(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠回転する回転テーブルの周縁部の同心位置上に、胴型および胴型内を上下方向に摺動可能な中型からなる下型を等間隔に複数個配置するとともに、プレス成形位置において下型の上方に上下動自在の上型を配置し、回転テーブルの停止中に、中型上面に軟化ガラス塊を供給し、プレス成形位置まで下型を回転移動させ、上型および下型によりガラス塊をプレス成形した後、下型を回転移動させ、回転テーブルの停止中に、冷却固化したガラス成形品を下型から取り出すガラス成形品のプレス成形方法において、プレス成形位置で回転テーブルが停止している間に、上型を下降させて胴型と接触させ、ついで、中型を上昇させてガラス塊をプレス成形した後上型を上昇させ、上型を上昇させる前または後に中型をプレス成形時の高さ位置に固定し、ついで、下型を回転移動させ、すくなくともガラス成形品が冷却固化するまで、中型を上記高さ位置に固定し続けた後、ガラス成形品を下型から取り出し、下型をプレス成形位置まで回転移動させ、再び中型の上昇を開始するまでに、中型の固定を解除することを特徴とするガラス成形品のプレス成形方法。
【請求項２】
間欠回転する回転テーブルの周縁部の同心位置上に、胴型および下方に延長するシャフトを備え胴型内を上下方向に摺動可能な中型からなる下型を等間隔に複数個設け、プレス成形位置における下型の上方に上下動自在の上型を設けるとともに該プレス成形位置における中型のシャフトに係合してシャフトを押上げることにより中型を上昇させ、ガラス塊のプレス成形後シャフトとの係合から離脱するシャフト上昇装置を設け、成形品取り出し位置における下型上方に成形品搬出装置を設けたプレス成形装置において、作動させると各中型のシャフト側面に圧着してシャフトを固定し非作動にするとシャフトを解放して上下動自在とするシャフト固定装置を設けるとともに、上記シャフト固定装置の作動および非作動を切り替える作動規制装置を設けたことを特徴とするガラス成形品のプレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス成形品をプレス成形する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
間欠回転する回転テーブル上に、下型を等間隔に複数個配置し、回転テーブルの停止中に、下型内に軟化ガラス塊を供給し、プレス成形位置まで下型を回転移動させ、上型および下型によりガラス塊をプレス成形した後、下型を回転移動させ、回転テーブルの停止中に、冷却固化したガラス成形品を下型から取り出す技術として、例えば、プレス成形位置において、回転テーブル上に固定した下型に対し、上型を下降させて、下型内の軟化ガラス塊をプレス成形した後、下型を所定位置まで回転移動し、成形品を下型から取り出す技術や、下型を胴型と胴型内を摺動する中型とで構成し、プレス成形位置において、中型を胴型内で下げた状態で、回転テーブル上に固定した下型に対して、上型を下降させて、下型内の軟化ガラス塊をプレス成形した後、下型を所定位置まで回転移動し、中型を下方より突き上げ上昇させた状態で成形品を下型を取り出す技術が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、下型内の軟化ガラス塊を下降する上型により下方に押圧してプレス成形するため、上型から下型に加わる圧力により、下型を固定した回転テーブルがたわんで、成形品に偏心等の変形が生じることがある。特に、ガラス基板、フィルタ、カバーガラスまたはこれらに用いるためのブランクス等のように外径に比して肉厚寸法の小さい、いわゆる肉薄の成形品を成形する場合や、結晶化ガラスの原ガラスのように高粘性のガラスから成形品成形する場合は、軟化ガラス塊を押圧して、ガラスを上型および下型により区画規制される空間内に充填するのに大きな圧力を必要とするので、成形品に変形が生じやすい。
【０００４】
また、実公昭４５−１２８５４号公報には、胴矢型を下げた位置で胴型内に溶融ガラス塊を装入し、胴型の上縁口に蓋体を覆って加圧するとともに胴矢型を押上げて成形する鋳造型が開示されている。この型においても蓋体で胴型を覆う際に、蓋体から胴型に圧力が加わるが、胴矢型を押し上げて溶融ガラス塊を上方に押圧してプレス成形するので、上記従来技術と比べて下型に加わる圧力は軽減される。したがって、この胴型を回転テーブル上に固定してプレス成形する場合、プレス成形時の回転テーブルのたわみは防止できるが、次のような問題点がある。
【０００５】
すなわち、上記公報に開示されている鋳造型では、胴矢型の柄をプランジャー等をもって押上げて成形するので、成形後プランジャー等を下げたり、回転テーブルを回転させて胴型をプランジャー等の設置されている成形位置から移動させたりすると、胴矢型は、固定されていないため、成形時の高さ位置から胴型内面の底部まで落下し、その際の衝撃により成形直後の冷却固化していない成形品によじれ等の変形が生じることがあり、上述した肉薄の成形品では、特に変形が生じやすい。
【０００６】
この変形を防止するには、成形品が変形しない程度に冷却固化するまで、回転テーブルを停止させ、胴矢型の柄を押し上げ続ければよいが、回転テーブルの停止中に、同一の回転テーブル上で成形と同時に行われる胴型への溶融ガラス塊の供給および成形品の取り出しが終了した後も、回転テーブルを停止し続けなければならず、生産効率の低下をまねく。また、胴型上方に設けたパイプから連続的に流下する溶融ガラス流を胴型内に流入させ、所定量のガラスが胴型内に流入した時点で溶融ガラス流を切断する方法により胴型内に溶融ガラス塊を供給する場合は、切断後すぐに溶融ガラス流が流下し始めるので、切断後、直ちに回転テーブルを回転させて、次の空の胴型をパイプ直下に移動させなければならず、成形品が変形しない程度に冷却固化するまで、回転テーブルを停止し続けることは、不可能に近い。
【０００７】
以上の理由から、上記公報に開示されている鋳造型は、回転テーブルに取り付けて使用するのに不適当であると言わざるを得ない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、肉薄のガラス成形品を成形する場合や、高粘性のガラスからガラス成形品を成形する場合でも、成形品に偏心、よじれ等の変形が生じることがなく、かつ、生産効率の良いガラス成形品のプレス成形方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意試験研究を重ねた結果、回転テーブルの回転中も、胴型内の中型を固定できるようにし、プレス成形してから成形品が冷却固化するまで、中型をプレス成形時の高さ位置に固定し続け、また、プレス成形を行うために中型を上昇させる際には、中型の固定を解除できるようにすることによって、上記目的を達成しうることを見いだし、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、上記目的を達成するための本発明の方法の特徴は、間欠回転する回転テーブルの周縁部の同心位置上に、胴型および胴型内を上下方向に摺動する中型からなる下型を等間隔に複数個配置するとともに、プレス成形位置において下型の上方に上下動自在の上型を配置し、回転テーブルの停止中に、中型上面に軟化ガラス塊を供給し、プレス成形位置まで下型を回転移動させ、上型および下型によりガラス塊をプレス成形した後、下型を回転移動させ、回転テーブルの停止中に、冷却固化したガラス成形品を下型から取り出すガラス成形品のプレス成形方法において、プレス成形位置で回転テーブルが停止している間に、上型を下降させて胴型と接触させ、ついで、中型を上昇させてガラス塊をプレス成形した後上型を上昇させ、上型を上昇させる前または後に中型をプレス成形時の高さ位置に固定し、ついで、下型を回転移動させ、すくなくともガラス成形品が冷却固化するまで、中型を上記高さ位置に固定し続けた後、ガラス成形品を下型から取り出し、下型をプレス成形位置まで回転移動させ、再び中型の上昇を開始するまでに、中型の固定を解除することにある。
【００１１】
また、本発明の装置は、上記本発明の方法を実施するための装置であり、その特徴は、間欠回転する回転テーブルの周縁部の同心位置上に、胴型および下方に延長するシャフトを備え胴型内を上下方向に摺動可能な中型からなる下型を等間隔に複数個設け、プレス成形位置における下型の上方に上下動自在の上型を設けるとともに該プレス成形位置における中型のシャフトに係合してシャフトを押上げることにより中型を上昇させ、ガラス塊のプレス成形後シャフトとの係合から離脱するシャフト上昇装置を設け、成形品取り出し位置における下型上方に成形品搬出装置を設けたプレス成形装置において、作動時において各中型のシャフトの側面に圧着してシャフトを固定し非作動時においてシャフトを解放して上下動自在とするシャフト固定装置を設けるとともに、上記シャフト固定装置の作動および非作動を切り替える作動規制装置を設けたことにある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法および装置の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の装置の一実施形態の概要を示す上面図である。図において、回転テーブル１は、回転軸２に支承されている。胴型３および胴型内に上下方向に摺動可能に嵌装された中型４からなる下型５は、下型受台６を介して回転テーブル１の周縁部の同心位置上に等間隔に複数個設けられており、回転テーブル１は、矢印×方向に下型一間隔分ずつ間欠回転し、下型５はガラス供給位置Ｓ、プレス成形位置Ｐ、成形品取り出し位置Ｔへ順次移動して行く。
【００１３】
図２は、上記装置のガラス供給位置Ｓにおける一部断面側面図である。回転テ−ブル１は、ベース７上に直立する回転軸２に支承されており、回転軸２の周囲には２本一対のスリップリング８ａ、８ｂが設けられている。中型４は下方に延長するシャフト９を備えている。回転テーブル１の下面には、中型４下方のシャフト９の側方に位置するように本発明のシャフト固定装置を構成する電磁石１０が設けられており、電磁石１０とスリップリング８ａ、８ｂは、接続線１１ａ、１１ｂにより接続されていて、電源４０からスリップリング８ａ、８ｂおよび接続線１１ａ、１１ｂ介して電磁石１０に通電し、作動させると、シャフト９の側面は磁力により電磁石に吸引固定される。また、通電を止め非作動にすると、シャフト９の固定は解除される。
【００１４】
図には１個の電磁石のみ示したが、電磁石は各中型下方のシャフト側方に１個ずつ設けられ、それらの各電磁石に対し一対のスリップリングが設けられており、各電磁石とスリップリングは、接続線により接続されている。また、スリップリング対８ａ、８ｂとそれらに給電する電源４０との間には、各電磁石への通電を個別にオンオフして、電磁石の作動、非作動を切り替えるための、作動規制装置を構成するリレースイッチ４２ａ、４２ｂがそれぞれ設けられている。また、下型５の真上には、図示しないガラス溶融装置に接続されたパイプ１２の下端の溶融ガラス流出口１３が設けられ、流出口１３と下型５との間に一対の切断刃１４が設けられている。
【００１５】
図３は、上記装置のプレス成形位置Ｐにおける一部断面側面図である。ベース７上に直立する支柱１５の上端には、支持プレート１６が設けられ、支持プレート１６の下面には、下型５の真上に位置するように，ピストンロッド１７ａを備えたシリンダ１８ａが設けられており、ピストンロッド１７ａの下端には上型１９が固定されている。また、ベース７上には、中型４下方のシャフト９の真下に位置するように，ピストンロッド１７ｂを備えたシリンダ１８ｂが設けられている。ピストンロッド１７ｂとシリンダ１８ｂはシャフト上昇装置を構成する。
【００１６】
図４は、上記装置の成形品取り出し位置Ｔにおける一部断面側面図である。中型４下方のシャフト９の真下には、図示しないシリンダに接続されたピストンロッド１７ｃが設けられ、下型５の側方には、回転上下動軸２０に支承され、先端に吸引部２１を有する搬送アーム２２が設けられ、回転上下動軸２０の側方にはコンベア２３が設けらている。
【００１７】
次に上記装置を用いた本発明の方法の実施形態を図面に基づき説明する。まず、図２に示すとおり、ガラス供給位置Ｓにおいて、回転テーブル１が停止している間に、流出口１３から連続的に流下する溶融ガラス流２４を中型４の上面に流入させ、所定量のガラスが流入した時点で切断刃１４により溶融ガラス流２４を切断して軟化ガラス塊２５を供給した後、回転テーブル１を回転させ、図３に示すとおり下型５をプレス成形位置Ｐまで移動させたところで、回転テーブル１を停止させる。
【００１８】
ここで、まず、シリンダ１８ａを作動させ、ピストンロッド１７ａおよび上型１９を下降させて上型１９の下面を胴型３の上面に接触させる。ついで、シリンダ１８ｂを作動させ、ピストンロッド１７ｂを上昇させてシャフト９の下端部に係合させ、シャフト９の下端部を押し上げることによって中型４を上昇させて型内の軟化ガラス塊をプレス成形し、ハードディスク基板等に用いる肉薄円盤状のガラス成形品２６を得る。そして、成形品２６を得た時点で、スリップリング８ａ，８ｂと電源４０との間に設けられているリレースイッチ４２ａ、４２ｂをオンにして通電し、電磁石１０を作動させて磁力によりシャフト９の側面を吸引固定して、中型４をプレス成形時の高さ位置に固定する。ここで、シャフト９はその側面を固定されるので、型内に供給する軟化ガラス塊の量が変動して、中型４のプレス成形時の高さ位置が変化した場合でも、中型４はその変化した高さ位置に固定される。中型４を固定した後、ピストンロッド１７ａおよび上型１９を上昇させるとともに、ピストンロッド１７ｂを下降させる。ついで、中型４をプレス成形時の高さ位置に固定したまま、回転テ−ブル１を間欠回転させ、図４に示すとおり、下型５を成形品取り出し位置Ｔまで移動させる。この間に成形品２６は変形しない程度に冷却固化する。
【００１９】
なお、本実施形態においては中型４を固定した後上型１９を上昇させているが、上型１９を上昇させた後中型４を固定し次いでピストンロッド１７ｂを下降させるようにしてもよい。
【００２０】
ここで、回転テーブル１が停止している間に、リレースイッチ４２ａ、４２ｂをオフにして通電を中止し、電磁石１０を非作動に切り替え、中型４の固定を解除するのと同時に、ピストンロッド１７ｃを上昇させてシャフト９の下端部を押し上げ、中型４の上面を胴型３の上面と同じ高さまで上昇させ、成形品２６の上面を、搬送ア−ム２２先端の吸引部２１で吸引し、回転上下動軸２０を作動させて、搬送ア−ム２２を上昇させ、１８０°回転させて、コンベア２３上で吸引を止め、成形品２６をコンベア２３上に載置する。この後、成形品２６はコンベア２３により図示しないアニール炉またはガラスを結晶化するための熱処理炉に送られる。
【００２１】
一方、成形品２６を吸引搬送した後、ピストンロッド１７ｃを下降させ、自重により中型４を下降させるとともに、回転テーブル１を間欠回転させて、下型５を元のガラス供給位置Ｓまで移動させ、再び軟化ガラス塊の供給を行う。
【００２２】
次に、本発明の装置の他の実施形態を図５〜図８に基づき説明する。図５は本実施形態の装置の主要部を示す側断面図であり、図６は図５におけるＡ−Ａ´線水平上断面図である。本実施形態では、胴型３および胴型内を上下方向に摺動する中型４からなる下型５は、基台２７および下型受台６を介して回転テーブル１の周縁部の同心位置上に等間隔に複数個設けられている（１個のみ図示する）。回転テーブル１は、図示しない回転軸に支承されており、先の実施形態と同様に下型一間隔分ずつ間欠回転し、下型５はガラス供給位置、プレス成形位置、成形品取り出し位置へ順次移動して行く。
【００２３】
ここで、下型受台６の下部には溝２８が形成され、下型受台６の外周部２９と溝部２８とを貫通する貫通孔３０が穿設されている。溝２８にはクランプレバー３１が挿入されており、その一端部はボルト３２によって基台２７上に軸着されており、他端部は溝部２８の外に突出している。貫通孔３０の外周部２９側内面にはネジ山が形成され、調整ネジ３３がねじ込まれており、溝２８側にはコイルスプリング３４が挿入されていて、コイルスプリング３４により押圧されているクランプレバー３１は、中型４下方のシャフト９の側面を圧着固定している。このコイルスプリング３４の押圧力は調整ネジ３３を回すことによって調整される。クランプレバー３１、調整ネジ３３、コイルスプリング３４は本発明のシャフト固定装置を構成する。
【００２４】
また、本実施形態の装置では、プレス成形位置および成形品取り出し位置の回転テーブル１側方に支持台３５が設けられ、支持台３５上にスライディングロッド３６を備えたシリンダ３７が設けられている。ここで、シリンダ３７を作動させ、スライディングロッド３６を前進させて、コイルスプリング３４による押圧力に抗して、クランプレバー３１の端部を押すと、クランプレバー３１はボルト３２を支点として矢印方向に移動しシャフト９から離れ、シャフト９の固定は解除される。また、スライディングロッド３６を後退させると、コイルスプリング３４に押圧されてクランプレバー３１は元の位置に復帰し、シャフト９は再び固定される。スライディングロッド３６とシリンダ３７は作動規制装置を構成する。
【００２５】
次に上記装置を用いた本発明の方法の実施形態を図面に基づき説明する。
溶融ガラス流２４を中型４の上面に流入させてから、プレス成形位置において、上型１９の下面を胴型３の上面に接触させる間の工程は図１〜図４を参照して上述した、本発明方法の実施形態と同じであり、説明を省略する。
【００２６】
本実施形態では、図７に示すとおり、プレス成形位置において、上型１９の下面を胴型３の上面に接触させた後、シリンダ３７を作動させ、スライディングロッド３６を前進させて、図示しないコイルスプリングの押圧力に抗してクランプレバー３１の端部を押し、中型４下方のシャフト９の固定を解除し、ついで、図示しないシリンダを作動させ、ピストンロッド１７ｂを上昇させてシャフト９の下端部を押し上げ、中型４を上昇させて型内の軟化ガラス塊をプレス成形し、先の実施形態と同様の形状のガラス成形品２６を得る。そして、成形品２６を得た時点で、スライディングロッド３６を後退させ、クランプレバー３１を上記コイルスプリングの押圧力により元の位置に戻して、シャフト９の側面を圧着固定して、中型４をプレス成形時の高さ位置に固定する。その後、下型５を成形品取り出し位置まで移動させる間の工程は、図１〜図４の実施形態と同じであり、説明を省略する。
【００２７】
図８に示すとおり、下型５を成形品取り出し位置に移動させた後、シリンダ３７を作動させ、スライディングロッド３６を前進させ、図７において説明したのと同様にして、シャフト９の固定を解除するのと同時に、ピストンロッド１７ｃを上昇させてシャフト９の下端部を押し上げ、中型４の上面を胴型３の上面と同じ高さまで上昇させる。成形品２６の吸引搬送工程については、図１〜図４の実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００２８】
一方、成形品２６を吸引搬送した後、ピストンロッド１７ｃを下降させ、自重により中型４を下降させた後、スライディングロッド３６を後退させ、ついで、回転テーブル１を間欠回転させて、下型５を元のガラス供給位置まで移動させ、再び軟化ガラス塊の供給を行う。
【００２９】
以上述べた本発明の各実施形態では、肉薄円盤状の成形品を得る形態について説明したが、上型および下型の成形面を所望の成形品の形状に合わせた形状とすることにより、レンズ、プリズム等の光学素子またはそれらに用いるためのブランクスや、コップ、食器等のガラス容器等、種々のガラス成形品を成形することができる。
【００３０】
上記実施形態においては、シャフト固定装置として電磁石１０またはクランプレバー３１等の機構を使用しているが、シャフト固定装置はこれに限らず種々の機構を使用することが可能であり、要は作動時に中型のシャフトに圧着してシャフトを固定し非作動時にシャフトを解放して上下動を許容する作用を果たしうる機構であればよい。ただし、上記実施形態において使用した各シャフト固定装置は、簡単な構成で確実かつ迅速にシャフトの固定、解放を行うことができるので特に好ましい機構である
【００３１】
【発明の効果】
以上、述べたとおり、本発明は、間欠回転する回転テーブルの周縁部の同心位置上に、胴型および胴型内を上下方向に摺動する中型からなる下型を等間隔に複数個配置するとともに、プレス成形位置において下型の上方に上下動自在の上型を配置し、回転テーブルの停止中に、中型上面に軟化ガラス塊を供給し、プレス成形位置まで下型を回転移動させ、上型および下型によりガラス塊をプレス成形した後、下型を回転移動させ、回転テーブルの停止中に、冷却固化したガラス成形品を下型から取り出すガラス成形品のプレス成形方法において、プレス成形位置で回転テーブルが停止している間に、上型を下降させて胴型と接触させ、ついで、中型を上昇させてガラス塊をプレス成形した後上型を上昇させ、上型を上昇させる前または後に中型をプレス成形時の高さ位置に固定し、ついで、下型を回転移動させ、すくなくともガラス成形品が冷却固化するまで、中型を上記高さ位置に固定し続けた後、ガラス成形品を下型から取り出し、下型をプレス成形位置まで回転移動させ、再び中型の上昇を開始するまでに、中型の固定を解除するプレス成形方法であり、また、上記方法を実施するための装置であるから、プレス成形時の回転テーブルのたわみや、プレス成形後の中型の落下、下降時の衝撃、振動に起因するガラス成形品の変形が発生せず、ハードディスク基板等のガラス基板、フィルタ、カバーガラスおよびこれらに用いるためのブランクス等の肉薄のガラス成形品を成形する場合や、結晶化ガラスの原ガラスのように高粘性のガラスから成形品を成形する場合でも、ガラス成形品に偏心、よじれ等の変形が生じることがない。また、回転テーブルの回転中も、中型をプレス成形時の高さ位置に固定するので、プレス成形終了後、直ちに、回転テーブルを回転させても成形品に変形が生じるおそれがなく、効率良く生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態にかかる装置の概要を示す上面図。
【図２】同装置のガラス供給位置Ｓにおける一部断面側面図。
【図３】同装置のプレス成形位置Ｐにおける一部断面側面図。
【図４】同装置の成形品取り出し位置Ｔにおける一部断面側面図。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる装置の主要部を示す断面図。
【図６】図５に示すＡ−Ａ´線水平上断面図。
【図７】同装置のプレス成形位置Ｐにおける一部断面側面図。
【図８】同装置の成形品取り出し位置Ｔにおける一部断面側面図。
【符号の説明】
１      回転テーブル
３      胴型
４      中型
５      下型
９      シャフト
１０    電磁石
１９    上型
２５    軟化ガラス塊
２６    ガラス成形品
３１    クランプレバー
３４    コイルスプリング
３６    スライディングロッド
【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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