KR20090039706A

KR20090039706A - 광학 소자의 성형 장치 및 광학 소자의 성형 방법

Info

Publication number: KR20090039706A
Application number: KR1020097000146A
Authority: KR
Inventors: 신지 다나까
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-04-22
Also published as: JPWO2008004662A1; WO2008004662A1; TW200808667A; US20090121369A1; CN101479201A

Abstract

본원 발명은, 몸통형을 하방향으로 압박하여 받침대에 고정하는 압박 장치를 갖고 있다. 이 압박 장치에 의해 몸통형을 받침대에 고정하면서, 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치를 파지 장치에 의해 행한다. 또한 하형은 테이퍼 형상 걸림부를 통하여 몸통형의 테이퍼 형상 걸림부에 결합되고, 압박 장치에 의해 몸통형을 통하여 받침틀에 고정되어 있다. 이 성형 장치에 의하면, 몸통형을 받침대에 압박하는 압박 장치에 의해, 몸통형의 외주에 배치되는 외부 몸통의 유무에 상관없이 몸통형 및 하형을 받침대에 용이하게 고정할 수 있다.

받침대, 압박 장치, 성형 장치, 걸림부, 파지 장치

Description

광학 소자의 성형 장치 및 광학 소자의 성형 방법{APPARATUS FOR MOLDING OPTICAL ELEMENT, AND METHOD OF MOLDING OPTICAL ELEMENT}

본 발명은 광학 기기에 사용되는 고정밀도의 글래스 렌즈 등의 광학 소자를 제조하기 위한 성형 장치 및 성형 방법에 관한 것이다.

종래부터, 가열하여 연화된 글래스 소재를 가압 성형하고, 글래스 렌즈로 이루어지는 광학 소자를 제조하는 성형 방법이 널리 실시되고 있다. 즉, 예를 들어 구형상으로 예비 성형한 글래스 소재를 상형, 하형, 몸통형으로 구성된 금형 내에 배치하고, 가열 공정에 의해 500 내지 700℃ 정도(글래스의 조성에 따라 다르다)로 가열하여 글래스 소재를 연화시킨 후, 가압하여 광학 소자로 성형하고, 이 후 냉각하여 광학 소자를 금형으로부터 취출한다. 이들 공정은, 가열한 금형의 산화를 방지하기 위해, 산소가 들어가지 않은 비산화성 분위기 내에서 행해지는 동시에, 금형 내의 글래스 소재를 일직선 또는 둥근 고리 형상의 반송로 상에 배치된 가열, 가압 성형, 냉각의 각 공정으로 순차 반송함으로써 광학 소자를 제조한다.

이러한 광학 소자의 성형 방법에 있어서, 성형이 완료된 광학 소자를 금형으로부터 취출하여 새로운 글래스 소재를 금형에 배치하는 방법으로서, 종래 이하와 같은 방법이 제안되고 있다.

도8, 도9는 상부에 테두리부(플랜지부)(1)가 형성된 상형(2)과, 하부에 테두리부(플랜지부)(1)가 형성된 하형(3)을 구비한 종래의 금형의 종단면도이다. 이 금형을 사용한 광학 소자의 성형 방법은, 예를 들어 일본 특허 공개 공보 소62-292636호나 일본 특허 공개 공보 평6-271323호에 개시되어 있다.

또한, 이 금형을 사용하여 성형을 마친 광학 소자(4)를 금형으로부터 취출하여 새로운 글래스 소재를 배치하는 그 수순은 우선 파지 수단(5)을 사용하여 몸통형(6)을 측면으로부터 파지하여 움직이지 않도록 고정한다. 이때, 하형(3)의 테두리부(1)도 몸통형(6)을 통하여 간접적으로 파지 수단(5)에 의해 고정된다. 다음에, 승강 가능하게 설치된 다른 파지 수단(8)을 사용하여 상형(2)의 테두리부(1)를 측면으로부터 파지하고, 상형(2)을 몸통형(6)으로부터 인발한다. 이어서, 승강 가능하게 설치된 도시하지 않은 진공 흡착 수단을 몸통형(6)의 내부에 삽입하고, 성형을 마친 광학 소자(4)를 진공 흡착하여 몸통형(6)으로부터 취출한다. 이 후, 승강 가능하게 설치된 도시하지 않은 다른 진공 흡착 수단에 의해 진공 흡착한 새로운 글래스 소재를 몸통형(6)의 내부에 삽입하고, 진공 흡착을 개방하여 글래스 소재를 하형(3)의 상면(성형면)에 적재한다.

그러한 후에, 파지 수단(8)에 의해 상형(2)을 다시 몸통형(6)에 삽입하고, 이 후 파지 수단(8)을 개방하여 상형(2)의 조립을 행한다. 그리고, 최후에 파지 수단(5)에 의한 몸통형(6)의 파지를 개방한다. 이상의 순서에 따라 광학 소자(4)와 글래스 소재의 교체가 완료된다. 또한, 부호9는 금형이 적재되는 받침대이다.

광학 소자(4)를 고정밀도로 성형하기 위해서는 상형(2)과 하형(3)이 정밀도 좋게 조립되어 있는 것이 필요하다. 그 때문에, 상형(2), 하형(3) 및 몸통형(6)은 조립되었을 때에 끼워맞춰지는 간극이 수 마이크론 정도가 되도록 정밀하게 가공되어 있다. 그러나, 끼워맞춰지는 간극이 수 마이크론 정도까지 작아지면 조립 시에 상형(2)의 축심과 몸통형(6)의 축심 사이에 근소하지만 어긋남이나 기울기가 발생한 경우에, 상형(2)의 설치 및 분리가 곤란해진다는 문제가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 광학 소자(4)와 글래스 소재를 교체할 때에 사용하는 상형(2)의 파지 수단(8)은 몸통형(6)과의 축심의 어긋남이나 기울기를 보정하는 컴플라이언스 기구를 구비하고 있는 것이 일반적이다.

그러나, 컴플라이언스 기구에 의한 축심의 어긋남이나 기울기의 허용 범위에는 한도가 있어, 어긋남 또는 기울기가 허용 범위를 초과하여 큰 경우, 상형(2)과 몸통형(6)이 충돌되거나 갉아먹거나 해 버리므로 몸통형(6)에 대하여 상형(2)을 제대로 설치 및 분리할 수 없게 되었다. 심한 경우에는 상형(2)이나 몸통형(6)의 엣지부를 상하게 해 버리는 경우도 있었다.

그 밖의 방법으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 공보 제2005-247640호에 기재된 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 몸통형의 상부 외주부 및 하부 외주부에 테이퍼부가 형성되고, 이 상부 외주부 및 하부 외주부에 대응하는 상형, 하형의 외단부를 몸통형의 외주 근방까지 연장시키는 동시에 테이퍼부를 형성하여 몸통형과 상형, 하형의 테이퍼부를 밀접하게 끼워맞춘다. 이러한 방법에 따르면, 몸통형에 대한 상형, 하형의 위치 어긋남을 최소한으로 하면서 상형, 하형의 끼워맞춤을 용이하게 할 수 있게 되어 있다.

그런데, 종래의 방법에서는 금형의 분해 조립을 행할 때의 몸통형의 고정은 측면에 설치된 파지 수단에 의해 직접적으로 행해지는 것이 일반적이나, 이 경우 하형의 고정은 몸통형의 측면을 구속함으로써 간접적으로 하형의 테두리부를 구속하여 행해지기 때문에, 테두리부가 없는 하형의 경우에는 하형을 고정할 수 없어 상형을 인발할 때에 하형이 상하로 움직여 버린다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 금형에서는, 금형 전체를 들어 올려 운반할 때에 하형이 탈락한다는 문제가 있어 금형 전체를 들어 올릴 때는 하형을 하향으로부터 별도로 지지할 필요가 있었다.

또한, 테두리부가 없는 상형을 사용할 경우, 파지 수단을 사용하여 상형을 측면으로부터 파지하면 정밀 마무리된 미끄럼 이동부를 직접 파지하게 되어 마무리면을 흠집을 내거나 변형시키거나 할 우려가 있었다.

일본 특허 공개 공보 제2005-247640호에 기재된 금형은 금형을 들어 올렸을 때에 하형이 탈락되어 버리는 문제를 해결할 수 없을 뿐만 아니라, 하형의 체적이 불필요하게 큰 것에 기인하여 열용량이 크기 때문에 성형 시간의 단축에 적합하지 않다는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 유용한 일측면은 간단한 방법에 의해 광학 소자와 글래스 소재를 용이하게 교체할 수 있는 광학 소자의 성형 장치 및 광학 소자의 성형 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 통 형상의 몸통형과 상기 몸통형에 끼움 삽입되는 상형 및 하형으로 이루어지는 금형을 이송하면서 상기 금형에 대하여 가열, 가압 성형 및 냉각의 각 공정이 순차 실시되는 광학 소자의 성형 장치에 있어서, 상기 몸통형을 하향으로 압박하여 받침대에 고정하는 압박 수단이 마련되고, 상기 압박 수단에 의해 몸통형을 받침대에 고정하면서 상기 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치가 행해지는 것이 제공된다.

본 발명에 따르면, 통 형상의 몸통형과 상기 몸통형에 끼움 삽입되는 상형 및 하형으로 이루어지는 금형을 이송하면서 상기 금형에 대하여 가열, 가압 성형 및 냉각의 각 공정이 순차 실시되는 광학 소자의 성형 방법에 있어서, 압박 수단에 의해 상기 몸통형을 하향으로 압박하여 받침대에 고정하면서 상기 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치를 행하는 것도 제공된다.

이 구성에 따르면, 압박 수단에 의해 몸통형을 받침대에 고정했으므로 몸통형의 외주에 배치되는 외부 몸통의 유무에 상관없이 몸통형을 용이하게 받침대에 고정할 수 있어 몸통형으로부터 상형을 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 외부 몸통이 있는 경우에는, 종래에는 상형을 분리하기 위해 사전에 외부 몸통을 분리할 필요가 있었으나, 본 발명에서는 외부 몸통을 분리하는 일 없이 몸통형을 고정함으로써 상형을 분리할 수 있다.

상기 하형은 결합부를 통하여 상기 몸통형에 결합되어 몸통형을 통하여 상기 받침대에 고정되도록 해도 된다.

이 경우, 하형을 몸통형에 결합부를 통하여 결합시켰으므로 압박 수단에 의해 몸통형을 누르는 것만으로 하형을 확실하게 고정할 수 있어 상형의 분리 시에 상형만을 분리할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 하형의 하부 외주에 형성된 볼록부 또는 테이퍼부로 해도 된다.

이 경우, 몸통형을 누르는 것만으로 확실하게 하형을 고정할 수 있다. 또한, 테이퍼부를 통하여 몸통형을 하형으로 압박함으로써 하형의 센터링을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 하형과 몸통형의 테이퍼부를 서로 결합시키는 구성으로 하면, 비교적 헐거운 끼움에 있어서도 용이하게 하형과 몸통형의 축심을 대략 일치시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하형과 상형을 정밀도 좋게 조립할 수 있어 몸통형을 들어 올렸을 때도 하형이 탈락되는 일 없이 하형을 아래에서부터 지지하는 반송 수단을 별도로 준비할 필요가 없다. 또한, 테이퍼부 대신에 볼록부로 해도 된다.

상기 압박 수단으로서, 통 형상의 가이드 부재로서, 상기 가이드 부재의 내경은 상기 몸통형의 내경보다도 크고, 또한 상기 가이드 부재와 상기 상형 사이의 간극이 상기 몸통형과 상기 상형 사이의 간극의 50배 이하인 가이드 부재를 구비하고, 상기 가이드 부재가 몸통형의 상부에 적재됨으로써 상기 가이드 부재를 통하여 몸통형을 상기 받침대에 고정하도록 해도 된다.

이 경우, 몸통형보다 약간 큰 내경을 갖는 가이드 부재를 몸통형의 상부에 적재하고, 이 가이드 부재를 통하여 몸통형을 받침대에 압박했으므로 끼워맞춤이 엄밀한 금형에서도 상형의 기울기를 방지하면서 갉아먹는 일 없이 상형을 몸통형에 대하여 용이하게 설치 및 분리할 수 있다.

상기 가이드 부재의 내경 중심축과 상기 몸통형의 내경 중심축을 대략 일치시키는 축 합치 수단이 마련되도록 해도 된다.

이 경우, 축 합치 수단에 의해 가이드 부재의 축심과 몸통형의 축심을 대략 일치시킴으로써 컴플라이언스 기구를 설치하는 일 없이 상형과 몸통형의 축심의 어긋남을 방지하면서 베어먹는 일 없이 상형을 몸통형에 대하여 용이하게 설치 및 분리할 수 있다.

상기 상형을 흡착 보유 지지하는 상형 흡착 보유 지지 수단이 마련되고, 상기 상형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상기 상형을 흡착 보유 지지하면서 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치가 행하여지도록 해도 된다.

이 경우, 상형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상형을 흡착 보유 지지함으로써 테두리부를 갖지 않는 상형이라도 측면을 흠집을 내거나 변형시키거나 하는 일 없이 용이하게 몸통형에 설치 및 분리할 수 있다.

상기 하형을 흡착 보유 지지하는 하형 흡착 보유 지지 수단이 마련되고, 상기 하형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상기 하형을 흡착 보유 지지하면서 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치가 행하여지도록 해도 된다.

이 경우, 하형 흡착 보유 지지 수단에 의해 하형을 흡착 보유 지지하면서 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치를 행하도록 했으므로 가이드 부재에 따른 상형의 설치 및 분리를 확실하게 행할 수 있다.

하형 흡착 보유 지지 수단을 마련하는 일 없이 상형을 분리하려고 한 경우, 간극없이 대략 밀폐 상태의 몸통형 내가 부압이 되기 때문에 상형의 분리가 곤란해지고, 또한 무리하게 상형을 분리하려고 하면 하형이 상형과 함께 들어 올려져 해체(분해)할 수 없다는 문제가 발생한다. 본 발명과 같이, 하형 흡착 보유 지지 수단을 마련함으로써 이러한 문제를 해소할 수 있다.

상기 하형에는 상기 몸통형에 결합되는 결합부가 설치되고, 상기 결합부에 의해 하형이 몸통형에 결합된 상태에서 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치가 행하여지도록 해도 된다.

이 경우, 가이드 부재를 통하여 몸통형을 받침대에 압박한 상태에서 몸통형에 대한 상형의 분리를 행한다. 이때, 하형은 가이드 부재에 의해 받침대에 압박되어 있는 몸통형에 결합부가 결합되어 있으므로, 몸통형으로부터의 빠짐이 저지되어 있다. 이에 의해 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

도1은 진공 흡착에 의해 하형을 고정한 금형의 참고도이다.

도2는 몸통형 측면의 개구부를 통하여 하형을 고정한 금형의 참고도이다.

도3은 몸통형 상단부를 눌러 몸통형과 하형을 고정한 금형의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.

도4는 가이드 부재를 사용하여 상형을 설치 및 분리하는 금형의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.

도5는 외부 몸통을 분리하는 일 없이 몸통형을 누른 금형의 제3 실시예를 도시한 단면도이다.

도6은 하형 흡착 패드를 구비한 금형의 제4 실시예를 도시한 단면도이다.

도7은 하형에 몸통형과 결합하는 결합부를 구비한 금형의 제5 실시예를 도시 한 단면도이다.

도8은 종래의 광학 소자의 금형을 도시한 단면도이다.

도9는 종래의 광학 소자의 금형을 도시한 단면도이다.

도10은 종래의 이중 몸통형의 금형을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부 도면에 따라 본 발명에 따른 광학 소자의 성형 장치 및 광학 소자의 성형 방법의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다.

이하의 도면에 도시하는 광학 소자의 금형, 성형 장치, 및 성형 방법은 통 형상의 몸통형과 이 몸통형에 끼움 삽입되는 상형 및 하형으로 이루어지는 금형을 이송하면서, 금형에 대하여 가열, 가압 성형 및 냉각의 각 공정을 순차 행함으로써 광학 소자를 성형하는 금형, 성형 장치 및 성형 방법이며, 금형의 고정밀도의 조립과, 성형된 광학 소자와 글래스 소재를 용이하게 교체한다는 목적을 용이하면서 또한 저렴하게 실현한 것이다.

도1은 본 발명의 광학 소자의 성형 장치 및 광학 소자의 성형 방법을 설명하기 위하여 참고로서 사용한 금형(10)의 단면도이다.

도1에 도시하는 금형(10)은 통 형상의 몸통형(12)과, 이 몸통형(12) 내에 끼움 삽입되는 하형(14)과, 몸통형(12)에 수 마이크론의 간극을 갖고 끼움 삽입되는 동시에 광학 소자(16)와 도시하지 않은 글래스 소재를 교체할 때에 몸통형(12)에 대하여 출납(미끄럼 이동) 가능하게 배치된 상형(18)으로 구성된다. 하형(14)의 상면 및 상형(18)의 하면이 광학 성형면이며, 그 사이에 글래스 소재가 배치된다. 이 글래스 소재는 가열 공정에서 가열되고, 가압 성형 공정에서 가압 성형됨으로써 광학 소자로 성형된다. 또한, 몸통형(12)의 외주면에는 플랜지(20)가 형성되고, 이 플랜지(20)를 이용하여 금형(10)이 반송되거나, 들어 올려지거나 한다. 또한, 몸통형(12), 하형(14) 및 상형(18)은, 예를 들어 텅스텐 카바이트제이며, 특히 몸통형(12)에 출납되는 상형(18)의 테두리부(19)를 제외한 미끄럼 이동부는 광학 소자의 품질을 올리기 위하여 고정밀도로 정밀 마무리 가공되어 있다.

그런데, 몸통형(12)의 하부 내주 모서리부에는 테이퍼 형상의 테이퍼 걸림부(22)가 형성되는 동시에, 하형(14)에도 마찬가지로 끝이 가는 형상의 테이퍼 걸림부(24)가 형성되고, 이들 테이퍼 걸림부(22, 24)는 금형(10)을 받침대(26) 상에 연직 방향으로 적재된 상태에 있어서 서로 결합되어 있다. 또한, 이 결합 상태에 있어서, 몸통형(12)의 축심(A)과 하형(14)의 축심(B)이 테이퍼의 축 합치 작용에 의해 대략 일치되며, 또한 플랜지(20)를 이용하여 몸통형(12)을 상승시켰을 때에 몸통형(12)으로부터의 하형(14)의 낙하가 방지되어 있다.

금형(10)이 적재되는 받침대(26)에는 관통 구멍(28)이 형성된다. 이 관통 구멍(28)을 통하여 흡착 패드(30)가 받침대(26)의 하방으로부터 삽입되어 하형(14)의 하면에 접촉된다. 이에 의해, 하형(14)이 흡착 패드(30)에 의해 진공 흡착 보유 지지되어 받침대(26)에 일시적으로 고정되는 동시에, 이 하형(14)을 통하여 몸통형(12)도 테이퍼 걸림부(22, 24)의 걸림 작용에 의해 받침대(26)에 일시적으로 고정된다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 금형(10)을 이용하여 성형을 마친 광학 소 자(16)를 금형(10)으로부터 취출하여 새로운 글래스 소재를 배치하는 그 수순을 설명한다.

우선, 흡착 패드(30)에 의해 하형(14)을 흡착 보유 지지함으로써 하형(14) 및 몸통형(12)을 받침대(26)에 일시적으로 고정한다. 다음에, 화살표 C 방향으로 승강 가능하게 설치된 파지 장치(32)를 사용하여 상형(18)의 테두리부(19)를 측면으로부터 파지하여 상형(18)을 몸통형(12)으로부터 인발한다. 이때, 하형(14)은 흡착 패드(30)에 의해 받침대(26)에 고정되어 있으므로 상형(18)의 인발 시에 상형(18)과 함께 몸통형(12)으로부터 인발되는 일은 없다. 이어서, 승강 가능하게 설치된 도시하지 않은 진공 흡착 수단을 몸통형(12)의 내부에 삽입하고, 성형을 마친 광학 소자(16)를 진공 흡착하여 몸통형(12)으로부터 취출한다. 이 후, 승강 가능하게 설치된 도시하지 않은 다른 진공 흡착 수단에 의해 진공 흡착된 새로운 글래스 소재를 몸통형(12)의 내부에 삽입하고, 진공 흡착을 개방하여 글래스 소재를 하형(14)의 성형면에 적재한다. 그러한 후에, 파지 장치(32)에 의해 상형(18)을 다시 몸통형(12)에 삽입하고, 이 후 파지 장치(32)를 개방하여 상형(18)의 조립을 행한다. 이상의 순서에 의해, 광학 소자(16)와 글래스 소재의 교체가 완료된다.

이렇게 도1의 금형(10)에 따르면, 흡착 패드(30)의 진공 흡착에 의해 하형(14)을 고정함으로써 테두리부를 갖지 않는 하형(14)에서도 몸통형(12)을 통과하지 않고 용이하게 받침대(26)에 고정할 수 있다. 또한, 몸통형(12)과 하형(14)에 테이퍼 걸림부(22, 24)를 설치하고 있으므로 하형(14)을 통하여 몸통형(12)을 받침대(26)에 용이하게 고정할 수 있다. 게다가 또한, 테이퍼 걸림부(22, 24)에 의해 비교적 헐거운 끼워맞춤이라도 하형(14)과 몸통형(12)의 축심을 용이하게 대략 일치시킬 수 있을 뿐만 아니라, 하형(14)과 상형(18)을 정밀도 좋게 조립할 수 있어, 몸통형(12)을 들어 올렸을 때도 하형(14)이 몸통형(12)으로부터 탈락되는 일없어 하형(14)을 아래서부터 지지하는 반송 수단을 별도로 준비할 필요가 없다.

도2도 도1과 마찬가지로, 본 발명의 광학 소자의 성형 장치 및 광학 소자의 성형 방법을 설명하기 위하여 참고로서 사용한 금형(50)의 단면도이며, 도1에 도시한 금형(10)과 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도2에 도시하는 금형(50)은, 몸통형(12)의 측면에 형성한 개구부(13, 13 …)를 통하여 하형(14)을 파지하는 파지 장치(52)가 설치되어 있다. 이 파지 장치(52)의 책킹 갈고리(52A, 52A …)가 개구부(13, 13 …)에 삽입 관통됨으로써 하형(14)이 책킹 갈고리(52A, 52A …)에 의해 파지되고, 이 상태에서 몸통형(12)에 대한 상형(18)의 분리, 설치가 파지 장치(32)에 의해 행해진다.

도2의 금형(50)에 따르면, 파지 장치(52)에 의해 몸통형(12)의 개구부(13, 13 …)로부터 하형(14)을 파지함으로써 테두리부를 갖지 않는 하형(14)에서도 받침대(26)에 용이하게 고정할 수 있고, 또한 몸통형(12)의 상하 이동도 책킹 갈고리(52A, 52A …)에 의해 제한할 수 있다. 또한, 개구부(13)는 책킹용으로서 전용으로 형성해도 되나, 미리 형성되어 있는 개구부, 즉 몸통형(12) 내의 산소를 질소 등의 불활성 가스로 가스 치환하기 위한 개구부, 몸통형(12) 내의 부압을 방지하기 위한 개구부를 이용해도 된다.

도3은 본 발명의 제1 실시 형태를 도시한 단면도이며, 도1에 도시한 금형(10)과 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도3에 도시하는 제1 실시 형태는, 금형(60)의 몸통형(12)의 상면(12A)에 접촉되어, 몸통형(12)을 하향으로 압박하여 받침대(26)에 고정하는 압박 장치(압박 수단)(62)가 설치되어 있다. 이 압박 장치(62, 62 …)의 갈고리형 압박 부재(62A, 62A …)에 의해 몸통형(12)을 받침대(26)에 고정하면서 몸통형(12)에 대한 상형(18)의 분리, 설치가 파지 장치(32)에 의해 행해진다.

또한, 하형(14)은 테이퍼 형상 걸림부(24A)를 통하여 몸통형(12)의 테이퍼 형상 걸림부(22A)에 결합되고, 압박 장치(62)에 의해 몸통형(12)을 통하여 받침대(26)에 고정되어 있다. 또한, 실시 형태에서는 결합부로서 테이퍼 형상 걸림부(22A, 24A)를 예시했으나, 이것에 한정되는 것은 아니며 몸통형(12)을 통하여 하형(14)을 받침대(26)에 고정할 수 있는 형상(예를 들어 볼록 형상) 및 기능을 갖춘 결합부이어도 된다.

도3의 실시 형태에 따르면, 몸통형(12)을 받침대(26)에 압박 장치(62)에 의해 압박했으므로 몸통형(12)의 외주에 배치되는 외부 몸통의 유무에 상관없이, 몸통형(12) 및 하형(14)을 받침대(26)에 용이하게 고정할 수 있다.

도4는 본 발명의 제2 실시 형태를 도시한 단면도이며, 도1에 도시한 금형(10)과 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도4에 도시하는 제2 실시 형태는 몸통형(12)보다도 약간 큰 내경을 갖는 통 형상의 가이드 부재(가이드 부재)(64)가 몸통형(12)의 상면(12A)에 적재되어 있다. 그리고, 가이드 부재(64)의 내주를 따르게 하도록 상형(18)을 진공 흡착 보유 지지하여 상하시키는 흡착 패드(상형 흡착 보유 지지 수단)(66)를 갖고, 흡착 패드(66)가 상하 이동됨으로써 몸통형(12)에 대한 상형(18)의 분리, 설치가 행하여진다. 이 흡착 패드(66)에 의해 상형(18)을 흡착 보유 지지함으로써 테두리부를 갖지 않는 상형(18)에서도 측면을 흠집을 내거나 변형시키거나 하는 일 없이 용이하게 몸통형(12)에 분리 및 설치할 수 있다.

또한, 가이드 부재(64)의 내경은 몸통형(12)의 내경보다도 크다. 또한, 가이드 부재(64)와 상형(18) 사이의 간극, 즉 가이드 부재(64)의 내경과 상형(18)의 외경의 차(이하, Δ1이라고 한다)는 몸통형(12)과 상형(18) 사이의 간극, 즉 몸통형(12)의 내경과 상형(18)의 외경의 차(이하, Δ2라고 한다)의 50배 이하이다. Δ1이 Δ2의 50배를 초과하면 상형(18)의 삽입·분리 시에 상형(18)이 경사져 갉아먹힐 우려가 있다. Δ1이 Δ2의 30배 이하이면 바람직하고, Δ1이 Δ2의 2O배 이하이면 더 바람직하고, Δ1이 Δ2의 10배 이하이면 특히 바람직하다.

한편, Δ1이 Δ2와 동일한 정도이면 가이드 부재(64)의 사용 효과가 작기 때문에 Δ1이 Δ2의 1.5배 이상이면 바람직하고, Δ1이 Δ2의 2배 이상이면 더 바람직하다. 예를 들어, 몸통형(12)과 상형(18) 사이의 간극Δ2를 약 5㎛로 설정하고, 가이드 부재(64)와 상형(18) 사이의 간극Δ1을 1O 내지 50㎛, 더 바람직하게는 15 내지 25㎛ 크게 설정하는 설계 등이 바람직한 형태의 일례로서 들 수 있다.

또한, 가이드 부재(64)의 하부 내주면에는 끝이 확대된 테이퍼면(축 합치 수단)(64A)이 형성되고, 이 가이드 부재(64)를 파지하는 파지 장치(32)에 의해 가이드 부재(64)를 몸통형(12)의 상면(12A)에 적재함으로써 가이드 부재(64)의 무게에 따라 가이드 부재(64)의 내경 중심축(D)과 몸통형(12)의 내경 중심축(A)이 자동으로 대략 일치하게 되어 있다.

또한, 파지 장치(32)는 가이드 부재(64)를 통하여 몸통형(12)을 받침대(26)에 화살표 E 방향으로 압박하는 압박 수단으로서의 기능도 갖고 있다.

도4의 실시 형태에 따르면, 몸통형(12)보다 약간 큰 내경을 갖는 가이드 부재(64)를 사용함으로써 끼워맞춤이 엄밀한 금형에서도 상형(18)의 기울기를 방지하면서 갉아먹는 일 없이 상형(18)을 몸통형(12)에 대하여 용이하게 설치 및 분리할 수 있다.

또한, 가이드 부재(64)의 테이퍼면(64A)을 이용하여 가이드 부재(64)의 축심(D)과 몸통형(12)의 축심(A)을 대략 일치시킴으로써 컴플라이언스 기구를 설치하는 일 없이, 상형(18)과 몸통형(12)의 축심의 어긋남을 방지하면서 상형(18)이 몸통형(12)에 갉아먹는 일 없이 용이하게 설치 및 분리할 수 있다.

또한, 파지 장치(32)에 의해 가이드 부재(64)를 통하여 몸통형(12)을 받침대(26)에 압박함으로써 다른 수단을 별도로 준비하는 일 없이 몸통형(12)을 받침대(26)에 용이하게 고정할 수 있다.

도5는 본 발명의 제3 실시 형태를 도시한 단면도이며, 도4에 도시한 제2 실시 형태와 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설 명은 생략한다.

도5에 도시하는 금형(70)은 스테인리스제의 외부 몸통(72)에 몸통형(12)을 삽입하여 구성되는 이중 몸통형의 금형이다. 몸통형(12)은 외부 몸통(72)의 내주에 형성된 플랜지의 상면 평탄부(72A)에 적재됨으로써 외부 몸통(72)으로부터의 탈락이 방지되어 있다. 또한, 하형(14)은 그 하부에 형성된 테이퍼 걸림부(24)가 외부 몸통(72)의 테이퍼 걸림부(74)에 결합됨으로써 외부 몸통(72)으로부터의 탈락이 방지되어 있다.

또한, 가이드 부재(64)의 하부 외주면에는 테이퍼면(64A)이 형성되고, 이 테이퍼면(64A)이 몸통형(12)의 상면에 형성된 테이퍼면(12A)에 결합됨으로써 가이드 부재(64)의 내경 중심축(D)과 몸통형(12)의 내경 중심축(A)이 대략 일치되어 있다.

또한, 가이드 부재(64)의 내주를 따르게 하도록 상형(18)을 진공 흡착 보유 지지하여 상하시키는 흡착 패드(66)를 갖고, 흡착 패드(66)가 상하 이동됨으로써 몸통형(12)에 대한 상형(18)의 분리, 설치가 행하여진다. 게다가 또한, 파지 장치(32)는 가이드 부재(64)를 통하여 몸통형(12)을 받침대(26)에 화살표 E 방향으로 압박하는 압박 수단으로서의 기능도 갖고 있다. 이렇게 몸통형(12)을 받침대(26)를 향하여 압박함으로써 몸통형(12)이 상면 평탄부(72A)에 적재되어 있는 외부 몸통(72)을 받침대(26)에 압박 고정할 수 있다.

도6은 본 발명의 제4 실시 형태를 도시한 단면도이며, 도5에 도시한 제3 실시 형태와 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도6에 도시하는 광학 소자의 성형 장치는 하형(14)을 흡착 보유 지지하는 흡착 패드(하형 흡착 보유 지지 수단)(30)를 구비하고 있다.

이 광학 소자의 성형 장치에 따르면, 흡착 패드(30)에 의해 하형(14)을 흡착 보유 지지하면서 몸통형(12)에 대한 상형(18)의 분리, 설치를 행한다. 이에 의해, 가이드 부재(64)를 따른 상형(18)의 설치 및 분리를 확실하게 행할 수 있다.

또한, 흡착 패드(30)를 설치하는 일 없이 상형(18)을 분리하려고 하면, 대략 밀폐 상태의 몸통형 내가 부압이 되기 때문에 상형(18)의 분리가 곤란하며, 또한 무리하게 상형(18)을 분리하려고 하면 하형(14)이 상형(18)과 함께 들어 올려져 해체(분해)할 수 없게 된다는 문제가 발생하는 경우가 있다.

따라서 도6의 광학 소자의 성형 장치와 같이 하형(14)을 흡착하는 흡착 패드(30)를 설치함으로써 상기 문제를 해소할 수 있다.

도7은 본 발명의 제5 실시 형태를 도시한 단면도이며, 도6에 도시한 제4 실시 형태와 동일하거나 또는 유사한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

도7에 도시하는 광학 소자의 성형 장치는 몸통형(12)의 하단부에 결합하는 플랜지(결합부)(76)가 하형(14)의 하부에 형성되어 있다.

이 광학 소자의 성형 장치에 따르면, 가이드 부재(64)를 통하여 몸통형(12)을 받침대(26)에 압박한 상태에서 몸통형(12)에 대한 상형(18)의 분리를 흡착 패드(66)에 의해 행한다. 이때, 하형(14)은, 가이드 부재(64)에 의해 압박되어 있는 몸통형(12)의 하단부에 플랜지(76)가 결합되어 있으므로 몸통형(12)으로부터의 빠 짐이 저지되어 있다. 이에 의해, 도6에 도시한 광학 소자의 성형 장치와 마찬가지로 상형의 분리 시에 하형을 확실하게 고정할 수 있는 효과가 얻어진다. 또한, 몸통형(12)으로부터의 하형(14)의 빠짐을 방지하는 결합부는 플랜지(76)에 한하지 않고 어떠한 형상이어도 되며, 또한 하형(14)에 형성하지 않고 몸통형(12)에 형성해도 된다.

그런데, 종래부터 알려져 있는 도10의 이중 몸통형의 금형(100)에서는 몸통형(102) 및 하형(104)을 어떠한 파지 수단에 의해 파지하지 않으면 몸통형(102)으로부터 상형(106)을 분리(인발)할 수 없으나, 몸통형(102)의 외측에 외부 몸통(108)이 있기 때문에 외부 몸통(108)이 방해되어 몸통형(102)을 파지할 수 없다. 이 상태에서 상형(106)을 무리하게 인발하려고 하면, 엄밀한 끼워맞춤으로부터 발생하는 진공압에 의해 몸통형(102) 및 하형(104)이 상형(106)과 함께 외부 몸통(102)으로부터 인발되어 버린다. 이것으로는, 금형(100)의 해체(분해)를 할 수 없어 광학 소자(16)와 글래스 소재의 교체가 곤란해진다.

이 때문에 종래에는 우선 외부 몸통(108)을 몸통형(102)으로부터 일단 분리한다. 이 경우, 몸통형(102)과 외부 몸통(108)의 끼워맞춤은 헐겁게 설정되어 있기 때문에, 외부 몸통(108)은 몸통형(102)으로부터 간단하게 분리된다. 다음에, 몸통형(102) 및 하형(104)을 파지 수단에 의해 파지한다. 이 상태에서 상형(106)을 몸통형(102)으로부터 분리하여 광학 소자(16)와 글래스 소재의 교체를 행한다. 이어서, 상형(106)을 몸통형(102)에 삽입하고, 이 후 외부 몸통(108)을 몸통형(102)에 씌운다. 이상의 작업에 의해, 광학 소자(16)와 글래스 소재의 교체 작 업이 종료된다. 이렇게 종래에는, 금형(100)의 해체에 시간이 걸리기 때문에, 광학 소자(16)의 성형에 걸리는 사이클 타임이 길어진다는 결점이 있었다.

이에 대해 도5 내지 도7의 이중 몸통형의 금형(70)은 가이드 부재(64)에 의해 몸통형(12)을 받침대(26)에 압박했으므로 외부 몸통(72)을 몸통형(12)으로부터 분리되는 일 없이 상형(18)을 몸통형(12)으로부터 빼낼 수 있다. 이에 의해, 광학 소자(16)와 글래스 소재의 교체에 필요한 택트 시간을 단축할 수 있으므로 광학 소자의 성형에 걸리는 사이클 타임을 대폭 단축할 수 있다.

또한, 도3의 제1 실시 형태에서는, 상형(18)의 파지 장치(32)로서 복수개의 책킹 갈고리(32A, 32A …)를 갖는 장치를 예시했으나, 이것에 한정되는 것이 아니며, 도4, 도5와 같이 흡착 패드(66)에 의해 파지하여 승강시켜도 된다.

본 발명은 상형, 하형 및 몸통형으로 이루어지는 금형에 대하여, 가열, 가압 성형, 냉각의 각 공정을 순차 이송하면서 실시하는 다른 광학 소자의 성형 방법에 적응할 수 있다.

Claims

통 형상의 몸통형과 상기 몸통형에 끼움 삽입되는 상형 및 하형으로 이루어지는 금형을 이송하면서, 상기 금형에 대해 가열, 가압 성형 및 냉각의 각 공정이 순차 실시되는 광학 소자의 성형 장치에 있어서,

상기 몸통형을 하향으로 압박하여 받침대에 고정하는 압박 수단이 마련되고, 상기 압박 수단에 의해 몸통형을 받침대에 고정하면서, 상기 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치가 행해지는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 성형 장치.
제1항에 있어서, 상기 하형은 결합부를 통해 상기 몸통형에 결합되고, 몸통형을 통해 상기 받침대에 고정되는 광학 소자의 성형 장치.
제2항에 있어서, 상기 결합부는 상기 하형의 하부 외주에 형성된 볼록부 또는 테이퍼부인 광학 소자의 성형 장치.
제1항에 있어서, 상기 압박 수단으로서, 통 형상의 가이드 부재이며, 상기 가이드 부재의 내경은 상기 몸통형의 내경보다도 크고, 또한 상기 가이드 부재와 상기 상형 사이의 간극이 상기 몸통형과 상기 상형 사이의 간극의 50배 이하인 가이드 부재를 구비하고, 상기 가이드 부재가 몸통형의 상부에 적재됨으로써 상기 가이드 부재를 통해 몸통형을 상기 받침대에 고정하는 광학 소자의 성형 장치.
제4항에 있어서, 상기 가이드 부재의 내경 중심축과 상기 몸통형의 내경 중심축을 대략 일치시키는 축 합치 수단이 마련되어 있는 광학 소자의 성형 장치.
제1항에 있어서, 상기 상형을 흡착 보유 지지하는 상형 흡착 보유 지지 수단이 마련되고, 상기 상형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상기 상형을 흡착 보유 지지하면서 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치가 행해지는 광학 소자의 성형 장치.
제1항에 있어서, 상기 하형을 흡착 보유 지지하는 하형 흡착 보유 지지 수단이 마련되고, 상기 하형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상기 하형을 흡착 보유 지지하면서, 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치가 행해지는 광학 소자의 성형 장치.
제1항에 있어서, 상기 하형에는 상기 몸통형에 결합되는 결합부가 설치되고, 상기 결합부에 의해 하형이 몸통형에 결합된 상태에서, 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치가 행해지는 광학 소자의 성형 장치.
통 형상의 몸통형과 상기 몸통형에 끼움 삽입되는 상형 및 하형으로 이루어지는 금형을 이송하면서, 상기 금형에 대해 가열, 가압 성형 및 냉각의 각 공정이 순차 실시되는 광학 소자의 성형 방법에 있어서,

압박 수단에 의해 상기 몸통형을 하방향으로 압박하여 받침대에 고정하면서, 상기 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치를 행하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 성형 방법.
제9항에 있어서, 상기 하형은 결합부를 통해 상기 몸통형에 결합되고, 몸통형을 통해 상기 받침대에 고정되는 광학 소자의 성형 방법.
제10항에 있어서, 상기 결합부는 상기 하형의 하부 외주에 형성된 볼록부 또는 테이퍼부인 광학 소자의 성형 방법.
제9항에 있어서, 상기 압박 수단으로서, 통 형상의 가이드 부재이며, 상기 가이드 부재의 내경은 상기 몸통형의 내경보다도 크고, 또한 상기 가이드 부재와 상기 상형 사이의 간극이, 상기 몸통형과 상기 상형 사이의 간극의 50배 이하인 가이드 부재를 구비하고, 상기 가이드 부재를 몸통형의 상부에 적재하고, 상기 가이드 부재를 통해 몸통형을 상기 받침대에 고정하면서, 상기 가이드 부재의 내주에 따르게 하도록 상기 상형을 상하 이동시킴으로써, 상기 몸통형에 대한 상형의 분리, 설치를 행하는 광학 소자의 성형 방법.
제12항에 있어서, 축 합치 수단에 의해, 상기 가이드 부재의 내경 중심축과 상기 몸통형의 내경 중심축을 대략 일치시키는 광학 소자의 성형 방법.
제9항에 있어서, 상형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상기 상형을 흡착 보유 지지하면서, 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치를 행하는 광학 소자의 성형 방법.
제9항에 있어서, 하형 흡착 보유 지지 수단에 의해 상기 하형을 흡착 보유 지지하면서, 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치를 행하는 광학 소자의 성형 방법.
제9항에 있어서, 상기 하형에 설치한 결합부에 의해 하형을 상기 몸통형에 결합시킨 상태에서, 상기 몸통형에 대한 상기 상형의 분리, 설치를 행하는 광학 소자의 성형 방법.