(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラスレンズ成形装置において、高周波誘導加熱により、高精度な成形機を用いることなく、低コスト、高精度なガラス成形レンズを製造することのできる装置を提供する。【解決手段】胴型１、上型２、下型３からなる成形型Ａを高周波誘導加熱するよう構成すると共に、下型３は、成形機Ｂの固定部４と３つの突起４ａ、４ｂ、４ｃで、上型２は、成形機Ｂの可動部５と１つの突起５ａで支持するように構成する。また、胴型１、上型２、下型３を誘導加熱しにくいセラミック材料で構成すると共に、上型２、下型３の一部に誘導加熱容易な金属材料からなる被加熱部２ｂ、３ｂもしくは被加熱体を設け、これを誘導加熱することにより、キャビティを加熱してガラスレンズを成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスレンズの光学面を形成するキャビティの一方を有し、上端に成形機の可動部より加圧力を受ける上型、この上型のキャビティの他方を有し、成形機の固定部により支持される下型ならびに上記上下型の周面に近接して、同上下型を上下方向に相対移動可能に保持する胴型とからなるガラスレンズの成形型と、上記成形型に近接して位置し、同成形型の上下型に形成した被加熱部を高周波誘導加熱する加熱手段と、上記加熱手段に近接して位置し、成形型を冷却する冷却手段と、上記成形型のキャビティに近接して設けられ、上記加熱手段ならびに冷却手段を制御するための温度検出手段とを有し、上記成形型の上型は、成形機の可動手段と１つの突起を介して加圧され、上記成形型の下型は、成形機の固定手段と３つの突起を介して支持されることを特徴とするガラスレンズ成形装置。
【請求項２】
上記成形機の可動部と上型の間に設けた１つの突起は、成形機の略加圧中心軸上に位置させると共に、上記成形機の固定部と下型の間に設けた３つの突起は、成形機の加圧中心軸を中心とする円の円周上に頂点を有する略正三角形を形成するよう位置させることを特徴とする請求項１に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項３】
上記成形型の上型を水平方向ならびに回転方向に調芯できるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項４】
ガラスレンズの光学面を形成するキャビティの一方を有し、上端に成形機の可動部より加圧力を受ける上型、この上型のキャビティの他方を有し、成形機の固定部により支持される下型ならびに上記上下型の周面に近接して、同上下型を上下方向に相対移動可能に保持する胴型とからなるガラスレンズの成形型と、上記成形型に近接して位置し、同成形型の上下型の一部に形成した被加熱部を高周波誘導加熱する加熱手段と、上記加熱手段に近接して位置し、成形型を冷却する冷却手段とを有し、上記上型と下型の被加熱部には誘導加熱容易な材料を、胴型には誘導加熱しにくい材料を用いたことを特徴とするガラスレンズ成形装置。
【請求項５】
上記成形型の上型と下型には、その外周部に誘導加熱容易な材料からなる被加熱部を形成したことを特徴とする請求項４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項６】
上記上型と下型にセラミック材料を用い、その表面に誘導加熱容易な金属材料を溶射したことを特徴とする請求項５に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項７】
上記上型と下型の外周に溝部を設け、この溝部に誘導加熱容易な金属材料を配設したことを特徴とする請求項４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項８】
上記上型と下型に形成した溝部の深さが溝部に配設した金属材料の厚みより大きいことを特徴とする請求項７に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項９】
上記誘導加熱される成形型の被加熱部は、上型の上部ならびに下型の下部に設け、これら被加熱部に対向して加熱手段を位置させたことを特徴とする請求項４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１０】
上記加熱手段は、上型を加熱する上部加熱手段と、下型を加熱する下部加熱手段とを独立して設け、それぞれ別個に温度制御できるようにしたことを特徴とする請求項１または４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１１】
上記加熱手段は、上下方向に移動して上型と下型の加熱状態を変化できることを特徴とする請求項１または４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１２】
上記加熱手段は、円筒体に高周波誘導コイルを巻回すると共に、胴型の外周に対向する内周面に、スパイラル状の溝を形成し、この溝にガスを流通させて成形型を冷却することを特徴とする請求項１または４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１３】
上型および下型の一方または両方に、キャビティに近接する位置まで穿設した穴を設け、この穴に、上記温度検出手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１４】
上記成形型の胴型の軸方向の長さは、同胴型の内径の３倍以上としたことを特徴とする請求項１または４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１５】
上記成形型の胴型の熱伝導率を上下型のそれより小としたことを特徴とする請求項４に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１６】
ガラスレンズのキャビティを形成するため、対向して配置される上型および下型の一方または両方の内部に誘導加熱容易な材質からなる被加熱体を配設し、この被加熱体を高周波誘導加熱して、この被加熱体の熱伝導によりキャビティ内のガラスレンズを加熱成形することを特徴とするガラスレンズ成形装置。
【請求項１７】
上型ならびに下型がセラミックからなり、内部に設けた被加熱体が鉄、ニッケル、コバルトのいずれかを含む磁性材料からなる請求項１６に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１８】
被加熱体は、キャビティを囲むように配設されることを特徴とする請求項１６に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項１９】
被加熱体は、キャビティから遠い側に位置して設けると共に、上記キャビティから近い側に位置して上記被加熱体より誘導加熱困難な材質からなる加熱緩和体を設けたことを特徴とする請求項１６に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項２０】
複数のキャビティを有する上型ならびに下型にそれぞれのキャビティに対応して被加熱体を配設したことを特徴とする請求項１６に記載のガラスレンズ成形装置。
【請求項２１】
複数のキャビティ全体を加熱する被加熱体を設けたことを特徴とする請求項２０に記載のガラスレンズ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に用いられるガラスレンズの成形加工分野において、誘導加熱により成形されるガラスレンズ成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスレンズ用成形装置は、成形精度を向上させるために、成形型を成形機に固定しながらも、レンズの成形精度を維持するよう工夫しているもの（例えば、特許文献１参照。）と、成形金型を成形機に非固定にして、成形金型が成形機に影響されにくい構造にしているもの（例えば、特許文献２参照。）がある。また、多くの場合、高周波誘導加熱方式によるガラスレンズ成形が行われている（特許文献１、２にも記載。）が、例えば、特許文献３に記載されているものでは、ガラスレンズ面を成形する上下型に対して、これを取り巻く部材（保持部品等）を加熱する構成が採られている。また、特許文献４にも、対向した複数個の上下型をさらに外周から取り巻く部材を加熱してこれをレンズ成形部に伝熱する構成が採られている。さらに、特許文献１では、対向した複数個の上下型の外周にそれぞれ誘導コイルを設置する構成となっている。
【特許文献１】特開平６−２０６７３２号公報（図２）
【特許文献２】特開平５−２４８６８号公報（図４、図６）
【特許文献３】特許番号２５０９３０５
【特許文献４】特開平５−１６３０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記型固定式のものは、成形されるレンズ精度が成形機自体の精度に依存するため、高精度に組み立てられた成形機が必要となり、結果としてレンズコストが高くなる問題があった。
【０００４】
また上記型非固定式のものも、成形時の熱が成形機側に移り、成形機に熱歪が生じて成形精度を維持することが難しくなること、ならびに一般にロスの多い加熱構造となるため、昇温、降温に時間がかかり、成形サイクルが長くなること等の問題は解決できていなかった。
【０００５】
そして、誘導加熱による問題としては、特許文献３に示す構成では、ガラスレンズ成形のために対向させた上型、下型ではなく、それを取り巻く外周部材を主に誘導加熱することになる。そのため、温度は、外周部材の方が内部に保持される上下型よりも高くなる。このことから、高精度な同軸度等が要求される上記外周部材と内部の上下型の位置関係が高温下でクリアランスが広がることにより維持困難になる。従って、このような構成では、高い偏芯精度が要求される光学レンズの製造には問題がある。また、所定の温度に設定する必要があるガラスレンズ成形において、上下型を直接加熱せず、外周部材からの熱伝導による加熱であるため、昇温と降温に時間を要し、サイクルタイムが長くなるという問題も生じる。また、特許文献４に示された構成では、前記問題に加え、以下の問題も生じる。すなわち、誘導コイルによる加熱では、電流は被加熱物の表層に流れ、表面から加熱が行われる。そのため、一つの誘導コイル内に複数の上型・下型を配置する型構成では、前述の通り、型の半径方向に温度勾配が生じる。そのため、個々のガラスレンズを成形するための対向した上型、下型については、誘導コイルの内周寄りと外周寄りで温度が異なり、回転対称な工学レンズを得ることが困難になる。同様に、型内の複数個のレンズの特性を同一にすることが困難で、製造工程での歩留まりの悪化が問題となる。この解決に、特許文献１に示す構成が提案されているが、誘導コイルの構成が複雑となり、型構成の制約も多くなることから、実用化が困難である。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決し、成形機と成形型との関係ならびに誘導加熱方法の改善等により、昇温速度が速く、高精度なレンズが精度を必要としない成形機で効率よく成形できるガラスレンズ成形装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明におけるガラスレンズ成形装置は、ガラスレンズの光学面を形成するキャビティの一方を有し、上端に成形機の可動部より加圧力を受ける上型、この上型のキャビティの他方を有し、成形機の固定部により支持される下型ならびに上記上下型の周面に近接して、同上下型を上下方向に相対移動可能に保持する胴型とからなるガラスレンズの成形型と、上記成形型に近接して位置し、同成形型の上下型に形成した被加熱部を高周波誘導加熱する加熱手段と、上記加熱手段に近接して位置し、成形型を冷却する冷却手段と、上記成形型のキャビティに近接して設けられ、上記加熱手段ならびに冷却手段を制御するための温度検出手段とを有し、上記成形型の上型は、成形機の可動手段と１つの突起を介して加圧され、上記成形型の下型は、成形機の固定手段と３つの突起を介して支持されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、ガラスレンズの光学面を形成するキャビティの一方を有し、上端に成形機の可動部より加圧力を受ける上型、この上型のキャビティの他方を有し、成形機の固定部により支持される下型ならびに上記上下型の周面に近接して、同上下型を上下方向に相対移動可能に保持する胴型とからなるガラスレンズの成形型と、上記成形型に近接して位置し、同成形型の被加熱部を高周波誘導加熱する加熱手段と、上記加熱手段に近接して位置し、同加熱手段および成形型を冷却する冷却手段とを有し、上記上型と下型の被加熱部には誘導加熱容易な材料を、胴型には誘導加熱しにくい材料を用いたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記成形型の上型と下型には、その一部に誘導加熱容易な材料を用いたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記上型と下型にセラミック材料を用い、その表面に誘導加熱容易な金属材料を溶射したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記上型と下型の外周に溝部を設け、この溝部に誘導加熱容易な金属材料を配設したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記上型と下型に形成した溝部の深さが溝部に配設した金属材料の厚みより大きいことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記誘導加熱される成形型の被加熱部は、上型の上部ならびに下型の下部に設け、これら被加熱部に対向して加熱手段を位置させたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記加熱手段は、上型を加熱する上部加熱手段と、下型を加熱する下部加熱手段とを独立して設け、それぞれ別個に温度制御できるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置の加熱手段は、上下方向に移動して加熱状態を変化できることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置の加熱手段は、円筒体に高周波誘導コイルを巻回すると共に、胴型の外周に対向する内周面に、スパイラル状の溝を形成し、この溝にガスを流通させて成形型を冷却することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上型および下型の一方または両方に、キャビティに近接する位置まで穿設した穴を設け、この穴に、上記温度検出手段を配置したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、成形型の胴型の軸方向の長さを同胴型の内径の３倍以上としたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、成形型の胴型の熱伝導率を上下型のそれより小としたことを特徴とする。
【００２０】
さらにまた、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、ガラスレンズのキャビティを形成するため、対向して配置される上型および下型の一方または両方の内部に誘導加熱容易な材質からなる被加熱体を配設し、この被加熱体を高周波誘導加熱して、この被加熱体の熱伝導によりキャビティ内のガラスレンズを加熱成形することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上型ならびに下型がセラミックからなり、内部に設けた被加熱体が鉄、ニッケル、コバルトのいずれかを含む磁性材料からなることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、被加熱体が、キャビティを囲むように配設されることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、被加熱体が、キャビティから遠い側に位置して設けると共に、上記キャビティから近い側に位置して上記被加熱体より誘導加熱困難な材質からなる加熱緩和体を設けたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、複数のキャビティを有する上型ならびに下型にそれぞれのキャビティに対応して被加熱体を配設したことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明におけるガラスレンズ成形装置は、上記被加熱体に加えて複数のキャビティ全体を加熱する被加熱体を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ガラスレンズの成形型が成形機に組み付けられるにあたり、成形型を成形機に固定することなく、成形機の固定部とは、３点の突起を介して成形型を支持しているので、一意的に成形型の姿勢が決まり、ぐらつき等の問題を排除できる。一方、成形機の可動部とは、１点の突起を介して成形型を加圧するようにしているので、成形機の可動部の平行度に影響されること無く加圧することができ、成形機の精度に依存することなく、成形型の精度を基準にした成形が可能となる。また、下型の３点支持と上型の１点加圧を突起により行っているため、成形型と成形機との接触面積は小さく、成形型の加熱、冷却時の成形機への伝熱量を極力少なくすることができるため、熱移動による成形サイクルタイムの増大化を防ぎ、低コストで、高速のガラスレンズ成形が可能となる。また、成形型の上型を水平方向、回転方向に調芯可能に構成することにより、成形機の加圧部分の平行度、直角度等の機械精度に依存することなく、高精度で安定した成形を行うことができる。
【００２７】
そして、本発明によれば、成形型への加熱は、高周波誘導加熱で行い、誘導コイルを成形型の外周部もしくは上下面より上下型を直接的に加熱するよう構成しているため、成形型の周りに位置する構造物への加熱を少なくして、加熱を効率的に行うことができる。また、胴型が誘導加熱されることの無い材料、例えばセラミックス製として、上下型を集中的に加熱することができるため、上下型のキャビティ部の昇温時間の短縮が可能となる。また、胴型ならびに上下型をセラミックスで構成し、上下型の外周部に高周波誘導容易な金属を配設することにより、高度な嵌め合いで構成された胴型と上下型のクリアランスを、成形型外周部からの伝熱を排除して、高温下でも安定して維持できる。具体的には、上下型の外周部に溝部を設け、この溝内に上記金属を溶射すれば、容易に精度の高い被加熱部を形成できる。
【００２８】
また、高周波誘導コイルを２系統にすることにより、上型、下型の温度を独立して制御し、きめ細かい熱コントロールを可能にする。また、加熱手段を上下動可能にすることにより、上下型の加熱状態を変化させることができる。また、これらの高周波誘導装置は、上型、下型の一方もしくは両方の中心部に設けた穴を利用して温度検出手段を配置し、リアルタイムで温度計測を行うことにより、精密な温度制御ができる。また、成形型の胴型の軸方向の長さを胴型の内径の３倍以上とすることにより、レンズの偏芯精度を向上することができる。さらにまた、胴型の熱伝導率を上下型のそれより小としたことにより、胴型からの放熱が少なくなることで、上型と下型間のキャビティ内の温度のばらつきが小さくなり、より高精度なガラス成形が可能になる。
【００２９】
また、本発明によれば、上下型の一方又は両方の内部に、誘導加熱容易な材質からなる被加熱体を１個ないし複数個設けたことにより、誘導加熱による所定温度に到達する昇温時間の短縮が可能である。
【００３０】
また、本発明によれば、上下型に形成されるキャビティを取り巻くように誘導加熱容易な材質からなる被加熱体を設けたことにより、昇温時間の短縮とガラス成形面内の温度分布の均一化を図ることができる。
【００３１】
また、本発明によれば、誘導加熱容易な材質からなる被加熱体と、これと比較して誘導加熱困難な材質からなる加熱緩和体を組み合わせて構成することにより、局所加熱を回避してガラス成形面内の温度分布の均一化が可能となる。
【００３２】
さらに、本発明によれば、上下型に複数個のレンズ形成用のキャビティを有する場合にも、誘導加熱容易な材質からなる被加熱体を個々のキャビティを取り巻くように複数個配設することにより、同じく昇温時間の短縮とガラス成形面内の温度分布の均一化を図ることができる。
【００３３】
以上、総合して本発明によれば、ガラス成形機の精度によらず、成形型の精度のみで、高精度なガラスレンズが低コストで成形でき、また本発明による高周波誘導加熱により、効率よく上下型を加熱でき、高品質、高精度なガラスレンズが成形できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施形態１）
以下に本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、ガラスレンズ成形型ならびにその成形装置を示し、このガラスレンズ成形型Ａは、円筒状の胴型１とこの胴型１に上側から上下動可能に挿入される上型２と上記胴型１の下側から上下動可能に挿入される下型３からなっている。上型２の下面と下型３の上面には、ガラスレンズの光学面を転写してガラスレンズを成形するキャビティ２ａ、３ａが形成されている。上記胴型１の軸方向の長さは、胴型１と上下型２、３の嵌合状態を密にして、成形されたレンズの偏芯精度を向上するために、上下型２、３の直径の３倍以上であることが実験的に望ましい。
【００３５】
下型３は、成形機Ｂの固定部４に設けた突起４ａ、４ｂ、４ｃで３点支持されている。上記突起４ａ、４ｂ、４ｃの位置は、成形機の加圧中心軸を中心とする円の円周上に頂点を有する三角形を形成するよう選択され、正三角形となる位置が好ましい。これにより、成形時に成形型Ａがぐらつくことなく、確実に支持すると共に、突起４ａ、４ｂ、４ｃの成形型Ａとの接触面積が極めて少ないことから、成形型Ａと成形機Ｂとの間の熱移動を少なくすることができる。
【００３６】
上型２は、成形時、成形機Ｂの可動部５により加圧されるが、本実施形態では、可動部５に設けた突起５ａで１点支持されており、その位置は、成形機の加圧中心軸上がよく、可能な限り近接した位置が望ましい。これにより、可動部５と上型２の上面との平行度を気にすることなく成形でき、成形されたガラスレンズの精度に影響しない利点が発揮される。また同時に、突起４ａ、４ｂ、４ｃの場合と同様の理由で成形型Ａと成形機Ｂとの間の熱移動も極力小さくできる。
【００３７】
なお、上記突起４ａ、４ｂ、４ｃならびに５ａは、本実施形態では、成形機の固定部４ならびに可動部５に設けたが、下型３ならびに上型２に設けてもよく、また別体、例えば鋼球を固定部と下型の間、可動部と上型の間に介在させてもかまわない。
【００３８】
胴型１、上型２、下型３は、セラミックスで形成されており、熱伝導率の良い窒化アルミや炭化珪素が望ましいが、アルミナ等のセラミックスでも支障はない。熱伝導率の良い材料ほど、急速加熱、急速冷却が可能であり、レンズ成形時のサイクルタイムを短くすることができる。また胴型、上型、下型で、セラミックスの種類を変えることも可能である。例えば、上型、下型の材質よりも、熱伝導率の値が小さいセラミックスで胴型を製作することにより、胴型からの放熱が少なくなることで、上型と下型間のキャビティ内の温度のばらつきが小さくなり、より高精度なガラス成形が可能になる。具体的な材質として、胴型を窒化珪素で製作し、上型下型を炭化珪素で製作するとよい。それぞれの熱伝導率は、炭化珪素が、一般的に５０〜１５０Ｗ／ｍ・Ｋなのに対し、窒化珪素のそれは、２０〜３０Ｗ／ｍ・Ｋと小さな値である。
【００３９】
６は、上記成形型Ａを高周波誘導加熱する加熱手段で、成形型Ａの胴型１の外側部に位置してセラミックス製の円筒体６ａに高周波誘導コイル６ｂが巻き付けられており、上型２、下型３にそれぞれ対応して上部加熱手段６ｃと下部加熱手段６ｄに分けられ、独立して制御可能に構成されている。
【００４０】
円筒体６ａの内周面には、胴型１の外周面に対向してスパイラル状の溝７が形成されており、成形型１の急冷、誘導コイル６ｂの過熱保護等のため、冷却ノズルＣから胴型１と円筒体６ａの間に流通する冷却用窒素ガスの案内となる。
【００４１】
また加熱手段６の外側には、誘導コイル６ｂが成形型Ａからの熱で損傷を受けないように、冷却手段９が設けられ、冷却水が通るウオータージャケット９ａが配置されている。
【００４２】
そして上記加熱手段６に対応して、成形型Ａの上型２と下型３には、誘導加熱容易な材質からなる被加熱部２ｂ、３ｂが設けられている。被加熱部２ｂ、３ｂは、高周波誘導加熱に適した材料がよく、具体的には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を多く含んだ強磁性材料が適している。本実施例では、セラミックス製の上型２、下型３に、ＳＵＳ４１０を溶射により付着加工して、被加熱部２ｂ、３ｂを形成している。
【００４３】
なお本実施形態では、被加熱部２ｂ、３ｂは、上型２ならびに下型３に設けたが、胴型１に被加熱部を設けても加熱の機能は発揮されるが、上下型２、３への温度のレスポンスが悪くなると共に、胴型１の熱膨張により上下型２、３と胴型１間のクリアランスが大きくなり、成形時の偏芯精度が悪くなる傾向がある。
【００４４】
また上型２および下型３には、中央部に、軸方向に上下型２、３のキャビティ２ａ、３ａの近傍に至る穴２ｃ、３ｃが設けられており、この穴２ｃ、３ｃに成形時の型温度を計測する熱電対からなる温度検出手段８ａ、８ｂが挿入されている。
【００４５】
以上のガラスレンズ成形装置において、その成形プロセスについて説明する。まず上型２と下型３との間のキャビティ２ａ、３ａにガラス素材を挟み込む。この状態で、図１に示すように胴型１、上下型２、３、加熱手段６、冷却手段９を組み立てて、成形機Ｂの中に組み付ける。
【００４６】
次に加熱手段６の高周波誘導コイル６ｂに最適な高周波電流を流し、成形型Ａの被加熱部２ｂ、３ｂを加熱する。この加熱状態は、温度検出手段８ａ、８ｂからの温度データを基に、最適な温度上昇カーブとなるように制御される。上型２、下型３が最適な温度になった時点で、成形機Ｂを駆動して、ガラス素材をプレスする。プレス量については、予め設定したプレス位置もしくはプレス力になった時点でプレス動作を止め、加圧状態を保持する。その後、冷却ノズルＣから窒素ガスを供給し、胴型１の外周面に、スパイラル状の溝７を通して流動させ、成形型Ａを冷却し、所定の温度に達した時点で、プレス力を開放するように動作させる。取り出し温度に達した時に、上型２、下型３のいずれかを抜いて、ガラスレンズを取り出す。
【００４７】
（実施形態２）
図２は、高周波誘導加熱を行う構成における本発明の第２の実施形態を示し、この場合は、加熱手段１６は、上部加熱手段１６ｃが上型１２の上側に、下部加熱手段１６ｄが下型１３の下側に設けられ、これらに対向して上下型１２、１３の被加熱部１２ｂ、１３ｂがそれぞれ上型１２の上面と下型１３の下面に形成されている。
【００４８】
（実施形態３）
図３は、高周波誘導加熱を行う構成における本発明の第３の実施形態を示し、この場合は、加熱手段２６は、胴型２１、上型２２、下型２３に対し、上下軸方向に移動可能に構成されており、この加熱手段２６の上下移動により、上下型２２、２３への加熱の状態を変化させることが出来る。なお、２２ｂ、２３ｂは、図１の被加熱部２ｂ、３ｂと同様に形成された被加熱部である。
【００４９】
（実施形態４）
図４は、高周波誘導加熱を行うための下型の詳細な実施の形態を示す（上型についても同様であるので説明を省略する。）。下型３には、外周上に一定の溝深さｇを有する溝部３ｄを設ける。この溝部３ｄに誘導加熱が容易な金属、例えば、ＳＵＳ４１０を溶射して付着させる。この時、溶射皮膜３０の厚みｔは必ず溝深さｇより小さくする必要がある。
【００５０】
以上のように構成することで、次のような作用がある。一般に下型３の材質と溝部３ｄに設けた溶射皮膜３０の材質が異なると、加熱時に熱膨張率の差により溶射皮膜３０が剥離しやすくなる。このような場合であっても、溝部３ｄを設け、この溝部３ｄ内にのみ溶射皮膜３０を形成することで、溝部３ｄに溶射した金属を拘束することになり、剥離を防ぐことができる。
【００５１】
また、溝部３ｄの深さｇよりも溶射皮膜３０の厚みｔを小さくすることで、加熱時に、溶射皮膜３０が熱膨張して厚みがｔからｔ＋Δｔに変化しても、溝深さｇより大きくなら
ないことにより、胴型（図示せず。）を破壊したりすることなく、スムーズに軸方向への動作が可能となり、この結果、良好なガラス成形が可能とする。
【００５２】
上記構成の下型や上型の溶射皮膜３０は、図１、図３の被加熱部３ｂ、２３ｂ、２ｂ、２２ｂとして適用することができ、また同様の構造を図２の被加熱部１２ｂ、１３ｂに応用することができる。
【００５３】
（実施形態５）
図５は、本発明におけるガラスレンズ成形装置の第５の実施形態を示し、特に調芯機能を有する構成について説明する（図１に示す構成と同一部分については、図１と同一符号を付す。）。
【００５４】
本実施の形態では、成形機の可動部５の突起５ａと上型２の上面との間に加圧ブロック１００が設けられ、これを介して成形機Ｂの加圧力が成形型Ａに伝えられる。上記加圧ブロック１００は、上型２の上面に接触する円板状の加圧板１００ａと上記可動部５の突起５ａに接触する円板状の調芯板１００ｂとこの加圧板１００ａと調芯板１００ｂを平行に連結する連結部１００ｃからなっている。上記調芯板１００ｂは、下面より複数の鋼球１０１で支えられており、この鋼球１０１は、プレート１０２を介してばね１０３により、上方に付勢されている。これにより、胴型１に上型２を挿入する時、またガラスレンズを成形する時、軸心がずれている場合は、加圧ブロック１００を水平方向に移動し、直角度がずれている場合は、加圧ブロック１００を回転することにより、調芯を行うことが出来、成形機の加圧部分の平行度、直角度等の機械精度に依存することなく、高精度で安定した成形を行うことが出来る。
【００５５】
（実施形態６）
図６、７に示す本発明の第６の実施形態について説明する。
【００５６】
図６において、６１は、炭化珪素製の下型、６２は、下型６１内に設けられる円筒状の被加熱体で、高周波誘導加熱するため、ＳＵＳ４２０製の金属材料で形成されている。６３は、被加熱体６２と同様に下型６１内に設けられ、同一の金属材料（ＳＵＳ４２０）で形成された円柱状の被加熱体で、共に下型６１と同一軸上に配置されている。本実施形態では、被加熱体６２，６３は、下型６１に設けた例を示しているが、上型に設けてもよく、図７に示すように上下型に共に設けてもよい。図７には、内部に被加熱体６２、６３を有する炭化珪素製の上下型６１、６１が対向して設置されており、両者間にガラスレンズ成形のためのキャビティ６５が形成されている。この上下型６１、６１をガイドするように同じく炭化珪素製の胴型６４が設けられている。上下型、胴型を取り巻くように高周波誘導コイル（加熱体）６６が設けられ、通電する電源部、成形のための機構部等が配置されている（図示せず。）。高周波誘導コイル６６に高周波の交流電源を通電すると、成形型の軸方向に交番する磁束が発生し、それぞれの上下型６１、６１の内部に設けた被加熱体６２、６３を高温に加熱する。本実施形態では、レンズとなるガラス素材の近傍に被加熱体６２、６３を設置し、かつ熱伝導率の高い炭化珪素製の上下型と組み合わせて誘導加熱することで、短時間にガラス素材近傍を６００℃付近の所定温度に加熱することができる。そして、キャビティ６５近傍の温度を測定し、そのデータに基づいて高周波誘導コイル６６を制御することにより、高精度なガラスレンズを歩留まりよく製造することができる。また、この加熱は、被加熱体６２、６３を介してキャビティ６５部を昇温することになることから、従来法に見られるような、上下型の外周部から熱伝導により加熱するものと異なり、胴型６４の温度が上下型６１、６１の温度より高くなって胴型６４との間のクリアランスが広がることが無いので、より同軸度の高いレンズが成形できる。
【００５７】
なお、上下型６１、６１の一方または両方に、円筒状の被加熱体６２のみを設けたり、あるいは円柱状の被加熱体６３のみを設けたりすることが可能である。
【００５８】
（実施形態７）
図８に示す本発明の第７の実施形態について説明する。図８において、７１、７２は、ガラスレンズ成形のためのキャビティ７３を形成するよう上下に対向して設置された炭化珪素製の上型、下型、７４は、この上型７１、下型７２をガイドする炭化珪素製の胴型、７５は、成形型の外周を取り巻くように設置された高周波誘導コイル（加熱体）、７６は、上記上下型７１、７２内に同軸的に設けられた円柱状の被加熱体で、誘導加熱の容易な材料ＳＵＳ４２０製で形成されている。７７は、上下型７１、７２に同軸的に設けられた円筒状の被加熱体で、同じくＳＵＳ４２０製で形成され、キャビティ７３を取り巻くように配置されている。７８は、上記被加熱体７７の内側に同軸的に密着して配置された円筒状の加熱緩和体で、上記被加熱体７７に比べて誘導加熱困難な材質が用いられ、非磁性のＳＵＳ３１６やインコネルに代表される耐熱合金、銅合金、タングステン、超硬合金、セラミックス等が選択される。
【００５９】
上記構成において、誘導コイル７５に高周波の交流電源を通電すると、成形型の軸方向に交番する磁束が発生し、上型７１、下型７２の内部に設けた被加熱体７６が加熱される。この熱はガラス素材の置かれたキャビティ７３に伝達し、所定の温度に達した時、押圧成形される。ここで、キャビティ７３内の温度分布に着目すると、キャビティ７３の最外周では、外部の空気に触れるため、温度が低くなり、キャビティ７３の半径方向に温度勾配が生じる。そこで、本実施形態では、キャビティ７３の外周を取り巻くように被加熱体７７が設けられており、この被加熱体７７が被加熱体７６と同様に交番磁界により発熱し、キャビティ７３の外周からも加熱されるので、キャビティ７３内での温度分布を均一化することができると共に、実施形態６の構成に比較して昇温時間が短くなる効果も生じる。また、本実施形態では、被加熱体７７の内側に接して加熱緩和体７８を設けているが、これは、誘導加熱される被加熱体７７が誘導加熱の表層効果により表面から昇温してキャビティ７３の最外周側の温度が高くなるのを緩和し、熱伝導によりキャビティ７３の外周部を加熱するようにしたものである。
【００６０】
以上のように、本実施形態では、実施形態６の構成に加えて、上下型７１、７２のキャビティ７３を取り巻くように誘導加熱容易な材質からなる被加熱体７７を配設することにより、キャビティ７３内の温度分布をより均一にし、また高速で所定の温度まで昇温できることで、より速いサイクルタイムでの成形を可能とする。
【００６１】
（実施形態８）
図９に示す本発明の第８の実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、実施形態７の構成と比較し、上型、下型を対向させて形成されるキャビティを複数個有している点である。以下、下型に関してのみ説明する。図９において、８１は、上型（図示せず。）とでガラスレンズの成形面を形成する複数個のキャビティ８１ａを有する下型で、この下型８１の内部には、同軸的に円筒状の被加熱体８２が配置され、誘導加熱されて下型８１全体を加熱する。８３は、上記複数個のキャビティ８１ａを個々に取り巻くように配置された誘導加熱容易な材質からなる円筒状の被加熱体、８４は、上記個々の被加熱体８３の内周面に密着して配置された誘導加熱困難な材質からなる円筒状の加熱緩和体で、それぞれの機能、具体的な材料等は、前記実施形態７におけるものと変わりはない。しかし、上下型を含む成形型を取り囲むように配置された誘導コイル（図示せず。）に通電すると、実施形態７におけるように、上下型の中央軸心上にキャビティがあるような場合、たとえ、キャビティ内に温度勾配が生じても、半径方向には対称な温度分布になる。これに対し、本実施形態における場合のように、キャビティが上下型の中央軸心上にない場合は、１つのガラス成形面内でみると、温度勾配が上下型の軸心内側と外側で異なることになる。このような温度分布状態では、高精度なガラス成形レンズを歩留まり良く生産することはできない。そこで、本実施形態では、被加熱体８２に加えて、複数個のキャビティ８１ａを取り巻くように、それぞれに被加熱体８３と加熱緩和体８４を設けているので、被加熱体８２だけでは個々のキャビティ内に生じる温度勾配を被加熱体８３により補正することができる。また、所定温度に達する昇温時間が短くなる利点もある。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、ガラスレンズの成形に限らず、精密プラスチック部品の成形等の分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の概略説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の加熱構成の概略説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の加熱構成の概略説明図である。
【図４】本発明の第４の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の概略説明図である。
【図５】本発明の第５の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の概略説明図である。
【図６】本発明の第６の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の要部の説明図で、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、分解斜視図である。
【図７】本発明の第６の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の概略説明図である。
【図８】本発明の第７の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の概略説明図である。
【図９】本発明の第８の実施形態におけるガラスレンズ成形装置の概略説明図で、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、１１、２１    胴型
２、１２、２２    上型
２ａ    キャビティ
２ｂ、１２ｂ    被加熱部
２ｃ    穴
３、１３、２３    下型
３ａ    キャビティ
３ｂ、１３ｂ    被加熱部
３ｃ    穴
４    固定部
４ａ、４ｂ、４ｃ    突起
５    可動部
５ａ    突起
６、１６、２６    加熱手段
６ａ    円筒体
６ｂ    高周波誘導コイル
６ｃ、１６ｃ    上部加熱手段
６ｄ、１６ｄ    下部加熱手段
７    スパイラル状の溝
８ａ、８ｂ    温度検出手段
９    冷却手段
Ａ    成形型
Ｂ    成形機
Ｃ    冷却ノズル
６１、８１    上型、下型
６５、７３、８１ａ    キャビティ
６２、６３、７６、７７、８２、８３    被加熱体
７８    加熱緩和体
【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】
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【図８】
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【図９】
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