JPH0412033A - 光学素子の成形装置 - 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、押圧成形により高い面精度と面粗度とを有す
るガラス光学素子を製造するための成形装置に関する。

〔従来の技術） 従来、レンズ、プリズム、フィルター等のガラス光学素
子の多くは、ガラス素材の研削研磨処理を主とした加工
方法によって製造してきた。しかし、かかる処理には相
当の時間および熟練技術が必要とされ、特に非球面レン
ズを研磨処理にて形成するには、−層高度な研磨技術が
要求され、かつ処理時間が長くなり、短時間に大量の光
学素子を製造することは困難であった。そこで、一対の
成形用型内にガラス素材を挿入配置し、これを押圧成形
するだけで光学素子を製造する方法が開発され注目され
ている。

このような光学素子を成形する装置としては、例えば特
開昭６１．−２５６９２９号公報や特公昭６２−３６９
７３号公報や特公平１−４６４５２号公報に開示される
装置が知られている。

特開昭６１２５６９２９号公報には、同軸上に対向配Ｗ
された上下一対の成形型間に、予め所定の温度に加熱軟
化されたガラス素材を搬送して押圧成形する装置が示さ
れている。また、特公昭６２−３６９７３号公報や特公
平１−４６４５２号公報には、予め上下一対の成形型の
間にガラス素材を載置し、入れ換え室あるいは取り入れ
・取り出し室を介して前記成形型およびガラス素材を一
緒に搬送する装置が示されている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、特開昭６１２５６９２９号公報記載の装置にあ
っては、一対の成形型にて大量生産が可能であるからコ
ストメリットはあるが、成形型を交換するには、−旦装
置全体を常温まで冷却しなければならず、多種少量生産
には不向きである。

また、生産中に成形型に汚れの付着や欠損等の欠陥が生
じたときも長時間生産を停止しなければならない欠点が
ある。

また、特公昭６２−３６９７３号公報や特公平１−４６
４５２号公報記載の装置にあっては、成形型の交換時間
はないものの、ガラス素材を一個づつ成形型間に載置し
、−緒に加熱して成形するので、生産性を上げるには多
数の成形型を予め準備しなければならない。しかるに、
成形型の成形面は、セラミック等の特殊な材料を所望の
光学素子に対応した形状に高精度に加工しなければなら
ないので、かかる準備には、多大な費用と時間が必要に
なる。また、成形においては、ガラス素材が加熱中に常
に成形型の成形面に接触しているため、ガラス中に存在
する鉛等の易揮発成分が成形面に付着する。そのため、
成形型の耐久性が低下するという別の問題点がある。

本発明は、このような不具合に着目し、少数の成形型を
使用する装置であって、成形型の交換を迅速に行い得て
生産性の良い光学素子の成形装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段および作用］本発明による
成形装置は、加熱軟化したガラス素材を、成形室内に配
置した成形型により押圧して光学素子を成形するに際し
、前記成形室内に成形型を着脱自在に保持する取付部を
設けるとともに該成形室に、収容された成形型を所定温
度に加熱する予備室を連設し、かつ少なくとも前記取付
部と前記予備室との間で成形型を移送する手段を設け、
前記予備室には不活性雰囲気にする手段を設けたことを
特徴としている。

上記のように構成された成形装置において成形型を交換
するには、成形型を予備室に搬入口から収容した後、該
搬入口を閉して予備室を不活性雰囲気にし、成形型を所
定温度に加熱する。その後、成形型を搬出口を介して成
形室内の成形型の取付部に移送手段にて移送し取り付け
る。交換の際には、予め交換される使用後の成形型を取
付部から取り外しておく。取り外した成形型は移送手段
Ｇごて予め予備室に移送し、成形型が酸化しない温度に
なるまで不活性雰囲気中で冷却し、その後に予備室から
移す。

この場合に、予備室にて加熱する成形型は、数種類の成
形型を予め、まとめて収容しておくことができ、また使
用後に冷却した成形型は、その都度予備室から移すこと
なく、まとめて保管、収容しておくことができる。

前記により交換された成形型による成形は、不活性雰囲
気中または真空中の成形室内にて成形型を所定温度にコ
ントロールしながら、別に設けたガラス素材の加熱装置
にて加熱軟化した素材を、前記成形型間に順次搬送して
押圧成形が連続的に行われる。

前記予備室は、１個に限定されるものではなく、成形中
に別の成形型を所定温度に加熱して交換用に待機させて
おくために、加熱用と冷却用を個々に設けてもよい。あ
るいは上型用と下型用に個々に設けてもよい。

［実施例］ 以下本発明を実施例により詳細に説明する。

（第１実施例） 第１図〜第５図は、本発明の第１実施例を示すレンズの
成形装置の説明図である。第１図は成形装置の全体配置
を示す平面図、第２図は第１回のＡ方向からの要部の断
面図、第３図は第１図のＢ方向からの要部の断面図、第
４図ａ、ｂはシャッタ部の動作の説明図、第５図ａ、ｂ
は成形型を搬送するアームの説明図である。

第１図に示すように成形装置１は、中央部に配置した成
形室２の両側壁にそれぞれ加熱用の予備室３と冷却用の
予備室４を配設し、他の一つの側壁にガラス素材の加熱
炉５を配設して概略構成されている。そして、前記加熱
用の予備室３側には、次の成形段階にて使用される常温
の成形型を該予備室に搬入し、更に加熱された成形型を
成形室内に搬送するアーム６が配設されている。

また、前記冷却用の予備室４側には、成形に使用後の成
形型を成形室から該予備室に移送し、更に、冷却された
成形型を予備室から搬出するアーム７が配設されている
。また、ガラス素材の加熱炉５側には、成形すべきガラ
ス素材を外部から該加熱炉に搬入し、加熱後に成形室内
の成形型間に搬送し、かつ成形後のレンズを成形装置外
部に搬出する搬送アーム８が配設されている。

前記成形装置１の詳細は、第２図に示すように構成され
ている。図において成形室２の中央には、レンズのレン
ズ面を成形する成形面を有する成形型１０（上型１０ａ
と下型１０ｂ）がそれぞれ対向配置されている。上型１
０ａ、下型１０ｂはそれぞれ上下同軸に調整され、かつ
駆動装置（不図示）に連結して所定位置（し・ンズの肉
厚を確保する位置）まで上下動自在に摺動される主軸（
型の取付部）１１．１１の先端部に、それぞれ着脱自在
に装着されている。

冬型を装着する各主軸の先端部には、主軸と同軸に凹部
１２が形成され、凹部の底面は主軸の軸と直交する平面
部１３を有し、凹部の内周壁面１４は、前記上型１０ａ
、下型１０ｂの外周嵌合面１５（第５図参照）と密に一
致するように形成されている。これは冬型の外周嵌合面
の装着側の外周縁にわずかな装着用クリアランスを設け
る（冬型をそれぞれの主軸凹部に装着しやすいように、
わずかに面取りして小径部を設ける）以外は、内周壁面
１４と外周嵌合面１５を一致させることにより、装着し
たときに上下型１０ａ、Ｊｏｂの各成形面間に偏心を生
じさせないためである。また前記各主軸に設けた凹部の
平面部１３の中央には、真空吸着装置（不図示）に接続
したバイブ１５゜１５に連通する孔１６がそれぞれ穿設
されている。

従って、真空吸着装置による真空吸着によって、上型１
０　ａ、下型１０ｂをそれぞれの主軸１１１１先端部に
固定するようムこなっている。

前記各主軸１１．１１の孔１．６．１６を介して、各主
軸に固定された上型１０ａ、下型１０ｂのそれぞれの温
度を測定するために、上型、下型の各尾部（前記平面部
１３と係合する冬型の平面部）し形成された穴に熱電対
１７．１７がそれぞれ挿入されている。また主軸１１．
１１の各先端側には、上型１０ａ、下型１０ｂをそれぞ
れ加熱するヒータ１Ｂ、１８が取付けられ、該ヒータ１
８１８と前記熱電対１７．１７は共に温度コントローラ
１９．１９に接続され、上型１０ａ１下型１０ｂの温度
制御ｌｌ（例えば５００°Ｃに制御する）ができる構成
になっている。成形室２の上部には、高温に加熱される
上型１０ａ、下型ｌＯｂ、主軸１１．１１等の酸化防止
のために、成形室内を不活性雰囲気にするための窒素ガ
スの供給管２０が接続されている。

また、前記各予備室３．４は、上型１０ａの成形時の上
昇位置および下型１０ｂの成形時の上陸位置に対応し、
成形室２に設けたそれぞれの開口窓２１を介して、上下
に個別に配置されるとともに、各アーム６．７も個別に
対応して配設されている（各アーム６．７の駆動装置は
不図示）。

そして、加熱用予備室３には、次の成形段階にて使用さ
れる成形型２２（上型２２ａ、下型２２ｂとする）を収
容して所定温度まで加熱するように、温度コントローラ
（不図示）にて制御されるヒータ２３が配設されている
。さらに、前記冷却用予備室４には、所定のレンズ成形
後に主軸１１から外された高温の成形型１０を常温まで
（型の酸化が生じない温度でもよい）冷却する冷却装置
（内部に冷水管を配して冷水を循環させる）２４が配設
されている。

そして、各予備室３．４には、それぞれ上型あるいは下
型の搬入口２５と搬出口２６が設けられるとともに、各
搬入口と各搬出口にはそれぞれ開閉自在のシャッター２
７が設けられ、各予備室を外部と遮断して密閉可能にし
ている。このシャソター２７は、前記アーム６．７の作
動時にも各アームに干としないで密閉状態を保持できる
ようになっている（第４図参照）。

即ち、第４圓ａには、予備室３の搬入口２５に配置され
た一対のンヤソター２７間にアーム６がない状態を示し
、第４図すにはアーム６が入っている状態を示している
（該予備室３の搬出口２６および他の予備室４の搬入口
、搬出口にても同一構成なので、説明は省略する）。各
シャ、ター２７ａ、２７ｂはそれぞれ駆動装置（シリン
ダー）２８に取り付けられ、互いに摺接しながら前進、
後退自在に制御される。この各シャッター２７ａ２７ｂ
の先端には、アーム６の断面形状に対応した長方形の切
り欠き２９が形成されている。そしてアーム６が予備室
３に入る場合には、切り欠き２９部のみが開いてアーム
６と係合しつつ予備室内を気密に保持しており、アーム
６がない場合は切り欠き２９部が互いに遮蔽されて予備
室内を気密に保持している。

また、前記各予備室３．４の上部には、予備室３．４内
をそれぞれ不活性雰囲気にするための窒素ガスを供給す
る供給管３０がそれぞれ接続されている。

前記各予備室３．４に対応して、それぞれ配設されたア
ーム６．７の先端には、第５図に示すように、成形型の
外周嵌合面１５に形設したリング状の凹部（溝）３１に
係合して該成形型を保持するために、略半円状の切り欠
き３２を設けている。

第５圓ａは成形型の保持前の状態を示し、第５図すは保
持時の成形型を安定して搬送できる状態を示す。

また、成形室２の側壁に配置したガラス素材の加熱炉５
は、その詳細を第３図に示すように、温度コントローラ
（不図示）によって制御されるヒーター３３を有し、搬
送アーム８にて搬送されたガラス素材３４を所定の成形
温度（例えば７００’Ｃ）に加熱し得るようになってい
る。この加熱炉５の両側の開口部３５にも、第４図ａ、
ｂと同様のシャッター２７がそれぞれ配設されるととも
に、不活性雰囲気にするための窒素ガスの供給管３６が
接続されている。

上記構成よりなる成形装置において、成形型を交換して
レンズの成形を行う手順を説明する。

既に玉軸に固定された成形型１０によるレンズの成形（
前段のレンズの成形）は、供給管２０を介して供給され
た窒素ガスにより、成形室２内を不活性雰囲気にした後
、ヒーター１８により成形型１０を成形作業時の型温度
に加熱するとともに、加熱炉５にて成形可能な温度まで
加熱されたガラス素材３４を搬送アーム８にて成形型間
に搬送し、上下の主軸を接近する方向にそれぞれ所定位
置まで移動してガラス素材３４を各成形型の成形面にて
押圧成形して行っている。このとき、予備室３４の成形
室２例のシャッター２７．２７は閉じて、成形室２の開
口窓２１は閉状態にある。

前記押圧成形後、成形型の温度低下とともに上下の主軸
をそれぞれ離退する方向に移動してレンズから成形型を
離し、次いでレンズを成形室から加熱炉を介して搬送ア
ーム８にて搬出する。この成形工程を反復してレンズの
成形を行っている。

この前段のレンズ成形が完了して、別種（次段）のレン
ズを成形するためには、成形型の交換を行つ。

上型１０ａの交換（下型の交換も同様に行われるので上
型についてのみ説明する）をするには、アーム６の先端
に新たな上型２２ａ（次段用の上型）を保持し、上型加
熱用予備室３の搬入口２５のシャッター２７をそれぞれ
シリンダー２８にて後退せしめて開き、アーム６にて上
型２２ａを予備室３内に搬入する。次いでシャッター２
７を閉して予備室３を気密にするとともに供給管３０を
介して窒素ガスを供給し、予備室３を不活性雰囲気にす
る。その後、上型２２ａを成形作業時の型温度になるま
で、ヒーター２３を介して加熱する。

その間に、上型冷却用予備室４の搬出口側のシャ・７タ
ー２７を開いてアーム７を挿入した後、このシャッター
２７を閉し、予備室を不活性雰囲気に保ち、次いで成形
室２側のシャック−を開いてアーム７の先端を上型１０
ａの外周嵌合面の溝３１に係合せしめるとともに上型１
０ａの吸着を解除し、主軸１１を上動させて上型１０ａ
をアーム７にて保持する、この時玉軸１１は成形時の上
昇位置よりも更二こ上昇している。

その後、アーム７を後退させて上型１０ａを冷却用予備
室に収容し、ツヤ、ター２７を閉して成形室２の開口窓
２１を閉状態にするとともに、上型１０ａが酸化しない
温度になるまで不活性雰囲気中で、冷却袋！２４により
冷却する。そして、所定の温度に達した後、窒素ガスの
供給を停止し、シャッター２７を開けてアーム７にて上
型を成形装置の外部に搬出する。一方、加熱用予備室３
内にて所定温度に達したアーム６上の上型２２ａは、成
形室２側のンヤソタ−２７を開いて開口窓２１を開状態
にした後、上型の主軸１１の下方の位置に搬送され、次
いで主軸１１が上型の上昇位置まで下降するとともに主
軸先端の凹部１２に上型２２ａの外周嵌合面が嵌合し、
主軸の孔１６を介して主軸に上型２２ａを吸着固定する
。この時、主軸１１に対する上型２２ａの偏心は、主軸
先端の凹部１２の内周壁面１４および平面部１３と上型
２２ａの外周嵌合面との嵌合と接触により、位置決めが
行われているので発生しない。

前述のように下型の交換も上型と同様の手順にて、上型
と同時にあるいは上型の交換と前後して実施される。

そして、前段の成形型が排出され、新たな次段の成形型
が上下の主軸に固定された後は、成形型２２ａが概ね成
形作業時の型温度に達しているので、第３図に示すよう
に、ガラス素材を搬送アーム８を介して加熱炉５に搬入
し、成形可能な温度まで加熱後、該ガラス素材を成形型
２２間に位置せしめ該成形型にて押圧成形する手順で実
施する。

そして、成形後のレンズは前記搬送アーム８にて成形装
置外に排出される。なお、搬送アーム８が加熱炉５から
出ているとき以外は、加熱炉５内を不活性雰囲気に保つ
ようにシャッター２７が閉状態に操作されている。

従って、本成形装置によれば、前段の成形型と次段の成
形型の交換を迅速に行い得、かつ次段の成形型を主軸に
固定したのち直ちに成形作業を行い得るので、特に一対
の成形型にでレンズを成形しても時間ロスがなく生産で
き、生産性を良くすることができる。

（第２実施例） 第６回は、本発明の第２実施例の成形装置の要部を説明
する断面図である。

本実施例の構成上の特徴は、成形型を加熱する手段と保
持する手段とを存する回転盤を主軸先端に設置するとと
もに、後段にて使用する成形型の加熱および成形使用後
の成形型の冷却を行う予備室を、成形室の上、下壁に配
設した点にある。なお、第６図において、第１実施例と
同様な部材については同一符号を付し、詳細な説明を省
略する。

図において、成形室２の上下には、同軸にて回転制御自
在でかつそれぞれ上下に摺動自在な一対の主軸１１．１
１（各主軸の駆動装置は不図示）が配設され、該主軸先
端に回転盤（型の取付部）４０が固定されている。回転
盤４０には成形型１０（上型１０ａ、下型１０ｂ）を保
持し、固定するために同一円上に複数（図では２個）の
固定孔４１が設けられている。固定孔４１には段部４２
とともに内周にはネジ４３が設けられている。各固定孔
４１の周囲の回転盤４０内には、固定孔にネジ４３にて
固定された成形型１０を加熱するヒター１８と、該成形
型１０の温度を測定する熱電対１７がそれぞれ埋設され
ている。該ヒーター１８と熱電対１７は、主軸１１を介
して導出され、成形型１０の温度制御可能なように温度
コントローラ１９にそれぞれ接続されている。なお、固
定孔４１に対する成形型１０の位置決めは、固定孔４１
の段部４２に係合する成形型の平面部と成形型の外周嵌
合面１５にて行われる。また、上下の成形型１０をガラ
ス素材の加熱炉５例の成形位置までそれぞれ回転盤４０
．４０を介して移送させた時には、上下の成形型の中心
軸が同軸になっている。この成形位置における上下の成
形型１ｏの連部（大径側の底面部）に当接して、前記そ
れぞれの主軸１１と同時に上下動する支持軸４５があり
ガラス素材の成形時に各回転盤４０に生ずるモーメント
を除くように作用している。この支持軸４５は回転盤４
０の回転時には尾部から離れるように制御される。

また、前記成形室２の上、下壁でかつガラス素材加熱炉
５の反対側には、開口窓２１を介してそれぞれ上型用と
下型用の予備室４６が２個別個に配設されている。この
各予備室４６は成形型（上型または下型）を加熱するヒ
ーター２３と冷却する冷却装置２４を備えている。各予
備室４６の開口端には、第１実施例と同様に予備室と外
部とを遮断して気密にする開閉自在なシャッター２７が
配設されている。シャッター２７の切り欠きは半円形状
（不図示）となっており、該切り欠きと係合するように
外周面が円形のアーム５０が、回動かつ上下動自在に配
設されている。アーム５０の軸心には吸着孔が穿設され
ている。該アーム５０は、予備室４６の外にあって成形
型２２を吸着しつつ予備室内に搬入し、加熱後に予備室
から回転盤４０に回転して取り付けるとともに、成形使
用後の成形型１０を吸着しつつ回転して回転盤から取り
外し、予備室にて冷却後に予備室外に搬出するようにな
っている。３０は窒素ガスの供給管である。

上記構成の成形芯室における成形型を交換する方法につ
いて説明する。

第６図において、上型用の予備室４６の外部にてアーム
５０の先端に上型２２ａを保持した後、シャッター２７
を開いて上型とともにアームを予備室に入れる。その後
シャッターを閉して窒素ガスを供給し、不活性雰囲気中
で上型を成形可能な温度に加熱した後、開口窓２１側の
シャッター２７を開いてアーム５０を下降させる。

次いで回転盤４０の固定孔４１にアーム５０の回転によ
りネジを螺合せしめて上型２２ａを固定する（図におい
て下型２２ｂは固定した状態を示す）。固定孔４１に固
定された上型、下型は、常時不活性雰囲気中の回転盤４
０内のヒーター１８と熱電対にて温度制御されつつ、主
軸１１０回転により成形位置に移送される。同時に成形
使用後の上型、下型は、各予備室４６の開口窓２１の位
置に移送される。

次いで各アーム５０を回転して上型、下型を回転盤４０
から取り外し、不活性雰囲気中の各予備室４６内に移し
て各開口窓２１をシャッター２７にて閉じ、成形型が酸
化しない温度に達した後、窒素ガスの供給を停止して予
備室外に搬出し、ツヤ・ツタ−２７を閉しる。

一方、搬送アーム８にて搬送され、加熱炉５にて成形可
能な温度に加熱されたガラス素材３４は、成形位置にあ
る上型、下型の接近する方向の移動により押圧され、レ
ンズに成形される。押圧時の各型の尾部は、回転盤４０
の倒れを防止するように支持軸４５にて支持されている
。レンズに成形後、上型、下型は主軸を介して離退する
とともに、レンズは搬送アーム８にて加熱炉５を介して
搬出され、加熱炉５のシャッター２７を閉しる。そして
次のレンズ素材が搬入されるとき、該シャック−を開け
て搬送アーム８を入れるとともに不活性雰囲気中にて加
熱し、上記成形工程を反復するものである。

なお、本実施例では、回転盤４ｏに一種の成形型を配置
し、他の固定孔を交換用に供したが、これに限定されず
に、３個以上の固定孔を設けてもよい。そして、成形位
置にある一種の成形型以外に、予備の成形型を配置して
もよい。予備の成形型の形状は、成形位置ある成形型に
欠陥が生した時に迅速に交換できる同一の成形型でもよ
いし、あるいは次に製造する予定のレンズ形状に合わせ
た成形型（二種目の型）でもよい。従って、前記場合に
は、予備室内には回転盤と予備室外部との交換を行うべ
き成形型を入れておくことになる。

本実施例によれば、予備室を少なくすることができると
ともに、回転盤に二種以上の成形型を保持し得る構成に
できるので、レンズ形状等の変更に対し、より迅速に対
応可能となる。

なお、回転盤に二種以上の成形型を予め装着しである場
合には、一種の成形型による成形が終わった際に、この
使用後の成形型を予備室に収容し、冷却後にアームにて
搬出し、その後該アームにて新たな成形型を予備室を通
過して回転盤に装着することもできる。そして、該成形
型の加熱は回転盤のヒーターにて行う。予め回転盤に装
着した成形型により成形が進行されており、新たな成形
型の装着にも成形作業の中断が短いので、生産性も良い
。

（第３実施例） 第７図は、本発明の第３実施例の成形装置の要部を説明
する断面図である。

本実施例の構成上の特徴は、成形型間の偏心調整を筒状
のスリーブにて行うとともに、成形型の一方の側壁に上
型、下型のそれぞれの加熱用予備室および冷却用予備室
を配設した点にある。なお、第７図において、前記第１
実施例および第２実施例と同様な部材については同一符
号を付し、詳細な説明を省略する。

成形室２の中央には、上下端を土壁、下壁に固定された
スリーブ５５がある。該スリーブ５５の側壁には、加熱
炉５内にて加熱軟化されたガラス素材３４を搬入する搬
送アーム８の導入口５６と、次のレンズ成形用の成形型
を搬入する搬入口５７５７と、前のレンズ成形用に使用
された成形型を搬出する搬出口５８．５８が形成されて
いる。前記導入口５７．５７は、成形時の上型の上昇位
置よりも高い位置、下型の下降位置よりも低い位置にあ
る。

前記スリーブ５５の内径は、上下一対の成形型１０間の
偏心が成形レンズに要求される偏心以下になるように、
成形型１０の外径よりもわずかに大きい寸法に設定され
ている。この成形型１０は、上下動自在に制御される各
主軸１１先端に、それぞれ真空吸着によって保持固定さ
れ、前記スリーブ５５内を摺動される。主軸１１内部の
１６は真空吸着装置（不図示）に連結した吸着孔であり
、１日はヒーター、１７は型温度測定の熱電対で、熱電
対の先端は成形型の尾部の穴に挿入されている。成形室
２の上部には窒素ガスの供給管２０が接続されている。

成形室２の側壁には、ガラス素材の加熱炉５と反対の位
置に、それぞれ開口窓２１を介して上型用と下型用に、
上下に２個ずつの加熱用予備室３と冷却用予備室４が別
個に配設されている。各予備室は、第１実施例の加熱用
および冷却用の予備室と同構成であり、それぞれツヤツ
タ−２７と、窒素ガスの供給管３０を有する。

また、各予備室の外部には、成形型の外周嵌合面の溝と
保合する切り欠きを有したアーム６．７も同様に配設さ
れている。

前記構成の成形装置における成形型を交換する方法につ
いて説明する。

所定形状のレンズの成形が終了に近い時点にて、次のレ
ンズの成形に使用する成形型２２ａ、２２ｂを、それぞ
れアーム６．６にて保持し、ツヤツタ−２７を開いて各
加熱用予備室３．３に搬入する。そして、ンヤソター２
７を閉じ、窒素ガスを供給して不活性雰囲気中で成形型
を成形作業時の型温度まで加熱する。前記前段のレンズ
の成形が終了した後、成形型１０ａ、１０ｂをそれぞれ
搬出口５８．５８まで移動するとともに、冷却用予備室
４．４をそれぞれシャッター２７にて不活性雰囲気に保
ちながらアーム７．７の先端をそれぞれの搬出口から挿
入する。次いで成形型の外周嵌合面の溝をアームの切り
欠きと係合せしめるとともに、主軸１１をわずかに移動
して熱電対１７先端を成形型から引ぎ抜き、成形型の吸
着を解除する。

その後、アーム７をスリーブから後退させて成形型を各
予備室４内に入れ、開口窓２１をシャッター２７にて閉
し、不活性雰囲気中で成形型を冷却する。冷却後、窒素
ガスの供給を停止じ、シャッター２７を開いてアーム７
をさらに後退し、成形型を予備室外に搬出する。

一方、主軸１１は、次の成形用の成形型の搬入口５７，
５．７まで移動（上型用主軸１１は下降し、下型用主軸
１１は上昇）する。次いで開口窓２１側のツヤツタ−２
７，２７を開き、前記成形可能な温度に加熱された成形
型２２ａ、２２ｂをアーム６□　６にてスリーブ５５の
搬入口５７．５７から主軸の先端位置に搬入する。その
後、主軸をわずかに移動して成形型２２ａ、２２ｂを各
主軸１１に吸着するとともに成形型の尾部にそれぞれ熱
電対を挿入し、各成形型の温度制御を行う。そして、ア
ームを後退し、シャッター２７．２７を閉して成形型の
交換が終わることにより、再び次段のレンズ成形が開始
される。

本実施例によれば、成形型２２間の偏心調整が簡単な構
成にて実現可能になるとともに、各予備室が成形室の側
壁に同列にあるので、装置の小型化を図ることができる
。

なお実施例では、加熱炉と各予備室を対向する位置に配
設したが、隣接する側壁に配設してもよい。また、スリ
ーブの搬入口と搬出口とともに加熱用、冷却用の予備室
の配列順序を入れ換えてもよい。

（第４実施例） 第８図は、本発明の第４実施例の成形装置の要部を説明
する断面図、第９圀はＣ−Ｃ断面図である。

本実施例の構成上の特徴は、予備室と主軸先端との間の
成形型の受は渡しを、上下動自在がつ回動自在な支持軸
に反転部材を備えたアームにて行う点にある。

なお第８図、第９図において、前記第１実施例と同様な
部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略す
る。

成形型２の対向する側壁には加熱用予備室３と冷却用予
備室４が配設され、不図示の側壁には加熱炉（不図示）
が配設されている。また成形室の土壁、下壁を貫通して
、上下動自在に制御され、かつ先端に凹部と吸着孔を形
成した主軸１１．１１が第１実施例と同様の構成にて配
設されている（ヒーター、熱電対等は不図示）。

また、成形室２の下壁を貫通して、２個のＬ字状のアー
ム６０．６１がある。このアーム６０゜６１は上下動自
在であり、かつ回動自在に制御された支持軸６２．６３
（駆動装置は不図示）の先端部に、成形型の外周嵌合面
の溝と係合するように切り欠き６４を形成した反転部材
６５．６６を取り付けて構成されている。

また、各予備室３，４の開口端にはシャッター２７．２
７を設けるとともに各予備室３，４の内部には一対の成
形型を並列して載置するための石英ガラス板６７がそれ
ぞれ配設されている（第８図では上型と下型が見えるよ
うに作図している）。

この石英ガラス板６７は予備室３内を、紙面に対して垂
直方向にスライ１゛するように、シリンダー６８にて制
御されている。従って石英ガラス仮６７上に一方の成形
型（例えば上型）がアーム６にて搬送された後、石英ガ
ラス仮６７がスライドして、他方の成形型（下型）が石
英ガラス板６７上に上型と並列して載置できる。

なお図において、２０．３０は窒素ガス供給管、７は使
用後の成形型を搬送するアームである。

前記成形装置における成形型を交換する方法について説
明する。

次のレンズの成形に使用する成形型２２の一方をアーム
６にて加熱用予備室３内の石英ガラス板６７上に搬送後
、該アーム６を後退せしめて再び成形型２２の他方を搬
送する。このとき石英ガラス板６７をスライドし、成形
型の一対を並列に載置する。次いでシャンク−２７を閉
じ、不活性雰囲気中で成形可能な温度まで成形型２２を
加熱する。前段レンズの成形が終了した後、主軸１１を
成形型１０の取り外し位置に移動させる。次いで、アー
ム６１の支持軸６３を下型１０ｂの場合には第８図示の
ように下降するとともに回転させ、アームの反転部材６
６の切り欠き（不図示）を成形型の溝と係合させる。そ
の後、支持軸６３を上昇させて主軸１１から下型１０ｂ
を離し、再び支持軸６３を回転させて、開口窓２１を介
して石英ガラス板６７に使用後の下型Ｊｏｂを載置させ
る。

そして、支持軸６３を逆転させ、アーム６１を下型１０
ｂから離す。次いで石英ガラス仮６７がスライドすると
ともに、アーム６１の支持軸６３は上型の位置に移動し
、同様に上型１０ａを主軸１１から取り外して冷却用予
備室内に搬送する。そして、不活性雰囲気中で冷却する
。

なお上型１０ａを取り外したときには、上型の成形面を
保護するために、支持軸６３が主軸から上型を取り外し
て下降した際に、上型を保持した状態で反転部材６６を
１８０度反転し、上型の連部を石英ガラス板６７の載置
面にしておくものである。

一方、加熱用予備室３例の開口窓２１のシャッター２７
を開け、アーム６０により上型２２ａ、下型２２ｂをそ
れぞれの主軸１１に装着する。

即ち、アーム６０の支持軸６２を回転させることにより
、反転部材６５にて下型２２ｂを保持する（第９図ｇ位
置）とともに該下型を主軸１１上に位置せしめ（ｄ位置
）、そして支持軸６２を下降させた後、逆転（ｅ位置）
して、下型を離すと、吸着により下型は主軸１１に固定
される。次いで支持軸６２を上昇させた後、さらに逆転
（ｆ位置）させ、石英ガラス板６７のスライドにより反
転部材６５との係合位置に移された上型２２ａを該反転
部材にて保持させる（第９図ｇ位Ｋ）とともに予備室３
から搬出させる。そして、反転部材６５にて上型を１８
０度反転させた後、上型を主軸下端に位置せしめ、支持
軸６２を上昇させて主軸１１に上型を装着しながら、吸
着させる。次いで支持軸６２を逆転（ｅ位置）させて上
型を離した後、支持軸を下降させ、反転部材６５を成形
室内に待機させておく。この作業の間にシャンク−２７
は閉しられている。

本実施例によれば、予備室を少なくできるとともに、成
形型の偏心も生じない。

なお、本実施例では、成形使用後の成形型を予備室外に
搬出させるが、これに限定されるものではない。

即ち、多種類のＬ・ンズを小ロットにて成形する際、主
軸から取り外した成形型を冷却用予備室に搬送しないで
、加熱用予備室に戻すように構成してもよい。この場合
には、第８図において、アーム６０のみを使用して成形
型の交換が行われる。

また、加熱用予備室３内のガラス板６７上に、多種類の
レンズ形状に対応した成形面を有する成形型を、予め多
数保管し、はぼ成形可能な温度に加熱してお（と、所望
の成形型を何度でも容易にかつ迅速に交換でき、多種少
量生産への対応が簡単となる。

なお前記各実施例においては、成形使用後の成形型を冷
却装置を備えた冷却用予備室にて冷却したが、不活性雰
囲気中にて空冷による自然冷却でもよい。

また、ガラス素材の加熱炉にシャック−を配設したが、
成形室内の窒素ガスを常時に加熱炉を介して流出させる
構成の成形装置にあっては、加熱炉の７ヤノターはな（
でもよい。

さらに、各実施例ではガラス素材をレンズに成形する場
合について説明したが、プリズム、フィルター、ミラー
等の光学用素子（部材）でもよい。

さらに、各実施例では、成形型に形成した溝とアームの
切り欠きとを係合して成形型を保持し搬送したが、成形
型をロボットハンドや吸着手段により、保持して行うこ
ともできる。また、主軸に対する成形型の固定は吸着に
限らず、バネ力を利用したクリック機構や磁力によって
も行うことができる。

さらに、各実施例では、成形型を搬送あるいは搬出する
各アームを水平方向に進退自在に調整し、かつ成形型の
取り付は用主軸を上下動自在にすることで、成形型を主
軸に固定したが、これに限らず、各アームにさらに上下
動する駆動装置を連結した場合には、成形型を光学素子
の成形移動量範囲内での上下動Ｃ二収めても成形型の交
換ができ、また、上型または下型の一方を上下動するこ
となく固定しても成形型の交換ができる。

さらに、各実施例においては、加熱用予備室にて加熱す
る成形型の温度を成形時の成形温度に設定したが、成形
型の移送により、温度低下が生ずる場合には、設定温度
を高くすればよい。

さらに、第１実施例では、使用後の成形型を主軸の先端
部（取付部）から取り外した後に冷却用予備室に収容し
たが、これに限定されるものではなく、取付部から使用
後の成形型をアームにて取り外した後に該取り外し位置
の横に移しておき、新たな成形型を主軸取付部に固定し
てから前記横に移した使用後の成形型を加熱用予備室に
収容し、該予備室にてヒーター○ＦＦにて不活性雰囲気
中の自然冷却を行ってもよい。

この場合には、第２実施例（第６図）の予備室と同様に
予備室は加熱用と冷却用に兼用されることになる。

〔発明の効果］ 本発明によれば、光学素子の成形中に予備あるいは次段
階にて使用される成形を加熱待機し、また交換後の成形
型を酸化されることなく処理できるので、成形装置全体
を冷却しなくても成形型の交換が可能になる。

よって、光学素子の成形時にアクシデントにより成形型
を交換するとき、あるいは成形対象となる光学素子の形
状を変更するときに、きわめて迅速に成形型を交換でき
、また一対の成形型で大量に成形し得る生産形態である
から少数の成形型を準備すればよいので、生産性のよい
成形装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の成形装置全体の配置を示
す平面図、第２図は第１図のＡ方向からの要部断面図、
第３図は第１図のＢ方向からの要部断面図、第４図ａ、
ｂはンヤソタ一部の動作説明図、第５図ａ、ｂは成形型
を搬送するアームの説明図、第６図は第２実施例の成形
装置の要部を説明する断面図、第７図は第３実施例の成
形装置の要部を説明する断面図、第８図；ま第４実施例
の要部を説明する断面図、第９回は第８ＶのＣ−Ｃ断面
図である。 ｌ・・・成形装置 ２・・・成形室 ３・・・加熱用予備室 ４−・・冷却用予備室 ５・−・加熱炉 ６．７．５０，６０．６１・・アーｌ、８・・搬送アー
ム １．０．２２・・成形型 】１・・・主軸（取付部） ２０．３０．３６・・・窒素ガス供給管２７・・・シャ
ッター ４０・・・回転板（取付部） ４６・・・予備室（加熱、冷却兼用） 第１図 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　加熱軟化したガラス素材を、成形室内に配置した成形
   型により押圧して光学素子を成形する装置において、 前記成形室内に成形型を着脱自在に固定する取付部を設
   けるとともに該成形室に、収容された成形型を所定温度
   に加熱する予備室を連設し、かつ少なくとも前記取付部
   と前記予備室との間で成形型を移送する手段を設け、前
   記予備室には不活性雰囲気に置換する手段と前記成形型
   の搬入口および搬出口をそれぞれ開閉する手段を設けた
   こを特徴とする光学素子の成形装置。