JPH0581541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ガラスレンズ（プリズム等の他のガ
ラス製光学素子を含む）を上下一対の型によつて
プレス成形する装置に係り、特にガラスレンズの
精度の向上に関するものである。

（従来の技術） 上下一対の型によりプレス成形されるガラスレ
ンズの精度は、型自身の精度と共に、上下一対の
型の芯出し精度に直接左右される。従来、型の芯
出しは、特開昭47−11277号公報に示されている
ような複数のピンと穴を型の対向する端面に設け
たものが一般的に採用されていたが、ピンと穴に
よる方式は、特に穴自身の加工精度に限界がある
と同時にピンおよび穴の芯間距離を高精度に加工
することが困難であるため、ミクロンオーダの芯
出しには不適当であり、このため特開昭63−
147835号公報に示されているように特殊な治具を
用いて型をそれらの取付軸に高精度に芯出して取
付け、ピンと穴によるような型と型との間での芯
出しを不用としたものなどが提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記特開昭63−147835号公報の方式は、取付時
には高精度に芯出しができるが、実際にプレス成
形するときは型が高温に加熱され、型を取付けて
いる軸は断熱材を介して冷却されるため、熱膨脹
の差による歪や熱変形などによつて芯ずれを生ず
る場合がある。そこで、より高精度に芯出しする
には、上下一対の型の間に高精度な芯出し手段を
設けて型間で直接芯出しする必要もある。

本発明は、上下一対の型を直接高精度に芯出し
することのできるガラスレンズの成形装置を提供
することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、型の相対
する端面の一方の端面上の外周寄りに３カ所以上
設けられ外周側と端面側を開放し型の中心からほ
ぼ放射方向に向かう凹部と、これらの凹部にそれ
ぞれ対応させて他方の端面上に設けられた凸部と
を有し、凹凸部は、少なくとも型閉じ状態にある
とき、凹凸の側面が所定の嵌合精度を有するよう
に形成されているものである。なお、凹凸部の側
面は型の中心から放射方向へ伸びていることが好
ましく、さらには型とこの型を取付ける軸との接
合部は、型の中心に対して放射方向へわずかに移
動可能に形成することが好ましい。

（作用） 上記のように凹凸部は高精度な工作機械によれ
ばミクロンオーダで十分に加工できると共に、型
の外周寄りに設けられて各凹凸部間の距離も大き
いため、比較的容易に高精度な芯出しが行われ、
かつ型の中心に対する回転方向の位置合わせも同
時に行われるため、回転方向の位置合わせを必要
とするガラスレンズに対応できる。なお、凹凸部
の側面を型の中心から放射方向へ伸びるようにす
れば、上下の型間に熱膨脹の差を生じても芯ずれ
を生ずることがなく、また型と軸の接合部を型の
中心に対して放射方向へわずかに移動可能に形成
すれば、型と軸との間の熱膨脹の差や軸の熱変形
による影響をほとんど受けることなくより正常に
近い状態で型閉じおよび芯出しが行われる。

（実施例） 以下本発明の実施例について第１図ないし第３
図を参照して説明する。第１図において、１はフ
レームであり、その上部から固定軸２が下方に向
つて伸びており、その下端にSi₃N₄や石英ガラス
等からなる断熱軸３を介して後述する上型組立４
が取付けられている。フレーム１の下部には型締
装置６が設けられ、同装置６によつて上下動され
る移動軸７が、固定軸２と対向して上方に向つて
伸びている。移動軸７の上端には、断熱軸８を介
して後述する下型組立５が取付けられている。

固定軸２には図示しない駆動装置によつて上下
動されるブラケツト９が移動可能に係合されてい
る。ブラケツト９には対をなす型組立４，５の周
囲を囲む石英管１０が取付けられている。石英管
１０の下端は移動軸７が貫通している中間プレー
ト１Ａに気密に当接し、型組立４，５の周囲に大
気からしや断される成形室１１を形成するように
なつている。ブラケツト９には石英管１０を囲む
外筒１２が取付けられ、外筒１２にはランプユニ
ツト１３が設けられている。ランプユニツト１３
は、赤外線ランプ１４および反射ミラー１５を有
し、型組立４，５を加熱すると共に、水冷パイプ
１６によつて反射ミラー１５等を冷却するように
なつている。

固定軸２、移動軸７およびブラケツト９には、
成形室１１内を不活性ガス雰囲気したり、型組立
４，５を冷却したりするためのガス供給路１７，
１８，１９が設けられ、中間プレート１Ａには排
気口２０が設けられている。なお、２１は下型組
立５の温度検出用熱電対である。

第２図は、上下の型組立４，５、断熱軸３，
８、固定および移動軸２，７の一部を拡大して示
すもので、上型組立４は、タングステン合金製の
ダイプレート４１および固定ダイ４２と、SiC製
のダイピース４３とからなり、下型組立５は、上
型組立４と同様に、タングステン合金製のダイプ
レート５１および移動ダイ５２と、SiC製のダイ
ピース５３とからなつている。

固定ダイ４２に対向する移動ダイ５２の端面５
２ａには、第３図に示すように、外周寄りに円周
上４等配で凹部５４が設けられている。これらの
凹部５４は、第２図および第３図に示すように、
移動ダイ５２の外周側と端面５２ａ側を開放し、
型中心Ｏからほぼ放射方向に向かう溝状をしてい
る。他方、固定ダイ４２の端面４２ａには、凹部
５４に対応する凸部４４が設けられている。これ
らの凹部５４および凸部４４は、割出し角度精度
を極めて高く加工されると共に、凹部５４の側面
５４ａおよびこれに対応する凸部４４の側面４４
ａによる幅の寸法精度を特に高く加工し、両側面
５４ａ，４４ａがミクロンオーダのすき間で互い
に係脱可能に形成される。なお、これらの側面５
４ａ，４４ａは、両ダイ５２，４２の端面５２
ａ，４２ａが密着する型閉じ状態においてミクロ
ンオーダないしはそれ以下の所定のすき間をおい
て係合するテーパ面としてもよい。凹部５４と凸
部４４の側面５４ａ，４４ａを除く他の面は互い
に比較的大きなすき間を有して対向するように形
成されている。

ダイピース４３，５３は固定または移動ダイ４
２，５２の中央に設けた段付穴４２ｄ，５２ｂに
嵌入されて支持されるが、これらの段付穴４２
ｂ，５２ｂは前記した凹凸部５４，４４を先に形
成して両ダイ４２，５２を組合わせた状態で、い
わゆる合わせ加工して両段付穴４２ｂ，５２ｂの
中心を一致させることが好ましい。

両型組立４，５の固定および移動ダイ４２，５
２、ダイピース４３，５３はボルト４５，５５に
よつてダイプレート４１，５１にそれぞれ一体的
に組付けられている。

ダイプレート４１，５１は、好ましくは黒鉛の
フイルム等の低摩擦体４６，５６を介在させて段
付ボルト２２，２３により断熱軸３，８に取付け
られている。段付ボルト２２，２３は断熱軸３，
８とダイプレート４１，５１とを比較的緩く締付
け、両者の間に少なくとも型中心Ｏから放射方向
へのわずかな相対移動を許すようになつている。
断熱軸３，８はボルト２４，２５によつて固定ま
たは移動軸２，７にそれぞれ締付け固定されてい
る。

次いで本装置の作用について説明する。ブラケ
ツト９を固定軸２に沿つて上昇させて成形室１１
を開き、第１図に示す位置より下方の型開き位置
にある下型組立５のダイピース５３上にレンズ素
材３０を搬入する。次にブラケツト９を下降さ
せ、石英管１０によつて成形室１１を閉じ、ガス
供給路１７，１８，１９から不活性ガスを供給し
て成形室１１内を不活性ガス雰囲気にし、赤外線
ランプ１４によつて上下の型組立４，５を加熱
し、これによつてレンズ素材３０を加熱する。温
度検出用熱電対２１により下型組立５の温度が所
定の成形温度に達したことを検出し、型締装置６
を作動させて移動軸７を上昇させ、下型組立５を
上型組立４に押圧してレンズ素材３０をプレス成
形する。

このとき、例えば両ダイ４２，５２およびダイ
プレート４１，５１を形成しているタングステン
合金に、ダイピース４３，５３を形成している
SiCの熱膨脹係数4.5×10^-6と等しい熱膨脹係数の
ものを選定することにより、型組立４，５内にお
ける熱膨脹の差によるすき間や歪の発生は押えら
れるが、断熱軸３，８を石英ガラスで形成した場
合、石英ガラスの熱膨脹係数は0.5×10^-6と小さ
いため、断熱軸３，８と型組立４，５との間に熱
膨脹の差による歪や芯ずれが生じる。また、固定
および移動軸２，７は比較的低温に保たれるが、
上記加熱の影響を受けて熱変形を生ずることもあ
り、これも芯ずれを生ずる原因となる。

しかして本装置は、両型組立４，５が型締めさ
れるとき、移動ダイ５２と固定ダイ４２の端面５
２ａ，４２ａの外周寄りに設けた凹部５４と凸部
４４とが係合して、両ダイ５２，４２を芯出しす
る。これらの凹凸部５４，４４は前述したように
高精度に加工可能であるため、両ダイ５２，４２
の芯出しはミクロンオーダで確実に行なわれる。
この芯出しは、型中芯Ｏを所定の精度内に合致さ
せるのみでなく、凹凸部５４，４４を３カ所以上
設けることにより、型中心Ｏの回りの回転方向の
位置合わせを行う。このため、角形レンズなどの
ように上下のレンズ面の回転角位置を所定の関係
に定める必要のあるレンズ成形に有効である。

また、ダイプレート４１，５１と断熱軸３，８
との間に低摩擦体４６，５６を介在させておけ
ば、型組立４，５が比較的容易に移動できるた
め、歪の発生などを防止してより高精度な芯出し
が可能となる。なお、ダイプレート４１，５１と
断熱軸３，８との間は通常のボルトにより単に締
付け固定してもよい。

第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、
４２０は第２図に示した固定ダイ４２に相当する
固定ダイである。この固定ダイ４２０の端面４２
０ａに設けられた凸部４４０は、両側面４４０ａ
が型中心Ｏから放射方向へ伸びる直線OA，OB
に一致するように扇形に形成されている。このよ
うに形成すれば、固定ダイ４２０が熱膨脹したと
き、側面４４０ａ上の点Ｍは直線OA上を移動し
て例えば点Ｌに移動するため、凸部４４０の両側
面４４０ａは熱膨脹があつても常に直線OA，
OB上にある。そこで、図示しない移動ダイの凹
部を前記凸部４４０に対応させて形成しておけ
ば、この凹部についても同様のことが言えるた
め、固定・移動の両ダイ間に熱膨脹の差があつて
も、この影響を全く受けずに芯出しすることがで
きる。なお、第４図のハツチング部Ｃは、凸部４
４０の加工上、ダイピース４３を囲む環状の中央
部端面より若干低く形成された逃がし部である。

第５図ないし第８図は、本発明のさらに他の実
施例を示すもので、第５図および第６図は第２図
の下型組立５に相当し、第７図および第８図は第
２図の上型組立４に相当するものである。第５図
および第６図に示す下型組立５′は、移動ダイ５
２′の端面５２a′の外周部に全周にわたつて段差
部５２ｃを設け、この段差部５２ｃにその段差寸
法より若干薄い扇形の駒５７をネジ５８と固定ピ
ン５９によつて取付けることにより凹部５４′を
形成したものである。また、第７図および第８図
に示す上型組立４′は固定ダイ４２′の端面４２
a′上に前記段差寸法より若干薄い扇形の駒４７を
ネジ４８と固定ピン４９によつて取付けることに
より凸部４４′を形成したものである。前記駒５
７，４７は、一方を移動ダイ５２′または固定ダ
イ４２′に取付け、他方は取付けずに、両ダイ５
２′，４２′を対向させて組合わせ、取付けてない
他方の駒５７または４７を一方の駒４７または５
７の間に差込んで接着剤により仮固定するか、ま
たは移動ダイ５２′または固定ダイ４２′の裏側か
ら図示しないネジによつて仮固定した後、両ダイ
５２′，４２′を開いて地方の駒５７または４７を
正規に取付けることにより、凹凸部５４′，４
４′を極めて高精度に形成することができる。

前記駒４７，５７は、熱膨脹により芯出し精度
の低下を防止するため、両ダイ４２′，５２′と同
じ材質とするか、または少なくとも両駒４７，５
７の材質を同じにすることが好ましい。

また、前記駒４７，５７の一方については駒と
せず、第２図に示した固定ダイ４２または移動ダ
イ５２と同様に固定ダイ４２′または移動ダイ５
２′と一体的に形成しておき、他方のみを駒４７
または５７としてもよい。

前述した実施例は、上下一対の型として、ダイ
プレート４１，５１、固定および移動ダイ４２，
５２と、ダイピース４３，５３などによつて形成
した組立式のものを示したが、一体の型であつて
もよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、上下一対の
型を高精度に芯出しすることができる。また、こ
の芯出しは型の間で行われるため、両型の支持お
よび開閉部分の装置を高精度に形成する必要がな
く、装置の製造および保守を容易にできる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガラスレンズの成形装置
の実施例を示す概要断面図、第２図は第１図の要
部を拡大して示す断面図、第３図は第２図に示す
移動ダイの平面図、第４図は本発明の他の実施例
を示す固定ダイの平面図、第５図ないし第８図は
本発明のさらに他の実施例を示すもので、第５図
は下型組立の平面図、第６図は第５図の正面図、
第７図は上型組立の平面図、第８図は第７図の正
面図である。 ２……固定軸、３，８……断熱軸、４，４′…
…上型組立（上型）、５，５′……下型組立（下
型）、６……型締装置、７……移動軸、４１，５
１……ダイプレート、４２，４２′，４２０……
固定ダイ、４２ａ，４２a′，５２ａ，５２a′，４
２０ａ……端面、４３，５３……ダイピース、４
４，４４′，４４０……凸部、４４ａ，５４ａ，
４４０ａ……側面、４６，５６……低摩擦体、４
７，５７……駒、５２，５２′……移動ダイ、５
４，５４′……凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下一対の型を用いるガラスレンズの成形装
   置において、前記型の相対する端面の一方の端面
   上の外周寄りに３カ所以上設けられ外周側と端面
   側を開放し前記型の中心からほぼ放射方向に向か
   う凹部と、同凹部にそれぞれ対応させて他方の端
   面上に設けられた凸部とを有し、前記凹凸部は、
   少なくとも型閉じ状態になるとき、該凹凸部の側
   面が所定の嵌合精度を有するように形成されてい
   ることを特徴とするガラスレンズの成形装置。 ２ 前記側面が型の中心から放射方向へ伸びてい
   ることを特徴とする請求項１記載のガラスレンズ
   の成形装置。 ３ 前記凹凸部の少なくとも一方が型に組付けら
   れる駒によつて形成されていることを特徴とする
   請求項１または２記載のガラスレンズの成形装
   置。 ４ 前記型と同型を取付ける軸との接合部が、型
   の中心に対して放射方向へわずかに移動可能に形
   成されていることを特徴とする請求項１、２また
   は３記載のガラスレンズの成形装置。