(57)【要約】【課題】成形品を成形型から短時間でかつ確実に離型する。【解決手段】レンズ成形品４６は、光学ガラス素材を軟化するまで加熱してプレス成形を行うことで作られる。プレス成形後の成形型は、離型工程に送られる。離型工程には、上型にレンズ成形品４６が付着しているか否かを検査する検査機構と、対向配置された一対の爪５１，５２を水平方向に移動する爪移動機構５３とが配されている。付着している場合には、一対の爪５１，５２を互いが接近する方向に移動させ、爪５１，５２の先端を上型３５とレンズ成形品４６との間の隙間に差し込むとともに、差し込んだときに型移動機構５０が上型３５を上方に移動して、レンズ成形品４６を上型３５から離型する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形面を対向する姿勢で配した一対の成形用型を用いて成形品を成形した後に、前記成形用型を離反方向に移動して、前記成形用型の一方から成形品を離型する成形品の離型装置において、
対向して配されており前記離反方向に対して直交する方向に移動自在な一対の爪と、
前記一対の爪を、成形品とその成形品が付着する一方の成形用型との間に差し込む差込み位置と、これら差込み位置から退避する退避位置との間で同期して移動させる爪移動手段と、
前記爪移動手段が前記一対の爪を差込み位置に移動したときに、前記一方の成形用型を前記一対の爪から離す方向に移動させる型移動手段と、
を備えたことを特徴とする成形品の離型装置。
【請求項２】
前記一方の成形用型には、前記成形面の外縁に、前記一対の爪を誘い込むためのテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１記載の成形品の離型装置。
【請求項３】
前記成形品が前記成形用型に付着しているか否かを検査する検査機構と、
前記成形品が前記成形用型に付着している場合に前記爪移動手段と前記型移動手段とを動作させる制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の成形品の離型装置。
【請求項４】
成形面を対向する姿勢で配した一対の成形用型を用いて成形品を成形した後に、前記成形用型を離反方向に移動して、前記成形用型の一方から成形品を離型する成形品の離型方法において、
対向配置した一対の爪を前記離反方向に対して直交する方向に移動して前記成形品とその成形品が付着する一方の成形用型との間の差込み位置に差し込むとともに、
前記一対の爪を差込み位置に移動したとき又はその前後のタイミングで、前記一方の成形用型を前記一対の爪から離す方向に移動させて成形品を離型することを特徴とする成形品の離型方法。
【請求項５】
前記成形品が前記成形用型に付着しているか否かを検査し、その結果、前記成形用型に前記成形品が付着している場合に、成形品を離型することを特徴とする請求項４記載の成形品の離型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品を型から取り出す成形品の離型方法、及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学部品として、例えばガラスレンズの製造には、研磨などにより作る方式の他に、プレス成形により作る方法がある。プレス成形用の装置は、大別して成形型と、プレス機構とからなる。成形型は、上型、下型、及び胴型とから構成される。上型、及び下型には、それぞれ対向する面に所定の曲面形状となった成形面が形成されている。通常は、胴型に下型を組み付け、上型は胴型にガイドされて、下型に対して近接・離反する方向に変位するように構成されている。プレス機構は、上部加圧部材と下部加圧部材とからなる。
【０００３】
レンズ成形を行うに当っては、上型が下型から離反した状態で、下型の成形面上に光学ガラス素材を載置し、加熱手段で加熱することにより光学ガラス素材を軟化させて、上型及び下型を胴型にガイドさせるようにして相互に近接させて、両成形面間で光学ガラス素材を挾持し、これら上型及び下型をプレス手段の上部加圧部材と下部加圧部材とで上下から加圧する。これにより、光学ガラス素材は、上型及び下型の成形面の形状が転写されて、レンズ成形品として型から取り出される。
【０００４】
ところで、上記のレンズ成形では、光学ガラス素材をプレス成形した後、レンズ成形品を成形型から離型させるのに、レンズ成形品を下型から取り出すようにしているが、中には上型にレンズ成形品が強固に付着し取り出せないという不都合があった。
【０００５】
そこで、従来、上型と下型とに温度差を設け、レンズ成形品が成形型の温度まで冷却した後に離型して、高い温度に設定した一方の成形型に常にレンズ成形品が付着するようにしたプレスレンズの成形方法が知られている（特許文献１）。この成形方法では、成形型間に温度差があるため、前記一方の成形型の成形面近傍のガラスの収縮が低い温度の成形型の成形面近傍のガラスよりも遅れ、このため、レンズ成形品には凹状の僅かな反りが発生し、その結果、前記一方の成形型の成形面とレンズ成形品との間に真空状態の間隙が作られて離型しにくくなり、よって、常に前記一方の成形型にレンズ成形品が付着する。その後は、前記一方の成形型を他方の成形型から離す離反方向に移動してレンズ成形品を、固定の離型部材、あるいはレンズ載置台の縁部に当接させて離型している。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−７０１５４号公報（明細書段落［０００７］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した方法では、成形型を離反方向に移動してレンズ成形品の外周を、その成形型の外に予め固定配置している離型部材やレンズ載置台の縁部に押し当てる方法であるため、離型対象の成形型よりもレンズ成形品の外周が飛び出していないと離型できない欠点があった。
【０００８】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであって、成形用型に対して輪郭外形が飛び出していない成形品でも確実に離型できるように工夫した成形品の離型方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、爪移動手段で対向配置した一対の爪を成形用型の離反方向に対して直交する方向に移動して、成形品とその成形品が付着する一方の成形用型との間に差し込むとともに、一対の爪が差込み位置に移動したとき、又はこれの前・後で型移動手段が一方の成形用型を前記一対の爪から離す方向に移動させるようにしたものである。
【００１０】
成型品としては、ガラスやプラスチック材料を用いて金型成形により作るものであればいずれでもよい。成型品として光学レンズを作る場合には、ガラス素材を加熱により軟化してプレス成形する。成形用型は、離反方向が上下になる上・下型、又は左右になる左・右型を用いることができる。
【００１１】
成形品と成形用型との間の隙間に一対の爪を差し込み易くするために、一方の成形用型の成形面の外縁にテーパ面を形成するのが好適である。このテーパ面は全周であってもよいし、一対の爪が差し込まれる部分を含む範囲のみに設けてもよい。
【００１２】
一般的に、一対の成形用型のうちのいずれか一方に付着するようにしておいて、一方の成形用型から成型品を取り出している。しかし、成形品が他方の成形用型に付着した場合、この付着が頑固になるため、離型するのが難しい。本発明は、そのどちらにでも採用することができる。
【００１３】
成形品を他方の成形用型から取り出す場合、他方の成形用型に付着しているか否かを調べることが必要になる。この場合には、付着の有無を検査する検査機構と、成形品が成形用型に付着している場合に爪移動手段と型移動手段とを連動して動作させる制御手段と、を備えればよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、対向配置した一対の爪を成形品と成形用型との間に差し込むとともに、一対の爪を差し込んだときにその成形用型を一対の爪から離す方向に移動させるので、成形用型に対して輪郭外形が飛び出していない成形品でも確実に離型をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を採用した成形装置１０は、図１に示すように、成形型を搬送ライン１１により各工程に順に搬送してプレスレンズの成形を連続的に行う。搬送ライン１１は、複数の搬送プレート１２を一列に無限循環式に搬送する。各搬送プレート１２には、１つの成形型１３がそれぞれ位置決め保持されている。搬送ライン１１には、供給部１４、成形部１５、及び、成形品取出し部１６が設けられている。これら供給部１４、成形部１５、及び、成形品取出し部１６に搬送プレート１２を介して成形型１３を順に搬送して、レンズ成形品を連続的に作る。
【００１６】
成形型１３は、上型、下型、及び、胴型（スリーブ）からなるプレス成形用の金型であり、上型が垂直方向に移動してプレスを行う。供給部１４は、供給工程２０に搬送される搬送プレート１２の成形型１３に、光学ガラス素材１７をハンドリング手段１８により供給する。成形部１５は、加熱・プレス・徐冷・急冷との４工程１９〜２２からなり、これらの工程１９〜２２に順に成形型１３を搬送することで成形型１３に形成した成形面を光学ガラス素材１７に転写する。
【００１７】
成形品取出し部１６は、第１〜第３離型工程２３〜２５からなる。第１〜第３離型工程２３〜２５は、搬送ライン１１とは別のラインに配されており、搬送ライン１１の成形部１５の後に設けた搬出工程２６から搬送プレート１２が第１離型工程２３に送られる。
【００１８】
第１離型工程２３には、第１検査機構２７と第１取出し機構２８が設けられている。第１検査機構２７は、上型を胴型から外して、レンズ成形品が上型に対して離型しているか否かを検査する。離型している場合には、第１取出し機構２８が作動して下型からレンズ成形品を取り出す。第１取出し機構２８は、ハンドリング手段を構成しており、例えばロボットハンドの先端に設けた吸着パッドにより真空吸着して取り出す。レンズ成形品を取り出した空の成形型１３は、上型をセットした状態で第２離型工程２４に送られた後に、搬送ライン１１に戻される。そして、第１検査機構２７での検査で、離型していないと判定されたものは、上型と一緒に第２離型工程２４に送られる。
【００１９】
第２離型工程２４には、第２取出し機構２９、及び、第２検査機構３０が設けられている。第２取出し機構２９は、上型に付着しているレンズ成形品をハンドリング手段、例えば第１離型工程２３に配したロボットハンドと同じ機構のものであり、吸着パッドを上向きに反転して上型に付着しているレンズ成形品を真空吸着して取り外す。この取外し動作後に、第２検査機構３０が作動して上型からレンズ成形品が離型したか否かを検査する。この検査機構３０は、ハンドリング手段に設けた非接触式のセンサ、例えば光電センサなどでレンズ成形品が吸着パッドに吸着されているか否かを検査する。吸着したことを確認した場合には、上型をセットした状態で成形型１３を搬送ライン１１に戻す。一方、未だ吸着していないことを確認した場合には、上型とともに成形型１３を第３離型工程２５に搬送する。
【００２０】
第３離型工程２５には、爪差込み機構３１が設けられている。爪差込み機構３１は、一対の爪を上型とレンズ成形品との間に差し込んでレンズ成形品を上型から離型する。一対の爪は対向配置されており、差し込む方向は水平方向となっている。これにより、頑固に付着しているレンズ成形品でも確実に離型することができる。そして、空になった成形型１３は、第３離型工程２５から搬送ライン１１に戻される。第１〜第３離型工程２３〜２５で取り出されるレンズ成形品は、集積部３２に集積される。
【００２１】
成形型１３は、図２に示すように、上型３５、下型３６、及び、胴型３７とからなる。下型３６は、大径部３４に小径部３８を連設した断面Ｔ字状になっており、小径部３８の先端に成形面３９が形成されている。胴型３７は、筒状の部材からなり、その内面は下型３６の小径部３８に嵌合する径になっている。また、上型３５は、大径部４０に小径部４１を連設した断面Ｔ字状になっており、小径部４１の先端に成形面４２が形成されている。上型３５は、小径部４１を下方に向けた姿勢で、胴型３７に対して上方から嵌合し、胴型３７のガイドにより昇降自在になっている。
【００２２】
供給工程２０では、上型３５を胴型３７から外して光学ガラス素材１７を供給する。このとき、上型３５は、供給工程２０に配した型移動機構４３が作動して上方の退避位置に移動される。光学ガラス素材１７は、ハンドリング手段１８により下型３６の成形面３９の上の略中心に位置決めしてセットされる。その後、再び、型移動機構４３が作動して上型３５が組み付けられる。このとき、上型３５は、成形面４２が光学ガラス素材１７に接触しない位置に保持される。このような状態で成形型１３は、搬送プレート１２により成形部１５に搬送される。
【００２３】
加熱工程１９には、加熱手段が設けられている。加熱手段は、光学ガラス素材１７を軟化するまで加熱する。加熱手段としては、例えば高周波加熱、又は赤外線ランプや反射ミラーを用いたガラス加熱などを用いることができる。プレス工程では、図３に示すように、加熱下で加圧部材４５により上型３５を所定量だけ下降して加圧してプレスを行う。これにより、上・下型３５，３６の成形面３９，４２が光学ガラス素材１７に転写されてレンズ成形品４６が成型される。
【００２４】
ここで、レンズ成形品４６は、図４に示すように、有効口径部４７と、この有効口径部４７の外周部に配されるフランジ部４８とからなる形状になっている。なお、フランジ部４８は、上型３５及び下型３６に接触する面が、レンズ成形品４６の光軸に直交する基準面として成形され、また、外周面は胴型３７の内面により成形される。この場合、光学ガラス素材１７の体積（重量）にバラツキがあるので、このバラツキを吸収するために、胴型３７の内面と上・下型３５，３６の成形面４２，３９で形成される成形空間の全体にガラスが充満するまでは押圧せず、図３に示すように、フランジ部４８の肩部分４８ａには僅かな未転写部分を残すように成形する。
【００２５】
徐冷工程では、徐冷用ヒーターにより成形型１３の温度を徐々に下げる徐冷を行う。成形型１３は、そのまま冷却工程に送られて急冷され、その後、搬出工程２６を介して第１離型工程２３に送られる。ここで、成形装置１０では、レンズ成形品４６を下型３６から取り出すのが基準になっている。しかし、レンズ成形品４６が上型３５に付着することがある。そこで、第１離型工程２３では、図５に示すように、第１検査機構２７が、上型３５を胴型３７から外し、その後に、検出手段２７ａから得られる情報に基づいて上型３５の高さ寸法Ａを測定して、レンズ成形品４６が上型３５に付着しているか否かを検査する。
【００２６】
第３離型工程２５には、第２離型工程２４に配した吸着パッドでの真空吸着を利用してもレンズ成形品４６を上型３５から取り出せなかった成形型１３が搬送されてくる。この第３離型工程２５に配置した爪差込み機構３１は、図６に示すように、型移動機構５０、一対の爪５１，５２、爪移動機構５３、及び、制御部５４などで構成されている。型移動機構５０は、上型３５を胴型３７から外した状態でハンドリングして所定位置に位置決め保持している。この位置が一対の爪５１，５２を差し込むセット位置になる。一対の爪５１，５２は、対向配置されており、それぞれ水平方向に直進移動自在になっている。
【００２７】
上型３５がセット位置にセットされると、一対の爪５１，５２は、爪移動機構５３から得られる単一の駆動を利用して退避位置から互いが接近する差込み位置に向けて同期して移動する。爪５１，５２は、レンズ成形品４６に傷を付けないように、弾性を有するプラスチック材料で作られており、また、上型３５とレンズ成形品４６との間の隙間に入り込むように、先端が尖ったクサビ形状に作られている。これにより、一対の爪５１，５２の先端は、上型３５の成形面４２とレンズ成形品４６との間の隙間に差し込まれる。爪５１，５２は、先端が細く尖り、これから徐々に厚みを増していく断面形状になっているため、爪が差し込まれることで、レンズ成形品４６に対してフランジ部４８の外周から引き剥がす離型力を与える。
【００２８】
ところで、一対の爪５１，５２が前記隙間に入り込み易くなるように、上型３５の小径部４１の先端に、誘い用のテーパ面５５を形成するのが好適である。また、前述したように、光学ガラス素材１７のバラツキを吸収するためのフランジ部４８の肩部分４８ａの未転写部分に丸み部５６が形成されていると好適である。さらに、フランジ部４８の外周全面が丸み面になるようにレンズ成形品４６を成型しても隙間ができるので好適である。このようにすることで、一対の爪５１，５２の先端は、弾性変形しながら上型３５とレンズ成形品４６との隙間に案内される。
【００２９】
型移動機構５０は、爪移動機構５３の動作に連動して上型３５を一対の爪５１，５２から離す方向に移動させる。このタイミングは、一対の爪５１，５２が前記差込み位置に到達するのと略同時又はその前・後のタイミングになっている。これにより、一対の爪５１，５２の差し込みによる離型力に加えて、一対の爪５１，５２で押さえた状態で上型３５を離反方向に反す離型力が加わるため、レンズ成形品４６を確実に離型することができる。なお、上型３５を一対の爪から離す方向に移動させながら、成形面４２の中心を通る軸を中心に僅かに回転させてさらに強く離型させるようにしてもよい。
【００３０】
制御部５４は、爪移動機構５３と型移動機構５０とを統括的に制御されており、レンズ成形品４６が上型３５に付着している旨の信号を前の工程に配した検査機構から受け取った場合に、爪移動機構５３と型移動機構５０とを連動して動作するように制御する。
【００３１】
爪移動機構５３が爪５１，５２を差込み位置に移動する量としては、図７に示すように、爪５１，５２の先端５１ａ，５２ａがレンズ成形品４６の有効口径部、すなわち有効光学面６０に当たらない移動量に設定するのが望ましい。
【００３２】
レンズ成形品４６は、吸着パッドで真空吸着されて、ロボットによるハンドリングによって集積部に移載される。なお、ロボットハンドの先端に設けた吸着パッドによりレンズ成形品４６を下方から真空吸着し、この状態で、一対の爪５１，５２を差し込むと同時に上型３５を爪５１，５２から離す方向に移動させるようにしてもよい。
【００３３】
なお、本発明の成型品の離型方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３４】
また、上記実施形態では、第２離型工程２４で真空吸着を１回トライして成形品の取り出しができない場合に、爪差込み機構３１を使用して離型をしているが、本発明ではこれに限らず、真空吸着を２回以上トライした後に離型できない場合に爪差込み機構３１を使用してもよいし、最初から爪差込み機構３１を用いてもよい。また、上記実施形態では、作業を複数に分割した離型工程２３〜２５で離型をしているが、１つの工程で離型を行うようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、両面凸のレンズになっているレンズ成形品４６を成形しているが、方面凸や両面凹のレンズなどを成形してもよい。また、上記実施形態では、上型３５からレンズ成形品４６を離型するようにしているが、本発明ではこれに限らず、レンズ成形品４６が下型３６に付着する場合には、一対の爪を下型とレンズ成型品との間の隙間に差し込むとともに、下型３６を一対の爪から離す方向（下方向）に移動して下型３６から離型するように構成してもよい。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、予め溶融固化したガラス材料の必要量を切断し、砂ずり等の方法により重量調整を施したガラス小塊（光学ガラス素材）をプレス成形するリヒートプレス法によるプレス成形に本発明を採用しているが、本発明ではこれに限らす、溶融ガラス流出オリフィスより流出もしくは押出される溶融ガラス流の必要量を切断刃により切断し、これを形成用型内に直接落下させるか、又はシュートにより投入してプレス成形を行うダイレクトプレス法に本発明を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
上記実施形態では、成形品をプレス成型により成形した光学レンズとして説明しているが、本発明ではこれに限らず、本発明は、金型成型により作られる成形品であれば、いずれにも適用することができる。また、成形品の材料としては、ガラスに限らず、プラスチック材料を用いたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を採用したレンズ成形装置の概略を示す説明図である。
【図２】供給工程での作業を完了した成形型を示す断面図である。
【図３】プレス成形を完了したときの成形型を示す断面図である。
【図４】レンズ成形品を示す側面図である。
【図５】第１検査機構の概略を示す説明図である。
【図６】爪差込み機構の概略を示す説明図である。
【図７】爪の差込み量を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  成形装置
１１  搬送ライン
１２  搬送プレート
１３  成形型
１７  光学ガラス素材
３５  上型
３６  下型
３７  胴型
３９，４２  成形面
４６  レンズ成形品
５１，５２  爪
【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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