JP2007332005A

JP2007332005A - 光学素子成形用金型

Info

Publication number: JP2007332005A
Application number: JP2006168334A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Kanezaki; 馨金崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2006-06-19
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】本発明は、金型キャビティ内に発生するガスによって引き起こされる金型の酸化やガラス付着等の問題の発生を防止できる光学素子成形用金型を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明の光学素子成形用金型は、中空円筒形の胴型１１の側壁に、外周面から金型キャビティ１４に向かって貫通する複数個のガス抜き穴１５を設け、かつこの複数個のガス抜き穴１５と上下方向に連通するように前記胴型１１の内側壁に縦溝１９を設け、さらにこの上下方向の縦溝１９と連通するように前記胴型１１の上下面に内側壁から外側壁にかけて溝２０を設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型内に成形レンズの材料である成形素材（例えばガラス材料あるいはプラスチック材料）を収納し、金型を加熱することにより金型内の成形素材を昇温し軟化させた後、プレス成形を行うことにより光学素子を製造する方法に用いられる光学素子成形用金型に関するものである。

従来のこの種の光学素子成形用金型は、図５に示すように構成されていた。図５において、１は中空円筒形の胴型、２は前記胴型１の上方向から嵌挿される上金型、３は前記胴型１の下方向から嵌挿される下金型で、この下金型３と前記胴型１および上金型２によって金型キャビティ４を形成している。５は前記胴型１の側壁に４箇所設けられたガス抜き穴で、このガス抜き穴５は胴型１の外周面から前記金型キャビティ４に向かって貫通するように設けられている。６は前記上金型２の成形面２ａの外周部に設けた切り欠き部、７は前記下金型３の成形面３ａの外周部に設けた切り欠き部である。８は前記下金型３の成形面３ａに載置された成形ガラス素材である。

上記光学素子成形用金型を用いた光学素子の製造方法は、まず、図５に示すように、ヒーターを内蔵した上下プレスヘッド（図示せず）間に光学素子成形用金型をセットし、成形ガラス素材８を成形可能な軟化点付近まで加熱する。この場合、成形ガラス素材８は前記下金型３の成形面３ａに載置する。そしてこの状態から、上プレスヘッド（図示せず）により上金型２を加圧して成形ガラス素材８を徐々に変形させることにより、図６に示すようなガラスレンズ９を形成するものである。そして前記金型キャビティ４内のガスはこの成形ガラス素材８の変形過程において、切り欠き部６，７とガス抜き穴５を通じて光学素子成形用金型の昇温時に対流により成形室（図示せず）内の還元性雰囲気と置換されると共に、成形完了時には金型内のガスは排出されるものである。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特公平３−６０７８０号公報

しかしながら、上記した従来の光学素子成形用金型においては、胴型１の側壁に４箇所ガス抜き穴５を設けているが、この構成のみでは、排気効率が低いため、光学素子の成形時に成形ガラス素材８から発生するガスが金型キャビティ４内にこもりやすくなり、これにより、このガスがガラスレンズ９自体の表面や光学素子成形用金型にダメージを与えるという問題点が発生していた。

すなわち、ガラスレンズ９を成形する場合、金型キャビティ４内に収納された成形ガラス素材８は、約６００℃程度に加熱される。空気中でこのような高温環境下で成形を行うと、高温のため、光学素子成形用金型の酸化が早く進み金型寿命が極端に短くなる。特にレンズ光学面の形成に関わる金型成形面は極めて高精度な鏡面に仕上げられており、この面が酸化すると鏡面性が低下し、成形後のレンズ表面の透明性が損なわれる。また、空気中の酸素と、高温に熱せられた金型表面あるいは成形ガラス素材８の表面が反応して酸化物が形成され、プレス成形の際これらの酸化物が反応しあって強固に付着し、成形後ガラスレンズ９を離型する時に、金型にガラスレンズ９が付着して剥がれないという現象が生じる。この場合、無理に引き剥がすとガラスレンズ９の付着部分が破断されて金型表面に残留し、「ガラス付着」という問題が発生する。これを除去するには弗酸や弗化アンモニウムなどの溶液でガラスを溶かし金型表面を傷つけないように慎重に処理しなければならない。このようなガラス付着が発生すると、所望のガラスレンズ９が得られないばかりか、金型の復旧に多大の時間を費やし、生産性が著しく低下するという問題点が発生していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、金型キャビティ内に発生するガスによって引き起こされる金型の酸化やガラス付着等の問題の発生を防止できる光学素子成形用金型を提供することを目的とするものである。

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ものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、中空筒形の胴型と、この胴型の上方向から嵌挿される上金型と、前記胴型の下方向から嵌挿される下金型とを備え、前記胴型と上金型および下金型によって金型キャビティを形成し、この金型キャビティ内に成形素材を収納し、前記上金型と下金型との間にプレス圧を付与して前記成形素材を成形することにより光学素子を製造する光学素子成形用金型において、前記胴型の側壁に、外周面から前記金型キャビティに向かって貫通する複数個のガス抜き穴を設け、かつこの複数個のガス抜き穴と上下方向に連通するように前記胴型の内側壁に縦溝を設け、さらにこの上下方向の縦溝と連通するように前記胴型の上下面に内側壁から外側壁にかけて溝を設けたもので、この構成によれば、胴型の側壁に、外周面から前記金型キャビティに向かって貫通する複数個のガス抜き穴を設け、かつこの複数個のガス抜き穴と上下方向に連通するように前記胴型の内側壁に縦溝を設け、さらにこの上下方向の縦溝と連通するように前記胴型の上下面に内側壁から外側壁にかけて溝を設けているため、光学素子の成形時に成形素材から発生するガスは、複数個のガス抜き穴より排出されるとともに、上下方向に連通する縦溝およびこの上下方向の縦溝と連通する胴型上下面の溝を介して排出されることになり、これにより、光学素子の成形時に成形素材から発生するガスは効率的に排出されて従来のように金型キャビティ内にこもるようなことはなくなるため、従来における問題点、すなわち、金型キャビティ内に発生するガスによって引き起こされる金型の酸化やガラス付着等の発生も確実に防止できるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の光学素子成形用金型は、中空筒形の胴型の側壁に、外周面から金型キャビティに向かって貫通する複数個のガス抜き穴を設け、かつこの複数個のガス抜き穴と上下方向に連通するように前記胴型の内側壁に縦溝を設け、さらにこの上下方向の縦溝と連通するように前記胴型の上下面に内側壁から外側壁にかけて溝を設けているため、光学素子の成形時に成形素材から発生するガスは、複数個のガス抜き穴より排出されるとともに、上下方向に連通する縦溝およびこの上下方向の縦溝と連通する胴型上下面の溝を介して排出されることになり、これにより、光学素子の成形時に成形素材から発生するガスは効率的に排出されて従来のように金型キャビティ内にこもるようなことはなくなるため、従来における問題点、すなわち、金型キャビティ内に発生するガスによって引き起こされる金型の酸化やガラス付着等の発生も確実に防止できるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態における光学素子成形用金型について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における光学素子成形用金型による成形直前の断面図、図２は同光学素子成形用金型による成形直後の断面図、図３は同光学素子成形用金型における胴型の斜視図、図４は同光学素子成形用金型による成形後、上金型を取り除いた状態の上面図である。

図１〜図４において、１１は中空円筒形の胴型、１２は前記胴型１１の上方向から嵌挿される上金型、１３は前記胴型１１の下方向から嵌挿される下金型で、この下金型１３と前記胴型１１および上金型１２によって金型キャビティ１４を形成している。１５は前記胴型１１の側壁の４箇所に２個ずつ合計８個設けられたガス抜き穴で、このガス抜き穴１５は胴型１１の外周面から前記金型キャビティ１４に向かって貫通するように設けられている。１６は前記上金型１２の成形面１２ａの外周部に設けた切り欠き部、１７は前記下金型１３の成形面１３ａの外周部に設けた切り欠き部である。１８は前記下金型１３の成形面１３ａに載置された成形ガラス素材である。１９は前記複数個のガス抜き穴１５と上下方向に連通するように前記胴型１１の内側壁に設けられた縦溝、２０は前記上下方向の縦溝１９と連通するように前記胴型１１の上下面に設けられた溝で、この溝２０は胴型１１の内側壁から外側壁にかけて設けられている。

上記光学素子成形用金型を用いた光学素子の製造方法は、まず、図１に示すように、ヒーターを内蔵した上下プレスヘッド（図示せず）間に光学素子成形用金型をセットし、成形ガラス素材１８を成形可能な軟化点付近まで加熱する。この場合、成形ガラス素材１８は前記下金型１３の成形面１３ａに載置する。そしてこの状態から、上プレスヘッド（図示せず）により上金型１２を加圧して成形ガラス素材１８を徐々に変形させることにより、図２に示すようなガラスレンズ２１を形成するものである。この図２に示す状態は、上金型１２の加圧が終わって上金型１２のフランジ部１２ａが胴型１１の上面に当接している状態を示しているもので、この状態においては、図２に示すように金型キャビティ１４内と、切り欠き部１６，１７およびガス抜き穴１５とが連通するとともに、上下方向の縦溝１９および前記胴型１１の上下面に設けられた溝２０とが連通するものである。したがって、前記金型キャビティ１４内のガスは成形ガラス素材１８の変形過程において、切り欠き部１６，１７とガス抜き穴１５および上下方向の縦溝１９と胴型１１の上下面に設けられた溝２０とを通じて光学素子成形用金型の昇温時に対流により成形室（図示せず）内の還元性雰囲気と置換されるとともに、成形完了時には金型内のガスは効率的に排出されるものである。

上記した本発明の一実施の形態においては、中空円筒形の胴型１１の側壁に、外周面から金型キャビティ１４に向かって貫通する複数個のガス抜き穴１５を設け、かつこの複数個のガス抜き穴１５と上下方向に連通するように前記胴型１１の内側壁に縦溝１９を設け、さらにこの上下方向の縦溝１９と連通するように前記胴型１１の上下面に内側壁から外側壁にかけて溝２０を設けているため、光学素子の成形時に成形ガラス素材１８から発生するガスは、複数個のガス抜き穴１５より排出されるとともに、上下方向に連通する縦溝１９およびこの上下方向の縦溝１９と連通する胴型１１の上下面に位置する溝２０を介して排出されることになり、これにより、光学素子の成形時に成形ガラス素材１８から発生するガスは効率的に排出されて従来のように金型キャビティ１４内にこもるようなことはなくなるため、従来における問題点、すなわち、金型キャビティ１４内に発生するガスによって引き起こされる金型の酸化やガラス付着等の発生も確実に防止できるものである。

本発明に係る光学素子成形用金型は、光学素子の成形時に成形素材から発生するガスを効率的に排出させることができ、これにより、金型キャビティ内に発生するガスによって引き起こされる金型の酸化やガラス付着等の発生も確実に防止できるという効果を有するものであり、特に光学素子を製造する方法に用いることにより有用となるものである。

本発明の一実施の形態における光学素子成形用金型による成形直前の断面図同光学素子成形用金型による成形直後の断面図同光学素子成形用金型における胴型の斜視図同光学素子成形用金型による成形後、上金型を取り除いた状態の上面図従来の光学素子成形用金型による成形直前の断面図同光学素子成形用金型による成形直後の断面図

符号の説明

１１胴型
１２上金型
１３下金型
１４金型キャビティ
１５ガス抜き穴
１８成形ガラス素材（成形素材）
１９縦溝
２０溝

Claims

中空筒形の胴型と、この胴型の上方向から嵌挿される上金型と、前記胴型の下方向から嵌挿される下金型とを備え、前記胴型と上金型および下金型によって金型キャビティを形成し、この金型キャビティ内に成形素材を収納し、前記上金型と下金型との間にプレス圧を付与して前記成形素材を成形することにより光学素子を製造する光学素子成形用金型において、前記胴型の側壁に、外周面から前記金型キャビティに向かって貫通する複数個のガス抜き穴を設け、かつこの複数個のガス抜き穴と上下方向に連通するように前記胴型の内側壁に縦溝を設け、さらにこの上下方向の縦溝と連通するように前記胴型の上下面に内側壁から外側壁にかけて溝を設けた光学素子成形用金型。