JPH03137030A - ガラスレンズの成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は改良された無研摩ガラスレンズの成形方法およ
びその装置に関する。

従来技術 無研摩ガラスの製造方法としては、ノズル先端から溶融
ガラスを滴下し、落下ガラス滴を下金型で受けて、プレ
ス成形する液適法が、レンズの表面に傷、砂目、シャー
マークなどの欠陥のないレンズを得る優れた方法として
、本発明者らにより開発され既に出願済みである（特願
昭５９−２６７０５８号）。

液滴法は、無研摩ガラスの製造法として優れた方法であ
るが、何点かの改良すべき点が見い出されてきた。かか
る改良を必要とする問題点をより明瞭にするために、第
１１図を用いてさらに詳しく液適法を説明する。

液滴法は、まずルツボ（１）中で溶融したガラス（２）
をノズル（４）の先端である一定の大きさの液惨状の滴
にする。ルツボ（１）からノズル（４）の先端まではヒ
ーター（５ａ）〜（５ｄ）により、溶融したガラスが冷
えて固体状にならないように、加熱されている。次に所
定の大きさと温度に制御されたガラス滴（６）をノズル
（４）の先端から自然落下させた状態で、そのガラス滴
の落下地点に設置した適当な金型（１２）に捕集し、捕
集後すぐにガラス液滴の落下点より移動し、上金型（１
３）でプレスして、無研摩ガラスレンズ（１４）を得る
。

しかし、上記方法によっては、ガラス滴を捕集する金型
（１２）の材質によっては、いわゆる「ひけ」が生じる
ことがある。ひけとは、第１２−ｄ図に示したようにレ
ンズ中央部付近に生じるくぼみのことと考えればよい。

このひけは、第１２−ａ図〜第１２−ｄ図に示した機構
によって生じるものと考えられている。第１２−ｃ図は
、滴下ガラス滴を金型に捕集した時の状態を示す。図中
、ガラス滴が金型に接触している周辺部を示す斜線部は
、他のどの部分よりも早く固化する所であり、その部分
は滴下後、金型の形状にそって固定化される。しかし、
ガラスゴブが金型に接している中央部（斜線部の間の部
分）は、ガラス滴中まだ冷えないで残っている高温部か
らの熱で固化しきらないで軟化状態になっていると考え
られ、その部分は金型を移動中にガラス滴全体の冷却に
ともなう収縮により、上部に引き上げられる。その結果
、第１２−ｂ図に示したようにガラスゴブ中央部に空気
だまり部が形成され、その状態で第１２−ｃ図に示した
ように上金型で成形を行なうので、得られるガラスレン
ズにはひげが形成されることとなる。

また、別の問題として、従来はガラス滴（６）は、その
表面温度がガラスの軟化温度より低い温度になるまで落
下させる必要から、ガラス滴の落下距離（１２）は室温
自然落下の場合、一般に１５０ｃｍ〜２００ｃｍ以上が
必要であった。このように落下距離が長いと、金型（１
２）上に落ちる位置も微妙に異なり、得られるレンズの
型形状等の品質も同一でない（このように型形状が忠実
に転写されないこを「転写性」が悪いと表現する）。転
写性の悪さをなくするため、落下距離を短くすれば、上
記したひげの問題がより顕著になる。

発明が解決しようとする課題 本発明は、上記した従来の問題点を解消し、金型の種類
によらず、ひげの発生が防止され、またガラス滴の落下
距離が短くても転写性の劣化が防止されたガラスレンズ
の成形方法およびその装置を提供することを目的とする
。

課題を解決するだめの手段 すなわち、本発明は下金型にガラス滴を滴下した後、プ
レス成形してガラスレンズを成形する方法において、ガ
ラス滴を、ガラス滴落下部の中央部分が上下可動なコア
部を有する下金型上に落下させ、ガラス滴の粘性が大き
くなり始めたときコア部をガラス滴から離れるまで一旦
引き下げ、次にガラス滴が内部まで完全に固化する前に
、上金型および下金型により圧縮成形するガラスレンズ
の成形方法に関する。さらに本発明はガラス溶融ルツボ
、該ルツボ底部に設けられ、該ルツボで溶融されたガラ
スをガラス滴として滴下させるノズル、該ノズルより滴
下されたガラス滴を受けるガラス滴受は下金型、および
該ガラス滴受は下金型と協働して滴下されたガラス滴を
圧縮成形するための上金型を備えたガラスレンズ製造装
置において、該下金型がその中央部に滴下ガラス滴の下
部直径より０　、１　ｎｕａ以上小さい直径を有し、か
つ上下可動な手段を有することを特徴とするガラスレン
ズの製造装置に関する。

本発明の特徴は、ルツボ内でガラス（例えば５Ｆｉｌ）
を溶融攪拌して均一にしたのち、炉およびノズル（４）
の温度を適当に制御して形成されるガラス滴（６）を、
中央部が上下可動の機構をもつ下金型で受けてガラス滴
を成形することにある（下金型中央部）の上下可動部を
「コア部」という）。そうすることにより下金型を構成
する金属の種類によらず、ひげのないガラスレンズを形
成することができ、さらに、ガラス滴の表面温度が軟化
点以上状態で下金型に受けることが可能となり、そのた
めガラス滴落下距離を短かくすることができ、転写性の
よいガラスレンズを再現性よく製造することができる。

以下、本発明を第１図を用いて説明する。

従来法と同様に厳密に温度制御されたガラス滴（６）を
捕集する下金型（１１）はノズル（４）の直下に配置し
、ノズル（４）の先端から滴下するガラス滴を受け、ガ
ラス滴滴下後、コア部（２■）のみ−担下降して、これ
と同時、または順次に成形位置へ移動し、上金型（１３
）で成形する。その際、滴下したガラス液は、下金型（
ｌ　ｌ）上で、所要のレンズを得るに十分な厚みのある
状態で保持できていればよい。

下金型（１１）は、ステンレス等の金属、Ｓ　ｉｃ。

ＡＱＮ等のセラミックなど耐熱性の良い材質で構成され
るコア部（２１）とコア部（２１）と同様の材質で構成
されるスリーブからなる。尚、熱膨張係数の差によるコ
ア部（２１）とスリーブ間のクリアランスが十分考慮さ
れているのなら、コア部（２１）とスリーブに熱膨張係
数の異なる材料を採用してもよい。コア部（２１）上、
ガラス滴が落下する表面は、所望のガラスレンズの形状
に成形できるように加工されている。

上金型は、無研摩レンズの成形方法において通常使用さ
れる金型を使用すればよく、特に制限されるものでなく
、下金型（１１）と同様材料で構成されていても良いし
、異なった材料で構成されていても良い。

さらに上下金型（１１）を第２図を用いて説明する。

下金型はコア（２１）がスリーブ（２ｏ）内に上下に可
動にセットされ、熱盤（３０）に取付られている。これ
らはヒーター（図示せず）、熱電対（２９）、コントロ
ーラー（図示せず）等により、適当な温度に加熱保持さ
れている。これらは左右に可動の下金型ベース（２２）
に取付られており、下金型ベース（２２）はサーボモー
タ（２６）およびポールネジ（２５）によって移動する
。コアは上押シリンダー（２３）により上下し、レンズ
を成形する。

上金型はコア（１３）、熱盤（３ｏ）、熱電対（２９）
、上金型ベース（２７）などにより構成され、上押シリ
ンダー（図示せず）により上下し、レンズを成形する。

第２図中、破線で描いた下金型（Ａ）は、ノズル下方で
ガラス滴（１０）が滴下直後の状態を示す。

ガラス滴の下部の直径は、コア（２１）の直径よりわず
かに大きくなるようにして、ガラス滴（１０）が、スリ
ーブ（２０）に若干かかるように滴下させる。具体的な
コア部（２１）の直径はガラス滴の種類、重量、温度、
表面張力等により適宜選択調整すべきものであるが、滴
下ガラス滴の下部直径よりＯ、Ｉ　ｍｍ以上小さくする
。コア（２１）径がそれより大きいとコア部（２１）を
降下させたときガラス滴がコア部（２１）とともにスリ
ーブ内に落下してしまう。

ガラス滴を滴下後、ガラス内部の温度が降下してガラス
粘性が大きくなりはじめた時、コア（２１）を下降させ
、コア（２１）とガラス滴（Ｉ　Ｏ）間に空間を設ける
。

この間に、コア（２１）の下降するタイミングとは独立
に下金型ユニットをノズル下方位置Ａから成形位置Ｂに
移動する。

コアの下降に従いガラス滴（１０）は自重による下降と
表面張力により変形する。この変形は、コア（２１）を
降下させたとき、ガラス滴が垂れ下がり、下降させたコ
ア上面に接触しない程度までの範囲で許される。従って
コア部（２１）の下降距離はガラス滴の半径程度で十分
である。この変形の度合は、上記したコア（２１）の下
降タイミングと密接に関係し、従って、コア（２１）の
下降タイミングである「滴下ガラス滴のガラス粘性が大
きくなりはじめたとき」とは、ガラス滴を滴下後、主に
ガラス滴からコア部（２１）への熱伝導によりガラス滴
の温度が低下しはじめた時というこ七ｌこなる。このコ
ア下降タイミングは、ガラスの種類、ガラス滴の温度、
粘度、重量、大きさ等を総合的に判断し、個々のケース
ごとに適宜決定される。

第３図〜第６図は、様々な条件におけるコア下降および
成形状態を示す。各図中（ａ）は、ガラス滴が下金型に
滴下直後の状態を示す。（ｂ）はコアを下降したときの
ガラス滴の状態を示す。（Ｃ）は、上金型と下金型でガ
ラス滴を成形するときの状態を示す。

第３図は、適正なガラス滴寸法における滴下状態（第３
図（ａ））、適正なタイミングによるコア下降状態（第
３図（ｂ））および成形状態（第３図（Ｃ））を示す。

第４図は、コア下降のタイミングが早すぎた場合で、コ
アを下降した時、第４図（ｂ）に示したように、ガラス
滴の下降変形が大きい。下降変形したガラス滴は、コア
上面に接し、コアーとスリーブおよびガラス滴に囲まれ
た空間が形成され、下面の転写性が悪くなるとともに、
ガラス滴上部には、ガラス滴下降に伴う空気だまりが形
成され、それがそのまま成形後も残ることがある。

第５図はコア下降タイミングが遅すぎる場合で、ガラス
滴下面が変形せず、ひげがそのまま残り、従来と同様の
問題が生じる。

第６図は、コア径に対してガラス滴が小さすぎる場合で
、コア下降に伴なってガラスがコア内へ落下してしまう
ため、ひげが生じたり、形状不良の問題が生じたりする
。

以上述べたように本発明においては、第４図〜第６図で
説明したような問題が生じないような適正な条件、たと
えばガラス滴寸法、コア下降タイミング、コア下降距離
等を選択する必要がある。

次に、ガラス滴を形成するに際しては、ガラス滴内部か
完全に固化する前に、下降させた下金型コアをガラス滴
を滴下する前の位置まで戻し、同時に上金型により押圧
して成形してガラスレンズを得る。

下金型（１５）は、使用するガラスの軟化温度より１０
〜１５０°Ｃ１好ましくは３０〜１００℃低い温度に加
熱した状態にしておくことが好ましい。

通常５ＦＩＩガラスを使用する場合、約４００°Ｃに設
定される。そうすることにより面精度の高いレンズが成
形できるとともに、金型とガラスとの融着を防ぐ効果が
ある。

止金１（１８）は、使用するガラスの軟化温度より１０
〜１５０°Ｃ１好ましくは３０〜１００°Ｃ低い温度に
加熱した状態にしておくことが好ましい。

そうすることにより下金型と同様の効果がある。

さらに本発明においては、第７図〜第１θ図に示したよ
うに下金型を構成するコア、スリーブを面取りしたり、
突起部を設けてもよい。

第７図は、コア上面周囲を削り、面取りした下金型の概
略構成を示しコアとスリーブ境界に、溝が形成される。

このような構成とすることによりレンズに転写された溝
をレンズ保持枠等へり組込時の基準として利用できると
いう効果がある。

第８図は、コアは面取りしないで、スリーブ上部の内周
囲を面取りした下金型の概瞥構成を示す図である。この
ような構成とすることによりエツジ部の転写性の向上に
効果がある。

第９図は、スリーブ上部の内周囲に突起部を設けた下金
型の概略構成を示す図である。このような構成とするこ
とによりレンズに転写された突起部をレンズ保持枠等へ
り組込時の基準として利用できるという効果がある。

第１０図は、コア上部の外周囲に突起部を設けた下金型
の概略構成を示す図である。このような構成とすること
によりレンズに転写された突起部をレンズ保持枠等への
組込時の基準として利用でさるという効果がある。

また、本発明においては、上金型、下金型を選択するこ
とにより、両凸、両凹、平凸、平凹、メニスカス等の各
種レンズを精度よく、効率よく製造することができる。

もちろん、いずれの面に非球面があってもよい。

尚、コア部（２１）の形状は必ずしも円形である必要は
ない。

発明の効果 本発明Ｉこより、下金型の種類に関係なく、かつ短いガ
ラス滴落下距離により、ひげのない形状転写性のよい無
研摩ガラスレンズの製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液滴法を実施するための装置の概略構
成例を示す図である。 第２図は、本発明装置の下金型の概略構成例を示す図で
ある。 第３図〜第６図はガラス滴の成形状態を説明すＡ るだめの図である。 第７図〜第１Ｏ図は、下金型の種々の構成例を示す概略
図である。 第１Ｉ図は、従来法の液滴法を説明するための装置の概
略構成例を示す図である。 第１２図は、ひげの生じる機構を説明するための図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下金型にガラス滴を滴下した後、プレス成形してガ
   ラスレンズを成形する方法において、ガラス滴を、ガラ
   ス滴落下部の中央部分が上下可動なコア部を有する下金
   型上に落下させ、ガラス滴の粘性が大きくなり始めたと
   きコア部をガラス滴から離れるまで一旦引き下げ、次に
   ガラス滴が内部まで完全に固化する前に、上金型および
   下金型により圧縮成形するガラスレンズの成形方法。 ２、ガラス溶融ルツボ、該ルツボ底部に設けられ、該ル
   ツボで溶融されたガラスをガラス滴として滴下させるノ
   ズル、該ノズルより滴下されたガラス滴を受けるガラス
   滴受け下金型、および該ガラス滴受け下金型と協働して
   滴下されたガラス滴を圧縮成形するための上金型を備え
   たガラスレンズ製造装置において、該下金型がその中央
   部に滴下ガラス滴の下部直径より０．１ｍｍ以上小さい
   直径を有し、かつ上下可動な手段を有することを特徴と
   するガラスレンズの製造装置。