JP2008285354A - ガラスプレス成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】
ガラスプレス成形機において、レンズ性能を満足させるためには成形ブロックの加熱温度分布や冷却温度分布の均一さが重要で、そのためには各成形ステージの中央に成形ブロックを停止させることが必要であった。しかしながら、生産性向上のための高速搬送時には慣性力によるオーバーランをおこし、高速化の足かせになっていた。
【解決手段】
成形ブロック５５の搬送装置に搬送部１０と位置決め部２０を設けることで、生産性向上のため成形ブロック５５を高速搬送しても各成形ステージ中央への成形ブロック５５の位置決めが可能となり、レンズ性能の確保と同時に生産性の向上も図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラスプレス成形機の成形ブロック搬送部の構造に関するものである。

ガラスプレス成形機は、複数の成形ステージを内包したチャンバ内で、ガラス素材を内包した成形ブロックを挟み込んでいる上下ブロック部の温度や加圧力等を駆動部で最適に調整しながら、加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージと順次ステージ間を定ピッチで搬送しながら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）。

図７は特許文献１に示されるガラスプレス成形機の成形部の正断面図、図８は同じく実施例成形部の平面図である。
これらの図を参照してガラスプレス成形機の成形部の構成とシーケンスを簡単に説明する。

図７において、チャンバ７１内に配設された基台７２上には加熱下ブロック部８４、加圧下ブロック部８５および冷却下ブロック部８６、８７が横方向（図中左右方向）１列に配置され、その上面には成形ブロック５５が載置されている。

加熱下ブロック部８４の上方には加熱上ブロック部８０が、加圧下ブロック部８５の上方には加圧上ブロック部８１が、冷却下ブロック部８６、８７の上方には冷却上ブロック部８２、８３がそれぞれ対向して配設されている。

前記の各上ブロック部８０、８１、８２、８３は、チャンバ７１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（図示せず）によって駆動される可動軸９９を介して所要ストロークだけ前後進自在（図中上下方向）に移動可能となっている。

成形ブロック５５は、円筒状の胴型５７と、胴型５７の上方より挿入された上型５６および下方より挿入された下型５８とからなる金型と、その金型内に内包されたガラス素材５９とから構成されている。

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９８がチャンバ７１の上部２箇所に設けられ、開閉自在のシャッタ９４、９６の開閉によりチャンバ７１内の雰囲気をコントロールしている。

加熱下ブロック部８４とチャンバ７１の外部とはシャッタ９４が設けられた投入口９３を介して準備台９２と連設され、準備台９２にはシリンダ９０と押し棒９１が配設されている。

冷却下ブロック部８７とチャンバ７１の外部とはシャッタ９６が設けられた回収口９５を介して受台９７と連設されている。なお、白抜きの矢印は工程の流れを示している。

図８において、チャンバ７１の背面には搬送部１１０が配設され、搬送部１１０の一部を構成するフレーム１１２には搬送アーム１１８を前後進（図中上下方向）させるシリンダ１１１が、また、チャンバ７１上にはフレーム１１２を搬送方向（図中左右方向）に前後進させるシリンダ１１６がそれぞれ配設されている。

また、受台９７上の冷却工程を完了した成形ブロック５５を次工程の待機位置に搬送するためのシリンダ１００がチャンバ７１背面（図中左後面）に配設されている。

次ぎに、図７、図８により前記構成のガラスプレス成形機の成形部のシーケンスについて説明する。
成形ブロック５５が準備台９２上に置かれると所定のタイミングでシャッタ９４が開き、シリンダ９０が作動して成形ブロック５５は押し棒９１を介して押し出され（図７中左方向）て、加熱下ブロック部８４上に搬送され、その後、シリンダ９０は元の位置に引き戻されシャッタ９４は閉となる。

加熱上ブロック部８０が取り付けられた可動軸９９が下降して加熱上ブロック部８０と加熱下ブロック部８４間で成形ブロック５５を挟み込み加熱工程が開始され、同時にチャンバ７１内の各下ブロック部８４、８５、８６、８７上にすでに搬送されている成形ブロック５５に対しては、加熱ステージでは加熱工程が、加圧ステージでは加圧工程が、冷却ステージでは冷却工程がそれぞれ開始される。

前記工程が完了して可動軸９９が上昇すると、待機位置にあった搬送部１１０のシリンダ１１１が作動し、搬送アーム１１８は、搬送方向と直交する方向に（図８中下方向）押し出されて各成形ブロック５５の間に差し込まれる。

続いて、シャッタ９６が開き、シリンダ１１６が作動して搬送アーム１１８は、搬送方向（図８中左方向）に押し出されることで各下ブロック部８４、８５、８６、８７上に載置されている成形ブロック５５は、順次、次のブロック部上に摺動しながら搬送される。

例えば、冷却下ブロック部８７上にある成形ブロック５５は、回収口９５を通過し受台９７上に搬送され、その後、シリンダ１１１、１１６は逆作動し、搬送アーム１１８は元の待機位置に引き戻される。

一方受台９７上に搬送された成形ブロック５５は、シリンダ１００の作動により次工程のための待機位置に搬送され、同時に次工程で成形される成形ブロック５５が準備台９２上に載置される。
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。

特開平４―１６４８２６号公報

複数の成形ブロックを同時に加熱、加圧および冷却するガラスプレス成形機において、各成形ブロックは、その載置されている各ステージの中央、すなわち、各上ブロックを駆動する可動軸の軸心位置に位置することが必要で、それにより成形ブロックの均等な加熱温度分布、加圧圧力分布および冷却温度分布をえてレンズ性能を確保することが可能となる。

しかしながら、従来のガラスプレス成形機では、生産性向上のため成形ブロックのステージ間高速搬送が試みられたが、各ステージ中央での位置決め手段がなく、慣性力に起因する成形ブロックのオーバーランにより搬送方向および搬送方向と直交する方向への停止位置ズレを生じ、搬送速度の高速化には限界があった。

さらに、通常速度の搬送においても、摺動面の摩擦係数の経年変化などにより搬送方向と直交する方向への停止位置ズレを生じ、レンズ性能の確保には問題があった。

そこで、本発明は、これら従来のガラスプレス成形機の問題点を解決してレンズ性能は確保しながら生産性の向上をも達成するガラスプレス成形機を提供することにある。

そのため、成形ブロックを加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージと順送りに搬送しながらガラス素材を成形するガラスプレス成形機において、実施例１のガラスプレス成形機は、成形ブロックの各ステージ間搬送のための搬送手段を有するとともに、搬送手段による成形ブロックの搬送終了時点において、成形ブロックの搬送方向および搬送方向と直交する方向に対する位置決め手段を備えることとした。

搬送手段は、成形ブロックを拘束することなく各ステージ間を搬送することとし、実施例２は、成形ブロックを位置決め手段に確実に押圧させるための弾性部材を有し、位置決め手段は、ステージごとに配設されるものとした。

また、実施例３は、成形ブロックは同時に複数個搬送および位置決めされるものとした。

成形ブロックの停止時の位置決め手段を設けることで、慣性力に起因する成形ブロックのオーバーランにより不可能だった高速搬送が可能となり生産性の向上が達成できる。

また、通常速度の搬送においても、成形ブロックは常に各ステージの中央、すなわち、各上ブロックを駆動する可動軸の軸心位置に位置できるので均等な加熱温度分布、加圧圧力分布および冷却温度分布がえられてレンズ性能を確保でき、レンズ性能は確保しながら生産性の向上が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１を説明するガラスプレス成形機の成形部および搬送部の平面概略図、図２は図１のＡ矢視による断面図、図３は図２のＢ矢視による平面図、図４は同じく搬送部の搬送ステップを示す概略図、図５は本発明の実施例２を説明する搬送アームおよび位置決めアームの説明図、図６は本発明の実施例３を説明する搬送アームおよび位置決めアームの説明図である。

なお、成形ブロック５５、各上ブロック部８０、８１、８２、８３、各下ブロック部８４、８５、８６、８７、投入口９３、シャッタ９４、回収口９５、シャッタ９６およびシリンダ１００は、従来の技術で示したガラスプレス成形機と基本構成が同一のため、同一の部材には同一の符号を付し詳細説明を省略する。

図１において、成形部１は、チャンバ３、チャンバ３の内部に配設された基台７２、基台７２の上面で成形工程の流れ（白抜きの矢印で示す）に沿って（図中左方向）取り付けられた加熱下ブロック部８４、加圧下ブロック部８５、冷却下ブロック部８６、８７などから構成されている。

チャンバ３の背面には搬送位置決め部９が配設され、搬送位置決め部９は、搬送手段としての搬送部１０と、位置決め手段としての位置決め２０とから構成されている。

搬送部１０は、搬送フレーム１２と、搬送アーム１４と、搬送フレーム１２上に取り付けられ搬送アーム１４を前後進（図中上下方向）させるシリンダ１１と、チャンバ３上に取り付けられ搬送フレーム１２を搬送方向（図中左右方向）に前後進させるシリンダ１３とから構成されている。

位置決め部２０は、搬送フレーム２２と位置決めアーム２４と、搬送フレーム２２上に取り付けられ位置決めアーム２４を前後進（図中上下方向）させるシリンダ２１と、チャンバ３上に取り付けられ搬送フレーム２２を送り方向（図中左右方向）に前後進させるシリンダ２３とから構成されている。

図２において、基台７２上面には下ブロック部８４、８５、８６、８７が取り付けられ、各下ブロック部８４、８５、８６、８７に対向する上方位置に各上ブロック部８０、８１、８２、８３が配設されている。

成形ブロック５５は、各下ブロック部８４、８５、８６、８７と各上ブロック部８０、８１、８２、８３の間に載置されている。

この各上ブロック部８０、８１、８２、８３は駆動装置で作動する可動ロッド（図示せず）に連結され、前後進可能（図中上下方向）となっている。

搬送アーム１４は、胴型５７の外周部で当接するよう、また、位置決めアーム２４は、下型５８の外周部で当接するよう上下方向に所定の距離をおいて配設される。

図２の実線は待機位置、一点鎖線は前進限位置を示している。

図３において、搬送アーム１４は、成形ブロック５５を拘束しない構造となっている。

位置決めアーム２４は、斜面２４ａをもち、一点鎖線で示す位置決め完了位置では斜面２４ａが下型５８の外径と当接して搬送方向とこれと直交する方向に成形ブロック５５を拘束している。なお、実線は待機位置、一点鎖線は前進限位置すなわち位置決め完了位置を示している。

次に、図１、図２、図３、図４により前記構成のガラスプレス成形機のシーケンスについて説明する。

図４において、あるステージの中央に載置された成形ブロック５５の中央位置を１、次のステージ中央の成形ブロック中央位置を２、同様に成形ブロック５５の中央位置を３、４とする。

成形工程の流れは白抜きの矢印で示し、以下の説明においては、位置１は加熱下ブロック８４に載置された成形ブロック５５として行う。

成形部１内に成形ブロック５５が投入されるまでは従来技術と同様につき詳細説明は省略する。

加熱下ブロック部８４上に成形ブロック５５が搬送されると、加熱上ブロック部８０が下降して加熱上ブロック部８０と加熱下ブロック部８４間で図示しないヒータによる輻射熱により成形ブロック５５の加熱工程が開始される。

同時に、チャンバ３内の各下ブロック部８４、８５、８６、８７上にすでに搬送されて位置決め完了している成形ブロック５５に対しては、加圧ステージでは加圧工程が、冷却ステージでは冷却工程がそれぞれ進行を開始する。

この段階において、搬送部１０と位置決め部２０はそれぞれ待機位置にあり、したがって、搬送アーム１４および位置決めアーム２４は待機位置（図４ステップ１）となっている。

前記工程が完了して加熱上ブロック部８０が上昇すると、搬送部１０のシリンダ１１が作動し、搬送アーム１４は、搬送方向と直交する方向に（図４下方向）押し出されて各成形ブロック５５の間に差し込まれる（図４ステップ２）。

次に、シリンダ１３が作動して搬送アーム１４は、搬送方向に押し出されて成形ブロック５５に接触し、さらに、前進して成形ブロック５５を位置２にむけ搬送を開始する。

成形ブロック５５が位置１で待機している位置決めアーム２４の位置を通過する。そして、位置決めアーム２４が前進しても成形ブロック５５と干渉しないタイミングで位置決め部２０のシリンダ２１が作動し、位置決めアーム２４は、搬送方向と直交する方向に（図４下方向）に押し出されて各成形ブロック５５の間に差し込まれる（図４ステップ３）。

搬送アーム１４は、さらに搬送方向に前進し、成形ブロック５５は、位置２の位置にあって前進完了した位置決めアーム２４の斜面２４ａと当接する。

したがって、成形ブロック５５は、搬送アーム１４と位置決めアーム２４間に挟まれて次のステージの中央である位置２に位置決めされる（図４ステップ４）。

位置決め完了した後、搬送アーム１４は、反搬送方向へ、位置決めアーム２４は、位置決めアーム２４の斜面部２４（a）が搬送方向と直交する方向に後退しても成形ブロック５５と干渉しない位置までさらに搬送方向に前進する。

その後、搬送部１０のシリンダ１１および位置決め部２０のシリンダ２１が作動し、搬送アーム１４と位置決めアーム２４は引き戻され、次に、シリンダ１３とシリンダ２３が作動し、搬送アーム１４と位置決めアーム２４はそれぞれの待機位置となる。

位置２、位置３および位置４の成形ブロック５５も同様のステップで搬送され、位置決めされて工程が進行する。

その後は、従来技術と同様に成形ブロック５５はチャンバ３の外部に搬送される。
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。

図５において、実施例２は、２個の成形ブロック５５を同時に並べて搬送するもので、搬送アーム１４は、成形ブロック５５を拘束することなく搬送し、位置決めアーム２５は、２個の成形ブロック５５に対向する面の両隅に斜面２５ａを有する位置決め用の凹部２５ｂをもち、斜面２５ａと凹部２５ｂに成形ブロック５５が当接して位置決めされる。

図６において、実施例３は、搬送アーム１５に弾性部材を取り付けたもので、搬送アーム１５には成形ブロック５５の搬送軸芯をまたいで等距離に貫通孔が形成され、その貫通孔に大径、中径および小径よりなる２本のスタッドボルト１６の中径部が反成形ブロック５５側から差し込まれ、小径部はねじ部となっており、押し板１８がねじ込まれている。

搬送アーム１５と押し板１８間に位置するスタッドボルト１６の中径部の外周には圧縮バネ１７が装着され、スタッドボルト１６の大径部がストッパとなる位置まで押し板１８を反搬送アーム１５側に押しだしている。

押し板１８の反搬送アーム１５側は、成形ブロック５５と接触しており、送りアーム１５が搬送方向に前進（図中左方向）することで、成形ブロック５５を位置決めアーム２４の斜面２４ａに接触させ、さらに、前進を続行することでバネ１７の反発力を成形ブロック５５に付加することになり、位置決めアーム２４による確実な位置決めを可能としている。

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、成形ブロックの搬送部に搬送手段と同時に位置決め手段を設けることで、成形ステージの中央に成形ブロックを位置決めできるので均等な加熱温度分布や、加圧圧力分布および冷却温度分布が得られてレンズ性能が確保できると同時に高速搬送時の慣性力に起因する成形ブロックのオーバーランをも解消でき生産性も向上する。

本発明の実施例１を説明するガラスプレス成形機の成形部および搬送部の平面概略図 図１のＡ矢視による断面図 図２のB矢視による平面図 同じく搬送部の搬送ステップを示す平面概略図 本発明の実施例２を説明する搬送アームおよび位置決めアームの説明図 本発明の実施例３を説明する搬送アームおよび位置決めアームの説明図 従来のガラスプレス成形機の成形部の正断面図 同じく実施例成形部の平面図

符号の説明

１ 成形部
３ チャンバ
９ 搬送位置決め部
１０ 搬送部
１１ シリンダ
１２ 搬送フレーム
１３ シリンダ
１４ 搬送アーム
２０ 位置決め部
２１ シリンダ
２２ 搬送フレーム
２３ シリンダ
２４ 位置決めアーム
２４ａ 斜面
２５ 位置決めアーム
２５ａ 斜面
２５ｂ 凹部
５５ 成形ブロック
７２ 基台

Claims (5)

1. 成形ブロックを加熱ステージ、加圧ステージおよび冷却ステージと順送りに搬送しながらガラス素材を成形するガラスプレス成形機において、該ガラスプレス成形機は、前記成形ブロックの各ステージ間搬送のための搬送手段を有するとともに、該搬送手段による前記成形ブロックの搬送終了時点において、前記成形ブロックの搬送方向および搬送方向と直交する方向に対する位置決め手段を備えることを特徴とするガラスプレス成形機。
2. 前記搬送手段は、前記成形ブロックを拘束することなく各ステージ間を搬送す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。
3. 前記搬送手段は、前記成形ブロックを前記位置決め手段に確実に押圧させるための弾性部材を有することを特徴とする請求項２に記載のガラスプレス成形機。
4. 前記位置決め手段は、ステージごとに配設され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。
5. 前記成形ブロックは同時に複数個搬送および位置決めされ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。

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