(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部金型と、
前記上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、
前記上部金型の周囲に設けられ、プレス方向に延伸する第１の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第２の部分を有した第１の透明管と、前記第１の透明管内に設けられた第１の発熱体と、を有し、前記上部金型を加熱する複数の第１の赤外線ランプと、
前記下部金型の周囲に設けられ、前記プレス方向に延伸する第３の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第４の部分を有した第２の透明管と、前記第２の透明管内に設けられた第２の発熱体と、を有し、前記下部金型を加熱する複数の第２の赤外線ランプと、
前記第１の発熱体の出力と、前記第２の発熱体の出力を独立に制御し前記上部金型と前記下部金型の温度を調整する制御部と、を備え、
前記第２の部分と前記第４の部分とが対向することを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記第１の赤外線ランプ及び前記第２の赤外線ランプから発せられる赤外線を反射する反射ミラーを更に備え、
前記第１の部分及び前記第３の部分は、前記反射ミラーの内側に位置し、前記第２の部分及び前記第４の部分は前記反射ミラーを貫通することを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
上部金型と、
前記上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、
前記上部金型の周囲に設けられ、少なくとも一部がプレス方向に延伸した第１の透明管と、前記第１の透明管内に設けられた第１の発熱体と、を有し、前記上部金型を加熱する複数の第１の赤外線ランプと、
前記下部金型の周囲に設けられ、少なくとも一部が前記プレス方向に延伸した第２の透明管と、前記第２の透明管内に設けられた第２の発熱体と、を有し、前記下部金型を加熱する複数の第２の赤外線ランプと、
前記第１の発熱体の出力と、前記第２の発熱体の出力を独立に制御し前記上部金型と前記下部金型の温度を調整する制御部と、を備え、
前記プレス方向に垂直な第１の仮想平面において前記第１の赤外線ランプが存在し前記第２の赤外線ランプが存在しない第１の領域と、
前記プレス方向に垂直な第２の仮想平面において前記第２の赤外線ランプが存在し前記第１の赤外線ランプが存在しない第２の領域と、
前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置し、前記プレス方向に垂直な第３の仮想平面において前記第１の赤外線ランプ及び前記第２の赤外線ランプが存在する第３の領域とを有することを特徴とする成形装置。
【請求項４】
前記第１の赤外線ランプ及び前記第２の赤外線ランプから発せられる赤外線を反射する反射ミラーを更に備え、
前記第１の透明管は、前記プレス方向に延伸する第１の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第２の部分を有し、
前記第２の透明管は、前記プレス方向に延伸する第３の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第４の部分を有し、
前記第１の部分及び前記第３の部分は、前記反射ミラーの内側に位置し、前記第２の部分と前記第４の部分は前記反射ミラーを貫通することを特徴とする請求項３記載の成形装置。
【請求項５】
前記上部金型の温度を測定する第１の温度センサと、
前記下部金型の温度を測定する第２の温度センサと、を更に備え、
前記制御部は、前記第１の温度センサの測定結果に基づいて前記第１の発熱体の出力を制御し、前記第２の温度センサの測定結果に基づいて前記第２の発熱体の出力を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の成形装置。
【請求項６】
前記第１の発熱体に対する前記第２の発熱体の前記プレス方向の相対位置を調整する位置調整機構を、更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか一項記載の成形装置。
【請求項７】
前記制御部が少なくとも１つの前記第１の発熱体の出力を、その他の前記第１の発熱体の出力と独立に制御し、前記制御部が少なくとも１つの前記第２の発熱体の出力を、その他の前記第２の発熱体の出力と独立に制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の成形装置。
【請求項８】
前記第１の発熱体は、前記第２の赤外線ランプの側に他の部分よりも太さが細い部分を有し、
前記第２の発熱体は、前記第１の赤外線ランプの側に他の部分よりも太さが細い部分を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれか一項記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置に関し、特に、ガラス等の素材を加熱及びプレスにより成形を行う成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス等の素材（ワーク）を加熱して軟化させ、金型を用いてプレスすることによりガラスレンズ等を成形する成形装置がある。ガラスレンズ等を高精度に成形するためには、金型内の温度分布を所望の分布に設定できることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３７７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、金型内の温度分布を所望の分布に設定できる成形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様の成形装置は、上部金型と、前記上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、前記上部金型の周囲に設けられ、プレス方向に延伸する第１の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第２の部分を有した第１の透明管と、前記第１の透明管内に設けられた第１の発熱体と、を有し、前記上部金型を加熱する複数の第１の赤外線ランプと、前記下部金型の周囲に設けられ、前記プレス方向に延伸する第３の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第４の部分を有した第２の透明管と、前記第２の透明管内に設けられた第２の発熱体と、を有し、前記下部金型を加熱する複数の第２の赤外線ランプと、前記第１の発熱体の出力と、前記第２の発熱体の出力を独立に制御し前記上部金型と前記下部金型の温度を調整する制御部と、を備え、前記第２の部分と前記第４の部分とが対向することを特徴とする。
【０００６】
上記態様の成形装置において、前記第１の赤外線ランプ及び前記第２の赤外線ランプから発せられる赤外線を反射する反射ミラーを更に備え、前記第１の部分及び前記第３の部分は、前記反射ミラーの内側に位置し、前記第２の部分及び前記第４の部分は前記反射ミラーを貫通することが望ましい。
【０００７】
本発明の一態様の成形装置は、上部金型と、前記上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、前記上部金型の周囲に設けられ、少なくとも一部がプレス方向に延伸した第１の透明管と、前記第１の透明管内に設けられた第１の発熱体と、を有し、前記上部金型を加熱する複数の第１の赤外線ランプと、前記下部金型の周囲に設けられ、少なくとも一部が前記プレス方向に延伸した第２の透明管と、前記第２の透明管内に設けられた第２の発熱体と、を有し、前記下部金型を加熱する複数の第２の赤外線ランプと、前記第１の発熱体の出力と、前記第２の発熱体の出力を独立に制御し前記上部金型と前記下部金型の温度を調整する制御部と、を備え、前記プレス方向に垂直な第１の仮想平面において前記第１の赤外線ランプが存在し前記第２の赤外線ランプが存在しない第１の領域と、前記プレス方向に垂直な第２の仮想平面において前記第２の赤外線ランプが存在し前記第１の赤外線ランプが存在しない第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置し、前記プレス方向に垂直な第３の仮想平面において前記第１の赤外線ランプ及び前記第２の赤外線ランプが存在する第３の領域とを有することを特徴とする。
【０００８】
上記態様の成形装置において、前記第１の赤外線ランプ及び前記第２の赤外線ランプから発せられる赤外線を反射する反射ミラーを更に備え、前記第１の透明管は、前記プレス方向に延伸する第１の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第２の部分を有し、前記第２の透明管は、前記プレス方向に延伸する第３の部分と前記プレス方向に垂直な方向に延伸する第４の部分を有し、前記第１の部分及び前記第３の部分は、前記反射ミラーの内側に位置し、前記第２の部分と前記第４の部分は前記反射ミラーを貫通することが望ましい。
【０００９】
上記態様の成形装置において、前記上部金型の温度を測定する第１の温度センサと、前記下部金型の温度を測定する第２の温度センサと、を更に備え、前記制御部は、前記第１の温度センサの測定結果に基づいて前記第１の発熱体の出力を制御し、前記第２の温度センサの測定結果に基づいて前記第２の発熱体の出力を制御することが望ましい。
【００１０】
上記態様の成形装置において、前記第１の発熱体に対する前記第２の発熱体の前記プレス方向の相対位置を調整する位置調整機構を、更に備えることが望ましい。
【００１１】
上記態様の成形装置において、前記制御部が少なくとも１つの前記第１の発熱体の出力を、その他の前記第１の発熱体の出力と独立に制御し、前記制御部が少なくとも１つの前記第２の発熱体の出力を、その他の前記第２の発熱体の出力と独立に制御することが望ましい。
【００１２】
上記態様の成形装置において、前記第１の発熱体は、前記第２の赤外線ランプの側に他の部分よりも太さが細い部分を有し、前記第２の発熱体は、前記第１の赤外線ランプの側に他の部分よりも太さが細い部分を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金型内の温度分布を所望の分布に設定できる成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の成形装置の一例を示す模式断面図である。
【図２】第１の実施形態の成形装置の一部の拡大模式断面図である。
【図３】第１の実施形態の成形装置の一部の拡大模式上面図である。
【図４】第１の実施形態の第１の赤外線ランプ及び第２の赤外線ランプの模式図である。
【図５】第１の実施形態の加熱部の模式斜視図である。
【図６】比較形態の成形装置の一部の拡大模式断面図である。
【図７】比較形態の加熱部の模式斜視図である。
【図８】第２の実施形態の第１の赤外線ランプ及び第２の赤外線ランプの模式図である。
【図９】第３の実施形態の赤外線ランプの模式図である。
【図１０】第４の実施形態の第１の赤外線ランプ及び第２の赤外線ランプの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、本明細書中、同一又は類似の部材には、同一の符号を付す場合がある。
【００１６】
本明細書中、「上」とは、上部金型と下部金型のプレス方向に対し相対的に上部金型側の位置を意味する。また、「下」とは、上部金型と下部金型のプレス方向に対し相対的に下部金型側の位置を意味する。
【００１７】
（第１の実施形態）
本実施形態の成形装置は、上部金型と、上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、複数の第１の発熱体と複数の第２の発熱体とを有し、上部金型と下部金型の周囲に設けられ、上部金型と下部金型を加熱する加熱部と、第１の発熱体の出力と、第２の発熱体の出力を独立に制御し上部金型と下部金型の温度を調整する制御部と、を備える。そして、複数の第１の発熱体は上部金型の周囲に設けられ上部金型と下部金型のプレス方向に延伸する。また、複数の第２の発熱体は下部金型の周囲に設けられ上部金型と下部金型のプレス方向に延伸する。
【００１８】
また、加熱部は、上部金型の周囲に設けられ少なくとも一部が上部金型と下部金型のプレス方向に延伸する複数の第１の赤外線ランプと、下部金型の周囲に設けられ少なくとも一部が上部金型と下部金型のプレス方向に延伸する複数の第２の赤外線ランプと、を有する。第１の赤外線ランプは、第１の石英管と、第１の石英管内に設けられた第１の発熱体と、を有し、第２の赤外線ランプは、第２の石英管と、第２の石英管内に設けられた第２の発熱体と、を有する。
【００１９】
本実施形態の成形装置は、上記構成により、金型の円周方向に赤外線ランプが均等に配置される。したがって、金型の円周方向の温度分布の均一性が向上する。また、上記構成により、上部金型と下部金型の温度を、独立に調整することが可能となる。したがって、金型の上下方向の温度分布を所望の分布に設定できる。よって、本実施形態によれば、金型内の温度分布を所望の分布に設定できる成形装置が実現される。
【００２０】
図１は、本実施形態の成形装置の一例を示す模式断面図である。本実施形態の成形装置は、例えば、ガラス素材から光学レンズを成形するガラス成形装置１００である。
【００２１】
ガラス成形装置１００は、フレーム１０、上プレス軸（上軸）１２、下プレス軸（下軸）１４、駆動部１６、上部金型（上型）１８、下部金型（下型）２０、上スペーサ２２、下スペーサ２４、上フランジ２６、下フランジ２８、石英壁（透明壁）３０、加熱部３２、第１の位置調整機構３４、第２の位置調整機構３６、第３の位置調整機構３８、制御部４６、成形室５０、第１の排出管５４ａ、及び、第２の排出管５４ｂを備える。
【００２２】
上プレス軸１２はフレーム１０に支持される。下プレス軸１４は、駆動部１６を介してフレーム１０に支持される。上プレス軸１２と下プレス軸１４は同軸上に設けられる。上プレス軸１２と下プレス軸１４は、例えば、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）で形成される。
【００２３】
駆動部１６は、下プレス軸１４を上下に移動させる。駆動部１６は、例えば、モータを用いて下プレス軸１４を上下に移動させるアクチュエータである。
【００２４】
上プレス軸１２の下端には、上スペーサ２２を間に挟んで、上部金型１８が設けられる。上部金型１８は、上プレス軸１２に固定される。
【００２５】
下プレス軸１４の上端には、下スペーサ２４を間に挟んで下部金型２０が設けられる。下部金型２０は、下プレス軸１４に固定される。
【００２６】
上部金型１８と下部金型２０との間に、ガラス素材のワークＷが配置される。上部金型１８と下部金型２０との間でワークＷがプレスされ、成形される。
【００２７】
上スペーサ２２は、上プレス軸１２と上部金型１８との間を断熱する機能を備える。下スペーサ２４は、下プレス軸１４と下部金型２０とを断熱する機能を備える。
【００２８】
上スペーサ２２と下スペーサ２４は、例えば、セラミックで形成される。上スペーサ２２と下スペーサ２４は、例えば、窒化珪素である。
【００２９】
上部金型１８と下部金型２０は、金属又はセラミックである。上部金型１８と下部金型２０は、例えば、タングステンカーバイドである。
【００３０】
また、上部金型１８と下部金型２０の素材と接する部分が、超硬合金であることが望ましい。超硬合金を用いることにより、表面粗さを低減することが可能である。特に、バインダレス超硬合金を用いることが、表面粗さを低減する観点から望ましい。
【００３１】
上部金型１８及び下部金型２０は、例えば、円形又は矩形である。上部金型１８及び下部金型２０の最大幅（最大径）は、例えば、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。
【００３２】
石英壁３０は、上部金型１８、下部金型２０、上スペーサ２２、及び、下スペーサ２４の周囲に設けられる。石英壁３０は、上フランジ２６と下フランジ２８との間に設けられる。石英壁３０は、上フランジ２６に固定される。石英壁３０は、透明である。石英壁３０は、無色透明であることが望ましい。
【００３３】
石英壁３０は、上フランジ２６と一体に上下移動が可能である。石英壁３０と上フランジ２６は図示しない駆動部によって上下移動する。また、石英壁３０、上フランジ２６、及び下フランジ２８で囲まれる領域が成形室５０である。成形室５０は減圧可能となっている。
【００３４】
加熱部３２は、石英壁３０の周囲に設けられる。加熱部３２は、第１の位置調整機構３４を介して上フランジ２６に固定される。
【００３５】
加熱部３２は、上部金型１８及び下部金型２０の周囲に設けられる。加熱部３２は、上部金型１８及び下部金型２０を加熱する。
【００３６】
第１の供給管（図示せず）は、上プレス軸１２に接続される。第１の供給管から上プレス軸１２を通って、酸素の含有量が極めて小さい非酸化性ガスが成形室５０内に供給される。また、第２の供給管（図示せず）は、下プレス軸１４に接続される。第２の供給管から下プレス軸１４を通って、酸素の含有量が極めて小さい非酸化性ガスが成形室５０内に供給される。
【００３７】
非酸化性ガスにより成形室５０内の金属部材の酸化を抑制する。非酸化性ガスは、例えば、窒素ガスである。
【００３８】
第１の排出管５４ａは、上フランジ２６に接続される。第２の排出管５４ｂは、下フランジ２８に接続される。図示しない真空ポンプにより、第１の排出管５４ａ及び第２の排出管５４ｂを介して成形室５０内を減圧することが可能である。真空ポンプにより石英壁３０の内側を減圧することが可能である。
【００３９】
制御部４６は、上述したガラス成形装置１００の各部を制御する。制御部４６は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。制御部４６は、例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶されるプログラムで構成される。
【００４０】
図２は、本実施形態の成形装置の一部の拡大模式断面図である。上プレス軸１２及び下プレス軸１４の一部、上フランジ２６及び下フランジ２８の一部、上部金型１８、下部金型２０、上スペーサ２２、下スペーサ２４、石英壁３０、及び、加熱部３２を拡大して示す。
【００４１】
図２中、白矢印は上部金型１８と下部金型２０のプレス方向を示す。
【００４２】
図３は、本実施形態の成形装置の一部の拡大模式上面図である。成形装置１００の上側から見た、上部金型１８、石英壁３０、及び、加熱部３２を拡大して示す。
【００４３】
加熱部３２は、複数の第１の赤外線ランプ６０、複数の第２の赤外線ランプ７０、及び、反射ミラー８０を備える。第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０は、少なくとも一部が上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に延伸する。
【００４４】
図３に示すように、第１の赤外線ランプ６０は、上部金型１８の周囲に２０本設けられる。第２の赤外線ランプ７０は、下部金型２０の周囲に２０本設けられる。
【００４５】
それぞれの第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０は、同軸上に設けられる。言い換えれば、それぞれの第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０は、円周方向の同一位置に設けられる。
【００４６】
図４は、本実施形態の第１の赤外線ランプ及び第２の赤外線ランプの模式図である。一例として、複数の第１の赤外線ランプ６０と、複数の第２の赤外線ランプ７０の中から、同軸上に設けられる各１本の赤外線ランプを示す。他の、１９本の赤外線ランプも同様の構成を備える。
【００４７】
第１の赤外線ランプ６０は、第１の端子部６１、第２の端子部６２、石英管（第１の透明管）６３、フィラメント（第１の発熱体）６４を備える。第１の赤外線ランプ６０は、例えば、ハロゲンヒータである。第１の端子部６１及び第２の端子部６２から、第１の赤外線ランプ６０の電極６５、６６がそれぞれ引き出される。第１の端子部６１及び第２の端子部６２の材質は、例えば、セラミックである。
【００４８】
石英管６３は、第１の端子部６１と第２の端子部６２との間に設けられる。石英管６３は、大部分が直線状であり、第２の端子部６２の近傍に屈曲部が設けられる。全体としてＬ字形状である。
【００４９】
フィラメント６４は、第１の端子部６１と第２の端子部６２との間に設けられる。フィラメント６４は、石英管６３内に設けられる。フィラメント６４は、例えば、金属線のコイルである。フィラメント６４は、例えば、タングステンである。
【００５０】
第２の赤外線ランプ７０は、第１の端子部７１、第２の端子部７２、石英管（第２の透明管）７３、フィラメント（第２の発熱体）７４を備える。第２の赤外線ランプ７０は、例えば、ハロゲンヒータである。第１の端子部７１及び第２の端子部７２から、第２の赤外線ランプ７０の電極７５、６６がそれぞれ引き出される。第１の端子部７１及び第２の端子部７２の材質は、例えば、セラミックである。
【００５１】
石英管７３は、第１の端子部７１と第２の端子部７２との間に設けられる。石英管７３は、大部分が直線状であり、第２の端子部７２の近傍に屈曲部が設けられる。全体としてＬ字形状である。
【００５２】
フィラメント７４は、第１の端子部７１と第２の端子部７２との間に設けられる。フィラメント７４は、石英管７３内に設けられる。フィラメント７４は、例えば、金属線のコイルである。フィラメント７４は、例えば、タングステンである。
【００５３】
図２に示す反射ミラー８０は、第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０の外周に設けられる。反射ミラー８０は、第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０から発せられる赤外線を、上部金型１８及び下部金型２０に向けて反射する機能を備える。
【００５４】
上部金型１８には金型の温度を測定する第１の熱電対（第１の温度センサ）４０が設けられている。また、下部金型２０には金型の温度を測定する第２の熱電対（第２の温度センサ）４２が設けられている。
【００５５】
図１に示す制御部４６は、第１の赤外線ランプ６０の出力と、第２の赤外線ランプ７０の出力を独立に制御して、上部金型１８と下部金型２０の温度を調整する。言い換えれば、制御部４６は、フィラメント（第１の発熱体）６４の出力と、フィラメント（第２の発熱体）７４の出力を独立に制御し上部金型１８と下部金型２０の温度を調整する。
【００５６】
制御部４６は、複数の第１の赤外線ランプ６０の出力を一括して制御しても構わない。あるいは、少なくとも１つの第１の赤外線ランプ６０の出力を、他の第１の赤外線ランプ６０の出力と独立に制御しても構わない。例えば、複数の第１の赤外線ランプ６０の出力を全て独立して制御しても構わない。
【００５７】
また、制御部４６は、複数の第２の赤外線ランプ７０の出力を一括して制御しても構わない。あるいは、少なくとも１つの第２の赤外線ランプ７０の出力を、他の第２の赤外線ランプ７０の出力と独立に制御しても構わない。例えば、複数の第２の赤外線ランプ７０の出力を全て独立して制御しても構わない。
【００５８】
制御部４６は、第１の熱電対４０の測定結果に基づいて、第１の赤外線ランプ６０の出力を制御する。言い換えれば、制御部４６は、第１の熱電対４０の測定結果に基づいて、フィラメント（第１の発熱体）６４の出力を制御する。
【００５９】
また、制御部４６は、第２の熱電対４２の測定結果に基づいて、第２の赤外線ランプ７０の出力を制御する。言い換えれば、制御部４６は、第２の熱電対４２の測定結果に基づいて、フィラメント（第２の発熱体）７４の出力を制御する。
【００６０】
成形装置１００は、図２に示すように、加熱部３２に対する上部金型１８及び下部金型２０の相対位置関係を調整する第１の位置調整機構３４を備える。第１の位置調整機構３４により、加熱部３２全体が石英壁３０に対して上下する。第１の位置調整機構３４は、例えば、ネジ機構である。
【００６１】
また、成形装置１００は、図２に示すように、第２の位置調整機構３６と、第３の位置調整機構３８とを備える。
【００６２】
第２の位置調整機構３６は、第１の赤外線ランプ６０の上下位置を調整する。第３の位置調整機構３８は、第２の赤外線ランプ７０の上下位置を調整する。第２の位置調整機構３６及び第３の位置調整機構３８のいずれか一方、又は、両方を用いて、第１の赤外線ランプ６０に対する第２の赤外線ランプ７０の相対位置を調整することが可能である。言い換えれば、フィラメント（第１の発熱体）６４に対するフィラメント（第２の発熱体）７４の相対位置を調整することが可能である。
【００６３】
第２の位置調整機構３６及び第３の位置調整機構３８は、例えば、ネジ機構である。
【００６４】
第２の位置調整機構３６は、複数の第１の赤外線ランプ６０の上下位置を一括して調整する機構であっても、それぞれの上下位置を個別に調整する機構であっても構わない。また、第３の位置調整機構３８は、複数の第２の赤外線ランプ７０の上下位置を一括して調整する機構であっても、それぞれの上下位置を個別に調整する機構であっても構わない。
【００６５】
図５は、本実施形態の加熱部の模式斜視図である。第１の赤外線ランプ６０、第２の赤外線ランプ７０、及び、反射ミラー８０を示す。
【００６６】
反射ミラー８０に設けられた開口部８０ａを通って、第１の赤外線ランプ６０の第２の端子部６２と、第２の赤外線ランプ７０の第２の端子部７２が、反射ミラー８０の外側に引き出される。なお、反射ミラー８０は、第２の端子部６２、７２を引き出すために、上部と下部で２分割しても構わない。
【００６７】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
【００６８】
図６は、比較形態の成形装置の一部の拡大模式断面図である。図７は、比較形態の加熱部の模式斜視図である。
【００６９】
加熱部３２は、複数の赤外線ランプ５５、及び、反射ミラー８０を備える。複数の赤外線ランプ５５は、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に直線状に延伸する。複数の赤外線ランプ５５は、上部金型１８及び下部金型の周囲に、例えば、２０本設けられる。
【００７０】
ガラスレンズ等を高精度に成形するためには、金型内の温度分布を均一にすることが重要である。例えば、上部金型１８と下部金型２０の形状が異なるような場合、上部金型１８と下部金型２０で熱容量が異なる。このため、上部金型１８と下部金型２０を同じ条件で加熱すると、上部金型１８と下部金型２０との温度が異なり、金型の温度分布が不均一になる恐れがある。
【００７１】
図６に示す比較形態の加熱部３２では、上部金型１８と下部金型２０とを、共通の赤外線ランプ５５を用いて加熱する。したがって、上部金型１８と下部金型２０の温度を独立して制御することが困難である。よって、金型内の上下方向の温度分布を均一にするなど、所望の分布に設定することが困難である。
【００７２】
図２に示す本実施形態の加熱部３２では、上部金型１８を主に第１の赤外線ランプ６０で加熱する。また、下部金型２０を主に第２の赤外線ランプ７０で加熱する。第１の赤外線ランプ６０の出力と、第２の赤外線ランプ７０の出力とは独立に制御される。したがって、上部金型１８と下部金型２０の温度を独立して制御することが可能となる。よって、金型内の温度分布、特に上下方向の温度分布を均一にするなど、所望の分布に設定することが可能である。
【００７３】
図１に示す制御部４６は、第１の熱電対４０の測定結果に基づいて第１の赤外線ランプ６０の出力を制御し、第２の熱電対４２の測定結果に基づいて第２の赤外線ランプ７０の出力を制御することが望ましい。この制御により、高い精度で金型内の上下方向の温度分布を調整することが可能となる。
【００７４】
また、成形装置１００は、上述のように第２の位置調整機構３６及び第３の位置調整機構３８のいずれか一方、又は両方を備え、第１の赤外線ランプ６０に対する第２の赤外線ランプ７０の上下の相対位置を調整できることが望ましい。これにより、更に高い精度で金型内の上下方向の温度分布を調整することが可能となる。
【００７５】
（第２の実施形態）
本実施形態の成形装置は、第１の赤外線ランプの下端が、第２の赤外線ランプの上端よりも下側に位置する点で第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００７６】
図８は、本実施形態の第１の赤外線ランプ及び第２の赤外線ランプの模式図である。３本の第１の赤外線ランプ６０と、２本の第２の赤外線ランプ７０を示している。
【００７７】
図８に示すように、第１の赤外線ランプ６０の下端が、第２の赤外線ランプ７０の上端よりも下側に位置する。言い換えれば、第１の赤外線ランプ６０の一部と第２の赤外線ランプ７０の一部が、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に垂直な平面内に共存する。言い換えれば、第１の赤外線ランプ６０の一部と第２の赤外線ランプ７０の一部が、上下方向で重なる。
【００７８】
それぞれの第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０は、異なる軸上に設けられる。言い換えれば、それぞれの第１の赤外線ランプ６０及び第２の赤外線ランプ７０は、円周方向の異なる位置に設けられる。
【００７９】
第１の実施形態の場合、第１の赤外線ランプ６０と第２の赤外線ランプ７０との間の隙間（図４中のＳ）に、熱源が存在しない領域が生じる。このため、金型の隙間Ｓに対向する部分では、他の部分と比較して金型の温度が低下する恐れがある。したがって、金型内の温度分布が所望の分布に設定できない恐れがある。
【００８０】
本実施形態によれば、第１の赤外線ランプ６０の一部と第２の赤外線ランプ７０の一部が、上下方向で重なるため、上下方向の隙間Ｓは生じない。したがって、第１の実施形態よりも、更に高い精度で金型内の温度分布を所望の分布に調整することが可能となる。
【００８１】
なお、本実施形態では、図２に示されるような第２の位置調整機構３６及び第３の位置調整機構３８のいずれか一方、又は、両方を用いれば、第１の赤外線ランプ６０と第２の赤外線ランプ７０の上下方向の重なり量を調整することが可能である。この場合、更に高い精度で金型内の温度分布を所望の分布に調整することが可能となる。
【００８２】
（第３の実施形態）
本実施形態の成形装置は、上部金型及び下部金型の周囲に設けられ上部金型と下部金型のプレス方向に延伸する複数の赤外線ランプ、を有し、赤外線ランプは、透明管と、透明管内に設けられた第１の発熱体及び第２の発熱体と、を有する点で第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００８３】
本実施形態の複数の赤外線ランプ９０は、上部金型１８及び下部金型２０の周囲に設けられる。赤外線ランプ９０は、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に延伸する。
【００８４】
図９は、本実施形態の赤外線ランプの模式図である。一例として、複数の赤外線ランプ９０の中の１本の赤外線ランプ９０を示している。
【００８５】
赤外線ランプ９０は、第１の端子部９１、第２の端子部９２、第３の端子部１０１、石英管（透明管）９３、フィラメント（第１の発熱体）９４、フィラメント（第２の発熱体）１０４を備える。赤外線ランプ９０は、例えば、ハロゲンヒータである。
【００８６】
第１の端子部９１及び第２の端子部９２から、フィラメント９４の電極９５、９６がそれぞれ引き出される。また、第３の端子部１０１及び第２の端子部９２から、フィラメント１０４の電極１０５、１０６がそれぞれ引き出される。第１の端子部９１、第２の端子部９２、及び、第３の端子部１０１の材質は、例えば、セラミックである。
【００８７】
石英管９３は、第１の端子部９１と第２の端子部９２との間、第３の端子部１０１と第２の端子部９２との間に設けられる。石英管９３は、大部分が直線状であり、第２の端子部９２の近傍に分岐部が設けられる。全体としてＴ字形状である。
【００８８】
フィラメント９４は、第１の端子部９１と第２の端子部９２との間に設けられる。フィラメント１０４は、第３の端子部１０１と第２の端子部９２との間に設けられる。フィラメント９４とフィラメント１０４は、同一の石英管９３内に設けられる。
【００８９】
フィラメント９４、１０４は、例えば、金属線のコイルである。フィラメント９４、１０４は、例えば、タングステンである。
【００９０】
本実施形態によれば、２本のフィラメント９４、１０４が、同一の石英管９３内に設けられるため、第１の実施形態の隙間Ｓよりも、上下方向に熱源が存在しない間隙が縮小する。したがって、第１の実施形態よりも、更に高い精度で金型内の温度分布を所望の分布に調整することが可能となる。
【００９１】
（第４の実施形態）
本実施形態の成形装置は、第１の赤外線ランプが第１の端子部と、第１の端子部より下方の第２の端子部と、第１の領域と、第１の領域と第２の端子部との間に設けられ第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きい第２の領域と、を有し、且つ、第２の赤外線ランプが第１の端子部と、第１の端子部より上方の第２の端子部と、第１の領域と、第１の領域と第２の端子部との間に設けられ第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きい第２の領域と、を有する点で、第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００９２】
図１０は、本実施形態の第１の赤外線ランプ及び第２の赤外線ランプの模式図である。
【００９３】
第１の赤外線ランプ６０は、第１の端子部６１、第２の端子部６２、石英管（第１の透明管）６３、フィラメント（第１の発熱体）６４を備える。第２の端子部６２は、第１の端子部６１より下方に設けられる。
【００９４】
石英管６３は、第１の端子部６１と第２の端子部６２との間に設けられる。石英管６３は、大部分が直線状であり、第２の端子部６２の近傍に屈曲部が設けられる。全体としてＬ字形状である。
【００９５】
フィラメント６４は、第１の端子部６１と第２の端子部６２との間に設けられる。フィラメント６４は、石英管６３内に設けられる。フィラメント６４は、例えば、金属線のコイルである。フィラメント６４は、例えば、タングステンである。
【００９６】
第１の赤外線ランプ６０は、第１の領域６０ａと、第２の領域６０ｂを備える。第２の領域６０ｂは、第１の領域６０ａと第２の端子部６２との間に設けられる。第２の領域６０ｂは、例えば、石英管６３の屈曲部に設けられる。
【００９７】
第２の領域６０ｂの単位長当たりの発熱量は、第１の領域６０ａの単位長当たりの発熱量よりも高い。なお、単位長当たりの発熱量を算出する際の長さは、各領域の石英管６３の中心部に沿った長さを基準とする。
【００９８】
フィラメント６４は、第１の領域６０ａ部分のフィラメント６４ａ、第２の領域６０ｂ部分のフィラメント６４ｂで構成される。フィラメント６４ｂの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント６４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。第２の領域６０ｂでは、フィラメントの単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域６０ａよりも多くすることにより、第１の領域６０ａよりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。
【００９９】
第２の赤外線ランプ７０は、第１の端子部７１、第２の端子部７２、石英管（第２の透明管）７３、フィラメント（第２の発熱体）７４を備える。第２の端子部７２は、第１の端子部７１より上方に設けられる。
【０１００】
石英管７３は、第１の端子部７１と第２の端子部７２との間に設けられる。石英管７３は、大部分が直線状であり、第２の端子部７２の近傍に屈曲部が設けられる。全体としてＬ字形状である。
【０１０１】
フィラメント７４は、第１の端子部７１と第２の端子部７２との間に設けられる。フィラメント７４は、石英管７３内に設けられる。フィラメント７４は、例えば、金属線のコイルである。フィラメント７４は、例えば、タングステンである。
【０１０２】
第２の赤外線ランプ７０は、第１の領域７０ａと、第２の領域７０ｂを備える。第２の領域７０ｂは、第１の領域７０ａと第２の端子部７２との間に設けられる。第２の領域７０ｂは、例えば、石英管７３の屈曲部に設けられる。
【０１０３】
第２の領域７０ｂの単位長当たりの発熱量は、第１の領域７０ａの単位長当たりの発熱量よりも大きい。なお、単位長当たりの発熱量を算出する際の長さは、各領域の石英管７３の中心部に沿った長さを基準とする。
【０１０４】
フィラメント７４は、第１の領域７０ａ部分のフィラメント７４ａ、第２の領域７０ｂ部分のフィラメント７４ｂで構成される。フィラメント７４ｂの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント７４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。第２の領域７０ｂでは、フィラメントの単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域７０ａよりも多くすることにより、第１の領域７０ａよりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。
【０１０５】
本実施形態によれば、第２の領域６０ｂ、７０ｂの単位長当たりの発熱量が、第１の領域６０ａ、７０ａの単位長当たりの発熱量よりも大きくなる。したがって、金型の隙間Ｓに対向する部分の温度が、他の部分と比較して低下しにくくなる。よって、第１の実施形態よりも、更に高い精度で金型内の温度分布を所望の分布に調整することが可能となる。
【０１０６】
なお、金型の隙間Ｓに対向する部分の温度が、他の部分と比較して低下することを抑制する観点から、第２の領域６０ｂ、７０ｂの単位長当たりの発熱量は、第１の領域６０ａ、７０ａの単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下であることが望ましい。
【０１０７】
また、例えば、フィラメント６４ｂ、７４ｂの太さを、フィラメント６４ａ、７４ａの太さよりも細くすることにより、第２の領域６０ｂ、７０ｂの単位長当たりの発熱量を、第１の領域６０ａ、７０ａの単位長当たりの発熱量よりも大きくすることも可能である。
【０１０８】
第１乃至第４の実施形態においては、ガラス素材から光学レンズを成形するガラス成形装置を例に説明したが、例えば、プラスチック素材から光学レンズを成形するプラスチック成形装置等、その他の成形装置にも本発明を適用することが可能である。
【０１０９】
また、第１乃至第４の実施形態においては、赤外線ランプの数が、２０個の場合を例に説明したが、赤外線ランプの数は、その他の数であっても構わない。
【０１１０】
また、第１乃至第４の実施形態においては、赤外線ランプとして、ハロゲンヒータを例に説明したが、ハロゲンヒータに限らず、炭素フィラメントを用いたカーボンランプヒータ等、その他のヒータを用いることも可能である。
【０１１１】
また、第１乃至第４の実施形態においては、赤外線ランプの石英管の形状として、Ｌ字形状、又は、Ｔ字形状の場合を例に説明したが、石英管の形状は、これらの形状に限定されるものではない。
【０１１２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、成形装置等で、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる、成形装置等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【０１１３】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての、成形装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１０          フレーム
１２          上プレス軸（上軸）
１４          下プレス軸（下軸）
１６          駆動部
１８          上部金型
２０          下部金型
２２          上スペーサ
２４          下スペーサ
２６          上フランジ
２８          下フランジ
３０          石英壁
３２          加熱部
３４          第１の位置調整機構
３６          第２の位置調整機構（位置調整機構）
３８          第３の位置調整機構（位置調整機構）
４０          第１の熱電対（第１の温度センサ）
４２          第２の熱電対（第２の温度センサ）
４６          制御部
５０          成形室
５４ａ        第１の排出管
５４ｂ        第２の排出管
５５          石英管
５６          真空ポンプ
６０          第１の赤外線ランプ
６０ａ        第１の領域
６０ｂ        第２の領域
６１          第１の端子部
６２          第２の端子部
６３          石英管(第１の透明管)
６４          フィラメント（第１の発熱体）
６４ａ        フィラメント
６４ｂ        フィラメント
６５          電極
６６          電極
７０          第２の赤外線ランプ
７０ａ        第１の領域
７０ｂ        第２の領域
７１          第１の端子部
７２          第２の端子部
７３          石英管(第２の透明管)
７４          フィラメント（第２の発熱体）
７４ａ        フィラメント
７４ｂ        フィラメント
７５          電極
７６          電極
８０          反射ミラー
９０          赤外線ランプ
９１          第１の端子部
９２          第２の端子部
９３          石英管(透明管)
９４          フィラメント（第１の発熱体）
９５          電極
９６          電極
１００        ガラス成形装置（成形装置）
１０１        第３の端子部
１０４        フィラメント（第２の発熱体）
１０５        電極
１０６        電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006649151.tif 000008
【図８】
0006649151.tif 000009
【図９】
0006649151.tif 000010
【図１０】
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