JP2642019B2 - 光学ガラス素子の成形装置 - Google Patents
光学ガラス素子の成形装置Info
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- 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
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
プリズム等の光学ガラス素子の成形装置に係わり、詳し
くは、一対の型間にレンズ素材を配置し、前記型および
レンズ素材を加熱してレンズ素材をプレスすることによ
り、光学ガラス素子を成形する光学ガラス素子の成形装
置に関する。
およびレンズ素材の加熱手段として、例えば特開昭64
−45734号公報、および特開昭63−170228
号公報で示されるような高周波誘導加熱(RF誘導加
熱)が採用される。
ン,モリブデン等からなる金属部を加熱し、その金属部
からの伝熱や輻射熱でセラミックスで作られたキャビテ
ィダイを加熱し、これらの熱でレンズ素材(硝材)を加
熱していた。
5で示すように浸透深さの問題があり、金属部を均一に
加熱することは難しく、特に、大径化した場合、外周に
誘導コイルを配して中の被加熱体を加熱しようとする場
合は難しい。また、高周波誘導加熱では、セラミックス
で作られたキャビティダイあるいはワークであるレンズ
素材を直接誘導加熱することは殆どない。
されるように、赤外線によって型を加熱し、この型の加
熱により型内に置かれた硝材を加熱するものもあるが、
これは型の周囲に球状または直管状の赤外線ランプを複
数個配列したものであり、型全体が均一に加熱されず、
高精度な光学ガラス素子の成形ができない欠点があっ
た。
装置は、セラミックスで作られた型の場合には直接加熱
することができず、また、型全体が均一に加熱されず、
高精度な光学ガラス素子の成形ができないといった問題
があった。
で、金属で作られた型だけでなくセラミックスで作られ
た型をも加熱できる赤外線ランプを用いて型を均一に加
熱することができ高精度な光学ガラス素子の成形を可能
とすると共に、赤外線ランプの交換が容易にでき種々の
大きさの型に的確に対応可能とした光学ガラス素子の成
形装置を提供することを目的とする。
レンズ素材を配置し、前記型およびレンズ素材を加熱し
てレンズ素材をプレスすることにより、光学ガラス素子
を成形する光学ガラス素子の成形装置において、前記型
を支持するそれぞれの軸と、これら軸と型との間に型の
熱を軸に伝え難くするために設けられた断熱部材と、前
記型の外周部に設けられた赤外線ランプおよび赤外線ラ
ンプの背面に設けた反射ミラー等からなり前記型および
レンズ素材を加熱するための赤外線ランプユニットと、
この赤外線ランプユニットの前記赤外線ランプと前記型
との間に不活性ガス雰囲気下に保ち得る成形室を構成す
るためのチャンバーとを具備し、前記赤外線ランプユニ
ットを、半円弧形状の赤外線ランプおよび反射ミラーを
各々2つ合わせて略環状としたものを複数段重ねてなる
ものである。
外線ランプを、半円弧形状の赤外線ランプおよび反射ミ
ラ−を各々2つ合わせて環状としたものを複数段重ねた
構成によれば、金属はもちろんセラミックス等の非金属
で作られた型部材を均一に加熱でき、効率も高い、ま
た、型の大きさや形状を変えても、赤外線ランプユニッ
トの交換が容易であるため、多品種生産にも容易に対応
できる。
明する。
である。図1において、1は上端側がフレーム2の天井
部に固定された第1の軸としての固定軸であり、この固
定軸1の下端には断熱部材3を介して固定ダイプレート
4が取り付けられている。
ックスなどの断熱材で作られた中空軸部材3aおよび透
明石英硝子のような赤外線を透過する透明な断熱材で作
られたリング部材3bからなり、固定ダイプレート4が
図示しないボルトなどにより連結されている。そして、
固定ダイプレート4には、固定ダイ5と共にセラミック
スなどで作られた上キャビティダイ6が取り付けられて
いる。
た第2の軸としての移動軸であり、この移動軸7の上端
には、前記と同様に、中空軸部材8a,リング部材8b
からなる断熱部材8を介して移動ダイプレート9が取り
付けられており、移動ダイプレート9には、移動ダイ1
0と共にセラミックスなどで作られた下キャビティダイ
11が取り付けられている。
(硝材)であるプリフォーム15が載せられ、所定温度
になった時点で、駆動装置である油圧シリンダ16によ
り移動軸7に連なる系が上昇し、固定ダイ5と移動ダイ
10の合せ面が密着し、上キャビティダイ6と下キャビ
ティダイ11により構成されるキャビティ17部の形状
にプリフォーム15が変形するようにプレスされ、光学
ガラス素子(この実施例では凸レンズ)15′が成形さ
れるようになっている。
5、および上キャビティダイ6の組立体からなる上型2
0、および、移動ダイプレート9、移動ダイ10、およ
び下キャビティダイ11等の組立体からなる下型21
は、ベース22およびブラケット23によって両端開口
部が閉塞された円筒状のチャンバ24により囲繞される
不活性ガス雰囲気下の成形室25内にある。
径50mmの凸レンズを成形する場合、固定ダイ5および
移動ダイ10の外径をそれぞれ75ミリとし、上型20
および下型21の外周を囲繞するチャンバ24として、
外径φ90、肉厚4mmの透明な石英ガラスからなる石英
管を用いた。
周には、加熱源である複数の環状の赤外線ランプ30…
と、これら赤外線ランプ30…の背面を囲繞する状態に
設けられたアルミニウムを磨いてその上に金メッキした
反射ミラー31…とからなる赤外線ランプユニット32
が配置された状態となっている。そして、赤外線ランプ
30…に通電することにより赤外線をチャンバ24を透
過して上型20および下型21に照射するようになって
いる。
の材料は、例えばタングステン合金であり、移動キャビ
ティダイ6および固定キャビティダイ9はSiCを用
い、また、硝材は最高屈伏温度約650℃の光学ガラス
を用いた。
W/1本のものを5段10本用い、出力調整しながら加
熱し、熱電対35の表示温度が約640℃でプレスし
た。プレス圧力は、油圧シリンダ16によるプレス力で
1200kgfで成形した結果、良好な光学ガラス素子
(レンズ)15′が得られた。なお、実施例では赤外線
ランプ30は,図2に示すように、半円状に曲成されて
おり、2本の赤外線ランプ30,30を略円形になるよ
うに配置した。なお、図2において、36はランプの端
子、37は絶縁碍子である。
ニット32の外側には、反射ミラー31…の背面部に水
冷パイプ38…を配置した冷却ユニット39が設けられ
ており、前記反射ミラー31…の過熱による損傷を防止
するようになっている。この冷却ユニット39は必要に
応じて取り付ける。
テンのコイル状フィラメントを用いたハロゲンランプで
あり、その波長範囲は広いが、一般にピーク波長として
1.2μm〜1.8μmの波長領域の赤外線ランプであ
る。
明石英ガラスの透過率](東芝セラミックス株式会社カ
タログより)および図4に示す[T−2030透明石英
ガラスの透過率](東芝セラミックス株式会社カタログ
より)の様に、透明石英管からなるチャンバ24および
透明石英からなる断熱用のリング部材3b,8bを90
%以上透過する。
円形になるように形成することにより、反射ミラー31
…の効果と相まって、固定ダイプレート4、固定ダイ
5、および上キャビティダイ6の組立体からなる上型2
0、および移動ダイプレート9、移動ダイ10、および
下キャビティダイ11の組立体からなる下型21を効率
よく加熱できると共により均一に加熱できることがわか
った。
般に光学ガラスは、1.2μm〜1.8μmの赤外線を
殆ど透過するため、実質的にプリフォーム15を赤外線
ランプ30…で直接加熱することはせずに、間接的に加
熱している。
Cで示すように不活性ガスであるN2 ガスが導入されて
矢印Dで示すように排気され、成形室25中の酸素濃度
がガラスの品質に影響しない濃度まで低下してから、加
熱するようになっている。なお、ガス供給管およびガス
排気管は図中省略してある。
ニット39、および透明石英管からなるチャンバ24
は、ブラケット23と一体的に組み立てられており、こ
れらは図示しない駆動装置としてのエアシリンダにより
一体的に上方に移動できるようになっており、必要に応
じて、成形室25を開放できるようになっている。
に対するプリフォーム15の装填およびプレスされた光
学ガラス素子(レンズ)15′の取り出しが容易に行え
るようになっている。
ンズ素材(硝材)であるプリフォーム15を載せ、所定
温度になった時点で、駆動装置である油圧シリンダ16
が動作して下型21が上昇し、移動ダイ10が固定ダイ
5に密着してキャビティ17部の形状に見合ったガラス
レンズなどの光学ガラス素子15′がプレス成形され
る。
面精度およびその再現性が高く、固定ダイ5と上キャビ
ティダイ6の組み合わせ精度および移動ダイ10と下キ
ャビティダイ11の組み合わせ精度が高く、上下のキャ
ビティダイ6,11のレンズ形状精度、面精度などが優
れており、上記のように適切な加熱状態が得られること
により、高精度の光学ガラス素子(レンズ)15′が研
摩工程を用いること無く得られることになる。
加熱する加熱手段として、高周波誘導加熱(RF誘導加
熱)により、固定ダイプレート4、固定ダイ5、移動ダ
イプレート9、および移動ダイ10を誘導加熱し、誘導
加熱した部材からの熱伝導や輻射により、間接的に上キ
ャビティダイ6、下キャビティダイ11およびプリフォ
ーム15を加熱することも可能であるが、高周波誘導加
熱の問題点として、図5に示すように、浸透深さの問題
(特開昭63−170225号参照)があり、キャビテ
ィダイ6,11の外径が大きくなるにつれてダイ5,1
0の径が大きくなると、均熱化が難しく、良好な条件で
プレス成形することが困難となってくる。また、キャビ
ティダイ6,11は、セラミックスであるため、一般的
には高周波誘導加熱できないため熱効率が悪い。そこ
で、本発明は上記問題点を解決すべく、上述したような
赤外線加熱方式を採用している。
硝材は、種類が多く、屈折率などの物性値をその使用目
的に合わせ選択するが、そのガラス転移点、屈伏点など
が変わるため、赤外線ランプ30の出力や必要数も変わ
る。したがって、出力制御や赤外線ランプユニット32
の交換で調整すると良い。
の大きさ、形状により、赤外線ランプユニット32の大
きさを変えたり、あるいは型20,21の交換が必要に
なる。そこで、この実施例においては、赤外線ランプ3
0、反射ミラー31などをユニット化し、容易に交換す
るようにした。なお、従来のように高周波誘導加熱方式
とした場合には、高周波誘導コイルを交換するとなると
マッチングの問題がある。
イ6,11にSiCを用いたが、TiC,Si3 N4 ,
TiNなどのセラミックスあるいは、これらのセラミッ
クスの表面にさらに他のセラミックスや貴金属等のコー
ティングをしても良く、ダイプレート4,9も高周波誘
導加熱方式(RF)の場合と違いセラミックスでも良
く、種々のアレンジができることは勿論である。その
他、本発明は要旨を変えない範囲で種々変形実施可能な
ことは勿論である。
ス素子の成形装置によれば、赤外線を加熱源とするとと
もに半円弧形状の赤外線ランプおよび反射ミラーをそれ
ぞれ2つ合わせて略環状としたものを複数段重ねてなる
赤外線ランプユニットとすることにより、型の均一加熱
化が図り易く、効率も高く、したがって、高精度な光学
ガラス素子のプレス成形が可能となる。また、装置的に
も大型の高周波発信機やブスバー等が不要となり、小型
化が可能となると共に赤外線ランプユニットの交換が簡
単となる。また、型の大きさや形状を変えても、赤外線
ランプユニットを交換すれば良く、多品種生産にも容易
に対応できる。
概略的断面図。
透過率を示す図。
示す説明図。
…断熱部材、3a…中空軸部材、3b…リング部材、8
…断熱部材、8a…中空軸部材、8b…リング部材、1
5…プリフォーム(レンズ素材)、15′…光学ガラス
素子(レンズ)、20…型(上型)、21…型(下
型)、24…チャンバー、25…成形室、30…赤外線
ランプ、31…反射ミラー、32…赤外線ランプユニッ
ト。
Claims (1)
- 【請求項1】 一対の型間にレンズ素材を配置し、前記
型およびレンズ素材を加熱してレンズ素材をプレスする
ことにより、光学ガラス素子を成形する光学ガラス素子
の成形装置において、 前記型を支持するそれぞれの軸と、 これら軸と前記型との間に型の熱を軸に伝え難くするた
めに設けられた断熱部材と、 前記型の外周部に設けられた赤外線ランプおよび赤外線
ランプの背面に設けた反射ミラー等からなり前記型およ
びレンズ素材を加熱するための赤外線ランプユニット
と、 この赤外線ランプユニットの前記赤外線ランプと前記型
との間に不活性ガス雰囲気下に保ち得る成形室を構成す
るためのチャンバーと、 を具備し、 前記赤外線ランプユニットを、半円弧形状の赤外線ラン
プおよび反射ミラーを各々2つ合わせて略環状としたも
のを複数段重ねてなることを特徴とする光学ガラス素子
の成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4175348A JP2642019B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4175348A JP2642019B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40711890A Division JPH0688801B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05186230A JPH05186230A (ja) | 1993-07-27 |
JP2642019B2 true JP2642019B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=15994503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4175348A Expired - Lifetime JP2642019B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Country Status (1)
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---|---|
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Families Citing this family (5)
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JP4499230B2 (ja) * | 2000-02-15 | 2010-07-07 | 東芝機械株式会社 | 光学素子成形装置 |
JP2002012432A (ja) | 2000-06-27 | 2002-01-15 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス製光学素子の成形装置 |
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Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0688801B2 (ja) * | 1990-12-27 | 1994-11-09 | 東芝機械株式会社 | 光学ガラス素子の成形装置 |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP4175348A patent/JP2642019B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH05186230A (ja) | 1993-07-27 |
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