JP2008001568A - ガラス成形装置およびガラス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型組みおよび型ばらしを円滑に行なうガラス成形装置を提供する。
【解決手段】下型Ｄ１および上型Ｄ２と、下型Ｄ１および上型Ｄ２に外嵌され両方の型Ｄ１，Ｄ２を位置決めする胴型Ｄ３と、を備えた成形型Ｄを用いて、ガラス素材Ｇからガラス製品（Ｌ）を加熱成形するガラス成形装置１であって、胴型Ｄ３が外嵌された下型Ｄ１にガラス素材Ｇを供給し、胴型Ｄ３に上型Ｄ２を嵌入して成形型Ｄを組み付ける型組みステージと、ガラス素材Ｇを加熱成形するガラス成形ステージと、成形後に上型Ｄ２を胴型Ｄ３から抜いて、成形されたガラス製品（Ｌ）を取り出す型ばらしステージと、を有し、型組みステージおよび型ばらしステージにおいて、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように温度差を設ける加熱保温装置３２を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はガラス成形装置およびガラス成形方法に関し、特に、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことが可能なガラス成形装置およびガラス成形方法に関する。

近時、光学レンズ等の光学部品には、描写力等の光学性能を高めるために、より高精度、高解像度が求められてきている。このため、例えば、光軸のズレを限りなくゼロに近づけるために、ガラス成形工程における加熱成形時において、上型および下型と胴型との間隙（クリアランス）を最小限に設定することが望ましい。

一方、クリアランスを最小限に設定すると、型組みおよび型ばらし時においては、型の抜き差しが困難になる。つまり、型を抜き差しする場合には、そのクリアランスの範囲内で垂直に保持したまま型を抜き差し方向に移動しなければならず、傾いてしまうと型の摺動面が噛み込んで動かなくなったり、摺動面を傷つけてしまい、クリアランスが増大して繰り返しの位置精度を確保できないという問題があった。

このため、成形精度を維持しながら、型組みおよび型ばらし時においては必要なクリアランスを確保して、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうために、種々の技術が開示されている（特許文献１）。

例えば、特許文献１に記載された技術では、成形型を下型と、下型に嵌め込まれた胴型と、胴型に嵌入される上型とで構成し、上型よりも下型および胴型の方が線膨張係数の小さい型材料を使用して、この問題を解決しようとしている。
すなわち、成形時の高温状態においては最小限のクリアランスとなるように設定し、型組みおよび型ばらし時の型温が下がった状態では、下型および胴型（穴側）よりも上型（コア側）の方が温度による収縮率が小さくなるようにして、成形時よりも大きなクリアランスを確保するようにしている。
特開平０９−１８８５２９号公報（請求項１）

しかしながら、上型と下型および胴型で線膨張係数の異なる型材を使用すると、加圧成形時における温度変化に対してクリアランスも変化してしまうため、温度変化による成形品の光軸のズレや傾きが生じ、成形精度に悪影響を及ぼすという問題があった。
具体的には、例えば、加圧成形時においてはガラス素材の転移点（固体から液体への相転移、一例を示せば５００℃程度）を超えて６２０℃程度まで型温度を上昇させ、転移点付近まで徐々に冷却しながら成形する。このため、加圧成形時におけるこのような温度変化（この例では１２０℃）により成形型のクリアランスも変化し、最小限のクリアランスを成形中に維持できないという問題があった。
すなわち、６２０℃で最小のクリアランスを設定すると、転移点まで型温度が下がると、その分クリアランスも増大するため成形精度に悪影響を及ぼす。他方、転移点でクリアランスを最小に設定すると、６２０℃ではクリアランスがなくなってしまい摺動面に焼き付き等のトラブルが発生するおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みて創案されたものであり、成形精度を確保しながら、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことが可能なガラス成形装置およびガラス成形方法を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係るガラス成形装置は、前記課題を解決するため、互いに対面して組み合わされる一方の型および他方の型と、この一方の型および他方の型に外嵌され前記両方の型を位置決めする胴型と、を備えた成形型を用いて、ガラス素材からガラス製品を加熱成形するガラス成形装置であって、前記胴型が外嵌された前記一方の型にガラス素材を供給し、前記胴型に前記他方の型を嵌入して前記成形型を組み付ける型組みステージと、前記ガラス素材を加熱成形するガラス成形ステージと、成形後に前記他方の型を前記胴型から抜いて、成形されたガラス製品を取り出す型ばらしステージと、を有し、前記型組みステージおよび型ばらしステージにおいて、前記他方の型の温度よりも前記胴型の温度の方が高くなるように温度差を設ける温度調整手段を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、型組みステージおよび型ばらしステージにおいて、温度調整手段を備えて他方の型の温度よりも胴型の温度の方が高くなるように温度差を設けることで、この温度差による熱膨張により、穴側である胴型の内径の方がコア側である上型の外径よりも大きくなるため、胴型と上型とのクリアランスを拡大することができる。
このため、成形時においては一定の最小限のクリアランスを維持して成形精度を確保しながら、型組みおよび型ばらし時においてはクリアランスを拡大して、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことができる。
なお、「温度差」の用語は、ここでは広く「温度勾配」も含まれる概念として使用する。

本発明の請求項２に係るガラス成形装置は、請求項１に記載のガラス成形装置であって、前記一方の型、他方の型、および胴型は、同一の線膨張係数を有する型材で構成されていることを特徴とする。
かかる構成によれば、成形温度が変化しても、一方の型、他方の型、および胴型の温度条件が同じであれば、クリアランスは一定のままで保持し、成形精度を確保することができる。

本発明の請求項３に係るガラス成形装置は、請求項１または請求項２に記載のガラス成形装置であって、前記温度調整手段は、前記胴型を加熱または保温する加熱保温手段であることを特徴とする。
かかる構成によれば、胴型を加熱または保温する加熱保温手段を備えたことで、他方の型を冷却するよりも簡易な構成で効率よく胴型と他方の型との温度差を設けることができる。

本発明の請求項４に係るガラス成形装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガラス成形装置であって、温度調整手段は、前記他方の型を冷却する冷却手段であることを特徴とする。
かかる構成によれば、例えば、胴型を加熱しながら他方の型を冷却することもできるため迅速に温度差を設けることも可能となる。

本発明の請求項５に係るガラス成形装置は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガラス成形装置であって、一方の型は下型であり、前記他方の型は上型であることを特徴とする。
かかる構成によれば、ガラス素材を下型に供給し、この下型に外嵌された胴型を加熱することで、ガラス素材が供給される下型側を暖めることによりガラス素材のヒートショックを軽減することもできる。

本発明の請求項６に係るガラス成形装置は、互いに対面して組み合わされる一方の型および他方の型と、この一方の型および他方の型に外嵌され前記両方の型を位置決めする胴型と、を備えた成形型を用いて、ガラス素材からガラス製品を加熱成形するガラス成形装置であって、前記胴型が外嵌された前記一方の型にガラス素材を供給するガラス素材供給装置と、前記胴型に前記他方の型を嵌入することにより前記成形型の型組みをする型組み装置と、この型組み装置によって組み付けられた成形型を用いて前記ガラス素材を加熱成形する加熱成形装置と、この加熱成形装置による加熱成形後に前記胴型から前記他方の型を抜き取ることにより前記成形型の型ばらしをする型ばらし装置と、前記他方の型が抜き取られた前記胴型および前記一方の型から前記ガラス製品を取り出すガラス製品取り出し装置と、前記型組み装置および型ばらし装置と前記加熱成形装置との間において前記成形型を搬送する成形型搬送装置と、を有し、前記型組み装置および型ばらし装置は、前記他方の型の温度よりも前記胴型の温度の方が高くなるように温度差を設ける温度調整手段を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、ガラス素材を供給するガラス素材供給装置と、成形型の型組みをする型組み装置と、ガラス素材を加熱成形する加熱成形装置と、成形型の型ばらしをする型ばらし装置と、前記ガラス製品を取り出すガラス製品取り出し装置と、成形型を搬送する成形型搬送装置と、を備えたことで、ガラス素材の供給から成形されたガラス製品の取り出しまでを自動化することが可能となる。
また、型組み装置および型ばらし装置において、温度調整手段を備えて他方の型の温度よりも胴型の温度の方が高くなるように温度差を設けることで、この温度差による熱膨張により、穴側である胴型の内径の方がコア側である上型の外径よりも大きくなるため、胴型と上型とのクリアランスを拡大することができる。
このため、成形時においては一定の最小限のクリアランスを維持して成形精度を確保しながら、型組みおよび型ばらし時においてはクリアランスを拡大して、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことができる。
なお、型組み装置と型ばらし装置は、別々の装置として設けてもよいが、同じ装置を共用したものでもよい。

本発明の請求項７に係るガラス成形方法は、互いに対面して組み合わされる一方の型および他方の型と、この一方の型および他方の型に外嵌され前記両方の型を位置決めする胴型と、を備えた成形型を用いて、ガラス素材からガラス製品を加熱成形するガラス成形方法であって、前記胴型が外嵌された前記一方の型にガラス素材を供給し、前記胴型に前記他方の型を嵌入して前記成形型を組み付ける型組み工程と、前記ガラス素材を加熱成形するガラス成形工程と、成形後に前記他方の型を前記胴型から抜いて、成形されたガラス製品を取り出す型ばらし工程と、を有し、前記型組み工程および型ばらし工程において、前記他方の型の温度よりも前記胴型の温度の方が高くなるように温度差を設けて、型組みおよび型ばらしを行なうことを特徴とする。

本発明の請求項８に係るガラス成形方法は、請求項７に記載のガラス成形方法であって、前記温度差を設けるために、前記他方の型よりも前記胴型を加熱または保温することを特徴とする。

本発明の請求項９に係るガラス成形方法は、請求項７または請求項８に記載のガラス成形方法であって、前記温度差を設けるために、前記胴型よりも前記他方の型を冷却することを特徴とする。

本発明の請求項１０に係るガラス成形方法は、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のガラス成形方法であって、前記ガラス製品は光学素子であって、前記温度差は、１５０℃〜２５０℃とすること、を特徴とする。
このように、本発明は、他方の型と胴型との温度差を１５０℃〜２５０℃とすることで、必要十分なクリアランスを確保することができ、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことができる。

本発明の請求項１１に係るガラス成形方法は、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のガラス成形方法であって、前記一方の型は下型であり、前記他方の型は上型であることを特徴とする。

本発明に係るガラス成形装置およびガラス成形方法によれば、成形精度を確保しながら、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことが可能なガラス成形装置およびガラス成形方法を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は本実施形態に係るガラス成形装置の全体構成を示す模式的平面図であり、図２は図１の正面図である。
なお、本実施形態では、本発明に係るガラス成形装置１でガラス製品である光学レンズＬを製造する場合を例として説明する。

本発明の実施形態に係るガラス成形装置１は、図１に示すように、加熱成形装置である成形機本体２と、下型Ｄ１および胴型Ｄ３と上型Ｄ２（成形型Ｄ、図２参照）の組み付けおよびばらしを行なう型組み・型ばらし装置３と、型組み・型ばらし装置３と成形機本体２との間において成形型Ｄを搬送する成形型搬送装置４と、ガラス素材Ｇ（図２参照）の供給およびガラス製品の取り出しを行なう供給・取り出し装置５と、を備えている。

なお、供給・取り出し装置５は、一例として、ロボットハンドで構成されている。そして、ガラス素材Ｇ（図２参照）を供給するガラス素材供給装置と、成形した光学レンズＬを取り出すガラス製品取り出し装置と、を共用して１つの供給・取り出し装置５として構成しているが、これに限定されるものではなく、ガラス素材供給装置とガラス製品取り出し装置とをそれぞれ別個の装置として構成し、別々の場所に配置してもよい。

成形機本体２は、図１に示すように、一例として、成形型Ｄ（図２参照）が搬入および搬出される搬入・搬出ステージＳＴ０と、成形型Ｄおよび成形型Ｄのキャビティ内に供給されたガラス素材Ｇ（図２参照）を加熱する加熱ステージＳＴ１と、ガラス素材Ｇを加圧しながら加熱成形する加圧成形ステージＳＴ２，ＳＴ３と、ガラス素材Ｇを徐冷しながら硬化させる徐冷ステージＳＴ４と、さらに自然冷却してガラスの組成を安定させる冷却ステージＳＴ５と、を備えている。
そして、成形機本体２では、回転テーブル２１に載置された成形型Ｄをステージごとに順送りしながらガラス素材Ｇ（図２参照）からガラス製品である光学レンズＬ（図２参照）を成形する。

ここで、各ステージにおける工程の内容について、簡単に説明する。
成形型Ｄは、回転テーブル２１の移動により、搬入ステージＳＴ０から加熱ステージＳＴ１に移動する。この加熱ステージＳＴ１では、加熱装置２２（図２参照）により成形型Ｄの温度を急速にガラス素材Ｇの転移点以上（例えば、６２０℃）にまで上昇させる。そして、加圧成形ステージＳＴ２，ＳＴ３では、成形型Ｄの温度を転移点以上に保ったまま、加圧装置２３（図２参照）で加圧しながら光学レンズＬを成形する。そして、徐冷ステージＳＴ４では、急激に型温が下がらないように加熱しながら転移点近傍まで緩やかに型温を降下させて成形する。続いて、冷却ステージＳＴ５ではガラスの組成が安定する温度まで自然冷却させて、成形型Ｄは搬出ステージＳＴ０に移動する。

なお、本実施形態においては、前記のようなステージ構成を採用したが、これに限定されるものではなく、ガラス素材Ｇの材質や製品形状に応じて適宜変更することができる。また、本実施形態においては、回転テーブル方式を採用したが、これに限定されるものではなく、直線移動方式であってもよい。
そして、本実施形態においては、成形機本体２に設けられた成形型Ｄの搬入・搬出ステージＳＴ０を共通のステージとしたが、これに限定されるものではなく、搬入ステージと搬出ステージを入口側と出口側にそれぞれ別々に設けてもよい。

ここで、ガラス成形装置１で用いられる成形型Ｄについて説明する。
成形型Ｄは、図２に示すように、互いに対面して組み合わされる下型Ｄ１および上型Ｄ２と、下型Ｄ１および上型Ｄ２に外嵌され下型Ｄ１と上型Ｄ２とを位置決めする胴型Ｄ３と、を備えて構成されている。そして、成形型Ｄを閉じた状態で、下型Ｄ１と上型Ｄ２と胴型Ｄ３によりキャビティが形成され、光学レンズＬが加熱成形される。
また、成形型Ｄを構成する下型Ｄ１、上型Ｄ２、および胴型Ｄ３の型材は、精密型用の超硬合金が使用され、同一の線膨張係数を有する。このため、成形型Ｄの温度が変化しても、下型Ｄ１、上型Ｄ２、および胴型Ｄ３の温度条件が同じであれば、クリアランスは一定のままで保持することができる。

なお、本実施形態においては、成形型Ｄは、下型Ｄ１、上型Ｄ２、および胴型Ｄ３で構成し、胴型Ｄ３を下型Ｄ１側に固定しているが、これに限定されるものではなく、胴型Ｄ３を上型Ｄ２側に固定してもよい。また、本実施形態においては、胴型Ｄ３は下型Ｄ１または上型Ｄ２と別体として構成しているが、これに限定されるものではなく、下型Ｄ１または上型Ｄ２と一体として構成することもできる。

型組み・型ばらし装置３は、図２に示すように、成形機本体２の搬入・搬出ステージＳＴ０の外側に、成形型搬送装置４を挟んで隣接して配置されている。
型組み・型ばらし装置３は、下型Ｄ１を載置する型台３１と、胴型Ｄ３を加熱できるように配置された温度調整手段としての加熱保温手段である加熱保温装置３２と、上型Ｄ２を上下方向に昇降可能な昇降装置３３と、を備えて構成されている。
そして、型台３１には下型Ｄ１を固定する下型クランプ装置３４が配設され、昇降装置３３の昇降板３３ａには上型Ｄ２を固定する上型クランプ装置３５が配設されている。

加熱保温装置３２は、一例として、非接触の高周波誘導加熱方式の高周波加熱装置が使用されている。この高周波加熱装置によれば、対象となる胴型Ｄ３を直接加熱することができるため適している。もっとも、高周波加熱に限定されるものではなく、ヒートブロックやランプ加熱方式を採用することもできる。
また、加熱装置に限定されるものではなく、グラスウール等の断熱材を使用した保温装置の採用も可能である。例えば、冷却ステージＳＴ５（図１）を通過した後に残留している熱量を下型Ｄ１側のみ保温し、上型Ｄ２側は自然冷却して胴型Ｄ３と上型Ｄ２との温度差を設けることもできる。

昇降装置３３は、上型Ｄ２を取り付ける昇降板３３ａと、昇降板３３ａを上下に移動させる駆動源となるモータ３３ｂと、モータ３３ｂの回転力を往復運動に変換する送りねじ機構３３ｃと、を備えて構成されている。
なお、本実施形態においては、昇降装置３３は、上型Ｄ２を下型Ｄ１に対して昇降させて上型Ｄ２を抜き差しするように構成したが、これに限定されるものではなく、下型Ｄ１および胴型Ｄ３を上型Ｄ２に対して昇降させて抜き差しするように構成することもできる。

成形型搬送装置４は、一例として、図示しない駆動装置と、搬送ガイドと、を備えて構成される。駆動装置としては、例えば、エアシリンダ等の流体シリンダを使用し、直線ガイド機構を設けて成形型搬送装置４を構成することができる。また、これに限定されるものではなく、サーボモータ等を駆動源として、ボールねじと直線ガイド機構を組み合わせて成形型搬送装置４を構成することもできる。要するに、成形型搬送装置４は、ガラス成形装置１の搬入・搬出ステージＳＴ０および型組み・型ばらし装置３の構成に応じて、適宜種々の形態を採用することができる。

以上のように構成された本発明の実施形態に係るガラス成形装置１の作用について、主として図３を参照しながら説明する。図３は型組み・型ばらし装置の作用を説明するための模式的な断面図である。
本発明の実施形態に係るガラス成形装置１において、成形型Ｄは、図１に示すように、型組み・型ばらし装置３から搬入・搬出ステージＳＴ０に成形型Ｄが搬入される。そうすると、回転テーブル２１が回転方向Ｒの方向に回転されて、成形型Ｄは、加熱ステージＳＴ１から、加圧成形ステージＳＴ２，ＳＴ３、徐冷ステージＳＴ４、冷却ステージＳＴ５を順送りに移動しながら、光学レンズＬが成形される。そして、成形型Ｄは、各ステージＳＴ０〜ＳＴ５を一巡して再び搬入・搬出ステージＳＴ０に到達する。

各ステージＳＴ０〜ＳＴ５を一巡して搬入・搬出ステージＳＴ０に到達した成形型Ｄは、図２に示すように、下型Ｄ１および胴型Ｄ３と上型Ｄ２とが閉じられており、その閉じられたキャビティ内には光学レンズＬが成形されている。そして、このようにして搬入・搬出ステージＳＴ０に到達した成形型Ｄは、成形型搬送装置４により型組み・型ばらし装置３に搬送される。

型組み・型ばらし装置３に搬送された成形型Ｄは、図３（ａ）に示すように、閉じられた状態のまま、下型Ｄ１が下型クランプ装置３４（図２参照）によりクランプされて型台３１の所定の位置に固定される。ここで、成形型Ｄが閉じられた状態では、上型Ｄ２と胴型Ｄ３とのクリアランスは、成形精度を高めるために最小限に設定されている（例えば、０．５〜２μｍ程度）。

上型Ｄ２を胴型Ｄ３から抜いて光学レンズＬを取り出す場合には、図３（ｂ）に示すように、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように加熱保温装置３２を作動させて胴型Ｄ３を加熱して温度差（温度勾配）を設けている。
具体的には、上型Ｄ２と胴型Ｄ３との温度差は、一例として２００℃程度に設定されているが、１５０℃〜２５０℃であれば、上型Ｄ２を円滑に抜くことができる。例えば、成形型Ｄのクリアランスが０．５μｍのように厳格な成形精度が要求される場合であっても、１５０℃の温度差があれば、仮に型材の線膨張係数を、α＝５．２×１０^-6とすると、トータルのクリアランス（δ）は、胴型Ｄ３の内径を１０ｍｍとすれば、
δ＝０．５＋５．２×１０^-6×１５０×１０×１０^-3
＝８．３［μｍ］
また、２５０℃の温度差があれば、同様に、
δ＝０．５＋５．２×１０^-6×２５０×１０×１０^-3
＝１３．５［μｍ］
であるから、必要なクリアランスを確保することができる。

このようにして、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように胴型Ｄ３を加熱して温度差（温度勾配を含む）を設けた状態で、上型Ｄ２を上型クランプ装置３５によりクランプして昇降装置３３により上昇させることで、円滑に上型Ｄ２を胴型Ｄ３から抜くことができる（図３（ｃ）参照）。

すなわち、本実施形態に係るガラス成形装置１によれば、型組み・型ばらし装置３において、加熱保温装置３２を備えて上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように温度差を設けることで、この温度差による熱膨張により、穴側である胴型Ｄ３の内径の方がコア側である上型Ｄ２の外径よりも大きくなるため、胴型Ｄ３と上型Ｄ２とのクリアランスを拡大することができる。
このため、成形時においては一定の最小限のクリアランスを維持して成形精度を確保しながら、型組みおよび型ばらし時においてはクリアランスを拡大して、型組みおよび型ばらしを円滑に行なうことができる。

ここで、上型Ｄ２を昇降装置３３により上昇させるタイミングが問題となるが、円滑に上型Ｄ２を抜くことができるクリアランスとなるタイミングは、予め行なわれる成形トライにより決定することができる。また、昇降装置３３により、上型Ｄ２を抜く方向に摺動面がかじらない程度の所定の抜き力をかけておいて胴型Ｄ３を加熱し上型Ｄ２を抜いてもよい。

そして、上型Ｄ２を抜いた状態で、成形された光学レンズＬを供給・取り出し装置５で取り出し（図３（ｄ）参照）、次の成形のためのガラス素材Ｇを供給・取り出し装置５で下型に供給する（図３（ｅ）参照）。
このように、本実施形態に係るガラス成形装置１によれば、ガラス素材Ｇを下型Ｄ１に供給し、この下型Ｄ１に外嵌された胴型Ｄ３を加熱しているため、ガラス素材Ｇが供給される下型Ｄ１側を暖めることで、ガラス素材Ｇのヒートショックを軽減することができる。

その後、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように胴型Ｄ３を加熱して温度差（温度勾配）を設けた状態で、上型Ｄ２を昇降装置３３により下降させて胴型Ｄ３に挿入し型組みを行なう（図３（ｆ）参照）。

続いて、本発明の実施形態に係るガラス成形方法について、主として図２と図３を参照しながら説明する。以下の説明において、前記したガラス成形装置１と共通する構成については、同一の符号を付し重複する説明は省略する。
本発明の実施形態に係るガラス成形方法は、互いに対面して組み合わされる下型Ｄ１および上型Ｄ２と、下型Ｄ１および上型Ｄ２外嵌され両方の型を位置決めする胴型Ｄ３と、を備えた成形型Ｄを用いて、ガラス素材Ｇから光学レンズＬを加熱成形するガラス成形方法であって、胴型Ｄ３が外嵌された下型Ｄ１にガラス素材Ｇを供給し、胴型Ｄ３に上型Ｄ２を嵌入して成形型Ｄを組み付ける型組み工程と、ガラス素材Ｇを加熱成形するガラス成形工程と、成形後に上型Ｄ２を胴型Ｄ３から抜いて、成形された光学レンズＬを取り出す型ばらし工程と、を有し、型組み工程および型ばらし工程において、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように温度差を設けて、型組みおよび型ばらしを行なうことを特徴とする。

型ばらし工程は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように胴型Ｄ３を加熱して温度差（温度勾配）を設けた状態で、上型Ｄ２を上型クランプ装置３５によりクランプして昇降装置３３により上昇させることで、円滑に上型Ｄ２を胴型Ｄ３から抜くようにした工程である。

ガラス成形工程は、図１に示すように、成形型Ｄ（図２参照）が搬入および搬出される搬入・搬出ステージＳＴ０と、成形型Ｄおよび成形型Ｄのキャビティ内に供給されたガラス素材Ｇ（図２参照）を加熱する加熱ステージＳＴ１と、ガラス素材Ｇを加圧しながら加熱成形する加圧成形ステージＳＴ２，ＳＴ３と、ガラス素材Ｇを徐冷しながら硬化させる徐冷ステージＳＴ４と、さらに自然冷却してガラスの組成を安定させる冷却ステージＳＴ５と、からなる光学レンズＬを成形する工程である。

型組み工程は、図３（ｅ）と（ｆ）に示すように、ガラス素材Ｇを供給・取り出し装置５で下型Ｄ１に供給し、その後、上型Ｄ２の温度よりも胴型Ｄ３の温度の方が高くなるように胴型Ｄ３を加熱して温度差（温度勾配）を設けた状態で、上型Ｄ２を昇降装置３３により下降させて胴型Ｄ３に挿入し型組みを行なう工程である。

以上、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態においては、温度調整手段として胴型Ｄ３を加熱する加熱保温手段である加熱保温装置３２を使用したが、これに限定されるものではなく、上型Ｄ２を窒素ガス等により冷却する冷却手段を設けてもよい。また、胴型Ｄ３を加熱する加熱保温装置３２と上型Ｄ２を冷却する冷却手段の両方を設けてもよい。
また、本実施形態においては、加熱保温装置３２により直接胴型Ｄ３を加熱しているが、これに限定されるものではなく、例えば、下型Ｄ１をヒータを内蔵したホットプレート等で加熱して間接的に胴型Ｄ３を加熱することもできる。かかる構成によれば、成形型Ｄの形状やサイズの影響を軽減し、製品が複数個取りである場合であっても簡易な構成により胴型Ｄ３を加熱することができる。

また、本実施形態においては、上型Ｄ２を昇降装置３３により上昇させて円滑に上型Ｄ２を抜くことができるクリアランスとなるタイミングは、予め行なわれる成形トライにより決定することとしたが、これに限定されるものではない。
例えば、型組み・型ばらし装置３において、互いに嵌入される上型Ｄ２および胴型Ｄ３の温度を検知する温度センサを設けて、この温度センサにより温度を検出して上型Ｄ２を上昇させることもできる。
さらに、前記温度センサの検出した型温度に基づいて、温度調整手段を制御し温度差を調整する温度制御装置を設けて、温度差を管理することもできる。

本実施形態に係るガラス成形装置の全体構成を示す模式的平面図である。 図１の正面図である。 型組み・型ばらし装置の作用を説明するための模式的な断面図である。

符号の説明

１ ガラス成形装置
２ 成形機本体
３ 型組み型ばらし装置
４ 成形型搬送装置
５ 供給取り出し装置（ガラス素材供給装置、ガラス製品取り出し装置）
Ｄ 成形型
Ｄ１ 下型（一方の型）
Ｄ２ 上型（他方の型）
Ｄ３ 胴型
ＳＴ０ 搬入搬出ステージ
ＳＴ１ 加熱ステージ（ガラス成形工程）
ＳＴ２，３ 加圧成形ステージ（ガラス成形工程）
ＳＴ４ 徐冷ステージ（ガラス成形工程）
ＳＴ５ 冷却ステージ（ガラス成形工程）
３２ 加熱保温装置（温度調整手段）
３３ 昇降装置
Ｇ ガラス素材
Ｌ 光学レンズ

Claims (11)

1. 互いに対面して組み合わされる一方の型および他方の型と、この一方の型および他方の型に外嵌され前記両方の型を位置決めする胴型と、を備えた成形型を用いて、ガラス素材からガラス製品を加熱成形するガラス成形装置であって、
   前記胴型が外嵌された前記一方の型にガラス素材を供給し、前記胴型に前記他方の型を嵌入して前記成形型を組み付ける型組みステージと、
   前記ガラス素材を加熱成形するガラス成形ステージと、
   成形後に前記他方の型を前記胴型から抜いて、成形されたガラス製品を取り出す型ばらしステージと、
   を有し、
   前記型組みステージおよび型ばらしステージにおいて、前記他方の型の温度よりも前記胴型の温度の方が高くなるように温度差を設ける温度調整手段を備えていることを特徴とするガラス成形装置。
2. 前記一方の型、他方の型、および胴型は、同一の線膨張係数を有する型材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形装置。
3. 前記温度調整手段は、前記胴型を加熱または保温する加熱保温手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス成形装置。
4. 前記温度調整手段は、前記他方の型を冷却する冷却手段であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
5. 前記一方の型は下型であり、前記他方の型は上型であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
6. 互いに対面して組み合わされる一方の型および他方の型と、この一方の型および他方の型に外嵌され前記両方の型を位置決めする胴型と、を備えた成形型を用いて、ガラス素材からガラス製品を加熱成形するガラス成形装置であって、
   前記胴型が外嵌された前記一方の型にガラス素材を供給するガラス素材供給装置と、
   前記胴型に前記他方の型を嵌入することにより前記成形型の型組みをする型組み装置と、
   この型組み装置によって組み付けられた成形型を用いて前記ガラス素材を加熱成形する加熱成形装置と、
   この加熱成形装置による加熱成形後に前記胴型から前記他方の型を抜き取ることにより前記成形型の型ばらしをする型ばらし装置と、
   前記他方の型が抜き取られた前記胴型および前記一方の型から前記ガラス製品を取り出すガラス製品取り出し装置と、
   前記型組み装置および型ばらし装置と前記加熱成形装置との間において前記成形型を搬送する成形型搬送装置と、
   を有し、
   前記型組み装置および型ばらし装置は、前記他方の型の温度よりも前記胴型の温度の方が高くなるように温度差を設ける温度調整手段を備えていることを特徴とするガラス成形装置。
7. 互いに対面して組み合わされる一方の型および他方の型と、この一方の型および他方の型に外嵌され前記両方の型を位置決めする胴型と、を備えた成形型を用いて、ガラス素材からガラス製品を加熱成形するガラス成形方法であって、
   前記胴型が外嵌された前記一方の型にガラス素材を供給し、前記胴型に前記他方の型を嵌入して前記成形型を組み付ける型組み工程と、
   前記ガラス素材を加熱成形するガラス成形工程と、
   成形後に前記他方の型を前記胴型から抜いて、成形されたガラス製品を取り出す型ばらし工程と、
   を有し、
   前記型組み工程および型ばらし工程において、前記他方の型の温度よりも前記胴型の温度の方が高くなるように温度差を設けて、型組みおよび型ばらしを行なうことを特徴とするガラス成形方法。
8. 前記温度差を設けるために、前記他方の型よりも前記胴型を加熱または保温することを特徴とする請求項７に記載のガラス成形方法。
9. 前記温度差を設けるために、前記胴型よりも前記他方の型を冷却することを特徴とする請求項７または請求項８に記載のガラス成形方法。
10. 前記ガラス製品は光学素子であって、
    前記温度差は、１５０℃〜２５０℃とすること、
    を特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のガラス成形方法。
11. 前記一方の型は下型であり、前記他方の型は上型であることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のガラス成形方法。

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