ導入する不活性ガスの温
度及び流量を温度制御装置50及び流量指令装置40に
よって各別に制御することが好ましく、例えば加熱装置
5による金型14,15等の温度分布の関係から不活性
ガス導入口18へ導入する不活性ガスは予備加熱を行わ
ないか、若しくは加熱温度を他より低くするようにして
もよい。
【0030】金型14,15等の昇温によってガラス素
材が所定の成形温度に達したところでプレス工程に入
り、下部軸9を上昇させて金型14,15及びキャビテ
ィダイ16,17からなる成形型によりガラスレンズ3
0を成形する。
【0031】プレス工程の終了時又はプレス工程の途中
から冷却工程に入る。この冷却工程は、加熱装置5をO
FFにすると共に予備加熱装置51ないし55をもOF
Fにする。また、上記ガス置換工程からプレス工程まで
は、チャンバ4内を不活性ガス雰囲気に保つことを主目
的として不活性ガスを供給するため、供給流量は比較的
わずかに押えているが、この冷却工程においては冷却速
度を高めるため、流量指令装置40によって流量計41
ないし45の設定値を増加させ、多量の不活性ガスを供
給する。
【0032】本装置は、冷却工程に入ったところで、第
10開閉弁SV10を開き、圧送ポンプPを作動させ、
チャンバ4の排気口19から排出される不活性ガスを第
3開閉弁SV3の入口側へ帰還させることにより、不活
性ガスを有効利用する方式を採用している。なお、排気
口19から帰還される不活性ガスはチャンバ4内で加熱
され高温となっているため、冷却装置61によって好ま
しくは常温程度ないしそれ以下の温度に冷却する。
【0033】上記冷却工程においては、第1開閉弁SV
1を閉じて、第2開閉弁SV2を開き、帰還回路60に
よって形成された閉回路からのリークや圧力損失による
圧力低下を補償するために、流量調整弁FCV及び流量
計63を介して比較的少量の不活性ガスをその供給源P
1から補給する。
【0034】なお、圧送ポンプPは、その吐出圧を圧力
計65で検知し、この圧力が、圧力計64で検出される
供給源P1側の供給圧力と等しくなるように制御され
る。
【0035】また、帰還回路60により帰還される不活
性ガスは、その上流に設けた警報接点付酸素濃度計62
によって酸素濃度を検出され、リーク等によって酸素濃
度が上昇すると、第1開閉弁を開くと共に、第2,第1
0開閉弁SV2,SV10を閉じ、圧送ポンプを停止さ
せる。こうして排気ガスの帰還を停止し、不活性ガス供
給源P1から不活性ガスを供給することにより、酸素濃
度が低下すると、警報接点付酸素濃度計62が再び作動
して、帰還回路60による上記回路に戻す。
【0036】上記冷却工程において各不活性ガス導入口
6,8,18,23,24に導入される不活性ガスの流
量は、金型14,15等の温度分布及び降温速度を考慮
してそれぞれ定められる。
【0037】こうして金型14,15等が酸化開始温度
以下になったところで、圧送ポンプPを停止させ、第3
開閉弁SV3を閉じると共に第4開閉弁SV4を開き、
クリーンエア供給源P2からクリーンエアをチャンバ4
内へ導入し、金型14,15等をガラスレンズ30の取
出し可能な温度まで低下させて1回の成形サイクルを終
了する。
【0038】前述した実施例は、帰還回路60及び冷却
装置61等を設け、多量の不活性ガスを必要とする冷却
工程において不活性ガスを有効利用する例を示したが、
加熱及びプレス工程においても冷却装置60をOFFに
して不活性ガスを循環させてもよい。
【0039】また、前述した実施例では、チャンバ4か
らの帰還ガスの酸素濃度を検知して循環・非循環を自動
切換えする例を示したが、酸素濃度の上昇割合は予じめ
把握できるため、タイマ等によって自動的に切換えても
よい。
【0040】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガス
置換工程から少なくともプレス工程の途中までチャンバ
に導入する少なくとも一部の不活性ガスを加熱すると共
に、冷却工程ではチャンバからの帰還ガスを冷却して循
環使用することにより、成形型の加熱・冷却をより的確
に行うことができ、高精度のガラスレンズをより低コス
トで効率的に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略的断面図である。
【図2】図1のA−A線による横断面図である。
【図3】図1のB−B線による横断面図である。
【図4】本発明に用いる不活性ガス導入回路の一例を示
す図である。
【符号の説明】
1 可動プレート 2 固定プレート 3 耐熱ガラス管 4 チャンバ 5 加熱装置 6,8,18,23,24 不活性ガス導入口 7 上部軸 9 下部軸 10,11 断熱体 10a,11a ダイプレート側空間 10b,11b 反ダイプレート側空間 12,13 ダイプレート 12a,13a,14a,15a 貫通孔 14,15 金型(成形型) 16,17 キャビティダイ(成形型) 19 排気口 20,21 仕切部材 25,26 開口 27,28 第1の貫通溝 29 第2の貫通溝 30 ガラスレンズ 40 流量指令装置 41,42,43,44,45,63 流量計 50 温度制御装置 51,52,53,54,55 予備加熱装置 60 帰還回路 61 冷却装置 62 警報接点付酸素濃度計 P 圧送ポンプ P1 不活性ガス供給源 P2 クリーンエア供給源

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンバと、同チャンバ内に配置された
    成形型と、前記チャンバ内への不活性ガス導入回路と、
    前記成形型の加熱装置とからなるガラスレンズの成形装
    置において、前記不活性ガス導入回路の少なくとも一部
    に、ON,OFFに切換え可能な不活性ガスの予備加熱
    装置を介在させると共に、前記チャンバに設けられた排
    気口を前記予備加熱装置の入口側に選択的に接続可能な
    帰還回路を設け、該帰還回路に帰還ガスの冷却装置を介
    在させたことを特徴とするガラスレンズの成形装置。
  2. 【請求項2】 前記帰還回路は、帰還ガスの酸素濃度が
    所定値以下のとき、前記排気口を予備加熱装置の入口側
    に接続させるように構成されていることを特徴とする請
    求項1に記載のガラスレンズの成形装置。
  3. 【請求項3】 前記帰還回路に酸素濃度計を介在させ、
    この酸素濃度計の出力により、帰還ガスの酸素濃度が所
    定値以下のとき、前記排気口を予備加熱装置の入口側に
    接続させるように構成されていることを特徴とする請求
    項2に記載のガラスレンズの成形装置。
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