JPH05221665A - 光学素子成形用金型および製造方法 - Google Patents
光学素子成形用金型および製造方法Info
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- C03B11/06—Construction of plunger or mould
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- C03B2215/08—Coated press-mould dies
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形品におけるバリの発生が防止できるとと
もに、ヒケの防止効果を有した光学素子成形用金型を容
易に製造する。 【構成】 ｃ−ＢＮパウダー，ＴｉＮ，ＴｉＣおよびＮ
ｉの混合粉末をＷＣ基超硬合金２上に載置し、焼結によ
りＷＣ基超硬合金２とｃ−ＢＮ焼結体１との一体接合品
を得る。この一体接合品に成形面４およびフランジ部５
を形成する。
もに、ヒケの防止効果を有した光学素子成形用金型を容
易に製造する。 【構成】 ｃ−ＢＮパウダー，ＴｉＮ，ＴｉＣおよびＮ
ｉの混合粉末をＷＣ基超硬合金２上に載置し、焼結によ
りＷＣ基超硬合金２とｃ−ＢＮ焼結体１との一体接合品
を得る。この一体接合品に成形面４およびフランジ部５
を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子成形用金型お
よび製造方法に関する。
よび製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガラス素材を加熱軟化して光学素
子を加圧成形する製造方法が知られている。上記製造方
法では、型形状をガラスへ正確に転写することが重要と
なるが、肉厚差の大きな成形品等の場合、ガラス内部に
おける温度分布の差が大きくなり、いわゆる「ヒケ」と
呼ばれる現象が生じる欠点があった。
子を加圧成形する製造方法が知られている。上記製造方
法では、型形状をガラスへ正確に転写することが重要と
なるが、肉厚差の大きな成形品等の場合、ガラス内部に
おける温度分布の差が大きくなり、いわゆる「ヒケ」と
呼ばれる現象が生じる欠点があった。
【０００３】因って、上記欠点を解決すべく、型成形面
部を熱伝導率の異なる材料で形成することにより、ガラ
スの冷却速度に差をつける方法が提案されている。例え
ば、特開平１−１４８７１６号公報記載の発明において
は、同心状に少なくとも２つ以上の型部材にて分割して
構成したガラス光学素子成形用型が開示されている。
部を熱伝導率の異なる材料で形成することにより、ガラ
スの冷却速度に差をつける方法が提案されている。例え
ば、特開平１−１４８７１６号公報記載の発明において
は、同心状に少なくとも２つ以上の型部材にて分割して
構成したガラス光学素子成形用型が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特開平
１−１４８７１６号公報に開示される様な同心状に分割
された型を製造するにはかなりの困難を伴う。
１−１４８７１６号公報に開示される様な同心状に分割
された型を製造するにはかなりの困難を伴う。
【０００５】すなわち、分割された型どうしに隙間や段
差が少しでもあれば、そこにガラスがくいこんでバリが
発生してしまう。そこで、隙間や段差が小さくなる様
に、同心状に組み合わせる部分の内外径はその径寸法や
円筒度等を公差１〜２μｍ内で形成しなければらず、加
工が非常に難しい。特に、ガラス光学素子成形用型とし
て使用される耐熱材料は超硬合金や各種セラミックス等
であり、これらの難削材を上述の様な公差で加工するこ
とは現状では困難である。
差が少しでもあれば、そこにガラスがくいこんでバリが
発生してしまう。そこで、隙間や段差が小さくなる様
に、同心状に組み合わせる部分の内外径はその径寸法や
円筒度等を公差１〜２μｍ内で形成しなければらず、加
工が非常に難しい。特に、ガラス光学素子成形用型とし
て使用される耐熱材料は超硬合金や各種セラミックス等
であり、これらの難削材を上述の様な公差で加工するこ
とは現状では困難である。
【０００６】また、加工することができたとしても、そ
れぞれの部材の隙間が非常に小さいため、組み合わせる
ことが困難であり、作業性が悪い。組み合わせる際に、
僅かでも傾きがあれば、両部材がコジってしまう。
れぞれの部材の隙間が非常に小さいため、組み合わせる
ことが困難であり、作業性が悪い。組み合わせる際に、
僅かでも傾きがあれば、両部材がコジってしまう。
【０００７】さらに、全く隙間の無いものを作ることは
現実に無理であり、前記公報にて示された型を使用でき
るのは、バリが発生しても使用上差し支えないものを成
形する場合か、あるいは成形後に後加工をしてコストが
大幅にアップしても良い場合に限られてしまう。
現実に無理であり、前記公報にて示された型を使用でき
るのは、バリが発生しても使用上差し支えないものを成
形する場合か、あるいは成形後に後加工をしてコストが
大幅にアップしても良い場合に限られてしまう。
【０００８】因って、本発明は前記従来技術における問
題点に鑑みて開発されたもので、型成形面部を熱伝導率
の異なる材料で形成し、ヒケの防止効果を有するととも
に製造が容易な光学素子成形用金型および製造方法の提
供を目的とする。
題点に鑑みて開発されたもので、型成形面部を熱伝導率
の異なる材料で形成し、ヒケの防止効果を有するととも
に製造が容易な光学素子成形用金型および製造方法の提
供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス素材を
加熱軟化して押圧成形する成形用金型において、前記金
型は少なくとも熱伝導率の異なる２種類以上の材料と、
該材料を接合した少なくとも１つ以上の接合部と、該接
合部を貫通して前記熱伝導率の異なる材料を連続した連
続面に形成した成形面とを有するものである。
加熱軟化して押圧成形する成形用金型において、前記金
型は少なくとも熱伝導率の異なる２種類以上の材料と、
該材料を接合した少なくとも１つ以上の接合部と、該接
合部を貫通して前記熱伝導率の異なる材料を連続した連
続面に形成した成形面とを有するものである。
【００１０】また、ガラス素材を加熱軟化して押圧成形
する成形用金型の製造方法において、少なくとも熱伝導
率の異なる２種類以上の材料を接合して金型素材を作る
工程と、該接合した金型素材の異なる材料が連続した成
形面となる様に加工する工程とから成る方法である。
する成形用金型の製造方法において、少なくとも熱伝導
率の異なる２種類以上の材料を接合して金型素材を作る
工程と、該接合した金型素材の異なる材料が連続した成
形面となる様に加工する工程とから成る方法である。
【００１１】
【作用】本発明は、予め熱伝導率の異なる２種類以上の
材料を接合しておくので、加工公差を厳しくする必要が
なく、組合せの作業も不要である。また、接合後に成形
面を加工するので、隙間や段差が発生しない。
材料を接合しておくので、加工公差を厳しくする必要が
なく、組合せの作業も不要である。また、接合後に成形
面を加工するので、隙間や段差が発生しない。
【００１２】
【実施例１】図１および図２は本実施例を示す断面図で
ある。高純度（９９％以上）のｃ−ＢＮパウダー８５ｗ
ｔ％，ＴｉＮ１１ｗｔ％，ＴｉＣ２ｗｔ％および残部Ｎ
ｉから成る混合粉末をＷＣ基超硬合金２上に載置し、温
度１５００℃，圧力４００００ｋｇ／ｃｍ2 で焼結して
ＷＣ基超硬合金２とｃ−ＢＮ焼結体１との一体接合品を
得た（図１参照）。
ある。高純度（９９％以上）のｃ−ＢＮパウダー８５ｗ
ｔ％，ＴｉＮ１１ｗｔ％，ＴｉＣ２ｗｔ％および残部Ｎ
ｉから成る混合粉末をＷＣ基超硬合金２上に載置し、温
度１５００℃，圧力４００００ｋｇ／ｃｍ2 で焼結して
ＷＣ基超硬合金２とｃ−ＢＮ焼結体１との一体接合品を
得た（図１参照）。
【００１３】つづいて、上記一体接合品に成形面４およ
び型をマウントに固定するためのフランジ部５の概略形
状を放電加工にて形成する。さらに、研削加工にて各部
を所定の寸法精度に仕上げる（図２参照）。次に、成形
面４を研磨加工して所望の粗度・形状に仕上げる。
び型をマウントに固定するためのフランジ部５の概略形
状を放電加工にて形成する。さらに、研削加工にて各部
を所定の寸法精度に仕上げる（図２参照）。次に、成形
面４を研磨加工して所望の粗度・形状に仕上げる。
【００１４】上記方法により製造した光学素子成形用型
は、成形面４の中心が超硬合金（熱伝導率０．１７ｃａ
ｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ），外周がｃ−ＢＮ焼結体
（熱伝導率０．０９ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）に
より形成されており、ヒケを防止できる効果がある。そ
して、超硬合金とｃ−ＢＮ焼結体との間に隙間や段差が
無いので、成形品にバリが生ずることもない。
は、成形面４の中心が超硬合金（熱伝導率０．１７ｃａ
ｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ），外周がｃ−ＢＮ焼結体
（熱伝導率０．０９ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）に
より形成されており、ヒケを防止できる効果がある。そ
して、超硬合金とｃ−ＢＮ焼結体との間に隙間や段差が
無いので、成形品にバリが生ずることもない。
【００１５】本実施例によれば、接合部３は焼結時の拡
散接合であるため、熱間でも接合強度が極めて強固であ
り、ガラス光学素子成形時における高温・高荷重にても
ズレたりハガレたりすることがない。
散接合であるため、熱間でも接合強度が極めて強固であ
り、ガラス光学素子成形時における高温・高荷重にても
ズレたりハガレたりすることがない。
【００１６】
【実施例２】図３は本実施例を示す断面図である。本実
施例は、前記実施例１における図２または同様である。
その後、成形面４に厚さ０．１ｍｍのＣｒメッキを施す
（図３参照）。つづいて、成形面４を研磨加工して所望
の粗度・形状に仕上げた。
施例は、前記実施例１における図２または同様である。
その後、成形面４に厚さ０．１ｍｍのＣｒメッキを施す
（図３参照）。つづいて、成形面４を研磨加工して所望
の粗度・形状に仕上げた。
【００１７】ｃ−ＢＮ焼結体（ビッカース硬度Ｈｖ＝４
５００）と超硬合金（ビッカース硬度Ｈｖ＝１４００）
とは硬さが大きく異なるため、研磨加工時の磨耗度が異
なり、連続面を形成するのは難しいが、本実施例では両
部材の上にＣｒメッキを施したことにより、研磨加工が
極めて容易にできた。
５００）と超硬合金（ビッカース硬度Ｈｖ＝１４００）
とは硬さが大きく異なるため、研磨加工時の磨耗度が異
なり、連続面を形成するのは難しいが、本実施例では両
部材の上にＣｒメッキを施したことにより、研磨加工が
極めて容易にできた。
【００１８】
【実施例３】図４〜図７は本実施例を示す断面図であ
る。１１はＷ（熱伝導率０．３８ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・ｄｅｇ）で形成されたベースで、断面が凸形状に形成
されている（図４参照）。１２はＳｉ3 Ｎ4 （熱伝動率
０．０７ｃａｌ／ｓｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）の焼結体で、
ベース１１上に載置できる寸法に加工されている（図５
参照）。ベース１１と焼結体１２とをＮｉおよびＴｉを
主成分とする活性金属ハクを介して重ね合わせ、ホット
プレス法により接合した（図６参照）。
る。１１はＷ（熱伝導率０．３８ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ
・ｄｅｇ）で形成されたベースで、断面が凸形状に形成
されている（図４参照）。１２はＳｉ3 Ｎ4 （熱伝動率
０．０７ｃａｌ／ｓｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）の焼結体で、
ベース１１上に載置できる寸法に加工されている（図５
参照）。ベース１１と焼結体１２とをＮｉおよびＴｉを
主成分とする活性金属ハクを介して重ね合わせ、ホット
プレス法により接合した（図６参照）。
【００１９】つづいて、ベース１１と焼結体１２の接合
体を上部の成形面１３が凸形状となる様に加工した（図
７参照）。さらに、ガラスとの離型性を良くするため、
成形面１３にＲＦマグネトロンスパッタ法により厚さ５
０００ÅのＡｌＮ膜を形成した。
体を上部の成形面１３が凸形状となる様に加工した（図
７参照）。さらに、ガラスとの離型性を良くするため、
成形面１３にＲＦマグネトロンスパッタ法により厚さ５
０００ÅのＡｌＮ膜を形成した。
【００２０】上記方法により製造した型は、成形品の薄
肉部に対応する型中心が熱伝導の悪いＳｉ3 Ｎ4 により
形成されており、ヒケを防止できる効果があった。
肉部に対応する型中心が熱伝導の悪いＳｉ3 Ｎ4 により
形成されており、ヒケを防止できる効果があった。
【００２１】本実施例によれば、活性金属ハクを利用し
たものであり、熱間での接合強度は前記各実施例と比較
すればやや劣るものの、極めて簡易的な方法であり、容
易に実施できる。
たものであり、熱間での接合強度は前記各実施例と比較
すればやや劣るものの、極めて簡易的な方法であり、容
易に実施できる。
【００２２】尚、本発明は接合する部材の材質を本実施
例の材質に限定するものではなく、線膨張係数が比較的
近く、熱伝動率の異なる材質であれば、様々な材質から
選択可能である。また、本実施例で用いた活性金属ハク
に代えて、銀ろう付けによる接合法としても良い。
例の材質に限定するものではなく、線膨張係数が比較的
近く、熱伝動率の異なる材質であれば、様々な材質から
選択可能である。また、本実施例で用いた活性金属ハク
に代えて、銀ろう付けによる接合法としても良い。
【００２３】
【実施例４】図８および図９は本実施例を示す断面図で
ある。ＳｉＣ焼結体２１上にＳｉＣとＳｉ3 Ｎ4 との粉
末を１：１で混合した粉末２２を載置し、さらにその上
にＳｉ3 Ｎ4 粉末２３を載せる（図８参照）。続いて、
これを１０ＭＰａ，１７００℃でＨＩＰ処理を行う。こ
の処理により、ＳｉＣ（熱伝動率０．２０ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・ｄｅｇ）からＳｉ3 Ｎ4 （熱伝導率０．０７
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）への傾斜材料で形成さ
れる。
ある。ＳｉＣ焼結体２１上にＳｉＣとＳｉ3 Ｎ4 との粉
末を１：１で混合した粉末２２を載置し、さらにその上
にＳｉ3 Ｎ4 粉末２３を載せる（図８参照）。続いて、
これを１０ＭＰａ，１７００℃でＨＩＰ処理を行う。こ
の処理により、ＳｉＣ（熱伝動率０．２０ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・ｄｅｇ）からＳｉ3 Ｎ4 （熱伝導率０．０７
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ）への傾斜材料で形成さ
れる。
【００２４】つづいて、これを所望の成形面２４形状に
加工する。さらに、成形面２４へ熱ＣＶＤ法によりＳｉ
Ｃ膜２５を厚さ０．２ｍｍに形成する。このＳｉＣ膜２
５を精研削加工および研磨加工して成形品に合わせた形
状とする。つづいて、離型性を良くするために、成形面
２４へ６０００ÅのＨｆＮ膜２６をイオンビームスパッ
タリング法により形成した（図９参照）。
加工する。さらに、成形面２４へ熱ＣＶＤ法によりＳｉ
Ｃ膜２５を厚さ０．２ｍｍに形成する。このＳｉＣ膜２
５を精研削加工および研磨加工して成形品に合わせた形
状とする。つづいて、離型性を良くするために、成形面
２４へ６０００ÅのＨｆＮ膜２６をイオンビームスパッ
タリング法により形成した（図９参照）。
【００２５】本実施例によれば、成形品の厚肉部に対応
する型中心から薄肉部に対応する型外周に向かって、徐
々に型の熱伝導率が変化する構成であり、ガラス内部を
均温化してヒケを防止する効果が極めて大きい。
する型中心から薄肉部に対応する型外周に向かって、徐
々に型の熱伝導率が変化する構成であり、ガラス内部を
均温化してヒケを防止する効果が極めて大きい。
【００２６】
【実施例５】図１０および図１１は本実施例を示す断面
図である。本実施例では、前記実施例４が縦方向に部材
を重ね合わせたのに対し、横方向に部材を重ね合わせた
点が異なり、他の構成は同一の構成部分から成るもの
で、同一番号を付してその説明を省略する。本実施例
は、円柱形状のＳｉＣ焼結体２１の外周面にＳｉＣとＳ
ｉ3 Ｎ4 との粉末２２およびＳｉ3 Ｎ4 粉末２３を同心
状となる様に順次重ね合わせたものである（図１０参
照）。次に、その上端部を所望の成形面２４形状に加工
する（図１１参照）。以下、前記実施例４と同様な構成
であり、構成の説明を省略する。
図である。本実施例では、前記実施例４が縦方向に部材
を重ね合わせたのに対し、横方向に部材を重ね合わせた
点が異なり、他の構成は同一の構成部分から成るもの
で、同一番号を付してその説明を省略する。本実施例
は、円柱形状のＳｉＣ焼結体２１の外周面にＳｉＣとＳ
ｉ3 Ｎ4 との粉末２２およびＳｉ3 Ｎ4 粉末２３を同心
状となる様に順次重ね合わせたものである（図１０参
照）。次に、その上端部を所望の成形面２４形状に加工
する（図１１参照）。以下、前記実施例４と同様な構成
であり、構成の説明を省略する。
【００２７】本実施例の作用は前記実施例４の作用と同
様であり、作用の説明を省略する。
様であり、作用の説明を省略する。
【００２８】本実施例によれば、前記実施例４と同様な
効果が得られる。
効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る光学素
子成形用金型および製造方法によれば、成形品における
バリの発生が防止できるとともに、ヒケの防止効果を有
した光学素子成形用金型を容易に製造することができ
る。
子成形用金型および製造方法によれば、成形品における
バリの発生が防止できるとともに、ヒケの防止効果を有
した光学素子成形用金型を容易に製造することができ
る。
【図１】実施例１を示す断面図である。
【図２】実施例１を示す断面図である。
【図３】実施例２を示す断面図である。
【図４】実施例３を示す断面図である。
【図５】実施例３を示す断面図である。
【図６】実施例３を示す断面図である。
【図７】実施例３を示す断面図である。
【図８】実施例４を示す断面図である。
【図９】実施例４を示す断面図である。
【図１０】実施例５を示す断面図である。
【図１１】実施例５を示す断面図である。
１ ｃ−ＢＮ焼結体 ２ ＷＣ基超硬合金 ３ 接合部 ４ 成形面 ５ フランジ部
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス素材を加熱軟化して押圧成形する
成形用金型において、前記金型は少なくとも熱伝導率の
異なる２種類以上の材料と、該材料を接合した少なくと
も１つ以上の接合部と、該接合部を貫通して前記熱伝導
率の異なる材料を連続した連続面に形成した成形面とを
有することを特徴とする光学素子成形用金型。 - 【請求項２】 ガラス素材を加熱軟化して押圧成形する
成形用金型の製造方法において、少なくとも熱伝導率の
異なる２種類以上の材料を接合して金型素材を作る工程
と、該接合した金型素材の異なる材料が連続した成形面
となる様に加工する工程とから成ることを特徴とする光
学素子成形用金型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5965292A JP3255690B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 光学素子成形用金型および製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5965292A JP3255690B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 光学素子成形用金型および製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221665A true JPH05221665A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3255690B2 JP3255690B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=13119352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5965292A Expired - Fee Related JP3255690B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 光学素子成形用金型および製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255690B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107925233A (zh) * | 2015-09-11 | 2018-04-17 | 株式会社自动网络技术研究所 | 电路结构体以及电连接箱 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP5965292A patent/JP3255690B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107925233A (zh) * | 2015-09-11 | 2018-04-17 | 株式会社自动网络技术研究所 | 电路结构体以及电连接箱 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3255690B2 (ja) | 2002-02-12 |
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