JP2009046338A - 成形装置及びガラスレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス成形品からの金型の離型性を向上させることができる成形装置及びガラスレンズを提供する。
【解決手段】成形装置は、上型３、下型、胴型を備える。成形装置は、球状のガラス材を加熱及びプレスすることにより、本体部及びフランジ部を有するガラス成形品を成形する。上型３の下面に、本体部の上面を成形するための上本体部成形面３ａと、フランジ部の上面を成形するための上フランジ部成形面３ｂとを形成する。上フランジ部成形面３ｂに、断面Ｖ字状の上エアー溝３ｃを複数形成する。上エアー溝３ｃは、深さ５〜１０μｍの範囲内でランダムに形成され、上フランジ部成形面３ｂの径方向の中心部よりも内側から外周端に達するように形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、成形装置及びガラスレンズに関し、詳しくは金型の離型性に関するものである。

カメラ等に用いられるガラスレンズは、上型と下型とを有する金型を用いた加熱成形により製造される。上型と下型とで挟み込んだガラスプリフォーム（ガラス材）を加熱及びプレスすることにより、ガラス成形品としてのガラスレンズを成形する（例えば、特許文献１参照）。

成形時には、上型を下方に移動させてガラス材をプレスし、成形後は、上型を上方に移動させて、ガラスレンズから上型を離型させる。そして、ガラスレンズを下型から取り出した後、仕上げ加工する。
特開２００７−２２８５２号公報

しかしながら、ガラスレンズから上型を離型させるときに、ガラスレンズが上型に密着したまま離れないことがあり、この場合には、人手によってガラスレンズを上型から離す必要があるため、手間が掛かり、さらには、成形を自動化することができずに、生産性が悪いという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガラス成形品からの金型の離型性を向上させることができる成形装置及びガラスレンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の成形装置は、加熱されたガラス材を上型と下型とで挟んでプレスして、本体部及びフランジ部を有するガラス成形品を成形する成形装置において、成形後に、前記上型及び下型の少なくとも一方を他方から離れる方向に移動させる移動機構と；前記上型に設けられ、前記フランジ部の上面を成形する上フランジ部成形面と；前記上フランジ部成形面に外周端に達するように形成された上フランジ溝と；を備えたことを特徴とする。なお、前記移動機構は、前記プレス時に前記上型及び下型の少なくとも一方を他方に近づく方向に移動させ、前記加熱により軟化した前記ガラス材を、前記上型と前記下側とで挟み込んでプレスする。

また、前記上フランジ溝の深さを５〜１０μｍとすることが好ましい。さらに、前記上フランジ溝を、底部に向けて幅が狭まるように形成することが好ましい。

さらに、前記下型に設けられ、前記フランジ部の下面を成形する下フランジ部成形面と；前記下フランジ部成形面に外周端に達するように形成された下フランジ溝と、を備えることが好ましい。

また、前記下フランジ溝の深さを５〜１０μｍとすることが好ましい。さらに、前記下フランジ溝を、底部に向けて幅が狭まるように形成することが好ましい。

さらに、本発明のガラスレンズは、上記成形装置で成形された前記ガラス成形品により構成されたことを特徴とする。

本発明の成形装置によれば、上フランジ溝には、加熱されて軟化したガラス材が入り込まずに空気が入っている空間が発生するから、上フランジ溝を形成していないものに比べて、フランジ部の上面と上フランジ部成形面との密着力を弱くすることができ、上型をガラス成形品から離型させるときの離型性を向上することができる。また、離型性の向上により、上型に密着したガラスレンズを取り離す作業が不要となるから、成形を自動化することができ、これにより、ガラス成形品のコストダウンを図ることができる。

また、上フランジ溝の深さを５〜１０μｍとしたから、上フランジ溝に、加熱されて軟化したガラス材が入り込まずに空気が入っている空間を確実に発生させることができる。これにより、確実に上型の離型性を向上することができる。

また、本発明のガラスレンズによれば、上型の離型性を向上した成形装置により製造するから、成形を自動化することができ、これにより、ガラスレンズのコストダウンを図ることができる。

図１及び図２に示すように、本発明を実施した成形装置２は、上型３と下型４と胴型５とを備える。上型３及び下型４は、円柱形状で形成されており、胴型５は、上型３及び下型４を内部に挿入可能な円筒形状で形成されている。成形装置２は、球状のガラス材６を加熱及びプレスすることにより、本体部７ａ及びフランジ部７ｂを有するガラス成形品７（図６参照）を成形する。ガラス材６は加熱されると軟化し、軟化したガラス材６を上型３及び下型４でプレスすることにより、ガラス成形品７が成形される。なお、ガラス材６は、加熱及びプレスして成形したときに、ガラス成形品７が成形されるような質量に予めカットされたガラスの塊であり、本実施形態では球状としたが、その形状は適宜変更可能されるものである。本実施形態では、成形装置２は、本体部７ａの径が６ｍｍ、フランジ部７ｂの径が１０ｍｍのガラス成形品７を成形する。

上型３は、図２（Ｂ）に示す胴型５の内部に挿入される成形位置と、図１に示す胴型５の上方に位置する取出位置との間で移動機構１１により移動自在に設けられている。移動機構１１は、制御部１２により駆動が制御される。

図３及び図４に示すように、上型３の下面（図４における上面）には、本体部７ａの上面を成形するための上本体部成形面３ａと、フランジ部７ｂの上面を成形するための上フランジ部成形面３ｂとが形成されている。上本体部成形面３ａは、球面状に形成されている。

図４及び図５に示すように、上フランジ部成形面３ｂには、断面Ｖ字状の上エアー溝（上フランジ溝）３ｃが複数形成されている。上エアー溝３ｃは、上型３をガラス成形品７から離型させるときの離型性を向上させるためのものであり、上フランジ部成形面３ｂ上において円弧状に形成され、さらに、上フランジ部成形面３ｂの径方向の中心部よりも内側から外周端に達するように形成されている。

本実施形態では、ダイヤモンド粒子が埋め込まれたダイヤモンドホイール（リング状の砥石）を回転させながら、上型３も回転させ、ダイヤモンドホイールと上フランジ部成形面３ｂとを擦り合わせることにより、上フランジ部成形面３ｂに上エアー溝３ｃを形成した。このため、複数の上エアー溝３ｃは、全て同一の深さで形成されているのではなく、その深さは、５〜１０μｍの範囲内でランダムに形成されている。なお、上エアー溝３ｃは、加熱されて軟化したガラス材６が入り込みにくい（ガラス材６が入り込んでガラス成形品７のフランジ部７ｂに上凸部７ｃが形成された場合にも、溝底部（図５における上部）までは入り込まない）ように形成されていればよく、その形状は適宜変更可能である。

図１、図２及び図５に示すように、下型４は、胴型５の内部に固定されており、その上面には、本体部７ａの下面を成形するための下本体部成形面４ａと、フランジ部７ｂの下面を成形するための下フランジ部成形面４ｂとが形成されている。下本体部成形面４ａは、球面状に形成されている。下フランジ部成形面４ｂには、上エアー溝３ｃと同様の下エアー溝（下フランジ溝）４ｃが複数形成されている。複数の下エアー溝４ｃは、全て同一の深さで形成されているのではなく、その深さは、５〜１０μｍの範囲内でランダムに形成されている。

成形装置２には、加熱器１５が設けられており、加熱器１５は、成形時には上型３及び下型４を加熱する。加熱器１５は、制御部１２により駆動が制御される。

ガラス成形品７を成形するときには、先ず、図１に示すように、上型３を取出位置に位置させた状態で、ガラス材６を挿入アーム（図示せず）で保持して、下型４の下本体部成形面４ａに載せる。次に、制御部１２は、加熱器１５を駆動して、上型３及び下型４を加熱する。下型４が加熱されると、下型４に載せられたガラス材６は加熱されて軟化する。制御部１２は、ガラス材６を所定の温度（例えば、６５０℃）に加熱するように加熱器１５を制御する。なお、上記加熱温度は、ガラス材６の素材等に応じて適宜変更されるものである。

ガラス材６が軟化された後、図２に示すように、制御部１２は、移動機構１１を駆動して、上型３を取出位置から成形位置に向けて移動させる。これにより、軟化されたガラス材６はプレスされ、ガラス成形品７が成形される。

ガラス成形品７を成形した後、制御部１２は、上型３によりガラス成形品７に予圧をかけながら、冷却器（図示せず）により各型３〜５を冷却する。そして、各型３〜５を冷却した後、図６に示すように、制御部１２は移動機構１１を駆動して、上型３を取出位置まで上方に移動させる。上エアー溝３ｃには、加熱されて軟化したガラス材６が少量入り込み、図５及び図７に示すように、フランジ部７ｂの上面には上凸部７ｃが形成されるが、ガラス材６が入り込まずに空気が入っている空間があるため、フランジ部７ｂの上面と上フランジ部成形面３ｂとの密着力が弱くなる。これにより、上型３を上方に移動させたときに、上型３にガラス成形品７が密着したままくっついてくることがなく、容易にガラス成形品７から上型３を離型させることができる。

上型３を取出位置まで移動させた後、取り出しアーム（図示せず）によりガラス成形品７を吸着して、成形装置２から取り出す。下エアー溝４ｃには、加熱されて軟化したガラス材６が少量入り込み、図５及び図７に示すように、フランジ部７ｂの下面には下凸部７ｄが形成されるが、ガラス材６が入り込まずに空気が入っている空間があるため、フランジ部７ｂの下面と下フランジ部成形面４ｂとの密着力が弱くなる。これにより、下型４にガラス成形品７が密着していることがなく、容易にガラス成形品７を取り出すことができる。なお、取り出しアームは、フランジ部７ｂを吸着する。これにより、取り出すときに本体部７ａが傷つくことがない。

図７に示すように、成形装置２から取り出されたガラス成形品７は、パレット（図示せず）に収容される。ガラス成形品７をガラスレンズとして使用する場合には、フランジ部７ｂをレンズ鏡筒に取り付け、本体部７ａに光を透過させる。このため、上エアー溝３ｃ及び下エアー溝４ｃに軟化したガラス材６が入り込み、フランジ部７ｂに微小な上凸部７ｃ及び下凸部７ｄが形成された場合にも、ガラスレンズとしての特性に影響が出ることがない。

このように、上フランジ部成形面３ｂに、深さ５〜１０μｍの上エアー溝３ｃを形成することにより、フランジ部７ｂの上面と上フランジ部成形面３ｂとの密着力を弱くすることができる。これにより、容易に上型３をガラス成形品７から離型させることができ、上型３をガラス成形品７から離型させるときの離型性を向上することができる。さらには、離型性の向上により、成形装置２を自動化することができ、これにより、ガラス成形品７のコストダウンを図ることができる。

また、上エアー溝３ｃを複数形成したから、より一層、フランジ部７ｂの上面と上フランジ部成形面３ｂとの密着力を弱くすることができ、より一層容易に上型３をガラス成形品７から離型させることができる。

さらに、上エアー溝３ｃを略Ｖ字状に形成したから、確実に、上エアー溝３ｃに、ガラス材６が入り込まずに空気が入っている空間をつくることができる。これにより、確実に上型３をガラス成形品７から離型させることができる。

なお、上記実施形態では、上フランジ部形成面３ｂに上エアー溝３ｃを形成したが、上エアー溝３ｃに代えて、図８に示すように、上フランジ部形成面３ｂに、深さ５〜１５μｍ、径２０μｍ〜１００μｍ程度の上円形溝３ｄを複数形成する、上フランジ部形成面３ｂに細キズを付ける等、上フランジ部成形面３ｂを粗くする処理を施した場合にも、フランジ部７ｂの上面と上フランジ部成形面３ｂとの密着力を弱くすることができ、容易に上型３を離型させることができる。

また、上記実施形態では、成形後に上型３を上方に移動させたが、成形後に下型４を下方に移動させるようにしてもよく、この場合にも、本発明は効果的である。さらに、成形後に上型３を上方に移動させるとともに、下型４を下方に移動させるようにしてもよく、この場合にも、本発明は効果的である。

上型が取出位置に位置するときの成形装置を示す正面断面図である。 成形装置を示す正面断面図である。 上型を示す下面図である。 下側から見た上型を示す斜視図である。 上型と下型とガラス成形品とを示す拡大正面図である。 成形後に上型を取出位置に移動させた状態の成形装置を示す正面断面図である。 ガラス部品を示す斜視図である。 上フランジ部形成面に上円形溝を複数形成した実施形態の上型を示す下面図である。

符号の説明

２ 成形装置
３ 上型
３ａ 上本体部成形面
３ｂ 上フランジ部成形面
３ｃ 上エアー溝（上フランジ溝）
３ｄ 上円形溝
４ 下型
４ａ 下上本体部成形面
４ｂ 下フランジ部成形面
４ｃ 下エアー溝（下フランジ溝）
５ 胴型
６ ガラス材
７ ガラス成形品
７ａ 本体部
７ｂ フランジ部
１１ 移動機構

Claims (7)

1. 加熱されたガラス材を上型と下型とで挟んでプレスして、本体部及びフランジ部を有するガラス成形品を成形する成形装置において、
   成形後に、前記上型及び下型の少なくとも一方を他方から離れる方向に移動させる移動機構と、
   前記上型に設けられ、前記フランジ部の上面を成形する上フランジ部成形面と、
   前記上フランジ部成形面に外周端に達するように形成された上フランジ溝と、を備えたことを特徴とする成形装置。
2. 前記上フランジ溝の深さを５〜１０μｍとしたことを特徴とする請求項１記載の成形装置。
3. 前記上フランジ溝を、底部に向けて幅が狭まるように形成したことを特徴とする請求項１または２記載の成形装置。
4. 前記下型に設けられ、前記フランジ部の下面を成形する下フランジ部成形面と、
   前記下フランジ部成形面に外周端に達するように形成された下フランジ溝と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の成形装置。
5. 前記下フランジ溝の深さを５〜１０μｍとしたことを特徴とする請求項４記載の成形装置。
6. 前記下フランジ溝を、底部に向けて幅が狭まるように形成したことを特徴とする請求項４または５記載の成形装置。
7. 請求項１ないし６いずれか１つ記載の成形装置で成形された前記ガラス成形品により構成されたことを特徴とするガラスレンズ。

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