JP2000159528A - 光学素子の成形装置及び製造方法 - Google Patents
光学素子の成形装置及び製造方法Info
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- C03B11/16—Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses
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- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】形状記憶合金(13)を加熱することにより記憶さ
れた形状に復帰する時の復帰力を利用して、金型手段
(1,2,3)に押圧力を加えることにより、簡素で安価な装
置を提供すると共に、生産数量の増加にもたやすく対応
できる光学素子の成形装置及び製造方法を提供する。 【解決手段】成形素材(6)をプレスして所望の形状を成
形するための金型手段(1,2,3)と、金型手段に押圧力を
加える手段として、例えばコイル形状に加工された形状
記憶合金(13)を用いて加熱することにより記憶された形
状に復帰する時の復帰力を利用して、前記金型手段に押
圧力を加える。
れた形状に復帰する時の復帰力を利用して、金型手段
(1,2,3)に押圧力を加えることにより、簡素で安価な装
置を提供すると共に、生産数量の増加にもたやすく対応
できる光学素子の成形装置及び製造方法を提供する。 【解決手段】成形素材(6)をプレスして所望の形状を成
形するための金型手段(1,2,3)と、金型手段に押圧力を
加える手段として、例えばコイル形状に加工された形状
記憶合金(13)を用いて加熱することにより記憶された形
状に復帰する時の復帰力を利用して、前記金型手段に押
圧力を加える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的小さな光学
レンズの成形に適したものであり、金型内に成形レンズ
の材料となるガラスまたはプラスチック素材を収納し、
金型を加熱することで金型内の成形材料を昇温軟化させ
た後プレス成形を行い、光学レンズを製作するレンズ成
形方法およびこれに用いる装置に関するものである。
レンズの成形に適したものであり、金型内に成形レンズ
の材料となるガラスまたはプラスチック素材を収納し、
金型を加熱することで金型内の成形材料を昇温軟化させ
た後プレス成形を行い、光学レンズを製作するレンズ成
形方法およびこれに用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンパクトディスクプレイヤー、光磁気
ディスク記録装置、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−ＲＡＭドライ
ブなどの光ピックアップには、小型で高精度な光学レン
ズが使用されている。近年このような光ピックアップを
使用した製品の市場は急速に拡大しつつあり、それらを
搭載した機器の小型，薄型化も急速に進展している。従
って光ピックアップ自体の小型，軽量化ひいてはレンズ
単体の小型，高性能化とコストダウンおよび供給数量の
増数が一層求められている。
ディスク記録装置、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−ＲＡＭドライ
ブなどの光ピックアップには、小型で高精度な光学レン
ズが使用されている。近年このような光ピックアップを
使用した製品の市場は急速に拡大しつつあり、それらを
搭載した機器の小型，薄型化も急速に進展している。従
って光ピックアップ自体の小型，軽量化ひいてはレンズ
単体の小型，高性能化とコストダウンおよび供給数量の
増数が一層求められている。
【０００３】従来、上記したような小型の光学レンズを
成形する方法として、レンズとなるガラスまたはプラス
チック材料を、予め球形，扁平円盤形，楕円体形などの
形状で定量体積（または重量）に加工し、そのレンズ素
材を金型内に収納し、金型共々加熱昇温し、レンズ材料
が適度に軟化した時点でプレスを行い、金型空間内に充
填し金型形状の転写を行う。図１０にその一例を示す。
上パンチ型２，下パンチ型１，胴型３の３点で構成され
ており、この３点の型部材で形成される内部空間に、レ
ンズ材料６が収納されている。７は金型ユニットであ
る。
成形する方法として、レンズとなるガラスまたはプラス
チック材料を、予め球形，扁平円盤形，楕円体形などの
形状で定量体積（または重量）に加工し、そのレンズ素
材を金型内に収納し、金型共々加熱昇温し、レンズ材料
が適度に軟化した時点でプレスを行い、金型空間内に充
填し金型形状の転写を行う。図１０にその一例を示す。
上パンチ型２，下パンチ型１，胴型３の３点で構成され
ており、この３点の型部材で形成される内部空間に、レ
ンズ材料６が収納されている。７は金型ユニットであ
る。
【０００４】このような成型法は、従来からガラスレン
ズの成形法として用いられている。プラスチックレンズ
を成形する場合も、金型温度がガラスレンズの時と較べ
て低温に設定されるだけで、加工工程は同様である。以
下その概要を述べる。
ズの成形法として用いられている。プラスチックレンズ
を成形する場合も、金型温度がガラスレンズの時と較べ
て低温に設定されるだけで、加工工程は同様である。以
下その概要を述べる。
【０００５】図１０に示すように組み合わせた金型ユニ
ット７を、図１２に示す熱プレス成型機２０に載置して
成型を行う。金型をプレスするための上押圧板２１と下
押圧板２２には、ヒータが組み込まれており、この上下
の押圧板で金型を挟んで伝熱加熱を行う。図１１の例で
は、上側押圧板がエアーシリンダまたは油圧シリンダ２
３で上下動するようになっている。８は装置筐体であ
る。
ット７を、図１２に示す熱プレス成型機２０に載置して
成型を行う。金型をプレスするための上押圧板２１と下
押圧板２２には、ヒータが組み込まれており、この上下
の押圧板で金型を挟んで伝熱加熱を行う。図１１の例で
は、上側押圧板がエアーシリンダまたは油圧シリンダ２
３で上下動するようになっている。８は装置筐体であ
る。
【０００６】図１２は、図１０の様にレンズ材料を収納
し組み合わせた金型ユニット７を熱プレス機に載置し、
上押圧板を降下させ金型を挟み込んだ時の状態を示した
ものである。この時、金型と上押圧板は僅かな接触圧で
接している状態に保持されている。この状態で加熱を始
め、型内のレンズ材料が昇温軟化し、プレス成形可能な
状態に達したところでプレスを開始する。金型空間内に
レンズ材料が充填され金型面の形状が十分転写されるま
で定温加熱・保圧を継続した後、次に冷却過程に移行す
る。冷却過程においても加圧は継続して行う。成形レン
ズは冷却と共に収縮するので、成形レンズが金型から型
離れを起こさないよう、収縮に追随し常に密着を確保す
るために適度な加圧を継続する必要がある。さらに金型
及び成形レンズの温度が下がり、成形レンズが硬化した
時点で圧力を解放し、金型を取り出し分解して成形レン
ズを取り出す。この例では、金型ユニットは熱プレス機
に固定されてなく、自由に移動できるようになってい
る。
し組み合わせた金型ユニット７を熱プレス機に載置し、
上押圧板を降下させ金型を挟み込んだ時の状態を示した
ものである。この時、金型と上押圧板は僅かな接触圧で
接している状態に保持されている。この状態で加熱を始
め、型内のレンズ材料が昇温軟化し、プレス成形可能な
状態に達したところでプレスを開始する。金型空間内に
レンズ材料が充填され金型面の形状が十分転写されるま
で定温加熱・保圧を継続した後、次に冷却過程に移行す
る。冷却過程においても加圧は継続して行う。成形レン
ズは冷却と共に収縮するので、成形レンズが金型から型
離れを起こさないよう、収縮に追随し常に密着を確保す
るために適度な加圧を継続する必要がある。さらに金型
及び成形レンズの温度が下がり、成形レンズが硬化した
時点で圧力を解放し、金型を取り出し分解して成形レン
ズを取り出す。この例では、金型ユニットは熱プレス機
に固定されてなく、自由に移動できるようになってい
る。
【０００７】他の例として、図１３に示すように上下の
押圧板に固定して行う方法もある。この場合は型開き
後、成形レンズを真空吸着ピペットのような器具で取り
出すため、成形バリが噛んでいるようなレンズ、または
型離れの悪いレンズは取り出しが極めて困難となる。従
って金型固定式でレンズを成形する場合はより条件が厳
しくなってくる。
押圧板に固定して行う方法もある。この場合は型開き
後、成形レンズを真空吸着ピペットのような器具で取り
出すため、成形バリが噛んでいるようなレンズ、または
型離れの悪いレンズは取り出しが極めて困難となる。従
って金型固定式でレンズを成形する場合はより条件が厳
しくなってくる。
【０００８】以上説明してきた例では、熱プレス成型機
の成型ステージは１つであり、１箇所で成型を行ってい
る。そのため加熱昇温，プレス成形，冷却の各工程時間
が全て加算され、１つのレンズを成形するのに長時間を
要する。このため生産数量の増大に比例して成形設備を
増やさなければならない。
の成型ステージは１つであり、１箇所で成型を行ってい
る。そのため加熱昇温，プレス成形，冷却の各工程時間
が全て加算され、１つのレンズを成形するのに長時間を
要する。このため生産数量の増大に比例して成形設備を
増やさなければならない。
【０００９】そこで生産数量の増大に対応する成形法と
して、成形プレスステージを複数にして対処する方法が
とられている。図１４はその熱プレス成型機の概要を示
したものである。成形レンズ１個当たりの成形時間をプ
レスステージの数で分割し、順次金型を次のプレスステ
ージに移動させながら成形を行う、金型順送式の熱プレ
ス成型機である。各プレスステージの温度及び圧力制御
はそのステージ毎に最適に独立して行われる。この場合
プレスステージの数に応じて複数個の金型が必要とな
り、切れ目なく金型を成型機に送り込むためには、準備
待機しておく金型が必要な為、金型の総数は、プレスス
テージの数＋１〜２個が必要である。
して、成形プレスステージを複数にして対処する方法が
とられている。図１４はその熱プレス成型機の概要を示
したものである。成形レンズ１個当たりの成形時間をプ
レスステージの数で分割し、順次金型を次のプレスステ
ージに移動させながら成形を行う、金型順送式の熱プレ
ス成型機である。各プレスステージの温度及び圧力制御
はそのステージ毎に最適に独立して行われる。この場合
プレスステージの数に応じて複数個の金型が必要とな
り、切れ目なく金型を成型機に送り込むためには、準備
待機しておく金型が必要な為、金型の総数は、プレスス
テージの数＋１〜２個が必要である。
【００１０】図１４に示すように、複数のプレスステー
ジを１台の熱プレス成型機の中に集積して構築すると、
単プレスステージの熱プレス成型機を複数台造るよりは
安価になり、設置面積も節約できるという大きな利点が
ある。それでも成型機本体及び制御装置等をあわせると
かなり大がかりな装置となり高価なものである。
ジを１台の熱プレス成型機の中に集積して構築すると、
単プレスステージの熱プレス成型機を複数台造るよりは
安価になり、設置面積も節約できるという大きな利点が
ある。それでも成型機本体及び制御装置等をあわせると
かなり大がかりな装置となり高価なものである。
【００１１】また金型順送方式の成型工法では、金型移
動時に一旦プレスが中断され、さらに温度の急激な変動
も生じるので、この方式特有の問題を有している。
動時に一旦プレスが中断され、さらに温度の急激な変動
も生じるので、この方式特有の問題を有している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
の単プレスステージ熱成形機で成形する場合は、金型及
び成形材料の加熱昇温時間、プレス保圧時間、冷却熟成
時間を合計すると、成形サイクル時間が長くかかり、レ
ンズの生産性の面で問題がある。また生産性の向上のた
めには成形機の台数を増す必要があり、レンズの生産数
量に比例して生産設備を増加しなければならないという
本質的な問題を有している。
の単プレスステージ熱成形機で成形する場合は、金型及
び成形材料の加熱昇温時間、プレス保圧時間、冷却熟成
時間を合計すると、成形サイクル時間が長くかかり、レ
ンズの生産性の面で問題がある。また生産性の向上のた
めには成形機の台数を増す必要があり、レンズの生産数
量に比例して生産設備を増加しなければならないという
本質的な問題を有している。
【００１３】また金型順送方式の場合は、成形ステージ
の数で成形時間を分割できるので、金型の数を増すこと
で生産数量の向上が図れる。しかし成型機は複数の成形
ステージを設ける必要から複雑で大型化し、またそれぞ
れのステージは独立して且つ最適にコントロールするこ
とが必要なので、その制御装置も複雑大型化しコストも
高くなるという問題がある。
の数で成形時間を分割できるので、金型の数を増すこと
で生産数量の向上が図れる。しかし成型機は複数の成形
ステージを設ける必要から複雑で大型化し、またそれぞ
れのステージは独立して且つ最適にコントロールするこ
とが必要なので、その制御装置も複雑大型化しコストも
高くなるという問題がある。
【００１４】また金型順送方式が持つ問題として、金型
が次のステージに移送される期間、金型へのプレス荷重
は一時的に無荷重となるので、加圧の連続性が断たれ断
続的となる。これは成型条件としては不利な要因であ
り、成型レンズの性能・歩留まりに悪影響を及ぼしてい
る。同様に金型温度についても、ステージからステージ
への移り変わりの時、大きく変動しこれも成型レンズに
とっては不利な要因であり、レンズ性能・品質に悪影響
を及ぼしている。
が次のステージに移送される期間、金型へのプレス荷重
は一時的に無荷重となるので、加圧の連続性が断たれ断
続的となる。これは成型条件としては不利な要因であ
り、成型レンズの性能・歩留まりに悪影響を及ぼしてい
る。同様に金型温度についても、ステージからステージ
への移り変わりの時、大きく変動しこれも成型レンズに
とっては不利な要因であり、レンズ性能・品質に悪影響
を及ぼしている。
【００１５】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、簡素で安価な装置を提供すると共に、生産数量の増
加にもたやすく対応できる光学素子の成形装置及び製造
方法を提供することを目的とする。
め、簡素で安価な装置を提供すると共に、生産数量の増
加にもたやすく対応できる光学素子の成形装置及び製造
方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の光学素子の成形装置は、成形素材をプレス
して前記成形素材の表面に所望の形状を転写するための
金型手段と、前記金型手段に押圧力を加える手段を含む
光学素子の成形装置において、前記金型手段に押圧力を
加える手段が、所定の形状に加工された形状記憶合金
と、前記形状記憶合金を形状復帰温度以上に加熱する手
段からなり、前記形状記憶合金を加熱することにより記
憶された形状に復帰する時の復帰力を利用して、前記金
型手段に押圧力を加えることを特徴とする。
め、本発明の光学素子の成形装置は、成形素材をプレス
して前記成形素材の表面に所望の形状を転写するための
金型手段と、前記金型手段に押圧力を加える手段を含む
光学素子の成形装置において、前記金型手段に押圧力を
加える手段が、所定の形状に加工された形状記憶合金
と、前記形状記憶合金を形状復帰温度以上に加熱する手
段からなり、前記形状記憶合金を加熱することにより記
憶された形状に復帰する時の復帰力を利用して、前記金
型手段に押圧力を加えることを特徴とする。
【００１７】前記装置においては、形状記憶合金を螺旋
状のコイルバネ形状に加工したことが好ましい。また前
記装置においては、形状記憶合金を円錐状の渦巻きバネ
形状に加工したことが好ましい。
状のコイルバネ形状に加工したことが好ましい。また前
記装置においては、形状記憶合金を円錐状の渦巻きバネ
形状に加工したことが好ましい。
【００１８】また前記装置においては、形状記憶合金を
円盤状または花弁状の板バネに加工したことが好まし
い。また前記装置においては、円盤状または花弁状の板
バネに加工された形状記憶合金を複数個用いることが好
ましい。
円盤状または花弁状の板バネに加工したことが好まし
い。また前記装置においては、円盤状または花弁状の板
バネに加工された形状記憶合金を複数個用いることが好
ましい。
【００１９】また前記装置においては、前記金型手段と
形状記憶合金を、一体の容器の中に配置したことが好ま
しい。次に本発明の別の光学素子の成形装置は、成形素
材をプレスして前記成形素材を所望の形状に成形するた
めの金型手段と、所定の形状及び特性に加工された形状
記憶合金と、前記形状記憶合金の形状復帰時の復帰力を
受け取る押圧部材と、前記形状記憶合金と押圧部材が配
設された筐体と、前記金型手段が載置される基盤と、前
記筐体と基盤とを締結するための締結部材とを備えたこ
とを特徴とする。
形状記憶合金を、一体の容器の中に配置したことが好ま
しい。次に本発明の別の光学素子の成形装置は、成形素
材をプレスして前記成形素材を所望の形状に成形するた
めの金型手段と、所定の形状及び特性に加工された形状
記憶合金と、前記形状記憶合金の形状復帰時の復帰力を
受け取る押圧部材と、前記形状記憶合金と押圧部材が配
設された筐体と、前記金型手段が載置される基盤と、前
記筐体と基盤とを締結するための締結部材とを備えたこ
とを特徴とする。
【００２０】次に本発明の光学素子の成形方法は、成形
素材をプレスして前記成形素材の表面に所望の形状を転
写するための金型手段と、所定の形状に加工された形状
記憶合金を具備し、前記形状記憶合金を形状復帰温度以
上に加熱することにより、加工記憶された形状に復帰す
る時の復帰力を利用して、前記金型手段に押圧力が加え
て光学素子を成形することを特徴とする。
素材をプレスして前記成形素材の表面に所望の形状を転
写するための金型手段と、所定の形状に加工された形状
記憶合金を具備し、前記形状記憶合金を形状復帰温度以
上に加熱することにより、加工記憶された形状に復帰す
る時の復帰力を利用して、前記金型手段に押圧力が加え
て光学素子を成形することを特徴とする。
【００２１】前記方法においては、形状記憶合金を螺旋
状のコイルバネ形状に加工したことが好ましい。また前
記方法においては、形状記憶合金を円盤状または花弁状
の板バネに加工したことが好ましい。
状のコイルバネ形状に加工したことが好ましい。また前
記方法においては、形状記憶合金を円盤状または花弁状
の板バネに加工したことが好ましい。
【００２２】また前記方法においては、前記金型手段と
形状記憶合金を、一体の容器の中に配置したことが好ま
しい。本発明は、金型をプレスする力の発生源として形
状記憶合金を用いる。所定の形状に記憶加工された形状
記憶合金を常温にて変形させ、成型レンズ材料が収納さ
れた金型および形状記憶合金の温度が、成型工程の進行
とともに上昇し、常温にて変形されていた形状記憶合金
が、温度上昇に伴って記憶されていた元の形状に戻ろう
とする合金の層変化の力を利用して、目的の金型にプレ
ス力を作用させ成形を行うのである。成形終了後、形状
記憶合金の温度が常温に戻っても、形状は記憶された形
に復帰したままである。そこで次の成形前に再び形状記
憶合金を変形させ、高温にて形状復帰が可能とする。こ
のサイクルを繰り返し行うことで、ごく簡単な装置でレ
ンズ成形を可能とした。
形状記憶合金を、一体の容器の中に配置したことが好ま
しい。本発明は、金型をプレスする力の発生源として形
状記憶合金を用いる。所定の形状に記憶加工された形状
記憶合金を常温にて変形させ、成型レンズ材料が収納さ
れた金型および形状記憶合金の温度が、成型工程の進行
とともに上昇し、常温にて変形されていた形状記憶合金
が、温度上昇に伴って記憶されていた元の形状に戻ろう
とする合金の層変化の力を利用して、目的の金型にプレ
ス力を作用させ成形を行うのである。成形終了後、形状
記憶合金の温度が常温に戻っても、形状は記憶された形
に復帰したままである。そこで次の成形前に再び形状記
憶合金を変形させ、高温にて形状復帰が可能とする。こ
のサイクルを繰り返し行うことで、ごく簡単な装置でレ
ンズ成形を可能とした。
【００２３】
【発明の実施の形態】前記した通り本発明は、形状記憶
合金の持つ特性を利用して、この形状記憶合金を常温に
て変形させておき、それを形状復帰温度以上に加熱して
いき、その時の形状復帰力を利用して、成形レンズのプ
レスを行う。
合金の持つ特性を利用して、この形状記憶合金を常温に
て変形させておき、それを形状復帰温度以上に加熱して
いき、その時の形状復帰力を利用して、成形レンズのプ
レスを行う。
【００２４】以下、本発明の実施の形態について、図を
用いて説明する。図１は、小型レンズの成形に用いられ
る一般的な金型の構成を示したものである。１は下パン
チ型、２は上パンチ型、３は胴型である。上下パンチ型
１，２は、成型プレス時に高荷重がかかるので硬度の高
い合金が用いられている。またレンズ形状創成面４，５
には、高温下においても酸化しにくく、また成形材料と
離脱性の良い特殊なメッキ膜または薄膜が施されてお
り、鏡面に仕上げられている。さらに上下パンチ型１，
２と胴型３は、数μｍのクリアランスで篏合するよう高
精度に加工されている。
用いて説明する。図１は、小型レンズの成形に用いられ
る一般的な金型の構成を示したものである。１は下パン
チ型、２は上パンチ型、３は胴型である。上下パンチ型
１，２は、成型プレス時に高荷重がかかるので硬度の高
い合金が用いられている。またレンズ形状創成面４，５
には、高温下においても酸化しにくく、また成形材料と
離脱性の良い特殊なメッキ膜または薄膜が施されてお
り、鏡面に仕上げられている。さらに上下パンチ型１，
２と胴型３は、数μｍのクリアランスで篏合するよう高
精度に加工されている。
【００２５】上下パンチ型１，２と胴型３を組み合わせ
て形成される内部空間に、成形材料６（ガラスまたはプ
ラスチック）を収納し、金型共々成形材料を加熱し、成
形材料が適度に軟化した段階で上下パンチ型１，２に圧
力を加えレンズ成形を行う。本発明では、この圧力を加
える手段として形状記憶合金を用いている。７は金型ユ
ニットである。以下その装置および動作について説明す
る。
て形成される内部空間に、成形材料６（ガラスまたはプ
ラスチック）を収納し、金型共々成形材料を加熱し、成
形材料が適度に軟化した段階で上下パンチ型１，２に圧
力を加えレンズ成形を行う。本発明では、この圧力を加
える手段として形状記憶合金を用いている。７は金型ユ
ニットである。以下その装置および動作について説明す
る。
【００２６】図２はレンズ成形装置２０内部に、前記し
た組立済み金型が載置されたときの断面図である。また
図３は金型ユニット７を装置基盤９に載置した断面図で
あり、図４は、レンズ成形装置２０のうち、金型ユニッ
ト７と装置基盤９を除いた部分を示す。
た組立済み金型が載置されたときの断面図である。また
図３は金型ユニット７を装置基盤９に載置した断面図で
あり、図４は、レンズ成形装置２０のうち、金型ユニッ
ト７と装置基盤９を除いた部分を示す。
【００２７】図２〜４において、装置筐体８の天面に
は、貫通孔８ａが穿けられ、その貫通孔８ａに上下動自
在に押圧ピストン１０が配設されている。押圧ピストン
１０は、装置筐体８の内壁と貫通孔８ａとでガイドされ
上下方向に摺動する。またロッド部の端部には、雄ネジ
１０ａが形成されており、その部分にストッパリング１
１が挿入され、さらに雄ネジ１０ａにナット１２が螺合
し抜け止めがなされている。
は、貫通孔８ａが穿けられ、その貫通孔８ａに上下動自
在に押圧ピストン１０が配設されている。押圧ピストン
１０は、装置筐体８の内壁と貫通孔８ａとでガイドされ
上下方向に摺動する。またロッド部の端部には、雄ネジ
１０ａが形成されており、その部分にストッパリング１
１が挿入され、さらに雄ネジ１０ａにナット１２が螺合
し抜け止めがなされている。
【００２８】押圧ピストン１０の円盤部１０ｂと装置筐
体８の天面内壁との間には、コイルバネ形状に加工され
た形状記憶合金製の加圧バネ１３が配置されている。図
５は、形状記憶合金製の加圧バネ１３の、形状を記憶さ
せた時の形を示した図面である。加圧バネ１３は如何な
る形に変形されていても、形状復帰温度以上の温度が作
用すれば、図５に示す形状に復帰する。図４に示す加圧
バネ１３の形状は、長さＬが短くなる方向に変形された
状態にある。加圧バネ１３は、装置筐体８と装置基盤９
の締結前に、予め押圧ピストン１０を押し上げて（また
は反転させて押し下げる）、密着に近い状態にまで変形
させておく。
体８の天面内壁との間には、コイルバネ形状に加工され
た形状記憶合金製の加圧バネ１３が配置されている。図
５は、形状記憶合金製の加圧バネ１３の、形状を記憶さ
せた時の形を示した図面である。加圧バネ１３は如何な
る形に変形されていても、形状復帰温度以上の温度が作
用すれば、図５に示す形状に復帰する。図４に示す加圧
バネ１３の形状は、長さＬが短くなる方向に変形された
状態にある。加圧バネ１３は、装置筐体８と装置基盤９
の締結前に、予め押圧ピストン１０を押し上げて（また
は反転させて押し下げる）、密着に近い状態にまで変形
させておく。
【００２９】図３は装置基盤９に、レンズ材料を収納し
た組立済み金型を所定の位置に載置した断面図であり、
装置基盤９の最外周面には雄ネジ９ａが形成されてお
り、これは装置筐体８との固定に用いられる。
た組立済み金型を所定の位置に載置した断面図であり、
装置基盤９の最外周面には雄ネジ９ａが形成されてお
り、これは装置筐体８との固定に用いられる。
【００３０】組立済み金型が載置された装置基盤９に、
上方より装置筐体８を覆せる。装置基盤９には、リング
状の凸状輪帯９ｂが形成されており、この外径部と、装
置筐体８の下部円筒内面とが篏合し位置決めが行われ
る。装置筐体８には外壁部下方に外壁を周回して凸部８
ｂが形成されており、その最外部には雄ネジ８ｃが形成
されている。
上方より装置筐体８を覆せる。装置基盤９には、リング
状の凸状輪帯９ｂが形成されており、この外径部と、装
置筐体８の下部円筒内面とが篏合し位置決めが行われ
る。装置筐体８には外壁部下方に外壁を周回して凸部８
ｂが形成されており、その最外部には雄ネジ８ｃが形成
されている。
【００３１】一方、装置筐体８の外側には締結リング１
４が、回転自在に挿入されている。締結リング１４に
は、上側端面部に中心方向に張り出した小径部１４ａが
あり、この部分が前記凸部８ｂに当接係合する。また締
結リング１４には内壁面に雌ネジ１４ｂが形成されてお
り、この雌ネジ１４ｂが、装置基盤９に在る雄ネジ９ａ
と螺合し、装置筐体８と装置基盤９が緩みなく確実に締
結される。その状態を現したのが図２である。
４が、回転自在に挿入されている。締結リング１４に
は、上側端面部に中心方向に張り出した小径部１４ａが
あり、この部分が前記凸部８ｂに当接係合する。また締
結リング１４には内壁面に雌ネジ１４ｂが形成されてお
り、この雌ネジ１４ｂが、装置基盤９に在る雄ネジ９ａ
と螺合し、装置筐体８と装置基盤９が緩みなく確実に締
結される。その状態を現したのが図２である。
【００３２】次に図２の様に組み立てられたレンズ成形
装置７を、所定の温度に制御されたオーブン，恒温炉な
どに搬入し、加熱を始めると、レンズ成形装置７全体の
温度が上昇し、成形材料６が軟化すると共に、形状記憶
合金製の加圧バネ１３が徐々に元の形状に復帰するの
で、その復帰力が押圧ピストン１０を介して上パンチ型
２に作用し、軟化した成形材料が押し延ばされ金型空間
内に充填される。金型形状が成形材料に確実に転写され
るまで恒温加熱状態を維持し、その後冷却工程に移行す
る。
装置７を、所定の温度に制御されたオーブン，恒温炉な
どに搬入し、加熱を始めると、レンズ成形装置７全体の
温度が上昇し、成形材料６が軟化すると共に、形状記憶
合金製の加圧バネ１３が徐々に元の形状に復帰するの
で、その復帰力が押圧ピストン１０を介して上パンチ型
２に作用し、軟化した成形材料が押し延ばされ金型空間
内に充填される。金型形状が成形材料に確実に転写され
るまで恒温加熱状態を維持し、その後冷却工程に移行す
る。
【００３３】図６は、成形工程を終え成形レンズ１５が
成形された時の状態を示した図である。この後レンズ成
形装置７を分離し、金型を取り出し分解を行い、成形レ
ンズ１５を取り出し、レンズ成形の１サイクルを終了す
る。そして再び図１のように金型内に成形材料を収納
し、レンズ成形装置７に載置し、加熱炉に搬入し次の成
形にかかる。
成形された時の状態を示した図である。この後レンズ成
形装置７を分離し、金型を取り出し分解を行い、成形レ
ンズ１５を取り出し、レンズ成形の１サイクルを終了す
る。そして再び図１のように金型内に成形材料を収納
し、レンズ成形装置７に載置し、加熱炉に搬入し次の成
形にかかる。
【００３４】以上説明したように、レンズの増産に対し
ては成形金型及び図２に示すような簡素な成形装置を多
数個製作し、それを所定の温度に制御された加熱炉の中
に複数個まとめて搬入していけば、成形レンズを次々に
製作することが可能である。
ては成形金型及び図２に示すような簡素な成形装置を多
数個製作し、それを所定の温度に制御された加熱炉の中
に複数個まとめて搬入していけば、成形レンズを次々に
製作することが可能である。
【００３５】次に、図７に示すようなコンベアー式の加
熱炉１６の中を流して生産を行えば、さらに生産効率が
向上し自動化も行い易くなる。コンベアー式の加熱炉１
６の中に隔壁を設けて、それぞれの区分領域を昇温ゾー
ン１６ａ，成形加熱ゾーン１６ｂ，冷却ゾーン１６ｃと
分割して個別に制御を行い、滑らかな昇温と冷却をする
ことで、さらに歩留まりの向上が図れ、品質のいい成型
レンズを得ることが可能である。
熱炉１６の中を流して生産を行えば、さらに生産効率が
向上し自動化も行い易くなる。コンベアー式の加熱炉１
６の中に隔壁を設けて、それぞれの区分領域を昇温ゾー
ン１６ａ，成形加熱ゾーン１６ｂ，冷却ゾーン１６ｃと
分割して個別に制御を行い、滑らかな昇温と冷却をする
ことで、さらに歩留まりの向上が図れ、品質のいい成型
レンズを得ることが可能である。
【００３６】前記の実施例の説明で使用している形状記
憶合金は、線材からコイルバネ状に加工したものを用い
ているが、板材から加工した板バネを使用することも可
能である。図８は板材より加工した板バネ２４の例を示
している。また図９はその板バネ２４を複数個使用した
場合の、成形装置の実施例を示したものである。
憶合金は、線材からコイルバネ状に加工したものを用い
ているが、板材から加工した板バネを使用することも可
能である。図８は板材より加工した板バネ２４の例を示
している。また図９はその板バネ２４を複数個使用した
場合の、成形装置の実施例を示したものである。
【００３７】形状記憶合金としては、例えばＮｉ−Ｔｉ
合金(Ni:54-56wt%,Ti:残り)、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金(N
i:53-55wt%,Co:1-3wt%,Ti:残り)、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合
金(Ni:47-50wt%,Cu:5-8wt%,Ti:残り)等を使用できる。
合金(Ni:54-56wt%,Ti:残り)、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金(N
i:53-55wt%,Co:1-3wt%,Ti:残り)、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合
金(Ni:47-50wt%,Cu:5-8wt%,Ti:残り)等を使用できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のレンズ成
形装置は、小型で高精度の光学レンズ素子を、簡素な装
置で効率的に製作可能にするものであり、生産数量の急
速な増加に対しても、多大な設備投資を必要とせず、短
期間で対処可能である。従って初期投資経費，設備運転
経費など総合的な経費が低減化でき、その波及効果とし
て製品のコストダウンが図れる。
形装置は、小型で高精度の光学レンズ素子を、簡素な装
置で効率的に製作可能にするものであり、生産数量の急
速な増加に対しても、多大な設備投資を必要とせず、短
期間で対処可能である。従って初期投資経費，設備運転
経費など総合的な経費が低減化でき、その波及効果とし
て製品のコストダウンが図れる。
【００３９】また従来のように生産数量の増加にほぼ比
例して、大型の設備を導入する必要がないので装置面積
が節約でき、より少ない面積のなかでも増産が達成でき
る。
例して、大型の設備を導入する必要がないので装置面積
が節約でき、より少ない面積のなかでも増産が達成でき
る。
【図１】本発明の一実施例で使用する金型ユニットの断
面図。
面図。
【図２】本発明の一実施例のレンズ成形装置全体の断面
図。
図。
【図３】本発明の一実施例の装置基盤の上に、組合せ済
み金型を載置するときの状態を示す断面図。
み金型を載置するときの状態を示す断面図。
【図４】本発明の一実施例の装置筐体の構成を示す断面
図。
図。
【図５】本発明の一実施例の加圧バネ(形状合金製)の初
期形状を示す断面図。
期形状を示す断面図。
【図６】本発明の一実施例の成形工程を終了し、金型内
に成形レンズが造形されたときの状態を示す断面図。
に成形レンズが造形されたときの状態を示す断面図。
【図７】本発明の一実施例のベルトコンベアー式の加熱
炉を示す断面図。
炉を示す断面図。
【図８】本発明の一実施例の形状記憶合金の板材を使用
した板バネの形状図。
した板バネの形状図。
【図９】同、板バネを用いた成形装置の例を示す断面
図。
図。
【図１０】従来例の金型部材３点を組み合わせ、中に成
形材料を収納したときの断面図。
形材料を収納したときの断面図。
【図１１】同、単プレスステージ熱プレス成形機に組立
済み金型を載置した断面図。
済み金型を載置した断面図。
【図１２】同、図１２より上押圧板が下降し、上パンチ
型に接した状態を示す断面図。
型に接した状態を示す断面図。
【図１３】同、金型を押圧板に固定する方式の成型機の
プレスステージ部を示す断面図。
プレスステージ部を示す断面図。
【図１４】同、金型順送方式の成型機の概要図。
１ 下パンチ型 ２ 上パンチ型 ３ 胴型 ４，５ レンズ形状創成面 ６ 成形材料 ７ 金型ユニット ８ 装置筐体 ９ 装置基盤 １０ 押圧ピストン １１ ストッパリング １２ ナット １３ 加圧バネ １４ 締結リング １５ 成形レンズ １６ ベルトコンベアー式加熱炉 ２０ プレス成形機 ２１ 上押圧板 ２２ 下押圧板 ２３ シリンダ ２４ 板バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 19/03 Ｃ２２Ｃ 19/03 Ａ // Ｂ２９Ｋ 101:00
Claims (11)
- 【請求項１】 成形素材をプレスして前記成形素材の表
面に所望の形状を転写するための金型手段と、前記金型
手段に押圧力を加える手段を含む光学素子の成形装置に
おいて、前記金型手段に押圧力を加える手段が、所定の
形状に加工された形状記憶合金と、前記形状記憶合金を
形状復帰温度以上に加熱する手段からなり、前記形状記
憶合金を加熱することにより記憶された形状に復帰する
時の復帰力を利用して、前記金型手段に押圧力を加える
ことを特徴とする光学素子の成形装置。 - 【請求項２】 形状記憶合金を螺旋状のコイルバネ形状
に加工した請求項１に記載の光学素子の成形装置。 - 【請求項３】 形状記憶合金を円錐状の渦巻きバネ形状
に加工した請求項１に記載の光学素子の成形装置。 - 【請求項４】 形状記憶合金を円盤状または花弁状の板
バネに加工した請求項１に記載の光学素子の成形装置。 - 【請求項５】 円盤状または花弁状の板バネに加工され
た形状記憶合金を複数個用いる請求項１または３に記載
の光学素子の成形装置。 - 【請求項６】 前記金型手段と形状記憶合金を、一体の
容器の中に配置した請求項１に記載の光学素子の成形装
置。 - 【請求項７】 成形素材をプレスして前記成形素材を所
望の形状に成形するための金型手段と、所定の形状及び
特性に加工された形状記憶合金と、前記形状記憶合金の
形状復帰時の復帰力を受け取る押圧部材と、前記形状記
憶合金と押圧部材が配設された筐体と、前記金型手段が
載置される基盤と、前記筐体と基盤とを締結するための
締結部材とを備えたことを特徴とする光学素子の成形装
置。 - 【請求項８】 成形素材をプレスして前記成形素材の表
面に所望の形状を転写するための金型手段と、所定の形
状に加工された形状記憶合金を具備し、前記形状記憶合
金を形状復帰温度以上に加熱することにより、加工記憶
された形状に復帰する時の復帰力を利用して、前記金型
手段に押圧力が加えて光学素子を成形する光学素子の製
造方法。 - 【請求項９】 形状記憶合金を螺旋状のコイルバネ形状
に加工した請求項８に記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項１０】 形状記憶合金を円盤状または花弁状の
板バネに加工した請求項８に記載の光学素子の製造方
法。 - 【請求項１１】 前記金型手段と形状記憶合金を、一体
の容器の中に配置した請求項８に記載の光学素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333195A JP2000159528A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 光学素子の成形装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333195A JP2000159528A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 光学素子の成形装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000159528A true JP2000159528A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18263382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10333195A Pending JP2000159528A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 光学素子の成形装置及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000159528A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100341807C (zh) * | 2003-04-28 | 2007-10-10 | Hoya株式会社 | 压模成形设备和制造光学元件的方法 |
| US7833451B2 (en) * | 2006-01-24 | 2010-11-16 | Fujifilm Corporation | Mold and molding method |
| US7950253B2 (en) | 2006-06-13 | 2011-05-31 | Fujifilm Corporation | Molding device and method for setting up mold |
| CN108868766A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-23 | 彭素珍 | 一种煤矿开采用冲击装置 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10333195A patent/JP2000159528A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100341807C (zh) * | 2003-04-28 | 2007-10-10 | Hoya株式会社 | 压模成形设备和制造光学元件的方法 |
| US7833451B2 (en) * | 2006-01-24 | 2010-11-16 | Fujifilm Corporation | Mold and molding method |
| US7950253B2 (en) | 2006-06-13 | 2011-05-31 | Fujifilm Corporation | Molding device and method for setting up mold |
| CN108868766A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-23 | 彭素珍 | 一种煤矿开采用冲击装置 |
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