(57)【要約】      （修正有）【課題】金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置の提供。【解決手段】上部金型１８と、上部金型１８との間でワークＷをプレスして成形する下部金型２０と、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に垂直な平面内に設けられた赤外線ランプユニットがプレス方向に複数配置され、上部金型１８と下部金型２０の周囲に設けられ上部金型１８と金型を加熱する加熱部３２と、を備える。そして、赤外線ランプユニットが、第１の端子部と第２の端子部を有し、第１の端子部と第２の端子部の間の少なくとも一部が湾曲し、第１の領域と、第１の領域と第１の端子部との間に設けられ第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きい第２の領域と、第１の領域と第２の端子部との間に設けられ第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きい第３の領域と、を有する第１の赤外線ランプを備える成形装置１００。【選択図】図１
2017178735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部金型と、
前記上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、
前記上部金型と前記下部金型の周囲に設けられ前記上部金型と前記下部金型を加熱する加熱部と、を備え、
前記加熱部が、前記上部金型と前記下部金型のプレス方向に配置された複数の赤外線ランプユニットを有し、
前記赤外線ランプユニットは、前記プレス方向に垂直な平面内に設けられ、
前記赤外線ランプユニットは、第１の端子部、第２の端子部、第１の領域、第２の領域、及び、第３の領域を有する第１の赤外線ランプを有し、
前記第１の赤外線ランプの前記第１の端子部と前記第２の端子部の間の少なくとも一部が湾曲し、前記第１の領域、前記第２の領域及び前記第３の領域は、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に設けられ、前記第２の領域は、前記第１の領域と前記第１の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きく、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きいことを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記第１の赤外線ランプが、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に設けられた透明管と、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間の前記透明管内に設けられた発熱体を有し、前記第２の領域及び前記第３の領域の単位長当たりの前記発熱体の長さが、前記第１の領域の単位長当たりの前記発熱体の長さよりも長いことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
前記第２の領域及び前記第３の領域の単位長当たりの発熱量が、前記第１の領域の単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成形装置。
【請求項４】
前記第１の領域と前記第２の領域との間で単位長当たりの発熱量が不連続に変化し、前記第１の領域と前記第３の領域との間で単位長当たりの発熱量が不連続に変化し、前記第１の領域の長さが３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、前記第２の領域及び前記第３の領域の長さが２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の成形装置。
【請求項５】
前記赤外線ランプユニットは、第１の端子部、第２の端子部、第１の領域、第２の領域、及び、第３の領域を有する第２の赤外線ランプを有し、
前記第２の赤外線ランプの前記第１の端子部と前記第２の端子部の間の少なくとも一部が湾曲し、前記第１の領域、前記第２の領域及び前記第３の領域は、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に設けられ、前記第２の領域は、前記第１の領域と前記第１の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きく、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きく、
前記第１の赤外線ランプと前記第２の赤外線ランプが前記上部金型又は前記下部金型とを間に挟んで対向し、前記第１の赤外線ランプの前記第１の端子部と前記第２の赤外線ランプの前記第１の端子部とが対向し、前記第１の赤外線ランプの前記第２の端子部と前記第２の赤外線ランプの前記第２の端子部とが対向することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の成形装置。
【請求項６】
前記第１の端子部と前記第２の端子部とが対向することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置に関し、特に、ガラス等の素材を加熱及びプレスにより成形を行う成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス等の素材（ワーク）を加熱して軟化させ、金型を用いてプレスすることによりガラスレンズ等を成形する成形装置がある。ガラスレンズ等を高精度に成形するためには、金型内の温度分布を均一にすることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９７２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様の成形装置は、上部金型と、前記上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、前記上部金型と前記下部金型の周囲に設けられ前記上部金型と前記下部金型を加熱する加熱部と、を備え、前記加熱部が、前記上部金型と前記下部金型のプレス方向に配置された複数の赤外線ランプユニットを有し、前記赤外線ランプユニットは、前記プレス方向に垂直な平面内に設けられ、前記赤外線ランプユニットは、第１の端子部、第２の端子部、第１の領域、第２の領域、及び、第３の領域を有する第１の赤外線ランプユニットを有し、前記第１の赤外線ランプユニットの前記第１の端子部と前記第２の端子部の間の少なくとも一部が湾曲し、前記第１の領域、前記第２の領域及び前記第３の領域は、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に設けられ、前記第２の領域は、前記第１の領域と前記第１の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きく、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きいことを特徴とすることを特徴とする。
【０００６】
上記態様の成形装置において、前記第１の赤外線ランプが、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に設けられた透明管と、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間の前記透明管内に設けられた発熱体を有し、前記第２の領域及び前記第３の領域の単位長当たりの前記発熱体の長さが、前記第１の領域の単位長当たりの前記発熱体の長さよりも長いことが望ましい。
【０００７】
上記態様の成形装置において、前記第２の領域及び前記第３の領域の単位長当たりの発熱量が、前記第１の領域の単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下であることが望ましい。
【０００８】
上記態様の成形装置において、前記第１の領域と前記第２の領域との間で単位長当たりの発熱量が不連続に変化し、前記第１の領域と前記第３の領域との間で単位長当たりの発熱量が不連続に変化し、前記第１の領域の長さが３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、前記第２の領域及び前記第３の領域の長さが２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが望ましい。
【０００９】
上記態様の成形装置において、前記赤外線ランプユニットは、第１の端子部、第２の端子部、第１の領域、第２の領域、及び、第３の領域を有する第２の赤外線ランプユニットを有し、前記第２の赤外線ランプユニットの前記第１の端子部と前記第２の端子部の間の少なくとも一部が湾曲し、前記第１の領域、前記第２の領域及び前記第３の領域は、前記第１の端子部と前記第２の端子部との間に設けられ、前記第２の領域は、前記第１の領域と前記第１の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きく、前記第３の領域は、前記第１の領域と前記第２の端子部との間に設けられ前記第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きく、前記第１の赤外線ランプと前記第２の赤外線ランプが前記上部金型又は前記下部金型とを間に挟んで対向し、前記第１の赤外線ランプの前記第１の端子部と前記第２の赤外線ランプの前記第１の端子部とが対向し、前記第１の赤外線ランプの前記第２の端子部と前記第２の赤外線ランプの前記第２の端子部とが対向することが望ましい。
【００１０】
上記態様の成形装置において、前記第１の端子部と前記第２の端子部とが対向することが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の成形装置の一例を示す模式断面図である。
【図２】第１の実施形態の成形装置の一部の拡大模式断面図である。
【図３】第１の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【図４】第１の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【図５】比較形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【図６】第２の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【図７】第３の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【図８】第４の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【図９】第５の実施形態の成形装置の一例を示す模式断面図である。
【図１０】第５の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書中、同一又は類似の部材には、同一の符号を付す場合がある。
【００１４】
（第１の実施形態）
本実施形態の成形装置は、上部金型と、上部金型との間でワークをプレスして成形する下部金型と、上部金型と下部金型のプレス方向に垂直な平面内に設けられた赤外線ランプユニットがプレス方向に複数配置され、上部金型と下部金型の周囲に設けられ上部金型と下部金型を加熱する加熱部と、を備える。そして、赤外線ランプユニットが、第１の端子部と第２の端子部を有し、第１の端子部と第２の端子部の間の少なくとも一部が湾曲し、第１の領域と、第１の領域と第１の端子部との間に設けられ第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きい第２の領域と、第１の領域と第２の端子部との間に設けられ第１の領域より単位長当たりの発熱量が大きい第３の領域と、を有する第１の赤外線ランプを備える。
【００１５】
本実施形態の成形装置は、上記構成により、金型を加熱する赤外線ランプの隙間に起因する金型内の特定領域の温度の低下を抑制する。したがって、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置が実現される。
【００１６】
図１は、本実施形態の成形装置の一例を示す模式断面図である。本実施形態の成形装置は、例えば、ガラス素材から光学レンズを成形するガラス成形装置１００である。
【００１７】
ガラス成形装置１００は、フレーム１０、上プレス軸（上軸）１２、下プレス軸（下軸）１４、駆動部１６、上部金型１８、下部金型２０、上スペーサ２２、下スペーサ２４、上フランジ２６、下フランジ２８、石英壁３０、加熱部３２、制御部４６、成形室５０、供給管５２、排出管５４、及び真空ポンプ５６を備える。
【００１８】
上プレス軸１２と下プレス軸１４はフレーム１０に支持される。上プレス軸１２と下プレス軸１４は同軸上に設けられる。上プレス軸１２と下プレス軸１４は、例えば、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）で形成される。
【００１９】
駆動部１６は、下プレス軸１４を上下に移動させる。駆動部１６は、例えば、モータを用いて下プレス軸１４を上下に移動させるアクチュエータである。
【００２０】
上プレス軸１２の下端には、上スペーサ２２を間に挟んで、上部金型１８が設けられる。上部金型１８は、上プレス軸１２に固定される。
【００２１】
下プレス軸１４の上端には、下スペーサ２４を間に挟んで下部金型２０が設けられる。下部金型２０は、下プレス軸１４に固定される。
【００２２】
上部金型１８と下部金型２０との間に、ガラス素材のワークＷが配置される。上部金型１８と下部金型２０との間でワークＷがプレスされ、成形される。
【００２３】
上スペーサ２２は、上プレス軸１２と上部金型１８との間を断熱する機能を備える。下スペーサ２４は、下プレス軸１４と下部金型２０とを断熱する機能を備える。
【００２４】
上スペーサ２２と下スペーサ２４は、例えば、セラミックで形成される。上スペーサ２２と下スペーサ２４は、例えば、窒化珪素である。
【００２５】
上部金型１８と下部金型２０は、金属又はセラミックである。上部金型１８と下部金型２０は、例えば、タングステンカーバイドである。
【００２６】
また、上部金型１８と下部金型２０の素材と接する部分が、超硬合金であることが望ましい。超硬合金を用いることにより、表面粗さを低減することが可能である。特に、バインダレス超硬合金を用いることが、表面粗さを低減する観点から望ましい。
【００２７】
上部金型１８及び下部金型２０は、例えば、円形又は矩形である。上部金型１８及び下部金型２０の最大幅（最大径）は、例えば、１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。
【００２８】
石英壁３０は、上部金型１８、下部金型２０、上スペーサ２２、及び、下スペーサ２４の周囲に設けられる。石英壁３０は、上フランジ２６と下フランジ２８との間に設けられる。石英壁３０は、上フランジ２６に固定される。石英壁３０は、透明である。
【００２９】
石英壁３０は、上フランジ２６と一体に上下移動が可能である。石英壁３０と上フランジ２６は図示しない駆動部によって上下移動する。また、石英壁３０、上フランジ２６、及び下フランジ２８で囲まれる領域が成形室５０である。成形室５０は減圧可能となっている。
【００３０】
加熱部３２は、石英壁３０の周囲に設けられる。加熱部３２は、例えば、図示しない部材を用いて上フランジ２６に固定される。
【００３１】
加熱部３２は、上部金型１８及び下部金型２０の周囲に設けられる。加熱部３２は、上部金型１８及び下部金型２０を加熱する。
【００３２】
また、上部金型１８には金型の外周部の温度を測定する熱電対（図示せず）が設けられている。また、上部金型１８には金型の中心部の温度を測定する熱電対（図示せず）が設けられている。
【００３３】
また、下部金型２０には金型の外周部の温度を測定する熱電対（図示せず）が設けられている。また、下部金型２０には金型の中心部の温度を測定する熱電対（図示せず）が設けられている。
【００３４】
供給管５２は、下フランジ２８に接続される。供給管５２から下フランジ２８を通って、酸素の含有量が極めて小さい非酸化性ガスが成形室５０内に供給される。
【００３５】
非酸化性ガスにより成形室５０内の金属部材の酸化を抑制する。非酸化性ガスは、例えば、窒素ガスである。
【００３６】
排出管５４は、上フランジ２６に接続される。真空ポンプ５６は排出管５４に接続される。真空ポンプ５６により成形室５０内を減圧することが可能である。真空ポンプ５６により石英壁３０の内側を減圧することが可能である。
【００３７】
制御部４６は、上述したガラス成形装置１００の各部を制御する。制御部４６は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。制御部４６は、例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶されるプログラムで構成される。
【００３８】
図２は、第１の実施形態の成形装置の一部の拡大模式断面図である。上プレス軸１２及び下プレス軸１４の一部、上部金型１８、下部金型２０、上スペーサ２２、下スペーサ２４、石英壁３０、及び、加熱部３２を拡大して示す。
【００３９】
図２中、白矢印は上部金型１８と下部金型２０のプレス方向を示す。図２中Ｐは、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に垂直な平面の一例を示す。
【００４０】
加熱部３２は、６個の赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆと、反射ミラー６２を備える。６個の赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆは、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に配置される。６個の赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆは、上部金型１８又は下部金型２０の周囲に設けられる。
【００４１】
また、各赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆは、上部金型１８と下部金型２０のプレス方向に垂直な平面内に設けられる。例えば、赤外線ランプユニット６０ａは、図２中の平面Ｐ内に設けられる。
【００４２】
反射ミラー６２は、赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆの外周に設けられる。反射ミラー６２は、赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆから発せられる赤外線を、上部金型１８及び下部金型２０に向けて反射する機能を備える。
【００４３】
各赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆの発熱量に対して、上部金型１８と下部金型２０の温度測定結果をフィードバックするフィードバック制御がなされる。フィードバック制御は、制御部４６により行われる。
【００４４】
各赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆは、個々に独立に制御されても構わない。独立に制御することで、上部金型１８内及び下部金型２０内の温度均一性が向上する。また、例えば、上半分の赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｃを一体で制御し、それらと独立して、下半分の赤外線ランプユニット６０ｄ〜６０ｆを一体で制御することも可能である。
【００４５】
図３は、第１の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。一例として、図２中の赤外線ランプユニット６０ａを示す。他の５個の赤外線ランプユニット６０ｂ〜６０ｆも、赤外線ランプユニット６０ａと同様の構成を備える。
【００４６】
赤外線ランプユニット６０ａは、第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６とを備える。第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６は、それぞれが略半円弧状である。
【００４７】
第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６が上部金型１８を間に挟んで対向する。第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６が組み合わさることにより、略環状の赤外線ランプユニット６０ａが形成されている。
【００４８】
第１の赤外線ランプ６４は、第１の端子部６８、第２の端子部７０、石英管(透明管)７２、発熱体７４を備える。第１の赤外線ランプ６４は、例えば、ハロゲンヒータである。第１の端子部６８及び第２の端子部７０から、第１の赤外線ランプ６４の電極（図示せず）が引き出される。第１の端子部６８及び第２の端子部７０の材質は、例えば、セラミックである。
【００４９】
石英管７２は、第１の端子部６８と第２の端子部７０との間に設けられる。石英管７２の少なくとも一部は湾曲している。石英管７２は、略半円弧状である。
【００５０】
発熱体７４は、第１の端子部６８と第２の端子部７０との間に設けられる。発熱体７４は、石英管７２内に設けられる。発熱体７４としては、フィラメント等があり、例えば、金属線のコイルやタングステンなどで構成されている。以下、発熱体７４がフィラメントである場合を例に説明する。
【００５１】
第１の赤外線ランプ６４は、第１の領域７６、第２の領域７８、第３の領域８０を備える。第２の領域７８は、第１の領域７６と第１の端子部６８との間に設けられる。第３の領域８０は、第１の領域７６と第２の端子部７０との間に設けられる。
【００５２】
第２の領域７８の単位長当たりの発熱量は、第１の領域７６の単位長当たりの発熱量よりも大きい。また、第３の領域８０の単位長当たりの発熱量は、第１の領域７６の単位長当たりの発熱量よりも大きい。なお、単位長当たりの発熱量を算出する際の長さは、各領域の石英管７２の中心部に沿った長さを基準とする。
【００５３】
フィラメント（発熱体）７４は、第１の領域７６部分のフィラメント７４ａ、第２の領域７８部分のフィラメント７４ｂ、第３の領域８０部分のフィラメント７４ｃで構成される。フィラメント７４ｂ及びフィラメント７４ｃの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント７４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。第２の領域７８及び第３の領域８０では、フィラメント７４の単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域７６よりも多くすることにより、第１の領域７６よりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。
【００５４】
なお、本実施形態において、コイルの巻き数は第１の領域７６と第２の領域７８との間で不連続に変化している。したがって、第１の領域７６と第２の領域７８との間の単位長当たりの発熱量は、不連続に変化する。また、コイルの巻き数は第１の領域７６と第３の領域８０との間で不連続に変化している。したがって、第１の領域７６と第３の領域８０との間の単位長当たりの発熱量は、不連続に変化する。
【００５５】
第２の領域７８及び第３の領域８０の単位長当たりの発熱量は、例えば、第１の領域７６の単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下である。
【００５６】
なお、コイルの巻き数が不連続に変化する本実施形態のフィラメントは、巻き数の異なるフィラメントを繋げて製造したものであっても、フィラメント製造の際に１本の線材の途中で巻き数が不連続になるように加工したものであっても構わない。
【００５７】
第２の赤外線ランプ６６は、第１の赤外線ランプ６４と同様の構成を備える。第２の赤外線ランプ６６は、第１の端子部８８、第２の端子部９０、石英管(透明管)９２、発熱体９４を備える。第２の赤外線ランプ６６は、例えば、ハロゲンヒータである。第１の端子部８８及び第２の端子部９０から、第２の赤外線ランプ６６の電極（図示せず）が引き出される。第１の端子部８８及び第２の端子部９０の材質は、例えば、セラミックである。
【００５８】
石英管９２は、第１の端子部８８と第２の端子部９０との間に設けられる。石英管９２の少なくとも一部は湾曲している。石英管９２は、略半円弧状である。
【００５９】
発熱体９４は、第１の端子部８８と第２の端子部９０との間に設けられる。発熱体９４は、石英管９２内に設けられる。発熱体９４としては、フィラメント等があり、例えば、金属線のコイルやタングステンなどで構成されている。以下、発熱体９４がフィラメントである場合を例に説明する。
【００６０】
第２の赤外線ランプ６６は、第１の領域９６、第２の領域９８、第３の領域９９を備える。第２の領域９８は、第１の領域９６と第１の端子部８８との間に設けられる。第３の領域９９は、第１の領域９６と第２の端子部９０との間に設けられる。
【００６１】
第２の領域９８の単位長当たりの発熱量は、第１の領域９６の単位長当たりの発熱量よりも大きい。また、第３の領域９９の単位長当たりの発熱量は、第１の領域９６の単位長当たりの発熱量よりも大きい。
【００６２】
フィラメント（発熱体）９４は、第１の領域９６部分のフィラメント９４ａ、第２の領域９８部分のフィラメント９４ｂ、第３の領域９９部分のフィラメント９４ｃで構成される。フィラメント９４ｂ及びフィラメント９４ｃの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント９４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。第２の領域９８及び第３の領域９９では、フィラメントの単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域９６よりも多くすることにより、第１の領域９６よりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。
【００６３】
なお、本実施形態において、コイルの巻き数は第１の領域９６と第２の領域９８との間で不連続に変化している。したがって、第１の領域９６と第２の領域９８との間の単位長当たりの発熱量は、不連続に変化する。また、コイルの巻き数は第１の領域９６と第３の領域９９との間で不連続に変化している。したがって、第１の領域９６と第３の領域９９との間の単位長当たりの発熱量は、不連続に変化する。
【００６４】
第２の領域９８及び第３の領域９９の単位長当たりの発熱量は、例えば、第１の領域９６の単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下である。
【００６５】
上述のように、第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６が上部金型１８を間に挟んで対向する。第１の赤外線ランプ６４の第１の端子部６８と、第２の赤外線ランプ６６の第１の端子部８８とが対向する。また、第１の赤外線ランプ６４の第２の端子部７０と、第２の赤外線ランプ６６の第２の端子部９０とが対向する。
【００６６】
したがって、第１の赤外線ランプ６４の第２の領域７８と、第２の赤外線ランプ６６の第２の領域９８が対向する。また、第１の赤外線ランプ６４の第３の領域８０と、第２の赤外線ランプ６６の第３の領域９９とが対向する。
【００６７】
図４は、第１の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。本実施形態において、第１の領域７６、９６の長さ（図４中Ｌ１）は、例えば、３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下である。また、第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の長さ（図４中Ｌ２、Ｌ３）は、例えば、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
【００６８】
石英管７２、９２の直径は、例えば、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。また、第１の赤外線ランプ６４の石英管７２と、第２の赤外線ランプ６６の石英管９２との間の最短距離（図４中のｄ）は、例えば、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
【００６９】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
【００７０】
図５は、比較形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。比較形態の赤外線ランプユニット６０ａは、第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の単位長当たりの発熱量が一定である赤外線ランプユニットである。
【００７１】
ガラスレンズ等を高精度に成形するためには、金型内の温度分布を均一にすることが重要である。図５に示す赤外線ランプユニット６０ａは、比較形態のフィラメント７４、９４はコイルの巻き数が一定である。したがって、第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の単位長当たりの発熱量が一定である。
【００７２】
比較形態の場合、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間、即ち、第１の赤外線ランプ６４の第１の端子部６８と、第２の赤外線ランプ６６の第１の端子部８８との間、及び、第１の赤外線ランプ６４の第２の端子部７０と、第２の赤外線ランプ６６の第２の端子部９０との間には、上部金型１８に面する熱源が存在しないことになる。
【００７３】
このため、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に面する領域（図５中のＬＴ）では、他の領域と比較して上部金型１８の温度が低下する。したがって、上部金型１８内の温度分布が不均一になる。
【００７４】
本実施形態の赤外線ランプユニット６０ａ〜６０ｆは、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に近い領域の単位長あたりの発熱量を、他の領域の単位長あたりの発熱量より大きくする。これにより、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に面する領域（図５中のＬＴ）の温度の低下が抑制される。よって、金型内の温度分布の均一性が向上する。
【００７５】
金型内の温度分布の均一性を向上させる観点から、第２の領域７８及び第３の領域８０の単位長当たりの発熱量は、第１の領域７６の単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下であることが望ましい。また、第２の領域９８及び第３の領域９９の単位長当たりの発熱量は、第１の領域９６の単位長当たりの発熱量の１．２倍以上２倍以下であることが望ましい。
【００７６】
第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の発熱量が上記範囲を下回ると、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に面する領域（図５中のＬＴ）の温度が低くなりすぎる恐れがある。一方、第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の発熱量が上記範囲を上回ると、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に面する領域（図５中のＬＴ）の温度が高くなりすぎる恐れがある。
【００７７】
第１の領域７６、９６の単位長当たりの発熱量は、例えば、１５０Ｗ／ｃｍ以上２００Ｗ／ｃｍ以下である。この場合、第２の領域７８、９８及び第３の領域８０、９９の単位長当たりの発熱量は、例えば、１８０Ｗ／ｃｍ以上３００Ｗ／ｃｍ以下であることが望ましい。
【００７８】
第１の領域７６、９６の長さ（図４中Ｌ１）は、例えば、３００ｍｍ以上６００ｍｍ以下である。この場合、金型内の温度分布の均一性を向上させる観点から、第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の長さ（図４中Ｌ２、Ｌ３）は、例えば、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００７９】
第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の長さが上記範囲を下回ると、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に面する領域（図５中のＬＴ）の温度が低くなりすぎる恐れがある。一方、第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の長さが上記範囲を上回ると、対向する第１の赤外線ランプ６４と第２の赤外線ランプ６６の隙間に面する領域（図５中のＬＴ）の温度が高くなりすぎる恐れがある。
【００８０】
第２の領域７８、９８、及び、第３の領域８０、９９の最適な長さの、第１の領域７６、９６の長さに対する依存性は小さい。
【００８１】
以上、本実施形態によれば、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置が実現される。
【００８２】
（第２の実施形態）
本実施形態の成形装置は、第２の領域及び第３の領域の単位長当たりのフィラメント（発熱体）の太さが、第１の領域のフィラメント（発熱体）の太さよりも細い点で第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００８３】
図６は、第２の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。一例として、図２中の赤外線ランプユニット６０ａを示す。他の５個の赤外線ランプユニット６０ｂ〜６０ｆも、赤外線ランプユニット６０ａと同様の構成を備える。
【００８４】
第１の赤外線ランプ６４のフィラメント７４は、第１の領域７６部分のフィラメント７４ａ、第２の領域７８部分のフィラメント７４ｂ、第３の領域８０部分のフィラメント７４ｃで構成される。フィラメント７４ｂ及びフィラメント７４ｃの太さが、フィラメント７４ａの太さよりも細い。第２の領域７８及び第３の領域８０では、フィラメントの太さを、第１の領域７６よりも細くすることにより、第１の領域７６よりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。
【００８５】
第２の赤外線ランプ６６についても、第１の赤外線ランプと同様の構成を備える。
【００８６】
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用により、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置が実現される。
【００８７】
（第３の実施形態）
本実施形態の成形装置は、第１の領域と第２の領域との間の単位長当たりの発熱量が連続的に変化し、第１の領域と第３の領域との間の単位長当たりの発熱量が連続的に変化する点で、第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００８８】
図７は、第３の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。一例として、図２中の赤外線ランプユニット６０ａを示す。他の５個の赤外線ランプユニット６０ｂ〜６０ｆも、赤外線ランプユニット６０ａと同様の構成を備える。
【００８９】
第１の赤外線ランプ６４のフィラメント７４は、第１の領域７６部分のフィラメント７４ａ、第２の領域７８部分のフィラメント７４ｂ、第３の領域８０部分のフィラメント７４ｃで構成される。フィラメント７４ｂ及びフィラメント７４ｃの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント７４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。また、コイルの巻き数が、フィラメント７４ａからフィラメント７４ｂ及びフィラメント７４ｃに向けて連続的に多くなる。
【００９０】
第２の領域７８及び第３の領域８０では、フィラメント（発熱体）の単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域７６よりも多くすることにより、第１の領域７６よりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。更に、コイルの巻き数を連続的に変化させることで、発熱量が連続的に変化する。
【００９１】
第２の赤外線ランプ６６についても、第１の赤外線ランプと同様の構成を備える。
【００９２】
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用により、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置が実現される。また、発熱量が連続的に変化することで、更に、金型内の温度分布の均一性を向上させることが可能となる。
【００９３】
（第４の実施形態）
本実施形態の成形装置は、第１の領域内に発熱量の異なる領域が設けられる点で、第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００９４】
図８は、第４の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。一例として、図２中の赤外線ランプユニット６０ａを示す。他の５個の赤外線ランプユニット６０ｂ〜６０ｆも、赤外線ランプユニット６０ａと同様の構成を備える。
【００９５】
第１の赤外線ランプ６４のフィラメント（発熱体）７４は、第１の領域７６部分のフィラメント７４ａ、７４ｄ、７４ｅ、第２の領域７８部分のフィラメント７４ｂ、第３の領域８０部分のフィラメント７４ｃで構成される。フィラメント７４ｂ及びフィラメント７４ｃの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント７４ａ、７４ｄ、７４ｅの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。また、フィラメント７４ｄ及びフィラメント７４ｅの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント７４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。
【００９６】
第２の領域７８及び第３の領域８０では、フィラメント（発熱体）の単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域７６よりも多くすることにより、第１の領域７６よりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。更に、第１の領域７６内でもフィラメントの単位長当たりのコイルの巻き数を変化させ、第２の領域７８及び第３の領域８０に隣接する領域の発熱量を大きくしている。
【００９７】
第２の赤外線ランプ６６についても、第１の赤外線ランプと同様の構成を備える。
【００９８】
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用により、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置が実現される。また、発熱量を多段階に変化させることで、更に、金型内の温度分布の均一性を向上させることが可能となる。
【００９９】
（第５の実施形態）
本実施形態の成形装置は、金型移動式の成形装置である点で、第１の実施形態の成形装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【０１００】
図９は、本実施形態の成形装置の一例を示す模式断面図である。本実施形態の成形装置は、例えば、ガラス素材から光学レンズを成形するガラス成形装置２００である。ガラス成形装置２００は、金型移動式の成形装置である。
【０１０１】
ガラス成形装置２００は、チャンバー２０１、搬送機構２０２、ローダユニット２１０、加熱ユニット２２０、加圧ユニット２３０、冷却ユニット２４０、アンローダユニット２５０、上部金型２０３、下部金型２０４を備える。
【０１０２】
搬送機構２０２、ローダユニット２１０、加熱ユニット２２０、加圧ユニット２３０、冷却ユニット２４０、アンローダユニット２５０は、チャンバー２０１内に設けられる。搬送機構２０２により、上部金型２０３及び下部金型２０４が、ローダユニット２１０、加熱ユニット２２０、加圧ユニット２３０、冷却ユニット２４０、アンローダユニット２５０の間を移動する。
【０１０３】
チャンバー２０１内は、ワークの成形時には、窒素等の非酸化性ガス雰囲気とすることが可能である。非酸化性ガスによりチャンバー２０１内の金属部材の酸化を抑制する。
【０１０４】
ローダユニット２１０は、チャンバー２０１内に上部金型２０３及び下部金型２０４を搬入する。上部金型２０３と下部金型２０４との間に、ガラス素材のワークＷが配置される。
【０１０５】
加熱ユニット２２０は、加熱部２０６を備える。加熱部２０６は、３個の赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃと反射ミラー２０９を備えている。加熱ユニット２２０において、上部金型２０３、下部金型２０４、及び、上部金型２０３と下部金型２０４との間のワークＷが加熱される。
【０１０６】
３個の赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃは、上部金型２０３と下部金型２０４のプレス方向（図９中の白矢印）に配置される。３個の赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃは、上部金型２０３又は下部金型２０４の周囲に設けられる。各赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃは、上部金型２０３と下部金型２０４のプレス方向に垂直な平面内に設けられる。
【０１０７】
反射ミラー２０９は、赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃの外周に設けられる。反射ミラー２０９は、赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃから発せられる赤外線を、上部金型２０３及び下部金型２０４に向けて反射する機能を備える。
【０１０８】
加圧ユニット２３０では、加熱されたワークＷが上部金型２０３と下部金型２０４との間でプレスされ、成形される。
【０１０９】
冷却ユニット２４０で、上部金型２０３、下部金型２０４、及び、ワークＷが冷却される。冷却は、水冷又は空冷で行われる。
【０１１０】
アンローダユニット２５０により、上部金型２０３、下部金型２０４及び、ワークＷが、チャンバー２０１外に搬出される。
【０１１１】
図１０は、第５の実施形態の赤外線ランプユニットの模式上面図である。一例として、図９中の赤外線ランプユニット２０８ａを示す。他の２個の赤外線ランプユニット２０８ｂ、２０８ｃも、赤外線ランプユニット２０８ａと同様の構成を備える。
【０１１２】
赤外線ランプユニット２０８ａは、赤外線ランプ１６０を備える。赤外線ランプ１６０は上部金型２０３の周囲に設けられる。
【０１１３】
赤外線ランプ１６０は、第１の端子部１６８、第２の端子部１７０、石英管(透明管)１７２、発熱体１７４を備える。赤外線ランプ１６０は、例えば、ハロゲンヒータである。第１の端子部１６８及び第２の端子部１７０から、赤外線ランプ１６０の電極（図示せず）が引き出される。第１の端子部１６８及び第２の端子部１７０の材質は、例えば、セラミックである。
【０１１４】
赤外線ランプ１６０の第１の端子部１６８と第２の端子部１７０とが対向する。
【０１１５】
石英管１７２は、第１の端子部１６８と第２の端子部１７０との間に設けられる。石英管１７２の少なくとも一部は湾曲している。石英管１７２は、略円弧状である。
【０１１６】
発熱体１７４は、第１の端子部１６８と第２の端子部１７０との間に設けられる。発熱体１７４は、石英管１７２内に設けられる。発熱体１７４としては、フィラメント等があり、例えば、金属線のコイルやタングステンなどで構成されている。以下、発熱体１７４がフィラメントである場合を例に説明する。
【０１１７】
赤外線ランプ１６０は、第１の領域１７６、第２の領域１７８、第３の領域１８０を備える。第２の領域１７８は、第１の領域１７６と第１の端子部１６８との間に設けられる。第３の領域１８０は、第１の領域１７６と第２の端子部１７０との間に設けられる。
【０１１８】
第２の領域１７８の単位長当たりの発熱量は、第１の領域１７６の単位長当たりの発熱量よりも大きい。また、第３の領域１８０の単位長当たりの発熱量は、第１の領域１７６の単位長当たりの発熱量よりも大きい。なお、単位長当たりの発熱量を算出する際の長さは、各領域の石英管１７２の中心部に沿った長さを基準とする。
【０１１９】
フィラメント（発熱体）１７４は、第１の領域１７６部分のフィラメント１７４ａ、第２の領域１７８部分のフィラメント１７４ｂ、第３の領域１８０部分のフィラメント１７４ｃで構成される。フィラメント１７４ｂ及びフィラメント１７４ｃの単位長当たりのコイルの巻き数が、フィラメント１７４ａの単位長当たりのコイルの巻き数よりも多い。第２の領域１７８及び第３の領域１８０では、フィラメントの単位長当たりのコイルの巻き数を、第１の領域１７６よりも多くすることにより、第１の領域１７６よりも単位長当たりの発熱量を大きくしている。
【０１２０】
本実施形態の赤外線ランプユニット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃは、赤外線ランプ１６０の隙間に近い領域の単位長あたりの発熱量を、他の領域の単位長あたりの発熱量より大きくする。これにより、金型の赤外線ランプ１６０の隙間に面する領域の温度の低下が抑制される。よって、金型内の温度分布の均一性が向上する。
【０１２１】
以上、本実施形態によれば、金型内の温度分布の均一性を向上させた成形装置が実現される。
【０１２２】
第１乃至第５の実施形態においては、ガラス素材から光学レンズを成形するガラス成形装置を例に説明したが、例えば、プラスチック素材から光学レンズを成形するプラスチック成形装置等、その他の成形装置にも本発明を適用することが可能である。
【０１２３】
また、第１乃至第５の実施形態においては、赤外線ランプユニットの数が、６個又は３個の場合を例に説明したが、赤外線ランプユニットの数は、その他の数であっても構わない。
【０１２４】
また、第１乃至第５の実施形態においては、赤外線ランプとして、ハロゲンヒータを例に説明したが、ハロゲンヒータに限らず、炭素フィラメントを用いたカーボンランプヒータ等、その他のヒータを用いることも可能である。
【０１２５】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、成形装置等で、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる、成形装置等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【０１２６】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての、成形装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０          フレーム
１２          上プレス軸（上軸）
１４          下プレス軸（下軸）
１６          駆動部
１８          上部金型
２０          下部金型
２２          上スペーサ
２４          下スペーサ
２６          上フランジ
２８          下フランジ
３０          石英壁
３２          加熱部
４６          制御部
５０          成形室
５２          供給管
５４          排出管
５６          真空ポンプ
６０ａ〜ｆ    赤外線ランプユニット
６２          反射ミラー
６４          第１の赤外線ランプ
６６          第２の赤外線ランプ
６８          第１の端子部
７０          第２の端子部
７２          石英管(透明管)
７４          フィラメント（発熱体）
７４ａ〜ｅ    フィラメント
７６          第１の領域
７８          第２の領域
８０          第３の領域
８８          第１の端子部
９０          第２の端子部
９２          石英管(透明管)
９４          フィラメント（発熱体）
９４ａ〜ｅ    フィラメント
９６          第１の領域
９８          第２の領域
９９          第３の領域
１００        ガラス成形装置（成形装置）
１６０        赤外線ランプ
１６８        第１の端子部
１７０        第２の端子部
１７２        石英管(透明管)
１７４        フィラメント（発熱体）
１７４ａ〜ｃ  フィラメント
１７６        第１の領域
１７８        第２の領域
１８０        第３の領域
２００        ガラス成形装置（成形装置）
２０１        チャンバー
２０２        搬送機構
２０３        上部金型
２０４        下部金型
２０６        加熱部
２０８ａ〜ｃ  赤外線ランプユニット
２０９        反射ミラー
２１０        ローダユニット
２２０        加熱ユニット
２３０        加圧ユニット
２４０        冷却ユニット
２５０        アンローダユニット
【図１】
2017178735.tif 000003
【図２】
2017178735.tif 000004
【図３】
2017178735.tif 000005
【図４】
2017178735.tif 000006
【図５】
2017178735.tif 000007
【図６】
2017178735.tif 000008
【図７】
2017178735.tif 000009
【図８】
2017178735.tif 000010
【図９】
2017178735.tif 000011
【図１０】
2017178735.tif 000012