(57)【要約】【課題】成形素材の型成形において、成形素材の加熱に要する熱エネルギーの節約と、加熱所要時間さらには成形所要時間の短縮を実現する。【解決手段】上下方向に対向する上加圧部材１３ａと下加圧部材１３ｂの間に、上型部材１４ａ、下型部材１４ｂ、上型保持部材１５ａ、下型保持部材１５ｂからなる成形型ユニットを配置し、上型部材１４ａの成形面１４ｃと下型部材１４ｂの成形面１４ｄとの間にガラス素材１６を実装して成形する成形装置１０において、上型部材１４ａ（下型部材１４ｂ）を保持する上型保持部材１５ａ（下型保持部材１５ｂ）を、それ自体が発熱する電気ヒータｈ１（電気ヒータｈ２）として機能させ、ガラス素材１６を直接的に加熱することで、ガラス素材１６の加熱に必要な加熱エネルギーの節約および加熱所要時間の短縮を実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する成形面の間に成形素材が挟持される一対の成形型と、前記一対の成形型の各々を保持する一対の型保持部材と、を含み、
前記一対の成形型および前記一対の型保持部材の少なくとも一方が、発熱体で構成されていることを特徴とする成形型ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の成形型ユニットにおいて、
前記一対の成形型が前記発熱体で構成されていることを特徴とする成形型ユニット。
【請求項３】
請求項１記載の成形型ユニットにおいて、
前記一対の型保持部材が前記発熱体で構成されていることを特徴とする成形型ユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形型ユニットにおいて、
前記発熱体は、通電によって発熱する電気ヒータからなることを特徴とする成形型ユニット。
【請求項５】
対向する成形面の間に成形素材が挟持される一対の成形型と、前記一対の成形型の各々を保持する一対の型保持部材と、前記一対の成形型を挟圧する加圧機構と、を含み、
前記一対の成形型および前記一対の型保持部材の少なくとも一方が、発熱体で構成されていることを特徴とする成形装置。
【請求項６】
請求項５記載の成形装置において、
前記一対の成形型が前記発熱体で構成されていることを特徴とする成形装置。
【請求項７】
請求項５記載の成形装置において、
前記一対の型保持部材が前記発熱体で構成されていることを特徴とする成形装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の成形装置において、
前記発熱体は、通電によって発熱する電気ヒータからなることを特徴とする成形装置。
【請求項９】
対向する成形面の間に成形素材が挟持される一対の成形型、および前記一対の成形型の各々を保持する一対の型保持部材の少なくとも一方を発熱体で構成し、前記成形型および前記型保持部材の少なくとも一方から発生する熱を利用して前記成形素材の成形を行うことを特徴とする成形方法。
【請求項１０】
請求項９記載の成形方法において、
前記一対の成形型が前記発熱体で構成されていることを特徴とする成形方法。
【請求項１１】
請求項９記載の成形方法において、
前記一対の型保持部材が前記発熱体で構成されていることを特徴とする成形方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の成形方法において、
前記発熱体は、通電によって発熱する電気ヒータからなることを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形技術に関し、たとえば、ガラス等の成形素材を成形してレンズ等の光学素子を得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子の製造分野では、ガラスや樹脂等の熱可塑性素材を用いた型成形による製造技術が広く用いられている。
たとえば、特許文献１には、筒状の熱反射部材の内側に電熱線を配置した構成の電気ヒータの内部に、軸方向に対向するように一対の成形型等の成形部材を対向して配置し、この一対の成形部材の各々のレンズ成形面の間にガラス素材を実装し、電気ヒータからの輻射熱によって間接的にガラス素材を所望の成形温度に加熱して軟化させた状態で挟圧することで、ガラス素材にレンズ成形面の形状を転写して成形するガラスレンズ成形装置が開示されている。
【０００３】
そして、この特許文献１の場合には、電気ヒータによって取り囲まれる一対の成形部材の外周面に、フィン状に複数の受熱部を突設することで、電気ヒータからの輻射熱による成形部材およびガラス素材の加熱効率を向上させようとしている。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１の技術では、加熱対象のガラス素材に接する成形部材や保持部材を所定の間隔をおいて取り囲む電気ヒータからの輻射熱によって、間接的に加熱する構成であるため、ガラス素材に対する熱の伝達効率、すなわち熱の利用効率が低下してしまう、という技術的課題がある。
【０００５】
また、ガラス素材に対する熱の伝達効率が低いため、実際に加熱成形が可能となる成形温度に到達するまでに、長時間の余熱時間を確保しなければならず、加熱所要時間、ひいては、成形所要時間の増大を招く、という技術的課題がある。
【特許文献１】特開２００７−２１０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、成形素材の型成形において、成形素材の加熱に要する熱エネルギーの節約と、加熱所要時間さらには成形所要時間の短縮を実現することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点は、対向する成形面の間に成形素材が挟持される一対の成形型と、前記一対の成形型の各々を保持する一対の型保持部材と、を含み、
前記一対の成形型および前記一対の型保持部材の少なくとも一方が、発熱体で構成されている成形型ユニットを提供する。
【０００８】
本発明の第２の観点は、対向する成形面の間に成形素材が挟持される一対の成形型と、前記一対の成形型の各々を保持する一対の型保持部材と、前記一対の成形型を挟圧する加圧機構と、を含み、
前記一対の成形型および前記一対の型保持部材の少なくとも一方が、発熱体で構成されている成形装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の観点は、対向する成形面の間に成形素材が挟持される一対の成形型、および前記一対の成形型の各々を保持する一対の型保持部材の少なくとも一方を発熱体で構成し、前記成形型および前記型保持部材の少なくとも一方から発生する熱を利用して前記成形素材の成形を行う成形方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、成形素材の型成形において、成形素材の加熱に要する熱エネルギーの節約と、加熱所要時間さらには成形所要時間の短縮を実現することが可能な技術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】
【００１１】
本実施の形態では、ガラス素材を成形してレンズを製造するガラスレンズ成形装置の加熱源を型部材または型保持部材自体に配置することで、短時間で効率的にガラス素材を加熱する。
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
［構成］
図１は、本発明の一実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。
【００１３】
本実施の形態の成形装置１０は、装置本体１１、外カバー１２、上加圧部材１３ａ（加圧機構）、下加圧部材１３ｂ（加圧機構）を備えている。
上加圧部材１３ａと下加圧部材１３ｂの間には、上型部材１４ａ（成形型）、下型部材１４ｂ（成形型）、上型保持部材１５ａ（型保持部材）、下型保持部材１５ｂ（型保持部材）、からなる成形型ユニットが配置される。
【００１４】
装置本体１１は、外周に、外気と遮断するための外カバー１２が設けられている。
装置本体１１の内部には、上下方向に対向するように上加圧部材１３ａおよび下加圧部材１３ｂが配置され、これらの対向面の各々には、上述の成形型ユニットを構成する上型保持部材１５ａに保持された上型部材１４ａ、および下型保持部材１５ｂに保持された下型部材１４ｂが固定されている。
【００１５】
上型部材１４ａおよび下型部材１４ｂの対向面には、成形面１４ｃおよび成形面１４ｄがそれぞれ形成され、この成形面１４ｃと成形面１４ｄの間にガラス素材１６（成形素材）が投入されて挟持される。
【００１６】
本実施の形態１の場合、上型部材１４ａを保持する上型保持部材１５ａは、それ自体が、給電ケーブル１５ｃを介して電力を供給されることにより発熱する電気ヒータｈ１（発熱体）として構成されている。
【００１７】
同様に、下型部材１４ｂを保持する下型保持部材１５ｂは、それ自体が、給電ケーブル１５ｄを介して電力が供給されることによって発熱する電気ヒータｈ２（発熱体）として構成されている。
【００１８】
なお、上型保持部材１５ａそれ自体を電気ヒータｈ１として機能させる構成としては、上型保持部材１５ａの内部に図示しない発熱体を埋め込む方法、あるいは、上型保持部材１５ａの全体を発熱体で構成する方法、のいずれでもよい。
【００１９】
下型保持部材１５ｂを電気ヒータｈ２として機能させる場合についても同様である。
これにより、外部から、給電ケーブル１５ｃおよび給電ケーブル１５ｄを介して上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂの各々に電力を供給することにより、上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂの各々自体が発熱して、上型部材１４ａ、下型部材１４ｂおよびその内部のガラス素材１６が直接的に加熱される。
【００２０】
また、装置本体１１の内部には、酸化を防止するために、不活性ガスが充填される。
上加圧部材１３ａおよび下加圧部材１３ｂには、上下よりそれぞれ推力が伝えられ、上型部材１４ａおよび下型部材１４ｂが上下方向に接近するように加圧されることで、上型部材１４ａと下型部材１４ｂの間に配置されたガラス素材１６が圧縮成形される構造となっている。
［作用］
以下、本実施の形態の成形装置の作用について説明する。
【００２１】
まず、装置本体１１の内部における上型部材１４ａと下型部材１４ｂの間にガラス素材１６を実装する。
続いて成形前に、装置本体１１の内部に不活性ガスが充填される。そして、装置本体１１の内部雰囲気が、大気から不活性ガスに完全に置換されたところで、それ自体が電気ヒータｈ１および電気ヒータｈ２として機能する上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂの各々に、給電ケーブル１５ｃおよび給電ケーブル１５ｄを介して電力を供給して発熱させることで、この上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂに保持された上型部材１４ａおよび下型部材１４ｂ、ガラス素材１６の加熱を開始する。
【００２２】
そして、ガラス素材１６が、当該ガラス素材１６の物性等に応じた所定の成形温度に達したら、上加圧部材１３ａおよび下加圧部材１３ｂに成形動力を伝え、上型部材１４ａおよび下型部材１４ｂを上下方向に挟圧することで、加熱軟化した状態のガラス素材１６に成形面１４ｃおよび成形面１４ｄの形状を転写する成形を開始する。
［効果］
このように、本実施の形態によれば、ガラス素材１６の加熱が、このガラス素材１６を挟持する上型部材１４ａおよび下型部材１４ｂを保持し、電気ヒータｈ１および電気ヒータｈ２として機能する上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂの発熱によって行われるので、ガラス素材１６の加熱が、従来の外部からの間接的な輻射熱による加熱等に比較して、直接的に行われるので、当該上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂから発生する熱が、ガラス素材１６の加熱に有効に使用され、ガラス素材１６の加熱のために投入される熱エネルギーを削減することができる。
【００２３】
また、上型保持部材１５ａおよび下型保持部材１５ｂ自体の発熱によってガラス素材１６等を加熱するので、従来の外部からの間接的な輻射熱による加熱等に比較して、加熱所要時間も短縮される。
【００２４】
すなわち、ガラス素材１６等の成形素材の型成形において、成形素材の加熱に要する熱エネルギーの節約と、加熱所要時間さらには成形所要時間の短縮を実現することが可能な技術を提供することができる。
【００２５】
この結果、電気エネルギーの節約と、ガラス素材１６の加熱所要時間、ひいては成形所要時間の短縮を実現でき、成形工程の生産性が向上する。
（実施の形態２）
［構成］
図２は、本発明の他の実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。
【００２６】
本実施の形態２の成形装置２０は、装置本体２１および外カバー２２と、装置本体２１の内部で上下に対向して配置された上加圧部材２３ａ（加圧機構）、下加圧部材２３ｂ（加圧機構）を備えている。
【００２７】
上加圧部材２３ａと下加圧部材２３ｂの間には、上型部材２５ａ（成形型）および下型部材２５ｂ（成形型）と、この上型部材２５ａ、下型部材２５ｂを取り囲むように配置された上型保持部材２４ａ（型保持部材）および下型保持部材２４ｂ（型保持部材）からなる成形型ユニットが配置されている。
【００２８】
上型部材２５ａと下型部材２５ｂの各々の対向面には、成形面２５ｃおよび成形面２５ｄが設けられ、この成形面２５ｃと成形面２５ｄの間にガラス素材２６（成形素材）が挟持されて実装される。
【００２９】
この場合、上型部材２５ａは、それ自体が、給電ケーブル２５ｅを介した外部からの給電によって発熱する電気ヒータｈ３（発熱体）として機能する構成となっている。
同様に、下型部材２５ｂは、給電ケーブル２５ｆを介した外部からの給電によってそれ自体が発熱する電気ヒータｈ４（発熱体）として機能する構成となっている。
【００３０】
そして、このような電気ヒータｈ３および電気ヒータｈ４として機能して発熱する上型部材２５ａおよび下型部材２５ｂの各々自体の発熱によって、直接的にガラス素材２６の成形温度への加熱が行われる。
【００３１】
なお、上型部材２５ａそれ自体を電気ヒータｈ３として機能させる構成としては、上型部材２５ａの内部に図示しない発熱体を埋め込む方法、あるいは、上型部材２５ａの全体を発熱体で構成する方法、のいずれでもよい。
【００３２】
他方の下型部材２５ｂを電気ヒータｈ４として機能させる場合についても同様である。
［作用］
上述の実施の形態１と同様に、装置本体２１の内部の上型部材２５ａと下型部材２５ｂの間にガラス素材２６を実装する。
【００３３】
続いて成形に先立って、装置本体２１の内部に不活性ガスを充填する。そして、装置本体２１の内部が大気から不活性ガスに完全に置換されたところで、電気ヒータｈ３および電気ヒータｈ４として機能する上型部材２５ａおよび下型部材２５ｂに電力を供給して発熱させ、ガラス素材２６の加熱を開始する。
【００３４】
ガラス素材２６が所定の成形温度に達したら、上加圧部材２３ａおよび下加圧部材２３ｂに成形動力を伝え、上型部材２５ａおよび下型部材２５ｂを上下方向に挟圧することでガラス素材２６の成形を開始し、成形面２５ｃおよび成形面２５ｄの形状をガラス素材２６に転写する。
［効果］
このように、本実施の形態２によれば、上型部材２５ａおよび下型部材２５ｂの各々をそれ自体が発熱する電気ヒータｈ３および電気ヒータｈ４として機能させてガラス素材２６を加熱するので、従来の輻射熱による間接的な加熱等に比較して、ガラス素材２６の加熱に用いられる熱エネルギーの利用効率が向上し、ガラス素材２６を所定の成形温度にまで加熱するために必要な熱エネルギーを節約できる。
【００３５】
さらに、ガラス素材２６を、当該ガラス素材２６を挟持する上型部材２５ａおよび下型部材２５ｂによって直接的に加熱するので、ガラス素材２６が所定の成形温度に到達するまでの加熱所要時間を短縮でき、当該加熱所要時間を含むガラス素材２６の成形所要時間の短縮による成形工程の生産性の向上を実現できる。
【００３６】
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、ガラス素材等の成形素材に対して効率よく加熱を行なうことができるため、加熱に要する電力の節約、即ち成形装置のランニングコストを削減することができる。
【００３７】
また、加熱所要時間、ひいては成形所要時間を短縮することができるため、成形工程のタクトタイムの短縮による生産性の向上を実現することができる。
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３８】
たとえば、上型保持部材や、上型部材それ自体を発熱させる発熱体としては、電気ヒータに限らず、電気エネルギー以外の他のエネルギーを用いるものでもよい。
［付記１］
成形型部材と前記成形型部材を保持する型保持部材を備え、前記型保持部材部材が電気ヒータとしての役割を成すガラスレンズ成形装置。
［付記２］
成形型部材と前記成形型部材を保持する型保持部材を備え、前記型部材が電気ヒータとしての役割を成すガラスレンズ成形装置。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  成形装置
１１  装置本体
１２  外カバー
１３ａ  上加圧部材
１３ｂ  下加圧部材
１４ａ  上型部材
１４ｂ  下型部材
１４ｃ  成形面
１４ｄ  成形面
１５ａ  上型保持部材
１５ｂ  下型保持部材
１５ｃ  給電ケーブル
１５ｄ  給電ケーブル
１６  ガラス素材
２０  成形装置
２１  装置本体
２２  外カバー
２３ａ  上加圧部材
２３ｂ  下加圧部材
２４ａ  上型保持部材
２４ｂ  下型保持部材
２５ａ  上型部材
２５ｂ  下型部材
２５ｃ  成形面
２５ｄ  成形面
２５ｅ  給電ケーブル
２５ｆ  給電ケーブル
２６  ガラス素材
ｈ１  電気ヒータ
ｈ２  電気ヒータ
ｈ３  電気ヒータ
ｈ４  電気ヒータ
【図１】
2009269775.tif 000003
【図２】
2009269775.tif 000004