JPS62207729A - ガラス成形品の肉厚制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガラスレンズやプリズムなどの光学ガラス
の精密プレス成形機における肉厚制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、型内に供給された流動性を有する粘度に加熱され
た軟化ガラス魂（以下ガラス素材という）を加圧成形す
る装置の中でガラス成形品の肉厚を決める方法は次の通
りであった。第１のタイプは、クローズタイプといわれ
るもので書間式の型（特開昭５ｌ−６０２０８）を用い
、精密に重量調整したガラス素材を使用し、瞬間的に強
大な加圧力を与え、銅量が上型或は下型に突き当たる位
置まで押圧成形し、突き当たれば成形は終りでガラス成
形品の厚さは計らない。第２のタイプは、オーブンタイ
プといわれるもので所望のガラス成形品よりも大きい重
量のガラス素材を使用し、上下の型がお互に所定距離離
れた位置にきた時、電気的に感知し、型の移動を停止さ
せ、成形を終了するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ これら従来の方法では、成形品が充分に冷却固化しない
うちに加圧が終了するので、成形品の変形（ヒケ）が生
じやすい、また第１のタイプの場合は、瞬間的に成形さ
れてしまうので成形品の割れ（カン）が生じやすいし、
しかもガラス素材の体積を厳密に保つ必要があるという
欠点があった。

この発明は、従来技術の上記欠点を解消し、厚みを精度
よくかつヒケも生じさせずに成形品を所定の肉厚にプレ
スできる肉厚制御装置を提供することを目的としている
。

［問題点を解決するための手段及び作用］この発明にお
いては、比較的小さい圧力で型を摺肋させ、ガラス素材
（流動性を有する粘度に加熱された軟化ガラス魂）を押
圧成形させる。

その時、測定器でプレス開始後の時間の経過に対する成
形品の肉厚の変化を知り、そのデータを指令装置で判断
し、最終肉厚が所定公差内に入るように指令装置から条
件制御装置に指令を出す。それにより条件制御装置が所
定の肉厚の成形品を得るように成形条件を変えるように
なっている。

実施例 以下、この発明の詳細を実施例に従って説明する。

この発明の第１実施例を示す第１図は、ガラスレンズの
オーブンタイプの精密プレス成形機であり、エアーハイ
ドロシリンダー１と基台２は相互間の距離が変化しない
ように結合されている。エアーハイドロシリンダー１の
プランジャー１″下端には上型３が、基台２の上部には
下型４が、上型３と下型４の軸心が合うように接合され
ている。この上型３及び下型４の周辺は非酸化性雰囲気
に保つよう図示しない装置にかこまれている。また上型
３及び下型４は図示しない温度コントローラにより所定
の温度に設定できる加熱装置を備えている。エアーハイ
ドロシリンダー１のプランジャー１上端にはストッパ５
が螺合され、プランジャー１の下降によって上型３と下
型４が当接する前にストッパ５の下端部とエアーハイド
０シリンダー１の本体上端部が当接し、下型３と下型４
がぶつかるのを防いでいる。

第１図において、ストッパ５の下＊ａ部に取付冶具６を
設け、取付冶具６に測定値演算処理装置８の測定子７を
取付けている。この測定子７は接触式のマイクロメータ
である。また測定値演算処理装置Ｉ８は、エアーハイド
ロシリンダー１のスイッチと連動してカウントを開始す
るタイマー９を接続している。この測定値演算処理装置
８は、第１実施例において、プレス成形機の上型３及び
下型４間に投入されたガラス素材の押圧成形中の肉厚を
測定演算する測定器と、測定器で得られる測定値に基づ
いて成形品が適切な肉厚になるように下記の圧力調節装
置１０を＃ＪＩｌｌする指令装置の働きをする。これに
よって測定値演算処理＠ｌＩ８は、タイマー９の示す任
意の時刻の測定子７からの測定値を、第２図に示す３つ
の領域すなわち標準厚さ領域と比較して厚い領域Ｐ、薄
い領域Ｒ１標準厚さの領域Ｑの３つのうちいずれかの領
域に分類し、それぞれの領域で内蔵するリレー出力によ
り別々の信号を出力できるように構成されている。そし
てその３種類の信号が圧力調節装置１０に入るように結
線している。この圧力調節装置１０は、３個めレギュレ
ータとソレノイドバルブから成り、エアーハイドロシリ
ンダー１の圧力を標準圧に対して高圧、低圧、標準圧の
３段階に切り換えられるように配管しており、第１実施
例において、成形品の肉厚を決める成形条件を制御する
条件制御装置の働きをする。

第２図は、上記装置により成形時間と成形肉厚の関係を
求めた特性線図である。線図Ｑ′は成形ガラスの基準厚
さ、線図Ｐ′は成形ガラスの最大許容寸法、線図Ｒ′は
成形ガラス亀最小許容寸法を示す。また線図Ｐ′と線図
Ｒ１で形成する領域Ｑは成形ガラスの肉厚の標準厚さ領
域（許容域）、Ｐは肉厚の厚い領域、Ｒは肉厚の薄い領
域である。成形時間ｔ１はタイマー９の設定時開、成形
時ｆｉｌｔｚは、成形時［１ｔ＋での測定値により圧力
を切り換える時間、成形時間ｔ！Ｉはプレス成形品を型
から解放しても変形しない時間を示す。成形時間ｔ２と
成形時間ｔｌの差は、成形肉厚を測定してから圧力を切
り換えるまでのタイムラグを示している。このような第
２図の特性線図を、あらかじめ測定値演算処理装Ｗ８に
記憶させておく。

以上のように構成し第１実施例の作用を説明設定圧力は
、成形時１１１ｔ３（例えば１０秒）までの成形品の加
圧中に成形品の肉厚変化量が少なくなって、その後肉厚
変化量がほぼ一定になる期間（例えば数秒間）があるよ
うにガラス素材温度、型温度、投入するガラス素材の形
状と型の形状との形状差などによって上記範囲内で設定
する。また上型３及び下型４は温度コントローラにより
、ガラス素材のほぼガラス転移点近くの温度まで加熱す
る。次いで粘度が１０”ポアズ程度で、成形レンズ外周
に７ランジを形成するような多めの体積のガラス素材を
上型３と下型４の間に投入し、エアーハイドロシリンダ
ー１のスッチを入れる。このとき同時にタイマー９が時
間をカウントし始める。圧力調節装［１０の圧力により
、エアーハイドロシリンダー１のプランジｔｐ−１’に
接合した上型３が下降すると共に測定子７がエアーハイ
ドロシリンダー１に当接し、測定値演算処理装置８によ
り測定値が読みとられる。そしてタイマー９の設定時間
ｔ１に達したとき、測定値演算処理装置８の測定値を、
そのままの圧力では最終的に固化し型解放する時間ｔ３
で、第２図の標準厚さ領域Ｑ内に入る場合は標準厚さ領
域、それより厚いときは厚め領域Ｐ１薄い時は薄め領域
Ｒと３つの領域に測定値演算処理装置８が分類判定する
。その情報は、リレー出力で圧力調節装置１０に電気的
に伝達される。そして圧力調節装＋ａｉｏの圧力切り換
え準備が完了したとき成形時間ｔ２になり、標準厚さ領
域場合は初期設定圧力の圧力で、厚め領域の場合は初期
設定圧力から高圧へ、薄め領域の場合は初期設定圧力か
ら低圧へとエアーハイドロシリンダー１のエアー圧力を
切り換え、そのまま一定圧力でガラス素材を押圧し、成
形品がガラス転移点付近の温度になって型解放しても変
形しない成形時間ｔ３になったとき上型３及び下型４を
解放する。

第１実施例による実験では、ガラス素材の粘度を１０６
ボアズ程度にすべくガラス素材の温度を±３℃程度に管
理していれば、測定値演算処理装置１８と３つのソレノ
イドバルブ及びレギュレータからなる圧力調節装置１１
０という比較的安価な制御系で、実験値で±０．０２ｓ
−程度の肉厚管理ができた。

なお、ガラス素材の粘度は１０６ボアズ程度にしたが、
ガラスの種類に応じて１０７〜１０　　ポアズの間で選
択でき、ガラス素材の加熱濃度は４５０℃〜８００℃程
度となり、ガラスの種類に応じて決められる。また型温
度についてもガラスの種類に応じ、転移点を大きく下回
る温度から転移点付近までの範囲をとり、３００℃〜６
００℃位となる。

次にこの発明の他の実施例を第３図及び第４図によって
説明する。この実施例の構成で第１図に示したさきの実
施例と同一番号の部材は、同一機能を有する部材である
ので説明を省略し、構成の変わる部分について述べる。

エアーハイドロシリンダー１の代わりに油圧シリンダー
１１とし、タイマー９を廃止した。また測定値演算処理
装置′８の代わりに、成形ガラスの肉厚を測定する測定
子７を有する測定装置ｔ１２と、測定装置１２から測定
値を取り込み肉厚制御の判断ｌｌ能を有するとともに内
部にタイマーを有するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）
１３とした。

さらに３個のレギュレータとソレノイドバルブから成っ
た圧力調節装！１０を、マイクロコンピュータ１３の指
令により油圧シリンダー１１に入る油のＩＥＩを電動で
無段階に調節するニードルバルブ１４及び油圧であるた
めに高圧になりすぎることを防ぐための減圧器１５とか
ら成る圧力調節装置１６とした。この実施例において、
測定値＠１２は測定器の働きを、マイクロコンピュータ
１３は指令装置の働きを圧力調節装置１６は条件制御装
置の働きをする。

第４図は、この実施例の装置によりあらかじめ求めた成
形時間と成形肉厚の関係を示す特性線図である。この特
性線図において、第２図に示した符号と同一符号は同一
内容を示す。この特性線図においては、成形ガラスの基
準厚さを示す線図Ｑ′を求めてお（。また成形時間に対
する成形肉厚の変化量が少なくなり始めるときの成形時
間ｔ４を求めておく。さらに最大許容寸法を示す線図Ｐ
′より厚い領域で線図Ｑ′より２５〜１５０μ−厚めの
線図Ｐを求めておく。このような特性線図を！イクロコ
ンピューター１３に記憶させておく。

以上のように構成したこの実施例の作用を説明する。圧
力ｌｌ１節装置１６の初期設定圧力は、線図Ｐ”と線図
Ｑ′の間の圧力に設定する。上型３及び下型４は温度コ
ントローラによりガラス素材のほぼガラス転移点付近の
温度に設定する。

次いで粘度が１０″ポアズ程度で、成形レンズ外周にフ
ランジを形成する多めのガラス素材を型に投入し、油圧
シリンダー１１のスイッチを入れる。このとき同時にマ
イクロコンピュータ１３内のタイマーが時間をカウント
し始める。圧り調節装置１６の圧力により、上型３が下
降するとともに測定子７が油圧シリンダー１１に当接す
る。ガラス素材が成形されて設定時間ｔ４に達したとき
、すなわち成形肉厚の変化量が少なくなり始めたとき、
測定装置１２により測定値が読み取られる。この測定値
をマイクロコンピュータ１３で解析し、この指令で成形
時間ｔ４から成形時１ｔ、の時間内でニードルバルブ１
４の流１１１節をして肉厚の変化量を大きくし、線図Ｑ
′で示す基準厚さで平衝状態になるよう圧力調節が行な
われる。

この実施例による実験では、成形品の肉厚変化量がほぼ
一定となって少なくなり始めたとき再度圧力調節を無段
階にＪるので、成形品の肉厚管理が１０μ謹オーダーの
精度で調節できる。

以上２つの実施例では、測定子は接触式のマイクロメー
ターを用いたが、これに限ったものではなく、レーザ一
式の非接触のものでも或は接触式で機械的な測定器でも
かまわない。また成形品の肉厚を制御する成形条件は、
実施例で述べたように、投入するガラス素材の粘度をほ
ぼ１０６ボアズにし、型濃度を加熱装置でほぼガラス転
移点付近の温度に保って、エアーハイドロシリンダーあ
るいは油圧シリンダーの圧力を調節変化したが、条件＄
１１１１装置はこれに限ったものではなく、投入するガ
ラス素材の粘度をほぼ１０６ポアズにし、ガラス素材に
加わる圧力を一定に保って、成形品の肉厚の変化に対し
て極めて短時間に温度コントローラで調節する加熱装置
により上型及び下型の濃度を調節変化しても良い。また
型に投入されたガラス素材を保温したり冷却する装置を
用いれば、ガラス素材の粘度管理を行いながら圧力及び
型温度のＷ節を行うようにしてもよい。

さらに実施例では、成形品の肉厚変化量を所定の成形時
間１回のみで測定し、それに応じて圧力調節装置を作動
するようにしたが、これに限らず成形品の成形時ｔｉｌ
ｔ、になるまで成形品の肉厚を連続的に測定し、この特
性線図を同時に分類解析して圧力調節装置を作動させて
も良く、また成形時間ｔ、に達するまで断続的に作動さ
せても良いことは勿論である。

［発明の効果］ この発明は、測定器、条件制御装置及び指令装置の働き
により軟化ガラス魂が固化するまでずっと軟化ガラス魂
に圧力を加え続けられるので、成形品のヒケを防止する
ことができる為高精度に型形状を成形品に反転すること
ができた。

また成形品の肉厚の微妙な調節が適正成形条件の近傍で
行なわれ、カンなどは生じない。こうして高精度の面形
状を維持しつつ、成形品に欠陥を生じることなく光学素
子として要求される肉厚ｍ度を確保できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示すＩＩ要図、第２図
は成形時間と成形肉厚の特性線図、第３図はこの発明の
他の実施例を示す概要図、第４図は成形時間と成形自重
の特性線図である。 １・・・エアーハイドロシリンダー、 ７・・・測定子、８・・・測定値演算処理装置、１０．
１６・・・圧力調節装置、１１・・・油圧シリンダー、
１２・・・測定装置、１３・・・マイクロコンピュータ
。 第　１　≦ 清形叫間 ・シ２　Ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軟化ガラス魂をガラス成形品に押圧成形する上型と下型
   とを有するプレス機の 前記両型間で押圧成形中の軟化ガラス魂の肉厚を測定す
   る測定器と、 前記軟化ガラス魂の成形圧力を制御する条件制御装置と
   、 成形時間に応じて測定された前記測定器の値とあらかじ
   め測定された適切な肉厚の値とを比較して前記条件制御
   装置に成形圧力を指令する指令装置と、 から構成されたことを特徴とするガラス成形品の肉厚制
   御装置。