JPH08188425A

JPH08188425A - 光学素子成形装置の金型チルト調整装置

Info

Publication number: JPH08188425A
Application number: JP227595A
Authority: JP
Inventors: Hideya Kitagawa; 英哉北川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】容易にチルトの調整が可能であり、いかなる
温度条件においても安定した精度でガタなく成形でき、
安価に製作可能な光学素子成形装置の金型チルト調整装
置を提供する。【構成】成形可能な状態に加熱軟化した光学ガラス素
材を搬送部材により上型と下型間に搬送して押圧成形す
る光学素子成形装置にあって、上型を保持するベース板
７をそれぞれブッシュ２２を介して複数の支柱２により
支持する。ブッシュ２２は互いに摺動可能に接するテー
パ状の接触面２８を設けた内リング２３と外リング２４
で構成し、内外両リング２３，２４をボルト２５で締結
することで支柱２とベース板７とを固定する。そして、
チルト調整する際には、ブッシュ２２による固定を解除
し、ベース板７の高さ位置を複数の支柱２においてそれ
ぞれ調整した後、再びブッシュ２２により固定すること
で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学ガラス素材を搬送
部材に載置し、押圧成形可能な粘度まで加熱軟化処理
し、この加熱軟化処理された光学ガラス素材を上下の成
形型間に搬送して押圧成形する光学素子成形装置におい
て、上下の成形型にそれぞれ設けた成形面同士の角度の
ズレを調整する光学素子成形装置の金型チルト調整装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学素子の成形にあたって、光学
ガラス素材を加熱軟化し、上下一対の成形型間に搬送し
て押圧する方法が用いられている。図６は、上記光学素
子成形方法に一般的に用いられる成形装置を概略的に示
す断面図で、被成形体である光学ガラス素材５１を載置
した搬送部材５２を搬送アーム５３上に載置し、駆動装
置（図示省略）を介して搬送アーム５３を横軸方向に進
退操作させることにより、光学ガラス素材５１を加熱炉
５４内および成形室５５内に搬出可能となっている。成
形室５５内には、上下一対の成形型５６，５７を備えて
いる。上下一対の成形型５６，５７は相対的に接近・離
反すべく一方または両方が昇降可能に設けられ、その先
端にそれぞれ成形した成形面５８，５９の光学面形状を
光学ガラス素材５１に転写するのに十分な加圧が可能と
なっている。

【０００３】そして、光学素子を成形する際には、搬送
部材５２に光学ガラス素材５１を載置して搬送アーム５
３により加熱炉５４内に搬送し、光学ガラス素材５１を
成形可能な粘度にまで加熱軟化処理する。その後、加熱
軟化処理した光学ガラス素材５１を搬送アーム５３によ
り成形室５５内の成形ポイントまで搬送し、上下一対の
成形型５６，５７を相対的に接近させて、成形面５８，
５９により光学ガラス素材５１を上下から押圧して光学
素子を成形する。

【０００４】しかしながら、上記の光学素子成形装置に
おいては、上下両成形型５６，５７の両成形面５８，５
９同士のシフトおよびチルト方向のズレを調整する機構
部を設ける必要があり、従来、前記機構部を備えた光学
素子成形装置が特開平２−１０７５３３号公報に開示さ
れている。

【０００５】図７は、上記公報の光学素子成形装置に備
えた、上型の水平方向の調整を行うシフト調整機構部６
０および下型のチルト調整を行うチルト調整機構部６１
を示している。この機構では、上成形型６２および下成
形型６３は、上固定板６４および下固定板６５にそれぞ
れ当接かつ摺動自在に設けられた上型マウント６６およ
び下型マウント６７に固着されている。上型マウント６
６および下型マウント６７には、それぞれ上下両固定板
６４，６５との当接面側中央に上型軸６８および下型軸
６９が突設されており、上型マウント６６は、その上型
軸６８を上固定板６４および上固定板６４の上面に設け
た上押さえ板７０を貫通させ、上型軸６８の上部に螺着
したナット７１と上押さえ板７０との間において上型軸
６８を通して設けたコイルバネ７２によって上押させ板
７０を押圧することにより、上固定板６４に固定されて
いる。また、下型マウント６７は、その下型軸６９を下
固定板６５および下固定板６５の下面に設けた下押さえ
板７３を貫通させ、下型軸６８の下部に螺着したナット
７４と下押さえ板７３との間において下型軸６９を通し
て設けたコイルバネ７５によって下押さえ板７３を押圧
することにより、下固定板６５に固定されている。上固
定板７０の上下両面は軸方向に垂直な平面にそれぞれ形
成され、下固定板６５の上下両面は下成形型６３の成形
面６３ａの中心を曲率中心とした球面にそれぞれ形成さ
れている。上固定板６４の上面には，上押さえ板７０を
挟んで微調整ネジ７６と変位量の測定子７７が装着され
るとともに、下固定板６５の下面には、下押さえ板７３
を挟んで微調整ネジ７８と変位量の測定子７９が装着さ
れている。そして、微調整ネジ７６の回動により上押さ
え板７０を介して上固定板６４の上下面と平行に上型軸
６８を移動させ、その変位量を測定子７７により計測す
るとともに、微調整ネジ７８の回動により下押さえ板７
３を介して下固定板６５の上下面に沿って下型軸６９を
傾斜させ、その変位量を測定子７９により計測すること
ができるようになっている。

【０００６】上記構成において、金型のチルト調整は以
下のように行われる。すなわち、下成形型６３のチルト
調整機構部６１において、まずナット７４を緩めて下型
マウント６７の下固定板６５への圧着力を緩和した後、
微調整ネジ７８の回動により下押さえ板７３を移動させ
ることにより、下押さえ板７３を貫通する下型軸６９の
傾斜量が変化する。この時、下型マウント６７と下固定
板６５とはその当接面８０において摺動するが、当接面
８０は成形面６３ａの中心を曲率中心とした球面状に形
成されているため、成形面６３ａの中心位置は変わらな
いまま、チルトが修正される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては以下のような問題点があった。すなわ
ち、下固定板６５と下型マウント６７とは同一材料でな
い限り、成形時の高温において熱膨張による寸法変化量
に差を生じる。また、下固定板６５と下型マウント６７
が同一材料であっても、両者を同一温度に保つことは困
難である。このため、下固定板６５と下型マウント６７
間の球面状の当接面８０における密着性は加熱時に著し
く低下し、下成形型６３の保持状態においてガタを生じ
るため、精度の安定した成形ができないという問題があ
った。

【０００８】また、成形の精度を維持し成形室内の清浄
度を保ためには、当接面８０は無給油の状態が好ましい
が、この場合には摺動抵抗が大きくなるため、微調整ネ
ジ７８による高精度な調整が困難であるという問題があ
った。

【０００９】さらに、下型マウント６７と下固定板６５
とが全面において十分に密着するように、高精度な球面
形状の摺動面８０を加工することは非常に困難であり、
製作費用が高価になるという問題があった。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、請求項１，２は、容易にチルトの調整
が可能であり、いかなる温度条件においても安定した精
度でガタなく成形でき、安価に製作可能な光学素子成形
装置の金型チルト調整装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、光学ガラス素材を搬送部材に載
置し、成形可能な粘度まで加熱軟化処理し、この加熱軟
化処理された光学ガラス素材を上下の成形型間に搬送し
て押圧成形する光学素子成形装置の金型チルト調整装置
において、上成形型を保持するベース板と、ベース板を
支持する複数の支柱と、ベース板と支柱とを弾性的に固
定するブッシュと、支柱に対するベース板の位置の調整
機構とを備えて構成した。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１にあって、支
柱を、ベース板との固定部分以外においてたわみ得るよ
うに構成した。

【００１３】

【作用】請求項１の構成にあっては、成形型の周囲に複
数の支柱を配置し、上型を保持するベース板を、支柱と
ベース板の間に挿入したブッシュを径方向に膨張させる
ことによる軸方向の摩擦により固定・支持するものと
し、このブッシュを径方向に収縮させて軸方向の摩擦を
解除するとともに、それぞれの支柱に対するベース板の
高さ固定位置を調整機構により変更し、変更後はブッシ
ュの径方向の膨張により支柱に対してベース板を再固定
することにより、チルト調整を行うことである。

【００１４】請求項２の構成にあっては、各支柱にそれ
ぞれたわみ変形を容易にさせる小径部分を局部的に設
け、ベース板の傾斜に伴う支柱およびベース板と支柱と
の固定箇所への歪みを、この小径部分でのたわみにより
吸収させることである。

【００１５】

【実施例】

［実施例１］本発明の実施例１を図１〜図５を用いて、
以下に説明する。図１は本発明の実施例１の金型チルト
調整装置を備える光学素子成形装置の構成を一部断面に
して示す概略構成図で、図２は本発明の実施例１の光学
素子成形装置における金型チルト調整装置部分の構成を
示す斜視図、図３はその断面図で、図４は本発明の実施
例１におけるブッシュ周辺の構造を示す断面図である。

【００１６】まず、本発明に係る実施例１の金型チルト
調整装置を設ける光学素子成形装置の概略構成を図１に
基づいて説明する。本成形装置では、架台１上に４本の
支柱２を鉛直・平行に設置し、４本の支柱２上部にベー
ス板７がブッシュ２２を介してほぼ水平に支持され、各
支持部においてはベース板７の支柱２に対する高さの調
整機構を有する。４本の支柱２で囲まれる空間の中央に
は、光学面形状の成形面３，４を対向させて上型５と下
型６が同軸上に配置されている。上型５は上型マウント
に固定され、この上型マウントを介してベース板７の中
央に保持されている。下型６は下型マウントに固定した
ものを主軸８上端に嵌合させて配置され、主軸駆動装置
９を介して主軸８を同軸上で昇降させることにより、上
型５の成形面３に対し成形面４を接近・離反させること
ができようになっている。上下両型５，６の周囲はカバ
ー１０により囲まれて成形室が構成され、成形室の一側
面には搬入口１１が形成されている。成形室の外側に
は、搬入口１１と対応する位置に加熱炉１２が設けられ
ている。さらに、加熱炉１２の外側には搬送アーム駆動
装置１３が設けられ、搬送アーム１４が光学ガラス素材
１５を載置した搬送部材１６を載置して、加熱炉１２内
と上下両型５，６間との間に搬送可能となっている。

【００１７】次に、本発明の実施例１の金型チルト調整
装置を図２〜図４に基づいて説明する。本実施例におい
て、上型５は、上型マウント１７を介してベース板７中
央のマウント用穴７ａにガタなく嵌合させ、ベース板７
及び上型マウント１７のフランジ部を貫通させた複数の
吊り棒１８およびバネ１９により、ベース板７の下面へ
一定の押圧力を伴って保持されている。また、下型６
も、上型５と同様に、下型マウント６ａを介して下型マ
ウント６ａおよび主軸８のブランジ部を貫通した複数の
吊り棒１８およびバネ１９により、一定の押圧力を伴っ
て主軸８に保持されている。支柱２は、上下両型５，６
の軸を中心とした正方形の頂点位置の４箇所に下端をボ
ルト等の固定手段２ａにより固定して架台１上に設置さ
れており、それぞれの支柱２の中央付近には局部的に全
周を切り欠いた小径部２０が設けられている。ベース板
７は各支柱２の上端付近において支持され、それぞれベ
ース板７に設けた支持用穴２１と支柱２の間にはブッシ
ュ２２が挿入されている。尚、バネ１９はここでは皿バ
ネを用いたが、コイルバネ等でも用いることができる。

【００１８】ブッシュ２２は、図４にその構造を断面で
示すように、支柱２の外周面に接する内リング２３とベ
ース板７の支持用穴２１内周面に接する外リング２４お
よび内リング２３と外リング２４とを軸方向に締結する
複数のボルト２５とから構成されている。内リング２３
と支柱２との接触面２６および外リング２４とベース板
７との接触面２７はそれぞれ円筒状に、内外両リング２
３，２４同士の接触面２８はテーパ状に形成されてお
り、各面２６，２７，２８はそれぞれ平滑に形成されて
いる。また、内リング２３の上端には、前記ボルト２５
を貫通させる孔２３ａを設けたフランジ部２３ｂが形成
され、このフランジ部２３ｂの下端がベース板７の上面
と係止するようになっている。

【００１９】ベース板７の高さ調整機構として、支柱２
におけるブッシュ２２との接触面の上下にはネジ部２
９，３０が設けられ、ネジ部２９には上ナット３１が装
着されるとともに、ネジ部３０には外径がベース板７の
支持用穴２１径より大きい下ナット３２が装着されてお
り、上下両ナット３１，３２の間でブッシュ２２とベー
ス板７を挟持するようになっている。また、ベース板７
上の４箇所には、電気式マイクロメーター３５を保持し
た測定子ホルダー３３が固設され、ベース板７の上面に
対する各支柱上端面３４の軸方向における変位を電気式
マイクロメータ３５により測定可能となっている。な
お、上型マウント１７、支柱２およびブッシュ２２はス
テンレス鋼等の耐蝕材料を用い、ベース板７にはこれら
のうちで最も熱膨張率の小さいもの、例えば鉄−ニッケ
ル系低熱膨張合金等を用いるのが望ましい。

【００２０】以上の構成による本実施例の金型チルト調
整装置の作用を、図面２〜４に基づいて説明する。本実
施例のチルト調整は、各支柱２に固定するベース板７の
高さ位置を各支柱２において調整することにより行うも
のである。まず、上型５を保持するベース板７を４本の
支柱２との固定から解放するため、ボルト２５を全て十
分緩めた状態にする。このときブッシュ２２の外リング
２４は内リング２３に対し、テーパ状の接触面２８に沿
って十分に降りきった状態であり、ブッシュ２２におけ
る内リング２３の内周面２６および外リング２４の外周
面２７は、それぞれ支柱２およびベース板７に対し一切
の力を及ぼしていない。

【００２１】ここで、４本の各支柱２に装着した上ナッ
ト３１および下ナット３２を回動させ、ブッシュ２２お
よびベース板７の上面または下面を押圧することによ
り、支柱２に対するベース板７の固定位置を軸方向に移
動させ、ベース板７の高さを調整する。このときの移動
量が、あらかじめ求めている計算値と同じであるよう
に、測定子ホルダー３３に固定した電気マイクロメータ
ー３５の読みにより微調整する。

【００２２】４本の支柱２において、それぞれ所定の移
動量の調整が終了した後、ボルト２５を均等な力で締め
付ける。このときブッシュ２２の外リング２４はテーパ
状の接触面２８に沿って引き上げられ、内リング２３の
径は縮小し、かつ外リング２４の径は拡大されることに
なる。この結果、ブッシュ２２における内リング２３の
内周面２６および外リング２４の外周面２７は、それぞ
れ支柱２の外周面およびベース板７の支持用穴２１の内
周面を全周において押圧し、大きな摩擦力を発生する。
よって、支柱２とベース板７とはブッシュ２２を介して
強固に再固定される。

【００２３】この状態において、ベース板７は水平方向
に対し傾斜していることもあり得るが、この時は支柱２
とベース板７との固定部分においては支柱２の軸も傾斜
しようとするが、このときの歪みは支柱２に形成した小
径部２０での局部的なたわみに変換される。

【００２４】本実施例の金型チルト調整装置によれば、
４箇所の支柱２においてベース板７の固定高さを微調整
することにより高精度なチルト調整が可能であり、その
方法もボルト２５による固定の解除および再固定と上ナ
ット３１および下ナット３２の回動だけであるため容易
である。また、ベース板７に低熱膨張材料を用いること
により、高温下における上下両型５，６およびベース板
７の保持状態においてガタを生じることがなく、安定し
た精度の成形が可能となる。さらに、費用に関しても、
球面のような特殊な加工および精度は不要であるため、
安価に製作可能である。

【００２５】［実施例２］本発明の実施例２は、実施例
１においてベース板７の支持用穴２１と支柱２との間に
挿入されているブッシュ２２の構造および作用が異なる
ものであり、その他の実施例１と同様の部分は同一番号
を付して説明を省略する。

【００２６】図５は本実施例の金型チルト調整装置にお
けるッシュおよびその付近の構成を示す断面図である。
本実施例に設けたブッシュ３６は平板状の上リング３
７、下リング３８および上下両リング３７，３８の間に
配置した弾性リング３９と、上リング３７および弾性リ
ング３９を貫通し下リング３８に形成したネジ孔４０に
螺合して上下両リング３７，３８を締結する複数のボル
ト４１とから構成されている。上リング３７は、その外
径が支持用穴２１の外径より大きく形成されており、上
リング３７の下面がベース板７の上面と係止するように
なっている。そして、下リング３８は、その外径が支持
用穴２１の径より若干小さく形成され、支持用穴２１内
で上下に移動し得るようになっている。また、弾性リン
グ３９も支持用穴２１内に収納し得る大きさとなってお
り、この弾性リング３９はそれぞれ平行な上端面４２と
下端面４３、内円筒面４４と外円筒面４５および内円筒
面４４の上部に設けた内円錐面４６と外円筒面４５の下
部に設けた外円錐面４７から形成され、十分な弾性変形
域を有するゴムまたは金属、例えばリン青銅等のバネ材
料からなっている。各リング３７，３８，３９は未締結
の状態において、その各内径および各外径はそれぞれ支
柱２の外周面および支持用穴２１の内周面に対し隙間を
有している。

【００２７】以上の構成による本実施例の金型チルト調
整装置の作用を、図１および図４に基づいて説明する。
実施例１と同様に、上型５を保持するベース板７を４本
の支柱２との固定から解放するため、ボルト４１を全て
十分緩めた状態にする。この時、弾性リング３９は、上
下両リング３７，３８により負荷を受けていないため、
内円筒面４４と支柱２の外周面および外円筒面４５と支
持用穴２１の内周面との間に隙間を有する状態を保つ。

【００２８】ここで、実施例１と同様に、上ナット３１
および下ナット３２を共に回動させ、支柱２に対するベ
ース板７の高さ固定位置を電気式マイクロメータにより
測定しながら微調整する。

【００２９】４本の支柱２において、それぞれ所定の量
の調整が終了した後、再びボルト４１を均等な力で締め
付ける。このとき、弾性リング３９は、上下両リング３
７，３８から上下両端面４２，４３において軸方向に押
圧力を受け、弾性的に圧縮されるとともに、内外両円錐
面４６，４７の作用により、軸方向断面において上端面
４２は外、下端面４３は内側へそれぞれ回転しようとす
る。この結果、弾性リング３９の内円筒面４４および外
円筒面４５がそれぞれ径方向に縮小および拡大し、支柱
２の外周面およびベース板７の支持用穴２１の内周面を
全周において押圧するため、大きな摩擦力を発生する。
よって、支柱２とベース板７とはブッシュ３６を介して
強固に再固定される。

【００３０】この状態において、ベース板７が水平方向
に対し傾斜している場合は、実施例１と同様に、各支柱
２に働く歪みは各支柱２に設けた小径部２０（図３参
照）での局部的なたわみに変換される。

【００３１】また、高温下でのベース板７の熱膨張によ
り、ベース板７の支持用穴２１の位置が上下両型５，６
から遠方へ変化し、支柱２との固定位置に対しズレを生
じるとき、弾性リング３９は径方向での弾性変形を生じ
てこのズレを吸収する。

【００３２】本実施例の金型チルト調整装置によれば、
実施例１と同様な効果の他に、ベース板７の熱膨張によ
る寸法変化が顕著な場合において、支柱２との固定位置
のズレをブッシュ３６で吸収することにより、装置の構
成部材への歪みの発生を抑え、成形条件の違いによる精
度のバラツキを最小限に留めることができる。また、低
温（常温）・高温（成形温度）に関わらず、調整したチ
ルトの精度を維持することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１，２に
よれば、金型チルト調整装置を構成する部材は特殊な加
工および精度を必要とせず、安価な装置の作製が可能と
なる。さらに、金型の成形面同士のチルトのズレは簡単
な作業により高精度に調整することができる。また、成
形時の部材同士の保持状態においてガタや歪みを生じる
ことがなく、成形条件の変更に対しても安定した精度を
維持することができる。よって、チルト調整を頻繁に行
い、高品質な光学素子を低コストに成形することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施例の金型チルト調整装置を備え
る光学素子成形装置の構成を一部断面にして示す概略構
成図である。

【図２】本発明の実施例１の光学素子成形装置における
金型チルト調整装置部分の構成を示す斜視図である。

【図３】図２においてベース板の対角線に沿って切断し
た断面図である。

【図４】本発明の実施例１におけるブッシュ周辺の構造
を示す断面図である。

【図５】本発明の実施例２の金型チルト調整装置におけ
るッシュおよびその付近の構成を示す断面図である。

【図６】光学素子成形方法に一般的に用いられる光学素
子成形装置を概略的に示す断面図である。

【図７】従来の光学素子成形装置に備えた上型のシフト
調整機構部および下型のチルト調整機構部を示す断面図
である。

【符号の説明】

２支柱５上型６下型７ベース板２０支柱小径部２２３６ブッシュ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学ガラス素材を搬送部材に載置し、成
形可能な粘度まで加熱軟化処理し、この加熱軟化処理さ
れた光学ガラス素材を上下の成形型間に搬送して押圧成
形する光学素子成形装置の金型チルト調整装置におい
て、上成形型を保持するベース板と、ベース板を支持す
る複数の支柱と、ベース板と支柱とを弾性的に固定する
ブッシュと、支柱に対するベース板の位置の調整機構と
を備えることを特徴とする光学素子成形装置の金型チル
ト調整装置。
【請求項２】前記支柱は、ベース板との固定部分以外
においてたわみ得ることを特徴とする請求項１記載の光
学素子成形装置の金型チルト調整装置。