JPH05238763A - ガラスレンズの成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形サイクルタイムの短縮を図ると共に成形
型の温度をより的確に制御可能にする。 【構成】 金型１４，１５及びキャビティダイ１６，１
７からなる成形型を収納している成形用のチャンバ４
は、不活性ガス導入口６，８，１８，２３，２４から不
活性ガスを導入される。この不活性ガスを成形サイクル
中のガス置換工程，加熱工程及びプレス工程の少なくと
も途中までは、各不活性ガス導入口６，８，１８，２
３，２４のうち少なくとも一部から導入する不活性ガス
を予備加熱する。また、冷却工程においてはチャンバ４
を通過した不活性ガスを冷却装置６１で冷却し、冷却用
ガスとして帰還させることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスレンズの成形方
法及びその装置に係り、特に成形用のチャンバ内を不活
性ガス雰囲気に置換すると共に成形後に成形型及びその
中のレンズを冷却するための不活性ガスの導入に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】研磨仕上げすることなく成形型によるプ
レス成形のみでガラスレンズを製造するいわゆるガラス
レンズの精密プレス成形法においては、成形型及びガラ
ス素材の酸化を防止するため、成形型及びガラス素材の
加熱工程，プレス工程及び冷却工程の少なくとも酸化反
応が進行する高温工程を不活性ガス雰囲気下で行ってい
る。

【０００３】従来、加熱工程と、それに続くプレス工程
の少なくとも途中までは、比較的小流量の不活性ガスを
供給して成形型が置かれているチャンバ内を不活性ガス
雰囲気に保ち、プレス工程の途中または終了後の冷却工
程においては不活性ガスの流量を増加させ、成形型を積
極的に冷却する方法を取っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、不活性ガス
による成形型の冷却効率を高めるための改良に伴って加
熱及びプレス工程における不活性ガスの成形型に及ぼす
影響が次第に顕著になり、わずかな流量であっても成形
型の昇温及び均熱化に比較的大きく影響し、成形型の温
度制御が困難になると共に、成形サイクルタイムが長く
なってしまう欠点を生じている。

【０００５】本発明は、成形サイクルタイムの短縮を図
ると共に成形型の温度をより適確に制御可能にし、より
低いランニングコストでより高精度のガラスレンズを成
形する方法及びその装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、チャンバ内に不活性ガスを流入させなが
ら、チャンバ内に配置された成形型及び成形型間に置か
れたガラス素材を加熱し、所望の温度においてガラス素
材をプレス成形するガラスレンズの成形方法において、
チャンバ内を空気から不活性ガスに置換するガス置換工
程，成形型及びガラス素材の加熱工程並びにプレス工程
の少なくとも途中までは、前記チャンバへの不活性ガス
導入口単位で少なくとも一部の不活性ガスを予備加熱し
てチャンバ内へ導入するにある。

【０００７】また、本発明は、チャンバと、このチャン
バ内に配置された成形型と、チャンバ内への不活性ガス
導入回路と、成形型の加熱装置とからなるガラスレンズ
の成形装置において、不活性ガス導入回路の少なくとも
一部に、ＯＮ，ＯＦＦに切換え可能な不活性ガスの予備
加熱装置を介在させたものである。なお、チャンバの排
気口を予備加熱装置の入口側に選択的に接続可能な帰還
回路を設けると共に、この帰還回路に帰還ガスの冷却装
置を介在させることが好ましい。

【０００８】

【作用】チャンバ内のガス置換工程，加熱工程及びプレ
ス工程の少なくとも途中までは、チャンバへの不活性ガ
ス導入口単位で少なくとも一部の不活性ガスを予備加熱
して導入する。これにより、成形型の温度低下を押え、
成形型の昇温を助けると共に、成形型の温度分布をより
均一にすることができる。そこで、成形型をより短時間
で所望の温度まで加熱できると共に、成形型温度をより
的確に制御することができ、高精度のガラスレンズをよ
り低コストで効率的に成形することが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について図１ないし図
４を参照して説明する。図１において、１は上下に移動
可能な可動プレート、２は固定プレートである。可動プ
レート１には図示省略した取付部材によって耐熱ガラス
管３が取付けられ、両プレート１，２間に密封可能なチ
ャンバ４を形成するようになっている。耐熱ガラス管３
の外方には、誘導加熱コイル等の加熱装置５が耐熱ガラ
ス管３と一体的に移動可能に取付けられている。

【００１０】チャンバ４内には、可動プレート１を上下
動可能に係合し、かつ不活性ガス導入口６を有する固定
の上部軸７と、固定プレート２に上下動可能に係合され
て図示しない駆動装置により上下動されると共にプレス
力を与えられ、かつ不活性ガス導入口８を有する下部軸
９と、がそれぞれ上下方向に対向して臨んでいる。

【００１１】両軸７，９には、中空の上下の断熱体１
０，１１がそれぞれ取付けられ、これらの断熱体１０，
１１にはダイプレート１２，１３が取付けられている。
両断熱体１０，１１の内部空間は、これらの断熱体１
０，１１と一体または別体の仕切部材２０，２１によっ
て、ダイプレート側空間１０ａ，１１ａと反ダイプレー
ト側空間１０ｂ，１１ｂとに区画されている。

【００１２】ダイプレート側空間１０ａ，１１ａには、
不活性ガス導入口６，８内に挿通された不活性ガス導入
管２３，２４が接続されている。なお、反ダイプレート
側空間１０ｂ，１１ｂは、不活性ガス導入口６，８に接
続されると共に、断熱体１０，１１に設けた開口２５，
２６によりチャンバ４に連通されている。

【００１３】両ダイプレート１２，１３には、成形型の
一部を構成する上下両金型１４，１５がそれぞれ取付け
られ、これらの金型１４，１５には、成形するガラスレ
ンズ３０の上下レンズ面に対応するキャビティ面を備え
成形型の残部を構成する複数組の上下キャビティダイ１
６，１７が嵌入保持されている。

【００１４】両ダイプレート１２，１３及び両金型１
４，１５の中央には、ダイプレート側空間１０ａ，１１
ａに通ずる貫通孔１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａがそ
れぞれ設けられている。

【００１５】両断熱体１０，１１と両ダイプレート１
２，１３の接合面には、図２に示すように、断熱体１
０，１１とダイプレート１２，１３の少なくとも一方に
設けられ、ダイプレート側空間１０ａ，１１ａとチャン
バ４とを連通すべく放射状に伸びる複数の第１の貫通溝
２７，２８が設けられている。

【００１６】また、両金型１４，１５の接合面には、図
３に示すように、両金型１４，１５の少なくとも一方に
設けられ、貫通孔１４ａ，１５ａとチャンバ４とを連通
すべく放射状に伸びる複数の第２の貫通溝２９が設けら
れてる。

【００１７】可動プレート１には、チャンバ４に直接開
口する不活性ガス導入口１８が設けられ、他方、固定プ
レート２には、チャンバ４に直接開口する排気口１９が
設けられている。

【００１８】図４は、不活性ガス導入口及び導入管（以
下導入口として説明する）６，８，１８，２３，２４に
対する不活性ガスの供給回路を示すものであり、Ｐ１は
不活性ガス供給源、Ｐ２はクリーンエア供給源である。
不活性ガス供給源Ｐ１は、第１開閉弁ＳＶ１又は第２開
閉弁ＳＶ２を介して第３開閉弁ＳＶ３に接続され、さら
に各導入口６，８，１８，２３，２４にそれぞれ対応し
て設けられた第５ないし第９開閉弁ＳＶ５ないしＳＶ
９、流量計４１ないし４５及び予備加熱装置５１ないし
５５を介して導入口６，８，１８，２３，２４に接続さ
れている。

【００１９】流量計４１ないし４５は、通過流量を流量
指令装置４０からそれぞれ与えられる指令値となるよう
に制御する。予備加熱装置５１ないし５５は、温度制御
装置５０によってそれぞれ同時又は各別にＯＮ，ＯＦＦ
されると共に、ＯＮ状態において通過するガスをそれぞ
れ同一又は各別に所望の温度に加熱するようになってい
る。

【００２０】クリーンエア供給源Ｐ２は、第４開閉弁Ｓ
Ｖ４を介して第５ないし第９開閉弁ＳＶ５ないしＳＶ９
に接続されている。

【００２１】排気口１９は逆止弁ＣＶ１を介して図示し
ない排気部へ接続されると共に、逆止弁ＣＶ１の上流側
が帰還回路６０により第３開閉弁ＳＶ３の入口側に接続
されている。帰還回路６０には、冷却装置６１，圧力ポ
ンプＰ，第１０開閉弁ＳＶ１０，逆止弁ＣＶ２がそれぞ
れ設けられている。なお、６２は、排気口１９の下流側
に接続された警報接点付酸素濃度計である。

【００２２】冷却装置６１は排気口１９から排出された
不活性ガスを好ましくは常温以下にまで冷却できるよう
になっている。警報接点付酸素濃度計６２は、所定値以
上の酸素濃度を検知している状態にあるときには、圧送
ポンプＰを停止状態におくと共に、第２，第１０開閉弁
ＳＶ２，ＳＶ１０を閉じて、第１開閉弁ＳＶ１を開くよ
うになっている。

【００２３】圧送ポンプＰは、第１開閉弁ＳＶ１を閉じ
て第２開閉弁ＳＶ２を開き、流量調整弁ＦＣＶ及び前述
した流量計４１等と同様の流量計６３を介して不活性ガ
ス供給源Ｐ１から不活性ガスを補助的に供給する際、圧
力計６４によって検出される不活性ガス供給側の圧力
と、圧力計６５によって検出される圧送ポンプＰの吐出
圧力とが等しくなるように運転を制御される。なお、６
６は、クリーンエア供給源Ｐ２の圧力設定用の圧力計で
ある。

【００２４】次いで本装置の作用について説明する。可
動プレート１と共に耐熱ガラス管３及び加熱装置５を上
昇させ、チャンバ４を開く。また、下部軸９を下降させ
て下金型１５を上金型１４に対して開き、下キャビティ
ダイ１７上にガラス素材（ガラスレンズ３０の素材）を
投入する。次いで、可動プレート１を下降させて耐熱ガ
ラス管３の下端を固定プレート２に押圧し、チャンバ４
を閉じる。

【００２５】次に、図４に示す第１，第３，第５ないし
第９開閉弁ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ５ないしＳＶ９を開
き、不活性ガス供給源Ｐ１からチャンバ４の各不活性ガ
ス導入口６，８，１８，２３，２４へ不活性ガスを供給
し、チャンバ４内を空気から不活性ガス雰囲気に置換す
る。

【００２６】このとき、上下のキャビティダイ１６，１
７，金型１４，１５並びにダイプレート１２，１３は、
前回の成形により加熱され、完全に常温までには冷却さ
れず、通常は成形されたガラスレンズ３０を取出し可能
な２００℃程度の温度になっている。

【００２７】そこで、各不活性ガス導入口６，８，１
８，２３，２４へ供給する不活性ガスを、図４の予備加
熱装置５１ないし５５により、好ましくは上記金型１
４，１５等の温度より高い温度に予熱する。これにより
不活性ガスは、金型１４，１５等を冷却することなく、
チャンバ４内を不活性ガス雰囲気に置換する。

【００２８】上記ガス置換工程が終了したところで加熱
装置５により、金型１４，１５，ダイプレート１２，１
３，キャビティダイ１６，１７さらにはガラス素材を加
熱するが、このとき、チャンバ４内に導入される不活性
ガスは上記のように予備加熱され、かつ金型１４，１５
等は上記のように成形後の比較的高温状態を保持されて
いるため、金型１４，１５等の加熱は比較的短時間で行
われる。

【００２９】この加熱工程においては、金型１４，１５
等の温度分布をより均一にするため、各不活性ガス導入
口６，８，１８，２３，２４へ導入する不活性ガスの温
度及び流量を温度制御装置５０及び流量指令装置４０に
よって各別に制御することが好ましく、例えば加熱装置
５による金型１４，１５等の温度分布の関係から不活性
ガス導入口１８へ導入する不活性ガスは予備加熱を行わ
ないか、若しくは加熱温度を他より低くするようにして
もよい。

【００３０】金型１４，１５等の昇温によってガラス素
材が所定の成形温度に達したところでプレス工程に入
り、下部軸９を上昇させて金型１４，１５及びキャビテ
ィダイ１６，１７からなる成形型によりガラスレンズ３
０を成形する。

【００３１】プレス工程の終了時又はプレス工程の途中
から冷却工程に入る。この冷却工程は、加熱装置５をＯ
ＦＦにすると共に予備加熱装置５１ないし５５をもＯＦ
Ｆにする。また、上記ガス置換工程からプレス工程まで
は、チャンバ４内を不活性ガス雰囲気に保つことを主目
的として不活性ガスを供給するため、供給流量は比較的
わずかに押えているが、この冷却工程においては冷却速
度を高めるため、流量指令装置４０によって流量計４１
ないし４５の設定値を増加させ、多量の不活性ガスを供
給する。

【００３２】本装置は、冷却工程に入ったところで、第
１０開閉弁ＳＶ１０を開き、圧送ポンプＰを作動させ、
チャンバ４の排気口１９から排出される不活性ガスを第
３開閉弁ＳＶ３の入口側へ帰還させることにより、不活
性ガスを有効利用する方式を採用している。なお、排気
口１９から帰還される不活性ガスはチャンバ４内で加熱
され高温となっているため、冷却装置６１によって好ま
しくは常温程度ないしそれ以下の温度に冷却する。

【００３３】上記冷却工程においては、第１開閉弁ＳＶ
１を閉じて、第２開閉弁ＳＶ２を開き、帰還回路６０に
よって形成された閉回路からのリークや圧力損失による
圧力低下を補償するために、流量調整弁ＦＣＶ及び流量
計６３を介して比較的少量の不活性ガスをその供給源Ｐ
１から補給する。

【００３４】なお、圧送ポンプＰは、その吐出圧を圧力
計６５で検知し、この圧力が、圧力計６４で検出される
供給源Ｐ１側の供給圧力と等しくなるように制御され
る。

【００３５】また、帰還回路６０により帰還される不活
性ガスは、その上流に設けた警報接点付酸素濃度計６２
によって酸素濃度を検出され、リーク等によって酸素濃
度が上昇すると、第１開閉弁を開くと共に、第２，第１
０開閉弁ＳＶ２，ＳＶ１０を閉じ、圧送ポンプを停止さ
せる。こうして排気ガスの帰還を停止し、不活性ガス供
給源Ｐ１から不活性ガスを供給することにより、酸素濃
度が低下すると、警報接点付酸素濃度計６２が再び作動
して、帰還回路６０による上記回路に戻す。

【００３６】上記冷却工程において各不活性ガス導入口
６，８，１８，２３，２４に導入される不活性ガスの流
量は、金型１４，１５等の温度分布及び降温速度を考慮
してそれぞれ定められる。

【００３７】こうして金型１４，１５等が酸化開始温度
以下になったところで、圧送ポンプＰを停止させ、第３
開閉弁ＳＶ３を閉じると共に第４開閉弁ＳＶ４を開き、
クリーンエア供給源Ｐ２からクリーンエアをチャンバ４
内へ導入し、金型１４，１５等をガラスレンズ３０の取
出し可能な温度まで低下させて１回の成形サイクルを終
了する。

【００３８】前述した実施例は、帰還回路６０及び冷却
装置６１等を設け、多量の不活性ガスを必要とする冷却
工程において不活性ガスを有効利用する例を示したが、
加熱及びプレス工程においても冷却装置６１をＯＦＦに
して不活性ガスを循環させてもよく、また、帰還回路６
０及び冷却装置６１等を設けず、冷却工程においても不
活性ガス供給源Ｐ１のみから不活性ガスを供給してもよ
い。

【００３９】また、前述した実施例では、チャンバ４か
らの帰還ガスの酸素濃度を検知して循環・非循環を自動
切換えする例を示したが、酸素濃度の上昇割合は予じめ
把握できるため、タイマ等によって自動的に切換えても
よい。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガス
置換工程から少なくともプレス工程の途中までチャンバ
に導入する少なくとも一部の不活性ガスを加熱すること
により、成形サイクルを短縮できると共に金型温度をよ
り的確に制御することができ、高精度のガラスレンズを
より低コストで効率的に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略的断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線による横断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線による横断面図である。

【図４】本発明に用いる不活性ガス導入回路の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１ 可動プレート ２ 固定プレート ３ 耐熱ガラス管 ４ チャンバ ５ 加熱装置 ６，８，１８，２３，２４ 不活性ガス導入口 ７ 上部軸 ９ 下部軸 １０，１１ 断熱体 １０ａ，１１ａ ダイプレート側空間 １０ｂ，１１ｂ 反ダイプレート側空間 １２，１３ ダイプレート １２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ 貫通孔 １４，１５ 金型（成形型） １６，１７ キャビティダイ（成形型） １９ 排気口 ２０，２１ 仕切部材 ２５，２６ 開口 ２７，２８ 第１の貫通溝 ２９ 第２の貫通溝 ３０ ガラスレンズ ４０ 流量指令装置 ４１，４２，４３，４４，４５，６３ 流量計 ５０ 温度制御装置 ５１，５２，５３，５４，５５ 予備加熱装置 ６０ 帰還回路 ６１ 冷却装置 ６２ 警報接点付酸素濃度計 Ｐ 圧送ポンプ Ｐ１ 不活性ガス供給源 Ｐ２ クリーンエア供給源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ内に不活性ガスを流入させなが
   ら、前記チャンバ内に配置された成形型及び同成形型間
   に置かれたガラス素材を加熱し、所望の温度において前
   記ガラス素材をプレス成形するガラスレンズの成形方法
   において、前記チャンバ内を空気から不活性ガスに置換
   するガス置換工程，成形型及びガラス素材の加熱工程並
   びにプレス工程の少なくとも途中までは、前記チャンバ
   への不活性ガス導入口単位で少なくとも一部の不活性ガ
   スを予備加熱して前記チャンバ内へ導入することを特徴
   とするガラスレンズの成形方法。
2. 【請求項２】 チャンバと、同チャンバ内に配置された
   成形型と、前記チャンバ内への不活性ガス導入回路と、
   前記成形型の加熱装置とからなるガラスレンズの成形装
   置において、前記不活性ガス導入回路の少なくとも一部
   に、ＯＮ，ＯＦＦに切換え可能な不活性ガスの予備加熱
   装置を介在させたことを特徴とするガラスレンズの成形
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２のガラスレンズの成形装置にお
   いて、チャンバの排気口を予備加熱装置の入口側に選択
   的に接続可能な帰還回路を設けると共に、該帰還回路に
   帰還ガスの冷却装置を介在させたことを特徴とするガラ
   スレンズの成形装置。