JP3852129B2 - 光学部品の成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の形状をしたガラス素材を加熱下でプレス成形することによって、レンズその他の精密光学部品を成形する光学部品の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学部品として、例えばレンズの製造は、近年においては、研磨方式の他に、ガラス素材をプレス成形する方式が用いられるようになってきている。このための成形装置としては、図８に示したように、成形型１と上部加圧部材２ａと下部加圧部材２ｂとからなるプレス手段とを備える構成となっている。成形型１は、それぞれ相対向する面が所定の曲面形状となった成形面３ａ，４ａを有する上型３及び下型４と、胴型５とから大略構成される。通常は、胴型５に下型４を組み付けた状態となし、上型３は胴型５にガイドされて、下型４に対して近接・離間する方向に変位させるように構成している。
【０００３】
レンズ成形を行うに当っては、上型３を下型４から離間させた状態で、下型の成形面上にガラス素材６を載置し、加熱雰囲気下でガラス素材を軟化させて、上型３を胴型５にガイドさせて、ガラス素材に当接させ、これら上型３及び下型４をプレス手段の上部加圧部材２ａと下部加圧部材２ｂで上下から加圧することによりプレス成形が行われて、ガラス素材６は上型３及び下型４の成形面３ａ，４ａに沿った形状に成形することができる。
【０００４】
レンズ成形装置は以上のように構成されるが、このレンズ成形機構のシステム全体を自動化するに当っては、例えば図９に模式的に示したように、閉鎖ループ状のコンベア１０を設けて、このコンベア１０に下型４と胴型５とを組み込んだ下型ユニット１１を搬送するように構成する。下型ユニット１１を、まずガラス素材の移載手段を設けたガラス素材移載ステーション１２に搬送し、下型４の成形面にガラス素材６を載置する。次いで、下型ユニット１１を成形ステーション１３に移行させる。この成形ステーション１３には、上型３とプレス手段とが配置されると共に、ガラス素材６を加熱する加熱機構を備えている。従って、加熱機構でガラス素材６を加熱・軟化すると共に上型３及びプレス手段を作動させて、ガラス素材６を成形加工する。
【０００５】
レンズの成形加工が終了すると、上型３を下型４から分離させ、この下型４の成形面４ａにレンズ成形品を保持させた状態で、下型ユニット１１をレンズ成形品取り出しステーション１４に移行させて、下型４から胴型５を取り外して、ロボット等のハンドリング手段でレンズ成形品の取り出しを行う。レンズ成形品が取り出された下型ユニット１１は再びガラス素材移載ステーション１２に移行させる。以下、これを順次繰り返すことによって、レンズの成形加工を自動的に、かつ連続的に行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レンズ成形品は下型からハンドリング手段により取り出されるから、レンズ成形品は常に下型側に位置していなければならない。上型の分離は上型を上方に持ち上げられるから、重力の作用により、通常はレンズ成形品は下型に残ることになる。しかしながら、ガラス素材を加熱して軟化させた状態で上型と下型との間でプレスされることから、レンズ成形品は下型及び上型における両成形面に密着して、固着した状態になる。下型の側より上型の側の方により強い固着力が作用している場合があり、この場合には、上型の上昇時にレンズ成形品は下型から剥離して、上型に固着したままで上昇することになる。このように、上型の成形面にレンズ成形品が固着したままになると、次に搬送されてくる下型ユニットに対してレンズ成形を行えなくなってしまう。また、上型に固着したレンズ成形品が途中で脱落して、コンベア上に落下する等のおそれもある。
【０００７】
以上のことから、レンズ成形が行われた後に、上型が分離する際に、上型の成形面からレンズ成形品を剥離させる、所謂型離れを行わせなければならない。この型離れを促進するために、従来技術においては、例えば上型の成形面における離型性を良好にする処理を施したり、上型を分離する際に上型の温度と下型の温度を異なるように温度制御を行ったり、さらには上型と下型とを熱膨張係数が異なる部材で形成する等といった対策を講じていた。勿論、以上のような対策により上型の側における型離れはある程度は促進されるものの、なお上型にレンズ成形品が固着してしまう可能性は否定できない。従って、光学部品をプレス成形を行うシステムを完全に自動化する上で、成形品の上型からの型離れを確実に行うことに対する要請は極めて強い。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、上型から強制的に成形品を剥離することによって、上型の側における型離れを確実に行えるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、上型は上型ホルダに装着され、その外径を胴型の内径より小さくなし、下型はその成形面が胴型内に挿入可能となっており、この胴型の上面に接離可能で、上型の外径より大きく、成形された光学部品の外径より小さい挿通孔を有するプッシャを備え、このプッシャは上型ホルダに所定ストロークだけ上下動可能に連結されており、プッシャには上型を挿入させる挿通孔が形成され、この上型の成形面はプッシャの胴型への当接面に対して上下方向に相対移動可能な構成としたことをその特徴とするものである。
【００１０】
ここで、プッシャは上型にレンズ成形品が固着している場合に、このレンズ成形品を強制的に押し出すようにして型離れを行わせるものであって、上型が装着される上型ホルダに所定のストローク上下方向に移動可能に連結されている。そして、プッシャに対する上型の相対移動を確実に行わせるためには、プッシャと上型ホルダとの間には、上型ホルダとプッシャとを離間する方向に付勢するばね等の付勢手段を作用させるのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態では、成形型は４個のレンズを同時に成形加工を行うように構成したものを示すが、本発明による成形装置は４個のレンズを形成するものに限定されるのではなく、１回で成形加工されるレンズの数は任意のものであり、またレンズ以外の精密光学部品の成形を行う場合にも適用できる。
【００１２】
まず、図１及び図２において、２０は成形型を示し、この成形型２０は、それぞれ４個の上型２１と下型２２とを備えている。各上型２１及び下型２２の相対向する面は、所定の曲面形状となった成形面２１ａ，２２ａである。上型２１は上型ホルダ２３に装着され、また下型２２は胴型２４に装着されている。上型２１には、その成形面２１ａとは反対側の部位に大径部２１ｂが形成されており、この上型ホルダ２３には、４箇所の上型挿通孔２３ａが形成されている。この上型挿通孔２３ａは段付きの孔からなり、上型２１は、その大径部２１ｂが段差に当接した状態にして上型挿通孔２３ａ内に挿通されている。ここで、上型２１と下型２２とでは、下型２２の方が外径寸法が大きくなっている。ただし、上型２１の外径は小さくなっているものの、その成形面２１ａはガラス素材からレンズを成形するに当って、少なくともレンズ有効径を十分カバーできる大きさとなっている。
【００１３】
下型２２は胴型２４に形成したガイド孔２４ａに挿通されている。そして、下型２２にはピン２５が連結されており、このピン２５は下型２２の軸線と直交する方向に延在されている。胴型２４にはピン２５が挿通される長孔２６が穿設されており、これによって下型２２はピン２５が長孔２６の長さに相当するストロークで上下動できるようになっている。
【００１４】
さらに、２７はプッシャを示し、このプッシャ２７は上型ホルダ２３に上下動可能に連結されている。そして、プッシャ２７には上型ホルダ２３の上型挿通孔２３ａに連なる挿通孔２７ａが４箇所穿設されており、上型２１はこの挿通孔２７ａにほぼ隙間のない状態にして挿通されている。そして、図３に示したように、上型ホルダ２３には一対のストローク規制用のピン２８が垂設されており、またプッシャ２７には一対のピン挿入孔２９が穿設されている。このピン挿通孔２９は段差のある上方が小径部２９ａ、上方の部位が大径部２９ｂとなっており、ピン２８は小径部２９ａに挿通され、その頭部２８ａは小径部２９ａと大径部２９ｂとの間の外径を有する。このピン２８により、プッシャ２７は上型ホルダ２３に対して、上下方向に移動可能で、かつ分離不能に連結される。
【００１５】
図３の右半分に示したように、プッシャ２７を上型ホルダ２３に当接させると、上型２１がプッシャ２７の下面から所定長さ突出することになり、プッシャ２７のこの位置がプッシャとして型離れ機能を発揮しない退避位置となる。また、同図の左半分に示したように、プッシャ２７がピン２８の頭部２８ａにより規制される位置まで下降すると、上型２１がプッシャ２７の挿通孔２７ａ内に埋没する状態となり、この位置がプッシャ２７の作動位置で、上型２１にレンズ成形品が固着していると、この上型２１から剥離させることができる状態になる。
【００１６】
プッシャ２７の上型ホルダ２３への対向面には段差を有する凹部３０が形成されており、図４に示したように、この凹部３０には、板ばね３１が掛け渡すように設けられており、この板ばね３１の両端は、凹部３０における水平面部３０ａに固定されている。また、上型ホルダ２３側には突起３２が設けられ、プッシャ２７が上型ホルダ２３から離間している状態では、図中に実線で示したように、上型ホルダ２３の突起３２は板ばね３１とは非接触状態に保持され、またプッシャ２７が上型ホルダ２３に接合されると、同図に仮想線で示したように、突起３２は板ばね３１を押圧変形させて、プッシャ２７は上型ホルダ２３から離間する方向の付勢力が作用することになる。
【００１７】
以上の構成において、成形型２０のうち、上型２１、及び上型ホルダ２３とプッシャ２７とからなる上型ユニット３３は成形ステーションの所定の位置に昇降可能に設けられており、また下型２２は胴型２４に組み込まれてユニット化されて下型ユニット３４となし、ガラス素材３５を下型２２の成形面２２ａに載置され、コンベア等適宜の搬送手段により成形ステーションに搬入される。そして、下型ユニット３４が上型ユニット３３と対面する所定の位置に位置決めされ、上部加圧部材３６により上型ユニット３３を上方から加圧する共に、下部加圧部材３７により下型ユニット３４のうち、下型２２を突き上げるようにしてプレス加工が行われる。
【００１８】
成形ステーションは加熱雰囲気下にあるから、下型ユニット３４が搬入されると、下型２２に載置されているガラス素材３５が加熱されることになって、このガラス素材３５の軟化が開始する。そして、下型ユニット３４が所定の位置に位置決めされると、図５に示した位置から、上型ユニット３３を下降させる。これによって、まずプッシャ２７が下型ユニット３４の胴型２４の上面に当接する。この状態から、上部加圧部材３６によりなおも上型ユニット３３を下降させる方向に押圧することによって、上型ホルダ２３がプッシャ２７に当接し、上型２１は、その先端部分がプッシャ２７から突出して、胴型２４のガイド孔２４ａ内に入り込むことになる。この状態はプッシャ２７より上型２１が下降している退避位置である。また、上型ホルダ２３がプッシャ２７に当接すると、プッシャ２７に設けた板ばね３１が上型ホルダ２３に設けた突起３２により押圧されて撓められ、上型ホルダ２３とプッシャ２７との間には、相互に離間する方向への弾発力が作用する。
【００１９】
上型２１は下型２２より小径であるから、上型２１が胴型２４のガイド孔２４ａ内に入り込むと、上型２１の外周面とガイド孔２４ａの内周面との間の径差に所定の空隙が生じ、プッシャ２７はこの空隙の部分を含めて胴型２４に当接している。そして、ガラス素材３５が加熱されることにより軟化するに応じて、下部加圧部材３７により下型２１を突き上げことにより、軟化したガラス素材３５は、図６に示したように、上型２１及び下型２２の成形面２１ａ，２２ａに倣うように変形して、レンズ成形品３８が成形される。
【００２０】
成形が行われると、下部加圧部材３７による下型２２の突き上げ状態に保ったまま、上部加圧部材３６による上型ホルダ２３への押圧力を解除する。この結果、図７に示したように、板ばね３１の弾性復元力によりプッシャ２７と上型ホルダ２３との間が離間するようになり、所定のストローク分だけは上型ホルダ２３が上昇する。また、上型ホルダ２３には上型２１が保持されているので、この上型２１も上昇することになり、従って上型２１はプッシャ２７における挿通孔２７ａ内に埋没する状態に変位し、プッシャ２７が作動位置に変位する。
【００２１】
今、上型２１の成形面２１ａに成形したレンズ成形品３８が固着しており、上型ホルダ２３と共に上型２１が上昇を開始すると、レンズ成形品３８が下型２２の成形面２２ａから剥離して、上型２１により持ち上げられたとする。この上型２１の外径寸法はレンズ成形品３８の外径寸法より小さく、しかも上型２１はプッシャ２７の挿通孔２７ａにほぼ隙間のない状態に挿通されているから、上型２１が上昇すると、レンズ成形品３８の外周側の部位がプッシャ２７における挿通孔２７ａのエッジ部分に当接する。そして、上型２１はなおも上昇して、プッシャ２７の挿通孔２７ａ内に完全に埋没する状態となるが、レンズ成形品３８はプッシャ２７に規制されてそれ以上は上方に変位できないことになる。従って、レンズ成形品３８は上型２１の成形面２１ａから剥離されて、矢印で示したように、下型２２側に落とし込まれる。
【００２２】
以上のように、たとえレンズ成形品３８が上型２１に固着してたとしても、上型ユニット３３を上昇させて行く過程で、レンズ成形品３８が確実に上型２１から剥離されて、下型２２に位置するようになる。その後に、上型ユニット３３を下型ユニット３４から完全に離間させると共に、下部加圧部材３７を下降させることによって、下型２２を所定の位置まで下降させる。そして、搬送手段により下型ユニット３４を移載ステーションにまで搬送し、下型２２を胴型２４の上面より高い位置にまで突き上げられて、レンズ成形品３８がハンドリング手段により取り出される。
【００２３】
このように、レンズ成形品３８を上型２１から強制的に剥離させることによって、上型２１における型離れ不良は確実に防止できる。ここで、型離れ時には、レンズ成形品３８はプッシャ２７に当接することになるが、レンズ成形品３８におけるプッシャ２７の当接部は、レンズの有効径の外側に位置しているから、このプッシャ２７の当接によりレンズの精度等に全く影響を与えることはない。しかも、上型２１の上昇ストロークはレンズ成形品３８の型離れを行うためのものであるから、この上昇ストロークはあまり大きくする必要がなく、しかも下型２２を突き上げられた位置に保持しておくことによって、上型２１から離れたレンズ成形品３８は下型２２に落下する際における落差は僅かなものであるから、レンズ成形品３８が衝撃で変形する等といった不都合は生じない。
【００２４】
なお、プッシャは必ずしも上型ホルダに連結する必要はなく、上型ホルダとプッシャとは別個の昇降部材により個別的に昇降駆動させるように構成することができる。また、プッシャと上型ホルダとに間に板ばねを介装させたが、プッシャを重量物で形成する等によっては、必ずしも板ばね等の付勢手段を介在させる必要はない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、上型に固着した成形品を、この上型の上昇過程でプッシャにより強制的に剥離させて、型離れを確実に行える等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すものであって、図２におけるＸ−Ｘ位置における断面図である。
【図２】上型ユニットの平面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ位置における断面図であって、図の左半分はプッシャの作動位置を、右半分は退避位置にある状態を示す図である。
【図４】図２のＺ−Ｚ位置における断面図である。
【図５】レンズ成形の一工程を示す工程説明図である。
【図６】レンズ成形の他の工程を示す工程説明図である。
【図７】レンズ成形のさらに他の工程を示す工程説明図である。
【図８】従来技術によるレンズ成形装置の断面図である。
【図９】レンズの自動成形機構の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
２０ 成形型
２１ 上型
２２ 下型
２１ａ，２２ａ 成形面
２３ 上型ホルダ
２４ 胴型
２７ プッシャ
２７ａ 挿通孔
２８ ピン
３０ 凹部
３１ 板ばね
３２ 突起
３３ 上型ユニット
３４ 下型ユニット
３５ ガラス素材
３６ 上部加圧部材
３７ 下部加圧部材
３８ レンズ成形品

Claims (2)

1. 上型、下型及び胴型とからなり、ガラス素材を加熱雰囲気下で下型及び上型の成形面間でプレスすることにより光学部品を成形するものにおいて、
   前記上型は上型ホルダに装着され、その外径を前記胴型の内径より小さくなし、下型はその成形面が胴型内に挿入可能となっており、
   前記胴型の上面に接離可能で、前記上型の外径より大きく、成形された光学部品の外径より小さい挿通孔を有するプッシャを備え、このプッシャは前記上型ホルダに所定ストロークだけ上下動可能に連結されており、
   前記プッシャには前記上型を挿入させる挿通孔が形成され、この上型の成形面は前記プッシャの前記胴型への当接面に対して上下方向に相対移動可能な
   構成としたことを特徴とする光学部品の成形装置。
2. 前記上型ホルダと前記プッシャとの間には、相互に離間する方向に付勢する付勢手段を介装する構成としたことを特徴とする請求項１記載の光学部品の成形装置。

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