(57)【要約】【課題】専用のペレット材料や専用の金型を用いることなく、偏芯や偏肉の無いレンズを容易に製造する方法およびその装置を提供する。【解決手段】下型２１の断面円弧状に凹設されたキャビティ面２１ｃに球状のペレット材料ａを投入し、上型２２を型閉じした後、この型閉じした金型２を、搬送しながら各ステージ４２…で加熱、圧縮成型、冷却するようになされたレンズ成形装置１であって、型閉じ後、各ステージ４２…へ移行する前の待機位置４１において、上型２２を持ち上げてペレット材料ａを下型２１のキヤビティ面２１ｃの中心に自重で転がり移動させた後、上型２２を再度ゆっくりと型閉じするようにしたペレット材料ａの入れ直し作業を行なうようにしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型の断面円弧状に凹設されたキャビティ面に球状のペレット材料を投入し、上型を型閉じした後、この型閉じした金型を、搬送しながら各ステージで加熱、圧縮成型、冷却するようになされたレンズ成形装置であって、
型閉じ後、各ステージへ移行する前の待機位置において、金型を静置した後上型を持ち上げてペレット材料を下型のキヤビティ面の中心に自重で転がり移動させた後、上型を再度ゆっくりと型閉じするようにしたペレット材料の入れ直し作業を行なうようにしたことを特徴とするレンズ成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ付携帯電話や各種の光学機器などに使用されているガラス製または樹脂製のレンズを成形するための成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラや各種の光学機器などに使用されているガラス製または樹脂製のレンズは、下型のキャビティ面に球状のペレット材料を投入し、上型を型閉じした後、加熱圧縮成形して製造されている。この場合、製造されるレンズ径が小さいため、精巧なレンズを製造するためには、レンズの偏芯 (中心の偏り) や偏肉（内径と外径の中心のずれ）を防止しなければならない。
【０００３】
しかし、レンズを成型する金型は、下型のキャビティ面が円弧状に凹設された曲面であるため、下型のキヤビティ面の中心に球状のペレット材料を位置決めした状態で上型を型閉じすることが難しく、このような金型で製造したレンズは、偏芯や偏肉などの不良品を生じやすくなってしまう。
【０００４】
そこで、従来より、下型のキヤビティ面の中心にペレット材料を位置決めした状態で上型を型閉じすることができるように、球状のペレット材料を上下に若干押しつぶしたような安定感のある形状にプリフォームし、このプリフォームして転がらないようにしたペレット材料を用いてレンズを成型することが行われている。
【０００５】
また、下型のキャビティ面にペレット材料を投入し、上型を型閉じした状態で、キャビティ材料と上型とが接触しないようにする保持手段を備え、ペレット材料が下型のキヤビティ面の中心に自重で転がり移動できるようにした金型が提案さている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−９１５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来のプリフォームしたペレット材料の場合、通常の球状のペレット材料よりも材料費が高額になるので、レンズの製造コストが高くなってしまう。
【０００７】
また、上記従来の金型の場合、保持手段を有する専用の金型が必要となるため、金型代が嵩むこととなる。また、圧縮成型する前段階として金型を外側から加熱してキャビティ内のペレット材料を加熱溶融させることが行われるが、上型がペレット材料と接触しないようになされているため、効率よくペレット材料を加熱することができない。また、キャビティの外側にも、上型を保持する保持手段を設けるための空隙が形成されるため、熱の伝達効率が低下してペレット材料を有効に加熱することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであって、専用のペレット材料や専用の金型を用いることなく、偏芯や偏肉の無いレンズを容易に製造する方法およびその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明のレンズ成形装置は、下型の断面円弧状に凹設されたキャビティ面に球状のペレット材料を投入し、上型を型閉じした後、この型閉じした金型を、搬送しながら各ステージで加熱、圧縮成型、冷却するようになされたレンズ成形装置であって、型閉じ後、各ステージへ移行する前の待機位置において、上型を持ち上げてペレット材料を下型のキヤビティ面の中心に自重で転がり移動させた後、上型を再度ゆっくりと型閉じするようにしたペレット材料の入れ直し作業を行なうものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明のレンズ成形装置によると、型閉じ後、各ステージへ移行する前の待機位置において、上型を持ち上げてペレット材料を下型のキヤビティ面の中心に自重で転がり移動させた後、上型を再度ゆっくりと型閉じするようにしたペレット材料の入れ直し作業を行なうことで、ペレット材料を型閉じした下型のキャビティ面の中心に位置決めできることとなる。したがって、専用のペレット材料や専用の金型を用いることなく、偏芯や偏肉の無いレンズを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１はレンズ成形装置１の全体構成の概略を示し、図２および図３は同レンズ成形装置１での成形時に用いる金型２を示している。
【００１３】
すなわち、このレンズ成形装置１は、金型２にガラス製または樹脂製の球状となったペレット材料ａを投入して型閉じした後、この型閉じした金型２を、搬送しながら各ステージ４２…で加熱、圧縮成型、冷却するようになされており、型閉じ後、各ステージ４２…へ移行する前の待機位置４１において、上型２２を持ち上げてペレット材料ａを下型２１のキヤビティ面２１ｃの中心に自重で転がり移動させた後、上型２２を再度ゆっくりと型閉じするようにしたものである。
【００１４】
まず、このレンズ成形装置１で用いられる金型２について説明する。
【００１５】
金型２は、下型２１、上型２２、ガイド２３、ストッパ−２４によって構成されている。
【００１６】
下型２１は、円盤状のフランジ２１ａの中央から円柱状に突設された突設部２１ｂが設けられて構成されており、突設部２１ｂの突設先端面部分に断面円弧状に凹設されたキャビティ面２１ｃが形成されている。
【００１７】
上型２２は、上記下型２１を上下逆さまに形成したもので、フランジ２２ａから突設された突設部２２ｂの突設先端面部分に断面円弧状に凸設されたキャビティ面２２ｃが形成されている。
【００１８】
ガイド２３は、下型２１および上型２２のフランジ２１ａ，２２ａに略合致する外径に形成されるとともに、下型２１および上型２２の突設部２１ｂ，２２ｂに略合致する内径に形成されてなる円筒状に形成されており、下からは円筒内に下型２１の突設部２１ｂを挿通し、上からは円筒内に上型２２の突設部２２ｂを挿通して型閉じができるようになされている。この型閉じ状態で、対向する下型２１のキャビティ面２１ｃと、上型２２のキャビティ面２２ｃと、ガイド２３の内周面の一部とによって、金型２のキャビティ２０を形成することができるようになされている。
【００１９】
ストッパ−２４は、ガイド２３のさらに外側に嵌め込むことが可能な円筒状に形成されている。このストッパ２４は、キャビティ２０が一定となるように、型閉じして理想のキャビティ２０を形成した状態で、下型２１のフランジ２１ａの底面から上型２２のフランジ２２ａの上面に至る高さに形成されており、圧縮成形した際に、このストッパ２４の高さ以上に下型２１と上型２２とが型閉じできないようになされている。
【００２０】
なお、このストッパ２４としては、下型２１のフランジ２１ａの底面から上型２２のフランジ２２ａの上面に至る高さに形成されたものに限定されるものではなく、例えば、ガイド２３と同様に下型２１のフランジ２１ａと上型２２のフランジ２２ａとの間に介在して、これら下型２１と上型２２との突設部２１ｂ、２２ｂ間の距離を一定に保って下型２１と上型２２とが型閉じできないようにしたものであってもよい。
【００２１】
このようにして構成された金型２は、レンズＡを製造する場合、まず、上型２２を開いた状態でキャビティ２０内にガラス製または樹脂製のペレット状となった材料ａが投入され、その後、上型２２が型閉じされる。この型閉じ状態で、上型２２は、図３（ａ）に示すように、キャビティ２０に設けられた材料ａの嵩高さの分だけストッパ２４から上方に浮いた状態となされており、下型２１のフランジ２１ａの底面から上型２２のフランジ２２ａの上面に至る高さは、図３（ｂ）に示すように、加熱圧縮してレンズＡに成形した後の同高さよりも高くなる。
【００２２】
なお、金型２は、成型するレンズＡの大きさにもよるが、型閉じ状態でキャビティ２０の間隙がほとんど無いので、キャビティ２０には、金型２の外部に連通する通気孔（図示省略）が設けられている。型閉じの際や型開きの際には、この通気孔（図示省略）から空気が出入りすることで、スムーズに開閉できるようになされている。
【００２３】
次に、レンズ成形装置１の各部について説明する。
【００２４】
レンズ成型装置１は、金型２の搬送ライン３と、型閉じした金型２を加工する加工部４とを有している。
【００２５】
搬送ライン３は、複数の金型２が循環するように構成されており、その中間の分岐位置３１から分岐して加工部４が設けられている。分岐位置３１よりも手前側の加工前搬送ライン３ａでは、金型２の上型２２を開き、キャビティ２０内にガラス製または樹脂製のペレット状となった材料ａを投入した後、上型２２を型閉じするようになされている。また、分岐位置３１よりも後側の加工後搬送ライン３ｂでは、金型２の上型２２を開き、キャビティ２０内に成型されたレンズＡを取り出した後、上型２２を型閉じするようになされている。型閉じして空になった金型２は、さらに搬送されて加工前搬送ライン３ａへと再度送られ、以後同様の循環を繰り返すように構成されている。また、搬送ライン３のうち、加工前搬送ライン３ａは、全体が被覆されて第一気室３０を形成するようになされている。この第一気室３０内は、不活性ガス雰囲気下となるように不活性ガスが充填され、不活性ガス雰囲気下でキャビティ２０内にガラス製または樹脂製のペレット状となった材料ａを投入し上型２２を型閉じすることができるようになされている。
【００２６】
加工部４は、搬送ライン３の中間位置から分岐するようにして設けられている。この加工部４は、加工前搬送ライン３ａと同様に、全体が不活性ガス雰囲気下となるように被覆された第二気室４０を形成するようになされている。加工部４内は、４５度の中心角で均等に分割された 8箇所のうち、 7箇所に分散するようにステージ４２…が放射円形状に設けられている。８箇所のうちの残る一箇所は、搬送ライン１１から供給された金型２の待機位置４１となっている。すなわち、搬送ライン３からの金型２は、搬送ライン３の分岐位置３１から、この加工部４の待機位置４１へと供給される。そして、この待機位置４１から、反時計回りで順に金型２を送りながら、各ステージ４２…で加熱、圧縮成型、冷却の一連の成型工程を行うようになされている。成型後の金型２は、待機位置４１から再度搬送ライン３の分岐位置３１へと戻され、成型されたレンズＡを取り出すために加工後搬送ライン３ｂへと流される。
【００２７】
加工部４では、各ステージ４２…毎に加工時間が異なる。加工時間は、条件によって異なるため、一概に定められていないが、最も加工時間を要するステージ４２の加工時間が３０秒だったとすると、他のステージ４２の加工時間が１０秒や２０秒などの短い加工時間だったとしても、最長の加工時間である３０秒が経過してから次のステージ４２へと金型２が送られて順に成型工程が行われるように設定してある。
【００２８】
したがって、待機位置４１では、成型後の金型２を分岐位置３１へと戻した後、成型前の新たな金型２を分岐位置３１から受け取る動作を３０秒以内にすれば良く、相当な余裕をとっても２０秒以上の待機時間を確保することができる。どのような成型条件であったとしても、この待機時間としては、最低１０秒以上を確保することができる。
【００２９】
待機位置４１は、その待機位置４１に載置される金型２に対して振動を与える振動発生装置（図示省略）が設けられている。
【００３０】
待機位置４１では、この待機時間を利用して金型２内のペレット材料ａの入れ直し作業が行われる。
【００３１】
次に、この待機位置４１での金型２内のペレット材料ａの入れ直し作業について説明する。
【００３２】
待機位置４１に運ばれて来た金型２は、キャビティ２０に材料ａが投入されているため、上型２２は、キャビティ２０に設けられた材料ａの嵩高さの分だけストッパ２４から上方に浮いた状態となっている。
【００３３】
まず、待機位置４１では、チャック( 図示省略）によって、上型２２の浮き上がった部分を把持し、上型２２のみを持ち上げる。上型２２をどの程度持ち上げるかは、キャビティ２０内で材料ａが自由に転がることができる程度とする。
【００３４】
これによってキャビティ２０内の材料ａは、上型２２による押圧が解除されることとなるので、下型２１のキャビティ面２１ｃの中心に自重で転がり移動することとなる。この際、それまで加えられていた上型２１の荷重によって、下型２１のキャビティ面２１ｃまたは上型２２のキャビティ面２２ｃに材料ａが貼り付いていることが懸念されるので、振動発生装置（図示省略）によって金型２を振動させ、キャビティ２０内で材料ａが自由に転がる状態を形成する。この振動発生装置（図示省略）による振動は、例えば金型２が載置された待機位置４１の基盤面を振動させるものであっても良いし、振動片を金型２の一部に外側から当接して振動を与えるものであっても良いし、上型２２を持ち上げたチャック（図示省略）が振動するものであってもよい。ただし、ペレット材料ａは、キャビティ２０内のどこに貼り付いているのかわからないので、与える振動の種類としては、上下左右斜めなどの他方向の振動を組み合わせて加えることが好ましい。
【００３５】
なお、ペレット材料ａの種類やレンズＡの形状および大きさによっては、この振動を加えなくても上型２２による押圧を解除した時点で、ペレット材料ａが下型２１のキャビティ面２１ｃの中心に自重で転がり移動する場合もあるので、この振動を与えるか否かは、成型条件に応じて適宜決定する。
【００３６】
この振動を与えた後は、材料ａがキャビティ面２１ｃの中心に落ち着くまでの静置時間を取り、その後、静置状態のまま上型２２をゆっくりと降ろしてペレット材料ａの入れ直し作業を完了する。この際、ペレット材料ａの直径などから上型２２を降ろした際の位置は予測が付くので、その付近まで上型２２をゆっくり降ろせば、その後の上型２２は、そのままチャック（図示省略）を解除して離しただけでも特に問題無くゆっくりと降ろすことができる。この場合、上型２２をゆっくりと降ろすのは、上型２２を降ろして型閉じしたときの衝撃でキャビティ２０内のペレット材料ａが破損しないようにするためと、上型２２を降ろして型閉じしたときのキャビティ２０内の圧力変化で下型２１のキャビティ面２１ｃの中心に転がり移動させたペレット材料ａが再度移動しないようにするために行われる。したがって、これらの要件を満たすように上型２２は降ろされる。
【００３７】
この作業完了後、各ステージ４２…で加熱、圧縮成型、冷却の一連の成型工程が行われる。
【００３８】
なお、振動発生装置（図示省略）によって振動を加える時間の長さや、その後の静置時間の長さについては、下型２１のキャビティ面２１ｃの曲率や、材料ａや、待機時間の長さに応じて適宜決定する。例えば、ガラス製のペレット材料ａの場合には、転がり易いので、振動を加える時間よりも静置時間を長く設定し、樹脂製のペレット材料ａの場合には、貼り付き易いので、振動を加える時間を十分に取る。また、下型２１のキャビティ面２１ｃの曲率が有る場合には、早く中心に転がり移動するので、静置時間を短くすることができ、曲率が無い場合には、中心に転がり移動するのに時間がかかるので静置時間を長く設定する。
【００３９】
このようにペレット材料ａの入れ直し作業を行なうことで、型閉じした金型２の下型２１のキャビティ面２１ｃの中心にペレット材料ａを位置決めすることができるので、その後の各ステージ４２…で加熱、圧縮成型、冷却の一連の成型工程を行なう際に、レンズＡの偏芯や偏肉を防止することができる。
【００４０】
また、このような偏芯や偏肉の防止は、特殊なペレット材料ａや特殊な金型２を用いるものではなく、レンズ成型装置１の加工部４で加工を行う前の待機時間を利用して行うものであるため、コストの増加を招くことなく簡単に行うことができる。また、待機時間を利用するため生産効率が低下することも防止できる。
【００４１】
なお、本実施の形態において、ペレット材料ａの入れ直し作業は、待機位置４１での待機時間を利用して行うようになされているが、この待機位置４１よりも手前の分岐位置３１でも待機位置４１と同じだけの待機時間が発生することとなるため、この分岐位置３１で行うようにしてもよい。ただし、入れ直し作業を行なった後のペレット材料ａが、その後の金型２の移動で再度ずれることも懸念されるので、加工工程の直前である待機位置４１で入れ直し作業を行なうことが好ましい。分岐位置３１でペレット材料ａの入れ直し作業を行う場合は、その後の金型２の移動の際に金型２に余分な振動や衝撃が加わらないように考慮する必要がある。また、分岐位置３１に振動発生装置（図示省略）を設ける必要がある。
【００４２】
また、本実施の形態では、搬送ライン３から分岐した位置に加工部４が設けられているため、待機位置４１または分岐位置３１でペレット材料ａの入れ直し作業を行うようになされているが、レンズ成型装置１としては、このようなものに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、搬送ライン３に加工部４が取り込まれたレンズ成型装置 1の場合であってもよい。この場合、ペレット材料ａの入れ直し作業は、加工部４に入る手前の待機時間が発生する待機位置４１で行うことができる。この待機位置４１は、加工部４での加工工程の前の位置であれば、加工部４に入った部分に設けられていてもよい。
【００４３】
さらに、本実施の形態において、金型２のキャビティ２０は、下型２１のキャビティ面２１ｃが断面円弧状に凹設されており、上型２２のキャビティ面２２ｃが断面円弧状に凸設されているが、少なくともした型２１のキャビティ面２１ｃが断面円弧状に凹設されていれば、上型２２のキャビティ面２２ｃは、断面円弧状に凹設されたものであってもよいし、平滑に形成されたものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
カメラ付携帯電話などの各種カメラに使用される樹脂製またはガラス製のレンズの製造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るレンズ成形装置の全体構成の概略図である。
【図２】本発明に係るレンズ成形装置に用いられる金型の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るレンズ成形装置に用いられる金型の成形前後の断面図である。
【図４】本発明に係るレンズ成形装置の他の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  レンズ成形装置
２  金型
２１  下型
２１ｃ  キャビティ面
２２  上型
３１  分岐位置（待機位置）
４１  待機位置
４２  ステージ
ａ  ペレット材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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