JPH0572336B2 - - Google Patents
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- JPH0572336B2 JPH0572336B2 JP61194333A JP19433386A JPH0572336B2 JP H0572336 B2 JPH0572336 B2 JP H0572336B2 JP 61194333 A JP61194333 A JP 61194333A JP 19433386 A JP19433386 A JP 19433386A JP H0572336 B2 JPH0572336 B2 JP H0572336B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
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- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、光学ガラス素子の製造方法に関し、
特にプレス成形後、磨き工程等を必要としない光
学ガラス素子の成形用型に関するものである。 従来の技術 近年、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にある。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
ある光学研摩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。 この直接プレス成形法というのは、あらかじめ
所望の面品質及び面精度に仕上げた非球面のモー
ルド型の上で光学ガラスの塊状物を加熱、あるい
はあらかじめ加熱してあるガラスの塊状物をプレ
ス成形して、プレス成形後それ以上の研摩とか磨
き工程などの工程を必要とせず光学レンズを製造
する方法である。 しかしながら、上述の光学ガラスレンズの製造
方法は、プレス成形後、得られたレンズの像形成
品質が損なわれない程度に優れていなければなら
ない。特に非球面レンズの場合、高い精度で成形
できることが要求される。 したがつて、型材料としては、高温度において
ガラスに対して化学作用が最小であること、型の
ガラスプレス面にすり傷等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必
要である。 この目的のために、炭化ケイ素、窒化ケイ素な
どの材料の型あるいは高密度カーボンの上に炭化
ケイ素、窒化ケイ素などのコーテイング膜を形成
した型が適しているとされており、いろいろ検討
が加えられている（例えば、特開昭52−45613号
公報）。また、一方ガラスとの反応性が少ない型
として、母材上に貴金属をコーテイングした型も
検討されている（例えば、特開昭60−246230号公
報）。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、SiC、Si3N4等の材料は硬度が
極めて高いため、これらの材料を加工して球面あ
るいは非球面のレンズ成形用の型に高精度に加工
することが非常に困難であり、しかも従来これら
の型材に用いられているのはいずれも焼結タイプ
のものであるため焼結助剤としてAl2O3、B2O3等
のガラスと比較的反応しやすい物質が使用されて
おり高精度でレンズを成形できない欠点があつ
た。一方、カーボンの成形物の上に炭化ケイ素や
窒化ケイ素などをコーテイングして作成した型
も、母材との接合強度やガラスとの反応性といつ
た点に問題があつた。また、一方母材上に貴金属
をコーテイングした型は、ガラスとの反応性は少
ないが、ガラスとのぬれ性が良く型との離型性が
悪いこと、および型にキズが付きやすいこと等の
問題があつた。 本発明の目的は、上記問題点に鑑みガラスレン
ズの直接プレス成形用型に要求される高精度の型
加工が容易に行なえ、かつガラスとの反応がな
く、型とガラスの離形性が良く、しかも型表面に
キズが付きにくい光学ガラス素子のプレス成形用
型に関するものである。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、光学
ガラス素子の直接プレス成形用の型は、超硬合金
（WC−Co）を母材にし、これを成形すべきレン
ズ形状の押し形に加工し、さらにその上に均一な
厚みでホウ化ジルコニウム（ZrB2）、あるいはホ
ウ化ニオビウム（NbB2）膜を形成することを特
徴とするものである。 ここで母材として用いる超硬合金は、放電加工
が可能であるばかりでなく、一般的な研削加工を
行なう場合においても、従来ガラスレンズ直接プ
レス成形の型として用いられた硬度の高い炭化ケ
イ素や窒化ケイ素よりも容易に高精度な型形状の
加工ができる特徴がある。 また、一方母材上にコーテイングするNbB2あ
るいZrB2は、高い耐酸化性と耐酸、耐アルカリ
性を有し、しかもガラスとのぬれ性が少ないため
型とガラスとの離形性が良好であり、その上膜の
硬度が高くキズが付きにくいという多くの特長を
持つものである。 このように金属ホウ化物が、金属型、金属炭化
物型等より優れているのは、これが侵入型化合物
（金属の格子間にホウ素が入る化合物）であるた
め、高融点で高硬度でありしかもホウ素自身の不
活性さのためであると考えられる。 作 用 本発明は上記した構成により、従来同じ目的の
型として用いられていた、SiやSi3N4の焼結体を
用いた型の欠点であつた高精度の加工性の困難さ
を克服し、かつガラスとの反応性がなく離形性に
すぐれしかも型にキズが付きにくいという利点が
生じる。これより、長寿命、高信頼性の直接プレ
ス成形法による光学ガラス素子の作成が可能とな
る。 実施例 本発明の一実施例の光学ガラス素子の成形用型
について、第１図および第２図に基づいて説明す
る。 直径30mm、長さ50mmの円柱状の超硬合金の棒を
各２本ずつ準備し、第１図に示すように放電加工
によつて周囲に切り込み１１″がある曲率半径46
mmの凹面形状のプレス面１１′を有する上型１１
と、曲率半径が200mmの凹面形状のプレス面１２
を有する下型１２から成る一対のプレス成形用型
の形状に加工した。 これらの各一対のブロツクのプレス成形面を超
微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研摩した結
果２時間までで表面の最大荒さ（Rmax）が
0.02μｍの精度に鏡面加工を行なえた。 次に、この鏡面にスパツタ法により2μｍの厚
みでホウ化ジルコニウム膜を形成して、ガラスプ
レス用の型を作成した。 次にこの型を第２図に示すプレスマシンにセツ
トして、SiO2が68％、B2O3が11％、Na2Oが10
％、K2Oが８％およ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（半径20mmの球形
状の塊状物）をプレスして両凸のレンズ形状に成
形した。この際プレス成形は、上型１１にヒータ
１３を、下型１２には、ヒータ１４を巻き、原料
ガラス塊状物１７は、原料ガラス供給治具１８で
保持し、ガラス予備加熱トンネル炉２０を用い
て、型温度をN2雰囲気中で、800℃にしてプレス
圧力40Kg／cm2でプレス成形を行ない、そのまま
400℃まで型とともに冷却して成形物を成形物取
り出し口１９から取り出す。なお１５は上型用ピ
ストンシリンダ、１６は下型用ピストンシリンダ
である。上記のホウケイ酸アルカリガラスに対す
るプレス結果を表１試料No.１に示した。 表中、型の特性の覧において、型の表面粗さ
（Rmax）とビツカース硬度（Hv）の測定結果は
プレス前のものである。またプレス後の状態の覧
は、1000回プレス後の型表面の表面粗さ
（Rmax）と表面状態の観察結果である。また膜
組成の覧において、ホウ化ニオビウムの結果を表
１試料No.２に示した。上に上記と同様の方法で金
属ホウ化物膜の代わりに炭化ケイ素膜、窒化ケイ
素膜、白金−イリジウム膜を超高合金の上に作成
した型および炭化ケイ素焼結体をそのまま型加工
した型を用いてホウケイ酸アルカリガラスのプレ
ス成形を行なつた。この結果を表１試料No.３〜６
に比較例として示した。
特にプレス成形後、磨き工程等を必要としない光
学ガラス素子の成形用型に関するものである。 従来の技術 近年、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にある。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
ある光学研摩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。 この直接プレス成形法というのは、あらかじめ
所望の面品質及び面精度に仕上げた非球面のモー
ルド型の上で光学ガラスの塊状物を加熱、あるい
はあらかじめ加熱してあるガラスの塊状物をプレ
ス成形して、プレス成形後それ以上の研摩とか磨
き工程などの工程を必要とせず光学レンズを製造
する方法である。 しかしながら、上述の光学ガラスレンズの製造
方法は、プレス成形後、得られたレンズの像形成
品質が損なわれない程度に優れていなければなら
ない。特に非球面レンズの場合、高い精度で成形
できることが要求される。 したがつて、型材料としては、高温度において
ガラスに対して化学作用が最小であること、型の
ガラスプレス面にすり傷等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必
要である。 この目的のために、炭化ケイ素、窒化ケイ素な
どの材料の型あるいは高密度カーボンの上に炭化
ケイ素、窒化ケイ素などのコーテイング膜を形成
した型が適しているとされており、いろいろ検討
が加えられている（例えば、特開昭52−45613号
公報）。また、一方ガラスとの反応性が少ない型
として、母材上に貴金属をコーテイングした型も
検討されている（例えば、特開昭60−246230号公
報）。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、SiC、Si3N4等の材料は硬度が
極めて高いため、これらの材料を加工して球面あ
るいは非球面のレンズ成形用の型に高精度に加工
することが非常に困難であり、しかも従来これら
の型材に用いられているのはいずれも焼結タイプ
のものであるため焼結助剤としてAl2O3、B2O3等
のガラスと比較的反応しやすい物質が使用されて
おり高精度でレンズを成形できない欠点があつ
た。一方、カーボンの成形物の上に炭化ケイ素や
窒化ケイ素などをコーテイングして作成した型
も、母材との接合強度やガラスとの反応性といつ
た点に問題があつた。また、一方母材上に貴金属
をコーテイングした型は、ガラスとの反応性は少
ないが、ガラスとのぬれ性が良く型との離型性が
悪いこと、および型にキズが付きやすいこと等の
問題があつた。 本発明の目的は、上記問題点に鑑みガラスレン
ズの直接プレス成形用型に要求される高精度の型
加工が容易に行なえ、かつガラスとの反応がな
く、型とガラスの離形性が良く、しかも型表面に
キズが付きにくい光学ガラス素子のプレス成形用
型に関するものである。 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、光学
ガラス素子の直接プレス成形用の型は、超硬合金
（WC−Co）を母材にし、これを成形すべきレン
ズ形状の押し形に加工し、さらにその上に均一な
厚みでホウ化ジルコニウム（ZrB2）、あるいはホ
ウ化ニオビウム（NbB2）膜を形成することを特
徴とするものである。 ここで母材として用いる超硬合金は、放電加工
が可能であるばかりでなく、一般的な研削加工を
行なう場合においても、従来ガラスレンズ直接プ
レス成形の型として用いられた硬度の高い炭化ケ
イ素や窒化ケイ素よりも容易に高精度な型形状の
加工ができる特徴がある。 また、一方母材上にコーテイングするNbB2あ
るいZrB2は、高い耐酸化性と耐酸、耐アルカリ
性を有し、しかもガラスとのぬれ性が少ないため
型とガラスとの離形性が良好であり、その上膜の
硬度が高くキズが付きにくいという多くの特長を
持つものである。 このように金属ホウ化物が、金属型、金属炭化
物型等より優れているのは、これが侵入型化合物
（金属の格子間にホウ素が入る化合物）であるた
め、高融点で高硬度でありしかもホウ素自身の不
活性さのためであると考えられる。 作 用 本発明は上記した構成により、従来同じ目的の
型として用いられていた、SiやSi3N4の焼結体を
用いた型の欠点であつた高精度の加工性の困難さ
を克服し、かつガラスとの反応性がなく離形性に
すぐれしかも型にキズが付きにくいという利点が
生じる。これより、長寿命、高信頼性の直接プレ
ス成形法による光学ガラス素子の作成が可能とな
る。 実施例 本発明の一実施例の光学ガラス素子の成形用型
について、第１図および第２図に基づいて説明す
る。 直径30mm、長さ50mmの円柱状の超硬合金の棒を
各２本ずつ準備し、第１図に示すように放電加工
によつて周囲に切り込み１１″がある曲率半径46
mmの凹面形状のプレス面１１′を有する上型１１
と、曲率半径が200mmの凹面形状のプレス面１２
を有する下型１２から成る一対のプレス成形用型
の形状に加工した。 これらの各一対のブロツクのプレス成形面を超
微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研摩した結
果２時間までで表面の最大荒さ（Rmax）が
0.02μｍの精度に鏡面加工を行なえた。 次に、この鏡面にスパツタ法により2μｍの厚
みでホウ化ジルコニウム膜を形成して、ガラスプ
レス用の型を作成した。 次にこの型を第２図に示すプレスマシンにセツ
トして、SiO2が68％、B2O3が11％、Na2Oが10
％、K2Oが８％およ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（半径20mmの球形
状の塊状物）をプレスして両凸のレンズ形状に成
形した。この際プレス成形は、上型１１にヒータ
１３を、下型１２には、ヒータ１４を巻き、原料
ガラス塊状物１７は、原料ガラス供給治具１８で
保持し、ガラス予備加熱トンネル炉２０を用い
て、型温度をN2雰囲気中で、800℃にしてプレス
圧力40Kg／cm2でプレス成形を行ない、そのまま
400℃まで型とともに冷却して成形物を成形物取
り出し口１９から取り出す。なお１５は上型用ピ
ストンシリンダ、１６は下型用ピストンシリンダ
である。上記のホウケイ酸アルカリガラスに対す
るプレス結果を表１試料No.１に示した。 表中、型の特性の覧において、型の表面粗さ
（Rmax）とビツカース硬度（Hv）の測定結果は
プレス前のものである。またプレス後の状態の覧
は、1000回プレス後の型表面の表面粗さ
（Rmax）と表面状態の観察結果である。また膜
組成の覧において、ホウ化ニオビウムの結果を表
１試料No.２に示した。上に上記と同様の方法で金
属ホウ化物膜の代わりに炭化ケイ素膜、窒化ケイ
素膜、白金−イリジウム膜を超高合金の上に作成
した型および炭化ケイ素焼結体をそのまま型加工
した型を用いてホウケイ酸アルカリガラスのプレ
ス成形を行なつた。この結果を表１試料No.３〜６
に比較例として示した。
【表】
＊比較例
表１からわかるように本実施例試料のプレス型
は、従来から使われていた炭化ケイ素、窒化ケイ
素あるいは、白金−イリジウム合金よりも著しく
光学ガラスのプレス成形性に優れたものを得るこ
とが出来た。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の光学
ガラスの直接プレス成形法および型は、超硬合金
を母材とし、これを成形すべき光学ガラス形状の
押し型に加工して、その上に均一な厚みでNbB2
あるいはZrB2のコーテイング膜を形成した一対
の型を用い、不活性ガス雰囲気あるいは真空下に
おいて成形すべきガラスの軟化点以上の温度に加
圧成形したことを特徴としているので、従来用い
られていた炭化ケイ素や窒化ケイ素をコーテイン
グする型、あるいは白金合金をコーテイングする
型と比較してガラスを成形した場合、型とガラス
の反応性が少ないばかりか、型表面の硬度が高い
ためにキズが付きにくいという利点があり、高精
度な型形状を長期間維持できる利点がある。
表１からわかるように本実施例試料のプレス型
は、従来から使われていた炭化ケイ素、窒化ケイ
素あるいは、白金−イリジウム合金よりも著しく
光学ガラスのプレス成形性に優れたものを得るこ
とが出来た。 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の光学
ガラスの直接プレス成形法および型は、超硬合金
を母材とし、これを成形すべき光学ガラス形状の
押し型に加工して、その上に均一な厚みでNbB2
あるいはZrB2のコーテイング膜を形成した一対
の型を用い、不活性ガス雰囲気あるいは真空下に
おいて成形すべきガラスの軟化点以上の温度に加
圧成形したことを特徴としているので、従来用い
られていた炭化ケイ素や窒化ケイ素をコーテイン
グする型、あるいは白金合金をコーテイングする
型と比較してガラスを成形した場合、型とガラス
の反応性が少ないばかりか、型表面の硬度が高い
ためにキズが付きにくいという利点があり、高精
度な型形状を長期間維持できる利点がある。
第１図は本発明の一実施例における光学ガラス
素子のプレス成形用型の斜視図、第２図は同実施
例で用いたプレスマシンの一部切欠正面図であ
る。 １１……上型、１２……下型、１１′……上型
のプレス面、１２′……下型のプレス面、１１″…
…切り込み部、１３……上型用加熱ヒータ、１４
……下型用加熱ヒータ、１５……上型用ピストン
シリンダ、１６……下型用ピストンシリンダ、１
７……原料ガラス塊状物、１８……原料ガラス供
給治具、１９……成形ガラス取り出し口、２０…
…原料ガラス予備加熱炉、２１……おおい。
素子のプレス成形用型の斜視図、第２図は同実施
例で用いたプレスマシンの一部切欠正面図であ
る。 １１……上型、１２……下型、１１′……上型
のプレス面、１２′……下型のプレス面、１１″…
…切り込み部、１３……上型用加熱ヒータ、１４
……下型用加熱ヒータ、１５……上型用ピストン
シリンダ、１６……下型用ピストンシリンダ、１
７……原料ガラス塊状物、１８……原料ガラス供
給治具、１９……成形ガラス取り出し口、２０…
…原料ガラス予備加熱炉、２１……おおい。
Claims (1)
- １ タングステンカーバイト（WC）を主成分と
する超硬合金の母材上に、ホウ化ジルコニウム
（ZrB2）、あるいはホウ化ニオビウム（NbB2）層
を形成したことを特徴とする光学ガラス素子の成
形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19433386A JPS6350335A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光学ガラス素子の成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19433386A JPS6350335A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光学ガラス素子の成形用型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350335A JPS6350335A (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0572336B2 true JPH0572336B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=16322844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19433386A Granted JPS6350335A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光学ガラス素子の成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350335A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794330B2 (ja) * | 1988-06-13 | 1995-10-11 | 電気化学工業株式会社 | ガラス成形用型 |
| JPH03109222A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-09 | Komatsu Ltd | ガラス部材成形用セラミックス型 |
| JP4725000B2 (ja) * | 2002-12-19 | 2011-07-13 | 旭硝子株式会社 | ガラス成形治具およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60141629A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | Olympus Optical Co Ltd | 光学ガラス素子の成形用金型 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19433386A patent/JPS6350335A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60141629A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-26 | Olympus Optical Co Ltd | 光学ガラス素子の成形用金型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350335A (ja) | 1988-03-03 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |