JP2835241B2 - Optical element molding equipment - Google Patents

Optical element molding equipment

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JP2835241B2
JP2835241B2 JP4109991A JP10999192A JP2835241B2 JP 2835241 B2 JP2835241 B2 JP 2835241B2 JP 4109991 A JP4109991 A JP 4109991A JP 10999192 A JP10999192 A JP 10999192A JP 2835241 B2 JP2835241 B2 JP 2835241B2
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mold
molding
chamber
inert gas
die plate
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吉三 小宮山
文夫 荒井
豊 長谷川
鉄也 谷岡
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス用レンズやコン
パクトレンズのピックアップヘッドレンズなどの光学素
子の成形装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming an optical element such as a lens for glass and a pickup head lens for a compact lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、この種の光学素子成形方法として
は、煩雑な工程を必要とする研磨仕上げによる加工方法
から、高周波などによる誘導加熱方式等により予め計量
されたガラス塊を可塑化して精密プレスにより、ガラス
レンズを最終使用形状に直接加工する方法が注目されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, optical element molding methods of this type include a method of polishing and finishing, which requires complicated steps, and a method of plasticizing a preliminarily measured glass block by an induction heating method using a high frequency or the like. Attention has been paid to a method of directly processing a glass lens into a final use shape by pressing.

【0003】従来、この種のガラスレンズのプレス成形
装置においては、本出願人が先に出願した特開昭63−
170225号公報に開示されているような構成を有す
るものがある。
Conventionally, this type of glass lens press molding apparatus is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
There is one having a configuration as disclosed in Japanese Patent No. 170225.

【0004】そして、このような従来の先行発明におけ
る装置は、誘導加熱(以下、RF加熱という)であるた
め、型の均一加熱化を計ることと、冷却時間の短縮化を
目的に、不活性ガスの導入について提案している。
[0004] Since such a conventional apparatus in the prior art is induction heating (hereinafter referred to as RF heating), it is inactive for the purpose of achieving uniform heating of the mold and shortening the cooling time. It proposes the introduction of gas.

【0005】すなわち、金型の背面側に配置されるダイ
プレートと断熱材との間に、成形室内側に通じる複数の
流通溝からなる排気通路を放射状に刻設して形成するこ
とにより、成形型の冷却を行なうようになっている。
That is, by forming an exhaust passage formed of a plurality of flow grooves communicating with the inside of the molding chamber in a radial manner between a die plate and a heat insulating material disposed on the back side of the mold, the molding is performed. The mold is cooled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記した先行発明は、
成形型を一様に冷却するのには非常に有効な手段であ
り、特に、大口径の精密レンズを成形する際には必要不
可欠の技術である。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned prior invention,
This is a very effective means for uniformly cooling the mold, and is an indispensable technique especially for molding a large-diameter precision lens.

【0007】しかしながら、特開昭63−170225
号公報に開示されるものは、成形型を間接的に冷却する
ものであるため、冷却時間の十分な短縮化が望めないと
いう問題があった。また、成形サイクルにおける成形型
の冷却時間が長いと、量産性が低下するばかりでなく、
不活性ガスの消費量も増大するという問題があった。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-170225
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. H10-25067 indirectly cools a mold, and thus has a problem that a sufficient reduction in cooling time cannot be expected. In addition, if the cooling time of the mold in the molding cycle is long, not only does mass productivity decrease,
There is a problem that the consumption of the inert gas also increases.

【0008】本発明は、上記事情のもとになされたもの
で、その目的とするところは、プレス成形後の成形型の
冷却時間を十分に短縮して、量産性を向上させることが
できるようにした光学素子の成形装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to sufficiently reduce the cooling time of a mold after press molding and improve mass productivity. An object of the present invention is to provide an optical element molding apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の光学素子の成形装置は、 チャンバー
と、 このチャンバー内に設けられ、光学素子を成形する
成形面を有する一対のモールドと、 各モールドをそれぞ
れ後方から支持する一対のダイプレートと、 各ダイプレ
ートの後方にそれぞれ連結され、ダイプレートとは熱伝
導率、輻射率、および/または光透過率の異なった材料
により成形され、中心軸に沿って空洞部が形成された一
対の中間部材と、 各中間部材の後方にそれぞれ連結さ
内部に不活性ガスの供給路を有する一対の軸部材と
を備え、 前記ダイプレートは、その内部に前記供給路か
ら前記空洞部を介して供給された不活性ガスが通過する
貫通孔が形成されているとともに、前記モールドとの接
触面及び前記中間部材との接触面に、それぞれ、前記不
活性ガスが流れ、前記チャンバー内に排出される複数本
の溝が形成されていることを特徴とする
In order to solve the above-mentioned problems, an apparatus for forming an optical element according to the present invention comprises a chamber
And provided in this chamber to mold the optical element
A pair of molds with molding surfaces and each mold
Re a pair of die plates to be supported from the rear, the die plate
The plate is connected to the back of the
Materials with different conductivity, emissivity and / or light transmittance
And a cavity is formed along the central axis.
And the intermediate member of the pair, respectively connected to the rear of the intermediate member, and a pair of shaft members having a supply passage of the internal inert gas
Wherein the die plate, or the supply passage therein
Pass the inert gas supplied through the cavity
A through hole is formed, and contact with the mold is made.
The contact surface and the contact surface with the intermediate member are respectively
A plurality of active gas flows and is discharged into the chamber
Are formed .

【0010】[0010]

【作用】上記手段により、型部材のモ−ルドに不活性ガ
スが直接接触して冷却され、型部材の冷却効率が向上す
る。
According to the above-mentioned means, the inert gas is brought into direct contact with the mold of the mold member to be cooled, thereby improving the cooling efficiency of the mold member.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を図1から図5に示す一実施例
を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明に係る光
学素子の成形装置の全体構成を概略的に示すものであ
る。 すなわち、図中1は本体フレ−ムで、この本体フ
レ−ム1の天井部にはボルト3などにより固定された軸
部材としての上軸2が設けられている。上記上軸2の下
端部には継手4を介してボルト5により、タングステン
合金などで成形された固定側のダイプレ−ト6が取り付
けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to one embodiment shown in FIGS. FIG. 1 schematically shows the entire configuration of an optical element molding apparatus according to the present invention. That is, in the figure, reference numeral 1 denotes a main body frame, and an upper shaft 2 as a shaft member fixed by bolts 3 or the like is provided on a ceiling portion of the main body frame 1. A fixed-side die plate 6 formed of a tungsten alloy or the like is attached to a lower end portion of the upper shaft 2 by a bolt 5 via a joint 4.

【0012】上記継手4の材質としては、上記ダイプレ
ート6と熱伝導率および/または輻射率、光の透過率が
異なった材料が好ましく、窒化珪素や石英ガラスで成形
される。上記ダイプレート6には、図示しないボルトに
よりダイプレート6と同様にタングステ合金などで作
られた外型8が取り付けるようになっている。
The joint 4 is preferably made of a material different from the die plate 6 in heat conductivity and / or radiation rate and light transmittance, and is formed of silicon nitride or quartz glass. Above the die plate 6 is adapted to the outer mold 8 made of such Similarly tungsten emissions alloy and the die plate 6 is attached by bolts (not shown).

【0013】また、上記ダイプレート6と外型8とによ
りモールド9が保持され、型部材7aが構成されてい
る。このモールド9は光学ガラス素子を成形する成形面
9aを有し、シリコンカーバイド(SiC)などのセラ
ミックスやタングステンカーバイド(WC)を主成分と
する超硬合金などにより成形されている。上記上軸2の
下方部には、これと同軸状態で対向する軸部材としての
下軸10が設けられている。
The mold 9 is held by the die plate 6 and the outer mold 8 to form a mold member 7a. The mold 9 has a molding surface 9a for molding an optical glass element, and is molded of a ceramic such as silicon carbide (SiC) or a cemented carbide mainly containing tungsten carbide (WC). A lower shaft 10 is provided below the upper shaft 2 as a shaft member coaxially opposed thereto.

【0014】この下軸10の上端部には、前述の上軸2
と同様に、継手11、さらに、型部材7bを構成する移
動側のダイプレ−ト12、モ−ルド13、外型14が取
り付けられている。
An upper end of the lower shaft 10 is attached to the upper shaft 2.
In the same manner as described above, a joint 11, a moving plate 12, a mold 13, and an outer mold 14 constituting the mold member 7b are attached.

【0015】上記下軸10は、サ−ボモ−タ21や、他
の装置として、油圧などの駆動装置により、上下方向に
所望の速度で所望のプレス力が与えられ、かつ、所望の
位置に停止できるようになっている。
The lower shaft 10 is provided with a desired pressing force at a desired speed in a vertical direction by a servomotor 21 or another device such as a hydraulic drive device at another desired position. It can be stopped.

【0016】一方、上記上軸2には上下動自在にブラケ
ット15が取り付けられている。このブラケット15は
上記本体フレ−ム1に取り付けられた図示しない駆動装
置により上下動されるようになっている。前記ブラケッ
ト15と上軸2との間はシ−ル材15aにより摺動自在
にシ−ルされている。上記ブラケット15には、加熱源
である赤外線ランプ16や他の実施例で加熱源として用
いられる高周波誘導加熱コイルが取り付けられるように
なっている。
On the other hand, a bracket 15 is attached to the upper shaft 2 so as to be vertically movable. The bracket 15 is moved up and down by a driving device (not shown) attached to the main body frame 1. The space between the bracket 15 and the upper shaft 2 is slidably sealed by a seal material 15a. The bracket 15 is provided with an infrared lamp 16 as a heating source and a high-frequency induction heating coil used as a heating source in other embodiments.

【0017】また、加熱源の内周側には赤外線ランプ1
6からの赤外光の大部分を透過させたり誘導加熱されな
い材料からなる石英ガラス製円筒形状のチャンバ−17
が設けられている。このチャンバ−17は上記ブラケッ
ト15に保持され、ブラケット15の上下動により上下
動される。
An infrared lamp 1 is provided on the inner peripheral side of the heating source.
6 is a cylindrical chamber made of quartz glass made of a material which does not transmit most of the infrared light from No. 6 and is not subjected to induction heating.
Is provided. The chamber 17 is held by the bracket 15, and is moved up and down by the up and down movement of the bracket 15.

【0018】上記チャンバ−17の上端面は、シリコン
ゴムなどのパッキン18によりシ−ルされている。上記
チャンバ−17の下端面は、上記本体フレ−ム1に固定
された下部ブラケット19に設けたシリコンゴムなどの
パッキン20により、チャンバ−17の下降時にシ−ル
される。
The upper end surface of the chamber 17 is sealed by a packing 18 made of silicon rubber or the like. The lower end surface of the chamber 17 is sealed when the chamber 17 is lowered by a packing 20 such as silicon rubber provided on a lower bracket 19 fixed to the main body frame 1.

【0019】さらに、上記下軸10の外周部も本体フレ
−ム1との間でシ−ルされる構造となっているので、チ
ャンバ−17内にガスを導入し、排気すれば、大気との
ガス置換(以下パ−ジとする)ができる。
Further, since the outer peripheral portion of the lower shaft 10 is also sealed with the main body frame 1, if a gas is introduced into the chamber 17 and the gas is exhausted, the gas is removed from the atmosphere. (Hereinafter referred to as purge).

【0020】上記チャンバ−17内をパ−ジする理由
は、モ−ルド9、13へガラス付着防止のため施すコ−
ティングやダイプレ−ト6,12,外型8,14などの
酸化防止のためであり、ガスとしてはN2 ガスなどの不
活性ガスを用いており、成形後の冷却時もN2 ガスによ
り冷却している。次に、光学素子の成形方法について説
明する。
The reason for purging the inside of the chamber 17 is that the molds 9 and 13 are provided with a code to prevent glass adhesion.
Coating and die plate - DOO 6,12 is for preventing oxidation such as the outer mold 8, 14 cooling, as the gas is used an inert gas such as N 2 gas, when after molding cooling also by N 2 gas doing. Next, a method for molding an optical element will be described.

【0021】まず、駆動手段(図示しない)によりブラ
ケット15を上昇させてチャンバ−17を上昇させる。
しかるのち、移動側モ−ルド13の成形面13a上に球
形等のプリフォ−ム(光学素子の素材)22を載せ、つ
いで、駆動手段によりブラケット15を下降させてチャ
ンバ−17を下降させる。また、このとき、図示しない
2ガス供給源から上軸2および下軸10のガス供給路
2a,10aを介してチャンバ−17内にN 2ガスが供
給されてN 2パ−ジされる。このN 2パ−ジ後もN 2
スは流し続けられ、また、赤外線ランプ16への通電に
より、赤外線がチャンバ−17を透過し、この赤外線に
より、モ−ルド9,13,ダイプレ−ト6,12,外型
8,14などが所定温度に加熱されてプリフォ−ム22
が加熱される。
First, the bracket 17 is raised by a driving means (not shown) to raise the chamber 17.
Thereafter, a preform (material of an optical element) 22 such as a sphere is placed on the molding surface 13a of the movable side mold 13, and then the bracket 15 is lowered by the driving means to lower the chamber 17. At this time, the gas supply passage 2a of the upper shaft 2 and the lower shaft 10 from the N 2 gas supply source (not shown), N 2 gas into the chamber -17 through 10a is supplied N 2 Pa - is di. The N 2 Pas - after di also N 2 gas is continuously supplied, also by energizing the infrared lamp 16, an infrared is transmitted through the chamber -17, this infrared, mode - field 9,13, die plate - DOO 6 , 12, and outer dies 8, 14 are heated to a predetermined temperature to form a preform 22.
Is heated.

【0022】ここで、プリフォ−ムのガラス温度を直接
測定することは難しいため、外型8,14などの温度を
測定し、ガラスの温度がガラス転移点以上の変形できる
所定の温度に達する時間を見付け、その時間に達したと
ころで所定時間所定の温度に保持した後、サ−ボモ−タ
21を駆動させて下軸10を上昇させる。これにより、
所定の圧力がプリフ−ム22に加わえられてプリフ−ム
22が変形され、モ−ルド9,13のレンズ成形面9
a,13aに対応した、たとえば、φ33×t6.6の
凸レンズが成形されることになる。ついで、N2 ガス流
量を増やして冷却した後、側温部が200℃になった時
点で成形したレンズを取り出す。
Here, since it is difficult to directly measure the glass temperature of the preform, the temperature of the outer molds 8 and 14 is measured, and the time until the temperature of the glass reaches a predetermined temperature at which the glass can be deformed beyond the glass transition point is obtained. After reaching the time, the temperature is maintained at a predetermined temperature for a predetermined time, and then the servomotor 21 is driven to raise the lower shaft 10. This allows
A predetermined pressure is applied to the preform 22 so that the preform 22 is deformed and the lens molding surfaces 9 of the molds 9 and 13 are formed.
For example, a convex lens of φ33 × t6.6 corresponding to a and 13a is formed. Then, after cooling by increasing the flow rate of N 2 gas, the molded lens is taken out when the side temperature reaches 200 ° C.

【0023】ところで、成形に要する時間は、モールド
9、13、ダイプレート6,12,外型8,14などの
材質、プリフォーム22の材質、レンズの材質と寸法形
状、Nガス流量および、成形方法などによって変わる
が、モールド9,13にSiC、ダイプレート6,1
2、外型8,14にタングステン合金、プリフォーム2
2にLLF(軟化点=637℃、転移点=453℃)
を用い、冷却時にはNガスを上軸2側と下軸側10か
らそれぞれ100l/min導入し、本発明者らが提案
している特開昭63−170227号公報の第1図で説
明しているような、中空の断熱材10,11に設けられ
た排気孔22,23と、排気手段(連通溝20,21)
のある構成で、加熱源として赤外線ランプ16を用いて
成形した結果、成形に要した時間は、約19分であっ
た。ただし、ここでは、成形方法の詳細は省略するが、
このうち約580℃から200℃までの冷却時間に約1
3分要した。
By the way, the time required for molding, the mold 9 and 13, the die plate 6, 12, materials such as the outer mold 8, 14, the material of the preform 22, the lens material and geometry, N 2 gas flow rate and, Depending on the molding method, etc., the molds 9 and 13 are made of SiC and die plates 6 and 1.
2. Tungsten alloy, preform 2 for outer dies 8, 14
LLF 6 in 2 (softening point = 637 ° C, transition point = 453 ° C)
At the time of cooling, N 2 gas was introduced at 100 l / min from the upper shaft 2 side and the lower shaft side 10 respectively, as described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-170227 proposed by the present inventors. Exhaust holes 22 and 23 provided in the hollow heat insulating materials 10 and 11 and exhaust means (communication grooves 20 and 21).
As a result of molding using the infrared lamp 16 as a heating source in a certain configuration, the time required for molding was about 19 minutes. However, the details of the molding method are omitted here,
The cooling time from about 580 ° C to 200 ° C
It took three minutes.

【0024】また、特開昭63−170225号公報
は、高周波誘導加熱の問題点である表皮効果による外周
部だけが加熱され易いことを解決すべく均熱化を計ると
ともに、冷却の効率を向上しようとして提案したもので
あるが、特開昭63−170225号公報の場合には、
約580℃から200℃までの冷却時間は約7分30秒
であり、約5分30秒短縮されたので、成形時間は約1
3分30秒であった。しかし、サイクルタイム短縮の要
望は高く、さらに、短縮する必要が生じた。そこで、種
々検討、実験を重ねた結果、本発明で提案する構造を考
え付いたものである。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-170225 discloses a method of equalizing the temperature and improving the cooling efficiency while solving only the problem of high frequency induction heating that only the outer peripheral portion is easily heated due to the skin effect. However, in the case of JP-A-63-170225,
The cooling time from about 580 ° C. to 200 ° C. was about 7 minutes and 30 seconds, and was reduced by about 5 minutes and 30 seconds.
It was 3 minutes and 30 seconds. However, there is a high demand for a reduction in the cycle time, and a further need has arisen. Therefore, as a result of repeated studies and experiments, the structure proposed in the present invention was devised.

【0025】すなわち、本発明は、冷却時において、モ
−ルド9,13の光学素子を成形する成形面9a,13
aの反対側の面に直接N2 ガスを導入できる構成とした
ものである。
That is, according to the present invention, when cooling, the molding surfaces 9a, 13 for molding the optical elements of the molds 9, 13 are formed.
The structure is such that N 2 gas can be directly introduced into the surface on the side opposite to “a”.

【0026】特開昭63−170225号公報の場合に
は、急峻な冷却を行うと、成形したレンズに悪影響があ
るかという懸念も働き、ダイプレ−ト6,12を介して
間接的にモ−ルド9,13を冷却するため、熱伝導率の
低いガラスやモ−ルド9,13を効率良く冷却すること
ができないものとなっていた。以下、具体的に図2およ
び図3に示す実施例にもとずいて説明する。
In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-170225, there is a concern that if the cooling is performed steeply, the molded lens may be adversely affected. In order to cool the molds 9 and 13, it has been impossible to efficiently cool the glass having low thermal conductivity and the molds 9 and 13. Hereinafter, a specific description will be given based on the embodiment shown in FIGS.

【0027】図2および図3において、移動側の型部材
7bのダイプレ−ト12の面すなわち、モ−ルド13の
光学素子を成形する成形面13aの反対側の面と対向す
る面には、8本の溝30…が放射状に形成されている。
また、上記ダイプレ−ト12には図3にも示すように、
前記溝30…に連通する8個の通孔31…が環状方向に
亘って穿設されている。前記通孔31…と溝30…とに
より不活性ガスの案内手段が構成され、前記ガス供給路
10aは前記通孔31…および溝30…を介して前記チ
ャンバ−17内に連通されている。
In FIG. 2 and FIG. 3, the surface of the die plate 12 of the movable mold member 7b, that is, the surface opposite to the surface opposite to the molding surface 13a for molding the optical element of the mold 13, is provided. Eight grooves 30 are formed radially.
Further, as shown in FIG.
Eight through holes 31 communicating with the grooves 30 are formed in an annular direction. The through holes 31 and the grooves 30 constitute guide means for an inert gas, and the gas supply passage 10a is communicated with the inside of the chamber 17 through the through holes 31 and the grooves 30.

【0028】また、固定側の型部材7aにも上記移動側
の型部材7bと同様に図1に示すように、ダイプレート
の面すなわち、モールド9の光学素子を成形する成
形面9aの反対側の面と対向する面に、8本の溝30…
が放射状に形成されている。また、上記ダイプレート
には、前記溝30…に連通する8個の通孔31…が環状
方向に亘って穿設されている。前記通孔31…と溝30
…とにより不活性ガスの案内手段が構成され、前記ガス
供給路2aは前記通孔31…および溝30…を介して前
記チャンバー17内に連通されている。
As shown in FIG. 1, a die plate is also provided on the fixed mold member 7a similarly to the movable mold member 7b.
6 , that is, a surface opposite to a surface opposite to the molding surface 9 a for molding the optical element of the mold 9, eight grooves 30.
Are formed radially. In addition, the die plate 6
Are provided with eight through holes 31 communicating with the grooves 30 in an annular direction. The through holes 31 and the grooves 30
Constitute an inert gas guide means, and the gas supply passage 2a is communicated with the inside of the chamber 17 through the through holes 31 and the grooves 30.

【0029】しかして、上軸2、下軸10のガス供給路
2a、10aに供給されたN2ガスは、中空の継手4、
11を通り、ダイプレート、12の通孔31…および
溝30…を介してモールド9、13の光学素子を成形す
る成形面9a、13aの反対側の面に直接接触して流れ
たのち、チャンバー17内に流され、さらに、排気口
3…からチャンバー外へと排気される。つぎに、実験デ
ータを添付して説明する。図4、図5、図9、図10、
図12、図13は冷却時間の実験データを示したもので
あり、横軸は時間、縦軸は温度を表す。
The N 2 gas supplied to the gas supply passages 2a, 10a of the upper shaft 2 and the lower shaft 10 is supplied to the hollow joint 4,
11 and through the through holes 31... And the grooves 30... Of the die plates 6 and 12, and flows in direct contact with the surfaces opposite to the molding surfaces 9 a and 13 a for molding the optical elements of the molds 9 and 13. The gas flows into the chamber 17 and the exhaust port 3
3 ... is exhausted out of the chamber. Next, a description will be given with experimental data attached. 4, 5, 9, 10,
FIGS. 12 and 13 show experimental data of the cooling time, in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents temperature.

【0030】また、図2中T.C.1は熱電対であり、
モ−ルド13の温度を測定し、T.C.2は外型14の
温度を測定し、設定温度に制御するようにしたときの測
定デ−タを記録させたものである。
Further, in FIG. C. 1 is a thermocouple,
The temperature of the mold 13 was measured. C. Numeral 2 indicates the measured data when the temperature of the outer mold 14 is measured and the temperature is controlled to the set temperature.

【0031】その結果、図9,図10は、特開昭63−
170227号公報の第1図に示した構造を用いたデ−
タであり、550℃から200℃まで冷却するのに約1
2分30秒もかかった。
As a result, FIG. 9 and FIG.
The data using the structure shown in FIG.
About 1 to cool from 550 ° C to 200 ° C
It took two and a half minutes.

【0032】これに対し、図12,図13は特開昭63
−170225号公報の構造に近い図11の構造を用い
たデ−タであり、550℃から200℃まで冷却するの
に約7分20秒と改善されたことが分かる。
On the other hand, FIG. 12 and FIG.
It is data using the structure of FIG. 11 which is close to the structure of JP-A-170225, and it can be seen that cooling from 550 ° C. to 200 ° C. was improved to about 7 minutes and 20 seconds.

【0033】ここで、特開昭63−170225号公報
の構造に近い構造とは、継手11に横穴を設けず、(特
開昭63−170225号公報の第1図では、断熱材1
1に設けた穴23となっている)継手11内を通るガス
の全部が溝32…を通って排気されるようにしたもの
で、結果はほとんど特開昭63−170225号公報の
構造に近く、確認実験も行った。図4,図5は本発明の
実験例のデ−タであり、550℃から200℃まで約3
分30秒で冷却でき、大幅に改善できた。この結果、本
発明の効果は明らかとなった。また、N2 ガスの使用量
も大きく減少し、ランニングコストを減らす効果もある
ことがわかった。なお、図4、図5、図9、図10、図
12、図13の実験条件は、 加熱時N2 ガス流量=上下それぞれの軸から5l/min 冷却時N2 ガス流量=上下それぞれの軸から100l/
min 流した。 溝寸法=0.4(深さ)×4(幅)mm
Here, the structure close to the structure disclosed in JP-A-63-170225 means that the joint 11 is not provided with a lateral hole, and in FIG.
All of the gas passing through the joint 11 is exhausted through the grooves 32. The result is almost similar to the structure of JP-A-63-170225. A confirmation experiment was also performed. FIGS. 4 and 5 show data of an experimental example of the present invention.
Cooling was achieved in 30 minutes and improved significantly. As a result, the effect of the present invention became clear. Also, it was found that the amount of N 2 gas used was greatly reduced, and there was also an effect of reducing running costs. The experimental conditions in FIGS. 4, 5, 9, 10, 12, and 13 are as follows: heating N 2 gas flow rate = 5 l / min from upper and lower axes Cooling N 2 gas flow rate = upper and lower axes To 100 l /
min shed. Groove size = 0.4 (depth) x 4 (width) mm

【0034】であり、加熱の設定温度を580℃とし、
12分間という十分な保持時間を置き、冷却時間の比較
は、550℃から200℃までの時間というように、条
件を統一して行った。なお、本発明は上記一実施例に限
られるものではなく、図6に示すように構成してもよ
い。
The heating temperature is set at 580 ° C.
A sufficient holding time of 12 minutes was set, and the cooling time was compared under a uniform condition such as a time from 550 ° C to 200 ° C. Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and may be configured as shown in FIG.

【0035】すなわち、この図6に示すものは、中空の
継手11と接触するダイプレ−ト12の面にも複数の溝
32…を設けたもので、上下それぞれの軸2,10から
2ガスを流して前記同様の条件で冷却実験を行った結
果、前記実施例より約20秒伸びた。しかし、従来例と
比べると効果は大きく、本実施例の意義は大きいといえ
る。また、本発明は図7および図8に示すようなもので
あってもよい。
That is, the one shown in FIG. 6 is provided with a plurality of grooves 32 on the surface of the die plate 12 which comes into contact with the hollow joint 11, and the N 2 gas is supplied from the upper and lower shafts 2, 10 respectively. And a cooling experiment was conducted under the same conditions as described above. However, the effect is greater than that of the conventional example, and it can be said that the present embodiment is significant. Further, the present invention may be as shown in FIGS.

【0036】すなわち、図7に示したものは、ダイプレ
−ト12の表裏に設けた溝30…,32…に、それぞれ
別の経路35a,35bからN2 ガスを導入するように
したものである。上記導入経路35a,35bからN2
ガスをそれぞれ50l/min計100l/min 流し、他
の条件は前記同様の条件で冷却実験を行った結果、55
0℃から200℃まで約2分30秒であった。これによ
れば、図2に示したものより、さらに、1分間冷却時間
が短縮され、効果が大きいことが確認された。
That is, the one shown in FIG. 7 is configured such that N 2 gas is introduced into the grooves 30... 32 provided on the front and back of the die plate 12 from different paths 35 a and 35 b, respectively. . From the introduction paths 35a and 35b, N 2
As a result of performing a cooling experiment under the same conditions as described above under a flow of 50 l / min for a total of 100 l / min, 55
It took about 2 minutes and 30 seconds from 0 ° C to 200 ° C. According to this, it was confirmed that the cooling time was further shortened by one minute compared to that shown in FIG. 2 and the effect was large.

【0037】なお、上記第1の経路35aを構成する部
材としては、外形3/8インチのステンレスパイプが用
いられ、溝30にN2 ガスが導入されるようになってい
る。また、36はN2 ガスを分離するためのセパレ−タ
であり、外周に溝37を4か所設けたセラミックスを用
い、上記第2の経路35bから導入されたN2 ガスが溝
32に流れるようにした。なお、セパレ−タ36は、中
空継手11と一体に形成しても良い。
As a member constituting the first path 35a, a stainless pipe having an external diameter of 3/8 inch is used, and N 2 gas is introduced into the groove 30. Further, 36 separator for separating N 2 gas - are data, a groove 37 with four provided ceramics on the outer periphery, N 2 gas introduced from the second path 35b flows into the groove 32 I did it. The separator 36 may be formed integrally with the hollow joint 11.

【0038】これらの条件で、実際の成形をした結果、
冷却が速すぎるための問題はなく、サイクルタイムの短
縮と、N2 ガスの使用量を減らすことによるコストダウ
ンが図れた。なお、実際の成形をした結果、次の効果も
あることがわかった。
As a result of actual molding under these conditions,
There was no problem due to too fast cooling, and the cycle time was shortened and the cost was reduced by reducing the amount of N 2 gas used. As a result of actual molding, it was found that the following effects were also obtained.

【0039】従来の場合で、外型とモ−ルドの熱伝導率
が外型の方が高い場合、外型の方が先に冷却され、次に
モ−ルドが冷却されるため、成形したレンズが冷却され
るのは遅れていたが、本発明によると、モ−ルドの熱伝
導率が低くても、先に冷却されるので、成形したレンズ
の冷却も速くなるということがわかった。なお、実験例
では、凸レンズの一個取りの例で説明したが、多数個取
りや凹レンズなどでもその効果はかわらない。また、上
記実施例における型構造と異なる型構造の発明も多く見
られるが、本発明は、これらの発明にも有効であること
はいうまでもない。
In the conventional case, when the outer mold and the mold have higher thermal conductivity, the outer mold is cooled first, and then the mold is cooled. Although the cooling of the lens was delayed, it has been found that, according to the present invention, even if the heat conductivity of the mold is low, the molded lens is cooled earlier because it is cooled first. In the experimental example, the description has been given of an example in which a single convex lens is formed. However, the effect is not changed even when a multiple lens or a concave lens is used. Further, there are many inventions having a mold structure different from the mold structure in the above embodiment, but it goes without saying that the present invention is also effective for these inventions.

【0040】要は、レンズを成形する成形面を有するモ
ールドに不活性ガスを直接接触させて流してモールドを
冷却できればよく、上記実施例のようにレンズ成形面の
反対側の面に限らず、温度分布を考慮して適宜な位置に
設けることができる。また、型の構造に制約されるもの
でもない。例えば、実施例で述べた、外型を用いない胴
型と称する構造のものにも適用できる。
The point is that it is sufficient that the mold can be cooled by flowing the inert gas directly into the mold having the molding surface for molding the lens, and the mold can be cooled, and is not limited to the surface opposite to the lens molding surface as in the above embodiment. At an appropriate position considering the temperature distribution
Can be provided. Also restricted by the type structure
not. For example, as described in the embodiment,
The present invention can also be applied to a structure called a mold.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は以上説明したように、チャンバ
−と、このチャンバ−内に設けられ光学素子を成形する
成形面を有したモ−ルドを備えてなる一対の型部材と、
これら一対の型部材にそれぞれ連結され内部に不活性ガ
スの供給路を有した軸部材と、これら軸部材の供給路か
ら供給される不活性ガスを前記一対の型部材のモ−ルド
に直接接触させて流し、前記チャンバ−内に排出させる
不活性ガス案内手段とを具備してなるから、型部材のモ
−ルドを直接冷却でき、冷却効率が向上し、大幅な成形
サイクルの短縮が図れるとともに、不活性ガスの使用量
を減らすことができ、経済的であるという効果を奏す
る。
According to the present invention, as described above, a pair of mold members each including a chamber and a mold provided in the chamber and having a molding surface for molding an optical element are provided.
A shaft member connected to each of the pair of mold members and having an inert gas supply passage therein; and an inert gas supplied from the supply passage of the shaft members directly contacting the mold of the pair of mold members. Since it is provided with an inert gas guide means for flowing and discharging into the chamber, the mold of the mold member can be directly cooled, the cooling efficiency is improved, and the molding cycle can be greatly shortened. In addition, the amount of inert gas used can be reduced, which is economical.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である光学素子の成形装置を
示す概略的断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an optical element forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の成形装置に備えられる型部材を示す側断
面図。
FIG. 2 is a side sectional view showing a mold member provided in the molding apparatus of FIG.

【図3】図2中A−A線に沿って示す横断面図。FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line AA in FIG. 2;

【図4】図2の型部材の温度降下特性を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing a temperature drop characteristic of the mold member of FIG. 2;

【図5】図2の型部材の温度降下特性を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a temperature drop characteristic of the mold member of FIG. 2;

【図6】本発明の第1の他の実施例である型部材を示す
概略的断面図。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a mold member according to a first other embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の他の実施例である型部材を示す
概略的断面図。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a mold member according to a second other embodiment of the present invention.

【図8】図7中B−B線に沿って示す横断面図。FIG. 8 is a transverse sectional view taken along the line BB in FIG. 7;

【図9】第1の従来例における型部材の温度降下特性を
示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a temperature drop characteristic of a mold member in the first conventional example.

【図10】第1の従来例における型部材の温度降下特性
を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a temperature drop characteristic of a mold member in the first conventional example.

【図11】第2の従来例における型部材を示す概略的断
面図。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a mold member according to a second conventional example.

【図12】第2の従来例における型部材の温度降下特性
を示す説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a temperature drop characteristic of a mold member in a second conventional example.

【図13】第2の従来例における型部材の温度降下特性
を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a temperature drop characteristic of a mold member in a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

17…チャンバ−、9a,13a…成形面、9,13…
モ−ルド、7a,7b…一対の型部材、2a,10a…
不活性ガスの供給路、2,10…軸部材、30…溝(不
活性ガス案内手段)、31…通孔(不活性ガス案内手
段)。
17 ... chamber, 9a, 13a ... molding surface, 9, 13 ...
Mold, 7a, 7b ... a pair of mold members, 2a, 10a ...
Inert gas supply path, 2, 10 ... shaft member, 30 ... groove (inert gas guide means), 31 ... through hole (inert gas guide means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷岡 鉄也 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 平4−6124(JP,A) 特開 昭63−170225(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 11/12 C03B 11/08────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Tanioka 2068-3 Ooka, Numazu-shi, Shizuoka Toshiba Machine Co., Ltd. Numazu Office (56) References JP-A-4-6124 (JP, A) JP-A-63 -170225 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C03B 11/12 C03B 11/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チャンバーと、 このチャンバー内に設けられ光学素子を成形する成形
面を有する一対のモールドと、 各モールドをそれぞれ後方から支持する一対のダイプレ
ートと、 各ダイプレートの後方にそれぞれ連結され、ダイプレー
トとは熱伝導率、輻射率、および/または光透過率の異
なった材料により成形され、中心軸に沿って空洞部が形
成された一対の中間部材と、 各中間部材の後方に それぞれ連結され内部に不活性ガ
スの供給路を有する一対の軸部材とを備え、 前記ダイプレートは、その内部に前記供給路から前記空
洞部を介して供給された不活性ガスが通過する貫通孔が
形成されているとともに、前記モールドとの接触面及び
前記中間部材との接触面に、それぞれ、前記不活性ガス
が流れ、前記チャンバー内に排出される複数本の溝が形
成されていることを特徴とする 光学素子の成形装置。
1. A chamber, and provided in the chamber.,Molding for molding optical elements
FaceHaving a pair of molds, A pair of die plates that support each mold from behind
And It is connected behind each die plate,
Is the difference in thermal conductivity, emissivity, and / or light transmittance.
The hollow part is formed along the central axis.
A pair of intermediate members formed, Behind each intermediate member Connected to each other,Inert gas inside
Supply pathHaving a pairWith the shaft memberWith The die plate is provided inside the supply path from the supply path.
The through-hole through which the inert gas supplied through the cave passes
And a contact surface with the mold and
On the contact surface with the intermediate member, respectively, the inert gas
Flows into the chamber and is discharged into the chamber.
Is characterized by Optical element molding equipment.
【請求項2】 前記供給路から前記空洞部を介して供給
される不活性ガスを、前記ダイプレートの一方の面に形
成された前記複数本の溝と、他方の面に形成された前記
複数本の溝との間で分配する分配手段を備えたことを特
徴とする請求項1に記載の光学素子の成形装置。
2. A supply from the supply path through the cavity.
The inert gas to be applied to one surface of the die plate.
The plurality of grooves formed, the said formed on the other surface
A distribution means for distributing between a plurality of grooves is provided.
The optical device molding apparatus according to claim 1, wherein:
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