JP2534523B2 - ガラスレンズ成形型および成形方法 - Google Patents
ガラスレンズ成形型および成形方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/60—Aligning press die axes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガラスレンズ成形用の数個割り型、およびガ
ラスレンズ成形方法に関するものである。
ラスレンズ成形方法に関するものである。
（従来の技術） 精密光学素子には厳密な形状と表面品質を備えた、高
度に研磨された表面が要求される。その各面は適切な幾
何学的関係をもって製造する必要があり、また、その素
子を伝送用に使用する場合には、高度で均一で等方性の
屈折率を有する材料で形成される。
度に研磨された表面が要求される。その各面は適切な幾
何学的関係をもって製造する必要があり、また、その素
子を伝送用に使用する場合には、高度で均一で等方性の
屈折率を有する材料で形成される。
ガラスの精密光学素子は、従来、いずれも複雑な複数
の工程を要する二つの方法のいずれかを用いて製造され
ている。一方の方法では、ガラスのバッチを通常の方法
で溶融し、それを制御された均質な屈折率を有するガラ
ス体にする。そのガラス体を公知の再圧縮法で所望の最
終製品の形状に近い型に成形する。この段階ではガラス
体の表面形状および仕上げは結像光学素子としては不十
分である。この粗製品を注意深くアニーリングすること
によって所望の屈折率とし、さらに、研磨して形状を整
える。もう一つの方法では、溶融ガラスの成形によって
大きなガラス体を形成し、これを直ぐにアニーリングす
る。さらに、こうして得られたガラス体を切断、研削し
て所望の形状の製品とする。
の工程を要する二つの方法のいずれかを用いて製造され
ている。一方の方法では、ガラスのバッチを通常の方法
で溶融し、それを制御された均質な屈折率を有するガラ
ス体にする。そのガラス体を公知の再圧縮法で所望の最
終製品の形状に近い型に成形する。この段階ではガラス
体の表面形状および仕上げは結像光学素子としては不十
分である。この粗製品を注意深くアニーリングすること
によって所望の屈折率とし、さらに、研磨して形状を整
える。もう一つの方法では、溶融ガラスの成形によって
大きなガラス体を形成し、これを直ぐにアニーリングす
る。さらに、こうして得られたガラス体を切断、研削し
て所望の形状の製品とする。
上記方法のいずれにも似たような問題がある。すなわ
ち、研削によって得られる面の形状は通常円錐の断面、
すなわち、平面、球面および放物面に限られており、他
の形状、特に一般の非球面を研削するのは困難である。
いずれの方法においても研削された光学面は、表面形状
を変えずに表面仕上げを良くするために複雑な技法で研
磨される。非球面の場合にはこの研磨は熟練を要する高
コストの手作業が必要である。さらに、最終仕上げ、す
なわち、芯取りが通常必要である。この芯取りは球面レ
ンズの光軸と機械的軸とを一致させるためのものであ
る。しかしながら、芯取りによって非球面間のずれを修
復できるものではなく、これが非球面レンズを研削する
際の困難の一因をなしている。
ち、研削によって得られる面の形状は通常円錐の断面、
すなわち、平面、球面および放物面に限られており、他
の形状、特に一般の非球面を研削するのは困難である。
いずれの方法においても研削された光学面は、表面形状
を変えずに表面仕上げを良くするために複雑な技法で研
磨される。非球面の場合にはこの研磨は熟練を要する高
コストの手作業が必要である。さらに、最終仕上げ、す
なわち、芯取りが通常必要である。この芯取りは球面レ
ンズの光軸と機械的軸とを一致させるためのものであ
る。しかしながら、芯取りによって非球面間のずれを修
復できるものではなく、これが非球面レンズを研削する
際の困難の一因をなしている。
レンズを最終的な状態に直接成形するようにすれば、
非球面レンズのときに特に困難で時間のかかる研削、研
磨、芯取り作業を原則的には省くことができる。実際
に、プラスチックレンズは成形によって製造している。
しかしながら、現状では、プラスチックを使用すること
のできる屈折率および分光領域の範囲は限られている。
また、プラスチックは一般に傷がつきやすいし、黄変、
曇り、複屈折が発生しやすい。耐磨耗性コーティングや
反射防止コーティングを使用してもこの問題を完全に解
決することはできなかった。さらに、プラスチックの光
学素子は機械的な力や、湿度、熱によって変形しやす
い。プラスチックは、体積、屈折率共に温度によって相
当変化するためプラスチックの光学素子が使用可能な温
度範囲は限られている。
非球面レンズのときに特に困難で時間のかかる研削、研
磨、芯取り作業を原則的には省くことができる。実際
に、プラスチックレンズは成形によって製造している。
しかしながら、現状では、プラスチックを使用すること
のできる屈折率および分光領域の範囲は限られている。
また、プラスチックは一般に傷がつきやすいし、黄変、
曇り、複屈折が発生しやすい。耐磨耗性コーティングや
反射防止コーティングを使用してもこの問題を完全に解
決することはできなかった。さらに、プラスチックの光
学素子は機械的な力や、湿度、熱によって変形しやす
い。プラスチックは、体積、屈折率共に温度によって相
当変化するためプラスチックの光学素子が使用可能な温
度範囲は限られている。
光学材料としては全般的にガラスの方がプラスチック
よりも優れている。しかしながら、従来のガラスのホッ
トプレスでは、撮像光学素子に要求される厳しい表面形
状および表面品質を得ることはできない。表面の冷却じ
わの発生と表面形状のばらつきが長い間問題になってい
る。上述のように従来の再圧縮法にも同様な問題があ
る。
よりも優れている。しかしながら、従来のガラスのホッ
トプレスでは、撮像光学素子に要求される厳しい表面形
状および表面品質を得ることはできない。表面の冷却じ
わの発生と表面形状のばらつきが長い間問題になってい
る。上述のように従来の再圧縮法にも同様な問題があ
る。
上記のように問題を解決するために様々な工夫がなさ
れたが、その殆どが等温圧縮（成形すべきガラスの温度
と型の温度がほぼ等しくなるように加熱された型を使用
する）を利用したり、プレス中にガラスや型の材料と反
応しない気体雰囲気を使用したり、或いは型を製造する
のに特殊な組成物を使用したりするものである。
れたが、その殆どが等温圧縮（成形すべきガラスの温度
と型の温度がほぼ等しくなるように加熱された型を使用
する）を利用したり、プレス中にガラスや型の材料と反
応しない気体雰囲気を使用したり、或いは型を製造する
のに特殊な組成物を使用したりするものである。
米国特許第4,481,023号には、全体の形状が最終的に
所望されるレンズに極めて近いガラスの予備成形物を精
密にプレスするための改良された型が開示されている。
その型の上型と下型は最終的に所望されるレンズの形状
に正確に一致したキャビティを備えている。ガラスの予
備成形物が成形温度まで加熱され、上下の型は別々に加
熱される。さらに、成形されるべきレンズの厚みを決定
するリングを挟んで互いに押圧される。
所望されるレンズに極めて近いガラスの予備成形物を精
密にプレスするための改良された型が開示されている。
その型の上型と下型は最終的に所望されるレンズの形状
に正確に一致したキャビティを備えている。ガラスの予
備成形物が成形温度まで加熱され、上下の型は別々に加
熱される。さらに、成形されるべきレンズの厚みを決定
するリングを挟んで互いに押圧される。
このような成形作業においては、型のキャビティ内に
入れられるガラスの量は質量を計ることによって制御さ
れる。そのガラスの密度は正確に分かっている。しかし
ながら、型および成形作業は成形しようとするガラスの
質量にあまり左右されないのが望ましい。すなわち、型
に入れられるガラスの質量が多少変わっても常に精密な
レンズ形状が得られなければならない。
入れられるガラスの量は質量を計ることによって制御さ
れる。そのガラスの密度は正確に分かっている。しかし
ながら、型および成形作業は成形しようとするガラスの
質量にあまり左右されないのが望ましい。すなわち、型
に入れられるガラスの質量が多少変わっても常に精密な
レンズ形状が得られなければならない。
精密成形に要求されるもう一つのことは、上下の型の
位置がある自由度に関して「運動学的に決定的である」
ことである。自由な剛体の自由度は６である。すなわち
直交する３方向の変位およびその３方向を軸とする回転
である。空間内の剛体の位置はその３方向の変位と３つ
の回転角が決定されれば特定される。この３つの変位と
３つの回転角は束縛によって運動学的に決定される。機
械的な接触は一般に１の自由度を決定する束縛の一つで
ある。２面間の接触面積が小さくなるにつれて、反復精
度の点ではその接触はより理想的になる。機械的な設計
は系内の束縛の数が自由体の自由度に等しいときに運動
学的に決定的である。自由度が束縛の数と等しいときに
は、自由体がそれらの束縛と接触したときにとり得る位
置は１つに限られる。マグロウヒル社刊「An Introduc
tion To Scientific Research」（Wilson,Jr.）104
−108ページを参照されたい。
位置がある自由度に関して「運動学的に決定的である」
ことである。自由な剛体の自由度は６である。すなわち
直交する３方向の変位およびその３方向を軸とする回転
である。空間内の剛体の位置はその３方向の変位と３つ
の回転角が決定されれば特定される。この３つの変位と
３つの回転角は束縛によって運動学的に決定される。機
械的な接触は一般に１の自由度を決定する束縛の一つで
ある。２面間の接触面積が小さくなるにつれて、反復精
度の点ではその接触はより理想的になる。機械的な設計
は系内の束縛の数が自由体の自由度に等しいときに運動
学的に決定的である。自由度が束縛の数と等しいときに
は、自由体がそれらの束縛と接触したときにとり得る位
置は１つに限られる。マグロウヒル社刊「An Introduc
tion To Scientific Research」（Wilson,Jr.）104
−108ページを参照されたい。
上記３本の軸の内の１本に関して回転対称な物体の自
由度は５だけである。これはその対称軸を中心とした回
転によるその物体の位置の変化は意味がないからであ
る。レンズは光軸に関して対称であるから、自由度は１
つ減るが、高精度のレンズを成形するために型を繰り返
し正確に正しい位置に位置させるためには型の５つの機
械的自由度を固定しなければならない。
由度は５だけである。これはその対称軸を中心とした回
転によるその物体の位置の変化は意味がないからであ
る。レンズは光軸に関して対称であるから、自由度は１
つ減るが、高精度のレンズを成形するために型を繰り返
し正確に正しい位置に位置させるためには型の５つの機
械的自由度を固定しなければならない。
上記のような事情に鑑みて、本発明は所望のレンズ形
状を正確に形成することができるように型の各部分の最
終位置を設定することのできるガラス成形型およびガラ
ス成形方法を提供することを目的とするものである。
状を正確に形成することができるように型の各部分の最
終位置を設定することのできるガラス成形型およびガラ
ス成形方法を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、運動学的に決定的な型アセンブリは
レンズが完全に形成されたときに型の動きを止めるアラ
インメントパッドを備えている。型の各部は所望のレン
ズ形状を成形するために正確に束縛しなければならない
５の自由度に関して正確に制御される。
レンズが完全に形成されたときに型の動きを止めるアラ
インメントパッドを備えている。型の各部は所望のレン
ズ形状を成形するために正確に束縛しなければならない
５の自由度に関して正確に制御される。
形成するべきレンズの形状は回転対称になっているか
ら、レンズを形成する型の各部の位置を正確に制御する
ための運動学的に決定的な高精度な機構に関連する自由
度は５である。この機構では型の各部の位置決めを正確
にするために５つの束縛が使用される。これは運動学的
に決定的な機構の条件を満たしている。さらに、独特な
運動学的に決定的な設計によって型締めサイクルの度に
常に正確な位置に型の各部を位置せしめることができる
ようになっている。
ら、レンズを形成する型の各部の位置を正確に制御する
ための運動学的に決定的な高精度な機構に関連する自由
度は５である。この機構では型の各部の位置決めを正確
にするために５つの束縛が使用される。これは運動学的
に決定的な機構の条件を満たしている。さらに、独特な
運動学的に決定的な設計によって型締めサイクルの度に
常に正確な位置に型の各部を位置せしめることができる
ようになっている。
本発明によれば上型と下型の間の円筒状スリーブの両
端に切欠が設けられ、それによって３つの平らなアライ
ンメントパッドがそのスリーブの両端にそれぞれ形成さ
れている。そのパッドはスリーブの円周方向に等間隔で
設けられている。型締のさい、上下の型はアラインメン
トパッドに当接し、それによって最終的なレンズの厚み
が設定される。また、３つのアラインメントパッドは上
型あるいは下型の型締方向に垂直な軸周りの回転を束縛
する。
端に切欠が設けられ、それによって３つの平らなアライ
ンメントパッドがそのスリーブの両端にそれぞれ形成さ
れている。そのパッドはスリーブの円周方向に等間隔で
設けられている。型締のさい、上下の型はアラインメン
トパッドに当接し、それによって最終的なレンズの厚み
が設定される。また、３つのアラインメントパッドは上
型あるいは下型の型締方向に垂直な軸周りの回転を束縛
する。
さらに、本発明に於いては上下の型のそれぞれに設け
られた円環体が円筒面と接触することによって上下の型
の型締方向に垂直な方向の位置を正確に設定する。
られた円環体が円筒面と接触することによって上下の型
の型締方向に垂直な方向の位置を正確に設定する。
さらに、本発明においては、成形すべきガラスが着脱
自在なスリーブインサートによって保持される。このス
リーブインサートは上下の型の一方に設けられた円環体
に接触する円筒面によって上下の型に対して正しく中央
に位置せしめられる。その円筒面は前記円環体が入る入
り口部分がテーパーして広がっている。型締のさいに、
このテーパー面がスリーブインサートを上下の型に対し
て正しく中央に持ち来たす。
自在なスリーブインサートによって保持される。このス
リーブインサートは上下の型の一方に設けられた円環体
に接触する円筒面によって上下の型に対して正しく中央
に位置せしめられる。その円筒面は前記円環体が入る入
り口部分がテーパーして広がっている。型締のさいに、
このテーパー面がスリーブインサートを上下の型に対し
て正しく中央に持ち来たす。
本発明の型および方法によれば比較的広いガラスの質
量範囲で精密な表面および厚さを有するガラスレンズを
成形することができる。
量範囲で精密な表面および厚さを有するガラスレンズを
成形することができる。
（実施例） 第１図はガラスレンズ成形用数個割り型アセンブリを
示している。上型10は下面14に形成された凹部ないし成
形面12を備えている。下型16は上型10の面14に対向する
面10に同様に凹部ないし成形面18を備えている。上下の
型10、16はピストン22、24（第３、４図）によって閉じ
られ、両成形面12、18によって形成されるキャビティ内
でガラスプレフォーム（予備成形物）が所定の形状とさ
れる。
示している。上型10は下面14に形成された凹部ないし成
形面12を備えている。下型16は上型10の面14に対向する
面10に同様に凹部ないし成形面18を備えている。上下の
型10、16はピストン22、24（第３、４図）によって閉じ
られ、両成形面12、18によって形成されるキャビティ内
でガラスプレフォーム（予備成形物）が所定の形状とさ
れる。
円筒形のスリーブ26が上型10と下型16の間に配されて
いる。第２図に示すように、スリーブ26の上端には３つ
のアラインメントパッド28、30、32を形成する３つの切
欠が設けられている。アラインメントパッド28、30、32
はスリーブ26の周方向に等間隔に形成されるのが望まし
いが、重要なことは３つのアラインメントパッド28、3
0、32を結ぶ点の軌跡が、上型10と下型16の運動の軸を
取り囲むことである。上型10と下型16が閉じられたと
き、上型10の一面33がアラインメントパッド28、30、32
と当接する。すなわち、アラインメントパッド28、30、
32は上型10の垂直方向の型締位置を設定する。３つのア
ラインメントパッドを使用することによって型締方向に
垂直な各軸を中心とする上型10の回転が束縛される。第
1a図には、精密成形を行うために上下の型を束縛すべき
５の自由度が示されている。Ｚ軸は型締方向であり、Ｘ
軸およびＹ軸は型締方向に垂直な方向を表す。上下の型
はＸ軸Ｙ軸方向に正確に位置決めしなければならず、ま
た両軸を中心とする回転に関して束縛しなければならな
い。第1a図にはＹ軸周りの回転がθｒで示されており、
Ｘ軸周りの回転がθｘで示されている。５番目の自由度
はＺ軸方向の位置である。なお、レンズおよび型は対称
であるから、型のＺ軸周りの回転は束縛する必要がな
い。
いる。第２図に示すように、スリーブ26の上端には３つ
のアラインメントパッド28、30、32を形成する３つの切
欠が設けられている。アラインメントパッド28、30、32
はスリーブ26の周方向に等間隔に形成されるのが望まし
いが、重要なことは３つのアラインメントパッド28、3
0、32を結ぶ点の軌跡が、上型10と下型16の運動の軸を
取り囲むことである。上型10と下型16が閉じられたと
き、上型10の一面33がアラインメントパッド28、30、32
と当接する。すなわち、アラインメントパッド28、30、
32は上型10の垂直方向の型締位置を設定する。３つのア
ラインメントパッドを使用することによって型締方向に
垂直な各軸を中心とする上型10の回転が束縛される。第
1a図には、精密成形を行うために上下の型を束縛すべき
５の自由度が示されている。Ｚ軸は型締方向であり、Ｘ
軸およびＹ軸は型締方向に垂直な方向を表す。上下の型
はＸ軸Ｙ軸方向に正確に位置決めしなければならず、ま
た両軸を中心とする回転に関して束縛しなければならな
い。第1a図にはＹ軸周りの回転がθｒで示されており、
Ｘ軸周りの回転がθｘで示されている。５番目の自由度
はＺ軸方向の位置である。なお、レンズおよび型は対称
であるから、型のＺ軸周りの回転は束縛する必要がな
い。
第２図において、３つのアラインメントパッド28、3
0、32は上型10のθｒ方向およびθｘ方向の回転を束縛
する。３つのアラインメントパッドを使用するのは重要
なことである。その他の形状の当接面では３つのパッド
によって得られるような運動学的に決定的な面を得るこ
とができない。前記切欠を設けることによって、上型10
の面33はスリーブ26に対してより傾きやすくなる。
0、32は上型10のθｒ方向およびθｘ方向の回転を束縛
する。３つのアラインメントパッドを使用するのは重要
なことである。その他の形状の当接面では３つのパッド
によって得られるような運動学的に決定的な面を得るこ
とができない。前記切欠を設けることによって、上型10
の面33はスリーブ26に対してより傾きやすくなる。
スリーブ26の下端にも同様な切欠が設けられ、それに
よって３つの平たいアラインメントパッド34（第２図に
１つのみ図示）が形成されている。下型16の面36がその
３つのアラインメントパッド34に当接することによって
下型16の型締時の高さが設定されるとともに、下型16の
θｘ方向およびθｒ方向の回転が束縛される。あらかじ
め加熱されて軟化しているガラスプレフォームがスリー
ブインサート40のキャビティ42内に保持されている。第
2,5図に明確に示されているように、そのスリーブイン
サート40はインサートキャリヤ41内に支持されている。
インサートキャリヤ41はスパイダ状をしており、３本の
アーム44、46、48によってその中央が上型10と下型16の
間に位置するように支持されている。型アセンブリ内に
位置せしめられているときには、アセンブリの棚状突部
50上に載置されている。インサートキャリヤ41とスリー
ブインサート40は型アセンブリから組み合わせた状態で
取り外せるようになっており、両者とガラスプレフォー
ムとを所望の成形温度まで予備加熱できるようになって
いる。ガラスプレフォーム43はスリーブインサート40の
キャビティ42内に入れられる。（第３図） キャビティ42はレンズの縁部を形成する円筒状の壁部
45を備えている。その円筒状の壁部45の底部に向かっ
て、ガラスプレフォーム43をキャビティ42から落ちない
ように保持するための段部47が設けられている。キャビ
ティ42の底部は開口（51）しており、その開口51から第
４図に示すように下型16がスリーブインサート40内に進
入してレンズの底面を成形するようになっている。
よって３つの平たいアラインメントパッド34（第２図に
１つのみ図示）が形成されている。下型16の面36がその
３つのアラインメントパッド34に当接することによって
下型16の型締時の高さが設定されるとともに、下型16の
θｘ方向およびθｒ方向の回転が束縛される。あらかじ
め加熱されて軟化しているガラスプレフォームがスリー
ブインサート40のキャビティ42内に保持されている。第
2,5図に明確に示されているように、そのスリーブイン
サート40はインサートキャリヤ41内に支持されている。
インサートキャリヤ41はスパイダ状をしており、３本の
アーム44、46、48によってその中央が上型10と下型16の
間に位置するように支持されている。型アセンブリ内に
位置せしめられているときには、アセンブリの棚状突部
50上に載置されている。インサートキャリヤ41とスリー
ブインサート40は型アセンブリから組み合わせた状態で
取り外せるようになっており、両者とガラスプレフォー
ムとを所望の成形温度まで予備加熱できるようになって
いる。ガラスプレフォーム43はスリーブインサート40の
キャビティ42内に入れられる。（第３図） キャビティ42はレンズの縁部を形成する円筒状の壁部
45を備えている。その円筒状の壁部45の底部に向かっ
て、ガラスプレフォーム43をキャビティ42から落ちない
ように保持するための段部47が設けられている。キャビ
ティ42の底部は開口（51）しており、その開口51から第
４図に示すように下型16がスリーブインサート40内に進
入してレンズの底面を成形するようになっている。
スリーブインサート40の前記開口51は第３図に示すよ
うに円筒状をしており、その下端部は上方に向かって先
細りにテーパーしている。型締めされると、下型16上の
円環体54がその開口51内に進入する。（第３、４図）円
環体54は開口51の上部の束縛部分に入って行くにつれ
て、スリーブインサート40をＸ軸方向およびＹ軸方向に
うごかし、そのスリーブインサート40を型に対して正し
く中央に位置させる。
うに円筒状をしており、その下端部は上方に向かって先
細りにテーパーしている。型締めされると、下型16上の
円環体54がその開口51内に進入する。（第３、４図）円
環体54は開口51の上部の束縛部分に入って行くにつれ
て、スリーブインサート40をＸ軸方向およびＹ軸方向に
うごかし、そのスリーブインサート40を型に対して正し
く中央に位置させる。
型締めの際に下型16をＸ軸方向とＹ軸方向に束縛する
ために円環体56がスリーブ26の円筒状の内面58によって
束縛される。このスリーブ26の内面58によって、下型16
がＸ軸方向およびＹ軸方向に正しく位置決めされる。
ために円環体56がスリーブ26の円筒状の内面58によって
束縛される。このスリーブ26の内面58によって、下型16
がＸ軸方向およびＹ軸方向に正しく位置決めされる。
上型10は上型10上に設けられた円環体60によってＸ軸
方向およびＹ軸方向に位置決めされる。円環体60はスリ
ーブ26のテーパーした開口62内に進入する。円環体60が
スリーブ26の束縛内周面に進入するにつれて、上型10は
スリーブインサート40のキャビティ42内のガラス43に対
して正確に中央に位置せしめられる。
方向およびＹ軸方向に位置決めされる。円環体60はスリ
ーブ26のテーパーした開口62内に進入する。円環体60が
スリーブ26の束縛内周面に進入するにつれて、上型10は
スリーブインサート40のキャビティ42内のガラス43に対
して正確に中央に位置せしめられる。
このようにして、上型10および下型16の面14、20内の
成形面12、18が５の自由度に関して束縛され適切に位置
決めされる。これによって、所望の精密レンズ成形が達
成される。
成形面12、18が５の自由度に関して束縛され適切に位置
決めされる。これによって、所望の精密レンズ成形が達
成される。
本発明によれば成形キャビティを形成する型の各部分
を精密に、かつ、しっかりと位置決めすることができ
る。本発明は運動学的に決定的な整列を利用して相対向
するキャビティの角度的ずれを0.05ミリラジアン以内に
抑え、横軸方向のずれを0.010mm以内に抑えたものであ
る。また、本発明の装置によれば成形品の厚みの誤差を
0.030mm以内に抑えることができる。また、本発明の装
置によればこのような整合状態を常温から375℃の範囲
内で維持することができる。
を精密に、かつ、しっかりと位置決めすることができ
る。本発明は運動学的に決定的な整列を利用して相対向
するキャビティの角度的ずれを0.05ミリラジアン以内に
抑え、横軸方向のずれを0.010mm以内に抑えたものであ
る。また、本発明の装置によれば成形品の厚みの誤差を
0.030mm以内に抑えることができる。また、本発明の装
置によればこのような整合状態を常温から375℃の範囲
内で維持することができる。
第１図は本発明の一実施例の型アセンブリの概略図、第
1a図は型の各部の自由度を示す図、第２図はその型のア
センブリの一部分解斜視図、第３図はその型アセンブリ
の型開き状態を示す図、第４図はその型アセンブリの型
締め状態を示す図、第５図は第４図の５−５線断面図で
ある。 10……上型、 12、18……成形面 16……下型 26……スリーブ 28、30、32……アラインメントパッド 40……スリーブインサート 41……インサートキャリヤ 42……キャビティ
1a図は型の各部の自由度を示す図、第２図はその型のア
センブリの一部分解斜視図、第３図はその型アセンブリ
の型開き状態を示す図、第４図はその型アセンブリの型
締め状態を示す図、第５図は第４図の５−５線断面図で
ある。 10……上型、 12、18……成形面 16……下型 26……スリーブ 28、30、32……アラインメントパッド 40……スリーブインサート 41……インサートキャリヤ 42……キャビティ
Claims (17)
- 【請求項１】ガラスレンズを成形するための数個割り型
において、 一面に第一の成形面を備えた第一の型、前記第一の型の
前記一面と対向する面に第二の成形面を備えた第二の
型、前記第一の型および第二の型を第一の軸に沿って動
かして型締めして、前記第一の成形面と第二の成形面を
含む型キャビティを形成する型締手段、および前記第一
の成形面と第二の成形面との整列を運動学的に決定する
ように前記第一の型と第二の型の間に位置せしめられた
スリーブ手段からなり、 前記スリーブ手段と前記第一の型の一方に第一の組の３
つのアラインメントパッドが形成されており、他方がそ
の第一の組のアラインメントパッドと当接して前記第一
の軸に垂直な軸周りの前記第一の型の回転を束縛する第
一の面手段を備えており、 前記スリーブ手段と前記第二の型の一方に第二の組の３
つのアラインメントパッドが形成されており、他方がそ
の第二の組のアラインメントパッドと当接して前記第一
の軸に垂直な軸周りの前記第二の型の回転を束縛する第
二の面手段を備えていることを特徴とする型アセンブ
リ。 - 【請求項２】前記スリーブ手段が円筒状をしており、そ
の少なくとも一方の端部に３つの切欠きが設けられ、そ
れによって前記第一、第二の組のアラインメントパッド
の一方が形成されており、その３つのアラインメントパ
ッドをむすぶ点の軌跡が前記第一の軸を取り囲むことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の型アセンブリ。 - 【請求項３】前記スリーブ手段の両端に切欠きが設けら
れ、それによって前記第一、第二の組のアラインメント
パッドが前記スリーブ手段の両端にそれぞれ設けられて
おり、前記第一の型が前記スリーブ手段の一端の前記ア
ラインメントパッドと接触し、前記第二の型が前記スリ
ーブ手段の他端の前記アラインメントパッドと接触する
ようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の型アセンブリ。 - 【請求項４】ガラスプレフォームを保持するとともに、
加熱されて軟化したガラスを成形するさいに前記第一の
成形面および第二の成形面と協働するキャビティ手段を
有するスリーブインサートを備えることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の型アセンブリ。 - 【請求項５】前記スリーブインサートがスパイダによっ
て支持されており、そのスパイダはそのスパイダの中心
を前記第一の型と第二の型の間に支持する複数のアーム
を備えており、前記スリーブインサートのキャビティ手
段がそのスパイダの中央に位置していることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の型アセンブリ。 - 【請求項６】前記スリーブインサートが前記ガラスプレ
フォームを加熱するために取り外せるようになっている
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の型アセン
ブリ。 - 【請求項７】前記スリーブインサートが、前記第一の型
と第二の型の間で中央に位置するように前記第一の軸に
垂直な方向に可動になっていることを特徴とする特許請
求の範囲第４項記載の型アセンブリ。 - 【請求項８】前記スリーブインサートがテーパーした円
筒状内面を備えており、前記第一の型と第二の型の一方
に円環体手段が設けられており、型締のさいにその円環
体手段が前記スリーブインサートの前記円筒状内面と接
触してそのスリーブインサートを前記一方の型と整列さ
せるようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の型アセンブリ。 - 【請求項９】前記第一の型と第二の型がそれぞれ前記第
一の軸に平行な軸に関して対称であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の型アセンブリ。 - 【請求項１０】前記第一の型と第二の型の一方が円環体
手段を備えており、前記スリーブ手段が円筒状内面を備
えており、前記円環体手段がその円筒状内面にかん入す
ることによって前記一方の型を前記第一の軸に垂直な方
向に束縛するようになっていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の型アセンブリ。 - 【請求項１１】前記第一の型と第二の型の他方が第二の
円環体手段を備えており、前記スリーブ手段がテーパー
した入口開口を有する円筒状内面を備えており、前記第
二の円環体手段がそのテーパーした入口開口から前記円
筒状内面内に入って行くにつれて前記他方の型の位置決
めがなされるようになっていることを特徴とする特許請
求の範囲第10項記載の型アセンブリ。 - 【請求項１２】加熱されて軟化したガラスプレフォーム
から精密光学素子をプレスするための数個割り型アセン
ブリにおいて、 第一の形成面を備えた第一の型、第二の形成面を備えた
第二の型、前記第一の型と第二の型を互いに接近する方
向に第一の軸に沿って動かして型締をし、前記第一、第
二の形成面によって少なくとも部分的に形成されるキャ
ビティ内のプレフォームをプレスするとともに、前記第
一の型と第二の型を互いに遠ざかる方向に第一の軸に沿
って動かして、成形されたガラス光学素子を取り出すこ
とができるように型開きする手段、前記第一の型と第二
の型の各々に形成された位置決め手段、および前記第一
の型と第二の型の間に位置せしめられるスリーブ手段か
らなり、前記スリーブ手段が互いに間隔をおいて設けら
れた２つの位置決め部を備えており、その両位置決め部
が前記第一、第二の型の前記位置決め手段とそれぞれ係
合して、前記第一の軸方向の変位、その第一の軸に垂直
でかつ互いに垂直な第二、第三の軸方向の変位、および
その第二、第三の軸周りの回転からなる５の自由度に関
して前記第一、第二の形成面を運動学的に整列させるよ
うになっていることを特徴とする型アセンブリ。 - 【請求項１３】前記第一の型と第二の型の前記位置決め
手段が、前記第一の型と第二の型が互いに接近する方向
に前記第一の軸に沿って動かされたときに前記第二、第
三の軸方向の前記第一、第二の形成面の位置決めを前記
スリーブ手段の内面部と協働して行う円環体手段からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の型アセ
ンブリ。 - 【請求項１４】前記第一の型と第二の型に設けられた前
記各位置決め手段が前記スリーブ手段に設けられた対応
する前記位置決め部と係合して前記第一、第二の形成面
の前記第二、第三の軸周りの位置を決める表面部を備え
ていることを特徴とする特許請求の範囲第12項記載の型
アセンブリ。 - 【請求項１５】加熱されて軟化したガラスプレフォーム
から精密光学素子を成形する方法において、 第一の成形面を備えた第一の型と第二の成形面を備えた
第二の型を用意し、前記第一の型および第二の型と協働
して前記第一、第二の成形面を運動学的に位置決めする
スリーブ部材を前記第一、第二の型の間に配し、前記ガ
ラス光学素子に成形すべきガラスプレフォームを保持す
るスリーブインサートを設け、前記プレフォームを加熱
して軟化させ、前記第一の型と第二の型を第１の軸にそ
って互いに接近するようにうごかして前記第一、第二の
成形面と前記スリーブインサートのキャビティとによっ
て前記軟化したプレフォームを光学素子に成形するため
の型キャビティを形成するとともに、前記第一の軸方向
の変位、その第一の軸に垂直でかつ互いに垂直な第二、
第三の軸方向の変位、およびその第二、第三の周りの回
転からなる５の自由度に関して前記第一、第二の形成面
を運動学的に整列させることを特徴とする方法。 - 【請求項１６】前記第一、第二の成形面の整列と同時に
前記スリーブインサートの位置決めをすることを特徴と
する特許請求の範囲第15項記載の方法。 - 【請求項１７】前記スリーブインサートの前記キャビテ
ィ内に前記プレフォームを、前記第一の型と第二の型が
互いに接近するように動かされたときに前記第一、第二
の成形面が互いに反対側からそのプレフォームに作用的
に係合するように支持する工程を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第15項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/940,120 US4696692A (en) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Kinematically determinate glass pressing mold assembly and method of use |
| US940120 | 1986-12-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151627A JPS63151627A (ja) | 1988-06-24 |
| JP2534523B2 true JP2534523B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=25474268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62295959A Expired - Lifetime JP2534523B2 (ja) | 1986-12-10 | 1987-11-24 | ガラスレンズ成形型および成形方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4696692A (ja) |
| EP (1) | EP0271338A1 (ja) |
| JP (1) | JP2534523B2 (ja) |
| KR (1) | KR880007377A (ja) |
| CA (1) | CA1314147C (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE8705203U1 (de) * | 1987-04-10 | 1987-07-23 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Gießform zur Herstellung einer Rohform für Brillenlinsen |
| US4941906A (en) * | 1987-07-09 | 1990-07-17 | Corning Incorporated | Balanced molding of optical elements |
| JP2577055B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1997-01-29 | ホーヤ株式会社 | ガラス成形型 |
| US5125945A (en) * | 1991-04-09 | 1992-06-30 | Corning Incorporated | Method and apparatus for parallel alignment of opposing mold surfaces by controlling the thermal expansion of the apparatus |
| JPH06114747A (ja) * | 1992-10-05 | 1994-04-26 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 研磨材およびその製法 |
| US5766293A (en) * | 1996-10-03 | 1998-06-16 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for making optical preforms with controlled peripheral edge wall geometry |
| US6574053B1 (en) | 2000-08-10 | 2003-06-03 | Nikon Corporation | Kinematic alignment structure for placement between components axially aligned in a cylindrical body |
| JP4686928B2 (ja) * | 2001-08-03 | 2011-05-25 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | プレス成形装置 |
| US6661955B1 (en) | 2002-02-04 | 2003-12-09 | Siwave, Inc. | Kinematic and non-kinematic passive alignment assemblies and methods of making the same |
| US6674585B1 (en) | 2002-02-04 | 2004-01-06 | Siwave, Inc. | Flexure assemblies and methods of making the same |
| US6850675B1 (en) * | 2002-02-04 | 2005-02-01 | Siwave, Inc. | Base, payload and connecting structure and methods of making the same |
| US7813634B2 (en) | 2005-02-28 | 2010-10-12 | Tessera MEMS Technologies, Inc. | Autofocus camera |
| US7065986B2 (en) * | 2002-11-19 | 2006-06-27 | Eastman Kodak Company | Molding assembly |
| US7165893B2 (en) * | 2004-09-10 | 2007-01-23 | Hutchinson Technology Incorporated | Multi-fiber optical connect |
| CN100400445C (zh) * | 2004-12-15 | 2008-07-09 | 亚洲光学股份有限公司 | 连续式玻璃模造成形系统 |
| US10969560B2 (en) | 2017-05-04 | 2021-04-06 | Lightpath Technologies, Inc. | Integrated optical assembly and manufacturing the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3390974A (en) * | 1965-04-05 | 1968-07-02 | Corning Glass Works | Alignment structure for a glass mold and plunger |
| US4481023A (en) * | 1981-10-30 | 1984-11-06 | Corning Glass Works | Process to mold precision glass articles |
| US4629489A (en) * | 1984-07-09 | 1986-12-16 | Hoya Corporation | Method of manufacturing pressed lenses |
| JPH1021926A (ja) * | 1996-07-05 | 1998-01-23 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極フィルム |
-
1986
- 1986-12-10 US US06/940,120 patent/US4696692A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-11-02 CA CA000550761A patent/CA1314147C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-24 JP JP62295959A patent/JP2534523B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-09 KR KR870014059A patent/KR880007377A/ko not_active Application Discontinuation
- 1987-12-10 EP EP87310860A patent/EP0271338A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151627A (ja) | 1988-06-24 |
| CA1314147C (en) | 1993-03-09 |
| EP0271338A1 (en) | 1988-06-15 |
| KR880007377A (ko) | 1988-08-27 |
| US4696692A (en) | 1987-09-29 |
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