JP3897746B2 - Press molded body suction device, suction method, and optical element manufacturing method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、非球面レンズなどの、高精度な成形面を有するプレス成形体を確実に吸着して、成形型内から確実に搬送することができる、プレス成形体を吸着するための装置および方法に関する。さらに、本発明は、成形後に研削研磨工程の不要な精密プレスにより作製されたガラス光学素子を確実に搬送できる方法を採用したガラス光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for adsorbing a press-molded body that can reliably adsorb a press-molded body having a high-precision molding surface, such as an aspherical lens, and can reliably convey it from within a mold. About. Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the glass optical element which employ | adopted the method which can convey reliably the glass optical element produced by the precision press which does not require a grinding-polishing process after shaping | molding.
加熱軟化したガラス素材をプレス成形する、所謂、モールドプレス法が広く実用されている。そして、プレス成形後のプレス成形体は、例えば、成形面上のプレス成形体を治具により真空吸着して成形型から取り出される。 A so-called mold pressing method in which a heat-softened glass material is press-molded is widely used. And the press-molded body after press molding is taken out from the mold by, for example, vacuum-sucking the press-molded body on the molding surface with a jig.
例えば、特許文献1には、真空チャック式のプレス成形体品の離型装置が開示されている。この装置は、プレス終了後、上型を上昇させ、型内からプレス成形体を取り出す際、真空チャックが下型上部に進入し、ベローズを介して真空チャックに取り付けられた吸着板を成形品に接触させ、真空吸着により成形品を取り出すものである。
For example,
プレス成形体を成形型から取り出す際には、プレス成形体の成形面を傷つけない配慮が必要である。しかし、温度、圧力変動や位置ズレによる偏肉などのため、プレス成形体の高さ(厚さ)にばらつきが生じる可能性があり、吸着部材の吸着面が強く接触すると、プレス成形体は傷つき、接触不完全だと取り出しの安定が損なわれる。この高さ変動を吸収するためには、弾性体を用いてプレス成形体と接触させることが考えられる。 When taking out the press-molded body from the mold, it is necessary to consider not damaging the molding surface of the press-molded body. However, the height (thickness) of the press-molded body may vary due to temperature, pressure fluctuations, or uneven thickness due to misalignment. If the suction surface of the suction member is in strong contact, the press-molded body will be damaged. If the contact is incomplete, the stability of taking out is impaired. In order to absorb this height variation, it is conceivable to use an elastic body to contact the press-formed body.
しかし、プレス成形によるプレス成形体の成形は、数百度の高温で行われる。また、サイクルタイム(1つのプレス成形体の製造時間)を短くするためには、吸着される際のプレス成形体の温度も必然的に高くなる。そのため、吸着搬送に用いる吸着部材や受け皿にゴムなどの弾性体を用いる事はできない。 However, the press-molded body is formed by press molding at a high temperature of several hundred degrees. Further, in order to shorten the cycle time (the manufacturing time of one press-formed body), the temperature of the press-formed body when adsorbed is inevitably increased. For this reason, an elastic body such as rubber cannot be used for the suction member or the tray used for suction conveyance.
そこで、このような点を考慮した方法として、特許文献2には、ガラス光学素子を吸着する際に、ガラス光学素子に対して吸着部材から傷を与えることを防止するために、吸着部とガラス光学素子の間に2mm以下の隙間を設けた状態で真空吸着を行う方法が開示されている。
Therefore, as a method in consideration of such a point,
さらには、特許文献3には、ガラス成形体取り出し用の吸着装置が記載されている(例えば、公報記載の図8(本願では図4))。この吸着装置80は、吸着パッド84の下面に吸着孔84aを有し、上部にはつば部84bを有し、支持体82との間に上下に若干の遊びの隙間86があり、支持体82に対して僅かに上下動できるようになっている。このような構成により、吸着パッド84がガラス成形体Gを吸着するときに生じる衝撃を吸収している。
しかるに、特許文献2のように、予め隙間を設けた吸着方法では、吸着部材とプレス成形体上方の距離が変化すると安定してプレス成形体を吸着することができないという問題があった。さらに、吸着部材とプレス成形体上方の距離が大きくなり過ぎると、所定の吸着力が得られず、吸着自体が困難となる。これはプレス成形体が重いほど発生しやすい。
However, as in
特許文献3の図8(本願では図4)に示された吸着装置では、吸着パッド84が僅かに上下動する隙間86が設けられているため、プレス成形体Gの高さにばらつきがあっても、吸着パッド84をプレス成形体に接触させることができる。しかし、吸引の起動により、吸着パッド84内の吸着孔84aが減圧される前に、上記隙間86が減圧され得る構造であるため、吸引を起動させると、上記隙間86が先ず負圧となり、プレス成形体上部の吸着孔84aが充分に減圧される前に吸着パッド84だけが吸引されて上昇してしまい、その結果、プレス成形体が安定して吸着されないことがある。このような吸着失敗は、プレス成形体が重いほど起こりやすい。プレス成形体の吸着が失敗し、取り出しが正常に行われないと、装置を一時停止してプレス成形体を別途取り出す必要が有り、生産効率が低下するという問題が生じる。
In the suction device shown in FIG. 8 of Patent Document 3 (FIG. 4 in the present application), there is a
更に、複数個のプレス成形体を同時に成形し、同時に取り出すことも行われているが、複数のプレス成形体の肉厚や形状にはばらつきが出ることがある。これは、プレス時の型温度が複数の型の間でばらつき、成形に供したガラス素材の温度が複数のガラス素材の間でばらつき、成形型上へのガラス素材の配置位置が複数の成形型の間でばらつくなど、複数の要因があるためである。さらに、場合によっては、プレス不良のレンズが出ることもある。プレス成形体の肉厚の差や、プレス後のプレス成形体の位置に変化があった場合、プレス成形体の上面に高さばらつきが生じ、各吸着部材の吸着面を、全てのプレス成形体上面に一様にかつ良好に接触させることは困難である。 Furthermore, although a plurality of press-formed bodies are simultaneously formed and taken out simultaneously, the thickness and shape of the plurality of press-formed bodies may vary. This is because the mold temperature during pressing varies among multiple molds, the temperature of the glass material used for molding varies among multiple glass materials, and the glass material placement position on the mold is multiple molds. This is because there are multiple factors such as variation between the two. Further, in some cases, a lens with a defective press may appear. If there is a difference in the thickness of the press molded body or a change in the position of the press molded body after pressing, height variations occur on the upper surface of the press molded body. It is difficult to contact the top surface uniformly and satisfactorily.
そこで本発明の目的は、成形型からプレス成形体を取り出すに際し、プレス成形体を傷つけることなしに、確実にプレス成形体を吸着し、保持することができる装置を提供することにある。
さらに本発明の目的は、複数の成形型で成形された複数のプレス成形体を、各成形型から取り出すに際し、プレス成形体を傷つけることなしに、確実にプレス成形体を吸着し、保持することができる装置を提供することにある。
さらに本発明の目的は、上記装置を用いたプレス成形体の吸着方法及び光学素子の製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of reliably adsorbing and holding a press-formed body without damaging the press-formed body when taking out the press-formed body from a forming die.
Furthermore, an object of the present invention is to reliably adsorb and hold a press-formed body without damaging the press-formed body when taking out a plurality of press-formed bodies formed by a plurality of forming dies from each mold. An object of the present invention is to provide an apparatus capable of performing the above.
Furthermore, the objective of this invention is providing the adsorption | suction method of the press-molding body using the said apparatus, and the manufacturing method of an optical element.
[請求項1]
プレス成形体を吸着するための開口部と、この開口部を囲み、プレス成形体と当接する当接部と、前記開口部と連通する貫通孔とを有する吸着部材、前記吸着部材を、所定量の上下動を許容して支承する支持体、及び、吸引手段と連通する吸引ノズルを有するプレス成形体の吸着装置であって、
前記吸引ノズルが、前記吸着部材の貫通孔内に摺動可能に延在するとともに、
前記貫通孔と吸引ノズルの外周との間のクリアランスが、前記当接部にプレス成形体が当接し、かつ吸引手段が起動されたときに、当接部に当接したプレス成形体によって前記開口部内がプレス成形体を吸着保持し得る程度の負圧を形成できる範囲に設定されていることを特徴とする前記吸着装置。
[請求項2]
前記支持体は、前記吸引ノズルと一体に構成され、かつ前記吸引ノズルは、支持体に設けられた貫通孔を経由して吸引手段と連通することを特徴とする請求項1に記載の吸着装置。
[請求項3]
前記支持体は、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間が、前記クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材の上部を包囲することを特徴とする請求項2の吸着装置。
[請求項4]
前記吸引ノズルは、吸着部材が最下位置にあるときの吸引ノズルの下端から当接部までの距離が、吸着部材の上下動の許容長さより長くなるような長さを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸着装置。
[請求項5]
支持アームに請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸着装置を複数個備え付けたマルチ吸着装置。
[請求項6]
請求項3に記載の吸着装置を用いて、成形体を吸着する方法であって、
当接部にプレス成形体を接触させ、かつ吸引を起動させて、前記開口部内を負圧にして当接部にプレス成形体を吸着し、次いで
前記クリアランスを通じて、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間を負圧にすることを特徴とする、前記吸着方法。
[請求項7]
加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸着装置を用いて、成形型から取り出すことを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
[請求項8]
加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得たプレス成形体を、請求項6に記載の吸着方法によって、成形型から取出すことを含むガラス光学素子の製造方法。
[Claim 1]
An adsorbing member having an opening for adsorbing the press-formed body, an abutting portion surrounding the opening and contacting the press-formed body, and a through-hole communicating with the opening, and a predetermined amount of the adsorbing member A support for supporting the vertical movement of the press, and a suction device for a press-formed body having a suction nozzle communicating with the suction means,
The suction nozzle extends slidably into the through hole of the suction member , and
The clearance between the through hole and the outer periphery of the suction nozzle is such that the press formed body abuts on the contact portion when the press formed body abuts on the contact portion and the suction means is activated. The adsorbing apparatus according to
[Claim 2 ]
The suction device according to
[Claim 3 ]
The support body surrounds an upper portion of the suction member so that a space formed by the upper surface of the suction member, the inner surface of the support body, and a part of the outer peripheral surface of the suction nozzle is a closed space except for the clearance. The adsorption device according to
[Claim 4 ]
The suction nozzle has a length such that the distance from the lower end of the suction nozzle to the contact portion when the suction member is at the lowest position is longer than the allowable length of the suction member to move up and down. The adsorption device according to any one of
[Claim 5 ]
A multi-adsorption device comprising a plurality of adsorption devices according to any one of
[Claim 6 ]
A method for adsorbing a molded body using the adsorption device according to claim 3 ,
The press-molded body is brought into contact with the abutting portion and suction is started, the inside of the opening is made negative pressure, and the press-molded body is adsorbed to the abutting portion. The suction method according to
[Claim 7 ]
A press-molded product obtained by press-molding and cooling a heat-softened glass material in a mold, and taking out from the mold using the adsorption device according to any one of
[Claim 8 ]
The heat softened glass material is press-molded in the mold, the press-molded body obtained by cooling, by adsorption method according to claim 6, method of manufacturing a glass optical element comprising the removal from the mold.
本発明の装置を用い、または本発明の方法によれば、重量が比較的大きなプレス成形体であっても、ガラス光学素子等のプレス成形体の形状精度、面精度を損なわずに、確実にプレス成形体を吸着して、安定して成形型から取り出することが可能である。更に、本発明の装置を用い、または本発明の方法によれば、複数のプレス成形体を同時に取り出す際に、各成形体の形状や肉厚にバラツキがあっても、確実にプレス成形体を吸着して、成形型から取り出すことが可能である。このため、いずれの場合にも、プレス成形体の成形型からの取り出しを自動で連続的に行なうことができるので、生産性を格段に向上させることができる。更に、本発明の装置を用い、または本発明の方法によれば、異なった仕様(形状、肉厚)のプレス成形体を同時に成形する場合でも、各プレス成形体を確実に成形型から搬出することができる。
さらに、本発明の吸着装置または本発明の吸着方法を利用して、プレス成形体を成形型から取り出すことを含む本発明のガラス光学素子の製造方法によれば、プレス成形体を確実に成形型から取り出すことができるため、生産効率をより高めることができる。
According to the method of the present invention or according to the method of the present invention, even a press molded body having a relatively large weight can be reliably obtained without impairing the shape accuracy and surface accuracy of the press molded body such as a glass optical element. It is possible to adsorb the press-molded body and stably remove it from the mold. Furthermore, according to the method of the present invention or according to the method of the present invention, when a plurality of press-molded bodies are taken out at the same time, the press-molded bodies are surely secured even if the shapes and thicknesses of the respective molded bodies vary. It can be adsorbed and removed from the mold. For this reason, in any case, the press-molded body can be automatically and continuously removed from the mold, so that productivity can be significantly improved. Furthermore, according to the method of the present invention or according to the method of the present invention, even when press-molded bodies having different specifications (shape and thickness) are simultaneously molded, each press-molded body is reliably unloaded from the mold. be able to.
Furthermore, according to the manufacturing method of the glass optical element of the present invention including taking out the press-molded body from the mold using the suction device of the present invention or the suction method of the present invention, the press-molded body is reliably molded into the mold. Production efficiency can be further increased.
本発明のプレス成形体の吸着装置は、(1)プレス成形体を吸着するための開口部と、この開口部を囲み、プレス成形体と当接する当接部と、前記開口部と連通する貫通孔とを有する吸着部材、(2)前記吸着部材を、所定量の上下動を許容して支承する支持体、及び、(3)吸引手段と連通する吸引ノズルを有する。 The adsorbing device for a press-formed body of the present invention includes: (1) an opening for adsorbing the press-formed body, an abutting portion that surrounds the opening and contacts the press-formed body, and a through that communicates with the opening. A suction member having a hole; (2) a support that supports the suction member while allowing a predetermined amount of vertical movement; and (3) a suction nozzle that communicates with suction means.
図1に、成形型(下型)1と、本発明の吸着装置の一例である吸着装置10の断面図を示す。吸着装置10は、吸着部材11と、支持体15とを有している。
吸着部材11は、プレス成形体Gを吸着するための開口部12とこの開口部12と連通する貫通孔13とを有する。開口部12は、プレス成形体に当接する当接部21によって囲まれている。支持体15は、吸着部材11を、所定量の上下動を許容するように、吸着部材11との間に隙間16を有し、かつ吸着部材11を支承するための突起部17を有する。一方、吸着部材11は、上部につば部14を有し、このつば部14によって支持体15の突起部17において支承されている。このような構造を有することにより、吸着部材11は、その上部にある隙間16の量(高さ)に応じて、上方に動くことができ、僅かな上下動が許容される。この隙間16の高さは、プレス成形体Gの高さのばらつき量などに応じて適宜決定でき、例えば、0.5〜5mm程度とすることができる。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a molding die (lower die) 1 and an
The adsorbing
さらに、この吸着装置は、真空ポンプなどの吸引手段(図示せず)と連通し、吸着部材11の貫通孔13内に延在する吸引ノズル19をさらに備える。吸引ノズル19は、吸着部材11の貫通孔13内に摺動可能な状態で延在する。吸着ノズル19は、吸着装置10を支持するアーム(不図示)などに支持されている。
Further, the suction device further includes a
本発明の吸着装置では、プレス成形体Gを吸着する吸着部材11の上方に隙間16を持たせるという簡単な構造を持つ事で、プレス成形体に高さのばらつきがある場合であっても、上記隙間16による吸着部材の上下動の自由度により高さばらつきを吸収し、吸着部材11の当接部21をプレス成形体に確実に接触させることができる。さらには、プレス成形体に接触した際に、その押圧力は、吸着部材11の自重のみであり、プレス成形体の表面に対して、光学的に有害な傷を発生させること無しに確実な吸着が行える。このような観点から、吸着部材11の重量は、プレス成形体の表面に対して光学的に有害な傷を発生させない程度の重量とすることが適当である。
吸着部材11は、貫通孔13において、吸引ノズル19に対して摺動可能であり、貫通孔13と吸引ノズル19の外周との間には所定のクリアランスを有する。貫通孔13と吸引ノズル19の外周との間のクリアランスは、当接部21にプレス成形体Gが当接し、かつ吸引手段が起動されたときに、当接部21に当接したプレス成形体Gによって開口部12内がプレス成形体Gを吸着保持し得る程度の負圧を形成できる範囲とすることが好ましい。吸引が始動されると、開口部12内は負圧となるが、当接部21にプレス成形体Gが当接しているので、上記クリアランスを介して、雰囲気気体が開口部12内にリークしてくる。開口部12内の負圧が、どの程度維持できるかは、リークの程度と吸引の強さで変化するが、上記開口部12内の負圧空間への雰囲気気体のリークの程度が、プレス成形体Gの当接部21に対する吸着を妨げない範囲になるように、上記クリアランスは設定されることが適当である。開口部12内の負圧がプレス成形体Gに対する吸引力の根源だからである。
具体的には、吸引ノズル19の外径と吸着部材11の貫通孔13の内径とは、吸着部材11が上下動可能な範囲で近似することが好ましい。例えば、図1の装置においては、吸引ノズル19と吸着部材11の貫通孔13との間のクリアランスは、0.05〜0.1mmの範囲であることが、吸着部材11の吸引ノズル19に対する摺動可能を維持し、かつ雰囲気気体のリークが過大にならないという観点から好ましい。
さらに、雰囲気気体の開口部12内へのリークの程度は、上記クリアランスの量のみならず、貫通孔13に対する吸引ノズル19の挿入長さによっても変化する。したがって、リークの程度は、クリアランスの量のみならず、貫通孔13に対する吸引ノズル19の挿入長さ、具体的には、吸着部材11の厚みと吸引ノズル19の挿入の程度を調整することで調整することもできる。
In the suction device of the present invention, by having a simple structure in which the
The
Specifically, it is preferable that the outer diameter of the
Furthermore, the degree of leakage of the atmospheric gas into the
本発明の吸着装置では、前述のように、吸引ノズル19を、吸着部材11の貫通孔13内に延在させる。吸引ノズル19が短すぎると、外気のリークが多くなり、プレス成形体Gを吸着しにくくなる。好ましくは、吸引ノズル19の先端は、開口部12の近傍、すなわちプレス成形体Gの上面付近にまで延在させるのがよい。ここでいうプレス成形体Gの上面付近とは、後述するように、開口部内に、当接部21へのプレス成形体Gの吸着を維持できる程度の負圧空間を形成し得る範囲で、延在させるとの意味である。例えば、吸引ノズル19は、貫通孔の長さの60%以上の範囲の長さで挿入され、延在していることが好ましい。吸引手段からの吸引力が吸引ノズル19を介して開口部12内、すなわち、プレス成形体の真上の空間に直接作用し、この空間を負圧とすることによってプレス成形体を当接部21に確実に吸引することができる。
また、吸引ノズル19の長さは、長い程、開口部12内を負圧にするのは容易になる。しかし、長くなり過ぎると、吸引ノズル19の先端がプレス成形体Gに接触する可能性が有る。そこで、吸引ノズル19は、吸着部材11が最下位置にあるときの吸引ノズル19の下端から当接部21までの距離が、吸着部材11の上下動の許容長さ(図1の装置10では、隙間16の高さに相当する)より長くなるような長さを有することが適当である。
図1において、支持体15は一体に構成されている。しかし、支持体15、例えば、突起部17を、その他の部分(支持体本体)とは別部材で作製し、吸着部材を、支持体本体にはめ込んでから、突起部を取りつけた物であっても良い。
図1に示す吸着装置10の動作を説明する。
プレス成形後に、成形型(下型)上に残されたプレス成形品Gをとりだし、搬送するため、支持体15がとりつけられているアーム(不図示)を、下型1の上方に移動し、プレス成形体Gを取出す位置に、(図示しない昇降手段により)下降させる。上記アームを下降させる代わりに下型1を上昇させてもよい。但し、本発明の吸着装置10では、支持体又は支持体をとりつけたアームを昇降させる昇降手段を供えることが好ましい。このように、吸着部材11の当接部21がプレス成形体Gに接触する位置に静止させる。
当接部21がプレス成形体Gに接触する際、プレス成形体Gの厚さに応じて、吸着部材11は、貫通孔13と吸引ノズル19の間の摺動により、適宜上方に移動する。このため、吸着部材の上方への移動を許容するように、隙間16が設けられている。尚、隙間16の高さは、プレス成形品の厚み変動を考慮して、予め適宜決定される。次いで、吸着ノズル19に通じる吸引手段、例えば、真空ポンプ(不図示)の電磁弁(不図示)を開放し、吸引を起動する。これにより、開口部12内は負圧となり、プレス成形体Gは、開口部12内に吸引され、当接部21に密着する。このとき、吸引ノズル19の外周と、吸着部材の貫通孔13の間には、クリアランスが存在するため、負圧空間への外気のリークが若干生じる。したがって、前述のように、この点を考慮して、吸着すべきプレス成形体の重量に基づいて、クリアランス量及び貫通孔13に対する吸引ノズル19の挿入長さと共に、吸引力を適宜設定することができる。
当接部21に吸引されたプレス成形体Gは、その状態で、例えば、支持体15に取り付けたアームの昇降手段により吸着装置10を上方に引き上げ、又は下型1を下降させたのち、アームによって吸着装置10を後退させ、図示しない収納具に搬送することができる。
尚、本発明においてプレス成形体は、例えば、上下の成形面が光学的機能を形成するものであることができ、具体的には、プレス成形体はガラス光学素子であることができる。
本発明の吸着装置は、支持体が、吸引ノズルと一体に構成され、かつ吸引ノズルは、支持体に設けられた貫通孔を経由して吸引手段と連通するものであることが好ましい。さらに、支持体は、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間が、前記クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材の上部を包囲することが好ましい。
この吸着装置を図2に基づいて以下に説明する。
In the suction device of the present invention, the
The longer the
In FIG. 1, the
The operation of the
After the press molding, the arm (not shown) to which the
When the
In this state, the press-molded body G sucked by the
In the present invention, the press-molded body can be one in which the upper and lower molding surfaces form an optical function, and specifically, the press-molded body can be a glass optical element.
In the adsorption device of the present invention, it is preferable that the support is configured integrally with the suction nozzle, and the suction nozzle communicates with the suction means via a through hole provided in the support. Furthermore, the support body surrounds the upper part of the suction member so that a space formed by the upper surface of the suction member, the inner surface of the support body, and a part of the outer peripheral surface of the suction nozzle becomes a closed space except for the clearance. Is preferred.
This adsorption apparatus will be described below with reference to FIG.
図2には、成形型(下型)1と、本発明の更に好ましい態様である吸着装置10'を示す。吸着装置10'は、吸着部材11'と、支持体15'とを有している。
ここでも吸着部材11'は、プレス成形体Gを吸着するための開口部12'とこの開口部12'と連通する貫通孔13'とを有する。開口部12'は、プレス成形体Gに当接する当接部21'によって囲まれている。支持体15'は、吸着部材11'を、所定量の上下動を許容するように、吸着部材11'との間に隙間16'を有し、かつ吸着部材11'を支承するための突起部17'を有する。一方、吸着部材11'は、上部につば部14'を有し、このつば部14'によって支持体15'の突起部17'において支承されている。図1の装置と同様、吸着部材11'は、その上部にある隙間16'の量(高さ)に応じて、上方に動くことができ、僅かな上下動が許容される。
FIG. 2 shows a mold (lower mold) 1 and an
Also here, the adsorbing
ここでは、支持体15'は、吸引ノズル19'と一体に構成されている。支持体15'は、貫通孔18を有しており、吸引ノズル19'は、この貫通孔18を経由して、吸引手段(図示せず)と連通している。
ここで、一体に構成されるとは、吸引ノズル19'と支持体15'が相互に固定されていることをいい、同一部材から成っていてもよく、別部材から成っていて相互に直接又は間接に固定されていてもよい。
吸引ノズル19'が、支持体15'と別部材として構成されている場合には、吸着部材11'の高さや吸着部材11'の貫通孔13'の内径に応じて、吸引ノズル19'を適宜選択できるという利点がある。また、吸引ノズル19'が、支持体15'と同一部材からなっている場合には、吸引ノズル19'の位置精度を出しやすいという利点がある。
Here, the
Here, being configured integrally means that the
When the
図2に示す態様では、上記のように吸引ノズル19'と支持体15'とが一体に構成され、かつ支持体15'は、吸着部材11'の上面11'aと支持体の内面15'a(下面)、15'b(内周面)と吸引ノズル19'の一部の外周面19'aとで形成される空間S2が、クリアランスを除き閉鎖空間となるよう、吸着部材11'の上部を包囲する。この空間S2は、吸着部材11'の貫通孔18と吸引ノズル19'の間のクリアランスを通じてプレス成形体Gの真上の空間S1と連通している。したがって、吸引手段(不図示)は、空間S1及び上記クリアランスを介して、隙間16に形成される空間S2と連通している。当接部21'にプレス成形体Gが当接すると、プレス成形体Gと吸着部材11'とが、空間S1を形成し、さらに空間S1はクリアランスを介して空間S2と連通する。そのため、吸引手段による吸引力は、外部にリークすることなく、確実にこの空間S1及びS2を減圧にする。
すなわち、吸着部材11'の当接部21'をプレス成形体Gに接触させた後、吸引を起動させると、開口部13'内に負圧空間S1を形成する。これによって当接部21'に成形体を確実に吸着する。引き続き吸引が行われると、貫通孔13'と吸引ノズル19'の間のクリアランスを通じて吸着部材11'と支持体15'の間にある隙間16'に負圧空間S2を生じ、プレス成形体Gを吸着した状態で吸着部材11'が上方に移動する。吸着部材11'が上方に移動することで、負圧空間S2、即ち隙間16'は消滅し、吸着部材11'は、支持体15'に密着する。尚、プレス成形体Gに接触し、その高さばらつきを吸収する役割を担う吸着部材11'は、確実にプレス成形体Gを吸着した後は、上下動の必要はなく、支持体15'に密着し、固定されることに問題はない。
In the embodiment shown in FIG. 2, the
That is, when the suction portion is activated after the
換言すれば、本発明の装置では、プレス成形体Gが吸着部材11'の当接部21'に確実に吸着されるまでは、吸着部材11'が上昇する吸引圧力がかからない。このため、プレス成形体が多少重くても、プレス成形体Gと当接部21'の接触が維持される。そして、開口部12'とプレス成形体Gとで形成される負圧空間S1が形成されて初めて、隙間16'に対しても減圧が伝わり、負圧空間S2が形成されるとともに、その体積を小さくする力が働き、吸着部材11'が上昇する。その結果、隙間16'が吸着部材11'で完全に占有され消滅し、前記小空間は益々コンパクトになり気密になる。そのため、プレス成形体は、強固に吸引され、安定に保持され、搬送中にも落ちることはない。
In other words, in the apparatus of the present invention, the suction pressure at which the
尚、特許文献3に記載の装置のように、吸引が、開口部に作用する前に吸着パッドに作用する構造では、プレス成形体によりも先に、吸着パットに対して上方への吸引圧力がかかり易く、プレス成形体を吸着する前に吸着パットが隙間の厚さ分持ち上がってしまうことがある。そうなると、プレス成形体上方と吸着パットの間での接触を維持できない事態が生じ得る。 In the structure where the suction acts on the suction pad before acting on the opening as in the device described in Patent Document 3, the suction pressure upward with respect to the suction pad is first applied to the suction pad. It is easy to apply, and the suction pad may be lifted by the thickness of the gap before the press-molded body is sucked. If so, a situation may arise in which the contact between the press-formed body and the suction pad cannot be maintained.
図2に示す態様においても、吸引ノズル19'の外径と吸着部材11'の貫通孔13'の内径とは、吸着部材11'が上下動可能な範囲で近似することが好ましい。より具体的には、吸引ノズル19'と吸着部材11'の貫通孔13'との間のクリアランスは、片側で0.05〜0.15mm程度とすることが適当である。図2の態様においても、吸引ノズル19'と吸着部材11'の貫通孔13'との間のクリアランスを所定の範囲に設定することで、前記した負圧空間の形成順序が維持され、プレス成形体Gの吸着とその後の吸着部材11'の隙間16'への吸引とをよりスムーズに行える。
Also in the embodiment shown in FIG. 2, it is preferable that the outer diameter of the
吸引手段(例えば、真空ポンプ)に連通される吸引ノズル19'は、吸着部材11'の貫通孔13内に延在しており、好ましくは、開口部12'近傍まで延びている。したがって、吸引ノズル19'が、吸着部材11'の中を通っており、吸着部材11'は吸引ノズル19'を中心にして、吸引ノズル19'と摺動しながら上下動する。このように、吸引ノズル19'によって吸着部材11'の中心が支えられ、吸着部材11'が傾くことなくスムーズに上下動できる効果もある。この点は、図1に示す装置においても同様である。
吸引ノズル19'は、吸着部材11'が最大限上方に移動して支持体15'との間の隙間16'を全て占有しても、吸着部材11'の開口部12'から突出しない長さを有することが適当である。吸引ノズル19'が短すぎると、負圧空間S1とS2の逐次形成が難しくなり、負圧空間S1の形成とほぼ同時に負圧空間S2が形成されてしまうこともある。そこで、吸引ノズル19'は、貫通孔13'の長さの60%以上の範囲の長さで挿入され、延在していることが好ましい。
一方、吸着部材11'が最も高い位置にあるとき、すなわち支持体15'との隙間16'がほぼ完全に埋まったときに、吸引ノズル19'の先端が吸着部材11'の開口部12'から突出し、吸着するプレス成形体Gに接触するとプレス成形体Gを傷つける可能性がある。そこで、吸引ノズル19'の先端がプレス成形体Gに接触しないよう、吸引ノズル先端の位置(吸引ノズルの長さ)を決定する。具体的には、吸引ノズル19'は、吸着部材11'が最下位置にあるときの吸引ノズル19'の下端から当接部21'までの距離が、吸着部材11'の上下動の許容長さ(図2の装置10'では、隙間16'の高さに相当する)より長くなるような長さを有することが適当である。より具体的には、吸着部材11'が最も高い位置にあるときに、吸引ノズル19'の先端が吸着部材11'の開口部12'のわずかに(例えば、0.2mm〜2mm)内側にあることが好ましい。
The
The
On the other hand, when the
以下、上記2つの態様において、共通する点を説明する。但し、説明は図1に基づいて行い、特に断らない限り、以下の説明は図2に示す態様についても共通する。
吸着部材の素材は、耐熱性をもち、プレス成形体を傷つけないよう軽量のものであれば、適宜公知のものを用いることができる。例えばカーボン、サーメット、セラミックなどを用いることができる。またこれらの表面に熱分解炭素、炭化珪素、ガラス状炭素、などを被覆したものも使用する事が出来る。なお高温のガラスに対して不活性である素材が好ましい。
Hereinafter, common points in the above two modes will be described. However, the description will be made based on FIG. 1, and the following description is common to the embodiment shown in FIG. 2 unless otherwise specified.
The material of the adsorption member can be appropriately selected from known materials as long as it has heat resistance and is lightweight so as not to damage the press-formed body. For example, carbon, cermet, ceramic and the like can be used. Also, those obtained by coating these surfaces with pyrolytic carbon, silicon carbide, glassy carbon, or the like can be used. A material that is inert to high-temperature glass is preferred.
吸着部材11の開口部12に設けられた当接部21は、プレス成形体Gと接触し、吸着するため、適宜形状を工夫することができる。当接部21は、必要により、筒状突起20の形状とすることができる。筒状突起20を設けることで、プレス成形体Gの上面(吸着される面)が凹面であっても、容易にかつ良好に吸着することができるという利点がある。筒状突起20の内径、即ち開口部12の内径は、プレス成形体Gを容易にかつ良好に吸着するという観点から、プレス成形体Gの外径より小さいことが適当である。
Since the abutting
さらに、筒状突起20の先端部、即ち当接部21は、プレス成形体に傷をつけないよう、面取りをすることができる。また、プレス成形体の形状に合わせた形状にすることもできる。例えば、プレス成形体の上面が球面又は非球面であって凹面である場合には、略同じ曲率をもった凸面とすることで、接触面を広くすることができる。
本発明は、本発明の吸着装置を用いた、プレス成形体を吸着する方法を包含する。特に、本発明は、図2に示す吸着装置を用いた、プレス成形体を吸着する方法を包含する。図2に基づいて説明すると、この方法では、当接部21'にプレス成形体Gを接触させ、かつ図示しない吸引手段を起動させて吸引を開始し、開口部12'内の空間S1を負圧にして当接部21'にプレス成形体Gを吸着する。プレス成形体Gへの当接部21'の接触は、吸引の開始前であることが好ましいが、吸引と同時または吸引の開始後に行うこともできる。但し、プレス成形体Gへの当接部21'の接触を吸引の開始後に行う場合、吸引によるプレス成形体Gへの当接部21'の接触が急激にならないように、吸引力を調節することが好ましい。
Furthermore, the tip end portion of the
The present invention includes a method for adsorbing a press-formed product using the adsorbing device of the present invention. In particular, the present invention includes a method of adsorbing a press-formed body using the adsorbing device shown in FIG. Referring to FIG. 2, in this method, the press-molded body G is brought into contact with the abutting
次いで、貫通孔13'と吸引ノズル19'の間のクリアランスを通じて、吸着部材11'の上面11'aと支持体15'の内面15'a、15'bと吸引ノズル19'の一部の外周面19'aとで形成される空間S2を負圧にする。このように、空間S1及び空間S2を負圧にすることで、プレス成形体Gへの当接部21'の接触、吸着部材11'でのプレス成形体Gの吸着保持を確実に行うことができる。吸着部材11'に吸着されたプレス成形体Gは、吸着部材11'を上方に移動させるか、成形型(下型)1を降下させて成形型(下型)1から取り出される。
Next, through the clearance between the through
尚、当接部21'がプレス成形体Gに接触する際には、吸着装置10'を成形型(下型)1の上方に位置させ、プレス成形品Gに対しては吸着部材10'の自重を超える荷重をかけないように、吸着装置10'と成形型(下型)1の相互位置を調整することが適当である。また、プレス成形工程及びその後の冷却工程における条件の変動等に起因して生じるプレス成形体Gの肉厚変動を予測し、隙間16'の高さと、吸引ノズル19'の長さを適切に設定することが適当である。
When the
本発明は、上記本発明の吸着装置を複数個備えたマルチ吸着装置も包含する。本発明のマルチ吸着装置は、上記本発明の吸着装置を複数個、支持アームに配置したものである。この支持アームは、吸引手段と連通するための貫通孔を前記吸着装置と同数内蔵するか、または吸引手段と連通するためのパイプを前記吸着装置と同数備えることが好ましい。支持アームが有する貫通孔またはパイプは、前記吸着装置の支持体が有する貫通孔と連通している。 The present invention also includes a multi-adsorption device including a plurality of the adsorption devices of the present invention. The multi-adsorption device of the present invention is a device in which a plurality of the adsorption devices of the present invention are arranged on a support arm. It is preferable that this support arm has the same number of through holes for communicating with the suction means as the number of the suction devices, or the same number of pipes for communicating with the suction means as the suction devices. The through-hole or pipe that the support arm has communicates with the through-hole that the support of the adsorption device has.
本発明のマルチ吸着装置を図3によりさらに説明する。
図3に示すマルチ吸着装置30は、複数(4個)の吸着装置10'a〜10'dが吸着アーム31に固定されている。このマルチ吸着装置は、複数個(4個)のプレス成形体Ga〜Gdを同時に下型1a〜1dから取り出すためのものである。
吸着アーム31には、図示しない真空吸引手段と接続しているパイプ32a〜32dがアーム31の内部に設けられ、支持アーム31が有するパイプ32a〜32dと、吸着装置10'a〜10'dの各支持体が有する貫通孔とが連通している。
The multi-adsorption apparatus of the present invention will be further described with reference to FIG.
In the
The
本発明は、さらに、上記本発明のマルチ吸着装置の各吸着部材の開口部(筒状突起が設けられている場合を含む)を、複数の成形型により成形された各プレス成形体に接触させる工程と、吸引を起動させる工程とを含むプレス成形体を吸着する方法を包含する。 In the present invention, furthermore, the openings (including the case where the cylindrical protrusion is provided) of each adsorption member of the multi-adsorption device of the present invention are brought into contact with each press-molded body molded by a plurality of molding dies. The method includes adsorbing a press-molded body including a step and a step of starting suction.
以下に、本発明の吸着装置を用いるプレス成形体の吸着方法について、図3に基づき、マルチ吸着装置を例に説明する。
プレスが行われたプレス成形体Gを取り出し、搬送するため、吸着部材11'a〜11'dがセットされている吸着アーム31を成形型(下型) 1a〜1dの上方へ移動し、プレス成形体Ga〜Gdを取り出す所定の位置に(図示しない昇降手段により)下降させる。必要に応じて、成形型(下型) 1a〜1dを吸着部材11'a〜11'dとプレス成形体Ga〜Gdが接触するように、決められた位置まで上昇させる。このとき、吸着部材とプレス成形体のいずれを動かしても、相対的に両者が接近し、接触すればよい。本発明の吸着装置は支持体又は吸着アームを昇降させる昇降手段とを備えることが好ましい。
Below, the adsorption method of the press-molded body using the adsorption device of the present invention will be described based on FIG.
In order to take out and convey the press-formed body G that has been pressed, the
プレス成形体Ga〜Gdが吸着部材11'a〜11'dと接触し、各吸着部材の位置が、レンズの肉厚変化や位置ずれに対して発生した高さばらつきに応じて上方へ移動する。吸着部材と支持体の間に設けられた隙間の高さは、プレス成形体の高さばらつきを予測して、あらかじめ決められる。必要以上に大きくすることは、好ましくない。
The press-molded bodies Ga to Gd come into contact with the
次いで、吸着を行うため吸引ノズルに通じる真空ポンプ(吸引手段、図示せず)の電磁弁を開放、即ち吸着を起動する。これによってプレス成形体が吸着部材に密着する。プレス成形体が吸着部材に密着すると、プレス成形体と吸着部材が上方へ引き寄せられる。この後、昇降手段(図示せず)により成形型に対し前記吸着部材を上方に移動させて、プレス成形体を成形型から取り出すことができる。成形型から取り出したプレス成形体は必要により収納具(図示せず)等に搬送することができる。
これらの動作によって、肉厚変化や位置ずれによって高さにばらつきがある4個のプレス成形体(レンズ)を成形型から確実に取り出すことができる。
Next, an electromagnetic valve of a vacuum pump (suction means, not shown) leading to the suction nozzle is opened to perform suction, that is, suction is started. As a result, the press-formed body comes into close contact with the adsorption member. When the press-molded body comes into close contact with the adsorption member, the press-molded body and the adsorption member are drawn upward. Thereafter, the pressing member can be taken out of the mold by moving the suction member upward with respect to the mold by lifting means (not shown). The press-molded body taken out from the mold can be conveyed to a storage tool (not shown) or the like as necessary.
By these operations, four press-molded bodies (lenses) having variations in height due to changes in thickness or displacement can be reliably removed from the mold.
本発明の吸着装置を用いて、あるいは本発明の吸着方法を用いて、プレス成形体の成形面から取り出す工程は、例えばプレス成形体の温度がTg以下の温度に相当する粘度になったらなるべく早く行うことが、プレス成形工程のサイクルタイムの短縮の観点から好ましい。このとき、プレス成形体の取り出しのタイミングは、プレス成形体の形状や硝種により適宜選択することができるが、好ましくは、プレス成形体の温度がTg−50℃〜Tg℃の範囲にあるときがより好ましい。本発明の吸着装置あるいは本発明の吸着方法を用いることで、ゴムなどの弾性体を使用できない高温下であってもプレス成形体(光学レンズなど)を、治具からの押圧力によって生じる傷を避け、かつ、確実に保持、搬送できる。特に、本発明は、成形型からガラスのプレス成形体を離型できるTg−50℃〜Tg℃の範囲という高温であっても、プレス成形体を確実に吸引して成形型かち取り出せるという顕著な効果を奏する。 The step of removing from the molding surface of the press-molded body using the adsorption device of the present invention or the adsorption method of the present invention is as soon as possible when the temperature of the press-molded body reaches a viscosity corresponding to a temperature of Tg or less. It is preferable from the viewpoint of shortening the cycle time of the press molding process. At this time, the timing of taking out the press-molded body can be appropriately selected depending on the shape of the press-molded body and the glass type, but preferably the temperature of the press-molded body is in the range of Tg-50 ° C to Tg ° C. More preferred. By using the suction device of the present invention or the suction method of the present invention, even if the elastic body such as rubber is not used, the press molded body (such as an optical lens) can be damaged by the pressing force from the jig. It can be avoided and reliably held and transported. In particular, the present invention is remarkable in that the press-formed body can be reliably sucked and taken out from the mold even at a high temperature in the range of Tg-50 ° C. to Tg ° C. at which the glass press-formed body can be released from the mold. There is an effect.
また、本発明は、加熱軟化したガラス素材を成形型内でプレス成形し、冷却して得られたプレス成形体を、上記本発明の吸着装置または吸着方法を用いて、成形型から取り出すことを含む、光学素子の製造方法をも包含する。 Further, the present invention is to take out a press-molded product obtained by press-molding and cooling a heat-softened glass material from a mold using the adsorption apparatus or adsorption method of the present invention. The manufacturing method of an optical element is also included.
ガラス素材の加熱軟化、プレス成形、冷却は、公知の方法で行うことができ、例えば、特開2001−19445号で開示されている方法を用いることができる。これは、成形用ガラス素材を加熱により所定粘度に調整し、所定温度に予熱された成形型に導入し、成形型によりプレス成形する方法である。ガラス素材は、成形型の予熱温度より高温に加熱し、これを予熱された成形型に移送後、直ちにプレス成形することが好ましい。ガラス素材の加熱時の粘度は、108ポアズ未満が好ましく、また、成形型は、ガラス素材の粘度で、108〜1012.5ポアズの範囲とすることができる。更に、複数個のガラス素材を、上記所定粘度に調整し、複数の成形型に導入してもよい。この場合、プレス成形体の取り出しには、上記本発明のマルチ吸着装置を用いることができる。 Heat softening, press molding, and cooling of the glass material can be performed by a known method, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-19445 can be used. This is a method in which a forming glass material is adjusted to a predetermined viscosity by heating, introduced into a mold preheated to a predetermined temperature, and press-molded by the mold. It is preferable that the glass material is heated to a temperature higher than the preheating temperature of the molding die and transferred to the preheated molding die, and then immediately press-molded. The viscosity at the time of heating the glass material is preferably less than 10 8 poise, and the mold can have a viscosity of the glass material and can be in the range of 10 8 to 10 12.5 poise. Further, a plurality of glass materials may be adjusted to the predetermined viscosity and introduced into a plurality of molds. In this case, the multi-adsorption device of the present invention can be used for taking out the press-formed body.
被成形用のガラス素材は、例えば、球形状、扁平球形状等の形状を有するものを挙げることができる。また、被成形ガラス素材の材質や成形により得られる光学素子の形状等には特に制限はない。本発明の方法により得られるガラス光学素子としては、例えば、非球面または球面の両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等を挙げることができる。即ち、本発明の吸着装置及び方法で吸着対象であるプレス成形体も、非球面または球面の両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ等であることができる。 Examples of the glass material for molding include those having shapes such as a spherical shape and a flat spherical shape. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the shape of the optical element obtained by the material of a to-be-molded glass raw material, or shaping | molding. Examples of the glass optical element obtained by the method of the present invention include an aspherical or spherical biconvex lens, a convex meniscus lens, and a concave meniscus lens. That is, the press-molded body that is the object of suction in the suction device and method of the present invention can also be an aspherical or spherical biconvex lens, a convex meniscus lens, a concave meniscus lens, or the like.
本発明の光学素子の製造方法においては、所定温度に加熱された被成形ガラス素材を予熱した成形型に移動する。被成形ガラスの成形型への供給は、吸着部材等公知の供給手段を用いて行うことができるが、浮上皿、好ましくは割型式浮上皿を用いことが好ましい。例えば、支持アーム上に長手方向一列に配置された複数の割型式浮上皿上に、加熱軟化した複数の被成形ガラス素材を、下方から噴出する気流により浮上させて搬送し、複数の成形型の下型の直上で浮上皿を分割して被成形ガラス素材を同時に落下させることにより、ガラス素材を予熱した各成形型に同時に移動することができる。このような浮上皿は、例えば、特開平8−133758号に記載の物を用いることができる。 In the method for producing an optical element of the present invention, the glass material to be molded heated to a predetermined temperature is moved to a pre-heated molding die. Supply of the glass to be molded to the mold can be performed using a known supply means such as an adsorbing member, but it is preferable to use a floating plate, preferably a split type floating plate. For example, a plurality of glass materials to be molded that are heated and softened are floated and conveyed by a stream of air blown from below on a plurality of split mold levitation plates arranged in a line in the longitudinal direction on a support arm. By dividing the levitating plate directly above the lower mold and dropping the glass material to be molded at the same time, the glass material can be simultaneously moved to the respective pre-heated molds. As such a floating dish, for example, the one described in JP-A-8-133758 can be used.
非等温プレス法(異なる温度を有する成形型とガラス素材とを使用する方法)においては、被成形ガラス素材を成形型に導入した瞬間から、ガラスと成形型との間で熱のやり取りが行われる。そのため、その後のプレス成形によるガラスの変形とガラスと成形型の熱履歴の関係とを各被成形ガラス素材において等しくすることが好ましい。そこで、複数の被成形ガラス素材を対応する成形型のそれぞれに同時に供給することが好ましい。 In the non-isothermal press method (a method using a mold and a glass material having different temperatures), heat is exchanged between the glass and the mold from the moment when the glass material to be molded is introduced into the mold. . Therefore, it is preferable that the glass deformation by the subsequent press molding and the relationship between the glass and the heat history of the mold are equalized in each glass material to be molded. Therefore, it is preferable to supply a plurality of glass forming materials simultaneously to the corresponding molds.
さらに、上記のように割型式浮上皿を用いる場合、下型の中央部に心ずれする(下型成形面の中心と被成形ガラス素材とがずれる)ことなく落下させるために、被成形ガラス素材を、浮上皿と下型の間に配置した心ずれ防止ファンネル部材の開口部を通して落下させることもできる。また、落下した被成形ガラス素材の下型中央部から位置ずれ(心ずれ)が生じた場合、ガイド手段を用いて幅寄せを行うことにより心ずれを補正することもできる。 Furthermore, when using a split mold floating plate as described above, the glass material to be molded is allowed to drop without being displaced from the center of the lower mold (the center of the molding surface of the lower mold is not displaced from the glass material to be molded). Can be dropped through the opening of the decentering funnel member arranged between the floating pan and the lower mold. In addition, when a position shift (center shift) occurs from the center of the lower mold of the glass material to be dropped, the center shift can be corrected by performing width alignment using the guide means.
次いで、被成形ガラス素材を成形型によりプレスして、成形型の成形面に対応する形状に成形する。被成形ガラス素材のプレス成形に関しては、例えば、複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材を、長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列された、上型及び下型からなる複数の成形型で同時に加圧成形することからなる光学素子の成形方法(特開平11−29333号参照)を利用することができる。また、プレス成形方法に用いる成形型の形状や構造及び材質等、さらには、成形条件等は、公知のものであることができ、例えば、特開平8−133758号に記載のものを挙げることができる。 Next, the glass material to be molded is pressed with a molding die and shaped into a shape corresponding to the molding surface of the molding die. Regarding press molding of the glass material to be molded, for example, a plurality of glass mold materials that are heat-softened are arranged in a row along the longitudinal direction on a long-shaped base mold, and a plurality of upper and lower molds. It is possible to use an optical element molding method (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29333), in which pressure molding is simultaneously performed using a molding die. Further, the shape, structure, material, and the like of the mold used for the press molding method, as well as the molding conditions, can be known ones, for example, those described in JP-A-8-133758. it can.
複数個の加熱軟化した被成形ガラス素材を、複数の成形型で同時に加圧成形する場合、複数の成形型の間で熱的条件が同一であり、かつ各成形型において、成形面の温度が成形面の中心から当距離にある位置においては同一であることが好ましい。特開平11−29333号に記載の方法では、複数の成形型が長尺形状の母型に長手方向に沿って一列に配列され、かつ前記母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によって、各成形型が加熱されることから、複数の成形型の間での熱的条件を同一にすることを可能にしている。さらに、前記複数個の成形型のそれぞれが、前記母型の周囲に巻回された加熱手段により加熱された母型からの熱伝導によって加熱され、かつこの加熱は、少なくとも各成形型の水平断面における対向する2つの位置が実質的に均等に加熱されることが好ましい。このような成形型の加熱を可能にする成形装置として、母型が長尺形状であって、かつ一定の幅を有し、該母型に前記成形型複数個を長手方向に等間隔に一列に、成形型の中心が母型の中心線上に位置するように設け、さらに少なくとも母型の短手方向端部での前記加熱手段と母型との距離が一定である装置を用いることができる。このような構造とすることにより、各成形型の成形面に加熱手段からの距離の違いによる温度分布が生じることを極力防止でき、その結果、面精度及び表面品質の良好なガラス光学素子を複数個同時に成形することができる。上記長尺形状の母型は、好ましくは両端部が略半円状になっていることが、両端部に近い成形型への加熱が均一にできるという観点から好ましい。 When a plurality of heat-softened glass materials to be softened are simultaneously pressure-molded in a plurality of molds, the thermal conditions are the same among the molds, and the temperature of the molding surface in each mold is It is preferable that the position is the same at a position at a distance from the center of the molding surface. In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29333, a plurality of molding dies are arrayed in a line along the longitudinal direction on an elongated mother die and heated by a heating means wound around the mother die. Since each mold is heated by heat conduction from the mother mold, the thermal conditions among the plurality of molds can be made the same. Further, each of the plurality of molds is heated by heat conduction from a mother mold heated by a heating means wound around the mother mold, and this heating is performed at least in a horizontal section of each mold. It is preferred that the two opposing positions in are heated substantially evenly. As a molding apparatus that enables heating of such a mold, the mother mold has a long shape and has a certain width, and a plurality of the molds are arranged in the mother mold at regular intervals in the longitudinal direction. In addition, an apparatus can be used in which the center of the molding die is positioned on the center line of the mother die and the distance between the heating means and the mother die is constant at least in the short direction end of the mother die. . By adopting such a structure, it is possible to prevent the occurrence of temperature distribution due to the difference in distance from the heating means on the molding surface of each mold as much as possible. As a result, a plurality of glass optical elements having good surface accuracy and surface quality can be obtained. Can be molded simultaneously. It is preferable from the viewpoint of heating the molding die close to both end portions that the both ends of the long-shaped mother die are substantially semicircular.
上記成形装置において、成形型の形状や構造及び材質は、公知のものであることができ、例えば、特開平8−133758号に記載のものを挙げることができる。具体的には、成形型として炭化ケイ素焼結体にCVD法により炭化ケイ素膜を形成した後、イオンプレーティング法によりi−カーボン膜を形成したものを用いることができる。さらに、ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、酸化アルミニウムと炭化チタンのサーメットや、これらの表面にダイヤモンド、耐熱金属、貴金属合金、或いは炭化物、窒化物、硼化物、酸化物などのセラミックスなどを被覆したものも使用することができる。但し、i−カーボン膜等の炭素系膜は離型性がよい点で特に有利である。 In the molding apparatus, the shape, structure and material of the molding die can be known ones, for example, those described in JP-A-8-133758. Specifically, a silicon carbide sintered body formed on a silicon carbide sintered body by a CVD method and then an i-carbon film formed by an ion plating method can be used as a mold. In addition, cermets of silicon, silicon nitride, tungsten carbide, aluminum oxide and titanium carbide, and their surfaces coated with diamond, refractory metal, noble metal alloy, or ceramics such as carbide, nitride, boride, oxide, etc. Can also be used. However, carbon-based films such as i-carbon films are particularly advantageous in that they have good releasability.
加熱手段は公知の種々のものから選択でき、成形時に母型の周囲に接触状態または非接触状態で位置するように母型の周囲に巻回される。加熱手段は、誘導加熱コイルのような誘導加熱手段であり、成形時に母型の周囲に非接触状態で位置するように母型の形状に倣って巻回されているのが好ましい。尚、誘導加熱コイル等の誘導加熱手段は公知のものから適宜選択できる。加熱手段として誘導加熱手段を用いることにより、繰り返し成形する場合に、成形型の昇温を素早く行うことが出来るため、成形のサイクルタイムを短くできるという利点がある。さらには、誘導加熱手段は、温度の再現性が極めて良いため、精密な温度制御が可能であるという利点もある。 The heating means can be selected from various known ones, and is wound around the mother die so as to be positioned in a contact state or a non-contact state around the mother die at the time of molding. The heating means is an induction heating means such as an induction heating coil, and is preferably wound around the shape of the mother die so as to be positioned in a non-contact state around the mother die at the time of molding. The induction heating means such as an induction heating coil can be appropriately selected from known ones. By using the induction heating means as the heating means, it is possible to quickly raise the temperature of the mold when repeatedly molding, and there is an advantage that the molding cycle time can be shortened. Furthermore, the induction heating means has an advantage that precise temperature control is possible because the temperature reproducibility is very good.
本発明の装置及び方法においては、光学素子の形状、大きさ及び重量に応じて、その開口部の径や形状や、真空吸引手段の吸引力を適宜選択することができる。たとえば、光学素子の重量は2.5〜6.0g、又は径が8〜35mmのものが、本発明の装置及び方法を適用するのに好適である。重量及び径のいずれもが大きい方が、肉厚変動がおきやすく、吸引力も必要となるため本発明の効果が大きくなる。 In the apparatus and method of the present invention, the diameter and shape of the opening and the suction force of the vacuum suction means can be appropriately selected according to the shape, size and weight of the optical element. For example, an optical element having a weight of 2.5 to 6.0 g or a diameter of 8 to 35 mm is suitable for applying the apparatus and method of the present invention. When both the weight and the diameter are large, the wall thickness fluctuates easily and the suction force is also required, so that the effect of the present invention is enhanced.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
本実施例で使用する成形装置は、図5に示す、1つの型母材に4つの成形型が配置されているものである。上母型及び下母型は、タングステン合金により形成し、上型202及び下型203並びに胴型210の各型部材は炭化珪素に炭素系薄膜を被覆したものである。
この装置を用いて、バリウムホウケイ酸ガラス(転移点514℃、屈伏点545℃)204をプレスして外径15mmの凹メニスカス形状のレンズ(一方の面が球面、他方の面が非球面)を成形した。扁平球形状に熱間成形された表面欠陥のないプリフォームを470℃に予熱し、成形室の下方にて約470℃に予熱された4個の下型203上に、移送ハンドを用いて4個同時に移送した。直ちに、駆動手段(図示せず)で下母型201bを上昇し470℃の上母型201aに接触させ、各上型202に、各胴型を組み込んだ。この直後、高周波誘導加熱により上下母型をガラス粘度108ポアズに相当する596℃への昇温を開始した。均熱化した後、下母型201bを上昇させて70kg/cm2の圧力でプレスし、上下成形面の形状をガラスに転写した。次に、減圧し、レンズ表面が加圧状態になるように保ちながら、型および成形されたレンズをガラス転移点以下になるまで50℃/分の冷却速度で冷却した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
The molding apparatus used in this example is one in which four molding dies are arranged on one mold base material shown in FIG. The upper mother die and the lower mother die are formed of a tungsten alloy, and the
Using this apparatus, barium borosilicate glass (transition point 514 ° C., yield point 545 ° C.) 204 is pressed to form a concave meniscus lens (one surface is spherical and the other surface is aspheric) with an outer diameter of 15 mm. Molded. Preforms that are hot-formed into a flat sphere shape and have no surface defects are preheated to 470 ° C., and are transferred onto the four
各型において、加熱及び冷却がほぼ均等に行われた。490℃で離型し、下母型を成形室の下まで下降させ、図3に示す吸着部材を4個有する吸引部材を用いて4個のレンズを同時に取り出した。さらに、次の予熱された4個のプリフォームを入れ、次のプレスサイクルに移った。
この成形及び取り出し工程を500回繰り返し行った。
この500回、2000個のプレスの中でプリフォームを下型へ移送した際に発生した位置ずれによる偏肉や温度、圧力変動による肉厚変動があったが、その高さばらつき(最大1mm)による影響を受けず、レンズを成形型から100%取り出すことができ、得られたレンズの表面品質は良好であった。
In each mold, heating and cooling were performed almost evenly. The mold was released at 490 ° C., the lower mother mold was lowered to the bottom of the molding chamber, and four lenses were simultaneously taken out using a suction member having four suction members shown in FIG. In addition, the next four preheated preforms were added and moved to the next press cycle.
This molding and taking-out process was repeated 500 times.
There were uneven thickness due to misalignment and temperature variation due to temperature and pressure fluctuations that occurred when the preform was transferred to the lower die in 500 presses of 2000 times, but the height variation (maximum 1 mm) The lens was 100% removed from the mold without being affected by the above, and the surface quality of the obtained lens was good.
また、4つの成形型のうち1つを、他の3つと異なる曲率を有する凹メニスレンズ成形用成形型とし、2種類のアイテムを混流させて500回プレスした。この場合にも、アイテムにより平均約0.6mmのレンズ高さの差があったが、各吸着部材の上下動によって各レンズ表面の段差吸収が行われ、レンズを成形型から100%取り出すことができた。 Also, one of the four molds was a concave menis lens mold that had a different curvature from the other three, and two types of items were mixed and pressed 500 times. In this case as well, there was a difference in the lens height of about 0.6 mm on average depending on the item, but the level difference of each lens surface was absorbed by the vertical movement of each adsorption member, and the lens could be taken out from the mold 100%. It was.
1、1a〜1d 下型
10、10’、10’a〜10’d 吸着装置
11、11’、11’a〜11’d 吸着部材
12、12’ 開口部
13、13’ 貫通孔(吸着部材の)
15、15’ 支持体
16、16’ 隙間
17、17’ 突起部
18 貫通孔(支持体の)
19、19’ 吸引ノズル
20、20’ 筒状突起
30 マルチ吸着装置
31 吸着アーム
32a〜32d パイプ
G、Ga〜Gd プレス成形体
1, 1a to
15, 15 ′
19, 19 '
Claims (8)
前記吸引ノズルが、前記吸着部材の貫通孔内に摺動可能に延在するとともに、
前記貫通孔と吸引ノズルの外周との間のクリアランスが、前記当接部にプレス成形体が当接し、かつ吸引手段が起動されたときに、当接部に当接したプレス成形体によって前記開口部内がプレス成形体を吸着保持し得る程度の負圧を形成できる範囲に設定されていることを特徴とする前記吸着装置。 An adsorbing member having an opening for adsorbing the press-formed body, an abutting portion surrounding the opening and contacting the press-formed body, and a through-hole communicating with the opening, and a predetermined amount of the adsorbing member A support for supporting the vertical movement of the press, and a suction device for a press-formed body having a suction nozzle communicating with the suction means,
The suction nozzle extends slidably into the through hole of the suction member , and
The clearance between the through hole and the outer periphery of the suction nozzle is such that the press formed body abuts on the contact portion when the press formed body abuts on the contact portion and the suction means is activated. The adsorbing apparatus according to claim 1, wherein the adsorbing apparatus is set in a range in which a negative pressure can be formed so as to adsorb and hold the press-formed body .
当接部にプレス成形体を接触させ、かつ吸引を起動させて、前記開口部内を負圧にして当接部にプレス成形体を吸着し、次いで
前記クリアランスを通じて、吸着部材の上面と支持体の内面と吸引ノズルの一部の外周面とで形成される空間を負圧にすることを特徴とする、前記吸着方法。 A method for adsorbing a molded body using the adsorption device according to claim 3 ,
The press-molded body is brought into contact with the abutting portion and suction is started, the inside of the opening is made negative pressure, and the press-molded body is adsorbed to the abutting portion. The suction method according to claim 1, wherein a space formed by the inner surface and a part of the outer peripheral surface of the suction nozzle is set to a negative pressure.
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