JP4841323B2

JP4841323B2 - 成形装置

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Publication number: JP4841323B2
Application number: JP2006163691A
Authority: JP
Inventors: 正紀宇津木
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: KR100917643B1; JP2007331963A; KR20070118954A; US7950253B2; CN101088945B; TW200800816A; CN101088945A; TWI361173B; US20080003324A1

Description

本発明は、二体の金型を組み付けるための成形装置、及びその成形装置を用いた金型の組み付け方法に関する。

ガラスレンズ等の光学部品を製造するための成形装置としては、例えば、図５に示すように、下端面にキャビティ面１１１を有する上型１１０と、上端面にキャビティ面１２１を有する下型１２０とを閉じてキャビティ（図示せず）を形成し、このキャビティ内で材料を押圧して、レンズ等の製品を成形する成形装置１００がある。

前記した従来の成形装置１００において、上型１１０と下型１２０を組み付けるときには、まず、ベース部材の基板１４１に定着された下型１２０に、筒状の胴型１３０の下部を外嵌させ、その後、上下方向に移動可能なスライダ１４４に支持された上型１１０を、胴型１３０の上部に挿入することにより、上型１１０と下型１２０の芯合わせを行っている（例えば、特許文献１参照）。
なお、上型１１０の下端面の外周縁にはテーパ面１１３が形成され、胴型１３０の上側開口部の内周縁にはテーパ面１３１が形成されている。

また、上型１１０を保持するチャック部材１４５とスライダ１４４の間には、ゴム材やばね等の弾性部材１４６が介設されており、弾性部材１４６が撓むことにより、上型１１０は水平方向に移動可能となっている。そして、上型１１０と下型１２０を組み付けるときに、上型１１０と下型１２０の軸心がずれている場合には、上型１１０のテーパ面１１３と、胴型１３０のテーパ面１３１とが当接し、上型１１０が胴型１３０のテーパ面１３１に倣って移動することにより、上型１１０の位置が調整され、上型１１０と下型１２０の芯合わせが行われた状態となる。

特開２００５―１７０７５１号公報（段落００２１、図１）

しかしながら、前記した従来の成形装置１００では、上型１１０が胴型１３０に倣って移動するときに、上型１１０には弾性部材１４６の撓みによる反力が生じることになる。これにより、上型１１０と胴型１３０の接触圧が大きくなり、上型１１０が胴型１３０にかじってしまうため、上型１１０に磨耗や損傷が生じてしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、二体の金型の芯合わせを行いながら組み付けるときに、金型の磨耗及び損傷を防ぐことができる成形装置及び金型の組み付け方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、成形装置であって、型閉時にキャビティを形成し、キャビティ内で製品を成形するように構成された第１の金型及び第２の金型と、第１の金型及び第２の金型に跨って外嵌されることにより、第１の金型と第２の金型の芯合わせを行う胴型と、を備え、第２の金型は、支持部材に支持されており、支持部材は、第２の金型を浮上状態で支持可能であることを特徴としている。

この構成によれば、胴型が外嵌された第２の金型に対して、第１の金型を組み付けるときに、第２の金型を浮上させることにより、胴型及び第２の金型は、第１の金型に倣って移動することになる。これにより、胴型及び第２の金型は、第１の金型に対して位置が調整され、第１の金型と第２の金型の芯合わせが行われる。
また、胴型が外嵌された第１の金型に対して、第２の金型を組み付けるときに、第２の金型を浮上させることにより、第２の金型は、胴型に倣って移動し、胴型に対して位置が調整され、第１の金型と第２の金型の芯合わせが行われる。
そして、浮上させた第２の金型には反力が生じないため、第１の金型又は第２の金型と胴型との接触圧が小さくなり、金型の磨耗や損傷を防ぐことができる。

前記した成形装置において、支持部材は、第２の金型を浮上状態及び定着状態で支持可能であるように構成することができる。

この構成によれば、第２の金型を浮上させて、第１の金型と第２の金型を組み付けた後に、支持部材とともに第１の金型及び第２の金型を搬送する場合には、第２の金型を支持部材に定着させることにより、第１の金型及び第２の金型を安定させて搬送することができる。

前記した成形装置において、支持部材は、第２の金型と支持部材の間に流体を供給することにより、第２の金型を浮上状態で支持するように構成することができる。
さらに、前記した成形装置において、第２の金型は、保持部材を介して支持部材に支持されており、支持部材は、支持部材と保持部材の間に流体を供給することにより、第２の金型を浮上状態で支持するように構成することができる。

このように、流体の供給によって第２の金型を浮上させることにより、支持部材を簡易な構成にすることができるため、成形装置の製造コストを低減することができる。

前記した成形装置を用いた金型の組み付け方法であって、第２の金型を支持部材から浮上させる段階と、第１の金型及び第２の金型に跨って胴型を外嵌させることにより、第１の金型と第２の金型の芯合わせを行う段階と、を含むことを特徴としている。

この構成によれば、第１の金型と第２の金型に跨って胴型を外嵌するときに、第２の金型を浮上させることにより、第２の金型が第１の金型や胴型に倣って移動することになる。このとき、浮上させた第２の金型には反力が生じないため、第１の金型又は第２の金型と胴型との接触圧が小さくなり、金型の磨耗や損傷を防ぐことができる。

本発明によれば、第１の金型と第２の金型に跨って胴型を外嵌するときに、第２の金型を浮上させることにより、第２の金型には反力が生じないため、第１の金型又は第２の金型と胴型との接触圧が小さくなり、金型の磨耗や損傷を防ぐことができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下の実施形態では、本発明の成形装置及び金型の組み付け方法をガラス光学レンズ（以下、単に「レンズ」という。）の製造工程に適用した場合について説明する。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態の成形装置の構成を説明した後に、この成形装置を用いた金型の組み付け方法について説明する。
図１は、第１実施形態の成形装置を示した側面図である。図２は、第１実施形態の成形装置を示した図で、（ａ）は成形装置の部分拡大側断面図、（ｂ）は支持部材の平面図である。図３は、第１実施形態の成形装置によって金型を組み付ける態様を示した図で、（ａ）は下型を支持部材から浮上させた状態の側断面図、（ｂ）は上型を胴型に挿入した状態の側断面図、（ｃ）は上型と下型を支持部材に定着させた状態の側断面図である。

［成形装置の構成］
成形装置１は、図１に示すように、型閉時にキャビティ（図示せず）を形成し、このキャビティ内でレンズを成形するように構成された上型１０（特許請求の範囲における「第１の金型」）及び下型２０（特許請求の範囲における「第２の金型」）と、上型１０及び下型２０に跨って外嵌されることにより、上型１０及び下型２０の芯合わせを行う胴型３０と、上型１０を移動させるためのスライダ４４及び下型２０を支持する支持部材５０が取り付けられたベース部材４０と、から構成されている。

なお、この成形装置１は、上型１０と下型２０の間に材料を投入して組み付ける工程を行うための装置であり、この成形装置１によって組み付けられた上型１０及び下型２０は、支持部材５０とともに、他の成形装置に移送されるように構成されている。そして、他の成形装置において、上型１０と下型２０を加熱した後に、上型１０と下型２０を閉じてキャビティ内で材料を押圧することにより、レンズの成形が行われることになる。

（上型及び下型の構成）
上型１０及び下型２０は、図２（ａ）に示すように、円柱状に形成された金属性の部材であり、上下に対峙した状態で配置されている。
上型１０では、下端面にキャビティ面１１が形成されており、この下端面の外周縁にはテーパ面１３が形成されている。また、上型１０の上端部の外周にはフランジ部１２が形成されている。
また、上型１０は、後記するベース部材４０（図１参照）のスライダ４４によって、型開閉方向（上下方向）に移動可能となっている。具体的には、上型１０は、上下方向に移動可能なスライダ４４にチャック部材４５を介して取り付けられている。

下型２０では、上端面にキャビティ面２１が形成されており、下端部の外周にはフランジ部２２が形成されている。この下型２０は、後記するベース部材４０（図１参照）に取り付けられた支持部材５０の上面に取り付けられている。

（支持部材の構成）
支持部材５０は、図１に示すように、後記するベース部材４０の基板４１の上面に取り付けられた直方体の部材である。支持部材５０の上面には、下型２０が載置される凹部５１が形成されている。
この凹部５１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面視で円形状となっており、その外径は下型２０のフランジ部２２の外径よりも大きく形成されている。具体的には、下型２０の平面中心と凹部５１の中心とを一致させた状態で、下型２０を凹部５１内に載置したときに、下型２０のフランジ部２２の外周面と、凹部５１の内周面との隙間が、後記する胴型３０の上側開口部の内周縁に形成されたテーパ面３１の幅よりも大きくなるように設定されている。また、凹部５１の深さは、下型２０のフランジ部２２の高さの略半分となっている。

また、支持部材５０の内部には、一端が凹部５１の底面の中心に開口され、他端は支持部材５０の外部に設けられたエア吸込み装置（図示せず）に接続された負圧流路５２が設けられている。
さらに、支持部材５０の内部には、一端が凹部５１の底面に開口され、他端は支持部材５０の外部に設けられたエアコンプレッサ（図示せず）に接続された正圧流路５３が設けられている。この実施形態では、八つの正圧流路５３・・・が負圧流路５２に沿って設けられており、各正圧流路５３・・・の一端は、凹部５１の底面において、負圧流路５２の開口部の周囲に均等間隔に開口されている。

そして、凹部５１の底面上に下型２０を載置し、各正圧流路５３・・・に接続されたエアコンプレッサを作動させた場合には、各正圧流路５３・・・の開口部からエア（流体）が噴出し、下型２０と支持部材５０の間にエアが供給されることにより、下型２０が支持部材５０から浮上した状態となる。なお、エアの噴出圧は、浮上させた下型２０が凹部５１内から外れない程度に設定されている。
また、エアコンプレッサの作動を停止し、負圧流路５２に接続されたエア吸込み装置を作動させた場合には、負圧流路５２の開口部からエア（流体）が吸い出され、下型２０と支持部材５０の間からエアが排出されることにより、下型２０が支持部材５０に吸着（定着）した状態となる。
このように、支持部材５０では、下型２０を浮上状態及び定着状態で支持可能となっている。

（ベース部材の構成）
ベース部材４０は、図１に示すように、平板状の基板４１と、この基板４１の上面に立設された支柱４２と、支柱４２に形成された鉛直面４２ａに取り付けられ、上下方向に延設されたガイドレール４３と、ガイドレール４３に沿って上下方向に移動可能なスライダ４４と、を備えている。また、スライダ４４には、チャック部材４５が取り付けられており、チャック部材４５の下面には、上型１０のフランジ部１２が保持されている。なお、チャック部材４５が上型１０を保持する構成は限定されるものではなく、エアの吸引や磁力等を用いて上型１０を吸着する構成や、上型１０を爪等の部材で挟み込む構成など、公知の技術を用いている。

（胴型の構成）
胴型３０は、図３（ｂ）に示すように、上型１０及び下型２０に跨って外嵌されることにより、上型１０及び下型２０の芯合わせを行う円筒状の部材であり、胴型３０の上部には上型１０が挿入され、胴型３０の下部には下型２０が挿入されるように構成されている。また、胴型３０の上側開口部の内周縁にはテーパ面３１が形成されている。

［成形装置を用いた金型の組み付け方法］
次に、第１実施形態の成形装置１を用いた金型の組み付け方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、支持部材５０の凹部５１の底面に下型２０を載置し、下型２０に胴型３０の下部を外嵌させる。また、下型２０の上端面に形成されたキャビティ面２１に材料Ｇを載置する。一方、上型１０はチャック部材４５を介してスライダ４４に取り付ける。

また、図３（ａ）に示すように、各正圧流路５３・・・に接続されたエアコンプレッサ（図示せず）を作動させ、各正圧流路５３・・・の開口部からエアを噴出させることにより、下型２０と支持部材５０の間にエアを供給して、下型２０を支持部材５０から浮上させる。

続いて、スライダ４４を下降させることにより、上型１０を型閉方向に移動させる。そして、図３（ａ）のように、上型１０と下型２０の軸心がずれている場合には、上型１０のテーパ面１３と胴型３０のテーパ面３１とが当接することになる。
このとき、胴型３０が外嵌された下型２０は、支持部材５０から浮上しており、さらに、下型２０のフランジ部２２の外周面と凹部５１の内周面との間には、胴型３０のテーパ面３１の幅よりも大きな隙間が形成されているため、胴型３０及び下型２０は、上型１０のテーパ面１３に倣って移動し、図３（ｂ）に示すように、胴型３０及び下型２０の位置が調整され、上型１０が胴型３０の上部に挿入される。
このように、胴型３０を上型１０及び下型２０に跨って外嵌させることにより、上型１０と下型２０の芯合わせが行われるため、上型１０と下型２０を高精度に組み付けることができる。

さらに、図３（ｃ）に示すように、上型１０と下型２０を組み付けた後に、エアコンプレッサの作動を停止し、負圧流路５２に接続されたエア吸込み装置（図示せず）を作動させることにより、下型２０と支持部材５０の間からエアを排出して、下型２０を支持部材５０に吸着させる。これにより、支持部材５０とともに上型１０及び下型２０を搬送するときに、上型１０及び下型２０を安定させて搬送することができる。

［成形装置の作用効果］
図１に示す成形装置１では、胴型３０が外嵌された下型２０に対して、上型１０を組み付けるときに、図３（ａ）に示すように、下型２０を支持部材５０から浮上させることにより、下型２０には反力が生じないため、上型１０と胴型３０の接触圧が小さくなり、上型１０の磨耗や損傷を防ぐことができる。そして、図３（ｃ）に示すように、上型１０と下型２０を組み付けた後に、下型２０を支持部材５０に定着させることにより、支持部材５０とともに、上型１０及び下型２０を安定させて搬送することができる。

また、図３（ａ）に示すように、下型２０と支持部材５０の間にエアを供給して、下型２０を支持部材５０から浮上させ、図３（ｃ）に示すように、下型２０と支持部材５０の間からエアを排出して、下型２０を支持部材５０に定着させている。このように、エアの供給及び排出によって、下型２０を支持部材５０に対して浮上及び定着させているため、支持部材５０を簡易な構成にすることができ、成形装置１の製造コストを低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の成形装置及び金型の組み付け方法について説明する。
図４は、第２実施形態の成形装置を示した図で、（ａ）は上型を支持部材に定着させた状態の側断面図、（ｂ）は上型を支持部材から浮上させた状態の側断面図である。
第２実施形態の成形装置では、図４に示すように、スライダ４４に取り付けられた支持部材６０が、上型１０（特許請求の範囲における「第２の金型」）を浮上状態及び定着状態で支持するように構成されている。具体的には、上型１０はチャック部材４５´（特許請求の範囲における「保持部材」）に保持されており、上型１０はチャック部材４５´を介して支持部材６０に支持されている。
また、下型２０（特許請求の範囲における「第１の金型」）は、ベース部材の基板４１の上面に定着されている。

第２実施形態の支持部材６０は、図４（ａ）に示すように、内部空間６１を有する中空の箱体であり、その下板には円形の貫通穴６１ａが形成され、この貫通穴６１ａを通じて、チャック部材４５´の上部が内部空間６１内に配設されている。また、チャック部材４５´の上端部には円板状のフランジ部４５ａが形成されており、このフランジ部４５ａは貫通穴６１ａよりも拡径されている。

また、支持部材６０には、一端が内部空間６０の上面６１ｂの中心に開口され、他端は支持部材６０の外部に設けられたエア吸込み装置（図示せず）に接続された負圧流路６２が設けられている。
さらに、支持部材６０の内部には、一端が内部空間６０の上面６１ｂ又は下面６１ｃに開口され、他端は支持部材６０の外部に設けられたエアコンプレッサ（図示せず）に接続された複数の正圧流路６３が設けられている。

そして、支持部材６０では、図４（ｂ）に示すように、チャック部材４５´のフランジ部４５ａと、内部空間６１の上面６１ｂ及び下面６１ｃとの間に、各正圧流路６３・・・からエアを供給し、供給したエアによってチャック部材４５´を内部空間６１内で浮上させることにより、上型１０を浮上状態で支持することができる。
また、支持部材６０では、図４（ａ）に示すように、各正圧流路６３・・・からのエアの供給を停止するとともに、チャック部材４５´のフランジ部４５ａと、内部空間６１の上面６１ｂとの間から、負圧流路６２によってエアを排出し、チャック部材４５´を内部空間６１の上面６１ｂに吸着（定着）させることにより、上型１０を定着状態で支持することができる。
なお、上型１０を浮上状態及び定着状態で支持する支持部材６０は、各種公知の技術を用いて構成することができ、その構成は限定されるものではない。

第２実施形態の成形装置を用いて、上型１０と下型２０を組み付けるときには、まず、図４（ｂ）に示すように、内部空間６１内でチャック部材４５´と支持部材６０の間にエアを供給して、チャック部材４５´を支持部材６０から浮上させ、上型１０が浮上状態で支持部材６０に支持された状態にする。この状態で上型１０を下降させて下型２０に組み付ける。上型１０と下型２０の軸心がずれている場合には、上型１０のテーパ面１３が胴型３０のテーパ面３１に当接し、浮上させた上型１０が胴型３０のテーパ面３１に倣って移動することになり、上型１０の位置が調整され、上型１０と下型２０の芯合わせが行われる。
このとき、浮上させた上型１０には反力が生じないため、上型１０と胴型３０の接触圧が小さくなり、上型１０の磨耗や損傷を防ぐことができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態の成形装置１（図１参照）は、上型１０と下型２０を組み付けるための装置であり、この成形装置１によって組み付けられた上型１０及び下型２０は、材料の押圧するための成形装置に搬送されるように構成されているが、前記実施形態の成形装置１において、上型１０と下型２０の組み付け、及びレンズの成形の両方を行うように構成することもできる。

また、前記各実施形態では、図３又は図４に示すように、支持部材５０，６０に対してエアを供給及び排出することにより、上型１０又は下型２０を浮上状態及び定着状態で支持するように構成されているが、上型１０又は下型２０を浮上及び定着させる構成は限定されるものではなく、磁力や液体等を用いることもできる。さらに、上型１０及び下型２０が支持部材５０上で安定するのであれば、負圧流路５２を設けなくてもよい。

また、前記各実施形態では、図２又は図４に示すように、円筒状の胴型３０を用いて上型１０と下型２０の芯合わせを行っているが、その構成は限定されるものではなく、例えば、胴型を複数に分割し、この分割された部材を、上型１０及び下型２０の外周面の少なくとも三方向に当接させることにより、上型１０と下型２０の芯合わせが行うこともできる。

第１実施形態の成形装置を示した側面図である。第１実施形態の成形装置を示した図で、（ａ）は成形装置の部分拡大側断面図、（ｂ）は支持部材の平面図である。第１実施形態の成形装置によって金型を組み付ける態様を示した図で、（ａ）は下型を支持部材から浮上させた状態の側断面図、（ｂ）は上型を胴型に挿入した状態の側断面図、（ｃ）は上型と下型を支持部材に定着させた状態の側断面図である。第２実施形態の成形装置を示した図で、（ａ）は上型を支持部材に定着させた状態の側断面図、（ｂ）は上型を支持部材から浮上させた状態の側断面図である。従来の成形装置を示した側断面図である。

符号の説明

１成形装置
１０上型
１１キャビティ面（上型）
２０下型
２１キャビティ面（下型）
３０胴型
４０ベース部材
４４スライダ
４５チャック部材
５０支持部材
５１凹部
５２負圧流路
５３正圧流路

Claims

型閉じ時にキャビティを形成し、前記キャビティ内で製品を成形するように構成された上型及び下型と、前記上型及び下型に跨って外嵌される胴型と、を有する成形装置であって、
前記上型のキャビティ面が形成された端面の外周縁あるいは前記胴型の前記上型が挿入される端面の内周縁の少なくとも一方に設けられたテーパ面と、
前記上型又は下型の一方が前記型閉じ方向と直交する面内で移動自在に支持されるとともに、支持された前記上型又は下型の一方を浮上させる流体が吐出される正圧流路を有する支持部材と、
を備え、
前記一方の上型又は下型が前記流体によって浮上した状態で前記型閉じが行われるとともに、前記型閉じ時に前記一方の上型又は下型が前記テーパ面に倣って前記型閉じ方向と直交する面内で移動して、前記上型と下型の芯合わせが行われることを特徴とする成形装置。
前記流体は前記支持部材と前記下型との間に供給され、前記下型は前記流体よって前記支持部材上に浮上状態で支持されることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
前記支持部材には前記下型が載置される前記下型より大径の凹部が形成され、前記凹部に前記正圧流路が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
前記凹部には、前記下型を吸着して定着状態とする負圧流路が形成されるとともに、複数個の前記正圧流路が前記凹部の同心円上に等間隔に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
前記支持部材は、保持部材を介して前記上型を前記型閉じ方向と直交する面内で移動自在に支持するとともに、前記保持部材との間に前記流体を供給して前記上型を浮上状態で支持することを特徴とする請求項１に記載の成形装置。