(57)【要約】【課題】加熱炉による熱効率を良くして均熱化を図る。【解決手段】光学素子の製造装置１０は、トンネル状の複数の加熱炉１２，１４，１６が配置され、この加熱炉１２，１４，１６内を一対の上型４２及び下型４４間にガラス素材３８が配置された型セット４０を順次搬送させて加熱し、加熱炉１２，１４，１６内での加圧成形により光学素子を製造するものである。そして、加熱炉１２，１４，１６の開口部として搬入口２１と搬出口２３のみを有し、この搬入口２１及び搬出口２３を通過して型セット４０を移動させるプッシャ２８を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル状の加熱炉が配置され、該加熱炉内を一対の型間に成形素材が配置された型セットを順次搬送させて加熱し、前記加熱炉内での加圧成形により光学素子を製造する光学素子の製造装置において、
前記加熱炉の開口部として搬入口と搬出口のみを有し、該搬入口及び排出口を通過して前記型セットを移動させる搬送手段を備える
ことを特徴とする光学素子の製造装置。
【請求項２】
前記加熱炉内に不活性ガスを充填するガス充填手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１記載の光学素子の製造装置。
【請求項３】
前記搬送手段によって移動可能で、前記搬入口と前記搬出口を塞ぐ遮蔽部材を備えている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の製造装置。
【請求項４】
前記加熱炉における搬送方向の最上流側の前記搬入口と搬送方向の最下流側の前記搬出口とに、夫々外気の浸入を遮断するための外気遮断室を備えている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造装置。
【請求項５】
前記外気遮断室よりも前記加熱炉の方がガス圧が高く設定されている
ことを特徴とする請求項４に記載の光学素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル状の加熱炉内で成形素材を搬送させて加熱し加圧成形して光学素子を製造する光学素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、対向する一対の成形型の間にガラス素材を配置して組み立てた型セットを、加熱エリア内を搬送させることでガラス素材を加熱して軟化させ、加圧成形によりガラス成形品を製造する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
これらの従来技術では、複数に区画された加熱エリアの間で型セットを順次円滑に搬送させるために、加熱エリアの区画壁と型セットを搬送する搬送部と、の間に開口部が形成されている。
【特許文献１】特開昭６３−１３９０１９号公報
【特許文献２】特開平  １−１５７４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、加熱エリアと搬送部との間に形成された開口部があるために、加熱エリアにおける熱効率が悪くなり該加熱エリアを均熱化するのが困難であった。また、各加熱エリア間に可動式の間仕切りを設けて型セットを搬送可能とする等、可動部が多くなるため、加熱エリアを簡素化することが困難であるという課題があった。
【０００５】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、複数配置された加熱炉による熱効率を良くして均熱化を図り得る光学素子の製造装置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】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
トンネル状の加熱炉が配置され、該加熱炉内を一対の型間に成形素材が配置された型セットを順次搬送させて加熱し、前記加熱炉内での加圧成形により光学素子を製造する光学素子の製造装置において、
前記加熱炉の開口部として搬入口と搬出口のみを有し、該搬入口及び排出口を通過して前記型セットを移動させる搬送手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の光学素子の製造装置において、
前記加熱炉内に不活性ガスを充填するガス充填手段をさらに備えることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学素子の製造装置において、
前記搬送手段によって移動可能で、前記搬入口と前記搬出口を塞ぐ遮蔽部材を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造装置において、
前記加熱炉における搬送方向の最上流側の前記搬入口と搬送方向の最下流側の前記搬出口とに、夫々外気の浸入を遮断するための外気遮断室を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の光学素子の製造装置において、
前記外気遮断室よりも前記加熱炉の方がガス圧が高く設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、配置された加熱炉による熱効率を良くして均熱化を図ることができる。これにより、型セット内の成形素材を偏りのないように均一に加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態における光学素子の製造装置の概要を示す図である。
この製造装置１０は、型セット４０の搬送方向に沿って連なって配置された複数のトンネル状加熱炉としての予熱炉１２、加熱・プレス炉１４、冷却炉１６を有している。型セット４０には、成形素材としてのガラス素材３８が収容されている。また、これらのトンネル状加熱炉１２，１４，１６には、夫々開口部として搬送方向の上流側と下流側に搬入口２１と搬出口２３のみが設けられている（図２参照）。
【００１２】
すなわち、トンネル状加熱炉１２，１４，１６には、搬入口２１と搬出口２３以外には外部と連通する開口部を有していない。これにより、製造装置１０には可動式のシャッタ等の遮断設備が不要となるため装置の簡素化を図ることができる。
【００１３】
また、これら複数のトンネル状加熱炉１２，１４，１６における搬送方向の最上流側の予熱炉１２の搬入口２１には、外気の浸入を遮断するための外気遮断室１８が設けられている。同様に、複数のトンネル状加熱炉１２，１４，１６における搬送方向の最下流側の冷却炉１６の搬出口２３には、外気の浸入を遮断するための外気遮断室２０が設けられている。そして、この外気遮断室１８，２０にも夫々搬入口２１と搬出口２３が設けられている。
【００１４】
なお、本実施形態では、説明の便宜上から、トンネル状加熱炉として予熱炉１２、加熱・プレス炉１４、冷却炉１６を有する場合について説明するが、これらの炉数や種類などはこれに限らない。
【００１５】
型セット４０は、後述する遮蔽部材２６に載置等された状態で、搬送方向の上流側の外気遮断室１８の搬入口２１から搬入される。そして、順次複数のトンネル状加熱炉１２，１４，１６内を搬送され、搬送方向の下流側の外気遮断室２０の搬出口２３から搬出される。この型セット４０は、遮蔽部材２６に載置等された状態で、外気遮断室１８の搬入口２１側に設置された搬送手段としてのプッシャ２８により押圧されて所定のストロークごとに搬送される。
【００１６】
この型セット４０は、予熱炉１２で所定温度に加熱され、加熱・プレス炉１４で加熱・加圧された後、冷却炉１６で冷却され、搬送方向の下流側の外気遮断室２０の搬出口２３から搬出される。搬出された型セット４０は、分解されて製品としての光学素子（図示せず）が取り出される。
【００１７】
複数のトンネル状加熱炉１２，１４，１６と外気遮断室１８，２０には、夫々ガス充填手段としてのガス供給装置２２からホース２４１，２４２，２４３，２４４，２４５を介して窒素などの不活性ガスが供給されている。このとき、各トンネル状加熱炉１２，１４，１６における不活性ガスの圧力は異なっている。例えば、中央の加熱・プレス炉１４の不活性ガスの圧力は最も高く、加熱・プレス炉１４から遠くに離れるに従って不活性ガスの圧力は低圧になるように設定されている。
【００１８】
すなわち、加熱・プレス炉１４のガス圧は予熱炉１２と冷却炉１６のガス圧よりも高く、また、予熱炉１２と冷却炉１６のガス圧は外気遮断室１８，２０のガス圧よりも高い。ただし、最も低圧の外気遮断室１８，２０のガス圧は大気圧よりも高く設定されている。
【００１９】
これにより、各トンネル状加熱炉の搬入口２１と遮蔽部材２６及び搬出口２３と遮蔽部材２６間に多少の隙間が生じていたとしても、炉内の雰囲気は不活性ガスで満たされ、外部から大気が侵入するのを防止することができる。こうして、型セット４０やガラス素材３８等と酸素との接触が遮断され、ガラス素材３８等が酸化するのを防止することができる。
【００２０】
また、加熱・プレス炉１４にはシリンダ２９等のプレス機構が取り付けられている。
さらに、前述したように、型セット４０の搬送には遮蔽部材２６が用いられていて、この遮蔽部材２６は、プッシャ２８によって押圧されて間欠的に所定ストローク量移動される。これにより、型セット４０は、各トンネル状加熱炉１２，１４，１６の底面壁上をスムーズに摺動移動する。
【００２１】
図２は、トンネル状加熱炉の内部構造の詳細を示す断面正面図、図３は、その側面図である。ここでは、トンネル状加熱炉としての予熱炉１２を例として説明する。
なお、加熱・プレス炉１４、冷却炉１６も略同様の構造を有している。そして、これら予熱炉１２、加熱・プレス炉１４、冷却炉１６は各炉毎に独立して温度制御が可能となっている。
【００２２】
この予熱炉１２は、底面壁１２１、側面壁１２２、及び上面壁１２３を有し、これらの炉壁には、夫々底面加熱ヒータ３０１、側面加熱ヒータ３０２、及び上面加熱ヒータ３０３が内蔵されている。また、搬送方向の上流側と下流側には前述した搬入口２１と搬出口２３が設けられている。
【００２３】
なお、型セット４０を均等に加熱するためには、少なくとも底面壁１２１と側面壁１２２に加熱ヒータ３０１，３０２を設ける必要がある。底面壁１２１からの熱は、対流及び輻射で上方に移動するためである。
【００２４】
本実施形態では、炉内を確実に均熱化するため、上面壁１２３にも加熱ヒータ３０３を配置した。これにより、放熱も少ないため均一にしかも高効率で炉内雰囲気を加熱することができる。また、上面壁１２３には、不活性ガス導入用の導入口２５１が設けられている。この導入口２５１にホース２４１が挿入されている。
【００２５】
なお、不活性ガス導入用の導入口２５１や、加熱・プレス炉１４におけるシリンダ２９等を取り付ける取付口は、取付け後に気体が漏出しない程度に気密に形成されている。また、予熱炉１２の搬入口２１と搬出口２３は正面視矩形状に形成されていて、後述する遮蔽部材２６が通過するときに、その遮蔽部２６ｂとの間でほとんど隙間が生じないようになっている。
【００２６】
図４は、型セット４０の構成を示す断面正面図である。
型セット４０は、上型４２、下型４４、及びスリーブ４６を有している。上型４２及び下型４４は、スリーブ４６の内部で、それぞれの成形面が対向するようにスリーブ４６の両端側から嵌挿されている。上型４２は、スリーブ４６の軸方向に摺動可能となっている。また、上型４２の成形面と下型４４の成形面との間には、所定形状のガラス素材３８が配置されている。
【００２７】
本実施形態では、このガラス素材３８は球形状の市販の光学ガラスが用いられている。なお、ガラス素材３８の形状は球形状に限らず、例えばゴブ形状や円柱形状等でもよい。また、上型４２及び下型４４は、タングステンカーバイド（ＷＣ）等の超硬合金を研磨して仕上げられている。
【００２８】
図５（ａ）〜（ｃ）は、遮蔽部材２６の外観を示す図である。
遮蔽部材２６は、予熱炉１２等の搬入口２１及び搬出口２３を通過可能で、しかも気密状態を保持可能な大きさと形状に形成されている。この遮蔽部材２６は、プッシャ２８によって押圧されて間欠的に所定量移動される。
【００２９】
図５（ａ）は、型セット４０を載置して搬送する形式の遮蔽部材２６の外観を示している。
この遮蔽部材２６は、型セット４０を載置する載置部２６ａと、この載置部２６ａの搬送方向の始端側から略垂直に立設された遮蔽部２６ｂと、搬送方向の終端部から上方に起立する起立片２６ｃを有する。遮蔽部２６ｂは矩形状をなし、予熱炉１２等の搬入口２１及び搬出口２３を通過可能にやや小さめに形成されている。起立片２６ｃは、搬送途中で型セット４０が載置部２６ａから離脱しないようにするためのものである。
【００３０】
例えば、図２において、予熱炉１２内には２つの型セット４０、４０が搬入されている。このとき、予熱室１２の搬入口２１と搬出口２３は、遮蔽部材２６の遮蔽部２６ｂで塞がるようになっている。これにより、予熱炉１２内は外気と遮断された状態で型セット４０が効率的に加熱される。
【００３１】
この遮蔽部材２６の搬送方向の長さＬ（載置部２６ａの長さと遮蔽部２６ｂの厚さを加えた長さ）は、該遮蔽部材２６が炉内に搬送された状態でその遮蔽部２６ｂが各トンネル状加熱炉１２，１４，１６の搬入口２１と搬出口２３を塞ぐように設定されている。また、遮蔽部材２６は、プッシャ２８によって１回当りの１ストロークの長さ（Ｌ）ごとに搬送方向に移動される。すなわち、隣接する型セット４０、４０間の距離がプッシャ２８の１ストロークの長さに相当する。
【００３２】
図５（ｂ）も、型セット４０を載置して搬送する形式の遮蔽部材２６の外観を示している。
この遮蔽部材２６は、載置部２６ａに有底孔２６ｄが形成されている。この有底孔２６ｄに型セット４０が嵌入されて搬送されるようになっている。これにより、型セット４０を正確に位置決めした状態で搬送することができる。また、有底孔２６ｄを形成したために、底面からの熱が授受されやすくなり型セット４０の昇温時間を短縮することができる。
【００３３】
この遮蔽部材２６の搬送方向の長さＬも、該遮蔽部材２６が炉内に搬送された状態でその遮蔽部２６ｂが各トンネル状加熱炉１２，１４，１６の搬入口２１と搬出口２３を塞ぐように設定されている。
【００３４】
図５（ｃ）は、型セット４０を前後から挟持して搬送する形式の遮蔽部材２６の外観を示している。
この遮蔽部材２６は、遮蔽部２６ｂの前後部にＶ字溝２６ｅ、２６ｅが形成されている。型セット４０は、隣接する２つの遮蔽部材２６のＶ字溝２６ｅ、２６ｅ間に挟持されて搬送される。
【００３５】
この場合も、遮蔽部材２６の搬送方向の長さＬは、隣接する２つの遮蔽部材２６、２６間に型セット４０を挟持した状態で搬送したとき、各トンネル状加熱炉１２，１４，１６の搬入口２１と搬出口２３が遮蔽部材２６の遮蔽部２６ｂで塞がるように設定されている。
【００３６】
なお、以上の各遮蔽部材２６では、搬入口２１及び排出口２３を遮蔽する遮蔽部２６ｂを載置部２６ａ等と一体化した場合について説明したが、これに限らない。例えば、遮蔽部２６ｂを載置部２６ａ等と別体化して組み合わせて使用してもよい。
【００３７】
本実施形態によれば、各トンネル状加熱炉１２，１４，１６は、開口部として搬入口２１と搬出口２３のみを有し、型セット４０はプッシャ２８により押圧されて搬入口２１及び排出口２３を通過するようになっているので、各トンネル状加熱炉１２，１４，１６ごとに略均等に加熱されるので熱効率が良くなって均熱化を図ることができる。
【００３８】
これにより、型セット４０内のガラス素材３８は偏りなく均一に加熱される。このため、高精度な成形品を得ることができる。また、各トンネル状加熱炉１２，１４，１６間に可動式の間仕切り等を設ける必要がないので、装置を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態における光学素子の製造装置の概要を示す図である。
【図２】トンネル状加熱炉の内部構造の詳細を示す断面正面図である。
【図３】同上の断面側面図である。
【図４】型セットの構成を示す断面正面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ遮蔽部材の外観を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０      光学素子の製造装置
１２      予熱炉
１２１    底面壁
１２２    側面壁
１２３    上面壁
１４      加熱・プレス炉
１６      冷却炉
１８      外気遮断室
２０      外気遮断室
２１      搬入口
２２      ガス供給装置
２３      搬出口
２４１、２４２，２４３    ホース
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５    導入口
２６      遮蔽部材
２６ａ    載置部
２６ｂ    遮蔽部
２６ｃ    起立片
２６ｄ    有底孔
２６ｅ    V字溝
２８      プッシャ
２９      シリンダ
３０１    底面加熱ヒータ
３０２    側面加熱ヒータ
３０３    上面加熱ヒータ
３８      ガラス素材
４０      型セット
４２      上型
４４      下型
４６      スリーブ
【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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