JP2003226528A - Apparatus and method of forming lens element - Google Patents

Apparatus and method of forming lens element

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JP2003226528A
JP2003226528A JP2002025135A JP2002025135A JP2003226528A JP 2003226528 A JP2003226528 A JP 2003226528A JP 2002025135 A JP2002025135 A JP 2002025135A JP 2002025135 A JP2002025135 A JP 2002025135A JP 2003226528 A JP2003226528 A JP 2003226528A
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JP
Japan
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molding
mold
lens element
pressure
glass material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002025135A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotaka Kanbara
清隆 蒲原
Takeyuki Fujii
武幸 藤井
Hirotada Minafuji
裕祥 皆藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2003226528A publication Critical patent/JP2003226528A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/16Gearing or controlling mechanisms specially adapted for glass presses

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming apparatus in which elevating speed of a lower metallic mold is controlled while adding forming load by a cylinder and a material is inserted into the upper and lower metal mold to start the forming without giving impact load to prevent causing the change of the shape and the damage of the metallic mold. <P>SOLUTION: The forming apparatus is provided with the upper metallic mold 1 fixed to an upper heater block 4 in which a heater 6a is incorporated and the lower metallic mold 2 fixed to a lower heater block 5 in which a heater 6b is incorporated and which moves up and down by the cylinder 8 and a taper plate 9 acting by a pulse motor 10 for controlling the position and the elevating speed of the lower metallic mold 2 to heat and form a glass material in a tightly closed mold inside and is constituted so as to once stop the lower metallic mold before the mold is closed. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、ガラス成形製品で
あるガラス素子を金型を用いたプレスなどにより成形加
工するレンズ素子の成形装置及びその成形方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens element molding apparatus and a molding method for molding a glass element, which is a glass molded product, by a press or the like using a mold.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9に示す従来のレンズ素子の成形装置
は、上金型1を装着しヒータ6aを配置した上ヒータブ
ロック4と、スリーブ3を挿入した下金型2を装着しヒ
ータ6bを配置した下ヒータブロック5と、成形を行う
密閉空間であるヘッドの外の下部でシリンダと連結して
いる下シャフト7と、そして窒素を流入するパイプ26
からなるものであった。
2. Description of the Related Art A conventional lens element molding apparatus shown in FIG. 9 has an upper heater block 4 in which an upper die 1 is mounted and a heater 6a is arranged, and a lower die 2 in which a sleeve 3 is inserted, and a heater 6b. , A lower heater block 5 in which is arranged, a lower shaft 7 connected to a cylinder at a lower portion outside the head, which is a closed space for molding, and a pipe 26 for introducing nitrogen.
It consisted of

【0003】以上のように構成されたレンズ素子の成形
装置において、従来、ガラスを材料とするレンズ素子の
成形加工は、上下一対の金型近傍の温度を検出し、この
金型をガラス材料のガラス転移点温度以上でかつ軟化点
温度以下のガラス材料が成形可能な温度に加熱し、シリ
ンダと電空比例弁を用いて成形圧力を発生させることに
より成形加工していた。
In the lens element molding apparatus constructed as described above, conventionally, in the molding process of a lens element made of glass, the temperature in the vicinity of a pair of upper and lower molds is detected and the mold is made of a glass material. A glass material having a glass transition temperature or higher and a softening point temperature or lower is heated to a temperature at which a glass material can be molded, and a molding pressure is generated by using a cylinder and an electropneumatic proportional valve to perform molding.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この成形装置において
は、上金型と下金型がガラス材料を挟み込む際、シリン
ダの力により荷重を加えているため低速領域の速度制御
をすることが困難であった。そのため、金型に衝撃荷重
がかかり、金型形状が変形しレンズ素子の光学特性が不
安定になること、更に金型破損が発生するという問題点
を有していた。
In this molding apparatus, it is difficult to control the speed in the low speed region because the load is applied by the force of the cylinder when the upper die and the lower die sandwich the glass material. there were. Therefore, there is a problem that an impact load is applied to the mold, the mold shape is deformed, the optical characteristics of the lens element become unstable, and the mold is broken.

【0005】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、下金型の成形荷重はシリンダにより加えながら上昇
速度を制御し、衝撃荷重がかからない状態で材料を上下
金型に挟み込んで成形を開始し、金型の形状変化と破損
を起こさないレンズ素子の成形装置およびその成形方法
を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art by controlling the ascending speed while applying the molding load of the lower mold by a cylinder, and sandwiching the material between the upper and lower molds without impact load for molding. An object of the present invention is to provide a molding device and a molding method for a lens element that starts and does not cause shape change and damage of a mold.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を有する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution.

【0007】本発明の請求項1に記載の発明は、ガラス
からなるレンズ素子を加圧成形する曲面を有した一対の
金型と、前記一対の金型のうち少なくとも一方の金型を
所定圧力で進退動させる駆動手段と、前記駆動手段によ
り移動させた金型を、前記レンズ素子を構成するガラス
材料に当接させるより前に所定位置で一旦停止させ、そ
の後前記ガラス材料に当接させて加圧成形するストッパ
機能とを備えたレンズ素子の成形装置であり、これによ
り成形開始時の衝撃による金型の変形及び破損を低減で
きるという作用を有する。
According to a first aspect of the present invention, a pair of molds having curved surfaces for press-molding a lens element made of glass, and at least one mold of the pair of molds are pressed to a predetermined pressure. The driving means for advancing and retreating with, and the mold moved by the driving means are temporarily stopped at a predetermined position before being brought into contact with the glass material forming the lens element, and then brought into contact with the glass material. This is a molding device of a lens element having a stopper function for pressure molding, which has the effect of reducing deformation and damage of the mold due to impact at the start of molding.

【0008】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、金型の駆動手段をシリンダと
し、そのシリンダにより成形時の圧力を加える機構を備
えたレンズ素子の成形装置であり、これにより駆動源と
成形圧力供給減を一体化できるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the lens element molding apparatus is provided with a mechanism for driving the die by a cylinder, and a mechanism for applying pressure during molding by the cylinder. This has the effect that the drive source and the molding pressure supply reduction can be integrated.

【0009】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、ストッパ機能が密閉された成形
部と駆動源であるシリンダの間に配置されたテーパプレ
ートを有し、そのテーパプレートを左右方向に移動させ
ることにより下金型の上下方向の位置及び速度を制御で
きるように構成したレンズ素子の成形装置であり、これ
により成形開始時の衝撃を緩和できるという作用を有す
る。
According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, there is provided a taper plate disposed between a molding portion having a closed stopper function and a cylinder which is a drive source. The lens element molding apparatus is configured to control the vertical position and speed of the lower mold by moving the taper plate in the left-right direction. This has the effect of reducing the impact at the start of molding.

【0010】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
3記載の発明において、テーパプレートの駆動源をパル
スモータとしたレンズ素子の成形装置であり、これによ
り安価にストッパを構成できるという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, there is provided a lens element molding apparatus in which the drive source of the taper plate is a pulse motor, which makes it possible to inexpensively form a stopper. Have an effect.

【0011】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、密閉された成形部にパイプを通
じて窒素を流入する機能を有するレンズ素子の成形装置
であり、これにより成形部を酸化させずに窒素吹出し位
置を自由に決められるという作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, there is provided a molding device for a lens element having a function of introducing nitrogen into a sealed molding part through a pipe. It has the effect that the position of blowing out nitrogen can be freely determined without oxidizing.

【0012】本発明の請求項6に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、密閉された成形部に外部からガ
ラス材料を供給し且つ成形したレンズ素子を外部に取出
す回転テーブルと、上記回転テーブルと下金型の間をガ
ラス材料及びガラス素子をフレキシブルに傾斜可能な先
端ノズルにより真空吸着し搬送するレバーを有するレン
ズ素子の成形装置であり、これにより成形したガラス素
子を安定して搬送できるという作用を有する。
The invention according to claim 6 of the present invention is, in the invention according to claim 1, a rotary table for supplying a glass material from the outside to a sealed molding portion and taking out the molded lens element to the outside, This is a lens element molding device that has a lever that vacuum-adsorbs glass materials and glass elements with a tip nozzle that can be flexibly tilted between the rotary table and the lower die and conveys them. It has the effect of being able to.

【0013】本発明の請求項7に記載の発明は、請求項
2記載の発明において、シリンダの上下移動時と成形時
の圧力を切り替えるための電空比例弁と、下金型と連結
され成形ヘッドの外に配置された変位を検出するための
センサを有するレンズ素子の成形装置であり、これによ
り成形時の圧力と変位を見ながら自由に切り替えること
が出来るという作用を有する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, an electropneumatic proportional valve for switching the pressure during vertical movement of the cylinder and during molding is connected to the lower die, and the molding is performed. A molding device for a lens element having a sensor arranged outside the head for detecting a displacement, which has an effect of being able to freely switch while observing the pressure and the displacement during molding.

【0014】本発明の請求項8に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、上金型を弾性力を用いて上ヒー
タブロックに固定するためのプレート及びホルダーと、
下金型は固定せずに一定領域内で移動可能にし且つ下ヒ
ータブロックから外れないためのプレート及びホルダー
を有するレンズ素子の成形装置であり、これにより金型
が持つ精度に依存させながら成形できるという作用を有
する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a plate and a holder for fixing the upper die to the upper heater block by using elastic force,
The lower die is a molding device for a lens element that has a plate and a holder that can be moved within a certain area without being fixed, and that does not come off from the lower heater block. Therefore, molding can be performed depending on the precision of the die. Has the effect of.

【0015】本発明の請求項9に記載の発明は、請求項
1記載の発明において、600℃近傍の成形温度の環境
下で上金型及び下金型を真空吸着により固定するために
真空穴を有する上ヒータブロック及び下ヒータブロック
を有するレンズ素子の成形装置であり、これにより位置
合わせ精度が高く光学特性を安定させることができると
いう作用を有する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a vacuum hole for fixing the upper die and the lower die by vacuum suction under an environment of a molding temperature of about 600 ° C. It is a molding device of a lens element having an upper heater block and a lower heater block having the above, and has an effect that alignment accuracy is high and optical characteristics can be stabilized.

【0016】本発明の請求項10に記載の発明は、請求
項1記載の発明において、ガラス材料の近傍で強制的に
成形を完了させるために事前に高さ調整を行ったカラー
を下金型に有するレンズ素子の成形装置であり、これに
よりガラスからなるレンズ素子の厚みを安定させること
が出来るという作用を有する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the collar whose height is adjusted in advance in order to forcibly complete the molding in the vicinity of the glass material is a lower mold. The lens element molding apparatus has the function of stabilizing the thickness of the lens element made of glass.

【0017】本発明の請求項11に記載の発明は、ガラ
スからなるレンズ素子を加圧成形する曲面を有した一対
の金型のうち、少なくとも一方の金型を第1の圧力で移
動させ、前記一対の金型が前記レンズ素子を構成するガ
ラス材料を挟持するより前に前記第1の圧力で移動させ
た前記金型を所定位置で停止させ、その後、前記第1の
圧力で移動させたときより低速で前記金型を移動させて
前記ガラス材料を挟持し、前記第1の圧力より大きい第
2の圧力により前記ガラス材料を加圧成形するレンズ素
子の成形方法であり、これにより成形時開始時の衝撃に
よる金型の変形及び破損を低減できるという作用を有す
る。
According to an eleventh aspect of the present invention, at least one of a pair of molds having a curved surface for press-molding a lens element made of glass is moved at a first pressure, The mold moved by the first pressure was stopped at a predetermined position before the pair of molds sandwiched the glass material forming the lens element, and then moved by the first pressure. A molding method of a lens element, in which the mold is moved at a lower speed than the above to clamp the glass material, and the glass material is pressure-molded by a second pressure larger than the first pressure. It has the effect of reducing the deformation and damage of the mold due to the impact at the start.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて、本発
明の特に請求項1〜11に記載の発明について説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention described in claims 1 to 11 of the present invention will be described below with reference to embodiments.

【0019】図1は本発明の実施の形態におけるレンズ
素子の成形装置の要部構成斜視図、図2は同成形プロセ
スの温度、変位および圧力の特性図、図3は同装置の金
型構成部の要部断面図、図4(a),(b),(c)は
同装置の金型の事前合せ状態を示す要部断面図、図5は
同装置の金型部の要部断面図、図6(a),(b),
(c)は同装置の上金型の挿入状態を示す要部断面図、
図7は同装置の金型部の要部断面図、図8は同装置のレ
バー部の要部断面図である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a molding apparatus for a lens element according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of temperature, displacement and pressure in the molding process, and FIG. 3 is a mold configuration of the apparatus. 4A, 4B, and 4C are main-part cross-sectional views showing the pre-aligned state of the mold of the apparatus, and FIG. 5 is a cross-section of the main part of the mold of the apparatus. Figure, Figure 6 (a), (b),
(C) is a sectional view of an essential part showing an inserted state of the upper mold of the apparatus,
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a mold part of the device, and FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a lever part of the device.

【0020】図1において、1は成形加工の対象物であ
るガラスからなるレンズ素子を加圧成形する曲面を有し
た上金型、2は同じく上金型1に対応した下金型、3は
下金型2に挿入されたスリーブ、4は上金型1を加熱す
るためにヒータ6aを内蔵した上ヒータブロック、5は
下金型2を加熱するためにヒータ6bを内蔵した下ヒー
タブロック、7は上部に下ヒータブロック5を固定し、
下部においてシリンダ8と連結している下シャフト、1
0は固定系(図示せず)に取り付けられた駆動源のパル
スモータ、11はパルスモータ10と連動して回転する
ボールネジ、9はボールネジ11のナット部に取り付け
られ、容易に取り替え可能で、左右方向に移動するスト
ッパとなるテーパプレート、12は下シャフト7に取り
付けられたプレート13との距離を検出するためのセン
サ、14はテーパプレート9と接触する部分で下シャフ
ト7に取り付けられた回転体、15は密閉された成形ヘ
ッド内においてガラス材料の供給及び完成したレンズ素
子を取出すために、成形を行うための密閉空間であるヘ
ッドの下部に駆動源(図示せず)を有し、上下および揺
動可能なレバー、16はポケット17を有し成形を行う
ための密閉空間を構成する背面のプレートを支点に反転
する回転テーブルである。
In FIG. 1, 1 is an upper mold having a curved surface for press-molding a lens element made of glass which is an object to be molded, 2 is a lower mold corresponding to the upper mold 1, and 3 is a lower mold. A sleeve 4 inserted in the lower mold 2 is an upper heater block having a heater 6a for heating the upper mold 1, and a lower heater block 5 is a heater 6b having a heater 6b for heating the lower mold 2, 7, the lower heater block 5 is fixed to the upper part,
Lower shaft connected to the cylinder 8 at the lower part, 1
0 is a pulse motor of a drive source attached to a fixed system (not shown), 11 is a ball screw that rotates in conjunction with the pulse motor 10, 9 is attached to the nut portion of the ball screw 11, and can be easily replaced, A taper plate serving as a stopper that moves in the direction, a sensor 12 for detecting a distance from the plate 13 attached to the lower shaft 7, and a rotating body 14 attached to the lower shaft 7 at a portion in contact with the taper plate 9. , 15 has a drive source (not shown) in the lower part of the head, which is a closed space for molding in order to supply the glass material in the sealed molding head and to take out the completed lens element, A swingable lever, 16 is a rotary table which has a pocket 17 and which is turned upside down with a back plate constituting a closed space for molding as a fulcrum. A.

【0021】図2において、横軸は時間とし、縦軸に温
度、圧力、変位の推移を示している。温度においてT1
は30℃近傍の常温、T2はガラス転移点近傍で且つガ
ラス転移点以下の温度である供給取出温度、T3は成形
温度である。圧力においてP1は下金型2を上昇させガ
ラス材料24を挟み込む第1の圧力、P2は成形温度T
3にて成形を行う第2の圧力、P3は、成形温度T3に
おける成形完了確認後切り替えるP2より小さい圧力で
ある。変位においてS1は事前に設定された値であり全
体変形量のおよそ半分の変位、S2は変形速度が0にな
る時の変位である。
In FIG. 2, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents changes in temperature, pressure and displacement. T1 at temperature
Is a room temperature near 30 ° C., T2 is a supply / extraction temperature near the glass transition point and below the glass transition point, and T3 is a molding temperature. In the pressure, P1 is the first pressure for raising the lower mold 2 to sandwich the glass material 24, and P2 is the molding temperature T.
The second pressure P3 at which molding is performed at 3 is a pressure smaller than P2 which is switched after confirmation of completion of molding at the molding temperature T3. In the displacement, S1 is a preset value, which is about half the total deformation amount, and S2 is the displacement when the deformation speed becomes zero.

【0022】図3において、18は上金型1の外周を規
制しプレート20をネジ21で締めることで上金型1を
固定するための上ホルダー、19は下金型2の上方向を
規制するための下ホルダーである。
In FIG. 3, 18 is an upper holder for fixing the upper mold 1 by fixing the outer periphery of the upper mold 1 and tightening the plate 20 with a screw 21, and 19 is the upper direction of the lower mold 2. It is a lower holder for doing.

【0023】まず、図3に示すように、上金型1と下金
型2とスリーブ3からなる金型の取付は、常温T1にお
いて、上金型1及び下金型2を上ヒータブロック4及び
下ヒータブロック5の所定の位置にそれぞれ配置する。
常温T1とガラス転移点以上の成形温度T3においては
構成する部品の熱ひずみの違いにより、上金型1と下金
型2の中心が変化してしまう。そのため常温で取付精度
を保証せずに成形温度T3において金型自身の持つ加工
精度に依存させることを目的として、上金型1はネジ2
1で押えつけることにより発生するプレート20の弾性
力で上ホルダー18を介し固定し、下金型2にスリーブ
3を挿入し、そして下ホルダー19をネジ2により取り
付けるが、下金型2は底面で受け固定せずに下ホルダー
19内の一定領域において自由に移動可能であるように
する。そのため上金型1及び下金型2の中心は、下金型
2が上昇し、上金型1に下金型2に配置されたスリーブ
3が入る際のスリーブ3内周の精度に依存することにな
る。
First, as shown in FIG. 3, the upper mold 1 and the lower mold 2 and the sleeve 3 are mounted by mounting the upper mold 1 and the lower mold 2 on the upper heater block 4 at room temperature T1. And the lower heater block 5 at predetermined positions.
At room temperature T1 and at a molding temperature T3 above the glass transition point, the centers of the upper mold 1 and the lower mold 2 change due to the difference in thermal strain of the constituent parts. Therefore, in order to make the upper mold 1 depend on the processing accuracy of the mold itself at the molding temperature T3 without guaranteeing the mounting accuracy at room temperature, the upper mold 1 is provided with the screw 2
The plate 20 is fixed by the elastic force of the plate 20 generated by pressing it with the upper holder 18, the sleeve 3 is inserted into the lower mold 2, and the lower holder 19 is attached with the screw 2. It is designed so that it can be freely moved in a certain area in the lower holder 19 without being fixed by receiving. Therefore, the centers of the upper mold 1 and the lower mold 2 depend on the accuracy of the inner circumference of the sleeve 3 when the lower mold 2 rises and the sleeve 3 arranged in the lower mold 2 enters the upper mold 1. It will be.

【0024】なお、金型の取付は、上金型1及び下金型
2の中心を成形温度T3の環境下、すなわち本成形装置
を構成する金属部品の熱ひずみが起きている状態で中心
を合わせることを目的とする方法を用いても良い。図4
において図4(a)は上金型1を装着前の図、図4
(b)は下金型2を上昇させ上金型1を真空吸着により
装着した時の図、図4(c)は上金型1を装着後の調整
用スリーブ22を生産用のスリーブ3に交換した図であ
る。22は調整用スリーブ、23はヒータブロックに有
した上金型1及び下金型2を真空吸着するための真空穴
である。
When mounting the mold, the center of the upper mold 1 and the lower mold 2 should be centered under the environment of the molding temperature T3, that is, in the state where the thermal distortion of the metal parts constituting the molding machine occurs. You may use the method for the purpose of matching. Figure 4
4 (a) is a view before the upper die 1 is attached, and FIG.
FIG. 4B is a diagram when the lower mold 2 is lifted and the upper mold 1 is mounted by vacuum suction, and FIG. 4C shows the adjustment sleeve 22 after the upper mold 1 is mounted on the production sleeve 3. FIG. Reference numeral 22 is an adjustment sleeve, and 23 is a vacuum hole for vacuum-sucking the upper mold 1 and the lower mold 2 provided in the heater block.

【0025】図4(a)に示すように、まず、下金型2
のシャフト部分に内径が生産に用いるスリーブ3より小
さい調整用スリーブ22を挿入し、さらに上金型1をス
リーブ22内に挿入する。この状態で下金型2を真空吸
着により固定し上昇させる。この際、成形温度T3が6
00℃近傍であるため金属の酸化を防ぐ狙いで酸素濃度
の低い密閉空間に金型が存在するため、人による固定が
困難である。そのため、真空吸着により上金型1の平面
部を上ヒータブロック4に吸着し固定する(図4
(b))。そして、温度を常温T1まで下げ、上金型1
は真空吸着で上ヒータブロック4に固定したまま下金型
2を下降する。そして調整用のスリーブ22を生産用の
スリーブ3に交換し成形を行う(図4(c))。
As shown in FIG. 4A, first, the lower mold 2
An adjusting sleeve 22 having an inner diameter smaller than that of the sleeve 3 used for production is inserted into the shaft portion of the above, and the upper mold 1 is further inserted into the sleeve 22. In this state, the lower mold 2 is fixed by vacuum suction and raised. At this time, the molding temperature T3 is 6
Since the temperature is near 00 ° C., the mold exists in a closed space having a low oxygen concentration in order to prevent the metal from being oxidized, so that it is difficult for a person to fix it. Therefore, the flat portion of the upper mold 1 is sucked and fixed to the upper heater block 4 by vacuum suction (FIG. 4).
(B)). Then, the temperature is lowered to room temperature T1, and the upper die 1
Lowers the lower mold 2 while being fixed to the upper heater block 4 by vacuum suction. Then, the adjustment sleeve 22 is replaced with the production sleeve 3 and molding is performed (FIG. 4C).

【0026】図5において、26は成形を行う密閉空間
であるヘッド内に窒素を流入するためのパイプである。
上金型1及び下金型2を取り付けた後、成形装置内を密
閉し窒素を一定時間流入し酸素濃度を低下させる。その
際、窒素の吹出し口はヘッド内の側面もしくは底面にパ
イプ26を配置することで、成形時の熱ひずみの変化を
低減することができる。
In FIG. 5, reference numeral 26 is a pipe for introducing nitrogen into the head, which is a closed space for molding.
After the upper mold 1 and the lower mold 2 are attached, the inside of the molding apparatus is sealed and nitrogen is introduced for a certain period of time to reduce the oxygen concentration. At this time, the nitrogen outlet can be provided with the pipe 26 on the side surface or the bottom surface in the head to reduce the change in thermal strain during molding.

【0027】その状態で、上ヒータブロック4及び下ヒ
ータブロック5に取り付けられた上金型1及び下金型2
の温度を昇温させる。供給取出温度T2まで昇温させ、
温度を保持する。回転テーブル16が有するポケット1
7の中に成形ヘッドの外でガラス材料24を供給し、回
転テーブル16を回転させガラス材料24が配置されて
いるポケット17をヘッド内へ移動させる。ガラス材料
24をレバー15の先端のノズル28(図8参照)によ
り真空吸着しレバー15が旋回して下金型2へ供給す
る。その後、ガラス転移点以上で軟化点温度以下の成形
温度T3へ向け昇温を開始し、低荷重P1で下金型2を
上昇させる。
In this state, the upper mold 1 and the lower mold 2 attached to the upper heater block 4 and the lower heater block 5 are attached.
Raise the temperature of. Raise the temperature to supply / extract temperature T2,
Hold the temperature. Pocket 1 of the rotary table 16
The glass material 24 is supplied to the inside of the molding device 7 outside the molding head, and the rotary table 16 is rotated to move the pocket 17 in which the glass material 24 is arranged into the head. The glass material 24 is vacuum-sucked by the nozzle 28 (see FIG. 8) at the tip of the lever 15, and the lever 15 turns to supply the lower mold 2. After that, the temperature rise is started toward the molding temperature T3 that is equal to or higher than the glass transition point and equal to or lower than the softening point temperature, and the lower mold 2 is raised with a low load P1.

【0028】図6において、24は下金型2に供給され
た成形前のガラス材料である。
In FIG. 6, reference numeral 24 is a glass material supplied to the lower mold 2 before molding.

【0029】図6に示すように、下金型2は、下ヒータ
ブロック5と駆動及び加圧用のシリンダ8の間にあたる
ヘッドの下部において待機しているテーパプレート9に
下シャフト7に取り付けてある回転体14に接触させ、
上金型1にスリーブ3が挿入される直前で上昇を止める
(図6(a))。この間も上金型1及び下金型2は温度
を昇温させている。
As shown in FIG. 6, the lower mold 2 is attached to the lower shaft 7 by a taper plate 9 standing by at the lower part of the head between the lower heater block 5 and the cylinder 8 for driving and pressing. Contact the rotating body 14,
Immediately before the sleeve 3 is inserted into the upper mold 1, the rise is stopped (Fig. 6 (a)). During this period, the upper mold 1 and the lower mold 2 are still heated.

【0030】上ヒータブロック4及び下ヒータブロック
5が成形温度T3に到達後一定時間経った後、下金型2
の上昇を始める。この際、下金型2に挿入されているス
リーブ3と上金型1のエッジ部が接触する時(図6
(b))の衝撃荷重、及び下金型2に配置されたガラス
材料24と上金型1が接触する時の衝撃荷重がかからな
いように、テーパプレート9を左右方向に移動させ下シ
ャフト7を介し下金型2の速度を制御しながら、且つシ
リンダ8によりプレス圧力を加え下金型2を上昇させ
る。
After the upper heater block 4 and the lower heater block 5 have reached the molding temperature T3 for a certain period of time, the lower die 2
Begins to rise. At this time, when the sleeve 3 inserted in the lower mold 2 comes into contact with the edge portion of the upper mold 1 (see FIG. 6).
The taper plate 9 is moved in the left-right direction so that the impact load of (b) and the impact load when the glass material 24 arranged in the lower mold 2 and the upper mold 1 come into contact are not moved, and the lower shaft 7 is moved. While controlling the speed of the lower mold 2, the press pressure is applied by the cylinder 8 to raise the lower mold 2.

【0031】なお、異なるテーパ角度をもつテーパプレ
ート9を交替することで回転体14との当り角度を変化
させることにより、下金型2の速度移動量を容易に変え
ることが可能である。
By changing the contact angle with the rotating body 14 by exchanging the taper plates 9 having different taper angles, it is possible to easily change the speed movement amount of the lower mold 2.

【0032】その後、ガラス材料24を挟み込み成形を
開始する(図6(c))。
Thereafter, the glass material 24 is sandwiched and the molding is started (FIG. 6 (c)).

【0033】テーパプレート9の左右方向の移動速度は
十分速いため、テーパプレート9を介し上方向に移動す
る回転体14の速度も、ガラス材料24がつぶされる速
度に対し十分速くなるため、上金型1及び下金型2とガ
ラス材料24接触後の下金型1の上昇速度はガラス材料
24の変形速度となる。
Since the moving speed of the taper plate 9 in the left-right direction is sufficiently high, the speed of the rotating body 14 moving upward through the taper plate 9 is also sufficiently higher than the speed at which the glass material 24 is crushed. The rising speed of the lower mold 1 after contacting the mold 1 and the lower mold 2 with the glass material 24 is the deformation speed of the glass material 24.

【0034】シリンダ8による加圧P1でガラス材料2
4が変形し、所定量S1まで変形したことをヘッドの下
部に配置してあるセンサ12にて検出し、電空比例弁に
より所定荷重P2に上げ成形を行う。この際、変位速度
が0になったことを検出することで成形が完了したこと
とする。
The glass material 2 is pressed by the cylinder 8 under pressure P1.
The deformation of No. 4 and the deformation to the predetermined amount S1 are detected by the sensor 12 arranged at the lower part of the head, and the electropneumatic proportional valve raises the load to the predetermined load P2 to perform molding. At this time, the molding is completed by detecting that the displacement speed becomes 0.

【0035】図7において、25は成形時に高さ規制を
行うためのカラーである。
In FIG. 7, 25 is a collar for controlling the height during molding.

【0036】図7に示すように、変形の完了は事前に下
金型2に配置されたスリーブ3の外周に配置した高さ規
制を行ったカラー25により強制的に押切り状態にする
方法を用いても良い。
As shown in FIG. 7, when the deformation is completed, a method of forcibly pushing the material into a push-cut state by a height-regulated collar 25 arranged on the outer circumference of the sleeve 3 arranged in the lower mold 2 is used. You may use.

【0037】押切り後、ヒータ6a,6bの加熱を止
め、且つ常温の窒素を吹き付けることによる冷却効果に
よって温度を降温させる。この際、窒素を直接レンズ素
子27に吹き付けるとレンズ素子27自体に温度分布の
差が発生し、レンズ素子27が固化していく際、異方性
が発生するためレンズ素子27全体を同一温度条件にす
るために上ヒータブロック4及び下ヒータブロック5の
底面4a,5aに窒素を吹き付け上ヒータブロック4及
び下ヒータブロック5と上金型1及び下金型2を同時に
冷却する(図5)。冷却しながら、上ヒータブロック4
及び下ヒータブロック5の温度を検出し、電空比例弁の
圧力を切替えることによりレンズ素子27に加わるシリ
ンダの荷重を低下させる。
After pressing, the heating of the heaters 6a and 6b is stopped, and the temperature is lowered by the cooling effect by blowing nitrogen at room temperature. At this time, if nitrogen is directly blown to the lens element 27, a difference in temperature distribution occurs in the lens element 27 itself, and when the lens element 27 solidifies, anisotropy occurs, so that the entire lens element 27 is subjected to the same temperature condition. For this purpose, nitrogen is blown to the bottom surfaces 4a and 5a of the upper heater block 4 and the lower heater block 5 to cool the upper heater block 4 and the lower heater block 5, the upper mold 1 and the lower mold 2 simultaneously (FIG. 5). While cooling, upper heater block 4
The temperature of the lower heater block 5 is detected, and the pressure of the electropneumatic proportional valve is switched to reduce the load of the cylinder applied to the lens element 27.

【0038】ガラス転移点以下まで冷却したことを確認
後、レンズ素子27及び上金型1及び下金型2に衝撃が
加わらないように、速度制御をしながらテーパプレート
9を移動させ下金型2を低速で下降させる。上金型1及
び下金型2が十分離れた後、下金型2をシリンダにより
降下させる。下降確認後、テーパプレート9は次の成形
に備え、下金型2上昇時に上金型1とスリーブ3と接触
させない所定の位置へ移動する。
After confirming that the lens element 27 and the upper mold 1 and the lower mold 2 are not impacted, the taper plate 9 is moved while controlling the speed so that the lens element 27, the upper mold 1 and the lower mold 2 are not cooled. Lower 2 slowly. After the upper mold 1 and the lower mold 2 are sufficiently separated, the lower mold 2 is lowered by the cylinder. After confirming the downward movement, the taper plate 9 moves to a predetermined position where the upper die 1 and the sleeve 3 are not brought into contact with each other when the lower die 2 is raised in preparation for the next molding.

【0039】図8において、27は成形後のレンズ素
子、29はレンズ素子27を真空吸着するための真空穴
30を有するレバー15に取り付けられたピン、31は
ノズル28が真空により吸引していないときの落ち止め
用の受けである。
In FIG. 8, 27 is a lens element after molding, 29 is a pin attached to a lever 15 having a vacuum hole 30 for vacuum suction of the lens element 27, and 31 is a nozzle 28 which is not sucked by vacuum. It is a receiver for keeping the time.

【0040】最後に、図8に示すように、成形を終えた
レンズ素子27を下金型2内から取り出すためレバー1
5の先端に配置されたノズル28を下金型2内に挿入し
真空で吸引することによりレンズ素子27を取り出しす
るものである。ノズル28の底面は円錐状で、ピン29
の当接する部分は球面形状を有した構造であり、ノズル
28がレンズ素子27の傾きに追従することができレン
ズ素子27上面からの真空リークを防ぐことができる。
ノズル28先端に吸着されているレンズ素子27は、レ
バー15を旋回させ、回転テーブル16のポケット17
内に置かれる。その後、レンズ素子27は回転テーブル
16が回転することにより成形ヘッドの外へ取り出され
る。
Finally, as shown in FIG. 8, the lever 1 is used to take out the lens element 27, which has been molded, from the lower mold 2.
The lens element 27 is taken out by inserting the nozzle 28 arranged at the tip of No. 5 into the lower mold 2 and sucking it in vacuum. The bottom surface of the nozzle 28 is conical, and the pin 29
The abutting part has a spherical shape, the nozzle 28 can follow the inclination of the lens element 27, and the vacuum leak from the upper surface of the lens element 27 can be prevented.
The lens element 27 attracted to the tip of the nozzle 28 turns the lever 15 to move the pocket 17 of the rotary table 16.
Placed inside. After that, the lens element 27 is taken out of the molding head by the rotation of the rotary table 16.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金型の変
形及び破損が無く安定した光学特性を有するレンズ素子
を得ることができる効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a lens element having stable optical characteristics without deformation and damage of the mold.

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

【図1】本発明の実施の形態1におけるレンズ素子の成
形装置の要部構成斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of a lens element molding apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同装置における成形プロセスの温度、変位およ
び圧力の関係特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram of the relationship between temperature, displacement and pressure in the molding process in the same device

【図3】同装置の金型構成部の要部断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a mold forming part of the apparatus.

【図4】(a),(b),(c)同装置の金型構成部の
事前合せ状態を示す要部断面図
FIG. 4 (a), (b), (c) is a cross-sectional view of an essential part showing a pre-aligned state of a mold forming part of the same apparatus.

【図5】同装置の金型部の要部断面図FIG. 5 is a sectional view of a main part of a mold part of the same device.

【図6】(a),(b),(c)同装置の上金型の挿入
状態を示す要部断面図
6 (a), (b) and (c) are cross-sectional views of essential parts showing an inserted state of an upper die of the same apparatus.

【図7】同装置の金型部の要部断面図FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a mold part of the device.

【図8】同装置のレバー部の要部断面図FIG. 8 is a sectional view of a main part of a lever part of the device.

【図9】従来のレンズ素子の成形装置の要部断面図FIG. 9 is a sectional view of a main part of a conventional lens element molding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上金型 2 下金型 3 スリーブ 4 上ヒータブロック 5 下ヒータブロック 6a,6b ヒータ 7 下シャフト 8 シリンダ 9 テーパプレート 10 パルスモータ 11 ボールネジ 12 センサ 13 プレート 14 回転体 15 レバー 16 回転テーブル 17 ポケット 18 上ホルダー 19 下ホルダー 20 プレート 21 ネジ 22 調整用スリーブ 23 真空穴 24 ガラス材料 25 カラー 26 パイプ 27 レンズ素子 28 ノズル 29 ピン 30 真空穴 31 受け 1 Upper mold 2 Lower mold 3 sleeves 4 Upper heater block 5 Lower heater block 6a, 6b heater 7 Lower shaft 8 cylinders 9 Taper plate 10 pulse motor 11 ball screw 12 sensors 13 plates 14 rotating body 15 lever 16 rotating table 17 pockets 18 Upper holder 19 Lower holder 20 plates 21 screws 22 Adjustment sleeve 23 vacuum holes 24 glass materials 25 colors 26 pipes 27 lens elements 28 nozzles 29 pin 30 vacuum holes 31 Receiving

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆藤 裕祥 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroyoshi Minato             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラスからなるレンズ素子を加圧成形す
る曲面を有した一対の金型と、前記一対の金型のうち少
なくとも一方の金型を所定圧力で進退動させる駆動手段
と、前記駆動手段により移動させた金型を、前記レンズ
素子を構成するガラス材料に当接させるより前に所定位
置で一旦停止させ、その後前記ガラス材料に当接させて
加圧成形するストッパ機能とを備えたレンズ素子の成形
装置。
1. A pair of molds having curved surfaces for press-molding a lens element made of glass, drive means for moving at least one mold of the pair of molds at a predetermined pressure, and the drive. And a stopper function of temporarily pressing the mold moved by the means at a predetermined position before contacting with the glass material forming the lens element, and then contacting with the glass material to perform pressure molding. Lens element molding equipment.
【請求項2】 金型の駆動手段をシリンダとし、そのシ
リンダにより成形時の圧力を加える機構を備えた請求項
1記載のレンズ素子の成形装置。
2. A lens element molding apparatus according to claim 1, further comprising a mechanism for applying a pressure during molding by a cylinder as a driving means of the mold.
【請求項3】 ストッパ機能は、密閉された成形部と駆
動源であるシリンダの間に配置されたテーパプレートを
有し、そのテーパプレートを左右方向に移動させること
により下金型の上下方向の位置及び速度を制御できるよ
うに構成した請求項1記載のレンズ素子の成形装置。
3. The stopper function has a taper plate arranged between a closed molding part and a cylinder which is a drive source, and the taper plate is moved in the left-right direction to move the taper plate in the vertical direction of the lower die. The lens element molding apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is configured to be capable of controlling the position and the speed.
【請求項4】 テーパプレートの駆動源をパルスモータ
とした請求項3記載のレンズ素子の成形装置。
4. The lens element molding apparatus according to claim 3, wherein the driving source of the taper plate is a pulse motor.
【請求項5】 密閉された成形部にパイプを通じて窒素
を流入する機能を有する請求項1記載のレンズ素子の成
形装置。
5. The lens element molding apparatus according to claim 1, which has a function of introducing nitrogen into the sealed molding portion through a pipe.
【請求項6】 密閉された成形部に外部からガラス材料
を供給し且つ成形したレンズ素子を外部に取出す回転テ
ーブルと、上記回転テーブルと下金型の間をガラス材料
及びガラス素子をフレキシブルに傾斜可能な先端ノズル
により真空吸着し搬送するレバーを有する請求項1記載
のレンズ素子の成形装置。
6. A rotary table for supplying a glass material from the outside to a sealed molding portion and taking out the molded lens element to the outside, and a glass material and the glass element are tilted flexibly between the rotary table and the lower mold. The lens element molding apparatus according to claim 1, further comprising a lever for vacuum suction and conveyance by a possible tip nozzle.
【請求項7】 シリンダの上下移動時と成形時の圧力を
切り替えるための電空比例弁と、下金型と連結され成形
部の外に配置された変位を検出するためのセンサを有す
る請求項2記載のレンズ素子の成形装置。
7. An electropneumatic proportional valve for switching the pressure during vertical movement of the cylinder and during molding, and a sensor for detecting a displacement connected to the lower mold and arranged outside the molding part. 2. The lens element molding apparatus according to item 2.
【請求項8】 上金型を弾性力を用いて上ヒータブロッ
クに固定するためのプレート及びホルダーと、下金型は
固定せずに一定領域内で移動可能にし且つ下ヒータブロ
ックから外れないためのプレート及びホルダーを有する
請求項1記載のレンズ素子の成形装置。
8. A plate and a holder for fixing the upper mold to the upper heater block by using elastic force, and a lower mold that can be moved within a certain area without being fixed and cannot be separated from the lower heater block. The lens element molding apparatus according to claim 1, further comprising a plate and a holder.
【請求項9】 600℃近傍の成形温度の環境下で上金
型及び下金型を真空吸着により固定するために真空穴を
有する上ヒータブロック及び下ヒータブロックで構成さ
れる請求項1記載のレンズ素子の成形装置。
9. The upper heater block and the lower heater block having a vacuum hole for fixing the upper mold and the lower mold by vacuum adsorption under an environment of a molding temperature near 600 ° C. Lens element molding equipment.
【請求項10】 ガラス材料の近傍で強制的に成形を完
了させるために事前に高さ調整を行ったカラーを下金型
に有する請求項1記載のレンズ素子の成形装置。
10. The lens element molding apparatus according to claim 1, wherein the lower mold has a collar whose height is adjusted in advance to forcibly complete the molding in the vicinity of the glass material.
【請求項11】 レンズ素子を加圧成形する曲面を有し
た一対の金型のうち、少なくとも一方の金型を第1の圧
力で移動させ、前記一対の金型が前記レンズ素子を構成
するガラス材料を挟持するより前に前記第1の圧力で移
動させた前記金型を所定位置で停止させ、その後、前記
第1の圧力で移動させたときより低速で前記金型を移動
させて前記ガラス材料を挟持し、前記第1の圧力より大
きい第2の圧力により前記ガラス材料を加圧成形するレ
ンズ素子の成形方法。
11. A glass which comprises at least one of a pair of molds having a curved surface for press-molding a lens element, the mold is moved by a first pressure, and the pair of molds constitutes the lens element. The mold moved at the first pressure is stopped at a predetermined position before the material is clamped, and then the mold is moved at a lower speed than when the mold is moved at the first pressure. A method of molding a lens element, comprising sandwiching a material, and press-molding the glass material with a second pressure that is higher than the first pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101032846B (en) * 2006-03-09 2012-03-21 富士胶片株式会社 Mold for optical component and method for molding optical component
CN113461313A (en) * 2020-03-30 2021-10-01 扬明光学股份有限公司 Multi-station glass molding system and method of making same

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