JP3176717B2 - 光学素子成形方法 - Google Patents

光学素子成形方法

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    • 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
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/60Aligning press die axes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子の成形方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光学素子の成形方法としては、例
えば特開平1−138144号公報記載の発明がある。
上記発明は、ガラス素材を切断する切断部材が光学素子
の外周側面を成形する型として機能を有しており、これ
が型外周を摺動して光学素子の成形を行う方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術には以下のような欠点がある。すなわち、切断部材と
型との間には切断部材が摺動するためのクリアランスが
必要であり、このクリアランスが高精度な外径精度を達
成するための障害となっていた。また、クリアランスを
小さくしすぎると、特に高温状態においていわゆるこじ
りが生じやすくなり、摺動できなくなることもあった。
【0004】因って、本発明は前記従来技術における欠
点に鑑み開発されたもので、充分な摺動クリアランスを
有した外周形成部材を用いて高精度な外径精度を達成で
きる光学素子成形方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、一
対の上下成形型と、光学素子の外周側面を成形する型部
を有して上型を遊嵌する上下動可能なスリーブとにより
ガラス素材を押圧する光学素子成形方法において、光学
素子の外径振れが最小となる方向に前記スリーブを上型
に押しつけ、型とスリーブとの相対位置を出しつつ押圧
する方法である。また、本発明は、一対の上下成形型
と、光学素子の外周側面を成形する型部を有して前記成
形型の一方を遊嵌する上下動可能なスリーブとによりガ
ラス素材を押圧する光学素子成形方法において、前記光
学素子の外径振れが最小となる方向に前記スリーブまた
は前記一方の成形型をスリーブ軸と交差する方向に移動
し、前記スリーブと前記一方の成形型との相対位置を出
しつつ押圧する方法である。
【0006】図1は本発明を示す概念図である。図に示
す如く、光軸4に対してスリーブ3のスリーブ軸17を
一致させる様に、スリーブ3の位置および上型1,下型
2の位置により光軸4の位置の制御を行う。
【0007】外径振れは光軸4に対するレンズ18の外
周円中心のズレ量で決まる。光軸4はレンズ18の各面
の曲率中心O1 ,O2 を結んだ軸であるため、例えば型
に対してクリアランスの無い締りバメでスリーブを固定
したとしても、必ずしも高精度な外径振れは得られな
い。
【0008】外径振れを良くするためには、光軸4上に
レンズ18の外周円中心が存在する様にすれば良い。す
なわち、スリーブ3の位置または光軸4の位置を制御す
れば良い。スリーブ3は位置を制御するために、上型1
との間にクリアランスが必要であり、それを摺動クリア
ランスtとすることで、摺動クリアランスtが外径振れ
に与える影響を無くすることができる。
【0009】
【実施例1】図2および図3は本実施例を示し、図2は
一部を省略した縦断面図、図3は要部拡大断面図であ
る。成形室(図示省略)内には上型1と下型2とが対向
して配置されており、下型2は上下動可能に設けられて
いる。上型1の外周にはスリーブ3が遊嵌されており、
そのクリアランスは20μmに設定されている。
【0010】スリーブ3は固定リング12および4本の
支持棒5を介して支持されている。成形室外のベース台
6上にはユニット19が設置され、ユニット19の上部
内面にはシリンダ7が固定されており、シリンダ7は前
記支持棒5を上下動可能に支持している。
【0011】ベース台6上には上型1の中心軸を軸とし
て回転可能なエンコーダ付きのモータ8が設置されてい
る。モータ8上には両ロッドのシリンダ9が固定されて
おり、そのロッド先端部には支持棒5に設けられた円周
状の受け板10を精度良く押すための押し板11が設置
されている。
【0012】以上の構成から成る装置を用いて、本実施
例では上型曲率半径R100,下型曲率半径R150,
肉厚3mmのガラスレンズを押圧にて成形した。まず、
ガラス素材13を搬送アーム14に載置して加熱する。
加熱後、ガラス素材13を型1,2間に搬送し、下型を
上昇させてガラス素材13を型1,2で挟持するととも
に搬送アーム14を後退させ、次いでシリンダ7により
下降させたスリーブ3にてガラス素材13の外周部を規
制しながら数十秒間押圧する。押圧後、下型を下降さ
せ、スリーブ3はシリンダ7により上方に摺動させるこ
とにより、レンズを表出して自然落下または吸引治具で
上型1およびスリーブ3より取り外して回収する。
【0013】スリーブ3は、ガラス素材13が押圧され
る前にシリンダ9により受け板10を介して一定の方向
に押し付けられる(図2では、スリーブ3は上型1を左
側から押し付けるようになっている。なお、図3では、
スリーブ3を左側から押し付ける模式図として示してい
る。)とともに、また上型1よりも少なくともレンズの
コバ厚以上その先端部が突出された状態で固定されてお
り、押圧終了までその状態が保持される。
【0014】レンズ取り出しの際の摺動時には、スリー
ブ3はシリンダ9による押圧力が解除され、容易に摺動
できる様に設定されている。押圧したレンズは、前記の
ように回収された後に不図示のやとい工具に取り付けら
れ、やとい工具により回転され、偏芯測定機によって光
像の振れ量を求め、外径の振れ量と方向が測定される。
(このときの振れ量は、例えば25.3μmとする。)
【0015】押圧時にシリンダ9にてスリーブ3を押し
付けた方向とレンズ外周のズレ方向を図3に示す。P1
がスリーブ3の中心であり、レンズ外径中心となる。O
1 ,O2 は型1,2の曲率中心であり、型1,2の外周
面の中心となる。スリーブ3と上型1の差で示すtは摺
動クリアランスであり、前述の通り20μmである。P
2 は上型1と下型2との位置で決められる光軸上の点で
あり、P1 ,P2 で示すδは外径ズレ量である。
【0016】スリーブ3の中心であるPをPの方向
に移動してやると、外径ズレ量δが減少する。そこで、
スリーブ3を移動してP,Pとを一致させるため、
シリンダ9をモータ8により所望の方向へ向け、そして
シリンダ9を介してスリーブ3を上型1に押し付ける。
前記偏芯測定機による外径ズレ量δは25.3μmであ
ったので、摺動クリアランスt=20μmより押し付け
る方向を変えることで、P,Pは計算上5.3μm
となる。そこで、シリンダ9による押し付けの方向が決
定し、その後は外径ズレ量の少ないレンズを得ることが
できる。 押圧方向変更後、上記と同様な成形を行い、
前記の偏芯測定機にて外径ズレ量δを測定した所、計算
値とは誤差を含むため一致しないが4.7μmであっ
た。その後も同様な外径ズレ量のレンズを成形すること
ができた。
【0017】本実施例によれば、摺動クリアランスt=
20μmは外径精度に誤差を与えることが無くなる。従
って、摺動して成形レンズの取り出しを行なう構成にし
ても、外径精度へ影響を与えない成形が行なえる。ま
た、常に衝面に押し付けているため、バラツキの少ない
成形が行なえる。
【0018】尚、最初の外径ズレ量δが大きすぎて、摺
動クリアランスt=20μmでは後加工不要の外周精度
が得られない場合、スリーブ径または型径を変更し、摺
動クリアランスtを変更して対処することができる。
【0019】
【実施例2】図4および図5は本実施例を示し、図4は
一部を省略した縦断面図、図5は要部拡大断面図であ
る。本実施例では、上型1がX−Y方向へ移動可能な様
に、上型1を取り付けたベース台6が本体部16上に摺
動自在に搭載されており、本体部16にはベース台6を
移動させるための押し付けユニット15が設置されてい
る。以下、前記実施例1と同様な構成であり、同一番号
を付してその説明を省略する。
【0020】上記構成の装置を用いて、前記実施例1と
同様な両凸のガラスレンズを押圧にて成形した。前記実
施例1と同様にシリンダ9にて、受け板10,支持棒5
および固定リング12を介してスリーブ3を上型1の外
周面に押し付けて成形し、得られたレンズについて偏芯
測定機で外径の振れ量を測定した結果に基づき、スリー
ブ3と上型1とレンズとの関係を図5に示す。P,P
が外径ズレ量δであり、tが摺動クリアランスであ
る。
【0021】スリーブ3は図に示す方向へ上型1に対し
て押し付けられており、P1 をP2の方向へ移動したい
が不可能である。外周ズレ量δは測定の結果16μmと
大きくて精度上限界であった。そこで、スリーブ3の押
し付け方向を一定とし、上型1をベース台6の移動によ
り平行移動させる。
【0022】上型1をPの方向へ移動することで、シ
リンダ9およびスリーブ3も同時にP方向に移動する
ことになり、よってPをP方向に移動させることに
なり、PをP上とほぼ一致する様な位置にする。P
もOの移動にともなってシフトするが、曲率半径よ
りその量が相殺される移動量を計算し、上型1をP
向へ30μm移動させて成形した所、外径ズレ量は3.
2μmと精度が向上した。
【0023】本実施例によれば、摺動クリアランスが2
0μmでも外径精度の良好な成形が行なえる。また、摺
動クリアランスは20μm以上でも良く、シリンダ9で
押し付けることと、型の移動等とを組立て合わせること
により外径精度の良好な成形が行なえる。
【0024】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学素
子成形方法によれば、摺動クリアランスを有したスリー
ブと型とによる構成においても、光軸のズレの補正が行
なえることにより、外径精度の良好な成形が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す概念図である。
【図2】実施例1を示す縦断面図である。
【図3】実施例1を示す要部拡大断面図である。
【図4】実施例2を示す縦断面図である。
【図5】実施例2を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 上型 2 下型 3 スリーブ 4 光軸 17 スリーブ軸

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の上下成形型と、光学素子の外周側
    面を成形する型部を有して上型を遊嵌する上下動可能な
    スリーブとによりガラス素材を押圧する光学素子成形方
    法において、光学素子の外径振れが最小となる方向に前
    記スリーブを上型に押しつけ、型とスリーブとの相対位
    置を出しつつ押圧することを特徴とする光学素子成形方
    法。
  2. 【請求項2】 一対の上下成形型と、光学素子の外周側
    面を成形する型部を有して前記成形型の一方を遊嵌する
    上下動可能なスリーブとによりガラス素材を押圧する光
    学素子成形方法において、 前記光学素子の外径振れが最小となる方向に前記スリー
    ブまたは前記一方の成形型をスリーブ軸と交差する方向
    に移動し、前記スリーブと前記一方の成形型との相対位
    置を出しつつ押圧することを特徴とする光学素子成形方
    法。
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