JPH0688801B2 - 光学ガラス素子の成形装置 - Google Patents
光学ガラス素子の成形装置Info
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- JPH0688801B2 JPH0688801B2 JP40711890A JP40711890A JPH0688801B2 JP H0688801 B2 JPH0688801 B2 JP H0688801B2 JP 40711890 A JP40711890 A JP 40711890A JP 40711890 A JP40711890 A JP 40711890A JP H0688801 B2 JPH0688801 B2 JP H0688801B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/122—Heating
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- 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)
- General Induction Heating (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Description
プリズム等の光学ガラス素子の成形装置に係わり、詳し
くは、一対の型間にレンズ素材を配置し、前記型および
レンズ素材を加熱してレンズ素材をプレスすることによ
り、光学ガラス素子を成形する光学ガラス素子の成形装
置に関する。
およびレンズ素材の加熱手段として、例えば特開昭64
−45734号公報、および特開昭63−170228
号公報で示されるような高周波誘導加熱(RF誘導加
熱)が採用される。
ン,モリブデン等からなる金属部を加熱し、その金属部
からの伝熱や輻射熱でセラミックスで作られたキャビテ
ィダイを加熱し、これらの熱でレンズ素材(硝材)を加
熱していた。
5で示すように浸透深さの問題があり、金属部を均一に
加熱することは難しく、特に、大径化した場合、外周に
誘導コイルを配して中の被加熱体を加熱しようとする場
合は難しい。
で作られたキャビティダイあるいはワ−クであるレンズ
素材を直接誘導加熱することは殆どない。
されるように、赤外線によって型を加熱し、この型の加
熱により型内に置かれた硝材を加熱するものもあるが、
これは硝材を置いた型空間を上下型と胴型で閉じ、胴型
の外周を集中的に加熱して型空間を加熱し、これにより
硝材を加熱する方式であり、型全体が均一に加熱され
ず、高精度な光学ガラス素子の成形ができない欠点があ
った。
装置は、セラミックスで作られた型の場合には直接加熱
することができず、また、型全体が均一に加熱されず、
高精度な光学ガラス素子の成形ができないといった問題
があった。
で、金属で作られた型だけでなくセラミックスで作られ
た型も直接加熱することができ、しかも、型をより均一
に加熱することができ高精度な光学ガラス素子の成形を
可能とした光学ガラス素子の成形装置を提供することを
目的とする。
レンズ素材を配置し、前記型およびレンズ素材を加熱し
てレンズ素材をプレスすることにより、光学ガラス素子
を成形する光学ガラス素子の成形装置において、前記型
を支持するそれぞれの軸と、これら軸と型との間に型の
熱を軸に伝え難くするために設けられた断熱部材と、前
記型の外周部に設けられた赤外線ランプおよび赤外線ラ
ンプの背面に設けた反射ミラ−等からなり前記型および
レンズ素材を加熱するための赤外線ランプユニットと、
この赤外線ランプユニットの前記赤外線ランプと前記型
との間に不活性ガス雰囲気下に保ち得る成形室を構成す
るためのチャンバ−とを具備し、前記断熱部材およびチ
ャンバ−を赤外線ランプより発光される赤外線の大部分
を透過する材料で成形したものである。
熱部材およびチャンバ−を赤外線ランプより発光される
赤外線の大部分を透過する材料で成形した構成によれ
ば、従来の高周波誘導加熱と違い、セラミックス等の非
金属で作られた型部材が加熱でき、内部まで赤外線を照
射することが可能なので、型の均一加熱化が図り易く、
効率も高い。また、装置的にも大型の高周波発信機やブ
スバ−等が不要となり、小型化が可能となる。
線ランプユニットを交換すれば良く、多品種生産にも容
易に対応できる。
射ミラ−を各々2つ合わせて環状としたものを複数段重
ねてなる赤外線ランプユニットとすることにより、交換
が簡単となり好ましい。
明する。
である。図1において、1は上端側がフレ−ム2の天井
部に固定された第1の軸としての固定軸であり、この固
定軸1の下端には断熱部材3を介して固定ダイプレ−ト
4が取り付けられている。
ックスなどの断熱材で作られた中空軸部材3aおよび透
明石英硝子のような赤外線を透過する透明な断熱材で作
られたリング部材3bからなり、固定ダイプレ−ト4が
図示しないボルトなどにより連結されている。
イ5と共にセラミックスなどで作られた上キャビティダ
イ6が取り付けられている。
た第2の軸としての移動軸であり、この移動軸7の上端
には、前記と同様に、中空軸部材8a,リング部材8b
からなる断熱部材8を介して移動ダイプレ−ト9が取り
付けられており、移動ダイプレ−ト9には、移動ダイ1
0と共にセラミックスなどで作られた下キャビティダイ
11が取り付けられている。
(硝材)であるプリフォ−ム15が載せられ、所定温度
になった時点で、駆動装置である油圧シリンダ16によ
り移動軸7に連なる系が上昇し、固定ダイ5と移動ダイ
10の合せ面が密着し、上キャビティダイ6と下キャビ
ティダイ11により構成されるキャビティ17部の形状
にプリフォ−ム15が変形するようにプレスされ、光学
ガラス素子(この実施例では凸レンズ)15′が成形さ
れるようになっている。
5、および上キャビティダイ6の組立体からなる上型2
0、および、移動ダイプレ−ト9、移動ダイ10、およ
び下キャビティダイ11等の組立体からなる下型21
は、ベ−ス22およびブラケット23によって両端開口
部が閉塞された円筒状のチャンバ24により囲繞される
不活性ガス雰囲気下の成形室25内にある。
径50mmの凸レンズを成形する場合、固定ダイ5および
移動ダイ10の外径をそれぞれ75ミリとし、上型20
および下型21の外周を囲繞するチャンバ24として、
外径φ90、肉厚4mmの透明な石英ガラスからなる石英
管を用いた。
周には、加熱源である複数の環状の赤外線ランプ30…
と、これら赤外線ランプ30…の背面を囲繞する状態に
設けられたアルミニウムを磨いてその上に金メッキした
反射ミラ−31…とからなる赤外線ランプユニット32
が配置された状態となっている。
とにより赤外線をチャンバ24を透過して上型20およ
び下型21に照射するようになっている。
の材料は、例えばタングステン合金であり、移動キャビ
ティダイ6および固定キャビティダイ9はSiCを用
い、また、硝材は最高屈伏温度約650℃の光学ガラス
を用いた。
W/1本のものを5段10本用い、出力調整しながら加
熱し、熱電対35の表示温度が約640℃でプレスし
た。プレス圧力は、油圧シリンダ16によるプレス力で
1200kgfで成形した結果、良好な光学ガラス素子
(レンズ)15′が得られた。
2に示すように、半円状に曲成されており、2本の赤外
線ランプ30,30を略円形になるように配置した。
子、37は絶縁碍子である。
ニット32の外側には、反射ミラ−31…の背面部に水
冷パイプ38…が配置した冷却ユニット39が設けられ
ており、前記反射ミラ−31…の過熱による損傷を防止
するようになっている。この冷却ユニット39は必要に
応じて取り付ける。
テンのコイル状フィラメントを用いたハロゲンランプで
あり、その波状範囲は広いが、一般にピ−ク波長として
1.2μm〜1.8μmの波長領域の赤外線ランプであ
る。
明石英ガラスの透過率](東芝セラミックス株式会社カ
タログより)および図4に示す[T−2030透明石英
ガラスの透過率](東芝セラミックス株式会社カタログ
より)の様に、透明石英管からなるチャンバ24および
透明石英からなる断熱用のリング部材3b,8bを90
%以上透過する。
って、固定ダイプレ−ト4、固定ダイ5、および上キャ
ビティダイ6の組立体からなる上型20、および移動ダ
イプレ−ト9、移動ダイ10、および下キャビティダイ
11の組立体からなる下型21の周面のみならず、上下
面をも加熱し、効率よく上型20および下型21を加熱
できると共により均一に加熱できることがわかった。
般に光学ガラスは、1.2μm〜1.8μmの赤外線を
殆ど透過するため、実質的にプリフォ−ム15を赤外線
ランプ30…で直接加熱することはせずに、間接的に加
熱している。
Cで示すように不活性ガスであるN2 ガスが導入されて
矢印Dで示すように排気され、空気中の酸素濃度がガラ
スの品質に影響しない濃度まで置換してから、加熱する
ようになっている。なお、ガス供給管およびガス排気管
は図中省略してある。
ニット39、および透明石英管からなるチャンバ24
は、ブラケット23と一体的に組み立てられており、こ
れらは図示しない駆動装置としてのエアシリンダにより
一体的に上方に移動できるようになっており、必要に応
じて、成形室25を開放できるようになっている。
に対するプリフォ−ム15の装填およびプレスされた光
学ガラス素子(レンズ)15′の取り出しが容易に行え
るようになっている。
ンズ素材(硝材)であるプリフォ−ム15を載せ、所定
温度になった時点で、駆動装置である油圧シリンダ16
が動作して下型21が上昇し、移動ダイ10が固定ダイ
5に密着してキャビティ17部の形状に見合ったガラス
レンズなどの光学ガラス素子15′がプレス成形され
る。
面精度およびその再現性が高く、固定ダイ5と上キャビ
ティダイ6の組み合わせ精度および移動ダイ10と下キ
ャビティダイ11の組み合わせ精度が高く、上下のキャ
ビティダイ6,11のレンズ形状精度、面精度などが優
れており、上記のように適切な加熱状態が得られること
により、高精度の光学ガラス素子(レンズ)15′が研
摩工程を用いること無く得られることになる。
加熱する加熱手段として、高周波誘導加熱(RF誘導加
熱)により、固定ダイプレ−ト4、固定ダイ5、移動ダ
イプレ−ト9、および移動ダイ10を誘導加熱し、誘導
加熱した部材からの熱伝導や輻射により、間接的に上キ
ャビティダイ6、下キャビティダイ11およびプリフォ
−ム15を加熱することも可能であるが、高周波誘導加
熱の問題点として、図5に示すように、浸透深さの問題
(特開昭63−170225号参照)があり、キャビテ
ィダイ6,11の外径が大きくなるにつれてダイ5,1
0の径が大きくなると、均熱化が難しく、良好な条件で
プレス成形することが困難となってくる。
ックスであるため、一般的には高周波誘導加熱できない
ため熱効率が悪い。
く、上述したような赤外線加熱方式を採用している。
硝材は、種類が多く、屈折率などの物性値をその使用目
的に合わせ選択するが、そのガラス転移点、屈伏点など
が変わるため、赤外線ランプ30の出力や必要数も変わ
る。したがって、出力制御や赤外線ランプユニット32
の交換で調整すると良い。
の大きさ、形状により、赤外線ランプユニット32の大
きさを変えたり、あるいは型20,21の交換が必要に
なる。そこで、この実施例においては、赤外線ランプ3
0、反射ミラ−31などをユニット化し、容易に交換す
るようにした。なお、従来のように高周波誘導加熱方式
とした場合には、高周波誘導コイルを交換するとなると
マッチングの問題がある。
イ6,11にSiCを用いたが、TiC,Si3 N4 ,
TiNなどのセラミックスあるいは、これらのセラミッ
クスの表面にさらに他のセラミックスや貴金属等のコ−
ティングをしても良く、ダイプレ−ト4,9も高周波誘
導加熱方式(RF)の場合と違いセラミックスでも良
く、種々のアレンジができることは勿論である。
々変形実施可能なことは勿論である。
ような効果を奏する。
によれば、赤外線を加熱源とするとともに断熱部材およ
びチャンバ−を赤外線ランプより発光される赤外線の大
部分を透過する材料で成形したから、従来の高周波誘導
加熱と違い、セラミックス等の非金属で作られた型部材
が加熱でき、内部まで赤外線を照射することが可能なの
で、型の均一加熱化が図り易く、効率も高く、したがっ
て、高精度な光学ガラス素子のプレス成形が可能とな
る。また、装置的にも大型の高周波発信機やブスバ−等
が不要となり、小型化が可能となる。
線ランプユニットを交換すれば良く、多品種生産にも容
易に対応できる。
形装置によれば、半円弧形状の赤外線ランプおよび反射
ミラ−をそれぞれ2つ合わせて環状としたものを複数段
重ねてなる赤外線ランプユニットとすることにより、交
換が簡単となり作業性の向上が可能となる。
概略的断面図。
透過率を示す図。
示す説明図。
…断熱部材、3a…中空軸部材、3b…リング部材、8
…断熱部材、8a…中空軸部材、8b…リング部材、1
5…プリフォ−ム(レンズ素材)、15′…光学ガラス
素子(レンズ)、20…型(上型)、21…型(下
型)、24…チャンバ−、25…成形室、30…赤外線
ランプ、31…反射ミラ−、32…赤外線ランプユニッ
ト。
Claims (2)
- 【請求項1】 一対の型間にレンズ素材を配置し、前記
型およびレンズ素材を加熱してレンズ素材をプレスする
ことにより、光学ガラス素子を成形する光学ガラス素子
の成形装置において、前記型を支持するそれぞれの軸
と、これら軸と前記型との間に型の熱を軸に伝え難くす
るために設けられた断熱部材と、前記型の外周部に設け
られた赤外線ランプおよび赤外線ランプの背面に設けた
反射ミラ−等からなり前記型およびレンズ素材を加熱す
るための赤外線ランプユニットと、この赤外線ランプユ
ニットの前記赤外線ランプと前記型との間に不活性ガス
雰囲気下に保ち得る成形室を構成するためのチャンバ−
と、を具備し、前記断熱部材およびチャンバ−を赤外線
ランプより発光される赤外線の大部分を透過する材料で
成形したことを特徴とする光学ガラス素子の成形装置。 - 【請求項2】 前記赤外線ランプユニットが、半円弧形
状の赤外線ランプおよび反射ミラ−を各々2つ合わせて
環状としたものを複数段重ねてなることを特徴とする請
求項1記載の光学ガラス素子の成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40711890A JPH0688801B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40711890A JPH0688801B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4175348A Division JP2642019B2 (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04224118A JPH04224118A (ja) | 1992-08-13 |
JPH0688801B2 true JPH0688801B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=18516738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40711890A Expired - Lifetime JPH0688801B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光学ガラス素子の成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0688801B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2642019B2 (ja) * | 1992-07-02 | 1997-08-20 | 東芝機械株式会社 | 光学ガラス素子の成形装置 |
WO2004083135A1 (ja) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Nikon Corporation | ガラス光学素子成形装置 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP40711890A patent/JPH0688801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04224118A (ja) | 1992-08-13 |
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