JP3185299B2 - ガラスレンズ成形用型およびガラスレンズ成形装置 - Google Patents
ガラスレンズ成形用型およびガラスレンズ成形装置Info
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- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば光学ガラスレン
ズの直接プレス成形用の型に適用して好適なガラスレン
ズ成形用型およびガラスレンズ成形装置に関する。
ズの直接プレス成形用の型に適用して好適なガラスレン
ズ成形用型およびガラスレンズ成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学ガラスレンズは、光学機器の
レンズ構成の簡略化とレンズ部分の軽量化の両方を同時
に達成し得る非球面化の傾向がある。この非球面レンズ
の製造には、従来の光学レンズ製造方法である光学研磨
法では、加工性及び量産性に劣り、直接プレス成形法が
有望視されている。
レンズ構成の簡略化とレンズ部分の軽量化の両方を同時
に達成し得る非球面化の傾向がある。この非球面レンズ
の製造には、従来の光学レンズ製造方法である光学研磨
法では、加工性及び量産性に劣り、直接プレス成形法が
有望視されている。
【０００３】ここで、高精度な光学ガラス素子を直接プ
レスにより成形するためには、成形品品質が良好なこと
が要求される。すなわち、この目的達成のために、型材
料として要求される条件としては、高温におけるガラス
に対する化学作用が最小であり融着等を生じないこと、
成形時の高温下で型面が経時変化による面粗れを起こさ
ないこと、プレス時の衝撃に耐え得る機械的強度を有す
ること、型のガラスプレス面にすり傷などの損傷を受け
にくいこと、熱衝撃による耐破壊性能が高いことなどが
挙げられる。
レスにより成形するためには、成形品品質が良好なこと
が要求される。すなわち、この目的達成のために、型材
料として要求される条件としては、高温におけるガラス
に対する化学作用が最小であり融着等を生じないこと、
成形時の高温下で型面が経時変化による面粗れを起こさ
ないこと、プレス時の衝撃に耐え得る機械的強度を有す
ること、型のガラスプレス面にすり傷などの損傷を受け
にくいこと、熱衝撃による耐破壊性能が高いことなどが
挙げられる。
【０００４】このようなことから、超硬合金を母材と
し、その上にＰｔ、Ｉｒなどのコーティングを施した成
形用型が提案されている。
し、その上にＰｔ、Ｉｒなどのコーティングを施した成
形用型が提案されている。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のガラスレンズ成形用型、すなわち、超硬合金を
母材とし、その上にＰｔ、Ｉｒなどのコーティングを施
した成形用型は、高温においてプレス回数を重ねて行く
と、超硬合金のマトリックスであるＣｏ（コバルト）
が、Ｐｔ、Ｉｒなどのコーティング膜中を拡散してい
き、ついにはＰｔ、Ｉｒ膜面上に達して、面粗れを起こ
したり、ガラスとの反応が発生し、この結果、型の耐久
性が低下するといった問題があった。
た従来のガラスレンズ成形用型、すなわち、超硬合金を
母材とし、その上にＰｔ、Ｉｒなどのコーティングを施
した成形用型は、高温においてプレス回数を重ねて行く
と、超硬合金のマトリックスであるＣｏ（コバルト）
が、Ｐｔ、Ｉｒなどのコーティング膜中を拡散してい
き、ついにはＰｔ、Ｉｒ膜面上に達して、面粗れを起こ
したり、ガラスとの反応が発生し、この結果、型の耐久
性が低下するといった問題があった。
【０００５】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、Ｃｏの拡散による面粗れなどを抑制して、
長寿命、高信頼性のガラスレンズ成形用型およびガラス
レンズ成形装置を得ることを目的とする。
ものであり、Ｃｏの拡散による面粗れなどを抑制して、
長寿命、高信頼性のガラスレンズ成形用型およびガラス
レンズ成形装置を得ることを目的とする。
【０００６】また、Ｃｏの拡散を発生させないで、面粗
れなどを抑制し、長寿命、高信頼性のガラスレンズ成形
用型を得ることを目的とする。
れなどを抑制し、長寿命、高信頼性のガラスレンズ成形
用型を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のガラスレンズ成
形用型は、例えば、図１に示すように、母材１としてコ
バルトを含む超硬合金、中間層２として厚みが３００〜
５００μｍのβ−ＳｉＣ層、及び表面層３としてイリジ
ウム層を有するものである。
形用型は、例えば、図１に示すように、母材１としてコ
バルトを含む超硬合金、中間層２として厚みが３００〜
５００μｍのβ−ＳｉＣ層、及び表面層３としてイリジ
ウム層を有するものである。
【０００８】また、本発明のガラスレンズ成形用型は、
例えば、図１に示すように、母材１として焼結ＳｉＣ、
中間層２として厚みが３００〜５００μｍのβ−ＳｉＣ
層、及び表面層３としてイリジウム層を有するものであ
る。
例えば、図１に示すように、母材１として焼結ＳｉＣ、
中間層２として厚みが３００〜５００μｍのβ−ＳｉＣ
層、及び表面層３としてイリジウム層を有するものであ
る。
【０００９】
【作用】本発明のガラスレンズ成形用型によれば、母材
１としてコバルトを含む超硬合金、中間層２としてβ−
ＳｉＣ層、及び表面層３としてイリジウム層を有するこ
とにより、Ｃｏの拡散による面粗れなどが抑制され、長
寿命、高信頼性のガラスプレス用成形型が得られる。
１としてコバルトを含む超硬合金、中間層２としてβ−
ＳｉＣ層、及び表面層３としてイリジウム層を有するこ
とにより、Ｃｏの拡散による面粗れなどが抑制され、長
寿命、高信頼性のガラスプレス用成形型が得られる。
【００１０】また、本発明のガラスレンズ成形用型によ
れば、母材１として焼結ＳｉＣ、中間層２としてβ−Ｓ
ｉＣ層、及び表面層３としてイリジウム層を有すること
により、Ｃｏの拡散が発生せず、面粗れなどが抑制さ
れ、長寿命、高信頼性のガラスプレス用成形型が得られ
る。
れば、母材１として焼結ＳｉＣ、中間層２としてβ−Ｓ
ｉＣ層、及び表面層３としてイリジウム層を有すること
により、Ｃｏの拡散が発生せず、面粗れなどが抑制さ
れ、長寿命、高信頼性のガラスプレス用成形型が得られ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明のガラスレンズ成形用型の実施
例について図１〜図２を参照して説明する。
例について図１〜図２を参照して説明する。
【００１２】図１は、本例による型部材を示す概略断面
図である。本図において１は型の母材を示し、２は該型
母材の成形面に形成された熱ＣＶＤ法によるβ−ＳｉＣ
層を示す。本例においては、型母材とししては、例えば
超硬合金や焼結ＳｉＣを用いることができる。３は最表
面のＩｒ被膜であり、マグネトロンスパッタ法などによ
り形成される。β−ＳｉＣ層２は、５００〜７００μｍ
コートした後に、最終形状に高精度研削、研磨により鏡
面仕上げされ、最終的に３００〜５００μｍの厚みとな
る。また、Ｉｒ層３は、形状精度を実質上損なわない程
度の厚み（１〜３μｍ）である。この型を図２に示すよ
うにセットして、ＳｉＯ2 が６８重量％、Ｂ2 Ｏ3 が１
１重量％、Ｎａ2 Ｏが１０重量％、Ｋ2 Ｏが８重量％及
び残りが微量成分からなるホウケイ酸アルカリ系光学ガ
ラス６をプレスして両凸レンズのレンズ形状に成形し
た。この際、プレスは、Ｎ2 雰囲気中で行う。型温度８
００℃にして、プレス圧力４０ｋｇ／ｃｍ2 でプレス成
形を行い、そのまま４００℃以下まで型と共に冷却して
成形物を取り出した。プレスは、１０００回まで繰り返
し、表面粗さのＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１参照）をプレ
ス前、１００回、１０００回で測定し、さらにガラスの
融着性についても目視評価した。その結果を表１に示
す。
図である。本図において１は型の母材を示し、２は該型
母材の成形面に形成された熱ＣＶＤ法によるβ−ＳｉＣ
層を示す。本例においては、型母材とししては、例えば
超硬合金や焼結ＳｉＣを用いることができる。３は最表
面のＩｒ被膜であり、マグネトロンスパッタ法などによ
り形成される。β−ＳｉＣ層２は、５００〜７００μｍ
コートした後に、最終形状に高精度研削、研磨により鏡
面仕上げされ、最終的に３００〜５００μｍの厚みとな
る。また、Ｉｒ層３は、形状精度を実質上損なわない程
度の厚み（１〜３μｍ）である。この型を図２に示すよ
うにセットして、ＳｉＯ2 が６８重量％、Ｂ2 Ｏ3 が１
１重量％、Ｎａ2 Ｏが１０重量％、Ｋ2 Ｏが８重量％及
び残りが微量成分からなるホウケイ酸アルカリ系光学ガ
ラス６をプレスして両凸レンズのレンズ形状に成形し
た。この際、プレスは、Ｎ2 雰囲気中で行う。型温度８
００℃にして、プレス圧力４０ｋｇ／ｃｍ2 でプレス成
形を行い、そのまま４００℃以下まで型と共に冷却して
成形物を取り出した。プレスは、１０００回まで繰り返
し、表面粗さのＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１参照）をプレ
ス前、１００回、１０００回で測定し、さらにガラスの
融着性についても目視評価した。その結果を表１に示
す。
【００１３】
【表１】
【００１４】サンプル１は、母材として超硬合金（ＷＣ
−Ｃｏ）を用い、中間層はＣＶＤ−ＳｉＣ層とし、表面
層はＩｒ層とした。また、母材を焼結ＳｉＣに変えて同
様に行った結果を表１のサンプル２に示した。また、比
較例として、中間層のない場合を表１のサンプル３に、
超硬合金母材のみを表１のサンプル４に、サンプル２で
Ｉｒ層のないものを表１のサンプル５に、サンプル２の
中間層のない場合を表１のサンプル６に、さらに、サン
プル１の表面層をＰｔに変えた場合を表１のサンプル７
に示した。
−Ｃｏ）を用い、中間層はＣＶＤ−ＳｉＣ層とし、表面
層はＩｒ層とした。また、母材を焼結ＳｉＣに変えて同
様に行った結果を表１のサンプル２に示した。また、比
較例として、中間層のない場合を表１のサンプル３に、
超硬合金母材のみを表１のサンプル４に、サンプル２で
Ｉｒ層のないものを表１のサンプル５に、サンプル２の
中間層のない場合を表１のサンプル６に、さらに、サン
プル１の表面層をＰｔに変えた場合を表１のサンプル７
に示した。
【００１５】表１に示したように、本例のサンプル１、
サンプル２は、１０００回プレス後でも表面粗さは変化
しておらず、離型性についても良好であった。一方、中
間層のないサンプル３は、Ｃｏの拡散のため、面粗れを
起こしており、離型性にも問題があった。サンプル４の
超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）のみの場合は、面粗れ、離型性
ともに最も悪いレベルであった。焼結ＳｉＣを母材にＣ
ＶＤ−ＳｉＣのみをコーティングしたものは、面粗れは
ないが、離型製に問題があった。また、焼結ＳｉＣに直
接Ｉｒをコーティングした場合、焼結ＳｉＣがポーラス
なため、鏡面加工性に劣り、充分に平滑な面が得られ
ず、さらにその上にＩｒをコーティングしても下地の表
面粗さを反映し、充分な成形品が得られない。また、サ
ンプル１において、Ｉｒの代わりにＰｔをコーティング
した場合、Ｃｏの拡散はないものの、若干、表面が白濁
し、表面粗度が劣化した。これについては、Ｐｔの融点
（１７６９℃）がＩｒの融点（２４４３℃）に比べ著し
く低いことにより、Ｐｔの方が粒成長を起こしやすいの
ではないかと考えられる。表１の結果から、本例の光学
レンズ成形型は、従来の超硬合金を母材にＰｔ、Ｉｒな
どの貴金属コーティングをしたものに比べて、表面性の
劣化がなく、離型性にも優れていることから、高精度、
長寿命の点で大きな利点がある。
サンプル２は、１０００回プレス後でも表面粗さは変化
しておらず、離型性についても良好であった。一方、中
間層のないサンプル３は、Ｃｏの拡散のため、面粗れを
起こしており、離型性にも問題があった。サンプル４の
超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）のみの場合は、面粗れ、離型性
ともに最も悪いレベルであった。焼結ＳｉＣを母材にＣ
ＶＤ−ＳｉＣのみをコーティングしたものは、面粗れは
ないが、離型製に問題があった。また、焼結ＳｉＣに直
接Ｉｒをコーティングした場合、焼結ＳｉＣがポーラス
なため、鏡面加工性に劣り、充分に平滑な面が得られ
ず、さらにその上にＩｒをコーティングしても下地の表
面粗さを反映し、充分な成形品が得られない。また、サ
ンプル１において、Ｉｒの代わりにＰｔをコーティング
した場合、Ｃｏの拡散はないものの、若干、表面が白濁
し、表面粗度が劣化した。これについては、Ｐｔの融点
（１７６９℃）がＩｒの融点（２４４３℃）に比べ著し
く低いことにより、Ｐｔの方が粒成長を起こしやすいの
ではないかと考えられる。表１の結果から、本例の光学
レンズ成形型は、従来の超硬合金を母材にＰｔ、Ｉｒな
どの貴金属コーティングをしたものに比べて、表面性の
劣化がなく、離型性にも優れていることから、高精度、
長寿命の点で大きな利点がある。
【００１６】以上の説明からわかるように、本発明は問
題点を解決するために、成形用型の母材として超硬合金
を用い、これを成形すべき光学レンズの押し型に加工
し、その上に均一な厚み（３００〜７００μｍ）でＣＶ
Ｄ法によりβ−ＳｉＣ層を設ける。ＣＶＤ法によるβ−
ＳｉＣは、Ｃｏの拡散係数（１３００℃時）がＳｉ中の
３ｘ１０-5ｃｍ2 ／ｓに比べ１．３ｘ１０-13 ｃｍ2 ／
ｓとけた違いに小さいため、Ｃｏの拡散を充分に抑制す
る効果がある。その後、研削、研磨により最終形状、面
精度に仕上げ、その上にガラスの離型性に優れたＩｒを
コーティングすることによりＣｏの拡散による面粗れな
どが、抑制され、長寿命、高信頼性のガラスプレス用成
形型が得られる。また、母材に焼結ＳｉＣを用いること
も可能であり、この場合は、Ｃｏの拡散は全くない。
題点を解決するために、成形用型の母材として超硬合金
を用い、これを成形すべき光学レンズの押し型に加工
し、その上に均一な厚み（３００〜７００μｍ）でＣＶ
Ｄ法によりβ−ＳｉＣ層を設ける。ＣＶＤ法によるβ−
ＳｉＣは、Ｃｏの拡散係数（１３００℃時）がＳｉ中の
３ｘ１０-5ｃｍ2 ／ｓに比べ１．３ｘ１０-13 ｃｍ2 ／
ｓとけた違いに小さいため、Ｃｏの拡散を充分に抑制す
る効果がある。その後、研削、研磨により最終形状、面
精度に仕上げ、その上にガラスの離型性に優れたＩｒを
コーティングすることによりＣｏの拡散による面粗れな
どが、抑制され、長寿命、高信頼性のガラスプレス用成
形型が得られる。また、母材に焼結ＳｉＣを用いること
も可能であり、この場合は、Ｃｏの拡散は全くない。
【００１７】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ること
はもちろんである。
明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ること
はもちろんである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｃｏの拡散による面粗れなどが抑制され、長寿命、高信
頼性のガラスプレス用成形型が得られる。
Ｃｏの拡散による面粗れなどが抑制され、長寿命、高信
頼性のガラスプレス用成形型が得られる。
【００１９】また、本発明によれば、Ｃｏの拡散が発生
せず、面粗れなどが抑制され、長寿命、高信頼性のガラ
スプレス用成形型が得られる。
せず、面粗れなどが抑制され、長寿命、高信頼性のガラ
スプレス用成形型が得られる。
【図１】本発明のガラスレンズ成形用型の一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】本発明のガラスレンズ成形用型の一例を用いた
成形機の例を示す構成図である。
成形機の例を示す構成図である。
１ 母材（超硬合金または焼結ＳｉＣ） ２ ＣＶＤ−β−ＳｉＣ膜 ３ Ｉｒ膜 ４ 上型 ４ａ Ｉｒ膜 ４ｂ ＣＶＤ−β−ＳｉＣ膜 ５ 下型 ５ａ Ｉｒ膜 ５ｂ ＣＶＤ−β−ＳｉＣ膜 ６ 原料ガラス塊状物 ７ 案内型 ８ 加熱ヒータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−88730（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271125（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−95128（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 11/00
Claims (4)
- 【請求項１】 母材としてコバルトを含む超硬合金、中
間層として厚みが３００〜５００μｍのβ−ＳｉＣ層、
及び表面層としてイリジウム層を有することを特徴とす
るガラスレンズ成形用型。 - 【請求項２】 母材として焼結ＳｉＣ、中間層として厚
みが３００〜５００μｍのβ−ＳｉＣ層、及び表面層と
してイリジウム層を有することを特徴とするガラスレン
ズ成形用型。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のガラスレンズ成
形用型において、β−ＳｉＣ層は熱ＣＶＤ法により形成
される。 - 【請求項４】 請求項１、２、または３記載のガラスレ
ンズ成形用型を有するガラスレンズ成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34735591A JP3185299B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | ガラスレンズ成形用型およびガラスレンズ成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34735591A JP3185299B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | ガラスレンズ成形用型およびガラスレンズ成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05178627A JPH05178627A (ja) | 1993-07-20 |
| JP3185299B2 true JP3185299B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=18389667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34735591A Expired - Fee Related JP3185299B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | ガラスレンズ成形用型およびガラスレンズ成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185299B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113526961A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-10-22 | 南通三责精密陶瓷有限公司 | 一种玻璃模造用碳化硅模具的制造方法及碳化硅模具 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34735591A patent/JP3185299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05178627A (ja) | 1993-07-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |