JP2019089681A - Molding tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子を成形するための成形型に関する。 The present invention relates to a mold for molding an optical element.
従来、光学素子の上面を創生する上型および光学素子の下面を創生する下型に加えて、光学素子の外周面を創生する外周成形部材を備えた成形型が知られている。例えば特許文献1には、下型の上に、光学素子の外周面となる部分に粗面形状を転写する外周成形部材を備える成形型が開示されている。 Conventionally, there is known a mold having an outer peripheral molding member for generating an outer peripheral surface of an optical element in addition to an upper mold for generating the upper surface of the optical element and a lower mold for generating the lower surface of the optical element. For example, Patent Document 1 discloses a forming die provided with an outer peripheral molding member for transferring a rough surface shape to a portion to be an outer peripheral surface of an optical element on a lower die.
しかしながら、特許文献1で開示された成形型は、外周成形部材を固定する機構を備えていないため、成形中に外周成形部材が浮き上がり、下型と外周成形部材との間に形成された隙間に成形素材が流入する。これにより、成形後の光学素子を取り出す際に、光学素子が成形型に引っ掛かって割れてしまう場合があった。 However, since the mold disclosed in Patent Document 1 does not have a mechanism for fixing the outer peripheral molded member, the outer peripheral molded member floats up during molding, and the gap formed between the lower mold and the outer peripheral molded member The molding material flows in. Thereby, when taking out the optical element after shaping | molding, there existed a case where an optical element caught in a shaping | molding die and it broke.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、成形中における外周成形部材の浮き上がりを抑制して光学素子を取り出す際の割れを防止することができる成形型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a mold which can suppress the floating of an outer peripheral molded member during molding and prevent cracking when taking out an optical element. .
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る成形型は、成形素材を押圧変形して光学素子を成形するための成形型であって、前記成形素材に上方からの押圧力を加えて前記光学素子の上面を創生するための上型と、前記成形素材に下方からの押圧力を加えて前記光学素子の下面を創生するための下型と、前記上型および前記下型による押圧によって側方に流動する前記成形素材に前記光学素子の外周面を創生するための外周成形部材と、前記下型に対して前記外周成形部材を固定する固定部材と、を備え、前記外周成形部材は、前記光学素子の外周面を創生する成形面と、前記成形面よりも外周側に位置し、前記下型の側周面に嵌合する嵌合面と、前記成形面と前記嵌合面との間に形成され、前記下型に形成された上向き面に当接する下向き面と、を有し、前記下型および前記外周成形部材は、前記嵌合面に形成された貫通孔を介して、前記下型の側周面に形成された凹部に前記固定部材が挿入され、前記凹部の内面に前記固定部材の先端部が接触することにより固定されており、前記凹部の内面または前記固定部材の先端部は、側面視において、前記下型の中心から外周に向かう方向、かつ前記下型から前記上型に向かう方向に、傾斜していることを特徴とする。 In order to solve the problems described above and to achieve the object, the mold according to the present invention is a mold for pressing and deforming a molding material to mold an optical element, and pressing from above onto the molding material An upper die for applying pressure to create the upper surface of the optical element; a lower die for applying pressing force from below to the molding material to create the lower surface of the optical element; An outer peripheral molding member for creating an outer peripheral surface of the optical element on the molding material which flows sideways by pressing by the lower mold; and a fixing member for fixing the outer peripheral molding member to the lower mold. The outer peripheral molding member includes a molding surface that creates an outer peripheral surface of the optical element, a fitting surface that is positioned on the outer peripheral side with respect to the molding surface, and that fits to a side peripheral surface of the lower mold. An upward surface formed between the molding surface and the fitting surface and formed on the lower mold The lower mold and the outer peripheral molded member are fixed to the recess formed in the side peripheral surface of the lower mold through the through hole formed in the fitting surface. Are inserted and fixed by bringing the tip of the fixing member into contact with the inner surface of the recess, and the inner surface of the recess or the tip of the fixing member is from the center of the lower mold to the outer periphery in a side view It is characterized in that it is inclined in the direction toward the upper mold and the direction from the lower mold to the upper mold.
また、本発明に係る成形型は、上記発明において、前記凹部は、開口部側から底部側に向かって内周径が小さくなっており、前記固定部材の先端部は、基端側から先端側に向かって外周径が一定であることを特徴とする。 In the mold according to the present invention, in the above-mentioned invention, the recess has a smaller inner peripheral diameter from the opening to the bottom, and the tip of the fixing member is from the base to the tip The outer diameter is constant toward the
また、本発明に係る成形型は、上記発明において、前記凹部は、開口部側から底部側に向かって外周径が一定であり、前記固定部材の先端部は、基端側から先端側に向かって外周径が小さくなっていることを特徴とする。 Further, in the mold according to the present invention, in the above-mentioned invention, the recess has a constant outer peripheral diameter from the opening side to the bottom side, and the distal end portion of the fixing member extends from the proximal end to the distal side. And the outer diameter is smaller.
本発明によれば、固定部材が下型の凹部に挿入されることにより、外周成形部材に対して下型を密着させることができるため、光学素子の成形時における外周成形部材の浮き上がりを抑制することができる。従って、光学素子の成形時に下型と外周成形部材との間に隙間が形成されることを抑制し、成形後の光学素子を取り出す際の割れを防止することができる。 According to the present invention, by inserting the fixing member into the recess of the lower mold, the lower mold can be brought into close contact with the outer peripheral molded member, so that the floating of the outer peripheral molded member during molding of the optical element is suppressed. be able to. Therefore, it is possible to suppress the formation of a gap between the lower mold and the outer peripheral molded member at the time of molding of the optical element, and to prevent cracks when taking out the optical element after molding.
以下、本発明に係る成形型の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。 Hereinafter, an embodiment of a mold according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and the constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by persons skilled in the art or those that are substantially the same.
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係る成形型1の構成について、図1、図2、図4および図5を参照しながら説明する。成形型1は、型内に配置した成形素材(ガラス素材)Mを押圧変形して光学素子(ガラスレンズ)を成形するものである。成形型1は、図1に示すように、上型11と、下型12と、外周成形部材13と、固定部材14と、スリーブ15と、固定部材16と、を備えている。なお、同図は、成形型1を軸中心に沿って切断した断面を示している。
First Embodiment
The configuration of the mold 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 5. FIG. The shaping | molding die 1 presses and deforms the shaping | molding raw material (glass raw material) M arrange | positioned in the type | mold, and shape | molds an optical element (glass lens). As shown in FIG. 1, the mold 1 includes an
上型11および下型12は、それぞれ段付きの円柱状(凸状)に形成されており、それぞれの成形面111,121が対向するように配置されている。これらの成形面111,121は、光学素子の上下面(光学機能面)を創生するための面である。
The
上型11は、光学素子の成形時において、成形素材Mに上方からの押圧力を加えて光学素子の上面を創生するためのものである。上型11の側周面112には、後記する固定部材16が挿入される凹部113が形成されている。
The
下型12は、光学素子の成形時において、成形素材Mに下方からの押圧力を加えて光学素子の下面を創生するためのものである。下型12の側周面122には、後記する固定部材14が挿入される凹部123が形成されている。
The
外周成形部材13は、光学素子の成形時において、上型11および下型12による押圧によって側方に流動する成形素材Mに光学素子の外周面を創生するためのものである。外周成形部材13は、全体として円筒状に形成されており、下型12の側周面122に嵌合されている。外周成形部材13には、後記する固定部材14が挿入される貫通孔131が形成されている。
The outer
外周成形部材13は、図2に示すように、成形面132と、嵌合面133と、下向き面134と、を有している。成形面132は、光学素子の外周面(外周粗面)を創生するための面である。嵌合面133は、下型12の側周面122に嵌合する面であり、成形面132よりも外周側に位置している。
The outer
下向き面134は、下型12に形成された上向き面124に当接する面であり、成形面132と嵌合面133との間に形成されている。下向き面134は、嵌合面133に対して略直交している。そして、この下向き面134が下型12の上向き面124に対して当接することにより、外周成形部材13が下型12の上向き面124に載置された状態となる。
The
固定部材14は、下型12に対して外周成形部材13を固定するためのものである。固定部材14は、外周成形部材13の貫通孔131と下型12の凹部123とに亘って挿入されている。固定部材14は、具体的にはビスであり、貫通孔131内に配置される本体部141と、本体部141よりも小径に形成され、凹部123内に配置される先端部142と、を有している。
The
スリーブ(胴型)15は、上型11および下型12を摺動させて中心軸の位置合わせを行うためのものである。スリーブ15は、全体として円筒状に形成されており、上型11、下型12および外周成形部材13の周囲に配置されている。スリーブ15には、後記する固定部材16が挿入される貫通孔151と、光学素子の成形時に不活性ガス(窒素)を導入するための貫通孔152とが形成されている。
The sleeve (body type) 15 is for sliding the
固定部材16は、上型11に対してスリーブ15を固定するためのものである。固定部材16は、スリーブ15の貫通孔151と上型11の凹部113とに亘って挿入されている。固定部材16は、具体的にはビスである。
The
なお、上型11、下型12、外周成形部材13およびスリーブ15は、同じ線膨張係数を有する超硬合金により構成されている。また、固定部材14,16は、上型11等と同じ線膨張係数を有する超硬合金またはステンレスにより構成されている。
The
ここで、下型12および外周成形部材13は、図2に示すように、外周成形部材13の嵌合面133に形成された貫通孔131を介して、下型12の側周面122に形成された凹部123に固定部材14が挿入され、当該凹部123の内面123aに固定部材14の先端部142が接触することにより固定されている。そして、凹部123の内面123aは、側面視において、下型12の中心から外周に向かう方向、かつ下型12から上型11に向かう方向(上方向)に、傾斜している。
Here, as shown in FIG. 2, the
すなわち、下型12の凹部123は、側面視において、開口部側から底部側に向かって内周径が小さくなるテーパ状に形成されている。また、凹部123は、具体的には図2に示すように、側面視において、内面123aの一部(上側)のみが傾斜している。なお、凹部123の傾斜角度は、例えば45°〜80°の範囲内とすることができる。一方、凹部123に挿入される固定部材14の先端部142は、基端側から先端側に向かって外周径が一定となるように形成されている。
That is, the
このような構成を備える成形型1では、型組み時において、外周成形部材13の貫通孔131と下型12の凹部123とに亘って固定部材14を挿入し、当該固定部材14を締め込むことにより、図2に矢印で示すように、外周成形部材13に対して下型12を密着させる力が発生する。これにより、下型12の上向き面124と外周成形部材13の下向き面134とが常に密着した状態となる。
In the mold 1 having such a configuration, the
なお、例えば図4に示すように、下型62の凹部623の内周径が開口部側から底部側に向かって一定に形成されている場合、光学素子の成形時において、外側に流動する成形素材Mに外周成形部材13が引っ張られることにより、外周成形部材13が浮き上がってしまう。そのため、図5のA部に示すように、下型62の上向き面624と外周成形部材13の下向き面134との間に隙間が形成されてしまう。そして、更に成形が進むと、この隙間に成形素材Mが流れ込み、成形後の光学素子を取り出す際に、光学素子が成形型に引っ掛かって割れてしまう可能性がある。
For example, as shown in FIG. 4, when the inner circumferential diameter of the
一方、本実施の形態に係る成形型1では、図2に示すように、固定部材14の先端部142が下型12の凹部123に挿入されることにより、外周成形部材13に対して下型12を密着させることができるため、光学素子の成形時における外周成形部材13の浮き上がりを抑制することができる。従って、成形型1によれば、光学素子の成形時に下型12と外周成形部材13との間に隙間が形成されることを抑制し、成形後の光学素子を取り出す際の割れを防止することができる。
On the other hand, in the mold 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
以下、成形型1を利用した光学素子の成形方法について説明する。光学素子の成形方法では、型組み工程と、配置工程と、置換工程と、加熱工程と、押圧工程と、徐冷工程と、冷却工程と、取り出し工程と、を行う。 Hereinafter, a method of molding an optical element using the molding die 1 will be described. In the method of forming an optical element, a molding step, a placement step, a replacement step, a heating step, a pressing step, a slow cooling step, a cooling step, and a removal step are performed.
型組み工程では、側周面122に対して嵌合面133が対向し、かつ上向き面124に対して下向き面134が接触するように、下型12に外周成形部材13を載置する。そして、外周成形部材13の貫通孔131を介して、下型12の凹部123に固定部材14を挿入し、当該固定部材14を締め込む。これにより、外周成形部材13に対して下型12を密着させる。
In the mold assembly process, the outer peripheral molded
続いて、配置工程では、下型12の成形面121の上に成形素材Mを配置した後、固定部材16によってスリーブ15が固定された上型11を、下型12の上方向から挿入する。続いて、置換工程では、成形型1の内部の雰囲気を窒素に置換する。
Subsequently, in the arranging step, after the molding material M is arranged on the
続いて、加熱工程では、上型11および下型12の内部に設けられた図示しないヒータによって、成形素材Mを所定温度(例えば600℃〜620℃)に加熱する。続いて、押圧工程では、成形素材Mを所定の荷重(例えば30kg〜400kg)で押圧する。
Subsequently, in the heating step, the molding material M is heated to a predetermined temperature (for example, 600 ° C. to 620 ° C.) by a heater (not shown) provided inside the
続いて、徐冷工程では、所定の厚みとなった光学素子を、所定温度(例えば450℃〜500℃)まで徐冷を行う。続いて、冷却工程では、光学素子を所定温度(例えば100℃)まで急冷する。最後に、取り出し工程では、成形型1を分解し、光学素子を取り出す。 Subsequently, in the slow cooling step, the optical element having a predetermined thickness is gradually cooled to a predetermined temperature (for example, 450 ° C. to 500 ° C.). Subsequently, in the cooling step, the optical element is rapidly cooled to a predetermined temperature (for example, 100 ° C.). Finally, in the removal step, the mold 1 is disassembled and the optical element is removed.
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係る成形型1Aの構成について、図3を参照しながら説明する。成形型1Aは、下型12Aおよび固定部材14A以外は前記した成形型1と同様の構成を備えている。
Second Embodiment
The configuration of a
下型12Aおよび外周成形部材13は、図3に示すように、外周成形部材13の嵌合面133に形成された貫通孔131を介して、下型12Aの側周面122に形成された凹部123Aに固定部材14Aが挿入され、当該凹部123Aの内面123aに固定部材14Aの先端部142Aが接触することにより固定されている。そして、固定部材14Aの先端部142Aは、側面視において、下型12Aの中心から外周に向かう方向、かつ下型12Aから上型11に向かう方向(上方向)に、傾斜している。
The
すなわち、凹部123Aに挿入される固定部材14Aの先端部142Aは、基端側から先端側に向かって外周径が小さくなるテーパ状に形成されている。なお、先端部142Aの傾斜角度は、例えば45°〜80°の範囲内とすることができる。一方、下型12Aの凹部123Aは、側面視において、開口部側から底部側に向かって外周径が一定となるように形成されている。
That is, the
このような構成を備える成形型1Aでは、型組み時において、外周成形部材13の貫通孔131と下型12Aの凹部123Aとに亘って固定部材14Aを挿入し、当該固定部材14Aを締め込むことにより、図3に矢印で示すように、外周成形部材13に対して下型12Aを密着させる力が発生する。これにより、下型12Aの上向き面124と外周成形部材13の下向き面134とが常に密着した状態となる。
In the
このように、本実施の形態に係る成形型1Aでは、図3に示すように、固定部材14Aの先端部142Aが下型12Aの凹部123Aに挿入されることにより、外周成形部材13に対して下型12Aを密着させることができるため、光学素子の成形時における外周成形部材13の浮き上がりを抑制することができる。従って、成形型1Aによれば、光学素子の成形時に下型12Aと外周成形部材13との間に隙間が形成されることを抑制し、成形後の光学素子を取り出す際の割れを防止することができる。
As described above, in the
以上、本発明に係る成形型について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。 As mentioned above, although the form for carrying out the invention was concretely explained about the forming die concerning the present invention, the meaning of the present invention is not limited to these descriptions, and it is based on the statement of a claim. It should be interpreted broadly. Further, it is needless to say that various changes, modifications and the like based on these descriptions are included in the spirit of the present invention.
例えば、前記した成形型1では、図2に示すように、側面視において、凹部123の内面123aの一部(上側)のみを開口部側から底部側に向かって傾斜させていたが、凹部123の内面123aの全体を傾斜させてもよい。この場合、凹部123の断面形状は、例えば等脚台形状となる。
For example, in the molding die 1 described above, as shown in FIG. 2, only a part (upper side) of the
1 成形型
11 上型
111 成形面
112 側周面
113 凹部
12,62 下型
121 成形面
122 側周面
123,623 凹部
123a 内面
124,624 上向き面
13 外周成形部材
131 貫通孔
132 成形面
133 嵌合面
134 下向き面
14 固定部材
141 本体部
142 先端部
15 スリーブ
151,152 貫通孔
16 固定部材
M 成形素材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 molding die 11
Claims (3)
前記成形素材に上方からの押圧力を加えて前記光学素子の上面を創生するための上型と、
前記成形素材に下方からの押圧力を加えて前記光学素子の下面を創生するための下型と、
前記上型および前記下型による押圧によって側方に流動する前記成形素材に前記光学素子の外周面を創生するための外周成形部材と、
前記下型に対して前記外周成形部材を固定する固定部材と、
を備え、
前記外周成形部材は、
前記光学素子の外周面を創生する成形面と、
前記成形面よりも外周側に位置し、前記下型の側周面に嵌合する嵌合面と、
前記成形面と前記嵌合面との間に形成され、前記下型に形成された上向き面に当接する下向き面と、
を有し、
前記下型および前記外周成形部材は、前記嵌合面に形成された貫通孔を介して、前記下型の側周面に形成された凹部に前記固定部材が挿入され、前記凹部の内面に前記固定部材の先端部が接触することにより固定されており、
前記凹部の内面または前記固定部材の先端部は、側面視において、前記下型の中心から外周に向かう方向、かつ前記下型から前記上型に向かう方向に、傾斜していることを特徴とする成形型。 A molding die for pressing and deforming a molding material to form an optical element,
An upper mold for creating an upper surface of the optical element by applying a pressing force from above to the molding material;
A lower die for creating a lower surface of the optical element by applying a pressure from below to the molding material;
An outer periphery molding member for creating an outer peripheral surface of the optical element on the molding material that flows laterally due to the pressing by the upper mold and the lower mold;
A fixing member for fixing the outer peripheral molding member to the lower mold;
Equipped with
The outer peripheral molded member is
A molding surface for creating an outer peripheral surface of the optical element;
A fitting surface located on the outer peripheral side of the molding surface and fitted to the side peripheral surface of the lower mold;
A downward surface formed between the molding surface and the fitting surface and in contact with an upward surface formed on the lower mold;
Have
In the lower mold and the outer peripheral molded member, the fixing member is inserted into the recess formed in the side peripheral surface of the lower mold through the through hole formed in the fitting surface, and the inner surface of the recess is formed with the fixing member. It is fixed by contact of the tip of the fixing member,
The inner surface of the recess or the tip end portion of the fixing member is inclined in a direction from the center of the lower mold toward the outer periphery and in the direction from the lower mold to the upper mold in a side view. Mold.
前記固定部材の先端部は、基端側から先端側に向かって外周径が一定であることを特徴とする請求項1に記載の成形型。 The recess has a smaller inner circumferential diameter from the opening side to the bottom side,
The mold according to claim 1, wherein an outer peripheral diameter of the distal end portion of the fixing member is constant from the proximal end side toward the distal end side.
前記固定部材の先端部は、基端側から先端側に向かって外周径が小さくなっていることを特徴とする請求項1に記載の成形型。 The recess has a constant outer peripheral diameter from the opening side to the bottom side,
The mold according to claim 1, wherein an outer peripheral diameter of the distal end portion of the fixing member decreases from the proximal end side toward the distal end side.
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2017
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2018
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