(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス成形によって光学レンズを成形する際に型締め時の精度を高精度に確保し、光学レンズの精度を確保する。【解決手段】上型３が固定された上型ユニット１と、下型４が取り付けられる下軸２が駆動テーブル６に取り付けられると共に、駆動テーブル６を上下方向に移動させる駆動手段８及び駆動テーブル６の移動を案内するガイド機構５を備えた下型ユニット２１と、上型ユニット１及び下型ユニット２１が対向するように取り付けられたコラム１０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型が固定された上型ユニットと、下型が取り付けられる下軸が駆動テーブルに取り付けられると共に、駆動テーブルを上下方向に移動させる駆動手段及び駆動テーブルの移動を案内するガイド機構を備えた下型ユニットと、上型ユニット及び下型ユニットが対向するように取り付けられたコラムとを備えていることを特徴とする光学レンズのプレス成形装置。
【請求項２】
前記下型、下軸、駆動テーブル及び駆動手段のそれぞれの軸心が同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光学レンズのプレス成形装置。
【請求項３】
前記ガイド機構がリニアガイドであることを特徴とする請求項１記載の光学レンズのプレス成形装置。
【請求項４】
前記駆動手段がリニアサーボモータであることを特徴とする請求項１または２記載の光学レンズのプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズをプレス成形によって製造するために用いられる光学レンズのプレス成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学レンズ等の光学素子は、ガラス素材を上型と下型とによりプレス成形することにより成形されている。このような成形に用いる成形装置においては、成形される光学素子の光学特性を向上させるために、上型と下型の中心軸を精度良く一致させることが重要となっている。
【０００３】
このため、従来では図４に示す光学レンズのプレス成形装置が開発されている。図４は、プレス成形装置の要部の断面図、図５は上型と下型の位置出し方法を説明する断面図である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４において、成形室１１１が筐体１０１によって形成されており、成形室１１１内の上部天井面１０１ｂにはプレート１０３を介して上型１０５が固着されている。上型１０５に対向して下型１０６がプレス軸１０４の上端に配置されている。プレス軸１０４はスライダー１０７に固着されており、スライダー１０７は高精度ガイド装置１０８を介してブラケット１０２内に摺動可能に設置されている。
【０００５】
ブラケット１０２は筐体１０１の下部底面１０１ａに取り付けられており、筐体１０１の下部底面１０１ａに取り付けられている支柱１１０によって、他の部分とは接することなく宙づり状態で設置されている。このブラケット１０２には下部に油圧シリンダー１０９が固着されており、油圧シリンダー１０９のロッド先端はスイベルジョイント１１５を介してスライダー１０７に接続されている。そして油圧シリンダー１０９がスライダー１０７を押し上げることにより、スライダー１０７に固着されたプレス軸１０４を押し上げ、下型１０６を上型１０５に突き当てて型締めすることにより光学レンズをプレス成形する。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−５５８３７号公報（第２−３頁、第１図、第５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すプレス成形装置では、上型１０５と下型１０６とを連結する筐体１０１及びブラケット１０２が別部材によって構成され、且つ筐体１０１にブラケット１０２を宙づり状態とする構造となっているため、上型１０５と下型１０６を位置決めする際には、構成部材の加工誤差や組立誤差が積み重なり装置全体としての誤差が大きくなっている。この誤差を少なくするためには、それぞれの部材を高精度に製作し、且つ高精度に組立調整する必要があるため、多大の工数が必要となって装置の作製が面倒となっていると共に、成形装置のコストが高騰する問題を有している。
【０００８】
また、筐体１０１とブラケット１０２とが別部材により構成されていることから、熱による膨張やプレス力の影響によって構成部材の連結精度を維持できずに変化が生じるため、高精度の状態を維持することができないものとなる。
【０００９】
さらに、筐体１０１が箱形状となっているため、上型１０５を取り付ける上部天井面１０１ｂの加工精度（平面度・真直度・表面粗さ）を確保することが難しい。これにより、上型１０５を取り付ける上部天井面１０１ｂと下型１０６の取り付け基準となる筐体１０１の下部底面１０１ａとの相対精度を高精度に確保することが困難である。そのため、上型１０５及び下型１０６の軸心に傾きが発生して、加工されたレンズの偏心精度が悪くなる問題が生じる。また、箱形状の筐体１０１は放熱性が悪いため、図示されていない加熱手段による成形時の熱が筐体１０１内にこもり、この熱によって筐体１０１に変形が発生している。このように図４に示すプレス成形装置では、型合わせ精度が確保できないという問題がある。
【００１０】
これに対し、型締めの際の型合わせ精度を向上させるため、図５に示すように、上型１０５に位置決め孔１１４を設ける一方、位置決め孔１１４に嵌入する位置決めピン１１３を下型１０６に固着することがなされている。この構造では、型締め時に位置決め孔１１４に位置決めピン１１３が挿入することにより、上型１０５と下型１０６との型合わせ精度を確保するものである。
【００１１】
しかしながら、図５に示す構造とした場合においても、位置決め孔１１４と位置決めピン１１３との嵌合クリアランスや熱によるこれらの形状変化があることから高精度の加工を行うには十分とはなっていない。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、光学レンズをプレス成形する型締め時の精度を高精度に確保することができ、これにより、加工される光学レンズの精度を確保することが可能な光学レンズのプレス成形装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の光学レンズのプレス成形装置は、上型が固定された上型ユニットと、下型が取り付けられる下軸が駆動テーブルに取り付けられると共に、駆動テーブルを上下方向に移動させる駆動手段及び駆動テーブルの移動を案内するガイド機構を備えた下型ユニットと、上型ユニット及び下型ユニットが対向するように取り付けられたコラムとを備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明では、上型ユニットと下型ユニットとをコラムに対向するように取り付け、下型を備えた下軸をガイド機構により案内するようにしたため、上型ユニットと下型ユニットとの軸心を容易に高精度に保つことができると共に、成形時の熱の影響を抑えられるため、成形される光学レンズの成形精度を向上させることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の光学レンズのプレス成形装置であって、前記下型、下軸、駆動テーブル及び駆動手段のそれぞれの軸心が同一平面上に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明では、下型ユニットを構成する下型、下軸、駆動テーブル及び駆動手段のそれぞれの軸心が同一平面上に配置されることにより、これらを高精度に位置決めすることができる。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１記載の光学レンズのプレス成形装置であって、前記ガイド機構がリニアガイドであることを特徴とする。
【００１８】
このようにリニアガイドを用いることにより、下軸が極めて高精度に移動することができるため、上型と下型の相対位置精度を高精度に保持した状態で型締めすることができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１または２記載の光学レンズのプレス成形装置であって、前記駆動手段がリニアサーボモータであることを特徴とする。
【００２０】
この発明では、駆動手段としてリニアサーボモータを用いることにより、ボールねじを用いた場合に比べ、荷重を受ける軸受部が不要となるため、軸受部の剛性に起因した位置決め精度の低下がなくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により説明すると、図１は、本発明の一実施の形態における光学レンズのプレス成形装置の正面図、図２はその側面図である。
【００２２】
この実施の形態のプレス成形装置は、上型ユニット１と、下型ユニット２１と、これらを取り付けるためのコラム１０とを有しており、コラム１０はベース１１上に直立状となって固定されている。上型ユニット１はコラム１０の上部に取り付けられ、下型ユニット２１は上型ユニット１と対向するようにコラム１０の下部に取り付けられている。
【００２３】
上型ユニット１には、上型３が高精度に固定される。また、上型ユニット１はコラム１０のコラム取り付け面１０ａに取り付けられている。上型ユニット１は、上軸軸心がコラム取り付け面１０ａと平行になるように高精度に調整されて取り付けられるものである。
【００２４】
下型ユニット２１は、下型４を有しており、下型４は下軸２に高精度に取り付けられ、下軸２は駆動テーブルとしてのスライドテーブル６に取り付けられている。スライドテーブル６はガイド機構５を介してコラム１０のコラム取り付け面１０ａに取り付けられている。ガイド機構５は図１に示すように、平行となってコラム取り付け面１０ａに取り付けられた２本の摺動軸５ａを有しており、スライドテーブル６は摺動軸５ａに沿って上下方向に移動する。
【００２５】
スライドテーブル６の下部には、同テーブル６を上下方向に作動させるために、高精度ボールネジ７を介して駆動手段としての駆動装置８が連結されている。駆動装置８はブラケット９に固定されており、ブラケット９はコラム１０の取り付け面１０ａに固定されている。この場合、駆動装置８としては、ブレーキ付きサーボモータが用いられる。
【００２６】
以上のように構成することにより、この実施の形態では、上型ユニット１と、スライドテーブル６と、駆動装置８とがコラム１０のコラム取り付け面１０ａを共通の基準として取り付けられるので、各軸心は基準面のコラム取り付け面１０ａに対して高精度に位置出しをすることができる。すなわち、下型４、下軸２、スライドテーブル６及び駆動装置８のそれぞれの軸心がコラム１０のコラム取り付け面１０ａを基準とした同一平面上に配置されるものである。
【００２７】
また、上型ユニット１及び下型ユニット２１の周囲はコラム１０のコラム取り付け面１０ａによって１面が囲われているのみで、他の３面方向は解放された構造となっている。なお、上型ユニット１及び下型ユニット２１を取り付けたコラム１０は、ベース１１上に固定されることにより直立姿勢となっている。
【００２８】
この実施の形態による光学レンズの成形は、まず、光学レンズに成形するための適量の図示しないガラス素材を、図示しない搬送装置により下型４上に載置する。続いて、駆動装置８として用いるブレーキ付きサーボモータを回転させ、高精度ボールネジ７を介してスライドテーブル６を上昇させる。スライドテーブル６の上昇に伴い、図示しないガラス素材を載置した下型４も上昇し、下型４と対向する上型３との間で型締めが行われ、光学レンズが成形される。
【００２９】
このような実施の形態では、上型３を備えた上型ユニット１及び下型４を備えた下型ユニット２１をコラム１０に取り付けるため、上型３及び下型４の軸芯の高精度な同軸度を確保することができる。また、上型３及び下型４が取り付けられるコラム１０の取り付け面１０ａ以外の３面を解放状態とすることができるため、放熱効率が良くなり、上型ユニット１と下型ユニット２１およびこれらのユニット１，２１を取り付けるコラム１０への成形時の熱による影響が少なくなる。これにより、その精度を長期間維持でき、上型３と下型４とを位置出し部材等を用いることなく高精度に型締めすることができる。具体的には、シフト誤差±１０μｍ以内、チルト誤差±０．５分以内の高精度な成形を長期間維持することができるものである。また、極めて簡単な構造であるため、成形機のコストも低減でき、光学レンズの製造コストを抑えることが可能となる。
【００３０】
なお、この実施の形態では、駆動装置８としてブレーキ付きサーボモーターを用いたが、油圧・空圧シリンダーやトルクモーターなどを用いても良い。
【００３１】
また、スライドテーブル６を移動させるため、ガイド機構５とリニアーサーボモータとを組み合わせて駆動するようにしても良い。このようにリニアサーボモータを用いることにより、ボールねじを用いた場合に比べ、荷重を受ける軸受部が不要となるため、軸受部の剛性に起因した位置決め精度の低下がなくなるメリットがある。
【００３２】
さらに、この実施の形態では、駆動装置８、下軸２、下型４、上型３および上型ユニット１の軸心がコラム取り付け面１０ａに対して平行な平面上に同軸的に配置され、ガイド機構５の摺動軸５ａのみが別の平面上となっているが、図３に示すような配置を行うことができる。すなわち、図３では、ガイド機構５の摺動軸５ａが駆動装置８、下軸２、下型４、上型３及び上型ユニット１の軸心と同一平面上に配置されるものである。このようにすることにより、成形時に作用する荷重を偏心荷重として受けることがなくなる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、安価な構造で軸芯の高精度な同軸度を確保できるとともに、３面を解放状態とすることができ成形時の熱による影響が少なくなり、光学レンズの成形精度を長期間高精度に維持できる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、下型ユニットを構成する下型、下軸、駆動テーブル及び駆動手段を高精度に位置決めすることができる。
【００３５】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、上型と下型の相対位置精度を高精度に保持した状態で型締めすることができる。
【００３６】
請求項４の発明によれば、請求項１及び２の発明の効果に加えて、成形に伴う荷重による偏荷重の発生を防止することができるため、高精度な光学レンズを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態１におけるプレス成形装置の正面図である。
【図２】プレス成形装置の側面図である。
【図３】別のプレス成形装置における下型ユニット部分の平面図である。
【図４】従来プレス成形装置の正面図である。
【図５】従来の型の位置出し部の拡大図である。
【符号の説明】
１  上型ユニット
２  下軸
３  上型
４  下型
５  ガイド機構
６  スライドテーブル
７  高精度ボールネジ
８  駆動装置
９  ブラケット
１０  コラム
１０ａ  コラム取り付け面
２１  下型ユニット
【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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