TWI619595B

TWI619595B - Compression molding device and method of manufacturing optical component

Info

Publication number: TWI619595B
Application number: TW102107640A
Authority: TW
Inventors: Hidekuni Asai; Takeshi Ishimine; Kiyokane Yamazaki; Yasumasa Wada; Tadayuki Fujimoto
Original assignee: Hoya Corp
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2018-04-01
Also published as: JP5883317B2; CN104144892A; TW201347947A; WO2013133190A1; JP2013184829A

Abstract

壓模成形裝置，其構成為隔著屬於至少具備：形成有複數孔(52a)的板狀構件(52)；及在複數孔(52a)內能夠滾動的複數滾動體(53)之構成的單元，即，隔著可將複數滾動體(53)之各個一部份從複數孔(52a)突出在板狀構件(52)的表面使複數滾動體(53)收容在複數孔(52a)內的支架單元(5)，將成形模具(M)支撐在支撐台(3)上，藉此使複數滾動體(53)各個以點接觸狀支撐著成形模具(M)的下面。如此一來，就能夠控制成型模具(M)和支撐台(3)之間的熱交換，避免支撐台(3)的熱性影響波及成形模具(M)，並且能夠避免產生支撐台(3)和成形模具(M)的貼附。

Description

壓模成形裝置及光學元件之製造方法

本發明是關於利用精密加工後的成形模具對玻璃等成形素材進行壓製成形，藉此製造出玻璃鏡片等光學元件的壓模成形裝置及光學元件之製造方法。

近年來，已知有藉由在其成形面精密加工成指定之表面精度的成形模具內收容光學用的玻璃素材，於加熱下進行壓製成形藉此轉印成形面，就不必對成形後之轉印面進行研削或研磨等後續加工，能夠製造出具有高精度光學功能面之玻璃鏡片等光學元件的方法。

例如：專利文獻1中，揭示有加熱室、壓製室、冷卻室等處理室排列配置在圓周方向，將放有成形素材之成形模具依順序移送在該等處理室中的玻璃成形體之製造裝置。該製造裝置，其各處理室在爐體中由殼體包圍形成，並且在設置成可繞著中央之旋轉軸間歇性旋轉驅動的旋轉台安裝有試件台，將載置在該試件台的成形模具隨著旋轉台的旋轉驅動移送至各處理室，藉此連續性成形出玻璃成形體。

此外，專利文獻2中，揭示著對配置有加熱平台、加壓平台、冷卻平台的壓製機依順序移送成形用的模具藉此執行各平台之指定作業的模具移動方式之壓模成形機。該成形機，並不是如專利文獻1所示之將成形模具以載置在支撐台的狀態執行移送及各種處理，而是以模具搬運手臂往後段的平台移送成形模具，將成形模具直接載置在加熱區塊上設置的均熱板藉此執行各種處理。

另外，專利文獻3中，所揭示的成形裝置是一種不將成形模具移送在成形機內之方式的玻璃鏡片成形裝置，該裝置是以設置在成形機之固定部的3個突起支撐著成形模具，利用與成形模具配置成接近的加壓手段、加熱手段、冷卻手段施行各種處理藉此成形出指定形狀之玻璃鏡片。

此外，專利文獻4中，揭示有在下模和下模保持構件之間配設複數的滾動構件，藉此於下模要***在固定軸側所準備的胴模內時，能夠促進下模之水平方向的順暢移動，將下模順暢***在胴模內使上模和下模的同軸性提高的壓模成形模具。

〔先行技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特公平7-29779號公報

〔專利文獻2〕日本特開2003-25100號公報

〔專利文獻3〕日本特開2004-149410號公報

〔專利文獻4〕日本再公表2008-053860號公報

不過，專利文獻1的裝置，對於各處理室的溫度管理是能夠獨立並且精緻控制，能夠使成形模具不會隨著移送產生溫度變化，此外，又加上，當移送時的振動使成形模具內的成形素材產生偏位時，不但所成形的光學元件會厚度不均、形狀不良，還會因厚度不均造成壓製載重施加不均導致光學功能面的面精度變差，但根據專利文獻1的裝置時，利用旋轉台能夠對成形模具不造成振動且能夠順暢移送成形模具。如上述所示，專利文獻1的裝置，在製造具有高精度之光學功能面的光學元件時，其具備有非常優異的功能。

然而，經本發明者們重覆性認真檢討的結果，對於專利文獻1的裝置，發現其利用處理室內的加熱器對成形模具加熱時試件台也會一起加熱，但此時，基於成形模具和試件台的熱特性不同因此兩者之間就會產生熱交換，恐怕會因此而擾亂成形模具的溫度管理。接著，又得知就光學元件所要求的精度有愈來愈嚴格之趨勢的近年狀況而言，成形模具支撐用之試件台的熱性影響對高精度的成形會造成不良影響。

例如：數位相機等攝影機器或更換鏡片等所使用的光學元件，其光學要求性能極高。特別是，直徑比較大的玻璃鏡片(例如ψ 20mm以上)為了利用精密壓模成形，必須精緻執行成形過程中之各處理作業的溫度管理，特別是成形素材收容用之成形模具的溫度管理，但若直接應用專利文獻1的裝置，則成形模具的溫度管理就需更為精緻，此時恐怕專利文獻1的裝置無法應對該要求。

另，專利文獻2的成形機，由於其每個平台並未加以區隔，因此就無法避免來自於鄰接之平台的熱性影響，無法執行各成形模具之精緻的溫度管理。再加上，由於成形模具是從上下夾持著該成形模具的均熱板直接傳播有熱，因此當成形模具和均熱板之間有異物存在等造成兩者的接觸面積產生變化時，成形模具就會產生溫度變動，導致無法成型為所期望之品質的成形體。

此外，專利文獻3的裝置，由於是以設置在成形機之固定部的3個突起支撐著成形模具，因此就能夠一義的決定成形模具的姿勢，並且能夠極力減少對成形模具之加熱、冷卻時的成形機之熱移動，但要將3個突起均等形成在固定部實在不容易。再加上，由於數十~數百kgf的壓製載重經常以相同3點承接著，因此壓製次數增加時恐怕突起就會變形，導致成形模具產生傾斜等，以致破壞到壓製開始當下之成形模具的姿勢。

另外，於專利文獻4的壓製成形裝置中，下模是承接由模具加熱裝置所誘導加熱之下模保持構件的熱形成為受到加熱。因此，在下模和下模保持構件之間配設有複數之滾動構件時，是能夠讓下模之水平方向的移動順暢但對下模的加熱效率卻會變差。

本發明是有鑑於上述之問題點而為的發明，目的在於針對當要將收容有成形素材之成形模具以支撐台支撐的同時，對經由成形模具加熱後軟化的成形素材進行壓製成形製造光學元件之時，提供一種能夠抑制成形模具支撐用之支撐台的熱性影響以免波及到成形模具，能夠更加精緻管理成形模具的溫度藉此穩定量產高精度之光學元件的壓模成形裝置及光學元件之製造方法。

本發明之壓模成形裝置，是一種要將收容有成形素材之成形模具以支撐台支撐的同時，對經由成形模具加熱後軟化的成形素材進行壓製成形的壓模成形裝置，其構成為是隔著屬於至少具備：形成有複數孔的板狀構件；及在複數孔內能夠滾動的複數滾動體之構成的單元，即，隔著可將複數滾動體之各個一部份從複數孔突出在板狀構件的表面地使複數滾動體收容在複數孔內的支架單元，將成形模具支撐在支撐台上，藉此使複數滾動體各個以點接觸狀支撐著成形模具的下面。

此外，本發明的光學元件之製造方法，是一種當要將收容有成形素材之成形模具以支撐台支撐的同時，對經由成形模具加熱後軟化的成形素材進行壓製成形製造光學元件之時，隔著屬於至少具備：形成有複數孔的板狀構件；及在複數孔內能夠滾動的複數滾動體之構成的單元，即，隔著可將複數滾動體之各個一部份從複數孔突出在板狀構件的表面地使複數滾動體收容在複數孔內的支架單元，將成形模具支撐在支撐台上，藉此使複數滾動體各個以點接觸狀支撐著成形模具之下面的方法。

根據本發明時，由於能夠抑制成形模具支撐用之支撐台的熱性影響以免波及到成形模具，能夠更加精緻管理成形模具的溫度，因此就能夠穩定量產高精度之光學元件。

3‧‧‧支撐台

5‧‧‧支架單元

51‧‧‧承接板

52‧‧‧板狀構件(保持板)

52a‧‧‧孔(保持孔)

53‧‧‧滾動體

M‧‧‧成形模具

P‧‧‧成形素材

P1‧‧‧取出暨***室

P2‧‧‧第一加熱室

P3‧‧‧第二加熱室

P4‧‧‧第三加熱室

P5‧‧‧壓製室

P6‧‧‧第一漸冷室

P7‧‧‧第二漸冷室

P8‧‧‧急冷室

第1圖為表示本發明實施形態相關之壓模成形裝置的實施形態概略平面圖。

第2圖為相當於第1圖之A-A剖面的裝置內部說明圖。

第3圖為表示本發明實施形態相關之支架單元的一實施形態說明圖。

第4圖為表示第2圖之局部放大的要部放大剖面圖。

第5圖為表示本發明實施形態相關之支架單元其他的例子說明圖。

第6圖為表示針對實施例於五個支撐台每一個進行基準形狀所相對之周邊區域的形狀誤差之測定後的結果分佈圖。

第7圖為表示針對實施例將基準形狀所相對之周邊區域的形狀誤差為橫軸，將頻率為縱軸後所獲得的矩形圖。

第8圖為表示針對比較例於五個支撐台每一個進行基準形狀所相對之周邊區域的形狀誤差之測定後的結果分佈圖。

第9圖為表示針對比較例將基準形狀所相對之周邊區域的形狀誤差為橫軸，將頻率為縱軸後所獲得的矩形圖。

〔發明之實施形態〕

以下，參照圖面對本發明之最佳實施形態進行說明。

第1圖為表示本發明實施形態相關之壓模成形裝置(以下簡稱「成形裝置」)的實施形態概略平面圖，第2圖為相當於第1圖之A-A剖面的裝置內部說明圖。

本實施形態的成形裝置，是一種要將收容有玻璃預成型件等成形素材P之成形模具M以支撐台3支撐的同時，對經由成形模具M加熱後軟化的成形素材P進行壓製成形，藉此獲得已成形為所期望之形狀的光學元件等成形體之成形裝置。

本實施形態所使用的成形模具M，只要能夠將成形素材P壓製成形為所期望的形狀，則其具體性的構成並沒有特別限定。例如：成形模具M，也可由形成有彼此相向之成形面的一對上模10及下模20和要限制上模10和下模20之水平方向的相互位置用的胴模30所構成。使用該構成之成形模具M時，就可在下模20和經由胴模30滑動引導成對下模20成相對性接近、離開的上模10之間對成形素材P進行壓製成形。

此外，本實施形態的成形裝置，是構成為具有：分別要對成形模具M執行包括加熱、壓製、冷卻之各處理的複數處理室；及可使支撐有成形模具M的支撐台3移送至各處理室的移送機構，藉由一邊移送已經收容有成形素材P的成形模具M，一邊依順序施行加熱處理、壓製處理、冷卻處理等各處理，就可執行壓製成形作業。

於此，第1圖所示的成形裝置具備有艙室1。艙室1，是使用不銹鋼或其他具有耐熱性的金屬形成，例如：藉由形成為圓筒形之上下開口部密閉後的形狀，使其成為內部能夠保持成非氧化性氣體環境氣(氮等惰性氣體環境氣)的氣密構造。接著，於該艙室1內，設有沿著周方向排列配置成大致等間隔之取出暨***室P1及處理室P2~P8。

於圖示例中，P1為取出暨***室。於該取出暨***室P1，是以不損及處理室P2~P8之設定環境的狀態，執行成形結束之成形模具M的取出作業及已收容有需要成形之成形素材P的成形模具M之***作業。

此外，P2為第一加熱室，P3為第二加熱室，P4為第三加熱室(或均熱室)。該等也可總稱為加熱部，該加熱部是要對成形模具M施以加熱處理。於此的加熱處理，是使成形模具M及成形素材P加熱成適合壓製成形的溫度，例如執行加熱達到相當於玻璃黏度為10⁶~10¹¹dPa‧s的溫度。P5為壓製室。於該壓製室P5，是對經由加熱部之加熱處理達到適合壓製成形之溫度的成形模具M，施以要利用壓製機構施加壓製載重的壓製處理。

此外，P6為第一漸冷室，P7為第二漸冷室，P8為急冷室。該等也可總稱為冷卻部，該冷卻部是要對施加有壓製載重後的成形模具M施以冷卻處理。於急冷室P8，又以事先設有利用冷卻氣體的急冷機構為佳，使成形模具M冷卻達到可讓成形素材P經壓製成形後成為所期望之形狀的成形體不礙於大氣開放的溫度，例如冷卻達到相當於玻璃黏度為10¹²dPa‧s的溫度以下。

該等處理室P2~P8，為了要分別獨立控制溫度成適合各自處理的溫度，並且為了要將各處理室內的溫度保持成指定溫度，是由遮擋件S1~S6區隔著。

另外，圖示例中，支撐著成形模具M藉此移送成形模具M的支撐台3，是安裝在第1圖中朝箭頭方向旋轉之旋轉驅動機構所連結之做為移送機構的旋轉台2。如此一來，從取出暨***室P1***在裝置內，形成為被支撐在支撐台3的成形模具M就會在收容有成形素材(或成形體)P的狀態下，依順序被移送至環境設定成常時非氧化性氣體的環境氣(氮等惰性氣體環境氣)下的處理室P2~P8。

另，旋轉台2，是形成為直徑比艙室1之內徑還小的圓板狀，旋轉自如地安裝在艙室1且安裝成其旋轉中心與艙室1的中心一致。

旋轉台2，於中央配備有具備分度機的控制機構(省略圖示)，藉由該旋轉台2每一定時間之旋轉及停止的重覆動作僅以指定之旋轉角度量間歇性旋轉，使支撐著成形模具M的支撐台3移動在鄰設的處理室間。接著，此時的一定時間，即，從利用旋轉台2的間歇性旋轉使支撐台3的移動開始至一旦停止後下一個移動開始為止的時間就是成形循環時間。

另，本實施形態中，是以旋轉移送型的成形裝置的例子為圖示進行說明，但支撐台3移送用的移送機構，也可經由與以直線動作為主之已知的驅動機構連結後構成，其具體性的構成並無特別限定。此外，取出暨***室P1、處理室P2~P8的配置也不限於圖示的例子，該等可根據支撐台3移送用的移送機構之構成加以各種的變更。再加上，為了要配合成形素材P的組成或想獲得之光學元件等成形體的形狀，讓加熱、壓製、冷卻的各處理為最佳化，例如：也可將加熱室為四個，或壓製室為二個，或漸冷室為三個。為了提昇成形體的生產效率，也可並設相同數量的加熱室、壓製室、漸冷室，同時並行執行需要不同溫度條件、不同加壓條件之複數種類的壓製成形。

圖示例中，第一加熱室P2、第二加熱室P3、第三加熱室P4、壓製室P5、第一漸冷室P6及第二漸冷室P7之各處理室，是由殼體7包圍著其周圍，該殼體7；由未圖示之適當手段固定在艙室1。如第2圖所示，於殼體7的底壁7a，形成有要移送成形模具M時之支撐台3的移動通路即朝周方向延伸的窄縫7b。通過該窄縫7b，就能夠使支撐台3進入各處理室內。

於此，第2圖是代表性揭示第一加熱室P2的內部，但第二加熱室P3、第三加熱室P4、第一漸冷室P6、第二漸冷室P7，只是設定溫度不同，該等可形成為與第一加熱室P2相同的構造。此外，壓製室P5，其也是除了具備有壓製機構以外，其他可和各處理室為相同的構造。

如第2圖所示，於包圍著處理室P2~P7之周圍的殼體7之內側側面，設有面臨著成形模具M之移送路藉此形成為彼此相向的加熱部8。

處理室P2~P7的溫度，是經由控制加熱部8的輸出，使該等維持成各自的設定溫度，但例如於支撐台3的前端配置熱電偶，將其導線引導至旋轉台2的旋轉軸，藉此對支撐台3的前端部即成形模具M之底部的溫度進行測定，根據該測定結果，就能夠控制被設置在各處理室之加熱部8的輸出。

此外，加熱部8的具體性構成並無特別限定，例如可使用要產生輻射熱的電阻加熱器等。採用電阻加熱器做為加熱部8時，是以帶狀的電阻加熱發熱體沿著殼體7的內側側面朝上下方向數次蛇行後的狀態，安裝在相向之側面且彼此成大致對稱為佳。此時，於殼體7內，是以事先配設有可覆蓋著殼體7內面且覆蓋成能夠反射加熱部8所產生的輻射熱使該輻射熱有效率施加在成形模具M的反射器9為佳。

另外，於圖示例中，支撐著成形模具M，藉此對要施行加熱處理、壓製處理、冷卻處理之各處理室移送成形模具M的支撐台3，其具有朝垂直方向豎立之中空筒形狀的豎立部3b。接著，藉由將設置在該豎立部3b之下端側的基部3c嵌合在旋轉台2之外圍側形成的孔2a，使支撐台3安裝在旋轉台2。此外，於豎立部3b的上端側，設有要支撐成形模具M用的模具支撐部3a，於模具支撐部3a，如圖示，又以植設有可防止成形模具M之傾倒的複數銷6為佳。

另，支撐台3，其也可針對一個基部3c設有複數的豎立部3b，使成形模具M支撐在各豎立部3b之上端側設置的模具支撐部3a，使複數的成形模具M能夠一次性移動在要施行加熱處理、壓製處理、冷卻處理之各處理室。如此一來，就能夠對各處理室同時移送複數個成形模具M，能夠在一個處理室內排列複數成形模具M於同時施行相同的處理，因此就能夠提昇成形體之生產效率。

然而，上述所示的支撐台3，是以支撐有成形模具M的狀態移動在要施行加熱處理、壓製處理、冷卻處理的各處理室，與成形模具M一起加熱，當壓製載重要施加在成形模具M時，該支撐台3是抵抗著該壓製載重且支撐著成形模具M。因此，支撐台3，通常是使用具有足以抗衡壓製載重之強度及耐熱性、韌性、加工性的不銹鋼等金屬材料形成。

另一方面，成形模具M，是需具備有指定的硬度、低熱膨脹性、緻密性，因此，其通常是使用碳化矽、氮化矽等陶瓷或鎢碳化物等超硬合金等代表性的陶瓷材形成，但一般而言，陶瓷材是比不銹鋼等金屬材料的熱傳導率還要高。

因此，成形模具M就會相對性比支撐台3的熱傳導率還高，隨著移動在要施行加熱處理、壓製處理、冷卻處理的各處理室，基於該熱環境的變化，以致成形模具M和支撐台3之間就會產生熱交換。

例如：於執行加熱處理時，成形模具M是會比支撐台3還要容易溫度上昇，但當成形模具M的溫度比支撐台3的溫度還要高時，就會從溫度高的成形模具M往溫度低的支撐台3產生熱移動。此外，於執行冷卻處理時，成形模具M是會比支撐台3還要容易冷卻，但當成形模具M的溫度比支撐台3的溫度還要低時，就會從溫度高的支撐台3往溫度低的成形模具M產生熱移動。

當成形模具M和支撐台3之間產生上述的熱交換時，在與支撐台3形成接觸的下模20側其和上模10側就會產生溫度差，以致成形模具M要加熱或冷卻成為其全體溫度均勻變化就有困難。特別是，當成形體要成形為大口徑之玻璃鏡片時，成形模具M及支撐台3的模具支撐部3a也要形成為大徑，於是兩者的接觸面積就會增加，以致兩者接觸的面也容易產生局部性溫度分佈，因此成形模具M要加熱或冷卻成為其全體溫度均勻變化就更加困難。

接著，當上述的溫度差產生在成形模具M時，恐怕壓製成形之玻璃鏡片的面精度(牛頓圈的扭曲、特性；日文為、)就會變差。

此外，對於支撐著成形模具M且將其移送至各處理室的複數支撐台3，也必須考慮到其各個的厚度或形狀有稍微不同或者老化產生局部性熱劣化等所造成之其熱特性的不均。於是，當支撐台3有上述所示之熱特性的不均時，則其與成形模具M之間產生的熱交換也就會有所變化，恐怕會妨礙到玻璃鏡片等光學元件其形狀再現性的優良及高精度之量產。

再加上，當支撐台3和成形模具M以平滑的面彼此接觸時，於成形模具M經指定壓製載重的施加壓製成形之後，成形模具M就會貼附在支撐台3，恐怕要從支撐台3取下成形模具M就會比較困難。

因此，於本實施形態，在要將成形模具M支撐在支撐台3的模具支撐部3a時，如第2圖等所示，是於模具支撐部3a上配置有支架單元5，形成為是隔著該支架單元5支撐著成形模具M。如此一來，就能夠於成形模具M的加熱、冷卻時，抑制成形模具M和支撐台3之間的熱交換，使支撐台3的熱性影響不會波及到成形模具M，並且能夠避免支撐台3和成形模具M的貼附產生。

於此，第3圖為表示支架單元5其一實施形態的說明圖，第3(a)圖為支架單元5的平面圖，第3(b)圖為第3(a)圖之B-B剖面圖。此外，第4圖為表示第2圖中一點虛線所圈選部份的要部放大剖面圖。

如該等圖面所示，本實施形態的支架單元5，具備：圓盤形狀的承接板51；形成有複數孔52a的板狀構件52；及於形成在板狀構件52之各孔52a內被保持成能夠滾動的滾動體53。承接板51和板狀構件52，是於形成在板狀構件52之各孔52a內收容有滾動體53的狀態下，例如利用壓入或焊接或螺合等形成為結合。此外，滾動體53，是以採用直徑0.5mm~10mm的圓球狀構件為佳。另，板狀構件52也可稱為保持板，孔52a也可稱為保持孔。

形成在板狀構件52的孔52a，是形成為貫通在板狀構件52的厚度方向，但該孔52a為了可將滾動體53保持成能夠滾動，其內徑是形成為要比滾動體53的直徑還稍微大。接著，該孔52a其開口在板狀構件52之表面側的部份，是縮徑成為要比滾動體53的直徑還小〔參照第3(b)圖〕，藉此使其所收容之滾動體53的一部份從板狀構件52的表面突出並且不會脫離孔52a。

此時，板狀構件52的厚度是形成為比滾動體53的直徑還稍微小，且未達到滾動體53的半徑，且以各部的形狀及尺寸適當設定成足以讓滾動體53的一部份從板狀構件52之表面突出有0.1~2mm的高度為佳。

隔著上述所示的支架單元5支撐著成形模具M，實質上等於是由從板狀構件52之表面突出的滾動體53直接以點接觸支撐著成形模具M的下面，即，點接觸狀的支撐，因此就能夠減少其接觸面積。如此一來，就可抑制成形模具M和支撐台3之間的熱交換，避免支撐台3的熱性影響波及到成形模具M，並且能夠避免支撐台3和成形模具M的貼附產生。

另，滾動體53，如以上所述是以採用直徑0.5~10mm的圓球狀構件為佳，但若滾動體53的直徑太小，則無法充分確保滾動體53之一部份從板狀構件52之表面突出的高度，恐怕無法有效抑制成形模具M和支撐台3之間的熱交換。另一方面，滾動體53的直徑太大，則支架單元5無法充分具備有滾動體53的數量，以致當施加有壓製載重時對各個滾動體53的載重會太大恐怕因此造成滾動體53破損。

此外，將滾動體53保持成能夠滾動，是能夠抑制滾動體53的偏向摩擦，使其耐用期間變長，使支架單元5能夠長期使用。再加上，被保持在板狀構件52的滾動體53，其只容許滾動在孔52a內，除此之外並不能自由活動，因此即使支撐台3之模具支撐部3a的支撐面對水平面成傾斜等，但滾動體53還是會滾動而不會偏向位於一定的位置。如此一來，支撐在支撐台3上之成形模具M的姿勢就不會傾斜，能夠經常均等支撐著成形體。

將滾動體53保持成能夠滾動的孔52a，如第3(a)圖所示，其是以不偏向位於局部性，且以大致等間距的排列形成在板狀構件52為佳。孔52a的排列，並不限於圖示的鋸齒狀排列，例如也可以是格子狀或同心狀或放射狀的排列。

孔52a的數量，即，滾動體53的數量，需從所謂要抑制成形模具M和支撐台3之間的熱交換之觀點出發加以適當設定，假設，若孔52a的數量設定成極端多，於各孔52a保持有滾動體53時，則抵接成形模具M之滾動體53的數量就會變多，恐怕反而使成形模具M和支撐台3之間的熱交換容易產生。因此，孔52a的數量，即，滾動體53的數量，是以考慮到壓製處理時所要施加的壓製載重設定成指定數量為佳。

例如：壓製處理時要施加在成形模具M的最大載重為Pmax，所要使用之滾動體53的數量為N，施加在各滾動體53的平均載重為Pn時，滾動體53的數量N是以設定成可滿足下述之關係式(1)為佳。

Pn=Pmax/N≧5〔kgf〕…(1)

以最大載重Pmax為300kgf時為例子，於該形態時，根據上述(1)式，滾動體53的數量N是以60以下為佳。

當Pmax/N的值未滿5kgf以致滾動體53的數量N變多時，則成形模具M和支撐台3之間的熱交換就容易產生，導致成形模具M之溫度管理難以精緻。另一方面，當Pmax/N的值超過20kgf時，對各個滾動體53的載重會太大以致滾動體53或承接板51會破損或變形，如此一來恐怕就無法獲得所期望的效果。因此，滾動體53之數量N，又以可使Pmax/N的值為20kgf以下設定成需滿足上述關係式(1)並且可滿足下述的關係式(2)為佳。

Pn=Pmax/N≦20〔kgf〕…(2)

此外，如以上所述，滾動體53，是以採用直徑0.5~5mm的圓球狀構件為佳，但將該滾動體53保持成能夠滾動的孔52a要形成在板狀構件52時，是以各孔52a之面積(縮徑之開口部除外的部份面積)的合計為Sa，板狀構件52之表面的面積為S時可滿足下述關係式(3)為佳。

S≧Sa×2…(3)

以板狀構件52的半徑為20mm，其表面的面積S為400 π mm²時的例子為一例時，於該形態，根據上述(2)式，是以可使孔52a的合計面積Sa為200 π mm² 以下設定要形成在板狀構件52的孔52a的數量為佳。

若是以孔52a的合計面積Sa超過板狀構件52之表面的面積S之一半的數量形成孔52a時，則收容在孔52a且抵接成形模具M之滾動體53的數量就會變多，以致成形模具M和支撐台3之間的熱交換容易產生，導致成形模具M之管理溫度難以精緻。

此外，滾動體53，也可不用都收容在板狀構件52上形成的全數孔52a，其可根據需求任意隔孔配置(隔著指定間隔省略滾動體53)。例如：當考慮到每個支撐台3之熱特性的不均時，要配置在相對性熱影響較大之支撐台3的支架單元5，是可以隔孔配置滾動體53，藉此減少其數量。特別是在要壓製成形大口徑的鏡片(例如 30mm以上的鏡片)時，由於成形模具M也會形成為較大，因此一個成形模具M上就容易產生有溫度分佈，藉由對溫度高之區域的滾動體53進行隔孔配置，就能夠調整成形模具M的溫度分佈。另，滾動體53其隔孔配置時，為了避免滾動體53偏向位於一部份的區域，是以大致等間隔隔孔配置滾動體53為佳。

另，支架單元5所具備之滾動體53的數量，當考慮到要能夠有效抑制成形模具M和支撐台3之間的熱交換及壓製處理時所要施加的壓製載重等，更具體地說，直徑0.5~5mm的滾動體53以30~80個為佳。

上述所示之支架單元5形成用的承接板51和板狀構件52，是可使用例如鎢合金或碳化鎢或碳化鈦或陶瓷合金等具有高硬度、高耐熱性的合金形成。特別是，承接板51，是以使用即使隔著滾動體53承接有數十~數百kgf的壓製載重也不會變形暨破損的高硬度材料為佳。

此外，滾動體53，是可使用與承接板51相同即使承接有數十~數百kgf的壓製載重也不會變形暨破損的高硬度材料例如：氮化矽、碳化矽、鋯、氧化鋁等陶瓷或鎢合金或碳化鎢或碳化鈦或合金陶瓷等具有高硬度、高耐熱性的素材形成。

另，第2圖及第3圖所示之支架單元5，由於是做為有別於支撐台3之另外的構件配置在支撐台3的模具支撐部3a上，因此當支架單元5有不佳狀況等產生時，只要更換新的支架單元5就能夠容易解決該不佳狀況等。

〔實施例〕

其次，以具體性之實施例對本發明的實施形態進行更加詳細的說明。

〔實施例〕

針對與第1圖所示例相同之既存的壓模成形裝置，將第3圖所示之支架單元5配置在支撐台3的模具支撐部3a上，於取出暨***室P1，執行了下述作業，即，成形結束後之成形模具M的取出作業，和，要將收容有要做為新成形之成形素材P的成形模具M搬入至成形裝置內的***作業。成形模具M，是隔著支架單元5支撐在支撐台3的模具支撐部3a。接著，重覆性執行了隨著旋轉台2的旋轉，一邊將成形模具M依順序送往各處理室P2~P8，一邊使成形模具M經由加熱、壓製、冷卻之各處理的壓製成形作業。利用該壓製成形作業，連續成形有壓製徑33mm、中心厚度1.3mm、周邊厚度8mm的凹彎月鏡片。

另，成形素材P，是使用屬於硼酸鑭類光學玻璃的M-TAF101(HOYA股份有限公司製)。

此外，支架單元5，是使用外徑為50mm，承接板51和板狀構件52結合後之厚度為4mm，孔52a的數量為40個，配置在各孔52a之超硬製滾動體53的直徑為2mm之支架單元。

對於成形後之玻璃鏡片，針對五個支撐台3每個測定了該玻璃鏡片之基準形狀所相對之周邊區域的形狀誤差(以下稱「周邊F’」)，其測定結果揭示在第6圖。此外，以周邊F’為橫軸，其頻率為縱軸之矩形圖揭示在第7圖。

〔比較例〕

除了不隔著支架單元5，而是將成形模具M直接支撐在支撐台3的模具支撐部3a上以外，其他都與實施例相同，藉此同樣連續形成有玻璃鏡片。

，對於成形後之玻璃鏡片，針對五個支撐台3每個測定了周邊F’，其測定結果揭示在第8圖。此外，以周邊F’為橫軸，其頻率為縱軸之矩形圖揭示在第9圖。

從上述實施例和上述比較例的比對得知，將成形模具M隔著支架單元5支撐在支撐台3的模具支撐部3a，是可使複數支撐台3間所產生的形狀誤差獲得改善，能夠降低形狀的不均。此外，比較例的玻璃鏡片並不符合規格範圍，相對於此實施例中成形後之全部的玻璃鏡片都在規格範圍內。

以上，針對本發明是以最佳實施形態進行了說明，但本發明並不僅限於上述的實施形態，於本發明的範圍理所當然可加以各式各樣的變更實施。

例如：上述實施形態中，支架單元5，是以具備有下述構成為例子，即，其具備：承接板51和具有複數孔52a的板狀構件52；及可滾動地被保持在孔52a內的滾動體53，但如第5圖所示，支架單元5的構成也可省略承接板51。於該形態時，是可使設置在支撐台3的模具支撐部3a具備有承接板51的功能。

另，第5圖為表示支架單元5其他例子的說明圖，其為對應第4圖的要部放大剖面圖。針對與第4圖所示例相同的構成部份是標示同一圖號，以省略其詳細說明。

此外，上述實施形態中，是以具備有要執行包括加熱、壓製、冷卻之各處理的複數處理室及要將支撐有成形模具M的支撐台3依順序移送往該等處理室的移送機構之壓模成形裝置為例子，但並不限於此。本發明，是可應用在要將收容有成形素材P之成形模具M以支撐台3支撐的同時，對經由成形模具M加熱後軟化的成形素材P進行壓製成形的壓模成形裝置及光學元件之製造方法。

此外，於上述實施例中，是以要連續形成有凹彎月鏡片為例子，但本發明並不限於應用在凹彎月鏡片的壓製成形，還可應用雙凸鏡、凸彎月鏡片、雙凹鏡片等各種形狀之光學元件的壓製成形。特別是在要製造出鏡片直徑(壓製徑)為30mm以上之光學元件時，若應用本發明就可抑制成形面內的溫度分佈，能夠使成形模具M的溫度管理更為精緻，因此就能夠穩定量產高精度的光學元件。

於最後，使用圖面等對本實施形態進行總括性說明。

本實施形態的壓模成形裝置，其是一種要將收容有成形素材P之成形模具M以支撐台3支撐的同時，對經由成形模具M加熱後軟化的成形素材P進行壓製成形的壓模成形裝置，其特徵為，是隔著屬於至少具備：形成有複數孔52a的板狀構件52；及在複數孔52a內能夠滾動的複數滾動體53之構成的單元，即，隔著可將複數滾動體53之各個一部份從複數孔52a突出在板狀構件52的表面地使複數滾動體53收容在複數孔52a內的支架單元5，將成形模具M支撐在支撐台3上，藉此使複數滾動體53各個以點接觸狀支撐著成形模具M的下面。

本實施形態的壓模成形裝置，是以支架單元5具備有要和板狀構件52結合的承接板51，且在孔52a內收容有滾動體53的狀態下使板狀構件52和承接板51形成結合為佳。

本實施形態的壓模成形裝置，其是以具備有分別要對成形模具M執行包括加熱、壓製、冷卻之各處理的複數處理室(P2~P8)及要將支撐有成形模具M的支撐台3依順序移送往各處理室的移送機構(旋轉台2)為佳。

此外，本實施形態的光學元件之製造方法，是構成為當要將收容有成形素材P之成形模具M以支撐台3支撐的同時，對經由成形模具M加熱後軟化的成形素材P進行壓製成形藉此製造光學元件之時，隔著屬於至少具備：形成有複數孔52a的板狀構件52；及在複數孔52a內能夠滾動的複數滾動體53之構成的單元，即，隔著可將複數滾動體53之各個一部份從複數孔52a突出在板狀構件52的表面地使複數滾動體53收容在複數孔52a內的支架單元5，將成形模具M支撐在支撐台3上，藉此使複數滾動體53各個以點接觸狀支撐著成形模具M的下面。

光學元件之製造方法，是以下述構成的光學元件之製造方法為佳，即，支架單元5具備有要和板狀構件52結合的承接板51，且在複數孔52a內收容有滾動體53的狀態下使板狀構件52和承接板51形成結合。

再加上，本實施形態的光學元件之製造方法，若構成為對要收容在支架單元5的複數滾動體53其一部份進行隔孔配置時，藉此還能夠降低並且調整成形模具M的溫度分佈。

Claims

一種壓模成形裝置，係將收容有成形素材之成形模具以支撐台支撐的同時，對經由上述成形模具加熱後軟化的上述成形素材進行壓製成形的壓模成形裝置，其特徵為：支架單元至少具備：隔著間隔形成有複數孔的板狀構件；及在上述複數孔內能夠分別滾動的複數滾動體，即，隔著可將上述複數滾動體之各個一部份從上述複數孔突出在上述板狀構件的表面地使上述複數滾動體收容在上述複數孔內的支架單元，將上述成形模具支撐在上述支撐台上，藉此使上述複數滾動體各個以點接觸狀支撐著上述成形模具的下面，上述板狀構件，其上述孔的開口部縮徑成比上述滾動體的直徑更小，以讓上述滾動體的一部份突出於上述板狀構件的表面且不會從上述孔脫離，並允許上述滾動體在上述孔內的滾動，上述支撐台的支撐面相對於水平面傾斜的場合，上述複數滾動體彼此間的位置被上述板狀構件所限制，不致使上述複數滾動體偏向位於一定的場所，並且，具備：複數處理室，分別對上述成形模具進行包括加熱、壓製、冷卻的各處理；取出暨***室；及移送機構，將支撐上述成形模具的上述支撐台依序移送至上述各處理室，在上述取出暨***室中進行結束成形後之上述成形模具的取出作業與收容作為新成形的成形素材之成形模具的***作業。
如申請專利範圍第1項所記載的壓模成形裝置，其中，上述支架單元具備有和上述板狀構件結合的承接板，且在上述孔內收容有上述滾動體的狀態下，使上述板狀構件和上述承接板形成結合。
一種光學元件之製造方法，其特徵為：將收容有成形素材之成形模具以支撐台支撐的同時，對經由上述成形模具加熱後軟化的上述成形素材進行壓製成形藉此製造光學元件之時，支架單元至少具備：隔著間隔形成有複數孔的板狀構件；及在上述複數孔內能夠分別滾動的複數滾動體，即，隔著可將上述複數滾動體之各個一部份從上述複數孔突出在上述板狀構件的表面地使上述複數滾動體收容在上述複數孔內的支架單元，將上述成形模具支撐在上述支撐台上，藉此使上述複數滾動體各個以點接觸狀支撐著上述成形模具的下面，上述板狀構件，其上述孔的開口部縮徑成比上述滾動體的直徑更小，以讓上述滾動體的一部份突出於上述板狀構件的表面且不會從上述孔脫離，並允許上述滾動體在上述孔內的滾動，上述支撐台的支撐面相對於水平面傾斜的場合，上述複數滾動體彼此間的位置被上述板狀構件所限制，不致使上述複數滾動體偏向位於一定的場所，所使用的壓模成形裝置，具備：複數處理室，分別對上述成形模具進行包括加熱、壓製、冷卻的各處理；取出暨***室；及移送機構，將支撐上述成形模具的上述支撐台依序移送至上述各處理室，在上述取出暨***室中進行結束成形後之上述成形模具的取出作業與收容作為新成形的成形素材之成形模具的***作業。
如申請專利範圍第3項所記載的光學元件之製造方法，其中，上述支架單元具備有和上述板狀構結合的承接板，且在上述複數孔內收容有上述滾動體的狀態下使上述板狀構件和上述承接板形成結合。
如申請專利範圍第3或4項所記載的光學元件之製造方法，其中，經由對收容在上述支架單元的上述複數滾動體一部份進行隔孔配置，藉此調整並且降低上述成形模具的溫度分佈。