JPH05186231A

JPH05186231A - 光学素子のプレス成形装置

Info

Publication number: JPH05186231A
Application number: JP17506992A
Authority: JP
Inventors: Isamu Shigyo; 勇執行; Nobuyuki Nakagawa; 伸行中川; Nobuaki Onoda; 信明小野田; Hiroyuki Kubo; 裕之久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1993-07-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2815037B2

Abstract

(57)【要約】【目的】少なくとも、胴型に対して上型部材を摺動動
作し、ガラス素材に対してプレス成形する場合、およ
び、成形された光学素子成形品を離型する際、上記上型
部材に対して加える操作部材の力が、常に、上記上型部
材の中心を通るように作用させることで、精度の高い光
学素子を、効率的に製造できる、光学素子のプレス成形
装置を提供する。【構成】ガラス素材を上型（１０２）、下型（１０
１）で加圧して光学素子を成形する光学素子のプレス成
形装置において、前記上型、下型をガイドする部材（１
００）と、前記ガイド部材のガイド孔に前記上型を摺動
させる調芯手段とを有し、前記調芯手段は、前記上型を
上下動案内する移動部材（１０５）と、前記移動部材と
前記上型との間に配置されて、前記上型を該上型の移動
軸線と直交する少なくとも２つの互いに直交する平面に
対して該上型の姿勢を調芯する部材（１０６）とを具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、非球面レンズ
などの高精度な光学素子をプレス成形で形成する場合に
使用する光学素子のプレス成形装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、研削・研磨による光学素子加工方
法に代わり、加熱軟化させた光学用成形ガラス素材を成
形型内で直接プレス成形する方法が注目されている。

【０００３】通常、この種の成形には、胴型内で、上記
胴型に摺動する成形用型部材を用いて、軟化状態にある
ガラス素材をプレスし、上記型部材の成形面に対応した
光学機能面を上記ガラス素材に形成するようにした光学
素子のプレス成形装置が用いられる。ここで重要なこと
は、所要精度の光学素子を得るために、成形される光学
素材の光学機能面の中心を光軸に一致させるため、プレ
ス完了時までに完全に型部材を押し切ること、および、
胴型と成形用型部材とのクリアランスを可能な限り少な
くすることである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記成形装
置では、プレス成形過程におけるガラス素材の温度制御
のために、上記胴型および上下型部材を可成りの高低温
度差で加熱・冷却する必要がある。そこで、上記胴型お
よび上下型部材を、ほぼ同じ熱膨張係数の材料で構成す
るとともに、上記胴型に対する型部材の摺動を確保する
ためのクリアランスを設けている。このため、例えば、
上型部材を降下して、下型部材との間で、ガラス素材を
プレス成形する場合、上記上型部材の中心にプレス圧力
を掛けないと、上記上型部材は胴型内で摺動する間に傾
き、上下型部材の成形面を互いに正しく対応した状態
で、ガラス素材に対してプレス成形できない。更に、極
端な場合には、胴型と上型部材との間でカジリを生じ、
型部材を完全に閉じることが出来なくなり、正常なプレ
スが行われなくなる。換言すれば、結果として、成形さ
れた光学素子の光学機能面の中心が光軸に一致しなくな
る。また、成形品を取出すため、上型部材を引き上げる
際、引き上げ力が上型部材の中心から外れていると、上
型部材が傾き、胴型と上型部材とがカジリを生じ、成形
型の開閉が出来なくなる。このような成形装置は、実際
に使用される条件では、特に、胴型と上型部材との摺動
部のクリアランスが１０μ以下と小さく、しかも、熱間
で使用される関係で、上記カジリがより発生しやすい環
境にある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上記情報に基いてなされたもの
で、少なくとも、胴型に対して上型部材を摺動動作し、
ガラス素材に対してプレス成形する場合、および、成形
された光学素子成形品を離型する際、上記上型部材に対
して加える操作部材の力が、常に、上記上型部材の中心
を通るように作用させることで、精度の高い光学素子
を、効率的に製造できる、光学素子のプレス成形装置を
提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
胴型内で、上記胴型に摺動する成形用型部材を用いて、
軟化状態にあるガラス素材をプレスし、上記型部材の成
形面に対応した光学機能面を上記ガラス素材に形成する
ようにした光学素子のプレス成形装置において、少なく
とも、上記胴型内で摺動する上型部材には、その中心で
上記胴型の摺動面と平行なプレス圧が働くように、操作
部材が当て駒を介して対応し、かつ、上記中心で引き上
げ力が働くように、上記操作部材に吊持されたフック部
材がライメント調芯手段を介して連動される構成になっ
ている。

【０００７】更に本発明の課題は成形品を複数同時に成
形することにある。

【０００８】複数個の型を同時に加圧する方法として
は、一本の加圧軸に型の摺動方向に直交して固定された
平板などの押し圧部材を用いて複数の型を加圧する方法
が第一に考えられる。この様な方法であると、複数個の
型の内最もストロークが短い型により全ての型のストロ
ークが決定される。その為、肉厚寸法や面の傾きの精度
がミクロン単位で要求される光学素子を成形するには、
ストロークが全て規格内に納まる様に各型の寸法や、押
し圧部材の寸法や、押し圧部材の取り付けや加圧時の傾
き、押し圧部材の型との接触部の摩耗、変形を十分に制
御する必要があるが、数百度の成形条件下では成形機の
変形をも含めほとんど不可能に近いことである。その為
に上型を成形型の胴型につき当て、上型と胴型、及びそ
の他の型の構成部材の精度で、上記の様な精度を保証す
る必要が生じる。しかし、上記の様な加圧方法では、ス
トロークが全ての型に対し同じため、上記と同様の理由
の為、常に全ての型を押しきる事は、同様に不可能に近
い事となる。また、押し圧部材を固定せずにある程度の
自由度を持たせた状態で加圧する方法も考えられるが、
複数個の型、特に４個以上の型を同時に加圧する時に
は、押しきった時の各型の高さが全て同一平面上になけ
れば、全ての型を押しきる事はできない。また、成形素
材の寸法のばらつきや、加圧時における、各型間の微妙
な温度差などにより、加圧開始の位置や成形のスピード
（ガラスの変形速度）が各型間で異なる為、押し圧部材
が型の摺動方向に対して傾いた状態で加圧される事が、
頻繁に発生する。この為、加圧力が型の摺動方向以外に
も作用し、型のかじりや破損を招きやすく、更に型と、
押し圧部材の接触部が常にこすりあわされ摩耗しやす
く、特にこの様な高温下の状態では摩耗が激しくなり、
その摩耗の結果により更に型のかじりや破損が助長され
るという悪循環を繰り返す。

【０００９】以上の様な理由の為、加圧のみに対して
は、各型にそれぞれ対応した複数個の加圧軸を用意し、
加圧する方法が最も理想的であるが、この様な光学素子
の成形は、型の酸化防止などの為に非酸化性の雰囲気を
維持できる密閉炉内で行われる必要がある為、加圧軸の
軸シールや加圧力発生機構などの取り付けスペースなど
の問題から、各加圧軸間の寸法を小さくする事はでき
ず、成形装置自体の大きさも大きくなると同時に、各型
間の寸法も大きくなり、成形型の熱容量も大きくなり加
熱冷却により時間を必要とする事態をも招き、複数個同
時成形による生産数の飛躍的な増大などの効果を半減す
るどころか、場合によっては、成形時間の増大や、成形
機に大型複雑化等により、生産数の低下や製造コストの
増大につながるという弊害さえ発生する。

【００１０】本発明は、上記の問題点を解決すべく、発
明されたものであり、一本の加圧軸とか圧力発生機構に
より各型間の寸法が非常に小さい場合でも、上記の様な
問題を発生せず、成形に必要な圧力範囲の許容値内で安
定的にかつ効率よく複数個の型を同時に、加圧できる方
法を提供するものである。

【００１１】更に本発明の別の課題は、成形室内におけ
る加圧操作において、複数のガラス材を成形室内に入
れ、同時に複数のガラス成形品を得る成形プロセスのた
めの新規な装置を提案する。複数のガラス材を、上型・
下型及び／又は胴型から成る複数の型セットによって成
形して複数のガラス成形品を得る装置として、複数の型
セットを成形室内に設置し、各型セットに押圧荷重を印
加することにより構成される。

【００１２】この場合の問題点として、複数の型セット
の型部材、特に複数の上型部材に均一な荷重を印加しな
ければ、複数のガラス材に作用する荷重に不均一を生じ
る。これにより成形品の寸法精度・仕上り精度に誤差を
生じ、不良品となることもある。

【００１３】本発明は複数の型セットの各上型部材にバ
ネ手段を介して押圧荷重を印加することにより、上記問
題を解決したものである。

【００１４】更に本発明の別の課題は、成形室内におけ
る型部材の交換に関する。ガラス材を加熱して型部材に
よる加圧成形を行なう成形プロセスにおいて、ガラス材
をブランクから最終成形品の精度までに成形するために
は、ガラス材及び型部材を５００〜７００℃までの高温
度で、かつ、型部材に数百ｋｇの荷重を作用させること
が必要となる。ガラス材・型部材を前記の高温条件に保
って加圧成形した後に、ガラス成形品を歪を生じること
なく、取り出し温度まで冷却する。この型部材の高温加
熱・冷却による型部材の熱影響や、型部材成形面へのガ
ラスの付着の問題、及び、ガラスブランクに付着してい
るゴミ（contamibattr) による問題を生じ型部材の洗浄
等のために、型部材を交換する必要がある。

【００１５】型部材の交換に関する問題点として、前述
したガラス成形品の成形プロセスはガラス材・型部材を
高温度条件下で行なうために、ガラス材の成形室内への
搬入・型部材による成形・成形品の取出しの各工程を手
際よく、決められたサイクルで行なわなければならな
い。そのために型交換の操作も短時間に行なう必要があ
る。本発明の１つは上述の型交換の問題を解決すべく提
案したものである。

【００１６】このため、本発明では、成形型をプレス操
作機構に対応するプレス成形位置に搬入し、あるいは、
そこから搬出するようにしたプレス成形装置における成
形型交換機構において、上記プレス操作機構が設置され
る、所定雰囲気の成形チャンバーには、ゲートバルブを
介して、型交換チャンバーが連設されており、また、上
記型交換チャンバーには、成形型を載置・固定するパレ
ットをガイドレールに沿って両チャンバー間で入換える
入換え手段と、上記型交換チャンバー内で上記入換え手
段によるパレットの入換えの位置に新・旧のパレットを
置換するパレット置換手段とが装備されている。

【００１７】更に本発明の他の目的は次の点にある。

【００１８】本発明の成形プロセスに用いる装置は、胴
型内で、上記胴型に摺動する成形用型部材を用いて、軟
化状態にあるガラス素材をプレスし、上記型部材の成形
面に対応した光学機能面を上記ガラス素材に形成するよ
うにした光学素子のプレス成形装置が用いられる。この
場合、上記成形型は、予め、パレット上に設置されてい
て、上記パレットをプレス操作機構に対応するプレス成
形位置に搬入、設置することで、間接的に上記プレス操
作機構とのマッチングを図っている。これは、成形型の
損傷などで、型交換が必要になった時、短時間で、簡単
に交換作業が行えるようにして、稼動率の低下を回避す
る意図に基くものである。特に、プレス成形を不活性ガ
スの雰囲気内で実施する場合には、型交換用のチャンバ
ーから成形チャンバーへの、また、成形チャンバーから
型交換チャンバーへの成形型の移動が面倒であるだけ
に、成形型をパレット上に設置して、移動操作すること
のメリットが大きいのである。

【００１９】しかし、このように、成形型をパレット上
に設置し、上記パレットをプレス成形位置に位置決めす
る場合には、上記プレス操作機構と成形型とのマッチン
グが難しくなる。これは、通常、パレットの位置決め
に、上記パレットを突き当てるピン・ガイドなどの位置
設定部材を用いているので、上記パレットが周囲温度に
影響されて熱膨張すると、プレス操作機構のプレス操作
中心と成形型の中心とがずれてしまうためである。

【００２０】本発明は、上記事情に基いてなされたもの
で、周囲温度に影響されることがないように、パレット
を所定温度に維持し、熱膨張による成形型の位置ずれを
避け、プレス操作機構と成形型とのマッチングが確保で
きるようにした、成形型の位置設定装置を提供しようと
するものである。

【００２１】このため、本発明では、成形型をパレット
上に設置し、上記パレットをプレス操作機構に対応する
プレス成形位置に位置決めするようにした成形型のプレ
ス位置設定装置において、上記プレス成形位置には、上
記パレットを突き当てる位置設定部材を設けるととも
に、上記パレットの温度を所定温度に維持する恒温・断
熱手段を装備している。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して具
体的に説明する。図示のプレス成形装置は、図１および
図２に示すように、ガラス素材（ガラスブランク）を成
形型１内に装填し、プレス操作機構２の操作で上記成形
型１の可動部（後述）を働かせることにより、プレス成
形するもので、このプレス成形は、好ましくは、窒素ガ
ス雰囲気などの不活性ガス雰囲気中で行われる。このた
めに、上記成形型１、プレス操作機構２などは、気密構
造の成形チャンバー３内に装備される。

【００２３】上記成形チャンバー３は、架台１０上に配
置され、ガラス素材の搬入および成形品の搬出のための
出入口３０１にゲートバルブ１１を装備していて、これ
を介して外部と連通されている。また、上記架台１０に
は、上記成形チャンバー３に隣接して成形型交換チャン
バー１２が配設してあり、この交換チャンバー１２はゲ
ートバルブ１３を介して、上記成形チャンバー３に連通
している。

【００２４】また、上記成形チャンバー３内には、上記
成形型１に対するガラス素材の導入および成形品の導出
を行うための入換え手段４が装備されている。上記入換
え手段４は、上記成形チャンバー３の床を貫通して、外
部から上記成形チャンバー３内へ垂直に導入した回転軸
４０１の上端に、ガラス−成形品出入れ手段を構成する
吸着ハンド４０２を装着し、上記吸着ハンド４０２の先
端に吸着パッド４０３を設けたもので、上記回転軸４０
１は、架台１０に設けたシリンダ機構１４のピストンロ
ッド１４Ａに回転自在に連結され、上記ピストンロッド
１４Ａの動作で、軸方向に上下動作されるようになって
いるとともに、上記ピストンロッド１４Ａに設けた電動
モータ１５によりギヤ列１６を介して回転動作されるよ
うになっている。

【００２５】しかして、上記吸着パッド４０３にガラス
素材を吸着した状態で、上記シリンダ機構１４の制御お
よび上記電動モータ１５の回転制御に基く上記回転軸４
０１の軸方向動作および回動動作で、上記吸着パッド４
０３を上記成形型１内に導入し、また、上記吸着パッド
４０３で成形品を吸着した状態で、上記回動軸４０１の
逆方向の軸方向動作および回動動作で、上記成形型１内
から取出すように機能する。

【００２６】上記出入口３０１の下方に位置して、上記
架台１０の上には、成形チャンバー３に対する上記ガラ
ス素材および成形品の搬入・搬出手段１７が配置してあ
る。上記搬入・搬出手段１７は、シリンダ機構１８から
上方に延びるピストンロッド１８Ａに入換えチャンバー
１７１を装着するとともに、上記入換えチャンバー１７
１の上端に在る開口１７１Ａから上下に出入りできる置
き台１７２を装備し、上記置き台１７２を上記入換えチ
ャンバー１７１内に設けた昇降手段（例えば、ピストン
・シリンダ機構）１７３で昇降できるようにしてある。

【００２７】しかして、上記成形チャンバー３に対して
ガラス素材あるいは成形品を搬入・搬出するときには、
置き台１７２にガラス素材を載せた状態で、上記シリン
ダ機構１８の制御により、ピストンロッド１８Ａを上昇
させ、入換えチャンバー１７１を上昇して、その開口１
７１Ａを上記ゲートバルブ１１に気密に接触させる。こ
の状態で、上記入換えチャンバー１７１内を所定の雰囲
気に置換し、上記ゲートバルブ１１を開放して、上記成
形チャンバー３と入換えチャンバー１７１とを連通し、
更に、上記昇降手段１７３で、上記置き台１７２を上記
成形チャンバー３内に導入し、入換え手段４に対してガ
ラス素材の受渡しおよび成形品の受取りを行うのであ
る。そして、このあと、上記昇降手段１７３を逆に動作
し、上記置き台１７２を入換えチャンバー１７１に戻
し、ゲートバルブ１１を閉じ、シリンダ機構の働きで、
上記入換えチャンバー１７１を降下し、上記置き台１７
２からの成形品の取出し、および、そこへの新たなガラ
ス素材の持込みを行うことができる。

【００２８】この実施例では、上記置き台１７２へのガ
ラス素材の持込み、そこからの成形品の取出しには、所
要のロボット１９が用いられる。上記ロボット１９は、
吸着手段などを用いて、ストッカー２０からガラス素材
を上記置き台１７２へ置き換えると共に、上記置き台１
７２から所要個所に成形品を持ち出すものである。すな
わち、上記ロボット１９は、Ｘ軸アーム１９１、Ｙ軸ア
ーム１９２を有し、上記両アームの働きで、上記Ｙ軸ア
ーム１９２に設けた吸着ハンド１９３をＸ・Ｙ軸方向に
移動操作できるようにしてある。また、上記ストッカー
２０は、フレーム２０Ａ上に電動モータ２０Ｂを設け、
その回転軸にパレット２０Ｃを固定したもので、上記電
動モータ２０Ｂの駆動で、パレット２０Ｃを旋回し、上
記ロボット１９に対応した個所で、成形品の受取り、ガ
ラス素材の引き渡しを行うのである。なお、この実施例
では、別に冷却台２１が用意されていて、上記吸着ハン
ド１９３で置き台１７２から取出した成形品を一時的に
上記冷却台２１に置き、所望温度まで自然、あるいは強
制冷却する。（型装置の説明）図３、図４、図５、図６、図７および
図８を参照して型装置を説明する。前記ガイドレール６
Ｂ上にパレット５が固定保持され、該パレット５の上に
胴型１００とネジ結合した底板１００Ｄが載置される。
胴型１００は直方体を成し、図３図示紙面表面から裏面
方向に向けて貫通した開口部１００Ａを形成し、直方体
の前記貫通開口部１００、上方の天井部１００Ｂ₁には
４つの貫通孔を形成し、該貫通孔にそれぞれ４つの上型
部材１０２、１０２、１０２、１０２を嵌入している。

【００２９】胴型の直方体の底部１００Ｂ₂には前記上
型に対続する４つの下型部材１０１、１０１、１０１、
１０１を嵌入する孔部が形成してある。

【００３０】胴型底部１００Ｂ₂には切欠部１００Ｅを
有し、該切欠部１００Ｅ内に突上げ部材２０７が配され
ており、該突上げ部材２０７の上面には４つの突起部２
０７ａを有する。前記突起部２０７ａの上にはスペーサ
１００Ｆをそれぞれ置いてあり、該各スペーサ１００Ｆ
の上に各下型１０１〜１０１が載置されている。前記突
上げ部材の４つの各突起部２０７ａ〜２０７ａは下型加
圧ロッド２０１により突上げ部材２０７が上方に突き上
げられたときに加圧力が各下型の軸線の中心に作用し、
下型の加圧力が偏たることを防ぐ効果がある。

【００３１】前記各スペーサー１００Ｆは各下型部材の
軸線方向の寸法精度のバラツキを調整する役目をする。

【００３２】本発明の特徴の１つは複数個、例えば４つ
の上・下型のセットの型によって４つの成形品を同時に
加圧成形することにある。４つの上型部材には後述する
ように総加荷２４００ｋｇが加荷され、各上型には等分
の加荷を作用することが望ましい。

【００３３】しかしながら、上型、下型、胴型の各部材
の寸法の仕上げ精度のバラツキにより上型、下型のガラ
ス成形のための移動ストロークは４つの型セットが多少
ずれることがある。このストロークの調整のために前記
スペーサーが設けられている。

【００３４】下型加圧ロッド２０１、底板１００Ｄ、突
上げ部材２０７、スペーサ１００Ｆには各下型に冷却用
媒体を供給する通路が設けられている。各上型１０２に
は大径部１０２ａと上端のフランジ部１０２ｂが形成さ
れている（図４参照）。

【００３５】１０５は４つの上型１０２〜１０２を同時
に引き上げるための引き上げ部材であり、円板部１０５
Ａ、筒部１０５Ｂ、フランジ部１０５Ｃを有し、円板部
１０５Ａに４つの上型を嵌装するための４つの孔を有し
ている。（調芯）１０６は調芯部材であり、前記引き上げ部材の
円板部１０５Ａと上型の前記フランジ部１０２ｂの間に
配置されている。

【００３６】前記調芯部材１０６は、図６および図７に
示すようにリング状を成し、該リング部の上面、下面に
それぞれ２つづつの突起部１０６Ａ、１０６Ａ、１０６
Ｂ、１０６Ｂを設け、上下面の各突起部の配置は９０度
の直交する向きに設ける。図４において、調芯部材１０
６は上型の軸部に嵌装して引き上げ部材１０５の円板部
の上面に置かれており、図４で不図示の突起部１０６
Ｂ、１０６Ｂが引き上げ部材の上面に当接している状態
である（図８参照）。

【００３７】２１２は引き上げ部材１０５を図４図示上
方に引き上げる際のフック部材を示し、支持部２１２
Ａ、下端フック部２１２Ｂ、上端フック部２１２Ｃを有
し、下端フック部２１２Ｂは前記引き上げ部材１０５の
フランジ部１０５Ｃと係合し、上端フック部２１２Ｃは
ホルダーブロック２０３と係合可能に構成する。

【００３８】本発明の特徴の１つは、複数の上・下型の
セットにより同時に多数の成形を行なうことにある。実
施例装置において、４つの上型１０２〜１０２と４つの
下型１０１〜１０１によってガラスをプレス成形してレ
ンズを成形後、成形品レンズを各上・下型の間から取り
出すために各上型を上方に引き上げ、下型の上に残って
いる成形品を前記胴型の開口部１００Ａから取り出す作
業を行なう。

【００３９】この場合、各上型を１個に引き上げる方法
と４個同時に引き上げる方法の２通りがある（２個づつ
の場合も考えられる）。

【００４０】単位時間当りの生産性を高めるために、本
例では４個同時に引き上げ作業を行なう。本例では前記
調芯部材１０６によって４つの上型の調芯を行なってい
る。即ち、フック部材２１２を図示上方に引き上げる
と、下端フック部２１２Ｂが引き上げ部材１０５のフラ
ンジ部１０５Ｃに当たり、引き上げ部材１０５が上昇す
る。

【００４１】図６、図８において、引き上げ部材１０５
が上昇する際に、引き上げ部材１０５と調芯部材１０６
とは、調芯部材の下面側突起部１０６ｂ、１０６ｂによ
って軸線Ｏ−Ｏに対する１平面のＸ−Ｘ方向の面が点接
触状態になる。更に、前記Ｘ−Ｘ方向と直交するＹ−Ｙ
方向の面は調芯部材の上面側の突起部１０６ａ、１０６
ａと上型のフランジ部１０２ｂとの接触によって点接触
状態になり、これにより、上型１０２は引き上げ部材の
上昇する方向の軸線Ｏ−Ｏに対して直交する２平面Ｘ−
Ｘ、Ｙ−Ｙを互いに直交状態に保って上昇することがで
きる。これにより、引き上げの際の上型の軸線Ｏ−Ｏに
対する傾きを防ぐことができる。これにより、型の摺動
時の「かじり」を防げる。

【００４２】フック部材により上型を上昇させ、成形品
を取り出した後に、再びガラスブランクを各下型の上に
載置して再び加圧成形する場合は、フック部材を下降
し、引き上げ部材、調芯部材を介して上型を胴型の前記
貫通孔内を摺接させながら下降させる。この場合、４つ
の上型を同時に胴型との「かじり」を生じさせることな
く摺動移動させる必要があるが、前述した調芯部材１０
６の作用により可能となった。

【００４３】各上型を引き上げた状態では、引き上げ部
材、調芯部材によって、各上型は軸線Ｏ−Ｏに対する直
交２平面Ｘ−Ｘ・Ｙ−Ｙを直交状態に保っている。この
状態からフック部材２１２を下降すると、上型部材、調
芯部材、引き上げ部材が自重によって下降し、各上型の
下降時に前述の直交状態が保たれるので、「かじり」を
防ぐことができる。（上型加圧機構）１０４は各上型のフランジ部１０２ｂ
の上面に設けた押圧板部材であり、後述する上型加圧ロ
ッド２０２の押圧加荷重が各上型の軸線方向に集中的に
作用するようにする部材である。

【００４４】ロッド２０２の押圧荷重を点接触状態で受
けるように構成する。２０３はホルダーブロックと称す
る。該ホルダーブロック２０３は軸部２０３Ａと下端フ
ランジ部２０３Ｂ、上端フランジ部２０３Ｃとを有し、
前記軸部２０３Ａには４つの貫通孔２０３ａ〜２０３ａ
を設けている。２０３Ｄはホルダーブロック２０３の下
部内周に嵌合した筒部材である。４つの上型加圧ロッド
２０２〜２０２の下端は前述したように押圧板１０４に
当接し、上端の一部２０２Ａはその外周が前記ホルダー
ブロックに形成した４つの貫通孔２０３ａ〜２０３ａに
それぞれ嵌合している。２２０はホルダーブロックの各
貫通孔２０３ａ〜２０３ａ内に挿入した冷却パイプであ
り、その上端は冷却媒体分配板２２２の媒体供給口に結
合し、下端は前記上型加圧ロッド２０２〜２０２に形成
した貫通孔内に嵌入している。

【００４５】ホルダーブロック２０３の前記貫通孔２０
３ａ〜２０３ａと前記冷却パイプ２２０〜２２０との間
には断面リング状の隙間が設けられており、該隙間２０
３ｅ〜２０３ｅに加圧調整機構が組み込まれている。（加圧調整機構）加圧調整機構は前記隙間２０３ｅに挿
入した複数の皿バネ２０８と前記上型加圧ロッド２０２
等から構成する。本発明の課題の１つは複数の上下型の
セットにより同時に多数の成形品を得る装置の提供にあ
る。そのためには、４つの型セットに必要な押圧荷重を
均一に作用させる必要がある。

【００４６】図３に示す装置において、上型加圧シリン
ダーの圧力をシリンダーロッド２０９を介して前記冷却
媒体分配板２２２で受け、該分配板２２２の押圧力を４
個の上型加圧ロッド２０２を介して４つの上型１０２〜
１０２に作用させる。この場合に、分配板２２２の押圧
力（統荷重を２４００ｋｇ）を各上型に均等に６００ｋ
ｇの荷重を作用させるように構成することが望ましく、
各上型への分布荷重のバラツキが生じると４つの成形品
の品質（例えば押圧によるレンズ肉厚のバラツキ）への
影響を生ずる。

【００４７】又、４個の各組の上・下型部材、上型加圧
ロッド等の寸法上のバラツキも当然有り、これにより分
配板２２２の押圧力による各上型の移動ストロークの差
を生じ、上型の移動量が異なる。

【００４８】本発明のガラス材料を加熱圧力して高精度
光学素子を成形するためには各上型に高い圧力（４００
ｋｇ〜６００ｋｇ）を発生させ、シリンダーロッドから
前記各部材を介して各上型に伝達する必要がある。更
に、ガラス材料を型内で所定温度（４００℃〜７００
℃）に加熱して、加圧成形後、成形品を取り出すプロセ
スを繰り返す方法の装置においては、成形品、型部材、
胴型等の加熱・冷却を繰り返すために加熱−冷却−加熱
サイクルの短縮を要求されるので、型装置全体の熱容量
を小さくする必要があり、そのため装置の小型を図る必
要がある。

【００４９】更に又、本実施例の型装置において、４組
の型部材によって同じ成形品、例えば同一肉厚寸法のレ
ンズを得るためには、図４に示す上型加圧ロッド２０２
によって上型１０２を押圧し、上型１０２の大径部１０
２ａの下端面が胴型１００の上端表面１００ａにスペー
サ１０２ｃを介して押し当てられて、上型の移動位置が
規制されることにより成形品の肉厚寸法は定まる。

【００５０】４個の上型１０２〜１０２が総て胴型の上
端表面１００ａにスペーサ１０２ｃを介して突き当たる
ことが４つの成形品の肉厚寸法を得ることの必要な条件
である。そのためには４個の上型に独立的に押圧力を作
用させ、かつ各上型が完全に胴型の上端表面１００ａに
突き当たり、更に、充分な押圧力を上型に作用させる必
要がある。

【００５１】本発明者等は上記の問題の解決のために、
前記分配板２２２の押圧力をバネ部材、特に、図９、図
１０に示すような皿バネを前記隙間２０３ｅ〜２０３ｅ
に挿入した加圧調整機構を設計した。即ち、中央部が開
口し、末広がりの逆皿形状と成した皿バネ２０８を図１
０に示すように数枚を同方向に重さねて、１組２０８Ａ
とし、１組２０８Ａを交互に図示のように逆向きに積層
させたバネ手段２０８Ｂを形成し、該バネ手段を前記各
隙間２０３ｅ〜２０３ｅに挿入する。

【００５２】前記各隙間２０３ｅ〜２０３ｅに挿入した
バネ手段は、分配板２２２から押圧力が作用すると、押
圧力を受けて撓み、押圧力はバネ手段２０８Ｂを介して
各上型加圧ロッド２０２から各上型を押圧する。各上型
は胴型の貫通孔を摺接移動し、上型の前記大径部１０２
ａと胴型上端表面１００ａとが当接するまで、各上型の
移動が行なわれる。各４つの型セットにおいて、その中
の３つの上型の大径部１０２ａが胴型の上端面１００ａ
に当接した状態の時に、他の１つの大径部１０２ａが、
また前記上端面に当接しない状態を生じても、分配板２
２２からの押圧によってバネ手段・加圧ロッドを介して
荷重を加えて前記未当接の上型を胴型上端面に押し当て
ることができる。これにより４つの上型総ての下降位置
は常に定位置に保障できるので、成形品の肉厚寸法を保
てる。

【００５３】次に、前記バネ手段のバネの具体例につい
て記述する。

【００５４】一枚の外径がφ１８ｍｍ、内径がφ９．２
ｍｍ、板厚が１ｍｍ、自由高さが１．５ｍｍからなる皿
バネ（conical spring) ２０８を６枚同じ向きに重ね、
８５０ｋｇｆの荷重に耐えられるバネ定数ｋ＝２７２０
ｋｇｆ／ｍｍのバネセット２０８Ａを作り、このセット
を更に２０セット向きが交互となる様に重ね合わせ、全
長が約１３０ｍｍ、バネ定数が１３６ｋｇｆ／ｍｍとな
るバネユニット２０８Ｂを４ユニット準備し、更に全長
のばらつきを補正し、がた防止の為に５０ｋｇｆの与圧
を与えられる様に、スペーサー２０８Ｃの厚さを調整
し、４軸間のピッチが２０ｍｍで作られているホルダブ
ロック２０３の中に図示の様に組み込にでいる。この状
態で、シリンダーロッドの推力（４つの上型１０２に加
わる総加圧力）を３２００ｋｇｆに設定し、各プレス用
操作部材２０２間の圧力ばらつきを測定したところ、レ
ンジで１５ｋｇｆのばらつきに納まる事を確認した。そ
の後に、押圧板１０４迄の高さのばらつきが０．２ｍｍ
以内に調整された型セットを用いて、成形条件の一つで
ある６００±４０ｋｇｆのプレス圧力で、出来上がり寸
法がφ１０ｍｍ、中心肉厚が３．５ｍｍ、レンズ面の曲
率がそれぞれ１５、２０ｍｍであるビデオカメラ用のレ
ンズを成形したところ、４型ともほぼ同時にかじり等の
不都合を生じることなく完全に押し切り、出来上がった
成形品も各型で形成されるキャビ空間と完全に一致し、
肉厚精度と光学的な面の傾きの許容値を十分に満足する
成形品が得られた。

【００５５】尚、バネ手段の上部には図１０に示すよう
に各型の寸法精度の誤差を補正するための調整部材２０
８ｃを設けている。

【００５６】なお、上記実施例において、上下型部材１
０１および１０２に対して冷却制御を行うため、冷却パ
イプ２１３および２１４が導入されている。また、冷却
媒体導入のための導入通路２１５および２１６が、それ
ぞれ、操作部材２０１および２０２に形成されており、
上下型部材１０１および１０２に形成した冷却媒体導入
部１０１Ｃおよび１０２Ｄに連通してある。

【００５７】しかして、上記プレス操作機構２を用い
て、ガラス素材をプレス成形する時には、先ず、図１１
（ａ）に示す状態から、上記シリンダ機構２１０の働き
で、上記ホルダーブロック２０３を上昇させ、フック部
材２１２を介して上記上型部材１０２を引き上げ、所
謂、型開きをなす。そして、先述の吸着ハンド４０２に
より、ガラス素材を成形型１内に導入し、再び、上記ホ
ルダーブロック２０３を下降すると、図１１（ｂ）に示
すように、上記上型部材１０２は上記ガラス素材上に降
下する。その後、更に、上記シリンダ機構２１０を稼動
し、上記ホルダーブロック２０３を降下すると、上記操
作部材２０２が当て駒１０４を介して、上記上型部材１
０２の中心にプレス圧を加える（その後、冷却時にシリ
ンダ機構２０５は操作部材２０１を押上げ、突上げ駒２
０７を介して下型部材１０１を上向きに押圧する）。従
って、上記胴型１００と上記上型部材１０２との摺動部
分に、摺動上必要なクリアランスがあっても、上型部材
の姿勢が垂直に保たれた状態で降下でき、結果として、
水平方向に関して、上下型部材１０１、１０２の各成形
面の位置ずれがなく、成形された光学素子の光軸に対す
る光学機能面の位置を正しく保持した状態で、成形でき
る。

【００５８】特に、この実施例では、共通のシリンダ機
構２１０で、４組の上型部材１０２を同時に駆動する関
係から、上記上型部材１０２および操作部材２０２の寸
法誤差を吸収する必要がある。しかし、上記操作部材２
０２は、弾持機構２０８で弾持されているので、図１１
（ｃ）に示すように、上記上型部材１０２のフランジ部
１０２Ａがスペーサ１０２Ｃを介して胴型１００の頂部
に当たった後、更に、上記ホルダーブロック２０３が降
下しても、その位置で降下を終了することができる。

【００５９】また、成形後、型開きを行うため、上記シ
リンダ機構２１０を稼動し、上記ホルダーブロック２０
３を上昇すると、図１１（ｄ）に示すように、フック部
材２１２が引き上げ部材１０５を持ち上げるが、この
時、上記調芯１０６が働いて、自動調心作用をなし、従
って、上記上型部材１０２は、その中心で、引き上げ力
を受けるので、上記クリアランスの範囲で傾くことがな
く、たとえ、胴型１００に対してホルダーブロック２０
３、引き上げ部材１０５、フランジ部１０２Ｂが十分な
精度を保持していなくても、カジリを生じることがな
く、垂直に上昇できる。（型交換）上述の成形型交換チャンバー１２には、成形
型交換手段７が装備してある。上記成形型交換手段７
は、入換え手段７０１を備えていて、これによって、上
記ガイドレール６Ａに沿って、成形型１を載置・固定し
たパレット５を、上記ゲートバルブ１３を介して、成形
チャンバー３内のガイドレール６Ｂに移送するようにな
っている。

【００６０】上記入換え手段７０１は、上記成形型交換
チャンバー１２内に延びるロッド７０２の先端に、結合
ハンド７０３を取付けるとともに、その基端部にスラス
トベアリング７０４を介してアクチュエータ７０５を装
着しており、また、上記アクチュエータ７０５に装備し
たモータ７０６によって、Ｌ字クランク７０７を介して
上記ロッド７０２を回動操作できる構成になっており、
また、上記アクチュエータ７０５を駆動する時、上記ロ
ッド７０２と平行に配置したガイドレール７０８に沿っ
て上記アクチュエータ７０５を移動することで、上記ロ
ッド７０２をその長手方向に移動できるように構成され
ている。

【００６１】しかして、上記モータ７０６の動作で、ロ
ッド７０２を回動し、この動作で、上記パレット５に対
する上記結合ハンド７０３の係脱操作をなし、また、上
記アクチュエータ７０５の働きで、上記パレット５を、
上記ガイドレール６Ａに沿って移動することができる。
これによって、上記入換え手段７０１の制御により、上
記パレット５を、上記ゲートバルブ１３を介して成形チ
ャンバー３のガイドレール６Ｂにもたらし、プレス操作
機構２のプレス位置にセットし、あるいは、逆に、そこ
から成形型交換チャンバー１２へと引戻すことができ
る。

【００６２】また、上記成形型交換手段７は、パレット
５を移動するパレット置換手段７１１を備えている。上
記パレット置換手段７１１は、上記ガイドレール６Ａの
長手方向と直交する方向に進退するピストンロッド７１
２Ａを備えたシリンダ機構７１２を、上記成形型交換チ
ャンバー１２の一側に装備し、また、上記ピストンロッ
ド７１２Ａの先端に、２つのステージ７１３Ａ、７１３
Ｂを有する送り台７１３を装着したものである。そし
て、上記各ステージ７１３Ａ、７１３Ｂには、それぞれ
上述のガイドレール６Ａが装備してある。なお、上記成
形型交換チャンバー１２の他側には、成形型１の出し入
れのための開口があり、そこに扉１２Ａが装備してあ
る。

【００６３】しかして、予め、扉１２Ａをあけて、上記
シリンダ機構７１２を働かせ、送り台７１３を上記成形
型交換チャンバー１２の開口から外にせりださせて、例
えば、上記ステージ７１３Ａのガイドレール６Ａ上に、
新たに成形型１を搭載したパレット５を載せ、そして、
上記シリンダ機構７１２を逆に働かせ、上記送り台７１
３を戻して、図２に示すように、シリンダ機構７１２の
ある側に片寄せ、扉１２Ａを閉じて、上記成形型交換チ
ャンバー１２内のガス置換を行っておくと、この状態で
は、上記ステージ７１３Ｂのガイドレール６Ａが、上記
成形型交換チャンバー１２の中央（パレット入換え位
置）に位置している。

【００６４】従って、上記入換え手段７０１の働きで、
成形チャンバー３から、使用済みの成形型１を、これを
載せたパレット５とともに、空のステージ７１３Ｂ上に
取出すことができる。また、その後、上記シリンダ機構
７１２を働かせて、上記成形型交換チャンバー１２の中
央に上記ステージ７１３Ａを位置させ、再び、上記入換
え手段７０１を働かせることで、ガイドレール６Ａ上か
ら成形チャンバー３のガイドレール６Ｂへと新たな成形
型１をパレット５とともに、移送でき、プレス操作機構
２のプレス位置にセットすることができる。なお、使用
済みの成形型１は、成形チャンバー３に対する新たな成
形型１の入換え後、扉１２Ａを開放して、パレット５上
より取出すことができる。

【００６５】なお、入換え手段７０１およびパレット置
換手段７１１はアクチュエータを用いることなく、手動
で行ってもよい。また、ゲートバルブ１３と成形型交換
チャンバー１２とを着脱可能な連結式とし、上記成形交
換チャンバー１２を複数の成形機に対して共用できるよ
うにしてもよい。この場合には、扉１２Ａは、特に、必
要なく、連結部の開口部より、成形型の出し入れを行う
ことができる。（パレット温度制御）上記成形型は、予め、パレット上
に設置されていて、上記パレットをプレス操作機構に対
応するプレス成形位置に搬入、設置することで、間接的
に上記プレス操作機構とのマッチングを図っている。こ
れは、成形型の損傷などで、型交換が必要になった時、
短時間で、簡単に交換作業が行えるようにして、稼動率
の低下を回避する意図に基くものである。特に、プレス
成形を不活性ガスの雰囲気内で実施する場合には、型交
換用のチャンバーから成形チャンバーへの、また、成形
チャンバーから型交換チャンバーへの成形型の移動が面
倒であるだけに、成形型をパレット上に設置して、移動
操作することのメリットが大きいのである。

【００６６】しかし、このように、成形型をパレット上
に設置し、上記パレットをプレス成形位置に位置決めす
る場合には、上記プレス操作機構と成形型とのマッチン
グが難しくなる。これは、通常、パレットの位置決め
に、上記パレットを突き当てるピン・ガイドなどの位置
設定部材を用いているので、上記パレットが周囲温度に
影響されて熱膨張すると、プレス操作機構のプレス操作
中心と成形型の中心とがずれてしまうためである。

【００６７】本発明は、上記事情に基いてなされたもの
で、周囲温度に影響されることがないように、パレット
を所定温度に維持し、熱膨張による成形型の位置ずれを
避け、プレス操作機構と成形型とのマッチングが確保で
きるようにした、成形型の位置設定装置を提供しようと
するものである。

【００６８】このため、本発明では、成形型をパレット
上に設置し、上記パレットをプレス操作機構に対応する
プレス成形位置に位置決めするようにした成形型のプレ
ス位置設定装置において、上記プレス成形位置には、上
記パレットを突き当てる位置設定部材を設けるととも
に、上記パレットの温度を所定温度に維持する恒温・断
熱手段を装備している。

【００６９】上記プレス成形位置には、図１２に示すよ
うに、上記パレット５の先端が突き当たるピン・ガイド
などの位置設定部材６０、６１、および、上記パレット
５の一側が突き当たる、同様の位置設定部材６２、６２
がそれぞれ配設してある。また、上記位置設定部材６
２、６２に対して上記パレット５の一側を突き当てるた
め、対向する位置に、押圧操作子６３、６４が装備され
ている。

【００７０】特に、本発明では、上記パレット５が周囲
温度の影響を受けて熱膨張しないように、恒温・断熱手
段６０が用意されている。上記恒温・断熱手段６０は、
この実施例では、図１２および図１３に示すように、上
記パレット５側に設けられる断熱部材６０１と、上記プ
レス成形位置で上記パレット５下に位置する冷却機構６
０２とから構成されている。

【００７１】上記断熱部材６０１は、上記パレット５の
上面に形成した扁平な受溝状のステージ５１に嵌合され
る板状のセラミック材料で構成され、上下の面には帯状
の多数のフィン６０１Ａ、６０１Ｂが形成されている。
そして、上記パレット１上には成形型１が、上記パレッ
ト５に設けたガイド・ピン５２を介して位置決めされた
状態で、上記断熱部材６０１の上に設置される。

【００７２】また、上記冷却機構６０２は、水冷式の循
環冷却システムを採用しており、図には上記パレット５
の底面に接する冷却部のみが示されている。

【００７３】しかして、ガイドレール６Ｂを介してプレ
ス成形位置に導入された上記パレット５は、その先端部
を位置設定部材６１、６１に突き当てられる押圧操作子
６３、６４の働きで、その側面を上記位置設定部材６
２、６２に突き当て、これによって、上記パレット５上
の成形型１は、間接的ではあるが、プレス操作機構２の
プレス操作の中心に、上下型部材１０１、１０２の中心
をマッチングすることができる。この場合、上記パレッ
ト５は、断熱部材６０１の働きで、成形型１側からの熱
を遮断しており、また、冷却機構の働きで、所定の温度
に維持されているので、上記パレット５に対する上記成
形型１の相対位置は、熱膨張の影響を受けないから、正
規のプレス位置からのずれを生じない。

【００７４】また、上記実施例において、上記パレット
５の先端側には、成形型１側の加熱用電源コネクター５
３、および、熱電対などの温度センサ（図示せず）用な
どのコネクター５４を具備しており、これに対応して、
成形チャンバー内側の所定位置には、電源側コネクター
５３Ａ、および、温度検知装置（図示せず）側のコネク
ター５４Ａが設けられている。

【００７５】なお、上記コネクター５３は、例えば、図
１４および図１５に示すように、テフロン（商品名）な
どの絶縁材料で構成された支持ブロック５３１にコネク
ター・ピン５３２を、これに電気的に接続される端子ブ
ロック５３３および上述同様な絶縁材料よりなる共通の
連結ブロック５３４を介して、貫通・装着したもので、
上記端子ブロック５３３に形成した接続孔５３３Ａに
は、成形型１側からコネクター・ピン５３５が挿脱自在
に嵌挿してある。また、上記コネクター５３Ａは、同様
に、絶縁材料で構成された支持ブロック５３１Ａに雌コ
ネクター５３２Ａを、これに電気的に接続される端子ブ
ロック５３３Ａおよび絶縁材料よりなる共通の連結ブロ
ック５３４Ａを介して、貫通・装着している。そして、
上記パレット５がガイドレール６Ｂに沿ってプレス成形
位置に導入され、位置設定部材６１、６１に突き当てら
れるとき、上記雌コネクター５３２Ａに上記コネクター
・ピン５３２を接続するのである。

【００７６】また、これらコネクターなどが成形型１側
からの熱の影響を受けないように、この実施例では、上
記パレット５の先端には、上記コネクター・ピン５３５
を通す挿通穴５５１を有するＬ字形板部材よりなるリフ
レクター５５２が装着してある。

【００７７】次に、本発明に係る上記プレス成形装置を
用いて、具体的に光学素子成形品を成形する工程を、ガ
ラス素材を中心に、その搬入・成形・搬出の順序で説明
する。なお、ここで成形される光学素子は、カメラ、ビ
デオカメラなどに用いられる非球面レンズである。

【００７８】ガラス素材Ｇは、予め球形に成形されたガ
ラスブランクで、先ず、ストッカー２０のパレット２０
Ｃ上に置かれる。そして、電動モータ２０Ｂの駆動で、
その回転軸が１８０度回転されると、ロボット１９が稼
動されて、その位置に吸着バンド１９３をもたらし、上
記パレット２０Ｃから１個のガラス素材を吸着・保持す
る。次に、上記ロボット１９の動作で、吸着バンド１９
３は置き台１７２上に上記ガラス素材Ｇを置く。これを
４回繰返して４個のガラス素材を置き台１７２に置く。
上記置き台１７２上のガラス素材は、適当な温度に予め
加温されており、先述のように、搬入・搬出手段１７の
働きで、成形チャンバー３内に搬入され、例えば、４０
０℃程度に加温された、入換え手段４の吸着パッド４０
３で吸着・保持され、成形型１内に導入される。ここで
は、予め、上記上下型部材１０１、１０２が、例えば、
ガラス粘度で１０¹⁶ポアズ程度の温度に加温されてい
る。そして、先述のように、シリンダ機構２１０の働き
で、上型部材１０２が降下し、ガラス素材Ｇを上下型部
材１０１、１０２の間では挟持した状態で、電熱ヒータ
ー（図示せず）の働きで、ガラス粘度で１０^10.5ポアズ
程度に加温し（下型部材１０１の温度をガラス粘度で約
１０^9.5、上型部材１０２の温度をガラス粘度で約１０
^10.0とする）、そこで、例えば、上型部材１０２に４０
０ｋｇの荷重を掛けて、プレス成形する。フランジ部１
０２Ａがスペーサ１０２Ｃを介して胴型１００の上端に
十分接触した後、上下型部材１０１、１０２の冷却媒体
導入部１０１Ｂ、１０２Ｄに冷却媒体を導入し、ガラス
粘度で１０^10.5から１０¹³ポアズ程度の間で、下型部材
１０１で下からプレス圧を加える。その後、冷却を継続
し、成形品の温度が、ガラス粘度で１０^14.5ポアズにな
ったら、電熱ヒーター（図示せず）の制御および導入部
１０１Ｃ、１０２Ｄに導入した冷却媒体などで、上下型
部材１０１、１０２に温度差を与え（上型部材をより低
い温度にする）、成形品の温度を、ガラス粘度で１０¹⁶
ポアズ程度まで下げ、上記上型部材１０２を上昇し、型
開きをして、先の吸着パッド４０３で成形品を下型部材
１０１と上型部材１０２の間から取り出す。

【００７９】この後は、成形品は、上記入換え手段４の
逆の働きで、置き台１７２へ戻され、上記搬入・搬出手
段１７で、成形チャンバー３から取出され、更に、ロボ
ット１９の働きで、一時的に冷却台２１に置かれ、適当
な温度に冷却後、外部に取出される。なお、上記実施例
では、成形型１は４組の上下型部材１０１、１０２を共
通の胴型１００内で稼動するようにしたが、図８に示す
ように、１組の上下型部材１０１、１０２について、先
述のような調芯手段１０６の構造を採用しても良い。

【００８０】以上説明したように、少なくとも、胴型内
で摺動する上型部材には、その中心で上記胴型の摺動面
と平行なプレス圧が働くように、操作部材が当て駒を介
して対応し、かつ、上記中心で引き上げ力が働くよう
に、上記操作部材に吊持されたフック部材が調芯部材を
介して連動される構成にしたので、ガラス素材に対して
プレス成形する場合、および、成形された光学素子成形
品を離型する際、上記上型部材に対して加える操作部材
の力が、常に、上記上型部材の中心を通るように作用さ
せることができ、光学機能面が光軸に対して正確に位置
する、精度の高い光学素子を、効率的に製造できる。

【００８１】第１６図は前述した図３〜５に示す実施例
の装置の改良を示す。

【００８２】プレス成形過程における上記胴型内部の温
度制御は、非常に厳密に行われる必要があるので、胴型
内の温度分布をより均一に保つ必要がある。このため、
上記出入口から外部への放熱を避けなければならない。
また、搬入されるガラス素材は、ボールブランクのよう
に、成形面より離れて露出している部分が大きいので、
上記放熱の影響を大きく受けるおそれがある。このため
に、胴型内への搬入直後、出来るだけ早いタイミング
で、上記出入口を閉ざす必要がある。

【００８３】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、共通の胴型に対して、少なくとも複数対の型部材を
装備し、その上型部材を摺動動作し、ガラス素材に対し
てプレス成形する場合、胴型に形成した、ガラス素材あ
るいは成形品の出入口を、上型部材のための操作部材の
動作に連動して、タイミングよく開閉できるようにし、
胴型内の温度を均一に保持できるようにした光学素子の
プレス成形装置を提供しようとするものである。

【００８４】図１６は胴型１００の開口部１００Ａを開
閉するシャッター１００Ｂを備えた型装置を示し、該シ
ャッター１００Ｂは前記引き上げ部材１０５に連設し、
引き上げ部材の昇降に連動する様に構成する。

【００８５】しかして、上記プレス操作機構２を用い
て、ガラス素材をプレス成形する時には、先ず、図１１
（ａ）に示す状態から、上記シリンダ機構２１０の働き
で、上記ホルダーブロック２０３を上昇させ、フック部
材２１２を介して上記上型部材１０２を引き上げ、所
謂、型開きをなす。この時、引き上げ部材１０５を介し
てシャッター１００Ｂが引き上げられ、出入口１００Ａ
が開放される。そして、先述の吸着ハンド４０２によ
り、ガラス素材を成形型１内に導入し、再び、上記ホル
ダーブロック２０３を下降すると、図１１（ｂ）に示す
ように、上記上型部材１０２は上記ガラス素材上に降下
する。この時、シャッター１００Ｂは、タイミング良く
出入口１００Ａを閉鎖し、胴型内部から外部への熱放出
を防止する。

【００８６】図１７〜図２１は前記図３乃至図８に示し
た型装置の変形を示す。図において、上記上型部材１０
２は、円形断面であり、それぞれ、その中心に位置し
て、その頂部に小径の当て駒１０４を装着してあり、上
記操作部材２０２が降下してきた時、その中心でプレス
圧を受けるようになっている。また、上記上型部材１０
２には、その上部に位置して非円形断面のフランジ部１
０２Ｂが形成してあり、前述のフランジ部１０２Ａに
は、皿状の引き上げ部材１０５が載せられている。そし
て、上記フランジ部１０２Ｂと上記引き上げ部材１０５
との間には、上記上型部材１０２の中心で引き上げ力が
働くように、調芯手段１０６が介装されている。上記引
き上げ部材１０５には、特に、図６および７に示すよう
に、中央を横断する形で、帯状の回り止め部材１０７が
ビス１０８で固定されていて、その側面を、上記各フラ
ンジ１０２Ｂの側面に対応させ、上記引き上げ部材１０
５に対する上記上型部材１０２の回り止めの働きをして
いる。そして、上記引き上げ部材１０５には、上記回り
止め位置に対して回転方向で９０度の位相差をもって、
上記フランジ部１０２Ｂを挿通する挿通孔１０５Ｂを形
成している。

【００８７】上記ユニバーサル・ジョイント１０６は、
図２０および図２１に示すように、上記上型部材１０２
の摺動方向と直交する面において互いに９０度の位相を
ずらせて配置された各一対の半球形突起状の支持部１０
６Ａおよび１０６Ｂを、上記上型部材１０２および上記
引き上げ部材１０５に対応させて、リング１０６Ｃに設
けた構成になっている。また、上記リング１０６Ｃの中
央には、図６および図７に示すように、上記上型部材１
０２のフランジ部１０２Ｂを挿通する挿通孔１０６Ｄが
形成されている。また、上記引き上げ部材１０５には、
上記支持部１０６Ｂを受け入れる支持溝孔１０５Ｃが形
成してある。

【００８８】このため、上記引き上げ部材１０５および
調芯手段１０６に対して、上型部材１０２を組み立てる
際には、先ず、上型部材１０２のフランジ部１０２Ｂを
下側から、上記挿通孔１０５Ｂおよび１０６Ｄに挿通
し、上記調芯手段の上側に突出させ、この状態で、上記
フランジ部１０２Ｂを９０度旋回し、その下面を上記支
持部１０６Ａに支持させる。その後、上記回り止め部材
１０７を上記引き上げ部材１０５に取付けることで、上
記上型部材１０２と上記調芯手段１０６との相対位置を
保持できるようにする。この場合、引き上げ部材１０５
および上記調芯手段１０６の相対位置は、支持部１０６
Ｂが支持溝孔１０５Ｃに入っていることで、確保されて
いる。

【００８９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、少なく
とも、胴型内で摺動する上型部材には、その中心で上記
胴型の摺動面と平行なプレス圧が働くように、操作部材
が当て駒を介して対応し、かつ、上記中心で引き上げ力
が働くように、上記操作部材に吊持されたフック部材が
調芯部材を介して連動される構成にしたので、ガラス素
材に対してプレス成形する場合、および、成形された光
学素子成形品を離型する際、上記上型部材に対して加え
る操作部材の力が、常に、上記上型部材の中心を通るよ
うに作用させることができ、光学機能面が光軸に対して
正確に位置する、精度の高い光学素子を、効率的に製造
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプレス成形装置の概略
正面図である。

【図２】本発明のプレス成形装置の概略平面図である。

【図３】本発明の要部を示す正面断面図である。

【図４】図３のＡ₁−Ａ₁、Ａ₂−Ａ₂間の要部断面図
である。

【図５】図４の要部説明の図である。

【図６】調芯部材を示す図である。

【図７】調芯部材を示す図である。

【図８】調芯部材の説明図である。

【図９】バネ手段を説明する図である。

【図１０】バネ手段を説明する図である。

【図１１】（ａ）・（ｂ）・（ｃ）・（ｄ）は加圧成形
の説明図である。

【図１２】本発明に係るパレットの位置決めを説明する
図である。

【図１３】パレットの冷却を説明する図である。

【図１４】本発明に係るコネクターの説明図である。

【図１５】本発明に係るコネクターの説明図である。

【図１６】胴型の開口部を開閉するシャッターを備えた
説明図である。

【図１７】型装置の変形例を示す斜視図である。

【図１８】同じく、平面図である。

【図１９】同じく、分解斜視図である。

【図２０】同じく、一部の部品の側面図である。

【図２１】同じく、一部を破断した部品の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１成形型１００胴型１０１下型部材１０２上型部材１０５引き上げ部材１０６調芯部材２プレス操作機構２０７突上げ部材３成形チャンバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保裕之東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス素材を上型、下型で加圧して光学
素子を成形する光学素子のプレス成形装置において、前
記上型、下型をガイドする部材と、前記ガイド部材のガ
イド孔に前記上型を摺動させる調芯手段とを有し、前記
調芯手段は、前記上型を上下動案内する移動部材と、前
記移動部材と前記上型との間に配置されて、前記上型を
該上型の移動軸線と直交する少なくとも２つの互いに直
交する平面に対して該上型の姿勢を調芯する部材とを具
備することを特徴とする光学素子のプレス成形装置。
【請求項２】前記ガイド部材は複数の前記上型をガイ
ドする孔を有し、前記移動部材は前記複数の上型を同時
に総て上下動案内し、前記調芯部材は前記複数の各上型
にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に
記載の光学素子のプレス成形装置。
【請求項３】ガラス素材を上型、下型で加圧して光学
素子を成形する成形型において、前記上型、下型をガイ
ドする部材と、前記上型を加圧する圧力を発生する手段
と、前記下型を加圧する圧力を発生する手段と、前記上
型圧力発生手段の圧力を前記上型の軸方向の中心に集中
させる部材と、前記下型圧力発生手段の圧力を前記下型
の軸方向の中心に集中させる部材とを具備することを特
徴とする光学素子のプレス成形装置。
【請求項４】前記上型、下型は同時に複数の成形品を
成形するために複数の組を有し、前記下型圧力発生手段
の圧力を受けて、前記各下型に該圧力を分配する部材を
具備していることを特徴とする請求項３に記載の光学素
子のプレス成形装置。
【請求項５】前記各下型の移動ストロークを調整する
ための部材を具備していることを特徴とする請求項３に
記載の光学素子のプレス成形装置。
【請求項６】ガラス材を加熱・加圧して光学素子を成
形する光学素子のプレス成形装置において、前記光学素
子を複数個同時に成形するための複数の上型および下型
と、前記複数の上型、下型を上・下移動案内するととも
に前記上型の停止位置を定める位置を有している胴型
と、前記複数の上型を前記胴型の定位置に押圧するとと
もに各上型に独立的に圧力を負荷させるためのバネ手段
を有する圧力伝達手段とを具備していることを特徴とす
る光学素子のプレス成形装置。
【請求項７】前記バネ手段は各上型に作用する圧力を
調整するためにバネ定数を調整する部材を有することを
特徴とする請求項６に記載の光学素子のプレス成形装
置。
【請求項８】前記バネ手段は皿バネを有することを特
徴とする請求項６に記載の光学素子のプレス成形装置。
【請求項９】前記複数の各上型に圧力を付与するため
の単一の圧力発生手段と、前記圧力発生手段からの圧力
を前記各上型に分配する手段を具備していることを特徴
とする請求項６に記載の光学素子のプレス成形装置。
【請求項１０】前記分配手段は、前記圧力発生手段か
らの圧力を受ける圧力受部材と、前記圧力受部材からの
圧力を各上型に伝達するバネ手段を具備していることを
特徴とする請求項９に記載の光学素子のプレス成形装
置。
【請求項１１】前記圧力受部材は前記各上型に冷却媒
体を供給する通路を形成することを特徴とする請求項１
０に記載の光学素子のプレス成形装置。
【請求項１２】前記圧力受部材からの冷却媒体は前記
バネ手段からの圧力を受ける中間圧力伝達部材を介して
各上型に供給されることを特徴とする請求項１１に記載
の光学素子のプレス成形装置。
【請求項１３】ガラス成形品を成形するプレス装置に
おいて、上型、下型及び胴型から成る第１の型セットに
よってガラス材を加圧してガラス成形品を成形する成形
室と上型、下型及び胴型から成る第２の型セットを備え
た型交換室と、前記成形室内の第１型セットと型交換室
の第２型セットを交換する手段とを具備することを特徴
とする光学素子のプレス成形装置。
【請求項１４】前記成形室と型交換室に連設したガイ
ドレールと、各型セットを載せて前記ガイドレール上を
移動するパレットとを具備していることを特徴とする請
求項１３に記載の光学素子のプレス成形装置。
【請求項１５】ガラス材を加熱・加圧してガラス成形
品を成形する際に型部材の交換を行なう光学素子のプレ
ス成形方法において、ガラス材を加圧するための上型、
下型及び胴型から成る第１の型セットを収納する成形室
と、交換のための上型、下型及び胴型から成る第２の型
セットを収納した型交換室とを具備し、前記成形室にお
いて前記第１型セットによりガラス材を所定温度にて加
圧成形する工程と、前記型交換室に前記第２型セットを
準備する工程と、前記成形室内の第１型セットによる成
形を複数回行なった後に、前記第１型セットを前記型交
換室内に導入する工程と、前記型交換室内の前記第２型
セットを前記成形室に導入する工程とよりなることを特
徴とする光学素子のプレス成形方法。
【請求項１６】成形型をパレット上に設置し、上記パ
レットをプレス操作機構に対応するプレス成形位置に位
置決めするようにした成形型のプレス位置設定装置にお
いて、上記プレス成形位置には、上記パレットを突き当
てる位置設定部材を設けるとともに、上記パレットの温
度を所定温度に維持する恒温・断熱手段を装備している
ことを特徴とする成形型のプレス位置設定装置。
【請求項１７】上記恒温・断熱手段は、上記パレット
と成形型との間に設けられた断熱部材、および、上記プ
レス成形位置に設けられて上記パレットを所定温度に保
持するための冷却機構より構成されていることを特徴と
する請求項１６に記載の、成形型のプレス位置設定装
置。