JP2000053432A - Forming apparatus for optical glass element - Google Patents

Forming apparatus for optical glass element

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JP2000053432A
JP2000053432A JP10224125A JP22412598A JP2000053432A JP 2000053432 A JP2000053432 A JP 2000053432A JP 10224125 A JP10224125 A JP 10224125A JP 22412598 A JP22412598 A JP 22412598A JP 2000053432 A JP2000053432 A JP 2000053432A
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Japan
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mold
mold set
molding
optical glass
glass element
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JP10224125A
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Mamoru Fujimura
守 藤村
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Olympus Optical Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
    • C03B11/125Cooling

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming apparatus for optical glass elements which is simple in construction, short in tact time and good in production efficiently. SOLUTION: This forming apparatus for the optical glass elements constitutes a die set 18 by including a pair of forming dies 1, 2 for holding a glass blank 5 and a sleeve 3 freely slidably fitted into at least one forming die 1 and presses and forms the glass blank 5 by heating this die set 18 in an inert gaseous atmosphere, thereby heating and softening the glass blank. In such a case, the apparatus has a cooling means 9 which is disposed in the position enclosing the die set 18 and cools the die set 18 by blowing inert gas to the die set.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス素材を加熱
軟化させ押圧成形する光学ガラス素子の成形装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical glass element forming apparatus for softening a glass material by heating and softening the glass material.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レンズ単体の高性能化、レンズ系
のレンズ枚数の削減などの要求を満足させるべく、非球
面レンズの必要性が高まっている。ガラスレンズの製造
には、古くからガラス素材を球面研磨により仕上げてい
く手段が用いられてきたが、非球面レンズを研磨により
製造することは非常に難しく、高価なものとなる。そこ
で、成形により非球面レンズを製造することが考えられ
ているが、成形の容易なプラスチック材料は光学的に限
界があるためにガラスを成形する技術の開発が盛んに行
われている。光学ガラス素子を成形するには、ガラスと
成形型とをガラスが成形可能な温度、一般的にはTg点
(ガラス転移温度)からSp点(軟化点温度)の間の適
当な温度に調節する必要がある。この温度領域では、硝
材の種類にもよるが一般的には約400℃以上の高温度
となり、成形装置を構成する殆どの材料が著しく劣化す
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the need for aspherical lenses has been increasing in order to satisfy demands for higher performance of a single lens and reduction in the number of lenses in a lens system. Means for finishing a glass material by spherical polishing has been used for a long time to manufacture a glass lens, but manufacturing an aspherical lens by polishing is very difficult and expensive. Therefore, it has been considered to manufacture an aspheric lens by molding. However, since plastic materials that can be easily molded have optical limitations, techniques for molding glass have been actively developed. In order to mold the optical glass element, the glass and the mold are adjusted to a temperature at which the glass can be molded, generally to an appropriate temperature between the Tg point (glass transition temperature) and the Sp point (softening point temperature). There is a need. In this temperature range, the temperature generally rises to about 400 ° C. or more, depending on the type of the glass material, and most of the materials constituting the molding apparatus are significantly deteriorated.

【0003】これを防ぐために、例えば特開平9−71
425号公報所載の技術が開示されている。図6は成形
装置の概略構成図を示し、これを用いてこの技術を説明
する。図6において、密閉した成形室50内に、加熱炉
51を配設し、その成形室50内で排気口53より空気
を排気し、吸気口52より窒素ガスを流入させて空気と
置換し、不活性ガス雰囲気にすることにより、成形装置
を構成する材料の劣化を防止している。また、成形室5
0外には、成形室50から取り出される一対の成形型、
スリーブ、成形された光学ガラス素子からなる型セット
55を冷却するための窒素ブローを噴出するノズル54
が配設されている。
In order to prevent this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-71
No. 425 is disclosed. FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of a molding apparatus, and this technique will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a heating furnace 51 is disposed in a closed molding chamber 50, air is exhausted from an exhaust port 53 in the molding chamber 50, and nitrogen gas is introduced from an intake port 52 to replace the air. By using an inert gas atmosphere, deterioration of the material constituting the molding apparatus is prevented. Also, the molding chamber 5
Outside 0, a pair of molds taken out of the molding chamber 50,
Nozzle 54 for blowing nitrogen blow to cool sleeve and mold set 55 consisting of molded optical glass element
Are arranged.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術には、つぎのような問題点があった。すなわち、上記
成形装置においては、室温付近から型セット55ごと加
熱炉51にて成形可能な温度になるまで加熱し続ける必
要があり、かつ成形後には、型部材が酸化されなくなる
まで成形室50内で冷却する必要があるので、タクトタ
イムが長く生産効率が悪いという欠点がある。この成形
装置における窒素ブローを噴出するノズル54は、成形
室50外にて酸化されなくなった後に冷却するもの、す
なわち、不活性ガスの満たされている成形室50の外部
に型セット55を取り出した後に冷却するもので、冷却
のために型部材等が酸化されない温度になる前に不活性
ガス雰囲気外に型セット55を早く取り出すと、酸化に
より型部材等が劣化する。上記成形装置では、加熱炉5
1内を急速に冷却する構成ではないので、窒素ガスの供
給量を増やすことになり、よって加熱炉51全体を覆う
成形室50内を全て冷却することになるので効率が悪
く、冷却に長時間を要していた。
However, the above prior art has the following problems. That is, in the above molding apparatus, it is necessary to continue heating from around room temperature to a temperature at which molding can be performed in the heating furnace 51 together with the mold set 55, and after molding, the inside of the molding chamber 50 is kept until the mold member is no longer oxidized. Therefore, there is a disadvantage that the tact time is long and the production efficiency is poor. A nozzle 54 for ejecting nitrogen blow in this molding apparatus cools after being no longer oxidized outside the molding chamber 50, that is, the mold set 55 is taken out of the molding chamber 50 filled with an inert gas. If the mold set 55 is quickly taken out of the atmosphere of the inert gas before cooling to a temperature at which the mold members and the like are not oxidized for cooling, the mold members and the like deteriorate due to oxidation. In the above molding apparatus, the heating furnace 5
Since the inside of the furnace 1 is not cooled rapidly, the supply amount of nitrogen gas is increased, so that the entire inside of the molding chamber 50 covering the entire heating furnace 51 is cooled. Was required.

【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項1、2または3に係る発明の課題
は、簡単な構造で、タクトタイムが短く、生産効率のよ
い光学ガラス素子の成形装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an optical glass having a simple structure, a short tact time and a high production efficiency. An object of the present invention is to provide an apparatus for forming a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1、2または3に係る発明は、ガラス素材を
挟持する一対の成形型と、少なくとも一方の前記成形型
に摺動自在に嵌合するスリーブとを具備して型セットを
構成し、不活性ガス雰囲気中で該型セットを加熱して前
記ガラス素材を加熱軟化させ押圧成形する光学ガラス素
子の成形装置において、前記型セットを囲繞する位置に
配設され、該型セットに不活性ガスを吹き付けて冷却す
る冷却手段を備えた。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1, 2 or 3 is characterized in that a pair of molding dies for holding a glass material and at least one of the molding dies are slidable. An optical glass element forming apparatus comprising: a mold set comprising: a sleeve that fits into the mold material; and heating the mold set in an inert gas atmosphere to heat soften the glass material and press-mold the glass material. And a cooling means for cooling the mold set by spraying an inert gas onto the mold set.

【0007】請求項1、2または3に係る発明の光学ガ
ラス素子の成形装置では、押圧成形後に、型セットを囲
繞する位置に配設された冷却手段から不活性ガスを吹き
つけて型セットを冷却し、短時間で型セットを構成する
型部材が酸化しない温度に降下させる。請求項2に係る
発明の光学ガラス素子の成形装置では、上記作用に加
え、冷却手段は円環状のパイプにて形成され、円環状の
内周面には複数個の不活性ガス吹き出し口を設けたの
で、型セットを360度の方向から均等に冷却する。請
求項3に係る発明の光学ガラス素子の成形装置では、上
記作用に加え、冷却手段は、少なくとも光学ガラス素子
の成形中は型セットを加熱するヒータの加熱領域外へ退
避する退避手段を備えているので、型セットの冷却時に
のみ型セットを囲繞する位置に配置され、型セットの加
熱時にはヒータの加熱領域外へ退避する。
In the apparatus for molding an optical glass element according to the first, second or third aspect of the present invention, after press molding, the mold set is blown with an inert gas from a cooling means provided at a position surrounding the mold set. The mold is cooled, and is quickly cooled to a temperature at which the mold members constituting the mold set do not oxidize. In the apparatus for molding an optical glass element according to the second aspect of the present invention, in addition to the above operation, the cooling means is formed by an annular pipe, and a plurality of inert gas outlets are provided on the annular inner peripheral surface. Therefore, the mold set is uniformly cooled from the 360-degree direction. In the optical glass element forming apparatus according to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described operation, the cooling unit includes a retracting unit that retracts out of a heating area of a heater that heats the mold set at least during molding of the optical glass element. Therefore, it is arranged at a position surrounding the mold set only when the mold set is cooled, and retreats out of the heating area of the heater when the mold set is heated.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
凹メニスカスレンズの成形を例として説明するが、凸メ
ニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、平凹レン
ズ、平凸レンズなどの他、異形レンズ、プリズムなどの
光学ガラス素子の成形にも本実施の形態を適用すること
ができる。以下、具体的な実施の形態について説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an embodiment of the present invention,
Although the description will be made by taking the formation of a concave meniscus lens as an example, the present embodiment is also applied to the formation of an optical glass element such as a convex meniscus lens, a biconcave lens, a biconvex lens, a plano-concave lens, a plano-convex lens, etc. can do. Hereinafter, specific embodiments will be described.

【0009】(実施の形態1)図1〜図3は実施の形態
1を示し、図1は光学ガラス素子の成形装置の縦断面
図、図2はブローパイプの斜視図、図3は型セットの分
解構成図である。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show Embodiment 1, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an optical glass element forming apparatus, FIG. 2 is a perspective view of a blow pipe, and FIG. FIG.

【0010】図1において、光学ガラス素子の成形装置
は、主に、密閉構造に形成された成形室19内に配設さ
れた加熱炉20と、加熱炉20内に型セット18を挿入
離脱させるために上下動する駆動機構21とにより構成
されている。加熱炉20内には、円環状の赤外線ヒータ
6が複数本配設されている。赤外線ヒータ6の内側であ
って、成形室19を構成する下板23上の中央には、石
英ガラス管7が配設されている。また、赤外線ヒータ6
の外側には、ステンレス鋼板からなる外筒8が配設さ
れ、内面に金メッキを施して赤外線を反射させるように
なっている。石英ガラス管7と外筒8との上端には上板
22が固着され、加熱炉20内をほぼ密閉する構造とな
っている。加熱炉20内に不活性ガスである窒素ガスを
噴出して、不活性ガス雰囲気とする(窒素パージ)ため
の吹き出し口17が、下板23の上面に突設されてい
る。加熱炉20内を不活性ガス雰囲気とすることによ
り、加熱炉20を構成する構造部材や、型セット18の
型部材の劣化を抑制している。
In FIG. 1, a molding apparatus for an optical glass element mainly includes a heating furnace 20 provided in a molding chamber 19 formed in a closed structure, and a mold set 18 inserted into and removed from the heating furnace 20. And a drive mechanism 21 that moves up and down. A plurality of annular infrared heaters 6 are provided in the heating furnace 20. The quartz glass tube 7 is disposed inside the infrared heater 6 and at the center on the lower plate 23 constituting the molding chamber 19. In addition, the infrared heater 6
An outer cylinder 8 made of a stainless steel plate is disposed outside the box, and the inside is coated with gold to reflect infrared rays. An upper plate 22 is fixed to the upper ends of the quartz glass tube 7 and the outer cylinder 8 so as to substantially seal the inside of the heating furnace 20. An outlet 17 for ejecting nitrogen gas, which is an inert gas, into the heating furnace 20 to form an inert gas atmosphere (nitrogen purge) is provided on the upper surface of the lower plate 23. By making the inside of the heating furnace 20 an inert gas atmosphere, deterioration of the structural members constituting the heating furnace 20 and the mold members of the mold set 18 are suppressed.

【0011】型セット18は、一対の成形型の一方であ
る上型1と、一対の成形型の他方であり上型1との間に
ガラス素材5を挟持する下型2と、下型2の型軸部2a
(図3参照)とに嵌装しているホルダ4と、ホルダ4の
外周と上型1のフランジ部1a(図3参照)の外周とに
嵌装して上型1と下型2とを同心状態にするスリーブ3
とから構成されている。ホルダ4には、内側に段部4a
(図3参照)が形成され、この段部4aにガラス素材5
が載置される。ホルダ4は、成形前にはガラス素材5を
載置し、図示しない搬送装置により下型2の型軸部2a
に嵌装することにより、下型2の成形面上方の位置(図
3参照)にガラス素材5を位置決めする。成形後には、
ホルダ4は下型2とともに取り出された後に、下型2上
から図示しない搬送装置により成形された光学ガラス素
子を搬出する。
The mold set 18 includes an upper mold 1 that is one of a pair of molding dies, a lower mold 2 that holds the glass material 5 between the upper mold 1 that is the other of the pair of molding dies, Mold shaft part 2a
(See FIG. 3), and the upper mold 1 and the lower mold 2 are fitted to the outer periphery of the holder 4 and the outer periphery of the flange 1a of the upper mold 1 (see FIG. 3). Sleeve 3 for concentricity
It is composed of The holder 4 has a step 4a on the inside.
(See FIG. 3), and a glass material 5
Is placed. The holder 4 holds the glass material 5 before molding, and the mold shaft portion 2a of the lower mold 2 by a transport device (not shown).
The glass material 5 is positioned at a position above the molding surface of the lower mold 2 (see FIG. 3). After molding,
After the holder 4 is taken out together with the lower mold 2, the optical glass element formed by a transfer device (not shown) is carried out from the lower mold 2.

【0012】型セット18の上方には、上軸10が配設
され、上軸10は成形室19の上壁に固着されたシリン
ダ16に連結されており、上下駆動される。上軸10
は、図示しないホースおよび真空装置に連結されてお
り、型セット18の加熱中は、上軸10の下端に上型1
を真空吸着することにより固定している。成形時には、
上軸10はシリンダ16の加圧力により上型1を下降さ
せ、下型2との間でガラス素材5を押圧成形する。な
お、上軸10と加熱炉20の上板22との間には若干の
隙間が形成されており、窒素ガスが加熱炉22内から成
形室19内へ流出するようになっている。
An upper shaft 10 is provided above the mold set 18, and the upper shaft 10 is connected to a cylinder 16 fixed to an upper wall of a molding chamber 19 and is driven up and down. Upper shaft 10
Is connected to a hose and a vacuum device (not shown), and the upper mold 1 is connected to the lower end of the upper shaft 10 while the mold set 18 is being heated.
Are fixed by vacuum suction. During molding,
The upper shaft 10 lowers the upper mold 1 by the pressing force of the cylinder 16 and press-molds the glass material 5 with the lower mold 2. A slight gap is formed between the upper shaft 10 and the upper plate 22 of the heating furnace 20 so that nitrogen gas flows out of the heating furnace 22 into the molding chamber 19.

【0013】型セット18の下方には、型セット18を
上下動させる駆動機構21が配設されている。駆動機構
21の上部には下軸11が配設され、型セット18を載
置する。下軸11は、下軸ベース12に取着されてお
り、型セット18の上昇時には、成形室19の下板23
との間に若干の隙間を形成して、加熱炉20内の窒素ガ
スが外部へ僅かに流出するようになっている。下軸ベー
ス12は、成形室19を支持する複数の支柱15に嵌装
するブッシュ13に上下動自在にガイドされている。さ
らに、下軸ベース12は図示しないシリンダなどの駆動
装置により上下駆動される。駆動機構21は、成形前の
型セット18を載置して上昇し、加熱炉20内へ搬入
し、成形後は下降して型セット18を加熱炉20外へ搬
出する。
Below the mold set 18, a drive mechanism 21 for vertically moving the mold set 18 is provided. The lower shaft 11 is disposed above the driving mechanism 21, and the mold set 18 is placed on the lower shaft 11. The lower shaft 11 is attached to the lower shaft base 12, and when the mold set 18 is raised, the lower plate 23 of the molding chamber 19 is moved.
And a slight gap is formed between them so that the nitrogen gas in the heating furnace 20 slightly flows out to the outside. The lower shaft base 12 is vertically movably guided by a bush 13 fitted to a plurality of columns 15 supporting a molding chamber 19. Further, the lower shaft base 12 is driven up and down by a driving device such as a cylinder (not shown). The drive mechanism 21 mounts the mold set 18 before molding, ascends and carries the mold set 18 into the heating furnace 20, and descends after molding to carry the mold set 18 out of the heating furnace 20.

【0014】加熱炉20内の型セット18を囲繞する位
置に、冷却手段としてのブローパイプ9が配設されてい
る。図2において、ブローパイプ9は、環状パイプ9A
と、環状パイプ9Aに窒素ガスを供給する3本の等配さ
れた供給パイプ9Bとからなっている。円周方向に均等
に型セット18を冷却するために、環状パイプ9Aの内
周には、複数個の吹き出し口24が穿設されており、吹
き出した窒素ガスによる冷却効果で、型セット18に生
じる円周方向の温度分布を極力小さくするようになって
いる。3本の供給パイプ9Bの内の1本は、図1に示す
ように、成形室19の下板23に取着された退避手段と
してのシリンダ14の突き上げ用パイプと兼用になって
いる。また、各供給パイプ9Bは、図示しないホースお
よび窒素ガス供給装置に接続されている。ブローパイプ
9は、シリンダ14により矢印の方向に上下動できるよ
うになっており、型セット18の冷却時以外は、赤外線
ヒータの熱によるブローパイプ9の材料劣化防止と、型
セット18に照射される赤外線を遮光することによるタ
クトタイムの増加防止のために、加熱炉20の底部に退
避できるようになっている。
At a position surrounding the mold set 18 in the heating furnace 20, a blow pipe 9 as cooling means is provided. In FIG. 2, the blow pipe 9 is an annular pipe 9A.
And three equally arranged supply pipes 9B for supplying nitrogen gas to the annular pipe 9A. In order to uniformly cool the mold set 18 in the circumferential direction, a plurality of outlets 24 are formed in the inner periphery of the annular pipe 9A, and the cooling effect of the blown nitrogen gas allows the mold set 18 to be cooled. The resulting circumferential temperature distribution is minimized. As shown in FIG. 1, one of the three supply pipes 9 </ b> B is also used as a push-up pipe of a cylinder 14 as a retracting means attached to the lower plate 23 of the molding chamber 19. Each supply pipe 9B is connected to a hose and a nitrogen gas supply device (not shown). The blow pipe 9 can be moved up and down by the cylinder 14 in the direction of the arrow, and when the mold set 18 is not cooled, the material of the blow pipe 9 is prevented from deteriorating due to the heat of the infrared heater and the mold set 18 is irradiated. In order to prevent an increase in tact time by shielding infrared rays, it is possible to retreat to the bottom of the heating furnace 20.

【0015】型セット18を構成する上型1、下型2お
よびスリーブ3は、タングステンカーバイト(WC)か
らなり、ホルダ4は、タングステン合金からなってい
る。成形されるガラス素材5は、オハラ社製のPBH6
からなっている。成形装置を構成する上軸10および下
軸11は、炭化珪素(SiC)からなり、ブローパイプ
9は、ステンレス鋼からなる中空パイプにより形成され
ている。
The upper mold 1, the lower mold 2 and the sleeve 3 constituting the mold set 18 are made of tungsten carbide (WC), and the holder 4 is made of a tungsten alloy. The glass material 5 to be molded is PBH6 manufactured by OHARA
Consists of The upper shaft 10 and the lower shaft 11 constituting the forming apparatus are made of silicon carbide (SiC), and the blow pipe 9 is made of a hollow pipe made of stainless steel.

【0016】つぎに、上記成形装置を用いた光学ガラス
素子の成形方法を説明する。まず、成形装置の外部で、
図3に示すように、ホルダ4の段部4aにガラス素材5
を載置し、ホルダ4を下型2の型軸部2aに嵌合させ
る。つぎに、スリーブ3をホルダ4に嵌合し、さらに上
型1のフランジ部1aの外周をスリーブ3の内径に嵌合
させ、型セット18の組み立てを完了する。つぎに、型
セット18を下軸11に載置し、下軸ベース12を上昇
させて加熱炉20内に搬入する。このとき、型セット1
8内の上型1は上軸10に真空吸着されて、ガラス素材
4に上型1の成形面が接触していない。次いで、吹き出
し口17から窒素ガスを供給し、成形室19内を不活性
ガス雰囲気にした後、窒素ガスの供給を停止する。この
状態では、ブローパイプ9の環状パイプ9Aは、加熱炉
20の底部に退避している。ここまでが、成形作業の準
備段階である。
Next, a method of forming an optical glass element using the above-described forming apparatus will be described. First, outside the molding equipment,
As shown in FIG. 3, a glass material 5 is provided on the step 4a of the holder 4.
And the holder 4 is fitted to the mold shaft 2a of the lower mold 2. Next, the sleeve 3 is fitted to the holder 4, and the outer periphery of the flange 1 a of the upper mold 1 is fitted to the inner diameter of the sleeve 3 to complete the assembly of the mold set 18. Next, the mold set 18 is placed on the lower shaft 11, and the lower shaft base 12 is lifted and carried into the heating furnace 20. At this time, mold set 1
The upper die 1 in 8 is vacuum-sucked on the upper shaft 10, and the molding surface of the upper die 1 is not in contact with the glass material 4. Next, a nitrogen gas is supplied from the blowing port 17 to make the inside of the molding chamber 19 an inert gas atmosphere, and then the supply of the nitrogen gas is stopped. In this state, the annular pipe 9A of the blow pipe 9 is retracted to the bottom of the heating furnace 20. This is the preparation stage of the molding operation.

【0017】つぎに、成形段階の説明をする。赤外線ヒ
ータ6の電源を入れ、型セット18の加熱を開始する。
型セット18の温度が所定の温度になったところで、シ
リンダ16により上軸10を下降させて負荷をかけ、ガ
ラス素材5を押圧成形する。ガラス素材5を所定の肉厚
まで押圧し、光学ガラス素子を成形したところで上軸1
0を上昇させ、赤外線ヒータ6の電源を切る。次いで、
ブローパイプ9の環状パイプ9Aを型セット18の中間
の高さまで上昇させ、複数個の吹き出し口24より室温
(または所定の温度に設定された)の窒素ガスを型セッ
ト18に向けて噴出させることにより、スリーブ3を介
してホルダ4内の上型1、下型2および成形された光学
ガラス素子を冷却する。十分に型セット18が冷却さ
れ、取り出し可能な温度になったところで、下軸ベース
12を下降させて、型セット18を加熱炉20外に搬出
し、組み立てとは逆の手順で分解して、成形した光学ガ
ラス素子を取り出し、成形作業を終了する。
Next, the molding stage will be described. The power of the infrared heater 6 is turned on, and the heating of the mold set 18 is started.
When the temperature of the mold set 18 reaches a predetermined temperature, the upper shaft 10 is lowered by the cylinder 16 to apply a load, and the glass material 5 is pressed. When the glass material 5 is pressed to a predetermined thickness and the optical glass element is formed, the upper shaft 1 is pressed.
Then, the power of the infrared heater 6 is turned off. Then
The annular pipe 9A of the blow pipe 9 is raised to an intermediate height of the mold set 18, and nitrogen gas at room temperature (or set to a predetermined temperature) is jetted from the plurality of outlets 24 toward the mold set 18. Thereby, the upper mold 1, the lower mold 2, and the formed optical glass element in the holder 4 are cooled via the sleeve 3. When the mold set 18 is sufficiently cooled and reaches a temperature at which the mold set 18 can be taken out, the lower shaft base 12 is lowered, the mold set 18 is carried out of the heating furnace 20, and disassembled in a procedure reverse to the assembly. The molded optical glass element is taken out, and the molding operation is completed.

【0018】冷却用の窒素ガスが環状パイプ9Aの吹き
出し口24から噴出すると、スリーブ3を介してホルダ
4が冷却される。吹き出し口24がそれぞれ離れていて
も、スリーブ3が冷却されることで、スリーブ3の周面
では温度がほぼ均等になり、このほぼ均等に低温になる
スリーブ3によって、ホルダ4の外周面が均等に冷却さ
れる。そして、光学ガラス素子の外周面を均等に冷却す
る。一方、スリーブ3の上下端は、上型1のフランジ部
1aと下型2のフランジ部2bとを冷却し、各フランジ
部1a、2bを介して上型1および下型2の成形面を冷
却する。このため、型セット18の冷却が温度分布を生
じることなく、効率よく行われる。
When the nitrogen gas for cooling is blown out from the outlet 24 of the annular pipe 9A, the holder 4 is cooled via the sleeve 3. Even when the outlets 24 are separated from each other, the temperature of the outer peripheral surface of the holder 4 is substantially equalized by cooling the sleeve 3 so that the temperature of the outer peripheral surface of the sleeve 3 becomes substantially equal. Is cooled. Then, the outer peripheral surface of the optical glass element is uniformly cooled. On the other hand, the upper and lower ends of the sleeve 3 cool the flange portion 1a of the upper die 1 and the flange portion 2b of the lower die 2, and cool the molding surfaces of the upper die 1 and the lower die 2 via the respective flange portions 1a and 2b. I do. For this reason, the cooling of the mold set 18 is efficiently performed without generating a temperature distribution.

【0019】つぎに、具体的に光学ガラス素子を成形し
た実験例について説明する。この実験では、環状パイプ
9Aはパイプ径6mmであって環径80mmのものを用
い、環の内周部に均等に、28個の直径1mmの穴を穿
設して、吹き出し口24を形成した。光学ガラス素子
は、外径12mmの凹メニスカスレンズである。成形時
の上下型1、2の温度は440℃、冷却時に使用した窒
素ガスの流量は100l/minで、成形にかかったタ
クトタイムは10分であった。タクトタイムのうち、冷
却にかかった時間は3分30秒であった。
Next, an experimental example in which an optical glass element is molded will be specifically described. In this experiment, an annular pipe 9A having a pipe diameter of 6 mm and a ring diameter of 80 mm was used, and 28 holes with a diameter of 1 mm were equally formed in the inner periphery of the ring to form the outlet 24. . The optical glass element is a concave meniscus lens having an outer diameter of 12 mm. The temperature of the upper and lower dies 1 and 2 during molding was 440 ° C., the flow rate of nitrogen gas used during cooling was 100 l / min, and the tact time required for molding was 10 minutes. Of the tact time, the time required for cooling was 3 minutes and 30 seconds.

【0020】比較のために、温度等は同一条件で、ブロ
ーパイプ9からは窒素ガスを噴出させずに行った。その
結果タクトタイムは15分20秒であった。さらに窒素
ガスの流量を50l/minに絞って実験したところ、
タクトタイムは12分になった。なお、いづれの実験で
も、成形した光学ガラス素子に、面精度の不良は生じな
かった。
For comparison, the test was carried out at the same temperature and the like without blowing nitrogen gas from the blow pipe 9. As a result, the tact time was 15 minutes and 20 seconds. Further experiments were conducted with the flow rate of nitrogen gas reduced to 50 l / min.
The tact time was 12 minutes. Incidentally, in any of the experiments, the molded optical glass element did not show any poor surface accuracy.

【0021】本実施の形態によれば、簡単な構造の成形
装置で、タクトタイムが短く、生産効率よく、光学ガラ
ス素子を成形することができる。また、円周方向に均等
に型セットを冷却するために、環状パイプの内周には、
複数個の吹き出し口が穿設されており、吹き出した窒素
ガスによる冷却効果で、型セットに生じる円周方向の温
度分布を極力小さくすることができる。さらに、ブロー
パイプは、シリンダにより上下動され、型セットの冷却
時以外は加熱炉の底部に退避できるので、赤外線ヒータ
の熱によるブローパイプの材料劣化を防止し、型セット
に照射される赤外線を遮光することによるタクトタイム
の増加を防ぐことができる。
According to the present embodiment, an optical glass element can be molded with a short tact time and with high production efficiency by a molding apparatus having a simple structure. In order to cool the mold set evenly in the circumferential direction,
A plurality of outlets are provided, and the circumferential temperature distribution generated in the mold set can be minimized by the cooling effect of the blown nitrogen gas. Furthermore, since the blow pipe is moved up and down by the cylinder and can be retracted to the bottom of the heating furnace except during cooling of the mold set, it prevents material deterioration of the blow pipe due to the heat of the infrared heater, and reduces the infrared rays emitted to the mold set. It is possible to prevent an increase in tact time due to light shielding.

【0022】本実施の形態では、ブローパイプの材料に
ステンレス中空パイプを用いたが、特に材料を制限する
ものではない。ただし、耐熱性のある材料が望ましい。
また、ブローパイプの環状パイプに設ける吹き出し口の
大きさ、位置、数には制限はないが、十分な流量と均等
な冷却を促すために、数は多い方が望ましい。また、型
セットを構成する上下型、スリーブ、ホルダなどの材料
も特に制限するものではない。さらに、熱源に赤外線ヒ
ータを用いたが、高周波コイルなど他の熱源であっても
よい。
In this embodiment, a stainless steel hollow pipe is used as the material of the blow pipe, but the material is not particularly limited. However, a material having heat resistance is desirable.
The size, position, and number of outlets provided in the annular pipe of the blow pipe are not limited, but a larger number is desirable to promote a sufficient flow rate and uniform cooling. In addition, the materials of the upper and lower molds, the sleeve, the holder, and the like that constitute the mold set are not particularly limited. Further, although the infrared heater is used as the heat source, another heat source such as a high-frequency coil may be used.

【0023】(実施の形態2)図4〜図5は実施の形態
2を示し、図4はブローパイプの斜視図、図5は環状パ
イプの吹き出し口の拡大断面図である。本実施の形態は
実施の形態1とブローパイプのみが異なるのみのため、
異なる部分のみ説明し、同一部分の図と説明を省略す
る。
(Embodiment 2) FIGS. 4 and 5 show Embodiment 2, FIG. 4 is a perspective view of a blow pipe, and FIG. 5 is an enlarged sectional view of an outlet of an annular pipe. This embodiment is different from the first embodiment only in the blow pipe,
Only different portions will be described, and the drawings and description of the same portions will be omitted.

【0024】図4において、ブローパイプ31は、環状
パイプ31Aと、環状パイプ31Aに窒素ガスを供給す
る3本の等配された供給パイプ31Bとからなってい
る。円周方向に均等に型セット18を冷却するために、
図5に示すように、環状パイプ31Aの内周には、上下
2列の複数個の吹き出し口32A、32Bが穿設されて
おり、穴の向きは上に45度、下に45度となってい
る。上下2方向に吹き出した窒素ガスによる冷却効果
で、型セット18に生じる円周方向および軸方向の温度
分布を極力小さくするとともに、流量を多くして冷却速
度を上げるようになっている。その他の構成は実施の形
態1と同様である。
In FIG. 4, the blow pipe 31 comprises an annular pipe 31A, and three equally arranged supply pipes 31B for supplying nitrogen gas to the annular pipe 31A. In order to cool the mold set 18 evenly in the circumferential direction,
As shown in FIG. 5, a plurality of outlets 32A and 32B in two rows in the upper and lower directions are formed in the inner periphery of the annular pipe 31A, and the directions of the holes are 45 degrees upward and 45 degrees downward. ing. Due to the cooling effect of the nitrogen gas blown up and down in two directions, the circumferential and axial temperature distributions generated in the mold set 18 are minimized and the cooling rate is increased by increasing the flow rate. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0025】本実施の形態における光学ガラス素子の成
形方法は、実施の形態1と同様なので、説明を省略す
る。
The method for forming an optical glass element in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0026】つぎに、具体的に光学ガラス素子を成形し
た実験例について説明する。この実験では、環状パイプ
31Aはパイプ径6mmであって環径80mmのものを
用い、環の内周部に2列に均等に、それぞれ28個(合
計56個)の直径0.8mmの穴を穿設して、吹き出し
口32A、32Bを形成した。光学ガラス素子は、外径
12mmの凹メニスカスレンズである。成形時の上下型
1、2の温度は440℃、冷却時に使用した窒素ガスの
流量は130l/minであった。タクトタイムのう
ち、冷却にかかった時間は2分30秒であった。なお、
成形した光学ガラス素子に、面精度の不良は生じなかっ
た。
Next, an experimental example in which an optical glass element is molded will be specifically described. In this experiment, an annular pipe 31A having a pipe diameter of 6 mm and a ring diameter of 80 mm was used, and 28 holes (a total of 56 holes) each having a diameter of 0.8 mm were equally formed in two rows on the inner periphery of the ring. The holes 32A and 32B were formed by punching. The optical glass element is a concave meniscus lens having an outer diameter of 12 mm. The temperature of the upper and lower dies 1 and 2 during molding was 440 ° C., and the flow rate of the nitrogen gas used during cooling was 130 l / min. The time required for cooling out of the tact time was 2 minutes and 30 seconds. In addition,
No defects in surface accuracy occurred in the molded optical glass element.

【0027】本実施の形態によれば、実施の形態1の効
果に加え、多くの窒素ガスの流量を同じ大きさのパイプ
から流して、冷却速度を上げることができた。さらに、
上下2方向から窒素ガスを噴出させることにより、上下
型間に冷却時に生じる温度差を小さくして、面精度の劣
化を生じないようにした。
According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the cooling rate can be increased by flowing a large amount of nitrogen gas through the pipe of the same size. further,
By jetting nitrogen gas from the upper and lower directions, the temperature difference generated during cooling between the upper and lower dies is reduced, so that the surface accuracy does not deteriorate.

【0028】本実施の形態においても、実施の形態1の
変形例をそのまま適用することができる。
In the present embodiment, the modification of the first embodiment can be applied as it is.

【0029】なお、本発明の具体的な実施の形態から、
つぎのような技術的思想が導き出される。 (付記) (1) ガラス素材を挟持する一対の成形型と、少なく
とも一方の前記成形型に摺動自在に嵌合するスリーブと
を具備して型セットを構成し、不活性ガス雰囲気中で該
型セットを加熱して前記ガラス素材を加熱軟化させ押圧
成形する光学ガラス素子の成形装置において、前記型セ
ットの他方の成形型に嵌合するホルダを設けて、該ホル
ダにガラス素材を保持させかつ前記スリーブに嵌合させ
るとともに、前記型セットを囲繞する位置に配設され、
該型セットに不活性ガスを吹き付けて冷却する冷却手段
を備えたことを特徴とする光学ガラス素子の成形装置。
Note that, from a specific embodiment of the present invention,
The following technical ideas are derived. (Supplementary Note) (1) A mold set is provided with a pair of molds for holding the glass material and a sleeve slidably fitted to at least one of the molds, and the mold set is formed in an inert gas atmosphere. In a molding apparatus for an optical glass element that heats and softens the glass material by heating a mold set and press-molds, a holder that fits into the other mold of the mold set is provided, and the holder holds the glass material; and Along with fitting to the sleeve, disposed at a position surrounding the mold set,
A molding device for an optical glass element, comprising: cooling means for blowing an inert gas onto the mold set to cool the mold set.

【0030】付記(1)に係る発明によれば、簡単な構
造の成形装置で、タクトタイムが短く、生産効率よく、
光学ガラス素子を成形することができる。また、ホルダ
を用いることにより、搬送装置を用いて、型セットの組
み立て、分解、ガラス素材の供給、成形された光学ガラ
ス素子の取り出しを自動的に行うことができる。
According to the invention according to the supplementary note (1), with a molding device having a simple structure, the tact time is short, the production efficiency is high,
Optical glass elements can be molded. Further, by using the holder, it is possible to automatically assemble and disassemble the mold set, supply the glass material, and take out the formed optical glass element by using the transfer device.

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1、2または3に係る発明によれ
ば、簡単な構造の成形装置で、タクトタイムが短く、生
産効率よく、光学ガラス素子を成形することができる。
請求項2に係る発明によれば、上記効果に加え、型セッ
トを360度の方向から均等に冷却することにより、型
セット内の温度分布を小さくし、面精度のよい光学ガラ
ス素子を得ることができる。請求項3に係る発明によれ
ば、上記効果に加え、型セットの冷却時にのみ型セット
を囲繞する位置に配置され、型セットの加熱時にはヒー
タの加熱領域外へ退避するので、赤外線ヒータの熱によ
るブローパイプの材料劣化を防止し、型セットに照射さ
れる赤外線を遮光することによるタクトタイムの増加を
防止する。
According to the first, second or third aspect of the present invention, an optical glass element can be molded with a short tact time and with high production efficiency by a molding apparatus having a simple structure.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, by uniformly cooling the mold set from the direction of 360 degrees, the temperature distribution in the mold set is reduced, and an optical glass element with good surface accuracy is obtained. Can be. According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, the heat sink is disposed at a position surrounding the mold set only when the mold set is cooled, and retreats out of the heating area of the heater when the mold set is heated. To prevent material deterioration of the blowpipe, and to prevent an increase in tact time by shielding infrared rays irradiated to the mold set.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態1の光学ガラス素子の成形装置の縦
断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an optical glass element forming apparatus according to a first embodiment.

【図2】実施の形態1のブローパイプの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a blow pipe according to the first embodiment.

【図3】実施の形態1の型セットの分解構成図である。FIG. 3 is an exploded configuration diagram of a mold set according to the first embodiment.

【図4】実施の形態2のブローパイプの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a blow pipe according to a second embodiment.

【図5】実施の形態2の環状パイプの吹き出し口の拡大
断面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of an outlet of an annular pipe according to a second embodiment.

【図6】従来技術の成形装置の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional molding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上型 2 下型 3 スリーブ 5 ガラス素材 9 ブローパイプ 18 型セット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper mold 2 Lower mold 3 Sleeve 5 Glass material 9 Blow pipe 18 Model set

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス素材を挟持する一対の成形型と、
少なくとも一方の前記成形型に摺動自在に嵌合するスリ
ーブとを具備して型セットを構成し、不活性ガス雰囲気
中で該型セットを加熱して前記ガラス素材を加熱軟化さ
せ押圧成形する光学ガラス素子の成形装置において、 前記型セットを囲繞する位置に配設され、該型セットに
不活性ガスを吹き付けて冷却する冷却手段を備えたこと
を特徴とする光学ガラス素子の成形装置。
1. A pair of molds for holding a glass material,
An optical element comprising a sleeve set slidably fitted to at least one of the shaping dies to form a mold set, and heating the mold set in an inert gas atmosphere to heat soften the glass material and press-mold. An apparatus for molding an optical glass element, comprising: a cooling device provided at a position surrounding the mold set to blow an inert gas onto the mold set to cool the glass set.
【請求項2】 前記冷却手段は円環状のパイプにて形成
され、円環状の内周面には複数個の不活性ガス吹き出し
口を設けたことを特徴とする請求項1記載の光学ガラス
素子の成形装置。
2. The optical glass element according to claim 1, wherein said cooling means is formed by an annular pipe, and a plurality of inert gas outlets are provided on an inner peripheral surface of the annular shape. Molding equipment.
【請求項3】 前記冷却手段は、少なくとも前記光学ガ
ラス素子の成形中は前記型セットを加熱するヒータの加
熱領域外へ退避する退避手段を備えていることを特徴と
する請求項1記載の光学ガラス素子の成形装置。
3. The optical device according to claim 1, wherein the cooling unit includes a retracting unit that retracts out of a heating area of a heater that heats the mold set at least during molding of the optical glass element. Equipment for molding glass elements.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266040A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Olympus Corp Die device, and method for producing optical element

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