WO2014129592A1 - ガラス成形体の製造方法、及びガラス成形体の製造装置 - Google Patents
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- C03B2215/02—Press-mould materials
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Definitions
- the present invention relates to a glass molded body manufacturing method and a glass molded body manufacturing apparatus, and in particular, a glass molded body manufacturing apparatus in which heaters are provided on both sides of a conveyance path of a heating chamber, a press chamber, and a slow cooling chamber, and this
- the present invention relates to a method for producing a glass molded body using a production apparatus.
- glass materials such as lenses are formed using an apparatus for producing glass molded bodies by placing glass materials in a mold, heating the glass material and the mold, and press-molding the softened glass material with the mold.
- the body is being manufactured.
- a manufacturing apparatus of such a glass molded body for example, a heating unit, a press chamber, and a slow cooling chamber are arranged in an arc shape, and a mold unit in which a glass material is arranged inside a mold by a turntable
- An apparatus for manufacturing a glass molded body is disclosed in which a glass material is subjected to heat treatment, press treatment, and slow cooling treatment while sequentially transporting the heating chamber, press chamber, and slow cooling chamber.
- both sides with respect to the conveyance path receive more radiant heat from the heater than the front part and the rear part with respect to the conveyance path of the mold unit, and the mold unit and the glass material disposed in the interior thereof.
- the temperature distribution becomes non-uniform.
- Such a non-uniform temperature distribution of the mold unit and the glass material causes a shape defect (asp) in the lens.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2012-12235 discloses that a mold unit on a turntable is rotated in a heating chamber in order to prevent such a lens shape defect (assum) from occurring.
- An apparatus is disclosed in which an autorotation means is provided, and when the mold unit is heated in the heating chamber, the mold unit is intermittently rotated at regular intervals of 90 degrees.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-12235
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2012-12235
- the mold unit cannot be rotated during the press process.
- the nonuniformity of the temperature distribution of the mold unit and the glass material in the heating chamber can be suppressed, the nonuniformity of the temperature distribution occurs in the mold unit and the glass material during the pressing process.
- a molded lens still has a shape defect (as).
- the present invention has been made in view of the above-described problems, and is to suppress the occurrence of shape defects (asp) caused by uneven temperature distribution of a mold unit and a glass material that occur during press processing.
- the method for producing a glass molded body of the present invention includes a conveyance mechanism that conveys a mold unit in which a glass material is disposed along a predetermined conveyance path, and a heat treatment performed on the glass material provided along the conveyance path.
- a heating chamber to perform, a press chamber to press the glass material, a slow cooling chamber to perform a slow cooling process to the glass material, a heater provided on both sides of the heating chamber, the press chamber, and the slow cooling chamber, Is a method for producing a glass molded body, wherein the glass molded body production apparatus is provided in at least one of a slow cooling chamber or a heating chamber and intermittently molds.
- the mold unit is intermittently rotated by the rotation mechanism, and the control unit carries the mold unit into at least one of the slow cooling chamber or the heating chamber.
- the rotation mechanism is controlled so that the stop time in which the mold unit is stopped at a relative angle position different from the initial relative angle position is longer than the stop time in which the mold unit is stopped at the initial relative angle position with respect to the immediately subsequent conveyance path.
- the manufacturing apparatus of the glass molded body of this invention is the glass material provided along the conveyance mechanism and the conveyance path
- a glass molded body manufacturing apparatus comprising a heater, and the glass molded body manufacturing apparatus is provided in at least one of a slow cooling chamber or a heating chamber and intermittently rotates the mold unit.
- the portions positioned on both sides in the transport direction in the press step of the mold unit are the portions positioned on the front and rear in the transport direction in the press step.
- a larger amount of heat is received from the heater in at least one of the slow cooling chamber or the heating chamber. For this reason, it is possible to suppress unevenness in the temperature distribution of the mold unit and the glass material in the mold unit, which occurs in the pressing step and the slow cooling step.
- the “heating chamber” is not only a chamber for heating the mold unit in which the glass material is stored before the press treatment to a predetermined temperature, but also the glass material thus heated. It also includes a chamber for soaking the mold unit at a predetermined temperature. Further, in the present application, “spinning” means that the mold unit rotates around the central axis of the mold unit.
- the present invention it is possible to suppress the occurrence of shape defects (asp) due to non-uniform temperature distribution of the mold unit and the glass material generated during the pressing process.
- FIG. 3 is a vertical sectional view of the mold unit taken along the line III-III in FIG. 1. It is a vertical sectional view of a mold unit. It is a figure which shows the ratio of the stop time in each angular position in each pattern assumed in order to determine the drive timing of the autorotation mechanism in each chamber other than a press chamber. It is a graph which shows the relationship between the ratio of the time when a metal mold unit has stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial angle position, and asses which arise in a glass fabrication object (lens).
- FIG. 1 is a horizontal sectional view showing the configuration of the lens molded body manufacturing apparatus of the present embodiment
- FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1
- FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
- FIG. 4 is a vertical sectional view of the mold unit. As shown in FIGS.
- the lens molded body manufacturing apparatus 1 includes an outer casing 2 formed in a substantially cylindrical shape, a turntable 4 provided in the outer casing 2, and an outer casing. 2 and an inner casing 6 having an arcuate horizontal cross section provided above the turntable 4 in the interior.
- the outer casing 2, the inner casing 6 and the turntable 4 are arranged concentrically and coaxially.
- the outer casing 2 has a substantially cylindrical space defined therein, and an opening 2A for carrying in and out the mold unit 8 is formed in a part of the side surface.
- a shutter (not shown) is attached to the opening 2A, and the shutter is opened when the mold unit 8 is carried in and out.
- the internal space of the outer casing 2 is an inert gas atmosphere.
- the inert gas nitrogen, argon, or the like is used, and the oxygen concentration is preferably 5 ppm or less. It should be noted that the oxidation of the mold unit 8 and the surface alteration of the glass material can be prevented by making the internal space an inert gas atmosphere in this way.
- the turntable 4 includes a turntable 10, a drive shaft (not shown) connected to the center of the turntable 10, and a drive mechanism (not shown) such as a motor that rotates the drive shaft. .
- a drive mechanism such as a motor that rotates the drive shaft.
- nine circular openings 10A are formed at equal angular intervals on the circumference of a predetermined radius.
- the opening 10 ⁇ / b> A has a smaller diameter than the bottom portion 12 ⁇ / b> A of the mold support member 12 constituting the mold unit 8 and a larger diameter than the rotating shaft 14 ⁇ / b> A of the rotation mechanism 14.
- the mold unit 8 is disposed on the opening 10 ⁇ / b> A of the turntable 10, and circulates through the processing chambers in the inner casing 6 as the turntable 10 rotates.
- the turntable 4 conveys the mold unit 8 along the circumference of a predetermined radius by the drive mechanism intermittently rotating by a constant angle every predetermined stop time.
- the path along which the mold unit 8 is transported corresponds to the transport path of the present invention.
- the turntable 4 stops for a predetermined time set in advance during each rotation operation.
- the opening 10 ⁇ / b> A formed in the turntable 10 is located immediately above the rotation mechanism 14 provided in each processing chamber.
- the stop time of the turntable 4 is determined to be longer than the time required for the press process in the press chamber 26.
- the inner casing 6 is concentrically coaxial with the outer casing 2 and has an inner wall 6A extending in an arc shape over an angular range of 280 degrees in the horizontal direction, and is positioned on the radially outer side of the inner wall 6A and arcuate over an angular range of 280 degrees in the horizontal direction.
- An outer wall 6B that extends between the inner wall 6A and the upper portion of the outer wall 6B, and a bottom portion 6D that blocks between the inner wall 6A and the lower portion of the outer wall 6B.
- the inner wall 6A, the outer wall 6B, the ceiling portion 6C, and the bottom portion 6D form a processing space having an arc-shaped horizontal cross section in the inner casing 6.
- An arc-shaped slit 6E is formed in the bottom 6D of the inner casing 6 along the conveyance path of the mold unit 8.
- the width of the slit 6E is larger than the diameter of the intermediate portion 12B of the mold support member 12 on which the mold unit 8 is placed.
- the processing space of the inner casing 6 is divided into seven chambers within an angular range of a certain angle in the rotation direction of the turntable 4. These seven chambers are arranged along the conveyance path of the mold unit 8 by the first rapid heating chamber 20, the second rapid heating chamber 22, the soaking chamber 24, the press chamber 26, the first annealing chamber 28, and the second annealing chamber.
- the cold room 30 and the third slow cooling room 32 are arranged in this order.
- a shutter (not shown) is provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber.
- the first rapid heating chamber 20, the second rapid heating chamber 22, the soaking chamber 24, the press chamber 26, the first annealing chamber 28, the second annealing chamber 30, and the third annealing chamber 32 are each provided with a heater. 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46 are provided. These heaters 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46 are provided on both sides of the conveyance path of the mold unit 8, and the first rapid heating chamber 20, the second rapid heating chamber 22, and the soaking temperature, respectively.
- the chamber 24, the press chamber 26, the first slow cooling chamber 28, the second slow cooling chamber 30, and the third slow cooling chamber 32 are heated to a predetermined temperature.
- a press mechanism 47 is provided above the press chamber 26 of the outer casing 2.
- the press mechanism 47 includes an actuator 47A, such as a hydraulic jack, and a pressing plate 47C attached to the tip of the piston 47B of the actuator 47A, which are housed in a housing chamber provided above the ceiling of the outer casing 2. Prepare.
- Openings are formed below the actuator 47A main body of the ceiling portions 2C and 6C of the outer casing 2 and the inner casing 6, respectively.
- the piston 47 ⁇ / b> B of the actuator 47 ⁇ / b> A is inserted through the openings of the ceiling portions 2 ⁇ / b> C and 6 ⁇ / b> C of the outer casing 2 and the inner casing 6, and the lower end reaches the inside of the press chamber 26. Then, by driving the actuator 47A, the pressing plate 47C descends and presses the mold unit 8 in the press chamber 26 from above.
- a rotation mechanism 14 that rotates the mold unit 8 in the room is provided below the first rapid heating chamber 20, the second rapid heating chamber 22, the soaking chamber 24, the first annealing chamber 28, the second annealing chamber 30, and the third annealing chamber 32, respectively.
- the autorotation mechanism 14 is provided at a rotation drive mechanism 14B such as a motor, a rotation shaft 14A that is rotated by the rotation drive mechanism 14B and can be advanced and retracted upward, and a tip of the rotation shaft 14A. 14C.
- the rotation mechanism 14 in each chamber is connected to the control unit 15, and the control unit 15 can control the start, stop, and rotation speed of the rotation drive mechanism 14 ⁇ / b> B.
- the rotation mechanism 14 moves the rotation shaft 14A until the upper surface of the support portion 14C is lower than the lower surface of the turntable 10 so that the rotation shaft 14A and the support portion 14C do not interfere with the turntable 4. Regress.
- the state in which the rotating shaft 14 ⁇ / b> A is retracted until the support portion 14 ⁇ / b> C becomes lower than the turntable 10 is referred to as a standby state of the rotation mechanism 14.
- the rotating shaft 14A When rotating the mold unit 8 by the rotation mechanism 14, first, the rotating shaft 14A is extended, and the mold unit 8 placed on the turntable 4 is lifted by the support portion 14C. At this time, as described above, while the processing is performed on the mold unit 8 in each processing chamber, the turntable 4 stops in a state where the opening 10 ⁇ / b> A formed in the rotating disk 10 is positioned above the rotation mechanism 14. Therefore, the extended rotating shaft 14A can be inserted through the opening 10A. With the mold unit 8 lifted in this way, the rotation drive mechanism 14B rotates and rotates the rotation shaft 14A. Then, the rotating shaft 14A is retracted again to return to the standby state.
- the control unit 15 that is, each processing chamber other than the press chamber 26 (that is, the first rapid heating chamber 20, the second rapid heating chamber 22, the soaking chamber 24, the first slow heating chamber 24).
- the mold unit 8 While the mold unit 8 is being processed in the cold chamber 28, the second slow cooling chamber 30, and the third slow cooling chamber 32), the mold unit 8 rotates so as to stop at a predetermined stop angle position. The rotation of the mechanism 14 is controlled.
- control unit 15 controls the timing at which the rotation mechanism 14 rotates four times by 90 degrees, that is, the stop time at the stop angle position.
- the control unit 15 sets the timing at which the rotation mechanism 14 rotates so as to cancel the uneven temperature of the mold unit 8 and the glass material 60 accommodated therein during the press process in the press chamber 26. Control.
- a quenching section 48 and an exchange section 50 are formed between the third annealing chamber 32 and the rapid heating chamber 20 on the transfer path in the outer casing 2.
- the rapid cooling section 48 is an area for rapidly cooling the mold unit 8 transported from the second slow cooling chamber 32, and no heater is disposed around the mold unit 8, and the temperature is substantially the same as the outside of the apparatus.
- the exchange unit 50 has a mold unit 8 in which a glass molded body that has been molded is accommodated through an opening 2A of the outer casing 2, and a mold unit 8 in which a new glass material that has not been molded is accommodated. It is an area for exchanging.
- the mold unit 8 includes a mold 52 and a mold support member 12, and the mold 52 is attached to the mold support member 12.
- the metal mold (molding mold) 52 includes an upper mold 54 and a lower mold 56 having molding surfaces formed in accordance with the shape of the glass molded body to be manufactured, and the radial positions of the upper mold 54 and the lower mold 56. And a body mold 58 for regulating the above.
- a release film is formed on the molding surfaces of the upper mold 54 and the lower mold 56.
- the glass material 60 is disposed in a state of being sandwiched between the upper mold 54 and the lower mold 56.
- the shape of the molding surface is transferred to the glass material, and a glass molded body having a desired shape (Optical element) can be press-molded.
- both side portions of the mold unit 8 receive more radiant heat from the heater than the front portion and the rear portion.
- control unit 15 makes the relative difference between the mold unit 8 and the initial relative angular position longer than the stop time in which the mold unit 8 stops at the initial relative angular position in each processing chamber.
- the rotation mechanism 14 is controlled so that the stop time stopped at the angular position becomes longer.
- control unit 15 intermittently rotates the mold unit 8 four times by 90 degrees each time from when the rotation mechanism 14 is loaded into each processing chamber to when it is unloaded from each processing chamber.
- a relative angular position (referred to as an initial relative angular position) with respect to the conveyance path immediately after the mold unit 8 is carried into each processing chamber, and a conveyance path just before the mold unit 8 is carried out from each processing chamber.
- Relative angular position (referred to as relative angular position) with respect to.
- control unit 15 determines the timing of these four rotations from the time when the mold unit 8 stops at the initial relative angular position or the relative angular position rotated 180 degrees with respect to the initial relative angular position.
- the rotation mechanism 14 is controlled so that the time during which the mold unit 8 is stopped at the relative angular position of 90 degrees or 270 degrees becomes long.
- FIG. 5 is a diagram showing the ratio of the stop time at each angular position in each pattern assumed to determine the drive timing of the rotation mechanism in each chamber other than the press chamber 26.
- the rotation mechanism 14 in each chamber other than the press chamber 26 of the glass molded body manufacturing apparatus 1 of the present embodiment rotates intermittently every 90 degrees. Therefore, as shown in FIG. 5, the initial angular position is the angular position of the mold unit 8 immediately after being transferred to each chamber, and the stay time from when the mold unit is loaded into each chamber until it is unloaded is shown.
- the percentage of time that the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees counterclockwise with respect to this initial angular position is 0%, 40%, 60%, 80%, 85%, and 100 %, Glass molded bodies (lenses) were produced, and the occurrence of asses was observed in each case.
- the time when the mold unit 8 is stopped at 90 degrees with respect to the initial angular position is equal to the time when the mold unit 8 is stopped at 270 degrees
- the mold unit 8 is The control unit 15 controls the rotation mechanism 14 so that the time of stopping at 0 degrees with respect to the initial angular position is equal to the time of stopping at 180 degrees.
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ratio of the time during which the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial angular position, and the asses generated in the glass molded body (lens).
- the vertical axis in the graph represents the time when the mold unit is stopped at 90 degrees or 270 degrees, and the ratio of the time when the mold unit stays in each processing chamber (referred to as 90 ° (270 °) stop time ratio) is 50.
- % Indicates the ratio of the number of asses generated by normalization with the number of asses generated at the time of%. As shown in the figure, when the 90 ° (270 °) stop time ratio is smaller than 50%, the asphalt generation ratio exceeds 1.
- the ass generation ratio is 0.75.
- the ass generation ratio is 0. .65.
- the ass generation ratio is 0. .65.
- the asphalt generation ratio is 1 or less. Furthermore, by setting the 90 ° (270 °) stop time ratio to 60% or more and 85% or less, the generation ratio of asphalt can be suppressed to 0.65 to 0.75.
- the time during which the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial angular position is 50% or more and 95% or less of the time during which the mold unit stays in each processing chamber. It is preferable to do. Further, it is preferable to set the mold unit to 60% or more and 85% or less of the time during which the mold unit stays in each processing chamber.
- a method of manufacturing a glass molded body by the glass molded body manufacturing apparatus 1 of the present embodiment based on the above examination will be described.
- a method for manufacturing a glass molded body will be described with a focus on one mold unit 8, but in the glass molded body manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, a plurality of mold units 8 are provided. It is continuously conveyed along the conveyance path by the turntable 4, and processing such as heating, pressing, and slow cooling is performed in parallel in each processing chamber.
- FIG. 7 is a graph showing a temperature change of the glass material (glass molded body) 60 in each process for glass molding in the method for producing a glass molded body of the present embodiment, where the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents time. Indicates temperature.
- the shutter of the opening 2A of the outer casing 2 is opened.
- the mold unit 8 that has completed the molding process is taken out through the opening 2A, and the mold unit 8 containing the new glass material is turned. It arrange
- tact time a preset stop time (hereinafter referred to as tact time) of the turntable 4 has elapsed since the completion of the previous rotation operation
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened.
- the tact time is substantially equal to the time from when the mold unit 8 is loaded into each chamber until it is unloaded. Accordingly, the mold unit 8 is conveyed into the first rapid heating chamber 20 while being held by the mold support member 12.
- the mold support member 12 passes through the slit 6E provided at the bottom of the inner casing 6, the mold support member 12 and the inner casing 6 do not interfere with each other.
- a first rapid heating step for rapidly heating the mold unit 8 is performed.
- the inside of the first rapid heating chamber 20 is maintained at a temperature equal to or higher than the glass yield point temperature (Ts) by the heaters 34 provided on both sides of the transfer path. Then, the mold unit 8 transferred to the first rapid heating chamber 20 is heated by the heaters 34 provided on both sides of the transfer path.
- the mold unit 8 is rotated by the rotation mechanism 14 as described below while the mold unit 8 is heated by the heater 34. That is, when the mold unit 8 is transported to the first rapid heating chamber 20, the rotation mechanism 14 rotates the mold unit 8 90 degrees counterclockwise in plan view. As a result, the mold unit 8 rotates 90 degrees with respect to the relative angular position immediately after being transferred to the first rapid heating chamber 20. Then, the rotation mechanism 14 stops until the die unit 8 has elapsed 42.5% of the stop time (hereinafter referred to as tact time) of the turntable 4 set in the first rapid heating chamber 20 in advance. .
- tact time stop time
- the rotation mechanism 14 again rotates the mold unit 8 90 degrees counterclockwise in plan view. As a result, the mold unit 8 rotates 180 degrees with respect to the relative angular position immediately after being transferred to the first rapid heating chamber 20. In this state, the rotation mechanism 14 stops until 7.5% of the tact time has elapsed.
- the mold unit 8 rotates 90 degrees counterclockwise again in plan view. As a result, the mold unit 8 is rotated 270 degrees with respect to the relative angular position immediately after being transferred to the first rapid heating chamber 20. Then, the rotation mechanism 14 stops until the mold unit 8 has reached 42.5% of the tact time.
- the mold unit 8 rotates 90 degrees counterclockwise again in plan view. Thereby, the mold unit 8 returns to a state equal to the relative angular position immediately after being transferred to the first rapid heating chamber 20. In this state, the rotation mechanism 14 stops until 7.5% of the tact time has elapsed.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened, and the turntable 4 is rotated counterclockwise in plan view. Rotate a certain angle. Thereby, the mold unit 8 is conveyed into the second rapid heating chamber 22 while being held by the mold support member 12.
- a second rapid heating step is performed in which the mold unit 8 is rapidly heated to about the glass yield point temperature (Ts).
- the inside of the second rapid heating chamber 22 is maintained at a temperature equal to or higher than the glass yield point temperature (Ts) by the heater 36.
- the glass material 60 in the mold unit 8 conveyed into the second rapid heating chamber 22 is heated until reaching the glass yield point temperature (Ts).
- control unit 15 performs an operation of intermittently rotating the mold unit 8 counterclockwise by 90 degrees at a predetermined timing in plan view.
- the rotation mechanism 14 directly under the second rapid heating chamber 22 is controlled. That is, the control unit 15 is configured so that the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial relative angular position in the second rapid heating chamber 22 as in the first rapid heating chamber 20.
- the rotation mechanism 14 is controlled to be 85% of the tact time.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened, and the turntable 4 is rotated counterclockwise in plan view. Rotate a certain angle. As a result, the mold unit 8 is conveyed into the soaking chamber 24 while being held by the mold support member 12.
- a soaking step is performed for soaking the mold unit 8 and the glass material 60 accommodated therein.
- the inside of the soaking chamber 24 is kept at the glass yield point temperature (Ts) by the heater 38.
- Ts glass yield point temperature
- control unit 15 determines the time during which the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial relative angular position, as in the first rapid heating chamber 20.
- the rotation mechanism 14 is controlled to be 85% of the time.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened, and the turntable 4 is rotated counterclockwise in plan view. Rotate a certain angle. Accordingly, the mold unit 8 is conveyed into the press chamber 26 while being held by the mold support member 12.
- a press step is performed.
- the mold unit 8 is pressed by the press mechanism 47 while the mold unit 8 is heated by the heater 42 so as to maintain the glass yield point temperature (Ts).
- Ts glass yield point temperature
- the portions on both sides of the conveyance path of the mold unit 8 are heated as compared with the front and back portions of the conveyance path.
- the time during which the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial relative angular position.
- it is rotated by the rotation mechanism 14 so as to be longer than the time at which it is stopped at the initial relative angular position, it is possible to suppress uneven temperature distribution occurring in the mold unit 8 and the glass material 60.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened, and the turntable 4 is viewed in plan view. Rotate a certain angle counterclockwise. Thereby, the mold unit 8 is conveyed into the first slow cooling chamber 28 while being held by the mold support member 12.
- a first slow cooling step is performed in which the mold unit 8 is slowly cooled while the mold unit 8 is heated by the heater 42.
- the control unit 15, like the first rapid heating chamber 20 is the time during which the mold unit 8 is stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial angular position, The rotation mechanism 14 is controlled to be 85% of the time during which the mold unit 8 stays in the first slow cooling chamber 28.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened, and the turntable 4 Rotates a certain angle counterclockwise in plan view.
- the mold unit 8 is conveyed into the second slow cooling chamber 30 while being held by the mold support member 12.
- a second slow cooling step of slowly cooling the mold unit 8 while heating the mold unit 8 by the heater 44 is performed.
- the inside of the second slow cooling chamber 30 is maintained at a temperature equal to or slightly lower than a temperature (Tg + 10 ° C.) 10 ° C. higher than the glass transition temperature by the heaters 44 provided on both sides of the conveyance path.
- the control part 15 is the time when the mold unit 8 has stopped at 90 degrees or 270 degrees with respect to the initial angle position,
- the rotation mechanism 14 is controlled so as to be 85% of the time during which the mold unit 8 stays in the second slow cooling chamber 30.
- the glass molded body (glass material for which press processing has been completed) 60 in the mold unit 8 is soaked at a temperature (Tg + 10 ° C.) 10 ° C. higher than the glass transition temperature.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each chamber is opened, and the turntable 4 rotates counterclockwise by a predetermined angle in plan view. .
- the mold unit 8 is conveyed from the second annealing chamber 30 into the third annealing chamber 32 while being held by the mold support member 12.
- a third slow cooling step for further cooling the mold unit 8 is performed.
- the inside of the third slow cooling chamber 32 is kept at a temperature sufficiently lower than the glass transition temperature (Tg) by the heaters 46 provided on both sides of the transport path.
- the control part 15 has the time which the mold unit 8 has stopped at 90 degree
- the rotation mechanism 14 is controlled so as to be 85% of the time during which the mold unit 8 stays in the third slow cooling chamber 32.
- the glass molded object (glass material in which press processing was completed) 60 in the mold unit 8 is cooled to a temperature sufficiently lower than the glass transition temperature (Tg).
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each processing chamber is opened, and the turntable 4 rotates by a certain angle.
- the mold unit 8 is conveyed to the quenching section 48 outside the inner casing 6 while being held by the mold support member 12.
- the quenching section 48 is not provided with a heater and has a temperature similar to that around the apparatus. For this reason, the mold unit 8 and the internal glass molded body 60 are rapidly cooled.
- the auto-rotation mechanism 14 is not provided in the rapid cooling part 48, this is because the temperature of the glass forming body 60 is cooled to a temperature sufficiently lower than the glass transition temperature (Tg) in the third slow cooling chamber 32. This is because the glass molded body 60 is less likely to be deformed at the rapid cooling portion 48 because it is solidified.
- the shutter provided between the circumferential end of the inner casing 6 and each processing chamber is opened, and the turntable 4 rotates at a constant angle. To do.
- the mold unit 8 is conveyed to the replacement unit 50 while being held by the mold support member 12.
- an exchange step is performed.
- the shutter of the opening 2A of the outer casing 2 is opened.
- the mold unit 8 for which the molding process has been completed is taken out through the opening 2A.
- the mold unit 8 in which the new glass material 60 is accommodated is placed on the turntable 10 of the turntable 4. The manufacturing of the glass molded body 60 is completed through the above steps.
- the control unit 15 causes the mold unit 8 to move relative to the initial relative angular position in each processing chamber, rather than the stop time in which the mold unit 8 stops at the initial relative angular position.
- the rotation mechanism 14 is controlled so that the stop time at 90 degrees or 270 degrees is long.
- the die unit 8 is rotated by the rotation mechanism 14, and a press is carried out. It is carried into the chamber 26. As a result, a portion of the mold unit 8 that is different from the portion facing the heaters 34, 36, 38 in the immediately preceding processing chamber (the first rapid heating chamber 20, the second rapid heating chamber 22, and the soaking chamber 24) is pressed. It arrange
- the mold unit 8 is rotated so as to change the temperature, nonuniformity of the temperature distribution of the mold unit 8 and the glass material 60 in the mold unit 8 in the pressing step can be suppressed.
- a glass molded body can be produced.
- a press chamber 26 a portion different from the portion facing the heater 40 faces the heaters 42, 44, 46 disposed in the first slow cooling chamber 28, the second slow cooling chamber 30, and the third slow cooling chamber 32 for a long time.
- the relative positions of the mold unit 8 with respect to the heaters 40, 42, 44, 46 in the press chamber 26, the first slow cooling chamber 28, the second slow cooling chamber 30, and the third slow cooling chamber 32 are changed.
- the non-uniform temperature distribution of the mold unit 8 and the glass material 60 in the mold unit 8 can be reduced. Slow cooling can be performed in a suppressed state, and a high-quality glass molded body can be produced.
- control unit 15 controls the rotation mechanism 14 so that the mold unit 8 stops at a relative angular position where the mold unit 8 rotates 90 degrees or 270 degrees from the initial relative angular position.
- the portion that is difficult to receive the radiant heat from the heater 40 receives the most radiant heat from the heater in other steps, and more efficiently suppresses the uneven temperature distribution of the mold unit 8 and the glass material 60 in the mold unit 8. can do.
- the stop time which is the relative angular position where the mold unit 8 rotates 90 degrees from the initial relative angular position
- the relative angular position where the mold unit 8 rotates 270 degrees from the initial relative angular position with respect to the tact time is 60% or more and 85% or less.
- the stop angle position of the rotation mechanism 14 and the stop time at the stop angle position are controlled. If the rotation of the rotation mechanism is controlled in at least one chamber, it is possible to prevent the temperature distribution in the mold unit 8 and the glass material 60 from becoming uneven. However, in this case, it is desirable to control the rotation of the rotation mechanism in the slow cooling chamber.
- the rotation of the rotation mechanism is similarly controlled in each of the processing chambers 20, 22, 24, 28, 30, and 32 other than the press chamber 26.
- the stop angle position and the stop time at the stop angle position may be changed.
- the mold unit 8 is rotated by 90 degrees.
- the present invention is not limited to this.
- the mold unit 8 may be rotated by 60 degrees or 45 degrees. Even in such a case, it is desirable that the angular position at which the mold unit is carried out of each processing chamber is the same as the carried-in initial relative angular position.
- the manufacturing apparatus 1 of the glass forming body provided with 32 is demonstrated as an example, it is not restricted to this, The apparatus provided with two or more press chambers, or only one chamber is equipped with a slow cooling chamber or a rapid heating chamber.
- the present invention can be applied even to such an apparatus. That is, the present invention can be applied to any apparatus provided with a heating chamber that heats the mold unit, a press chamber that performs press processing on the mold unit, and a cooling chamber that cools the mold unit.
- the method for producing a glass molded body of the present invention includes a turntable 4 that conveys a mold unit 8 in which a glass material is disposed along a predetermined conveyance path, and the turntable 4.
- the rapid heating chambers 20 and 22 and the soaking chamber 24 that heat-treat the glass material provided, the press chamber 26 that presses the glass material, and the first to third slow cooling that slowly cools the glass material.
- Chambers 28, 30, 32, and heaters 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46 provided on both sides of the transfer path of these processing chambers 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32.
- the glass molded body manufacturing apparatus 1 is a method for manufacturing a glass molded body, and the glass molded body manufacturing apparatus 1 is provided in each processing chamber other than the press chamber 26 and is intermittently used in the mold unit 8.
- Rotation mechanism 14 for rotating A control unit 15 that controls the stop angle position of the rotation mechanism 14 and the stop time at the stop angle position, and a heating step of performing heat treatment on the glass material by the heaters 34 and 36 in the rapid heating chambers 20 and 22;
- the glass material is heated by the heater 40 while pressing the glass material, and in the first to third annealing chambers 28, 30, and 32, the heaters 42, 44, and 46 are pressed.
- a slow cooling step of lowering the temperature of the completed molded body while controlling, and intermittently rotating the mold unit 8 in at least one of the slow cooling step or the heating step. 8 is less than the stop time at which the mold unit is stopped at the initial relative angular position with respect to the transfer path immediately after being loaded into each processing chamber. As downtime stopped in the relative angular position different from the angular position becomes longer, and controls the rotation mechanism 14.
- the glass molded body manufacturing apparatus 1 of the present invention includes a turntable 4 that transports a mold unit 8 in which a glass material is disposed along a predetermined transport path, and a turntable. 4, the rapid heating chambers 20 and 22 and the soaking chamber 24 for performing the heat treatment on the glass material, the press chamber 26 for performing the press treatment on the glass material, and the first to second for performing the slow cooling treatment on the glass material. 3 Slow cooling chambers 28, 30, 32 and heaters 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46 provided on both sides of the transfer path of these processing chambers 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 Further, the glass molded body manufacturing apparatus 1 is provided in a processing chamber other than the press chamber 26 and intermittently rotates the mold unit 8.
- the rotation mechanism 14 is controlled so that the stop time during which the mold unit is stopped at a relative angle position different from the initial relative angle position is longer than the stop time that is present.
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Abstract
プレス処理の間に生じる金型ユニット及びガラス材料の温度分布の不均一に起因する形状不良(アス)の発生を抑制する。 ガラス成形体の製造装置1は、プレス室26以外の各処理室に設けられ、断続的に金型ユニット8を自転させる自転機構14と、自転機構14の停止角度位置及び停止角度位置における停止時間を制御する制御部15と、を備え、徐冷ステップ又は加熱ステップの少なくとも一方において、自転機構14により断続的に金型ユニット8を自転させ、制御部15は、金型ユニット8が各処理室に搬入された直後の搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構14を制御する。
Description
本発明は、ガラス成形体の製造方法及びガラス成形体の製造装置に関し、特に、加熱室、プレス室及び徐冷室の搬送経路の両側にヒータが設けられたガラス成形体の製造装置、及びこの製造装置を用いたガラス成形体の製造方法に関する。
近年、ガラス材料を金型内に配置し、ガラス材料と金型を加熱し、軟化したガラス材料を金型によりプレス成形することにより、ガラス成形体を製造する装置を用いてレンズ等のガラス成形体の製造が行われている。このようなガラス成形体の製造装置としては、例えば、加熱室、プレス室、及び徐冷室が円弧状に配置され、ターンテーブルにより、金型内部にガラス材料が配置された金型ユニットを、これら加熱室、プレス室、及び徐冷室を順番に搬送しながら、ガラス材料に加熱処理、プレス処理、及び徐冷処理を行うガラス成形体の製造装置が開示されている。
このような製造装置では、加熱室、プレス室、及び徐冷室の金型ユニットの搬送経路の両側にヒータが設けられている。このため、搬送経路に対する両側部は、金型ユニットの搬送経路に対する前部及び後部に比べて、ヒータからより多くの放射熱を受けてしまい、金型ユニット及びその内部に配置されたガラス材料の温度分布が不均一になってしまう。このような金型ユニット及びガラス材料の温度分布の不均一は、レンズに形状不良(アス)が生じる原因となる。
これに対して、特許文献1(特開2012-12235号公報)には、このようなレンズの形状不良(アス)の発生を防止するべく、加熱室にターンテーブル上の金型ユニットを自転させる自転手段が設けられ、加熱室において金型ユニットを加熱する際に、金型ユニットを90度ずつ等時間間隔で断続的に自転させる装置が開示されている。特許文献1(特開2012-12235号公報)に開示された装置によれば、加熱室において金型ユニットを断続的に自転させることにより、ヒータの配置に起因して加熱室において発生する金型ユニット及びガラス材料の温度分布の不均一を抑制することができる。
しかしながら、上記の特許文献1(特開2012-12235号公報)に記載された装置では、プレス処理の間は金型ユニットを回転することができない。このため、加熱室における金型ユニット及びガラス材料の温度分布の不均一を抑制することはできるものの、プレス処理中に金型ユニット及びガラス材料に温度分布の不均一が生じてしまう。このため、依然として成形されたレンズに形状不良(アス)が生じてしまうという問題があった。
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、プレス処理の間に生じる金型ユニット及びガラス材料の温度分布の不均一に起因する形状不良(アス)の発生を抑制することである。
本発明のガラス成形体の製造方法は、ガラス材料が内部に配置された金型ユニットを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、搬送経路に沿って設けられたガラス材料に加熱処理を行う加熱室、ガラス材料にプレス処理を行うプレス室、及びガラス材料に徐冷処理を行う徐冷室と、加熱室、プレス室、及び徐冷室の搬送経路の両側に設けられたヒータと、を備えたガラス成形体の製造装置により、ガラス成形体を製造する方法であって、ガラス成形体の製造装置は、徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に設けられ、断続的に金型ユニットを自転させる自転機構と、自転機構の停止角度位置及び停止角度位置における停止時間を制御する制御部と、を備え、加熱室において、ヒータによりガラス材料に加熱処理を行う加熱ステップと、プレス室において、ヒータによりガラス材料を加熱しながら、ガラス材料にプレス処理を行うプレスステップと、徐冷室において、ヒータによりプレスが完了した成形体の温度を制御しながら降下させる徐冷ステップと、を備え、徐冷ステップ又は加熱ステップの少なくとも一方において、自転機構により断続的に金型ユニットを自転させ、制御部は、金型ユニットが徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に搬入された直後の搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構を制御する。
また、本発明のガラス成形体の製造装置は、ガラス材料が内部に配置された金型ユニットを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、搬送経路に沿って設けられた、ガラス材料に加熱処理を行う加熱室、ガラス材料にプレス処理を行うプレス室、及び成形体に徐冷処理を行う徐冷室と、加熱室、プレス室、及び徐冷室の搬送経路の両側に設けられたヒータと、を備えたガラス成形体の製造装置であって、さらに、ガラス成形体の製造装置は、徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に設けられ、断続的に金型ユニットを自転させる自転機構と、自転機構の停止角度位置及び停止角度位置における滞在時間を制御する制御部と、を備え、制御部は、金型ユニットが徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に搬入された直後の搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構を制御する。
本発明によれば、徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室において、金型ユニットのプレスステップにおいて搬送方向の両側に位置する部分が、プレスステップにおいて搬送方向に対して前後に位置する部分に比べて、徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室のヒータからより多くの熱量を受けることとなる。このため、プレスステップ及び徐冷ステップにおいて発生する金型ユニット及び金型ユニット内のガラス材料の温度分布の不均一を抑制することができる。
なお、本願において「加熱室」とは、プレス処理前にガラス材料が収容された金型ユニットを所定の温度まで加熱するための室のみならず、このように加熱されたガラス材料が収容された金型ユニットを所定の温度で均熱化させるための室も含む。
また、本願において「自転」とは、金型ユニットの中心軸周りに金型ユニットが回転することをいう。
また、本願において「自転」とは、金型ユニットの中心軸周りに金型ユニットが回転することをいう。
本発明によれば、プレス処理の間に生じる金型ユニット及びガラス材料の温度分布の不均一に起因する形状不良(アス)の発生を抑制することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
図1は、本実施形態のレンズ成形体の製造装置の構成を示す水平断面図、図2は、図1におけるII-II断面図、図3は、図1におけるIII-III断面図金型ユニットの鉛直断面図である。また、図4は、金型ユニットの鉛直断面図である。
図1から図3に示すように、本実施形態のレンズ成形体の製造装置1は、略円柱状に形成された外部ケーシング2と、外部ケーシング2内に設けられたターンテーブル4と、外部ケーシング2内のターンテーブル4の上方に設けられた水平断面円弧状の内部ケーシング6と、を有する。これら外部ケーシング2、内部ケーシング6及びターンテーブル4は同心同軸に配置されている。
図1は、本実施形態のレンズ成形体の製造装置の構成を示す水平断面図、図2は、図1におけるII-II断面図、図3は、図1におけるIII-III断面図金型ユニットの鉛直断面図である。また、図4は、金型ユニットの鉛直断面図である。
図1から図3に示すように、本実施形態のレンズ成形体の製造装置1は、略円柱状に形成された外部ケーシング2と、外部ケーシング2内に設けられたターンテーブル4と、外部ケーシング2内のターンテーブル4の上方に設けられた水平断面円弧状の内部ケーシング6と、を有する。これら外部ケーシング2、内部ケーシング6及びターンテーブル4は同心同軸に配置されている。
外部ケーシング2は、内部に略円柱状の空間が画成されており、その側面の一部に金型ユニット8を搬入及び搬出するための開口部2Aが形成されている。また、この開口部2Aにはシャッター(図示せず)が取り付けられており、このシャッターは、金型ユニット8を搬入及び搬出する際に開かれる。外部ケーシング2の内部空間は不活性ガス雰囲気とされている。不活性ガスとしては、窒素やアルゴンなどが使用され、酸素濃度が5ppm以下であることが好ましい。なお、このように内部空間を不活性ガス雰囲気とすることで、金型ユニット8の酸化やガラス材料の表面変質を防止できる。
ターンテーブル4は、回転盤10と、回転盤10の中心に接続された駆動軸(図示せず)と、駆動軸を回転させる、例えば、モータなどの駆動機構(図示せず)と、を備える。回転盤10には、所定の半径の円周上に等しい角度間隔で9つの円形の開口10Aが形成されている。この開口10Aは、金型ユニット8を構成する型支持部材12の底部12Aよりも小径であり、かつ、自転機構14の回転軸14Aよりも大径に形成されている。金型ユニット8は、回転盤10の開口10A上に配置され、回転盤10が回転することにより、内部ケーシング6内の各処理室を巡回する。本実施形態では、ターンテーブル4は、駆動機構が所定の停止時間おきに、断続的に一定角度ずつ回転することにより、所定の半径の円周に沿って金型ユニット8を搬送する。この金型ユニット8の搬送される経路が、本発明の搬送経路に相当する。
また、ターンテーブル4は、各回転動作の間に、予め設定された所定時間にわたり、停止する。この停止状態では、回転盤10に形成された開口10Aが、各処理室に設けられた自転機構14の直上に位置する。なお、このターンテーブル4の停止時間は、プレス室26におけるプレス処理に要する時間よりも長くなるように決定されている。
内部ケーシング6は、外部ケーシング2と同心同軸に水平方向に280度の角度範囲にわたって円弧状に延びる内壁6Aと、内壁6Aの半径方向外側に位置し、水平方向に280度の角度範囲にわたって円弧状に延びる外壁6Bと、内壁6Aと外壁6Bの上部の間を塞ぐ天井部6Cと、内壁6Aと外壁6Bの下部の間を塞ぐ底部6Dとを有する。これら内壁6A、外壁6B、天井部6C、及び底部6Dにより、内部ケーシング6内には水平断面が円弧形状の処理空間が形成されている。内部ケーシング6の底部6Dには、金型ユニット8の搬送経路に沿って、円弧状のスリット6Eが形成されている。このスリット6Eの幅は、金型ユニット8が載置される型支持部材12の中間部12Bの直径よりも大きい。
内部ケーシング6の処理空間は、ターンテーブル4の回転方向に一定角度の角度範囲で7つの室に区切られている。これら7つの室は、金型ユニット8の搬送経路に沿って、第1急熱室20、第2急熱室22、均熱室24、プレス室26、第1徐冷室28、第2徐冷室30、第3徐冷室32の順序で並んでいる。内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間には、シャッター(図示せず)が設けられている。
第1急熱室20、第2急熱室22、均熱室24、プレス室26、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32には、それぞれ、ヒータ34、36、38、40、42、44、46が設けられている。これらヒータ34、36、38、40、42、44、46は、金型ユニット8の搬送経路の両側に設けられており、それぞれ、第1急熱室20、第2急熱室22、均熱室24、プレス室26、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32内を所定の温度になるように加熱している。
図3に示すように、外部ケーシング2のプレス室26の上方には、それぞれプレス機構47が設けられている。プレス機構47は、外部ケーシング2の天井部の上方に設けられた収容室内に収容された、例えば、油圧ジャッキ等のアクチュエータ47Aと、アクチュエータ47Aのピストン47Bの先端に取り付けられた押圧板47Cとを備える。
外部ケーシング2及び内部ケーシング6の天井部2C,6Cのアクチュエータ47A本体の下方には、それぞれ開口が形成されている。アクチュエータ47Aのピストン47Bは、これら外部ケーシング2及び内部ケーシング6の天井部2C,6Cの開口を挿通し、下端がプレス室26内まで到達している。そして、アクチュエータ47Aを駆動することにより、押圧板47Cが下降し、プレス室26内の金型ユニット8を上方から押圧する。
また、第1急熱室20、第2急熱室22、均熱室24、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32の下方には、それぞれ、各室内で金型ユニット8を自転させる自転機構14が設けられている。図2に示すように、自転機構14は、例えばモータなどの回転駆動機構14Bと、回転駆動機構14Bにより回転され、上方向に向かって進退可能な回転軸14Aと、回転軸14Aの先端に設けられた支持部14Cと、を有する。また、各室の自転機構14は制御部15に接続されており、制御部15により回転駆動機構14Bの回転の駆動の開始、停止、及び回転速度を制御することができる。
ターンテーブル4の移動時には、自転機構14は、回転軸14A及び支持部14Cがターンテーブル4と干渉しないように、支持部14Cの上面が回転盤10の下面よりも低くなるまで、回転軸14Aを退行させる。なお、以下、このように支持部14Cが回転盤10よりも低くなるまで回転軸14Aを退行させた状態を、自転機構14の待機状態という。
自転機構14により金型ユニット8を自転させる際には、まず、回転軸14Aを伸張させ、ターンテーブル4上に載置された金型ユニット8を支持部14Cにより持ち上げる。この際、上記の通り、各処理室内において金型ユニット8に処理を行っている間は、ターンテーブル4は回転盤10に形成された開口10Aが自転機構14の上方に位置した状態で停止しているため、伸張された回転軸14Aは、この開口10Aを挿通することができる。このように金型ユニット8を持ち上げた状態で、回転駆動機構14Bが回転し、回転軸14Aを回転させる。そして、再び、回転軸14Aを退行させて、待機状態へと戻る。
制御部15は、ターンテーブル4が停止状態にある時、すなわち、プレス室26以外の各処理室(すなわち、第1急熱室20、第2急熱室22、均熱室24、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32)内において金型ユニット8に処理を行っている間に、金型ユニット8が所定の停止角度位置に停止するように自転機構14の回転を制御する。
さらに、制御部15は、自転機構14が90度ずつ4回回転させるタイミング、すなわち、停止角度位置における停止時間を制御する。本実施形態では、制御部15は、プレス室26におけるプレス処理の際に生じる金型ユニット8及び内部に収容されたガラス材料60の温度の不均一を打ち消すように自転機構14が回転するタイミングを制御する。
図1に示すように、外部ケーシング2内の搬送経路の第3徐冷室32と、急熱室20との間には、急冷部48及び交換部50が形成されている。急冷部48は、第2徐冷室32から搬送された金型ユニット8を急速に冷却するための領域であり、周囲にヒータが配置されておらず装置外部と略同じ温度となっている。また、交換部50は外部ケーシング2の開口2Aを通じて、成形が完了したガラス成形体が収容された金型ユニット8と、成形処理が行われていない新たなガラス材料が収容された金型ユニット8とを交換するための領域である。
図4に示すように、金型ユニット8は、金型52と、型支持部材12とを含み、金型52が型支持部材12に取り付けられている。金型(成形型)52は、製造すべきガラス成形体の形状に合わせて形成された成形面を有する上型54、下型56と、これら上型54及び下型56の径方向の相互位置を規制する胴型58とを有する。上型54及び下型56の成形面には離型膜が成膜されている。ガラス材料60は、上型54と下型56の間に挟み込まれた状態で配置されている。ガラス材料60をガラス屈伏点温度以上に加熱した状態で、上下型54、56を相対的に近接する方向に加圧することにより、ガラス材料に成形面形状が転写され、所望の形状のガラス成形体(光学素子)にプレス成形することができる。
ここで、上記のガラス成形体の製造装置1では、プレス室26におけるプレス工程の開始時から終了時までの間ずっと、金型ユニット8の両側の面がヒータ40に面しており、前後の面はヒータ40に面していない。このため、金型ユニット8の両側部は、前部及び後部に比べてヒータからの放射熱をより多く受けることとなる。
これに対して、本実施形態では、制御部15が、金型ユニット8が各処理室において初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニット8が初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構14を制御する。
具体的には、制御部15は、自転機構14を、各処理室へ搬入されてから各処理室から搬出されるまでの間に、断続的に金型ユニット8を90度ずつ、4回自転させるように制御する。これにより、金型ユニット8が各処理室へ搬入された直後の搬送経路に対する相対的な角度位置(初期相対角度位置という)と、金型ユニット8が各処理室から搬出される直前の搬送経路に対する相対的な角度位置(相対角度位置という)とが等しくなる。
さらに、制御部15は、これら4回の回転のタイミングを、金型ユニット8が初期相対角度位置、又は初期相対角度位置に対して180度回転した相対角度位置に停止している時間よりも、金型ユニット8が90度又は270度の相対角度位置に停止している時間が長くなるように、自転機構14を制御する。
これにより、プレス室26以外の各処理室において、金型ユニット8のプレスステップにおいてヒータ40に面していない部分が、プレスステップにおいてヒータ40に面している部分に比べて、各室のヒータ34、36、38、42、44、46からより多くの熱量を受けることとなる。したがって、プレスステップにおいて発生する金型ユニット8及び金型ユニット8内のガラス材料60の温度分布の不均一を抑制することができる。
さらに、以下に説明するように、プレス室26以外の各室における自転機構14の駆動タイミングを決定することにより、より効率好くガラス材料60の温度分布の不均一の発生を抑制できる。
図5は、プレス室26以外の各室における自転機構の駆動タイミングを決定するために想定した各パターンにおける、各角度位置における停止時間の割合を示す図である。本実施形態のガラス成形体の製造装置1のプレス室26以外の各室における自転機構14は、90度ごと断続的に回転する。そこで、図5に示すように、各室に搬送された直後の金型ユニット8の角度位置を初期角度位置とし、各室に金型ユニットが搬入されてから搬出されるまでの滞在時間に対して、金型ユニット8がこの初期角度位置に対して反時計回りに90度又は270度で停止している時間の割合が、0%、40%、60%、80%、85%、及び100%とした場合について、ガラス成形体(レンズ)を製造し、各場合についてアスの発生を観察した。なお、本実施形態では、金型ユニット8が、初期角度位置に対して90度で停止している時間が、270度で停止している時間と等しくなるように、かつ、金型ユニット8が、初期角度位置に対して0度で停止している時間が、180度で停止している時間と等しくなるように、制御部15が自転機構14を制御する。
図6は、金型ユニット8が初期角度位置に対して90度又は270度で停止している時間の割合と、ガラス成形体(レンズ)に生じるアスとの関係を示すグラフである。なお、グラフ中の縦軸は90度又は270度で停止している時間を、金型ユニットが各処理室に滞在している時間の割合(90°(270°)停止時間比率という)が50%の際に発生したアス本数で規格化したアスの発生本数の割合を示している。
同図に示すように、90°(270°)停止時間比率が50%よりも小さい場合には、アスの発生比率が1を超える。これに対して、90°(270°)停止時間比率を50%以上に増加させると、アスの発生比率が低下し、1以下となる。そして、90°(270°)停止時間比率が60%の場合にはアスの発生比率が0.75となり、90°(270°)停止時間比率が85%の場合にはアスの発生比率が0.65となる。また、90°(270°)停止時間比率を85%よりも増加させると、アスの発生比率は増加し、90°(270°)停止時間比率が95%の場合にはアスの発生比率が1となる。
同図に示すように、90°(270°)停止時間比率が50%よりも小さい場合には、アスの発生比率が1を超える。これに対して、90°(270°)停止時間比率を50%以上に増加させると、アスの発生比率が低下し、1以下となる。そして、90°(270°)停止時間比率が60%の場合にはアスの発生比率が0.75となり、90°(270°)停止時間比率が85%の場合にはアスの発生比率が0.65となる。また、90°(270°)停止時間比率を85%よりも増加させると、アスの発生比率は増加し、90°(270°)停止時間比率が95%の場合にはアスの発生比率が1となる。
このように、90°(270°)停止時間比率が50%以上、かつ、95%以下の場合には、アスの発生比率が1以下となる。さらに、90°(270°)停止時間比率を60%以上、かつ、85%以下とすることにより、アスの発生比率を0.65~0.75まで抑えることができる。
したがって、金型ユニット8が初期角度位置に対して90度又は270度で停止している時間を、金型ユニットが各処理室に滞在している時間の50%以上、かつ、95%以下とすることが好ましい。さらに金型ユニットが各処理室に滞在している時間の60%以上、かつ、85%以下にすることが好ましい。
以下、上記の検討を踏まえた本実施形態のガラス成形体の製造装置1により、ガラス成形体を製造する方法を説明する。なお、以下の説明では、一の金型ユニット8に着目して、ガラス成形体を製造する方法を説明するが、本実施形態のガラス成形体の製造装置1では、複数の金型ユニット8がターンテーブル4により連続して搬送経路に沿って搬送され、各処理室で加熱、プレス、徐冷等の処理が並行して行われる。
図7は、本実施形態のガラス成形体の製造方法における、ガラス成形のための各処理におけるガラス材料(ガラス成形体)60の温度変化を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は温度を示している。
まず、ターンテーブル4が回転し、成形処理が完了したガラス成形体を収容する金型ユニット8が交換部50に到達すると、外部ケーシング2の開口部2Aのシャッターが開かれる。このように外部ケーシング2の開口部のシャッターが開かれたら、この開口部2Aを通して、成形処理が完了した金型ユニット8を外部へ取り出し、新たなガラス材料が収容された金型ユニット8をターンテーブル4の回転盤10に形成された開口10A上に配置する。
そして、前回の回転動作の完了から予め設定されたターンテーブル4の停止時間(以下、タクトタイムという)が経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。なお、タクトタイムは、各室に金型ユニット8が搬入されてから、搬出されるまでの時間に略等しい。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、第1急熱室20内に搬送される。この際、内部ケーシング6の底部に設けられたスリット6E内を型支持部材12が通るため、型支持部材12と内部ケーシング6とが干渉することはない。
第1急熱室20に金型ユニット8が搬送されると、金型ユニット8を急速加熱する第1急熱ステップが行われる。第1急熱室20内は、搬送経路の両側に設けられたヒータ34により、ガラス屈伏点温度(Ts)と同等もしくはそれ以上の温度に保たれている。そして、第1急熱室20に搬送された金型ユニット8は、搬送経路の両側に設けられたヒータ34により加熱される。
また、第1急熱ステップでは、ヒータ34により金型ユニット8を加熱しながら、以下のように、自転機構14により金型ユニット8を自転させる。
すなわち、第1急熱室20に金型ユニット8が搬送されると、自転機構14が、金型ユニット8が平面視で反時計回りに90度回転する。これにより、金型ユニット8は、第1急熱室20に搬送された直後の相対角度位置に対して、90度自転した状態となる。そして、自転機構14は、金型ユニット8が第1急熱室20に予め設定されたターンテーブル4の停止時間(以下、タクトタイムという)の42.5%の時間が経過するまで、停止する。
すなわち、第1急熱室20に金型ユニット8が搬送されると、自転機構14が、金型ユニット8が平面視で反時計回りに90度回転する。これにより、金型ユニット8は、第1急熱室20に搬送された直後の相対角度位置に対して、90度自転した状態となる。そして、自転機構14は、金型ユニット8が第1急熱室20に予め設定されたターンテーブル4の停止時間(以下、タクトタイムという)の42.5%の時間が経過するまで、停止する。
そして、第1急熱室20に滞在している時間の42.5%経過したら、再び、自転機構14が金型ユニット8を平面視で反時計回りに90度回転させる。これにより、金型ユニット8は、第1急熱室20に搬送された直後の相対角度位置に対して、180度自転した状態となる。この状態で、自転機構14は、タクトタイムの7.5%の時間が経過するまで停止する。
自転機構14は、タクトタイムの7.5%の時間停止したら、再び、金型ユニット8が平面視で反時計回りに90度回転する。これにより、金型ユニット8は、第1急熱室20に搬送された直後の相対角度位置に対して、270度自転した状態となる。そして、自転機構14は、金型ユニット8がタクトタイムの42.5%の時間が経過するまで、停止する。
そして、自転機構14は、タクトタイムの42.5%の時間停止したら、再び、金型ユニット8が平面視で反時計回りに90度回転する。これにより、金型ユニット8は、第1急熱室20に搬送された直後の相対角度位置と等しい状態に戻る。この状態で、自転機構14は、タクトタイムの7.5%の時間が経過するまで停止する。
金型ユニット8が自転機構14により第1急熱室20に搬送された直後の相対角度位置と等しい状態まで回転された後、タクトタイムの7.5%の時間が経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、第2急熱室22内へ搬送される。上記のような、タイミングで自転機構14が金型ユニット8を回転させることにより、金型ユニット8が初期角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、金型ユニットが第1急熱室20に滞在している時間の85%となる。
前回のターンテーブル4の回転から予め設定されたタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、第2急熱室22内に搬送される。
第2急熱室22に金型ユニット8が搬送されると、金型ユニット8をガラス屈伏点温度(Ts)程度まで急速加熱する第2急熱ステップが行われる。第2急熱室22内は、ヒータ36によりガラス屈伏点温度(Ts)と同等もしくはそれ以上の温度に保たれている。これにより、第2急熱室22内に搬送された金型ユニット8内のガラス材料60がガラス屈伏点温度(Ts)程度に到達するまで加熱される。
また、これと並行して、第1急熱室20と同様に、制御部15が、金型ユニット8を所定のタイミングで90度ずつ平面視反時計回りに断続的に回転する動作を行うように第2急熱室22の直下の自転機構14を制御する。すなわち、制御部15は、第1急熱室20と同様に、第2急熱室22においても、金型ユニット8が初期相対角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、タクトタイムの85%となるように自転機構14を制御する。
前回のターンテーブル4の回転から予め設定されたタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、均熱室24内に搬送される。
均熱室24に金型ユニット8が搬送されると、金型ユニット8及び内部に収容されたガラス材料60を均熱化する均熱ステップが行われる。均熱室24内は、ヒータ38によりガラス屈伏点温度(Ts)程度に保たれている。これにより、金型ユニット8内及び金型ユニット8内のガラス材料60は、その温度がガラス屈伏点温度(Ts)程度で均一な温度分布となるように、均熱化される。
また、制御部15は、均熱室24においても、第1急熱室20と同様に、金型ユニット8が初期相対角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、タクトタイムの85%となるように自転機構14を制御する。
前回のターンテーブル4の回転から予め設定されたタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、プレス室26内に搬送される。
プレス室26に金型ユニット8が搬送されると、プレスステップが行われる。プレスステップでは、ヒータ42により金型ユニット8をガラス屈伏点温度(Ts)程度に保つように加熱しながら、プレス機構47により金型ユニット8をプレスする。この際、ヒータ42は搬送経路の両側に設けられているため、金型ユニット8の搬送経路の両側の部分が搬送経路の前後の部分に比べて加熱される。しかしながら、上記の通り、第1急熱室20、第2急熱室22、及び均熱室24において、金型ユニット8が初期相対角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、初期相対角度位置で停止している時間よりも長くなるように、自転機構14により自転されているため、金型ユニット8及びガラス材料60に生じる温度分布の不均一を抑制できる。
そして、プレスステップが完了し、前回のターンテーブル4の回転からタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、第1徐冷室28内に搬送される。
第1徐冷室28ではヒータ42により金型ユニット8を加熱しながら、ゆっくりと金型ユニット8を冷却する第1の徐冷ステップが行われる。また、第1徐冷室28においても、制御部15は、第1急熱室20と同様に、金型ユニット8が初期角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、金型ユニット8が第1徐冷室28に滞在している時間の85%となるように自転機構14を制御する。
そして、第1徐冷ステップが完了し、前回の回転から予め設定されたタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、第2徐冷室30内に搬送される。
第2徐冷室30ではヒータ44により金型ユニット8を加熱しながら、ゆっくりと金型ユニット8を冷却する第2の徐冷ステップが行われる。第2徐冷室30内は、搬送経路の両側に設けられたヒータ44によりガラス転移温度よりも10℃高い温度(Tg+10℃)と同等もしくはそれよりも若干低い温度に保たれている。そして、第2徐冷室30においても、制御部15は、第1急熱室20と同様に、金型ユニット8が初期角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、金型ユニット8が第2徐冷室30に滞在している時間の85%となるように自転機構14を制御する。これにより、金型ユニット8内のガラス成形体(プレス処理が完了したガラス材料)60は、ガラス転移温度よりも10℃高い温度(Tg+10℃)で均熱化される。
前回のターンテーブル4の回転からタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が平面視反時計回りに一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、第2徐冷室30から第3徐冷室32内へ搬送される。
第3徐冷室32に金型ユニット8が搬送されると、金型ユニット8をさらに徐冷する第3の徐冷ステップが行われる。第3徐冷室32内は、搬送経路の両側に設けられたヒータ46によりガラス転移温度(Tg)よりも十分に低い温度に保たれている。
そして、第3徐冷室32においても、制御部15は、第1急熱室20と同様に、金型ユニット8が初期角度位置に対して90度又は270度で停止している時間が、金型ユニット8が第3徐冷室32に滞在している時間の85%となるように自転機構14を制御する。これにより、金型ユニット8内のガラス成形体(プレス処理が完了したガラス材料)60は、ガラス転移温度(Tg)よりも十分低い温度まで冷却される。
前回のターンテーブル4の回転からタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各処理室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、内部ケーシング6の外部の急冷部48へ搬送される。
急冷部48に金型ユニット8が搬送されると、急冷ステップが行われる。急冷部48には、ヒータが設置されておらず、装置の周囲と同程度の温度となっている。このため、金型ユニット8及び内部のガラス成形体60は急速に冷却される。なお、急冷部48には、自転機構14が設けられていないが、これは、第3徐冷室32においてガラス成形体60の温度がガラス転移温度(Tg)よりも十分低い温度まで冷却されて固化いるため、急冷部48でガラス成形体60が変形する可能性が低いためである。
さらに、前回のターンテーブル4の回転から予め設定されたタクトタイムが経過すると、内部ケーシング6の周方向端部及び各処理室の間に設けられたシャッターが開かれ、ターンテーブル4が一定角度回転する。これにより、金型ユニット8は型支持部材12に保持された状態で、交換部50へ搬送される。
交換部50に金型ユニット8が搬送されると、交換ステップが行われる。ターンテーブル4の回転が完了し、成形処理が完了したガラス成形体を収容する金型ユニット8が交換部50に到達すると、外部ケーシング2の開口部2Aのシャッターが開かれる。外部ケーシング2の開口部2Aのシャッターが開かれたら、この開口部2Aを通して、成形処理が完了した金型ユニット8は外部へ取り出される。そして、新たなガラス材料60が収容された金型ユニット8がターンテーブル4の回転盤10上に載置される。
以上の工程により、ガラス成形体60の製造が完了する。
以上の工程により、ガラス成形体60の製造が完了する。
本実施形態のように、搬送経路の両側にヒータ34、36、38、40、42、44、46が設けられているガラス成形体の製造装置1では、金型ユニット8の両側から加熱されるため、ヒータ34、36、38、40、42、44、46から受ける熱が金型ユニット8の部分によって異なり、金型ユニット8の表面に温度分布が発生しやすい。これに対して、本実施形態では、制御部15が、各処理室において、金型ユニット8が初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニット8が初期相対角度位置に対して90度又は270度で停止している停止時間が長くなるように、自転機構14を制御している。このため、第1急熱室20、第2急熱室22及び均熱室24において搬送方向の両側に位置する部分が加熱された後、自転機構14により金型ユニット8が自転されて、プレス室26内に搬入される。これにより、金型ユニット8の、直前の処理室(第1急熱室20、第2急熱室22及び均熱室24)においてヒータ34、36、38に対向した部分と異なる部分が、プレス室26に配置されているヒータ40に長時間にわたって対向するように配置される。すなわち、直前の処理室(第1急熱室20、第2急熱室22及び均熱室24)と、プレス室26とにおける、金型ユニット8のヒータ34、36、38、40に対する相対位置を変化させるように金型ユニット8を自転させる構成をとることにより、プレスステップにおける金型ユニット8及び金型ユニット8内のガラス材料60の温度分布の不均一を抑制することができ、良質なガラス成形体を製造することができる。
さらに、本実施形態では、プレス室26において搬送方向の両側に位置する部分が加熱された後、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32において、プレス室26においてヒータ40に対向した部分と異なる部分が、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32に配置されているヒータ42、44、46に長時間にわたって対向するように配置される。すなわち、プレス室26と、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32とにおける、金型ユニット8のヒータ40、42、44、46に対する相対位置を変化させるように金型ユニット8を自転させる構成をとることにより、プレスステップにおいて温度分布の不均一が生じたとしても、金型ユニット8及び金型ユニット8内のガラス材料60の温度分布の不均一を抑制した状態で徐冷することができ、良質なガラス成形体を製造することができる。
また、本実施形態では、制御部15が、金型ユニット8が初期相対角度位置から90度又は270度自転した相対角度位置で停止するように自転機構14を制御するため、プレスステップにおいて、最もヒータ40から放射熱を受けにくい部分が他のステップにおいて、ヒータから最も放射熱を受けることとなり、より効率よく金型ユニット8及び金型ユニット8内のガラス材料60の温度分布の不均一を抑制することができる。
また、本実施形態では、タクトタイムに対する、金型ユニット8が初期相対角度位置から90度自転した相対角度位置である停止時間及び金型ユニット8が初期相対角度位置から270度自転した相対角度位置である停止時間の合計時間の割合が、60%以上85%以下とした。これにより、プレス室26以外の処理室における初期相対角度位置から90度又は270度自転した相対角度位置である停止時間が長すぎることによって、金型ユニット8及びガラス材料60に温度分布の不均一が生じることを防止できる。
なお、本実施形態では、プレス室26以外の各処理室20、22、24、28、30、32において、自転機構14の停止角度位置及び停止角度位置における停止時間の制御を行っているが、少なくとも一室において自転機構の回転の制御を行えば、金型ユニット8及びガラス材料60に温度分布の不均一が生じることを防止できる。ただし、この場合、徐冷室において自転機構の回転の制御を行うことが望ましい。
また、本実施形態では、プレス室26以外の各処理室20、22、24、28、30、32において、同じように自転機構の回転を制御しているが、これに限らず、各処理室で停止角度位置及び停止角度位置における停止時間を変更してもよい。
また、本実施形態では、金型ユニット8を90度ずつ回転させていたが、これに限らず、例えば、60度又は45度ずつ回転させてもよい。なお、このような場合であっても、金型ユニットが各処理室から搬出される角度位置が、搬入された初期相対角度位置と同じであることが望ましい。
また、本実施形態では、第1急熱室20、第2急熱室22、均熱室24、プレス室26、第1徐冷室28、第2徐冷室30、及び第3徐冷室32を備えたガラス成形体の製造装置1を例として説明しているが、これに限らず、プレス室が複数設けられている装置や、徐冷室又は急熱室を一室のみしか備えていないような装置であっても、本発明を適用することができる。すなわち、本発明は、金型ユニットの加熱を行う加熱室、金型ユニットにプレス処理を行うプレス室、及び金型ユニットを冷却する冷却室を備えた装置であれば適用することができる。
以下、図面を参照して本発明を総括する。
本発明のガラス成形体の製造方法は、図1に示すように、ガラス材料が内部に配置された金型ユニット8を所定の搬送経路に沿って搬送するターンテーブル4と、ターンテーブル4に沿って設けられたガラス材料に加熱処理を行う急熱室20、22及び均熱室24、ガラス材料にプレス処理を行うプレス室26、並びにガラス材料に徐冷処理を行う第1~第3徐冷室28、30、32と、これら処理室20、22、24、26、28、30、32の搬送経路の両側に設けられたヒータ34、36、38、40、42、44、46と、を備えたガラス成形体の製造装置1により、ガラス成形体を製造する方法であって、ガラス成形体の製造装置1は、プレス室26以外の各処理室に設けられ、断続的に金型ユニット8を自転させる自転機構14と、自転機構14の停止角度位置及び停止角度位置における停止時間を制御する制御部15と、を備え、急熱室20、22において、ヒータ34、36によりガラス材料に加熱処理を行う加熱ステップと、プレス室26において、ヒータ40によりガラス材料を加熱しながら、ガラス材料にプレス処理を行うプレスステップと、第1~第3徐冷室28、30、32において、ヒータ42、44、46によりプレスが完了した成形体の温度を制御しながら降下させる徐冷ステップと、を備え、徐冷ステップ又は加熱ステップの少なくとも一方において、断続的に金型ユニット8を自転させ、制御部15は、金型ユニット8が各処理室に搬入された直後の搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構14を制御する。
本発明のガラス成形体の製造方法は、図1に示すように、ガラス材料が内部に配置された金型ユニット8を所定の搬送経路に沿って搬送するターンテーブル4と、ターンテーブル4に沿って設けられたガラス材料に加熱処理を行う急熱室20、22及び均熱室24、ガラス材料にプレス処理を行うプレス室26、並びにガラス材料に徐冷処理を行う第1~第3徐冷室28、30、32と、これら処理室20、22、24、26、28、30、32の搬送経路の両側に設けられたヒータ34、36、38、40、42、44、46と、を備えたガラス成形体の製造装置1により、ガラス成形体を製造する方法であって、ガラス成形体の製造装置1は、プレス室26以外の各処理室に設けられ、断続的に金型ユニット8を自転させる自転機構14と、自転機構14の停止角度位置及び停止角度位置における停止時間を制御する制御部15と、を備え、急熱室20、22において、ヒータ34、36によりガラス材料に加熱処理を行う加熱ステップと、プレス室26において、ヒータ40によりガラス材料を加熱しながら、ガラス材料にプレス処理を行うプレスステップと、第1~第3徐冷室28、30、32において、ヒータ42、44、46によりプレスが完了した成形体の温度を制御しながら降下させる徐冷ステップと、を備え、徐冷ステップ又は加熱ステップの少なくとも一方において、断続的に金型ユニット8を自転させ、制御部15は、金型ユニット8が各処理室に搬入された直後の搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構14を制御する。
また、本発明のガラス成形体の製造装置1は、図1に示すように、ガラス材料が内部に配置された金型ユニット8を所定の搬送経路に沿って搬送するターンテーブル4と、ターンテーブル4に沿って設けられたガラス材料に加熱処理を行う急熱室20、22及び均熱室24、ガラス材料にプレス処理を行うプレス室26、並びにガラス材料に徐冷処理を行う第1~第3徐冷室28、30、32と、これら処理室20、22、24、26、28、30、32の搬送経路の両側に設けられたヒータ34、36、38、40、42、44、46と、を備えたガラス成形体の製造装置であって、さらに、ガラス成形体の製造装置1は、プレス室26以外の処理室に設けられ、断続的に金型ユニット8を自転させる自転機構14と、自転機構14の停止角度位置及び停止角度位置における滞在時間を制御する制御部15と、を備え、制御部15は、金型ユニット8が各処理室に搬入された直後の搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、自転機構14を制御する。
1 ガラス成形体の製造装置
2 外部ケーシング
4 ターンテーブル
6 内部ケーシング
8 金型ユニット
10 回転盤
12 型支持部材
14 自転機構
15 制御部
20 第1急熱室
22 第2急熱室
24 均熱室
26 プレス室
28 第1徐冷室
30 第2徐冷室
32 第3徐冷室
34、36、38、40、42、44、46 ヒータ
45 支持台
47 プレス機構
48 急冷部
50 交換部
52 金型
54 上型
56 下型
58 同型
60 ガラス材料(ガラス成形体)
2 外部ケーシング
4 ターンテーブル
6 内部ケーシング
8 金型ユニット
10 回転盤
12 型支持部材
14 自転機構
15 制御部
20 第1急熱室
22 第2急熱室
24 均熱室
26 プレス室
28 第1徐冷室
30 第2徐冷室
32 第3徐冷室
34、36、38、40、42、44、46 ヒータ
45 支持台
47 プレス機構
48 急冷部
50 交換部
52 金型
54 上型
56 下型
58 同型
60 ガラス材料(ガラス成形体)
Claims (11)
- ガラス材料が内部に配置された金型ユニットを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、
前記搬送経路に沿って設けられた前記ガラス材料に加熱処理を行う加熱室、前記ガラス材料にプレス処理を行うプレス室、及び前記ガラス材料に徐冷処理を行う徐冷室と、
前記加熱室、プレス室、及び徐冷室の前記搬送経路の両側に設けられたヒータと、を備えたガラス成形体の製造装置により、ガラス成形体を製造する方法であって、
前記ガラス成形体の製造装置は、前記徐冷室又は加熱室の少なくとも一方に設けられ、断続的に前記金型ユニットを自転させる自転機構と、
前記自転機構の停止角度位置及び停止角度位置における停止時間を制御する制御部と、を備え、
前記加熱室において、前記ヒータにより前記ガラス材料に加熱処理を行う加熱ステップと、
前記プレス室において、前記ヒータにより前記ガラス材料を加熱しながら、前記ガラス材料にプレス処理を行うプレスステップと、
前記徐冷室において、前記ヒータにより前記プレスした成形体の温度を制御しながら降下させる徐冷ステップと、を備え、
前記徐冷ステップ又は加熱ステップの少なくとも一方の室において、前記自転機構により断続的に前記金型ユニットを自転させ、
前記制御部は、前記金型ユニットが前記徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に搬入された直後の前記搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、前記金型ユニットが前記初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、前記自転機構を制御する、ガラス成形体の製造方法。 - 前記制御部は、前記金型ユニットが前記徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に搬入されてから搬出されるまでの間に、前記初期相対角度位置から90度又は270度自転した相対角度位置で最も長い時間停止するように前記自転機構を制御する、請求項1に記載のガラス成形体の製造方法。
- 前記制御部は、前記金型ユニットが前記初期相対角度位置から90度自転した相対角度位置で停止している停止時間と、前記金型ユニットが前記初期相対角度位置から270度自転した相対角度位置で停止している停止時間とが等しくなるように前記自転機構を制御する、請求項2に記載のガラス成形体の製造方法。
- 前記搬送機構は、ターンテーブルを有し、
前記加熱室、プレス室、及び徐冷室は、前記ターンテーブル上に円周に沿って配置されている、請求項1から3の何れか1項に記載されたガラス成形体の製造方法。 - 前記徐冷ステップ又は加熱ステップの両方において、前記金型ユニットの自転を行う、請求項1から4の何れか1項に記載されたガラス成形体の製造方法。
- 前記少なくとも一方の室に搬入されてから搬出されるまでの時間であるタクトタイムに対する、前記金型ユニットが前記初期相対角度位置から90度自転した相対角度位置である停止時間及び前記金型ユニットが前記初期相対角度位置から270度自転した相対角度位置である停止時間の合計時間の割合が、60%以上85%以下である、請求項5に記載されたガラス成形体の製造方法。
- 前記金型ユニットは、前記ガラス成形体の形状に対応する成形面を有する成形型と、前記成形型を保持する型支持部材とを有する、請求項1から6の何れか1項に記載されたガラス成形体の製造方法。
- 前記搬送機構は、開口が形成されたターンテーブルを有し、
前記金型ユニットは前記開口を跨ぐように前記ターンテーブルに載置されて搬送され、
前記自転機構は、前記ターンテーブルの下方に配置され、上下方向に伸張可能であり、かつ、中心軸を中心に自転可能な自転軸を有する、
請求項1から7の何れか1項に記載されたガラス成形体の製造方法。 - ガラス材料が内部に配置された金型ユニットを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、
前記搬送経路に沿って設けられた、前記ガラス材料に加熱処理を行う加熱室、前記ガラス材料にプレス処理を行うプレス室、及び前記成形体に徐冷処理を行う徐冷室と、
前記加熱室、プレス室、及び徐冷室の前記搬送経路の両側に設けられたヒータと、を備えたガラス成形体の製造装置であって、
さらに、前記ガラス成形体の製造装置は、前記徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に設けられ、断続的に前記金型ユニットを自転させる自転機構と、
前記自転機構の停止角度位置及び停止角度位置における滞在時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、金型ユニットが前記徐冷室又は加熱室の少なくとも一方の室に搬入された直後の前記搬送経路に対する初期相対角度位置で停止している停止時間よりも、金型ユニットが前記初期相対角度位置と異なる相対角度位置で停止している停止時間が長くなるように、前記自転機構を制御する、ガラス成形体の製造方法。 - 前記金型ユニットは、前記ガラス成形体の形状に対応する成形面を有する成形型と、前記成形型を保持する型支持部材とを有する、請求項9に記載されたガラス成形体の製造装置。
- 前記搬送機構は、開口が形成されたターンテーブルを有し、
前記金型ユニットは前記開口を跨ぐように前記ターンテーブルに載置されて搬送され、
前記自転機構は、前記ターンテーブルの下方に配置され、上下方向に伸張可能であり、かつ、中心軸を中心に自転可能な回転軸を有する、
請求項9又は10に記載されたガラス成形体の製造装置。
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