JP3049103B2 - 光学素子の成形装置 - Google Patents

光学素子の成形装置

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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、押圧成形のみで研削・
研磨工程を必要とせず、高い面精度と面粗度とを有する
ガラス光学素子が製造できる成形装置に関し、より詳細
には、単一形状のガラス素材を用いて形状の異なる複数
の光学素子が成形可能な装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、非球面レンズ等のガラス光学素子
を押圧成形にて製造する方法が開発実施されて注目され
ている。
【0003】従来、肉厚のバラツキを小さくして光学素
子を成形する装置として、以下の様な発明が開示されて
いる。
【0004】例えば、特開昭59−141435号公報
記載の発明においては、外周規制部材の一部にガラスの
残余部の逃げる空隙部を設けた装置が提案されている。
【0005】また、特公昭63−10100号公報記載
の発明においては、型外周に摺動自在に嵌合する一対の
周辺規制部材を設け、周辺規制部材間に形成される隙間
部分にガラスの余分量を流出させる装置が提案されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術における
各発明は、共に成形前のガラス素材の重量バラツキがそ
のまま光学素子のバラツキとなって現れる欠点の解決を
目的としている。
【0007】近年、生産性の向上が強く要求されてお
り、形状が若干異なるものの、同じガラス種類の光学素
子を成形する場合、同一形状のガラス素材を用いての成
形が有効である。
【0008】上記成形を前記特開昭59−141435
号公報記載の装置で行おうとすると、光学素子形状に対
応して、外周規制のための型部材に設けた空隙部の大き
さを個別に変えなければならない。ところが、型部材は
ガラス素材の線膨張係数より小さな係数を有する材料
(例えば、セラミックやサーメット等)を用いなければ
ならず、これらの材料は一般に難加工材であり、コスト
が高くなる。また、光学素子の取り出しは、十分冷却を
行うことが必要であり、生産性が低い。
【0009】また、上記成形を前記特公昭63−101
00号公報記載の装置で行おうとすると、光学素子形状
に対応させ、周辺規制部材間の隙間量を変化させること
により、光学素子の肉厚を大きく変えることが可能であ
る。しかしながら、光学素子の取り出しは、十分冷却を
行うことが必要であり、生産性が低い。
【0010】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑みて開発されたもので、単一形状のガラス素材を
用い、形状(特に肉厚)の異なる複数種類の光学素子を
効率的に大量生産し得る光学素子の成形装置の提供を目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、搬送部材内で
支持された光学素子の素材を、上下成形型の各成形面で
光学素子に成形する光学素子の成形装置において、軸方
向に内径が変化し、該内径部分で前記光学素子の素材を
支持する搬送部材と、光学素子の成形時に、少なくとも
一方の成形面の外周に段差を設けて前記搬送部材との位
置出しを行う位置出し部を形成した成形型とを具備して
おり、前記段差を有する成形型の位置出し部と前記搬送
部材との位置出しにより該成形型の成形面の位置を前記
搬送部材内の軸方向で設定し、所望厚さの光学素子を得
ることを特徴とするものである。
【0012】また、上記搬送部材は軸方向に内径の異な
る段部を並列したものである。
【0013】さらに、上記搬送部材は内径が軸方向に傾
斜するすり鉢状に形成したものである。
【0014】
【作用】本発明では、肉薄の光学素子を押圧形成する場
合、搬送皿内面部の内のより径の大きい部分にてガラス
素材の外周部が規制されうる様に、成形型に対する位置
決め部材の位置を設定する(あるいは、該位置となる様
に成形型を製作してもよい)。これにより、ガラス素材
における径方向への流出量が増加し、肉薄の光学素子を
成形することができる。
【0015】逆に、厚肉の光学素子を押圧成形する場合
は、搬送皿内面部の内のより径の小さい部分にてガラス
素材の外周部が規制されうる様に、成形型に対する位置
決め部材の位置を設定する。これにより、ガラス素材に
おける径方向への流出量が抑えられ、肉厚の光学素子を
成形することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明に係る光学素子の成形装置の実
施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
【実施例1】図1〜図5は本実施例を示し、図1は概略
構成図、図2〜図5は断面図、図10、図12〜図14
は変形例を示す断面図である。
【0018】1は両端面が研磨加工にて鏡面に仕上げら
れた円柱状のガラス素材である。このガラス素材1を収
納して搬送する搬送皿2は搬送アーム3の先端に載置さ
れている。搬送皿2の内面には2つの段部4,5が形成
され、下部よりガラス素材1の外径に比べて小径の内面
部6と、ガラス素材1の外径に比べて大径の第1の内面
部7と、該第1の内面部7よりも大径な第2の内面部8
とが順次形成されている。
【0019】9は光学素子の機能面に対応した形状の成
形面10を上端面に有する下成形型で、この下成形型9
には搬送皿2の位置出しを行うための位置出し部を有す
る位置出し部材11が外挿されている。位置出し部材1
1は、その上端面と下成形型9の成形面10との段差A
が調整可能な様にスペーサ12を介在させて固定用のネ
ジ13により下成形型9に螺着されている。
【0020】下成形型9の上方には下端面に成形面14
を有し、下成形型9と対を成す上成形型15が対向配設
されている。上成形型15には前記下成形型と同様に位
置出し部材16が外挿されている。
【0021】上下成形型9,15の近傍にはガラス素材
1を所定温度に加熱軟化する加熱炉17が設置されてい
る。
【0022】以上の構成から成る成形装置は、搬送アー
ム3により搬送皿2に載置されたガラス素材1を加熱炉
17で加熱軟化した後、上下成形型9,15間に搬送し
て成形を行う。
【0023】肉薄の光学素子18を成形する場合、図3
に示す如く、スペーサ12の調整により大きな段差Bと
する。これにより、ガラス素材1の外周は第2の内周面
8にて規制される。その結果、ガラス素材1の径方向へ
の流出量が増加し、光学素子18は肉薄となる。
【0024】逆に、肉厚の光学素子18を成形する場
合、図5に示す如く、スペーサ12の調整により小さな
段差Cとする。これにより、ガラス素材1の外周は第1
の内面部7や小径の内面部6にてそのほとんどが規制さ
れ、光学素子18は肉厚となる。
【0025】上記、肉薄の光学素子18と肉厚の光学素
子18との中間の光学素子18を成形する場合、図4に
示す如く、スペーサ12により段差Bと段差cとの間の
段差Dに調整して成形を行う。
【0026】この時、上成形型15に対する位置出し部
材16の段差は、光学素子18が所望の厚さに成形され
る際、各位置出し部材11,16と搬送皿2の上下端面
との間に隙間が生じない様に設定する。
【0027】成形後の光学素子18を搬送皿2から容易
に取り出せる様に、搬送皿2の材料にはガラス素材1の
熱膨張係数よりも小さい係数の材料を用いるのが一般的
に行われている。このため、成形時にはガラス素材1の
縦方向の収縮量が搬送皿2のその収縮量よりも大きくな
り、結果的に上下成形型9,15による加圧が搬送皿2
によつて停止され、ガラス素材1に加重が加えられなく
なることがある。この状態になると、ガラス素材1が不
均一に収縮し、高い形状精度の光学素子18を得ること
ができない場合がある。この様な場合には成形型9と位
置出し部材11との間に介在するスペーサ12を弾性体
のスペーサ12とする。これにより、成形中は常に上下
成形型9,15がガラス素材1を加圧しつづけることが
でき、高い形状精度の光学素子18を得ることが可能と
なる。
【0028】本実施例によれば、搬送皿2の内面に2つ
の段部4,5を形成するだけで良く、加工が簡単にでき
る。また、位置出し部材11の高さ調整もスペーサ12
を交換するだけで良く、簡単な作業で行うことができ
る。さらに、搬送皿2を用いてガラス素材1を上下成形
型9,15間へ移送させることにより、ガラス素材1の
加熱や成形後の冷却を別工程にでき、単一の成形型で効
率的に大量生産できる。
【0029】尚、本発明は円柱状のガラス素材1に限定
するものではなく、図10に示す如く、球状のガラス素
材19を用いることもできる。
【0030】また、本発明は搬送皿2の段部を2つに限
定するものではなく、図12〜図14に示す如く、段部
を3つ形成した搬送皿20を用いることもできる。
【0031】
【実施例2】図6および図7は本実施例を示す断面図で
ある。
【0032】本実施例は、前記実施例1における搬送皿
2に代わり、内面下部に段部21を形成するとともに、
該段部21の上部に軸方向へ傾斜し、上方に開口したす
り鉢状のテーパ面22を形成した搬送皿23で構成した
点が異なり、他の構成は同一の構成部分から成るもの
で、同一構成部分には同一番号を付して構成の説明を省
略する。
【0033】以上の構成から成る成形装置は、肉厚の光
学素子18を成形する場合、図6に示す如く、下成形型
9と位置出し部材11との段差を小さな段差Eにして成
形を行う。また、肉薄の光学素子18を成形する場合、
図7に示す如く、下成形型9と位置出し部材11との段
差を大きな段差Fにして成形を行う。
【0034】肉厚または肉薄の光学素子18を成形する
場合でも、ガラス素材の外周は搬送皿23のテーパ面2
2にて規制される。従って、ガラス素材には十分な内圧
が加えられた状態で成形可能となる。
【0035】本実施例によれば、搬送皿23の内面をテ
ーパ面22としたことにより、成形時において、ガラス
素材に横からの不均一な内圧がかからず、ガラスが均等
に収縮し、光学素子18の形状精度が向上する。また、
成形後の搬送皿23からの光学素子18の取り出しが容
易にできる。
【0036】尚、前記実施例1と同様に、図11に示す
如く、球状のガラス素材19を用いいることもできる。
【0037】
【実施例3】図8は本実施例を示す断面図である。
【0038】本実施例は、前記実施例1における上下成
形型9,15と各位置出し部材11,16とを一体に構
成した上下成形型31,32で構成した点が異なり、他
の構成は同一の構成部分から成るもので、同一構成部分
には同一番号を付してその説明を省略する。
【0039】下成形型31の上端面には成形面33が形
成されている。成形面33の外周には段差Gが設けられ
て、位置出し部34が形成されている。
【0040】以上の構成から成る成形装置の成形型は、
所望する光学素子18の形状に対応させて別々に製作し
なければならないが、その際に光学素子18の肉厚が規
格値となる様に段差Gを一体的に加工する。
【0041】本実施例によれば、部品点数の減少が図
れ、製作コストの低減ができる。
【0042】
【実施例4】図9は本実施例を示す断面図である。
【0043】本実施例は、前記実施例3における搬送皿
2と下成形型31の位置出し部34との一部に、それぞ
れの中心軸が一致するための当て付け面を設けて構成し
た点が異なり、他の構成は同一の構成部分から成るもの
で、同一構成部分には同一番号を付してその説明を省略
する。
【0044】41は搬送皿で、この搬送皿41の下端内
面には平面部42と円筒部43とから成る穴が穿設され
ている。成形型44の位置出し部45には搬送皿41の
傾きを防止する平面基準部46と、横ズレを防止する円
筒基準部47とが搬送皿41の平面部42および円筒部
43に対応する様に形成されている。平面基準部46は
成形型44の中心軸に対して直角に、円筒基準部47は
中心軸に対して同軸に形成されている。また、円筒基準
部47と搬送皿41の円筒部43との間のクリアランス
は10μm以下となる様に形成されている。
【0045】以上の構成から成る成形装置の成形時は、
平面部42および円筒部43と位置出し部45とが係合
し、搬送皿41の中心軸が成形型44の中心軸と一致す
る。
【0046】本実施例によれば、成形された光学素子1
8は中心軸と外周面の中心軸とが一致しており、後加工
の心取り工程を省略することができる。
【0047】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学素
子の成形装置によれば、同一の硝材から成る複数の異な
る形状をした光学素子を成形する際、単一形状のガラス
素材および単一形状の搬送皿にて複数種類の異なった形
状の光学素子を成形することができる。因って、従来の
様に、光学素子の形状に合わせて個々に搬送皿等を作成
していたのに比べ、光学素子を安価に大量生産すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の概略構成図である。
【図2】実施例1の断面図である。
【図3】実施例1の断面図である。
【図4】実施例1の断面図である。
【図5】実施例1の断面図である。
【図6】実施例2の断面図である。
【図7】実施例2の断面図である。
【図8】実施例3の断面図である。
【図9】実施例4の断面図である。
【図10】実施例1の変形例を示す断面図である。
【図11】実施例2の変形例を示す断面図である。
【図12】実施例1の変形例を示す断面図である。
【図13】実施例1の変形例を示す断面図である。
【図14】実施例1の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス素材 2 搬送皿 3 搬送アーム 4 段部 5 段部 6 内面部 7 内面部 8 内面部 9 下成形型 10 成形面 11 位置出し部材 12 スペーサ 14 成形面 15 上成形型 16 位置出し部材 17 加熱炉 18 光学素子 19 ガラス素材 20 搬送皿 21 段部 22 テーパ面 23 搬送皿 31 下成形型 32 上成形型 33 成形面 34 位置出し部材 41 搬送皿 42 平面部 43 円筒部 44 成形型 45 位置出し部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送部材内で支持された光学素子の素材
    を、上下成形型の各成形面で光学素子に成形する光学素
    子の成形装置において、 軸方向に内径が変化し、該内径部分で前記光学素子の素
    材を支持する搬送部材と、 光学素子の成形時に、少なくとも一方の成形面の外周に
    段差を設けて前記搬送部材との位置出しを行う位置出し
    部を形成した成形型とを具備しており、 前記段差を有する成形型の位置出し部と前記搬送部材と
    の位置出しにより該成形型の成形面の位置を前記搬送部
    材内の軸方向で設定し、所望厚さの光学素子を得ること
    を特徴とする光学素子の成形装置。
  2. 【請求項2】 上記搬送部材は軸方向に内径の異なる段
    部を並列したことを特徴とする請求項1記載の光学素子
    の成形装置。
  3. 【請求項3】 上記搬送部材は内径が軸方向に傾斜する
    すり鉢状に形成したことを特徴とする請求項1記載の光
    学素子の成形装置。
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