(57)【要約】【課題】超小型レンズを成形することも可能で、成形時における金型内でのペレットの割れを防止してムラ無く加熱、成形することができるレンズ成形装置を提供する【解決手段】ステージの下基板２の上の金型１０に対して、上方から上基板３が降下して金型１０に当接され、下基板２と上基板３との間で金型１０を加熱、圧縮成形、冷却するようになされたレンズ成形装置１であって、上基板３は、金型１０に当接された状態で、１ｋｇｆ以下の荷重が加わるようにバランサー４との間でバランスが取られてなるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージの下基板の上の金型に対して、上方から上基板が降下して金型に当接され、下基板と上基板との間で金型を加熱、圧縮成形、冷却するようになされたレンズ成形装置であって、
上基板は、金型に当接された状態で、１ｋｇｆ以下の荷重が加わるようにバランサーとの間でバランスが取られてなることを特徴とするレンズ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ付携帯電話や各種の光学機器などに使用されているガラス製または樹脂製のレンズを成形するための成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラや各種の光学機器などに使用されているガラス製または樹脂製のレンズは、ペレット状の材料を加熱圧縮成形して製造されている。
【０００３】
従来より、このレンズの製造としては、一つの金型に成形された複数のキャビティに、それぞれペレットを投入し、一回の圧縮成形で複数のレンズを一挙に成形することができるように構成されたバッチ成形方式が知られている。
【０００４】
しかし、このバッチ成形方式の場合、多くのレンズを一挙に成形しようとすると、金型の部位によって加熱ムラを生じたり、加圧ムラを生じたりすることとなり、安定した製品を成形することが難しくなる。
【０００５】
そこで、一つのキャビティを有する金型を複数個用意し、これらの金型にペレットを投入して一つずつ圧縮成形して順送りしながらレンズを連続成形することができるように構成されたプログレッシブ成形方式を採用することが行なわれている（特許文献１、２参照）。
【０００６】
図６に示すように、このプログレッシブ成形方法を採用した成形ラインａでは、加熱、圧縮成形、冷却といった各工程毎に設けられた各ステージｂで金型ｃを順送りで加工しながら１つの金型で１つのレンズを製造するように構成されていた。
【特許文献１】特開昭６２−２９２６２９号公報
【特許文献２】特開平４−１６４８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の製造装置ａの場合、次のような不都合を生じることとなる。
すなわち、樹脂製またはガラス製のペレットを投入した金型ｃは、まず上下から均等に加熱して金型ｃの内部のペレットを溶融させなければならない。そして、金型ｃを上下から加圧して圧縮成形した後、金型ｃを上下から冷却してレンズに成形して行くこととなる。この工程において、まず、加熱は、加熱ステージｂの下基板ｄ上に金型ｃが送られて来たことを確認した後、上方から上基板ｅが降下し、金型ｃの上下に当接された下基板ｄと上基板ｅに内蔵されたヒーター（図示省略）によって行なわれる。この際、金型ｃの下側は、搬送過程でそのまま下側の下基板ｄの上に載置されるので問題無いが、上側からは金型ｃの上に上基板ｅを降下させて金型ｃに当接しなければならない。
【０００８】
この当接の際、上基板ｅの自重が上方から降下して金型ｃに加わるので、金型ｃ内のペレットｆは、加熱する前から割れてしまうことがある。特に１６φや２０φといった大きさのレンズｇの場合には問題無いが、携帯電話などで使用されている３φ、４φといった小型のレンズｇの場合、金型ｃに対して加わる加重に対してあまりにもペレットｆが小さく耐加重性が無いので割れやすくなる。このように割れたペレットｆを加熱してレンズｇを成形すると、分散溶融したペレットｆ同士のつなぎ目が形成されてしまったり、小さな破片と大きな破片とで溶融状態に差が生じたりして、品質がばらつくこととなる。
【０００９】
また、冷却工程でも金型ｃの上方から冷却機能を有する上基板ｅを降下させて金型ｃに当接しなければならないが、上基板ｅの自重が金型に加わるので、成形されたレンズｇが脱型前に壊れてしまうといった不都合を生じることとなる。
【００１０】
そのため、このような３φ、４φといった小型のレンズｇを成形する場合、上側から上基板ｅを降下させるときに、金型ｃに当接させず、金型ｃの直上の位置で固定させ、ふく射熱加熱を行なうことによって金型ｃ内のペレットｆを加熱するといったことが行なわれている。また、加圧の際も、上基板ｅで金型ｃを押圧せず、金型ｃを構成する上型の自重だけで成形することが行われている。さらに、冷却の際も、上基板ｅを金型ｃの直上の位置で固定させ、ふく射熱冷却を行うことによって冷却することが行われている。
【００１１】
しかし、この場合、金型ｃの下基板ｄからは伝熱加熱が行われ、上基板ｅからはふく射熱加熱が行われることとなるので、加熱ムラを生じることとなる。冷却の場合も同様に金型ｃの下基板ｄからは伝熱冷却が行われ、上基板ｅからはふく射熱冷却が行われることとなる。したがって、加熱時冷却時ともに熱ムラを生じることとなる。また、加圧時も上基板ｅによって加圧しないので、いわゆる鋳造レンズとなってしまい、強度の低下や気泡の混入などが懸念されることとなる。
【００１２】
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであって、超小型レンズを成形することも可能で、成形時における金型内でのペレットの割れを防止してムラ無く加熱、成形することができるレンズ成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明のレンズ成形装置は、ステージの下基板の上の金型に対して、上方から上基板が降下して金型に当接され、下基板と上基板との間で金型を加熱、圧縮成形、冷却するようになされたレンズ成形装置であって、上基板は、金型に当接された状態で、１ｋｇｆ以下の荷重が加わるようにバランサーとの間でバランスが取られてなることを特徴とするレンズ成形装置。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、本発明のレンズ成形装置によると、各ステージで上基板を降下させて金型の上に当接しても、上基板とバランスを取っているバランサーの作用によって、金型に加わる荷重を１ｋｇｆ以下にすることができる。したがって、３ｍｍ、４ｍｍの超小型レンズを成形する場合であっても、金型内に設けたペレットを破損することなく、金型の上に上基板を当接し、上下から伝熱加熱および伝熱冷却することができる。また、成形時も充分に圧を加えて形成することができる。したがって、ペレットの割れを防止してムラ無く加熱、成形することができることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１はレンズ成形装置１の全体構成の概略を示し、図２は同レンズ成形装置１での成形時に用いる金型１０を示している。
【００１７】
すなわち、このレンズ成形装置１は、下基板２上の金型１０に対して上方から上基板３が降下するように形成されており、上基板３は、金型１０に当接された状態で、１ｋｇｆの荷重分だけ重たくなるように、バランサー４との間でバランスが取られている。
【００１８】
まず、このレンズ成形装置１で用いられる金型１０について説明する。
【００１９】
金型１０は、下型１１、上型１２、ガイド１３、ストッパ−１４によって構成されている。
【００２０】
下型１１は、円盤状のフランジ１１ａの中央から円柱状に突設された突設部１１ｂが設けられて構成されており、突設部１１ｂの突設先端面部分に断面円弧状に凹設されたキャビティ面１１ｃが形成されている。
【００２１】
上型１２は、上記下型１１を上下逆さまに形成したもので、フランジ１２ａから突設された突設部１２ｂの突設先端面部分に断面円弧状に凹設されたキャビティ面１２ｃが形成されている。
【００２２】
ガイド１３は、下型１１および上型１２のフランジ１１ａ，１２ａに略合致する外径に形成されるとともに、下型１１および上型１２の突設部１１ｂ，１２ｂに略合致する内径に形成されてなる円筒状に形成されており、下からは円筒内に下型１１の突設部１１ｂを挿通し、上からは円筒内に上型１２の突設部１２ｂを挿通して型閉じができるようになされている。この型閉じ状態で、対向する下型１１のキャビティ面１１ｃと、上型１２のキャビティ面１２ｃと、ガイド１３の内周面の一部とによって、金型１０のキャビティ１０ａを形成することができるようになされている。
【００２３】
ストッパ−１４は、ガイド１３のさらに外側に嵌め込むことが可能な円筒状に形成されている。このストッパ１４は、キャビティ１０ａが一定となるように、型閉じして理想のキャビティ１０ａを形成した状態で、下型１１のフランジ１１ａの底面から上型１２のフランジ１２ａの上面に至る高さに形成されており、圧縮成形した際に、このストッパ１４の高さ以上に下型１１と上型１２とが型閉じできないようになされている。
【００２４】
なお、このストッパ１４としては、下型１１のフランジ１１ａの底面から上型１２のフランジ１２ａの上面に至る高さに形成されたものに限定されるものではなく、例えば、ガイド１３と同様に下型１１のフランジ１１ａと上型１２のフランジ１２ａとの間に介在して、これら下型１１と上型１２との突設部１１ｂ、１２ｂ間の距離を一定に保って下型１１と上型１２とが型閉じできないようにしたものであってもよい。
【００２５】
このようにして構成された金型１０は、レンズＬを製造する場合、まず、上型１２を開いた状態でキャビティ１０ａ内にガラス製または樹脂製のペレット状となった材料Ｍが投入され、その後、上型１２が型閉じされる。この型閉じ状態で、上型１２は、図２（ｂ）に示すように、キャビティ１０ａに設けられた材料Ｍの嵩高さの分だけストッパ１４から上方に浮いた状態となされており、下型１１のフランジ１１ａの底面から上型１２のフランジ１２ａの上面に至る高さＨは、図２（ｃ）に示すように、加熱圧縮してレンズＬに成形した後の同高さｈよりも高くなる。
【００２６】
次に、レンズ成形装置１の各部について説明する。
【００２７】
下基板２は、その上に金型１０を載置可能な加圧面２１を有している。また、下基板２は、その内部にヒーター（図示省略）や冷却水の循環路（図示省略）などが設けられており、必要に応じて加熱または冷却することができるようになされている。この下基板２は動かないように固定されており、金型１０は、側方から滑り込ませるようにして下基板２の加圧面２１上に載置される。
【００２８】
上基板３は、下基板２の加圧面２１上に載置された金型１０の上方に設けられ、下基板２の加圧面２１と対向する加圧面３１を有している。また、上基板３は、その内部にヒーター（図示省略）や冷却水の循環路（図示省略）などが設けられており、必要に応じて加熱または冷却することができるようになされている。この上基板３は、シリンダ５によって昇降するように構成されており、下基板２の加圧面２１上に載置された金型１０の上方から降下して加圧面３１で金型１０を上方から押圧することができるようになされている。
【００２９】
この上基板３は、その上面にチェーンやワイヤーのような紐状の線材６が延設されており、延設先端部にはバランサー４が設けられている。この上基板３とバランサー４とは、線材６の部分に滑車６１が設けられてぶら下げられ、互いにバランスが取られている。このバランスが取られた状態で、バランサー４よりも上基板３が若干重くなるように設定されている。
【００３０】
この上基板３は、キャビティ１０ａに材料Ｍを設けて型閉じした成形前の金型１０の高さＨ、すなわち、下型１１のフランジ１１ａの底面から上型１２のフランジ１２ａの上面に至る高さＨの位置に降下してこの上型１２のフランジ１２ａの上面に当接した状態で、上型１２に加わる荷重が１ｋｇｆ以下となるように重みが設定されている。この設定は、バランサー４の重さを変更することによって容易に設定することができる。
【００３１】
なお、上基板３において、線材６を設ける位置は、上基板３の重心点上であることが好ましい。しかし、上基板３を一つのシリンダ５で押圧するように構成されている場合、シリンダ５から伸縮するロッド５１も上基板３の重心点上に設けられている。この場合、図３に示すように、シリンダ５のロッド５１が上方に開放されていれば、このロッド５１の上端に線材６を接続してもよい。ただし、この場合、シリンダ５のロッド５１をフリーにした状態で、上基板３がロッド５１および線材６を介してバランサー４とバランスが取れる状態となっていなければならない。また、シリンダ５のロッド５１に線材６を接続することができない場合は、図１に示すように、できるだけロッド５１、すなわち、重心点上に近い位置に設け、必要であれば、上基板３の昇降を補助するガイドなどを設けることが好ましい。
【００３２】
このようにして構成されるレンズ成形装置１は、上基板３に、通常時、若干下方へ降下しようとする荷重が加わっており、それをシリンダ５によって上方に引っ張った格好となっている。したがって、成形時に上基板３を金型１０上に降下させる際には、シリンダ５のロッド５１をフリーにすればよい。すると、上基板３は勝手に降下して上型１２のフランジ１２ａの上面に当接されることとなる。
【００３３】
この際、上型１２に加わる荷重が１ｋｇｆ以下となるようにバランサー４でバランスを取っているので、金型１０のキャビティ１０ａに設けた材料Ｍは、上型１２のフランジ１２ａの上面に上基板３が当接される際の衝撃で割れたりすることも無い。
【００３４】
したがって、この上型１２のフランジ１２ａに当接された上基板３を介して加熱したり、冷却したりすることができるので、レンズＬを成形する際の金型１０の加熱や冷却がふく射加熱やふく射冷却になったりすることも無く、下基板２からの加熱や冷却と同様に伝熱加熱、伝熱冷却することができる。
【００３５】
なお、上基板３をより早く降下させたい場合は、シリンダ５のロッド５１をフリーにせず、そのまま下方へ駆動させて降下させればよい。何れにしても上基板３には、通常時、若干下方へ降下しようとする荷重が加わっている程度なので、降下させる場合も上昇させる場合も、小型のシリンダ５で対応することができる。
【００３６】
また、上基板３が上型１２のフランジ１２ａの上面に当接された後に、シリンダ５のロッド５１を下方に駆動させることで、下基板２と上基板３との間で金型１０を圧縮成形することができる。
【００３７】
このように、金型１０のキャビティ１０ａに設けた材料Ｍを割ること無く、金型１０を圧縮成形できるので、３φ、４φといった超小型のレンズＬであっても、加熱圧縮して成形することが可能となり、優れた品質のレンズＬを得ることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、上基板３は、シリンダ５のロッド５１をフリーにすることによって降下し、その後、ロッド５１を駆動させることで加圧するように構成されているが、図４に示すように、本体部３ａと加圧部３ｂとに分割され、両者間に加圧シリンダ３ｃが設けられたものであってもよい。この場合、シリンダ５は、ロッド５１をフリーにして上基板３を降下させて上基板３が上型１２のフランジ１２ａの上面に当接した後にロックされる。そして、その後の加圧は、加圧シリンダ３ｃによって行うことができる。この場合、シリンダ５は、動作が速いが加圧力が無くロックだけできるものを用いることができ、加圧シリンダ３ｃは、動作は遅くても加圧する機能に優れたものを用いることができるので、多機能なシリンダ５を用いる必要が無くなる。
【００３９】
このレンズ成形装置１は、搬送ラインに設けて使用されるが、その場合の搬送ラインの構成としては特に限定されるものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、複数のレンズ成形装置１を直列に並べて金型１０を順送りにしながら各ステージで加熱、圧縮、冷却などを順に行うようにしたものであってもよいし、図５（ｂ）に示すように、搬送ラインから取り出した金型１０を、複数設けられたレンズ成形装置１に個々に供給して加熱、圧縮、冷却などの全ての工程を行った後、各レンズ成形装置１から金型１０を回収して再度搬送ラインに戻すようにしたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
カメラ付携帯電話などの各種カメラに使用される樹脂製またはガラス製のレンズの製造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るレンズ成形装置の全体構成の概略図である。
【図２】（ａ）はレンズ成形用金型の全体構成の概略を示す斜視図、（ｂ）および（ｃ）は同金型の成形前後の断面図である。
【図３】本発明に係るレンズ成形装置の他の実施の形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係るレンズ成形装置のさらに他の実施の形態を示す概略構成図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は本発明に係るレンズ成形装置の搬送ラインにおけるレイアウトを示す構成図である。
【図６】従来のプログレッシブ成形方式を採用したレンズの成形ラインを示す概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  レンズ成形装置
１０  金型
２  下基板
３  上基板
４  バランサー
５  シリンダ
Ｍ  材料
Ｌ  レンズ
【図１】
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【図２】
2007326335.tif 000004
【図３】
2007326335.tif 000005
【図４】
2007326335.tif 000006
【図５】
2007326335.tif 000007
【図６】
2007326335.tif 000008