(57)【要約】      （修正有）【課題】油圧プレス装置によるガラス素材のプレス成形動作のタイミングを最適化する。【解決手段】油圧駆動のプレス軸１０でガラス素材をプレス加工して光学ガラス素子を製造する技術であって、所定時間ごとに、プレス軸１０の位置又は速度、及び油圧アクチュエータ２０に供給される作動油の圧力に基づいて、油圧アクチュエータのための流量制御弁２７を操作し、それにより、プレス加工工程の各時点におけるプレス軸１０の位置と速度を精度よく制御し、ガラス素材をプレス成形するタイミングを最適化する方法を備えた光学ガラス素子の製造装置１。【選択図】図１
2015193502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス素材がセットされた成形型を押圧するためのプレス軸と、
前記プレス軸を駆動するための油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御するための流量制御弁と、
前記プレス軸の位置に応答して位置センサ信号を出力する位置センサと、
前記位置センサ信号を受け、前記流量制御弁を制御するプレス制御装置と、
を備え
前記プレス制御装置は、所定時間ごとに、前記位置センサ信号に基づき前記流量制御弁を制御する
光学ガラス素子の製造装置。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータに供給される前記作動油の圧力に応答して圧力センサ信号を出力する圧力センサをさらに備え、
前記プレス制御装置は、所定時間ごとに、前記位置センサ信号及び前記圧力センサ信号に基づき前記流量制御弁を制御する
請求項1に記載の光学ガラス素子の製造装置。
【請求項３】
前記プレス制御装置は、
前記プレス軸の目標速度を決定し、
前記位置センサ信号に基づいて、前記プレス軸の実速度を求め、
所定時間ごとに、前記圧力センサ信号と前記目標速度と前記実速度とに基づいて、前記流量制御弁を制御する
請求項２に記載の光学ガラス素子の製造装置。
【請求項４】
前記プレス制御装置は、
圧力値と速度値との関数として前記流量制御弁の操作量を定義した関数情報を有し、
前記圧力センサ信号に基づく圧力検出値を前記圧力値として、及び前記目標速度を前記速度値として、前記関数情報に適用することで、前記流量制御弁の操作量を求め、
前記実速度に基づいて前記操作量を調整し、調整した前記操作量により前記流量制御弁を制御する
請求項３に記載の光学ガラス素子の製造装置。
【請求項５】
前記プレス制御装置は、
前記実速度が前記目標速度よりも速い場合、前記操作量を減少させ、
前記実速度が前記目標速度よりも遅い場合、前記操作量を増加させる、
請求項４に記載の光学ガラス素子の製造装置。
【請求項６】
前記プレス制御装置は、前記油圧アクチュエータに供給される作動油の圧力を制御する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学ガラス素子の製造装置。
【請求項７】
それぞれにガラス素材がセットされた複数の成形型をそれぞれ押圧するための複数のプレス軸と、
前記複数のプレス軸をそれぞれ駆動するための複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータにそれぞれ供給される作動油の流量をそれぞれ制御するための複数の流量制御弁と、
前記複数のプレス軸の位置に応答してそれぞれ位置センサ信号を出力する複数の位置センサと、
前記位置センサ信号をそれぞれ受け、前記複数の流量制御弁を操作するプレス制御装置と
を備え、
前記プレス制御装置は、所定の時間ごとに、前記各位置センサから入力された前記位置センサ信号に基づいて、対応する各流量制御弁を制御する
光学ガラス素子の製造装置。
【請求項８】
前記複数の油圧アクチュエータに供給される前記作動油の圧力にそれぞれ応答して圧力センサ信号を出力する複数の圧力センサをさらに備え、
前記プレス制御装置は、
前記各プレス軸に対して目標速度を決定し、
前記各位置センサからの前記位置センサ信号に基づいて、前記プレス軸ごとの実速度を求め、
所定時間ごとに、前記各圧力センサからの前記圧力センサ信号、前記目標速度、及び前記プレス軸ごとの前記実速度に基づいて、前記対応する各流量制御弁を制御する
請求項７に記載の光学ガラス素子の製造装置。
【請求項９】
油圧アクチュエータにより駆動されるプレス軸でガラス素材をプレス加工することにより、光学ガラス素子を製造する方法において、
前記油圧アクチュエータの油圧をセンスし、
前記プレス軸の実速度を把握し、
所定時間ごとに、前記センスされた油圧、及び前記実速度に基づき、前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量を制御するための流量制御弁を制御する
光学ガラス素子の製造方法。
【請求項１０】
別個の油圧アクチュエータによりそれぞれ駆動される複数のプレス軸で複数のガラス素材を並行的にプレス加工することにより、複数の光学ガラス素子を製造する方法において、
前記複数の油圧アクチュエータの油圧をセンスし、
前記複数のプレス軸の実速度を把握し、
所定時間ごとに、各油圧アクチュエータの前記油圧、及び各プレス軸の前記実速度に基づき、前記各油圧アクチュエータへ供給される作動油の流量を制御するための各流量制御弁を制御する
光学ガラス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧プレス装置を用いて光学ガラス素子を製造する装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば非球面レンズのような特殊形状の光学ガラス素子の製造に、プレス成形が広く使用されている。プレス成形を用いた光学ガラス素子の製造装置は、一般に、ガラス素材がセットされた成形型を押圧するためのプレス装置、そのプレス装置を制御するプレス制御装置、及び、成形型の温度を制御するためのヒータシステムを備える。
【０００３】
ガラス素材をプレス軸でプレス成形するプレス成形プロセスでは、例えば、ガラス素材が一定の温度に制御された条件下で、プレス軸によるプレス成形動作を高精度に制御する必要がある。
【０００４】
ガラス素材のプレス成形に採用されるプレス装置には、機械式プレス装置、典型的には電動サーボモータで駆動される電動サーボプレス装置と、流体圧式プレス装置、典型的には油圧アクチュエータで駆動される油圧プレス装置の二つのタイプがある。
【０００５】
電動サーボプレス装置はプレス軸の位置と速度の高精度制御が比較的に容易であるから、上述した制御要求を満たすには電動サーボプレス装置が有利である。他方、油圧プレス装置はプレス軸を駆動する機構が電動サーボプレス装置よりも小型化が可能であるため、油圧プレス装置を採用することが好ましい場合がある。
【０００６】
例えば、複数個の成形型をそれぞれ駆動するための複数本のプレス軸が互いに近接して配列され、それにより複数個のガラス素材を並行的にプレス成形することができる、小型のプレス装置を設計する場合である。
【０００７】
油圧プレス装置を用いた光学ガラス素子の製造装置が、例えば、特許文献１（特開平１１−１８０７２０号公報）及び特許文献２（特開２００４−２０３６８６号公報）に開示されている。特許文献１（特開平１１−１８０７２０号公報）には、油圧プレス装置により駆動される成形型がガラス素材を押圧している間に、そのプレス装置のシリンダの押圧力を変化させる技術が開示されている。
【０００８】
また、例えば、特許文献２（特開２００４−２０３６８６号公報）には、油圧プレス装置により駆動される成形型がガラス素材の押圧を開始する時点、そのプレス装置の油圧シリンダに所定流量の作動油を供給する動作と、所定圧力の作動油を供給する動作とを切換える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１８０７２０号公報
【特許文献２】特開２００４−２０３６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、ガラス素材のプレス成形では、プレス軸によるプレス成形動作を高精度に制御する必要がある。しかし、油圧プレス装置の場合、油圧アクチュエータに流入する作動油の流量と、その流量を得るための比例弁の操作信号値との間の関係が、作動油の圧力に応じて変わる。
【００１１】
それゆえ、プレス軸が駆動されている間のプレス軸の速度又は位置を精度よく制御することが容易ではない。
【００１２】
例えば、油圧プレス装置の場合、プレス軸によるプレス成形動作が開始、変化又は終了する時点が、最適時点より早すぎる又は遅すぎる場合が発生し得る。また、油圧プレス装置の場合、前述したような複数個の成形型を複数本の油圧プレス軸で同時並行的に駆動する場合、すべての成形型のプレス成形動作のタイミングを相互に一致させることが難しい。結果として、製造された光学ガラス素子の品質の低下又はバラつきが引き起こされる可能性がある。
【００１３】
従って、本発明の目的は、油圧プレス装置によるガラス素材のプレス成形動作のタイミングを最適化することにある。
【００１４】
また、本発明の別の目的は、複数本の油圧プレス軸で複数個の成形型を駆動する場合に、すべての成形型のプレス成形動作のタイミングを相互に一致させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一実施形態は、油圧アクチュエータによる駆動されるプレス軸でガラス素材をプレス成形することで、光学ガラス素子を製造する装置である。その製造装置は、油圧アクチュエータの作動油の流量を制御するための流量制御弁と、プレス軸の位置をセンスする位置センサと、プレス制御装置とを備える。プレス制御装置は、所定時間ごとに、位置センサからの信号に基づき流量制御弁を制御する。
【００１６】
その製造装置は、別個の油圧アクチュエータによりそれぞれ駆動される複数のプレス軸を備え、複数のガラス素材を並行的にプレス加工できるように構成されてよい。プレス軸ごとに位置センサを設けることができる。プレス制御装置は、所定の時間ごとに、各位置センサからの信号に基づいて、対応する各流量制御弁を制御するように構成されてよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、位置センサからの信号により、プレス軸が駆動されている間の各時点でのプレス軸の位置又は速度が把握できる。把握されたプレス軸の位置又は速度に基づいて、プレス成形動作のタイミングを制御することができる。
【００１８】
また、複数のプレス軸で複数の成形型を並行的に押圧する製造装置の場合、複数の成形型のプレス成形動作のタイミングを相互に一致させることがより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置１の要部（プレス加工装置）を説明するための模式図である。
【図２】図２は、光学ガラス素子の製造工程での温度制御工程と、プレス加工工程の一例を示す。
【図３】図３は、各プレス軸１０の速度を制御するための装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図４】図４は、プレス軸１０を下降させているときの、油圧シリンダ２０がプレス軸１０に加える圧力とプレス軸１０の位置（目標速度）の変化の一例を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、油圧シリンダ２０の油圧値とプレス軸１０の速度値の関数として、流量制御弁２７への電圧指令値を定義した関数情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、速度―電圧演算プログラム４３の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、速度―電圧演算プログラム４３のサブプログラムである速度監視プログラム５００と、実圧力監視プログラム５１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、各プレス軸１０のプレス速度を制御する装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、図８に示された変形例における、速度―電圧演算プログラム４３、及び圧力―電圧演算プログラム５１の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図中の同一、又は同一部分だと判断できる部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置１の要部（プレス加工装置）を説明するための模式図である。
【００２２】
本実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置１は、ガラス素材がそれぞれセットされた複数の成形型３１を並行的に押圧するための、複数のプレス軸１０を備える。また、製造装置１は、複数の成形型３１を並行的に加熱してその温度を制御するための共通の炉３０を備える。なお、図１に示す製造装置１では、プレス軸１０の本数が４本であるが、これは単なる一例であり、プレス軸１０の本数は１本でも、４本以外の複数本であってもよい。
【００２３】
複数のプレス軸１０は個別の油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）２０により駆動される。油圧シリンダ２０ごとに、圧力切換弁２５、方向切換弁２６及び流量制御弁２７が設けられている。共通の油圧ポンプ２８から、各圧力切換弁２５、各方向切換弁２６及び各流量制御弁２７を順に通じて、各油圧シリンダ２０に作動油が供給される。
【００２４】
共通のプレス制御装置４０が、各圧力切換弁２５、各方向切換弁２６及び各流量制御弁２７を制御する。それにより、各油圧シリンダ２０に供給される作動油の圧力の切換え（例えば、高圧と低圧の２段階の切換え）、方向（各プレス軸１０の上昇と下降）の切換え、及び各油圧シリンダ２０に供給される作動油の流量の調整が行なわれる。なお、図に示す製造装置１では、複数のプレス軸１０に対して共通のプレス制御装置４０が備えられているが、プレス軸１０ごとに専用のプレス制御装置４０が備えられてもよい。
【００２５】
各油圧シリンダ２０には、各油圧シリンダ２０に供給される作動油の圧力に応答して圧力センサ信号を出力する圧力センサ２１が設けられている。さらに、各油圧シリンダ２０には、各プレス軸１０の運動（上昇/下降）方向の位置に応答して位置センサ信号を出力する位置センサ２２が設けられている。各圧力センサ２１からの圧力センサ信号、及び各位置センサ２２からの位置センサ信号は、プレス制御装置４０に入力される。
【００２６】
各プレス軸１０の先端部は、炉３０内に挿入されており、そこには各成形型３１の上部を均一に押圧するためのプレスヘッド１１が備えられている。炉３０内の床上に、基部（ベース部）３４が設置され、基部３４上に支持台３３が設置されている。支持台３３上に、
複数の型支持部材３２が設置されている。各型支持部材３２上には、成形型３１が設けらており、成形型３１はそれぞれプレス軸１０に対向している。
【００２７】
各成形型３１は、図示してないが、スリープと、スリーブ内に挿入され、その内部にガラス素材がセットされる上型及び下型の組み合わせから構成される。
【００２８】
炉３０は、複数の型支持部材３２、複数の成形型３１、及び複数のプレスヘッド１１を包含するプレス加工空間を包囲している。図示省略の温度制御装置が炉３０の加熱パワーを制御して、各工程において複数の成形型３１の温度をできるだけ均一な最適温度に制御する。
【００２９】
図２は、光学ガラス素子の製造工程での温度制御工程と、プレス加工工程の一例を示す。
【００３０】
図２に示された例では、製造装置１は、シリアルに配置された加熱室、均熱室、第１プレス室、第１徐冷室、保持室、第２プレス室、第２徐冷室、急冷室、及び交換室を備える。第１及び第２のプレス室に、図１に示された構造を持つプレス加工装置がそれぞれ設置される。
【００３１】
この製造工程では、図１に示されたガラス素材がセットされた複数の成形型３１が並行的に、これらの室へ順番に移送されていく。図中の温度変化カーブは、成形型３１（具体的には、型支持部材３２の成形型３１に臨む上面）の温度の変化を示す。
【００３２】
まず、複数の成形型３１は加熱室に入り、そこで、ガラス素材の屈伏点（屈伏温度）Ｔｓ付近の温度まで急速に加熱される。次に、複数の成形型３１は均熱室に移り、そこで、屈伏温度Ｔｓ付近の温度でしばらく保持される。
【００３３】
次に、複数の成形型３１は第１プレス室に移り、そこで、図１に示された構造を持つ第１のプレス加工装置にセットされて、第１のプレス加工Ｐ１が実施される。このとき、複数の成形型３１は屈伏温度Ｔｓ付近の温度に維持される。次に、複数の成形型３１は第１徐冷室に移り、そこで、複数の成形型３１がガラス素材のガラス転移点（転移温度）Ｔｇより若干高い温度まで冷却される。
【００３４】
次に、複数の成形型３１は保持室に移り、そこで、転移温度Ｔｇより若干高い温度でしばらく保持される。次に、複数の成形型３１は第２プレス室に移り、そこで、図１に示された構造を持つ第２プレス加工装置にセットされて、第２のプレス加工Ｐ２が実施される。このとき、複数の成形型３１は所定の温度低下レートで冷却される。その後、複数の成形型３１は、第２徐冷室、急冷室、及び交換室へと移送されつつ冷却される。
【００３５】
なお、変形実施形態として、図１に示された構造のプレス加工装置それ１台で、図２に示された温度制御工程とプレス加工工程をすべて行なうようにしてもよい。
【００３６】
以上の工程では、第１プレス室（第１のプレス加工Ｐ１）では成形型３１が一定の温度で制御されている条件下で、また、第２プレス室（第２のプレス加工Ｐ２）では成形型３１が一定の温度変化カーブで制御されている条件下で、プレス軸１０によるプレス成形動作を高精度に制御する必要がある。それを実現するためのプレス制御装置４０による各プレス軸１０の詳細な制御方法を、以下に説明する。
【００３７】
図３は、各プレス軸１０を制御するための装置の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【００３８】
図３では、１本のプレス軸１０を制御するための装置の構成のみを代表的に記載してあるが、他のプレス軸１０の制御のための構成もそれと同様である。
【００３９】
プレス制御装置４０は、ＣＰＵ４１、及びメモリ４２を有する。メモリ４２には、プレス軸１０の動作を制御するための各種プログラムが記憶されている。ＣＰＵ４１は、それらのプログラムを実行する。その結果として、プレス制御装置４０は、圧力切換弁２５を切換えるための圧力切換指令、方向切換弁２６を切換えるための方向切換指令、及び流量制御弁２７の開度を制御するための電圧指令を出力する。
【００４０】
これらの指令のうち、プレス加工動作のタイミングの制御に直接的に関連するのは、流量制御弁２７の開度を制御するための電圧指令である。以下では、この電圧指令に関わる構成に焦点を絞って説明する。
【００４１】
プレス制御装置４０のメモリ４２には、流量制御弁２７に対する電圧指令値を作り出すための速度―電圧演算プログラム４３が格納されている。ＣＰＵ４１が速度―電圧演算プログラム４３を実行することで、プレス制御装置４０は以下の動作を、実質的に継続的とみなし得る所定の短い時間間隔（例えば、０．５秒間隔）で行なう。
【００４２】
すなわち、プレス制御装置４０は、所定の短い時間間隔で、油圧シリンダ２０の圧力センサ２１からの圧力センサ信号、及び位置センサ２２からの位置センサ信号を入力する。それら入力信号の値はメモリ４２に記憶される。
【００４３】
そして、プレス制御装置４０（速度―電圧演算プログラム４３）は、メモリ４２に記憶された圧力センサ信号及び位置センサ信号の値に基づき、プレス軸１０の現在時点の速度を所定の目標速度に一致させるための電圧指令値（プレス軸１０に対する操作量）を生成する。この処理の詳細は後述する。
【００４４】
プレス制御装置４０（速度―電圧演算プログラム４３）は、生成した電圧指令値を、電圧−電流変換器２４へ出力する。電圧−電流変換器２４は、流量制御弁２７に流れる電流の大きさを、その電圧指令値に応じた値に調節する。
【００４５】
これにより、流量制御弁２７の開度がその電圧指令値に応じた値に制御され、油圧シリンダ２０に流れる作動油の流量が制御され、その結果、プレス軸１０の速度が所定の目標速度に制御される。
【００４６】
プレス制御装置４０は、複数のプレス軸１０の駆動を開始する前に、準備ステップとして、複数のプレス軸１０の位置を所定の同一高さの初期位置に一致させる。この初期位置合わせ後に、プレス制御装置４０は、複数のプレス軸１０に対する上述した速度―電圧演算プログラム４３に基づく速度制御を同時に開始し（つまり、複数のプレス軸１０の駆動を同時に開始し）、そして、それらの速度制御を並行的に行なう。
【００４７】
その結果、プレス加工工程の各時点において、複数のプレス軸１０のすべてが、最適な位置で最適な速度で、かつ、相互間でずれることなしに、運動することになる。従って、複数の成形型３１のすべての押圧動作のタイミングが最適化される。
【００４８】
図４はプレス軸１０を下降させているときの、油圧シリンダ２０がプレス軸１０に加える押圧力とプレス軸１０の位置（目標速度）の変化の一例を示すタイムチャートである。
【００４９】
ここでは、プレス軸１０の各時点における目標速度（Ｖ１〜Ｖ３）が、各時点におけるカーブ７１の傾きで示されている。また、その目標速度でプレス軸１０が運動するときのプレス軸１０の位置がカーブ７１で示されている。また、プレス軸１０に加わる押圧力がカーブ７２で示されている。
【００５０】
なお、目標速度は、予めメモリ４２に記憶されている時点ごとの予め定められた値であってもよいし、あるいは、各時点でプレス制御装置４０が動的に演算する値であってもよい。
【００５１】
＜時間区間（ｔ０〜ｔ１）において＞
【００５２】
プレス制御装置４０は、時刻ｔ０でプレス軸１０の下降を開始させる。最初の時間区間（ｔ０〜ｔ１）では、プレス軸１０を成形型３１に速く接近させるため、プレス制御装置４０は、最も高い目標速度Ｖ１を設定する。
【００５３】
プレス制御装置４０（速度―電圧演算プログラム４３）は、その最も高い目標速度Ｖ１でプレス軸１０を下降させるように、電圧指令値を演算する。その結果、プレス軸１０には、カーブ７２に示すような押圧力が加わる。
【００５４】
＜時間区間（ｔ１〜ｔ２）において＞
【００５５】
プレス制御装置４０は、プレス軸１０が成形型３１にある程度以上近くなった時間区間（ｔ１〜ｔ２）では、目標速度Ｖ１より低い目標速度Ｖ２を設定する。その結果、プレス軸１０に加わる押圧力は下がる。
【００５６】
＜時間ｔ２〜ｔ３において＞
【００５７】
プレス制御装置４０は、プレス軸１０が成形型３１に当接して押圧する時間（ｔ２−ｔ３）では、最も低い目標速度Ｖ３を設定する。押圧の進行に伴いプレス軸１０に加わる押圧力は上がる。
【００５８】
時点ｔ３でプレス軸１０の位置が押切位置（これ以上下降できない位置）に到達すると、プレス軸１０の速度は自ずとゼロになる。プレス軸１０の押圧力は、圧力切換弁２５の開度で決まる最大圧力になる。押圧工程（プレス工程）の最後の段階では、圧力切換弁２５を切換えることで、押圧力を高める（点線カーブ）又は低める（破線カーブ）ようにしてもよい。
【００５９】
図５は、油圧シリンダ２０の油圧値とプレス軸１０の速度値の関数として、流量制御弁２７への電圧指令値を定義した関数情報の一例を示す図である。
【００６０】
図５に示される関数情報は、プレス制御装置４０のメモリ４２に、例えばルックアップテーブルの形式で格納されている。後述するように、速度―電圧演算プログラム４３が、この関数情報を参照する。プレス軸１０ごとに固有の関数情報が用意されてもよいし、複数のプレス軸１０に対して共通の関数情報が用意されてもよい。
【００６１】
この関数情報は、ある速度値でプレス軸１０を運動させるために、流量制御弁２７への電圧指令値をどの値にするべきかを定義している。ここで重要なことは、流量制御弁２７を流れる作動油の流量（つまり、プレス軸１０の速度）は、作動油の圧力値によって異なるということである。
【００６２】
それゆえ、図５に示された関数情報では、圧力値ごとに、電圧指令値（％）が速度値（ｍｍ／ｓｅｃ）の例えば線形の（非線形でもいい）関数６０−１、６０−２、…、６０―ｎとして定義されている。例えば、図５中の傾きの最も急な関数６０−１は最も高い圧力値に対応し、傾きの最も緩やかな関数６０−ｎは最も低い圧力値に対応する。
【００６３】
プレス軸１０を所定の目標速度で駆動しようとする場合、速度―電圧演算プログラム４３は、そのプレス軸１０に対応する圧力センサ信号から、対応する油圧シリンダ２０の現在の油圧値を把握する。そして、その把握した現在の油圧値を、その関数情報の圧力値として適用し、また、その目標速度を関数情報の速度値として適用する。
【００６４】
その結果、速度―電圧演算プログラム４３は、その現在の油圧値の下でプレス軸１０を目標速度で駆動するための電圧指令値を、その関数情報の出力として受け取る。さらに、速度―電圧演算プログラム４３は、関数情報から受け取った電圧指令値を、目標速度とプレス軸１０の実速度とに応じて調整することで、より適切な電圧指令値を決定する。
【００６５】
以下では、速度―電圧演算プログラム４３の制御処理についてより具体的に説明する。
【００６６】
図６は、速度―電圧演算プログラム４３の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、図７は、速度―電圧演算プログラム４３のサブプログラムである速度監視プログラム５００と、実圧力監視プログラム５１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６７】
先に図７を参照して、速度監視プログラム５００と、実圧力監視プログラム５１０の処理について説明する。なお、速度監視プログラム５００、及び実圧力監視プログラム５１０は、メモリ４２に記憶されている。
【００６８】
速度監視プログラム５００は、プレス軸１０を駆動している間、所定の時間間隔（例えば、０．５秒間隔）で油圧シリンダ２０に取り付けられている位置センサ２２から、位置センサ信号を入力する（Ｓ５０１、Ｓ５０２）。次に、速度監視プログラム５００は、最近の複数時点で入力した位置センサ信号に基づいて、プレス軸１０の現在の実速度を算出する（Ｓ５０３）。そして、速度監視プログラム５００は、算出した実速度を、メモリ４２に記憶する（Ｓ５０４）。
【００６９】
実圧力監視プログラム５１０は、プレス軸１０を駆動している間、所定の時間間隔（例えば、０．５秒間隔）で油圧シリンダ２０に取り付けられている圧力センサ２１から、圧力センサ信号を入力する（Ｓ５１１、Ｓ５１２）。そして、実圧力監視プログラム５１０は、圧力センサ信号から油圧シリンダ２０の作動油の現在の実圧力値を演算し、それをメモリ４２に記憶する（Ｓ５１３）。
【００７０】
メモリ４２に記憶されている実速度、及び実圧力値は、以下に説明する速度―電圧演算プログラム４３による制御処理で利用される。
【００７１】
次に、図６を参照して、速度―電圧演算プログラム４３による制御処理を説明する。図６に示された制御処理は、所定時間間隔（例えば、０．５秒間隔）で繰り返し実行される。
【００７２】
速度―電圧演算プログラム４３は、メモリ４２に記憶されている（実圧力監視プログラム５１０によって計算された）現在の実圧力値を参照する（Ｓ４００）。速度―電圧演算プログラム４３は、また、プレス軸１０に関する現在の目標速度を決定する（Ｓ４０１）。目標速度の値は、例えば図４を参照して説明したようにして決定される。
【００７３】
その後、速度―電圧演算プログラム４３は、上記の実圧力値と目標速度を、図５に示した関数情報に適用する（Ｓ４０２）。その結果、速度―電圧演算プログラム４３は、プレス軸１０を目標速度で駆動するための電圧指令値を得る（Ｓ４０３）。このＳ４０３で得られた電圧指令値は、この値を初期値として、例えば、プレス軸の速度により増減する値である。そのため、Ｓ４０３で得られた電圧指令値は、確定的な電圧指令値ではなく「暫定的な電圧指令値」である。以下、この暫定的な電圧指令値を第１の電圧指令値とする。
【００７４】
その後、速度―電圧演算プログラム４３は、Ｓ４０３で得た第１の電圧指令値（％）に基づいて、流量制御弁２７に対する電圧指令（ボルト）を出力する（Ｓ４０４）。その結果、流量制御弁２７の開度が制御され、プレス軸１０の速度が目標速度となるように制御される（Ｓ４０５）。
【００７５】
その後、速度―電圧演算プログラム４３は、予めメモリ４２に記憶されている予め設定された圧力制限値を参照する（Ｓ４１１）。ここで、圧力制限値とは、例えば、各プレス軸１０に加えてよい設計上の圧力の最大値を示す。
【００７６】
その後、速度―電圧演算プログラム４３は、Ｓ４０１で設定した目標速度と、メモリ４２に記憶されている最新の実速度（以下、実速度）とを比較する（Ｓ４０６）。実速度の方が目標速度よりも遅い場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、プレス制御装置４０は、実圧力値と圧力制限値とを比較する（Ｓ４０７）。
【００７７】
実圧力値が圧力制限値より小さい場合（Ｓ４０７：Ｙｅｓ）、速度―電圧演算プログラム４３は、実速度を目標速度に一致させるために、第１の電圧指令値を増加させ、その増加した電圧指令値に基づいた電圧指令を出力する（Ｓ４０８）。電圧指令値の増加分は、例えば、一定値でもよいし、あるいは、目標速度と実速度との差の大きさに応じて可変的に決定されてもよい。
【００７８】
実圧力値が圧力制限値以上である場合（Ｓ４０７：Ｎｏ）、速度―電圧演算プログラム４３は、現在の第１の電圧指令値をそのまま維持し、制御をＳ４０４に戻す。
【００７９】
一方、実速度が目標速度以上である場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）、速度―電圧演算プログラム４３は、Ｓ４０９の処理を行なう。Ｓ４０９では、実速度が目標速度と同じか、実速度が目標速度より高いかが判断される。
【００８０】
実速度の方が目標速度より高い場合（Ｓ４０９：Ｙｅｓ）、速度―電圧演算プログラム４３は、実速度を目標速度に一致させるために、第１の電圧指令値を減少させ、その減少した電圧指令値に基づいた電圧指令値を出力する（Ｓ４１０）。電圧指令値の減少分は、例えば、一定値でもよいし、あるいは、目標速度と実速度との差の大きさに応じて可変的に決定されてもよい。
【００８１】
実速度が目標速度と同じ場合（Ｓ４０９：Ｎｏ）、速度―電圧演算プログラム４３は、現在の第１の電圧指令値をそのまま維持し、制御をＳ４０４に戻す。
【００８２】
上述した制御処理が、複数のプレス軸１０のそれぞれに対して、共通の目標速度を用いて同時並行的に行なわれる。その結果、複数のプレス軸１０による複数のガラス素材のプレス加工が、温度制御プロセスに対して実質的に最適化されたタイミングで実行される。
【００８３】
図８は、各プレス軸１０の速度を制御するための装置の変形例（図３に示したものから一部変更）の構成を示すブロック図である。
【００８４】
図８に示される変形例では、図３における圧力切換弁２５に変えて、油圧を無段階で調節できる圧力制御弁（例えば、電磁比例弁）５２が採用されている。プレス制御装置４０は、さらに圧力−電圧演算プログラム５１を有する。プレス制御装置４０は、圧力−電圧演算プログラム５１を実行することにより、圧力制御弁５２の開度を制御して、油圧シリンダ２０に加わる油圧をきめ細かく制御することができる。
【００８５】
この変形例のその他の構成は、図３に示された構成と同じである。
【００８６】
図９は、図８に示された変形例における、速度―電圧演算プログラム４３、及び圧力―電圧演算プログラム５１の処理の流れの一例を示す。
【００８７】
図９において、Ｓ６０１〜Ｓ６１１は、速度―電圧演算プログラム４３が行なう制御処理であり、それは図５に示したＳ４０１〜Ｓ４１１と実質的に同様である。この制御処理の説明は省略する。
【００８８】
図９において、Ｓ６２１〜Ｓ６２９は、圧力―電圧演算プログラム５１が行なう制御処理である。以下、この制御処理について説明する。
【００８９】
圧力―電圧演算プログラム５１は、各時間において、プレス軸１０に加える圧力を決定する（Ｓ６２１）。プレス軸１０に加える圧力は、例えば図４を参照して説明したようにして決定される。
【００９０】
次に、圧力―電圧演算プログラム５１は、決定した圧力を、図示省略の圧力テーブルに適用する（Ｓ６２２）。ここで、圧力テーブルとは、決定した圧力値と、圧力シリンダに加わる圧力を決定した圧力にするために必要な電圧指令値が対応付けられている関数情報を示す。
【００９１】
そして、圧力―電圧演算プログラム５１は、プレス軸１０に設定した圧力を加えるための電圧指令値を得る（Ｓ６２３）。このＳ６２３で得られた電圧指令値は、Ｓ４０３と同様に「暫定的な電圧指令値」である。以下、この暫定的な電圧指令値を第２の電圧指令値とする。
【００９２】
その後、圧力―電圧演算プログラム５１は、Ｓ６２３で得た第２の電圧指令値（％）に基づいて、圧力制御弁５２に対する電圧指令（ボルト）を出力する（Ｓ６２４）。
【００９３】
その結果、圧力制御弁５２の開度が制御され、プレス軸１０に加わる圧力が、設定した圧力となるように制御される（Ｓ６０５）。
【００９４】
その後、圧力―電圧演算プログラム５１は、圧力制限値とメモリ４２に記憶されている最新の実圧力（以下、実圧力値）とを比較する（Ｓ６２５）。実圧力値の方が圧力制限値よりも低い場合（Ｓ６２５：Ｙｅｓ）、プレス制御装置４０は、実速度と目標速度とを比較する（Ｓ６２６）。
【００９５】
実速度の方が目標速度より遅い場合（Ｓ６２６：Ｙｅｓ）、圧力―電圧演算プログラム５１は、実速度を目標速度に一致させるために、第２の電圧指令値を増加させ、その増加した電圧指令値に基づいた電圧指令を出力する（Ｓ６２７）。電圧指令値の増加分は、例えば、一定値でもよいし、あるいは、目標速度と実速度との差の大きさに応じて可変的に決定されてもよい。
【００９６】
実速度が目標速度以上である場合（Ｓ６２６：Ｎｏ）、圧力―電圧演算プログラム５１は、現在の第２の電圧指令値をそのまま維持し、制御をＳ６２４に戻す。
【００９７】
一方、実圧力値が圧力制限値以上である場合（Ｓ６２５：Ｎｏ）、圧力―電圧演算プログラム５１は、Ｓ６２８の処理を行なう。Ｓ６２８では、実圧力値がＳ６０１で設定した圧力と同じか、実圧力値がＳ６０１で設定した圧力より高いかが判断される。
【００９８】
実圧力値の方が設定した圧力より高い場合（Ｓ６２８：Ｙｅｓ）、圧力―電圧演算プログラム５１は、実圧力を設定した圧力に一致させるために、第２の電圧指令値を減少させ、その減少した電圧指令値に基づいた電圧指令を出力する（Ｓ６２９）。電圧指令値の減少分は、例えば、一定値でもよいし、あるいは、設定した圧力と実圧力との差の大きさに応じて可変的に決定されてもよい。
【００９９】
実圧力値が設定した圧力と同じ場合（Ｓ６２８：Ｎｏ）、圧力―電圧演算プログラム５１は、現在の第２の電圧指令値をそのまま維持し、制御をＳ６２４に戻す。
【０１００】
最後に、本発明の実施形態を、図等を用いて総括する。
【０１０１】
本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）は、図１に示されているように、ガラス素材がセットされた成形型（３１）を押圧するためのプレス軸（１０）と、プレス軸（１０）を駆動するための油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）と、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）に供給される作動油の流量を制御するための流量制御弁（２７）と、プレス軸（１０）の位置に応答して位置センサ信号を出力する位置センサ（２２）と、位置センサ信号を受け、流量制御弁（２７）を制御するプレス制御装置（４０）を備え、プレス制御装置（４０）は、所定時間ごとに、位置センサ信号に基づき流量制御弁（２７）を制御する。
【０１０２】
好ましくは、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）において、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）に供給される作動油の圧力に応答して圧力センサ信号を出力する圧力センサ（２１）をさらに備え、プレス制御装置（４０）は、所定時間ごとに、位置センサ信号及び圧力センサ信号に基づき流量制御弁（４０）を制御する。
【０１０３】
さらに、好ましくは、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）において、プレス制御装置（４０）は、プレス軸（１０）の目標速度を決定し、位置センサ信号に基づいて、プレス軸（１０）の実速度を求め、所定時間ごとに、圧力センサ信号と目標速度と実速度とに基づいて、流量制御弁（２７）を制御する。
【０１０４】
さらに、好ましくは、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）において、プレス制御装置（４０）は、図５に示されるように、圧力値と速度値との関数として流量制御弁（２７）の操作量を定義した関数情報を有し、圧力センサ信号に基づく圧力検出値を圧力値として、及び目標速度を速度値として、関数情報に適用することで、流量制御弁（２７）の操作量を求め、図３及び６に示されているように、実速度に基づいて、操作量を調整し、調整した操作量により流量制御弁（２７）を制御する。
【０１０５】
さらに、好ましくは、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）において、プレス制御装置（４０）は、図６に示されている様に、実速度が目標速度よりも速い場合、操作量を減少させ、実速度が目標速度よりも遅い場合、操作量を増加させる。
【０１０６】
さらに、好ましくは、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）において、プレス制御装置（４０）は、図８及び９に示されるように、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）に供給される作動油の圧力を制御する。
【０１０７】
また、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）は、図１に示されているように、それぞれにガラス素材がセットされた複数の成形型（３１）をそれぞれ押圧するための複数のプレス軸（１０）と、複数のプレス軸（１０）をそれぞれ駆動するための複数の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）と、複数の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）にそれぞれ供給される作動油の流量をそれぞれ制御するための複数の流量制御弁（２７）と、複数のプレス軸（１０）の位置に応答してそれぞれ位置センサ信号を出力する複数の位置センサ（２２）と、位置センサ信号をそれぞれ受け、複数の流量制御弁（２７）を操作するプレス制御装置を備え、プレス制御装置（４０）は、所定の時間ごとに、各位置センサ（２２）から入力された位置センサ信号に基づいて、対応する各流量制御弁（２７）を制御する。
【０１０８】
好ましくは、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造装置（１）において、
複数の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）に供給される作動油の圧力にそれぞれ応答して圧力センサ信号を出力する複数の圧力センサ（２１）をさらに備え、プレス制御装置（４０）は、各位置センサ（２１）からの位置センサ信号に基づいて、プレス軸（１０）ごとの実速度を求め、所定時間ごとに、各圧力センサ（２１）からの圧力センサ信号、及びプレス軸（１０）ごとの実速度に基づいて、対応する各流量制御弁（２７）を制御する。
【０１０９】
また、本発明の実施形態にかかる光学ガラス素子の製造方法は、図３及び６に示されているように、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）の油圧をセンスし、プレス軸（１０）の実速度を把握し、所定時間ごとに、センスされた油圧、及び実速度に基づき、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）へ供給される作動油の流量を制御するための流量制御弁（２７）を制御する。
【０１１０】
好ましくは、図８及び９に示されているように、複数の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）の油圧をセンスし、複数のプレス軸（１０）の実速度を把握し、所定時間ごとに、各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）の油圧、及び各プレス軸（１０）の実速度に基づき、各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ２０）へ供給される作動油の流量を制御するための各流量制御弁（２７）を制御する。
【０１１１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１２】
１…光学ガラス素子の製造装置
１０…上プレス軸
１１…プレスヘッド
２０…油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
２１…温度センサ
２２…位置センサ
２３…油圧配管
２５…圧力切換弁
２６…方向切換弁
２７…流量制御弁
２８…油圧ポンプ
３０…炉
３１…成形型
３２…型支持部材
３３…型支持台
３４…基部
４０…プレス制御装置
【図１】
2015193502.tif 000003
【図２】
2015193502.tif 000004
【図３】
2015193502.tif 000005
【図４】
2015193502.tif 000006
【図５】
2015193502.tif 000007
【図６】
2015193502.tif 000008
【図７】
2015193502.tif 000009
【図８】
2015193502.tif 000010
【図９】
2015193502.tif 000011