JPH059033A - プレス成形装置における成形型交換機構 - Google Patents

プレス成形装置における成形型交換機構

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JPH059033A
JPH059033A JP3184167A JP18416791A JPH059033A JP H059033 A JPH059033 A JP H059033A JP 3184167 A JP3184167 A JP 3184167A JP 18416791 A JP18416791 A JP 18416791A JP H059033 A JPH059033 A JP H059033A
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press
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Nobuyuki Nakagawa
伸行 中川
Hiroyuki Kubo
裕之 久保
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形チャンバ−に型交換チャンバ−を連接す
ることにより、そのチャンバ−間での成形型の交換作業
を効率良く、スム−ズに実現できるプレス成形装置にお
ける成形型交換機構を提供する。 【構成】 プレス成形装置において、成形型(1)をプ
レス操作機構(2)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成形型交換
機構を備え、上記プレス操作機構(2)が設置される、
所定雰囲気の成形チャンバ−(3)には、ゲ−トバルブ
(13)を介して、型交換チャンバ−(12)が連設さ
れており、また、上記型交換チャンバ−(12)には、
成形型(1)を載置・固定するパレット(5)をガイド
レ−ル(6A、6B)に沿って両チャンバ−間で入換え
る入換え手段(701)と、上記型交換チャンバ−(1
2)内で上記入換え手段(701)によるパレット
(5)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(711)とが装備されている。

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装置で形成する場
合に、プレス操作機構に対応するプレス成形位置におい
て成形型をセット、あるいは、リセットするプレス成形
装置における成形型交換機構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。そして、成形型の
摩滅、損傷などの場合、型交換を行うが、この際には、
成形型をプレス操作機構に対応するプレス成形位置にお
いて搬入・設置、あるいは、取外し・搬出することがな
されている。
【0004】しかし、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、型交換のために、成形チャンバ
−を開放しなければならないので、ガス置換に多くの時
間を必要とし、稼動率を低下する。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】そこで、型交換用
のチャンバ−を用意し、ここを予め、ガス置換し、この
チャンバ−から成形チャンバ−へ、また、成形チャンバ
−から型交換チャンバ−へと成形型を移動する方法が提
唱されている。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上で有効である。
【0006】
【発明の目的】本発明は、成形チャンバ−に型交換チャ
ンバ−を連接した場合に、そのチャンバ−間での成形型
の交換作業を効率良く、スム−ズに実現できるプレス成
形装置における成形型交換機構を提供しようとするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】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−に
は、ゲ−トバルブを介して、型交換チャンバ−が連設さ
れており、また、上記型交換チャンバ−には、成形型を
載置・固定するパレットをガイドレ−ルに沿って両チャ
ンバ−間で入換える入換え手段と、上記型交換チャンバ
−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。
【0008】
【実施例】以下、本発明の、成形型交換機構を、図示の
光学素子のプレス成形装置に適用した場合について具体
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−3内に装備される。
【0009】上記成形チャンバ−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−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−3に隣接して成形型交換チャン
バ−12が配設してあり、この交換チャンバ−12はゲ
−トバルブ13を介して、上記成形チャンバ−3に連通
している。
【0010】また、上記成形チャンバ−3内には、上記
成形型1に対するガラス素材の導入(搬入)および成形
品の導出(搬出)を行うための入換え手段として、吸着
フィンガ−4が装備されている。上記吸着フィンガ−4
は、上記成形チャンバ−3の床を貫通して、外部から上
記成形チャンバ−3内へ垂直に導入した回転軸401の
上端に、吸着ハンド402を装着し、上記吸着ハンド4
02の先端に吸着パッド403を設けたもので、上記回
転軸401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−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。
【0011】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−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、下型部材101の成形
面の上にガラス素材を置き、また、成形後は、同じ吸着
パッド403で成形型1内に導入し、成形品を吸着した
状態で、上記回転軸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。
【0012】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−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−
171を装着するとともに、上記入換えチャンバ−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−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。
【0013】しかして、上記成形チャンバ−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−171を上昇して、その開口1
71Aを上記ゲ−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−171内を所定の雰囲
気に置換し、上記ゲ−トバルブ11を開放して、上記成
形チャンバ−3と入換えチャンバ−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−3内に導入し、吸着フィンガ−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−171に戻
し、ゲ−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−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。
【0014】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−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から所要個所へ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−ム191、Y軸
ア−ム192を有し、上記両ア−ムの働きで、上記Y軸
ア−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
−20は、フレ−ム20A上に電動モ−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−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。
【0015】上述の成形型1は、成形用の胴型100
に、その中心に対して四方に分散配置された4組の下型
部材101および上型部材102を上下摺動自在に組み
込んだ、4個取りの構造になっており、上述の吸着パッ
ド403によるガラス素材の受け入れ、および、成形品
の取出しのために、上記胴型100の側部に出入り用の
開口100Aを形成している。そして、上記胴型100
は上記成形チャンバ−3内において、パレット5上に配
置・固定されている。
【0016】上記パレット5は、上記交換チャンバ−1
2内のガイドレ−ル6Aを介して、上記交換チャンバ−
12から上記ゲ−トバルブ13を通して上記成形チャン
バ−3内に敷設されたガイドレ−ル6Bへと案内され、
上記成形チャンバ−3内のプレス成形位置に設置される
ようになっている。上記プレス成形位置には、図3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61、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
62、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。
【0017】なお、この実施例では、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3および図4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。
【0018】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−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。
【0019】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。
【0020】しかして、ガイドレ−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、先ず、押圧
操作子63、64の働きで、その側面を上記位置設定部
材62、62に突き当て、その状態で、その先端部を位
置設定部材61、61に突き当てられる。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。
【0021】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−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−54を具備しており、これに対応して、
成形チャンバ−内側の所定位置には、電源側コネクタ−
53A、および、温度検知装置(図示せず)側のコネク
タ−54Aが設けられている。
【0022】上述のプレス操作機構2は、図1に示すよ
うに、上記プレス成形位置において、上記ガイドレ−ル
6Bの下側に押上用の操作部材201を配置してあり、
また、成形型1の上方に、各上型部材102に対応して
4個のプレス用の操作部材202を配置し、これらを共
通ホルダ−ブロック203で保持している。上記操作部
材201は、その上端を、上記成形チャンバ−3の底部
に設けた環状の部材204を介して、上記成形チャンバ
−3の外部から内部に挿入できる構造になっており、ま
た、その下端を、押上用のシリンダ−機構205から上
方に延びるピストンロッド206に連結している。ま
た、上記操作部材201の上端には、上記下型部材10
1に共通する突上げ駒207が取付けてあって、上記胴
型100に対して摺動させながら、上記下型部材101
を共通に押し上げることができるようになっている。
【0023】上記操作部材202は、上記ホルダ−ブロ
ック203の下端に設けた摺動部で案内されて上下に動
作できる状態になっており、上記ホルダ−ブロック20
3内に設けた弾持機構208で、上記ホルダ−ブロック
203に対して所定位置まで相対移動できるように、下
向きに弾持されている。なお、この実施例では、上記弾
持機構208には、皿ばねを重ねた構造を採用している
が、他の適当な機構、構成のものを採用しても良い。
【0024】上記ホルダ−ブロック203の上端には共
通ロッド209が連結してあり、上記共通ロッド209
は、上記成形チャンバ−3の天井部を貫通して、その内
部から外部に延びていて、上記成形チャンバ−3の上部
に配置したプレス用のシリンダ−機構210から下方に
延びるピストンロッド211に連結されている。
【0025】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、上記シ
リンダ機構210の働きで、上記ホルダ−ブロック20
3を上昇させ、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−ブロック203を下降すると、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−ブロック20
3を降下すると、上記操作部材202が上記上型部材1
02にプレス圧を加える(その後、シリンダ機構205
は操作部材201を押上げ、突上げ駒207を介して下
型部材101を上向きに押圧する)。また、成形後、上
記シリンダ機構210を稼動し、上記ホルダ−ブロック
203を上昇すると、上型部材102が上昇し、型開き
がなされる。
【0026】上述の成形型交換チャンバ−12には、本
発明に係る成形型交換機構7が装備してある。上記成形
型交換機構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−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−トバルブ13を
介して、成形チャンバ−3内のガイドレ−ル6Bに移送
するようになっている。
【0027】上記入換え手段701は、上記成形型交換
チャンバ−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−タ705を装
着しており、また、上記アクチュエ−タ705に装備し
たモ−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−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−ル708に沿っ
て上記アクチュエ−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。
【0028】しかして、上記モ−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−タ705の働きで、上記パレット5を、
上記ガイドレ−ル6Aに沿って移動することができる。
なお、この実施例では、上記結合ハンド703に対応し
て、上記パレット5側には、図3および図4に示すよう
に、その後端に位置して、フック部材56が装備されて
いて、上記結合ハンド703に係脱できるようになって
いる。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−トバルブ13を介して
成形チャンバ−3のガイドレ−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−12へと引戻すこと
ができる。
【0029】また、上記成形型交換機構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−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−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−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−ジ713A、713Bには、それぞれ
上述のガイドレ−ル6Aが装備してある。なお、上記成
形型交換チャンバ−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。
【0030】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−12の開口から外にせりださせて、例
えば、上記ステ−ジ713Aのガイドレ−ル6A上に、
新たな成形型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−12内のガス置換を行っておくと、この状態で
は、上記ステ−ジ713Bのガイドレ−ル6Aが、上記
成形型交換チャンバ−12の中央(パレット入換え位
置)に位置している。
【0031】従って、上記入換え手段701の働きで、
成形チャンバ−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−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−12の中
央に上記ステ−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−ル6A上か
ら成形チャンバ−3のガイドレ−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−3に対する新たな成
形型1の入換え後、所望温度まで冷却し、次に扉12A
を開放して、パレット5上より取出すことができる。
【0032】次に、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。
【0033】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−20のパレット20
C上に置かれる。そして、電動モ−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193は置
き台172上に上記ガラス素材Gを置く。上記置き台1
72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−3内に搬入され、例えば、400℃程度に加
温された、入換え手段4の吸着パッド403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1
02が降下し、ガラス素材Gを上下型部材101、10
2の間では挟持した状態で、電熱ヒ−タ−(図示せず)
などの働きで、ガラス粘度で1010.5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109.5
上型部材102の温度をガラス粘度で約1010.0とす
る)、そこで、例えば、上型部材102に400kgの
荷重を掛けて、プレス成形する。次に、上下型部材10
1、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1010.5から1013ポアズ
程度まで、温度を下げる。この間、必要に応じシリンダ
機構205を作動させ、下型部材101を下から加圧す
る。その後、冷却を継続し、成形品の温度が、ガラス粘
度で1014.5ポアズになったら、電熱ヒ−タ−および冷
却媒体のオン・オフ制御などで、上下型部材101、1
02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。
【0034】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−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。
【0035】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、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−に
は、ゲ−トバルブを介して、型交換チャンバ−が連設さ
れており、また、上記型交換チャンバ−には、成形型を
載置・固定するパレットをガイドレ−ルに沿って両チャ
ンバ−間で入換える入換え手段と、上記型交換チャンバ
−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
されているので、所定のガス雰囲気内での両チャンバ−
間における成形型の交換作業を効率良く、スム−ズに実
現できる。
【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】上記プレス成形装置の概略平面図である。
【図3】プレス操作機構の位置に成形型をセットするパ
レットの平面図である。
【図4】同じく側面図である。
【符号の説明】
1 成形型 100 胴型 101 下型部材 102 上型部材 2 プレス操作機構 3 成形チャンバ− 4 吸着フィンガ− 5 パレット 7 成形型交換機構 701 入換え手段 702 ロッド 703 結合ハンド 704 スラストベアリング 705 アクチュエ−タ 706 モ−タ 707 L字クランク 708 ガイドレ−ル 711 パレット置換手段 712 シリンダ機構 713A、713B ステ−ジ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 プレス成形装置において、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成形型交換機構を備
    え、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−には、ゲ−トバルブを介して、型交換チャ
    ンバ−が連設されており、また、上記型交換チャンバ−
    には、成形型を載置・固定するパレットをガイドレ−ル
    に沿って両チャンバ−間で入換える入換え手段と、上記
    型交換チャンバ−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ことを特徴とする、プレス成
    形装置における成形型交換機構。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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