JP2002167225A - 成形用金型および該金型を用いた成形方法 - Google Patents
成形用金型および該金型を用いた成形方法Info
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- JP2002167225A JP2002167225A JP2000362696A JP2000362696A JP2002167225A JP 2002167225 A JP2002167225 A JP 2002167225A JP 2000362696 A JP2000362696 A JP 2000362696A JP 2000362696 A JP2000362696 A JP 2000362696A JP 2002167225 A JP2002167225 A JP 2002167225A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/122—Heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/46—Lenses, e.g. bi-convex
- C03B2215/47—Bi-concave
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周辺部が中央部より肉厚である光学素子をプ
レス成形するに当たって、肉厚の周辺部のヒケを少なく
することのできるプレス成形用金型を提供する。 【解決手段】 上下金型、プリフォーム保持体および胴
型を含んで構成され、熱伝導が胴型−金型−プリフォー
ム保持体の経路でなされるように上記構成成分が配置さ
れてなることを特徴とする中央部よりも周辺部の方が肉
厚の大きい成形品を成形するための成形用金型。プリフ
ォーム保持体を構成する材料が下型を構成する材料より
も熱伝導率の高い材料からなる上記成形用金型。上記成
形用金型を用いて加圧中のプリフォーム全体の温度を略
均一に保持する成形方法。
レス成形するに当たって、肉厚の周辺部のヒケを少なく
することのできるプレス成形用金型を提供する。 【解決手段】 上下金型、プリフォーム保持体および胴
型を含んで構成され、熱伝導が胴型−金型−プリフォー
ム保持体の経路でなされるように上記構成成分が配置さ
れてなることを特徴とする中央部よりも周辺部の方が肉
厚の大きい成形品を成形するための成形用金型。プリフ
ォーム保持体を構成する材料が下型を構成する材料より
も熱伝導率の高い材料からなる上記成形用金型。上記成
形用金型を用いて加圧中のプリフォーム全体の温度を略
均一に保持する成形方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス等の光学素
材を加熱軟化状態でプレスして光学素子を成形する金型
であって、特に中央部よりも周辺部の方が肉厚の大きい
成形品を成形するための光学素子成形用金型に関する。
材を加熱軟化状態でプレスして光学素子を成形する金型
であって、特に中央部よりも周辺部の方が肉厚の大きい
成形品を成形するための光学素子成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】レンズ等のガラス製光学素子製品は、一
般にプレス成形法によって製造されている。通常は最終
製品の形状に近い形のプリフォームを作成し、これを最
終製品を成形するための成形用金型に入れて、加熱し軟
化した状態でプレス成形して製造される。従来通常の成
形用金型の例は図１または図２で示される。図１は胴型
３のなかを摺動する上型１および下型２の間にプリフォ
ームを置いて胴型の外側からの加熱によりプリフォーム
を軟化したのち上下型で圧縮してプレス成形するもので
ある。また図２は図１のタイプにおいて胴型３の内壁に
プリフォームを保持するためのプリフォーム保持体が設
けられている。図２ではプリフォーム保持体は胴型の一
部を変形させることにより保持体を兼ねたものである
が、別に作成したプリフォーム保持体を胴型の内壁に取
り付けたものも使用されている。これらの図から明らか
なように、プリフォーム保持体がない場合はもちろんの
こと、プリフォーム保持体が使用される場合でも、プリ
フォームの端部は胴型を介して熱源に接しているためプ
リフォームの中央部よりも温度が高くなる。
般にプレス成形法によって製造されている。通常は最終
製品の形状に近い形のプリフォームを作成し、これを最
終製品を成形するための成形用金型に入れて、加熱し軟
化した状態でプレス成形して製造される。従来通常の成
形用金型の例は図１または図２で示される。図１は胴型
３のなかを摺動する上型１および下型２の間にプリフォ
ームを置いて胴型の外側からの加熱によりプリフォーム
を軟化したのち上下型で圧縮してプレス成形するもので
ある。また図２は図１のタイプにおいて胴型３の内壁に
プリフォームを保持するためのプリフォーム保持体が設
けられている。図２ではプリフォーム保持体は胴型の一
部を変形させることにより保持体を兼ねたものである
が、別に作成したプリフォーム保持体を胴型の内壁に取
り付けたものも使用されている。これらの図から明らか
なように、プリフォーム保持体がない場合はもちろんの
こと、プリフォーム保持体が使用される場合でも、プリ
フォームの端部は胴型を介して熱源に接しているためプ
リフォームの中央部よりも温度が高くなる。
【０００３】加熱成形においては、胴型、金型構成の成
形用金型を用いてガラス等の光学素子をプレス成形する
と、冷却の段階で、肉厚の大きい部分では、内部よりも
先に表面が固化し、その後に内部が冷却されるため内部
の冷却収縮に伴って表面が引き込まれて製品にヒケを生
じるという問題が発生し易いが、図１または図２のよう
な従来の成形用金型では端部の方が温度変化が大きいた
め、特に成形する光学素子の形状が中央部よりも周辺部
の方が厚い場合には、周辺部にヒケがより生じ易く、そ
の結果意図した形状の製品が得られない結果となる。
形用金型を用いてガラス等の光学素子をプレス成形する
と、冷却の段階で、肉厚の大きい部分では、内部よりも
先に表面が固化し、その後に内部が冷却されるため内部
の冷却収縮に伴って表面が引き込まれて製品にヒケを生
じるという問題が発生し易いが、図１または図２のよう
な従来の成形用金型では端部の方が温度変化が大きいた
め、特に成形する光学素子の形状が中央部よりも周辺部
の方が厚い場合には、周辺部にヒケがより生じ易く、そ
の結果意図した形状の製品が得られない結果となる。
【０００４】これを更に説明すると、従来の胴型・金型
構成では、加熱過程または温度保持過程で、各部の温度
分布が 胴型部温度≧プリフォーム保持体部温度≧金型部温度 となり、また一方、冷却時の温度分布は 胴型部温度≦プリフォーム保持体部温度≦金型部温度 となり、被成形体であるガラスにとっては、胴型部に接
する周辺部がより大きい冷却速度を受けることになるた
めであると考えられる。そのため周辺部の方が厚みが大
きい成形体では周辺部のヒケが更に大きくなるという問
題が発生する。
構成では、加熱過程または温度保持過程で、各部の温度
分布が 胴型部温度≧プリフォーム保持体部温度≧金型部温度 となり、また一方、冷却時の温度分布は 胴型部温度≦プリフォーム保持体部温度≦金型部温度 となり、被成形体であるガラスにとっては、胴型部に接
する周辺部がより大きい冷却速度を受けることになるた
めであると考えられる。そのため周辺部の方が厚みが大
きい成形体では周辺部のヒケが更に大きくなるという問
題が発生する。
【０００５】このような周辺部のヒケを解決するため
に、特公平４-２０８５５号公報では、一方の金型を輪
帯状に分割構成し、分割された部分を別々に温度設定お
よび温度制御しつつプレス成形する方法が開示されてい
る。しかしこの方法では、金型の輪帯状に分割された境
界部が製品の表面に段差として残る問題を避け難い。ま
た、特開平２-１３３３２５号公報には、ガラス素材を
加熱軟化するに当たり、上記ガラス素材の厚肉部の温度
が薄肉部の温度より低くなるように加熱する方法が開示
されている。しかし、薄肉部の温度をより高くしても薄
肉部は熱容量が小さいためすぐに冷却してしまうため、
より高温の状態を保持できず、十分な効果が得られな
い。
に、特公平４-２０８５５号公報では、一方の金型を輪
帯状に分割構成し、分割された部分を別々に温度設定お
よび温度制御しつつプレス成形する方法が開示されてい
る。しかしこの方法では、金型の輪帯状に分割された境
界部が製品の表面に段差として残る問題を避け難い。ま
た、特開平２-１３３３２５号公報には、ガラス素材を
加熱軟化するに当たり、上記ガラス素材の厚肉部の温度
が薄肉部の温度より低くなるように加熱する方法が開示
されている。しかし、薄肉部の温度をより高くしても薄
肉部は熱容量が小さいためすぐに冷却してしまうため、
より高温の状態を保持できず、十分な効果が得られな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、周辺部が中
央部より肉厚である光学素子をプレス成形するに当たっ
て、肉厚の周辺部のヒケを少なくすることができ、設計
形状をより正確に再現した成形体を得ることができるプ
レス成形用金型を提供するものである。
央部より肉厚である光学素子をプレス成形するに当たっ
て、肉厚の周辺部のヒケを少なくすることができ、設計
形状をより正確に再現した成形体を得ることができるプ
レス成形用金型を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下金型、プ
リフォーム保持体および胴型を含んで構成され、熱伝導
が胴型−金型−プリフォーム保持体の経路でなされるよ
うに上記構成成分が配置されてなることを特徴とする中
央部よりも周辺部の方が肉厚の大きい成形品を成形する
ための成形用金型に関する。特に、本発明は、プリフォ
ーム保持体を構成する材料が下型を構成する材料よりも
熱伝導率の高い材料からなる上記成形用金型に関する。
上記において、中央部よりも周辺部の方が肉厚の大きい
成形品とは、例えば凹レンズのような製品をいう。
リフォーム保持体および胴型を含んで構成され、熱伝導
が胴型−金型−プリフォーム保持体の経路でなされるよ
うに上記構成成分が配置されてなることを特徴とする中
央部よりも周辺部の方が肉厚の大きい成形品を成形する
ための成形用金型に関する。特に、本発明は、プリフォ
ーム保持体を構成する材料が下型を構成する材料よりも
熱伝導率の高い材料からなる上記成形用金型に関する。
上記において、中央部よりも周辺部の方が肉厚の大きい
成形品とは、例えば凹レンズのような製品をいう。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の金型構成によると、従来
の図１のようにガラスプリフォームの周辺部が直接胴型
に接していたり、従来の図２のようにプリフォーム保持
体が胴型に接してそこから直接加熱、または冷却される
形状と異なり、図３および図４に示すように、プリフォ
ーム保持体は胴型とは熱伝導的に遮断され、金型を介し
て胴型とつながっているため、熱は胴型から直接伝達さ
れず、金型を介してプリフォーム保持体に伝達されるよ
うになっている。そのため胴型から加熱される段階で
は、温度の高さは 胴型部温度≧金型部温度≧プリフォーム保持体部温度 となる。一方冷却の段階では、自然に冷却される場合で
あれ、外部から強制的に冷却される場合であれ、いずれ
にしても内部ほど冷却速度が遅いため、冷却過程での各
部分の温度分布は 胴型部温度≦金型部温度≦プリフォーム保持体部温度 となる。このようにプリフォーム保持体よりも金型部の
方が温度変化が大きい。そのためプリフォーム自体は金
型に接している中央部よりもプリフォーム保持体に接し
ている周辺部の方の温度変化を小さくすることができ
る。この結果周辺部における熱成形におけるヒケを少な
くすることができ、意図して形状に極めて近い形状の成
形体を得ることができる。
の図１のようにガラスプリフォームの周辺部が直接胴型
に接していたり、従来の図２のようにプリフォーム保持
体が胴型に接してそこから直接加熱、または冷却される
形状と異なり、図３および図４に示すように、プリフォ
ーム保持体は胴型とは熱伝導的に遮断され、金型を介し
て胴型とつながっているため、熱は胴型から直接伝達さ
れず、金型を介してプリフォーム保持体に伝達されるよ
うになっている。そのため胴型から加熱される段階で
は、温度の高さは 胴型部温度≧金型部温度≧プリフォーム保持体部温度 となる。一方冷却の段階では、自然に冷却される場合で
あれ、外部から強制的に冷却される場合であれ、いずれ
にしても内部ほど冷却速度が遅いため、冷却過程での各
部分の温度分布は 胴型部温度≦金型部温度≦プリフォーム保持体部温度 となる。このようにプリフォーム保持体よりも金型部の
方が温度変化が大きい。そのためプリフォーム自体は金
型に接している中央部よりもプリフォーム保持体に接し
ている周辺部の方の温度変化を小さくすることができ
る。この結果周辺部における熱成形におけるヒケを少な
くすることができ、意図して形状に極めて近い形状の成
形体を得ることができる。
【０００９】本発明の成形用金型およびこの金型を用い
た凹レンズの製造工程を図３を用いて以下に説明する。
本発明の金型は胴型３と、胴型の内部を摺動して嵌合す
る上下金型（上型１および下型２）および下型の上部に
取り付けられたプリフォーム保持体４を含んでなる。プ
リフォームはプリフォーム保持体の所定部分に保持する
ことができるため位置ずれを生じることなく安全に成形
が可能となる。本発明の特徴は、プリフォームに熱を伝
える金型とプリフォーム保持体の温度差を小さくして、
プリフォーム全体が略均一に加熱冷却されるように設計
されていることにある。そのために本発明では、プリフ
ォーム保持体４は従来のような胴型３との接触はなく、
下型２（圧縮時には上型１とも）とのみ接している。こ
れにより胴型の外側のヒーターからの熱は、胴型−下型
−プリフォーム保持体の経路で伝達される。したがって
プリフォームを加熱する二次の熱源である下型とプリフ
ォーム保持体の温度差が少ないのでプリフォームへの加
熱も略等しくなる。但し、プリフォーム保持体は熱源か
ら最も遠いので、プリフォーム保持体に接するプリフォ
ーム端部は、中央部よりも若干低温となる。
た凹レンズの製造工程を図３を用いて以下に説明する。
本発明の金型は胴型３と、胴型の内部を摺動して嵌合す
る上下金型（上型１および下型２）および下型の上部に
取り付けられたプリフォーム保持体４を含んでなる。プ
リフォームはプリフォーム保持体の所定部分に保持する
ことができるため位置ずれを生じることなく安全に成形
が可能となる。本発明の特徴は、プリフォームに熱を伝
える金型とプリフォーム保持体の温度差を小さくして、
プリフォーム全体が略均一に加熱冷却されるように設計
されていることにある。そのために本発明では、プリフ
ォーム保持体４は従来のような胴型３との接触はなく、
下型２（圧縮時には上型１とも）とのみ接している。こ
れにより胴型の外側のヒーターからの熱は、胴型−下型
−プリフォーム保持体の経路で伝達される。したがって
プリフォームを加熱する二次の熱源である下型とプリフ
ォーム保持体の温度差が少ないのでプリフォームへの加
熱も略等しくなる。但し、プリフォーム保持体は熱源か
ら最も遠いので、プリフォーム保持体に接するプリフォ
ーム端部は、中央部よりも若干低温となる。
【００１０】上記本発明の成形用金型を用いて、両端部
の方が厚みの大きい光学素子、例えば凹レンズを製造す
る方法には、まず、下金型２に、プリフォーム保持体４
を取り付け、その状態で胴型３の所定の位置に組み込
む。次いで凹レンズの中間製品であるプリフォーム５を
保持体４のプリフォーム保持位置に置き、上型１を胴型
３の所定の位置に組み込む。図３はこの段階を表してい
る。胴型を含むプレス成形機内の領域を窒素ガスその他
の不活性ガスで置換して、胴型の外側からヒーター６に
よって加熱昇温する。胴型部の温度が所定温度に達した
時点で昇温を止めその温度に、１５〜３０秒間、例えば
２０秒間保持する。保持完了後、加熱を止め、冷却を開
始する（冷却速度：６０〜１２０℃／分）。加圧は昇温
完了直後から開始し、加圧している金型がほぼ静止した
状態になるまで加圧状態を保持する。その後上型を引き
上げる。この時冷却を強制冷却に切り換え、（Ｔｇ−１
００）℃以下の温度まで冷却（冷却速度：１２０〜２０
０℃／分）し、その後成形されたガラスを取り出すこと
によって最終製品が得られる。
の方が厚みの大きい光学素子、例えば凹レンズを製造す
る方法には、まず、下金型２に、プリフォーム保持体４
を取り付け、その状態で胴型３の所定の位置に組み込
む。次いで凹レンズの中間製品であるプリフォーム５を
保持体４のプリフォーム保持位置に置き、上型１を胴型
３の所定の位置に組み込む。図３はこの段階を表してい
る。胴型を含むプレス成形機内の領域を窒素ガスその他
の不活性ガスで置換して、胴型の外側からヒーター６に
よって加熱昇温する。胴型部の温度が所定温度に達した
時点で昇温を止めその温度に、１５〜３０秒間、例えば
２０秒間保持する。保持完了後、加熱を止め、冷却を開
始する（冷却速度：６０〜１２０℃／分）。加圧は昇温
完了直後から開始し、加圧している金型がほぼ静止した
状態になるまで加圧状態を保持する。その後上型を引き
上げる。この時冷却を強制冷却に切り換え、（Ｔｇ−１
００）℃以下の温度まで冷却（冷却速度：１２０〜２０
０℃／分）し、その後成形されたガラスを取り出すこと
によって最終製品が得られる。
【００１１】本発明の効果を更に促進するために、プリ
フォーム保持体を構成する材料として下型を構成する材
料より熱伝導率の高い材料を使用することがより好まし
い。プリフォーム保持体を構成する材料として金型を構
成する材料よりも熱伝導率の高い材料を使用することに
より金型との温度差がより小さくなり、目標の形状に極
めて近い成形体を得ることができるからである。このよ
うな高熱伝導材料としては、例えば、金型としてタング
ステンカーバイド（熱伝導率 ０.１９cal/cm・s・℃）を
使用する場合、プリフォーム保持体用材料としてはアン
ビロイ材（三菱マテリアル社製；タングステン系合金、
熱伝導率０.３１cal/cm・s・℃）、ヘビアロイ（日本タン
グステン社製；タングステン系合金、熱伝導率 ０.２６
cal/cm・s・℃）、カーボン（東海カーボン社製；Ｇ５４
０、熱伝導率 ０.２２cal/cm・s・℃）、ＳｉＣ（熱伝導
率 ０.２cal/cm・s・℃）等を用いることができる。
フォーム保持体を構成する材料として下型を構成する材
料より熱伝導率の高い材料を使用することがより好まし
い。プリフォーム保持体を構成する材料として金型を構
成する材料よりも熱伝導率の高い材料を使用することに
より金型との温度差がより小さくなり、目標の形状に極
めて近い成形体を得ることができるからである。このよ
うな高熱伝導材料としては、例えば、金型としてタング
ステンカーバイド（熱伝導率 ０.１９cal/cm・s・℃）を
使用する場合、プリフォーム保持体用材料としてはアン
ビロイ材（三菱マテリアル社製；タングステン系合金、
熱伝導率０.３１cal/cm・s・℃）、ヘビアロイ（日本タン
グステン社製；タングステン系合金、熱伝導率 ０.２６
cal/cm・s・℃）、カーボン（東海カーボン社製；Ｇ５４
０、熱伝導率 ０.２２cal/cm・s・℃）、ＳｉＣ（熱伝導
率 ０.２cal/cm・s・℃）等を用いることができる。
【００１２】
【実施例】以下実施例により、本発明をより詳細に且つ
具体的に説明する。実施例 １ 図３に示す金型構成（金型の上型はＳＲ３０ｍｍの凸
面、下型はＳＲ４２ｍｍの凸面、成形されるべきレンズ
は両凹で、直径φ２３ｍｍ、最外部厚さ４.７ｍｍ、中
心厚さ１ｍｍ）を用いて光学素子のプレス成形を行っ
た。下金型２に、プリフォーム保持体４を取り付け、そ
の状態で胴型３の所定の位置に設置した。次いで円板状
のガラスプリフォーム５〔商品名「ＬａＦ７１」(ミノ
ルタ社製)；径２３ｍｍ、厚さ３ｍｍ〕を保持体４のプ
リフォーム保持位置に置き、上型１を胴型３の所定の位
置に配置し、胴型を含む領域を窒素ガスで置換して、胴
型の外側からヒーター６によって加熱昇温した。胴型の
温度が７５０℃に達した時点で昇温を止め、同時にその
温度で２０秒保持したのち加熱を止め、冷却速度１００
℃／分で冷却を開始した。加圧は昇温完了直後から開始
し、その時点でのプリフォーム中央部温度は７３０℃、
周辺部の温度は７２５℃であった。加圧は図示していな
い成形機を用いて行われ、中央部の厚さが１ｍｍとなる
ところまで押圧成形を行った。胴型温度が５５０℃まで
下がった時点で加圧を止め、上型を引き上げ、さらに４
００℃まで下がったところで、成形されたガラスを取り
出した。ガラス成形体は周辺部にもヒケがほとんど認め
られず、光学レンズとして良好な所望の成形品が得られ
た。なお、ここでは、金型およびプリフォーム保持体に
はタングステンを使用した。また金型の成形体に接する
面の曲率は、上型がＳＲ３０、下型がＳＲ４２のものを
用いた。
具体的に説明する。実施例 １ 図３に示す金型構成（金型の上型はＳＲ３０ｍｍの凸
面、下型はＳＲ４２ｍｍの凸面、成形されるべきレンズ
は両凹で、直径φ２３ｍｍ、最外部厚さ４.７ｍｍ、中
心厚さ１ｍｍ）を用いて光学素子のプレス成形を行っ
た。下金型２に、プリフォーム保持体４を取り付け、そ
の状態で胴型３の所定の位置に設置した。次いで円板状
のガラスプリフォーム５〔商品名「ＬａＦ７１」(ミノ
ルタ社製)；径２３ｍｍ、厚さ３ｍｍ〕を保持体４のプ
リフォーム保持位置に置き、上型１を胴型３の所定の位
置に配置し、胴型を含む領域を窒素ガスで置換して、胴
型の外側からヒーター６によって加熱昇温した。胴型の
温度が７５０℃に達した時点で昇温を止め、同時にその
温度で２０秒保持したのち加熱を止め、冷却速度１００
℃／分で冷却を開始した。加圧は昇温完了直後から開始
し、その時点でのプリフォーム中央部温度は７３０℃、
周辺部の温度は７２５℃であった。加圧は図示していな
い成形機を用いて行われ、中央部の厚さが１ｍｍとなる
ところまで押圧成形を行った。胴型温度が５５０℃まで
下がった時点で加圧を止め、上型を引き上げ、さらに４
００℃まで下がったところで、成形されたガラスを取り
出した。ガラス成形体は周辺部にもヒケがほとんど認め
られず、光学レンズとして良好な所望の成形品が得られ
た。なお、ここでは、金型およびプリフォーム保持体に
はタングステンを使用した。また金型の成形体に接する
面の曲率は、上型がＳＲ３０、下型がＳＲ４２のものを
用いた。
【００１３】図５に実施例１の成形時間における各部の
温度推移を示す。ここでの成形サイクルは５分である。
成形温度に加熱する過程では、胴型が先に昇温し、それ
を金型そしてわずかの差でプリフォーム保持体が昇温さ
れる。胴型が成形温度に達した後、３０秒間その温度を
維持し、冷却工程に移る。加圧は、胴型が成形温度に達
した直後に始まり、目標の芯厚に到達するまで約１５０
秒間続く。冷却工程では胴型と接している金型がプリフ
ォーム保持体より若干早く温度が下がる。全体として、
金型とプリフォーム保持体は略同じ温度で推移した。比
較のため、胴型にプリフォームを保持する従来構成での
温度推移を図６に示す。成形温度に加熱する過程では、
胴型が先に昇温し、次にプリフォーム保持体、そして金
型の順に昇温される。胴型の温度推移および加圧時間は
図５と同じであるが、冷却工程において、胴型と接して
いるプリフォーム保持体が胴型とほぼ同じ速度で温度が
下がり、金型は前二者より冷却が遅れる。したがって、
プリフォームの端部は、中央部に較べて温度変化が大き
いのでヒケが生じ易くなる。
温度推移を示す。ここでの成形サイクルは５分である。
成形温度に加熱する過程では、胴型が先に昇温し、それ
を金型そしてわずかの差でプリフォーム保持体が昇温さ
れる。胴型が成形温度に達した後、３０秒間その温度を
維持し、冷却工程に移る。加圧は、胴型が成形温度に達
した直後に始まり、目標の芯厚に到達するまで約１５０
秒間続く。冷却工程では胴型と接している金型がプリフ
ォーム保持体より若干早く温度が下がる。全体として、
金型とプリフォーム保持体は略同じ温度で推移した。比
較のため、胴型にプリフォームを保持する従来構成での
温度推移を図６に示す。成形温度に加熱する過程では、
胴型が先に昇温し、次にプリフォーム保持体、そして金
型の順に昇温される。胴型の温度推移および加圧時間は
図５と同じであるが、冷却工程において、胴型と接して
いるプリフォーム保持体が胴型とほぼ同じ速度で温度が
下がり、金型は前二者より冷却が遅れる。したがって、
プリフォームの端部は、中央部に較べて温度変化が大き
いのでヒケが生じ易くなる。
【００１４】実施例 ２ 図４に示す金型構成を用いて光学素子のプレス成形を行
った。プリフォームとして「ＬａＦ７１」の溶融ガラス
から直接製作したほぼ球形のゴブプリフォーム（直径２
３ｍｍ）を用いた。金型は成形面曲率および材質ともに
実施例１と同じものを用いた。プリフォーム保持体はタ
ングステンよりも熱伝導率の高い「アンビロイ」（商品
名；三菱マテリアル社製）で製作したものであり、また
プリフォームが円板でなく球形であるため、プリフォー
ムを保持するための内部段差を必要としないため、図４
に示すように一様な内径を持つものを使用した。加圧成
形機（図示していない）内に胴型、上下金型およびゴブ
プリフォームを設置したのち、実施例１と同様に内部を
窒素置換して、ＲＦ加熱装置で加熱を開始した。胴型の
温度が７５０℃になった時点で加熱を止め、その温度を
保持した状態（この時点でプリフォーム中央部の温度は
７３０℃、周辺部の温度は７３０℃であった）で１２０
秒間加圧した。実施例１と同様に冷却して成形されたガ
ラスを取り出した。ガラス成形体は周辺部にもヒケがほ
とんど認められず、光学レンズとして良好な所望の成形
品が得られた。
った。プリフォームとして「ＬａＦ７１」の溶融ガラス
から直接製作したほぼ球形のゴブプリフォーム（直径２
３ｍｍ）を用いた。金型は成形面曲率および材質ともに
実施例１と同じものを用いた。プリフォーム保持体はタ
ングステンよりも熱伝導率の高い「アンビロイ」（商品
名；三菱マテリアル社製）で製作したものであり、また
プリフォームが円板でなく球形であるため、プリフォー
ムを保持するための内部段差を必要としないため、図４
に示すように一様な内径を持つものを使用した。加圧成
形機（図示していない）内に胴型、上下金型およびゴブ
プリフォームを設置したのち、実施例１と同様に内部を
窒素置換して、ＲＦ加熱装置で加熱を開始した。胴型の
温度が７５０℃になった時点で加熱を止め、その温度を
保持した状態（この時点でプリフォーム中央部の温度は
７３０℃、周辺部の温度は７３０℃であった）で１２０
秒間加圧した。実施例１と同様に冷却して成形されたガ
ラスを取り出した。ガラス成形体は周辺部にもヒケがほ
とんど認められず、光学レンズとして良好な所望の成形
品が得られた。
【００１５】なお、本発明は、プリフォームの加熱開始
から成形品取出しまでの成形サイクルが短い成形におい
て、特に有効である。即ち、常にプリフォーム全体が略
均一の温度なので、短時間で加熱・冷却してもプリフォ
ーム内で温度分布が少なく、ヒケが生じにくい。本発明
であれば、例えば成形サイクルが７分以内であってもヒ
ケの少ない成形が可能である。また本明細書において、
プリフォームの温度分布について用いている、「略均
一」という表現は、温度差が約１０℃以内であることを
意味している。
から成形品取出しまでの成形サイクルが短い成形におい
て、特に有効である。即ち、常にプリフォーム全体が略
均一の温度なので、短時間で加熱・冷却してもプリフォ
ーム内で温度分布が少なく、ヒケが生じにくい。本発明
であれば、例えば成形サイクルが７分以内であってもヒ
ケの少ない成形が可能である。また本明細書において、
プリフォームの温度分布について用いている、「略均
一」という表現は、温度差が約１０℃以内であることを
意味している。
【００１６】
【発明の効果】本発明の成形用金型を用いることにより
中央部より周辺部の厚みが大きい形状の光学素子をヒケ
をほとんど生じることなく設計通りにプレス成形するこ
とができる。
中央部より周辺部の厚みが大きい形状の光学素子をヒケ
をほとんど生じることなく設計通りにプレス成形するこ
とができる。
【図１】 従来のプレフォーム保持体を使用しない成形
用金型の断面模式図。
用金型の断面模式図。
【図２】 従来のプレフォーム保持体を備えた成形用金
型の断面模式図。
型の断面模式図。
【図３】 本発明の成形用金型の断面模式図。
【図４】 本発明の別の成形用金型の断面模式図。
【図５】加熱成形工程での金型内各部温度推移（本発
明）
明）
【図６】加熱成形工程での金型内各部温度推移（従来金
型）
型）
１：上金型、 ２：下金型、 ３：胴型、 ４：プリフォーム保持体、 ５：プリフォーム、 ６：加熱ヒーター、 ７：胴型内の空洞部、 Ａ：胴型部、 Ｂ：金型部、 Ｃ：プリフォーム保持体部。
Claims (3)
- 【請求項１】 上下金型、プリフォーム保持体および胴
型を含んで構成され、熱伝導が胴型−金型−プリフォー
ム保持体の経路でなされるように上記構成成分が配置さ
れてなることを特徴とする中央部よりも周辺部の方が肉
厚の大きい成形品を成形するための成形用金型。 - 【請求項２】 プリフォーム保持体を構成する材料が下
型を構成する材料よりも熱伝導率の高い材料からなる請
求項１に記載の成形用金型。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の成形用金型を
用いて、加圧中のプリフォーム全体の温度を略均一に保
つことを特徴とする成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000362696A JP2002167225A (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 成形用金型および該金型を用いた成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000362696A JP2002167225A (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 成形用金型および該金型を用いた成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002167225A true JP2002167225A (ja) | 2002-06-11 |
Family
ID=18833928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000362696A Pending JP2002167225A (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 成形用金型および該金型を用いた成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002167225A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225254A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-31 | Hoya Corp | モールドプレス成形型及び光学素子の製造方法 |
-
2000
- 2000-11-29 JP JP2000362696A patent/JP2002167225A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225254A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-31 | Hoya Corp | モールドプレス成形型及び光学素子の製造方法 |
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