(57)【要約】【課題】  ガラスプレス成形機において、レンズの形状精度を確保するには上型と下型間の平行度維持が重要である。従来の成形装置では、高温のチャンバ内に複雑な平行度維持装置が配設されていたが、コストアップとともに構成部品の熱膨張による平行度の狂いや部品寿命が短いなどの問題があった。【解決手段】  平行度維持装置６０を高温のチャンバ３の外部で、しかも、押圧力の反力を受けて歪む駆動部フレーム４６ではなく、これとは分離した駆動部ベース４５に配設することで熱の影響を排除できると同時に構造も簡単にでき、平行度の精度は確保しながら大幅なコストダウンが可能となる。【選択図】  図２
2009078957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に成形ブロックの加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージが配設されたガラスプレス成形機において、該ガラスプレス成形機は、メインフレームと、該メインフレーム上に配設されたチャンバと、該チャンバを包囲する駆動部ベースと、前記チャンバ内の加圧上ブロックを前後進させ成形ブロックを加圧する駆動部と、該駆動部が配設された駆動部フレームと、前記加圧上ブロックと駆動部を連結する連結ロッドと、該連結ロッドに配設された前記加圧上ブロックと、前記加圧上ブロックと対向して配設され前記成形ブロックが載置された加圧下ブロックと、前記加圧上ブロックと加圧下ブロック間との平行度を保持する平行度維持装置とを備えるとともに、該平行度維持装置は、前記チャンバの外部に配設されていることを特徴とするガラスプレス成形機。
【請求項２】
前記平行度維持装置が配設されたガイドテーブルは、駆動部フレームと分離された駆動部ベースに配設されていることを特徴とする請求項１に記載のガラスプレス成形機。
【請求項３】
前記駆動部ベースは、前記メインフレーム上でチャンバとは分離されて配設されていることを特徴とする請求項１に記載のガラスプレス成形機。
【請求項４】
前記チャンバ内は、加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージに分けられ、前記駆動部は、それぞれのステージに対して配設されると供に、前記加圧ステージに対応する駆動部が配設された駆動部フレームは、前記駆動部ベースに配設されていることを特徴とする請求項１に記載のガラスプレス成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスプレス成形機の加熱、加圧および冷却ステージを構成する各上ブロックと下ブロック間との平行度維持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学素子の形状精度を確保するためには、ガラス素材を挟み込んで成形する上型と下型の平行度を維持することが重要である。このため光学素子の成形装置においては、下型の前後進をガイドするガイド機構を配設するとともに、高温のチャンバ内に複雑なシフト調整手段やチルト調整手段を配設して高精度のレンズ等の光学素子（以下レンズという）を成形している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図５は特許文献１に示される従来のガラスの成形装置の構成図である。
この図を参照して、光学素子の成形装置の構成とシーケンスを簡単に説明する。
【０００４】
図５において、成形室を形成するチャンバ７０は、機械フレーム７１の上部に取り付けられ、チャンバ７０内の天井面にはヒータ７６を埋設した上型７５が型保持具７７により取り付けられている。
【０００５】
上型７５に対向して、ヒータ７８を埋設した下型７９は、型保持具８０によりチルト調整ユニット８１の上面に取り付けられ、傾動自在に位置調整が可能となっている。
【０００６】
また、チルト調整ユニット８１は、上面が球面のシフト調整ユニット８２に取り付けられ、水平面での位置調整が可能となっている。
【０００７】
シフト調整ユニット８２は、下型ベース８３に取り付けられ、さらに、下型ベース８３の両端とチャンバ７０間にはスライドガイド８４が配設されているので、シフト調整ユニット８２は、スライドガイド８４を介してチャンバ７０の内部で上下動が可能となっている。
【０００８】
下型ベース８３の下部にはプレス軸９０の上端に形成されたフローティングジョイント８５が回動自在に連結されている。
【０００９】
プレス軸９０の中間には、ストッパフランジ９１が固着され、ストッパフランジ９１の右側には、カムフォロア９２が回転自在に取り付けられている。
【００１０】
プレス軸９０はプレス軸支持ブロック９５に、プレス軸支持ブロック９５はスライドガイド９６に、スライドガイド９６はブラケット９７にそれぞれ取り付けられているので、プレス軸９０は、スライドガイド９６に案内されて上下動することができる。
【００１１】
プレス軸支持ブロック９５は、ブラケット１００に取り付けられたサポートユニット９９によって支持されているボールねじ軸９８と螺合している。
【００１２】
ブラケット１００よびブラケット９７は、それぞれ駆動部フレーム１０１の上面に取り付けられている。
【００１３】
ボールねじ軸９８の下端には、駆動部フレーム１０１に取り付けられた駆動モータ１０２が連結されプレス軸９０を上下方向に駆動する。
【００１４】
機械フレーム７１にはストッパ装置１０３が配設されており、駆動モータ１０６を駆動することにより、ボールねじ軸１０５を介してテーパ形状のストッパ１０４の停止位置を左右に調整可能としている。
【００１５】
チャンバ７０の天井面から変位センサ８６が垂設され、その先端はチルト調整ユニット８１の上面に当接し、これによって下型７９の上下方向の位置を測定している。
【００１６】
つぎに上記構成の成形装置のシーケンスについて説明する。
上型７５および下型７９は、ヒータ７６、７８によりガラス転移点以下の温度まで加熱され、下型７９は、チルト調整ユニット８１とシフト調整装置８２とにより、上型７５と同軸に調整されている。
【００１７】
上型７５と下型７９との間には、加熱軟化したガラス素材８７が搬入され、ストッパ１０４は、ストッパ１０４とカムフォロア９２が当接したときガラス素材８７が最終肉厚に対し一定の割合になるよう位置決めされている。
【００１８】
駆動モータ１０２を駆動し、プレス軸９０を介して下型７９をスライドガイド８４に沿って上昇させる。
【００１９】
カムフォロア９２がストッパ１０４に当接することにより、下型７９は、最終肉厚に対して一定の割合になる位置までガラス素材８７を押圧し、この停止位置は変位センサ８６で検出される。
【００２０】
ガラス素材８７の温度が低下してガラス転移点温度近くなったら、ストッパ１０４は後退させるが、駆動モータ１０２はトルクをかけ続けるので、ガラス素材８７が収縮しても下型７９は、常に一定のトルクでガラス素材８７を押圧し続ける。
【００２１】
一定時間経過後、駆動モータ１０２を逆回転させ、プレス軸９０を下降させることにより、下型７９を待機位置に後退させ、その後、成形されたレンズを取り出す。
以後順次この動作を繰り返して、ガラス成形を連続的に行う。
【００２２】
【特許文献１】特開２０００−２６４６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
高温のチャンバ内でガラス素材を成形するガラスプレス成形機において、レンズの形状精度を確保するには、成形ブロックを構成する上型と下型間の平行度維持が重要である。
【００２４】
従来例の成形装置では、下型の上下動をプレス軸を介してガイドするスライドガイドがガラス素材の押圧時の反力を受けて歪む駆動部フレームに配設されていることから、プレス軸の倒れを発生させるため金型の平行度を維持する機構として、複雑で高価な下型のシフト調整装置やチルト調整装置をもたざるをえずコストアップとなっていた。
【００２５】
しかも、これら装置は、金型の直近、すなわち、高温にさらされるチャンバ内に設けざるをえないので、高温による構成部品の劣化や熱膨張による歪に起因する平行度の狂いの問題があった。
【００２６】
さらに、プレス軸の倒れを許容するためフローティングジョイント構造をもつ高価で複雑な連結機構をもたざるをえなかった。
【００２７】
そこで、本発明は、これら従来の光学素子の成形装置の問題点を解決して、チャンバ内に成形ブロックの加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージが配設されたガラスプレス成形機において、構造が簡単で高精度が期待できる平行度維持装置をもったガラスプレス成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
そのため、チャンバ内に成形ブロックの加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージが配設されたガラスプレス成形機において、ガラスプレス成形機は、メインフレームと、メインフレーム上に配設されたチャンバと、チャンバを包囲する駆動部ベースと、チャンバ内の加圧上ブロックを前後進させ、成形ブロックを加圧する駆動部と、駆動部が配設された駆動部フレームと、加圧上ブロックと駆動部を連結する連結ロッドと、連結ロッドに配設された加圧上ブロックと、加圧上ブロックに対向して配設され成形ブロックが載置された加圧下ブロックと、加圧上ブロックと加圧下ブロック間との平行度を保持する平行度維持装置とを備えるとともに、平行度維持装置は、チャンバの外部に配設されるものとした。
【００２９】
また、平行度維持装置が配設されたガイドテーブルは、駆動部フレームと分離された駆動部ベースに配設されるものとし、駆動部ベースは、メインフレーム上でチャンバとは分離されて配設されているものとした。
【００３０】
さらに、チャンバ内は、加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージに分けられ、駆動部は、それぞれに対して配設されると供に、加圧ステージに対応する駆動部が配設された駆動部フレームは、駆動部ベースに配設されているものとした。
【発明の効果】
【００３１】
平行度維持装置は、ガラス素材の押圧時の反力を受けて歪む駆動部フレームとは分離した駆動部ベースに配設されるので、高精度が維持できるとともに複雑で高価な金型のシフト調整装置、チルト調整装置およびフローティングジョイントなどの連結機構が不要となり大幅なコストダウンが可能となる。
【００３２】
また、平行度維持装置は、高温にさらされるチャンバの外部に配設されるので、熱による構成部品の劣化がなく装置の信頼性や寿命が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明を実施したガラスプレス成形機の成形部の正断面図、図２は図１のＡ矢視による断面部、図３は図２のＢ矢視による断面図、図４は本発明の実施例２を説明する成形部および駆動部の構成図である。
【００３４】
図１において、成形部１は、チャンバ３、基台４、各上ブロック部１０、１１、１２、１３、各下ブロック部１４、１５、１６、１７および成形ブロック２０の投入および回収機構等から構成されている。
【００３５】
チャンバ３は、メインフレーム２の上面に配設され、基台４は、チャンバ３の内部でメインフレーム２の上面に配設されている。
【００３６】
基台４は、成形工程の流れに沿った長手方向で各下ブロック部１４、１５、１６、１７の取り付け箇所の下方位置に形成された２個の貫通した冷却水通水孔７（図中左右方向）による通水機構を備え、冷却水貫通孔７の端面には配管接続用のねじ部が加工され継ぎ手５、６がチャンバ３を貫通してねじ込まれている。
【００３７】
基台４上面には加熱下ブロック部１４、加圧下ブロック部１５および冷却下ブロック部１６、１７が横方向（図中左右方向）１列に配置され、その上面には上型２１、下型２２および胴型２３とからなる金型と、その金型内に内包されたガラス素材２４とから構成される成形ブロック２０が載置されている。
【００３８】
加熱下ブロック部１４の上方には加熱上ブロック部１０が、加圧下ブロック部１５の上方には加圧上ブロック部１１が、冷却下ブロック部１６、１７の上方には冷却上ブロック部１２、１３がそれぞれ対向して配設されている。
【００３９】
各上ブロック部１０、１１、１２、１３は、チャンバ３の上面を貫通して配設されエアーシリンダなどの駆動源によって駆動される可動軸５２を介して所要ストロークだけ前後進自在（図中上下方向）に前後進可能となっている。
【００４０】
また、酸化防止のため不活性ガスを注入するためのガス吹出し口３３がチャンバ３の上部２箇所に設けられている。
【００４１】
加熱下ブロック部１４とチャンバ３の外部とはシャッタ２８が設けられた投入口２９を介して準備台２５と連設され、準備台２５にはシリンダ２６と押し棒２７が配設されている。
【００４２】
冷却下ブロック部１７とチャンバ３の外部とはシャッタ３０が設けられた回収口３１を介して受台３２が配設されている。なお、白抜きの矢印は工程の流れを示している。
【００４３】
図２において、メインフレーム２の上面には、成形部１を構成するチャンバ３と、冷却水通水孔７を形成された基台４と、チャンバ３とは分離した位置に駆動部ベース４５が配設されている。
【００４４】
ガイドテーブル６３は、竪部材に下面板が１体に溶接されたＬ型の構造で、締結手段としての取り付けボルト６８にて駆動部ベース４５の上面に配設されている。
【００４５】
また、ガイドテーブル６３の下面板は、可動軸５２を通すため貫通孔があけられ、駆動部ベース４５との間にシム６７が挿入されている。
【００４６】
したがって、平行度維持装置６０が配設されたガイドテーブル６３は、シム６７の挿入枚数を加減することで傾きを調整される。
【００４７】
駆動部フレーム４６は、駆動部ベース４５上のガイドテーブル６３とは分離した位置に配設されている。
【００４８】
駆動部フレーム４６の上面には駆動部４７の一部を構成しエアー等の駆動源（図示せず）にて駆動される駆動シリンダ４８が配設されている。
【００４９】
基台４の上面にはスペーサ４０が、スペーサ４０の上面には加圧下ブロック部１５の加圧下ブロック３９がそれぞれ取り付けられている。
【００５０】
加圧下ブロック３９には（加熱および冷却各下ブロック部１４、１６も同様）ヒータ４１およびセンサ４２が配設されている。
【００５１】
駆動部４７の一部を構成する可動軸５２の下面にはスペーサ３６が、スペーサ３６の下面には加圧上ブロック部１１の加圧上ブロック３５がそれぞれ取り付けられている。
【００５２】
加圧上ブロック３５には（加熱および冷却各上ブロック部１０、１２も同様）ヒータ３７およびセンサ３８が配設されている。
【００５３】
なお、冷却上ブロック部１３と冷却下ブロック部１７には冷却配管およびセンサがそれぞれ配設されている。
【００５４】
この加圧下ブロック部１５と加圧上ブロック部１１は互いに対向する位置にあり、その加圧下ブロック３９の上面に成形ブロック２０が載置されている。
【００５５】
チャンバ３の上面には可動軸５２を通すための貫通孔があけられ、この貫通孔は、チャンバ３内部の雰囲気を保つようＯリングなど（図示せず）を装着した割りフランジ５６により蓋がされている。
【００５６】
また、この割りフランジ５６は、ガイドテーブル６３の下面板上面の連結ロッド５０側に配設されてもよい。
【００５７】
駆動シリンダ４８のピストンロッド４９の先端は、連結ロッド５０にねじ込まれ、その連結ロッド５０の下面には連結ブロック５１が、さらに連結ブロック５１の下面には可動軸５２がそれぞれ取り付けられている。
【００５８】
連結ロッド５０とガイドテーブル６３の間には、ガイドテーブル６３に取り付けられたガイドレール６２と連結ロッド５０に取り付けられたガイドブロック６１とで構成された平行度維持装置６０が配設されている。
【００５９】
この平行度維持装置６０により連結ロッド５０、可動軸５３およびスペーサ３６を介して加圧上ブロック３５は、加圧下ブロック３９間との平行度を正確に保持しながら前後進可能となっている。
【００６０】
本例ではピストン４９の先端ねじ部は連結ロッド５０に直接ねじ込まれて締結されているため、ピストン４９と連結ロッド５０は同一軸心となっているが、フレキシブルジョイントを用いることで、連結ロッド５０とピストン４９間の軸心が傾いても加圧上ブロック３５は、加圧下ブロック３９間との平行度を正確に保持しながらの前後進が可能となる。
【００６１】
連結ブロック５１の下面には、可動軸５２の中心軸と同芯にあけられたねじ部をもつ通水孔が上方にむかって形成され、連結ブロック５１の側面にはこの通水孔と連通するよう端部にねじ部をもつ通水孔が形成されている。
【００６２】
連結ブロック５１下面のねじ部には、中空軸５３の先端が、連結ブロク５１側面のねじ部には給水側の継ぎ手５４がそれぞれねじ込まれている。
【００６３】
可動軸５２は、下端側の内部が有底の中空となっており、その中空部に連結ブロック５１にねじ込まれた中空棒状の中空軸５３が差し込まれている。
【００６４】
可動軸５２上方側面には可動軸５２の中空部に連通した端部にねじ部をもつ通水孔があけられ、そのねじ部に排水側の継ぎ手５５がねじ込まれている。
【００６５】
図３において、平行度維持装置６０を構成するガイドブロック６１は、内面側にＶ型の凹面が形成され、連結ロッド５０のガイドテーブル６３側の側面に摺動方向に複数本の締結部材としての取り付けボルト６５（２本のみ表示）により取り付けられる。
【００６６】
外面側にＶ型の凸面が形成されたガイドレール６２は、ガイドテーブル６３の連結ロッド５０側の側面に摺動方向に複数本の取り付けボルト６６（１本のみ表示）により取り付けられる。
【００６７】
ガイドブロック６１のＶ型の凹面と、ガイドレール６２のV型の凸面とが正対する面には複数のコロ軸受４４が装着され、これによりガイドブロック６１とガイドレール６２は前後左右方向拘束され上下方向にのみ高精度かつスムースに摺動することができる。
【００６８】
次に、図１、図２、図３により前記構成の成形部のシーケンスについて説明する。
加圧上ブロック３５は、ヒータ３７およびセンサ３８にて、加圧下ブロック３９は、ヒータ４１およびセンサ４２により所定の温度に制御されており、一方可動軸５２および基台４の冷却機構には常時通水され、ヒータ３７、４１の熱が成形機全体に伝導することを防止している。
【００６９】
平行度維持装置６０が配設されたガイドテーブル６３は、加圧上ブロック３５と加圧下ブロック３９間での平行度を正確に保持できるようシム６７の挿入枚数を加減することで最適に調整され、取り付けボルト６８にて駆動部ベース４５上に取り付けられている。  
【００７０】
成形ブロック２０が準備台２５上に置かれるとシリンダ２６が作動し、成形ブロック２０は押し棒２７を介して押し出され（図１中左方向）、加熱下ブロック部１４上に搬送され、その後、シリンダ２６は元の位置に引き戻される。次に次工程で使用される成形ブロック２０が準備台２５上に載置される。
【００７１】
加熱ステージでは、加熱上ブロック部１０が取り付けられた可動軸５２が平行度維持装置６０にガイドされて下降し加熱上ブロックと、加熱下ブロック間で成形ブロック２０を挟み込み、ガラス素材２４を軟化変形できる温度まで昇温させる。
【００７２】
加圧ステージでは、加圧上ブロック部１１が同様に平行度維持装置６０にガイドされて下降して、上型２１を加圧することでガラス素材２４を変形させ、冷却ステージでは、成形ブロック２０を所定の取り出し温度まで冷却させる。
【００７３】
各ステージでの成形工程が完了して可動軸５２が上昇すると搬送装置（図示せず）が作動し、それぞれの下ブロック部１４、１５、１６、１７上に載置されている成形ブロック２０は、次のステージの下ブロック部上に搬送される。
【００７４】
例えば、冷却下ブロック１７上にある成形ブロック２０は、回収口３１を通過し受台３２上に搬送される。
順次この動作を一定時間ごとに繰り返して、ガラス成形を連続的に行う。
【００７５】
図４は本発明の実施例２を示すもので、駆動部ベース４５、ピストン４９、連結ロッド５０、連結ブロック５１、可動軸５２、平行度維持装置６０、ガイドブロック６１およびガイドレール６２は図２と同様なので同一部品には同一番号をつけ詳細説明は省略する。
【００７６】
可動軸５２を通すため下面板に貫通孔があけられたガイドテーブル５７は、位置調整手段としての調整ボルト６９を回転することにより高さ位置を調整される。
【００７７】
位置調整されたガイドテーブル５７の下面板と駆動部ベース４５間の隙間にはシム６７が挿入され、その後、ガイドテーブル５７は、取り付けボルト６８により駆動部ベース４５の上面に固定される。
【００７８】
これにより、加圧上ブロック３５と加圧下ブロック３９間との平行度は正確に保持されている。
【００７９】
本発明の構成は以上の通りであって、ガラスプレス成形機において、押圧反力を受けて歪む駆動部フレームとは分離した駆動部ベースに平行度維持装置を配設することで高精度が維持できるとともに複雑で高価な金型のシフト調整装置、チルト調整装置およびフローティングジョイント構造の連結機構が不要となる。
【００８０】
また、平行度維持装置を高温にさらされるチャンバの外部に配設することで、熱による構成部品の劣化がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明を実施したガラスプレス成形機の成形部の正断面図
【図２】図１のＡ矢視による断面図
【図３】図２のＢ矢視による断面図
【図４】本発明の実施例２を説明する成形部および駆動部の構成図
【図５】従来の成形装置の構成図
【符号の説明】
【００８２】
１      成形部
２      メインフレーム
３      チャンバ
１１      加圧上ブロック部
１５      加圧下ブロック部
２０      成形ブロック
３５      加圧上ブロック
３９      加圧下ブロック
４５      駆動部ベース
４６      駆動部フレーム
４７      駆動部
５０      連結ロッド
５１      連結ブロック
５２      可動軸
６０      平行度維持装置
６３      ガイドテーブル
６７      シム
６８      取り付けボルト
【図１】
2009078957.tif 000003
【図２】
2009078957.tif 000004
【図３】
2009078957.tif 000005
【図４】
2009078957.tif 000006
【図５】
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