JP3998763B2 - メニスカスレンズの成形型及び成形方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、光学ガラスからなるメニスカスレンズを成形する成形型及びその成形方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
図3及び図4は、ガラスモールド法によるメニスカスレンズの従来の成形方法を示している。光学ガラスからなるメニスカスレンズをガラスモールド法によって成形する従来の成形方法では、先ず下型1の凹面上に光学ガラスからなるガラスプリフォーム4を載せ、続いて下型1と上型2を筒状の胴型3に取り付け(図3)、続いてガラスプリフォーム4を不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気下で加熱して軟化させ、その後押圧成形を行って光学ガラス製のメニスカスレンズ4aを成形する(図4)。
【0003】
一般に、ガラスモールド法によるメニスカスレンズの成形では、一方のレンズ面が凹面であり、他方のレンズ面が凸面であるため、凹面の曲面R(Rは半径)と凸面の曲面Rの差が大きく、よって成形量(ガラスプリフォームの変形量)が比較的大きくなる。凹面の曲面Rが小さく凸面の曲面Rが大きい場合には、成形量が特に大きくなる。
【0004】
このため、ガラスモールド法によるメニスカスレンズの従来の成形では、特にレンズの凹面の曲面Rが小さく凸面の曲面Rが大きい場合、ガラスプリフォームの中心部分には十分な圧力が加わるが、ガラスプリフォームの外周部分、特に周縁部分には十分な圧力が加わわらず、よってレンズの凸面の外周部分をうまく成形することが困難であった。このような問題を解決するために、従来では、ガラスプリフォームの厚みを予め厚くしておき、十分な圧力が加わらないガラスプリフォームの外周部分に関してはその成形量を増やしてガラスプリフォームの周方向への延びを利用してレンズ凸面の外周部分をうまく成形する手法をとっていた。
【0005】
しかし、この従来の成形方法では、厚みの大きなガラスプリフォームを利用する必要があるため、小型軽量のレンズを成形することができないという問題点があった。さらに、ガラスプリフォームの中心からのずれや、レンズの凹面の曲面Rが小さく凸面の曲面Rが大きい場合における曲面Rの差が大きい程、十分な圧力が加わらないガラスプリフォームの外周部分の量が増し、この外周部分の形状を所望形状に形成することができない場合もあった。
【0006】
【発明の目的】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされてもので、ガラスプリフォームの成形量を最小限に留めながらも所望の形状を得ることを可能とするメニスカスレンズの成形型及び成形方法を提供することを目的とする。
【0007】
本発明は、上型と下型の一対からなる成形型の間にガラスプリフォームを挟み込んで加熱押圧することでメニスカスレンズを成形する、メニスカスレンズの成形型において、上型は、その下端が凸面をなす柱状部を有し、該凸面をガラスプリフォームの中央部に圧接させてメニスカスレンズの凹面を形成する第1上型と;押圧方向に貫通すると共に上記柱状部が摺動可能に嵌入するガイド開口を備え、かつその下面をガラスプリフォームの外周部に圧接させる第2上型と;上記第2上型と上記下型の各周面に嵌合し、上記下型に対する上記第2上型の最接近位置を定め、かつ上記下型に対する上記第2上型の移動を案内する胴型と;上記第2上型に対する上記第1上型の最下方位置を定めるスペーサーと;を備えていることを特徴としている。
【0008】
また本発明は、上型と下型の一対からなる成形型の間にガラスプリフォームを挟み込んで加熱押圧することでメニスカスレンズを成形する、メニスカスレンズの成形方法において、その下端が凸面をなす柱状部を有し、該凸面をガラスプリフォームの中央部に圧接させてメニスカスレンズの凹面を形成する第1上型と;押圧方向に貫通すると共に上記柱状部が摺動可能に嵌入するガイド開口を備え、かつその下面をガラスプリフォームの外周部に圧接させる第2上型と;からなる上型を準備するステップと;上記第2上型と上記下型の各周面に嵌合し、上記下型に対する上記第2上型の最接近位置を定め、かつ上記下型に対する上記第2上型の移動を案内する胴型を準備するステップ;上記第2上型に対する上記第1上型の最下方位置を定めるスペーサーを準備するステップ;メニスカスレンズの凸面を形成する上記下型の凹面上にガラスプリフォームを載置するステップと;この下型の凹面上に載置されたガラスプリフォームを不活性ガス雰囲気下で加熱するステップと;この加熱されたガラスプリフォームの中央部に上記第1上型の上記凸面を圧接させると同時に該ガラスプリフォームの外周部に上記第2上型の上記下面を圧接させるステップと;を有することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下図示実施形態に基づいて本発明を説明する。図1は、本発明を適用した光学ガラス製のメニスカスレンズの成形型を用いた押圧成形前の状態を示しており、図2は、同成形型を用いた押圧成形後の状態を示している。
【0010】
本実施形態の成形型は、メニスカスレンズの凸面側を形成する下型11と、メニスカスレンズの凹面側を形成する上型20の一対を有しており、下型11の周面11bには円筒形状の胴型13が嵌合され、円筒形状の胴型13の上部には上型20が嵌合される。
【0011】
上型20は、胴型13の内周面に摺動可能に嵌まる外側上型(第2上型)22と、この外側上型(第2上型)22に対して摺動可能に嵌まる内側上型(第1上型)21との一対からなっている。外側上型22には、その中央に押圧方向(図1及び図2の上下方向)に延びる断面円形のガイド開口22aが穿設され、上端には、胴型13の内径よりも大径のフランジ部22cが形成されている。内側上型(第1上型)21には、ガイド開口22aに摺動可能に嵌まる柱状押圧部(柱状部)21aと、この柱状押圧部21aの上端に一体に固定された大径の円板部(拡径部)21bとが形成されている。柱状押圧部21aの下端、即ち内側上型21の下端には、光学ガラスからなるガラスプリフォーム14に圧接してメニスカスレンズ14aの凹面を成形するための凸面21cが形成されている。
【0012】
外側上型22の下面は、ガイド開口22aから周方向外側に離れるにつれて凹面11aに向かって接近する方向に傾斜する押圧面22bとして形成されている。この押圧面22bは、外側上型22を胴型13に取り付けたとき、下型11の凹面11a上に置かれたガラスプリフォーム14の上部周縁14eに当接し、押圧成形時には、ガラスプリフォーム14の上部周縁14eを含む上部外周部分に圧接する。外側上型22を胴型13を取り付けるとき、下型11上に置かれたガラスプリフォーム14の上部周縁14eに押圧面22bが当接するように取り付けるので、この取り付け動作によって凹面11a上の中央にガラスプリフォーム14が位置され、即ちガラスプリフォーム14の芯出しが行われる。このように外側上型22を胴型13に取り付けた後、外側上型22のガイド開口22aに内側上型21の柱状押圧部21aが嵌入される。
【0013】
下型11に対する外側上型22の最接近位置、即ち下型11の凹面11aに対する押圧面22bの最接近位置は、胴型13の高さによって決定される。つまり、胴型13の下端が下型11の下端部外周に形成されたフランジ部11cの上面に当接し、同時に胴型13の上端がフランジ部22cに当接することで決定される。
【0014】
外側上型22に対する内側上型21の最下方位置、つまりガイド開口22aの下端から凸面21cが最も下方に突出する位置は、円板部21bと外側上型22の上面の間に配置されるスペーサー23の厚みにより決定される。スペーサー23は、ガラスプリフォーム14から成形するメニスカスレンズ14aの厚み調整、及び押圧成形時に自重によって外側上型22に圧力をかける役割を果たす。メニスカスレンズ14aの厚みを調整するには、適当な厚みを有するスペーサー23を適宜選択して利用する。
【0015】
以上の構成を有する成形型を用いた押圧成形では、先ず、下型11に胴型13をセットし、下型11の凹面11a上にガラスプリフォーム14を置き、その後胴型13に外側上型22をセットする。このセットの際、上述したようにガラスプリフォーム14の芯出しが行われる。続いてガイド開口22aに柱状押圧部21aを嵌入して内側上型21をセットし、同時に円板部21bと外側上型22の上面の間にスペーサー23を配置する。このとき、円板部21bと外側上型22の上面の間には所定幅の隙間が開く。その後、型全体をガラスプリフォーム14が軟化する温度まで不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気下で加熱してガラスプリフォーム14を軟化させ、その後円板部21bに下型11に向かう圧力をかけてメニスカスレンズ4aを成形する(図2)。
【0016】
軟化したガラスプリフォーム14を押圧する最初の段階では、柱状押圧部21a下端の凸面21cがガラスプリフォーム14に圧接してガラスプリフォーム14の中央部分に集中して圧力がかかり、これによってレンズの凹面と凸面の各面の中央部分から形成される。さらに円板部21bに圧力をかけていくと、円板部21bがスペーサー23に接触して圧接する。すると、凸面21cによる圧力がかからないガラスプリフォーム14の外周部分に、押圧面22bと下型11の凹面11aとの間で圧力がかかり、よってガラスプリフォーム14の中央部分から外周部分まで満遍に圧力がかかる。
【0017】
以上のように、本発明を適用した上記実施形態の成形型によれば、特にレンズの凹面の曲面Rが小さく凸面の曲面Rが大きい場合であっても、特に押圧面22bの作用によってガラスプリフォームの外周部分にも十分な圧力を加えることができ、よってガラスプリフォームの成形量を最小限に留めながらもメニスカスレンズの凸面を外周部分までうまく成形することができる。したがって、厚みがそれほど厚くないガラスプリフォームを使用してもメニスカスレンズの成形が可能であり、よって小型軽量のガラスメニスカスレンズを成形することができる。
【0018】
【発明の効果】
以上のように、本発明のメニスカスレンズの成形型及び成形方法によれば、上型を、その下端に形成した下向き凸部をガラスプリフォームに圧接させてメニスカスレンズの凹面を成形する第1上型と、この第1上型の周面に嵌合し、該第1上型対して加圧方向で摺動可能に案内され、かつその下端部をガラスプリフォームの周縁に圧接させる第2上型とからなる構成にしたので、ガラスプリフォームの成形量を最小限に留めながらも所望の形状を得ることができ、また厚みがそれほど厚くないガラスプリフォームを用いてもメニスカスレンズをうまく成形することができるので、小型軽量のレンズを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した成形型の押圧成形前の状態を示す断面図である。
【図2】図1に示す成形型の押圧成形後の状態を示す断面図である。
【図3】従来の成形型の押圧成形前の状態を示す断面図である。
【図4】図3に示す成形型の押圧成形後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
11 下型
13 胴型
14 ガラスプリフォーム
20 上型
21 内側上型(第1上型)
22 外側上型(第2上型)
23 スペーサー
Claims (4)
- 上型と下型の一対からなる成形型の間にガラスプリフォームを挟み込んで加熱押圧することでメニスカスレンズを成形する、メニスカスレンズの成形型において、
上型は、その下端が凸面をなす柱状部を有し、該凸面をガラスプリフォームの中央部に圧接させてメニスカスレンズの凹面を形成する第1上型と;押圧方向に貫通すると共に上記柱状部が摺動可能に嵌入するガイド開口を備え、かつその下面をガラスプリフォームの外周部に圧接させる第2上型と;
上記第2上型と上記下型の各周面に嵌合し、上記下型に対する上記第2上型の最接近位置を定め、かつ上記下型に対する上記第2上型の移動を案内する胴型と;
上記第2上型に対する上記第1上型の最下方位置を定めるスペーサーと;
を備えていることを特徴とするメニスカスレンズの成形型。 - 請求項1に記載のメニスカスレンズの成形型において、第1上型には、第2上型の上面に対向する拡径部を有しており、
上記スペーサーは、この第1上型の拡径部と第2上型の上面の間に配置されるメニスカスレンズの成形型。 - 請求項1または2記載のメニスカスレンズの成形型において、ガラスプリフォームの外周部に圧接する第2上型の上記下面は、下型の凹面との間でガラスプリフォームを挟み込んでガラスプリフォームの芯出しを行うメニスカスレンズの成形型。
- 上型と下型の一対からなる成形型の間にガラスプリフォームを挟み込んで加熱押圧することでメニスカスレンズを成形する、メニスカスレンズの成形方法において、
その下端が凸面をなす柱状部を有し、該凸面をガラスプリフォームの中央部に圧接させてメニスカスレンズの凹面を形成する第1上型と;押圧方向に貫通すると共に上記柱状部が摺動可能に嵌入するガイド開口を備え、かつその下面をガラスプリフォームの外周部に圧接させる第2上型と;からなる上型を準備するステップと;
上記第2上型と上記下型の各周面に嵌合し、上記下型に対する上記第2上型の最接近位置を定め、かつ上記下型に対する上記第2上型の移動を案内する胴型を準備するステップ;
上記第2上型に対する上記第1上型の最下方位置を定めるスペーサーを準備するステップ;
メニスカスレンズの凸面を形成する上記下型の凹面上にガラスプリフォームを載置するステップと;
この下型の凹面上に載置されたガラスプリフォームを不活性ガス雰囲気下で加熱するステップと;
この加熱されたガラスプリフォームの中央部に上記第1上型の上記凸面を圧接させると同時に該ガラスプリフォームの外周部に上記第2上型の上記下面を圧接させるステップと;
を有することを特徴とするメニスカスレンズの成形方法。
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