JPS6345136A - 光学素子の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は光学素子の成形方法に係り、特に、ガラス素材
と一対の成形用型とを一緒に加熱し、成形可能状態に加
熱処理されたガラス素材を前記一対の成形用型にてプレ
ス成形する光学素子の成形方法に関する。

［従来の技術Ｊ 既知のごとく最近では、ガラス素材を所定の形状に形設
し、このガラス素材を成形可能状態に加熱した後に一対
の（−組の）成形用型にてプレス成形するだけで、レン
ズ、プリズム、フィルター等の光学素子を研磨加工等の
後加工を施すことなく製出する方法が案出されている。

例えば、特開昭５９−１５０７２８号公報又は特開昭６
１−２６５２８号公報にかかる技術が開示されており、
かかる公報に開示された技術によれば、ガラス素材と成
形用型とを加熱炉中にて一緒に加熱し、成形可能状態に
加熱処理されたガラス素材を成形用型を加圧して成形し
、そのまま冷却処理した後に成形品を取り出すことがで
きるものである。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記従来技術においては次のような問題
点があった。即ち、上記技術によれば、成形肩ｆｆｆｉ
状慝に加熱処理されたガラス素材を成形用型に介して所
望形状の光学素子にプレス成形することができるもので
あるが、冷却時に成形用型と成形品である光学素子とが
互に固着してしまうという大きな問題点を保有していた
。そのために、離型時に光学素子に割れや欠けが生じ易
く、成形品の品質を著しく低下させる結果となっていた
。又、成形後に、一方向から吸引して成形品を取り出す
形式の成形用型においては、成形品の取り出しが不ｔＦ
となることがしばしばあり、作業に著しい支障を来して
いた。又、成形用型を摺動案内するスリーブを配設し、
このスリーブが成形時に用型を兼ねる形式の成形用型に
おいては、スリーブと成形用型との間の空隔にガラス片
等が侵入し易く、そのために成形用型の摺動が不衡に陥
るという事態が生じていた。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、成形後の光学素子の雛型、取出しを容易にし、
品質の向上９作業性の向上を図りうるようにした光学素
子の成形方法を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、ガ
ラス素材と一対の成形用型とを一緒に加熱し、成形可能
状態に加熱処理された前記ガラス素材を前記一対の成形
用型にてプレス成形する光学素子の成形方法において、
前記一対の成形用型間に、前記光学素子の保持部を有す
るとともに前記一対の成形用型の熱膨張係数よりも小さ
な材質にて構成された部材を配設した状態で成形し、そ
の後冷却することにより、成形後のａ型を容易かつ円滑
に行い、成形品の割れ、欠は等の発生を防止しうるよう
にしたものである。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。

（第１実施例） 第１図は、本発明に係る光学素子の成形方法を実施する
ための成形装置１の構成を示すものである。第１図ａに
示すように成形装置１は、被成形体であるガラス素材２
．成形用の上下型３，４及び上下型３，４間に配設され
たスペーサー５等により構成しである。スペーサー５の
内周面６は、第１図すにて示すごとく、成形時に光学素
子２ａの外周面を規制する機走を有し、又、内周面６の
中央部（中央部でなくてもよい）には、成形時に光学素
子（成形品）２ａの一部が入り込む凹部（光学素子支持
部）７が形設しである。一対の上下成形用型３，４．ガ
ラス素材２及びスペーサー５は、−Ｗに加熱処理される
ように設定されており、成形可能状態に加熱処理された
ガラス素材２を、スリーブ８を介して摺動案内される上
下型３，４を介してプレス成形しうるように設定しであ
る。なお、図においては下型４を固定し、上型３を昇降
操作するように構成しであるが、これに限定されないの
は勿論である。

上下型３と下型４とは、熱膨張係数１２Ｘ１０−’／’
Ｃの耐熱性ニッケル基合金ハステロイにて構成してあり
、スペーサー５は、熱膨張係数５Ｘ１０−’／’ＯのＷ
　、　Ｃ、ＣＯを主成分とする超硬合金にて構成しであ
る。又、ガラス素材２は、熱膨張係数１０ＸＩＯ−’／
”Ｃ！のＳＦ７を用いた。

スペーサー５の寸法は、第２図ａにて示すごとく、内周
面６の直径をＤ　（Ｄ＝２０＋ｍ）、長さを立（又＝２
２重峠　、凹部７における内周面直径りとの間の半径方
向の径差分をＸ（Ｘ＝０．０１５　ａｍ）に形設しであ
る。又、上下型３，４における成形部３ａ、４ａの長さ
はり、、Ｌ２（Ｌ＋　＝　Ｌ２　＝　１０ｍｍ）に形設
しである。

次に、上記構成よりなる成形装置１によりガラス素材２
を成形する方法について説明する。

まず、第１図ａにて示すように、上下型３゜４間にガラ
ス素材２とスペーサー５とを配置（セット）シ、この状
態で成形装置１を加熱炉（図示省略）内に搬送する。加
熱炉には、加熱用のニクロム線ヒーターと温度測定、制
御用の熱電対とが配備してあり、又、加熱炉内は酸化防
止のために非酸化性雰囲気（窒素ガス、不活性ガス。

還元性ガスが満たされているか又は真空状態となってい
る）に設定しである。

ガラス素材２が成形可能状態になるまで加熱（ガラス素
材２の転移点以上の所定温度）した後、上型３を下動さ
せ、上下型３．４と用型として機能するスペーサー５と
により、第１図すにて示すごとく光学素子２ａをプレス
成形する。この成形時には、上下型３．４間の距離はス
ペーサー５によって決定され、又、光学素子２ａの外径
寸法はスペーサー５の内周面６によって規制される。又
、成形時には、光学素子２ａの外周部の一部が凹部７内
に入り込み、光学素子２ａとスペーサー５とが一体的に
結合される。

第１図すにて示す状態で成形した後に冷却する。この冷
却の際には、スペーサー５が上下型３．４よりも小さな
熱膨脹係数の部材にて構成しであるので、冷却による収
縮量は上下型３．４の方がスペーサー５よりも大きい、
従って、冷却工程においては、第１図Ｃにて示すように
上下型３．４の成形部３ａ、４ａが軸方向に収縮し、光
学素子２ａが離型する。スペーサー５の長さ文は２２ｍ
１＋、成形部３ａ　、４ａの長さＬｌ、Ｌ２は各１０ｍ
ｍに設定しであるので、例えば４５０℃にて成形し、成
形後に３００℃まで冷却したとすると、上下型３，４の
成形部３ａ、４ａとスペンーサー５との間の収Ｉｉｉ量
の差は、（（Ｌｌ　　＋Ｌ２　）Ｘ１２Ｘ１０−’−文
Ｘ５Ｘ１０−６）　Ｘ　（４５０−３０’Ｏ）”ｌ：０
．０２０ｍｍとなり、離型に十分な空隙が成形部３ａ、
４ａと光学素子２ａとの間に生じる。

さらに５０℃まで冷却すると、光学素子２ａとスペーサ
ー５との間の熱膨脹係数差により、光学素子２ａがスペ
ーサー５からも離れる。即ち、光学素子２ａの外周部が
凹部７に侵入して形成される突部は、２　Ｘ　ｘ　＝　
２　Ｘ　Ｏ，０１５＝　０．０３０　ｍｍテあり、これ
に対して光学素子２ａとスペーサー５との間の収縮量の
差は、２０１ｍ（内径Ｄ）　Ｘ（ＩＯＸＩＯ−’−３Ｘ
１０−’）Ｘ　（４５０−５０）　＝０．０４０　ａｍ
であるので、両者の差は０．０４０−０．０３０　＝０
．０１０となり、従って光学素子２ａをスペーサー５か
ら容易に取り出すことができる。

以上のように本実施例によれば、成形後の冷却工程にお
いて、光学素子２ａが自動的にかつスムーズに離型され
るので、離型詩に成形品が割れ、欠は等を生じることが
ない、従って、成形作業における作業性の向上が図れる
とともに、成形品である光学素子２ａの品質向上を図る
ことができる。

（ｆｆｉ２実施例） 第３図ａ、ｂは、本発明に係る成形方法の第２の実施例
を実施するための成形製Ｍ１の構成を示すものである０
本構成においては、スペーサー５を２個のリング状部材
５ａ、５ｂにて構成しである。そして、各リング状部材
５ａ、５ｂの互の対向面部には、第３図すにて示すごと
く内周面６よりも大径の段部１０，１１がそれぞれ形設
してあり、この段部１０，１１により第２図ａの凹部（
成形品保持部）７と同様の機能を有する四部１２が形設
されるように構成しである。その他の構成及び各構成部
材の材質等は第１実施例と同様であるので、同一部材に
は同一符号を付してその説１１を省略する。

上記構成よりなる成形装置１を用いても、第１実施例と
同様にして光学素子２ａを成形することができる。又、
成形後の冷却工程においても、第１実施例と同様の作用
にて光学素子２ａを自動的に離型することができる。特
に、本実施例によれば、離型後の成形品取り出し工程に
おいて、スペンーサ−５を２つに分離できるので、第１
実施例における凹部７のように寸法管理をする必要がな
く、どのような凹部１２でも容易に成形品である光学素
子２ａを取り出すことができる利点がある。

（第３実施例） 第４図、第５図及び第６図は、本発明に係る成形方法の
第３の実施例を実施するための成形装置１（第１図参照
）の要部であるスリーブ５の構成を示すものである。ま
ず、第４図にて示すのは、スリーブ５を軸方向に３分割
し、各リング状のスリーブ片２０，２１．２２のうちの
中央部のスリーブ片２１の内径寸法を他の２つのスリー
ブ片２０．２２の内径寸法より大きく形成して構成した
ものである。又、第５図にて示すのは、第２図にて示す
スリーブ５を円周方向に３分割して構成した例を示すも
のである。又、第６図にて示すのは、第５図の変形例で
あって、円周方向に分割構成した３つのスリーブ片２３
，２４．２５の各スリーブ片間に空間部２６を保有させ
て構成した例を示すものである。

上記構成のスペーサー５を上下型３゜ ４（第１図参照）間に配設して成形を行なっても、第１
実施例と同様の作用、効果を奏しうるちのでる。又、成
形後の取り出し工程においても、容易に成形品である光
学素子２ａを取り出すことができ、より作業性を向上し
うるちのである。

（第４実施例） 第７図ａは、本発明に係る成形方法の第４の実施例を実
施するための成形装置１の構成を示すものである０本構
成においては、スペーサー５の材質を光学素子２ａの熱
膨張係数とほぼ等しい材料にて構成しである。その他の
構成は、第１実施例と同様である。

上記構成よりなる成形装置１を用いて光学素子２ａを成
形し、その後冷却した際には、光学素子２ａとスペーサ
ー５の熱膨張係数が等しいことから、光学素子２ａとス
ペーサー５とが一体となった状態で成形、取り出しを行
なうことができる。

従って、本実施例の方法により成形されたスペーサー付
光学素子２ａのスペーサー５を鏡枠として用いれば、成
形後の心取り、組立工程が不要化し、作業工数の大幅な
低減、低コスト化を図ることができる。その他の作用、
効果は、第１実施例と同様である。

なお、スペーサー５の構成については、第７図ａに示す
一体構成に限らず、第７図すにて示すごとく軸方向に分
割構成された３つのスペーサー片３１．３２にてスペー
サー５を構成してもよい。

この場合には、少なくとも、光学素子２ａ保持用の凹部
７を有するスペーサー片３１の材質を光学素子２ａの熱
膨張係数と等しい材料にて構成しておけばよい、この場
合にも、第７図ａと同様に成形後の光学素子２ａの取り
出しが容易となり、同様の作用、効果が得られる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、成形後の光学素子の雛型
、取出しが容易となり、離型時の光学素子の割れや欠け
を防止して成形品たる光学素子の向上及び作業性の向上
を図りうるちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂ、ｃは本発明に係る方法の第１の実施例を
実施するための装置の説明図、第２図ａ、ｂ、ｃは第１
図の要部の詳細図、第３図ａ。 ｂは本発明に係る方法の第２の実施例を実施するための
装置の説明図、第４図、第５図及び第６図は本発明に係
る方法の第３の実施例を実施するための装置の要部説明
図、第７図ａ、ｂは本発明に係る方法の第４の実施例を
実施するための装置の説明図である。 ２・・・ガラス素材 ２ａ・・・光学素子（ｊ＆形品） ３・・・上型 ４・・・下型 ５・・・スペーサー ８・・・スリーブ 第　１　図（、） 第　１　図（ｂ）　　　　第　１　図（ｃ）第５図 第６図 ２′６ 第７図（ｂ） 手続補正書く自発） 昭和６１年１１月１４日 昭和６１年特許願第１８９１７６号 ２、発明の名称 光学素子の成形方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号４、代
　理　人 昭和年月日 ６、補正の対象 １、Ｍ正の内容 （１）　　明細書第３頁第１行目から同頁第４行目に記
載の「冷却時に成形用型と成形品である光学素子とが互
に固着してしまうという大きな問題点を保有していた。 そのために、」を口具体的な離型方法・取出し方法につ
いて述べておらず、成形用型と成形品である光学素子と
の強固な付着に抗して離型・取出しを行う方法を見出す
ことが問題点であった。 この強固な付着のために、」と補正する。 （２）明細書第３頁第１２行目に記載の「空隔−・を「
空隙」と補正する。 （３）明細書第５頁第１４行目に記載の「上下型３」を
Ｆ上型３」と補正する。 （４）明細書第７頁第２０行目から第８頁第１行目にか
けて記載の「スペンーサ−５」をＦスペーサー５」と補
正する。 （５）明細書第１０頁第４行目に記載の「スペンーサ−
５」を「スペーサー５」と補正する。 （６）図面中筒１図（ａ）、第３図（ｂ）及び第４図を
別紙の通り補正する。 ８、添付書類の目録 （１）　　？ｉ正正面面　　　　　　　１通第３　図（
ｂ） ／：１） 　　　５ｂ ＩＱＩ　− ２、ガラス素材 ２ａ、光学素子 ２２暑ニーニー比

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス素材と一対の成形用型とを一緒に加熱し、成形可
   能状態に加熱処理された前記ガラス素材を前記一対の成
   形用型にてプレス成形する光学素子の成形方法において
   、 前記一対の成形用型間に、前記光学素子の保持部を有す
   るとともに前記一対の成形用型の熱膨張係数よりも小さ
   な材質にて構成された部材を配設した状態で成形し、そ
   の後冷却することを特徴とする光学素子の成形方法。