JPS60176928A - Mold for press molding glass lens - Google Patents
Mold for press molding glass lensInfo
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- JPS60176928A JPS60176928A JP2961684A JP2961684A JPS60176928A JP S60176928 A JPS60176928 A JP S60176928A JP 2961684 A JP2961684 A JP 2961684A JP 2961684 A JP2961684 A JP 2961684A JP S60176928 A JPS60176928 A JP S60176928A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光学ガラスレンズのプレス成形磨き工程を必
要としないプレス成形用型に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a mold for press-molding an optical glass lens that does not require a press-molding polishing process.
(従来例の構成とその問題点)
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、レンズ部分の軽輩化の両方を同時に達成しうる
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研磨法では加工性およ
び量産性において難点があるので、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は、あらかじ
め所望の面品質およ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
かじめ加熱しであるガラスの塊状物をプレス成形して、
研磨工程を必要としないで光学レンズを製造する方法で
ある。(Conventional Structure and its Problems) In recent years, there has been a trend toward aspheric optical glass lenses, which can simultaneously simplify the lens structure of optical equipment and make the lens portion lighter. To manufacture this aspherical lens,
Since the polishing method, which is a conventional optical lens manufacturing method, has difficulties in processability and mass production, direct press molding is viewed as promising. This direct press molding method involves heating a lump of optical glass, or press-molding a lump of pre-heated glass onto an aspherical mold that has been finished to the desired surface quality and precision in advance. ,
This is a method for manufacturing optical lenses without requiring a polishing process.
しかし、上記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。したがって、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、型のガラスプレス而にすジ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。この目的のためには、炭化珪素(SIC)窒
化珪素(513N4)などの材料の型、あるいは、高密
度カーフ1?ンの上に炭化珪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いる。しかし、炭化珪
素や窒化珪素等の材料は硬度が極めて冒いため、これら
の材料を加工して球面や非球面のレンズ成形用の型を高
精度に製作することは、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、bずれも焼結タイ
プのものであるため、焼結助剤としてAt20. 、
B、205等のガラスと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−欠点があった。1
だ高密度カーピンの成形物の上に炭化珪素など全コーテ
ィングして製作した型も、コーテイング膜がベータ炭化
珪素(β−5ic )であるため、ナトl)ラムやバリ
ウムを多量に含有するガラスとは反応をおこし、高精度
なガラスレンズを成形できない欠点があった。However, in the method for manufacturing an optical glass lens described above, the image forming quality of the obtained lens must be excellent after press molding. Especially in the case of an aspherical lens, it is required that it can be molded with high precision. Therefore, as a mold material, it should have minimal chemical action on glass at high temperatures, be resistant to damage such as scratches when glass is pressed into the mold, and have high fracture resistance due to thermal shock. is necessary. For this purpose, molds of materials such as silicon carbide (SIC), silicon nitride (513N4), or dense kerf 1? It is said that a mold in which a coating film of silicon carbide or the like is formed on top of the mold is suitable. However, materials such as silicon carbide and silicon nitride have extremely high hardness, so it is extremely difficult to process these materials to produce molds for molding spherical and aspherical lenses with high precision. Conventionally, these mold materials are of the sintered type, so At20. ,
B, 205, and other substances that easily react with glass are used, which has the drawback of not being able to mold lenses with high precision. 1
However, molds made by coating a high-density carpin molding with silicon carbide, etc., are also made of beta-silicon carbide (β-5ic), so they cannot be used with glass containing a large amount of sodium chloride or barium. The disadvantage was that it caused a reaction, making it impossible to mold high-precision glass lenses.
(発明の目的)
本発明の目的は、ガラスレンズの1を接ニア’ I/
スy形の型に要求される茜精度の型加工が容易に行なえ
、かつこの型を用いることによって良好な映像を結ぶこ
とができる光学ガラス17ンズの直接プレス成形が可能
な直接ブレス成形用の型を提供することである。(Object of the invention) The object of the invention is to make the glass lens 1
Direct press molding for optical glass 17 lenses that can easily perform mold processing with the madder precision required for a sy-shaped mold, and can produce good images by using this mold. It is to provide a model.
(発明の構成)
本発明のガラスレンズのプレス成形用型材は、超硬合金
を母材にし、これをレンズ形状の押し型に加工し、その
上に均一な厚さで、アモルファス炭化珪素、アルファ炭
化珪素およびアモルファス炭化珪素とアルファ炭化珪素
の混合物からなるグループから選ばれた材料のコーテイ
ング膜を形成するものである。(Structure of the Invention) The mold material for press molding of a glass lens of the present invention uses cemented carbide as a base material, processes this into a lens-shaped mold, and overlays amorphous silicon carbide, alpha A coating film of a material selected from the group consisting of silicon carbide and a mixture of amorphous silicon carbide and alpha silicon carbide is formed.
ここで毎月として用いる超硬合金の加工は、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珪素や窒化珪素よυ容易
に高精度な型の加工ができろものであり、しかもタング
ステンカーバイドの粘度−io、5μm以下にすること
により、ガラスレンズの最大表面粗さく Rmax )
を0.02μmにすることが可能である。さらに母材と
して用いる超硬合金は、コーテイング膜として用いるア
モルファス炭化珪素やアルファ炭化珪素と熱膨張率がよ
く一致している。特に超硬合金の結合剤に用いるコパル
) (Co)の含有鼠が2〜20M量係のものがよく一
致しており、ガラスのプレス成形の際の型加熱、プレス
成形、冷却の熱ザイクルのくり返しにも耐える強い周接
着力が得られるものである。The cemented carbide used here can be processed not only by electric discharge machining, but also by general grinding using the highly hard silicon carbide, which is conventionally used as a mold for direct press molding of glass lenses. It is easier to process high-precision molds than silicon nitride or silicon nitride, and by reducing the viscosity of tungsten carbide to less than 5 μm, the maximum surface roughness of the glass lens can be reduced (Rmax).
It is possible to make it 0.02 μm. Further, the cemented carbide used as the base material has a coefficient of thermal expansion that closely matches that of the amorphous silicon carbide or alpha silicon carbide used as the coating film. In particular, the content of copal (Co), which is used as a binder for cemented carbide, is in good agreement with the amount of 2 to 20M. This provides strong circumferential adhesive strength that can withstand repeated use.
コバルトの重量が20%をこえると炭化珪素の接着力が
働くなり型として適さない、また2チ以下ではタングス
テンカーバイドの焼結が困難となり、よい母材ができな
い。If the weight of cobalt exceeds 20%, the adhesive force of silicon carbide will work, making it unsuitable as a mold.If the weight of cobalt is less than 20%, it will be difficult to sinter tungsten carbide, making it impossible to obtain a good base material.
(実施例の説明)
本発明の一実施例を第1図および第2図に基づいて説明
する。(Description of Embodiment) An embodiment of the present invention will be described based on FIG. 1 and FIG. 2.
直径301、長さ50mtnの円柱状で、2重量係のコ
バルトヲ含有するタングステンカーバイドの平均粒径が
05μmの超硬合金の棒を2本準備し、放電加工によっ
て、第1図に示すような周囲に切り込みがある曲率半径
46咽の凹面形状の上型1と、曲率半径が200調の凹
面形状の下型2からなる一対のプレス成形用型の型状に
加工する。これらの一対のブロックのプレス成形面3.
4を超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨し、表
面の最大粗さが0602μmの精度に鏡面加工する通常
2時間位で加工できる。つぎに、この鏡面上にス・P2
タリング法により2μmの厚さのアモルファスの炭化珪
素膜を形成して、ガラスプレス成形用の型を製作する。Two cylindrical rods of cemented carbide with a diameter of 301 mm and a length of 50 mtn and an average grain size of 05 μm of tungsten carbide containing 2 weight percent cobalt were prepared, and by electric discharge machining, the circumference was formed as shown in Figure 1. A pair of press molding molds is formed, consisting of a concave upper mold 1 with a curvature radius of 46 mm and a concave lower mold 2 with a curvature radius of 200 mm. Press molding surfaces of these pair of blocks 3.
4 is mirror-polished using ultra-fine diamond abrasive grains to an accuracy of maximum surface roughness of 0,602 μm. Normally, processing can be performed in about 2 hours. Next, on this mirror surface,
A mold for glass press molding is manufactured by forming an amorphous silicon carbide film with a thickness of 2 μm by the taring method.
この型を第2図に示すプレスマシンにセットして、51
02が68%、B2O3が11チ、Na 20が10係
、K2Oが8%および残りが微量の成分からなる硼珪酸
アルカリ系光学ガラス、および5102が31チ、B2
O3が17俤、Bすが50係および残シが微量成分から
なる硼珪酸バリウム系光学ガラスの2種類の半径20m
mの球型状の原料ガラス塊状物5をプレスして、両凸面
のレンズ形状に成形する。この際プレス成形は上型1に
はヒータ6を、下型2にはヒータ7を巻き、原料ガラス
塊状物5は、原料ガラス供給治具8で保持し、ガラス予
備加熱トンネル炉9を用いて、型温度を800℃、プレ
ス圧力を40kjI/1w”で行ない、そのまま400
℃まで型とともに冷却して成形物をとシめす。このとシ
出しは、成形物と9出し口10より行なう。なお11は
上型用ピストンシリンダ、12は下型用ピストンシリン
ダである。This mold was set in the press machine shown in Fig. 2, and 51
A borosilicate alkali optical glass consisting of 68% of 02, 11 parts of B2O3, 10 parts of Na20, 8% of K2O, and the rest is a trace amount, and 31 parts of 5102, B2
Two types of barium borosilicate optical glass with a radius of 20 m, consisting of 17 meters of O3, 50 meters of B, and a trace amount of residue.
A spherical raw material glass lump 5 of m is pressed and formed into a biconvex lens shape. At this time, press forming is performed by winding a heater 6 around the upper mold 1 and a heater 7 around the lower mold 2, holding the raw glass lump 5 with a raw glass supply jig 8, and using a glass preheating tunnel furnace 9. , the mold temperature was 800℃, the press pressure was 40kjI/1w'', and the mold temperature was 400℃.
Cool together with the mold to ℃ to sinter the molded product. This ejection is carried out through the outlet 10 of the molded product. Note that 11 is a piston cylinder for the upper mold, and 12 is a piston cylinder for the lower mold.
上記の硼珪酸アルカリガラスに対する結果を第2表試料
A2に、また硼珪酸・・々リウムガラスに対する結果を
第2表試料A2に示す。The results for the above borosilicate alkali glass are shown in Table 2, Sample A2, and the results for the borosilicate glass are shown in Table 2, Sample A2.
比較のため、従来使用されていた炭化珪素および窒化珪
素の型全製作し、第2図のプレスマシンに本発明の型の
かわりに取付けて、上記と同様のガラスの塊状物を同じ
条件でプレス成形を行った。For comparison, all conventional molds of silicon carbide and silicon nitride were made, and they were installed in the press machine shown in Fig. 2 instead of the mold of the present invention, and the same glass lumps as above were pressed under the same conditions. I did the molding.
この炭化珪素および窒化珪素の型の製作は、上記の放電
加工後の超硬合金と同じ形状に研削加工して仕上け、同
じダイヤモンド砥粒を用いて表面を鏡面研磨した。この
鋳面研磨の工程だけにおいても、表面の最大粗さが0.
02μmまで仕上げるのに、超硬合金で仕上げた場合の
20倍ないし25倍すなわち40時間ないし50時間を
費した。この炭化珪素の型によるプレス成形の結果も比
較例として第1表(試料A 11 、12 )と第2表
(試料扁11.12)に示しである。The silicon carbide and silicon nitride molds were manufactured by grinding them into the same shape as the cemented carbide after the electrical discharge machining, and the surfaces were mirror-polished using the same diamond abrasive grains. Even in this process of polishing the cast surface, the maximum surface roughness is 0.
It took 20 to 25 times as much time to finish to 0.02 μm as it did to finish with cemented carbide, that is, 40 to 50 hours. The results of press molding using this silicon carbide mold are also shown as comparative examples in Table 1 (Samples A 11 , 12 ) and Table 2 (Samples A 11 and 12 ).
第1表および第2表とかられかるように本発明による実
施例である試料屋1ないし試料扁6のプレス型は、従来
例の炭化珪素の型より優れておシ、かつ容易に製作でき
ることがあきらかである。またコバルトの量が2〜20
重量係の範囲およびタングステンカーバイドの粒径が0
.05μm〜0.5μmの範囲にある型は特に従来の型
よシすぐれていることが明らかである。As can be seen from Tables 1 and 2, the press molds for the sample molds 1 to 6 according to the present invention are superior to the conventional silicon carbide molds and can be manufactured easily. It's obvious. Also, the amount of cobalt is 2 to 20
Weight range and tungsten carbide particle size are 0
.. It is clear that molds in the range 0.05 μm to 0.5 μm are particularly superior to conventional molds.
(発明の効果)
本発明によるガラスレンズの直接プレス成形用の型は、
従来用いられていた炭化珪素や窒化珪素を主体とする型
より、ガラス成形したときの反応性が少なく、型の研削
加工においても従来より短時間で容易に高精度な加工が
できる効果がある。(Effect of the invention) The mold for direct press molding of a glass lens according to the invention has the following features:
Compared to molds mainly made of silicon carbide or silicon nitride, which have been used in the past, it has less reactivity when molding glass, and also has the effect of allowing mold grinding to be performed more easily and with higher accuracy in a shorter time than conventional molds.
第1図は本発明の一実施例によるガラスレンズのプレス
成形用型の斜視図、第2図は同じくプレスマシンの斜視
図である。
1・・・上型、2・・・下型、3・・・上型のプレス面
、4・・・下型のプレス面、5・・・原料ガラス塊状物
、6・・・上型用ヒータ、7・・・下型用ヒータ、8・
・・原料ガラス供給治具、9・・・力゛ラス予備加熱ト
ンネル炉、10・・・成形物とり川し口、11・・・上
型用ピストンシリンダ、12・・・下型用ピストンシリ
ンダ。
第1図FIG. 1 is a perspective view of a mold for press molding a glass lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a press machine. 1... Upper die, 2... Lower die, 3... Pressing surface of upper die, 4... Pressing surface of lower die, 5... Raw glass lump, 6... For upper die. Heater, 7... Lower mold heater, 8.
... Raw material glass supply jig, 9... Force glass preheating tunnel furnace, 10... Molded product intake, 11... Piston cylinder for upper mold, 12... Piston cylinder for lower mold . Figure 1
Claims (3)
し型に加工し−その上に均一な厚さでアモルファス炭化
珪素(A−8IC)、アルファ炭化珪素(α−5tC)
およびアモルファス炭化珪素とアルファ炭化珪素の混合
物からなるグループから選ばれた一種類の材料でコーテ
イング膜を形成することe%徴とするガラスレンズのプ
レス成形用型。(1) Using cemented carbide as a base material, process it into a molded lens-shaped mold and then apply amorphous silicon carbide (A-8IC) and alpha silicon carbide (α-5tC) to a uniform thickness.
and a press-molding mold for a glass lens, characterized in that a coating film is formed of one type of material selected from the group consisting of a mixture of amorphous silicon carbide and alpha silicon carbide.
量%のタングステンカーバイド(WC)、2〜20重量
%のコバルトから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項記載のガラスレンズのプレス成形用型。(2) The composition of the cemented carbide used as the base material is 98 to 80% by weight of tungsten carbide (WC) and 2 to 20% by weight of cobalt. Glass lens press molding mold.
(WC)の粘度が0.05μmないし05μmであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のガラス
レンズのプレス成形用型。(3) Tungsten carbide used in cemented carbide)
The mold for press-molding a glass lens according to claim (1), wherein the viscosity of the (WC) is 0.05 μm to 0.5 μm.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2961684A JPS60176928A (en) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | Mold for press molding glass lens |
EP84308482A EP0146315A3 (en) | 1983-12-09 | 1984-12-06 | Mould for direct press moulding of optical glass element |
KR1019840007772A KR870001737B1 (en) | 1983-12-09 | 1984-12-08 | The mould for making lenses by press |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2961684A JPS60176928A (en) | 1984-02-21 | 1984-02-21 | Mold for press molding glass lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60176928A true JPS60176928A (en) | 1985-09-11 |
Family
ID=12281003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2961684A Pending JPS60176928A (en) | 1983-12-09 | 1984-02-21 | Mold for press molding glass lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60176928A (en) |
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- 1984-02-21 JP JP2961684A patent/JPS60176928A/en active Pending
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