JPH0781947A - 光学素子成形装置の素子冷却方法とその冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレス成形した光学素子を冷却するための非
酸化性ガスの噴出時間を短縮し、生産効率を向上するこ
と目的とする。 【構成】 下型３を囲むように冷却部材１２を設け、冷
却部材１２にプレス成形後の光学素子を冷却する非酸化
性ガスＧの噴出口２２を光学素子に向けてを設ける。非
酸化性ガスの冷却装置３５を冷却部材１２と成形装置外
に設けた非酸化性ガス供給口１３との間に設ける。冷却
部材１２の噴出口２２と冷却装置３５とを断熱部材１８
で断熱した流路２１及び断熱部材３３で断熱した給気菅
３４とで接続する。冷却部材１２には、供給された非酸
化性ガスＧを光学素子のプレス成形中に冷却部材１２か
ら成形装置外に排気する排気開閉バルブ３２を設ける。
排気開閉バルブ３２は、光学素子の冷却中にのみ閉じ、
非酸化性ガスを光学素子に向けて噴出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化したガラスレ
ンズ素材を上下一対の成形型によりプレス成形して高精
度ガラスレンズなどの光学素子を製造する際における素
子冷却工程などに使用する非酸化性ガスを噴出する方式
の光学素子成形装置の素子冷却方法とその冷却装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高精度ガラスレンズ等の光学素子
成形装置における素子冷却工程に使用される非酸化性ガ
スの噴出装置としては、実開平４−６４５３２号公報に
記載された光学素子の成形装置に備えたものが知られて
いる。この公報に記載される非酸化性ガスの噴出装置
は、下型を支持体に固定する金型押え部材及び金型押え
部材を支持しかつ金型基端部と支持体を囲う外周カバー
の上部に、リング状で円柱形状に形成し、非酸化性ガス
噴出ノズルを内周面に配した冷却部材により構成されて
いる。また、冷却部材の外周面には、外部に設けた非酸
化性ガスの供給手段と接続するように構成した非酸化性
ガス供給口が配設されている。そして 光学素子の冷却
工程のみ非酸化性ガスを噴出し、光学素子を冷却してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術による非酸化性ガス噴出装置では、非酸化性ガスの流
路にあたる冷却部材や配管部が下型からの熱伝導や雰囲
気の温度により高温となるため、前記の流路を通り、冷
却部材の吐出口より噴出される非酸化性ガスは、高温に
加熱された状態となる。

【０００４】また、プレス成形後の光学素子の冷却工程
以外では、冷却部材や配管内に非酸化性ガスが滞留する
ので、滞留している非酸化性ガスが、下型温度に近い温
度（型温５００℃の時、４００℃〜５００℃）まで加熱
されることとなる。このため、冷却工程の初期に噴出さ
れる非酸化性ガスの温度は下型温度に近い高温のガスが
噴出され、時間とともに温度が低下していく現象とな
る。

【０００５】これらの現象は、光学素子を適正温度まで
冷却するための非酸化性ガスの噴出時間の長時間化につ
ながり、結果として生産効率の低下をもたらす問題点が
ある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、成形工程中の生成された光学素子を冷却す
るための非酸化性ガスの噴出時間を短縮し、生産効率を
向上することを可能とした光学素子成形装置の素子冷却
方法とその冷却装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、加熱軟化した光学素材を上下の成形型で
プレス成形する光学素子成形装置の素子冷却方法におい
て、常時、冷却した非酸化性ガスを冷却部材内に供給
し、光学素子のプレス成形する工程中に非酸化性ガスを
冷却部材から成形装置外に排出し、前記プレス成形終了
後の光学素子を冷却する工程のみ非酸化性ガスを前記冷
却部材の噴出口から光学素子に向けて噴出し光学素子を
冷却する構成とした。

【０００８】また、本発明は、加熱軟化した光学素材を
上下の成形型でプレス成形する光学素子成形装置の素子
冷却装置において、プレス成形後の光学素子を冷却する
工程に使用する非酸化性ガスの噴出口を前記光学素子に
向けてを設けた冷却部材と、前記冷却部材と成形装置外
に設けた非酸化性ガス供給口との間に配置した非酸化性
ガスの冷却装置と、前記冷却部材の噴出口と前記冷却装
置とをつなぐとともに断熱機能を有する非酸化性ガスの
流通経路と、前記冷却部材に供給された非酸化性ガスを
前記プレス成形工程中に前記冷却部材から成形装置外に
排気する排気手段とを設けて構成した。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、成形装置の外部に設けた非
酸化性ガスの供給手段から供給される非酸化性ガスは、
噴出口までの間に設置した非酸化性ガスの冷却装置によ
り温度制御されて一定温度まで冷却された後、冷却部材
の噴出口より光学素子に向けて噴出される。この際、非
酸化性ガスの流通経路は断熱部を有しているので、冷却
された非酸化性ガスの温度上昇は制限され、噴出口から
は十分に冷却された非酸化性ガスが噴出される。

【００１０】また、プレス成形後の光学素子冷却工程以
外の工程では、排気手段により非酸化性ガスを冷却部材
から成形装置外に排気させ、冷却部材や流通経路内の非
酸化性ガスの滞留を防止し、非酸化性ガスの温度が上昇
するのを防ぐ。

【００１１】

【実施例１】図１から図３は本発明に係る素子冷却装置
の実施例１を示し、図１は冷却部材とその周辺装置等を
示す断面図、図２は図１におけるＡ部とそれに付随する
機構を詳細に示す拡大断面図、図３は本実施例の冷却装
置を装備した光学素子成形装置を概略的に示す断面図で
ある。

【００１２】まず、図３を用いて本実施例の素子冷却装
置を装備した光学素子成形装置の構成と作用を説明す
る。図において１は、上型２及び下型３を同一軸線上に
配置した成形室で、この成形室１は下面に上型２を固設
した上ベース４と側壁５と下ベース６とから構成されて
いる。成形室１の側壁５の一外側面には、電熱線７を内
蔵したトンネル状の電気炉８が並設されている。また、
成形室１内には、下ベース６を貫通して可動軸１１の先
端部が導入されており、この可動軸１１は、図示を省略
した駆動機構により上下方向へ駆動自在に設けられてい
る。

【００１３】前記下型３は、前記可動軸１１の上端面に
円筒状部材１７（図１参照）、金型押え部材１０により
下型３の基端部３ａを固定して取り付けられており、可
動軸１１の駆動により前記上型２に対して接近・離反自
在に設けられている。すなわち、下型３の基端部３ａ
は、可動軸１１と同径のフランジ状に形成され、可動軸
１１の外周部に可動軸１１の上端面より突出させて固着
した円筒状部材１７内に嵌着されるとともに、基端部３
ａの上面は、可動軸１１の周りに設けた外周カバー９の
先端内周面に螺着した金型押え部材１０により上から押
さえ付けられている。

【００１４】前記外周カバー９の上面には、冷却用の非
酸化性ガスを上型２と下型３とによりプレス成形された
光学素子に向けて噴出する冷却部材１２が固設され、こ
の冷却部材１２の外周面には非酸化性ガス供給口１３が
突出配置されている。

【００１５】胴型１４に載置された光学素材１５は、搬
送アーム１６に保持され、図示されていない駆動機構に
より、電気炉８内に搬入されて成形可能な温度まで加熱
軟化された後、成形室１の上下両型２、３の間に搬送さ
れる。その後、下型３が可動軸１１により上型２の方向
に上動され、上下両型２、３間に搬送された光学素材１
５は、上下両型２、３の成形面によりプレス成形され
る。

【００１６】前記プレス成形の工程後、冷却部材１２か
ら非酸化性ガスが成形された光学素子に向けて噴出さ
れ、光学素子の冷却が行われる。そして、光学素子の冷
却が終了した後、下型３が下降して上型２と下型３とが
開かれ、搬送アーム１４により胴型１４とともに成形室
１外に搬出される。

【００１７】次に、図１及び図２を用いて本実施例の素
子冷却装置の構成について説明する。素子冷却装置を構
成する前記冷却部材１２は、円筒形状に形成され、その
内径部が前記下型３の軸部の周りを囲うように、下型３
を固定する金型押え部材１０及び外周カバー９の上方に
配置されている。この冷却部材１２は、断熱材１８を介
在させて、図示を省略したネジなどにより外周カバー９
の上面に固設されている。

【００１８】冷却部材１２は、図２に示すように、環状
の内側部材１９と外側部材２０の二部材からなり、この
二部材１９、２０によって内部に非酸化性ガスＧを流通
させる環状の流路２１が形成されている。この内側部材
１９と外側部材２０とは密着接合され、その接合部分は
溶接等の手段により溶着されている。

【００１９】前記内側部材１９には、その内径部に前記
下型３へ向けて放射状に複数個の噴出口２２が設けられ
ている。また、内側部材１９内には、前記流路２１とそ
れぞれの噴出口２２を連通する大径部２３が噴出口２２
毎に形成されている。それぞれの大径部２３内には、流
路２１に供給される非酸化性ガスＧの流体圧によって作
動する噴出口２２の開閉弁２４が設けられている。

【００２０】開閉弁２４は、噴出口２２側に設けたバネ
２５と、流路２１側の開口端内周に螺合され中央部に流
路２１と大径部２３を連通する孔２６ａを形成した止め
輪２６と、バネ２５と止め輪２６との間に挟持され前記
孔２６ａを閉塞かつ開放する球２７によって構成されて
いる。すなわち、通常状態（冷却工程でない）では、球
２７はバネ２５により止め輪２６に押しつけられ孔２６
ａを閉じ、、冷却工程では、非酸化性ガスＧの流体圧に
より球２７が押しつけられて孔２６ａを開くように構成
されている。

【００２１】また、外側部材２０内には、外周に向けて
排気口２８（図１参照）と給気口２９とが設けられてい
る。排気口２８にはジョイント３０を介して排気管３１
が接続され、排気管３１の先端部には外部より制御でき
る排気開閉バルブ３２が設置されている。

【００２２】一方、給気口２９には、外周部に断熱部材
３３を取り付けた給気菅３４がジョイント３０を介して
接続されている。給気菅３４と非酸化性ガス供給口１３
の間には、非酸化性ガスＧの冷却装置３５が設置されて
いる。冷却装置３５は、ペルチェ素子等で代表される電
子冷却器３６が取り付けられ、かつ外周を断熱壁３７で
構成した冷却槽３８と、冷却槽３８内の温度を測定する
熱電対等の測温器３９と、前記電子冷却器３６及び測温
器３９とに接続されたコントローラー４０とからなり、
測温器３９で測定した冷却槽３８内の温度を電子冷却器
３６にフィードバックし、コントローラー４０により冷
却槽３８内の一定温度に制御し得るように構成されてい
る。また、冷却槽２８内には冷却効率を向上させるため
に、配管が蛇行して配管されている。

【００２３】次に、前記構成からなる素子冷却装置を用
いた素子冷却方法とその作用について説明する。胴型１
４に保持されて成形可能な温度まで電気炉８により加熱
軟化された光学素材１５は、搬送アーム１６により上下
両型２、３の間に搬送され、上下両型２、３によりプレ
ス成形される。このプレス成形後、上下両型２、３で挟
持しつつプレス成形した素子の冷却を行うために非酸化
性ガスを噴出させる冷却工程に入り、冷却工程終了後、
下型３を下降させて上型２と下型３が開かれ光学素子が
取り出される。

【００２４】これらの一連の工程の間、常に非酸化性ガ
スＧは、非酸化性ガスの供給手段から非酸化性ガス供給
口１３、冷却装置３５、給気菅３４、ジョイント３０、
給気口２８を介して冷却部材１２の流路２１内に供給さ
れている。

【００２５】この時、冷却工程以外の工程では、排気管
３１に取り付けられている排気開閉バルブ３２を開き、
冷却部材１２の流路２１内を流れる非酸化性ガスＧを成
形室１外に排気させ、流路２１内の非酸化性ガスＧの温
度上昇を防いでいる。この際、前記流路２１内の流体圧
は上がらないので、各噴出口２２に設けた開閉弁２４を
構成する球２７はバネ２５の押圧力により孔２６ａを閉
塞するように止め輪２６に押しつけられ、弁が閉じてい
る状態となり、噴出口２２から非酸化性ガスＧが噴出す
るのを防止している。

【００２６】そして、冷却工程においては、前記排気開
閉バルブ３２閉じる。同バルブ３２が閉じられると、非
酸化性ガスＧは流路２１内に供給され続けられているた
め、流路２１内の流体圧が上昇しバネ２５の押圧力以上
となる。この時、球２７は流体圧により押されて噴出口
２２側に移動して、止め輪２６の孔２６ａが開く形とな
り、球２７と孔２６ａとの隙間を通り、非酸化性ガスＧ
が噴出口２２より噴出される。

【００２７】また、非酸化性ガスの供給手段より供給さ
れる非酸化性ガスＧは、温度コントローラー４０によ
り、低温に制御された冷却槽３８内を通過することで、
一定温度に冷却制御される。また、冷却槽３８から冷却
部材１２迄の給気菅３４は、断熱構造となっているの
で、外気温による非酸化性ガスＧの温度上昇をよく制し
ている。

【００２８】本実施例の特有の効果としては、それぞれ
の噴出口２２に配設した、バネ２５、止め輪２６、球２
７などから構成されている開閉弁２４機構は、特別な駆
動源を必要としないため、冷却部材の構造を簡易化でき
るとともに、噴出口２２の開閉動作の信頼性を向上させ
ることができる。

【００２９】

【実施例２】図４は、本発明に係る素子冷却装置の実施
例２における非酸化性ガスの冷却供給機構の構成を示す
断面図である。なお、図４に記載されない各部は、実施
例１と同じであるため、図示及びその説明を省略する。

【００３０】冷却部材１２の給気口２９にジョイント３
０を介して接続され、外周に断熱部材３３を取り付けた
給気菅３４は配管の途中で２分岐されている。分岐され
た一方の給気菅３４ａには、増圧タンク排気バルブ４５
と絞り弁４６を介して増圧タンク４７が接続されてい
る。増圧タンク４７には、増圧弁４８を介して非酸化性
ガス供給口１３に接続され、非酸化性ガスＧの供給を受
けるようになっている。この増圧タンク４７は電子冷却
器３６と断熱壁３７とからなる冷却槽３８内に収納さ
れ、コントローラー４０により一定温に冷却される ま
た、分岐された他方の給気菅３４ｂには、開閉バルブを
４９介して前記非酸化性ガス供給口１３が接続されてい
る。

【００３１】次に、前記構成からなる素子冷却装置を用
いた素子冷却方法とその作用について説明する。素子の
冷却工程でない時（非酸化性ガスＧを冷却部材１２から
噴出していない時）は、増圧タンク排気バルブ４５は閉
ざされ、一方、開閉バルブ４９は開かれている。この
時、冷却部材１２の図示を省略した排気開閉バルブ３２
（図１参照）は実施例１と同様に開かれている。

【００３２】この状態では、非酸化性ガス供給口１３か
ら供給された非酸化性ガスＧは、開閉バルブ４９を通じ
て、給気菅３４等を介して冷却部材１２の流路２１に供
給されるとともに、流路２１内に供給された非酸化性ガ
スＧは排気開閉バルブ３２を通じて冷却部材１２から排
出され、冷却部材１２内での滞留が防止されている。ま
た、同時に非酸化性ガスＧは増圧弁４８を介して増圧タ
ンク４７内に圧縮されて貯えられる。この時、増圧タン
ク４７に貯えられる非酸化性ガスＧは冷却槽３８によっ
て低温に冷却される。

【００３３】次に、素子の冷却工程になると、排気開閉
バルブ３２（図１参照）が実施例１と同様に閉じられる
と同時に、開閉バルブ４９が閉じられ、かつ増圧タンク
排気バルブ４０が開かれる。

【００３４】この操作によって、前工程（光学素材のプ
レス工程）中に増圧タンク４７内に圧縮状態で貯えられ
冷却された非酸化性ガスＧは、絞り弁４６により適正な
流量に調整されながら冷却部材１２の流路２１内に供給
され、実施例１と同様に噴出口２２の開閉弁２４（図２
参照）を通じて噴出口２２から素子に向けて噴出させら
れる。

【００３５】本実施例の特有の効果としては、非酸化性
ガスＧは、一旦増圧タンク４７内にに貯えられ、滞留し
た状態で冷却されるので、冷却槽３８内に配設した配管
路を流しながら冷却するのに比べ冷却効果が良く、低温
にまで冷却することが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、非酸化
性ガスは、素子冷却工程以外の工程でも、流通路を流れ
ているので、非酸化性ガスの流路内での滞留がなく、滞
留により非酸化性ガスが、型温近くまで上昇することは
なくなり、噴出時から噴出終了まで、ほぼ均一の温度の
ガスを噴出できる また、非酸化性ガスの供給手段から
供給されたガスは、冷却装置により冷却され、かつ、噴
出口までの菅路が断熱されているので、大幅な温度上昇
が発生しない。以上のことにより、噴出口より噴出され
る非酸化性ガスは、冷却の対象物（光学素子）よりも十
分に低い温度を確保することができ、その結果として、
冷却工程の時間（非酸化性ガスの噴出時間）を短縮し、
生産効率を大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る素子冷却装置の実施例１における
冷却部材とその周辺装置等を示す断面図である。

【図２】図１におけるＡ部とそれに付随する機構を詳細
に示す拡大断面図である。

【図３】本発明の実施例１の素子冷却装置を装備した光
学素子成形装置を概略的に示す断面図である。

【図４】本発明に係る素子冷却装置の実施例２における
非酸化性ガスの冷却供給機構を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 上型 ３ 下型 １２ 冷却部材 １３ 非酸化性ガス供給口 １５ 光学素材 １８ 断熱部材 ２１ 流路 ２２ 噴出口 ３２ 排気開閉バルブ ３３ 断熱材 ３４ 給気菅 ３５ 冷却装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱軟化した光学素材を上下の成形型で
   プレス成形する光学素子成形装置の素子冷却方法におい
   て、常時、冷却した非酸化性ガスを冷却部材内に供給
   し、光学素子のプレス成形する工程中に非酸化性ガスを
   冷却部材から成形装置外に排出し、前記プレス成形終了
   後の光学素子を冷却する工程のみ非酸化性ガスを前記冷
   却部材の噴出口から光学素子に向けて噴出し光学素子を
   冷却することを特徴とした光学素子成形装置の素子冷却
   方法。
2. 【請求項２】 加熱軟化した光学素材を上下の成形型で
   プレス成形する光学素子成形装置の素子冷却装置におい
   て、プレス成形後の光学素子を冷却する工程に使用する
   非酸化性ガスの噴出口を前記光学素子に向けてを設けた
   冷却部材と、前記冷却部材と成形装置外に設けた非酸化
   性ガス供給口との間に配置した非酸化性ガスの冷却装置
   と、前記冷却部材の噴出口と前記冷却装置とをつなぐと
   ともに断熱機能を有する非酸化性ガスの流通経路と、前
   記冷却部材に供給された非酸化性ガスを前記プレス成形
   工程中に前記冷却部材から成形装置外に排気する排気手
   段とを有することを特徴とした光学素子成形装置の素子
   冷却装置。