JP2009137796A - 光学素子成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】被成形素材のせり上がり現象を防止する。
【解決手段】被成形素材（５）を載置する第１の金型本体（３０）を保持する第１の金型保持具（４０Ａ）と、被成形素材（５０）を介して第１の金型本体（３０）に対向する第２の金型本体（１０）を保持する第２の金型保持具（２０）とを備え、第２の金型保持具（２０）は、第１の金型保持具（４０Ａ）と協同して被成形素材（５０）を所定の状態で保持する空間（６０）を形成する環状の可動体（４０Ｂ）を有し、可動体（４０Ｂ）の両端部の内径は、第１の金型保持具（４０Ａ）側に対して第２の金型保持具（２０）側が小さく形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は光学素子成形金型に関する。

従来、金型のキャビティにガラス素材を配置し、ガラス素材を加熱・加圧してガラスレンズを成形する方法が知られている。ガラス素材の周囲は金型の垂直な壁面で囲まれている（下記公報参照）。
特開平５−８５７４５号公報

上記成形方法では、加圧時にキャビティ内のガラス素材が垂直な壁面に沿って上昇するせり上がり現象が起きる。せり上がり現象が起きた場合、ガラス素材の表面に空気だまりが発生し、成形不良が生じる。とりわけ、凹レンズは成形が困難であった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は被成形素材のせり上がり現象を防止することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、被成形素材を載置する第１の金型本体を保持する第１の金型保持具と、前記被成形素材を介して前記第１の金型本体に対向する第２の金型本体を保持する第２の金型保持具とを備え、前記第２の金型保持具は、前記第１の金型保持具と協同して前記被成形素材を所定の状態で保持する空間を形成する環状の可動体を有し、前記可動体の両端部の内径は、前記第１の金型保持具側に対して前記第２の金型保持具側が小さく形成されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の光学素子成形金型において、前記可動体は前記第２の金型保持具に対して上下動可能であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の光学素子成形金型において、離型時、前記第１の金型保持具と前記第２の金型保持具とを所定距離だけ離した後、前記可動体が前記第１の金型保持具から離れることを特徴とする。

この発明によれば被成形素材のせり上がり現象を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１、２はこの発明の一実施形態に係る光学素子成形金型の離型時における断面を示す概念図である。

なお、この光学素子成形金型では下金型３０が上下動し、図１は下金型３０が下降し始めた状態を示し、図２は下金型３０が下降し終わった状態を示す。

この光学素子成形金型は、上金型（第２の金型本体）１０と上金型保持具（第２の金型保持具）２０と下金型（第１の金型本体）３０と下金型保持具（第１の金型保持具）４０Ａと可動体４０Ｂとを備えている。

上金型保持具２０は上金型１０を保持する。上金型１０と上金型保持具２０とは一体に移動するように、例えば上金型１０は圧入によって上金型保持具２０に固定されている。

上金型保持具２０には、下金型保持具４０Ａと協働してガラス素材（被成形素材）５０を所定の形状とするためのキャビティ（空間）６０を形成する環状の可動体４０Ｂが設けられている。

上金型保持具２０と可動体４０Ｂとはガイド棒７０を介して連結されている。ガイド棒７０の一端には可動体４０Ｂが固定されている。ガイド棒７０は上金型保持具２０に形成された貫通孔２１を通って上方へ延びている。ガイド棒７０の他端にはガイド棒７０が上金型保持具２０から抜け落ちないようにつば部７２が設けられている。その結果、可動体４０Ｂは上金型保持具２０に上下動可能に吊り下げられる。

また、可動体４０Ｂと上金型保持具２０との間のガイド棒７０の周囲には圧縮コイルスプリング７５が設けられている。圧縮コイルスプリング７５は可動体４０Ｂを上金型保持具２０から離れる方向へ付勢する。

下金型３０はガラス素材５０を介して上金型１０に対向する。下金型３０は下金型保持具４０Ａに保持されている。ガラス素材５０は予め所定の形状に予備加工（プリフォーム）されている。

なお、図示しないが、上金型保持具２０、下金型保持具４０Ａ及び可動体４０Ｂの外周面にはヒータを内蔵する加熱部が配置され、下金型３０及び下金型保持具４０Ａの下面にはモータを有する上下動機構が配置されている。

次に、この発明の光学素子成形方法を図１及び図２に基づいて説明する。

先ず、ガラス素材５０が成形に適した状態になるまで、加熱部を上金型保持具２０、下金型保持具４０Ａ、可動体４０Ｂ、上金型１０及び下金型３０を介してガラス素材５０を加熱する。

所定温度（例えば６００℃）になった時点から所定時間経過するまでの間、その温度を維持しながら、上下動機構を駆動して下金型３０及び下金型保持具４０Ａを上昇させてガラス素材５０に所定の圧力を加え、ガラス素材５０を変形させる。可動体４０Ｂの上金型保持具２０側の内径が下金型保持具４０Ａ側の内径より小さいので、加圧時にキャビティ６０内のガラス素材５０が可動体４０Ｂの内壁面に沿って上昇するせり上がり現象が防止される。

加熱部による加熱を停止し、上金型保持具２０、上金型１０、下金型保持具４０Ａ、可動体４０Ｂ、下金型３０を介してガラス素材５０を冷却する。このとき、下金型３０、下金型保持具４０Ａ及び可動体４０Ｂでガラス素材５０に前記所定の圧力を加え続ける。ガラス素材５０がガラス転移点まで冷却されたとき、上下動機構によるガラス素材５０への加圧を停止する。

ガラス素材５０の温度が所定の温度（例えば５００℃）まで低下したとき、下金型３０及び下金型保持具４０Ａを下降させる。

下金型３０及び下金型保持具４０Ａが下降し始めたときには、圧縮コイルスプリング７５のばね力によって可動体４０Ｂは未だ下金型保持具４０Ａに押し付けられている（図１参照）。そのため、可動体４０Ｂによって上金型１０に食い付いたガラス素材５０が上金型１０とともに上昇することが阻止される。

下金型３０及び下金型保持具４０Ａが下降し終えたとき、可動体４０Ｂは下金型保持具４０Ａから離れる（図２参照）。その後、成形品としてのガラス素材５０を光学素子成形金型から取り出す。

この実施形態によれば、キャビティ６０内のガラス素材５０が可動体４０Ｂの内壁面に沿って上昇するせり上がり現象を防止することができる。その結果、空気だまりの発生に起因する不良品の発生を防止することができる。また、光学素子成形金型は上金型保持具２０、可動体４０Ｂ、下金型保持具４０Ａの３つに分割できる構造であり、可動体４０Ｂを下金型保持具４０Ａから分離できるため、成形品（例えばレンズ）を金型から容易に取り出すことができるとともに、ガラス素材５０の昇温、成形品の冷却を従来の金型より短時間で行うことができる。可動体４０Ｂを上金型保持具２０に吊り下げる構造とし、上金型保持具２０と可動体４０Ｂとを時間差をもって下金型保持具４０Ａから分離させることができるので、可動体４０Ｂによって上金型１０に食い付いたガラス素材５０が上金型１０とともに上昇することを阻止することができる。

図１はこの発明の一実施形態に係る光学素子成形金型の離型時（下金型３０が下降し始めたとき）における断面を示す概念図である。 図２はこの発明の一実施形態に係る光学素子成形金型の離型時（下金型３０が下降し終わったとき）における断面を示す概念図である。

符号の説明

１０：上金型（第２の金型本体）、２０：上金型保持具（第２の金型保持具）、３０：下金型（第１の金型本体）、４０Ａ：下金型保持具（第１の金型保持具）、４０Ｂ：可動体、５０：ガラス素材（被成形素材）、６０：キャビティ（空間）。

Claims (3)

1. 被成形素材を載置する第１の金型本体を保持する第１の金型保持具と、
   前記被成形素材を介して前記第１の金型本体に対向する第２の金型本体を保持する第２の金型保持具とを備え、
   前記第２の金型保持具は、前記第１の金型保持具と協同して前記被成形素材を所定の状態で保持する空間を形成する環状の可動体を有し、
   前記可動体の両端部の内径は、前記第１の金型保持具側に対して前記第２の金型保持具側が小さく形成されていることを特徴とする光学素子成形金型。
2. 前記可動体は前記第２の金型保持具に対して上下動可能であることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形金型。
3. 離型時、前記第１の金型保持具と前記第２の金型保持具とを所定距離だけ離した後、前記可動体が前記第１の金型保持具から離れることを特徴とする請求項２記載の光学素子成形金型。

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