WO2020009209A1

WO2020009209A1 - 成形型の分解組立装置

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Publication number: WO2020009209A1
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Inventors: 藤本　忠幸
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Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-01-09
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Abstract

本発明は、安価な構成で効率良く確実に複数の成形型の分解組立を行える成形型の分解組立装置を提供することを目的とする。本発明の成形型の分解組立装置において、成形型ホルダの複数の収容孔に複数の成形型を挿入し、各成形型が胴型の型ガイド孔に上下から挿入される上型及び下型を備え、下型は型ガイド孔への挿入規制を受ける大径部を有する。成形型ホルダは各収容孔内に突出する環状の胴型規制部を有し、胴型規制部は、胴型の下端面に当接して下方への胴型の移動を規制し、且つ下型の大径部の通過を許す。固定手段により成形型ホルダを固定した状態で、押圧手段によって複数の胴型を上方から下方に押圧して、胴型規制部によって各胴型の下端面が下方への移動規制を受ける状態にすると共に、複数の下型を下方から支持する台座を下方に移動させて、各下型を対応する型ガイド孔及び収容孔から下方に離脱させる。

Description

成形型の分解組立装置

　本発明は、プレス成形用の成形型の分解組立装置に関する。
に関する。

　プレス成形用の成形型として、胴型に挿入される上型と下型を備え、所定以上の温度に加熱した状態で上型と下型を接近させてガラス材料をプレスして、ガラスレンズ等のガラス製品を形成するものが知られている。プレス加工後に上型と下型を分離させて成形後のガラス製品を取り出し、次に加工するガラス材料を上型と下型の間に設置して再びプレス加工を行う、というサイクルで順次製造を実行する。

　被成形物としてガラスレンズのように両面に高度な精度が要求される光学素子を成形する成形型は、成形精度を確保するために、胴型に対する上型及び下型のクリアランスが極めて小さく設定されている。そのため、成形完了後の上型と下型の分解や、次に成形を行う際の胴型への上型や下型の組み付けは、互いの中心軸を精密に位置合わせした上で、ブレや傾きを生じさせずに軸方向へ移動させる必要がある。こうした成形型の分解や組み立ての作業を、上型や下型を機械的に保持しながら移動させる分解組立装置で行わせるには、非常に高度な動作精度が要求され、高価な装置を要することになる。そのため、ガラス製光学素子用の成形型の分解や組み立ては手作業で行う場合が多かった。特許文献１では、こうした成形型の分解や組み立てを安価且つ容易に機械化する技術が提案されている。

特許第２６６５０１８号公報

　ガラス製光学素子を大量生産する成形装置では、製造効率向上のために、複数の成形型を共通の保持部材に保持させて搬送し、加熱、プレス、冷却等の各工程を複数の成形型に対してまとめて実行するものが実用化されている。このタイプの成形装置では、先に述べた上型と下型の分解及び組み立ての作業に加えて、保持部材に対する各成形型の着脱作業も行う必要があり、これらを効率化したいという要求があった。特に、手作業によらずに機械化された分解組立装置が望まれている。

　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、安価な構成で効率良く確実に複数の成形型の分解組立を行える成形型の分解組立装置を提供することを目的とする。

　本発明は、上下方向に貫通する複数の収容孔を有する成形型ホルダにより複数の成形型を保持して、複数の成形型によって複数のガラス製光学素子をまとめてプレス成形する成形装置における、成形型の分解組立装置に関するものである。各成形型は胴型と上型と下型とを有する。胴型は、上下方向に貫通する型ガイド孔を有する。上型は、上方から型ガイド孔に挿入されて、所定の挿入位置で胴型に対する下方への移動を規制される。下型は、下方から型ガイド孔に挿入される軸部と、該軸部よりも大径且つ胴型の外径よりも小径で型ガイド孔に対する挿入を規制される大径部とを有する。胴型の型ガイド孔内で上型と下型の接近によりガラス製光学素子をプレス成形する。成形型ホルダは、複数の収容孔内にそれぞれ環状に突設される胴型規制部を有し、胴型規制部は、胴型の下端面の当接により該胴型の下方への移動を規制し、且つ下型の大径部の上下方向への通過を許す。分解組立装置は、成形型ホルダを固定する固定手段と、それぞれが上下方向に移動可能な押圧手段及び台座とを備える。押圧手段は、固定手段により成形型ホルダが固定された状態で複数の胴型を上方から下方に押圧して、胴型規制部によってそれぞれの胴型の下端面が下方への移動規制を受ける状態にする。台座は、固定手段により成形型ホルダが固定された状態で複数の下型を下方から支持し、下方へ移動して、複数の下型を対応する型ガイド孔及び収容孔から下方に離脱させる。

　この本発明の成形型の分解組立装置では、固定手段により成形型ホルダを保持した状態で、押圧手段による複数の胴型に対する上方からの押圧と、複数の下型を支持する台座の下方への移動とによって、下型を取り外すことができる。また、台座を上方に移動させて、複数の下型を再び組み付けることができる。複数の胴型及び上型は、下方に離脱した各下型による支えがなくなった状態でも、収容孔内に設けた胴型規制部によって、成形型ホルダ側に継続して保持される。従って、それぞれの成形型の分解と組み立てを効率及び精度良く行うことが可能である。また、押圧手段や台座は上下方向に動作するシンプルなものであるため、複雑で高価な装置を要さない。

　胴型規制部よりも下型の大径部の方が上下方向の厚さが大きく、プレス成形を行うとき、複数の下型の下面と成形型ホルダの下面が略面一で支持され、複数の下型のそれぞれの大径部が対応する胴型の下端面に当接し、且つ複数の胴型のそれぞれの下端面が対応する胴型規制部から上方に離間するようにすることが好ましい。これにより、プレス成形時には、成形型ホルダによる干渉を受けずに、高い精度で胴型と下型の相対位置を定めることができる。

　複数の下型の下面を台座に吸引する吸引手段を有し、台座の下方への移動によって複数の下型を対応する型ガイド孔及び収容孔から下方に離脱させるときに、吸引手段を用いて台座に複数の下型を吸引保持することが好ましい。これにより、それぞれの成形型において、胴型の型ガイド孔と下型の軸部との間のクリアランスが極めて小さく摺動抵抗が大きくなりやすい場合でも、型ガイド孔に対する下型の軸部の離脱を確実に行わせることができる。

　押圧手段は、台座とは独立して上下方向に移動可能な昇降部に対して付勢手段を介して支持されており、昇降部が下方に移動して押圧手段が複数の胴型に当接したとき、付勢手段によって押圧手段が下方に押圧付勢されるようにしてもよい。これにより、複数の胴型の位置や移動のばらつきを吸収して、適切な負荷で各胴型を押圧することができる。

　複数の胴型はそれぞれ型ガイド孔の下端側の一部に、下端面から離れて上方に進むにつれて内径を小さくするテーパ面を有することが好ましい。これにより、それぞれの成形型において、胴型の型ガイド孔と下型の軸部との間のクリアランスが極めて小さい場合でも、分解後の各下型の軸部を対応する型ガイド孔内に再度挿入させやすくなる。

　以上の本発明の成形型の分解組立装置によれば、安価な構成で効率良く確実に複数の成形型の分解組立を行うことができる。

本実施形態の成形装置の概略構造を示す上面図である。成形型ユニットの分解斜視図である。成形型ユニットの一部を示す断面図である。プレス成形完了後の成形型ユニットを分解組立装置に搬送した状態の断面図である。分解組立装置でプランジャが成形型ユニットの複数の胴型に当接した状態の断面図である。分解組立装置でプランジャが複数の胴型を下方へ押圧した状態を示す断面図である。分解組立装置で台座を下方に移動させている状態を示す断面図である。分解組立装置で成形型ユニットから複数の下型が離脱した分解状態を示す断面図である。

　図１は、本発明を適用した成形装置全体の概略構造を示している。本実施形態の成形装置１０は、ガラスプリフォーム９５（図８参照）をプレス成形してガラス製の光学素子であるガラスレンズ９０（図８参照）を製造するものである。図１に示すように、成形装置１０は、供給部１１、加熱部１２、プレス部１３、徐冷部１４、取出部１５、分解組立装置１６を備えており、成形型ユニット１７を順次移送しながら加工を行う。供給部１１から取出部１５までは、組立状態の成形型ユニット１７（図４参照）を一連の移送ラインで移送する。分解組立装置１６では、成形型ユニット１７の分解と組み立てを行う。

　より詳しくは、供給部１１は、分解組立装置１６で組み立てられた成形型ユニット１７を受け取って移送ライン上に供給する部分である。加熱部１２は、成形対象であるガラスプリフォーム９５を加熱して軟化させる部分である。プレス部１３は、軟化したガラスプリフォーム９５を後述する上型３０と下型４０（図２以降参照）によってプレス成形する部分である。徐冷部１４は、成形後のガラスレンズ９０を含む成形型ユニット１７を冷却する部分である。取出部１５は、冷却後の成形型ユニット１７を移送ラインから取り出す部分である。分解組立装置１６は、成形型ユニット１７を部分的に分解して成形後のガラスレンズ９０を取り出すと共に、次に成形するガラスプリフォーム９５を上型３０と下型４０の間にセットして成形型ユニット１７を組み立てる部分である。供給部１１から取出部１５までの移送ラインや分解組立装置１６は、図示を省略するチャンバー内に設置されており、チャンバー内を不活性ガスで満たして酸素濃度を所定値以下にした状態で成形加工を行うことができる。

　図２から図８に示すように、成形型ユニット１７は、各々が胴型２０と上型３０と下型４０で構成される成形型１８を複数備え、この複数個の成形型１８を成形型ホルダ５０によって保持したものである。本実施形態では、１つの成形型ホルダ５０が７つの成形型１８を保持する。すなわち、成形型ユニット１７は、１つの成形型ホルダ５０と７つの成形型１８により構成されている。図２及び図３では１つの成形型１８を代表的に示しているが、他の成形型１８も同じ構造になっている。

　１つの成形型１８で１つのガラスレンズ９０が成形される。図２及び図３に示す基準軸Ｘは、成形型１８により成形されるガラスレンズ９０の光軸に一致するものである。上型３０と下型４０は、それぞれの中心軸が基準軸Ｘと一致するように胴型２０に支持された状態で、ガラスプリフォーム９５を間に挟んでプレスしてガラスレンズ９０を製造する。ガラスレンズ９０は非球面レンズであり、図８に示すように、レンズ面として凹面９１と凸面９２を表裏に有する。

　成形装置１０における供給部１１から取出部１５までの移送ラインと分解組立装置１６では、各成形型１８における基準軸Ｘが上下方向に向くようにして、成形型ユニット１７が設置される。以下の説明では、基準軸Ｘに沿う方向を上下方向とし、基準軸Ｘに対して垂直な方向を径方向とする。

　成形型１８を構成する胴型２０、上型３０、下型４０は、高温下でのプレス加工における破損や劣化が生じにくいように、耐熱性及び耐久性に優れる材質で形成されている。具体的には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）や窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）のようなセラミックス、あるいは超硬合金のような金属で形成されている。また、成形型ホルダ５０も同様に、耐熱性及び耐久性に優れる材質で形成されている。

　胴型２０は、基準軸Ｘを囲む円筒状体であり、外径サイズが一定の円筒状の外面を有している。胴型２０の内部には型ガイド孔２１が形成されている。型ガイド孔２１は、胴型２０を上下方向に貫通して上下に開口している。型ガイド孔２１の上端側の一部は、内径を拡大した上型支持孔２２になっている。上型支持孔２２の下端部分には、胴型２０の径方向に延びる上型規制面２３が形成されている。胴型２０の下端には、型ガイド孔２１の開口部分の周囲に、胴型２０の径方向に延びる下端面２４が形成されている。上型規制面２３は上方を向く環状の面であり、下端面２４は下方を向く環状の面である。また、型ガイド孔２１の下端側の一部には、下端面２４から離れて上方に進むにつれて内径を小さくする円錐状のテーパ面２５が形成されている。型ガイド孔２１は、上型支持孔２２及びテーパ面２５の箇所を除いて、内径サイズが一定の円筒状の内面を有している。

　上型３０は、上下方向に伸びる軸部３１と、軸部３１の上部に位置する鍔状の大径部３２と、大径部３２から上方に突出する突出部３３とを有する。軸部３１は基準軸Ｘを中心とする円柱形状をなし、下方を向く先端に成形面３４が形成されている。大径部３２は、軸部３１と同軸上に位置し、軸部３１よりも大径の円柱形状である。突出部３３は、軸部３１及び大径部３２と同軸上に位置し、軸部３１と同じ径の円柱形状である。成形面３４は、ガラスレンズ９０の凹面９１に対応する形状の凸状の面である。軸部３１と大径部３２の境界部分には、上型３０の径方向に延びる、環状で下向きの規制面３５が形成されている。

　上型３０の軸部３１は、胴型２０の型ガイド孔２１に対して上方から挿入され、この挿入状態で上下方向へ摺動可能に案内される。軸部３１の外径が型ガイド孔２１（上型支持孔２２及びテーパ面２５を除く部分）の内径に対応し、大径部３２の外径が上型支持孔２２の内径に対応する。軸部３１と型ガイド孔２１の間の径方向のクリアランスは極めて小さく（例えば数μｍ）、胴型２０によって上型３０の径方向位置及び角度（基準軸Ｘとの平行度）が精密に決められる。胴型２０に対して上型３０は、規制面３５が上型規制面２３に当接する位置まで挿入することができ、当該位置よりも下方への上型３０の移動は規制される（図４から図８参照）。この状態で、突出部３３が胴型２０から上方に突出する。

　下型４０は、上下方向に伸びる軸部４１と、軸部４１の下部に位置する鍔状の大径部４２とを有する。軸部４１は基準軸Ｘを中心とする円柱形状をなし、上方を向く先端側に成形面４３（図２参照）が形成されている。大径部４２は、軸部４１と同軸上に位置し、軸部４１よりも大径で、胴型２０の外径よりも小径の円柱形状である。成形面４３は、ガラスレンズ９０の凸面９２に対応する形状の凹状の面であり、成形面４３の周縁には上方に突出する円筒部４４が形成されている（図２参照）。なお、図３から図８の断面では、成形面４３と円筒部４４の図示を省略している。軸部４１と大径部４２の境界部分には、下型４０の径方向に延びる、環状で上向きの規制面４５が形成されている。

　下型４０の軸部４１は、胴型２０の型ガイド孔２１に対して下方から挿入され、この挿入状態で上下方向へ摺動可能に案内される。軸部４１の外径が型ガイド孔２１（上型支持孔２２及びテーパ面２５を除く部分）の内径に対応する。軸部４１と型ガイド孔２１の間の径方向のクリアランスは極めて小さく（例えば数μｍ）、胴型２０によって下型４０の径方向位置及び角度（基準軸Ｘとの平行度）が精密に決められる。胴型２０に対して下型４０は、規制面４５が下端面２４に当接する位置まで挿入することができ、当該位置よりも上方への下型４０の移動は規制される（図４から図６参照）。この状態で、大径部４２が胴型２０から下方に突出する。大径部４２の外径は胴型２０の外径よりも所定量小さく、規制面４５が下端面２４に当接する状態で、下端面２４の外径側の周縁部には、規制面４５が当接しない環状の領域が存在する。

　型ガイド孔２１に対して上方から軸部３１を挿入し、型ガイド孔２１に対して下方から軸部４１を挿入することにより、胴型２０に対して上型３０と下型４０が組み合わされて成形型１８が構成される。型ガイド孔２１内に軸部３１と軸部４１を挿入した状態で、成形面３４と成形面４３が上下方向に対向する。

　成形型ホルダ５０は、円柱状の胴体内に、上下方向へ貫通する７つの収容孔５１を有しており、各収容孔５１内に１つの成形型１８を挿入保持可能である。７つの収容孔５１は全て同じ形状及び寸法である。収容孔５１の下端側には、内径方向へ環状に突設されて開口径を小さくした胴型規制部５２が形成されている。収容孔５１は、胴型規制部５２の形成箇所を除いて、内径サイズが一定の円筒状の内面を有している。胴型規制部５２の上面として、成形型ホルダ５０の径方向に延びる胴型対向面５３が形成されている。胴型対向面５３は、上方を向く環状の面である。

　それぞれの成形型１８における胴型２０は、成形型ホルダ５０の収容孔５１に対して上方から上下方向へ摺動可能に挿入される。収容孔５１と胴型２０の間の径方向のクリアランスは、胴型２０（型ガイド孔２１）に対する上型３０（軸部３１）及び下型４０（軸部４１）の径方向のクリアランスよりも大きい（例えば数十μｍ）。胴型２０単体としては、下端面２４（下型４０の規制面４５が当接しない外径側の周縁領域）が胴型対向面５３に当接する位置まで収容孔５１に挿入することができ、当該位置よりも下方への胴型２０の移動は規制される（図６から図８参照）。下端面２４が胴型対向面５３に当接する状態で、胴型２０の上端が収容孔５１から上方へ僅かに突出する。

　成形型ホルダ５０の胴型規制部５２は、下方への胴型２０の通過を許さず、且つ上下方向への下型４０の大径部４２の通過を許す内径を備えている。すなわち、胴型２０の外径は胴型規制部５２の内径よりも大きく、大径部４２の外径は胴型規制部５２の内径よりも小さい。胴型規制部５２と大径部４２の間の径方向のクリアランスは、型ガイド孔２１と軸部４１の間のクリアランスよりも大きい（例えば数十μｍ）。従って、下型４０は、軸部４１が型ガイド孔２１に挿入された状態で、大径部４２の外面と胴型規制部５２の内面の当接による干渉を受けることなく、胴型２０によって径方向に位置決めすることができる。

　大径部４２は胴型規制部５２よりも上下方向の厚みが大きい。そのため、図４から図６のように、下型４０（大径部４２）の下面位置が成形型ホルダ５０（胴型規制部５２）の下面位置と一致する（面一になる）状態では、規制面４５が胴型対向面５３よりも上方に位置する。

　成形型ホルダ５０を図１のように上面視すると、７つの収容孔５１は隣接する他の収容孔５１と互いに等間隔に配置されている。すなわち、７つの収容孔５１は、上面視で正六角形の各頂点と中心に各々の中心軸（成形型１８における基準軸Ｘ）が位置するように配置されている。

　図４から図８に示すように、分解組立装置１６は、台座６０と、台座６０の上方に位置するプランジャ（押圧手段）７０と、固定機構（固定手段）８０を備えている。台座６０は昇降機構６５によって上下に移動させることができる。プランジャ７０は、昇降機構７５によって上下に移動させることが可能な上方昇降部（昇降部）７４に対して、複数の圧縮バネ（付勢手段）７６を介して吊り下げて支持されている。昇降機構６５と昇降機構７５は、周知のピストンやシリンダやアクチュエータ等で構成されており、詳細の図示及び説明を省略する。固定機構８０は、成形型ホルダ５０を側方から保持して固定的に支持する。

　台座６０は、成形型ユニット１７を構成する全ての下型４０を同時に載置可能な載置面６１を有する。載置面６１上には、各下型４０に対応する位置関係で複数の吸引凹部６２が形成されている。図４から図８には、同一断面上に位置する３つの吸引凹部６２が図示されているが、各成形型ユニット１７の７つの下型４０に対応して、７つの吸引凹部６２を備える。載置面６１は、各吸引凹部６２の形成箇所を除いて、水平方向に延びる平面形状になっている。

　各吸引凹部６２の開口の大きさは、下型４０における大径部４２の下面よりも小さく、載置面６１上の所定位置に下型４０を載置した状態では、各吸引凹部６２が下型４０によって覆われる。各吸引凹部６２には個別に吸引通路６３が接続している。各吸引通路６３は真空ポンプからなる吸引源６４に個別に接続している。吸引通路６３と吸引源６４は、７つの吸引凹部６２に対応してそれぞれ７つ設けられている。各吸引源６４を駆動すると、各吸引通路６３を経由して各吸引凹部６２に吸引力を作用させることができる。すなわち、それぞれの吸引凹部６２と吸引通路６３と吸引源６４により、複数の下型４０の下面を台座６０の載置面６１上に吸引保持する吸引手段が構成されている。

　プランジャ７０は、成形型ユニット１７を構成する全ての胴型２０に対応する数と配置の押圧部７１を有する。図４から図８には、同一断面上に位置する３つの押圧部７１が図示されているが、各成形型ユニット１７の７つの胴型２０に対応して、７つの押圧部７１を備える。各押圧部７１は、胴型２０の上端面に当接可能な下向きの環状の当接面７２を下端に有する。当接面７２に囲まれる内側に、下方に向けて開口する凹部７３が形成されている。

　当接面７２は、胴型２０の上端面よりも径方向の幅が大きい。そのため、胴型２０の上端面に当接した状態（図５から図８）で、当接面７２の内径側の一部が上型支持孔２２の内面よりも内径側に位置し、且つ当接面７２の外径側の一部が胴型２０の外面よりも外径側に位置する。凹部７３内に上型３０の突出部３３が進入可能である（図５から図８参照）。凹部７３と突出部３３の間には径方向及び上下方向に大きなクリアランスが確保されており、突出部３３は凹部７３の内面に当接することなく進入する。

　プランジャ７０から上方へ複数のガイド軸７７が突出している。各ガイド軸７７は、上方昇降部７４に形成したガイド孔に対して上下方向に摺動可能に挿入されている。ガイド軸７７がガイド孔の案内を受けることにより、プランジャ７０は、上下方向に直進移動するように支持される。各ガイド軸７７は圧縮バネ７６に挿通されている。各圧縮バネ７６は、上端が上方昇降部７４に接続し、下端がプランジャ７０に接続している。昇降機構７５によって上方昇降部７４が上下に移動すると、複数の圧縮バネ７６を介して吊り下げられたプランジャ７０が、ガイド軸７７で直進案内されながら上下に移動する。

　固定機構８０は、成形型ホルダ５０の外周部を挟むクランプ部（図４から図８に表れている部分）と、クランプ部を成形型ホルダ５０に押し付ける力を付与する押圧部（図示略）とを備えている。クランプ部は、成形型ホルダ５０を挟持した状態で、各成形型１８の基準軸Ｘが上下方向（鉛直方向）に向くように、成形型ユニット１７の向きを高精度に定めて固定することができる。

　成形装置１０は、全体的な制御を統括する制御回路（図示略）を備える。制御回路は、供給部１１から取出部１５までの各部の動作制御に加えて、分解組立装置１６における、吸引源６４や昇降機構６５、７５等の動作を制御する。以下の分解組立装置１６における各動作は、制御回路の制御によって実行される。

　以上の成形装置１０における加工の概略を説明する。供給部１１から取出部１５までの移送ライン上では、成形型ユニット１７の各成形型１８は、上型３０の軸部３１と下型４０の軸部４１をそれぞれ胴型２０の型ガイド孔２１内に挿入させている。より詳しくは、成形型ユニット１７は、複数の下型４０の下面と成形型ホルダ５０の下面とが略面一になるように載置されており、胴型２０と下型４０と成形型ホルダ５０は、図４及び図５に示す位置関係になっている。すなわち、大径部４２と胴型規制部５２の上下方向の厚みの差によって、下型４０の規制面４５が成形型ホルダ５０の胴型対向面５３よりも上方に位置している。これに応じて、胴型２０の下端面２４は、規制面４５に当接し、胴型対向面５３から上方に離間している。

　成形型ユニット１７が供給部１１に搬送された段階では、各成形型１８において、上型３０の成形面３４と下型４０の成形面４３の間にガラスプリフォーム９５（図８参照）を挟んでいる。上型３０は、ガラスプリフォーム９５の厚みに応じて、胴型２０に対して図４及び図５に示す位置よりも上方に突出している。加熱部１２では、ガラスプリフォーム９５のガラス転移温度よりも高い温度まで加熱して、ガラスプリフォーム９５を軟化させる。

　続いて、プレス部１３において、図示を省略するピストン等を用いて各成形型１８の上型３０を下方に押圧する。このとき、胴型２０から上方に突出している突出部３３、又は突出部３３の周囲に位置する大径部３２を押圧する。押圧された上型３０の軸部３１が下方に移動すると、成形面３４が下型４０の成形面４３に接近して、ガラスプリフォーム９５をプレスしてガラスレンズ９０が成形される。このとき、下型４０の規制面４５と胴型２０の下端面２４が当接し、胴型２０の下端面２４は成形型ホルダ５０の胴型対向面５３から離間しているので（図４及び図５参照）、各成形型１８の上下方向の位置管理に成形型ホルダ５０が関与しない。これにより、複数の成形型１８がそれぞれ、他の成形型１８や成形型ホルダ５０の干渉を受けずに、個別に高い精度でプレス加工を行うことができる。上型３０は、規制面３５が上型規制面２３に当接する位置まで押し込まれ、各成形型１８は図４及び図５に示す状態になる。

　プレス加工後の成形型ユニット１７を徐冷部１４で冷却し、取出部１５で移送ラインから成形型ユニット１７を取り出して分解組立装置１６に移す。図４から図８を参照して、分解組立装置１６における成形型１８の分解と組み立てを説明する。

　分解組立装置１６に搬送された成形型ユニット１７は、図４に示すように台座６０とプランジャ７０の間に配置される。台座６０の載置面６１上に成形型ユニット１７が載置される。固定機構８０が成形型ホルダ５０を側方から保持して、成形型ホルダ５０の位置を固定させる。

　成形型ユニット１７は、複数の下型４０が載置面６１上の複数の吸引凹部６２を塞ぐように位置が定められる。図４の状態では、先に述べたプレス部１３での工程と同様に、載置面６１上に支持されている下型４０の下面と成形型ホルダ５０の下面とが略面一の関係になっている。そして、大径部４２と胴型規制部５２の上下方向への厚みの差によって、各成形型１８の胴型２０は、下端面２４を規制面４５に当接させ、下端面２４を胴型対向面５３に対して上方へ離間させている。これにより、各成形型１８は、胴型２０と上型３０を成形型ホルダ５０から所定量上方へ突出させた状態となる。プランジャ７０は、成形型ユニット１７から上方に離れた退避位置にあり、複数の押圧部７１が複数の成形型１８と上下に対向する位置関係にある。特に、各押圧部７１の当接面７２が、各胴型２０の上端面に対向している。

　図４に示すように成形型ユニット１７の設置が完了したら、昇降機構７５を駆動して上方昇降部７４を下降させる。上方昇降部７４の下降に伴って、圧縮バネ７６で吊り下げられたプランジャ７０が下降して成形型ユニット１７に接近し、各押圧部７１の当接面７２が、対向関係にある各胴型２０の上端面に当接する（図５参照）。プランジャ７０は、ガイド軸７７が上方昇降部７４のガイド孔により直進案内されるため、成形型ユニット１７に対する位置ずれを生じることなく、確実に各当接面７２が各胴型２０の上端面に当接する。

　上方昇降部７４がさらに下降すると、上方昇降部７４とプランジャ７０の間で圧縮バネ７６が圧縮され、圧縮された圧縮バネ７６が復元しようとして、プランジャ７０を下方へ押圧する付勢力が生じる。なお、各圧縮バネ７６の中心にガイド軸７７が通されているため、各圧縮バネ７６が圧縮する際に座屈が生じない。この圧縮バネ７６からの付勢力によってプランジャ７０の各押圧部７１が各胴型２０を下方に押し込む。すると、固定機構８０によって固定されている成形型ホルダ５０に対して、各成形型１８が下方に移動される。より詳しくは、胴型２０が成形型ホルダ５０の収容孔５１内を下方に移動する。胴型２０は、下端面２４が胴型対向面５３に当接する規制位置（図６）まで成形型ホルダ５０に対して下方に移動可能であり、規制位置よりも下方への移動は胴型規制部５２によって規制される。

　プランジャ７０による各胴型２０の押圧を圧縮バネ７６の付勢力を用いて行っているため、複数の胴型２０の位置や移動のばらつきを吸収しながら適度な負荷で確実に動作させることができる。仮に、プランジャ７０と上方昇降部７４を剛体で直結して一体的に移動させると、このようなばらつき吸収機能をプランジャ７０が有さずに、特定の成形型１８に過大な負荷が作用してしまうおそれがある。

　各成形型１８において、胴型２０に伴って上型３０も下方へ移動する。プランジャ７０の当接面７２の内径側の一部が大径部３２の上方に位置している（上型支持孔２２の開口を部分的に塞いでいる）。そのため、上型３０が自重で胴型２０と共に下降しない場合でも、胴型２０から上方への上型３０の離脱は、プランジャ７０の当接面７２によって制限される。

　各収容孔５１内で各胴型２０が下方に移動すると、下端面２４が規制面４５を押圧して、各下型４０も成形型ホルダ５０に対して下方へ移動される。各下型４０を介して台座６０も下方へ押し込まれて、載置面６１が成形型ホルダ５０の下面から僅かに離間する（図６参照）。

　各胴型２０の下端面２４が胴型対向面５３に当接するまでの間は、プランジャ７０側からの押圧力（付勢力）によって各成形型１８及び台座６０が下方へ移動する。下端面２４が胴型対向面５３に当接した段階で、各胴型２０は成形型ホルダ５０に対して下方へそれ以上移動できなくなる。各上型３０は、胴型２０の上型規制面２３に対する規制面３５の当接によって、成形型ホルダ５０に対するそれ以上の下方への移動が規制される。

　続いて、昇降機構６５を駆動して台座６０を下方へ移動させる。このとき、吸引源６４を駆動して各下型４０を台座６０上に吸引保持する。胴型２０及び上型３０とは異なり、下型４０は、大径部４２が胴型規制部５２の内側を上下方向に通過可能であり、成形型ホルダ５０による下方への移動制限を受けない形状である。そのため、台座６０が下方へ移動すると、載置面６１に載置されている各下型４０が台座６０に追随して、成形型ホルダ５０及び胴型２０に対して下方へ移動する（図７参照）。ガラスレンズ９０は、各下型４０と共に下方へ移動する。図７は、各下型４０の軸部４１が対応する胴型２０の型ガイド孔２１から下方に離脱する少し前の状態を示している。このとき、大径部４２は胴型規制部５２内で下方に移動して、胴型２０の下端面２４から規制面４５を離間させている。

　各下型４０における軸部４１と各胴型２０における型ガイド孔２１との間のクリアランスが極めて小さいため、摺動抵抗の大きさによって、各下型４０がその自重だけでは胴型２０に対して下方に移動しにくい場合がある。各吸引源６４を駆動して各吸引凹部６２から各下型４０への吸引力を作用させることにより、摺動抵抗が大きい場合でも確実に、各下型４０を台座６０に伴って下方に移動させて型ガイド孔２１から離脱させることができる。

　なお、台座６０を下降させる際に、何らかの原因で下型４０が台座６０に伴って下方に移動しなかったり、下型４０が載置面６１上で径方向に大きく位置ずれしてしまったりした場合、当該下型４０が対応する吸引凹部６２を完全には塞がなくなり、吸引凹部６２に外気が流入する。すると、当該吸引凹部６２が下型４０で完全に塞がれていた吸引状態に比べて、吸引凹部６２や吸引通路６３内の圧力が上昇する（外気圧に近づく）。従って、この吸引経路の圧力変化に基づいて、各下型４０が台座６０に伴って適切に下方に移動しているか否かを確認することができる。吸引凹部６２から吸引源６４までの複数の吸引経路上にはそれぞれ、このような圧力変化を検知可能な圧力センサが備えられている。仮にいずれかの吸引経路で所定値以上の圧力上昇が検知された場合、各胴型２０及び成形型ホルダ５０からの各下型４０の引き抜き動作に何らかのエラーが生じたものとみなして、台座６０の下降を停止したり、警報で報知させたりすることができる。特に、複数の下型４０を個別に吸引するように吸引凹部６２から吸引源６４までの吸引手段が構成されているため、特定の下型４０における引き抜き動作のエラーを確実に検出できる。

　図７の位置から台座６０がさらに下方に移動すると、図８に示すように、各下型４０が胴型２０及び成形型ホルダ５０から完全に下方へ離脱する。これにより、各下型４０上に載っている成形済みのガラスレンズ９０が露出するので、ガラスレンズ９０を取り出して搬出する。以上で成形装置１０における１サイクルの加工が完了する。

　ガラスレンズ９０の取り出し後に成形を行う場合、次の成形対象となるガラスプリフォーム９５を各下型４０上に載せる（図８参照）。そして、昇降機構６５により台座６０を上方へ移動させる。また、昇降機構７５を駆動して、プランジャ７０を図４に示す退避位置へ移動（上昇）させる。

　台座６０の上昇に伴い、各下型４０が胴型２０及び成形型ホルダ５０内に進入する。このとき、型ガイド孔２１に対する軸部４１の径方向位置が完全に一致していなくても、軸部４１の先端がテーパ面２５に当接し、テーパ面２５がガイド面として軸部４１を案内して型ガイド孔２１内に確実に導くことができる。言い換えれば、テーパ面２５によって、胴型２０に対して下型４０を調芯させることができる。上述したように、軸部４１と型ガイド孔２１の間の径方向のクリアランスは極めて小さいが、当該構造により各下型４０をスムーズに組み付けることができる。

　台座６０は、各下型４０の下面が成形型ホルダ５０の下面と面一になる位置まで上昇される。この状態で、各下型４０の軸部４１が型ガイド孔２１に進入し、規制面４５が胴型２０の下端面２４に当接して、各成形型１８の組み立てが完了する。胴型２０と下型４０と成形型ホルダ５０は図４及び図５に示す位置関係となる。上型３０は、下型４０との間にガラスプリフォーム９５を挟むことにより、胴型２０に対して図４及び図５の位置よりも上方に押し上げられ、上型規制面２３に対して規制面３５が上方に離れる。この上型３０の押し上げ分は、上述したプレス部１３におけるプレス成形時に、上型３０の下方への移動量となる。

　こうして、分解組立装置１６において成形型ユニット１７が組立完了状態になる。組立完了状態の成形型ユニット１７は供給部１１へ搬送され、上述した一連の工程で成形加工が行われる。

　以上のように、分解組立装置１６では、複数の成形型１８の分解と組み立てを手作業によらずに機械的にまとめて行うことができ、作業効率に優れている。固定機構８０により成形型ホルダ５０を固定した状態で、台座６０とプランジャ７０の上下動のみで分解と組み立てが行われるため、機械的な構造が簡単で安価に得ることができる。特に、台座６０の下降に伴って各下型４０が自重で下方に移動することで各成形型１８の分解が行われるので、型を精密に把持しながら型抜き方向に移動させるような高価で複雑な機構を要さない。

　また、台座６０の載置面６１への吸引によって各下型４０の引き抜きを補助することで、胴型２０と下型４０の間のクリアランスが極小であるガラスレンズ成形用の成形型１８でも確実に分解することができる。吸引による各下型４０の保持は、低コスト且つシンプルな構造で実現でき、各下型４０の安定性向上にも寄与する。

　成形型ユニット１７の構成としては、成形型ホルダ５０の各収容孔５１内に胴型規制部５２を備えている。胴型規制部５２は、各成形型１８のうち下型４０を上下方向に通過可能とさせ、下方への胴型２０の通過を規制するものである。この胴型規制部５２によって、各胴型２０及び各上型３０を成形型ホルダ５０側に残した上で、台座６０の下降に伴って各下型４０を下方に離脱させるという態様の分割を実現できる。例えば、本実施形態とは異なるものとして、各成形型１８の分解時に、成形型ホルダ５０から取り外した複数の胴型２０を個別に保持する形態では、成形型１８の数だけ固定機構が必要になると共に、成形型ホルダ５０から各胴型２０を取り外す手間もかかる。これに対して本実施形態のように、各胴型２０を移動規制する胴型規制部５２を予め成形型ホルダ５０に設けた上で、この成形型ホルダ５０を１つの固定機構８０で保持する方が、構造を簡略にできると共に手間もかからない。胴型規制部５２自体は、成形型ホルダ５０の製造に際して、基準軸Ｘ方向に分割する型構造による成形や、成形型ホルダ５０に設けた下孔の内径を部分的に異ならせる切削加工等によって、低コストに得ることが可能な形状である。

　以上のように、本実施形態の成形型の分解組立装置は、安価な構成で効率良く確実に複数の成形型の分解組立を行うことができる。但し、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨内において様々な変更を行うことが可能である。

　例えば、上記実施形態の成形型ユニット１７は、７つの成形型１８を備えているが、１つの成形型ユニットが含む成形型の数は７つに限定されず任意に選択できる。

　また、上記実施形態では、７つの成形型１８が、成形型ホルダ５０上に均等間隔で配置されている。この構成は、プレス加工時や成形型の分解組立時に複数の成形型の間で負荷の偏りが生じにくく、重量バランス等にも優れている。しかし、複数の成形型を不均等間隔で配置した構成を選択することも可能である。

　上記実施形態の成形型ホルダ５０は円柱状であるが、円柱状以外の形状の成形型ホルダを採用することも可能である。

　成形型を構成する下型については、胴型の型ガイド孔への挿入を規制されると共に、成形型ホルダの胴型規制部の内側を通過可能な大径部を有するという条件を満たしていれば、その形状等は任意に選択可能である。例えば、上記実施形態では、下型４０の大径部４２の規制面４５が胴型２０の下端面２４に当接する関係である。これとは異なり、胴型２０の型ガイド孔２１の下端側に、内径サイズを拡大した下型支持孔（上型支持孔２２を上下反転させたような形状の孔）を設け、この下型支持孔の底面（上型規制面２３を上下反転させたような形状の面）に対して大径部４２の規制面４５が当接するように構成することも可能である。

　成形型を構成する上型については、胴型に対して所定位置よりも下方への移動が規制されることと、上方からの押圧手段（プランジャ７０）による押圧を妨げないように胴型の上端面の少なくとも一部を露出させるという条件を満たしていれば、その形状等は任意に選択可能である。例えば、上記実施形態では、胴型２０に対する上型３０の下方への移動を規制する部分として、型ガイド孔２１内に上型支持孔２２及び上型規制面２３を形成している。これとは異なり、上型支持孔２２を設けずに胴型２０の上端まで一定の内径サイズの型ガイド孔２１が続くようにした上で、胴型２０の上端面のうち内径側の一部領域に対して大径部３２の規制面３５が当接して下方への移動規制を受けるように構成することも可能である。この場合、常に大径部３２が胴型２０の上方に露出するので、大径部３２と干渉しないようにプランジャ７０の凹部７３の内径を拡げる等の変更を適宜行う。

　上記実施形態の成形装置１０はガラスレンズ９０を製造するものであるが、レンズ以外のガラス製光学素子（例えばプリズム等）を製造する成形装置に本発明を適用することも可能である。

　本発明によれば、安価な構成で効率良く確実に複数の成形型の分解組立を行うことができ、特に多数のガラス製光学素子を効率良く製造することが求められる成形装置に有用である。

１０　：成形装置
１６　：分解組立装置
１７　：成形型ユニット
１８　：成形型
２０　：胴型
２１　：型ガイド孔
２４　：下端面
２５　：テーパ面
３０　：上型
３１　：軸部
３２　：大径部
３４　：成形面
３５　：規制面
４０　：下型
４１　：軸部
４２　：大径部
４３　：成形面
４５　：規制面
５０　：成形型ホルダ
５１　：収容孔
５２　：胴型規制部
５３　：胴型対向面
６０　：台座
６１　：載置面
６２　：吸引凹部（吸引手段）
６３　：吸引通路（吸引手段）
６４　：吸引源（吸引手段）
６５　：昇降機構
７０　：プランジャ（押圧手段）
７１　：押圧部
７２　：当接面
７３　：凹部
７４　：上方昇降部（昇降部）
７５　：昇降機構
７６　：圧縮バネ（付勢手段）
８０　：固定機構（固定手段）
９０　：ガラスレンズ（ガラス製光学素子）
９５　：ガラスプリフォーム

Claims

　上下方向に貫通する型ガイド孔を有する胴型と、
　上方から前記型ガイド孔に挿入されて、所定の挿入位置で前記胴型に対する下方への移動を規制される上型と、
　下方から前記型ガイド孔に挿入される軸部と、該軸部よりも大径且つ前記胴型の外径よりも小径で前記型ガイド孔に対する挿入を規制される大径部とを有する下型と、
からなる成形型を複数備え、成形型ホルダに設けた上下方向に貫通する複数の収容孔に複数の前記成形型を挿入して、それぞれの前記成形型で前記上型と前記下型を接近させて前記型ガイド孔内でガラス製光学素子をプレス成形する成形装置において、複数の前記成形型の分解及び組み立てを行う分解組立装置であって、
　複数の前記収容孔内にそれぞれ環状に突設され、前記胴型の下端面が当接して該胴型の下方への移動を規制し、且つ前記下型の前記大径部の上下方向への通過を許す胴型規制部と、
　前記成形型ホルダを固定する固定手段と、
　上下方向に移動可能で、前記固定手段により前記成形型ホルダが固定された状態で複数の前記胴型を上方から下方に押圧して、前記胴型規制部によってそれぞれの前記胴型の前記下端面が下方への移動規制を受ける状態にする押圧手段と、
　上下方向に移動可能で、前記固定手段により前記成形型ホルダが固定された状態で複数の前記下型を下方から支持し、下方へ移動して、複数の前記下型を対応する前記型ガイド孔及び前記収容孔から下方に離脱させる台座と、
を備えることを特徴とする成形型の分解組立装置。
　前記胴型規制部よりも前記大径部の方が上下方向の厚さが大きく、
　前記プレス成形を行うとき、複数の前記下型の下面と前記成形型ホルダの下面が略面一で支持され、複数の前記成形型のそれぞれで、前記大径部が前記胴型の前記下端面に当接し、且つ前記胴型の前記下端面が前記胴型規制部から上方に離間する請求の範囲第１項記載の成形型の分解組立装置。
　複数の前記下型の下面を前記台座に吸引する吸引手段を有し、
　前記台座の下方への移動によって複数の前記下型を対応する前記型ガイド孔及び前記収容孔から下方に離脱させるときに、前記吸引手段を用いて前記台座に複数の前記下型を吸引保持する請求の範囲第１項又は第２項記載の成形型の分解組立装置。
　前記押圧手段は、前記台座とは独立して上下方向に移動可能な昇降部に対して付勢手段を介して支持されており、前記昇降部が下方に移動して前記押圧手段が複数の前記胴型に当接したとき、前記付勢手段によって前記押圧手段が下方に押圧付勢される請求の範囲第１項又は第２項記載の成形型の分解組立装置。
　前記複数の胴型はそれぞれ前記型ガイド孔の下端側の一部に、前記下端面から離れて上方に進むにつれて内径を小さくするテーパ面を有する請求の範囲第１項又は第２項記載の成形型の分解組立装置。