(57)【要約】      （修正有）【課題】構成が簡単であって、離型時にガラス成形品を押圧する力も小さく、歩留まり率も改善できるガラス成形装置を提供する。【解決手段】本殻成形装置２０は、ガラスレンズ１２Ａを成形する一対の金型である上型１，下型２と、上型１の周囲を囲み、金型移動方向に相対移動可能であって、周に沿って配置される４つの圧電素子１０Ａ〜１０Ｄが固着された離型リング９と、上記圧電素子を駆動するための圧電素子駆動装置１５とを有しており、押圧成形されて上型１に貼り付いた状態のガラスレンズ１２Ａを離型させる場合、離型リング９を該ガラスレンズ１２Ａに当接させ、圧電素子駆動装置１５によって上記圧接素子を振動駆動させ、離型リング９を板厚方向に振動させることによって、ガラスレンズ１２Ａの外周縁部を叩き、該ガラスレンズ１２Ａを容易に離型することができる。【選択図】図１
2006248804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを成形する一対の金型と、
上記一対の金型の一方の金型の周囲を囲み、該一方の金型に対し金型移動方向に相対移動可能であって、上記成形されたガラスを剥離するための振動素子が固着された離型部材と、
上記振動素子を駆動するための駆動手段と、
を有することを特徴とするガラス成形型装置。
【請求項２】
上記離型部材は、円板形状であることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形型装置。
【請求項３】
上記振動素子は、円板形状であることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の金型によりガラスを成形するガラス成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス成形装置における離形装置に関して特許文献１に開示されたものは、上型に対して相対的に上下方向に駆動装置によって駆動される離型リングが設けられており、成形により凹状成形面を有する上型側に吸着しているガラス成型品を上記離型リングによって下方向に押圧し、その押圧力で離型させるものである。
【０００３】
図６は、上記特許文献１による成形装置の構成を示す断面図である。図６に示すように上記成形装置においては、ベース板１１６に吊り部材１１４を介して型支持部材１０９，上型１０１が固定支持されており、さらに、ベース板１１６に離型装置としての離型リング１０３が左右の連結棒１０５によって上下方向に移動可能な状態で支持されている。連結棒１０５は、ベース板１１６に取り付けられる離型用駆動装置１０４に連結されている。離型リング１０３は、上型１０１の先端部が挿入する開口部を有しており、上型１０１に吸着した状態のガラス成形品の外周部に当接して下方に押圧することができる。なお、上型１０１に対向した状態で下型１０２が図示しない駆動装置によって上方向に押圧駆動可能な状態で配されている。また、上型１０１および下型１０２にはそれぞれ加熱用のヒーター装置が取り付けられている。
【０００４】
上記成形装置によりガラス素材１０７を成形する場合、該ガラス素材１０７を搬送アーム１０６によって上型１０１と下型１０２の間に搬送し、位置決めして載置し、加熱後、下型１０２を上方に移動してガラス素材１０７を押圧成形する。成形されたガラス成形品は、上型１０１側に貼り付いた状態に保持される。そこで、離型リング１０３を降下させて
上記ガラス成形品に当接させて、押圧することにより、離型し、上記ガラス成形品が取り出される。なお、連結棒１０５の上部支持板１０４ａには、離型リング移動量検出用の近接センサ１０４ｄが配されており、離型時に過大な押圧力が作用したとき、駆動を停止させるようになっている。
【特許文献１】特許文献１は、特開平６−３２１５５６号公報である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ガラス成形品は、上型に対してかなり大きな力で吸着しており、離型させるための力が上型の成形面の形状によっては１００Ｋｇｆ以上となる場合がある。したがって、上記特許文献１による離型用駆動装置が大型化し、離型装置自体も上記離型力に耐えるだけの剛性を備えることが必要となる。また、上記離型力が過大になった場合を検出するための近接センサも必要なる。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、構成が簡単であって、離型時にガラス成形品を押圧する力も小さく、歩留まり率も改善できるガラス成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載のガラス成形装置は、ガラスを成形する一対の金型と、上記一対の金型の一方の金型の周囲を囲み、該一方の金型に対し金型移動方向に相対移動可能であって、上記成形されたガラスを剥離するための振動素子が固着された離型部材と、上記振動素子を駆動するための駆動手段とを有する。
【０００８】
本発明の請求項２に記載のガラス成形装置は、請求項１に記載のガラス成形型装置において、上記離型部材は、円板形状である。
【０００９】
本発明の請求項３に記載のガラス成形装置は、請求項１に記載のガラス成形型装置において、上記振動素子は、円板形状である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、構成が簡単であって、離型時にガラス成形品を押圧する力も小さく、歩留まり率も改善できるガラス成形装置を提供すること。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。 
図１は、本発明の第一の実施形態のガラス成形装置の主要構成を示す断面図である。図２は、上記ガラス成形装置に適用される離型リングの下面図である。図３は、上記離型リングの振動状態を下方側から見た斜視図である。
【００１２】
本実施形態のガラス成形装置２０は、ガラス素材（光学素材）を加熱軟化して一対の成形型で押圧し、冷却後に上記一対の成形型間を開くことで所望の面形状を得る成形装置であり、その主要構成部材として図１に示すように一対の成形用金型である上型１，下型２と、上型１が固定される上軸３と、下型２が固定される下軸４と、連結棒支持板７に固着され、上軸３の両側にて上下方向にスライド移動可能な４本の連結棒８と、連結棒８の先端に固着され、振動子の圧電素子１０Ａ〜１０Ｄが配される離型部材としての離型リング９と、エアーシリンダからなる離型部材駆動装置である離型リング駆動装置６と、上軸３，離型リング駆動装置６を固定支持し、さらに、連結棒８をスライド可能に支持する装置支持板５と、ガラス素材１２（図４（Ａ））を搬送する搬送アーム１１と、圧電素子１０Ａ〜１０Ｄを振動駆動するための発振器を含む駆動手段である圧電素子駆動装置１５と有し、さらに、図示しない部材として上型１，下型２の周囲に配される型加熱用熱源の１つである複数の赤外線ランプヒータや下軸４を上下に進退駆動するエアーシリンダからなる型駆動装置が設けられる。そして、ガラス成形装置２０の成型期間中には開閉可能な密閉炉によってガラス成形装置２０は、密閉保持されるものとする。
【００１３】
上型１，下型２は、光学素子であるガラスレンズ１２Ａを成形するに足る温度領域で十分な強度を有した材料の超硬合金、例えば、ＳＩＣ等によって形成され、それぞれの上下面に、研磨され、貴金属系の薄膜が施される凸状成形面１ａ、凹状成形面２ａが設けられる。また、上型１，下型２には図示しない型加熱用熱源であるカートリッジヒータおよび、型温度検出用の熱電対が埋め込まれている。
【００１４】
上軸，下軸３，４の内部には、それぞれ型冷却用の冷媒である純水が流通可能な冷却経路（図示せず）が設けられている。
【００１５】
ガラスレンズ１２Ａは、例えば、ランタン系ガラスからなるガラス素材１２で成形され、上面側が非球面の凹形状を有し、下面側が非球面の凸形状をもつ光学素子である。ガラス素材１２は、予め研削研磨でガラスレンズの近似したプリフォーム形状に加工されている。
【００１６】
離型リング９は、中央部に上型１を囲むように挿通する円板形状の部材であり、ガラスレンズ１２Ａの外周縁部を押圧可能な開口９ａ（円環状）を有している。離型リング９の下面側（下型側）には、図２に示すように４つの振動素子である圧電素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが上型１を囲むような状態で接着固定されている。また、外周側に連結棒取り付け穴９ｃが配されており、４本の連結棒８の先端部が固着される。離型リング９は、離型リング駆動装置６により連結棒８を介して駆動され、型移動方向である下型２の移動方向（Ｄ１，Ｄ2 方向）と平行な上下方向（Ｄ3 ，Ｄ4 方向）に移動させることによって、上型１に貼り付いた状態のガラスレンズ１２Ａの外周縁部（押圧成形により外方にはみ出した部分）の上面側に開口９ａの周縁部９ｂ（図２）を当接させることができる。
【００１７】
圧電素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、それぞれが四分円の扇状形状を有する円板形状のものであり、離型リング９の下面の開口９ａの周縁部９ｂを避け、周方向に沿った４等分位置に配される。
【００１８】
上記圧電素子は、板厚方向に分極されており、それぞれは電気的に導通可能状態にある。そして、成形状態のガラスレンズ１２Ａの光軸を挟んで互いに対向する同士、すなわち、一対の圧電素子１０Ａと１０Ｃ、また、他の一対の圧電素子１０Ｂと１０Ｄは、それぞれ同じ分極が施され、かつ、上記一対の圧電素子１０Ａ，１０Ｃと上記他方の一対の圧電素子１０Ｂ，１０Ｄとは互いに逆方向の分極がなされている。離型リング９自身は各圧電素子に対してＧＮＤ電極側に接続される。
【００１９】
上記圧電素子が圧電素子駆動装置１５によって駆動される際、ＧＮＤ電極に対して一対の圧電素子１０Ａと１０Ｃに＋電圧が印加され、他の一対の圧電素子１０Ｂと１０Ｄに−電圧が印加された場合、図３に示すように一対の圧電素子１０Ａと１０Ｃは、離型リング９の平面周方向＋αに伸び、他の一対の圧電素子１０Ｂと１０Ｄは、離型リング９の平面周方向−αに縮む。この変形に伴って離型リング９も同様に変形し、結果的に円周上の対向する部分が板厚下方向に−δと板厚上方向に＋δとに僅かに変位する状態が得られる。
【００２０】
そこで、ＧＮＤ電極に対して＋，−電圧の逆位相の交流電圧を上記各圧電素子に印加すると、離型リング９の周に沿った四箇所が板厚方向に微振動する。後述するように離型リング９を上型１に貼り付いた状態のガラスレンズ１２Ａに当接させて離型リング９に上述の振動を与えるとガラスレンズ１２Ａの外周縁部が開口９ａの周縁部９ｂで叩かれ、ガラスレンズ１２Ａを上型１から剥離させることができる。
【００２１】
なお、上記圧電素子を駆動する振動周波数として離型リング９の共振状態が得られる周波数を選択すると、ガラスレンズ１２Ａの離型を効率よく行うことができる。
【００２２】
上述した構成を有するガラス成形装置２０によりガラスレンズ１２Ａを成形し、離型する工程について図４（Ａ）〜４（Ｄ）を用いて説明する。 
図４（Ａ）〜４（Ｄ）は、上記成形装置における上下型まわりの動作状態断面図であって、成形から離型するまでの動作状態を示し、図４（Ａ）は、ガラス素材が搬送された状態を示し、図４（Ｂ）は、押圧成形状態示し、図４（Ｃ）は、上記離型リングを上型に貼り付いたガラスレンズに当接させ、上記離型リングに振動を与えるときの状態を示し、図４（Ｄ）は、上記ガラスレンズが離型された状態を示す。
【００２３】
まず、ガラス素材１２を搬送アーム１１を介して搬送し、上型１の下方に位置させる。上記密閉炉を密閉状態のもとで真空状態とし、窒素ガスで置換する。下型２をＤ1 方向に上昇させ、ガラス素材１２を持ち上げ、その上面が上型１の凸状成形面１ａが近傍に到達したとき、下型２を一旦停止させる。ガラス成形装置２０の制御部のコントロールのもとで上記カートリッジヒータや上記赤外線ランプヒータに通電し、上型１，下型２，ガラス素材１２の加熱を開始する。ねらいの温度（例えば、転移点を上回る、およそ６００°Ｃ）に到達したら下型２をＤ1 方向に再上昇させて凸状成形面１ａ，凹状成形面２ａによりガラス素材１２を押圧成形し、図４（Ｂ）に示されるガラスレンズ１２Ａの形状を得る。下型２のＤ1 方向への移動を停止する。
【００２４】
そこで、上記カートリッジヒータおよび上記赤外線ランプヒータの通電を停止させる。一方、上記冷却経路に冷媒としての純水を通して冷却工程に入り、型の冷却を開始する。上記冷却により上，下型およびガラスレンズの熱は、上記冷媒を介して系外に放出される。
【００２５】
上記冷却工程で上，下型温度が所定の温度まで下がったとき、下型２を下方のＤ2 方向に降下させる。この型開き状態では、図４（Ｃ）に示すようにガラスレンズ１２Ａは、上型１に貼り付いた状態に保たれる。この現象は、上型１の凸状成形面１ａが曲率半径の小さい凸形状であることからその凸状成形面１ａにガラスレンズ１２Ａの凹面が収縮作用により吸着されるために生じる。
【００２６】
ガラスレンズ１２Ａが上型１に貼り付いた状態にあるとき、離型リング駆動装置６を駆動してガラスレンズ１２Ａの上方に位置している離型リング９をＤ3 方向（ガラスレンズ１２Ａの光軸と平行な方向）に降下させ、開口９ａの周縁部９ｂをガラスレンズ１２Ａの外周縁部に当接させる。この当接力は、貼り付き状態にあるガラスレンズ１２Ａを単独で剥がす程の力ではなく、離型リング９の微振動との複合作用によってガラスレンズ１２Ａを剥離させるように作用する程度の力である。
【００２７】
上記当接状態で一対の圧電素子１０Ａと１０Ｃ、他の一対の圧電素子１０Ｂと１０Ｄに対して圧電素子駆動装置１５により交流電圧を印加する。その印加電圧によって離型リング９が板厚方向に微振動してガラスレンズ１２Ａの外周縁部を叩くので、ガラスレンズ１２Ａは、上型１の凸状成形面１ａから離型され、図４（Ｄ）に示すように搬送アーム１１のガラス素材載置穴１１ａ上に落下する。離型リング９をＤ4 方向に上昇させた後、搬送アーム１１をＤ6 方向に移動させるとガラスレンズ１２Ａをガラス成形装置２０から取り出すことができる。
【００２８】
上述した本実施形態のガラス成形装置２０によれば、離型リング９を上型１に貼り付いたガラスレンズ１２Ａに当接させ、微振動駆動することよって該ガラスレンズ１２Ａに強い衝撃や引き離し外力を与えることなく、容易に離型させることができ、成形品の歩留まりや生産性を向上させることができる。そして、離型リング９を上下に駆動するための離型リング駆動装置６の必要とするパワーも小さく、さらに、連結棒８等の機構部の剛性も離型リング９の上述した比較的に小さい当接力に耐える程度でよいことから小型化と設備費の低減化も実現できる。
【００２９】
上述した実施形態のガラス成形装置２０においては、上型１側が固定支持され、成型時に下型２側が上方向に移動する構成として説明したが、下型２側を固定とし、上型１側を下方向に移動して成形する構成としてもよく、この場合、離型リング９は、上型１の側方位置を同方向に相対的に移動可能とする。また、離型リング９の固着される上記圧電素子は、離型リング９の下面側に配されるものとしたが上面側に配するようにしても同様の効果が得られる。
【００３０】
さらに、実施形態のガラス成形装置２０においては、ガラスレンズ１２Ａが上型側に貼り付くものとして説明した。しかし、ガラスレンズの成形形状によって下型側に貼り付くような場合には、上記ガラスレンズを剥離する際、離型リング９は、下型側から上方に向けて駆動し、上記ガラスレンズの外周縁部に下側から当接させる必要がある。
【００３１】
次に、本発明の第二の実施形態のガラス成形装置について、図５を用いて説明する。◎  図５は、本実施形態のガラス成形装置に適用される離型リングを下方から見た斜視図である。
【００３２】
本実施形態のガラス成形装置は、第一の実施形態のガラス成形装置に対して離型リングに装着される圧電素子部の構造が異なり、その他のガラス成形装置の構成は、同一である。従って、同一の構成部材には、同一の符号を付し、以下、異なる部分に付いて説明する。
【００３３】
本実施形態のガラス成形装置に適用される離型部材としての離型リング９Ａには、図５に示すように円板状の離型リング９Ａの下面側（上面側でもよい）に振動素子である積層圧電素子３２が固着される。積層圧電素子３２は、扇状平板状の圧電素子を離型リング９Ａの平面に対して直交する方向に積層した積層型圧電素子であって、該積層方向に分極されている。そして、積層圧電素子３２の離型リング９Ａと積層方向に対向する表面には、振動による押圧力を強めるための錘部材３１が固着されている。また、離型リング９Ａは積層圧電素子３２に対してＧＮＤ電極側に接続される。
【００３４】
積層圧電素子３２に対して圧電素子駆動装置１５により交流電圧が印加されると、積層圧電素子３２が励起され、錘部材３１の加速度により発生した力が離型リング９Ａに作用し、離型リング９Ａは、積層圧電素子３２が固着される部分が板厚方向のδ0 方向に撓んで微振動する。
【００３５】
離型リング９Ａは、離型リング９の場合と同様に中央部に開口９ａを有しており、連結棒８の先端部に固着されており、連結棒８の上下動に連動して上型１を囲む状態で型移動方向に移動可能に支持されている。
【００３６】
上述した離型リング９Ａを適用する本実施形態のガラス成形装置によるガラスレンズ１２Ａの成形、離型工程は、前記第一の実施形態のガラス成形装置２０の場合と同様である。すなわち、ガラスレンズ１２Ａを押圧成形後、離型リング９Ａを下方に移動させ、上型１に貼り付いた状態のガラスレンズ１２Ａの外周縁部（押圧成形により外方にはみ出した部分）に開口９ａの周縁部９ｂを当接させる。
【００３７】
上記当接状態で圧電素子駆動装置１５により積層圧電素子３２を振動駆動すると離型リング９がδ0 方向に微振動し、ガラスレンズ１２Ａを上方から叩く。上記当接力との複合作用によってガラスレンズ１２Ａは、上型１から剥離され、離型する。
【００３８】
本実施形態のガラス成形装置によれば、前述第一の実施形態の場合と同様の効果を奏するが、特に積層圧電素子３２に錘部材３１が固着されていることから離型リング９Ａの振動によってガラスレンズ１２Ａを叩く力が増大し、より確実にガラスレンズ１２Ａを離型させることができる。そして、圧電素子駆動装置１５により積層圧電素子３２を駆動する振動周波数として、離型リング９Ａと錘部材３１との振動系の共振周波数近傍を選択することによって、ガラスレンズ１２Ａを上型１からさらに効率よく剥離することができる。
【００３９】
なお、離型リング９Ａに対する積層圧電素子の取り付け面側や型移動方向と離型リング９Ａの相対移動方向との関係等は、前述した第一の実施形態の場合と同様の変形例が考えられる。
【００４０】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００４１】
例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によるガラス成形装置は、構成が簡単であって、離型時にガラス成形品を押圧する力も小さく、歩留まり率も改善できるガラス成形装置として利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第一の実施形態のガラス成形装置の主要構成を示す断面図である。
【図２】図１のガラス成形装置に適用される離型リングの下面図である。
【図３】図２の離型リングの振動状態を下方側から見た斜視図である。
【図４】図１の成形装置における上下型まわりの動作状態断面図であって、成形から離型するまでの動作状態を示し、図４（Ａ）は、ガラス素材が搬送された状態を示し、図４（Ｂ）は、押圧成形状態示し、図４（Ｃ）は、上記離型リングを上型に貼り付いたガラスレンズに当接させ、上記離型リングに振動を与えるときの状態を示し、図４（Ｄ）は、上記ガラスレンズが離型された状態を示す。
【図５】本発明の第二の実施形態のガラス成形装置に適用される離型リングを下方から見た斜視図である。
【図６】従来の成形装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  …上型（一対の金型）
２  …下型（一対の金型）
９，９Ａ
…離型リング（離型部材）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ
…圧電素子（振動素子）
１５  …圧電素子駆動装置（駆動手段）
３２  …積層圧電素子（振動素子）
代理人      弁理士    伊  藤    進
【図１】
2006248804.tif 000003
【図２】
2006248804.tif 000004
【図３】
2006248804.tif 000005
【図４】
2006248804.tif 000006
【図５】
2006248804.tif 000007
【図６】
2006248804.tif 000008