JPH05270845A - 光学素子の成形用胴型 - Google Patents

光学素子の成形用胴型

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JPH05270845A
JPH05270845A JP4093668A JP9366892A JPH05270845A JP H05270845 A JPH05270845 A JP H05270845A JP 4093668 A JP4093668 A JP 4093668A JP 9366892 A JP9366892 A JP 9366892A JP H05270845 A JPH05270845 A JP H05270845A
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哲雄 伊沢
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    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学素材を胴型を構成する各部材との線膨張
率を異ならせたものを用いた成形用胴型。 【構成】 光学素材1を収納載置可能に段部15を内周
面に設けると共に、上型6の外周に設けた胴型被嵌合部
10と位置決め嵌合する胴型嵌合部8を上端部内周に形
成したドーナツ状の光学素子保持部材2とこの光学素子
保持部材2の外周面を覆いかつその内径内へ載置可能に
段部16を設けた胴型外部材3と、この胴型外部材3の
下端面の段部16の下面側には、下型7に設けた下型被
嵌合11と位置決め嵌合する胴型嵌合部9を形成してい
る。また、胴型外部材3の上端部外周面にはフランジ状
の搬送アーム4との係合部18を形成している。また、
上記光学素材1と光学素子保持部材2および光学素子保
持部材2と胴型外部材3とのそれぞれの間には上記各部
材の線膨張率に対応したクリアランスが構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化した光学素材
を上下一対の成形型により加圧成形する成形装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の光学素子の成形装置に用いられる
光学素材を搬送する部材としての文献としては、例えば
特開昭62−56326号公報がある。この公報に記載
されている技術内容は成形用の胴型に上下一対の成形型
との嵌合する嵌合部を設け、この胴型の嵌合部に上下一
対の成形型の嵌合部と嵌合しつつ成形する光学素子の成
形装置とその方法が記載されている。しかし、この装置
は、非球面を含む光学素子を偏心させることなく成形す
る場合においては有効な技術である。
【0003】しかしながら、上記公報記載の胴型は、装
置全体を同一の材質で一体に構成しているため、胴型の
線膨張率が例えば、WC(6.6×10-6mm/℃)の
ように小さい材料を用いた場合において、例えば、光学
素材(7.8×10-6mm/℃)を載置して520℃に
加熱した時の胴型の内径および成形後の光学素子の外径
を5mmとすると、20℃に冷却後の胴型と光学素子の
クリアランスが0.0015mmときわめて小さく、光
学素子を胴型からの取り出すことが困難となる。
【0004】一方、胴型の線膨張率が例えばSUS材
(18×10-6mm/℃)のように大きい材料を用いた
場合は、胴型の内径が加熱・冷却する毎に大きく変化す
る。SUS材で内径5mmの胴型を20℃に加熱する
と、内径は5.045mmになる。成形した光学素子は
胴型の内径と等しい外径になるが、冷却時にはSUS材
よりも収縮率が小さいため、しまりばめになって光学素
子が胴型から取り出すことができなくなり、これをムリ
に取り出せば光学素子に傷などが生じて不良品となるな
どの問題が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、成形する光学素材と胴型を構
成する各部材の線膨張率を異ならせて構成し、各部材間
に線膨張率に対応した間隙を構成したことにより成形中
においても光学素材を偏心させることなく成形でき、ま
た冷却後の離型においても成形された光学素子に損傷を
生じさせることなく容易に取り出しできる光学素子の成
形用胴型を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、光
学素子を加熱軟化し、上下一対の成形型間に搬送して押
圧成形する光学素子の成形に用いる胴型において、上下
の成形型との嵌合部を有し、光学素子の保持面を有する
光学素子保持部材と、この光学素子保持部材と接触する
胴型外部材で構成され、この胴型外部材の線膨張率が上
記光学素子保持部材の線膨張率より小さく、かつ上記光
学素子保持部材と光学素材とは、常温時にクリアランス
を有し、加熱時に密嵌合状態となる光学素子の成形用胴
型である。
【0007】
【実施例1】本発明の光学素子の成形用胴型の具体例を
図面に基づいて説明する。図1〜図6は、本発明の光学
素子成形用胴型の成形工程を示す各工程の作用図であ
る。図1は、胴型外部材と光学素子保持部材内に光学素
材を載置した常温時の状態を示す正面よりの断面図であ
る。図2は、図1に続く加熱状態を示す正面よりの断面
図である。図3は、図2に続く加熱状態を示す正面より
の断面図である。図4は、図3に続く工程を示し、上下
の成形型にて成形している状態を示す正面よりの断面図
である。図5は、図4に続く工程を示し、成形が終了し
て冷却工程の状態を示す正面よりの断面図である。図6
は、図5に続く工程を示し、光学素子の冷却後における
常温時の状態を示す正面よりの断面図である。
【0008】図1に示す符号1は、予め成形面を研磨加
工された硝子材SF11(線膨張率7.8×10-6mm
/℃)を円形状に成形された光学素材である。この光学
素材1を内径内に挿入載置したSUS310S(線膨張
率18×10-6mm/℃)よりなる材料にてドーナツ状
に形成された光学素子保持部材2が配設されている。こ
の光学素子保持部材2のドーナツ状の下端部内周縁辺に
内径方向(軸芯方向)に突出形成した段部15の上面
に、上記光学素子1の下端面縁辺部が載置可能とする寸
法に形成されている。また、光学素子保持部材2の状端
部開口部は図4に示すように上型6の外周に形成した上
型嵌合部10が挿入脱するよう対応した形状の胴型嵌合
部8が形成されている。
【0009】上記した光学素子保持部材2の外周面に
は、所望の間隔(クリアランス)を設けて、超硬合金
(線膨張率6.6×10-6mm/℃)よりなる材料にて
皿状に形成された胴型外部材3が嵌合着されている。即
ち、胴型外部材3の内径下端部寄りの位置に内径方向
(軸芯方向)に突出形成した鍔状の段部16の上面に上
記光学素子保持部材2の下端面を載置可能な寸法に形成
されている。この段部16の内径には、後述する下型7
の成形面が挿入脱可能な寸法に形成されており、更に突
出形成した内径周端部を上方に折り曲げ形成した胴型受
け部12を設けている。この折り曲げ形成した胴型受け
部12の内径と対向する光学素子保持部材2の段部15
の先端内径との間には、所望の間隙(クリアランス)1
7が構成されている。また、胴型外部材3の上記段部1
6の下端面側には、図4にて示すように下型7の外周に
設けた下型被嵌合部11と嵌合摺動するように対応した
内径形状に形成された胴型嵌合部9が形成されている。
更に、胴型外部材3の上端部外周面には、フランジ形状
に突出形成した搬送アーム4(図4に示す)と係合する
係合部18が形成されている。
【0010】上記光学素子保持部材2と胴型外部材3と
を合わせて本実施例では便宜上胴型と称呼することにす
る。また、本実施例におて説明に必要となる値を次の通
り示す。
【0011】d1 常温における胴型外部材(3)内径 d2 常温における光学素子保持部材(2)外径 d3 常温における光学素材外径 d4 常温における光学素子保持部材(3)内径 α1 光学素材線膨張率 α2 光学素子保持部材(2)線膨張率 α3 胴型外部材(3)線膨張率 tO 常温(20℃) t1 加熱定常時光学素材温度 t2 加熱定常時胴型温度
【0012】上記した構成による成形用胴型を用いた光
学素子の成形工程を図面に基づいて説明する。図1に示
すは常温時の状態であって、光学素材1と光学素子保持
部材2、光学素子保持部材2と胴型外部材3との各間
は、所望の間隙(クリアランス)が構成された状態とな
っている。即ち、胴型外部材3と光学素子保持部材2の
線膨張率を利用して、加熱定常状態においてしまりばめ
となるように、下記数1を用い常温時におけるd1 とd
2 を決定する。この場合のA1 は加熱炉時の胴型外部材
3と光学素子保持部材2とのしめしろである。
【0013】
【数1】
【0014】上記により光学素子保持部材2に対して胴
型外部材3の位置が決定される。次に、この状態で光学
素子保持部材2と光学素材1とに常温時にクリアランス
2 をもたせ、かつ成形後、常温時に光学素子保持部材
2と光学素子5とにクリアランスA3 をもたせるよう
に、下記数2を用い、常温におけるd3 ,d4 を決定す
る。クリアランスA2 よびA3 は、0.01mm以上あ
ることが望ましい。
【0015】
【数2】
【0016】上記した配置において、図2に示す加熱工
程が始まる。この状態にて、光学素子保持部材2は線膨
張率が胴型外部材3より大きいため、矢印にて示す方向
に外径が膨張し胴型外部材3との間に設けた間隙(クリ
アランス)は無くなるが、胴型外部材3の内周面に規制
されて、これ以上の外径の膨張はできなくなる。
【0017】更に、光学素材1と胴型2,3への加熱を
続けることにより図3に示すような状態となる。即ち、
図3に矢印にて示すように外側に膨張できなくなった光
学素子保持部材2は、内周面側に向かって膨張(太字矢
印)する。この膨張により光学素材1と光学素子保持部
材2間に設けた間隙(クリアランス)が無くなる。これ
により、光学素材1は、胴型2,3の中芯位置に密配設
される。
【0018】上記工程により加熱された光学素材1を密
配設した胴型2,3は、図4に示す上下一対の成形型
6,7間に搬送アーム4にて搬送されて押圧成形され
る。即ち、搬送アーム4にて成形ポイントに搬送された
胴型2,3の軸芯に載置された光学素材1は、図示され
ていない駆動部によってそれぞれに上下方向に駆動する
よう構成された上型6下降および下型7の上昇駆動によ
りそれぞれ胴型嵌合部8と上型被嵌合部10および胴型
嵌合部9と下型被嵌合部11とが嵌合摺動して、上下の
成形型6,7と光学素子1の位置合わせとを行った後、
上型6と下型7のそれぞれの先端面に形成された成形面
にて光学素材1を加圧し光学素子5が押圧成形される。
【0019】上記成形工程により成形された胴型2,3
内の光学素子5は、上型6と下型7の上昇と下降により
搬送アーム4上に載置されて上記成形型6,7間より外
部に搬送されて次工程である外部の冷却工程に移され、
冷却される。この冷却工程にて冷却中の状態を示してい
るのが図5である。図5に矢印にて示すように、光学素
子保持部材2は、光学素子5より収縮量が大きい(太字
の矢印)ので、しまりばめの状態が続くが収縮率の小さ
い(細字の矢印)胴型外部材3に設けた折り曲げ部を有
する胴型受け部12と光学素子保持部材2の内径方向に
突出した段部15との間隙17が当接して無くなり、光
学素子保持部材2は、内径の収縮が小さくなると逆に外
径の収縮が大きくなる。
【0020】上記した冷却工程により冷却された光学素
子5と光学素子保持部材2および胴型外部材3の常温状
態を示すのが図6である。即ち、矢印にて示すように光
学素子保持部材2は外径が収縮(太字の矢印)すること
によって胴型外部材3の内径に抱束されなくなる。この
収縮によって、上記図3に示した光学素子保持部材2の
内側への膨張が解かれ、内径が広がる。このことは胴型
外部材3の収縮は光学素子保持部材2の内径収縮(細字
の矢印)よりも大きいからである。そのため、光学素子
保持部材2と光学素子5との間には520℃に加熱した
場合、常温時上記図1に示す寸法であれば、0.01m
mのクリアランスが発生する。
【0021】上記した図1から図6までの成形工程によ
って光学素子5が成形される。上記成形型6,7により
光学素材1を位置合わせした後成形するため、偏心の少
ない光学素子5を成形することができる。また、成形後
の収縮の差により光学素子5が破損することなく外部に
取り出すことができるなどの品質性の利点が得られる。
【0022】
【実施例2】本実施例は、上記実施例1と同一形状の部
材で、かつ同一成形工程にて光学素子5が成形されるも
のである。従って、本実施例におては、上記実施例1と
同一図面を用いて説明する光学素子保持部材2に、ハス
テロイ(線膨張率13.4mm/℃)を用い、胴型外部
材3にSi3 4 (線膨張率4mm/℃)を用いて光学
素子5を成形する。上記した材料は、上記実施例1で用
いた材料より耐熱性に富み、高温下での使用に適してい
る。本実施例は、上記した実施例1に用いた光学素子保
持部材2と胴型外部材3の材質以外の材質による光学素
子保持部材2と胴型外部材3とを用いる。この場合は、
線膨張率が、胴型外部材<光学素子<光学素子保持部材
となるように材質を選定することにより、上記した実施
例1と同一の作用効果を奏すし得る。
【0023】
【実施例3】図7と図9に基づいて本発明の実施例3を
説明する。図7は、本発明の光学素子の成形用胴型の実
施例3に係わる胴型の構成および成形工程の状態を示す
正面よりの断面図である。図8は、図7に続く成形工程
における各部材の位置決めの状態を示す正面よりの断面
図である。図9は、図8に続く成形工程の成形状態を示
す正面よりの断面図である。なお、図中において上記実
施例1および実施例2と同一部材、同一形状および同一
構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0024】図7に示すように、本実施例と上記した実
施例1との異なる構成は、光学素材1を載置保持する光
学素子保持部材20と胴型外部材26のそれぞれの形状
と嵌合構成する箇所が異なっている点で、特に胴型受け
部27の形状と構成が異なっている。即ち、光学素子1
を中央の孔位置に載置し、その上方の開口部に上型に設
けられた上型嵌合部10との位置合わせするための胴型
嵌合部25を形成したドーナツ形状の光学素子保持部材
20の上端部21の端縁外周面に断面形状が逆L字形状
に形成され、その下端面に胴型外部材26の先端部27
が挿入し、所望のクリアランスを設けて嵌合構成するよ
う溝23を形成したフランジ状の胴型受け部22が突出
形成されている。
【0025】上記形成の光学素子保持部材20の外周面
には、所望の間隙(クリアランス)を設けてドーナツ形
状の胴型外部材26が嵌合装着されている。この胴型外
部材26の先端部(上端部)27の外周面には、上記光
学素子保持部材20の先端部21に設けた嵌合溝23内
に挿入嵌合する部位の基端近傍に鍔形状の段部28を形
成している。また、胴型外部材26の内径の下端部周面
には、軸芯方向に突出形成した段部29を設け、その上
面上に、上記光学素子保持部材20の下端面を載置する
ように構成されている。更に、胴型外部材26の内径
は、上記光学素子保持部材20の内径寸法と一致し、下
型7の外径寸法と対応する寸法に構成されて成形時下型
が挿入摺動して光学素材1を成形可能に構成されてい
る。また、胴型外部材26の内径段部29の下端面およ
び周面(胴型嵌合部)9には、下型7との位置決めを行
なうため、下型7の下型被嵌合部11と嵌合摺動可能に
対応した寸法に形成された胴型嵌合部9が設けられてい
る。
【0026】上記した光学素材1を載置する光学素子保
持部材20の形状がしばしば変わる場合においても、光
学素子保持部材20のみを変え胴型外部材26は、共通
にて用いるようにすることができる。
【0027】次に、上記構成による本実施例の成形工程
を説明する。図7に示すは、常温時において胴型外部材
26内に収納構成した光学素子保持部材20内の中央に
光学素材1を載置した工程の状態を示している。上記常
温状態により、次工程である図8に示す加熱工程にて光
学素材1と光学素子保持部材20および胴型外部材26
が膨張し上型6と下型7間に搬送されて上型6下型7の
下降と上昇とにより胴型外部材26と光学素子保持部材
20および光学素材1が位置決めがされた状態を示して
いる。図9に示すのは、光学素材1が成形され、冷却さ
れて光学素子5となった常温時の状態を示している。上
記以外の工程は、上記実施例1と同一につき、説明は省
略する。上記構成と工程による本実施例によれば、光学
素材1の大小など被成形物を変更する場合においても、
光学素子保持部材20のみを変えることで成形段取りが
できるので時間的と原価面において顕著な利点が得られ
る。
【0028】
【発明の効果】上記構成と作用による本発明によれば、
成形用胴型を線膨張率の異なる少なくとも2部材より構
成し、成形する光学素材および各部材間に各部材の線膨
張率に対応したクリアランスを構成すると共に各部材と
成形型とに対応した位置決め手段を設けたので、成形時
光学素子を偏心させることなく成形できる。また、成形
後の離型時において成形した光学素子に損傷を生じさせ
ることが無く取り出すことができるなど、品質性、生産
性、原価性に優れた光学素子が成形できる効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学素子の成形用胴型の実施例1に係
わり、胴型外部材と光学素子保持部材とにより構成され
た胴型内に光学素材を載置した成形工程中の常温時の状
態を示す正面よりの断面図である。
【図2】図1の工程に続く加熱工程中の各部材の加熱状
態を示す正面よりの断面図である。
【図3】図2の工程に続く加熱工程中の各部材の加熱状
態を示す正面よりの断面図である。
【図4】図3の工程に続く成形工程の要部を示し、上下
の成形型にて成形している成形状態を示す正面よりの断
面図である。
【図5】図4の工程に続く冷却工程中における各部材の
冷却状態を示す正面よりの断面図である。
【図6】図5の工程に続く、常温時における各部材の状
態を示す正面よりの断面図である。
【図7】本発明の光学素子の成形用胴型の実施例3に係
わり胴型外部材と光学素子部材とにより構成された胴型
内に光学素材を載置した成形工程中の常温時の状態を示
す正面よりの断面図である。
【図8】図7の成形工程後における成形型上の各部材の
成形位置決め状態を示す正面よりの断面図である。
【図9】図8の成形工程後における冷却工程を経て各部
材が常温となった状態を示す正面よりの断面図である。
【符号の説明】
1 光学素子 2,20 光学素子保持部材 3,26 胴型外部材 4 搬送アーム 5 光学素子 6 上型 7 下型 8,9,25 胴型嵌合部 10 上型被嵌合部 11 下型被嵌合部 12,22 胴型受け部 14 突起 15,16,28,29 段部 17 クリアランス(間隙) 18 係合部 21 上端部 23 嵌合溝 24 下端面 27 先端部(上端部)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学素材を加熱軟化し、上下一対の成形
    型間に搬送して押圧成形する光学素子の成形に用いる胴
    型において、上下の成形型との嵌合部を有し、光学素子
    の保持面を有する光学素子保持部材と、この光学素子保
    持部材と接触する胴型外部材で構成され、この胴型外部
    材の線膨張率は上記光学素子保持部材の線膨張率より小
    さく、かつ上記光学素子保持部材と光学素材とは常温時
    にクリアラスを有し、加熱時に密に嵌合状態となるよう
    にしたことを特徴とする光学素子の成形用胴型。
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