(57)【要約】【課題】上下一対の型を用いてガラスレンズを成形する場合、偏芯に対する要求精度が高くなり、胴型と上下型とのクリアランスを非常に小さくするため、僅かな軸ずれによりかじりが発生したり、上下型と胴型の摩擦が増加する。この問題を解決するために、摺動部における摩擦抵抗を小さくすることで、型同士のかじりをなくす。【解決手段】上型１あるいは下型２と、胴型３との相対移動を単純な直進とせず、回転を伴ったヘリカル移動にする。そのためには、上下型（１、２）を支える支持部材（４、５）内周と上下型外周の一方に螺旋溝（４ａ、５ａ）を形成し、他方に凸形状部材６を設ける。上下型が直進移動すると、凸形状部材６が螺旋溝内を摺動することによって、回転移動が生ずる。上下型の小径部が胴型６内を移動するとき、局部的に接触が生じながらヘリカル移動をするため、摩擦抵抗が小さくなり、かじりが発生することはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径部と小径部から構成される上型および下型（以下まとめて上下型と言う）と、前記小径部との間に相対的な移動による摺動部を有する胴型と、を有する成形装置において、成形時の前記相対的な移動が直進移動と回転移動が合成されたヘリカル移動であることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成形装置において、前記上型の大径部を支持する上型支持部材、および前記下型の大径部を支持する下型支持部材（以下まとめて支持部材と言う）をさらに有し、前記上下型大径部および前記支持部材内周部のいずれか一方に少なくとも１条の螺旋溝を形成し、他方に少なくとも１個の凸形状部材を設け、該凸形状部材を前記螺旋溝に摺動させることによって、前記上下型を前記胴型の軸線方向に直進移動させて、前記上下型に回転移動を生じさせることを特徴とする成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の成形装置において、前記凸形状部材は前記他方に配設したボールケージのボールであることを特徴とする成形装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の成形装置において、前記螺旋溝は１条とし、前記凸形状部材を２個以上設け、円周方向は３６０°を個数で等分した角度に、また軸線方向は前記螺旋溝のピッチを個数で等分した量だけ軸線方向にずらして配置したことを特徴とする成形装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載の成形装置において、前記螺旋溝は２条以上とし、前記凸形状部材を前記螺旋溝の条数と同数設け、円周方向は３６０°を個数で等分した角度に、また軸線方向は同一高さに配置したことを特徴とする成形装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１つに記載の成形装置において、前記支持部材と前記胴型の相対位置関係が定まるような位置決め部材を設けたことを特徴とする成形装置。
【請求項７】
請求項１に記載の成形装置において、前記上下型は直進移動のみ行い、前記胴型は回転移動のみを行うことを特徴とする成形装置。
【請求項８】
請求項７に記載の成形装置において、前記胴型の外周に歯車部材を配設し、外部駆動源により前記胴型を軸線回りに回転させることを特徴とする成形装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型の前記小径部端面と前記胴型端面の互いの対向部を、面取り、もしくはテーパ面に形成、をしたことを特徴とする成形装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１つに記載の成形装置において、前記胴型の穴部を楕円もしくは多角形に形成したことを特徴とする成形装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型および胴型の、摺動面の少なくとも一方の表面に微小形状を形成したことを特徴とする成形装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型および胴型の少なくともいずれか一方が多孔質材料で形成されるか、もしくは前記上下型および胴型の少なくともいずれか一方の摺動面が多孔質皮膜で覆われていることを特徴とする成形装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の成形装置において、前記多孔質材料もしくは前記多孔質皮膜の孔に、硬くてせん断強さが小さい材料または、結晶構造が層状になっている材料を埋めこんだことを特徴とする成形装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型と前記胴型の少なくともいずれか一方の前記摺動部に、硬くてせん断強さが小さい材料による層を形成したことを特徴とする成形装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の成形装置において、前記硬くてせん断強さが小さい材料は窒化珪素であることを特徴とする成形装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型と前記胴型の少なくともいずれか一方の前記摺動部に、結晶構造が層状になっている材料による層を形成したことを特徴とする成形装置。
【請求項１７】
請求項１３または１６に記載の成形装置において、前記結晶構造が層状になっている材料は二硫化モリブデン、グラファイトまたは二硫化タングステンであることを特徴とする成形装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型と前記胴型の前記摺動部のいずれか一方に、他方の材質に対して相互溶解度の低い金属層を形成したことを特徴とする成形装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の成形装置において、胴型の少なくとも一方の端面に径方向に開拡可能なすり割を複数条形成したことを特徴とする成形装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれか１つに記載の成形装置を用いることにより製造されたことを特徴とするガラス成形体。
【請求項２１】
請求項２０に記載のガラス成形体を用いることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２２】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の成形装置を用い、成形工程の後の冷却工程後、上下型の少なくとも一方を移動させることにより、成形品の離型を容易にさせることを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱軟化されたガラス素材をプレスして電気光学装置に用いられるレンズ等を成形する成形型に関するものである。特に一対の成形型の芯合わせを容易にし、上下型の偏芯度合いを低減する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上下一対の型を用いてガラスレンズを成形する場合、両型の芯合わせが特に問題になる。芯合わせが正しく行われないと、成型されたレンズに偏心が生じ、レンズ性能が劣化する。胴型と上下の型を用いる従来の成形型では、偏芯に対する要求精度が高くなるほど、胴型と上下型とのクリアランスを非常に小さくする必要があった（例えば、特許文献１  参照。）。クリアランスを狭くすると、上下型を胴型に挿入する場合、胴型と上下型の僅かな軸ずれによりかじりが発生したり、上下型と胴型の摩擦が増加するために磨耗が激しくなるなどの不具合が発生する。
これを回避する方法として、
１．強制的に上下型の位置を規制する、
２．テーパ形状により、がたを防止する、
３．偏芯量を測定して、上下型の位置を修正する、
４．胴型に貫通穴を設けて、外側から空気を流入して、位置を規制する、
などの方法が考えられている。
上記１、３、４の方法は大掛かりになり、装置全体が大きくなってしまう。また２の方法では成形型の加工が難しく、コストアップになる。
このため、現在の成形装置をなるべく変えないで、偏芯精度を確保できる安価な成形型が望まれている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の、上下型、胴型という組み合わせにおいて、偏芯を防止するために、胴型と上下型のクリアランスを出来るだけ狭く出来るようにする方法を提供する。
また、クリアランスを狭くすると、上下型と胴型の摩擦の増大や焼きつきが起こるのでそれを回避する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、大径部と小径部から構成される上型および下型（以下まとめて上下型と言う）と、前記小径部との間に相対的な移動による摺動部を有する胴型と、を有する成形装置において、成形時の前記相対的な移動が直進移動と回転移動が合成されたヘリカル移動であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形装置において、前記上型の大径部を支持する上型支持部材、および前記下型の大径部を支持する下型支持部材（以下まとめて支持部材と言う）をさらに有し、前記上下型大径部および前記支持部材内周部のいずれか一方に少なくとも１条の螺旋溝を形成し、他方に少なくとも１個の凸形状部材を設け、該凸形状部材を前記螺旋溝に摺動させることによって、前記上下型を前記胴型の軸線方向に直進移動させて、前記上下型に回転移動を生じさせることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の成形装置において、前記凸形状部材は前記他方に配設したボールケージのボールであることを特徴とする。
【０００６】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の成形装置において、前記螺旋溝は１条とし、前記凸形状部材を２個以上設け、円周方向は３６０°を個数で等分した角度に、また軸線方向は前記螺旋溝のピッチを個数で等分した量だけ軸線方向にずらして配置したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載の成形装置において、前記螺旋溝は２条以上とし、前記凸形状部材を前記螺旋溝の条数と同数設け、円周方向は３６０°を個数で等分した角度に、また軸線方向は同一高さに配置したことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５のいずれか１つに記載の成形装置において、前記支持部材と前記胴型の相対位置関係が定まるような位置決め部材を設けたことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の成形装置において、前記上下型は直進移動のみ行い、前記胴型は回転移動のみを行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の成形装置において、前記胴型の外周に歯車部材を配設し、外部駆動源により前記胴型を軸線回りに回転させることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型の前記小径部端面と前記胴型端面の互いの対向部を、面取り、もしくはテーパ面に形成、をしたことを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の成形装置において、前記胴型の穴部を楕円もしくは多角形に形成したことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型および胴型の、摺動面の少なくとも一方の表面に微小形状を形成したことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型および胴型の少なくともいずれか一方が多孔質材料で形成されるか、もしくは前記上下型および胴型の少なくともいずれか一方の摺動面が多孔質皮膜で覆われていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の成形装置において、前記多孔質材料もしくは前記多孔質皮膜の孔に、硬くてせん断強さが小さい材料または、結晶構造が層状になっている材料を埋めこんだことを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型と前記胴型の少なくともいずれか一方の前記摺動部に、硬くてせん断強さが小さい材料による層を形成したことを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１３または１４に記載の成形装置において、前記硬くてせん断強さが小さい材料は窒化珪素であることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型と前記胴型の少なくともいずれか一方の前記摺動部に、結晶構造が層状になっている材料による層を形成したことを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１３または１６に記載の成形装置において、前記結晶構造が層状になっている材料は二硫化モリブデン、グラファイトまたは二硫化タングステンであることを特徴とする。
【０００９】
請求項１８に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の成形装置において、前記上下型と前記胴型の前記摺動部のいずれか一方に、他方の材質に対して相互溶解度の低い金属層を形成したことを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の成形装置において、胴型の少なくとも一方の端面に径方向に開拡可能なすり割を複数条形成したことを特徴とする。
請求項２０に記載の発明は、請求項１ないし１９のいずれか１つに記載の成形装置を用いることにより製造されたガラス成形体を特徴とする。
請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載のガラス成形体を用いる電気光学装置を特徴とする。
請求項２２に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の成形装置を用い、成形工程の後の冷却工程後、上下型の少なくとも一方を移動させることにより、成形品の離型を容易にさせる成形方法を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、胴型と上下型のクリアランスを従来よりもはるかに小さく出来るため、上下型の偏芯を小さくすることが出来る。
胴型と上下型の磨耗を抑えることが出来る。
成形体の両面の成形面の位置が常に同じであるために、品質が安定する。このため、修正も容易になる。
２つの成形面を相対的に逆回転させることが出来るため、離型を容易にすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の１実施形態を説明するための図である。同図（ａ）は型の全体図、同図（ｂ）はＥ部拡大図である。
同図において符号１は上型、２は下型、３は胴型、４は上型支持部材、５は下型支持部材、６は凸形状部材、７はゴブ材、Ａ〜Ｄは矢印をそれぞれ示す。
大径部と小径部を有する上型１、および下型２は（両者をまとめて言うときは単に上下型と言う）、それぞれの小径部端面が成形すべき型を形成した型面になっており、間にゴブ材７を挟んで双方の型面が対向するように、胴型３の筒状部に挿入される。上型１の大径部外径は上型支持部材４の内周にほぼ接するように挿入され、下型２の大径部外径は下型支持部材５の内周にほぼ接するように挿入されている。
上型支持部材４と下型支持部材５（両者をまとめて言うときは単に支持部材と言う）は図示省略の固定部材によって支持基板に固定されている。
上型支持部材４の内周面には一方向周りの螺旋溝４ａが形成されている。下型支持部材５の内周面にはそれとは逆方向周りで同ピッチの螺旋溝５ａが形成されている。上下型の大径部外周には、それぞれ上記螺旋溝に微小なクリアランスで嵌合する凸形状部材６が設けられている。
【００１２】
成形時の組み立て手順と成形手順を説明する。
固定状態の下型支持部材５の下方から下型２を挿入し、成形時の正規の位置より若干手前まで矢印Ｂで示す中心軸線方向に押し込む。このとき、下型２の凸形状部材６が下型支持部材５の螺旋溝に嵌合するように位置を合わせる。そうすると、矢印Ｂ方向への押し込みによって、下型２は螺旋溝５ａの導く方向、すなわち矢印Ｄ方向へ回転しながら軸線方向に進む。凸形状部材６は螺旋溝に対して摺動するので、必要十分な潤滑を行うものとする。このように、直進移動と回転移動が合成された移動をヘリカル移動と呼ぶ。
下型２の型面にゴブ材７を置いて、胴型３の内周を下型２の小径部に合わせてかぶせる。次いで、上型１の大径部外周に設けた凸形状部材６を、上型支持部材４の内周に設けた螺旋溝４ａに嵌合させて矢印Ａで示す軸線方向に押し込むと、上型１は螺旋溝４ａの導く方向、すなわち矢印Ｃ方向へ回転しながら軸線方向に進む。上型１の小径部が胴型３の中に入っていくとき、単なる直進ではなく回転しながらの直進、すなわちヘリカル移動であるため、抵抗が非常に小さくなり、上型１の端部による胴型３内径に対するかじりが発生しない。この状態で上型１を成形時の正規の位置より若干手前まで押し込む。上型１と下型２が所定の位置に揃ったら、上下型を介してゴブ材を加熱軟化させ、例えば油圧シリンダ等を用いて、上下型を軸線方向の移動速度が一定になるように互いに近づく方向に移動を続ける。両型の軸線周りの回転方向は同じで、回転速度も同じになるので、上型１の型面がゴブ材７に接触してから後も、型面はゴブ材７を軸線方向に押す力のみ働き、ゴブ材７をねじる力は発生しない。よって、ゴブ材７から見た場合、型による単なるプレスが行われるだけで、ねじり力などによるひずみが生ずる心配がない。
【００１３】
図２は上下型に凸形状部材をそれぞれ２個設ける例を示す図である。
同図において符号Ｐは螺旋の間隔（ピッチ）を示す。
螺旋溝４ａ、５ａは図１では８条の場合を示している。条数が多いほど組み立て時の位置の選択肢が多くなるので、組み立てやすさは向上するが、上下の型面の向き合う位置がその都度回転方向においてずれる可能性があるので、安定した成形品を得るという面では不利である。
型面が常に同じ位置関係で向き合うようにするためには螺旋溝を１条にするのが最もよい。凸形状部材が１個の場合、矢印Ａ方向、あるいはＢ方向に押したとき、上下の型は支持部材に対し、１点で接触することになり、支持部材内周と型大径部外周との間にあるわずかなクリアランスの分だけ傾きながら進行する。したがって型面もそれと同じ角度だけ傾くことになり、正しい成形ができないことになる。これを防ぐためには２個以上の凸形状部材６を所定ピッチずらして設けるのがよい。２個の場合は同図に示すように、円周方向は１８０°ずらし、軸線方向は２分の１ピッチずらして配置する。３個の場合は図示してないが、円周方向は１２０°ずつずらし、軸線方向は３分の１ピッチずつずらす。以下凸形状部材６の個数によって、円周方向は３６０°を等分し、軸線方向はピッチを等分した量だけずらして配置する。ただし凸形状部材６の個数が多くなると高い精度が要求されるので実用上は３個までで十分である。
【００１４】
２条の場合（図示省略）は、凸形状部材６を２個設け、円周方向も軸線方向も中心軸対称として設定する。３条の場合は凸形状部材６を３個設け（図示省略）、円周方向は１２０°間隔とし、軸方向は同じ高さに設定する。これらの場合、上下の型面を常に同じ位置関係で向き合わせる目的のために、複数の凸形状部材６のそれぞれと各螺旋溝は常に同じ組み合わせで用いる必要がある。組み合わせが常に同じになるようにする方法として、螺旋溝の１つだけを幅、もしくは深さを変えておいて、凸形状部材６の１つだけをその溝に合う形状に形成する方法がある。螺旋溝の１つの断面形状を矩形以外の形に変えておく方法も有効である。
図１、２では支持部材の側に螺旋溝を形成し、上下型の方に凸形状部材を形成しているが、この関係は逆にしてもかまわない。すなわち、上下型の大径部の方に螺旋溝を形成しても原理的には全く同じ作用を得ることができる。機械加工で螺旋溝を形成するのであれば、支持部材の内周に螺旋溝を形成するより、型部材の外周に螺旋溝を形成するほうが簡単である。
【００１５】
図３は凸形状部材としてボールゲージを用いた実施形態を示す図である。
同図において符号８はボールゲージを示す
この例の場合は、螺旋溝の断面形状として浅い円弧状を用いることができるので加工は比較的簡単である。図１、２の凸形状部材６の場合は螺旋溝との間が摺動関係になっていたのに対し、本実施形態の場合は、ボールの回転による転がり接触になるので、回転に関する限り抵抗が非常に小さくなる。
同図ではボールが３段に配置されている例で示してあるが、原理的には１段でもかまわない。ただ、複数段にすることによって、型と支持部材との間の軸芯の相対的傾きがより少なくなって動作が安定する。
また、同図では、ボールの円周方向の配置を軸芯に対して対称にしてあるが、円周方向を１２０°間隔に配置すればなお安定する。
【００１６】
図４は支持部材の実施形態を説明するための図である。
上型支持部材４と下型支持部材５は互いに接近する方向に移動するとき、同一回転方向に回らなければならないので、螺旋溝のねじり方向が互いに逆に形成されている必要がある。これらの部材を切削で作るのであれば、それぞれに対応して螺旋溝を切って別部材として形成するのがよいが、鋳造で作製できる場合には、同図に示すような構成にすれば、部品を共通化できるので便利である。
同図において、支持部材内周の螺旋溝を、右ねじりと左ねじりの双方を一体的に構成する。ただし、１個の凸形状部材６だけを考えると、２本の螺旋溝の合流点に位置する状態から移動が開始される場合、例えば、上方からの圧力がかかっていても、左右どちらの溝に進むかは特定できず、この位置がいわゆる思案点に相当する。
【００１７】
互いに逆ねじりの２本の螺旋溝のリード（１回転で進む距離）が等しい場合、両者の合流点は、円周方向に関して常に軸線対称の位置にできる。したがって、凸形状部材６が２個の場合、両者が同時に思案点に存在する可能性がある。そのとき、型に直進方向の力が加わっても、型が右方向に回るか左方向に回るかは特定できない。しかし、思案点と言うのは原理的に言えば、合流点の中のほんの１点に過ぎない。そこで、２個の凸形状部材６を円周方向において１８０°から少しでもずらしてあれば、両方同時に思案点に存在することが無くなるので、回転方向が一義的に定まる。ずらす角度は、一方の凸形状部材６が合流点の領域（螺旋溝が分かれていない領域）にあるとき、他方の凸形状部材６が分離された螺旋溝内に位置するような角度ならなおよい。ただし、軸線対称からあまりずらすと、型の直進性に問題が生ずるので、両者の兼ね合いが必要である。具体的な角度は螺旋溝の幅によっても、また螺旋溝のリードによっても異なるので、設計上で定めることになる。
【００１８】
型の外周に設ける凸形状部材６が円周方向に１２０°間隔で３個用いられる場合、各ピンは軸線方向３分の１ピッチずつずらして配置する。このように構成すれば、凸形状部材６が螺旋溝内を摺動するに当って、２本の溝の合流点に存在し得るのは３個の凸形状部材６の内１個だけで、そのとき他の２個は合流点以外の場所に存在している。したがって、３個とも同時に思案点に存在することがなく、しかも、凸形状部材６は３個とも常に軸線方向の一方に押圧力を与えられているので、型の回転方向は一義的に決まる。
同図は螺旋溝が１条の場合で示してあるが、多条になっても原理的には同じである。
上下型と胴型は高温になって成形品に接するので、通常同等の線膨張係数の材料を用いている。これに対し支持部材は、通常ならクリアランスを大きめにもたせて型とは異なる材質を用いるのであるが、本発明では螺旋溝を介して型と支持部材が接触移動するので、あまり線膨張係数が異なっていると滑らかな移動ができなくなる。そのため、両者は少なくとも線膨張係数のほぼ同等なものを選択する必要がある。
【００１９】
図５は本実施形態に用いる胴型の構成例を説明するための図である。
同図において符号９はダイヤピン、１０は丸ピンをそれぞれ示す。
本実施形態では上下型が回転しながら直進するいわゆるヘリカル移動を行うので、胴型３は静止していても上下型との間にあまり大きな摩擦抵抗が生じない。しかし、上下型の回転方向が同じ向きなので、胴型３を止めておかないと上下型と一緒に回転することになる。
成形にとっては胴型３が上下型と一緒に動くことは、ゴブ材７にひずみを与えない意味で好ましいことであるが、胴型３の上下端面と上下型との接触部で大きな摩擦抵抗が生ずることになる。同図は、これを避けるため胴型３と上下型との間に回り止めを設けたものである。
【００２０】
胴型３の外周に周り止めのための柱状突起３ａと３ｂを設ける。柱状突起３ａには上下端面を通る貫通穴３ｃを設け、柱状突起３ｂには同様に貫通長穴３ｄを設ける。長穴３ｄの長軸方向は胴型３の軸芯方向に向くように形成する。両支持部材には、互いの対向面側にダイヤピン９と丸ピン１０をそれぞれ植設する。ダイヤピン９は貫通穴３ｃに、丸ピン１０は貫通長穴３ｄに挿入する。
貫通穴の一方を長穴にする理由は、微小な製作誤差を逃がすためであり、支持部材と胴型を高い精度で作ることが可能なら、円形穴にしてもかまわない。
ピンの一方をダイヤピンにする理由は、ピンと穴との接触部分をなるべく小さくするためである。十分な潤滑が保証できれば通常の丸ピンでもかまわない。ただし、２本のピン（９と１０）が見かけ上同じになっていると、組み合わせが上下で各２とおり生ずることにより、成形品のバラツキが生ずることになり好ましくない。したがって、両ピンの太さを変えておくなどして支持部材と胴型の組み合わせ方が一通りしかできないようにしておくのがよい。
同図ではピンの長さをピンの外径の数倍以上であるように示したが、必ずしもこの長さに限定されるわけではない。例えば、ピンの長さをピンの直径と同程度にしても類似の効果は得られる。しかし、ピンの長さはある程度長いほうが、組み付けたとき相互の遊びの吸収が生じ、安定した組み付け状態が得られる。
ピンと貫通穴の挿入をしやすくするために、ピンの先端部と貫通穴の端面の少なくとも一方に面取りをしておくのがよい。
【００２１】
図６は上下型と胴型の端面形状を説明するための図である。同図（ａ）は上型（下型）の断面図、同図（ｂ）はＦ部拡大図、同図（ｃ）は胴型の断面図である。
同図（ａ）において上下型の小径部端面は胴型に挿入される際、端部同士がぶつかり合わないように、符号Ｆで示す小径部先端を、同図（ｂ）に拡大して１ａ（２ａ）で示すように、面取りしておく。
同図（ｃ）に示すように、胴型３の内径に関しても同様に面取りをしておくとよい。
上下型と胴型は少なくとも一方が面取りしてあれば、原理的には問題ないが、両方とも面取りしてあればなおよい。
胴型は厚さに余裕があれば、小さな面取りではなく、大き目なテーパー面にしてもかまわない。
【００２２】
図７は胴型、および上下型の変形例を説明するための図である。同図（ａ）は胴型の構成図、同図（ｂ）は上下型の構成図、同図（ｃ）は胴型の断面図である。
上下型と胴型の間のクリアランスを小さくしていくと、製作誤差によっては、上下型の小径部外径と胴型の内径との大小関係が逆転することもあり得る。本変形例はそんな場合でも問題を起こさない構成になっている。
同図（ａ）において、胴型の上下端部からある深さまで複数条のすり割３ｅが入れてある。胴型３はわずかに弾力性のある材質によって形成されており、内径に圧力がかかると、胴型端部が拡開することにより、その圧力を逃がすことができる。したがって、上下型小径部が胴型３の内径部よりわずかに大きかったとしても、そこで動かなくなるのではなく、両者の接触圧は増すものの、ヘリカル移動を続けることができ、しかも確実に偏心が除去できる。すり割り３ｅは上下端部のどちらか一方にだけ設けてもかまわない。
【００２３】
同図（ｂ）に示すように、上下型小径部を２段構成にし、その接続部１ｂ（２ｂ）をテーパ状に形成しておく構成も可能である。例えば、型面がゴブ材に接触するまでは胴型内径より明らかに小径の１ｄ（２ｄ）が胴型内径に触れない状態で挿入され、型面がゴブ材に接触する辺りから胴型内径とほぼ同じ外径の小径部１ｃ（２ｃ）が胴型に挿入されるように構成しておく。
上下型と胴型の間のクリアランスを小さくする目的は、成形品の寸法等のばらつきを小さくすることであるから、成形開始前の状態においては、クリアランスの大小は問題にならない。したがって、型面がゴブ材に接触するまでは、上下型と胴型の偏心を特に気にする必要はない。
本構成にすれば、上下型の小径部１ｃ（２ｃ）が胴型内径部に接触してから後の直進方向の移動量はわずかで済むので、胴型に過度の負担をかけることがない。
【００２４】
この構成では、型面を保持している上下型小径部１ｂ（２ｂ）の外径と胴型内径部との間がやや大きく空いているので、成形品の型面からのはみ出し量が大きくなって余分な材料を必要とし、あまり好ましくない。それを避けるために、同図（ｃ）に示すような工夫をするとよい。すなわち、胴型の長手方向中央部付近に内径のやや小さい小径部３ｆを形成しておく。
型面がゴブ材に接触して小径部１ｃ（２ｃ）が胴型に挿入された後、小径部１ｄ（２ｄ）が胴型の小径部３ｆに入り込むようにする。小径部１ｃ（２ｃ）が胴型内径部に挿入された時点で、上下型と胴型はほぼ偏心のない状態に保持されるので、小径部１ｄ（２ｄ）と小径部３ｂの間に適切なクリアランスを設定しておけば両者の間にかじりが生ずるおそれがなく、成形品のはみ出し量の無駄を減らすことができる。
【００２５】
図８は加熱装置を含めた全体構成の一例の概念図である。
同図において符号１１は位置規制部材上、１２は位置規制部材下、１３は加熱源としてのヒータ、１４はスラスト軸受け、１５は断熱材、１６は型押圧部材である加圧シリンダ、１７は基板をそれぞれ示す。
上下型の加熱をふく射熱で行う方法がある。この場合は熱源と型とを非接触に配置できるので、加圧シリンダ１６と上下型の間を軸心上で点接触にしておくと直進移動を回転移動に換えるに当ってあまり大きな抵抗にならずに済む。ただし、加圧シリンダ１６の圧力が１点に集中するので、強度的な問題が発生しやすい。
熱効率を高めるために接触伝熱方式を用いる場合は、型の回転に合わせて熱源も回転させる必要が生ずる。本実施形態では、回転のための抵抗を少なくするため、少なくとも両者の間にスラスト軸受け１４、もしくはそれに代わるものを介入させる。
【００２６】
ヒータ１３はスラスト軸受け１４と上下型との間に配置する。ヒータと型は熱伝導をよくするため、面接触であることが望ましい。加圧シリンダ１６の後退によって、型も後退するように構成しておく必要があるので、可能であれば、熱伝導の面も含めて、両者はねじ止め等の方法で或る程度圧力をもって接触しているほうがよい。
ヒータ１３と密着した下型２を基板１７の上におく。このとき、ヒータ１３は基板１７の穴部に挿入しておく。ゴブ材７を下型２の型面上に置いたら、下型支持部材５（螺旋溝は図示省略）をはめ込んだ位置規制部材下１２を下型２に被せる。このとき、下型２と下型支持部材５がほぼ同芯になるよう、位置規制部材下１２の置く位置を規制できるように基板１７に目印、あるいは位置決めピン等を設置して置くとよい。位置規制部材下１２の上部には胴型３をはめ込む穴が用意してあり、胴型３を載せた後で、位置規制部材上１１を被せる。さらにその上に上型支持部材４を載せる。さらに、ヒータ１３と密着した上型１の大径部が上型支持部材４（螺旋溝は図示省略）に挿入される。
上下型にそれぞれ密着しているヒータ１３は、断熱材１５で両面を挟まれたスラスト軸受け１４を介して加圧シリンダ１６に接している。成形品を取り出すときの都合で、加圧シリンダ１６は押す力が上下型に伝わるだけでなく、引く力も上下型に伝わるように構成されている。
【００２７】
実際の型の組み付けは、生産性を上げるためすばやく行う必要があり、そのためには、位置規制部材下１２から上の部材はすべて組み合わせておいて、一度に全部を下型２の上に被せるようにしたほうがよい。
ヒータ１３はゴブ材７が軟化点より温度が上がるように上下型を加熱する。支持部材および位置規制部材は保温機能を兼ねることができる。
位置規制部材同士、位置規制部材と上下型および胴型との間はそれぞれテーパ面を形成しておいてほぼ同芯になるよう構成すると同時に、円周方向に関しても特定の位置関係になるよう位置決めピン等を設けておく。そうすることによって、上下型の型面の対応が常に一定状態になり、成形品のバラツキが最小限に抑えられる。
【００２８】
図９は成形終了後の成形品の離型方法を説明するための図である。同図（ａ）は下型を直進させる例、同図（ｂ）は上下型を同方向に直進移動させる例をそれぞれ示す図である。
成形工程において、上下型を加圧シリンダで所定距離移動させて押し付けた後、冷却工程として加圧シリンダを停止したまま加熱を止め、成形品が固化するまで冷却時間をおく。位置規制部材等を積極的に冷却してもよい。成形品は冷却によって、若干収縮し、上型の型面との間にわずかな隙間ができる場合がある。離型工程として、同図（ａ）に示すように、下型をその隙間分だけ直進方向に押すと、下型がわずかに回転する。成形品は胴型に接触している部分もあるので、下型が回転すると、成形品との相対的なずれが生じ、離型させることができる。
成形品と型との間の隙間が期待できないときは、同図（ｂ）に示すように、上下型を同じ方向に直進させる方法がある。上下型は逆方向に直進させたときに同方向に回転するよう設定されているので、両者を上下どちらでもよいから同方向に直進させると、回転方向は互いに逆方向になる。したがって型と成形品との間に相対的な回転方向の移動が生ずるので容易に離型させることができる。
成形品と型との間の隙間が期待できない場合に、同図（ａ）において、下型の直進方向を逆にして、下型が後退するように移動させても同様な効果が期待できる。
【００２９】
図１０は本発明の他の実施形態を説明するための概念図である。
同図において符号１８は歯車部材である胴型ギヤ、１９は駆動ギヤをそれぞれ示す。
これまで、固定された支持部材に対して上下型がヘリカル移動する構成について説明してきたが、本発明の趣旨は、上下型が胴型に対して相対的にヘリカル移動することによって、単純な直進移動におけるかじりを防止することにある。したがって、直進移動と回転移動を同一部材が行う必要はなく、それぞれの移動をそれぞれの型に振り分けてもかまわない。
同図において、上下型は直進移動のみを行い、胴型は回転移動のみを行う。胴型の回転方法は技術的に種々可能性があるが、同図では胴型３の外周部に胴型ギヤ１８を設け、それを外部の駆動源から駆動ギヤ１９で回転させる。回転の速度はあまり速くなければ特に制限はないが、上下型の直進移動の速さと特定の関係をもたせてもよい。
このように構成すると、上下型と胴型は相対的にヘリカル移動になり、クリアランスが小さくともかじりなどの心配がなくなる。
【００３０】
同図では省略しているが、図８に示したような支持部材や位置規制部材が必要であれば、これらも胴型と一体とみなして一緒に回転させてもよい。上下型を支持する支持部材も回転すれば、上下型との間に相対的なヘリカル移動の関係が生じ、摩擦抵抗を小さくすることができる。この場合は上下型の回転は必要なくなるので、スラスト軸受け１４は不要となるが、その代わり、胴型の回転を滑らかにするために、位置規制部材１２と基板１７との間にスラスト軸受けに相当するものを介在させるとよい。
【００３１】
図１１は胴型の穴部の変形例を説明するための図である。同図（ａ）は胴型斜視図、同図（ｂ）は上下型と胴型の接触状態を説明する図である。
同図（ａ）において、胴型３の内側を楕円形に形成する。上下型の小径部を円形に形成しておき、胴型の楕円形の短径が上下型の小径部の直径より許容クリアランスの範囲でやや大きくしておく。
両者の相対的な回転移動に伴う接触点（厳密に言えば接触の可能性がある点）の変化を示したのが同図（ｂ）である。同図は理解を容易にするため楕円の長軸の長さを極端に大きく描いてある。実際は長軸と短軸の長さの差はほんのわずかでよい。
同図は回転しない上下型に対して胴型がほぼ接触しながら回転するときの接触点を示している。このように、胴型のある位置における接触点（黒丸および白丸）は常に対向する２点のみであり、それだけ、摩擦抵抗が小さくなる。この目的のためには楕円形以外に多角形でも類似の効果が期待できる。
この関係は上下型と胴型の相対移動の関係であるから、図１に示したような、上下型が回転して胴型が静止している場合にも当てはまる。したがって、胴型の内側を円以外の形に形成する構成は本発明のすべての実施形態において有効である。
胴型の内側を楕円形にすることにより、成形品の、楕円の長径に相当する方向のはみ出し量が短径方向より多すぎて好ましくない場合は、図７（ｃ）で示したように、ゴブ材が接触する範囲に限って断面を円形にしておくこともできる。
【００３２】
図１２は成形品のひずみを防ぐ１つの方法を説明するための図である。
同図において符号Ｊ、Ｋは上下型の実際の移動方向の矢印をそれぞれ示す。
図１０において、上下型がゴブ材に接触して押圧を開始すると、上下型の位置は安定し、大きな偏心の心配がなくなる。そこで、この時点からなら胴型の回転を停止しても、上下型が胴型に食い込んでかじりを発生することはない。それによって、ゴブ材の押圧の最後の時点では、上下型の直進以外の力が加わらないので、成形品にひずみを生ずることがなくなる。
図１の場合は、支持部材、あるいは位置規制部材に対して胴型が回動可能に構成しておいて、上下型がゴブ材を加圧し始めたら、胴型を上下型の回転方向に同速度で回転させることで、成形品にひずみを生じさせないようにすることができる。胴型の回転機構は図１０を参考にすることができる。
胴型を自動的に回転させる方法がある。
図１２において、上下型がゴブ材７に接触する位置まで近づいたら、上下型に設けたピン１ｅ、２ｅ（１ｅは図示省略）が胴型端面に設けたすり割り３ｇに入り込むような位置関係に設定しておく。それぞれのピンがすり割りに入り込むと、以後、上下型の回転力が胴型３に伝わって胴型３が連れ回るようになる。ゴブ材７の上下型からはみ出した部分が胴型３に接触するころには、胴型３も上下型と一緒に回っているので、ゴブ材は単なる上下方向の押圧力を受けるのみとなり、成形品にねじりひずみを残すことがない。
すり割の幅を広くしておけば、冷却後、上下型が逆回転を開始しても胴型３が直ちに連れ回りにならないので、図９で示したような離型方法にも差しさわりがない。
【００３３】
ここで、摩擦抵抗の軽減について説明しておく。
本発明では螺旋溝と凸形状部材６の摺動、上下型と胴型との間の摺動など、摩擦抵抗を生ずる箇所がいろいろある。成形品の精度を高めるために摺動部分のクリアランスを小さくすればするほど、摩擦抵抗は大きくなる傾向にある。
この抵抗を小さくするためには、潤滑剤を用いる方法がある。しかし、ゴブ材の軟化点まで高温になる部分に、例えばフッ素系の樹脂（融点３２７℃）等の、通常の潤滑剤を用いるわけにはいかない。そこで、ここでは例えばグラファイト、二硫化モリブデン、あるいは二硫化タングステン等の結晶構造が層状になっている耐熱性の潤滑剤を用いる。耐熱温度を考えると、二硫化モリブデンのほうが優れている。
これらの潤滑剤を使用するために、表面に微小形状を形成するか、または多孔質の材料または被膜を使うことでも良い。セラミックなどの、硬くて、せん断強さが小さい層を上下型小径部外周および胴型内周の少なくとも一方に形成することでも良い。代表的なものとしてはセラミックが挙げられるが、その中でも熱伝導率、線膨張係数を考慮した場合には、窒化珪素がよい。このままでもかなり摩擦抵抗を減らすことはできるが、多孔質材料または被膜の微細な孔に、二硫化モリブデンなどを充填することにより、摩擦抵抗をさらに低減し、あわせて潤滑剤の耐摩耗性、密着性を向上することが出来る。これらの潤滑作用を施す領域は部材全体である必要はなく、相互接触の可能性がある範囲（便宜上このような面を摺動面と呼ぶ）に限定してかまわない。
【００３４】
他の方法として、摺動部を有する部材自身を耐熱性の潤滑材で形成することもできる。
一般に、摺動部の接触面での相互溶解度が小さければよりいっそう摩擦力を低減することができる。
螺旋溝を用いる場合は、螺旋のねじり角によっても摩擦抵抗が変化する。本発明の場合、上下型の直進移動を螺旋溝によって回転移動に変換するので、ねじり角が大きいほど回転力が大きくなる。このような用途の場合、通常はねじり角４５°ぐらいを用いているが、上記のように十分な潤滑を行った場合は、ねじり角をもっと小さくしても十分回転力が得られる。胴型に対する上下型の移動に着目すれば、直進方向の移動量に対して回転方向の移動量はなるべく大きい方がかじりの危険性は小さくなる。その意味では螺旋溝のリードは小さいほうがよいことになり、多条にするより、１条溝で形成したほうが有利になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図２】上下型に凸形状部材をそれぞれ２個設ける例を示す図である。
【図３】凸形状部材としてボールゲージを用いた実施形態を示す図である。
【図４】支持部材の実施形態を説明するための図である。
【図５】本実施形態に用いる胴型の構成例を説明するための図である。
【図６】上下型と胴型の端面形状を説明するための図である。
【図７】胴型、および上下型の変形例を説明するための図である。
【図８】加熱装置を含めた全体構成の一例の概念図である。
【図９】成形終了後の成形品の離型方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を説明するための概念図である。
【図１１】胴型の穴部の変形例を説明するための図である。
【図１２】成形品のひずみを防ぐ１つの方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      上型
２      下型
３      胴型
４      上型支持部材
５      下型支持部材
６      凸形状部材
７      ゴブ材
８      ボールゲージ
１１      位置規制部材上
１２      位置規制部材下
１３      ヒータ
１４      スラスト軸受け
１６      加圧シリンダ
【図１】
2007261833.tif 000003
【図２】
2007261833.tif 000004
【図３】
2007261833.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007261833.tif 000007
【図６】
2007261833.tif 000008
【図７】
2007261833.tif 000009
【図８】
2007261833.tif 000010
【図９】
2007261833.tif 000011
【図１０】
2007261833.tif 000012
【図１１】
2007261833.tif 000013
【図１２】
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