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CN101321699A - 光学元件的成形装置及成形方法 - Google Patents

光学元件的成形装置及成形方法 Download PDF

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CN101321699A CNA2006800450492A CN200680045049A CN101321699A CN 101321699 A CN101321699 A CN 101321699A CN A2006800450492 A CNA2006800450492 A CN A2006800450492A CN 200680045049 A CN200680045049 A CN 200680045049A CN 101321699 A CN101321699 A CN 101321699A
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Abstract

本发明提供可以通过简单的结构及工序将模具搬运至正确的位置的光学元件的成形装置及成形方法。在搬运路径上具备加热部、加压成形部和冷却部,在搬运路径上连续的多个模具沿搬运方向同时滑动而被搬运,具备推压各模具的搬运方向后侧而使模具向前方移动的搬运臂,搬运臂以其前侧部分推压模具的后面而将其恰好移送规定距离的成形装置中,在搬运臂的后侧部分设置定位用凹部,使模具在移动规定距离后,使搬运臂后退,矫正后续的模具的位置。

Description

光学元件的成形装置及成形方法
技术领域
本发明涉及加压成形光学仪器中所使用的高精度的玻璃透镜等光学元件的成形装置及使用该成形装置的成形方法。
背景技术
一直以来,广泛采用将加热软化了的玻璃原材料加压成形来制造由玻璃透镜形成的光学元件的成形方法。即,例如将预成形为球状的玻璃原材料设置在由上模、下模、主体模构成的模具内,通过加热工序加热至500~700℃使玻璃原材料软化后,加压而成形为透镜制品,冷却后取出制品。这些工序中,特别是为了防止加热了的模具的氧化,在无氧的非氧化性气氛中进行,将模具内的玻璃原材料依次搬运至配置于一直线状或圆环状的搬运路径上的加热、加压成形、冷却的各工序。
这样的成形装置中,作为搬运模具的方法,目前提出有如下的搬运方法。
图9表示通过梳齿状的杆9搬运模具5的以往例,(A)为平面图,(B)为纵截面图。这样的成形装置例如揭示于专利文献1中。
如上所述,使用梳齿状的杆9挤压模具5而使其滑动的情况下,杆9与模具5接触时,热量自加热了的模具5传递,杆9可能会变形。
图10为表示杆9变形的情况下的模具5的滑动方向的平面图。杆9如二点划线所示变形的情况下,模具5和杆9的接触面倾斜,模具5被推向偏离原来的搬运方向d的方向e。如果搬运方向偏离,则将模具5设置于搬运路径上后,依次反复搬运至加热、加压成形、冷却工序的各工序部期间,模具5的位置偏差变大,可能会自搬运路径脱出。杆9因组装误差而变形的情况下,也同样发生模具5的位置偏离。
为了消除这样的位置偏离,专利文献2中揭示了使用进行引导而使模具向正确的搬运方向移动的槽形构件的成形装置。即,在对应于模具的宽度尺寸的槽形构件中嵌入模具,通过具备回转型推臂的杆推移模具来搬运。
根据该方法,槽形构件引导搬运方向,因此可以防止搬运方向的偏离,但没有在模具搬运后使模具的中心和加热或冷却构件等的中心重合的构件,所以有时会中心错开而模具的温度分布出现偏差。因此,通过模具传导到玻璃原材料的温度分布不对称,对于具有对称的形状和特性的透镜有时无法以足够的精度成形。
另外,由于使用对应于模具的外径尺寸的槽形构件,因而搬运外径尺寸不同的模具时,必须更换槽形构件,耗费人工和槽形构件的成本。
为了解决上述的问题,需要在搬运后将模具准确地进行定位的装置。但是,如果安装定位装置,则不仅成形装置整体大型化,而且成本上升。此外,由于成形装置内为高温,因此定位装置的耐久性的提高困难。
此外,设置独立于搬运机构的定位装置的情况下,为了避免搬运机构和定位装置的相互干扰,必须在搬运机构退避后使定位装置动作,整体的成形时间变长。
专利文献3中揭示了同时搬运多个模具的情况下,使用具有用于模具的定位的凹部的搬运工具,将模具嵌入其凹部进行搬运而使各模具被搬运至正确的位置的装置。根据该方法,搬运工具兼作定位构件,因此可以在不另外设置定位装置的情况下将模具搬运至正确的位置。
但是,模具在加热时发生热膨胀,所以为了通过将模具的外侧嵌入凹部进行定位,必须准确地统一热膨胀中的模具的外形尺寸,需要严密的尺寸管理。
此外,将加热了的模具嵌入搬运工具搬运时,模具和搬运工具间存在温度差,因此模具的温度分布产生偏差。虽然搬运工具一直与模具接触的情况下不会产生温度差,但加热和冷却工序中,模具和搬运工具同时成为被加热(或被冷却)体,热容量增大,需要不必要的加热和冷却,消耗多余的热量。
专利文献1:日本专利特公平8-13687号公报
专利文献2:日本专利特公平3-55417号公报
专利文献3:日本专利特许2785683号公报
发明的揭示
本发明是考虑到上述现有技术而完成的,其目的在于提供可以通过简单的结构及工序将模具搬运至正确的位置的光学元件的成形装置及成形方法。
本发明提供如下的光学元件的成形装置(以下称为本发明的成形装置):它是在搬运路径上具备加热部、加压成形部和冷却部,在该搬运路径上连续的多个模具沿搬运方向同时滑动而被搬运,具备推压各模具的搬运方向后侧而使该模具向前方移动的搬运臂,该搬运臂以其前侧部分推压模具的后面而将其恰好移送规定距离的成形装置;其特征在于,具备设有用于在通过所述搬运臂使模具移动所述规定距离后矫正后续的模具的位置的定位用凹部的定位构件。
本发明的成形装置中,作为所述定位构件,较好是在所述搬运臂的后侧部分与该搬运臂一体地设置所述凹部。
本发明的成形装置中,作为所述定位构件,较好是具备独立于所述搬运臂的定位用臂,在该定位用臂设置所述凹部。
本发明的成形装置中,较好是所述搬运臂的前侧部分和后侧部分热隔离。
本发明的成形装置中,较好是所述凹部由对向的楔形或圆弧形成。
本发明的成形装置中,较好是搬运臂的端部相互连结。
本发明的成形装置中,较好是通过各搬运臂的前侧部分同时推压多个模具。
此外,本发明提供如下的光学元件的成形方法(以下称为本发明的成形方法):作为使用本发明的成形装置的光学元件的成形方法,它是对于由上模、下模和主体模形成的模具,沿搬运方向使多个模具同时在搬运路径上滑动而恰好移送规定距离,移送后在该搬运路径上被依次实施加热、加压成形和冷却工序的光学元件的成形方法;其特征在于,在模具移送后,通过定位构件的定位用凹部矫正后续的模具的位置来进行定位。
本发明的成形方法中,较好是所述搬运臂在模具的定位动作结束后立即从模具脱离。
本发明中,在移送模具的搬运臂的后侧设置与搬运臂一体或独立的用于矫正后续的模具的位置的定位用凹部,所以可以在搬运后使该凹部后退,矫正模具的位置偏差,使其配置在正确的位置。由此,可以在正确的位置于正确的温度分布条件下进行各工序,能够获得形状上的尺寸和光学特性以高精度良好的压制成形制品。
本发明由于将用于矫正后续的模具的位置的定位用凹部特别是一体地设于所述搬运臂的后侧部分,因而不需要除搬运机构外另外设置定位装置,结构简单,因此不会发生成形装置的大型化或成本上升。另外,仅更换已设的成形装置的搬运臂,就可以直接使用已设装置。
本发明由于直接使用已设的成形装置的搬运臂并附加独立于其的定位用臂,因而通过简单的机构或单纯的连结使其与搬运臂联动,可以在不产生大规模的设备变更的情况下实现定位机构。
本发明由于搬运臂的前侧部分和后侧部分热隔离,因而即使推压模具的前侧部分热变形,也不会对定位用的后侧部分产生影响,可以准确地进行后续的模具的定位。
本发明由于定位用凹部为对向的楔形或圆弧,因而形状简单,不论模具的大小,都可以进行定位。
本发明由于将搬运臂的端部相互连结,因而可以通过共用的动力源同时进行多个模具的搬运和位置矫正。
本发明由于通过各搬运臂的前侧部分同时推压多个模具,因而在同时对多个模具进行1个工序的情况下,可以高效地进行这多个模具的搬运和位置矫正。
本发明在如前所述以搬运臂移送模具后通过所述凹部矫正模具的位置,所以不仅可以高效地搬运模具,而且模具的定位不需要冗长的时间。此外,模具搬运后进行位置矫正,所以可以顺利地连续实施一系列的定位动作,能够使模具配置于正确的位置进行各工序。
本发明由于搬运臂在模具的定位动作结束后立即从模具脱离,因而可以将模具和搬运臂的热传递抑制到最低限度。因此,可以防止模具产生热不均匀,在最适的温度分布状态下准确地进行各工序。此外,防止搬运臂因模具的热量而变形,可以进行正确的定位的同时,搬运臂的耐久性提高。
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施例的说明图,(A)为平面图,(B)为纵截面图。
图2是表示基于图1的实施例的实施顺序的说明图。
图3是续图2表示实施顺序的说明图。
图4是表示本发明的不同的实施例的图。
图5是表示本发明的另一不同的实施例的说明图。
图6是表示本发明的另一不同的实施例的说明图。
图7是表示本发明的另一不同的实施例的平面图。
图8是本发明的另一实施例的说明图。
图9是表示以往例的说明图。
图10是表示基于图9的例的问题的说明图。
符号的说明
1:成形装置,2:搬运路径,3:原材料,4:成形品,5、5a、5b、5c、5d:模具,6、6a、6b、6c:搬运臂,7:连结材料,8:搬运工具,9:杆,11:投入部,12:加热部,13:加压成形部,14:冷却部,15:取出部,22:加热板,23:成形板,24:冷却板,51:上模,52:下模,53:主体模,61、61a、61c:前侧部分,62、62a、62c:槽,63、63a、63c:后侧部分,64、64a、64b、64c:凹部,70:定位用臂,71:凹部。
实施发明的最佳方式
图1是本发明的实施例,(A)为平面图,(B)为纵截面图。
成形装置1被收纳于保持为例如氮气气氛等非氧化性气氛的室内,设有模具被从图的右侧向左侧沿箭头的方向搬运的一直线状的搬运路径2。
搬运路径2上自图的右侧依次设有放置原材料的模具的投入部11、加热部12、加压成形部13、冷却部14、制品的取出部15。加热部12、加压成形部13、冷却部14分别设有加热板22、成形板23、冷却板24,为了使它们不会相互产生热影响,空开间隔设置。另外,上侧也设有未图示的加热、成形、冷却的各板,使这些板上下移动来进行加热、加压成形、冷却的各工序。
模具5由筒状的主体模53、嵌入该主体模53内的下模52和可在主体模53内部滑动的上模51构成。上模51的下表面和下模52的上表面为成形面,在其间配置原材料3并加压成形,形成光学元件的成形品4。
搬运臂6由相对于搬运方向朝垂直方向延伸的棒状的前侧部分61和连结于前侧部分61的基端部的与前侧部分61夹着槽62相对的后侧部分63构成。在后侧部分63的前端部形成有具有分成两股的V字状的楔形形状的凹部64。通过前侧部分61,推压行进方向前方的模具5来进行搬运,搬运后通过后侧部分63的凹部64矫正后方的模具5的位置。
槽62为了将前侧部分61和后侧部分63热隔离而设置。前侧部分61在搬运中始终与模具5接触,所以容易因模具5的热量而变形。
即使前侧部分61发生热变形,通过在与后侧部分63之间设置槽62,也可以防止后侧部分63的热变形,保持凹部64的位置和方向正确。另外,将前侧部分61和后侧部分63热隔离的方法不局限于槽62,例如可以在前侧部分61和后侧部分63之间配置隔热材料。
图2和图3是表示模具5的搬运和定位的顺序的说明图。
图2(A)为自图的右侧依次在投入部11、加热部12、加压成形部13、冷却部14分别放置模具5a、5b、5c、5d的状态。投入部11的模具5a内放置由玻璃珠组成的原材料。对于加热部12的模具5b,进行加热模具5b至原材料软化而可通过加压成形的温度的加热工序。对于加压成形部13的模具5c,进行加压成形而成形规定尺寸的成形品的成形工序。对于冷却部14的模具5d,进行冷却至成形品的品质稳定的适当温度的冷却工序。
进行这些工序期间,搬运臂6如(A)所示在远离模具的位置待机。各工序结束后,如图2(B)所示,搬运臂6向图的下方移动,使模具位置的中心(与搬运方向垂直的方向上的中心)和凹部64的中心排列在搬运方向的同一直线上。
接着,如图2(C)所示,搬运臂6向图的左侧移动,使搬运臂6的前侧部分61的前面与各模具5a、5b、5c、5d的后面接触并推压,使它们各向左侧移动1个区划。
各模具5a、5b、5c、5d被搬运至下一工序的位置,即分别为加热部12、加压成形部13、冷却部14、取出部15,如图2(D)所示,搬运臂6立即向图的右侧移动,使后侧部分63的凹部64与从搬运方向来看后方侧的模具5a、5b、5c的前面接触。凹部64具有楔形,因此圆柱状的各模具5a、5b、5c契合于凹部64,被楔形引导至各模具5a、5b、5c的位置。由此,模具5a、5b、5c被放置到正确的位置,在加热部12和冷却部14对称地接受热量,在加压成形部13对称且均匀地被压制,成形为精密的成形品。另外,被搬运至取出部15的模具5d在其后不进行处理工序,所以不需要矫正位置。
图3(A)为与图2(D)相同的状态,模具5a、5b、5c、5d分别被配置在加热部12、加压成形部13、冷却部14、取出部15,模具5a、5b、5c通过搬运臂6的凹部64被定位。
模具5a、5b、5c被定位后,搬运臂6立即如图3(B)所示略向图的左侧移动至不与模具接触的位置,然后如图3(C)所示向图的上方移动至脱离模具的位置。然后,如图3(D)所示搬运臂6向图的右侧移动,回到与图2(A)相同的位置。定位后,立即使搬运臂6离开模具,尽量缩短凹部64与模具接触的时间,从而在使模具内的热量的不对称达到最低限度的同时,防止凹部64的热变形。
该状态下,对加热部12的模具5a进行加热工序,对加压成形部13的模具5b进行成形工序,对冷却部14的模具5c进行冷却工序,对于取出部15的模具5d,取下上模,取出结束一系列的制造工序而完成了的成形品。此外,在投入部11重新配置放置了原材料的模具,形成图2(A)的状态。如上所述,重复图2和图3的工序。
图4是本发明的不同的实施例,(A)为平面图,(B)为纵截面图。该例子为将搬运臂后侧的位置矫正用凹部的形状由V字形状改为圆弧形状的例子。
与图1的实施例同样,搬运臂6a由相对于搬运方向朝垂直方向延伸的棒状的前侧部分61a和连结于前侧部分61a的基端部的与前侧部分61a夹着槽62a相对的后侧部分63a构成。在后侧部分63a的前端部形成有圆弧状的凹部64a。基于该搬运臂6a的搬运和位置矫正顺序与前述的实施例相同。
图5是本发明的另一不同的实施例,(A)为平面图,(B)为纵截面图。
搬运臂6b中,前侧部分和后侧部分不分离而一体地形成,相对于搬运方向在后侧形成有具有呈V字状的楔形的凹部64b。通过使搬运和定位时搬运臂6b与模具5接触的时间极短,从而不易发生搬运臂6b的热变形,可以使用本实施例。基于该搬运臂6b的搬运和位置矫正顺序与图2和图3相同。
图6是本发明的另一不同的实施例,(A)为平面图,(B)为纵截面图。
与搬运方向垂直地排列与图1同样的搬运臂6,将这些搬运臂6的端部通过连结材料7相互连结而构成搬运工具8。如果采用该搬运工具8,则可以通过共用的动力源同时使多个搬运臂6移动。另外,各搬运臂的形状可以为图4或图5中所示的搬运臂6a、6b。
图7是表示本发明的另一不同的实施例的平面图。
本实施例用于如下的情况:模具5与搬运方向垂直地2个一组配置,整体上连续地配置成2列,对于2个一组的模具同时进行加热、加压成形、冷却的各工序。搬运臂6c的前侧部分61c具有可以同时推压并排排列成2列的模具5、5的后面的长度,2个一组同时搬运各工序的模具。在后侧部分63c根据2列模具5、5各自的中心位置设有凹部64c、64c,通过它同时矫正后方的2列模具的位置。
在模具并排排列成3列的情况下,通过加长搬运臂并设置对应于并排的模具的中心位置的凹部,也可以同样地进行实施。如上所述,推压模具的搬运臂的前侧部分变长的情况下,即使稍稍发生热变形,前端部的位移也增大,所以较好是在前侧部分61c和后侧部分63c之间设置槽62c,将两部分61c、63c热隔离。
图8是本发明的另一实施例的构成图。(A)为平面图,(B)为主视图。
该例子为在各搬运臂6的后侧设置独立于使模具5移动的搬运臂6的定位用的臂70,在各臂70设置定位用凹部71的例子。搬运臂5之间和定位用臂70之间分别连结。定位用臂70可以与搬运臂6的驱动装置(未图示)连结。或者,可以将定位用臂70连结固定于搬运臂6。基于定位用臂70的凹部71的后续的模具的定位动作与前述的实施例相同。
另外,上述的实施例示例了具有一直线状的搬运路径2且每1区划进行不同的工序的成形装置,但也可以在与上述的例子不同的情况下实施,例如具有由去路径和回路径形成的搬运路径的装置等。
产业上利用的可能性
本发明可以用于具有加热、成形、冷却的各工序的制造成形制品的装置。
另外,在这里引用2005年12月2日提出申请的日本专利申请2005-348606号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (9)

1.光学元件的成形装置,它是在搬运路径上具备加热部、加压成形部和冷却部,在该搬运路径上连续的多个模具沿搬运方向同时滑动而被搬运,具备推压各模具的搬运方向后侧而使该模具向前方移动的搬运臂,该搬运臂以其前侧部分推压模具后面而将其恰好移送规定距离的成形装置;其特征在于,具备设有用于在通过所述搬运臂使模具移动所述规定距离后矫正后续的模具的位置的定位用凹部的定位构件。
2.如权利要求1所述的光学元件的成形装置,其特征在于,作为所述定位构件,在所述搬运臂的后侧部分与该搬运臂一体地设置所述凹部。
3.如权利要求1所述的光学元件的成形装置,其特征在于,作为所述定位构件,具备独立于所述搬运臂的定位用臂,在该定位用臂设置所述凹部。
4.如权利要求2所述的光学元件的成形装置,其特征在于,所述搬运臂的前侧部分和后侧部分热隔离。
5.如权利要求1~4中的任一项所述的光学元件的成形装置,其特征在于,所述凹部由对向的楔形或圆弧形成。
6.如权利要求1~5中的任一项所述的光学元件的成形装置,其特征在于,将多条搬运臂的端部相互连结。
7.如权利要求1~6中的任一项所述的光学元件的成形装置,其特征在于,通过各搬运臂的前侧部分推压多个模具。
8.光学元件的成形方法,它是对于由上模、下模和主体模形成的模具,沿搬运方向使多个模具同时在搬运路径上滑动而恰好移送规定距离,移送后在该搬运路径上依次实施加热、加压成形和冷却工序的光学元件的成形方法;其特征在于,使用在模具移送后通过所述凹部矫正模具的位置来进行定位的权利要求1~7中的任一项所述的成形装置。
9.如权利要求8所述的光学元件的成形方法,其特征在于,所述搬运臂在模具的定位动作结束后立即从模具脱离。
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