(57)【要約】【課題】高温のワークの吸着に適した吸着パッドを提供する。【解決手段】吸着パッド３５は、ゴム管４１とワーク吸着部４２とからなり、エアの吸引口３３が開口したロボットアーム３１の先端に接続され、吸引口３３からのエア吸引によりレンズ２１の上面を吸着して保持する。ゴム管４１は、ロボットアーム３１の先端に根元側が接続され、吸引口３３に連通する吸引路３６が内部に菅ついして形成されており、可撓性を有する。ワーク吸着部４２は、ガラス転位点Ｔｇが１３０℃以上の耐熱性樹脂からなり、ゴム管４１の先端側に設けられ、吸引路３６に連通してレンズ２１の上面を吸着する吸着口４３を有するとともに、ゴム管４１よりも高い耐熱性を持つ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアの吸引口が開口した吸着ヘッドに接続され、吸引口からのエア吸引によりワークを吸着して保持する吸着パッドにおいて、
前記吸引口に連通して前記ワークを吸着する吸着口を有するとともに、ガラス転位点Ｔｇが１３０℃以上の耐熱性樹脂からなるワーク吸着部を備えることを特徴とする吸着パッド。
【請求項２】
前記吸着ヘッドに根元側が接続されるとともに、前記吸引口に連通する吸引路が内部に貫通して形成された可撓性を有する接続部を備え、
前記ワーク吸着部は前記接続部の先端側に設けられることを特徴とする請求項１記載の吸着パッド。
【請求項３】
前記ワーク吸着部がコネクタ部を介して前記接続部に分離自在に連結されていることを特徴とする請求項２記載の吸着パッド。
【請求項４】
前記ワーク吸着部がポリエーテルエーテルケトンを基材とするプラスチック材料製であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の吸着パッド。
【請求項５】
前記ワークが光学部品用素材または光学部品であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の吸着パッド。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の吸着パッドを備えた吸着ヘッドにより前記ワークを吸着保持して搬送することを特徴とする搬送装置。
【請求項７】
請求項６に記載の搬送装置により前記ワークを吸着保持して搬送することを特徴とする搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズや硝材等のワークを移動させるときに、ワークを吸着する吸着パッドに関し、さらに詳しくは、成形後のレンズを金型から取り出す吸着パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズや硝材等のワークを自動的に移動させるときには、ワークを吸着する吸着パッドが用いられる。吸着パッドはワークとの間のエアーを排気してワークを吸着するので、吸着時のワークとの密着性を高めるために、ワークと接触する吸着パッドの先端部分には、天然ゴムや、シリコンゴム、ポリウレタンゴムといったゴムが用いられている。
【０００３】
吸着パッドの先端に用いられるゴムは、その可撓性のためにワークを確実に吸着することには適しているが、吸着の強さやワークの温度等といった条件によっては、ワーク表面にゴムの成分が付着し、吸着痕が残ることがあった。このため、表面にゴムの成分の流出を防ぐコーティングを施すことで、吸着痕を残さないようにした吸着パッドが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−１８１９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガラスレンズの成形工程は、大別して、金型内の硝材をガラス転移点以上の温度まで過熱する加熱工程、加熱された硝材を金型でプレス成形するプレス工程、レンズの温度をガラス転移点以下まで徐々に冷却する徐冷工程、レンズや金型を常温付近まで短時間のうちに冷却する急冷工程からなる。
【０００５】
成形されたレンズは、ガラス転移点よりも低い温度に冷却されていれば、金型から取り出しても変形等の不具合を生じることはないが、レンズのガラス転移点以下の温度であっても、数百度にも上る温度のまま金型を空気中に暴露すれば、表面等が酸化されるなどして傷んでしまう。このため、上述のような急冷工程が設けられている。
【０００６】
しかし、急冷とはいえ、５００度程度にものぼるレンズのガラス転移点から常温程度までに冷却するためには相応の時間を要する。また、急冷工程で常温程度にまで金型が冷却されているために、次のレンズ成形の過熱工程に要する時間も多く、冷却と加熱の工程に要する時間がレンズ成形に要する時間の大半を占めている。このため、レンズ成形のタクトを短縮する方法として、レンズのガラス転移点以下の温度であるが、１００〜３００度程の高温のままで、成形されたレンズを金型から取り出すことが検討されている。
【０００７】
高温状態で金型からレンズを取り出すときにも、前述のような吸着パッドが用いることが考えられるが、従来の吸着パッドの先端に用いられるゴムは、極めて熱に弱く、数百度の温度で使用すれば、ゴムの成分が流出して吸着痕を残すどころか、ゴム自体が変質してしまったり、溶融してレンズ表面に付着してしまうなどの不都合が生じることが容易に想像される。このため、従来の吸着パッドを、レンズのガラス転移点程の温度で使用することは難しい。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、高温のワークの吸着に適した吸着パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸着パッドは、エアの吸引口が開口した吸着ヘッドに接続され、吸引口からのエア吸引によりワークを吸着して保持する吸着パッドであり、前記吸引口に連通して前記ワークを吸着する吸着口を有するとともに、ガラス転位点Ｔｇが１３０℃以上の耐熱性樹脂からなるワーク吸着部を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記吸着ヘッドに根元側が接続されるとともに、前記吸引口に連通する吸引路が内部に貫通して形成された可撓性を有する接続部を備え、前記ワーク吸着部は前記接続部の先端側に設けられることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ワーク吸着部がコネクタ部を介して前記接続部に分離自在に連結されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前記ワーク吸着部がポリエーテルエーテルケトンを基材とするプラスチック材料製であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ワークが光学部品用素材または光学部品であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の搬送装置は、上述の吸着パッドを備えた吸着ヘッドにより前記ワークを吸着保持して搬送することを特徴とする。
【００１５】
本発明の搬送方法は、上述の搬送装置により前記ワークを吸着保持して搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温のワークの吸着に適した吸着パッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１実施形態］
図１に示すように、レンズ成形装置１１は、成形室１２と、ワーク搬送部１３（搬送装置）とからなる。成形室１２には、上型１７と下型１８とからなる上下一対の金型１６が配置される。金型１６は、下型１８上に載置され、所定温度に加熱されたレンズ２１の材料（以下、プリフォームという）を、上下方向に移動自在に設けられた上型１７でプレスし、レンズ２１を成形する。プリフォームの加熱は、上型１７及び下型１８の周囲に設けられたヒーター２２によって行われる。
【００１８】
成形室１２には、窒素供給ライン２３から窒素ガスが充填される。これによりレンズ２１の成形は窒素雰囲気下で行われる。さらに、窒素供給ライン２３から供給される窒素ガスは、レンズ２１を成形した後に、金型１６内部に設けられた冷却路２４にも通され、成形後のレンズ２１及び金型１６を冷却する。
【００１９】
成形室１２の側面には開閉自在な窓２６が設けられており、プリフォームの搬入や成形後のレンズ２１の搬出は、窓２６を通して行われる。このため、窓２６は、後述するロボットアーム３１が出入り自在な十分な大きさに設けられている。窓２６を開閉する場合には、窓２６から外部の空気が成形室１２内に殆ど流入しないように成形室１２内には十分な窒素ガスが流入される。
【００２０】
この成形室１２内で行われるレンズ２１の成形は、加熱工程、プレス工程、徐冷工程の３工程からなる。加熱工程では、開かれた金型１６内にプリフォームが載置され、およそ５００度程度のガラス転移点以上の温度となるように、金型１６及びプリフォームが加熱される。プレス工程では、ガラス転移点以上に熱せられた下型１８上のプリフォームを、上型１７を下降させてプレスし、レンズ２１の形状に成形する。徐冷工程では、ヒーター２２による加熱を停止し、冷却路２４等に窒素ガスを流して、金型１６を閉じたまま、常温と比較すれば高温だが、レンズ２１のガラス転移点よりは低い温度に、レンズ２１及び金型１６を徐冷する。そして、レンズ成形装置１１は、レンズ２１及び金型１６が徐冷されると、レンズ２１や金型１６を常温程度に冷却することなく金型１６が開かれ、成形後のレンズ２１の取り出しが行う。
【００２１】
このように、常時高温を保つ成形室１２内へのプリフォームの搬入や、成形室１２からのレンズ２１の搬出は、ワーク搬送部１３によって行われる。ワーク搬送部１３は、ロボットアーム３１（吸着ヘッド）、吸着ポンプ３２、吸着パッド３５等から構成される。
【００２２】
ロボットアーム３１は、上下左右に移動自在に設けられており、プリフォームを載置するヤトイ、成形後のレンズ２１を載置するヤトイ、及び成形室１２を自在に移動する。また、ロボットアーム３１は、先端にエアの吸引口が設けられた吸着ヘッドとなっており、この吸引口には、プリフォームや成形後のレンズ２１を先端に吸着する吸着パッド３５が取り付けられている。
【００２３】
吸着ポンプ３２は、ロボットアーム３１と吸着パッド３５を貫通して設けられた吸引路３６（図２参照）を通して、吸着パッド３５と吸着するレンズ２１等との間のエアを吸引し、吸着パッド３５の先端にレンズ２１等を吸着させる。
【００２４】
図２に示すように、ロボットアーム３１の先端付近には、エアの吸引口３３が開口した雄ネジ部３７が設けられている。雄ネジ部３７は、ロボットアーム３１の下面側に突出して設けられており、吸着パッド３５が取り付けられる。また、ロボットアーム３１には、雄ネジ部３７の中心を貫通するように吸引路３６が吸引口３３に連通して設けられており、この吸引路３６には前述の吸着ポンプ３２が接続される。
【００２５】
吸着パッド３５は、ゴム管４１（接続部）とワーク吸着部４２とからなる。ゴム管４１は、常温程度のワークを吸着するときに使用される従来のゴム製吸着パッドであり、先端側は薄く傘状に広がる形状となっている。一方、ゴム管４１の根元側には、ロボットアーム３１の雄ネジ部３７と螺合する雌ネジ部４６が設けられている。また、ゴム管４１には、中心を貫くように貫通孔４７が設けられており、雌ネジ部４６を雄ネジ部３７に螺合させると、貫通孔４７が吸引路３６に連結される。また、ゴム管４１はシリコンゴムからなるために、可撓性があり、ゴム管４１に外力が加われば、その外力に応じて自在に撓む。
【００２６】
ワーク吸着部４２は、ゴム管４１の先端側に設けられ、吸着パッド３５が金型１６からレンズ２１を取り出すときに、レンズ２１に接触し、その上面を吸着する吸着口４３が設けられている。ワーク吸着部４２の上端は、レンズ２１に接触するワーク吸着部４２の下端側よりも細い首部４８となっている。この首部４８の径はゴム管４１の貫通孔４７の径よりも若干大きく設けられており、ワーク吸着部４２は、首部４８をゴム管４１の貫通孔４７に圧入されることによりゴム管４１に接続される。また、ワーク吸着部４２には、ゴム管４１と同様に、ゴム管４１に接続されたときに吸引路３６となる貫通孔４９が中心を貫くように設けられている。一方、ワーク吸着部４２の下端側は、概ねゴム管４１の径と略同じ径となっているが、ワーク吸着部４２が成形後のレンズ２１と接触する面積ができるだけ少なくなるように、レンズ２１と接触する最下端側に向けて先細り形状に加工されている。
【００２７】
また、ワーク吸着部４２は、一様なポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなり、ゴム管４１よりも高い耐熱性を有する。ポリエーテルエーテルケトンは、ガラス転移点Ｔｇが１４４度、融点Ｔｍが３５０度の耐熱性樹脂材料である。また、ポリエーテルエーテルケトンは、硬すぎず、成形後に形状の加工が容易な樹脂材料であるから、ワーク吸着部４２の下端の形状は、吸着するレンズ２１やプリフォームの形状に応じて容易に加工される。
【００２８】
上述のように構成される吸着パッド３５は、ガラス転移点近傍の温度（硝材によるが、例えば、１００〜３００度程度）のレンズ２１を吸着しても、レンズ２１に接触するワーク吸着部４２が熔融してしまったり、元の形状に戻らないような変形をしてしまったりすることはない。また、吸着パッド３５がレンズ２１を吸着するときには、レンズ２１の表面にはワーク吸着部４２だけが接触するので、ゴム管４１の樹脂成分が溶出することもない。このため、吸着パッド３５は、吸着痕を残すこともなく、高温のレンズ２１を金型１６から取り出すことができる。また、ワーク吸着部４２に用いるポリエーテルエーテルケトンは、硬すぎず、成形後に形状の加工が容易な樹脂材料であるために、ワーク吸着部４２の下端の形状は、吸着するレンズ２１やプリフォームの形状に応じて容易に加工することができる。
【００２９】
さらに、吸着パッド３５は、ゴム管４１を介してワーク吸着部４２をロボットアーム３１に接続するので、図３（Ａ）に示すように、金型１６を開いたときにレンズ２１が傾斜してしまった場合など、吸着するレンズ２１等の位置や姿勢が所定のものでない場合にも、ゴム管４１が撓み、ワーク吸着部４２の位置や向きを変化させる。このため、吸着パッド３５は、所定の位置や姿勢から多少ずれたレンズ２１等にもワーク吸着部４２を密着させ、確実に吸着する。
【００３０】
また、図３（Ｂ）に示すように、吸着パッド３５は、ゴム管４１を介してワーク吸着部４２をロボットアーム３１に接続するので、位置や姿勢が所定のものであるレンズ２１を吸着するときにも、ゴム管４１が撓み、ゴム管４１に比べれば比較的硬いワーク吸着部４２がレンズ２１へ接触するときに衝撃を和らげ、レンズ２１を傷つけてしまったり、変形させてしまったりすることを防ぐ。
【００３１】
さらに、吸着パッド３５のゴム管４１には、従来のゴム製吸着パッドを流用するから、既に利用しているゴム製吸着パッドの寸法に合わせてワーク吸着部４２をつくり、取り付けるだけで、従来のゴム製吸着パッドを、容易にかつ安価に、ガラス転移点近傍の高温のレンズ２１の取り出しに適した吸着パッド３５とすることができる。
【００３２】
なお、上述の実施形態では、吸着パッド３５はワーク吸着部４２に用いるプラスチック材料として最も好ましいポリエーテルエーテルケトンを用いるが、これに限らず、他の耐熱性樹脂材料を用いても良い。吸着パッド３５に用いる耐熱性樹脂材料としては、吸着する高温のレンズ２１のガラス転移点近傍の温度域で溶融したり、変形したりしない耐熱性樹脂材料であれば良く、例えば、ガラス転移点Ｔｇが１３０度以上の結晶性の材料であることが好ましい。また、融点Ｔｍは、レンズ２１の取り出し温度以上の温度（例えば、３００度以上）であることが好ましい。
【００３３】
さらに、ポリエーテルエーテルケトンは結晶性の耐熱性樹脂材料であるが、吸着パッド３５に用いる耐熱性樹脂材料はこれに限らず、非晶性の耐熱性樹脂材料を用いても良い。吸着パッド３５に用いる非晶性の耐熱性樹脂材料としては、ガラス転移点Ｔｇが１３０度よりも大きいものを用いることが好ましい。例えば、ポリカーボネート、ポリスルホン、Ｕ−ポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ホリアミドイミド、エコノール等を吸着パッド３５に好適に用いることができる。
【００３４】
また、耐熱性樹脂が結晶性であるか、非晶性でるかを問わず、上述の耐熱性樹脂は、ガラス繊維を混入させ、純粋な材料よりも熱変形温度がより高くなるように、強化された耐熱性樹脂を吸着パッド３５に用いることが好ましい。
【００３５】
なお、上述の第１実施形態では、ワーク吸着部４２に用いる耐熱性樹脂材料としてポリエーテルエーテルケトンを用いるが、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱性樹脂材料は、従来のゴム製吸着パッドに用いられるゴム材料と比較して高価な材料であるため、利用する体積を小さくして吸着パッド３５を安価に製造できるようにすることが好ましい。このため、耐熱性樹脂材料の使用体積を軽減する例を以下に第２実施形態として説明する。
【００３６】
［第２実施形態］
図４に示すように、吸着パッド５１は、ワーク吸着部５２、コネクタ５３、ゴム管４１からなる。ワーク吸着部５２は、ポリエーテルエーテルケトンからなり、円環状に設けられており、コネクタ５３の先端に分離自在に連結される。このワーク吸着部５２の下端は、レンズ２１に接触する面積をできるだけ小さくするように先細り形状に加工されている。コネクタ５３は、真鍮等の安価な金属材料からなり、下面にはワーク吸着部５２を嵌め込む溝が設けられている。コネクタ５３の形状は、ワーク吸着部５２が嵌め込まれた時に、前述の第１実施形態のワーク吸着部４２と同様の形状になる。また、ゴム管４１には、第１実施形態と同様に、従来のゴム製吸着パッドを用いる。
【００３７】
このように、レンズ２１に直接接触する僅かな部分だけにポリエーテルエーテルケトンを使用すれば、吸着パッドをより安価に製造することができる。また、成形するレンズ２１の形状に応じてワーク吸着部４２下端の先細り形状を変えた交換用のワーク吸着部をも安価に用意することができ、製造するレンズ２１の形状が変わった場合にも容易に対応することができる。
【００３８】
なお、上述の第１，第２実施形態では、従来のゴム製吸着パッドをゴム管４１として用い、ワーク吸着部４２を圧入して吸着パッドとするが、これに限らず、ゴム管４１に従来のゴム製吸着パッド以外のゴム管を用いても良い。また、ゴム管４１の材料もゴムに限らず、可撓性の材料であれば良く、可撓性で耐熱性が高い材料を用いることが好ましい。
【００３９】
なお、吸着パッドの形状は、上述の実施形態に示す形状になっていることに限らず、吸着するレンズ２１等の形状に応じて任意の形状として良い。例えば、上述の実施形態ではレンズ２１と接触する下端側が先細り形状となっている例を説明したが、これに限らず、従来のゴム製吸着パッドの形状と同様に、断面を見たときにレンズ２１等に接触する下端側がハの字状に広がるように、吸着パッドの下端側を傘状に設けても良い。
【００４０】
なお、上述の実施形態では、ポリエーテルエーテルケトンからなるワーク吸着部４２をゴム管４１やコネクタ５３を介してロボットアーム３１に接続するが、これに限らず、ワーク吸着部４２をロボットアーム３１に直接接続するように形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】レンズ成形装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】吸着パッドの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】吸着パッドの作用を示す説明図である。
【図４】第２実施形態の吸着パッドの構成を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  レンズ成形装置
１２  成形室
１３  ワーク搬送部（搬送装置）
１６  金型
１７  上型
１８  下型
２１  レンズ
２２  ヒーター
２３  窒素供給ライン
２４  冷却路
２６  窓
３１  ロボットアーム（吸着ヘッド）
３２  吸着ポンプ
３３  吸引口
３５，５１  吸着パッド
３６  吸引路
３７  雄ネジ部
４１  ゴム管（接続部）
４２，５２  ワーク吸着部
４３  吸着口
４６  雌ネジ部
４７，４９  貫通孔
４８  首部
５３  コネクタ
【図１】
2009241182.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009241182.tif 000005
【図４】
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