專(zhuān)利名稱(chēng)：模壓成形模以及壓型體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是，設(shè)有具有任意形狀的成形面的一對(duì)模具、和這些模 具使相互的成形面面對(duì)面而被相對(duì)配置并被同軸狀地插入的圓筒模具的、 用于加壓成形玻璃等成形坯料的模壓成形模，特別是涉及，能夠防止合模 時(shí)的模具的偏心(位移[shift]和傾角[tilt])、加壓成形光學(xué)元件等那樣被 要求高形狀精度的壓型體的模壓成形模，以及利用這樣的模壓成形模的壓 型體的制造方法。
背景技術(shù)：
作為使用玻璃坯料制造非球面透鏡等的光學(xué)元件的方法，已知的有， 通過(guò)具有與欲得到的壓型體的形狀相對(duì)應(yīng)的、相互相對(duì)的成形面的一對(duì)模 具，將加熱后呈軟化狀態(tài)的成形坯料進(jìn)行加壓成形，并復(fù)制這些模具的成 形面的模壓法。
另外，已知的還有為了防止為實(shí)施模壓法而使用的成形模的成形面的 高溫劣化，縮短成形周期時(shí)間，而分別預(yù)熱成形模和成形坯料，將被預(yù)熱 的成形坯料導(dǎo)入成形模后立即進(jìn)行加壓成形的方法。
這些方法已被例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的方法中， 通過(guò)預(yù)熱玻璃坯料和成形模，在將玻璃坯料供給至下模后，立即開(kāi)始上下 模的合模而進(jìn)行加壓成形。然后，將成形模冷卻至玻璃化點(diǎn)以下，進(jìn)行開(kāi) 模取出玻璃壓型體。采用這樣的方法的話，在縮短周期時(shí)間維持生產(chǎn)率的 同時(shí)，能夠進(jìn)行表面精度出色的玻璃壓型體的成形。
在此，為了使上下模高精度地成為同軸狀，圓筒模具和通過(guò)該圓筒模 具而被引導(dǎo)的上下模的滑動(dòng)面的間隙被狹窄地設(shè)定。因此，存在著在加壓 成形之際的合模時(shí)，圓筒模具和上下模的滑動(dòng)部分上發(fā)生磨擦或卡模，恰 當(dāng)?shù)臎_壓動(dòng)作被妨礙的危險(xiǎn)。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有，使一對(duì)模具的一方能夠在與合模開(kāi)模方向垂 直相交的方向上滑動(dòng)，且為了減少其滑動(dòng)阻力，對(duì)下模和下模支撐臺(tái)的滑 動(dòng)面實(shí)施了潤(rùn)滑處理的成形模。通過(guò)這樣的構(gòu)成，在合模時(shí)下模被插入圓 筒模具之際，下模在水平方向上容易移動(dòng)，位置被矯正為與上模成為同軸狀態(tài)。因此，能夠防止強(qiáng)迫力作用于上下?；驁A筒模具，也可以回避在它 們之間產(chǎn)生磨擦或卡模等。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本公開(kāi)公報(bào)、特開(kāi)平11-171564號(hào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本公開(kāi)公報(bào)、特開(kāi)2006-83026號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
現(xiàn)在，使用于小型攝像機(jī)器或光拾取器等的光學(xué)元件，光學(xué)上的性能 要求非常高。為了通過(guò)模壓制造滿足這種要求的壓型體，要求在經(jīng)過(guò)連續(xù) 沖壓工序的期間，極高度地維持上下模的偏心精度、即同軸性良好且相對(duì) 的傾斜少。例如，被要求上模與下模的相互水平方向的偏移(位移)在lOpm 以內(nèi)，且以5(im以內(nèi)為佳，相互的傾角(tilt)在5分以內(nèi)，且以2分以 內(nèi)為佳。
因此，圓筒模具和上下模之間被容許的間隙，即使最大也在10pm以 下，上下模的接近必須在該狀況下確實(shí)且連續(xù)地進(jìn)行。
但是，維持在這樣狹窄的間隙中的滑動(dòng)進(jìn)行數(shù)百 數(shù)萬(wàn)次的連續(xù)沖 壓， 一般來(lái)說(shuō)是困難的。特別是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的方法中，由于將 開(kāi)模狀態(tài)的成形模預(yù)熱并在預(yù)熱狀態(tài)下進(jìn)行合模，因此保持上下模的同軸 性是更加的困難。也就是說(shuō)，上模和下模分別被支撐部件所支撐，任意一 方如能夠上下移動(dòng)那樣而被固定于合模機(jī)構(gòu)的主軸上。在該狀態(tài)下將上模 和下模分別預(yù)熱至適合加壓成形的溫度的話，上下模的支撐部件分別熱膨 脹并熱變形。例如，在成形坯料為玻璃的情況下，由于被預(yù)熱至變?yōu)?00 。C 90(TC的高溫，因此，在這樣的狀態(tài)下一邊較高地維持上下模的偏心 精度一邊進(jìn)行數(shù)百 數(shù)萬(wàn)次的連續(xù)沖壓是極其困難的。
進(jìn)而，為了提高生產(chǎn)效率，以如專(zhuān)利文獻(xiàn)l所公開(kāi)的那樣支撐多個(gè)上 模和下模，同時(shí)進(jìn)行多個(gè)加壓成形為佳。
但是，使用這樣的裝置的話，上下模因?yàn)橹尾考鹊臒嶙冃味謩e 發(fā)生少許變位。該變位量根據(jù)各模具的與沖壓主軸的距離而不同，另外， 還根據(jù)按照成形坯料的種類(lèi)而選擇的沖壓溫度而不同。進(jìn)而，使多個(gè)上模、 下模分別支撐于單一的上模支撐部件、下模支撐部件上的話，由于上下的 支撐部件相比支撐單一模具的支撐部件尺寸大，因此熱變形也大。因此， 經(jīng)過(guò)連續(xù)沖壓工序，維持被配置于單一的上模支撐部件、下模支撐部件的 多個(gè)上模、下模分別以使軸正確一致的狀態(tài)接近、貼緊的情況，是極其困難的。
在模壓成形中，成形模的同軸性未被高精度地維持的話，在下模與圓 筒模具之間會(huì)產(chǎn)生磨擦或卡模。由于在沖壓時(shí)較大的負(fù)載進(jìn)行作用，因此， 發(fā)生磨擦或卡模的話，本應(yīng)施加于壓型體的負(fù)載在圓筒模具、下模之間被 吸收，沖壓壓力不均勻地作用于壓型體，從而發(fā)生偏心精度、表面精度、 厚度精度的惡化、或圓筒模具、下模的破損等。
另外，因磨擦或卡模產(chǎn)生的磨耗粉附著于壓型體上的話，則壓型體的 外觀不良。進(jìn)而，發(fā)生這樣的磨擦或卡模的話，圓筒模具和下模之間的間 隙超過(guò)規(guī)定范圍，作為結(jié)果通過(guò)圓筒模具的下模的位置控制變得松緩。這 意味著上模和下模的同軸性丟失，產(chǎn)生上模和下模間的水平方向的偏移 (位移)、或上模和下模的相對(duì)傾角(歪斜)。特別是，在壓型體為光學(xué) 元件的情況下會(huì)成為嚴(yán)重的性能劣化。
在此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，對(duì)下模和下模支撐部件的滑動(dòng)面實(shí)施潤(rùn)滑處 理使下模的水平移動(dòng)容易，防止了圓筒模具與下模的磨擦或卡模。
但是，由于在每次加壓成形時(shí)都在下模和下模支撐部件的滑動(dòng)面上重 復(fù)滑動(dòng)，因此，該滑動(dòng)面隨著加壓成形次數(shù)的增加而劣化、磨損，必須定 期地進(jìn)行潤(rùn)滑處理。另外，當(dāng)下模被插入圓筒模具時(shí)，下模的水平移動(dòng)通 過(guò)對(duì)滑動(dòng)面的潤(rùn)滑處理而確實(shí)變得容易，但是由于下模和下模支撐部件進(jìn) 行面接觸，因此，也存在為了進(jìn)行水平移動(dòng)而需要的初始力矩變得比較大， 下模的水平移動(dòng)不一定能夠圓滑地進(jìn)行的問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于上述的情況而作成的，其目的在于提供為了以高精度加 壓成形壓型體，通過(guò)使相對(duì)于模具保持部件的成形模的水平移動(dòng)非常容 易，而能夠良好地維持上下模的偏心精度，且能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)高精度的壓 型體的模壓成形模，以及使用了這樣的成形模的壓型體的制造方法。
解決課題的手段
本發(fā)明的模壓成形模構(gòu)成為，設(shè)有具有任意形狀的成形面的第一及 第二模具，上述第一及第二模具使相互的成形面面對(duì)面而被相對(duì)配置并被 同軸狀地插入的圓筒模具，將上述第一模具保持為能夠在水平方向上移動(dòng) 的第一模具保持部件，以及配設(shè)于上述第一模具和上述第一模具保持部件 之間、伴隨著上述第一模具的向水平方向的移動(dòng)而滾動(dòng)的多個(gè)滾動(dòng)部件。
采用具有這樣構(gòu)成的本發(fā)明涉及的模壓成形模的話，通過(guò)在第一模具 和第一模具保持部件之間配設(shè)多個(gè)滾動(dòng)部件，即使產(chǎn)生微小的初始力矩，第一模具的向水平方向的移動(dòng)也能夠圓滑地進(jìn)行。因此，在加壓成形動(dòng)作 開(kāi)始、第一模具被插入圓筒模具內(nèi)時(shí)，即使第一模具的軸心與第二模具及 圓筒模具的軸心不一致，第一模具也在被插入圓筒模具內(nèi)的同時(shí)在水平方 向上圓滑地移動(dòng)，由此，強(qiáng)迫力不會(huì)施加于第一模具或圓筒模具，第一模 具被引導(dǎo)至與第二模具及圓筒模具成為同軸的位置。因此，即使將第一模 具及第二模具與圓筒模具的間隙設(shè)定于數(shù)微米左右，也能夠使第一模具及 /或第二模具被確實(shí)、圓滑地插入圓筒模具內(nèi)，從而能夠高度地確保第一及 第二模具的同軸性。 .
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形?？梢詷?gòu)成為，在上述圓筒模具的上述
第一模具插入側(cè)的開(kāi)口部?jī)?nèi)周面上，形成呈圓錐狀地?cái)U(kuò)徑的引導(dǎo)部；上述 引導(dǎo)部，在上述第一模具被插入上述圓筒模具時(shí)，與上述第一模具相接， 引導(dǎo)上述第一模具與上述第二模具成為同軸狀。
形成這樣的構(gòu)成的話，能夠使第一模具向圓筒模具內(nèi)的插入不被妨 礙，在第一模具一邊被引導(dǎo)部引導(dǎo)一邊圓滑地插入圓筒模具內(nèi)的同時(shí)，第 一模具的水平移動(dòng)被促進(jìn)。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形模可以構(gòu)成為，上述滾動(dòng)部件為直徑相 等的球狀部件。
形成這樣的構(gòu)成的話，由于配設(shè)于第一模具和第一模具保持部件之間 的、直徑相等的球狀部件，在與雙方點(diǎn)接觸的狀態(tài)下促進(jìn)第一模具的圓滑 的水平移動(dòng)，因此能夠?qū)⒌谝荒＞唔樌夭迦雸A筒模具內(nèi)。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形?？梢詷?gòu)成為，上述滾動(dòng)部件由加壓成 形溫度下的彎曲強(qiáng)度為300MPa以上的陶瓷形成。
形成這樣的構(gòu)成的話，在加壓成形光學(xué)玻璃等的成形坯料時(shí)，由于滾 動(dòng)部件具有即使在高溫下承受沖壓負(fù)載也不會(huì)發(fā)生變形或磨損劣化的強(qiáng) 度，因此能夠長(zhǎng)時(shí)間地維持高精度的模壓成形。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形模構(gòu)成為，上述滾動(dòng)部件由氮化硅、碳 化硅、氧化鋯、或氧化鋁中的任意一種構(gòu)成。
形成這樣的構(gòu)成的話，由于由上述原料構(gòu)成的滾動(dòng)部件，在高溫時(shí)的 強(qiáng)度(彎曲強(qiáng)度)、硬度(維氏硬度)均很出色，因此能夠長(zhǎng)時(shí)間地維持 高精度的模壓成形。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形?？梢詷?gòu)成為，在通過(guò)上述滾動(dòng)部件而 相對(duì)的上述第一模具和上述第一模具保持部件的至少一方的面上，形成有 收容上述滾動(dòng)部件的凹陷部。形成這樣的構(gòu)成的話，通過(guò)使?jié)L動(dòng)部件被收容于凹陷部，能夠在組裝 成形模等時(shí)防止?jié)L動(dòng)部件脫落。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形?？梢詷?gòu)成為，設(shè)有使上述圓筒模具朝
向上述第一模具加力的彈性部件；在利用上述第一及第二模具將成形坯料 加壓成形時(shí)，上述圓筒模具的上述第一模具插入側(cè)的開(kāi)口部端面，通過(guò)上 述彈性部件的作用力被按壓于上述第一模具的一部分。
形成這樣的構(gòu)成的話，能夠在加壓成形時(shí)通過(guò)彈性部件的作用力使圓 筒模具的開(kāi)口部端面被按壓于第一模具，使第一模具和圓筒模具的位置關(guān) 系、特別是同軸度被正確地規(guī)定，從而能夠得到偏心精度出色的壓型體。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形?？梢詷?gòu)成為，上述第一模具在成形面 上具有凸面；設(shè)有位于上述第一模具的成形面的周?chē)⒅伪还┙o至上 述第一模具的成形面上的成形坯料的支撐部件，和隨著上述第一及第二模 具的接近動(dòng)作而使上述支撐部件從上述下模的成形面的周?chē)吮艿耐吮?機(jī)構(gòu)。
形成這樣的構(gòu)成的話，即使在成形具有凹面的彎月透鏡、或雙凹透鏡 的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生成形坯料從中心大幅度偏移那樣的厚度偏差，能夠 高精度地加壓成形。
另外，本發(fā)明涉及的模壓成形?？梢詷?gòu)成為，使具有與上述第一模具 保持部件相接的曲面的中介部件，介于上述第一模具保持部件與上述滾動(dòng) 部件之間。
形成這樣的構(gòu)成的話，即使第一模具相對(duì)于圓筒模具傾斜而配置，中 介部件也在沿著其曲面搖動(dòng)的同時(shí)修正第一模具的傾斜。因此，由于第一 模具通過(guò)利用中介部件的傾斜的修正和水平移動(dòng)，同軸性被高度地確保而 被插入圓筒模具內(nèi)，因此能夠成形偏心精度(傾角和位移的精度)良好的 壓型體。
另外，本發(fā)明涉及的壓型體的制造方法形成為，使用設(shè)有模壓成形模、 驅(qū)動(dòng)手段、以及加熱上述模壓成形模的加熱手段的成形裝置，其中，模壓 成形模設(shè)有:具有任意形狀的成形面的第一及第二模具，在上述第一及第二 模具使相互的成形面面對(duì)面而被相對(duì)配置并被同軸狀地插入的同時(shí)，在上 述第一模具插入側(cè)的開(kāi)口部?jī)?nèi)周面上形成有引導(dǎo)部的圓筒模具，將上述第 一模具保持為能夠在水平方向上移動(dòng)的第一模具保持部件，以及配設(shè)于上 述第一模具與上述第一模具保持部件之間的多個(gè)滾動(dòng)部件；驅(qū)動(dòng)手段使上 述第一及第二模具的至少一方升降；在通過(guò)利用經(jīng)由上述加熱手段而被加熱至規(guī)定溫度的上述模壓成形模將成形坯料加壓成形，并將上述成形面的 形狀復(fù)制于上述成形坯料而制造壓型體時(shí)，通過(guò)利用上述驅(qū)動(dòng)手段使上述 第一及第二模具的至少一方升降而使上述第一模具被插入上述圓筒模具， 此時(shí)，上述滾動(dòng)部件伴隨著上述第一模具與形成于上述圓筒模具的引導(dǎo)部 相接并向水平方向移動(dòng)而滾動(dòng)，引導(dǎo)上述第一模具與上述第二模具成為同 軸狀。
通過(guò)形成為這樣的方法，通過(guò)滾動(dòng)部件伴隨著第一模具通過(guò)圓筒模具 的引導(dǎo)部向水平方向移動(dòng)而滾動(dòng)，第一模具的圓滑的水平移動(dòng)被促進(jìn)。因 此，由于能夠以高精度將相對(duì)的一對(duì)第一及第二模具維持于同軸狀態(tài)，因 此能夠高精度地制造壓型體。
另外，本發(fā)明涉及的壓型體的制造方法，更具體地說(shuō)可以形成為，在 加壓成形之前，預(yù)熱上述成形坯料，同時(shí)預(yù)熱上述模壓成形模，將該上述 成形坯料供給至預(yù)熱后的上述模壓成形模而進(jìn)行加壓成形的方法。
通過(guò)形成為這樣的方法，周期時(shí)間縮短、生產(chǎn)效率高，從而能夠高精 度地制造壓型體。
發(fā)明效果
如以上那樣，采用本發(fā)明的話，通過(guò)在第一模具和第一模具保持部件 之間配設(shè)多個(gè)滾動(dòng)部件，而能夠使第一模具的向水平方向的移動(dòng)圓滑地進(jìn) 行。因此，當(dāng)加壓成形動(dòng)作開(kāi)始、第一模具被插入圓筒模具內(nèi)時(shí)，即使第 一模具的軸心與第二模具及圓筒模具的軸心不一致，第一模具也在被插入 圓筒模具的同時(shí)在水平方向上圓滑地移動(dòng)，由此，強(qiáng)迫力不會(huì)施加于第一 模具或圓筒模具，第一模具被引導(dǎo)至與第二模具及圓筒模具成為同軸的位 置，從而能夠高度地確保第一及第二模具的同軸性。
而且，由于滾動(dòng)部件伴隨著第一模具的水平方向的移動(dòng)而滾動(dòng)，因此 即使反復(fù)進(jìn)行加壓成形也不會(huì)磨損耐久性高，從而能夠連續(xù)生產(chǎn)偏心精度 極好的壓型體。


圖1是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第一實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第一實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。圖3是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第一實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第二實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第三實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第四實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的第五實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖8是表示適于利用本發(fā)明涉及的模壓成形模進(jìn)行加壓成形的、加壓 成形裝置的一例的概略俯視圖。
圖9是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的其他實(shí)施形態(tài)的概略的剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明涉及的模壓成形模的另一其他實(shí)施形態(tài)的概略的 剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。 [模壓成形模/第一實(shí)施形態(tài)]
首先，對(duì)本發(fā)明涉及的模壓成形模(以下稱(chēng)為"成形模")的第一實(shí) 施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
另外，圖1、圖2及圖3是表示本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模的概略的剖 面圖。在這些圖中，圖1表示將由光學(xué)玻璃等構(gòu)成的成形坯料G供給至開(kāi) 模后的成形模的狀態(tài)。另外，圖2表示加壓成形動(dòng)作的中途的狀態(tài)，圖3 表示被合模后的狀態(tài)。
本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模，具有根據(jù)欲成形的玻璃透鏡等光學(xué)元件 (壓型體)的形狀而形成有任意形狀的成形面11、 21的、上模(第二模 具)10和下模(第一模具)20。這些成形面11、 21，可以形成為例如構(gòu) 成玻璃透鏡的第一及第二面的球面或者非球面。然后，通過(guò)使相互的成形 面11、 21面對(duì)面那樣而被相對(duì)配置的上下模10、 20以被插入圓筒模具(胴 模)30內(nèi)的狀態(tài)相互接近，而將被供給至上模10和下模20之間的成形坯 料G進(jìn)行加壓成形。在圖示的例子中，上模10與圓筒模具30—同被上模保持部件(第二 模具保持部件)15所保持，下模20被下模保持部件(第一模具保持部件) 25所保持。這些保持部件15、 25，均由鎢合金等的磁性體構(gòu)成，通過(guò)配 置于周?chē)母哳l感應(yīng)加熱線圈等的加熱手段(例如，后述圖8中所示的模 具加熱裝置134)等而被加熱，其熱量傳遞至上下模10、 20或圓筒模具 30。
另外，加熱手段以構(gòu)成為，同時(shí)設(shè)置加熱上模IO或上模保持部件15 的上模用加熱手段和加熱下模20或下模保持部件25的下模用加熱手段、 且能夠個(gè)別地調(diào)節(jié)兩者的加熱溫度為佳。
另外，上模保持部件15，在其頂面?zhèn)劝惭b有固定軸40。與此同時(shí)， 在下模保持部件25的底面?zhèn)劝惭b有驅(qū)動(dòng)軸50，其中，驅(qū)動(dòng)軸50被連接于 未圖示的具有由氣缸等構(gòu)成的升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)手段。由此，使下模20相 對(duì)于上模IO沿軸向上下移動(dòng)，從而使上下模IO、 20相互接近、分離，但 是也可以與圖示的例子相反地，將驅(qū)動(dòng)軸安裝于上模保持部件15，同時(shí)， 將下模保持部件25安裝于固定軸。也可以在上模保持部件15和下模保持 部件25上分別安裝驅(qū)動(dòng)軸，使上下模IO、 20雙方沿軸向上下移動(dòng)。
連同圓筒模具30保持上模10的上模保持部件15，設(shè)有上模支撐臺(tái) 16和上母模17。上母模17，形成為呈同心狀地包圍圓筒模具30的圓筒形， 且固定于上模支撐臺(tái)16的底面。
圓筒模具30的上部側(cè)，形成有圖示那樣在徑向上外伸的外伸部31， 在將上母模17固定于上模支撐臺(tái)16的底面時(shí)，該外伸部31被夾持于上 母模17的內(nèi)周上所形成的階梯面17a和上模支撐臺(tái)16的底面之間。然后， 圓筒模具30，以外伸部31被夾持的狀態(tài)被保持并固定于上模保持部件15， 其水平方向及軸向的移動(dòng)被禁止。
上模10，形成為形成有成形面11的小徑部12和直徑大于成形面11 的大徑部13呈同心狀地配置的形狀，且以同心狀地插入于圓筒模具30內(nèi) 的狀態(tài)被保持于上模保持部件15。然后，在圖l所示的開(kāi)模狀態(tài)下，插入 于圓筒模具30內(nèi)的上模10的大徑部13的底面，與形成于圓筒模具30的 上部?jī)?nèi)周側(cè)的圓環(huán)狀的階梯面30a相接，在上模10的頂面和上模支撐臺(tái) 16的底面之間形成間隙S。
因此，上模10形成為在圓筒模具30內(nèi)在軸向上僅能夠滑動(dòng)該間隙S 的部分，但是，在進(jìn)行加壓成形動(dòng)作的期間，由于上模10插入于圓筒模 具30內(nèi)的狀態(tài)被維持，因此能夠使上模10和圓筒模具30的滑動(dòng)部上的、水平方向的間隙C2極小(例如，單側(cè)為5^m以下，以單側(cè)2Pm以下為 佳)。
另外，在下模20上升而進(jìn)行合模時(shí)，下模20的成形面21上的成形 坯料G，與上模10的成形面11相接而將上模IO上推。由此，上模10在 圓筒模具30內(nèi)僅滑動(dòng)上述間隙S的部分后與上模支撐臺(tái)16的底面相接， 如圖3所示，在上模10的大徑部13和圓筒模具30的階梯面30a之間形 成間隙。壓型體的厚度暫且在此被規(guī)定，但是這之后進(jìn)行冷卻的話，隨著 壓型體的熱收縮，上模10因其自重而稍微下降，從而能夠在維持上下模 10、 20與壓型體的貼緊狀態(tài)不變的情況下進(jìn)行冷卻。
下模20也與上模10同樣地，形成為將形成有成形面21的小徑部22 和直徑大于成形面21的大徑部23同軸配置的形狀，且被保持于設(shè)有下模 支撐臺(tái)26、和固定于該下模支撐臺(tái)26頂面的下母模27的下模保持部件(第 一模具保持部件)25。
下母模27構(gòu)成為，其內(nèi)周面的上部側(cè)成為小徑內(nèi)周面27a，將下模 20保持于下模保持部件25時(shí)，在與下模20的小徑部22之間，形成有如 圖示那樣向上方開(kāi)口的圓環(huán)狀的插入槽28。在進(jìn)行加壓成形動(dòng)作時(shí)，圓筒 模具30的下部側(cè)被插入于該插入槽28中，與此同時(shí)，下模20的小徑部 22被插入于圓筒模具30內(nèi)(參照?qǐng)D3)。
下模20的小徑部22被插入于圓筒模具30內(nèi)的話，圓筒模具30的內(nèi) 周面分別與上下模IO、 20接觸，通過(guò)這樣，能夠確保上下模IO、 20的同 軸性。此時(shí)，若下模20的小徑部22的外周面與圓筒模具30的下部側(cè)內(nèi) 周面的間隙C3過(guò)大的話，上模10和下模20的軸心偏移而導(dǎo)致傾角或位 移等的偏心不良，從而難以確保上下模10、 20的同軸性。因此，考慮到 被要求的光學(xué)元件的偏心精度的話，下模20的小徑部22的外周面與圓筒 模具30的下方側(cè)內(nèi)周面的間隙C3以0.5 10^m為佳，以1 5 P m為更 佳。
另一方面，下母模27的內(nèi)周面的下部側(cè)成為大徑內(nèi)周面27b，下模 20的大徑部23，如被夾持在形成于該大徑內(nèi)周面27b和小徑內(nèi)周面27a 的斷層差部分上的圓環(huán)狀的階梯面27c、和下模支撐臺(tái)26的頂面那樣，在 下母模27和下模支撐臺(tái)26之間呈游嵌狀地被保持。由此，通過(guò)在限制下 模20的軸向的移動(dòng)范圍的同時(shí)，在下模20的大徑部23的外周面和下母 模27的大徑內(nèi)周面27b之間確保規(guī)定的間隙Cl，而使下模20在水平方 向(與軸向垂直相交的方向)上僅能夠移動(dòng)該間隙C1的部分。而且，在圖示的例子中，在將下模20的大徑部23游嵌狀地保持于下 母模27和下模支撐臺(tái)26之間時(shí)，多個(gè)滾動(dòng)部件60能夠伴隨著下模20的 水平移動(dòng)而滾動(dòng)那樣鋪滿于下模20和下模支撐臺(tái)26 (下模保持部件25 ) 之間。通過(guò)這樣，使下模20的向水平方向的移動(dòng)圓滑地進(jìn)行。
在此，滾動(dòng)部件60以形成為直徑相等的球狀部件為佳。作為滾動(dòng)部 件60，能夠使用由氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化鋯(Zr02)、 氧化鋁(A1203)等的陶瓷、或含有碳化鎢(WC)等的金屬陶瓷、其他金 屬等的高硬度和高耐熱性的坯料形成的、直徑為0.1mm 5mm的正球狀部 件。另外，由這些坯料構(gòu)成的滾動(dòng)部件60，可以僅使用一種或混合使用多 種。
另外，滾動(dòng)部件60的形狀，除正球狀之外也可以為圓柱狀、扁平球 狀等，但是從滾動(dòng)部件60的加工的簡(jiǎn)便性、高度(直徑)精度的易形成 性、易滾動(dòng)性的方面考慮，以正球狀為最佳。
在使用本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模將光學(xué)玻璃等成形坯料G進(jìn)行加壓 成形時(shí)，在成形坯料G被加熱至與成為106 1012dPa s的粘度的溫度相 當(dāng)?shù)臏囟?400 900t左右)的狀態(tài)下周期性地重復(fù)加壓成形，并且數(shù) kg/cm^數(shù)百kg/cm2的負(fù)載被施加于成形模及成形坯料G。
此時(shí)，對(duì)配設(shè)于下模20和下模支撐臺(tái)26 (下模保持部件25)之間的 多個(gè)滾動(dòng)部件60，也在高溫下施加上述負(fù)載。因此，對(duì)于滾動(dòng)部件60， 在加壓成形溫度(400 90(TC左右)下被要求規(guī)定的強(qiáng)度。由于一般來(lái)說(shuō) 抗壓強(qiáng)度與彎祖強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)，因此采用加壓成形溫度下的彎曲強(qiáng)度在 300MPa以上的陶瓷來(lái)形成滾動(dòng)部件60的話，即使在高溫下承受沖壓負(fù)載 也不會(huì)產(chǎn)生變形或磨損、劣化。相反，在將加壓成形溫度下的彎曲強(qiáng)度不 足300MPa的陶瓷或金屬作為滾動(dòng)部件60而使用的情況下，存在滾動(dòng)部件 60發(fā)生變形而無(wú)法發(fā)揮圓滑的滾動(dòng)作用的危險(xiǎn)。
上述的氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化鋯(Zr02)、氧化鋁 (A1203)等的陶瓷，在常溫下的彎曲強(qiáng)度為400MPa以上、雖然有溫度 依存關(guān)系，但是在加壓成形溫度下也具有300MPa的彎曲強(qiáng)度。另外，由 于維氏硬度也有IOOOHV以上，因此即使承受加壓成形光學(xué)玻璃等的成形 坯料G時(shí)的負(fù)載也不會(huì)產(chǎn)生變形或磨損、劣化。
鋪滿于下模20和下模支撐臺(tái)26之間的滾動(dòng)部件60的數(shù)量n，取決于 通過(guò)滾動(dòng)部件60中心的截面的面積a、和在下模支撐臺(tái)26上滾動(dòng)部件所 能夠滾動(dòng)的范圍的面積(在圖示的例子中，后述的凹陷部26a的底面面積)A，以在它們之間成立0.3^aXn/AS0.8的關(guān)系為佳、以成立0.5^aXn/A ^0.7的關(guān)系為更佳。
當(dāng)滾動(dòng)部件60的數(shù)量n不滿足上述關(guān)系而滾動(dòng)部件60的配置不平衡 等的情況下，存在無(wú)法將下模20水平地保持在下模保持部件25上，同時(shí) 從下模保持部件25向下模20的熱傳導(dǎo)變得不充分，而無(wú)法有效地加熱下 模20的傾向。另一方面，滾動(dòng)部件60的數(shù)量n超出上述關(guān)系而過(guò)多的話， 則存在各滾動(dòng)部件60無(wú)法自如地滾動(dòng)、而阻礙下模20的圓滑的水平移動(dòng) 的問(wèn)題。
另外，考慮成形模的組裝性的話，如圖示那樣，以在下模支撐臺(tái)26 的頂面形成凹陷部26a、使?jié)L動(dòng)部件60被收容于該凹陷部26a為佳。通過(guò) 這樣，在組裝成形模等時(shí)，能夠防止?jié)L動(dòng)部件60脫落。
另外，為了收容滾動(dòng)部件60防止其脫落，凹陷部26a，形成于通過(guò)滾 動(dòng)部件60而相對(duì)的下模20和下模保持部件25 (下模支撐臺(tái)26)的至少 一方的面上即可。因此，代替在下模支撐臺(tái)26的頂面上形成凹陷部26a， 也可以在下模20的底面形成同樣的凹陷部并使?jié)L動(dòng)部件收容于該凹陷部。
如上所述，在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)在使下模20如能夠在水平方向上 移動(dòng)那樣保持于下模保持部件25的同時(shí)，在下模20和下模保持部件25 之間鋪滿多個(gè)滾動(dòng)部件60，使下模20的向水平方向的移動(dòng)圓滑地進(jìn)行， 而能夠高度地確保上下模10、 20的同軸性。
艮P，由于圓筒模具30以其水平方向和軸向的移動(dòng)被禁止的狀態(tài)被保 持并固定于上模保持部件15，因此，如圖2所示，當(dāng)加壓成形動(dòng)作開(kāi)始、 下模20上升而從圓筒模具30的下方開(kāi)口部插入于圓筒模具30內(nèi)時(shí)，即 使下模20的軸心與上模10及圓筒模具30的軸心不一致，下模20也在被 插入圓筒模具30內(nèi)的同時(shí)在圖2中箭頭所示的水平方向上圓滑地移動(dòng)， 由此，強(qiáng)迫力不會(huì)施加于下模20或圓筒模具30，下模20被引導(dǎo)至與上模 10及圓筒模具30成為同軸的位置，從而能夠高度地確保上下模IO、 20的 同軸性。
在這樣進(jìn)行而高度地確保上下模10、 20的同軸性時(shí)，以在圓筒模具 30的下部側(cè)的內(nèi)周面上形成朝向下方呈圓錐狀地?cái)U(kuò)徑的引導(dǎo)部32為佳。 在進(jìn)行加壓成形動(dòng)作時(shí)，使下模20的小徑部22的邊緣部與該引導(dǎo)部32 相接的話，下模20向圓筒模具30內(nèi)的插入不會(huì)被妨礙，在下模20邊被 引導(dǎo)部32引導(dǎo)邊順利地插入于圓筒模具30內(nèi)的同時(shí)，下模20的水平移 動(dòng)被促進(jìn)。相對(duì)于軸向的引導(dǎo)部32的傾斜角度e，以45°以下為佳，以30°以下為更佳，進(jìn)而以IO。以下為最佳。
另外，下模20形成為，能夠在其大徑部23的外周面與下母模27的 大徑內(nèi)周面27b之間的間隙Cl的范圍內(nèi)在水平方向上移動(dòng)，該間隙Cl 的最大值成為下模20的水平方向上的移動(dòng)量的上限。因此，形成于圓筒 部30的引導(dǎo)部，以其擴(kuò)徑幅度W大于上述間隙C1為佳。
由此，即使下模20的水平方向上的軸偏移達(dá)到最大，在進(jìn)行加壓成 形動(dòng)作時(shí)，也能夠使下模20的小徑部22的邊緣部與引導(dǎo)部相接，從而能 夠使下模20向圓筒模具30內(nèi)的插入、或下模20的水平移動(dòng)不被妨礙。
在此，下模20的水平方向的移動(dòng)量，如上述那樣，通過(guò)下模20的大 徑部23的外周面與下母模27的大徑內(nèi)周面27b之間的間隙Cl而被規(guī)定， 但是該間隙Cl過(guò)小的話，則存在由于下模20和下母模27的熱膨脹差導(dǎo) 致間隙消失、下模20的移動(dòng)被阻礙的情況。進(jìn)而，在進(jìn)行多模穴 (Multi-Cavity)加壓成形的情況下，間隙C1過(guò)小的話，也存在各模具的位 置精度的容許范圍變小、且發(fā)生卡?；驘o(wú)法合模的危險(xiǎn)。
相反，間隙C1過(guò)大的話，則存在由于下模20的所被容許的移動(dòng)范圍 變得過(guò)大，而在合模時(shí)圓筒模具30接觸到下模20的成形面21而損傷成 形面21、或無(wú)法合模的危險(xiǎn)。
考慮這些情況的話，間隙C1以是10 200 ^m為佳。
在以上那樣的本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模中，用于上模10、下模20、 圓筒模具30等的原料沒(méi)有限制，可以使用例如碳化硅、硅、氮化硅、碳 化鎢、氧化鋁、氧化鋯、碳化鈦等的金屬陶瓷、或者是在這些的表面上覆 蓋有金剛石、耐熱金屬、貴重金屬合金、碳化物、氮化物、硼化物、氧化 物等的硬質(zhì)原料。另外，在上下模IO、 20的成形面11、 21或圓筒模具30 的內(nèi)周面等、與成形坯料G接觸的部位上，可以形成用于防止與成形面的 熔接的鍍層。作為這樣的鍍層，可以形成為貴重金屬膜、碳膜、氫化碳膜 等，形成與公知的脫模膜同樣的膜是可能的。例如，可以對(duì)將碳或碳?xì)浠?合物作為主要成分而含有的膜，采用蒸鍍法、噴濺法、離子電鍍法、等離 子化學(xué)蒸鍍法(CVD， chemical vapor deposition)等公知的方法，以規(guī)定 的薄膜厚度進(jìn)行成膜。
接著，對(duì)本發(fā)明涉及的成形模的第二實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。 另外，圖4是表示本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模的概略的剖面圖，圖4(a) 表示將成形坯料G供給至開(kāi)模后的成形模的狀態(tài)。另外，圖4 (b)表示合模后的狀態(tài)。
本實(shí)施形態(tài)與前述的第一實(shí)施形態(tài)的不同點(diǎn)在于，設(shè)有使圓筒模具30 朝向下模20加力的彈性部件35。作為這樣的彈性部件35，可以使用螺旋 彈簧等，例如，可以如圖示那樣，通過(guò)在圓筒模具30的內(nèi)周面上形成作 為托座的階梯部36，并在該階梯部36、與形成于上模10的小徑部12和 大徑部13的斷層差部分上的截面10a之間安裝彈性部件35，而使圓筒模 具30朝向下模20加力。
通過(guò)加壓成形動(dòng)作開(kāi)始、下模20上升而逐漸插入到圓筒模具30內(nèi)， 成形坯料G在上下模IO、 20之間被加壓成形，在該加壓成形的過(guò)程中， 圓筒模具30的下模20側(cè)的開(kāi)口部端面與下模20的大徑部23的頂面相接。 此時(shí)，圓筒模具30通過(guò)彈性部件35而被朝向下模20加力，被按壓于上 升途中的下模20。
因此，通過(guò)將圓筒模具30的下模20側(cè)的開(kāi)口部端面與下模20的大 徑部23的頂面形成為水平面，能夠使下模20與圓筒模具30的位置關(guān)系、 特別是同軸度被正確地規(guī)定，從而能夠得到偏心精度更出色的壓型體。
本實(shí)施形態(tài)除在以上方面與第一實(shí)施形態(tài)不同之外具有同樣的構(gòu)成， 因此省略對(duì)其他構(gòu)成的詳細(xì)說(shuō)明。
接著，對(duì)本發(fā)明涉及的成形模的第三實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
另外，圖5是表示本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模的概略的剖面圖，圖5(a)
表示將成形坯料G供給至開(kāi)模后的成形模的狀態(tài)。另外，圖5 (b)表示
合模后的狀態(tài)。
在本實(shí)施形態(tài)中，相對(duì)于前述的第二實(shí)施形態(tài)，在上模支撐臺(tái)16的 底面上形成有能夠收容圓筒模具30的上部側(cè)邊緣的圓環(huán)狀的槽16a，當(dāng)上 下模10、 20處于合模狀態(tài)時(shí)，圓筒模具30的上部側(cè)邊緣相比上模10的 頂面向上方突出，而被收容在形成于上模支撐臺(tái)16的底面上的槽16a內(nèi)。
通過(guò)這樣地構(gòu)成，能夠確保上模10或下模20與圓筒模具30的滑動(dòng) 距離較長(zhǎng)，且能夠?qū)⑸夏?0或下模20的相對(duì)于圓筒模具30的傾斜抑制 于最小限度，因此能夠加壓成形偏心精度更高的光學(xué)元件。
本實(shí)施形態(tài)除在以上方面與第二實(shí)施形態(tài)不同之外具有同樣的構(gòu)成， 因此省略對(duì)其他構(gòu)成的詳細(xì)說(shuō)明。
接著，對(duì)本發(fā)明涉及的成形模的第四實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖6是表示本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模的概略的剖面圖，圖6(a) 表示將成形坯料G供給至開(kāi)模后的成形模的狀態(tài)。另外，圖6 (b)表示 合模后的狀態(tài)。
在本實(shí)施形態(tài)中，下模20在成形面21上具有凸面，該成形面21的 周?chē)渲糜兄纬尚闻髁螱的支撐部件70。支撐部件70形成為，以其上 端部相比下模20的成形面21向上方突出的狀態(tài)，支撐被供給至成形面21 上的成形坯料G。
此時(shí)，下模20的成形面21的周?chē)纬呻A梯部21a，彈性部件70a被 安裝于該階梯部21a和支撐部件70之間，從而使支撐部件70向上方加力。 而且，為了避免加壓成形時(shí)的支撐部件40的干擾，而形成為通過(guò)退避機(jī) 構(gòu)71 ，支撐部件40伴隨上下模10、 20的接近動(dòng)作被壓下(參照?qǐng)D6(b))， 從而從下模20的成形面21的周?chē)吮堋?br> 通過(guò)這樣地進(jìn)行，即使是在成形具有凹面的彎月透鏡、或雙凹透鏡的 情況下，也能夠?qū)⒊尚闻髁螱確實(shí)且穩(wěn)定地供給至具有凸面的下模20的 成形面21上。而且，通過(guò)使支撐部件70伴隨著上下模10、 20的接近動(dòng) 作而從下模20的成形面21的周?chē)吮?，支撐部?0不會(huì)實(shí)質(zhì)上影響壓 型體的形狀，從而能夠制造出偏心精度更出色的高精度的光學(xué)元件。
本實(shí)施形態(tài)除在以上方面與其他實(shí)施形態(tài)不同之外具有同樣的構(gòu)成， 因此省略對(duì)其他構(gòu)成的詳細(xì)說(shuō)明。
接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明涉及的成形模的第五實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
另外，圖7是表示本實(shí)施形態(tài)涉及的成形模的概略的剖面圖，圖7(a)
表示將成形坯料G供給至開(kāi)模后的成形模的狀態(tài)。另外，圖7 (b)表示
合模后的狀態(tài)。
在本實(shí)施形態(tài)中，在下模保持部件25 (下模支撐臺(tái)26)和滾動(dòng)部件 60之間，介入有與下模保持部件25的相接面成為曲面的中介部件80。該 中介部件80，由與下模20同樣的原料構(gòu)成。另外，在圖示的例子中，在 中介部件80的頂面上形成有凹陷部80a，滾動(dòng)部件60被收容于該凹陷部 80a而成形模被組裝。中介部件80的曲面以形成為球面為佳，其曲率半徑 根據(jù)所成形的光學(xué)元件的半徑而不同，例如可以形成為100mm 500mm。
通過(guò)這樣地形成，即使下模20相對(duì)于圓筒模具30傾斜而配置，中介 部件80也在沿著其曲面搖動(dòng)的同時(shí)修正下模20的傾斜。因此，下模20 通過(guò)利用中介部件80的傾斜的修正和水平移動(dòng)，在同軸性更高地被確保的同時(shí)被插入圓筒模具30內(nèi)，從而能夠加壓成形偏心精度(傾角和位移) 良好的壓型體。
本實(shí)施形態(tài)除在以上方面與其他實(shí)施形態(tài)不同之外具有同樣的構(gòu)成， 因此省略對(duì)其他構(gòu)成的詳細(xì)說(shuō)明。 [加壓成形裝置]
接著，對(duì)適于利用以上那樣的成形模進(jìn)行加壓成形的、加壓成形裝置 的一例進(jìn)行說(shuō)明。
圖8是加壓成形裝置的概略平面剖面圖。如該圖所示，加壓成形裝置 100，設(shè)有加熱室120和成形室130、以及將它們之間連通的通道140。
加熱室120、成形室130以及通道140的內(nèi)部空間，是從外部被遮斷 的密封空間，通過(guò)不銹鋼或其他部件形成該密封空間的外壁，其氣密性通 過(guò)密封材料而被保證。加熱室120、成形室130以及通道140的內(nèi)部空間， 在光學(xué)玻璃的成形時(shí)，形成為氮?dú)獾鹊姆茄趸詺怏w的氣體介質(zhì)。
加熱室120，是用于在沖壓之前將被供給的成形坯料G進(jìn)行預(yù)熱的區(qū) 域。加熱室120中設(shè)置有玻璃加熱裝置122、成形坯料供給用的處理機(jī)(以 下稱(chēng)為"供給處理機(jī)123")、以及用于將成形坯料G從外部向加熱室120 內(nèi)供給的搬入部121。搬入部121，為了在維持氣密性的同時(shí)搬入成形坯 料G而設(shè)有未圖示的搬入室，在將從外部供給的成形坯料G搬入該搬入 室，以非氧化性氣體填充其內(nèi)部后，打開(kāi)加熱室120側(cè)的門(mén)依次將成形坯 料G向內(nèi)部搬入。
供給處理機(jī)123，將從搬入部121搬入的成形坯料G搬送到利用玻璃 加熱裝置122的加熱區(qū)域，并將加熱后的成形坯料G向成形室130搬送。 供給處理機(jī)123，在其臂124的前端上設(shè)有浮皿125，通過(guò)氣體使成形坯 料G在該浮皿125上浮起的同時(shí)進(jìn)行保持。在本例中，設(shè)有浮皿125的臂 124通過(guò)固定于加熱室120內(nèi)的驅(qū)動(dòng)部123a而被水平地支撐，臂124以大 致90°的旋轉(zhuǎn)角在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，臂124被構(gòu)成為在以驅(qū)動(dòng)部 123a為中心的半徑方向上能夠伸出退回，由此，能夠?qū)⑺３值某尚闻髁?G搬送至成形室130。
玻璃加熱裝置122，是用于將被供給的成形坯料G加熱至與規(guī)定的粘 度相對(duì)應(yīng)的溫度的裝置。為了將成形坯料G穩(wěn)定地升溫至一定的溫度，以 使用利用電阻加熱或高頻加熱的加熱裝置為佳。玻璃加熱裝置122如圖所 示，被設(shè)置在保持于臂124上的成形坯料G的移動(dòng)軌跡之下，能夠在通過(guò) 臂124搬送成形坯料G時(shí)加熱該成形坯料G。也可以使臂124在玻璃加熱裝置122上停止規(guī)定的時(shí)間而加熱成形坯料G。這些事項(xiàng)根據(jù)成為對(duì)象的 成形坯料G的加熱所需的時(shí)間而被決定。
另一方面，成形室130，是用于將在加熱室120中被預(yù)熱的成形坯料 G進(jìn)行沖壓并成形所希望形狀的壓型體Gl的區(qū)域。該成形室130中設(shè)置 有沖壓裝置133、壓型體G1搬出用的處理機(jī)(以下稱(chēng)為"搬出處理機(jī)132")、 以及用于將被加壓成形的壓型體G1向外部搬出的搬出部131。搬出部131, 為了在維持成形室130的氣密性的同時(shí)將壓型體Gl向外部搬出，而設(shè)有 填充有非氧化性氣體的未圖示的搬出室。從搬出處理機(jī)132交付的壓型體 Gl，暫且搬入該搬出室后被搬出至外部。
沖壓裝置133，接收通過(guò)供給處理機(jī)123而從加熱室120搬送的成形 坯料G，將該成形坯料G進(jìn)行沖壓并成形所希望形狀的壓型體G1。沖壓 裝置133設(shè)有前述那樣的成形模M，將被供給至其上下模10、 20之間的 成形坯料G通過(guò)上下模的成形面11、 21進(jìn)行沖壓。成形模M的周?chē)O(shè) 置有用于加熱該成形模的模具加熱裝置134。模具加熱裝置134的較佳的 實(shí)施形態(tài)，是使用高頻感應(yīng)的加熱方式的裝置。在成形坯料G的沖壓之前， 將成形模M通過(guò)該模具加熱裝置134進(jìn)行加熱并維持于規(guī)定的溫度。沖壓 時(shí)的成形模M的溫度，可以與被預(yù)熱的成形坯料G的溫度大致相同，也 可以低于被預(yù)熱的成形坯料G的溫度。
搬出處理機(jī)132，是將通過(guò)沖壓裝置133而被沖壓的壓型體Gl向搬 出部131交接的裝置。搬出處理機(jī)132，在轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支撐于驅(qū)動(dòng)部132a 的臂132b的前端上設(shè)有吸附墊片132c。吸附墊片132c，真空吸附處于成 形模M的下模上的光學(xué)玻璃，并能夠通過(guò)搬出處理機(jī)132進(jìn)行搬送。被吸 附的壓型體Gl通過(guò)臂132b的轉(zhuǎn)動(dòng)而被搬送至搬出部131的下方，并放置 在被設(shè)置于此的未圖示的升降手段上。在臂132b退避后，該升降手段上 升，壓型體G1被向搬出部131交接。
成形室130在其前面?zhèn)仍O(shè)有開(kāi)閉門(mén)135，開(kāi)閉門(mén)135是在加壓成形裝 置100的維護(hù)、檢修時(shí)作業(yè)者接近(access)成形室內(nèi)部用的部件。開(kāi)閉門(mén) 135的周?chē)O(shè)有密封部件35a，在沖壓時(shí)以關(guān)閉開(kāi)閉門(mén)135的狀態(tài)保證成 形室130內(nèi)的氣密性。另外，開(kāi)閉門(mén)135設(shè)有玻璃制(例如硅玻璃)的窗 135b，且能夠通過(guò)該窗135b從外部確認(rèn)加壓成形的情況。
連通加熱室120和成形室130的通道140，能夠使成形坯料G通過(guò)供 給處理機(jī)123從加熱室120交接至成形室130,同時(shí)，使兩室相互之間的 氣體交換成為可能。由此，在加壓成形時(shí)，加熱室120和成形室130的氣壓、氣體濃度以及溫度是大致一定的。通道140上配置有密封閥141，關(guān) 閉該密封閥141的話，加熱室120和成形室130之間以氣密狀態(tài)被遮斷。 密封閥141在加壓成形時(shí)為全開(kāi)狀態(tài)，但是在作業(yè)者進(jìn)行成形室130內(nèi)的 維護(hù)或檢修時(shí)被關(guān)閉，加熱室120側(cè)的氣密狀態(tài)被保持。 [壓型體的制造方法]
接下來(lái)，對(duì)適用本發(fā)明涉及的壓型體的制造方法的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō) 明。本發(fā)明涉及的壓型體的制造方法是使用前述那樣的成形模進(jìn)行加壓成 形的方法，通過(guò)上述加壓成形裝置被適當(dāng)?shù)貙?shí)施。
上述加壓成形裝置中，成形坯料G從其搬入部121被依次供給至裝置 內(nèi)，壓型體Gl被連續(xù)地加壓成形，在此著眼于一個(gè)成形Gl的成形來(lái)說(shuō) 明其工序。
(a) 搬入工序
在成形之前，加熱室120及成形室130的內(nèi)部的氣體，被氣體交換為 非氧化性氣體。例如，非氧化性氣體不斷地被供給至室內(nèi)，并被保持于正 壓狀態(tài)。在該非氧化性氣體的氣體介質(zhì)中，玻璃加熱裝置122和模具加熱 裝置134被通電，并被維持于規(guī)定的溫度。該狀態(tài)下，通道HO的密封閥 141被打開(kāi)。
在最初的工序中成形坯料G被供給至加熱室120。具體地說(shuō)，成形坯 料G最初被放置于搬入部121的搬入室內(nèi)，在對(duì)搬入室排氣進(jìn)行惰性氣體 交換之后，被供給至加熱室120。在成形坯料G的供給時(shí)，供給處理機(jī)123 的臂124位于搬入部121的下方，來(lái)自搬入室的成形坯料G被放置于供給 處理機(jī)123的浮皿125上。
(b) 成形坯料的加熱工序
供給處理機(jī)123,在接收成形坯料G、例如球狀的玻璃預(yù)塑形坯后， 便立即旋轉(zhuǎn)其臂，使其浮皿125向玻璃加熱裝置122上移動(dòng)。在此，浮皿 125上非氧化性氣體從其下方被噴出，因此，成形坯料G在浮皿125上浮 起的同時(shí)被加熱軟化。成形坯料G，被加熱至其溫度變?yōu)榕c106 109dPa-s的粘度相對(duì)應(yīng)的溫度。
(c) 成形模加熱工序
另外，通過(guò)利用模具加熱裝置134的感應(yīng)加熱成形模M被預(yù)熱為， 在加熱后的成形坯料G被供給至成形模M的時(shí)點(diǎn)上，成形模M的溫度成 為與玻璃的108 1012dPa. s的粘度相對(duì)應(yīng)的溫度。
在此，被加熱的上下模IO、 20的溫度設(shè)定值，可以如上述那樣上下模10、 20均相同，也可以設(shè)置溫度差。例如，可以根據(jù)壓型體的形狀或直徑，使下模20相對(duì)于上模IO被設(shè)為高溫，或者使下模20相對(duì)于上模10被設(shè)為低溫。在設(shè)置溫度差的情況下，上下模10、 20的溫度差以在2 15"C的范圍內(nèi)為佳。
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之后，驅(qū)動(dòng)供給處理機(jī)123將該成形坯料G供給至成形室130中的沖壓裝置133的下模20的成形面21上。也就是說(shuō)，使臂124從加熱位置進(jìn)一歩旋轉(zhuǎn)，在浮皿125到達(dá)正對(duì)通道140的位置時(shí)停止，接著伸長(zhǎng)臂124使浮皿125伸到?jīng)_壓裝置133中的處于開(kāi)模狀態(tài)下的成形模M處，使浮皿125上的成形坯料G向下模20上下落。之后，供給處理機(jī)123使臂后退并向初始位置、即搬入部121的下方移動(dòng)，為接收下一個(gè)成形坯料G而待機(jī)。
在將軟化的成形坯料G搬送并供給至下模20時(shí)，成形坯料G與搬送機(jī)構(gòu)的部件接觸的話，表面上容易形成缺陷。表面上形成缺陷的話，對(duì)成形的壓型體G1的表面形狀帶來(lái)不良影響。因此，使用將軟化后的成形坯料G在通過(guò)氣體浮起的狀態(tài)下進(jìn)行搬送并下落至下模的、本例子的供給處理機(jī)123，在防止這種弊病上是有利的。(e)沖壓工序
成形坯料G被供給至下模20、臂從成形模M后退的話，合模(沖壓動(dòng)作)立即開(kāi)始。如圖2及圖3所示，下模20上升，在與上模10之間對(duì)成形坯料G進(jìn)行沖壓，并成形所希望的壓型體G1。用于沖壓的下模20的沖程，是基于成形的壓型體G1的厚度而事先被設(shè)定的值，可以為對(duì)在下一工序的冷卻工序中成形后的壓型體Gl熱收縮的部分進(jìn)行估計(jì)而決定的量。另外，加壓成形的速度， 一般是以3 600mm/分為佳。在成形直徑為15mm以上的玻璃透鏡時(shí)，以3 80mm/分為佳。另外，沖壓的工序，可以根據(jù)成形的光學(xué)玻璃的形狀或大小而任意地設(shè)定。例如也可以采用，在初始加壓后釋放負(fù)載之后進(jìn)行二次加壓等的、進(jìn)行多次加壓的工序。
在此，在本例的成形模M中，下模20以在水平方向上能夠移動(dòng)的狀態(tài)被保持于下模保持部件25,在下模20和下模保持部件25之間鋪滿了多個(gè)滾動(dòng)部件60。因此，在合模時(shí)，即使上模10和下模20之間發(fā)生軸偏移，當(dāng)下模20插入圓筒模具30時(shí)，下模20也在水平方向上圓滑地移動(dòng)而進(jìn)行上下模IO、 20的軸對(duì)齊，并在該狀態(tài)下進(jìn)行沖壓。
另外，由于下模20通過(guò)滾動(dòng)部件60的滾動(dòng)而能夠在水平方向上圓滑地移動(dòng)，因此，在合模時(shí)，即使圓筒模具30的引導(dǎo)部32與下模20的外 周邊緣成為一端接觸狀態(tài)，強(qiáng)迫力也不會(huì)作用于圓筒模具30和下模20， 下模20在水平方向上移動(dòng)，迅速地被插入到圓筒模具30，上下模成為同 軸狀態(tài)。
因此，圓筒模具30和下模20上不會(huì)產(chǎn)生摩擦或卡模，下模20的位 置被矯正為與上模iO成為同軸狀態(tài)，從而能夠以高精度進(jìn)行加壓成形。
(f) 冷卻脫模工序
在與向成形坯料的按壓開(kāi)始的同時(shí)、或按壓開(kāi)始之后，模具加熱裝置 134被斷電，進(jìn)而，非氧化性氣體被流入成形模的母模內(nèi)，同時(shí)也被從外 部噴吹，由此成形模M被冷卻。然后，在成形模150的溫度變?yōu)椴ＡЩc(diǎn) 以下時(shí)，下降下模20而脫模，從而能夠搬出壓型體G1。
另外，為了防止壓型體的破裂或放射裂紋的發(fā)生，冷卻速度，作為從 冷卻開(kāi)始至脫模為止的平均值，可以為50 20(TC/分。從防止破裂的觀點(diǎn) 來(lái)看，冷卻開(kāi)始的冷卻速度以小于平均的冷卻速度為佳，且以隨著接近脫 模溫度而提升冷卻速度為佳。脫模溫度可以形成為在玻璃化點(diǎn)Tg附近以 下，但是一般地以形成為(Tg-50t) Tg范圍內(nèi)的值為佳。
(g) 取出工序
接著，通過(guò)搬出處理機(jī)132，將下模20上的壓型體G1向搬出部131 搬送。也就是說(shuō)，如在圖4中以虛線所示那樣，驅(qū)動(dòng)搬出處理機(jī)132，使 其臂132b旋轉(zhuǎn)并將前端的吸附墊片132c向下模上移動(dòng)。通過(guò)吸附墊片 132c吸附下模上的壓型體Gl后，使臂132b旋轉(zhuǎn)將壓型體Gl向搬出部131 下方的升降手段搬送，解除吸附墊片132c的吸附，將壓型體G1向升降手 段上交接。
(h) 搬出工序
接著，上升升降手段并通過(guò)搬出部131的搬出室內(nèi)，將壓型體G1向 成形室130外搬出。模具加熱裝置134，在壓型體Gl被從下模搬出后便 立即通電，準(zhǔn)備下一加壓成形而將成形模加熱至規(guī)定溫度。
通過(guò)反復(fù)進(jìn)行以上的工序(a) (h)，能夠有效地制造壓型體G1。 另外，關(guān)于加壓成形對(duì)象的光學(xué)玻璃的形狀沒(méi)有特別的限制，可以進(jìn) 行雙凸透鏡、凸彎月透鏡、凹彎月透鏡、雙凹透鏡等的成形。對(duì)于壓型體 的大小也沒(méi)有特別的限制，但是一般來(lái)說(shuō)可以成形直徑為2mm左右至 35mm左右的壓型體。這是因?yàn)?，?mm以下的情況下，由于玻璃坯料易 冷而變得容易破裂，在35mm以上的情況下，成形需要時(shí)間的同時(shí)，得到良好的表面變得非常困難。進(jìn)而，光學(xué)玻璃的形狀可以形成為球面、非球面、或這些的組合。
實(shí)施例
接著，舉出具體的實(shí)施例而進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
將圖1所示的模壓成形模安裝于圖8所示的加壓成形裝置上，作為成形坯料G使用鋇硼硅酸鹽玻璃(轉(zhuǎn)化點(diǎn)514。C，變形點(diǎn)545。C)的預(yù)塑形坯，成形了外徑15mm的雙凸透鏡。
首先，將熱成形為雙凸曲面形狀的玻璃坯料預(yù)熱至490°C，將該玻璃坯料供給至，在成形室內(nèi)被預(yù)熱至約470。C的被下母模保持的下模的成形面上。通過(guò)立即使驅(qū)動(dòng)軸上升而使下母模和下模上升，將下模插入已預(yù)熱至約47(TC的由上母模所保持的圓筒模具內(nèi)。
此時(shí)，在下模通過(guò)圓筒模具的引導(dǎo)部而被引導(dǎo)的同時(shí)，通過(guò)配設(shè)于下模與下模支撐臺(tái)之間的由Si3N4構(gòu)成的多個(gè)滾動(dòng)部件，下模在水平方向上移動(dòng)而使下模的軸心與圓筒模具及上模的軸心一致，從而下模插入圓筒模具內(nèi)。
另外，在本實(shí)施例中，將下模大徑部的外周面與下模保持部件的內(nèi)周面之間的間隙Cl、即下模的水平方向可移動(dòng)距離設(shè)定為最大O.lmm，將下模大徑部的上端面與下模保持部件之間的間隙、即下模的垂直方向可移動(dòng)距離設(shè)定為最大O.lmm，將圓筒模具的內(nèi)周面與下模小徑部的外周面之間的間隙C2設(shè)定為5 P m。
另外，在投入的玻璃坯料的表面上使數(shù)nm的含碳膜成膜，在上下模的成形面上通過(guò)噴濺法形成有硬質(zhì)碳膜。
在通過(guò)高頻感應(yīng)加熱使上下母模升溫至與玻璃粘度108dPa. s相當(dāng)?shù)?96°C，并維持規(guī)定時(shí)間而均熱化后，如圖3所示，使下母模上升并以100kg/cm2的壓力進(jìn)行沖壓。
接著，將上下模及被成形的透鏡以50"C/分的冷卻速度冷卻至變?yōu)椴ＡЩc(diǎn)以下。此時(shí)，在上模追隨玻璃的收縮，僅施加上模自重的狀態(tài)下被冷卻。也就是說(shuō)，在冷卻中透鏡的頂面與上模的接觸被保持。
在模具溫度變?yōu)?9(TC的時(shí)點(diǎn)上，通過(guò)冷卻氣體使模具驟冷，在模具溫度變?yōu)?7(TC以下后使下模下降而脫模。使下模下降至成形室的下方，利用吸附摯片取出被加壓成形的透鏡。取出的透鏡根據(jù)需要也存在此后進(jìn)行退火處理或取芯處理的情況。在重復(fù)以上那樣的沖壓工序2000次后檢查得到的透鏡的情況下，任 一透鏡的位移及傾角的偏心精度均為高精度且達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，表面質(zhì)量也良 好。
另外，觀察了圓筒模具和下模的滑動(dòng)部分，成為問(wèn)題的磨擦或卡模等 的痕跡未被發(fā)現(xiàn)。
以上，對(duì)于本發(fā)明示以適宜的實(shí)施形態(tài)而進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并 不僅限于上述的實(shí)施形態(tài)，當(dāng)然可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)實(shí)施各種變更形態(tài)。
例如，在前述的實(shí)施形態(tài)中，表示了設(shè)有一對(duì)上下模10、 20的成形 模的例子，但是也可以形成為如圖9所示那樣設(shè)有兩對(duì)上下模10、 20，進(jìn) 而，雖然未特別地圖示，但是還可以形成為設(shè)有三對(duì)以上的上下模10、 20。 通過(guò)這樣地形成，能夠以一次的加壓成形動(dòng)作同時(shí)成形多個(gè)壓型體。
另外，圖9所示的例子，相當(dāng)于并排設(shè)置兩個(gè)與前述第一實(shí)施形態(tài)同 樣的成形模、并將這些安裝于共同的固定軸40、驅(qū)動(dòng)軸50上。
另外，在前述的實(shí)施形態(tài)中，表示了將下模20作為第一模具、下模 20和下模保持部件25之間鋪滿滾動(dòng)部件60的例子，但是如圖10所示， 也可以形成為將上模10作為第一模具、在上模10和上模保持部件15之 間鋪滿滾動(dòng)部件60。
在此，圖IO所示的例子，大致相當(dāng)于將上述第一實(shí)施形態(tài)的成形模 的上下顛倒的例子。更具體地說(shuō)，是將形成于圓筒模具30的下部側(cè)的外 伸部31夾持于下母模27的內(nèi)周上所形成的截面30a與下模支撐臺(tái)26之 間，使圓筒模具30與下模20—同保持并固定于下模保持部件25。另一方 面，上模10的大徑部13如圖所示在上模支撐臺(tái)16與上母模17之間呈游 嵌狀地被保持。而且，與上模10的大徑部13的底面相對(duì)的上母模17的 階梯面上形成有凹陷部17a，滾動(dòng)部件60鋪滿于該凹陷部17a。
由此，即使上下模IO、 20及圓筒模具30的軸心不一致，也在圓筒模 具30的上部側(cè)插入形成于上模10的小徑部12和上母模17之間的插入槽 18時(shí)，上模10的小徑部12的邊緣部與形成于圓筒模具30的上部側(cè)內(nèi)周 上的引導(dǎo)部32相接，上模10被引導(dǎo)至與下模20及圓筒模具30成為同軸 的位置，從而能夠確保上下模IO、 20的同軸性。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明適用于，用于加壓成形玻璃預(yù)塑形坯等的成形坯料的模壓成形模、以及利用這樣的模壓成形模的壓型體的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種模壓成形模，其特征在于，設(shè)有具有任意形狀的成形面的第一及第二模具；所述第一及第二模具使相互的成形面面對(duì)面而被相對(duì)配置，并被同軸狀地插入的圓筒模具；將所述第一模具保持為能夠在水平方向上移動(dòng)的第一模具保持部件；以及配設(shè)于所述第一模具和所述第一模具保持部件之間、伴隨所述第一模具的向水平方向的移動(dòng)而滾動(dòng)的多個(gè)滾動(dòng)部件。
2. 如權(quán)利要求l所述的模壓成形模，其特征在于， 在所述圓筒模具的所述第一模具插入側(cè)的開(kāi)口部?jī)?nèi)周面上，形成呈圓錐狀地?cái)U(kuò)徑的引導(dǎo)部；所述引導(dǎo)部，在所述第一模具被插入所述圓筒模具時(shí)，與所述第一模 具相接，引導(dǎo)所述第一模具與所述第二模具成為同軸狀。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的模壓成形模，其特征在于，所述滾動(dòng)部件 為直徑相等的球狀部件。
4. 如權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的模壓成形模，其特征在于，所 述滾動(dòng)部件，由加壓成形溫度下的彎曲強(qiáng)度為300MPa以上的陶瓷構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的模壓成形模，其特征在于，所 述滾動(dòng)部件，由氮化硅、碳化硅、氧化鋯、或氧化鋁中的任意一種或兩種 以上的原料構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的模壓成形模，其特征在于，在 通過(guò)所述滾動(dòng)部件而相對(duì)的所述第一模具和所述第一模具保持部件的至少 一方的面上，形成有收容所述滾動(dòng)部件的凹陷部。
7. 如權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的模壓成形模，其特征在于， 設(shè)有使所述圓筒模具朝向所述第一模具加力的彈性部件； 在利用所述第一及第二模具將成形坯料進(jìn)行加壓成形時(shí)，所述圓筒模具的所述第一模具插入側(cè)的開(kāi)口部端面，通過(guò)所述彈性部件的作用力而被 按壓于所述第一模具的一部分。
8. 如權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的模壓成形模，其特征在于， 所述第一模具在成形面上設(shè)有凸面；設(shè)有:位于所述第一模具的成形面的周?chē)?、支撐被供給至所述第一模具 的成形面上的成形坯料的支撐部件，和隨著所述第一及第二模具的接近動(dòng)作而使所述支撐部件從所述下模的成形面的周?chē)吮艿耐吮軝C(jī)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的模壓成形模，其特征在于，使 具有與所述第一模具保持部件相接的曲面的中介部件，介于所述第一模具 保持部件與所述滾動(dòng)部件之間。
10. —種壓型體的制造方法，其特征在于，使用設(shè)有模壓成形模、驅(qū)動(dòng)手段、以及加熱所述模壓成形模的加熱手 段的成形裝置，其中，模壓成形模設(shè)有:具有任意形狀的成形面的第一及第二模具，在所述 第一及第二模具使相互的成形面面對(duì)面而被相對(duì)配置并被同軸狀地插入的 同時(shí)，在所述第一模具插入側(cè)的開(kāi)口部?jī)?nèi)周面上形成有引導(dǎo)部的圓筒模具， 將所述第一模具保持為能夠在水平方向上移動(dòng)的第一模具保持部件，以及 配設(shè)于所述第一模具與所述第一模具保持部件之間的多個(gè)滾動(dòng)部件；驅(qū)動(dòng) 手段使所述第一及第二模具的至少一方升降；在通過(guò)利用經(jīng)由所述加熱手段而被加熱至規(guī)定溫度的所述模壓成形模 將成形坯料加壓成形、并將所述成形面的形狀復(fù)制于所述成形坯料而制造 壓型體時(shí)，通過(guò)利用所述驅(qū)動(dòng)手段使所述第一及第二模具的至少一方升降而使所 述第一模具被插入所述圓筒模具，此時(shí)，所述滾動(dòng)部件伴隨著所述第一模 具與形成于所述圓筒模具的引導(dǎo)部相接并向水平方向移動(dòng)而滾動(dòng)，引導(dǎo)所 述第一模具與所述第二模具成為同軸狀。
11. 如權(quán)利要求IO所述的壓型體的制造方法，其特征在于，在加壓成 形之前，預(yù)熱所述成形坯料，同時(shí)預(yù)熱所述模壓成形模，將預(yù)熱后的所述 成形坯料供給至預(yù)熱后的所述模壓成形模而進(jìn)行加壓成形。
全文摘要
本發(fā)明的模壓成形模構(gòu)成為，設(shè)有具有任意形狀的成形面(11、21)的一對(duì)上下模(10、20)，該上下模(10、20)使相互的成形面(11、21)面對(duì)面而被相對(duì)配置并被同軸狀地插入的圓筒模具(30)，將下模(20)保持為能夠在水平方向上移動(dòng)的下模保持部件(25)，以及配設(shè)于下模(20)和下模保持部件(25)之間、伴隨著下模(20)的向水平方向的移動(dòng)而滾動(dòng)的多個(gè)滾動(dòng)部件(60)；通過(guò)這樣地構(gòu)成，使相對(duì)于模具保持部件的成形模的水平移動(dòng)非常容易、且能夠以高精度維持上下模的同軸性，從而能夠高精度地加壓成形壓型體。
文檔編號(hào)C03B11/16GK101528616SQ200780040220
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者佐藤浩一, 鄒學(xué)祿 申請(qǐng)人:Hoya株式會(huì)社