KR20080021700A - 광학 소자의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

반송로를 따라 반송되는 몰드가, 각 공정에서 체류 시간이 생기는 일 없이 반송 가능함과 함께, 각 공정의 분위기를 최적의 조건으로 유지하고, 유지 보수시 등에 다른 공정에 대한 영향을 최소한으로 억제하여, 소재 및 제품의 품질을 유지함과 함께 몰드의 열화를 방지하고, 생산성을 향상시키는 광학 소자의 제조 장치를 제공한다. 대향하는 왕로 (21) 와 복로 (23) 및 왕로 (21) 와 복로 (23) 의 단부끼리를 연결하는 연결로 (22, 24) 로 이루어지는 반송로 (2) 를 구비하고, 소재 (3) 를 넣은 몰드 (5) 를 반송로 (2) 를 따라 순환시키고, 왕로 (21), 복로 (23) 및 연결로 (22, 24) 는 각각 복수의 구획으로 이루어지고, 1 개의 구획에는 1 개 또는 복수의 몰드 (5) 로 이루어지는 1 조의 몰드가 들어가는 광학 소자의 제조 장치 (1) 에 있어서, 1 조마다 몰드 (5) 를 반송하는 개별 반송 장치 (6c, 6d) 와, 복수 조의 몰드 (5) 를 동시에 반송하는 동시 반송 장치 (7) 를 구비하여, 개별 반송과 동시 반송을 시간을 어긋나게 하여 실시한다.

Description

광학 소자의 제조 장치{MANUFACTURING DEVICE FOR OPTICAL ELEMENT}

본 발명은, 광학 기기에 사용되는 고정밀의 유리 렌즈 등의 광학 소자를 가압 성형하는 제조 장치에 관한 것이다.

가열하여 연화시킨 유리 소재를 가압에 의해 프레스 성형하는 유리 렌즈의 제조 장치가, 예를 들어 특허 문헌 1 ∼ 2 에 개시되어 있다. 이들 장치는, 연마 등의 공정을 생략할 수 있기 때문에, 양산 가능한 제조 장치로서, 최근 널리 이용되고 있다.

이 제조 장치에 의한 유리 렌즈의 제조 방법은, 이하와 같다. 예를 들어, 구형으로 예비 성형한 유리 소재를, 상형, 하형, 동체형(胴型)으로 구성된 몰드(mold) 내에 세트하고, 가열 공정에 의해 500℃ 정도로 가열하여 유리 소재를 연화시킨 후, 가압하여 렌즈 제품으로 성형하고, 냉각시켜 제품을 꺼낸다. 이들 각 공정은, 특히 가열한 몰드의 산화를 막기 위하여, 산소가 들어가지 않는 비산화성 분위기를 유지한 챔버 중에서 행해지고, 몰드 내의 유리 소재를, 일직선형 또는 원환상의 반송로 상에 배치된 가열, 가압 성형, 냉각의 각 공정에 순차적으로 반송한다.

그런데, 유리 렌즈의 제조는, 상기와 같이 가열, 가압 성형, 냉각이라고 하 는 복수의 공정을 갖고, 각 공정마다 소요 시간이 상이하다. 그러나, 상기 특허 문헌에 개시된 제조 장치에서는, 각 공정을 통과하는 몰드를 동시에 순차적으로 반송하기 때문에, 소요 시간이 가장 긴 공정, 예를 들어 가열 공정에 맞추어 일정한 시간 경과로 반송해야 한다. 따라서, 이 경우, 가압 성형의 공정에서는, 성형 처리가 끝나고 나서 냉각 공정에 들어가기까지 체류 시간이 생겨, 생산성이 저하된다.

또한, 복수의 공정을 단일 공간 내에서 실시하기 때문에, 인접하는 공정의 온도의 영향을 받기 쉬운데, 예를 들어 가열 공정에 인접하는 부분이 상온이면, 가열부의 몰드에 온도 구배를 발생시켜 성형 정밀도에 영향을 미친다. 또한, 소재 공급이나 제품 취출 혹은 유지 보수를 위하여 챔버의 일부를 외부에 개방하면, 공기가 유입되고, 몰드나 유리 소재 및 제품이 산화되어, 몰드의 열화나 제품의 품질 저하의 문제를 일으킨다. 또한, 특정한 공정 구획에서 몰드를 꺼내어 유지 보수를 실시할 때, 챔버 내 전체를 소정의 온도로 낮춘 후, 출입구를 열어 챔버를 대기에 개방해야 한다. 그 때문에, 유지 보수가 불필요한 공정 구획의 온도를 낮춘다는 낭비가 생기거나, 혹은 냉각 공정 부분을 길게 해야 하여, 장치 전체가 대형화된다.

특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 평3-252322호

특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 평4-164826호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, 상기 종래 기술을 고려하여 이루어진 것으로서, 반송로를 따라 반송되는 몰드가, 각 공정에 있어서 체류 시간이 생기는 일 없이 반송 가능함과 함께, 각 공정의 분위기를 최적의 조건으로 유지하고, 유지 보수시 등에 다른 공정에 대한 영향을 최소한으로 억제하여, 소재 및 제품의 품질을 유지함과 함께 몰드의 열화를 방지하고, 생산성을 향상시키는 광학 소자의 제조 장치의 제공을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 하기를 특징으로 하는 요지를 갖는 것이다.

(1) 대향하는 왕로와 복로 및 그 왕로와 그 복로의 단부끼리를 연결하는 연결로로 이루어지는 반송로를 구비하고, 소재를 넣은 몰드를 상기 반송로를 따라 순환시키고, 상기 왕로, 상기 복로 및 상기 연결로는 각각 복수의 구획으로 이루어지고, 1 개의 구획에는, 상형과 하형을 갖는 1 개 또는 복수의 몰드로 이루어지는 1 조의 몰드가 들어가는 광학 소자의 제조 장치에 있어서,

1 조마다 몰드를 반송하는 개별 반송 수단과, 복수 조의 몰드를 동시에 반송하는 동시 반송 수단을 구비하고, 개별 반송과 동시 반송을 시간을 어긋나게 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 장치.

(2) 상기 반송로 내에, 소재를 넣은 몰드를 가열하는 가열부와, 소재를 프레스 성형하는 성형부와, 성형 후의 몰드를 냉각시키는 냉각부와, 냉각 후의 몰드로부터 상형을 떼어내고 그 상형을 새로운 소재가 세트된 하형 상에 씌우는 몰드 재편성부와, 상기 상형이 떼어진 하형으로부터 제품을 꺼내는 제품 취출부와, 상기 제품이 꺼내진 하형에 소재를 세트하는 소재 공급부가 형성되고,

상기 반송로와, 상기 제품 취출부에 인접하는 제품 집합부와, 상기 소재 공급부에 인접하는 소재 집합부를, 비산화성 분위기의 밀폐실 내에 형성한 상기 (1) 에 기재된 광학 소자의 제조 장치.

(3) 상기 왕로에 가열부가 형성되고, 그 하류측의 연결로에 성형부가 형성되고, 상기 복로에 냉각부가 형성되어 있는 상기 (2) 에 기재된 광학 소자의 제조 장치.

(4) 상기 냉각부에 연속하여 상기 복로의 도중에 몰드 재편성부가 형성되고, 여기서 떼어낸 상형을, 대향하는 위치의 왕로측에 바이패스시키는 상기 (3) 에 기재된 광학 소자의 제조 장치.

(5) 상기 냉각부의 하류측의 연결로에 몰드 재편성부가 형성되어 있는 상기 (3) 에 기재된 광학 소자의 제조 장치.

(6) 상기 가열부, 상기 성형부 및 상기 냉각부는, 상기 몰드가 통과 가능한 개구를 갖는 칸막이벽을 사이에 두고, 상기 반송로의 다른 공정부로부터 구분되어 있는 상기 (2) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 광학 소자의 제조 장치.

(7) 상기 가열부, 상기 성형부 및 상기 냉각부 중, 처리 시간이 가장 짧은 부를 기준으로 하여, 다른 부의 구획 수를 설정하는 상기 (2) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 광학 소자의 제조 장치.

발명의 효과

상기 (1) 의 실시형태에 의하면, 직사각 형상으로 순환하는 반송로를 따라, 복수 조의 몰드를 동시에 반송하는 동시 반송과 1 조의 몰드만을 반송하는 개별 반송의 반송 수단이 각각 시간을 어긋나게 하여 독립적으로 동작하여, 각 공정의 처리 시간에 맞추어 반송 시간을 개별적으로 바꿀 수 있으므로, 각각의 공정마다 최적의 조건으로 반송하여, 불필요한 대기 시간이나 시간 부족을 발생시키지 않고 처리할 수 있어, 생산성이 향상된다.

상기 (2) 의 실시형태에 의하면, 반송로 내에, 프레스 성형 처리에 필요한 모든 공정, 즉 가열 공정, 성형 공정, 냉각 공정, 몰드 재편성 공정, 제품 취출 공정, 및 소재 공급 공정을 실시하는 구획이 형성되고, 이 반송로와, 프레스한 제품을 모으는 제품 트레이 등의 제품 집합부, 및 소재를 탑재한 소재 트레이 등의 소재 집합부가 밀폐실 내에 형성되고, 이 밀폐실 내에 질소 가스 등의 비산화성 가스가 충전되어 비산화 분위기가 형성된다. 이 때문에, 일련의 제조 공정 라인에 외부로부터 산소 가스 등이 유입되는 일이 없어, 제품의 산화에 의한 품질 저하나 몰드의 산화에 의한 열화가 방지된다.

또한, 소재 집합부 및 제품 집합부를, 몰드 재편성부나 제품 취출부를 갖는 반송로와 동일한 밀폐실 내에 형성해 두면, 소재나 제품이 반송로 상의 몰드와 동일한 온도 조건으로 유지된다. 이 때문에, 예를 들어 제품을 꺼내는 경우에, 몰드를 상온까지 냉각시킬 필요가 없어, 냉각 시간이 짧아져, 생산성을 높일 수 있다. 또한, 냉각부의 길이를 짧게 하여 장치 전체의 형상을 소형, 간소화할 수 있다.

상기 (3) 의 실시형태에 의하면, 직사각 형상으로 순환하는 반송로에 있어서, 대향하는 2 열을 구성하는 왕로 및 복로 중, 왕로에 가열부를 형성하고, 그 단부에 연속하는 연결로에 성형부를 형성하고, 복로에 냉각부를 형성하기 때문에, 반송로를 따라 효율적으로 컴팩트하게 각 공정을 배치할 수 있다. 또한, 일반적으로 가열이나 냉각에 비해 처리 시간이 짧은 성형부를 반송로 단부의 연결로에 형성함으로써, 가열부 및 냉각부의 구획 수를 왕로 및 복로에 많이 늘어놓아, 이들을 동시 반송으로 반송함과 함께, 성형부의 몰드를 처리 시간에 맞추어 연결로 상에서 적절히 개별 반송할 수 있다. 이로써, 성형 프로세스 전체를 효율적으로 처리할 수 있다.

상기 (4) 의 실시형태에 의하면, 복로 상의 냉각부에 연속하여 몰드 재편성부가 형성되고, 여기서 떼어낸 상형을, 그 위치에 대향하는 왕로측에 바이패스시켜 왕로 상의 하형 위에 씌운다. 이 때문에, 반송로에서의 상형의 순환 라인이 하형의 순환 라인보다 짧아진다. 따라서, 상형의 수를 줄일 수 있어, 적은 수의 몰드에 의해 효율적으로 프레스 성형품을 제조할 수 있다.

상기 (5) 의 실시형태에 의하면, 반송로의 일방의 단부가 되는 냉각부 하류측의 연결로에 몰드 재편성부를 형성함으로써, 몰드가 이 연결로를 반송되는 동안에, 상형의 제거나 제품의 취출 및 소재의 공급 등을 효율적으로 실시할 수 있다. 또한, 소재 집합부나 제품 집합부를 반송로 단부 외측에 스페이스적으로 효율적으로 컴팩트하게 배치할 수 있다.

상기 (6) 의 실시형태에 의하면, 특히 제품에 대한 열적 영향이나 산화성 가스의 영향이 큰 가열부, 성형부 및 냉각부가, 반송로 상에서 칸막이벽을 사이에 두고 다른 부분으로부터 분리되기 때문에, 다른 부분이 외부에 개방되어 상온까지 온도 저하되어도, 가열부 등에 대한 열적 영향을 억제할 수 있다. 이 때문에, 몰드에 대한 온도 구배가 형성되지 않고, 균일한 온도 분포가 유지되어, 고정밀의 프레스 성형 제품을 얻을 수 있다.

이 경우, 칸막이벽은 열적 영향을 차단하기 위하여, 단열성이 큰 재료로 구성하는 것이 바람직하다.

칸막이벽에는, 몰드가 통과 가능한 개구가 형성되어 있다. 이 개구에 문을 설치해도 된다.

이 문은, 예를 들어 상시 개방하고 필요할 때 (상기 다른 부분이 외부에 개방되어 바깥 공기가 유입되었을 때 등) 에 닫아도 되고, 혹은 상시 닫아 두고, 몰드를 반송할 때에 열어도 된다.

칸막이벽은, 가열부나 성형부 등에 대하여 열적 영향을 차단할 뿐만 아니라, 가열부나 성형부 등으로의 바깥 공기 유입을 억제하여, 프레스 제품의 산화를 방지하여 품질을 향상시킴과 함께, 몰드의 산화에 의한 열화를 방지한다.

상기 (7) 의 실시형태에 의하면, 처리 시간이 가장 짧은 공정을 기준으로 하여 다른 공정의 구획 수를 정하기 때문에, 최단 공정의 구획 내의 몰드를 처리마다 개별 반송으로 송출함과 함께, 그 전후의 처리 시간이 긴 공정의 구획 수를 많게 하여, 복수 조의 몰드를 동시 반송으로 반송할 수 있다. 이로써, 최단 처리 공정의 몰드가 처리 종료 후에 불필요한 대기 시간을 발생시키지 않고, 효율적으로 원활하게 각 공정의 처리마다 몰드를 송출할 수 있어, 생산성이 향상된다.

도 1 은 본 발명의 제조 장치의 개략 평면도.

도 2 는 본 발명에 관련되는 몰드의 종단면도.

도 3 은 도 1 의 제조 장치에 의한 공정 순서를 나타내는 설명도.

도 4 는 다른 반송로를 갖는 제조 장치에 의한 공정 순서를 나타내는 설명도.

도 5 는 또 다른 반송로의 예를 나타내는 평면도.

도 6 는 본 발명의 실시예를 나타내는 평면도.

도 7 은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 평면도.

도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 평면도.

부호의 설명

1: 제조 장치, 2: 반송로, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h: 구획, 3: 소재, 4: 제품, 5: 몰드, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e: 개별 반송 장치, 7: 동시 반송 장치, 8: 회전 작업 로봇, 8a: 링, 9: XY 테이블, 10: 챔버, 12: 소재 공급부, 13: 몰드 재편성부, 14: 가열부, 15: 성형부, 16: 냉각부, 17: 제품 취출부, 18: 몰드 교환부, 19: 칸막이벽, 21: 왕로, 22, 24: 연결로, 23: 복로, 26: 척, 27: 몰드 심출(芯出) 장치, 30: 소재실, 31: 소재 트레이, 32: 소재 공급 로봇, 33: 로봇, 40: 제품실, 41: 제품 트레이, 42: 제품 취출 로봇, 51: 상형, 52: 동체형, 53: 하형, 71a, 71b: 반송 실린더, 71c: 빗살 컨베이어, 71d: XY 테이블, 72: 몰드 취출부, 73: 몰 드 도입부, 74: 작업부, 75: 소재부, 76: 클리닝부, 77: 제품부.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1 은, 본 발명의 광학 소자의 제조 장치 (1) 의 평면 개략도이다. 성형 장치를 구성하는 반송로 (2) 와 유리 구슬로 이루어지는 소재 (3) 를 탑재하는 소재 트레이 (소재 집합부)(31) 와, 성형 후의 제품 (4) 을 탑재하는 제품 트레이 (제품 집합부)(41) 가, 비산화성 가스, 예를 들어 질소 등의 불활성 가스를 충전한 챔버 (밀폐실)(10) 내에 배치된다.

반송로 (2) 는, 복수의 구획 (2a ∼ 2f) 에 의해 구성된다. 상렬의 3 개의 구획 (2a ∼ 2c) 에 의해 왕로 (화살표 A) 가 형성되고, 하열의 3 개의 구획 (2d ∼ 2f) 에 의해 복로 (화살표 C) 가 형성된다. 좌단의 2 개의 구획 (2c, 2d) 및 우단의 2 개의 구획 (2a, 2f) 이, 상하 평행한 왕로 및 복로를 연결하는 연결로 (화살표 B, D) 를 형성한다. 이 반송로 (2) 내를 몰드 a ∼ d 가 화살표 A, B, C, D 와 같이 직사각 형상으로 순환한다. 도면은, 1 개의 구간에 1 개의 몰드가 들어가는 예 (1 조의 몰드가 1 개의 몰드로 이루어지는 예) 를 나타낸다. 상렬 왕로 중앙의 구획 (2b) 이 가열 공정을 실시하는 가열부 (14), 이 가열부 (14) 에 연속하는 좌측 연결로의 2 구획 (2c, 2d) 이 성형 공정을 실시하는 성형부 (15), 하열 복로 중앙의 구획 (2e) 이 냉각 공정을 실시하는 냉각부 (16), 이 냉각부 (16) 에 연속하는 우측 연결로의 구획 (2f) 이 제품 취출 공정을 실시하는 제품 취출부 (17), 이 제품 취출부 (17) 에 연속하는 구획 (2a) 이 소재 공급부 (12) 를 구성한다. 도면에 나타난 4 개 (4 조) 의 각 몰드 a ∼ d 는, 하형 (53) 상에 상형 (51) 이 씌워져 있는 상태를 나타내고 있다 (도 2 참조).

가열부 (14) 와 소재 공급부 (12) 사이, 및 냉각부 (16) 와 제품 취출부 (17) 사이에 칸막이벽 (19) 이 형성된다. 또한, 성형부 (15) 와 가열부 (14) 및 냉각부 (16) 사이에 칸막이벽 (19) 이 형성된다. 또한, 가열부 (14) 와 냉각부 (16) 사이에도 칸막이벽 (19) 이 형성된다. 이 칸막이벽 (19) 은 단열재로 이루어지고, 반송 방향으로 몰드를 통과시키는 개구가 형성되어 있다. 개구에는, 상시 닫은 문이 설치되고, 몰드 반송시에 열린다. 또는, 상시 열린 문으로 하고, 유지 보수 등으로 가스 유통을 차단할 필요가 생겼을 때에 닫도록 해도 된다.

도 2 는, 몰드 (5) 의 형상례를 나타낸다. 몰드 (5) 는 상형 (51), 하형 (53), 및 상형 (51) 과 하형 (53) 을 끼워넣은 동체형 (52) 으로 이루어진다. 하형 (53) 상에 소재 (3) 를 탑재하고, 상방으로부터 상형 (51) 을 씌운다. 상형 (51) 과 하형 (53) 은, 동체형 (52) 에 의해, 축심끼리가 일직선 상이 되도록 서로 위치 정합된다.

도 3 은, 도 1 의 반송로 (2) 에 의한 제조 순서의 설명도이다. 도 3 에 기초하여, 공정 및 반송 순서를 설명한다.

도 3 의 (A) 에 있어서, 가열부 (14)(구획 (2b)) 내에, 소재가 세트된 몰드 a 가 수용되어 있다. 가열부 (14) 에서는, 도시하지 않는 히터에 의해, 몰드 a 를 500℃ 정도로 가열하여, 유리 구슬로 이루어지는 소재 (3) 를 연화시킨다. 성형부 (15) 의 구획 (2c) 에, 가열 공정을 종료하고 가열부 (14) 로부터 반송된 몰드 b 가 수용되어 있다. 냉각부 (16)(구획 (2e)) 에 몰드 c 가 수용되어, 예를 들어 수랭 회로 등에 의한 냉각 수단에 의해, 소정의 온도까지 냉각된다. 제품 취출부 (17)(구획 (2f)) 에, 냉각부 (16) 를 나와 일련의 성형 공정이 종료된 몰드 d 가 수용되어 있다.

이 상태에서, (B) 도면에 나타내는 바와 같이, 몰드 d 의 상형 (51) 을 떼어낸다. 그러면, 하형 (53) 상에, 성형된 제품 (4) 이 노출된다. 이 제품 (4) 을, 예를 들어 진공 로봇 아암으로 흡착하여 꺼내, 제품 트레이 (41)(도 1) 상에 탑재한다.

다음에, (C) 에 나타내는 바와 같이, 몰드 b 를 도면 중의 하열로 반송한다. 또한, 제품 (4) 을 꺼낸 몰드 d (하형만) 를 상렬로 반송한다. 이와 같이, 양단부의 몰드를 상하 방향으로 단독으로 반송하는 것을, 본 발명에 있어서, 개별 반송이라 칭한다.

계속해서, (D) 에서는, 몰드 b 를 가압하여 프레스 성형함과 함께, 몰드 d 의 하형 (53) 에, 소재 트레이 (31)(도 1) 로부터의 소재 (3) 를 탑재한다. 그 후, (E) 에서, 몰드 d 에 상형 (51) 을 씌운다.

(E) 에 있어서, 가열부 (14) 에서 가열 공정을 실시하고 있는 몰드 a, 성형부 (15) 에서 가압 성형 공정을 실시하고 있는 몰드 b, 냉각부 (16) 에서 냉각 공정을 실시하고 있는 몰드 c 의 각각의 처리의 소요 시간이 경과하면, 도면 중 상렬의 왕로의 몰드 a, d, 하열의 복로의 몰드 b, c 를, 각각 2 개씩 동시에 화살표 A, C 의 방향으로 반송하여, (F) 의 상태로 한다. 이와 같이, 동렬에 늘어선 복수개의 몰드를 동시에 진행 방향으로 반송하는 것을, 본 발명에 있어서, 동시 반송이라 칭한다. 이후, 동일한 처리 및 반송이 반복된다.

도 3 의 예에서는, 1 개의 구획에 1 개의 몰드가 들어가는 구성으로 되어 있지만, 이것은 성형부 (15) 에서 실제로 프레스 성형 가공을 실시하는 구획 (2d) 에서 처리하는 몰드 수에 의한 것이다. 즉, 이 예에서는, 한 번에 1 개의 몰드만을 프레스 성형하기 때문에, 각 구획 내에 1 개씩의 몰드를 넣고, 이것을 차례대로 반송하고 있다. 한편, 프레스 성형을 2 개 혹은 그 이상의 복수개의 몰드에 대하여 동시에 할 수 있다면, 동시에 프레스 성형되는 복수의 몰드를 1 조로 하여, 각 구획 내에 1 조의 몰드 (복수개의 몰드) 가 들어가도록 구성하고, 조마다 개별 반송으로 구획 내를 반송하거나, 혹은 복수 조를 동시 반송으로 각각 1 구획 어긋나도록 옆 구획으로 반송해도 된다.

도 4 는, 반송로 (2) 의 구획 수가 상이한 예를 나타내고, 가열부 (14) 와 냉각부 (16) 를 각각 2 구획으로 형성한 것이다.

반송로 (2) 는 8 개의 구획 (2a ∼ 2h) 에 의해 구성된다. 상렬 4 개의 구획 (2a ∼ 2d) 이 왕로, 하열 4 개의 구획 (2e ∼ 2h) 이 복로를 형성하고, 좌단 2 개의 구획 (2d, 2e), 및 우단 2 개의 구획 (2h, 2a) 이 각각 연결로를 구성한다. 왕로의 중앙 2 개의 구획 (2b, 2c) 이 가열부 (14) 를 구성하고, 복로 중앙 2 개의 구획 (2f, 2g) 이 냉각부 (16) 를 구성한다. 좌측 연결로의 구획 (2d, 2e) 이 성형부 (15) 를 구성한다. 우측 연결로 아래의 구획 (2h) 이 제품 취출부 (17), 위의 구획 (2a) 이 소재 공급부 (12) 를 구성한다. 가열부 (14), 성형부 (15), 냉각부 (16) 의 상호간, 및 이들과 제품 취출부 (17), 소재 공급부 (12) 사이에는, 전술한 도 3 의 예와 마찬가지로 칸막이벽 (19) 이 형성된다.

이 예에서는, 상렬의 왕로 (구획 (2a ∼ 2d)) 및 하열의 복로 (구획 (2e ∼ 2h)) 에 있어서, 3 구획의 3 개 (3 조) 의 몰드가 동시 반송된다. 또한, 좌측의 연결로 (구획 (2d, 2e)) 및 우측의 연결로 (구획 (2h, 2a)) 에 있어서, 1 개 (1 조) 의 몰드가 개별 반송된다. 가열부 (14), 성형부 (15), 냉각부 (16), 제품 취출부 (17), 및 소재 공급부 (12) 에 있어서의 각 공정의 동작은, 전술한 도 3 의 예와 동일하다. 즉, (A) 상태로부터, (B) 에서, 제품 취출부 (17) 의 몰드로부터 상형 (51) 을 떼어내고 제품 (4) 을 꺼낸다. (C) 에서, 양단의 연결로에서 개별 반송을 실시한다. (D) 에서, 소재 공급부 (12) 의 하형 (53) 상에 소재 (3) 를 세트한다. (E) 에서, 소재 (3) 를 세트한 하형 (53) 상에 상형 (51) 을 씌운다. (F) 에서, 왕로 A 및 복로 C 의 몰드를 동시 반송하고 (A) 로 되돌아온다.

도 4 의 예는, 가열부 (14) 및 냉각부 (16) 에서의 처리 시간이 성형부 (15) 에서의 처리 시간의 약 2 배인 경우에, 특히 각 부에서의 체류 시간을 없애 효율적으로 각 부를 가동시켜, 생산성을 높일 수 있다.

도 5 는, 반송로 (2) 의 각 공정마다의 구획 수가 상이한 또 다른 예로서, 가열부 (14) 를 2 구획, 냉각부 (16) 를 3 구획 형성한 것이다. 가열 공정에 요하는 시간이 가압 성형 공정의 약 2 배, 냉각 공정에 요하는 시간이 가압 성형 공정의 약 3 배인 경우에, 이러한 구획 수로 함으로써, 동시 반송과 개별 반송의 조합에 의해, 체류 시간 없이 효율적으로 가동시킬 수 있다.

도 6 은, 본 발명의 광학 소자의 제조 장치의 실시예를 나타낸다.

제조 장치 (1) 에는, 반송로 (2) 를 수용하는 챔버 (10)(밀폐실), 소재 (3) 가 집합하여 수용되는 소재실 (30), 제품 (4) 이 집합하여 수용되는 제품실 (40) 의 3 실이 형성되고, 각각 비산화성 분위기, 예를 들어 질소 분위기로 유지된다. 또한, 이들 3 실은 공통된 하나의 밀폐실로서 형성해도 된다. 소재실 (30) 에는, 유리 구슬로 이루어지는 소재 (3) 를 탑재한 소재 트레이 (31) 및 그 소재 (3) 를 반송로 (2) 의 소정 위치에 공급하는 소재 공급 로봇 (32) 이 구비된다. 소재 트레이 (31) 의 교체는, 도시하지 않는 출입구를 개폐하여 실시하고, 그 때에 소재실 (30) 내에 공기가 들어가지 않도록, 질소 가스를 공급하여 가스압을 높인다. 혹은, 소재실 (30) 과 반송로 (2) 를 수용하는 챔버 (10) 사이의 개구를 닫는다. 제품실 (40) 에는, 성형된 광학 소자의 프레스 성형 제품 (4) 을 탑재하는 제품 트레이 (41) 와, 성형된 제품 (4) 을 몰드에서 꺼내어 제품 트레이 (41) 에 늘어놓는 제품 취출 로봇 (42) 이 구비된다. 제품 트레이 (41) 의 교체도, 챔버 (10) 내에 공기가 들어가지 않도록, 도시하지 않는 출입구로부터 실시한다.

챔버 (10) 내에는, 소재 (3) 를 세트한 몰드 (5) 를 반송하는 왕로 (21)(도의 상렬) 및 복로 (23)(도면의 하열) 의 2 열의 반송로 (2) 가 형성되고, 각 공정마다, 단열성을 갖는 칸막이벽 (19) 에 의해 구분된다. 본 실시예에서는, 반송 방향으로 병렬하는 2 개의 몰드를 1 조로 하여, 이 1 조의 몰드분의 스페이스로 1 구획를 형성한다.

왕로 (21) 와 복로 (23) 는 좌우 단부의 연결로 (22, 24) 로 연결된다. 좌측의 연결로 (22) 는 성형부 (15) 를 구성한다. 성형부 (15) 에서는, 도면에서 상측의 구획으로부터 하측으로 1 조 (2 개) 의 몰드가 개별 반송 장치 (6b) 에 의해 개별 반송된다. 하측의 구획에서 1 조 (2 개) 의 몰드가 동시에 가압되어, 2 개의 성형품이 동시에 프레스 가공된다.

성형부 (15) 에 인접하여, 왕로 (21) 에 가열부 (14) 가 형성되고, 그 옆에 몰드 재편성부 (13), 그 옆에 소재 공급부 (12) 가 형성된다. 한편, 성형부 (15) 에 인접하는 복로 (23) 에는, 냉각부 (16) 와, 그 옆의 몰드 재편성부 (13) 와, 그 옆의 제품 취출부 (17) 가 형성된다. 우단의 연결로 (24) 에서는, 제품 (4) 이 꺼내진 1 조 (2 개) 의 하형 (53) 이, 개별 반송 장치 (6a) 에 의해, 하측의 복로 (23) 의 구획으로부터 상측의 왕로 (21) 의 구획으로 개별 반송된다.

도 6 에 있어서의 반송로 (2) 의 우단부에 몰드 교환부 (18) 가 형성되어, 몰드에 문제가 생긴 경우나 클리닝을 실시할 때에는, 몰드를 몰드 교환부 (18) 로 반송하여 교환한다. 따라서, 몰드 교환부 (18) 는, 통상시의 성형 공정에서는 사용되지 않는다. 몰드 교환부 (18) 와 외부의 출입구는, 예를 들어 이중 문으로 하여, 챔버 (10) 내에 공기가 들어가지 않도록 한다.

일련의 제조 공정을 마치고, 몰드가 냉각부 (16) 로부터 몰드 재편성부 (13) 로 반송되면, 몰드 재편성부 (13) 내에 있어서, 척 (26) 으로 상형 (51) 을 떼어낸다. 상형 (51) 이 떼어내진 몰드는, 계속해서 제품 취출부 (17) 에서 성형 제 품 (4) 이 꺼내진다. 빈 하형 (53) 은, 복로 (23) 단부의 연결로 (24) 로 반송되어, 왕로 (21) 측으로 개별 반송된다. 왕로 (21) 의 우단부의 구획으로 반송된 1 조의 하형 (53) 은, 계속해서 소재 공급부 (12) 로 반송된다. 이 왕로 (21) 상에서의 반송 동작은, 다른 몰드와 함께, 동시 반송 동작에 의해 행해진다. 복로 (23) 에 대해서도 마찬가지이다.

소재 공급부 (12) 에서는, 빈 하형 (53) 상에 소재 (3) 가 세트된다. 계속해서, 몰드 재편성부 (13) 에서, 복로 (23) 측 아래의 구획에서 떼어낸 상형 (51) 을, 소재 (3) 가 세트된 하형 (53) 상에 끼워 넣는다. 계속해서, 가열부 (14) 에서 가열하고, 성형부 (15) 에서 프레스 성형한다.

이하, 추가로, 도 6 의 광학 소자의 제조 장치 (1) 에 의한 각 공정에 대하여 설명한다.

상형 (51) 의 제거 및 및 장착은, 도면 중 몰드 재편성부 (13) 에서, 척 (26) 에 의해 행해진다. 즉, 냉각부 (16) 로부터 반송된 몰드 (5) 의 상형 (51) 을 떼어내고, 이것을 가열부 (14) 앞의 상렬 왕로 (21) 상의 구획내의 하형 (53) 상에 장착한다. 상형 (51) 을 장착하기 전에, 몰드 심출 장치 (27) 에 의해 몰드 (5) 의 하형 (53) 을 위치 정합해 두고, 거기에 상형 (51) 을 장착하여 축심을 맞춘다.

몰드 재편성부 (13) 의 하열 복로 (23) 의 구획에서 상형 (51) 을 떼어낸 후, 그 하형 (53) 은 복로 (23) 의 다른 몰드와 함께 동시 반송으로 도면 중 우방향으로 1 구획분 반송된다. 다음에, 제품 취출부 (17) 에서, 제품 (4) 을 제품 취출 로봇 (42) 에 흡착시켜 꺼내어, 제품 트레이 (41) 상에 탑재한다. 그 후, 동시 반송으로 추가로 1 구획분 반송한 후, 연결로 (24) 에서 개별 반송 장치 (6a) 에 의해 상렬의 왕로 (21) 로 반송한다. 상렬에서 동시 반송에 의해 1 구획분 좌방향으로 반송한 후, 소재 공급부 (12) 에서 소재 공급 로봇 (32) 에 의해 소재 (3) 가 하형 (53) 상에 탑재된다. 또한 동시 반송으로 1 구획분 반송한 결과, 몰드 재편성부 (13) 의 상렬 왕로 (21) 측의 구획에서, 상기 상형 (51) 의 장착이 행해진다.

몰드 재편성부 (13) 에서 상형 (51) 이 장착된 몰드 (5) 는, 도시하지 않는 동시 반송 장치에 의해, 가열부 (14) 로 반송된다. 가열부 (14) 에서는, 유리 구슬로 이루어지는 소재 (3) 가 연화되어 가압에 의한 성형이 가능한 온도까지 몰드 (5) 를 가열한다. 가열부 (14) 에 인접하여 성형부 (15) 가 형성된다. 가열 공정의 처리가 종료된 몰드는, 동시 반송에 의해 성형부 (15) 로 반송된다. 성형부 (15) 의 상렬의 구획으로부터 하열의 구획으로는 개별 반송 장치 (6b) 에 의해 개별 반송되고, 하열의 구획에서 도시하지 않는 프레스 장치에 의해 1 조 (2 개) 의 몰드를 병렬하여 동시에 가압 성형하여 소정 치수의 제품 (4) 을 성형한다.

성형부 (15) 에 인접하여 냉각부 (16) 가 형성된다. 성형 후의 몰드는, 하열의 동시 반송에 의해 냉각부 (16) 로 반송된다. 냉각부 (16) 에서는, 제품 (4) 을 품질이 안정되는 적절한 온도까지 냉각시킨다. 냉각 후의 몰드는, 하열의 동시 반송에 의해 몰드 재편성부 (13) 로 반송된다. 이들 일련의 반송 동작은, 상렬 왕로 (21), 하열 복로 (23) 각각의 도시하지 않는 동시 반송 장치, 및 좌 우 양단의 연결로 (22, 24) 각각의 개별 반송 장치 (6b, 6a) 의 4 개의 개별 제어 가능한 반송 수단에 의해, 반시계 방향으로 행해진다.

도 7 은, 본 발명의 상이한 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는, 반송 방향에 대하여 직각 방향으로 2 개 늘어놓은 몰드를 1 조로 하여, 이 1 조분의 스페이스로 1 구획를 형성한다.

제조 장치 (1) 는, 전체가 챔버 (10) 내에 수용되어 있는, 챔버 (10) 는 밀폐실을 형성하고, 비산화성 분위기를 유지한다.

챔버 (10) 내에 반송로 (2) 가 형성된다. 반송로 (2) 에 인접하여 소재 트레이 (31) 및 제품 트레이 (41) 가 설치되고, 그 근방에 소재 (3) 및 제품 (4) 을 흡착하여 이송하는 로봇 (33) 이 설치된다.

반송로 (2) 는, 전술한 각 예와 마찬가지로, 왕로 (21), 복로 (23), 및 좌우 양단의 연결로 (22, 24) 로 이루어진다. 왕로 (21) 에 가열부 (14), 복로 (23) 에 냉각부 (16) 가 형성된다. 왕로 (21) 및 복로 (23) 에는, 각각 동시 반송 장치 (7) 가 구비된다. 동시 반송 장치 (7) 는, 종횡의 반송 실린더 (71a, 71b) 와 그들에 의해 종방향 및 횡방향으로 구동되는 빗살 컨베이어 (71c) 로 이루어지고, 4 조 (8 개) 의 몰드를 반송 방향으로 동시 가압하여 1 구획분만큼 이동시킨다 (동시 반송). 가열부 (14) 및 냉각부 (16) 는 모두 3 구획으로 이루어기 때문에, 동시 반송을 3 회 반복함으로써, 가열 처리 및 냉각 처리가 완료된 상태에서, 각각 가열부 (14) 및 냉각부 (16) 를 빠져나간다.

왕로 (21)(상렬) 와 복로 (23)(하열) 는 평행하고, 그 간격은 1 구획분만큼 떨어져 있다. 따라서, 좌우의 연결로 (22, 24) 는 3 구획분의 길이가 된다. 좌측의 연결로 (22) 가 성형부 (15) 를 형성하고, 개별 반송 장치 (6d) 가 구비된다.

우측의 연결로 (24) 에서는, 3 구획 중 아래의 구획이 제품 취출부 (17) 를 형성하고, 중앙의 구획이 소재 공급부 (12) 를 형성하고, 이들 2 개의 구획 (중앙과 그 아래) 이 동시에 몰드 재편성부 (13) 를 형성한다. 즉, 제품 취출부 (17) 에서 상형이 떼어짐과 함께 제품 (4) 이 꺼내진다. 계속해서 중앙 구획의 소재 공급부 (12) 에서 소재 (3) 가 하형 상에 세트되고, 그 위에 상형이 끼워 넣어진다. 여기서 심출 장치 (27) 에 의해, 위치 결정된 하형 상에 상형이 끼워 넣어지고, 상형 및 하형의 축심끼리가 일직선 상에 위치 정합된다. 이러한 동작을 실시하는 연결로 (24) 에는, 개별 반송 장치 (6c) 가 구비되어, 1 조 (2 개) 의 몰드를 1 구획분씩 반송한다.

전술한 예와 마찬가지로, 칸막이벽 (19) 에 의해, 가열부 (14), 성형부 (15), 및 냉각부 (16) 가 서로 분리되고, 또한, 이들 각 부 (14, 15, 16) 가, 우측의 연결로 (24) 로부터 분리된다.

연결로 (24) 의 상부의 구획과 그 우측 옆 구획의 2 구획에 의해, 왕로 (21) 의 우단부에 몰드 교환부 (18) 가 형성된다. 몰드의 점검이나 클리닝을 실시하는 경우, 혹은 몰드를 교환할 필요가 생긴 경우에, 그때까지 사용하고 있던 몰드를 이 몰드 교환부 (18) 로부터 꺼내고, 새로운 몰드를 넣어 개별 반송 장치 (6e) 에 의해 왕로 (21) 상으로 송출한다. 2 구획으로 이루어지는 이 몰드 교환부 (18) 는 칸막이벽 (19) 에 의해 격리하는 것이 바람직하다.

도 8 은, 본 발명의 또 다른 실시예의 구성 설명도이다.

이 예에 있어서, 반송로 (2) 를 따라 순환하는 몰드로 소재 (3) 를 프레스 성형하는 각 공정의 순서나 동작에 대해서는, 기본적으로 전술한 도 7 의 예와 동일하다.

도 8 의 예에서는, (1) 동시 반송 장치 (7) 로서 XY 테이블 (71d) 이 이용되고 있는 점, (2) 복로 (23) 의 냉각부 (16) 및 왕로 (21) 의 가열부 (14) 에 인접하여, 각각 결함이 생긴 몰드를 꺼내기 위한 몰드 취출부 (72) 및 새로운 몰드를 보충하는 몰드 도입부 (73) 가 형성된 점, 및, (3) 연결로 (24) 에 있어서의 제품 취출, 소재 공급, 및 몰드 재편성의 각 공정의 작업용 로봇의 구성의 점에서, 도 7 의 예와 상이하다.

상기 (1) 에 대하여 설명하면, XY 테이블 (71d) 을 이용함으로써, 구조가 간단하고 조립 및 제어가 용이해져, 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.

상기 (2) 에 대하여 설명하면, 프레스 성형시나 몰드 재편성시 등에 몰드가 손상된 경우, 혹은 유지 보수 등의 경우에, 몰드를 몰드 취출부 (72) 의 출구 (도시 생략) 를 열어 꺼내고, 교체용 몰드를 몰드 도입부 (73) 의 입구 (도시 생략) 를 열어 반송로 (2) 상에 반입한다.

이로써, 성형 프로세스를 정지시키지 않고, 다른 공정에서의 처리 중에 몰드를 교환할 수 있다. 이 몰드 취출부 (72) 와 냉각부 (16) 사이, 및 몰드 도입부 (73) 와 가열부 (14) 사이는, 전술한 칸막이벽 (19) 에 의해 분리해 두는 것이 바람직하다.

상기 (3) 의 로봇 구조에 대하여, 이하에 설명한다. 우측의 연결로 (24) 의 중앙의 1 구획 (몰드 2 개분) 이 작업부 (74) 가 된다. 이 작업부 (74) 에, 화살표 F 와 같이 회전하는 회전 작업 로봇 (8) 의 링 (8a)(또는 회전하는 4 개의 방사형 아암) 의 4 지점 (가)(나)(다)(라) 에 형성한 작업구가 도래하여, 후술하는 처리를 실시한다. 도면의 상태는, 회전 작업 로봇 (8) 의 (가)(나)(다)(라) 부분이 각각 작업부 (74), 소재부 (75), 클리닝부 (76), 제품부 (77) 의 상방에 위치하고 있다.

이 상태에서, 회전 작업 로봇 (8) 의 (가) 부분이 작업부 (74) 에서 몰드로부터 상형을 잡아올린다. 이 때 (나) 부분은 소재부 (75) 에서 소재 (3) 를 잡아올린다.

계속해서 회전 작업 로봇 (8) 이 90˚ 회전하여, (라) 의 부분이 작업부 (74) 에 도래한다. (라) 부분은 제품 흡착 척으로서, 작업부 (74) 에서 상형이 떼어진 몰드로부터 제품 (4) 을 꺼낸다.

계속해서, 회전 작업 로봇 (8) 이 다시 90˚ 회전 (합계 180˚) 한다. (가) 에서 잡아진 상형은 클리닝부 (76) 상으로 이동하고, 그 위치에서 클리닝된다. 처음에 클리닝부 (76) 상에 있던 (다) 부분은 작업부 (74) 상으로 이동한다. 이 (다) 부분은, 예를 들어 압축 가스 노즐로 이루어지는 청소구로서, 작업부 (74) 에서 하형을 클리닝한다.

회전 작업 로봇 (8) 이 다시 90˚ 회전 (합계 270˚) 하면, (나) 부분이 작 업부 (74) 에 도래한다. 이 (나) 부분은 소재 (3) 를 잡아 올리고 있는 부분으로서, 그 소재 (3) 를 클리닝된 하형 상에 탑재한다.

회전 작업 로봇 (8) 이 다시 90˚ 회전 (합계 360˚) 하면, 작업부 (74) 에서 제품을 잡은 (라) 부분이 제품부 (77) 로 이동한다. 제품 (4) 은 이 제품부 (77) 에서 회전 작업 로봇 (8) 으로부터 떼어져, 제품 트레이 (41) 로 반송된다. 이 때, 처음에 상형을 잡아 올린 (가) 부분이 작업부 (74) 상으로 이동하고 있다. 이 상형은, 작업부 (74) 에 있는 소재 (3) 를 세트한 하형 상에 씌워진다.

여기서, 연결로 (24) 의 구획이 개별 반송되어, 새로운 몰드가 작업부 (74) 로 운반된다.

이 새로운 몰드에 대하여, 상기 작업이 반복된다.

또한, 도면 중 9 는 XY 테이블로서, 소재 (3) 를 소재 트레이 (31) 로부터 소재부 (75) 로 반송함과 함께, 제품 (4) 을 제품부 (77) 로부터 제품 트레이 (41) 로 반송한다.

본 발명은, 가열이나 냉각 등의 복수의 공정을 갖고, 소재를 몰드에 의해 가압하여 프레스 성형하는 성형 제품의 제조 방법에 적용할 수 있다.

또한, 2005년 6월 30일에 출원된 일본 특허출원 2005-192521호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 포함된다.

Claims (7)

1. 대향하는 왕로와 복로 및 그 왕로와 그 복로의 단부끼리를 연결하는 연결로로 이루어지는 반송로를 구비하고, 소재를 넣은 몰드를 상기 반송로를 따라 순환시키고, 상기 왕로, 상기 복로 및 상기 연결로는 각각 복수의 구획으로 이루어지고, 1 개의 구획에는, 상형과 하형을 갖는 1 개 또는 복수의 몰드로 이루어지는 1 조의 몰드가 들어가는 광학 소자의 제조 장치에 있어서,

   1 조마다 몰드를 반송하는 개별 반송 수단과, 복수 조의 몰드를 동시에 반송하는 동시 반송 수단을 구비하고, 개별 반송과 동시 반송을 시간을 어긋나게 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반송로 내에, 소재를 넣은 몰드를 가열하는 가열부와, 소재를 프레스 성형하는 성형부와, 성형 후의 몰드를 냉각시키는 냉각부와, 냉각 후의 몰드로부터 상형을 떼어내고 그 상형을 새로운 소재가 세트된 하형 상에 씌우는 몰드 재편성부와, 상기 상형이 떼어진 하형으로부터 제품을 꺼내는 제품 취출부와, 상기 제품이 꺼내진 하형에 소재를 세트하는 소재 공급부가 형성되고,

   상기 반송로와, 상기 제품 취출부에 인접하는 제품 집합부와, 상기 소재 공급부에 인접하는 소재 집합부를, 비산화성 분위기의 밀폐실 내에 형성한 광학 소자의 제조 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 왕로에 가열부가 형성되고, 그 하류측의 연결로에 성형부가 형성되고, 상기 복로에 냉각부가 형성되어 있는 광학 소자의 제조 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 냉각부에 연속하여 상기 복로의 도중에 몰드 재편성부가 형성되고, 여기서 떼어낸 상형을, 대향하는 위치의 왕로측에 바이패스시키는 광학 소자의 제조 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 냉각부의 하류측의 연결로에 몰드 재편성부가 형성되어 있는 광학 소자의 제조 장치.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가열부, 상기 성형부 및 상기 냉각부는, 상기 몰드가 통과 가능한 개구를 갖는 칸막이벽을 사이에 두고, 상기 반송로의 다른 공정부로부터 구분되어 있는 광학 소자의 제조 장치.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가열부, 상기 성형부 및 상기 냉각부 중, 처리 시간이 가장 짧은 부를 기준으로 하여, 다른 부의 구획 수를 설정하는 광학 소자의 제조 장치.

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