JP3948228B2

JP3948228B2 - Glass element molding die and glass element molding apparatus

Info

Publication number: JP3948228B2
Application number: JP2001231636A
Authority: JP
Inventors: 博志小島; 厚樹武井; 光豊田中
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP2003048725A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズ、プリズム等のガラス素子成形装置に関し、特に該装置に用いられるガラス素子成形用金型の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学ガラス素子は、一般にガラス素子成形装置によりプレス成形することによってつくられる。ガラス素材を上型と下型の間で加熱し軟化させた後プレス成形する。このようなガラス素子成形装置は、特開平１０−１６７７３７号公報、特開平１０−２８７４３４号公報等に開示されている。
【０００３】
図１５は、従来装置の概要を示すもので、同図は型開きの状態を、図１６は型締めの状態を示すものである。上型１２は固定軸である上軸１の下端に取り付けられており、下型１６は可動軸（昇降軸）である下軸２の上端に取り付けられている。上型１２および下型１６は相互に対をなす成形部１２１，１６１を有し、ガラス素子４は、ガラス素材３を、加熱された上型１２と下型１６の各成形部１２１，１６１の間で挟み軟化させた後、一定時間プレスすることで成形される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガラス素子成形用金型は、上記のように上型と下型の一対で構成されている。そのため、成形品（ガラス素子）の数量は金型に設けられた成形部（ダイ）の個数で決まることになる。したがって、同一時間内で成形し得る成形機１台当たりの製品数量を従来以上に多くしようとする場合には成形機の増設が必要になってくる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、成形機の増設をしなくてもガラス素子の生産量を増加することができるガラス素子成形装置、特にその金型を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガラス素子成形用金型は、上型と、下型と、両型間に配置される中間型とからなり、前記中間型の上下面のそれぞれに成形部を設け、前記中間型は、前記上型または前記下型に支持されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のガラス素子成形用金型は、上型、下型のほかに、これらの型間に中間型を有するものであるので、少なくともその中間型の上下二面を成形面とすることができるため、成形機１台当たりの製品（ガラス素子）数量は２倍以上になる。中間型は上下方向に複数設けることも可能である。したがって、成形機を増設することなく多量生産が可能で、コストダウンに貢献する。
【０００８】
中間型に設けられる成形部（ダイ）は、上型の成形部、下型の成形部と相互に対（ただし、形状的に対の意味ではない。）をなすものである。ガラス素子のプレス成形時には、中間型は上型と下型の間に挟まれて一定の圧力で挟圧されるため、上下の圧力を均等にかけるためには成形部は中心に対して対称に配置する必要がある。成形部の形状は特に限定されない。中間型の上下面において、ほぼ同じ形状であってもよいし、異形であってもよい。同じ形状の場合は成形部の個数は上下面で同数とする。異形の場合には、上下面における圧力が均等になるように形状、個数を設計する必要がある。異形の場合、少なくとも２種類のガラス素子を同時につくることができる。
【０００９】
また、この金型は、加熱および冷却作用を受けるので、各型間に温度差が生じないようにする必要があり、そのためには、同じ厚みで構成することが望ましい。金型材料は、耐熱鋼、超硬合金、セラミックス等からなる同種材料から選ばれる。また、金型の摩耗等による交換を容易にするため、型枠部分と金型部分とに分割し、金型部分をその型枠部分と着脱可能に構成することができる。また、金型部分は成形部単位で着脱可能に構成することもできる。
【００１０】
中間型は、上型または下型に支持される。また、中間型は、所定位置に固定され、上型および下型をそれぞれ昇降軸に取り付ける。さらに、成形部同士の位置ズレを防ぐために、中間型は、上型および下型に対する位置決め手段を有する。
【００１１】
中間型の支持方法の一手段として、中間型は、リンク手段を介して上型または下型に支持される。この場合、リンク手段は、中間型との連結部（ピンによるピボット部）を長穴を介して結合する吊り下げリンクからなる。あるいは、リンク手段を伸縮自在なリンクから構成することもできる。
【００１２】
中間型の支持方法の別の手段として、中間型は、バネ手段を介して上型または下型に支持される。バネ手段には、コイルバネまたは流体バネが用いられる。
【００１３】
中間型の位置決め手段としては、複数のガイドピンと、ガイドピンが嵌合する穴とからなる。
また、中間型は、ガイドフレームを介して上型に支持することもできる。この場合、ガイドフレームは、上型および中間型を挿通する複数のガイド棒と、ガイド棒に取り付けられ、中間型を支持するリング部材とを有する構成とする。
また、前記吊り下げリンクにおいて、長穴を上下に複数個所設けた場合、あるいはガイドフレームにおいて、ガイド棒を長短とした場合、中間型を、上下方向に複数段で上型に支持することができる。
【００１４】
また、本発明に係るガラス素子成形装置は、以上に述べた各態様のガラス素子成形用金型を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施の形態を図面により説明するが、もちろん本発明は図示の例に限定されるものではない。図１は本発明の実施の形態１によるガラス素子成形用金型の型開き状態を示す図で、図２は同金型の型締め状態を示す図である。また、図３は中間型の平面図である。
【００１６】
この金型１０は、上型１２と、中間型１４と、下型１６とから構成されている。中間型１４は、上型１２と下型１６の間に配置される。各金型部分は、それぞれ水平に平行な成形面（または型面）を有し、ここではガラス素子４を成形するためのほぼ同じ形状の成形部（実施例では一成形面について４個）が同数かつ中心軸に対して対称に配置されている。１２１は上型１２の下面の成形面１２２に設けられた成形部（上型成形部）であり、１６１は下型１６の上面の成形面１６２に設けられた成形部（下型成形部）である。そして、中間型１４の上下面の成形面１４３，１４４には、それぞれ上記成形部１２１，１６１に対応する位置に、成形部１４１，１４２が設けられている。また、上型１２，中間型１４，および下型１６は、加熱温度差が生じないようにほぼ同じ厚みで構成されている。金型材料には、熱膨張・収縮に差が生じないよう、耐熱鋼、超硬合金、セラミックス等の同種材料が用いられる。
【００１７】
上型１２は、ダイプレート１００を介して固定軸の上軸１に取り付けられ、下型１６はダイプレート１０２を介して可動軸（昇降軸）の下軸２に取り付けられている。なお、上軸１と下軸２は逆の駆動関係、つまり前者が可動軸で、後者が固定軸となっていても構わない。
【００１８】
中間型１４は、この実施形態では、外周部に設けたリンク手段２０を介して上型１２に支持されている。リンク手段２０の一例として、複数の吊り下げリンク２０１が示されており、各吊り下げリンク２０１は、上型１２，中間型１４の側面において、ピン２０２，２０３により結合するとともに、中間型１４との連結部であるピン２０３は長穴２０４を介して摺動自在に結合されている。長穴２０４の長さは、型締めしたときにピン２０３の上昇移動量に余裕のある長さであればよい（図２参照）。また、長穴２０４の下端２０５がピン２０３のストッパー端であり、この位置で、中間型１４を水平に支持している。なお、上記とは逆に、中間型１４との連結部（ピン２０３）が固定で、上型１２との連結部（ピン２０２）が長穴を介して摺動自在に連結されていても構わないが、この場合、型締めの際、吊り下げリンクが上昇するので、その逃げ部分が上方にある場合に限られる。通常は図示の例の方が好ましい。
【００１９】
また、リンク手段２０のその他の例としては、パンタグラフのような伸縮自在なリンクを用いてもよい。この場合には、中間型１４を上型１２または下型１６に支持することができる。
【００２０】
中間型１４は、型締めの際、上型１２および下型１６に対して位置決めされる。その位置決め手段３０は、複数のガイドピン３０１，３０２と、各ガイドピン３０１，３０２が嵌合する穴３０３，３０４とから構成されている。ここでは、ガイドピン３０１，３０２はそれぞれ上型１２と下型１６に垂直に立設されており、穴３０３，３０４は中間型１４に貫通する形で設けられている。もちろん、貫通しない止まり穴でも寸法関係如何では構わない。また、ガイドピンと穴との配置関係は逆でも構わない。つまり、中間型にガイドピンを、上型および下型に嵌合穴を設けてもよい。
【００２１】
次に、上記のように構成された金型１０によるガラス素子成形方法について説明する。
まず、図１の型開きの状態において、ガラス素材３を、中間型１４の上面の成形部（中間型上面成形部）１４１および下型１６の成形部（下型成形部）１６１に載置する。ついで、下軸２を図示しない駆動装置（サーボモータ、油圧シリンダ等）により駆動し、上昇させる。これにより、下型１６が上昇し、下型ガイドピン３０２とこれに対応する穴３０４が嵌合することにより、中間型１４が下型１６に対し位置決めされ、その上で引き続き、下型成形部１６１内のガラス素材３が中間型１４の下面の成形部（中間型下面成形部）１４２の内面に接触し、該ガラス素材３を介して中間型１４を押し上げる。引き続き、中間型１４は、上型ガイドピン３０１と穴３０３の嵌合により、上型１２に対しても位置決めされて上昇する。このとき、中間型１４を支持する吊り下げリンク２０１は長穴２０４を介してピン２０３で中間型１４と結合されているので、ピン２０３が長穴２０４に沿って上方へスライドするため、中間型１４を押し上げ上昇させることができる。
この中間型１４の押し上げ上昇により、中間型上面成形部１４１内のガラス素材３が上型成形部１２１の内面に接触する。
【００２２】
ガラス素材３が、上記のように、それぞれ上型成形部１２１と中間型上面成形部１４１、並びに、下型成形部１６１と中間型下面成形部１４２の間で挟まれた状態になったとき、例えば前出の特開平１０−１６７７３７号公報に記載するように、石英管を下降させて金型１０の周囲を閉空間とするとともに、該閉空間内に窒素ガスなどの不活性ガスを導入し、さらに石英管の外周側から赤外線ランプなどにより金型１０を加熱する。この加熱によって、ガラス素材３は転移点以上の温度で軟化するので、その時点で下軸２をさらに押し上げ、金型１０を所定の圧力で一定時間加圧する（図２参照）。これにより、上型成形部１２１と中間型上面成形部１４１，および下型成形部１６１と中間型下面成形部１４２の内面形状がガラス素材３に転写され、所定形状のガラス素子４がプレス成形される。その後は、金型１０を冷却後開放し、成形品のガラス素子４を取り出す。
【００２３】
したがって、この金型構造によれば、少なくとも上下二面の成形面を持っているので、成形機１台当たりの同一時間内に成形可能な製品数量は、従来の上下一対の金型の場合に比較して、少なくとも２倍の数量となる。中間型１４は、その支持方法に配慮すれば、複数設けることも可能なので、この場合にはさらに、製品数量が増加することになる。しかも、成形機の増設を必要としないので、ガラス素子の多量生産に適しており、かつ、安価にガラス素子を提供することができる。
【００２４】
図４は本発明の実施の形態２における型開きの状態を示す図で、図５は同じく型締めの状態を示す図である。
この実施形態では、中間型１４の支持手段として、中間型１４をコイルバネ２２１を介して下型１６上に支持する方法を例示している。コイルバネ２２１は、中間型１４と下型１６の間に介装され、両者の外周部を複数個所で連結するサポートピン２２２がその中を通るように設けられている。そして、バネ力によって、中間型１４を常に一定の間隔で上方へ付勢し保持するようになっている。サポートピン２２２は、下型１６に固定して立設され、中間型１４を挿通した上端部にストップリングなどのストッパー２２３を設けて中間型１４の上面を係止させる構成となっている。
このコイルバネ２２１とサポートピン２２２のストッパー２２３により、中間型１４は、下型１６との間に所定の間隔でもって水平に保持される。その他の構成は、実施形態１と同じである。
【００２５】
型締めを行うときの動作は次のようになる。下軸２の上昇により、最初、中間型１４が同時に上昇し、上型ガイドピン３０１と穴３０３の嵌合により、中間型１４が上型１２に対して位置決めされ、中間型上面成形部１４１内のガラス素材３がはじめに上型成形部１２１に接触する。さらに下軸２を上昇させることにより、コイルバネ２２１のバネ力に抗して下型１６が上昇し、下型ガイドピン３０２と穴３０４（図示していないが、図３と同様である。）の嵌合により、中間型１４を下型１６に対して位置決めし、下型成形部１６１内のガラス素材３が中間型下面成形部１４２の内面に接触する。この状態になったときから以降は、実施形態１と同様にしてガラス素材３をプレス成形する。
【００２６】
ただし、この実施形態では、中間型上面のガラス素材に対する型締め時の圧力が、コイルバネ２２１の圧縮力の分だけ下型上のガラス素材よりも高くなるので、ガラス素子の成形速度、成形時間を上下とも一定に制御する場合には、できるだけコイルバネ２２１のバネ力を小さく設定することが望ましい。
【００２７】
図６は本発明の実施の形態３における型開きの状態を示す図で、図７は同じく型締めの状態を示す図である。
この実施形態は、実施形態３と同じバネ手段２２を用いて、中間型１４を上型１２に支持する構成を示したものである。
型締めの時の動作が実施形態２とは逆になるだけで、効果は同じである。
【００２８】
なお、中間型１４を支持するバネ手段は、上記のコイルバネのほか、空圧バネあるいは液圧バネなどの流体バネを利用することもできる。
【００２９】
図８は本発明の実施の形態４における型開きの状態を示す図で、図９は同じく型締めの状態を示す図である。
この実施形態は、中間型１４を所定の位置に固定としたものである。中間型１４は支持部材２４１により水平に支持されている。支持部材２４１は円筒状のフレーム支持台とすることもできる。このように、中間型１４を固定支持とした結果、上型１２と下型１６はそれぞれ上軸１，下軸２により昇降するようになっている。つまり、上軸１，下軸２はいずれも可動軸（昇降軸）である。ただし、この場合は中間型１４が固定のため、型締めに当たっては、上型１２と下型１６が同時に中間型１４と接触するように昇降を同期制御する必要がある。さもないと、中間型１４の取付固定部等に無理な力が作用して破損するおそれが大きいからである。したがって、ガラス素材４を介して上型１２および下型１６が中間型１４に接触し始めてからプレス成形が完了するまで、上型１２と下型１６の昇降動作の同期制御が必要である。
【００３０】
通常は、上型１２と中間型１４の上部間隔（あるいは上軸１のストローク）Ｈ１と、中間型１４と下型１６の下部間隔（あるいは下軸２のストローク）Ｈ２とを同一に設定し、かつ、上軸１の下降速度と下軸２の上昇速度を同一に制御することにより、型締めを行う。
【００３１】
次に、上記中間型１４の別の支持方法について説明する。
【００３２】
（１）ガイドフレームによる支持方法
図１０〜図１２に示すように、ガイドフレーム２６１は、上部リング部材２６２と下部リング部材２６３を複数のガイド棒２６４で連結した構成となっており、上部リング部材２６２は上型１２の上端部に、下部リング部材２６３は中間型１４の下端部にはめ込み、ガイド棒２６４を上型１２および下型１４の外周部に設けた貫通孔１２４，１４６に挿通して、中間型１４をガイドフレーム２６１を介して上下摺動自在に上型１２に支持する構成としたものである。
【００３３】
そして、実施形態１で説明したガイドピンと嵌合穴による位置決め手段３０は、この例では、下型１６と中間型１４に設けるだけでよい。
すなわち、このガイドフレーム２６１の構成によれば、中間型１４の上型１２に対する位置決めは、ガイド棒２６４によって中間型１４の支持と同時になされており、型締め時においてもその位置決めが保持されたまま、中間型１４が上方へガイドされることになっているからである。したがって、このガイドフレーム２６１は中間型１４の位置決めとガイドを兼用した構成となっている。
【００３４】
（２）複数の中間型の支持方法
上記ガイドフレームをさらに発展させると、図１３に示すように、上下２台の中間型１４を上型１２に支持することができる。このガイドフレーム２６５は、長短のガイド棒２６６，２６７を用い、長い方のガイド棒２６６を最下段の下部リング部材２６８に、短い方のガイド棒２６７を２段目の下部リング部材２６９に連結する構成としたもので、これによって、上下２段にわたって、中間型１４を支持することができる。
この例によっても上記（１）と同様に、ガイドフレーム２６５は上下各々の中間型１４の位置決めとガイドを兼ねた構成となっている。
なお、実施形態１で示した吊り下げリンク２０１に長穴２０４を上下２個所に設けることにより、上下２段で中間型１４を支持することができる。
【００３５】
次に、別の金型構造を示す。図１４に示すように、金型１１は、成形部を有する金型部分１１１と、金型部分を固定する型枠部分１１２とに分割し、金型部分１１１を着脱可能に構成したものである。中間型１４は、リングナット１１３で金型部分１１１を型枠部分１１２に締め付け固定する。リングナット１１３には、図示しない締め付け工具の挿入穴あるいは溝を設ける。
上型１２および下型１６は、それぞれ、金型部分１１１をダイプレート１００，１０２と型枠部分１１２で挟み付け、ボルトで締め付け固定する。
【００３６】
このように、金型部分１１１を着脱可能に構成することにより、摩耗等が生じたときに、その金型部分１１１のみを容易に交換することができる。また、金型部分１１１は成形部単位で分割し、型枠部分１１２と着脱可能に構成することもできる。
【００３７】
次に、中間型１４の成形部１４１，１４２について説明する。これらの成形部１４１，１４２は、原則として、上型成形部１２１，下型成形部１６１と相互に対をなすものである。成形されるガラス素子が、例えば凸レンズのような場合にはほとんど同一形状とされるが、平凸レンズのような場合、上型成形部１２１，中間型下面成形部１４２は平坦面とされるか、もしくは平坦面を持つパンチ台として形成される。
本発明では、成形部１４１，１４２を上下面で同一形状とした場合には、中間型１４の上下二面で同種類のガラス素子を成形することができる。また、異形状とした場合には、少なくとも２種類のガラス素子を同時に成形することができる。異形状とする場合には、上下のプレス圧力を均等にするよう、成形部の形状、個数を考慮する必要がある。また、成形部の配置は、同一形状の場合と同様に、中心に対して対称とする。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、上型、下型のほかに、中間型を有する構成であるので、成形機を増設することなく成形機１台当たりの製品数量を増加させることができ、ガラス素子の多量生産、コストダウンに寄与することができる。
また、２種類以上のガラス素子を同時に成形することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるガラス素子成形用金型の構成図で、型開き状態を示す図である。
【図２】図１の金型の型締め状態を示す図である。
【図３】図１の金型の中間型の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるガラス素子成形用金型の構成図で、型開き状態を示す図である。
【図５】図４の金型の型締め状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３によるガラス素子成形用金型の構成図で、型開き状態を示す図である。
【図７】図６の金型の型締め状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４によるガラス素子成形用金型の構成図で、型開き状態を示す図である。
【図９】図８の金型の型締め状態を示す図である。
【図１０】中間型の別の支持方法を示す図で、型開き状態を示す図である。
【図１１】図１０の金型の型締め状態を示す図である。
【図１２】図１０の金型の中間型の平面図である。
【図１３】複数の中間型の支持方法を示す図である。
【図１４】本発明の別の実施形態によるガラス素子成形用金型の構成図である。
【図１５】従来のガラス素子成形用金型の型開き状態を示す図である。
【図１６】図１５の金型の型締め状態を示す図である。
【符号の説明】
１上軸
２下軸
３ガラス素材
４ガラス素子
１０，１１金型
１００，１０２ダイプレート
１１１金型部分
１１２型枠部分
１１３リングナット
１２上型
１２１上型成形部
１４中間型
１４１中間型上面成形部
１４２中間型下面成形部
１６下型
１６１下型成形部
２０リンク手段
２０１吊り下げリンク
２０２，２０３ピン
２０４長穴
２２バネ手段
２２１コイルバネ
２２２サポートピン
２２３ストッパー
２４１支持部材
２６１ガイドフレーム
２６２上部リング部材
２６３下部リング部材
２６４ガイド棒
２６５ガイドフレーム
２６６，２６７ガイド棒
２６８，２６９下部リング部材
３０位置決め手段
３０１，３０２ガイドピン
３０３，３０４穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass element molding apparatus such as an optical lens and a prism, and more particularly to a structure of a glass element molding die used in the apparatus.
[0002]
[Prior art]
The optical glass element is generally produced by press molding using a glass element molding apparatus. The glass material is heated and softened between the upper mold and the lower mold, and then press-molded. Such glass element forming apparatuses are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-167737 and 10-287434.
[0003]
FIG. 15 shows an outline of a conventional apparatus. FIG. 15 shows a state of mold opening, and FIG. 16 shows a state of mold clamping. The upper die 12 is attached to the lower end of the upper shaft 1 that is a fixed shaft, and the lower die 16 is attached to the upper end of the lower shaft 2 that is a movable shaft (elevating shaft). The upper mold 12 and the lower mold 16 have molding parts 121 and 161 that make a pair with each other, and the glass element 4 is formed of the glass material 3 by heating the molding parts 121 and 161 of the heated upper mold 12 and lower mold 16. After being sandwiched and softened, it is molded by pressing for a certain time.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional glass element molding die is composed of a pair of an upper die and a lower die as described above. Therefore, the number of molded products (glass elements) is determined by the number of molding parts (dies) provided in the mold. Therefore, when it is intended to increase the number of products per molding machine that can be molded within the same time, it is necessary to increase the number of molding machines.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a glass element molding apparatus, particularly a mold for the glass element, which can increase the production amount of glass elements without adding a molding machine. The purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The glass element molding die according to the present invention includes an upper mold, a lower mold, and an intermediate mold disposed between both molds, and a molding portion is provided on each of the upper and lower surfaces of the intermediate mold. Is supported by the upper mold or the lower mold.
[0007]
Since the glass element molding die of the present invention has an intermediate mold between these molds in addition to the upper mold and the lower mold, at least two upper and lower surfaces of the intermediate mold can be used as molding surfaces. For this reason, the number of products (glass elements) per molding machine is more than doubled. A plurality of intermediate molds can be provided in the vertical direction. Therefore, mass production is possible without adding molding machines, which contributes to cost reduction.
[0008]
The molding part (die) provided in the intermediate mold forms a pair (but does not mean a pair in terms of shape) with the molding part of the upper mold and the molding part of the lower mold. During press molding of glass elements, the intermediate mold is sandwiched between the upper mold and the lower mold and clamped at a constant pressure. Therefore, in order to apply the upper and lower pressures uniformly, the molded part is symmetrical with respect to the center. Need to be placed. The shape of the molding part is not particularly limited. The upper and lower surfaces of the intermediate mold may be substantially the same shape or may be irregular. In the case of the same shape, the number of molding parts is the same on the upper and lower surfaces. In the case of an irregular shape, it is necessary to design the shape and number so that the pressures on the upper and lower surfaces are uniform. In the case of an irregular shape, at least two kinds of glass elements can be produced simultaneously.
[0009]
Further, since this mold is subjected to heating and cooling actions, it is necessary to prevent a temperature difference between the molds. For this purpose, it is desirable that the molds have the same thickness. The mold material is selected from the same kind of materials made of heat-resistant steel, cemented carbide, ceramics and the like. Further, in order to facilitate replacement due to wear or the like of the mold, the mold part can be divided into a mold part and the mold part can be configured to be detachable from the mold part. In addition, the mold part can be configured to be detachable in units of molding parts.
[0010]
The intermediate mold is supported by the upper mold or the lower mold. The intermediate mold is fixed at a predetermined position, and the upper mold and the lower mold are respectively attached to the lifting shaft. Furthermore, in order to prevent misalignment between the molded parts, the intermediate mold has positioning means for the upper mold and the lower mold.
[0011]
As a means for supporting the intermediate mold, the intermediate mold is supported by the upper mold or the lower mold via the link means. In this case, the link means includes a suspension link that couples a connecting portion (pivot portion by a pin) with the intermediate mold through an elongated hole. Alternatively, the link means can be configured from a telescopic link.
[0012]
As another means of the intermediate mold supporting method, the intermediate mold is supported by the upper mold or the lower mold through the spring means. A coil spring or a fluid spring is used as the spring means.
[0013]
The intermediate type positioning means includes a plurality of guide pins and a hole into which the guide pins are fitted.
The intermediate mold can also be supported on the upper mold through the guide frame. In this case, the guide frame includes a plurality of guide bars that are inserted through the upper mold and the intermediate mold, and a ring member that is attached to the guide bars and supports the intermediate mold.
In addition, when a plurality of long holes are provided in the hanging link in the hanging link, or in the case of the guide frame having a long and short guide rod, the intermediate die can be supported by the upper die in a plurality of steps in the vertical direction. .
[0014]
Moreover, the glass element shaping | molding apparatus which concerns on this invention is equipped with the metal element shaping die of each aspect described above.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated examples. FIG. 1 is a diagram showing a mold open state of a glass element molding die according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a mold clamping state of the mold. FIG. 3 is a plan view of the intermediate mold.
[0016]
The mold 10 includes an upper mold 12, an intermediate mold 14, and a lower mold 16. The intermediate mold 14 is disposed between the upper mold 12 and the lower mold 16. Each mold part has a horizontally parallel molding surface (or mold surface), and here, there are molding parts having substantially the same shape for molding the glass element 4 (in the embodiment, four per molding surface). The same number is arranged symmetrically with respect to the central axis. Reference numeral 121 denotes a molding part (upper mold molding part) provided on the molding surface 122 on the lower surface of the upper mold 12, and 161 denotes a molding part (lower mold molding part) provided on the molding surface 162 on the upper surface of the lower mold 16. is there. Molding parts 141 and 142 are provided on the molding surfaces 143 and 144 on the upper and lower surfaces of the intermediate mold 14 at positions corresponding to the molding parts 121 and 161, respectively. Moreover, the upper mold | type 12, the intermediate mold | type 14, and the lower mold | type 16 are comprised by substantially the same thickness so that a heating temperature difference may not arise. As the mold material, the same kind of material as heat-resistant steel, cemented carbide, ceramics or the like is used so that there is no difference in thermal expansion / contraction.
[0017]
The upper die 12 is attached to the upper shaft 1 of the fixed shaft via the die plate 100, and the lower die 16 is attached to the lower shaft 2 of the movable shaft (elevating shaft) via the die plate 102. It should be noted that the upper shaft 1 and the lower shaft 2 may have a reverse driving relationship, that is, the former may be a movable shaft and the latter may be a fixed shaft.
[0018]
In this embodiment, the intermediate die 14 is supported by the upper die 12 via link means 20 provided on the outer peripheral portion. A plurality of suspension links 201 are shown as an example of the link means 20, and each suspension link 201 is coupled to the intermediate mold 14 by pins 202 and 203 on the side surfaces of the upper mold 12 and the intermediate mold 14. The pin 203 which is the connecting portion is slidably coupled through the long hole 204. The length of the long hole 204 only needs to be long enough for the upward movement amount of the pin 203 when the mold is clamped (see FIG. 2). The lower end 205 of the long hole 204 is a stopper end of the pin 203, and the intermediate die 14 is supported horizontally at this position. Contrary to the above, the connecting portion (pin 203) to the intermediate die 14 may be fixed, and the connecting portion (pin 202) to the upper die 12 may be slidably connected through an elongated hole. However, in this case, since the suspension link rises at the time of mold clamping, it is limited to the case where the escape portion is on the upper side. In general, the illustrated example is preferred.
[0019]
In addition, as another example of the link means 20, an elastic link such as a pantograph may be used. In this case, the intermediate mold 14 can be supported by the upper mold 12 or the lower mold 16.
[0020]
The intermediate mold 14 is positioned with respect to the upper mold 12 and the lower mold 16 during mold clamping. The positioning means 30 includes a plurality of guide pins 301 and 302 and holes 303 and 304 into which the guide pins 301 and 302 are fitted. Here, the guide pins 301 and 302 are vertically provided on the upper die 12 and the lower die 16, respectively, and the holes 303 and 304 are provided so as to penetrate the intermediate die 14. Of course, a blind hole that does not penetrate may be of any size relationship. Further, the arrangement relationship between the guide pins and the holes may be reversed. That is, a guide pin may be provided in the intermediate mold, and a fitting hole may be provided in the upper mold and the lower mold.
[0021]
Next, the glass element shaping | molding method by the metal mold | die 10 comprised as mentioned above is demonstrated.
First, in the mold open state of FIG. 1, the glass material 3 is placed on the molding part (intermediate mold upper surface molding part) 141 on the upper surface of the intermediate mold 14 and the molding part (lower mold molding part) 161 of the lower mold 16. . Next, the lower shaft 2 is driven and lifted by a driving device (servo motor, hydraulic cylinder, etc.) not shown. As a result, the lower die 16 is raised, and the lower die guide pin 302 and the corresponding hole 304 are fitted, whereby the intermediate die 14 is positioned with respect to the lower die 16, and then the lower die molding portion The glass material 3 in 161 comes into contact with the inner surface of the molding part (intermediate mold lower surface molding part) 142 on the lower surface of the intermediate mold 14 and pushes up the intermediate mold 14 through the glass material 3. Subsequently, the intermediate die 14 is positioned and raised with respect to the upper die 12 by the fitting of the upper die guide pin 301 and the hole 303. At this time, the suspension link 201 that supports the intermediate mold 14 is coupled to the intermediate mold 14 by the pin 203 through the long hole 204. Therefore, the pin 203 slides upward along the long hole 204. 14 can be pushed up and raised.
As the intermediate die 14 is pushed up, the glass material 3 in the intermediate die upper surface forming portion 141 comes into contact with the inner surface of the upper die forming portion 121.
[0022]
When the glass material 3 is sandwiched between the upper mold part 121 and the intermediate mold upper surface molded part 141, and the lower mold part 161 and the intermediate mold lower surface molded part 142, as described above, For example, as described in the above-mentioned JP-A-10-167737, the quartz tube is lowered to make the periphery of the mold 10 a closed space, and an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the closed space. Further, the mold 10 is heated by an infrared lamp or the like from the outer peripheral side of the quartz tube. By this heating, the glass material 3 is softened at a temperature equal to or higher than the transition point. At that time, the lower shaft 2 is further pushed up, and the mold 10 is pressurized at a predetermined pressure for a predetermined time (see FIG. 2). As a result, the inner shapes of the upper mold part 121 and the intermediate mold upper surface molded part 141, and the lower mold molded part 161 and the intermediate mold lower surface molded part 142 are transferred to the glass material 3, and the glass element 4 having a predetermined shape is press molded. The Thereafter, the mold 10 is cooled and opened, and the glass element 4 of the molded product is taken out.
[0023]
Therefore, according to this mold structure, since it has at least two upper and lower molding surfaces, the number of products that can be molded in one time per molding machine is the same as that of a conventional pair of upper and lower molds. Compared to at least twice the quantity. A plurality of intermediate molds 14 can be provided if the support method is taken into consideration, and in this case, the product quantity further increases. In addition, since no additional molding machine is required, the glass element is suitable for mass production of glass elements and can be provided at low cost.
[0024]
FIG. 4 is a diagram showing a state of mold opening in the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a state of mold clamping similarly.
In this embodiment, as a means for supporting the intermediate mold 14, a method of supporting the intermediate mold 14 on the lower mold 16 via the coil spring 221 is illustrated. The coil spring 221 is interposed between the intermediate die 14 and the lower die 16, and is provided with support pins 222 that connect the outer peripheral portions of both at a plurality of locations. The intermediate die 14 is always urged upward and held at a constant interval by the spring force. The support pin 222 is fixedly erected on the lower die 16 and has a configuration in which a stopper 223 such as a stop ring is provided at an upper end portion through which the intermediate die 14 is inserted to lock the upper surface of the intermediate die 14.
By means of the coil spring 221 and the stopper 223 of the support pin 222, the intermediate die 14 is held horizontally with a predetermined interval between it and the lower die 16. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0025]
The operation when clamping is as follows. As the lower shaft 2 is raised, the intermediate die 14 is raised at the same time, and the intermediate die 14 is positioned with respect to the upper die 12 by fitting the upper die guide pin 301 and the hole 303. First, the glass material 3 comes into contact with the upper mold part 121. By further raising the lower shaft 2, the lower die 16 rises against the spring force of the coil spring 221, and the lower die guide pin 302 and the hole 304 (not shown, but similar to FIG. 3). By fitting, the intermediate die 14 is positioned with respect to the lower die 16, and the glass material 3 in the lower die forming portion 161 comes into contact with the inner surface of the intermediate die lower surface forming portion 142. After this state is reached, the glass material 3 is press-molded in the same manner as in the first embodiment.
[0026]
However, in this embodiment, the pressure at the time of clamping against the glass material on the upper surface of the intermediate mold is higher than the glass material on the lower mold by the amount of the compression force of the coil spring 221, so the molding speed and molding time of the glass element are reduced. When the upper and lower parts are controlled to be constant, it is desirable to set the spring force of the coil spring 221 as small as possible.
[0027]
FIG. 6 is a diagram showing a state of mold opening in the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a state of mold clamping similarly.
This embodiment shows a configuration in which the intermediate mold 14 is supported by the upper mold 12 using the same spring means 22 as in the third embodiment.
The operation is the same as that of the second embodiment except that the operation at the time of mold clamping is reversed.
[0028]
The spring means for supporting the intermediate die 14 may use a fluid spring such as a pneumatic spring or a hydraulic spring in addition to the above coil spring.
[0029]
FIG. 8 is a diagram showing a state of mold opening in the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing a state of mold clamping similarly.
In this embodiment, the intermediate die 14 is fixed at a predetermined position. The intermediate mold 14 is supported horizontally by the support member 241. The support member 241 may be a cylindrical frame support. As described above, as a result of the intermediate die 14 being fixedly supported, the upper die 12 and the lower die 16 are moved up and down by the upper shaft 1 and the lower shaft 2, respectively. That is, the upper shaft 1 and the lower shaft 2 are both movable shafts (elevating shafts). However, since the intermediate mold 14 is fixed in this case, it is necessary to synchronously control the raising and lowering so that the upper mold 12 and the lower mold 16 are in contact with the intermediate mold 14 at the same time. Otherwise, there is a high possibility that an excessive force will be applied to the mounting and fixing portion of the intermediate mold 14 to cause damage. Therefore, it is necessary to perform synchronous control of the raising and lowering operations of the upper mold 12 and the lower mold 16 from when the upper mold 12 and the lower mold 16 start to contact the intermediate mold 14 through the glass material 4 until the press molding is completed.
[0030]
Usually, the upper interval (or stroke of the upper shaft 1) H1 between the upper die 12 and the intermediate die 14 and the lower interval (or stroke of the lower shaft 2) H2 between the intermediate die 14 and the lower die 16 are set to be the same. In addition, the mold clamping is performed by controlling the lowering speed of the upper shaft 1 and the rising speed of the lower shaft 2 to be the same.
[0031]
Next, another method for supporting the intermediate mold 14 will be described.
[0032]
(1) Support Method Using Guide Frame As shown in FIGS. 10 to 12, the guide frame 261 has a configuration in which an upper ring member 262 and a lower ring member 263 are connected by a plurality of guide rods 264. 262 is inserted into the upper end of the upper die 12, and the lower ring member 263 is fitted into the lower end of the intermediate die 14, and the guide rod 264 is inserted into the through holes 124 and 146 provided in the outer peripheral portions of the upper die 12 and the lower die 14. The intermediate mold 14 is supported by the upper mold 12 through the guide frame 261 so as to be slidable up and down.
[0033]
And the positioning means 30 by the guide pin and fitting hole demonstrated in Embodiment 1 should just be provided in the lower mold | type 16 and the intermediate mold | type 14 in this example.
That is, according to the configuration of the guide frame 261, the positioning of the intermediate mold 14 with respect to the upper mold 12 is performed simultaneously with the support of the intermediate mold 14 by the guide rod 264, and the positioning is maintained even when the mold is clamped. This is because the intermediate mold 14 is to be guided upward. Therefore, the guide frame 261 is configured to serve as both the positioning of the intermediate mold 14 and the guide.
[0034]
(2) Method for supporting a plurality of intermediate molds If the guide frame is further developed, the upper and lower intermediate molds 14 can be supported on the upper mold 12 as shown in FIG. This guide frame 265 uses long and short guide rods 266 and 267, and connects the longer guide rod 266 to the lowermost lower ring member 268 and the shorter guide rod 267 to the lower second ring member 269. Thus, the intermediate die 14 can be supported across the upper and lower two stages.
Also in this example, as in the above (1), the guide frame 265 is configured to serve as both the positioning of the upper and lower intermediate molds 14 and the guide.
The intermediate mold 14 can be supported in two upper and lower stages by providing the long holes 204 in the upper and lower portions of the hanging link 201 shown in the first embodiment.
[0035]
Next, another mold structure is shown. As shown in FIG. 14, the mold 11 is divided into a mold part 111 having a molding part and a mold part 112 for fixing the mold part, and the mold part 111 is configured to be detachable. . The intermediate mold 14 fastens and fixes the mold part 111 to the mold part 112 with a ring nut 113. The ring nut 113 is provided with an insertion hole or groove for a tightening tool (not shown).
Each of the upper mold 12 and the lower mold 16 has the mold part 111 sandwiched between the die plates 100 and 102 and the mold part 112, and is fastened and fixed with bolts.
[0036]
Thus, by configuring the mold part 111 to be detachable, only the mold part 111 can be easily replaced when wear or the like occurs. Further, the mold part 111 can be divided in units of molding parts and configured to be detachable from the mold part 112.
[0037]
Next, the molding parts 141 and 142 of the intermediate mold 14 will be described. In principle, these molding parts 141 and 142 form a pair with the upper mold molding part 121 and the lower mold molding part 161. For example, when the glass element to be molded is a convex lens, it is almost the same shape, but when it is a plano-convex lens, the upper mold part 121 and the intermediate mold lower surface molding part 142 are flat surfaces, Or it forms as a punch stand with a flat surface.
In the present invention, when the molding parts 141 and 142 have the same shape on the upper and lower surfaces, the same kind of glass elements can be molded on the upper and lower surfaces of the intermediate mold 14. Moreover, when it is set as a different shape, at least 2 types of glass elements can be shape | molded simultaneously. In the case of a different shape, it is necessary to consider the shape and number of molded parts so that the upper and lower press pressures are equalized. Moreover, the arrangement | positioning of a shaping | molding part is made symmetrical with respect to a center like the case of the same shape.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in addition to the upper mold and the lower mold, an intermediate mold is provided, so that the number of products per molding machine can be increased without adding a molding machine. It can contribute to mass production of glass elements and cost reduction.
It is also possible to simultaneously mold two or more types of glass elements.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a glass element molding die according to a first embodiment of the present invention, showing a mold open state.
2 is a view showing a mold clamping state of the mold shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a plan view of an intermediate mold of the mold of FIG. 1;
FIG. 4 is a configuration diagram of a glass element molding die according to a second embodiment of the present invention, showing a mold open state.
FIG. 5 is a view showing a mold clamping state of the mold shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a configuration diagram of a glass element molding die according to a third embodiment of the present invention, showing a mold open state.
7 is a view showing a mold clamping state of the mold shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a configuration diagram of a glass element molding die according to a fourth embodiment of the present invention, showing a mold open state.
9 is a view showing a mold clamping state of the mold shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing another method for supporting the intermediate mold, and showing the mold open state.
11 is a view showing a mold clamping state of the mold of FIG. 10;
12 is a plan view of an intermediate mold of the mold shown in FIG. 10;
FIG. 13 is a diagram showing a method for supporting a plurality of intermediate molds.
FIG. 14 is a configuration diagram of a glass element molding die according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a view showing a mold open state of a conventional glass element molding die.
16 is a view showing a mold clamping state of the mold shown in FIG. 15. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper axis | shaft 2 Lower axis | shaft 3 Glass raw material 4 Glass element 10,11 Mold 100,102 Die plate 111 Mold part 112 Mold part 113 Ring nut 12 Upper mold 121 Upper mold part 14 Intermediate mold 141 Intermediate mold upper surface molding part 142 Middle mold bottom surface molding part 16 Lower mold 161 Lower mold molding part 20 Link means 201 Hanging link 202, 203 Pin 204 Long hole 22 Spring means 221 Coil spring 222 Support pin 223 Stopper 241 Support member 261 Guide frame 262 Upper ring member 263 Lower part Ring member 264 Guide rod 265 Guide frame 266, 267 Guide rod 268, 269 Lower ring member 30 Positioning means 301, 302 Guide pins 303, 304 Hole

Claims

It consists of an upper mold, a lower mold, and an intermediate mold disposed between both molds, and a molding portion is provided on each of the upper and lower surfaces of the intermediate mold, and the intermediate mold is supported by the upper mold. Characteristic mold for glass element molding.

It consists of an upper mold, a lower mold, and an intermediate mold disposed between both molds, and a molding portion is provided on each of the upper and lower surfaces of the intermediate mold, and the intermediate mold is supported by the lower mold. Characteristic mold for glass element molding.

An upper mold, a lower mold, and an intermediate mold disposed between both molds, each of the upper and lower surfaces of the intermediate mold is provided with a molding portion, and the intermediate mold is fixed at a predetermined position. A glass element molding die, wherein the lower die is attached to a lifting shaft.

The glass mold for molding a glass element according to any one of claims 1 to 3, wherein the intermediate mold has positioning means for the upper mold and the lower mold.

5. The glass element molding die according to claim 1, wherein the intermediate die is supported by the upper die or the lower die via a link means.

6. The glass element molding die according to claim 5, wherein the link means comprises a suspension link that couples a connecting portion with the intermediate mold through a long hole.

6. The glass element molding die according to claim 5, wherein the link means comprises a telescopic link.

5. The glass element molding die according to claim 1, wherein the intermediate die is supported by the upper die or the lower die via a spring means.

The glass element molding die according to claim 4, wherein the positioning means includes a plurality of guide pins and holes into which the guide pins are fitted.

5. The glass element molding die according to claim 1, wherein the intermediate die is supported by the upper die via a guide frame.

11. The guide frame according to claim 10, further comprising: a plurality of guide bars that are inserted through the upper mold and the intermediate mold, and a ring member that is attached to the guide bar and supports the intermediate mold. Mold for glass element molding.

12. The mold for molding a glass element according to claim 1, wherein the intermediate mold is supported by the upper mold in a plurality of stages in the vertical direction. .

The plurality of molding portions provided in the intermediate mold have substantially the same shape and the same number on the upper and lower surfaces, and are arranged symmetrically with respect to the center. 2. A mold for molding glass elements.

The plurality of molding portions provided in the intermediate mold have different shapes on the upper and lower surfaces, and are arranged symmetrically with respect to the center. Mold for glass element molding.

The glass element molding die according to any one of claims 1 to 14, wherein the upper mold, the intermediate mold, and the lower mold have substantially the same thickness so as not to cause a heating temperature difference. .

The upper mold, the intermediate mold, and the lower mold are each divided into a mold part and a mold part, and the mold part is configured to be detachable from the mold part. The glass element molding die according to any one of claims 1 to 15.

17. The mold for molding a glass element according to claim 16, wherein the mold part is detachable in units of the molding part.

A glass element molding apparatus comprising the glass element molding die according to claim 1.