(57)【要約】【課題】光学素子の取出し作業を容易に行える光学素子成形用金型を提供する。【解決手段】下型３と、下型３と嵌合する上型５と、両方の型３，５を上下方向へ摺動可能に収容する胴型７と、胴型７の下方に位置し、下型３の反成形面３ｂを支持するベース９とを備え、両方の型３，５の成形面３ａ，５ａの間に配置されたガラス２０をプレス成形する光学素子成形用金型１において、ベース９に、胴型７内の下型３を押し上げるための棒状体１５を通す通路９ａを設けた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と、上型と、前記両方の型を上下方向へ摺動可能に収容する胴型と、この胴型の下方に位置し、前記下型を支持するベースとを備え、前記両方の型の成形面の間に配置された成形材料をプレス成形する光学素子成形用金型において、
前記ベースに、前記胴型内の前記下型を押し上げるための作動体を通す通路が設けられていることを特徴とする光学素子成形用金型。
【請求項２】
前記胴型が前記ベースに対して着脱可能に結合されていることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形用金型。
【請求項３】
前記上下両方の型の外周面に上下方向に沿う型側排気通路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子成形用金型。
【請求項４】
前記ベースの下型支持面に前記通路と前記型側排気通路とを連絡するベース側排気通路が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の光学素子成形用金型。
【請求項５】
前記上下両方の型の少なくとも一方に、前記成形面とは対向する面から前記成形面の近傍にまで達する穴が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の光学素子成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光学機器用等の光学素子をプレス成形するときに用いられる光学素子成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学素子成形用金型には、下型と上型と胴型とベースとを備えるものがある。下型の一端には成形面が形成されている。上型の一端には成形面が形成されている。成形面同士が対向するように両方の型が嵌合する。胴型は下型と上型とを上下方向へ摺動可能に収容する。ベースは胴型の下方に位置し、下型の反成形面を支持する。このベースの上面に胴型が固定されている（例えば、特開平２−１３７７４０号公報参照）。
【０００３】
この光学素子成形用金型を用いて光学素子を成形するには、まず、胴型に下型を挿入し、この下型上に成形材料を置く。次に、胴型に上型を挿入し、下型と上型の両方の成形面の間に成形材料を置く。その後、この金型を加熱して成形材料を軟化させ、この状態で成形装置のプレス部によって上型に圧力を掛けて成形材料をプレス成形する。プレス成形後、胴型から上型を抜き取り、その後、取出器具を胴型に挿入し、この取出器具で完成した光学素子を掴み、そのまま取出器具を引き上げて光学素子を取り出す。以上のようにして光学素子が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ユーザーは光学素子の小型化及び高精度化を強く望んでいる。光学素子を小型化するには、胴型の内径を小さくする必要がある。光学素子を高精度化するには、光学素子の面の中心が正確に光軸に直交するようにする必要がある。高精度な面を形成するためには、胴型内で下型及び上型が傾かないようにする必要がある。胴型内で下型及び上型が傾かないようにするために、従来、胴型と下型との間の隙間、胴型と上型との間の隙間を極力小さくするとともに、胴型、下型及び上型の長さを長くしていた。
【０００５】
このように、従来の光学素子成形用金型は、ユーザーの要望に応じるために、次第に細長くなった。
【０００６】
このため、完成した光学素子を胴型内から取り出すには、光学素子が胴型の内周面に接触して取出器具から脱落しないように、取出器具を上下方向に沿って正確にしかも長い距離引き上げなければならなかった。このように、従来の光学素子成形用金型では、光学素子の取出し作業に熟練を要し、光学素子の取出し作業を容易に行えなかった。
【０００７】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は光学素子の取出し作業を容易に行える光学素子成形用金型を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項１の発明の光学素子成形用金型は、下型と、上型と、前記両方の型を上下方向へ摺動可能に収容する胴型と、この胴型の下方に位置し、前記下型を支持するベースとを備え、前記両方の型の成形面の間に配置された成形材料をプレス成形する光学素子成形用金型において、前記ベースに、前記胴型内の前記下型を押し上げるための作動体を通す通路が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の光学素子成形用金型において、前記胴型が前記ベースに対して着脱可能に結合されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の光学素子成形用金型において、前記上下両方の型の外周面に上下方向に沿う型側排気通路が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の光学素子成形用金型において、前記ベースの下型支持面に前記通路と前記型側排気通路とを連絡するベース側排気通路が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の光学素子成形用金型において、前記上下両方の型の少なくとも一方に、前記成形面とは対向する面から前記成形面の近傍にまで達する穴が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１はこの発明の第１実施形態に係る光学素子成形用金型の縦断面図である。
【００１５】
この光学素子成形用金型１は、ガラス（成形材料）２０を軟化した状態でプレス成形することによって凸レンズ（光学素子）２１を得るためのものである。
【００１６】
光学素子成形用金型１は下型３と上型５と胴型７とベース９とを備えている。
【００１７】
下型３はほぼ円柱状であり、その上端面には凸レンズ２１の一方の球面を形成するための成形面３ａが形成されている。下型３の他端の反成形面３ｂから成形面３ａの近傍に達する穴３ｃが下型３に形成されている。
【００１８】
上型５はほぼ円柱状であり、その下端面には凸レンズ２１の他方の球面を形成するための成形面５ａが形成されている。上型５の他端の反成形面５ｂから成形面５ａの近傍に達する穴５ｃが上型５に形成されている。上型５の成形面５ａと下型３の成形面３ａとが対向するように胴型７内で上型５と下型３とが嵌合する。
【００１９】
胴型７はほぼ円筒状であり、その上端開口縁にはテーパ面７ａが形成されている。胴型７の下端部にはフランジ部７ｂが形成されている。胴型７は下型３と上型５との両方を上下方向へ摺動可能に収容する。胴型７内に下型３及び上型５が収容された状態において、上型５の上端部は胴型７から突出している。
【００２０】
ベース９はほぼ円板状である。ベース９の外径は胴型７のフランジ部７ｂの外径よりも大きい。ベース９の中央部には、胴型７内の下型３を押し上げるための棒状体（作動体）１５（図２参照）を通す通路９ａが形成されている。ベース９の外周面全周に亙って溝９ｂが形成されている。胴型７が胴型押え１１及びボルト１３によってベース９に着脱可能に結合されている。
【００２１】
胴型押え１１には、ボルト１３を挿通するボルト挿通孔１１ａが形成されるとともに、他端部には胴型７のフランジ部７ｂを押えるフック部１１ｂが形成されている。フック部１１ｂとフランジ部７ｂとの間には隙間がある。
【００２２】
ボルト１３は胴型押え１１のボルト挿通孔１１ａを挿通され、ベース９に形成された雌ねじ９ｃに螺合される。
【００２３】
図２は図１に示す光学素子成形用金型によるレンズの製造工程を示し、同図（ａ）はガラスセット工程の縦断面図、同図（ｂ）は成形工程の縦断面図、同図（ｃ）は上型取出し工程の縦断面図、同図（ｄ）はレンズ取出し工程の縦断面図である。
【００２４】
次にこの実施形態に係る光学素子成形用金型を用いて凸レンズを成形するときの製造工程について説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示すように、作業台（図示せず）上に置かれたベース９の通路９ａを通じて棒状体１５を胴型７内に挿入し、この棒状体１５によって下型３を押し上げ、下型３の成形面３ａを胴型７から突出させる。この下型３の成形面３ａにガラス２０を乗せる（ガラスセット工程）。
【００２６】
次に、棒状体１５を下げて下型３をベース９上に置き、その後、上型５を胴型７内に挿入する（上型セット工程）。
【００２７】
上型５のセットが終わったら、光学素子成形用金型１を成形装置（図示せず）の入口に置く。成形装置の搬送部によって光学素子成形用金型１が成形装置の加熱部に搬送される。このとき、搬送部のチャック機構はベース９の溝９ｂの部分を掴む。加熱部で光学素子成形用金型１を加熱する。このとき、穴３ｃ，５ｃに挿入された熱電対（図示せず）によってガラス２０付近の下型３及び上型５の温度を測定しながら加熱する（加熱工程）。光学素子成形用金型１を加熱すると、胴型７のフランジ部７ｂ及び胴型押えのフック部１１ｂが熱膨張するが、フランジ部７ｂとフック部１１ｂとの間には隙間があるので、両者７ｂ，１１ｂは互いに干渉しない。その結果、ボルト１３の破損の虞が低い。
【００２８】
ガラス２０が所定温度まで加熱されたら、成形装置のプレス部によって上型５に圧力を加えて、図２（ｂ）に示すように、ガラス２０をプレス成形する（成形工程）。
【００２９】
プレス成形が完了したら、光学素子成形用金型１は搬送部によって成形装置の出口へ搬送されるので、これを取り出し、作業台（図示せず）の上に載せ、光学素子成形用金型１を冷却する。光学素子成形用金型１が冷えたら、上型５を胴型７から引き抜く（上型取出工程）。
【００３０】
次に、ベース９の通路９ａを通じて棒状体１５を胴型７内に挿入し、この棒状体１５によって下型３を押し上げ、下型３の成形面３ａを胴型７から突出させる。この下型３の成形面３ａ上のプレス成形された凸レンズ２１を取り出す（レンズ取出し工程）。
【００３１】
以上により、一つの凸レンズ２１が得られる。引き続きプレス成形する場合は、上述した一連の作業を繰り返す。なお、上述の一連の作業を「段取り」ということにし、また、段取りにおいて使用されている光学素子成形用金型１を他のものに変えることを「段取り変え」ということにする。
【００３２】
次にこの実施形態の効果について説明する。
【００３３】
ベース９の通路９ａを通じて胴型７内に挿入した棒状体１５によって下型３を押し上げることができるので、下型３を棒状体１５によって胴型７の上端部まで押し上げれば、凸レンズ２１は胴型７内から外に出るため、凸レンズ２１を容易に取り出せる。
【００３４】
穴３ｃ，５ｃに熱電対を挿入して、加熱工程中のガラス２０近傍の下型３及び上型５の温度を測定できるので光学素子成形用金型１の温度制御を正確に行うことができる。
【００３５】
図３は第１実施形態に係る光学素子成形用金型とその変形例を同じ縮尺で描いた縦断面図である。
【００３６】
この変形例を説明するにあたり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この変形例の光学素子成形用金型１´は光学素子成形用金型１との間で段取り変えを容易に行えるように構成されている。
【００３８】
光学素子成形用金型１´の基本構造は光学素子成形用金型１と同じであるが、光学素子成形用金型１によって成形される凸レンズ２１よりも大径な凸レンズ２１´を成形するために、下型３´、上型５´及び胴型７´の径が光学素子成形用金型１のものよりも大きくなっている。しかし、ベース９は光学素子成形用金型１と光学素子成形用金型１´とで同形状のものが用いられている。すなわち、光学素子成形用金型１と光学素子成形用金型１´との間でベース９が共通化されている。成形装置の搬送部のチャック機構は同じ大きさのものしか掴めないが、ベース９を共通化させれば、段取り変えを行ってもチャック機構を交換せずに光学素子成形用金型１´を搬送することができる。但し、ベース９は共通化されているが、胴型７´と胴型７とでは外径が異なるので、胴型７´用の胴型押え１１´の形状は胴型７用の胴型押え１１の形状と異なり、また、胴型押え１１´用のボルト１３´は胴型押え１１用のボルト１３よりも長くなっている。
【００３９】
この変形例の光学素子成形用金型１´によれば、光学素子成形用金型１との間で段取り変えを容易に行うことができる。更に多種類の胴型７の間でベース９を共通化すれば、少量多品種生産を効率良く行うことができる。
【００４０】
図４はこの発明の第２実施形態に係る光学素子成形用金型を示し、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００４１】
第２実施形態の光学素子成形用金型２０１は一部を除いて第１実施形態の光学素子成形用金型１と同じ構成であるので、同じ部分には同一符号を付してその説明を省略する。以下、第１実施形態と構成の異なる部分についてだけ説明する。
【００４２】
この光学素子成形用金型２０１の下型２０３の外周面には切欠き（型側排気通路）２０３ｄが形成されている。上型２０５の外周面にも切欠き（型側排気通路）２０５ｄが形成されている。ベース２０９の上面には、溝（ベース側排気通路）２０９ｄが形成されている。溝２０９ｄの一端は通路９ａに達し、他端は胴型７の内周面に達している。
【００４３】
この光学素子成形用金型２０１では、通路９ａを利用して不活性ガスを胴型７内に送り込んで胴型７内の空気を溝２０９ｄ及び切欠き２０３ｄ，２０５ｄを通じて押し出すようになっている。
【００４４】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、通路９ａ、溝２０９ｄ及び切欠き２０３ｄ，２０５ｄ通じて、胴型７内の空気を不活性ガスに置換できるので、光学素子成形用金型２０１の内部の酸化を防ぐことができる。
【００４５】
なお、第１実施形態では、胴型７内の下型３を押し上げるための作動体として棒状体１５を用いているが、作動体は棒状体１５に限らず、例えば、圧搾空気を作動体として用いることができる。この例では下型３が胴型７の上端から所定量突出するようにするために、下型３の外周面に反成形面３ｂから成形面３ａの近傍にまで達する溝を設けるようにするとよい。
【００４６】
また、第１実施形態では、下型３と上型５との両方に測温素子を挿入するための穴３ｃ，５ｃを設けたが、この測温素子用の穴を下型３と上型５とのどちらか一方に設けてもよい。また、必ずしも測温素子用の穴を光学素子成形用金型１に設ける必要はない。
【００４７】
また、第２実施形態では型側排気通路として下型２０３及び上型２０５の外周面に切欠き２０３ｄ，２０５ｄを設けたが、型側排気通路は切欠き２０３ｄ，２０５ｄに限られず、例えば、溝等でもよい。
【００４８】
更に、段取り変えを容易に行えるという効果だけを生じさせれば足りるというのであれば、図３に示す光学素子成形用金型１，１´のベース９，９からそれぞれ通路９ａを廃した構成にしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明の光学素子成形用金型によれば、光学素子の取出し作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る光学素子成形用金型の縦断面図である。
【図２】図２は図１に示す光学素子成形用金型によるレンズの製造工程を示し、同図（ａ）はガラスセット工程の縦断面図、同図（ｂ）は成形工程の縦断面図、同図（ｃ）は上型取出し工程の縦断面図、同図（ｄ）はレンズ取出し工程の縦断面図である。
【図３】図３は第１実施形態に係る光学素子成形用金型とその変形例を同じ縮尺で描いた縦断面図である。
【図４】図４はこの発明の第２実施形態に係る光学素子成形用金型を示し、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１，１´，２０１　光学素子成形用金型
３，３´，２０３　下型
３ａ　成形面
３ｂ　反成形面
３ｃ　穴
２０３ｄ　切欠き（型側排気通路）
５，５´，２０５　上型
５ａ　成形面
５ｂ　反成形面
５ｃ　穴
２０５ｄ　切欠き（型側排気通路）
７，７´　胴型
９　ベース
９ａ　通路
２０９ｄ　溝（ベース側排気通路）
１５　棒状体（作動体）
２０　ガラス（成形材料）
２１　凸レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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