JPH0474291B2 - - 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過熱
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
レス成形用前に成形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。

この種の成形用素材を炉内で移動して間欠的に
プレス成形する光学素子製造装置では、加熱工程
において成形用素材が所定の温度にまで加熱され
ているか、或は成形品を取り出す際にプレス後の
成形品が適当な取り出し温度にまで徐冷されてい
るか否かを自動的に検出するのが望ましいが、成
形用素材を炉内で移動する構成の成形装置におい
ては炉内に検出用のリード線を設けるのが困難で
ある。

本発明は、このような事情に基づき、炉内の所
定箇所で成形用素材又は成形品の温度を的確に検
出し素材を最適な条件下でプレス成形し得る光学
素子成形用装置を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するために、本発明の光学
素子製造装置は、光学素子成形用素材を加熱する
加熱部、および、前記成形用素材をプレス成形す
るプレス部とを備えた光学素子製造装置におい
て、前記成形用素材を載置して前記加熱部を通過
するための載置台と、前記プレス部において前記
成形用素材を装填する成形用型と前記載置台およ
び成形用型を支持、搬送するパレツトと、前記載
置台および成形用の温度を測定する手段とを具備
してなり、前記測定手段は、その検出端を載置台
内部に配設するとともに、前記載置台および成形
用型からパレツトの各内部を通る信号線を経由し
て前記パレツト側部に設けた電極に前記検出端を
電気的に接続し、また、外部の計測装置につなが
る線を前記電極に接離可能に接続できる手段を装
備している。

（作用） このような構成において、載置台上の光学素子
成形用素材の温度および成形用型の温度は、そこ
からパレツト内を経由した信号線、パレツトに設
けた電極、および、これに接離する信号の導出手
段を介して外部に取出されるので、パレツトと共
に載置台および成形用型が移動される状態で、信
号検出を継続的に行なうことができる。従つて、
成形工程の適宜位置において素材の温度を計測す
ることができ、該素材が所定のプレス温度にまで
加熱されているか否かを検知して、最適のプレス
条件を該素材に附与し高精度の光学素子の製造が
可能となる。

（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図に示してある。

本実施例装置の全体構成は、素材取入室１、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７から成るものである。素材取入
室１、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、この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
１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
循環経路を成して成形室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
レツトであり、該パレツト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
と押出しシリンダー５３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５６
と押出しシリンダー５５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ツト１１が該第４の移送室２
４にまで引出され、押出しシリンダー５５により
該第４の移送室２４に移動されたパレツト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、第７図〜第９図を参照しながら上記パレ
ツト１１に設けられた素材１５の温度検出手段に
ついて説明する。

第７図は素材移替え部３周辺を示す斜視図であ
り、第８図はこの素材移替え部周辺の幅方向にお
ける概略断面図であり、第９図は第８図の温度検
出手段の要部断面図である。

本実施例における素材１５の温度検出手段は、
加熱後の素材が所定のプレス温度まで加熱された
か否かを検出し得るよう素材移替部３周辺に設け
てある。

第７図において、１１は例えばSUS303から成
るパレツトであり、このパレツト上には上下型１
３，１４と素材載置台１２とが並設されている。
素材載置台１２上には素材取入室１において供給
された素材１５が載置されている。

４は素材１５を素材載置台１２から上下型内１
３，１４内に移替えるためのオートハンドであ
り、このオートハンドは下端部に二又状に分岐し
た吸着フインガー４ａ，４ｂを具備している。
又、このオートハンドは不図示の駆動装置によ
り、上下動及び回動可能に移動するとともに、上
記吸着フインガー４ａ，４ｂを夫々不図示の真空
装置に接続することにより、素材１５及び上型１
３を各々の吸着フインガー４ａ，４ｂで吸着保持
することができる。素材１５及び上型１４を吸着
フインガー４ａ，４ｂで吸着保持した後、このオ
ートハンド４を上昇し、所定位置まで回動し、つ
いで下降することにより上型１４が除去された下
型１４上に素材１５を載置することができる。し
かる後、オートハンド４を上昇し、再び所定位置
まで回動し、下降することにより素材１５上に上
型１３を載置して上下型１３，１４内に素材１５
を収容することができる。

さらに、パレツト１１上の端部には、アルメル
電極４０，４２及びクロメル電極４１，４３を成
形室５９の長手方向に沿つて順次固着して成る二
組の電極が設けられている。このアルメル、クロ
メル電極は、パレツト１１に対して、アロンセラ
ミツク等を高温度下で耐久性を有する接着剤を用
いて固着すればよい。これら各々のアルメル、ク
ロメル電極から、アルメル電極４０，４２に対し
てはアルメル線、クロメル電極４１，４３に対し
てはクロメル線という様に、各電極に対して同質
の材料から成るリード線がパレツト１１を介して
下型１４と素材載置台１２の各々に接続され熱電
対４４，４５を構成している。さらに、このよう
に構成された電極の移動経路に相当する素材移替
部３の成形室５９上方からプローグ５１が垂下さ
れていいる。このプローグは、セラミツク体５２
にアルメル線５３とクロメル線５４とを並設して
導き、下端部では上記セラミツク体５２からやや
突出させ、上端部では該アルメル線、クロメル線
５３，５４を成形室５９の外部に設けた計測装置
に接続してある。さらに、このプローグ５１は例
えばシリンダー５０に連結されて、上下動可能に
移動せしめられる。このような構成により、シリ
ンダー５０を作動してプローグ５１を下降して該
プローグの下端に突出するアルメル、クロメル線
５３，５４をパレツト１１上のアルメル、クロメ
ル電極４０，４１及び４２，４３に接触させるこ
とにより、下型１４、及び素材載置台１２の温度
を検出することができる。従つて、上記のような
電極を各パレツト１１に設けておけば、連続的に
パレツト１１上の上下型１３，１４及び素材載置
台１２の各々について温度測定を行なうことがで
きる。

上述のようなアルメル、クロメル熱電対４４，
４５で検出された検出信号は、まず電流検出器５
５、温度変換器５６、次いで比較手段６０に伝送
され、ここで基準信号６１と比較された後、温調
器６２からの電流制御によりヒーター５７におけ
る温度調節が成される。

なお、本実施例における素材１５の温度検出手
段は、素材移替え部３周辺に設けてあり、加熱後
の素材が所定のプレス温度まで加熱されたか否か
を検出しできるが、上述のような温度検出手段を
例えば、素材取出し室７周辺に設け、成形品１８
が所定の取出し温度にまで冷却されたか否か検出
し、該検出値に基づきヒーター５８を適宜調節す
ることができる。

さらに、成形室５９のその他の各部について説
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。これら各ヒーターは、素材１５の加熱及びプ
レス後の成形品１８の徐冷に用いられる。

成形品取出室７には上型１３を下型１４に所要
間隔をあけて持上げるための持上げハンド２０が
設けられている。（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。又、素材
取入室１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インガー１９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ツド１７が設けられてい
る（第５図）。

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、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、上記のオートハンド４、吸着フインガー１９
及びプレスロツド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、成形室
内の気密性を確保しておく必要がある。

又、本装置においては、図示は省略してある
が、素材１５を素材取入室１に取入れる際、外気
が成形室５９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、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
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の状況を示す。

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ガス又はその他の非酸化性ガスを
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、
吸着フインガー１９により第３図に示すように素
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。このような動作において、
パレツト１１が加熱部３を通過した時点で、上述
したような素材温度検出手段により素材移替部３
における温度検出を行ないヒーター５７を所定の
プレス温度に調節する。

次に、上述した動作に従い、押出しシリンダー
５１，５３，５４，５５及び引出しシリンダー５
２，５６を作動して順次パレツド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、第４図に示すように、オートハンド４
により上型１３及び素材１５を吸着し、素材１５
を下型１４上に移替え、しかる後素材１５上に上
型１３を載置してオートハンド４を上下型１３，
１４から除去する。次いで、押出しシリンダー５
１を作動して素材１５の移替えが完了したパレツ
ト１１をプレス部５の位置に移動させた後、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。次いで、プレス用ロツド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、引出しシリンダー５２を作動してパレ
ツト１１をプレス部５から第２の移送室２２に移
動する。さらに、押出しシリンダー５３を作動し
てパレツト１１を移送路２５を経て第３の移送室
２３に移送する。次に、押出しシリンダー５４を
作動してパレツト１１を徐冷部６の方向に移動す
ると、この移動方向の前方には他のパレツト１１
が配置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５６の作動に
より成形品取出室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、次いで吸着フインガー１９により成形
品１８が取出される。そして、この成形品取出し
の完了したパレツト１１は押出しシリンダー５５
の作動により回送路２６を経て素材取入室１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。

上述のような本実施例装置によれば、素材１５
が成形室５９内を移動して加熱及びプレス成形さ
れる形式の成形装置であつても、常に素材１５の
温度を検出し、この検出値に基づき素材１５及び
上下型１３，１４の温度を調節することができ
る。

又、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１３及び下型１４から分
離された状態にあるため、素材１５と型１３，１
４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１３，１
４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。

さらに、本実施例装置は、同一パレツト上で素
材の移替えを行なう構成となつているため、素材
載置台１２と型との位置の相対的な変化がなく、
オートハンド４、吸着フインガー１９のハンドリ
ングの位置決め精度が出やすい。又、オートハン
ド４、吸着フインガー１９は加熱部３においてパ
レツト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に誤差が生じにく
い。

さらに又、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、光学素子
成形用素材が加熱部及びプレス部を移動してプレ
ス成型される形式の成型装置において、載置台上
の光学素子成形用素材の温度および成形用型の温
度は、そこからパレツト内を経由した信号線、パ
レツトに設けた電極、および、これに接離する信
号の導出手段を介して外部に取出されるので、パ
レツトと共に載置台および成形用型が移動される
状態で、信号検出を継続的に行なうことがでる。
従つて、成形工程の適宜位置において素材の温度
を計測することができ、該素材が所定のプレス温
度にまで加熱されているか否かを検知して最適の
プレス条件を該素材に附与し高精度の光学素子の
製造に有益となる。

【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図の各工程におけるパレ
ツトの概略断面図であり、第７図は素材移替部周
辺を示す斜視図であり、第８図は第７図に示す素
材移替部周辺の幅方向における概略断面図であ
り、第９図は第８図の温度検出手段の要部断面図
である。 １……素材取入室、２……加熱部、３……素材
移替部、４……成形ライン、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、４０，４２
……アルメル電極、４１，４３……クロメル電
極、５９……成形室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光学素子成形用素材を加熱する加熱部、およ
   び、前記成形用素材をプレス成形するプレス部と
   を備えた光学素子製造装置において、前記成形用
   素材を載置して前記加熱部を通過するための載置
   台と、前記プレス部において前記成形用素材を装
   填する成形用型と、前記載置台および成形用型を
   支持、搬送するパレツトと、前記載置台および成
   形用型の温度を測定する手段とを具備してなり、
   前記測定手段は、その検出端を載置台内部に配設
   するとともに、前記載置台および成形用型からパ
   レツトの各内部を通る信号線を経由して前記パレ
   ツト側部に設けた電極に前記検出端を電気的に接
   続し、また、外部の計測装置につながる線を前記
   電極に接離可能に接続できる手段を装備している
   ことを特徴とする光学素子製造装置。