JPH0474290B2 - - Google Patents

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とした高精度光学素
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精度
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−
26528号公報に示されたように、光学素子の成形
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
有する連続炉内に順次取入れ、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つ
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
mm程度の非接触状態であつても、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
ついて既に提案してある。

本発明は、この製造装置において、繰返し使用
される成形用型の温度サイクルの効率を向上する
ため、光学素子（成形品）の冷却部から再び成形
工程に成形用型を戻す際の回送を、迅速に行なえ
るように工夫したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するため、成形室
にて成形用素材および成形用型を加熱し、前記成
形用型で前記成形用素材を加圧し、光学素子を成
形するとともに、この光学素子を冷却室に移送し
て冷却するようにした光学素子製造装置におい
て、前記成形用型は、パレツトによつて前記成形
室、冷却室に順次移送されるように前記パレツト
上に載置され、また、前記成形室は、そのパレツ
ト搬入側に前記成形用素材の取入れのための素材
取入室を設け、前記冷却室は、そのパレツト搬出
側に、光学素子を取出す成形品取出室を設け、更
に、前記成形品取出室から回送路を介して前記素
材取入室に前記パレツトを移送するための移送手
段を装備している。

（作用） このように、成形用型をパレツトに載せて、循
環的に搬送することにより、また、移送手段で成
形品取出室から回送路を介して素材取入室にパレ
ツトを移送することで、成形用型を、可及的に温
度降下を避けるようにして、移送することができ
るのである。

（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図は本装置全体の概略平面図であり、第２
〜６図は工程順における本装置各部の断面図であ
る。

第１図に示すように、この装置の全体的構成
は、素材取入室１と、加熱部２、素材移替部３お
よびプレス部５よりなる成形室と、移送路（後述
する）を介して前記成形室に連続する徐冷部６よ
りなる冷却室と、成形品取出室７と、前記成形品
取出室７と素材取出室１とを結ぶ回送路（後述す
る）とから成るものである。そして、この実施例
では、素材取入室１、加熱部３、素材移替部３お
よびプレス部５は、同一ライン上にあり、前記徐
冷部６は、これと平行に配置されていて、全体と
して、循環した回路を構成している。

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
１が設けられている。又、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。

さらに、徐冷部６の出口付近には第４の移送室
２４が構成されている。この第４の移送室２４に
は素材取出室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。これらの各室各部は連続的な循環経路を
成す成形室５９を構成し、加熱部２、素材移替部
３及びプレス部５を加熱するヒーター５７と徐冷
部６を加熱するヒーター５８とが設けられてい
る。

１１は、この成形室内を移送せしめられるパレ
ツトである。パレツト１１上には素材載置台１２
とプレス成形用の上型１３及び下型１４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のプレス成形面には、夫々光学素子機能面
を成形するための鏡面１３ａ，１４ａが施されて
いる。

パレツト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（Ａ１とする）が設けられ、この押出し
シリンダーによりパレツト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（Ｂ２とする）と押出しシリンダー
５３（Ａ２とする）とが設けられ、引出しシリン
ダー５２によりプレス部５に移動せしめられたパ
レツト１１が第２の移送室２２に引出され、押出
しシリンダー５３により該第２の移送室に移動さ
れたパレツト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（Ａ３とする）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
られたパレツト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（Ｂ４とする）と押出しシリンダー５６
（Ａ４とする）とが設けられ、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
パレツト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によりパレツト１１を
再び第１の移送室２１まで押出す。かくして、パ
レツト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、パレツト１１は成形
室５９内に設けられたレール２８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。

又、素材取入室１及び成形品取出室７の夫々に
は、第６図に示すように、上型１３を持上げるた
めの持上げハンド２０、上型１３が持上げられた
際、素材１５を取り入れ又は成形品１８を取り出
すオートハンド１９が設けられている。

さらに、素材移替部３には、加熱後の素材１５
を載置台１２から下型１４上に載置するオートハ
ンド１６が設けられている。このオートハンド
は、第４図に示すように、下端部が二股状に分岐
し、各々の腕に吸着手段が設けられている。素材
移替え時には、この吸着手段により素材１５と上
型１３を同時に吸着した後、素材１５を上型１３
が除去された下型１４上まで回転し、次いで素材
１５のみの吸着を解除することにより素材１５を
下型１４上に載置することができる。

なお、本装置において成形室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不活性ガス雰囲気に保
つため、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り、上記の持上げハンド２
０、オートハンド１６、１９及びプレスロツド１
７等と成形室５９外壁との摺動部分には充分のシ
ールドを施してある。

次に、上記回送路２６について、第７図及び第
８図ａ〜ｅを参照しながら説明する。

第７図は回送路２６の周辺を示す概略平面図で
あり、第８図ａ〜ｅは第７図に示す第４の移送室
２４におけるパレツト１１の移動動作を示す斜視
図である。

第７図及び第８図においてパレツト１１は、第
１図に示すパレツトをより詳細に示してあり、隣
接する各パレツトの熱伝導の影響を防止するよう
各パレツトの接触する外周部には切欠き部１１ａ
が設けられている。

第７図において、加熱部２と第１の移送室２１
の近傍（２８ａ）及び徐冷部６と第４の位相室２
４の近傍（２８ｂ）には、該レール２８の熱膨張
の影響を緩和するために断続部２８ａ、２８ｂが
設けてある。

５１，５５，５６は上述した押出し及び引出し
シリダーであり、これら各シリンダーと成形室５
９との摺動部には成形室５９内を上述したような
不活性ガス雰囲気に保つための密閉シールド６０
が施されている。

第８図ａ〜ｅにおいて、５５ａ，５６ａは、各
シリダー５５，５６のロツドを示し、ロツド５５
ａはロツド５６ａの下方に設けられ、各ロツドが
互いに交差するように構成されている。ロツド５
５ａの先端には引欠け片５５ｂが固着され、冷却
室６からのパレツト１１を引出す際、ロツド５５
ａの先端を徐冷部６における先頭のパレツト１１
とこれに後続するパレツト１１との間にまで移動
し、ロツド５５ａを回転させてこの先端の引欠け
片５５ｂをパレツト１１の切欠き部１１ａに挿入
し、シリンダー５５を作動させて引欠け片５５ｂ
により切欠き部１１ａをひつかけた状態でパレツ
ト１１を第４の移送室２４まで引出す。しかる
後、成形品１８を取出して、押出しシリンダー５
６を作動させ、該シリンダーのロツド５６ａの先
端をパレツト１１の側部に押当て回送路２６の後
端即ち第１の移送室２１まで押出す。なお、説明
の便宜上、第８図ａ〜ｅにおけるロツドと成形室
５９の摺動部は概略的に示してある。又、パレツ
ト１１上の上下型１３，１４及び素材載置台１２
は図示を省略してある。

次に、各押出しシリンダー及び引出しシリンダ
ーの作動タイミングについて第９図及び第１０図
を参照しながら詳細に説明する。

第９図は、第１図を模式的に示した図であり、
第１０図はシリンダーの作動タイミングを示すチ
ヤート図である。

第９図に示す本装置の模式図には上記各押出し
シリンダー及び引出しシリンダーに付した符号Ａ
１〜Ａ４及びＢ１〜Ｂ４が示してある。又、図中
Ｖ１〜Ｖ４は上記各押出しシリンダー及び引出し
シリンダーに接続してこれらのシリンダーに圧力
制御を行なう圧力調整バルブであり、これらのバ
ルブはコントローラーＣに接続されている。図
中、Ｃ１〜Ｃ４は各バルブに送る制御信号を示
す。又、第１０図に示すタイミングチヤートにお
いて、縦軸には各押出しシリンダーＡ１〜Ａ４及
び引出しシリンダーＢ１〜Ｂ４が示してあり、横
軸にはこれらシリンダーの作動時期が示してあ
る。

この成形室５９内の成形工程４及び徐冷部６に
は予め必要数のパレツト１１が複数配列されてい
る。説明の便宜上、このようなパレツトの各々に
は既に成形用素材１５が供給されているものと
し、以下の説明では成形用素材の移替え及びプレ
ス成形等の成形動作は省略する。

まず、引出しシリンダー５２（Ｂ２）を作動さ
せてプレス部５にてプレス成形の終了したパレツ
ト１１を第２の移送室２２にまで移動する（T₀
〜T₂）。次いで、押出しシリンダー５１（Ａ１）
を作動させ、成形工程４の先頭のパレツト１１を
プレス部５まで移動すると同時に押出しシリンダ
ー５３（Ａ２）を作動させて既に第２の移送室２
２に移動したパレツト１１を第３の移送室２３に
まで押出す（T₂〜T₄）。このように、押出しシリ
ンダー５１，５３（Ａ１，Ａ２）を同時に作動す
ることにより、プレス成形の終了した成形品１８
を迅速に徐冷部６に移送して製造時間全体を短縮
することができる。又、この時、第２の移送室２
２は空室となり、次段階での引き出しシリンダー
５２（Ｂ２）の引出し動作に備えることができ
る。

次に、第３の移送室２３に移動したパレツト１
１を押出しシリンダー５４（Ａ３）により第４の
移送室２４の方向に押出して既に徐冷部６に配列
されたパレツト１１の先頭を第４の移送室２４の
直前にまで移動する（T₄〜T₆）。又、この押出し
シリンダー５４（Ａ３）の押出し動作と同時に押
出しシリンダー５６（Ａ４）を作動させて既に第
４の移送室２４に移動してあつたパレツト１１を
第１の移送室２１にまで押出す（T₄〜T₆）。

次いで、引出しシリンダー５５（Ｂ４）を作動
して第４の移送室２４の直前にまで移動した先頭
のパレツト１１をこの第４の移送室にまで引き出
す（T₆〜T₈）。

上述したように、押出しシリンダー５４，５５
（Ａ３，Ａ４）を同時に作動することにより、第
４の移送室が空室となり迅速に引出しシリンダー
５５を作動して徐冷部６における成形品の滞在時
間を短くし製造時間全体を短縮化できる。

なお、成形用素材１５の取入れ及び成形品１８
の取出しは、引出しシリンダー５５（Ｂ４）によ
り徐冷部６の先頭のパレツト１１が第４の移送室
２４に引出されてから押出しシリンダー５６（Ａ
４）押出し動作までの間に成形品１８の取出しを
行ない（T₈〜T₄）、次いで押出しシリンダー５６
（Ａ４）により該パレツトが第１の移送室２１に
押出されてから押出しシリンダー５１（Ａ１）の
押出し動作までの間に素材１５の取入れを行なう
（T₆〜T₂）。

次に、上述のように構成された装置の各工程に
おける動作について第１図の全体平面図及び第２
図〜第６図に示すプレス成形工程順に従つて説明
する。第２図は素材１５が配置されていない状態
のパレツト１１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１×10^-2Torrまで真空排
気した後、N₂ガス又はその他の引酸性ガスを充
填する。

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１にて上記雰囲気置換室を通し、オートハン
ドを用いて素材１５を素材取入室１にあるパレツ
ト１１の載置台１２上に配置する（第３図）。

次に、上述した如く押出しシリンダー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ツト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載置台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
パレツト１１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の温度によつ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、オー
トハンド１６により上型１３を持上げ、素材１５
を下型１４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
パレツト１１をプレス部５の位置に移動させる
（第４図）。

次いで、プレス用ロツド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（第５図）。

次ぎに、プレス用ロツド１７の押圧を解除し、
上型１３は下型１４上に載置したままで押出しシ
リンダー５１の作動させてパレツト１１をプレス
部５から該プレス部５の出口付近に移動する。さ
らに、このパレツト１１を引出しシリンダー５２
により引出して第２の移送室２２に移動した後、
押出しシリンダー５３により押出し、移送路２５
を経て移送室２３に移送する。

次いで、パレツト１１は押出しシリンダー５４
の押出しにより、成形品の取出室７の方向に押出
されるが、押出し方向の前方には他のパレツト１
１が配列された状態にあるので、上述のような動
作が継続する中で、当該パレツト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
徐々に冷却せしめられる。

かくして、徐冷部６の先頭位置まで移動したパ
レツト１１は引出しシリンダー５５により成形品
取出室７に到る。

次に、持上げハンド２０を作動して上型１３を
除去し、オートハンド１９により成形品１８を取
出す。（第６図）そして、この成形品取出しの完
了したパレツト１１を押出しシリンダー５６の押
出しにより回送路２６を経て素材取入室１に移送
し、該素材取入室１にて再び上述の動作を行な
う。

以上説明したような実施例装置によれば、上述
した回送路２６により、冷却後においてパレツト
１１即ち上下型１３，１４を成形工程４へ効率良
く移動して次のプレス成形に供給することがで
き、光学素子の連続成形及び成形時間の短縮化に
有効である。なお、上記実施例では、回走路２６
にあるパレツト１１は、押出しシリンダー５６で
素材取入室１に移送するが、他の適当な移送手段
でこれを行なつてもよい。素材１５はプレス成形
の直前まで素材載置台１２上に配置され上型３及
び下型１４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との反応を生じることは妨
げられないが、プレス成形後の降温下にあつて
は、プレス成形時ほどの反応も生じず、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。

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。

さらに又、成形用素材１５と上下型１３，１４
とは同一載置台１２上に並列状態に載置して移送
されるから載置台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、上述したようなフイン
ガーを用いて成形用素材を的確に移替えることが
できる。 ここで、第１１図を参照して、回送路
２６の他の実施例について説明する。

この実施例は、上述した回送路２６に型部材の
取り出し手段を備えたものである。

上述した第１図に示す実施例装置において、型
部材１３，１４がパレツト１１に載置されて加熱
工程、プレス工程、冷却工程、回送工程、加熱工
程…と繰り返し使用されるなかで、ガラス反応物
質の付着や型表面の酸化が進み、型表面の劣化が
次第に進行するのは避けられない。

本実施例は、このような事態に対処して成され
たもので、劣化の進んだ成形用型を正常な型部材
に交換することにより、成形品の表面精度の劣化
を防止している。

第１１図に示す型部材の取出し手段は、第１図
に示す回送路２６の途中に設けられたものであ
る。同図において、上述した図面における部分と
同一部分には同一の符号を用いてある。

同図に示すように、この取出し手段は、回送路
２６の天井に開口部２６ａが設けられ、この開口
部２６ａの上方に気密性保持のためのシールド６
８を介して設けられた開口部２６ａの開閉を行う
ゲートバルブ６２と、該ゲートバルブ６２を介し
て付設された取換室６４と、この取換室内で型部
材Ａの取り上げ動作を行うフインガー６６とから
成る。

ゲートバルブ６２はゲート制御手段７４に接続
され、この制御手段により開閉がコントロールさ
れる。

取換室６４の上方には気密性軸受け６７が設け
られ、この気密性軸受けにフインガーアーム６９
が上下動可能に連結されている。フインガーアー
ムはリフト制御手段７０に接続され、これにより
該アームの上下動がコントロールされる。

取換室６４内は、雰囲気置換手段７２により真
空又は非酸化雰囲気に変えられる。

このような型部材の取出し手段を用いて押出し
シリンダー５６により回送路２６に回送されてき
たパレツト１１上の型部材Ａを取り出すには、ま
ず雰囲気置換手段７２によつて取換室６４内の室
内雰囲気を真空状態或は非酸化雰囲気に保ち、ゲ
ート制御手段７４によつてゲート６２を開く。次
に、リフト制御手段７４によつてアーム６９を下
降してパレツト１１上に載置している型部材Ａを
フインガー６６にて把持し、アーム６９を上昇す
ることにより型部材Ａを取換室６４内に引きあ
げ、しかる後、ゲート６２を閉じる。その後、該
取換室から型部材を取り出し、別の新しい型部材
をフインガー６６に把持して取換室６４の雰囲気
を調整した後、ゲート６２を開き、新しい型部材
をパレツト上に載置する。

なお、型部材の交換が必要かどうかは、取出し
室７から取り出した成形品１８の表面性状から判
断することにより知ることができる。

このような回送路２６に設けられた型部材の取
出し手段により、必要に応じて型表面の劣化した
成形用型を正常な成形用型に容易に交換すること
ができ、表面精度の良好な成形品を永続的に得る
ことが可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、冷却工程
と成形工程の間に設けた回送路により、冷却後の
パレツト即ち成形用型を成形工程へ効率良く移動
することができ、光学素子の連続成形に好適し、
成形時間の短縮化に有効である。

又、本発明は、成形用型と成形用素材との反応
が最も著しい高温加熱時に両者が分離した状態に
あり、プレス成形の際に成形用素材を成形用型内
に移替えるようにしてあるため、成形用型の成形
用素材との反応による侵食が防止され、成形用型
の耐久性及び成形面の精度保持に有効である。

従つて、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ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置全体の概略平面図であり、
第２〜６図は工程順における本発明装置各部の断
面図であり、第７図は回送路２６の周辺を示す概
略平面図であり、第８図ａ〜ｅは第７図に示す第
４の移送室におけるパレツトの移動動作を示す斜
視図であり、第９図は、第１図を模式的に示した
図であり、第１０図はシリンダーの作動タイミン
グを示すチヤート図であり、第１１図は回送路の
他の実施例を示す縦断面図である。 １……素材取入室、２……加熱部、３……素材
移替部、４……成形工程、５……プレス部、６…
…徐冷部、１１……パレツト、１２……素材載置
台、１３……上型、１４……下型、１７……プレ
ス用ロツド、２６……回送路、２８……レール、
５１，５３，５４，５６……押出しシリンダー、
５２，５５……引出しシリンダー、５９……成形
室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形室にて成形用素材および成形用型を加熱
   し、前記成形用型で前記成形用素材を加圧し、光
   学素子を成形するとともに、この光学素子を冷却
   室に移送して冷却するようにした光学素子製造装
   置において、前記成形用型は、パレツトによつて
   前記成形室、冷却室に順次移送されるように前記
   パレツト上に載置され、また、前記成形室は、そ
   のパレツト搬入側に前記成形用素材の取入れのた
   めの素材取入室を設け、前記冷却室は、そのパレ
   ツト搬出側に、光学素子を取出す成形品取出室を
   設け、更に、前記成形品取出室から回送路を介し
   て前記素材取入室に前記パレツトを移送するため
   の移送手段を装備していることを特徴とする光学
   素子の製造装置。