(57)【要約】【課題】マニュピュレータ等の搬送装置によって容易に把持することができ、空間を搬送することができるようにして、搬送路面と摺（しゅう）動することがなく、摩耗することがないようにする。【解決手段】第１のコアと、該第１のコアと対向させて、移動自在に配設された第２のコアと、前記第１、及び、第２のコアを包囲し、外周面に係合部を備える胴型６５とを有する。【選択図】　　　　　図１
2004082569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１のコアと、
（ｂ）該第１のコアと対向させて、移動自在に配設された第２のコアと、
（ｃ）前記第１、及び、第２のコアを包囲し、外周面に係合部を備える胴型とを有することを特徴とする成形用金型。
【請求項２】
前記係合部は搬送装置に係合する請求項１に記載の成形用金型。
【請求項３】
前記搬送装置は把持アームを備える搬送マニュピュレータである請求項１又は２に記載の成形用金型。
【請求項４】
前記係合部はフランジである請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用金型。
【請求項５】
前記フランジは前記胴型の上端及び下端に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用金型。
【請求項６】
前記係合部は凹溝である請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用金型。
【請求項７】
前記第１のコアはピンによって前記胴型に係止される請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラスや樹脂のような材料から成る成形品は、ガラス素材や樹脂素材をプレス装置の成形用の金型に投入して加熱し、それらを軟化させた後、押圧成形することによって成形されている。この場合、成形品を成形するための成形機においては、上型コア及び下型コアから成る金型が配設され、上型コアと下型コアとの間にガラス成形品や樹脂成形品の原型であるガラス素材や樹脂素材をセットし、該ガラス素材や樹脂素材を加圧機構によって加圧するとともに、前記金型を加熱するようになっている。
【０００３】
図２は従来の成形用金型の構成を示す図である。
【０００４】
図において、１１０はレンズ等のガラス成形品を成形するための成形用金型としての金型装置であり、該金型装置１１０は、成形機としてのガラス成形機の装置本体となる型台１１７上に載置される。そして、前記金型装置１１０は、下型コア１１１、該下型コア１１１と対向させて、かつ、上下方向に移動自在に配設された上型コア１１２、並びに、前記下型コア１１１及び上型コア１１２を包囲し、かつ、該上型コア１１２を案内するスリーブ状の胴型１１３を備える。
【０００５】
ここで、前記下型コア１１１の上端に成形面Ｓ１が形成され、前記上型コア１１２の下端に成形面Ｓ２が形成され、前記成形面Ｓ１及び成形面Ｓ２の間にキャビティ１１４が形成される。なお、前記成形面Ｓ１、Ｓ２は成形品としての図示されないガラス製のレンズの形状に対応させて形成される。したがって、下型コア１１１の成形面Ｓ１上にガラス製のプリフォーム１１５をセットし、加熱工程において金型装置１１０を所定の温度に加熱し、加圧工程において図２に示される矢印Ａ方向に上型コア１１２に加圧力を加えると、プリフォーム１１５はキャビティ１１４に合わせて変形させられ、レンズ等のガラス成形品が成形される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の成形用金型においては、成形工程で搬送路面と摺（しゅう）動した状態で搬送させられるようになっているので、搬送路面と摺動する成形用金型の底面が摩耗し、伝熱状態が変化したり、摩耗粉が発生したりしてしまう。これにより、成形用金型を所定の温度に加熱することができなくなったり、成形品に摩耗粉が混入したりして、不良品が発生してしまう。また、成形装置に摩耗粉が付着して、成形装置が故障してしまう。
【０００７】
例えば、特開平４−１６４８２６号公報に記載されているような成形装置においては、加熱ステージ、成形（変形）ステージ及び冷却ステージが一直線上に配設され、押し棹（さお）や移送装置の棹によって成形用金型が各ステージ上を摺動して搬送させられるようになっている。このため、各ステージの上面と成形用金型の底面とが擦（こす）れ合うことによって、該底面が摩耗してしまう。この場合、成形用金型は、底面又は上面に接触する各ステージやブロックからの熱伝導によって加熱されたり冷却されるようになっているので、前記底面が摩耗して変形すると、伝導される熱量が減少して、十分に加熱されず、所定の温度にまで加熱されなくなってしまう。また、前記底面の摩耗によって発生する摩耗粉が成形装置のチャンバー内を汚染し、成形品に混入したり、成形装置に付着したりする。これにより、不良品が発生したり、成形装置が故障してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の成形用金型の問題点を解決して、マニュピュレータ等の搬送装置によって容易に把持することができ、空間を搬送することができるようにして、搬送路面と摺動することがなく、摩耗することのない成形用金型を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の成形用金型においては、第１のコアと、該第１のコアと対向させて、移動自在に配設された第２のコアと、前記第１、及び、第２のコアを包囲し、外周面に係合部を備える胴型とを有する。
【００１０】
本発明の他の成形用金型においては、さらに、前記係合部は搬送装置に係合する。
【００１１】
本発明の更に他の成形用金型においては、さらに、前記搬送装置は把持アームを備える搬送マニュピュレータである。
【００１２】
本発明の更に他の成形用金型においては、さらに、前記係合部はフランジである。
【００１３】
本発明の更に他の成形用金型においては、さらに、前記フランジは前記胴型の上端及び下端に形成される。
【００１４】
本発明の更に他の成形用金型においては、さらに、前記係合部は凹溝である。
【００１５】
本発明の更に他の成形用金型においては、さらに、前記第１のコアはピンによって前記胴型に係止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図３は本発明の第１の実施の形態における成形装置の平断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における成形装置の縦断面図であり図３のＡ−Ａ矢視断面の概略図である。
【００１８】
図において、１０は成形装置、１１ａは第１成形室、１１ｂは第２成形室、１２は冷却室、１３は予熱室である。また、前記成形装置１０内には、後述される搬送マニュピュレータ７０を両端に備える搬送アーム１５が、第１搬送アームレール１６及び第２搬送アームレール１７に沿って移動可能に配設され、前記第１成形室１１ａ、第２成形室１１ｂ、冷却室１２及び予熱室１３の間で成形用金型６４を移動させ搬入及び搬出することができるようになっている。
【００１９】
本実施の形態において、成形用金型６４は、ガラスや樹脂のような材料から成る成形品を成形するためのものであり、素材としてのガラス素材や樹脂素材を加熱し、軟化させた後、押圧成形することによって成形品を成形するために、前記成形装置１０において使用される。なお、本実施の形態においては、説明の都合上、ガラス素材からガラス成形品を成形する場合についてのみ説明する。ここで、ガラス成形品は、レンズ、プリズム、フィルタ、ミラー等の光学素子のように、形状、寸法、材質等に高精度が要求されるガラスの成形品である。
【００２０】
また、前記成形装置１０の成形室は、本実施の形態において、説明の都合上、第１成形室１１ａ及び第２成形室１１ｂの二つであるが、いくつであってもよい。前記第１成形室１１ａ及び第２成形室１１ｂはそれぞれ一つの成形用金型６４を収容して、ガラス成形品を成形するようになっている。
【００２１】
ここで、前記第１成形室１１ａ及び第２成形室１１ｂは同一の構成を有するので、説明の都合上、第２成形室１１ｂの構成についてのみ説明し、第１成形室１１ａの構成についての説明は省略する。前記第２成形室１１ｂの下方には、図４に示されるように、複数のガイドロッド８４に沿って上下動する昇降台８３が配設される。なお、該昇降台８３は、図示されない駆動源によって上下動させられる。また、前記昇降台８３の上には成形用金型６４が載置される成形用金型下部支持手段８２が取り付けられる。そして、図４に示されるように、前記搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０によって成形用金型６４が成形用金型下部支持手段８２の上に載置された後、前記搬送アーム１５が図４において右方へ移動すると、前記昇降台８３が上方へ移動させられ、成形用金型６４が、成形用金型下部支持手段８２とともに、第２成形室１１ｂの中へ挿入されるようになっている。この時、第２成形室１１ｂの下側の開口は、昇降台８３によって閉鎖される。
【００２２】
なお、前記第２成形室１１ｂの上には金型押圧用駆動源８１が取り付けられ、成形用金型下部支持手段８２と協働して、後述されるように、成形用金型６４の上型コア６７を下型コア６６に押し付け、前記上型コア６７と下型コア６６との間に形成されるキャビティ６９内のガラス素材としてのプリフォームを上下から押圧することによって、前記キャビティ６９の形状をしたガラス成形品を成形する。また、第２成形室１１ｂには図示されない加熱手段、冷却手段等が配設され、第２成形室１１ｂの中へ挿入された成形用金型６４を加熱したり、冷却したりすることができる。
【００２３】
さらに、成形用金型６４、キャビティ６９面上の薄膜、ガラス素材等が腐食したり、汚染されたりすることを防止するために、前記第２成形室１１ｂには、吸気管及び排気管が接続され、前記第２成形室１１ｂ内の大気を排出して、パージガスを充填（てん）させることができるようになっていることが望ましい。この場合、前記排気管の一端は真空ポンプ装置３１に接続され、第２成形室１１ｂ内の大気が、前記真空ポンプ装置３１によって排気され、前記吸気管の一端はガスボンベ等の図示されないパージガス供給源に接続され、該パージガス供給源からのパージガスが第２成形室１１ｂ内に充填される。
【００２４】
なお、前記パージガスは、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガス等の不活性ガスであることが望ましいが、前記成形用金型６４、キャビティ６９面上の薄膜、ガラス素材等が高温においても酸化されないものである場合には、清浄な乾燥空気、すなわち、ドライエアーであってもよい。前記成形用金型６４、キャビティ６９面上の薄膜、ガラス素材等が高温において酸化されないものであっても、大気中において高温に曝（さら）した場合、キャビティ６９面、該キャビティ６９面上の薄膜、ガラス素材等の表面に大気中に浮遊する塵埃（じんあい）が付着したり、大気に含まれる水分が水滴となって付着することによって、成形されるガラス成形品の表面が汚染されてしまうが、ドライエアーであれば、塵埃や水分を含まないので、前記ガラス成形品の表面が汚染されることがない。
【００２５】
また、前記予熱室１３内には、図示されない予熱用金型下部支持手段及び予熱用金型上部支持手段がそれぞれ複数配設され、複数の成形用金型６４を同時に予熱することができる。前記予熱室１３の側面には開口が配設され、該開口を通して、前記搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０によって成形用金型６４が予熱用金型下部支持手段の上に載置されるようになっている。なお、前記開口には、開閉可能な扉を取り付けることが望ましい。また、各予熱室を単独の容器として、それぞれに開閉扉又は昇降カバーを設けるようにしてもよい。そして、前記予熱用金型上部支持手段と予熱用金型下部支持手段とは、協働して、成形用金型６４を上下方向から保持する。これにより、該成形用金型６４は安定した状態で予熱される。
【００２６】
さらに、予熱室１３には、ガス導入管及び排気管が接続され、前記予熱室１３内の大気を排出して、パージガスをガス導入管から充填させパージガス雰囲気とすることができるようになっていることが望ましい。この場合、前記排気管の一端は真空ポンプ装置３１に接続され、予熱室１３内の大気が、前記真空ポンプ装置３１によって排気され、前記ガス導入管の一端は図示されないパージガス供給源に接続され、該パージガス供給源からのパージガスが予熱室１３内に充填される。なお、予熱室１３には、図示されない加熱手段が配設される。
【００２７】
また、前記冷却室１２内には、図示されない冷却用金型下部支持手段及び冷却用金型上部支持手段がそれぞれ複数配設され、複数の成形用金型６４を同時に冷却することができる。前記冷却室１２の側面には開口が配設され、該開口を通して、前記搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０によって成形用金型６４が冷却用金型下部支持手段の上に載置されるようになっている。なお、前記開口には、開閉可能な扉を取り付けることが望ましい。そして、前記冷却用金型上部支持手段と冷却用金型下部支持手段とは、協働して、成形用金型６４を上下方向から保持する。これにより、前記成形用金型６４は安定した状態で冷却される。
【００２８】
さらに、冷却室１２には、ガス導入管１９ａ及び排気管１９ｂが接続され、前記冷却室１２内の大気を排出して、パージガスをガス導入管１９ａから充填させパージガス雰囲気とすることができるようになっていることが望ましい。この場合、前記排気管１９ｂの一端は真空ポンプ装置３１に接続され、冷却室１２内の大気が、前記真空ポンプ装置３１によって排気され、前記ガス導入管１９ａの一端は図示されないパージガス供給源に接続され、該パージガス供給源からのパージガスが冷却室１２内に充填される。なお、該冷却室１２には、図示されない冷却手段が配設される。該冷却手段は、内部を冷却水が通過する水冷板を有する。そして、該水冷板は、成形用金型６４を効率よく、かつ、急速に冷却することができるように、成形用金型６４が直接に接触するように配設されることが望ましい。
【００２９】
また、前記第１搬送アームレール１６は、成形装置１０のフレーム２１に取り付けられ、図３において横方向に延在する。また、前記第１搬送アームレール１６上には、該第１搬送アームレール１６と垂直方向に延在する第２搬送アームレール１７が、第１搬送アームレール１６に沿ってスライドするように取り付けられる。さらに、前記第２搬送アームレール１７上には、スライド台１８が前記第２搬送アームレール１７に沿ってスライドするように取り付けられる。なお、前記スライド台１８は、伸縮可能なテレスコピック状の構成を有していてもよい。そして、前記スライド台１８の上に、把持手段としての搬送マニュピュレータ７０を両端に備える搬送アーム１５が、図４において上下方向に延在する軸を回転軸として回転することができるように取り付けられる。
【００３０】
そして、前記第２搬送アームレール１７、スライド台１８及び搬送アーム１５を移動又は回転させることによって、前記搬送マニュピュレータ７０の先端が、図３に示されるように、前記第１成形室１１ａ及び第２成形室１１ｂの成形用金型下部支持手段８２、予熱室１３内のそれぞれの予熱用金型下部支持手段、並びに、冷却室１２内のそれぞれの冷却用金型下部支持手段の上に到達して、成形用金型６４を搬入及び搬出することができる。
【００３１】
また、前記成形装置１０は、金型組換装置４０及び装填・取出装置５０を有する。前記金型組換装置４０は、前記搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０によって成形用金型６４が載置されるテーブル４３を備える。そして、前記金型組換装置４０は成形用金型６４の分解及び組立を行う。また、前記装填・取出装置５０は、フレーム２１に取り付けられ、図３において横方向に延在するガイドレールに沿ってスライドするスライド台５２を有する。該スライド台５２には、図示されない吸着保持手段が、移動可能に取り付けられる。そして、該吸着保持手段は、分解された成形用金型６４からガラス成形品を取り出し、また、前記成形用金型６４にガラス素材としてのプリフォームを装填する。
【００３２】
さらに、前記ガイドレール上には複数のパレット５３が配設され、パレット５３上にはガラス成形品が載置され、他のパレット５３上には成形装置１０の外部から搬入された複数のプリフォームが載置されるようになっている。なお、プリフォームが装填された成形用金型６４は、金型組換装置４０によって組み立てられる。そして、プリフォームが装填されて組み立てられた成形用金型６４は、前記搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０によって把持されて、移動させられ、予熱室１３内に搬入される。
【００３３】
さらに、前記成形装置１０は、フレーム２１、該フレーム２１に取り付けられ前記成形装置１０のほぼ半周を覆う透明カバー部材２２、前記フレーム２１に取り付けられ前記成形装置１０の残りの部分を覆う壁部材２３を有する。ここで、前記透明カバー部材２２は搬送アーム１５等の可動部材の動きを外部から監視することができるようにするためのものであり、前記透明カバー部材２２が覆う範囲は適宜選択することができる。また、周囲の大気中に浮遊する塵埃、汚染物質等の影響を避けるために、成形装置１０の周囲は、天井部分も床部分も含め、すべて前記透明カバー部材２２及び壁部材２３で覆われるようにすることが望ましい。
【００３４】
なお、前記パレット５３の近傍に位置する透明カバー部材２２又は壁部材２３には、ガラス素材を搬入し、ガラス成形品を搬出するための開口が配設される。そして、該開口には、開閉可能な扉を取り付けることが望ましい。さらに、成形装置１０の内部に、例えば、第１成形室１１ａ及び第２成形室１１ｂと他の部分とを仕切るために、中間壁部材２８を配設することもできる。
【００３５】
また、フレーム２１の下面には、成形装置１０を転がして移動させるためのキャスター等の車輪２６が複数取り付けられ、該車輪２６の近傍には、成形装置１０を固定するための伸縮脚２７が複数取り付けられる。さらに、フレーム２１の上面には、成形装置１０をクレーン等によって吊り上げるための、フック部材２５が複数取り付けられる。
【００３６】
そして、成形装置１０の外部には、真空ポンプ装置３１が配設される。該真空ポンプ装置３１は図示されない配管によって接続された前記第１成形室１１ａ、第２成形室１１ｂ等の内部の大気を排出する。なお、前記真空ポンプ装置３１とともに、ガスボンベ等のパージガス供給源が配設されていてもよい。
【００３７】
また、成形装置１０の外部には、制御装置３２が配設される。該制御装置３２は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算素子、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を有し、前記第１成形室１１ａ、第２成形室１１ｂ、予熱室１３、冷却室１２等の内部の温度状態、雰囲気等を統括的に制御し、前記搬送アーム１５、搬送マニュピュレータ７０、金型組換装置４０、装填・取出装置５０等のすべての装置、手段の動作を統括的に制御する。なお、前記制御装置３２は、独立して存在するものであってもよく、他の制御装置の一部分であってもよい。
【００３８】
さらに、前記制御装置３２の入力操作手段としての操作パネル３３が配設される。該操作パネル３３は、各種ボタン、キー、ジョイスティック、ダイアル等の入力手段、メータ、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段等を有し、オペレータが表示手段に表示された内容を見ながら、成形装置１０の動作条件等を設定したり変更したりすることができるようになっている。なお、前記制御装置３２及び操作パネル３３は、成形装置１０と離れた場所に配設されていてもよいし、成形装置１０と一体的に形成されていてもよい。
【００３９】
次に、成形用金型の構成を詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明の第１の実施の形態における成形用金型の側断面図、図５は本発明の第１の実施の形態における成形装置の成形室内での成形用金型を示す側断面図である。
【００４１】
図１に示されるように、成形用金型６４は、第１のコアとしての下型コア６６、該下型コア６６と対向して、かつ、上下方向に移動自在に配設された第２のコアとしての上型コア６７、及び、前記下型コア６６及び上型コア６７を包囲し、かつ、該上型コア６７を案内する円筒状の胴型６５を有する。ここで、前記下型コア６６及び上型コア６７は、概略円柱状の形状を有し、前記胴型６５内部に形成された断面円形の貫通孔内に挿入されている。そして、前記上型コア６７と下型コア６６との間に形成されるキャビティ６９内にガラス素材としてのプリフォームを挟み込んで、上下から押圧することによって、前記キャビティ６９の形状をしたガラス成形品を成形するようになっている。
【００４２】
ここで、前記下型コア６６及び上型コア６７の材質は、例えば、タングステン合金、ステンレス合金、超硬合金、セラミックス等であるが、いかなる材質であってもよい。また、胴型６５は、下型コア６６及び上型コア６７ほどの荷重を受けないため、いかなる材質であってもよく、銅合金、アルミニウム合金等であってもよい。なお、少なくとも前記キャビティ６９を形成する下型コア６６のキャビティ面Ｓ１及び上型コア６７のキャビティ面Ｓ２上には、プリフォームの付着を防止するために、一層又は二層以上の薄膜が形成されていることが望ましい。該薄膜の材質は、例えば、水素化アモルファスカーボン、ダイヤモンド、窒化チタン、窒化タンタル、白金イリジウム、白金シリコン等であるが、いかなる材質であってもよい。
【００４３】
また、前記胴型６５の下方部分の側壁にはピン挿入孔６５ｃが形成され、該ピン挿入孔６５ｃにピンとしての落下防止ピン６８が挿入されるようになっている。一方、前記下型コア６６の下方部分の側壁には、前記ピン挿入孔６５ｃに対応する位置にピン溝６６ａが形成され、前記落下防止ピン６８の先端部（図１における左端部）が嵌（かん）入する。これにより、前記下型コア６６は前記落下防止ピン６８によって係止されるので、下方に落下することがない。なお、図１に示されるように、前記胴型６５の底面及び下型コア６６の底面が同一平面を形成するように、前記ピン挿入孔６５ｃ及びピン溝６６ａは形成される。
【００４４】
そして、前記胴型６５の外周面における上端及び下端には、係合部としての円形鍔（つば）状の上フランジ６５ａ及び下フランジ６５ｂがそれぞれ一体的に形成される。ここで、該下フランジ６５ｂによって胴型６５の底面積が広がるので、図５に示されるように、前記成形装置１０の成形室において成形用金型６４が成形用金型下部支持手段８２上に載置された場合、前記成形用金型６４の安定性が向上する。また、成形用金型６４が予熱室１３内の予熱用金型下部支持手段、冷却室１２内の冷却用金型下部支持手段及び金型組換装置４０のテーブル４３上に載置された場合も、同様に、前記成形用金型６４の安定性が向上する。さらに、成形用金型下部支持手段８２、予熱用金型下部支持手段及び冷却用金型下部支持手段を通しての熱伝導によって、成形用金型６４が加熱又は冷却される場合、伝熱面積が広くなり熱伝達率が向上するので、成形用金型６４及びキャビティ６９内のプリフォーム又は成形品の加熱又は冷却を短時間で行うことができる。
【００４５】
なお、図５において、８５は前記成形室における成形用金型上部支持手段であり、８６は前記金型押圧用駆動源８１によって駆動される加圧ロッドである。該加圧ロッド８６は、前記金型押圧用駆動源８１によって下方向に移動させられて、前記上型コア６７に下向きの加圧力を加えるようになっている。これにより、キャビティ６９内のプリフォームは加圧力を受けて変形し、前記キャビティ６９の形状をしたガラス成形品が成形される。なお、前記上フランジ６５ａによって胴型６５の上面積が広がるので、図５に示されるように、前記成形装置１０の成形室において成形用金型６４が成形用金型上部支持手段８５によって保持された場合、前記成形用金型６４の安定性が向上する。また、成形用金型６４が予熱室１３内の予熱用金型上部支持手段及び冷却室１２内の冷却用金型上部支持手段によって保持された場合も、同様に、前記成形用金型６４の安定性が向上する。さらに、成形用金型上部支持手段８５、予熱用金型上部支持手段及び冷却用金型上部支持手段を通しての熱伝導によって、成形用金型６４が加熱又は冷却される場合、伝熱面積が広くなり熱伝達率が向上するので、成形用金型６４及びキャビティ６９内のプリフォーム又はガラス成形品の加熱又は冷却を短時間で行うことができる。
【００４６】
次に、成形用金型の搬送装置の構成を説明する。
【００４７】
図６は本発明の第１の実施の形態における成形用金型の搬送装置の平面図、図７は本発明の第１の実施の形態における成形用金型と搬送装置との関係を示す図であり図６のＢ矢視図である。
【００４８】
本実施の形態において、成形用金型の搬送装置としての搬送マニュピュレータ７０は、図６に示されるような把持アーム７１を先端に備える。そして、該把持アーム７１は概略長方形の平板状の形状を有し、その先端には、前記成形用金型６４を収容して係合する凹部７２を形成するように二股に分かれた突出部７４を備えている。ここで、前記凹部７２の入口部において、前記二股に分かれた突出部７４の向かい合う内側端は、互いに平行であり、前記胴型６５の直径よりわずかに大きな間隔を有する。また、前記凹部７２の奥部は、前記上フランジ６５ａの直径よりわずかに大きな直径を有する円形状となっていて、三ケ所に内方に突出する突起７３が形成されている。該突起７３の先端は、前記胴型６５の直径よりわずかに大きく、かつ、前記上フランジ６５ａの底部の直径よりも小さな直径の円を形成する。そして、前記凹部７２は、係合部として前記成形用金型６４の胴型６５に形成された上フランジ６５ａを係合する。
【００４９】
これにより、図６において、把持アーム７１が下方に移動して、前記成形用金型６４が前記凹部７２の奥部に進入した状態になると、図７に示されるように、二股に分かれた突出部７４の突起７３が胴型６５の上フランジ６５ａの底部を下方から支持することができるようになる。ここで、前記二股に分かれた突出部７４の向かい合う内側端の面が、図７に示されるように、上フランジ６５ａの側面と同程度の傾斜を備えるテーパ面であることが望ましい。この場合、図７に示される位置から、把持アーム７１が上方に移動させると、前記上フランジ６５ａが自己整合的に前記凹部７２の奥部に嵌（は）まり込み、安定した状態で、前記把持アーム７１によって係合されて把持される。すなわち、成形用金型６４の胴型６５に形成された係合部としての上フランジ６５ａが、安定した状態で把持アーム７１に係合されて把持されるので、搬送マニュピュレータ７０によって空間を搬送することができる。
【００５０】
次に、前記構成の成形装置の動作を説明する。
【００５１】
まず、成形装置１０の外部から、ガラス素材としてのプリフォームが載ったパレット５３が、装填・取出装置５０の上に載置される。すると、スライド台５２及び吸着保持手段が作動し、前記プリフォームは吸着保持手段によって吸着保持されて、金型組換装置４０に移載され、分解されている成形用金型６４に装填される。続いて、金型組換装置４０によって、前記成形用金型６４は組み立てられて、図１に示されるような状態となる。この時、キャビティ６９内にはプリフォームが保持される。
【００５２】
続いて、第２搬送アームレール１７及びスライド台１８が作動して搬送アーム１５が移動させられ、搬送マニュピュレータ７０が前記金型組換装置４０のテーブル４３上に載置された成形用金型６４に接近する。そして、上フランジ６５ａが把持アーム７１先端の凹部７２の奥部に嵌まり込むことによって、前記成形用金型６４は把持アーム７１に把持される。
【００５３】
次に、搬送アーム１５が図３において上方に移動させられる。続いて、前記搬送アーム１５が時計回り方向に９０度回転させられた後、図３において左方に移動させられると、成形用金型６４を保持した搬送マニュピュレータ７０が、側面の開口を通って予熱室１３内に進入する。そして、前記搬送アーム１５が図３においてさらに左方に移動させられると、把持アーム７１に把持されている成形用金型６４が、予熱用金型下部支持手段の上に載置される。すると、予熱用金型上部支持手段が下方に移動させられ、前記成形用金型６４を予熱用金型下部支持手段と協働して上下から挟むので、前記成形用金型６４が安定する。次に、前記搬送アーム１５が図３において右方に移動させられると、搬送マニュピュレータ７０が、側面の開口を通って予熱室１３の外に退出する。すると、予熱室１３の側面の開口の扉が図示されない駆動装置によって閉鎖される。
【００５４】
ここで、予熱室１３の内部はパージガス雰囲気となっており、３００〜５００〔℃〕程度の高温状態となっている。このため、前記予熱用金型下部支持手段の上に載置された成形用金型６４内部のキャビティ６９内に挟み込まれたプリフォームは、数十秒程度の時間が経過すると、ガラス転移点温度に近付く。なお、前記ガラス転移点温度は、例えば、プリフォームが硼珪酸ガラスの場合、約５１０〔℃〕である。
【００５５】
続いて、前記プリフォームの温度がガラス転移点温度に近付くまで予熱されると、搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０が、側面の開口を通って予熱室１３内に進入する。そして、予熱用金型下部支持手段上に載置されている成形用金型６４が把持アーム７１に把持された後、搬送マニュピュレータ７０が側面の開口を通って予熱室１３の外に退出すると、前記成形用金型６４は予熱室１３の外に搬出される。
【００５６】
なお、予熱室１３内では、複数の成形用金型６４が同時に予熱されるので、最も早く予熱室１３内に搬入され、最も長時間予熱された成形用金型６４から順次予熱室１３の外に搬出されるようになっている。したがって、プリフォームの温度がガラス転移点温度に近付くまで予熱された成形用金型６４を予熱室１３から搬出する時間間隔は、予熱用金型下部支持手段上に載置された成形用金型６４内のプリフォームがガラス転移点温度に近付くまでに必要な時間よりも遙かに短くなる。
【００５７】
次に、前記搬送アーム１５が時計回り方向に９０度回転させられた後、第２搬送アームレール１７を第１搬送アームレール１６に沿って図３において若干右方へスライドさせ、続いて、図３において上方に移動させられると、成形用金型６４を把持した搬送マニュピュレータ７０が、第２成形室１１ｂの下方に進入する。なお、成形用金型６４を把持した搬送マニュピュレータ７０が第１成形室１１ａの下方に進入するためには、第２搬送アームレール１７を第１搬送アームレール１６に沿って図３において大きく右方へスライドさせる。
【００５８】
そして、前記搬送アーム１５が図３においてさらに上方に移動させられると、把持アーム７１に把持されている成形用金型６４が、昇降台８３上の成形用金型下部支持手段８２の上に載置される。次に、前記搬送アーム１５は図３において下方に移動させられ、第２成形室１１ｂの外に退出すると、昇降台８３が上方へ移動させられ、成形用金型６４が、成形用金型下部支持手段８２とともに、第２成形室１１ｂの中へ挿入される。この時、第２成形室１１ｂの下側の開口は、昇降台８３によって閉鎖される。
【００５９】
続いて、第２成形室１１ｂの中は、パージガスが導入されて、パージガス雰囲気となる。そして、前記成形用金型６４内のプリフォームがさらに加熱され、例えば、６００〔℃〕程度にまでなると、金型押圧用駆動源８１が作動し、加圧ロッド８６を介して、上方から成形用金型６４を構成する上型コア６７を下方に押し付けて、成形用金型下部支持手段８２と協働して、前記上型コア６７と下型コア６６との間に形成されているキャビティ６９内のプリフォームを上下から押圧する。これにより、前記キャビティ６９の形状をしたガラス成形品が成形される。
【００６０】
そして、加圧成形終了後、前記ガラス成形品の温度がガラス転移点温度以下になるまで冷却する。この間、キャビティ６９内のガラス成形品を上下から成形力より小さな力で押圧し続ける。なお、前記キャビティ６９内のガラス成形品を上下から押圧している間も加熱が継続されるので、前記ガラス成形品の温度はさらに上昇し、例えば、５１０〔℃〕程度にまで到達する。すると、加熱を停止し、前記ガラス成形品の温度がガラス転移点温度以下になるまで冷却する。この間、キャビティ６９内のガラス成形品を上下から押圧し続ける。
【００６１】
そして、前記ガラス成形品の温度がガラス転移点温度以下になると、金型押圧用駆動源８１が作動を停止するので、前記ガラス成形品の押圧が終了する。続いて、昇降台８３が下方へ移動させられ、成形用金型６４が、成形用金型下部支持手段８２とともに、第２成形室１１ｂの下方へ退出する。すると、搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０が、第２成形室１１ｂの下方に進入する。そして、成形用金型下部支持手段８２の上に載置されている成形用金型６４が把持アーム７１に把持された後、搬送マニュピュレータ７０が第２成形室１１ｂの外に退出すると、前記成形用金型６４は第２成形室１１ｂの外に搬出される。
【００６２】
なお、成形装置１０は複数の成形室を有するので、最も早く成形室内に搬入され、成形の終了した成形用金型６４から順次成形室の外に搬出されるようになっている。したがって、キャビティ６９の形状をしたガラス成形品が成形された成形用金型６４を成形室から搬出する時間間隔は、成形室における成形に必要な時間よりも遙かに短くなる。
【００６３】
次に、前記搬送アーム１５が時計回り方向に９０度回転させられた後、図３において下方に移動させられ、続いて右方に移動させられると、成形用金型６４を把持した搬送マニュピュレータ７０が、側面の開口を通して、冷却室１２内に進入する。そして、前記搬送アーム１５が図３においてさらに右方に移動させられると、把持アーム７１に把持されている成形用金型６４が、冷却用金型下部支持手段の上に載置される。すると、冷却用金型上部支持手段が下方に移動させられ、前記成形用金型６４を冷却用金型下部支持手段と協働して上下から挟むので、前記成形用金型６４が安定する。次に、前記搬送アーム１５が図３において左方に移動させられると、搬送マニュピュレータ７０が、側面の開口を通って冷却室１２の外に退出する。そして、該冷却室１２の側面の開口の扉が図示されない駆動装置によって閉鎖される。
【００６４】
ここで、冷却室１２の内部はパージガス雰囲気となっている。ここで、冷却室１２の内部は水冷板によって冷却される。また、該水冷板が、冷却用金型下部支持手段上の成形用金型６４に接触するように配設されている場合、前記成形用金型６４は急速に冷却される。そして、前記冷却用金型下部支持手段の上に載置された成形用金型６４内部のキャビティ内に挟み込まれたガラス成形品は、数十秒〜百秒程度の時間が経過すると、２００〔℃〕以下にまで低下する。すると、搬送アーム１５の搬送マニュピュレータ７０が、側面の開口を通って冷却室１２内に進入する。そして、冷却用金型下部支持手段の上に載置されている成形用金型６４が把持アーム７１に把持された後、搬送マニュピュレータ７０が側面の開口を通って冷却室１２の外に退出すると、前記成形用金型６４は冷却室１２の外に搬出される。
【００６５】
なお、冷却室１２内では、複数の成形用金型６４が同時に冷却されるので、最も早く冷却室１２内に搬入され、最も長時間冷却された成形用金型６４から順次冷却室１２の外に搬出されるようになっている。したがって、ガラス成形品の温度が低下した成形用金型６４を冷却室１２から搬出する時間間隔は、冷却用金型下部支持手段の上に載置された成形用金型６４内のガラス成形品が所定の温度に冷却されるまでに必要な時間よりも遙かに短くなる。
【００６６】
次に、前記搬送アーム１５が時計回り方向に９０度回転させられた後、第２搬送アームレール１７を第１搬送アームレール１６に沿って図３において左方へスライドさせ、続いて、図３において下方に移動させられると、成形用金型６４を保持した搬送マニュピュレータ７０が、金型組換装置４０に接近する。そして、前記成形用金型６４が、金型組換装置４０のテーブル４３上に載置される。続いて、前記成形用金型６４が金型組換装置４０によって分解されると、スライド台５２及び吸着保持手段が作動し、前記成形用金型６４のキャビティ６９からガラス成形品が、吸着保持手段によって吸着保持されて、取り出される。そして、前記ガラス成形品は、装填・取出装置５０のパレット５３上に載置される。最後に、該パレット５３上に所定数のガラス成形品が載置されると、前記ガラス成形品は、成形装置１０の外部に搬出される。
【００６７】
そして、前述の動作を繰り返して行うことによって、多数のガラス成形品を成形することができる。
【００６８】
このように、本実施の形態において、成形用金型６４の胴型６５は係合部としての上フランジ６５ａを備えているので安定した状態で、把持アーム７１によって係合されて把持される。そのため、前記成形用金型６４は、搬送マニュピュレータ７０によって空間を搬送することができる。さらに、下型コア６６は落下防止ピン６８によって係止されるので、成形用金型６４が空間を搬送される時も、下方に落下することがない。
【００６９】
また、前記胴型６５は、上フランジ６５ａ及び下フランジ６５ｂを備えているので、底面及び上面の面積が広くなり、成形用金型下部支持手段８２、成形用金型上部支持手段８５等によって安定して保持されるとともに、熱伝達率が向上して、成形用金型６４及びキャビティ６９内のガラス素材又はガラス成形品の加熱又は冷却を短時間で行うことができる。
【００７０】
そして、成形用金型６４は、空間を搬送されるので、該成形用金型６４の底面が成形装置１０の部材と摺動することがない。そのため、前記底面は、摩耗することがないので、形用金型下部支持手段８２、成形用金型上部支持手段８５等によって安定して保持される状態を維持することができるとともに、熱伝達率が低下することもない。また、底面の摩耗による摩耗粉が発生することもないので、成形装置１０内が汚されることもなく、摩耗粉がガラス成形品に混入することもない。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００７２】
図８は本発明の第２の実施の形態における成形用金型の側断面図である。
【００７３】
本実施の形態における成形用金型６４は、図８に示されるように、胴型６５の外周面の途中に円形鍔状のフランジ６５ｄが形成されているが、前記胴型６５の上端及び下端には上フランジ６５ａ及び下フランジ６５ｂが形成されていない点で、前記第１の実施の形態と相違する。この場合、前記フランジ６５ｄは係合部として機能し、把持アーム７１の凹部７２の奥部に嵌まり込み、安定した状態で、前記把持アーム７１によって係合されて把持される。
【００７４】
そして、本実施の形態における成形用金型６４は、フランジの数が少ないので、前記胴型６５の製造コストを低くすることができる。また、成形用金型６４が成形装置１０の成形室、予熱室１３及び冷却室１２において、輻（ふく）射（放射）によって加熱されたり冷却されたりする場合、前記フランジ６５ｄによって外周面の伝熱面積が広くなり熱伝達率が向上するので、成形用金型６４及びキャビティ６９内のガラス素材又はガラス成形品の加熱又は冷却を短時間で行うことができる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、前記第１及び第２のの実施の形態と同じ構造を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００７６】
図９は本発明の第３の実施の形態における成形用金型の側断面図である。
【００７７】
本実施の形態における成形用金型６４は、図９に示されるように、胴型６５の外周面の途中に円環状の凹溝６５ｅが形成されているが、前記胴型６５の上端及び下端には上フランジ６５ａ及び下フランジ６５ｂが形成されていない点で、前記第１の実施の形態と相違する。この場合、前記凹溝６５ｅは係合部として機能し、把持アーム７１の凹部７２の奥部に嵌まり込み、安定した状態で、前記把持アーム７１によって係合されて把持される。
【００７８】
そして、本実施の形態における成形用金型６４は、フランジを形成する必要がなく、前記凹溝６５ｅは切削加工によって容易に形成することができるので、前記胴型６５の製造コストを低くすることができる。また、成形用金型６４が成形装置１０の成形室、予熱室１３及び冷却室１２において、輻射によって加熱されたり冷却されたりする場合、前記凹溝６５ｅによって外周面の伝熱面積が広くなり熱伝達率が向上するので、成形用金型６４及びキャビティ６９内のガラス素材又はガラス成形品の加熱又は冷却を短時間で行うことができる。
【００７９】
なお、前記第１〜第３の本実施の形態においては、成形品がガラス成形品である場合について説明したが、前記第１〜第３の本実施の形態における成形用金型６４は樹脂成形品の成形にも使用することができるものである。
【００８０】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、成形用金型においては、第１のコアと、該第１のコアと対向させて、移動自在に配設された第２のコアと、前記第１、及び、第２のコアを包囲し、外周面に係合部を備える胴型とを有する。
【００８２】
この場合、成形用金型の胴型は係合部を備えているので空間を搬送することができる。そのため、成形用金型の底面が成形装置の部材と摺動することがなく摩耗することがないので、熱伝達率が低下することもない。また、底面の摩耗による摩耗粉が発生することもないので、成形装置内が汚されることもなく、摩耗粉がガラス成形品に混入することもない。さらに、外周面の伝熱面積が広くなり熱伝達率が向上するので、成形用金型及び内部の素材又は成形品の加熱又は冷却を短時間で行うことができる。
【００８３】
他の成形用金型においては、さらに、前記係合部は搬送装置に係合する。
【００８４】
この場合、成形用金型は安定した状態で搬送装置によって空間を搬送される。
【００８５】
更に他の成形用金型においては、さらに、前記搬送装置は把持アームを備える搬送マニュピュレータである。
【００８６】
この場合、前記係合部は把持アームに安定した状態で係合されて把持され、成形用金型は安定して空間を搬送される。
【００８７】
更に他の成形用金型においては、さらに、前記係合部はフランジである。
【００８８】
この場合、フランジが把持アームに嵌まり込み、安定した状態で係合されて把持される。
【００８９】
更に他の成形用金型においては、さらに、前記フランジは前記胴型の上端及び下端に形成される。
【００９０】
この場合、胴型の底面及び上面の面積が広くなり、安定して保持される。
【００９１】
更に他の成形用金型においては、さらに、前記係合部は凹溝である。
【００９２】
この場合、胴型の製造コストを低くすることができる。
【００９３】
更に他の成形用金型においては、さらに、前記第１のコアはピンによって前記胴型に係止される。
【００９４】
この場合、成形用金型が空間を搬送される時も、第１のコアが下方に落下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における成形用金型の側断面図である。
【図２】従来の成形用金型の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における成形装置の平断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における成形装置の縦断面図であり図３のＡ−Ａ矢視断面の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における成形装置の成形室内での成形用金型を示す側断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における成形用金型の搬送装置の平面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における成形用金型と搬送装置との関係を示す図であり図６のＢ矢視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における成形用金型の側断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における成形用金型の側断面図である。
【符号の説明】
６４　　成形用金型
６５　　胴型
６５ａ　　上フランジ
６５ｂ　　下フランジ
６５ｅ　　凹溝
６６　　下型コア
６７　　上型コア
６８　　落下防止ピン
７０　　搬送マニュピュレータ
７１　　把持アーム
【図１】
2004082569.tif 000003
【図２】
2004082569.tif 000004
【図３】
2004082569.tif 000005
【図４】
2004082569.tif 000006
【図５】
2004082569.tif 000007
【図６】
2004082569.tif 000008
【図７】
2004082569.tif 000009
【図８】
2004082569.tif 000010
【図９】
2004082569.tif 000011