(57)【要約】【課題】  金型や素材等の搬送品を成型装置へ搬送する際に、成型装置内への酸素の流入を抑制するプレス成型装置及び搬送品搬送方法を提供する。【解決手段】  それぞれ搬送品３の出入口（入口１１）を備えた加熱部、成型部及び冷却部を有するプレス成型装置において、出入口（入口１１）に、復元力のある押し開き扉２を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ搬送品の出入口を備えた加熱部、成型部及び冷却部を有するプレス成型装置において、
前記出入口に、復元力のある押し開き扉を設けたことを特徴とするプレス成型装置。
【請求項２】
前記押し開き扉は、両開き扉である請求項１に記載のプレス成型装置。
【請求項３】
前記押し開き扉は、少なくとも扉開放側が複数に分割された請求項１又は２に記載のプレス成型装置。
【請求項４】
前記出入口が開口する仕切壁を有し、その開口面周縁の壁面に前記押し開き扉を取り付けた請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成型装置。
【請求項５】
それぞれ搬送品の出入口を備えた加熱部、成型部及び冷却部を有するプレス成型装置の前記出入口での搬送品の搬送方法において、
前記出入口に復元力のある押し開き扉を設け、前記搬送品により前記押し開き扉を押し開きながら通過させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプレス成型装置の搬送品搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に使用されるガラスレンズ等の光学素子をプレス成型するプレス成型装置及びそのプレス成型装置による搬送品搬送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加熱して軟化させたガラス素材をプレス成型し、ガラスレンズからなる光学素子を製造する成型方法が、広く実施されている。すなわち、例えば球状に予備成型したガラス素材を、上型、下型、胴型で構成された金型内にセットし、加熱工程により５００〜７００℃程度に加熱してガラス素材を軟化させた後、加圧してレンズ製品に成型し、冷却して製品を取り出す。
【０００３】
これらの工程のうち、殊に成型は高温下で行われるため、酸素を含む空気中で行うと、金型及び金型保護膜の酸化が進行して金型の寿命が短くなる。殊に、レンズ光学面の形成に関わる金型成型面は高精度な鏡面であり、一般的に保護膜が被膜されているが、この成型面が酸化すると、表面が粗くなり、成型されるレンズの透過率や形状精度に影響を与える。さらに、金型表面あるいはガラス素材の表面が空気中の酸素と反応して酸化物を形成し、プレス成型時にその酸化物が反応し合って強固に付着し、成型品が割れたり、成型品が金型に付着して剥がれなくなる場合がある。金型に付着した成型品を無理に剥がすと、一部のガラス素材が金型に残留する。金型の鏡面を傷つけずにそれを除去するためには、アルミナ粉で慎重に研磨したり、フッ酸やフッ化アンモニウム等の溶液でガラスを溶かすなどの処理をしなければならない。その際、誤って金型に傷を付けると、成型面の再成膜を行う必要があり、多大な手間及びコストがかかる。また、金型が酸化すると、上型と胴型との摺動部の抵抗が増し、成型タクトが長くなったり、成型条件の変更が必要になるため、安定した量産ができなくなる。
【０００４】
このような不都合を起こさないため、高温下となる成型装置には、非酸化性ガス、例えば窒素ガスやアルゴンガス等を充満させ、酸素が入らない非酸化性雰囲気を保つことが必要である。
【０００５】
従来、光学素子の素材、または素材をセットした金型を成型装置に搬送する際、加熱、加圧成型、冷却の各工程で、成型装置内に酸素が入らないように、成型装置全体あるいは各工程部の出入口にシャッタが設けられていた。
【０００６】
例えば特許文献１には、金型を加熱部、成型部、冷却部に順次搬送する成型装置が開示されている。この成型装置では、各工程部の間にシャッタ式の熱遮蔽板を設けている。これらの各工程部は、全体が非酸化雰囲気のハウジング内に設けられ、熱遮蔽板は、各工程内の熱を逃がさない目的で設けられるものである。ところが、シャッタの開閉動作の間に、シャッタの開口部を通して、比較的多量の空気又はガスが流通し、それとともに熱が逃げる。
【０００７】
特許文献２には、金型が成型室内に配置され、光学素子の素材を搬送する成型装置が開示されている。この成型装置では、成型室の両側にシャッタを設けている。この場合も同様に、シャッタの開閉動作の間に、シャッタの開口部を通して、比較的多量の空気又はガスが流入して酸素濃度が大きく上昇する。
【０００８】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、金型または素材等の搬送品５３が、シャッタ５２が設置された開口面５０を通過する様子を順番に示す説明図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【０００９】
（Ａ）に示すように、搬送品５３が矢印の方向に搬送され、シャッタ５２の直前位置に達すると、例えばセンサ等によりそれを検知し、シャッタ５２が（Ｂ）に示すように上昇して開く。シャッタ５２が全部開き切ってから、搬送品５３が開口面５０を通過する。このとき、（Ｂ）（ｂ）に示すように、開口面５０全体が外部に開放された状態となる。搬送品５３全体が室内５１に入った後で、（Ｃ）に示すように、シャッタ５２が閉まる。このように、搬送品５３が開口面５０を通過する間ずっと、開口面５０全体が外部に開放される。その間に、開口面５０を通して空気等の酸化性ガスが流入し、室内５１の酸素濃度が上がる。
【００１０】
特許文献２では、最も高温となる加熱部を成型装置の奥部に設けているが、搬送品の搬出入時に開口部を通して酸化性ガスが大量に流入することは避けられない。そのため、窒素ガスを大量に供給して時間をかけてガス置換することにより非酸化性雰囲気を保っている。しかし、これでは大量の窒素ガスを必要とし、しかもガス置換に時間がかかるため、コストが高く生産性も低下する。
【００１１】
このようにシャッタの開放時に成型装置内に流入する酸素の量を減らすために、成型装置の前後に前室を設ける場合がある。すなわち、先ず前室の入口扉を開けて搬送品を前室へ搬送し、前室の入口扉を閉めてから、各工程を行う区画、例えば加熱室の入口扉を開けて搬送品を搬送する。この方法によると、加熱室が直接外部に開放されることがないので、酸素の流入量が削減される。しかしながら、前室の入口扉を開けた際に前室に酸素が入り込み、次に加熱室の入口扉を開けると、その酸素が加熱室内に流入するため、加熱室の非酸化性雰囲気を十分に保つことはできない。しかも、前室を設けるスペースが必要となるため、装置全体が大型になる。
【特許文献１】特公平３−５５４１７号公報
【特許文献２】特開平８−１８８４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであり、金型や素材等の搬送品を成型装置へ搬送する際に、成型装置内への酸素の流入を抑制するプレス成型装置及び搬送品搬送方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、それぞれ搬送品の出入口を備えた加熱部、成型部及び冷却部を有するプレス成型装置において、前記出入口に、復元力のある押し開き扉を設けたことを特徴とするプレス成型装置を提供する。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記押し開き扉は、両開き扉であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記押し開き扉は、少なくとも扉開放側が複数に分割されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記出入口が開口する仕切壁を有し、その開口面周縁の壁面に前記押し開き扉を取り付けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかのプレス成型装置を用いた搬送品搬送方法であって、それぞれ搬送品の出入口を備えた加熱部、成型部及び冷却部を有するプレス成型装置の前記出入口での搬送品の搬送方法において、前記出入口に復元力のある押し開き扉を設け、前記搬送品により前記押し開き扉を押し開きながら通過させることを特徴とするプレス成型装置の搬送品搬送方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によると、復元力のある押し開き扉を設けたため、搬送品の通過とともに搬送品の幅又は高さに応じて扉が押し開かれ、搬送品が通り過ぎると直ちに復元力により扉が閉まるので、開口が小さく、開口時間を最小限に短縮できる。従って、酸化性ガスの流入量を著しく低減でき、成型装置内の酸素濃度を低く保つことができる。それにより、金型の酸化が抑制され、金型および金型保護膜の寿命が延び、メンテナンス頻度が減少するので、金型費や人件費等のコストを削減できる。
【００１９】
しかも、押し開き扉は構造が単純で容易に取り付けることができ、従来より使用してきた成型装置のシャッタと交換して実施することができる。
【００２０】
請求項２の発明によると、両開き扉とすることにより、搬送品の幅だけ扉が両側に開くので、片開き扉に比べて搬送品の左右の無駄な開口が小さい。そのため、開口幅を最小限にでき、酸化性ガスの流入を抑制できる。また、片開きの場合に比べて、左右それぞれの扉の幅が小さいため、扉の開閉時間が短く、扉開閉時の酸化性ガスの流入が抑制される。
【００２１】
請求項３の発明によると、扉開放側が複数に分割されているので、縦又は横方向に関して無駄な開口が開くのを最小限に抑えることができ、搬送品の大きさに合わせて最小限の開口だけが開く。従って、より開口寸法が小さくなり、最小限の開口寸法で搬送品を通過させ、酸化性ガスの流入を抑制できる。なお、扉開放側から根元側まで全長に沿って分割してもよい。
【００２２】
請求項４の発明によると、開口面周縁の壁面に扉を取り付けることにより、扉面と壁面が密着して隙間なく扉が閉じるので、酸化性ガスが隙間から流入するのを防ぐことができる。
【００２３】
請求項５の発明によると、搬送品により扉を押し開き、搬送品の通過後は復元力により扉が閉じるため、搬送品に対するセンサや、扉を開閉するための駆動力が不要であり、設置及び稼働のためのコストが少ない。従って、光学素子を製造するために要する総コストを大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係るガラスレンズ等の光学素子を成型する成型装置において、素材や成型品は、金型内に収容された状態、又は、金型から取り出してホルダ等に載置された状態で、加熱、成型、冷却のそれぞれの工程を行う場所に搬送される。加熱工程では、ガラス素材が軟化してプレス成型が可能な温度まで金型または素材を加熱する。成型工程では、加熱された素材の温度が下がらないように必要に応じて加熱を継続しながらプレスし、所定寸法の製品を成型する。冷却工程では、成型品の品質が安定する適温まで成型品を冷却する。
【００２５】
本発明の押し開き扉は、上記の成型装置において、金型又はホルダ等の搬送品を出し入れする際の出入口に設けられる。
【００２６】
図１は、本発明の実施例を示す。（ａ）は上方から見た平面図であり、（ｂ）は正面図である。（Ａ）は搬送品３が入口１１に向かって移動している状態、（Ｂ）は搬送品３が扉２を押し開いている状態、（Ｃ）は搬送品３が扉２を通り過ぎた状態を示す。
【００２７】
扉２は、開口面１０の中央から左右に分かれ成型装置の室内１２側に向かって開く両開き扉である。（ｂ）に示すように、扉２は高さ方向に複数、例えば４つに分割されていて、それぞれの扉２の片端が、仕切壁１３の室内１２側に蝶番（不図示）で取り付けられている。蝶番による取付部は、開口面１０の室内側周縁部に設け、取付部の隙間から酸化性ガスが流入しないようにする。扉２の材質は、気密性および耐熱性に優れたものとし、例えば鉄やステンレス等が用いられる。扉２は復元力を有する。復元力は、蝶番に復帰用バネを結合して得られる。あるいは復帰用のバネ材を扉２に連結してもよい。
【００２８】
（Ａ）（ａ）に示すように搬送品３が矢印方向に搬送され、入口１１に近付いて扉２に当接すると、（Ｂ）（ａ）に示すように、扉２は搬送品３に沿って押し開かれる。このとき、（Ｂ）（ｂ）に示すように、搬送品３の高さ方向の寸法に応じた数、例えば下から３段目までの扉が押し開かれる。そのため、高さ方向の寸法が小さい搬送品３を搬送する際に、縦方向に無駄な開口が開きすぎることがなく、少ない面積の開口２０だけが外部に開放される。従って、前述の図６のシャッタ５２の場合に比べ、酸素の流入量を著しく低減することができる。なお、扉２を分割する縦の中央の切れ目の位置を重ねることで、さらに気密性を高めることができる。
【００２９】
搬送品３が扉２の位置を通り過ぎると、直ちに扉２の蝶番又はバネ材による復元力で、（Ｃ）に示すように扉２が閉じる。従って、開口面１０の開口２０が外部に開放される時間は極めて短い。
【００３０】
図２は、上型３１ａ、下型３１ｂ及び胴型３１ｃからなる金型３１を搬送する際の搬送品３の例を示す。金型３１は、成型前には、図に示すように上型３１ａの上端が胴型３１ｃの上端よりも高くなっており、この形状のままで扉を押し開くと、胴型３１ｃの上部に開口が生じて、開口面積が大きくなり、酸化性ガスが流入しやすくなる。このような場合には、円筒形または直方体のカバー３２で金型３１を覆って搬送することにより、金型（搬送品）外周面の段差や凹部をなくして単純な直線断面形状とすることができる。これにより、扉を押し開くときの開口面積を減らし、酸化性ガスの流入を削減することができる。また、搬送品の形状が複雑であって扉の端部が搬送品に沿いにくく開口面積が大きくなる場合や、搬送品が直接扉に接触して損傷するのを避けたい場合にも、カバー３２で覆って搬送することが有効である。
【００３１】
図３は本発明の異なる実施例を示し、扉そのものが復元力を有する材質、例えば耐熱性金属の薄板で形成されたものである。（ａ）は上方から見た平面図であり、（ｂ）は正面図である。（Ａ）は搬送品３が入口１１に向かって移動している状態、（Ｂ）は搬送品３が扉４を押し開いている状態を示す。
【００３２】
両開きの扉４は、（ｂ）に示すように扉開放側の自由端部が上下方向に複数に分割されていて、左右それぞれの扉４の根元側端部が、仕切壁１３の室内１２側に固定される。本実施例の場合、扉４の一端を固定しても、扉４が搬送品３に押されたときに、分割された自由端部側が搬送品３に沿って撓むことにより開く。従って、蝶番等の可動部を設ける必要がなく、構造が単純であるうえ、根元側に可動部を設けた場合よりもさらに高い気密状態を保つことができる。なお、扉自体に復元力がある場合でも、蝶番を用いて取り付けてもよい。
【００３３】
また、本実施例では扉４自体が撓むため、高さ方向に分割する場合、扉４の横方向全体ではなく、開放される部分だけに切れ目を入れることによって、搬送品３の寸法に応じた段数だけ開くようにすることができる。このように、横方向に部分的に切れ目を入れた１つの部材の扉とすることにより、全体を４分割した４つの部材からなる扉とする場合よりも、扉４の取付個所を削減でき、取付構造や取付作業が簡単になるとともに、気密性も高まる。
【００３４】
図３（Ａ）（ａ）に示すように、搬送品３が矢印方向に搬送されて入口１１に近付き、扉４に当接すると、（Ｂ）（ａ）に示すように、扉４が撓んで室内１２側に押し開かれる。扉４は搬送品３に沿って開いた状態を保ち、搬送品３が通り過ぎると、直ちに扉４自体の復元力によって閉じる。
【００３５】
図４は本発明のさらに異なる実施例である。
【００３６】
扉５は両開きであり、左右それぞれの扉５，５の開放側端部が室内１２側に屈曲していて、両側の扉５，５が重なり合ったときに窪み１４が生じる。この窪み１４により、例えば図４（Ａ）に示すような円柱形の搬送品６が、位置合わせをしながら室内１２側に搬入される。図１と同様の直方体の搬送品３の場合には、図４（Ｂ）に示すように、角を窪み１４に当接させることにより、位置合わせが可能である。従って、通常、搬送時には、搬送治具等による搬送品の位置合わせ手段が必要であるが、このような形状の扉５とすることにより、搬送治具７が位置合わせ機能を有していなくても、搬送品を正確な位置で搬送できる。
【００３７】
さらに、左右の扉５の合わせ目に、重なり合う当接部１５を設けることにより、気密性を高める。
【００３８】
また、この例では、扉５自体が復元力を有し、図３の例と同様に、左右それぞれの扉５の根元側端部が、仕切壁１３の開口面１０周縁の室内１２側壁面に固定される。
【００３９】
図５は図４（Ａ）の実施例による動作を示す。（ａ）は上方から見た平面図であり、（ｂ）は正面図である。（Ａ）は搬送品６が入口１１に向かって移動している状態、（Ｂ）は搬送品６が扉５を押し開いている状態、（Ｃ）は搬送品６が扉５を通り過ぎた状態を示す。
【００４０】
扉５は上下方向に複数、例えば（ｂ）に示すように４つに分割されていて、扉５の開放される部分に切れ目が入っている。これにより、搬送品６の通過時には、搬送品６の高さ方向の寸法に応じた段数だけ開く。
【００４１】
図５（Ａ）に示すように、円柱形の搬送品６が矢印方向に搬送され、入口１１に近付いて扉５の窪み１４に当接すると、（Ｂ）に示すように、搬送治具７で押された搬送品６により扉５が押し開かれる。このとき、搬送品６の高さ方向の寸法に応じた数、例えば下から３段目までの扉が押し開かれる。そのため、（Ｂ）（ｂ）に示すように、少ない面積の開口２０だけが外部に開放される。搬送品６が開口面１０を通過する間、扉５は搬送品６に沿って開いた状態を保ち、搬送品６が通り過ぎると、直ちに（Ｃ）のように、扉５自体の復元力によって閉じる。  
【００４２】
図４（Ａ）の例において、４０ｍｍ×４０ｍｍの開口面１０を有する入口１１に、０．１ｍｍのＳＵＳ３１６製からなり上下方向に４分割する３個所の切れ目を入れた扉５を取り付けて図５に示す搬送を実施した。搬送品６はφ３０ｍｍ×３０ｍｍの円筒形であり、搬送治具７によって位置合わせした状態で扉５に向けて押し込んだ。これによると、開口面１０全体をシャッタにより開閉する場合と比較して、搬送品搬送時の酸素濃度の上昇が約１０分の１に減少し、本発明が酸素濃度の低減に効果的であることを示した。
【００４３】
上記のいずれの実施例においても、扉の取付位置は、開口面周縁の壁面であって、開口面から離れた位置とすることが、閉じたときの気密性向上のために好ましい。また、両開き扉の左右の扉の合わせ目を重ねると、気密性が高まる。
【００４４】
なお、扉の開閉は上記の実施例のような左右の両開きに限らず、片開きや、上方に開くものでも構わない。これらの場合には、搬送治具等により搬送品の位置決めを行い、正しい位置で搬送を行う。
【００４５】
また、上記の実施例では、酸化性ガス雰囲気の室外から非酸化性ガス雰囲気の室内１２に搬入する場合を示したが、逆の場合も同様に実施可能である。
【００４６】
さらに、非酸化性ガス雰囲気中に設けられた加熱、成型、冷却の各工程の間仕切りとしても実施可能であり、この場合には、他工程へ温度の影響を与えにくくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、加熱、成型、冷却の各工程を有する成型製品のプレス成型装置及び、この成型装置の搬送品搬送方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例を示す説明図。
【図２】搬送品の例を示す縦断面図。
【図３】本発明の異なる実施例を示す説明図。
【図４】本発明のさらに異なる実施例を示す平面図。
【図５】図４（Ａ）の動作を示す説明図。
【図６】従来例を示す説明図。
【符号の説明】
【００４９】
２，４，５：扉、３，６：搬送品、７：搬送治具、１０：開口面、１１：入口、１２：室内、１３：仕切壁、１４：窪み、１５：当接部、２０：開口、３１：金型、３１ａ：上型、３１ｂ：下型、３１ｃ：胴型、３２：カバー、５０：開口面、５１：室内、５２：シャッタ、５３：搬送品。
【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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