JP5186174B2 - Method for manufacturing molded article and apparatus therefor - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス素材等の成形素材を成形型内で加熱軟化させて成形し成形品を得る成形品の製造方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a molded product and an apparatus therefor, in which a molded material such as a glass material is heated and softened in a mold to be molded.
光学素子等の成形品を型で成形する場合、型温度を成形素材の加熱温度よりも低くすると、成形素材が型に融着しにくく離型性が良いことが知られている。従来、型温度と成形素材の加熱温度を異なる温度にする場合、ガラス素材を型外で別途加熱した後に型に供給する方法が用いられていた。 When molding a molded product such as an optical element with a mold, it is known that if the mold temperature is lower than the heating temperature of the molding material, the molding material is less likely to be fused to the mold and the mold release property is good. Conventionally, when the mold temperature and the heating temperature of the molding material are different from each other, a method of supplying the glass material to the mold after separately heating it outside the mold has been used.
例えば、特許文献１には、型外で加熱軟化したガラスプリフォームを、予熱した成形型で押圧成形することによりガラス光学素子を製造する技術が開示されている。すなわち、ガラスプリフォームを気流により浮上させながら加熱軟化させ、次にこの加熱軟化したガラスプリフォームを落下させて、予熱した成形型に移送し、押圧成形している。
しかしながら、特許文献１では、ガラスプリフォームを浮上させた状態で加熱する浮上治具や、加熱軟化したガラスプリフォームを吸引して移送する搬送機構が必要となる。さらに、加熱軟化したガラスプリフォームを成形型に供給する供給機構等も必要となる。このように、搬送機構や供給機構等の必要性と設備の大型化を含めて、更なる技術開発が求められている。 However, Patent Document 1 requires a floating jig that heats the glass preform in a floating state and a transport mechanism that sucks and transfers the heat-softened glass preform. Furthermore, a supply mechanism for supplying the heat-softened glass preform to the mold is also required. Thus, further technical development is required, including the necessity of a transport mechanism, a supply mechanism, and the like, and an increase in equipment size.
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、簡単な装置構成で成形素材が成形型に融着しにくくかつ離型性を向上させた成形品の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a method for manufacturing a molded product and an apparatus thereof in which a molding material is hardly fused to a molding die and has improved releasability with a simple apparatus configuration. For the purpose.
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、対向する一対の成形型間に成形素材を配置した型セットを加熱することにより該成形素材を軟化させて成形する成形品の製造装置において、前記一対の成形型間に配置された加熱体であって、支持台に載置された前記成形素材に接触し、前記支持台に載置され、前記一対の成形型には接触しない前記加熱体と、該加熱体を加熱する非接触式加熱装置である加熱手段と、該加熱手段とは別体であって、前記一対の成形型を加熱する型加熱手段と、を備え、前記支持台の熱伝導率は、前記加熱体の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an apparatus for manufacturing a molded product, in which a molding set in which a molding material is disposed between a pair of opposing molding dies is heated to soften the molding material. The heating body disposed between the pair of molding dies , which contacts the molding material placed on a support base, is placed on the support base, and does not contact the pair of molding dies. comprising a body, a heating means is a non-contact type heating apparatus for heating the the heating body, the heating means be separate, and the mold heating means for heating the pair of molds, wherein the supporting base The thermal conductivity of is characterized by being lower than the thermal conductivity of the heating body .
請求項２に係る発明は、対向する一対の成形型間に成形素材を配置した型セットを加熱することにより該成形素材を軟化させて成形する成形品の製造方法において、前記一対の成形型間に配置され、支持台に載置され、前記一対の成形型には接触しない加熱体を非接触式加熱装置である加熱手段により加熱し、該加熱体からの熱伝導により、該加熱体に接触配置され、前記支持台に載置された前記成形素材を加熱する工程と、該加熱手段とは別体である型加熱手段により前記一対の成形型を加熱する工程と、前記成形素材を成形する工程と、を有し、前記支持台の熱伝導率は、前記加熱体の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a molded product in which a molding set in which a molding material is disposed between a pair of opposing molding dies is heated to soften the molding material and molded. The heating element placed on the support base and not in contact with the pair of molds is heated by heating means that is a non-contact type heating device, and contacted with the heating element by heat conduction from the heating element A step of heating the molding material placed and placed on the support, a step of heating the pair of molding dies by a mold heating means separate from the heating means, and molding the molding material a step, was closed, the thermal conductivity of the support is characterized by lower than the thermal conductivity of the heating body.
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の成形品の製造方法において、前記成形素材を前記一対の成形型の成形面よりも高い温度に加熱することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a molded product according to the second aspect , the molding material is heated to a temperature higher than the molding surfaces of the pair of molding dies.
本発明によれば、簡単な装置構成で成形素材が成形型の成形面に融着しにくく、かつ成形品の離型性を良くすることができる。
According to the present invention can be formed form material with easy single device configuration is better releasability of hardly fused to the molding surface of the mold, and the molded product.
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本実施形態における成形品の製造装置の全体構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a molded product manufacturing apparatus according to the present embodiment.
この製造装置１０は、成形室１２内に配置された加熱工程部１４、成形工程部１６、（及び不図示の冷却工程部）を有している。そして、各工程部に移送されてきた型セット２２が夫々の工程で加熱、成形、冷却されることで成形品が得られる。 The manufacturing apparatus 10 includes a heating process unit 14, a molding process unit 16 (and a cooling process unit (not shown)) disposed in the molding chamber 12. And the molded product is obtained by the mold set 22 transferred to each process part being heated, molded, and cooled in each process.
なお、本実施形態では、説明の便宜上、加熱工程部１４と成形工程部１６での動作について説明する。
加熱工程部１４には、上下に対向配置された一対の上加熱プレート３０１及び下加熱プレート３０２と、上加熱プレート３０１を上下方向に加圧する加圧機構（エアシリンダ）３２と、後述する加熱体２６を加熱する非接触式加熱装置としての誘導コイル３４と、を備えている。
In this embodiment, for convenience of explanation, operations in the heating process unit 14 and the molding process unit 16 will be described.
The heating step 14, the oppositely disposed pair of upper heating plate 30 1 and the lower heating plate 30 2 vertically, and the upper heating plate 30 pressurize the pressurizing mechanism 1 in the vertical direction (air cylinder) 32, described later And an induction coil 34 as a non-contact heating device that heats the heating body 26 that performs heating.
上加熱プレート３０１及び下加熱プレート３０２には、誘導コイル３４とは別体の加熱手段としての上ヒータ３３１及び下ヒータ３３２が内蔵されている。この上ヒータ３３１及び下ヒータ３３２への通電により、上加熱プレート３０１及び下加熱プレート３０２が加熱される。 The upper heating plate 30 1 and the lower heating plate 30 2, the heater 33 1 and the lower heater 33 2 over as a heating unit separate is built in the induction coil 34. The energization of the the upper heater 33 1 and the lower heater 33 2, the upper heating plate 30 1 and the lower heating plate 30 2 is heated.
成形工程部１６にも、上下に対向配置された一対の上加熱プレート４０１及び下加熱プレート４０２と、上加熱プレート４０１を上下方向に加圧する加圧機構４２と、後述する加熱体２６を加熱する非接触式加熱装置としての誘導コイル４４と、を備えている。上加熱プレート４０１及び下加熱プレート４０２には、加熱手段としての上ヒータ４３１及び下ヒータ４３２が内蔵されている。この上ヒータ４３１及び下ヒータ４３２への通電により、上加熱プレート４０１及び下加熱プレート４０２が加熱される。 The molding process unit 16 also, the oppositely disposed pair of upper heating plate 40 1 and the lower heating plate 40 2 vertically, a pressing mechanism 42 for pressing the upper heating plate 40 1 in the vertical direction, which will be described later heater 26 And an induction coil 44 as a non-contact type heating device. The upper heating plate 40 1 and the lower heating plate 40 2, the heaters 43 1 and the lower heater 43 2 on as the heating means are contained. The energization of the the upper heater 43 1 and the lower heater 43 2, the upper heating plate 40 1 and the lower heating plate 40 2 is heated.
成形開始時には、成形室１２の左方部の不図示の入口シャッタが開いて、加熱工程部１４の下加熱プレート３０２に型セット２２が搬入載置される。また、型セット２２は、加熱工程部１４で加熱された後、矢印方向に移動して成形工程部１６に移送される。さらに、型セット２２は、成形が終了すると、不図示の冷却工程部を経て、成形室１２の右方部の不図示の出口シャッタが開いて搬出される。 At the start of forming, open the inlet shutter (not shown) of the left portion of the forming chamber 12, the mold set 22 is carried placed under the heating plate 30 second heating step portion 14. The mold set 22 is heated in the heating process unit 14, then moved in the direction of the arrow, and transferred to the molding process unit 16. Further, when the molding of the mold set 22 is completed, an exit shutter (not shown) on the right side of the molding chamber 12 is opened and carried out through a cooling process unit (not shown).
この型セット２２は、同図１に示すように、鍔付き円筒状の上型２３及び下型２４と、円筒状のスリーブ２５と、円筒状の加熱体２６と、を有している。上型２３及び下型２４は、スリーブ２５の内部で、夫々の凸球面状の成形面２３ａ及び成形面２４ａが対向するようにスリーブ２５の両端側から嵌挿されている。加熱体２６は、スリーブ２５の内部で、かつ上型２３及び下型２４の間に配置されている。上型２３は、スリーブ２５の軸方向に摺動可能となっている。 As shown in FIG. 1, the mold set 22 includes a cylindrical upper mold 23 and a lower mold 24 with a flange, a cylindrical sleeve 25, and a cylindrical heating body 26. The upper mold 23 and the lower mold 24 are inserted into the sleeve 25 from both ends of the sleeve 25 so that the convex spherical molding surface 23a and the molding surface 24a face each other. The heating body 26 is disposed inside the sleeve 25 and between the upper mold 23 and the lower mold 24. The upper mold 23 is slidable in the axial direction of the sleeve 25.
上型２３の成形面２３ａと下型２４の成形面２４ａとの間には、加熱体２６に接触する状態で収容された成形素材としてのプリフォーム３６が配置されている。具体的には、このプリフォーム３６は、その側面を加熱体２６の内周面に接触状態で配置されている。また、このプリフォーム３６は、その下面（底面）を下型２４の成形面２４ａに載置され、その上面（表面）を上型２３の成形面２３ａに接触した状態に配置されている。 Between the molding surface 23 a of the upper mold 23 and the molding surface 24 a of the lower mold 24, a preform 36 is disposed as a molding material accommodated in contact with the heating body 26. Specifically, the preform 36 is disposed such that its side surface is in contact with the inner peripheral surface of the heating body 26. The preform 36 is disposed such that its lower surface (bottom surface) is placed on the molding surface 24 a of the lower mold 24 and its upper surface (front surface) is in contact with the molding surface 23 a of the upper mold 23.
上型２３、下型２４、及びスリーブ２５は、いずれも絶縁体からなり、例えばセラミック等が用いられている。また、加熱体２６は、例えば超硬合金、ステンレススチール、コバール等からなっている。 The upper mold 23, the lower mold 24, and the sleeve 25 are all made of an insulator, for example, ceramic. The heating body 26 is made of, for example, cemented carbide, stainless steel, Kovar, or the like.
さらに、プリフォーム３６は、例えば円柱形状のガラス素材（又は樹脂素材）が用いられている。このプリフォーム３６として、本実施形態では、円柱形状のガラス素材（Ｌ−ＢＡＬ４２ オハラ製）を用いた。なお、ここでは、説明の便宜上、ガラス素材のプリフォームも樹脂素材のプリフォームも「プリフォーム３６」として説明する。 Furthermore, the preform 36 is made of, for example, a cylindrical glass material (or resin material). In the present embodiment, a cylindrical glass material (L-BAL42 made by OHARA) was used as the preform 36. Here, for convenience of explanation, both the glass material preform and the resin material preform will be described as “preform 36”.
成形室１２内の加熱工程部１４には、プリフォーム３６が収容された型セット２２が搬入される。搬入された型セット２２は、加圧機構３２を介して上加熱プレート３０１が下加熱プレート３０２との対向方向（以下、「上下方向」という）に移動され、型セット２２の挟持、解放の動作が行われる。そして、上ヒータ３３１及び下ヒータ３３２に通電されることで、型セット２２は所定温度に加熱される。 A mold set 22 in which a preform 36 is accommodated is carried into the heating process section 14 in the molding chamber 12. Type set 22 carried-in, the opposing direction of the upper heating plate 30 1 and the lower heating plate 30 2 via a pressing mechanism 32 (hereinafter, referred to as "vertical direction") is moved to the pinching of the mold sets 22, release Is performed. Then, when energized above the heater 33 1 and the lower heater 33 2, the mold set 22 is heated to a predetermined temperature.
これにより、型セット２２の上型２３、下型２４、及びスリーブ２５は、上加熱プレート３０１及び下加熱プレート３０２に内蔵されたヒータ３３１、３３２によって加熱される。一方、加熱体２６は誘導コイル３４によって加熱される。すなわち、誘導コイル３４に高周波電流を流すと、加熱体２６に電磁誘導作用によって渦電流が流れ加熱体２６が加熱される。これにより、加熱体２６に接触しているプリフォーム３６も熱伝導によって加熱される。 Accordingly, the upper mold 23 of the mold sets 22, lower mold 24, and the sleeve 25 is heated by the upper heating plate 30 1 and the heater 33 1 incorporated in the lower heating plate 30 2, 33 2. On the other hand, the heating body 26 is heated by the induction coil 34. That is, when a high-frequency current is passed through the induction coil 34, an eddy current flows through the heating body 26 by electromagnetic induction and the heating body 26 is heated. Thereby, the preform 36 in contact with the heating body 26 is also heated by heat conduction.
具体的には、このときの加熱により、プリフォーム３６（ガラス素材 Ｌ−ＢＡＬ４２）は６５０℃に加熱され、型セット２２は５３０℃に加熱される。
なお、本実施形態では、上型２３を案内するスリーブ２５を有する場合について説明したが、このスリーブ２５はなくてもかまわない。また、上型２３をプリフォーム３６に接触させた状態で該プリフォーム３６を加熱した場合について説明したが、これに限らない。例えば、上型２３を上昇させた状態で（スリーブ２５から離して）、プリフォーム３６を加熱してもよい。
Specifically, by this heating, the preform 36 (glass material L-BAL42) is heated to 650 ° C., and the mold set 22 is heated to 530 ° C.
In the present embodiment, the case where the sleeve 25 for guiding the upper mold 23 is provided has been described. However, the sleeve 25 may not be provided. Further, the case where the preform 36 is heated while the upper mold 23 is in contact with the preform 36 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the preform 36 may be heated with the upper mold 23 raised (away from the sleeve 25).
成形工程部１６では、上加熱プレート４０１と下加熱プレート４０２との間に、加熱工程部１４で加熱された後の型セット２２が搬入される。そして、この成形工程部１６において、加圧機構４２を介して上加熱プレート４０１を移動させて、型セット２２の挟持、押圧、解放等の動作が行われる。この場合、加圧機構４２により、上加熱プレート４０１は予め設定された距離（寸法）だけ上下方向に移動される。これにより、型セット２２内のプリフォーム３６が半成形品３７に成形される。 In the molding section 16, between the upper heating plate 40 1 and the lower heating plate 40 2, type set 22 after being heated by the heating process unit 14 is carried. Then, in the molding process unit 16, by moving the upper heating plate 40 1 through the pressing mechanism 42, clamping of the mold set 22, the pressing, the operation of releasing or the like from the. In this case, the pressure mechanism 42, the upper heating plate 40 1 is moved in the vertical direction by a distance (dimension) that is set in advance. As a result, the preform 36 in the mold set 22 is formed into a semi-molded product 37.
そして、型セット２２は、不図示の冷却工程で冷却された後、図２に示すように、成形品としての光学素子３８が取り出される。この光学素子３８は、光学機能面３８ａ，３８ｂを有する両凹レンズである。 Then, after the mold set 22 is cooled in a cooling process (not shown), the optical element 38 as a molded product is taken out as shown in FIG. The optical element 38 is a biconcave lens having optical functional surfaces 38a and 38b.
本実施形態では、プリフォーム３６の加熱温度よりも上型２３及び下型２４の加熱温度の方が低い。このため、プリフォーム３６が成形面２３ａ，２４ａに融着しにくく、かつ離型性が良い。なお、成形面２３ａ，２４ａに離型膜を施せば、上型２３及び下型２４の寿命をさらに延長することができる。 In the present embodiment, the heating temperature of the upper mold 23 and the lower mold 24 is lower than the heating temperature of the preform 36. For this reason, the preform 36 is hardly fused to the molding surfaces 23a and 24a, and the releasability is good. It should be noted that the life of the upper mold 23 and the lower mold 24 can be further extended by providing release films on the molding surfaces 23a and 24a.
加熱体２６としては、ガラス等のプリフォーム３６との離型性がよい素材を用いるか、若しくはその表面に離型膜等が施されている。なお、例えばプリフォーム３６に離型膜を施してもかまわない。加熱体２６は、プリフォーム３６の材質（例えばガラス）よりも小さい線膨張係数を有するものが好ましい。型セット２２の冷却時に、加熱体２６と成形品とを離型し易くするためである。 As the heating body 26, a material having good releasability from the preform 36 such as glass is used, or a release film or the like is applied to the surface thereof. For example, the preform 36 may be provided with a release film. The heating body 26 preferably has a linear expansion coefficient smaller than that of the preform 36 (for example, glass). This is because the heating body 26 and the molded product can be easily released when the mold set 22 is cooled.
また、加熱体２６に接触しているプリフォーム３６は、加熱体２６との接触面積を最大にするために、表面粗さが小さくなるように研磨加工等を施しておくとよい。
さらに、プリフォーム３６は、加熱時に上型２３及び下型２４に熱を奪われるため、該上型２３及び下型２４とプリフォーム３６とを接触しないように配置するのが好ましい。若しも、接触させる場合は、できるだけ点接触となるように配慮する。
In addition, the preform 36 that is in contact with the heating body 26 is preferably subjected to polishing or the like so that the surface roughness becomes small in order to maximize the contact area with the heating body 26.
Further, since the preform 36 is deprived of heat by the upper mold 23 and the lower mold 24 during heating, the preform 36 and the lower mold 24 and the preform 36 are preferably arranged so as not to contact each other. If contact is made, consider making point contact as much as possible.
なお、本実施形態では、加熱工程部１４、成形工程部１６等を備えた連続工程による成形を例として説明したが、これに限らず、一工程で光学素子を成形する一発成形の場合にも適用することができる。 In the present embodiment, the molding by the continuous process including the heating process unit 14, the molding process unit 16, and the like has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and in the case of one-shot molding that molds the optical element in one process. Can also be applied.
本実施形態では、型セット２２をセラミック等の絶縁体で構成し、加熱体２６を導電性の金属で構成し、誘導加熱により加熱体２６を加熱するようにした。このように、加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱するようにしたので、型セット２２内にプリフォーム３６を収容した状態で、該プリフォーム３６の加熱温度を上型２３及び下型２４よりも高く設定することができる。 In the present embodiment, the mold set 22 is made of an insulator such as ceramic, the heating body 26 is made of a conductive metal, and the heating body 26 is heated by induction heating. Since the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26 in this way, the heating temperature of the preform 36 is set to the upper mold 23 and the lower mold while the preform 36 is accommodated in the mold set 22. It can be set higher than the mold 24.
このため、本実施形態によれば、プリフォーム３６が成形面２３ａ，２４ａに融着しにくく、かつ成形品の離型性を良くすることができる。
しかも、本実施形態では、型セット２２の内部でプリフォーム３６を加熱する構成としたので、型の外部でプリフォーム３６を加熱し、これを搬送して型に供給する構成に比較して、装置構成を簡略化することができる。
［第２の実施の形態］
図３は、第２の実施の形態における成形品の製造装置の全体構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
For this reason, according to the present embodiment, the preform 36 is hardly fused to the molding surfaces 23a and 24a, and the mold releasability of the molded product can be improved.
Moreover, in this embodiment, since the preform 36 is heated inside the mold set 22, the preform 36 is heated outside the mold, and this is transported and supplied to the mold. The apparatus configuration can be simplified.
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating an overall configuration of a molded product manufacturing apparatus according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member the same as that of 1st Embodiment, or equivalent.
本実施形態では、両凸レンズを成形する場合を例示する。
型セット２２は、上型２３及び下型２４の成形面２３ａ及び成形面２４ａが凹球面状に形成されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様に、型セット２２をセラミック等の絶縁体で構成し、加熱体２６を導電性の金属で構成している。
In this embodiment, the case where a biconvex lens is shape | molded is illustrated.
In the mold set 22, the molding surface 23a and the molding surface 24a of the upper mold 23 and the lower mold 24 are formed in a concave spherical shape. In other configurations, as in the first embodiment, the mold set 22 is made of an insulator such as ceramic, and the heating body 26 is made of a conductive metal.
プリフォーム３６は、円柱状でその上部及び下部を円錐状に加工したガラス製のものを用いる。このプリフォーム３６を、加熱体２６に接触した状態で配置する。加熱工程部１４におけるプリフォーム３６の加熱は、第１の実施の形態と同様に、誘導コイル３４に通電して型セット２２内の加熱体２６を電磁誘導作用により誘導加熱する。 The preform 36 is made of glass having a cylindrical shape and its upper and lower portions processed into a conical shape. The preform 36 is disposed in contact with the heating body 26. As in the first embodiment, the preform 36 is heated in the heating process unit 14 by energizing the induction coil 34 to inductively heat the heating body 26 in the mold set 22 by electromagnetic induction.
そして、この加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱する。このように、型セット２２の加熱手段と加熱体２６の加熱手段とは別系統であるため、型セット２２内にプリフォーム３６を収容した状態で、プリフォーム３６の加熱温度を上型２３及び下型２４よりも高く設定することができる。 The preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26. As described above, since the heating means of the mold set 22 and the heating means of the heating body 26 are different systems, the heating temperature of the preform 36 is set in the state where the preform 36 is accommodated in the mold set 22. It can be set higher than the lower mold 24.
次に、成形工程部１６では、加圧機構４２を矢印方向に上下方向に駆動して、加熱軟化したプリフォーム３６を半成形品３７に成形する。
本実施形態では、プリフォーム３６の形状として、円柱状でその両端を円錐状に形成したことにより、成形される成形品（両凸レンズ）に空気溜りを生じないように成形することができる。すなわち、成形時には、最初に上型２３及び下型２４の成形面２３ａ及び成形面２４ａの中心とプリフォーム３６の円錐状の頂点とが接触する。そして、軟化したプリフォーム３６は中心から外周に向かって広がるように移動して変形していく。
Next, in the molding process section 16, the pressurizing mechanism 42 is driven in the vertical direction in the direction of the arrow to mold the heat-softened preform 36 into a semi-molded product 37.
In the present embodiment, as the shape of the preform 36, a cylindrical shape and both ends thereof are formed in a conical shape, so that the molded product (biconvex lens) to be molded can be molded so as not to retain air. That is, at the time of molding, the molding surfaces 23 a and the molding surfaces 24 a of the upper mold 23 and the lower mold 24 are first brought into contact with the conical apexes of the preform 36. The softened preform 36 moves and deforms so as to spread from the center toward the outer periphery.
このため、例えば下型２４の成形面２４ａの中心付近に存在していた空気は、中心から外周側に向けて押し出される。こうして、下型２４の成形面２４ａとプリフォーム３６との間に空気溜りが生じるのを回避することができる。上型２３の成形面２３ａとプリフォーム３６との関係についても同様である。 For this reason, for example, air existing near the center of the molding surface 24a of the lower mold 24 is pushed out from the center toward the outer peripheral side. In this way, it is possible to avoid the accumulation of air between the molding surface 24a of the lower mold 24 and the preform 36. The same applies to the relationship between the molding surface 23 a of the upper mold 23 and the preform 36.
図４は、球形状のガラスのプリフォーム３６の外観を示している。
このプリフォーム３６は、球体部３６ａとコバ部３６ｂを有し、球体部３６ａの曲率半径ｒｇは、下型２４の成形面２４ａの曲率半径ｒｄよりも小さい。これにより、成形される両凸レンズ（成形品）に空気溜りを生じないように成形することができる。
FIG. 4 shows the appearance of a spherical glass preform 36.
The preform 36 has a spherical portion 36a and the edge portion 36b, the curvature radius r g of the spherical portion 36a is smaller than the radius of curvature r d of the molding surface 24a of the lower mold 24. Thereby, it can shape | mold so that an air pocket may not arise in the biconvex lens (molded article) shape | molded.
この場合、加熱体２６とプリフォーム３６との接触は、コバ部３６ｂを介して面接触で行われる。また、上型２３及び下型２４の成形面２３ａ，２４ａとプリフォーム３６との接触は、点接触で行われる。このため、プリフォーム３６は上型２３及び下型２４からの熱の影響をあまり受けずに、主として加熱体２６からの熱伝導により上型２３及び下型２４よりも高い温度に加熱される。 In this case, the heating body 26 and the preform 36 are brought into contact with each other via the edge 36b. Further, the contact between the molding surfaces 23a, 24a of the upper mold 23 and the lower mold 24 and the preform 36 is performed by point contact. For this reason, the preform 36 is heated to a temperature higher than that of the upper mold 23 and the lower mold 24 mainly by heat conduction from the heating body 26 without being greatly affected by the heat from the upper mold 23 and the lower mold 24.
本実施形態によれば、凹球面状の上型２３及び下型２４の成形面２３ａ，２４ａに対し、プリフォーム３６を成形面２３ａ，２４ａの中心で支持するようにしたので、上型２３及び下型２４の成形面２３ａ，２４ａとプリフォーム３６との間に空気溜りが生じるのを回避することができる。 According to the present embodiment, the preform 36 is supported at the center of the molding surfaces 23a, 24a with respect to the molding surfaces 23a, 24a of the concave spherical upper mold 23 and lower mold 24. It is possible to avoid the accumulation of air between the molding surfaces 23a, 24a of the lower mold 24 and the preform 36.
また、本実施形態によれば、加熱体２６を誘導加熱により加熱し、この加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱するようにしたので、型セット２２内にプリフォーム３６を収容した状態で、プリフォーム３６の加熱温度を上型２３及び下型２４よりも高く設定することができる。 Further, according to the present embodiment, the heating body 26 is heated by induction heating, and the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26, so the preform 36 is accommodated in the mold set 22. In this state, the heating temperature of the preform 36 can be set higher than that of the upper mold 23 and the lower mold 24.
さらに、上型２３及び下型２４の加熱温度よりもプリフォーム３６の加熱温度を高く設定することができるので、プリフォーム３６が成形面２３ａ，２４ａに融着しにくくかつ離型性が良い。
［第３の実施の形態］
図５は、第３の実施の形態における成形品の製造装置１０の加熱工程部１４の構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
Furthermore, since the heating temperature of the preform 36 can be set higher than the heating temperature of the upper mold 23 and the lower mold 24, the preform 36 is difficult to be fused to the molding surfaces 23a and 24a and has good releasability.
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the heating process unit 14 of the molded product manufacturing apparatus 10 according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member the same as that of 1st Embodiment, or equivalent.
本実施形態では、プリフォーム３６を上型２３及び下型２４に接触しないように配置した型構成を示す。なお、型セット２２をセラミック等の絶縁体で構成し、加熱体２６を導電性の金属で構成した点は第１の実施の形態と同様である。また、上型２３及び下型２４の成形面２３ａ，２４ａは凸球面に形成されている。 In the present embodiment, a mold configuration in which the preform 36 is arranged so as not to contact the upper mold 23 and the lower mold 24 is shown. In addition, the point which comprised the type | mold set 22 with insulators, such as a ceramic, and comprised the heating body 26 with the electroconductive metal is the same as that of 1st Embodiment. The molding surfaces 23a and 24a of the upper mold 23 and the lower mold 24 are formed as convex spherical surfaces.
同図５によれば、下加熱プレート３０２の上面に、下型２４、円筒状の支持台２７、及びスリーブ２５が載置され、さらに、支持台２７の上端面に加熱体２６とプリフォーム３６が載置されている。また、支持台２７の熱伝導率は、加熱体２６の熱伝導率よりも低い方が好ましい。 According to FIG. 5, the upper surface of the lower heating plate 30 2, the lower die 24, a cylindrical support base 27, and the sleeve 25 is placed, further heating body 26 and the preform to the upper end surface of the support base 27 36 is placed. The thermal conductivity of the support 27 is preferably lower than the thermal conductivity of the heating body 26.
この構成により、プリフォーム３６の加熱時には、上型２３及び下型２４はプリフォーム３６と非接触状態に保持されている。そして、プリフォーム３６の成形時には、上型２３の加圧機構３２と下型２４の加圧機構３２’とが接近するように略同時に駆動される。これにより、プリフォーム３６には、上型２３及び下型２４の成形面２３ａ，２４ａが転写されて両凹レンズが成形される。 With this configuration, when the preform 36 is heated, the upper mold 23 and the lower mold 24 are held in a non-contact state with the preform 36. When the preform 36 is molded, the press mechanism 32 of the upper mold 23 and the press mechanism 32 'of the lower mold 24 are driven substantially simultaneously so as to approach each other. As a result, the molding surfaces 23 a and 24 a of the upper mold 23 and the lower mold 24 are transferred to the preform 36 to mold a biconcave lens.
なお、本実施形態では、支持台２７と加熱体２６とを別部材として説明した。しかし、これに限らない。例えば、支持台２７と加熱体２６とを一体で構成してもよい。
本実施形態によれば、プリフォーム３６を上型２３及び下型２４に接触しないように配置したので、加熱時にプリフォーム３６の熱が上型２３及び下型２４から奪われないため、効率的にプリフォーム３６を加熱することができる。
In addition, in this embodiment, the support stand 27 and the heating body 26 were demonstrated as a separate member. However, it is not limited to this. For example, you may comprise the support stand 27 and the heating body 26 integrally.
According to the present embodiment, since the preform 36 is arranged so as not to contact the upper mold 23 and the lower mold 24, the heat of the preform 36 is not taken away from the upper mold 23 and the lower mold 24 at the time of heating. The preform 36 can be heated.
しかも、誘導加熱により加熱体２６を加熱し、この加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱するようにしたため、型セット２２内にプリフォーム３６を収容した状態で、プリフォーム３６の加熱温度を上型２３及び下型２４よりも高く設定することができる。 In addition, since the heating body 26 is heated by induction heating, and the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26, the preform 36 is heated while the preform 36 is accommodated in the mold set 22. The temperature can be set higher than that of the upper mold 23 and the lower mold 24.
また、型温度よりもプリフォーム３６の温度を高くすることができるので、プリフォーム３６が成形面２３ａ，２４ａに融着しにくくかつ離型性が良い。
［第４の実施の形態］
図６は、第４の実施の形態における成形品の製造装置１０の成形工程部１６の構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
In addition, since the temperature of the preform 36 can be made higher than the mold temperature, the preform 36 is hardly fused to the molding surfaces 23a and 24a, and the releasability is good.
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the molding process unit 16 of the molded product manufacturing apparatus 10 according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member the same as that of 1st Embodiment, or equivalent.
本実施形態では、加熱体２６とプリフォーム３６とを一体に成形する枠一体成形の例である。プリフォーム３６として、例えば円柱形状のガラス素材を用いる。
型セット２２の構成は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、型セット２２をセラミック等の絶縁体で構成し、加熱体２６を誘導加熱により加熱し、この加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱する。これにより、型セット２２内にプリフォーム３６を収容した状態で、プリフォーム３６の加熱温度を上型２３及び下型２４よりも高く設定することができる。
This embodiment is an example of frame integral molding in which the heating body 26 and the preform 36 are integrally molded. For example, a cylindrical glass material is used as the preform 36.
The configuration of the mold set 22 is the same as that of the first embodiment. That is, the mold set 22 is made of an insulator such as ceramic, the heating body 26 is heated by induction heating, and the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26. Thereby, the heating temperature of the preform 36 can be set higher than that of the upper mold 23 and the lower mold 24 in a state where the preform 36 is accommodated in the mold set 22.
本実施形態では、加熱体２６として、例えばステンレススチールやコバール等のプリフォーム３６と融着性の高い材料を用いる。
これにより、加圧機構４２により駆動される上加熱プレート４０１を予め設定された距離（寸法）だけ上下方向（矢印方向）に移動させる。そして、型セット２２内のプリフォーム３６を所定形状の半成形品３７に成形する。このとき、加熱体２６はプリフォーム３６と融着性の高い材料を用いているので、図７に示すように、加熱体２６と光学素子３８’とが強固に密着した枠一体形の光学素子３９を得ることができる。
In the present embodiment, as the heating body 26, for example, a preform 36 such as stainless steel or Kovar is used and a material having high fusion properties.
Accordingly, moving distance of the heating plate 40 1 on which is driven preset by the pressure mechanism 42 (dimension) only up and down direction (arrow direction). Then, the preform 36 in the mold set 22 is formed into a semi-molded product 37 having a predetermined shape. At this time, since the heating body 26 uses a material having a high fusion property with the preform 36, as shown in FIG. 7, the frame-integrated optical element in which the heating body 26 and the optical element 38 'are firmly adhered to each other. 39 can be obtained.
本実施形態によれば、加熱体２６を誘導加熱により加熱する部材として用いるとともに、この加熱体２６を成形品を保持する枠体として用いたことで、効率的な枠一体形の成形を行うことができる。
［第５の実施の形態］
図８は、第５の実施の形態における成形品の製造装置１０の加熱工程部１４の構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
According to the present embodiment, the heating body 26 is used as a member for heating by induction heating, and the heating body 26 is used as a frame body for holding a molded product, so that efficient frame-integrated molding is performed. Can do.
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the heating process unit 14 of the molded product manufacturing apparatus 10 according to the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member the same as that of 1st Embodiment, or equivalent.
本実施形態では、加熱体２６として、例えば超硬合金等の熱伝導率の高い部材を用いた。この加熱体２６にプリフォーム３６が接触して配置されている。また、この加熱体２６を加熱する非接触加熱式加熱手段として、型セット２２の外側にエネルギービームを照射可能なスポットランプヒータ４６を配置している。 In the present embodiment, a member having a high thermal conductivity such as a cemented carbide is used as the heating body 26. A preform 36 is disposed in contact with the heating body 26. Further, a spot lamp heater 46 capable of irradiating an energy beam is disposed outside the mold set 22 as a non-contact heating type heating means for heating the heating body 26.
型セット２２は、第１の実施の形態と同様に、鍔付き円筒状の上型２３及び下型２４と、円筒状のスリーブ２５と、円筒状の加熱体２６と、を有している。スリーブ２５には、側面に複数の孔２５ａが形成されている。 Similar to the first embodiment, the mold set 22 includes a cylindrical upper mold 23 and a lower mold 24 with a flange, a cylindrical sleeve 25, and a cylindrical heating body 26. The sleeve 25 has a plurality of holes 25a formed on the side surface.
そして、加熱体２６をスポットランプヒータ４６により選択的に加熱し、この加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱する。こうして、型セット２２内にプリフォーム３６を収容した状態で、プリフォーム３６の加熱温度を上型２３及び下型２４よりも高く設定することができる。 Then, the heating body 26 is selectively heated by the spot lamp heater 46, and the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26. Thus, the heating temperature of the preform 36 can be set higher than that of the upper mold 23 and the lower mold 24 in a state where the preform 36 is accommodated in the mold set 22.
これにより、プリフォーム３６が加熱された後、該プリフォーム３６よりも低い温度に設定された上型２３及び下型２４を加圧して、プリフォーム３６が成形品に成形される。
本実施形態では、加熱体２６を誘導加熱するものではないため、型セット２２を構成する部材の材質を限定する必要はない。また、スポットランプヒータ４６によりプリフォーム３６を直接照射すると、エネルギーが透過して加熱効率が極めて悪くなる。よって、プリフォーム３６を加熱するためには、例えばプリフォーム３６の表面に受熱膜を付加しなければならない。
Thus, after the preform 36 is heated, the upper mold 23 and the lower mold 24 set at a temperature lower than that of the preform 36 are pressurized to form the preform 36 into a molded product.
In this embodiment, since the heating body 26 is not induction-heated, it is not necessary to limit the material of the member which comprises the type | mold set 22. FIG. Further, if the preform 36 is directly irradiated by the spot lamp heater 46, energy is transmitted and the heating efficiency becomes extremely poor. Therefore, in order to heat the preform 36, for example, a heat receiving film must be added to the surface of the preform 36.
このため、本実施形態では、スポットランプヒータ４６の輻射熱で加熱体２６を加熱し、該加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱することとした。これにより、効率の良い加熱を実現した。この場合も、上型２３及び下型２４から熱が奪われないように、上型２３及び下型２４とプリフォーム３６とを接触しないように配置することで、加熱効率を上げることができる。 For this reason, in this embodiment, the heating body 26 is heated by the radiant heat of the spot lamp heater 46, and the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26. Thereby, efficient heating was realized. Also in this case, the heating efficiency can be increased by arranging the upper mold 23 and the lower mold 24 and the preform 36 so as not to contact each other so that heat is not taken away from the upper mold 23 and the lower mold 24.
本実施形態によれば、加熱体２６を電磁誘導作用により誘導加熱するものではないため、型セット２２を構成する部材の材質を導電体や絶縁体に限定する必要はなく、よって、構成部材の選択の自由度を上げることができる。 According to this embodiment, since the heating body 26 is not induction-heated by electromagnetic induction, it is not necessary to limit the material of the members constituting the mold set 22 to a conductor or an insulator. The degree of freedom of selection can be increased.
また、本実施形態では、スポットランプヒータ４６の輻射熱で加熱体２６を加熱し、該加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６を加熱することとしたので、効率の良い加熱を実現することができる。
［第６の実施の形態］
図９は、第６の実施の形態における成形品の製造装置１０の加熱工程部１４の構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。
In the present embodiment, the heating body 26 is heated by the radiant heat of the spot lamp heater 46, and the preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26, so that efficient heating can be realized. it can.
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the heating process unit 14 of the molded product manufacturing apparatus 10 according to the sixth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member the same as that of 1st Embodiment, or equivalent.
本実施形態では、加熱体２６を加熱する接触加熱式加熱手段として、型セット２２の外側に配置した接触式の伝熱部材４８を用いた。
型セット２２は、第１の実施の形態と同様に、鍔付き円筒状の上型２３及び下型２４と、円筒状のスリーブ２５と、円筒状の加熱体２６と、を有している。スリーブ２５には、側面に複数の孔２５ａが形成されている。加熱体２６として、例えば熱伝導率の高い超硬合金が用いられている。
In the present embodiment, as the contact heating type heating means for heating the heating body 26, the contact type heat transfer member 48 disposed outside the mold set 22 is used.
Similar to the first embodiment, the mold set 22 includes a cylindrical upper mold 23 and a lower mold 24 with a flange, a cylindrical sleeve 25, and a cylindrical heating body 26. The sleeve 25 has a plurality of holes 25a formed on the side surface. As the heating body 26, for example, a cemented carbide with high thermal conductivity is used.
そして、加熱体２６には、伝熱部材４８が移動して接触可能に配置されている。この伝熱部材４８は、加熱コイル５０への通電により加熱されて加熱体２６が加熱される構成となっている。そして、加熱体２６からの熱伝導によりプリフォーム３６が加熱される。なお、他の加熱手段により伝熱部材４８を直接的に加熱して、該伝熱部材４８を加熱体２６に接触させるようにしてもよい。 And the heat transfer member 48 is arrange | positioned at the heating body 26 so that contact is possible. The heat transfer member 48 is heated by energizing the heating coil 50 and the heating body 26 is heated. The preform 36 is heated by heat conduction from the heating body 26. The heat transfer member 48 may be directly heated by other heating means so that the heat transfer member 48 is brought into contact with the heating body 26.
プリフォーム３６が加熱された後、プリフォーム３６よりも低い温度に設定された上型２３及び下型２４を、加圧機構３２により上加熱プレートを相対的に接近させてプリフォーム３６を成形する。 After the preform 36 is heated, the upper mold 23 and the lower mold 24 set at a temperature lower than that of the preform 36 are relatively moved closer to the upper heating plate by the pressurizing mechanism 32 to form the preform 36. .
本実施形態によれば、加熱体２６を誘導加熱するものではないため、型セット２２を構成する部材の材質を導電体や絶縁体に限定する必要はなく、よって、構成部材の選択の自由度を上げることができる。この場合も、上型２３及び下型２４から熱が奪われないように、上型２３及び下型２４とプリフォーム３６とを接触しないように配置することで、加熱効率を上げることができる。 According to this embodiment, since the heating body 26 is not induction-heated, it is not necessary to limit the material of the member which comprises the type | mold set 22 to a conductor and an insulator, Therefore, the freedom degree of selection of a structural member Can be raised. Also in this case, the heating efficiency can be increased by arranging the upper mold 23 and the lower mold 24 and the preform 36 so as not to contact each other so that heat is not taken away from the upper mold 23 and the lower mold 24.
１０ 成形品の製造装置
１２ 成形室
１４ 加熱工程部
１６ 成形工程部
２２ 型セット
２３ 上型
２４ 下型
２５ スリーブ
２５ａ 孔
２６ 加熱体
２７ 支持台
３０１ 上加熱プレート
３０２ 下加熱プレート
３２ 加圧機構
３２’ 加圧機構
３３１ ヒータ
３３２ ヒータ
３４ 誘導コイル
３６ プリフォーム
３６ａ 球体部
３６ｂ コバ部
３７ 半成形品
３８ 光学素子
３８ａ 光学機能面
３８ｂ 光学機能面
３９ 枠一体形の光学素子
４０１ 上加熱プレート
４０２ 下加熱プレート
４２ 加圧機構
４３１ ヒータ
４３２ ヒータ
４４ 誘導コイル
４６ スポットランプヒータ
４８ 伝熱部材
５０ 加熱コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molded product manufacturing apparatus 12 Molding chamber 14 Heating process part 16 Molding process part 22 Mold set 23 Upper mold 24 Lower mold 25 Sleeve 25a Hole 26 Heating body 27 Support base 30 1 Upper heating plate 30 2 Lower heating plate 32 Pressure mechanism 32 'pressurizing mechanism 33 1 heater 33 2 heater 34 induction coil 36 preform 36a spherical portion 36b edge portion 37 semi-molded product 38 optical element 38a optical function surface 38b optical function surface 39 frame-integrated optical element 40 1 upper heating plate 40 2 Lower heating plate 42 Pressurizing mechanism 43 1 heater 43 2 heater 44 induction coil 46 spot lamp heater 48 heat transfer member 50 heating coil
Claims (3)
前記一対の成形型間に配置された加熱体であって、支持台に載置された前記成形素材に接触し、前記支持台に載置され、前記一対の成形型には接触しない前記加熱体と、
該加熱体を加熱する非接触式加熱装置である加熱手段と、
該加熱手段とは別体であって、前記一対の成形型を加熱する型加熱手段と、を備え、
前記支持台の熱伝導率は、前記加熱体の熱伝導率よりも低い
ことを特徴とする成形品の製造装置。 In an apparatus for manufacturing a molded product that softens and molds a molding material by heating a mold set in which the molding material is disposed between a pair of opposing molding dies,
A heating body disposed between the pair of molding dies, wherein the heating body contacts the molding material placed on a support base and is placed on the support base and does not contact the pair of molding dies. When,
Heating means which is a non-contact heating device for heating the heating body;
A mold heating unit that is separate from the heating unit and that heats the pair of molding dies ,
The apparatus for manufacturing a molded article, wherein the support base has a thermal conductivity lower than that of the heating body .
前記一対の成形型間に配置され、支持台に載置され、前記一対の成形型には接触しない加熱体を非接触式加熱装置である加熱手段により加熱し、該加熱体からの熱伝導により、該加熱体に接触配置され、前記支持台に載置された前記成形素材を加熱する工程と、
該加熱手段とは別体である型加熱手段により前記一対の成形型を加熱する工程と、
前記成形素材を成形する工程と、を有し、
前記支持台の熱伝導率は、前記加熱体の熱伝導率よりも低い
ことを特徴とする成形品の製造方法。 In a manufacturing method of a molded product in which a molding set in which a molding material is disposed between a pair of opposing molding dies is heated to soften the molding material and molded,
A heating element that is disposed between the pair of molds and is placed on a support base and does not contact the pair of molds is heated by heating means that is a non-contact type heating device, and heat conduction from the heating element The step of heating the molding material placed in contact with the heating body and placed on the support base ;
Heating the pair of molds by a mold heating unit that is separate from the heating unit;
Have a, a step of molding the molding material,
The method of manufacturing a molded product, wherein the support base has a thermal conductivity lower than that of the heating body .
ことを特徴とする請求項２に記載の成形品の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 2, wherein the molding material is heated to a temperature higher than the molding surfaces of the pair of molding dies.
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