KR950004767Y1 - 광학유리의 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광학유리의 성형용 금형

제1도는 종래 광학유리의 성형용 금형의 설치상태를 나타내는 단면도.

제2도는 제1도의 요부를 확대하여 나타내는 단면도.

제3도는 제2도의 작동상태로 렌즈에 틸트(tilt)가 발생되는 것을 나타내는 단면도.

제4도는 제2도의 작동상태로 렌즈에 디센터(decenter)가 발생되는 것을 나타내는 단면도.

제5도는 본 고안은 광학유리의 성형용 금형의 설치상태를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 상부고정판 20 : 하부고정판

30 : 내열유리관부 40 : 제1상부가열체

50 : 제2상부가열체 60 : 제1하부가열체

70 : 제2하부가열체

본 고안은 프리폼유리를 유도가열식으로 가열하여 가압성형하여 고정밀도의 렌즈를 제조하는 광학유리의 성형용 금형에 관한 것이다.

일반적인 광학유리의 성형은 유리를 용융 또는 연화시켜 금형에 넣은 후에 가압하여 성형시키고, 다음에 서냉시켜 수차가 제거된 상태로 만든 다음에 냉간에서 연삭과 연마를 거치는 방법으로 제작하였다. 그러나 최근에는 특수한 정밀성형장치를 사용하여 연화시킨 유리를 성형한 후에 연삭과 연마를 하는 방법을 사용하지 않고도 고정밀도의 렌즈를 제작할 수 있는 방법이 개발되었다.

종래 광학유리의 성형용 금형은 제1도에 도시되는 바와같이, 상부에 고정되는 상부고정판(1)과 일정한 간격을 유지하며 고정되는 하부고정판(2)과, 이 상,하부고정판(1),(2)의 사이에 기밀하게 체결되며 내부에 성형실(3a)을 형성하고 외부에 유도가열코일(3b)이 설치되는 내열유리관부(3)와, 이 내열유리관부(3)의 내부에 형성되는 성형실에 설치되는 상부고정판(1)에 고정되는 지지체(4a)에 고정되는 제1상부가열체(4)와, 이 제1상부가열체(4)에 설치되며 내부 중심에 세라믹으로 형성되는 상부성형틀(5a)이 장착되는 제2상부가열체(5)와, 이 내열유리관부(3)의 내부에 설치되며 하부고정판(2)에 체결되어 상하방향으로 이송되는 프레스헤드(6a)에 고정되는 제1하부가열체(6)와, 이 제1하부가열체(6)에 설치되며 내부 중심에 세라믹으로 형성되는 하부성형틀(7a)이 장착되는 제2하부가열체(7)로 이루어졌다.

이러한 종래 광학유리의 성형용 금형은 제1도에 도시되는 바와같이, 상,하부금형틀(5a),(7a)에는 돌출부를 형성하고, 이 상,하부금형틀(5a),(7a)의 돌출부에 체결되도록 제2상,하부가열체(5),(7)에 요홈부를 형성하였다.

이와같은 종래 광학유리의 성형용 금형은 제1도에 도시되는 바와같이, 구형 또는 원판형상으로 만들어진 프리폼유리(8)를 내열 유리관부(3)의 성형실(3a) 내부에 체결되는 하부성형틀(7a)의 상부면에 안착시키고, 이 성형실(3a)의 내부에 불활성가스를 주입하여 성형실 내부를 비산화성으로 만든 뒤에, 이 내열유리관부(3)의 외주연에 설치되는 유도가열코일(3b)의 유도가열로 내열유리관부(3)의 성형실(3a)에 체결되며 지지체(4a)의 하부면에 고정되는 제1, 2상부가열체(4),(5)들과 프레스헤드(6a)의 상부면에 고정되는 제1,2하부가열체(6),(7)들을 유도가열시켜 상,하부성형틀(5a),(7a)들의 온도를 상승시킨 다음에, 이 하부성형틀(7a)이 체결된 프레스헤드(6a)가 상부방향으로 이송되어 하부성형틀(7a)의 상부면에 안착된 연화시킨 프리폼유리(8)를 가압하여 성형시킨 후에, 일정한 온도까지 서냉시키고, 이후에 실온까지 급냉시켜 성형된 렌즈를 성형실(3a)에서 꺼냈다.

한편, 일반적으로 렌즈에 요구되는 주요특성은 형상정도, 표면조도, 틸트(tilt) 및, 디센터(decenter) 등으로, 상기의 형상정도와 표면조도는 프리폼유리를 가압하여 형성시키는 상,하부성형틀의 성형면의 가공정도에 영향을 받으며, 상기 틸트(tilt)와 디센터(decenter)는 성형장치의 정밀도와 금형의설계, 가공, 조립 및 공차등에 영향을 받는다.

이러한 주요 특성으로 카메라나 캠코더등에 사용되는 비구면 렌즈는 형상정도가 0.1㎛이내, 표면조도가 0.01㎛r_max이하, 틸트(tilt)가 1'(분)이내, 디센터(decenter)가 10㎛이내의 특성이 요구되었다.

그러나, 상기와 같은 렌즈의 특성이 요구되는 상황하에서 종래 광학유리의 성형용 금형은, 제1도에 도시되는 바와같이 상온에서 열에 의한 변형이 없는 상태를 나타내고 있으나, 유도가열코일(3b)에 의하여 유도가열이 이루어진 후에는 제2도에 도시되는 바와같이,지지체(4a)의 하부면에 체결되는 제1,2상부가열체(4),(5)들 및 상부성형틀(5a)들과 프레스헤드(6a)의 상부면에 체결되는 제1,2하부가열체(6),(7)들 및 하부성형틀(7a)이 열팽창되어 틈새가 형성된 것을 나타내는 것으로, 이러한 틈새는 가열체들과 성형틀과의 열팽창계수와의 차이에서 비롯된 것이다. 즉, 상,하부성형틀(5a),(7a)들의 측면방향으로의 팽창량이 제1상,하부가열체(4),(6)들의 측면 방향으로의 팽창량보다 작아 틈새가 생기고, 또한, 상,하부성형틀(5a),(7a)들의 상하방향으로의 팽창량이 제2상,하부가열체(5),(7)들의 상하방향으로의 팽창량보다 작아 틈새가 생긴다. 즉, 제1, 2 상,하부가열체들과 상,하부성형틀과의 열팽창계수의 차이로 인하여 상기와 같은 틈새들이 생겼다.

이러한 유도가열코일의 유도가열에 의하여 이러한 틈새들이 발생되는 종래 광학유리의 성형용 금형은, 제3도에 도시되는 바와같이 렌즈의 중심축이 어긋나는 틸트(tilt)가 발생되었고, 제4도에 도시되는 바와같이 렌즈의 중심축이 두개가 되는 디센터(decenter)등의 형상이 형성되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유도가열코일의 유도가열로 발생되는 틈새들에 의하여 렌즈의 중심축이 어긋나는 틸트(tilt)와 렌즈의 중심축이 두개가 되는 디센터(decenter)등의 현상이 발생되는 것을 방지하기 위한 광학유리의 성형용 금형을 제공하는 데 있다.

이하 본 고안의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안 광학유리의 성형용 금형은 제5도와 제6도에 도시되는 바와같이, 상부에 고정되는 상부고정판(10)과 일정한 간격을 유지하며 고정되는 하부고정판(20)과, 이 상,하부고정판(10),(20)들의 사이에 체결되며 내부에 성형실(31)을 형성하고 외부에 유도가열코일(32)이 설치되는 내열유리관부(30)와, 이 내열유리관부(30)의 성형실(31)에 설치되며 상부고정판(10)에 고정되는 지지체(41)의 하부면에 체결되고 중심부에 돌출되는 상부봉상체(42)가 형성되는 제1상부가열체(40)와, 이 상부봉상체(42)의 외부면에 소정의 틈새가 유지되도록 체결되는 상부성형틀(51)의 외주면에 장착되는 제2상부가열체(50)와, 이 내열유리관부(30)의 내부에 형성되는 성형실(31)에 설치되며 하부고정판(20)에 체결되어 상하방향으로 이송되는 프레스헤드(61)의 상부면에 고정되며 이 프레스헤드(61)의 상부면 중심부에 돌출되는 하부봉상체(62)가 형성되는 제1하부가열체(60)와, 이 제1하부가열체(60)의 중심부에 돌출되는 하부봉상체(62)의 외부면과 소정의 틈새를 유지하도록 체결되는 하부성형틀(71)의 외주면에 장착되는 제2하부가열체(70)로 구성함을 특징으로 하는 구성상의 특징으로 한다.

이러한 본 고안 광학유리의 성형용 금형은, 프리폼유리(80)를 가압하는 상,하부금형틀(51),(71)에 돌출부를 형성시키고, 이 상,하부금형틀(51),(71)의 돌출부에 체결되도록 제2상,하부가열체(50),(70)에 요홈부가 형성되도록 한다.

이와같은 본 고안은 광학유리의 성형용 금형은, 상하부고정판(10),(20)들에 체결되는 내열유리관부(30)의 성형실(31)에 체결되며 지지체(41)와 프레스헤드(61)의 상하부면에 체결되는 제1상,하부가열체(40),(60)와, 상,하부성형틀(51),(71)및, 제2상,하부가열체(50),(70)들의 재질을 몰리브덴(Mo) 합금과 텅스텐(W) 합금으로 하여 내열유리관부(30)의 외주연에 설치되는 유도가열코일(32)에 의하여 유도가열이 용이하도록 하며, 이 상,하부성형틀(51),(71)들은 내구성이 우수한 재료를 사용하며, 특히 세라믹을 고정밀도로 가공하여 구면 또는 비구면으로 성형형을 형성시키도록 한다.

상기와 같은 본 고안 광학유리의 성형용 금형은 제5도와 제6도에 도시되는 바와같이, 구형 또는 원판형상으로 만들어진 프리폼유리(80)를 내열유리관부(30)의 성형실(31) 내부에 체결되는 하부 성형틀(71)의 상부면에 안착시키고, 이 성형실(31)의 내부에 불활성가스를 주입하여 성형실(31) 내부를 비산화성으로 만든 뒤에, 이 내열유리관부(30)의 외주면에 설치되는 유도가열코일(32)의 유도가열로 내열유리관부(30)의 성형실(31)에 체결되며 상부 지지체(41)의 하부면에 고정되는 제1, 2상부가열체(40),(50)들과 프레스헤드(61)의 상부면에 고정되는 제1,2하부가열체(60),(70)들을 유도가열시켜 상,하부성형틀(51),(71)들의 온도를 상승시킨 다음에, 이 하부성형틀(71)이 체결된 프레스헤드(61)가 상부방향으로 이송되어 하부성형틀(71)의 상부면에 안착된 연화시킨 프리폼유리(80)를 가압하여 성형시킨 후에, 일정한 온도까지 서냉시키고, 이후에 실온까지 급냉시켜 성형된 렌즈를 성형실(31)에서 꺼내도록 한다.

이러한 본 고안 광학유리의 성형용 금형은 유도가열코일(32)에 의하여 유도가열이 이루어진 후에는 제6도에 도시되는 바와같이, 상,하부성혀틀(51),(71)들의 측면방향으로의 팽창량이 제1상,하부가열체(40),(60)들의 측면방향으로의 팽창량보다 작아 틈새가 생기고, 또한, 상,하부성형틀(51),(71)들의 상하방향으로의 팽창량이 제2상, 하부가열체(50),(70)들의 상하방향으로의 팽창량보다 작아 팽창량의 차이가 존재하게 된다.

그러나, 이러한 본 고안 광학유리의 성형용 금형은, 상,하부고정판들의 상하 양단부에 체결되는 내열유리관부의 외주연에 유도가열코일을 설치하고, 상기 상,하부고정판에 지지체와 프레스헤드를 체결하며, 상기 지지체와 프레스헤드에 중심부에 상,하부가열체들을 체결시키고, 이 상,하부가열체에 일정한 틈새를 유지하도록 하는 상,하부성형틀에 상,하부봉상체들을 각각 돌출시킴으로써, 유도가열코일의 유도가열에 의하여 상,하부봉상체들과 상,하부성형틀들이 열팽창되더라도 체결부위에 형성되는 틈새에 의하여 보정되어 상,하부성형틀들이 내부에서 이동하지 않고 견고하게 지지되며, 유도가열코일의 유도가열로 발생되는 틈새들에 의하여 렌즈의 중심축이 어긋나는 틸트(tilt)와 렌즈의 중심축이 두개가 되는 디센터(decenter) 등의 현상이 발생되는 것을 방지하여 준다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 고안 광학유리의 성형용 금형은, 상,하부가열체에 상,하부봉상체를 돌출시키고, 상기 상,하부봉상체에 일정한 간격이 유지되도록 상,하부성형틀을 체결함으로써, 유도가열로 발생되는 틈새에 의하여 렌즈성형시에 발생되는 틸트(tilt)와 디센트(decenter) 등의 현상이 발생되는 것을 방지하여 주는 유용한 것이다.

Claims (2)

1. 상,하부고정판(10,20)과 상기 상,하부고정판 사이에 설치되어 성형실을 이루며 외부에는 유도가열코일이 설치되는 내열유리관부(30)와, 상기 상부고정판(10)에 고정되는 지지체(41)의 하부면에 체결되어 중심부에 돌출된 상부봉상체(42)가 형성된 제1상부가열체(40)와, 상기 상부봉상체(42)의 외부면과는 소정의 틈새를 유지하며 체결되는 상부성형틀(51)의 외주면에 장착되는 제2상부가열체(50)와, 하부고정판(20)을 통하는 프레스헤드(61)의 상부면에 고정되며 중심부에 돌출된 하부봉상체(62)가 형성된 제1하부가열체(60)와, 상기 하부봉상체의 외부면과는 소정의 틈새를 유지하며 체결된 하부성형틀(71)의 외주면에 장착되는 제2하부가열체로 구성됨을 특징으로 하는 광학유리의 성형용 금형.
2. 제1항에 있어서, 상기 상,하부성형틀(51,71)은 세라믹 재질로 된 것을 특징으로 하는 광학유리의 성형용 금형.