JPH0781950A - Molding die for optical glass element - Google Patents
Molding die for optical glass elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス素材を加熱、軟
化した状態でプレス成形して、所要の光学機能面を有す
る光学素子を製造する際に、そのプレス成形に使用する
成形型に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding die used for press molding when a glass material is press-molded in a heated and softened state to produce an optical element having a required optical functional surface. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、光学ガラス素子のプレス成形方法
で使用されている成形型は、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ある
いは、超硬合金など、極めて緻密で固い材料を、研削、
研磨して製作している。2. Description of the Related Art Conventionally, a molding die used in a press molding method for an optical glass element is used to grind an extremely dense and hard material such as SiC, Si 3 N 4 or cemented carbide.
It is made by polishing.
【０００３】また、新しい試みとして、特公昭６２−２
２６８２５号公報、特公平２−２６７１２９号公報に記
載されているように、マスター型を、上記従来例と同様
な方法で作成し、その型でプレス成形されたガラス製成
形型を使用して、光学素子の成形を行なっている。In addition, as a new attempt, Japanese Patent Publication No. 62-2
As described in Japanese Patent Publication No. 26825 and Japanese Patent Publication No. 2-267129, a master mold is prepared by the same method as the above-mentioned conventional example, and a glass molding mold press-molded by the mold is used. The optical element is being molded.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来のよ
うに、固い材料を用いて、ガラス成形用の型を製作する
場合には、研削、研磨加工に時間とコストがかかり、ま
た、マスター型を用いてガラス製の型を製作し、使用す
る場合には、型が脆く、壊れ易いだけでなく、耐用性に
劣るという欠点がある（因に、特公平２−２６７１２９
号公報所載の技術では、通常の金属製の型寿命において
約３００サイクル使用可能であるが、ガラス製の型で
は、約１００サイクルの寿命しかない）。However, when a mold for glass molding is manufactured by using a hard material as in the prior art, it takes time and cost for grinding and polishing, and a master mold is required. When a glass mold is manufactured by using the mold, there is a drawback that the mold is brittle and fragile, and inferior in durability (cause, Japanese Patent Publication No. 2-267129).
According to the technique disclosed in the publication, about 300 cycles can be used in a normal metal mold life, but a glass mold only has a life of about 100 cycles).
【０００５】[0005]
【発明の目的】本発明は、上述した問題点を解決するた
めになされたものであり、超塑性合金を成形型に用いる
ことで、耐用性に優れ、また、再生が可能である光学素
子の成形型を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by using a superplastic alloy in a molding die, an optical element having excellent durability and reproducibility is provided. A mold is provided.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
ガラス素材を加熱、軟化した状態でプレス成形して、所
要の光学機能面を有する光学素子を製造する際に、その
プレス成形に使用する成形型は、その型部材、もしく
は、少なくとも、その成形面の部分を、結晶粒が１００
μｍ以下の微細粒子からなる超塑性合金で構成してい
る。Therefore, in the present invention,
When a glass material is heated and press-molded in a softened state to produce an optical element having a required optical function surface, the molding die used for the press-molding is the mold member or at least the molding surface thereof. , The crystal grains are 100
It is composed of a superplastic alloy composed of fine particles of μm or less.
【０００７】[0007]
【作用】従って、耐用性に優れた合金製の成形型を、研
削、研磨加工に依らず、プレス成形で得られるから、製
作が容易でコスト低減が可能であり、しかも、成形され
た光学素子は、その光学機能面を、十分な精度で形成す
ることができる。また、マスター型が採用できるため、
成形型の再生が可能で、この点からも、コストの大幅な
低減が図れる。Therefore, since a molding die made of an alloy having excellent durability can be obtained by press molding without relying on grinding and polishing, the manufacturing is easy and the cost can be reduced, and the molded optical element can be manufactured. Can form its optically functional surface with sufficient accuracy. Also, because the master type can be adopted,
The mold can be regenerated, and from this point as well, the cost can be significantly reduced.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を、添付図面を
参照して、詳細に説明する。図１は、本発明の光学素子
の成形型を、マスター型から成形する場合を模式的に示
したもので、ここで、符号１は、超塑性合金材料、２は
マスター型、３は印篭型の胴型である。また、図２は、
マスター型２で超塑性合金材料から光学素子の成形型
（上型）４を成形した状態を示しており、符号５は、マ
スター型によるプレス成形方向を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a case where a molding die for an optical element of the present invention is molded from a master die, where reference numeral 1 is a superplastic alloy material, 2 is a master die, and 3 is a garment die. It is a torso type. Also, in FIG.
The master die 2 shows a state in which an optical element forming die (upper die) 4 is formed from a superplastic alloy material, and reference numeral 5 indicates a press forming direction by the master die.
【０００９】図３は、図１および図２に示した工程で、
マスター型２から成形された超塑性合金製の成形型（上
型）４、および、これと対向する超塑性合金製の成形型
（下型）とより構成されたプレス成形装置を模式的に示
している。なお、図中、符号７は印篭型の胴型であり、
８はボール状のガラス素材である。また、図４は成形型
による光学素子のプレス成形状態を示す模式図であり、
図５は、その、プレス成形された光学素子の断面を示
す。FIG. 3 shows the steps shown in FIGS. 1 and 2.
1 schematically shows a press molding apparatus composed of a superplastic alloy forming die (upper die) 4 formed from a master die 2 and a superplastic alloy forming die (lower die) facing the superplastic alloy forming die 4 ing. In addition, in the figure, reference numeral 7 is a cage-shaped body,
8 is a ball-shaped glass material. FIG. 4 is a schematic view showing a press-molded state of the optical element by the molding die,
FIG. 5 shows a cross section of the press-molded optical element.
【００１０】上述のマスター型には、高温での強度が有
り、鏡面加工が可能である材質として、例えば、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 、あるいは、超硬合金などが用いられ
る。そして、この実施例では、その鏡面には、非球面、
球面、または、それ以外の光学機能面相当の成形面が採
用されている。The above-mentioned master die has strength at high temperature and is made of, for example, Si as a material capable of mirror-finishing.
C, Si 3 N 4 , or cemented carbide is used. Then, in this embodiment, the mirror surface has an aspherical surface,
A spherical surface or a molding surface corresponding to another optical functional surface is used.
【００１１】しかして、図１に示すように、例えば、Ｎ
2 雰囲気の所要のチャンバー内で、上述の超塑性合金材
料１をヒーターなどの手段で加熱し、その材料が超塑性
を示すようなプレス温度に達したならば、時間（変形速
度：（１〜９）×１０-3ｍｍ／ｓｅｃ）を掛けて、矢印
５の方向にプレス圧力を加え、超塑性合金材料を塑性変
形し、所要の形状の鏡面を持った成形型（この実施例で
は上型４）にプレス成形するのである。なお、その後、
ヒーターを切って、室温まで、成形型４を冷却し、取出
すことは、従来のマスター型による成形型の場合と同様
である。Therefore, as shown in FIG. 1, for example, N
When the above superplastic alloy material 1 is heated by a means such as a heater in a required chamber of 2 atmospheres and reaches a pressing temperature at which the material exhibits superplasticity, time (deformation rate: (1 9) × 10 −3 mm / sec), press pressure is applied in the direction of arrow 5 to plastically deform the superplastic alloy material, and a molding die having a mirror surface of the required shape (upper die in this embodiment). It is press molded into 4). After that,
Turning off the heater, cooling the mold 4 to room temperature, and taking it out is the same as in the case of the conventional master mold.
【００１２】同様にして、同じ超塑性合金材料から、下
型を成形し、これら上下の成形型を胴型７にセッティン
グする。このような成形装置で、ボール状のガラスゴブ
（ガラス素材）を両成形型間に装填し、同じく、Ｎ2 雰
囲気中で、ヒーターにより、ガラスゴブを所定温度まで
加熱し、適当なプレス手段で、矢印５の方向に加圧し
て、図４のような状態に、プレス成形する。Similarly, lower molds are molded from the same superplastic alloy material, and these upper and lower molds are set in the barrel mold 7. In such a molding apparatus, a ball-shaped glass gob (glass material) is loaded between both molding dies, and similarly, the glass gob is heated to a predetermined temperature by a heater in an N 2 atmosphere, and an arrow is applied by an appropriate pressing means. Pressurize in the direction of 5 and press-mold in the state as shown in FIG.
【００１３】以下に示すように、表１には、マスター型
から成形型をプレス成形する場合の具体的な実施条件が
示されており、また、表２には、上記成形型でのガラス
成形の具体的な実施条件（使用した超塑性合金型、プレ
ス温度、ガラスの主成分、転移温度など）が示されてい
る。As shown below, Table 1 shows specific conditions for carrying out press molding of a mold from a master mold, and Table 2 shows glass molding with the above mold. The specific execution conditions (superplastic alloy type used, press temperature, glass main component, transition temperature, etc.) are shown.
【００１４】[0014]
【表１】 [Table 1]
【００１５】[0015]
【表２】 [Table 2]
【００１６】[0016]
【表３】 実験によれば、上述のような成形型を用いて、ガラスゴ
ブのプレス成形を行なった結果、良好な光学素子（レン
ズ９）は、１０００ショットまで、繰返しプレス成形し
ても得ることができた。これは、本発明の成形型が、従
来のガラス製の成形型に比べて、格段の耐久性を発揮
し、コスト低下をもたらしていることを示している。し
かも、２０００ショット程度まで成形を繰返した結果、
製品に不良が出るような成形型の劣化が認められたので
（これは、成形型の成形面とガラス材料との反応、成形
面の摩耗、プレス時の圧力による変形などが原因になっ
ていると考えられる）、この成形型を再び、マスター型
で再成形したが、この再生の成形型でも、その後、１０
００ショットの繰返しプレス成形において、良好な光学
素子を得ることができた。[Table 3] According to the experiment, as a result of press-molding the glass gob using the above-mentioned molding die, a good optical element (lens 9) could be obtained by repeatedly press-molding up to 1000 shots. This indicates that the molding die of the present invention exhibits significantly higher durability and lowers the cost as compared with the conventional glass molding die. Moreover, as a result of repeating molding up to about 2000 shots,
As the mold was deteriorated so that the product would be defective (this is caused by the reaction between the molding surface of the mold and the glass material, wear of the molding surface, deformation due to pressure during pressing, etc. This mold was re-molded again with the master mold, but even with this recycled mold, after that, 10
In the repeated press molding of 00 shots, a good optical element could be obtained.
【００１７】なお、上記実施例において、使用したマス
ター型、超塑性合金、ガラス素材の材質は、上記実施例
に限定されるものではなく、適宜、選択できることは勿
論である。また、上記実施例では、プレス成形後にヒー
ターを切り、放冷している蹴れども、レンズ形状に応じ
て、適宜、冷却条件を変えてもよい。The materials of the master die, superplastic alloy, and glass material used in the above embodiments are not limited to those in the above embodiments, and can be selected appropriately. Further, in the above-mentioned embodiment, even if the heater is turned off after press molding and allowed to cool, the cooling condition may be changed appropriately according to the lens shape.
【００１８】なお、上記実施例では、成形型全体を超塑
性合金で構成しているが、図６および図７に示すよう
に、通常の型母材１１に、その成形面１０を構成するた
めの超塑性合金の部材を、融着などの手段で、装着して
おき、これをマスター型２で成形して、少なくとも、そ
の成形型の成形面を、上記超塑性合金で構成するように
してもよい。表３には、このような成形型の型母材、成
形面の超塑性合金の材質などが示してある。そして、図
８、図９に示すように、このような成形型を、上・下に
ついて、それぞれ、型母材１１、１３に超塑性合金を装
着し、プレス成形することで構成して、その成形面部分
１０、１２でガラスゴブ８をプレスして、所要の光学素
子（この実施例では両面凸レンズ９）を得るのである。In the above embodiment, the entire molding die is made of superplastic alloy. However, as shown in FIGS. 6 and 7, since the molding surface 10 is formed on the normal die base material 11. The superplastic alloy member of 1 is attached by means such as fusion bonding, and this is molded by the master mold 2 so that at least the molding surface of the mold is made of the above superplastic alloy. Good. Table 3 shows the mold base material of such a mold, the material of the superplastic alloy of the molding surface, and the like. Then, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, such a forming die is constructed by mounting a superplastic alloy on the die base materials 11 and 13 at the upper and lower portions, respectively, and press-forming the die. The glass gob 8 is pressed by the molding surface portions 10 and 12 to obtain a required optical element (a double-sided convex lens 9 in this embodiment).
【００１９】実験によれば、この場合にも、良好な光学
素子は、１０００ショットの繰返しプレス成形で得るこ
とができ、その後の成形型の再生も可能である。According to the experiment, also in this case, a good optical element can be obtained by the repeated press molding of 1000 shots, and the molding die can be regenerated thereafter.
【００２０】なお、上述の各実施例では、結晶粒径が１
００μｍ以下の微細粒からなる超塑性合金から成形型を
作成したが、実験によれば、結晶粒径が１００μｍを越
える場合、超塑性の発現が十分ではなく、成形型の成形
面に対して、マスター型の成形面が十分な表面粗さで転
写することができないことを確認できた。これは、成形
型の材料として、結晶粒径が１００μｍ以上である超塑
性合金を、本発明の成形型の、少なくとも成形面部分に
採用できないことを示している。In each of the above embodiments, the crystal grain size is 1
A mold was prepared from a superplastic alloy composed of fine particles of 00 μm or less, but according to experiments, when the crystal grain size exceeds 100 μm, the superplasticity is not sufficiently expressed and the molding surface of the mold is It was confirmed that the molding surface of the master mold could not be transferred with sufficient surface roughness. This indicates that a superplastic alloy having a crystal grain size of 100 μm or more cannot be used as at least the molding surface portion of the molding die of the present invention as the material of the molding die.
【００２１】なお、上述の材料よりなる成形型／成形面
部分におけるガラスの離型製に問題がある場合には、従
来から知られているように、何れかの表面に、カーボン
などの離型処理剤を塗布して、成形を行なうようにして
もよいことは勿論である。また、成形面部分のみを超塑
性合金で構成する場合、型母材と成形面部分との接合強
度を上げるため、中間に、適当な材料を介在させてもよ
い。When there is a problem in releasing the glass from the molding die / molding surface portion made of the above-mentioned material, as has been conventionally known, any one of the surfaces may be demolded from carbon or the like. Needless to say, the treatment may be applied to carry out molding. When only the molding surface portion is made of a superplastic alloy, an appropriate material may be interposed in the middle in order to increase the bonding strength between the die base material and the molding surface portion.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
成形型は、その型部材、もしくは、少なくとも、その成
形面の部分を、結晶粒が１００μｍ以下の微細粒子から
なる超塑性合金で構成しているので、プレス成形で合金
製の成形型を得ることができ、その製作コストを低減で
き、しかも、成形面について、高い光学的精度を確保で
き、耐久性にも優れているという効果が得られる。ま
た、マスター型による再生が簡単に行なえ、大幅なコス
トダウンも図れる。As described above, according to the present invention,
Since the forming die, or at least the portion of the forming surface thereof, is made of a superplastic alloy composed of fine particles having crystal grains of 100 μm or less, a forming die made of alloy can be obtained by press forming. The manufacturing cost can be reduced, high optical accuracy can be secured for the molding surface, and the durability is excellent. In addition, the master type can be easily reproduced, and the cost can be significantly reduced.
【図１】本発明における一実施例の成形型を作成するた
めのマスター型の使用態様を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a usage mode of a master mold for producing a mold according to an embodiment of the present invention.
【図２】同じく、成形型の成形された状態を示す模式図
である。FIG. 2 is likewise a schematic view showing a molded state of a molding die.
【図３】上記成形型を用いてガラス素材の成形を行なう
態様を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing an aspect in which a glass material is molded using the above molding die.
【図４】同じく、ガラス成形品が成形された状態を示す
模式図である。FIG. 4 is likewise a schematic view showing a molded glass article.
【図５】同じく、成形品の断面図である。FIG. 5 is likewise a sectional view of a molded product.
【図６】本発明の別の実施例を示すマスター型の使用態
様を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a usage pattern of a master mold showing another embodiment of the present invention.
【図７】同じく、成形型の成形された状態を示す模式図
である。FIG. 7 is likewise a schematic view showing a molded state of a molding die.
【図８】上記成形型を用いてガラス素材の成形を行なう
態様を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing an aspect in which a glass material is molded using the above molding die.
【図９】同じく、ガラス成形品が成形された状態を示す
模式図である。FIG. 9 is likewise a schematic view showing a molded glass article.
１ 超塑性合金材料 ２ マスター型 ３ 胴型 ４ 成形型（上型） ５ 矢印 ６ 成形型（下型） ７ 胴型 ８ ガラスゴブ（ガラス素材） ９ 光学素子 １０、１２ 成形面部分 １１、１３ 型母材 1 superplastic alloy material 2 master mold 3 barrel mold 4 mold (upper mold) 5 arrow 6 mold (lower mold) 7 barrel mold 8 glass gob (glass material) 9 optical element 10, 12 molding surface part 11, 13 mold mother Material
フロントページの続き (72)発明者 桑原 鉄夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内Front page continuation (72) Inventor Tetsuo Kuwahara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (3)
ス成形して、所要の光学機能面を有する光学素子を製造
する際に、そのプレス成形に使用する成形型は、その型
部材、もしくは、少なくとも、その成形面の部分を、結
晶粒が１００μｍ以下の微細粒子からなる超塑性合金で
構成していることを特徴とする光学ガラス素子の成形
型。1. When a glass material is heated and softened to be press-molded to produce an optical element having a desired optical function surface, the molding die used for the press-molding is the die member or A molding die for an optical glass element, characterized in that at least a molding surface portion thereof is made of a superplastic alloy composed of fine particles having crystal grains of 100 μm or less.
の成形面部分は、マスター型で成形され、あるいは、再
成形されることを特徴とする請求項１記載の光学ガラス
素子の成形型。2. The mold for an optical glass element according to claim 1, wherein the mold member of the superplastic alloy or its molding surface portion is molded by a master mold or remolded.
系、アルミニウム系または銅系超塑性合金、もしくは、
２相ステンレス鋼系を含む鉄鋼系超塑性合金であること
を特徴とする請求項１に記載の光学ガラス素子の成形
型。3. The superplastic alloy is a titanium-based, nickel-based, aluminum-based or copper-based superplastic alloy, or
The mold for an optical glass element according to claim 1, wherein the mold is an iron-based superplastic alloy including a duplex stainless steel type.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24734993A JPH0781950A (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Molding die for optical glass element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24734993A JPH0781950A (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Molding die for optical glass element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781950A true JPH0781950A (en) | 1995-03-28 |
Family
ID=17162094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24734993A Pending JPH0781950A (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Molding die for optical glass element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781950A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150059A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Olympus Corp | Molding die for optical element and method and apparatus for producing optical element |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP24734993A patent/JPH0781950A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150059A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Olympus Corp | Molding die for optical element and method and apparatus for producing optical element |
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