JPH01172231A - 光学素子製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学素子のプレス成形装置に関し、プレス成
形後の後加工を不要Σした高精度光学素子を連続的に製
造できる光学素子製造装置に関する。

（従来の技術） 近年、所定の表面精度を有する成形用型内に光学素子材
料を収容してプレス成形することにより、研削及び研摩
等の後加工を不要とした高粘度光学面を有する光学素子
を成形する方法が開発されている。

このようなプレス成形法を用い、しかも光学素子の連続
成形に好適する光学素子成形方法は、例えば特開昭５９
−１５０７２８号公報或いは特開昭６１−２８５２８号
公報に示されたように、光・　字素子の成形用素材を成
形用型内に収容配置して、この素材を型内で保持したま
ま加熱部と成形部と冷却部とを有する成形室内に順次取
入れ、加熱部にて成形用型とともに成形用素材を成形可
能な温度まで加熱軟化した後、成形部にてプレスし、次
に冷却部にてプレス時における成形用型の状態を維持し
たまま成形用素材がガラス転移点以下になるまで冷却し
、しかる後型内から成形品を取出すという工程を含むも
のである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような工程中、光学素子の成形用素材
が成形可能な温度まで加熱される過程において、該成形
用素材は成形用型内にて型の表面に接触するか、又は近
接した状態にあるため、プレス成形前に成形用素材と型
の表面が反応してこの型表面が侵されてしまうという問
題点があった。特に、光学素子の成形用素材が鉛含有ガ
ラス素材である場合、ガラス素材と型表面の間隔が１■
程度の非接触状態であっても、加熱後においては型表面
にガラス素材中の鉛成分が付着して該型表面は急速に侵
され、型の表面精度が著しく低下してしまう。

本発明者等は、このような問題点を解決すべく、プレス
成形時における成形用型のガラス成分による侵食を防止
して該成形用型の耐久性及び表面精度を維持し、高精度
光学素子を連続的かつ量産的に製造することができる光
学素子製造装置について既に提案しである。

従来、この種の光学素子製造装置では、プレス工程の近
傍に冷却工程を設けることは装置の構成上不可能であり
、このため製造時間を短縮する上で新規な成形室の案出
が望まれていた。

本発明は、プレス成形後の冷却に要する時間を短縮して
、光学素子の製造時間を短縮し得る成形室の構成及びそ
の冷却手段を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 上述した問題点を解決するために１本発明の光学素子製
造装置は、光学素子成形用素材の取入室、加熱部、プレ
ス部、徐冷部及び成形品の取出室から成り、前記取入室
にて供給された光学素子成形用素材と該成形用素材をプ
レス成形する成形用型とが配置されたパレットと該パレ
ットが前記各部を移動する手段とを備える光学素子製造
装置において、前記加熱部及び前記プレス部を直線状の
成形ラインから構成するとともに前記徐冷部を前記成形
ラインに並列配置し、これら成形ラインと徐冷部を連結
して前記プレス部から徐冷部に移る連結路に前記プレス
成形後の成形品を急冷する手段を設けたことを特徴とす
る。

（作　用） 上記本発明において、加熱部及びプレス部を直線状の成
形ラインから構成するとともに徐冷部を成形ラインに並
列配置し、これら成形ラインと徐冷部を連結してプレス
部から徐冷部に移る連結路にプレス成形後の成形品を急
冷する手段が設けられている。

このような構成により、従来装置の構成上不可能であっ
たプレス工程の近傍に冷却工程を設けることを可能とし
、かつこの冷却手段により製造時間全体を短縮すること
ができる。

上述のような連結路に設けられるプレス成形後の成形品
を急冷する手段としては、連結炉にファンを設けてガス
を対流させるか、若しくは連結路に冷却ガスを外部から
流入する手段を設けることにより実施可能である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図〜第６図は、本発明装置の実施例に関する装置を
示す図であり、この装置の全体の概略平面図が第１図に
示してあり、各部の工程順断面図が第２図〜第６図に示
しである。又、第７図は連結路（移送路２５）の第１実
施例を示す概略断面図であり、第８図は連結路（移送路
２５）の第２実施例の概略断面図である。

この装置の全体的構成は、素材取入室ｌ、加熱部２、素
材移替部３、プレス部５、徐冷部６及び成形品取出室フ
から成るものである。素材取入室ｌ、加熱部２．素材移
替部３及びプレス部５は同一ライン状にあり（以下、こ
のラインを成形ライン４と称す）、該成形ラインと並列
して徐冷部６が配設されている。

加熱部２の入口近傍には第１の移送室２１が構成され、
この第１の移送室２１に上記素材取入室ｌが設けられて
いる。プレス部５の出口近傍には第２の移送室２２が構
成され、徐冷部６の入口には第３の移送室２３が構成さ
れ、これら第２と第３の移送室は移送路２５で連結され
ている。又、徐冷部６の出口近傍には第４の移送室２４
が構成され、この第４の移送室２４には移動された成形
品取出室７が設けられ、第４の移送室２４と上記第１の
移送室２１とは回送路２６で連結されている。このよう
な構成により本成形装置は連続的な循環経路を威して成
形室５９を構成している。

１１は、この成形室５９を移送せしめられるパレットで
あり、該パレットｌｌ上には素材Ｉ＆載置台２とプレス
成形用の上Ｊ！！１３及び下ｆｉ１４とが一定の間隔を
有して配設されている。上型１３及び下型１４のプレス
成形面は、夫々光学素子ｖ＆崗面を成形するための鏡面
１３ａ、１４ａが施されている。

パレッ）１１を上記成形室中にて移送せしめる手段とし
て、第１の移送室２１には押出しシリンダー５１が設け
られ、この押出しシリンダーによりパレッ）１１はプレ
ス部５に移動せしめられる。第２の移送室２２には引出
しシリンダー５２と押出しシリンダー５３とが設けられ
、引き出しシリンダー５２によりプレス部５に移動せし
められたパレット１１が第２の移送室２２に引き出され
、押出しシリンダー５３により該第２の移送室に移動さ
れたパレッ）１１が第３の移送室２３にまで押出される
。第３の移送室２３には押出しシリンダー５４が設けら
れ、この押出しシリンダーにより当該第３の移送室２３
に移動せしめられたパレッ）１１が第４の移送室２４直
前まで押出される。第４の移送室２４には引出しシリン
ダー５５と押出しシリンダー５６とが設けられており、
引出しシリンダー５５により第４の移送室２４直前まで
移動されたパレッ）１１が該第４の移送室２４にまで引
出され、押出しシリンダー５６により該第４の移送室２
４に移動されたパレット１１を再び第１の移送室２１ま
で押出す。

かくして、パレッ）１１はこれらシリンダーの押出し或
いは引出し動作により各工程に移送され、本装置の成形
室５９内を移動する。なお、パレツ）１１は成形室５９
内に設けられたレール３２上に載置され、各シリンダー
の押出し或は引出しにより該レール上を移動する。

次に、上記成形室５９の各部について説明する。

加熱部２．素材移替部３及びプレス部５に該当する炉体
にはヒーター５７が設けられ、徐冷部６に該当する炉体
にはヒーター５８が設けられている。これら各ヒ、−タ
ーは、素材１５の加熱及びプレス後の成形品１８の冷却
に用いられる。

素材移替部２及び成形品取出室７には上型１３を丁型１
４に所要間隔をあけて持上げるための持上げハンド１６
．２０が設けられている（第４図、第６図）、この持上
げハンドは、不図示のリフト手段により上下動する。さ
らに、素材移替部３には、素材取入室ｌにて素材ａｔ台
１２上に配置された素材１５を下型１４上に移替えるた
めの吸着フィンガー１９ａが設けられており（第４図）
、上記持上げハンド１６の作動により上型１３が一旦持
上げられた後、該吸着ハンドが作動し、素材１５が下型
１４上の所定位置に移替えられる。この吸着フィンガー
１９ａは、上記のような素材１５の移替時に、該素材１
５が正確に下型１４上の所定位置に配置されるよう、パ
レット１１上の素材載置台１２と下型１４とが有する所
定間隔の長さだけ正確に平行移動する一定のストローク
を有して作動するように構成されている。

又、素材取入室ｌ及び成形品取出室７には、素材１５を
載置台１２上に配置したり、成形品１８を上型１４から
取出すための吸着フィンガー１９ｂが設けられている（
第６図）。

プレス部５には、プレス成形時に上型１３を押圧するた
めのプレス用ロッド１７が設けられている（第５図）。

なお、本装置において連続路５９の内部は、上型１３及
び下型１４を形成する型材が高温下で酸化されるのを防
止するよう、真空排気の後、Ｎ２ガス等の非酸化性ガス
を充填する必要があるため、上記の持上げハンド１６、
吸着フィンガー１９ａ、１９ｂ及びプレスロッド１７等
と成形室５９外壁との摺動部分には充分のシールドを施
しておき、路体の気密性を確保しておく必要がある。

又１本ｇｔＲにおいては１図示は省略しであるが、素材
１５を素材取入室１に取入れる際、外気が炉体の内部に
侵入しないように、雰囲気置換室を設ける必要がある。

次に、第７図を参照しながら上記移送路２５の第１実施
例について説明する。第７図には、第１図のＡ−Ａ線に
沿う概略断面図が示しである。

図中、３３は上記第２の移送室２２に該当する成形室で
あり、加熱部２からの高温ガスが流入する状態にある。

３４は徐冷部６に該当する成形室である。

移送路２５の要部には、モータに連結されたファン３５
が設けられ、徐冷部６の冷却ガスが該移送路２５に流入
される。

移送路２５と第２の移送室２２との境界にはシャッター
３０が設けられており、このシャッターは不図示のコン
トローラーに接続されたシャッター開閉用シリンダー３
１に連結され、該シリンダーの駆動により押出しシリン
ダー５３の押出し動作に同期して開閉する。即ち、押出
しシリンダー５３が押出された時はシャッター３０は開
き、押出しシリンダー５３が引き戻された時はシャッタ
ー３０は閉じる。このような構成により成形ライン４に
おける高温ガスの侵入を防止するようにしである。

なお上記ファン３５及びシャッター開閉用シリンダー３
１が移送路２５の炉体と摺動する部分には十分のシール
ド３７を施しておき、路体の気密性を確保するのが望ま
しい。

このような構成により、ファン３５の回転によって、移
送路２５内のガスが対流し、該移送路を通過するプレス
後の成形品１８が冷却され、徐冷部６における徐冷の負
担が軽減され、該徐冷部６の通過を短時間で行なうこと
ができる。

さらに、第８図を参照しながら移送路２５の第２実施例
について説明する。第８図には、第１図のＡ−Ａ線に沿
う概略断面図が示しである。

この実施例においては、上記実施流側と異なり、冷却手
段として炉体の外部から冷却ガスを強制的に流入する構
成とされている６図示のように、徐冷部６からの冷却ガ
スが炉体の外部に設けられた送風＠４３により、該徐冷
部６の下方に設けられた吸引口４４を経て冷却手段４２
により冷却され１通気管４０を通過した後吐出ノズル４
１から移送路２５に流入される。

この実施例におけるその他の構成は上記第１の実施例に
おけると略同様である。このような構成により、上記実
施例と同様、移送路２５内は急冷され、該移送路２５を
通過するプレス後の成形品１８が徐冷せしめられ、徐冷
部６における徐冷の負担が軽減され、該徐冷部６の通過
を短時間で行なうことができる。

次に、上述のように構成された装置の動作について第２
図〜第６図に示すプレス成形工程順に従って説明する。

第２図は素材１５が配置されていない状態のパレッ）１
１を示す。

まず、上記したように、上下型１３．１４の型材の酸化
防止のために、成形室５９の内部を不図示の真空ポンプ
によりｌＸｌ０−２丁ａｒｒまで真空排気した後、Ｎ２
ガス又はその他の非酸化性ガスを充填する６次いで、ヒ
ーター５７．５８に通電し、炉内温度を所定値にまで昇
温する。昇温完了後、素材取入室ｌにて上記雰囲気置換
室を通し、吸着フィンガー１９ｂにより第３図に示すよ
うに素材１５を素材取入室ｌにあるパレッ）１１の載置
台１２上に配置する。

次に、上述した動作に従い、押出しシリンダー５１．５
３，５４．５５及び引出しシリンダー５２．５６を作動
して順次パレッ）１１が成形品取出室７から素材取入室
１に送られてくるたびに素材１５を上記の方法で各々の
ＩＩＬｍ台１２上に配置する。このような動作を繰り返
し行うことにより、最初のパレットｌｌに供給された素
材１５と上型１３及び下型１４が素材移替部３付近にお
いてプレス成形に必要な温度にまで加熱された時点で素
材１５の下型１４への移替えを行なう。

なお、この時、素材１５と上型１３及び下型１４とは略
同温度にまで加熱されていることが望ましい、こうする
ことにより、移替後の素材１５の温度が上型１３或いは
下型１４の温度によって変化することなく最適なプレス
温度条件下でプレス成形を行なうことができる。そして
、素材移替部３において、第４図に示すように、持上げ
ハンド１６により上型１３を持上げ、次いで吸着フィン
ガー１９ａにより素材１５を吸着して下ｆｆ１ｌＡ上に
移替える。この後、押出しシリンダー５１を押出して素
材１５の移替えが完了したパレット１１をプレス部５の
位置に移動させる。この時、持上げハンド１６を除去す
ると共に、プレス用ロッド１７を作動させ、所定のプレ
ス圧にて、上型１３を押圧し、素材１５に対するプレス
成形を行なう０次いで、プレス用ロッド１７の押圧を解
除し、上型１３はプレス時における状態を維持したまま
、該パレット１１をプレス部５から第２の移送室２２に
移動する。さらに、このパレット１１を移送路２５を経
て第３の移送室２３に移送する。この移送路２５を通過
する際に上下型１３．１４内に保持された成形品１８は
、該移送路２５の上記冷却手段により冷却される０次い
で、パレット１１は徐冷部の方向に移動されるが、この
移動方向の前方には他のパレット１１が配列された状態
にあるので、上述のような動作がｍ続する中で、当該パ
レッ）１１が徐冷部６の出口付近に致る間上型１３と下
型１４内で保持された成形品１８は徐冷部６を通過し、
ここで移送路２５に引続き冷却せしめられる０次いで、
徐冷部６の先頭位置まで移動したパレット１１は成形品
取出室７に移動せしめられる。

次に、持上げハンド２０が作動して上型１３が除去され
１次いで吸着フィンガー１９ｂにより成形品１８が取出
される。そして、この成形品取出しの完了したパレット
１１は回送路２６を経て素材取入室ｌに移送され、再び
上述の動作を繰返すことにより連続的な成形品１８の製
造が行なわれる。

ここで１本実施例装置の各工程におけるガラス温度の時
間的変化について第９図を参照しながら説明する。第９
−は、通常カメラレンズ等に使用される光学ガラスＳＦ
８　（ガラス転移点Ｔｇ＝４４３℃、比重４．２２）を
用いて、外形２０ｍｍ、厚み２ｍｍの凸レンズを成形し
た場合め時間−温度曲線を示しである。ＴＩ−Ｔ５は各
工程における時間を示す。

素材取入れ室ｌにて素材載置第１２上に載置されたガラ
ス素材１５は加熱部２にて加熱され（Ｔｏ〜ＴＩ）、プ
レス温度５３０”０まで昇温した後下型１４上に移し替
えられ、さらに上型１３を載置してプレス成形される（
Ｔｌ〜Ｔ２）０次いで、移送路２５を通過する際、上記
冷却手段により４８０℃まで急冷され（７２〜Ｔ３）、
徐冷部６を通過して引き続き取り出し温度３３０℃まで
冷却される（７３〜Ｔ４）。

ところで、従来装置のような徐冷部のみで冷却される場
合、同図に点線で示すように、プレス温度５３０℃から
取り出し温度３３０℃まで徐冷するのにＴ２〜Ｔ５まで
要し、冷却時間が１４〜１５分余計に必要となる。

以上説明したような実施例装置によれば、プレス後の成
形品を徐冷するのに要する時間が短縮され全体の成形時
間が大幅に短くなる。このため、上記連続路５９を循環
するパレット数即ち成形用型の数が少なくてすみ、製造
コストの低減化に有益となる。

又１本実施例装置によれば、素材１５はプレス成形の直
前まで素材ｔａ台１２上に配置され上型１３及び下型１
４から分離された状態にあるため、素材１５と型１３．
１４との反応が防止される。勿論、プレス成形時及びそ
の後の徐冷時において素材１５と型１３．１４との反応
が生じることは妨げられないが、プレス成形後の降温下
にあっては、プレス成形時はどの反応も生じず、上述し
た反応時間の短縮効果と合わせ、型の耐久性向上に有益
となる。

さらに、本実施例装置は、同一パレット上で素材の移替
えを行なう構成となっているため、素材載置台１２と型
との位置の相対的な変化がなく。

吸着フィンガー１９ａ、１９ｂのハンドリングの位置決
め精度が出やすい、又、吸着フィンガー１９ａ、１９ｂ
は成形室５９の内部にてパレット１１と同時に加熱され
るから、熱膨張によるハンドリングの位置決め精度の誤
差が生じにくい。

ざらに又、本実施例装置によれば、上述したように型の
耐久性が保証されると共に、成形面の侵食が防止され、
比較的長期間に渡り成形面の鏡面性が保持されるから、
高精度光学素子の連続製造に好適する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、プレス後の成形品
が通常の徐冷部に、至る前に急冷手段により冷却され、
成形品の冷却時間が大幅に短縮され、全体の成形時間が
従来装置に比べ非常に短くなる。このため、成形室を循
環するパレット数即ち成形用型の数が少なくてすみ、製
造コストの低減化に有益となる。

又、成形用素材の載置台と成形用型とは同一パレットに
配設された構成となっているため、パレットの移動時に
おける両者間の相対的な位置変化が発生せず、例えばオ
ートハンド装置を用いて成形用素材を移替える際、高温
下であってもハンドリングの位置決め精度が低下するこ
となく、信頼性の高い装置を得ることができる。

従って、本発明装置は高精度光学素子をプレス成形によ
り連続的に製造するのに好適し、しかも製造時間の短縮
化及び製造コストの低減化に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明の光学素子製造装置の第１実
施例を示す図であり、第１図はその全体的平面図、第２
図〜第６図は各工程におけるパレットの概略断面図であ
り、第７図は第１図のＡ　−Ａ線に沿う概略断面図であ
り、第８図は第１図のＡ−Ａ線に沿う概略断面図であり
、第９図は本発明の実施例装置の各工程におけるガラス
温度の時間的変化を示す時間−温度曲線の図である。 ｌ・・・素材取入室 ２・・・加熱部 ３・・・素材移替部 ４・・・成形ライン ５・・・プレス部 ６・・・徐冷部 １１・・・パレット １２・・・素材蔵置台 １３・・・上型 １４・・・下型 ２５・・・移送路 ５９・・・成形室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学素子成形用素材の取入室、加熱部、プレス部、徐冷
   部及び成形品の取出室から成り、前記取入室にて供給さ
   れた光学素子成形用素材と該成形用素材をプレス成形す
   る成形用型とが配置されたパレットと該パレットが前記
   各部を移動する手段とを備える光学素子製造装置におい
   て、前記加熱部及び前記プレス部を直線状の成形ライン
   から構成するとともに前記徐冷部を前記成形ラインに並
   列配置し、これら成形ラインと徐冷部を連結して前記プ
   レス部から徐冷部に移る連結路に前記プレス成形後の成
   形品を急冷する手段を設けたことを特徴とする光学素子
   製造装置。