(57)【要約】【課題】心取りなしに所定の形状に成形することができる光学レンズのプレス成形金型を提供する。【解決手段】胴型内において筒状枠型が、上型の胴体の先端が小径部として縮径されて下型の胴体と小径部の胴径の違いで生じた段差環面に、小径部及び下型の成形面上にセットされたレンズ素材を囲み込むように脱着可能に設けられている。【選択図】図１
2007070215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セットされる予め大よそ形に整えたレンズ素材を加熱、押圧して光学レンズに成形する成形金型として、
そのほぼレンズの光軸を軸心線とする柱状の第１の胴体の先端に、前記軸心線と直交方向にレンズ素材を押圧するための第１の成形面を有し、前記胴体の軸心線を中心として第１の外周面が形成されている第１の型と、
そのほぼ柱状のレンズの光軸を軸心線とする第２の胴体の先端に、前記軸心線と直交方向にレンズ素材を押圧するための第２の成形面を有し、第２の外周面が前記軸心線を中心として形成され、前記第１の型と向い合って同軸に配置されている第２の型と、
中空筒状をしてその空胴内に、前記両型を軸沿いに嵌挿し、相対的移動をさせて２成形面間に所定肉厚をした前記レンズを成形することができる所定隙間をなすような長さをした胴にされてなる胴型と、からなり、
前記第２の胴体の先端が小径部として縮径され、
前記胴型の空胴内において前記第２の胴体と前記小径部の胴径の違いで生じた段差環面に、筒状枠型が、炭素含有量が９０％以上の素材によりつくられ、且つこの小径部及び第２の成形面上にセットされたレンズ素材を囲み込むように脱着可能に設けられ、
前記胴型において、前記第１の型と前記第２の型を軸沿いに相対的移動させて、前記第１の成形面と前記第２の成形面と前記枠型の内周面とにより囲まれた空間がレンズを成形するためのキャビティになるように構成されることを特徴とする光学レンズの成形金型。
【請求項２】
前記小径部はさらに、その先端が縮径され、第１の小径部及び第１の小径部よりも径大である第２の小径部が形成され、前記第１の小径部の外周面が前記枠型の内周面と所定の隙間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの成形金型。
【請求項３】
前記枠型には、前記軸心線と直交方向に前記隙間と前記枠型の外周面に貫通する通孔が複数設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光学レンズの成形金型。
【請求項４】
前記胴型には、前記軸心線と直交方向に前記空胴の内周面から外部へ連通している気孔が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの成形金型。
【請求項５】
前記キャビティとしては、その内径が４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの成形金型。
【請求項６】
前記枠型としては、熱伝達が良く熱膨張が低い材料によりつくられることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズの成形金型。
【請求項７】
前記枠型としては、炭素含有量が１００％のグラファイトによりつくられることを特徴とする請求項６に記載の光学レンズの成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズの成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズは、レンズ素材を加熱・軟化させ、それを一対の成形型で精密押圧することによりつくられている。そして、例えば図５に示す心取り装置によって、レンズの光学中心軸に合わせてこのプレス成形で得られた初成形体の外周面を研磨する心取り作業が経て所期するレンズが得られる。
【０００３】
心取り装置５は、図５に示されているように、プレス成形後の初成形体５０の光軸を中心線とする一対のレンズ治具５１、５１が対向しており、同中心線と直交して設けられた研削機構５２によって初成形体５０の外周部に砥石を当接して、レンズの初成形体５０が所望の光学レンズの形状に研削される。
【０００４】
近年、光学機器の小型化、軽量化に伴い光学系に使用される光学レンズとして、径が小さい非球面形状のレンズが増えていることから、レンズ肉厚の偏りがなく、所定の形状、サイズなどに仕上げるには高精度加工をしなければならず、レンズの製造工程が煩雑となり、製造時間が長くかかる上、砥石などの消耗によりコストも高くなる。
【０００５】
そこで、心取りなしに効率的に生産しようとする成形金型として、例えば図６、図７に示すような構成が特開２００１−２７０７２４号、特開２００２−２３４７４２号に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示す金型は、胴型６３と、胴型６３の上下端面にそれぞれ接するつば部を設けられた上型６１と下型６２とからなる。下型６２の凹陥成形部６４は、内径が異なる複数の内環部が同軸に階段状に形成され、レンズの外径を画成しながら所定形状のレンズを成形することができるので、研磨の手数を省け、製造の歩留りを向上することが可能であるが、下型の成形部の加工が困難で、加工コストが高い。
【０００７】
図７に示す金型は、図６の構成に加え、キャビティ内においてレンズ素材（光学硝材）７０の周りにレンズの側周面を成形する筒状の枠型７５を設けてある。この構成により、研磨しなくてもよく、型の製作は簡単であるが、成形後の型の分解、嵌め合いを考えて各型の嵌め合いクリアランスを大目にとってあるので、枠型の上型７１、下型７２との同軸設置が難しくなり、且つ、レンズ素材７０がしばしば枠型７５に溶着し、枠型７５がレンズ成形品（光学レンズ）から分離し難い問題がある。そのため、枠型７５の内周面に保護膜を形成する提案もあるが、保護膜の形成作業も余計な手間である。
【０００８】
また、図示しないが、所望形状のレンズが成形されるように枠型により上型、下型がガイドされながら規制される技術として、特開２００２−１６０９２９号、特開２００４−２０６５号にも開示されているが、レンズ素材が枠型に溶着する上、保護膜の形成がし難い問題もある。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、心取りなしに所定の形状に成形することができる光学レンズのプレス成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、本発明の成形金型は、セットされる予め大よそ形に整えたレンズ素材を加熱、押圧して光学レンズに成形する成形金型として、そのほぼレンズの光軸を軸心線とする柱状の第１の胴体の先端に、前記軸心線と直交方向にレンズ素材を押圧するための第１の成形面を有し、前記胴体の軸心線を中心として第１の外周面が形成されている第１の型と、そのほぼ柱状のレンズの光軸を軸心線とする第２の胴体の先端に、前記軸心線と直交方向にレンズ素材を押圧するための第２の成形面を有し、第２の外周面が前記軸心線を中心として形成され、前記第１の型と向い合って同軸に配置されている第２の型と、中空筒状をしてその空胴内に、前記両型を軸沿いに嵌挿し、相対的移動をさせて２成形面間に所定肉厚をした前記レンズを成形することができる所定隙間をなすような長さをした胴にされてなる胴型と、からなり、前記第２の胴体の先端が小径部として縮径され、前記胴型の空胴内において前記第２の胴体と前記小径部の胴径の違いで生じた段差環面に、筒状枠型が、炭素含有量が９０％以上の素材によりつくられ、且つこの小径部及び第２の成形面上にセットされたレンズ素材を囲み込むように脱着可能に設けられ、前記胴型において、前記第１の型と前記第２の型を軸沿いに相対的移動させて、前記第１の成形面と前記第２の成形面と前記枠型の内周面とにより囲まれた空間がレンズを成形するためのキャビティになるように構成されることを特徴とする。
【００１１】
前記構成においては、前記小径部はさらに、その先端が縮径され、第１の小径部及び第１の小径部よりも径大である第２の小径部が形成され、前記第１の小径部の外周面が前記枠型の内周面と所定の隙間が形成されることが好ましい。
【００１２】
また、前記枠型には、前記軸心線と直交方向に前記隙間と前記枠型の外周面に貫通する通孔が複数設けられ、そして、前記胴型には、前記軸心線と直交方向に前記空胴の内周面から外部へ連通している気孔が複数設けられることが好ましい。
【００１３】
また、前記構成においては、前記キャビティとしては、その内径が４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、前記枠型としては、熱伝達が良く熱膨張が低い材料、例えば炭素含有量が１００％のグラファイトによりつくられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成によれば、枠型及び２の成形面により画成されたキャビティ内においてレンズ素材が加熱押圧されながら両型が相対的に同軸に滑り移動されることができるので、所定肉厚をした光学レンズに成形されることができ、枠型の第２の型と同軸配置が簡単にでき、成形後の型分解も簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の成形金型の一実施形態を分解して示す断面図、図２は、同成形金型の組立断面図である。
【００１８】
本実施の形態の成形金型１は、図示のごとく、成形される光学レンズの光軸を軸心線Ｌとする同軸に向かい合わせた第１の型としての上型１０及び第２の型としての下型２０と、成形される光学レンズの肉厚を定める胴型３０とから構成されている。なお、光学レンズは、例えば光学系に用いられるガラスレンズである。なお、本実施例の成形金型１は、押圧加熱設備を簡略して図示される。
【００１９】
上型１０は、レンズ素材１００Ａを押圧するほぼレンズ光軸を軸線Ｌとする柱状胴体１２をし、胴体１２の下型２０側の表面がやや窪んで第１の成形面１２１として形成され、同軸心線Ｌを中心として第１の外周面１２２が形成されている。
【００２０】
下型２０は、レンズ素材１００Ａを押圧する柱状胴体２２をし、胴体２２の上型１０側の表面が窪んで第２の成形面２２６として形成され、軸心線Ｌを中心として第２の外周面２２９が形成され、上型１０と向い合って同軸に相対移動する。なお、この例においては、上型１０は可動型で、下型２０は固定型として用いられる。また、レンズ素材１００Ａは、予め大よそな所定形状に整えたものを使うことが好ましい。この例においては、成形されるレンズの径長が下型２０と同じである。
【００２１】
この例においては、上型１０及び下型２０は、それぞれの成形面１２１、２２６と反対の端部には、第１と第２のつば１１、２１が張出て、それぞれの下環面、上環面が胴型３０の上端面３１、下端面３２と接触することができるように形成されている。なお、上型１０及び下型２０は、図示しない加熱押圧設備により加熱押圧される。
【００２２】
胴型３０は、中空筒状をしてその空胴内に、両型１０、２０を軸沿いに嵌挿し、相対的移動をさせて２成形面１２１、２２６間に所定肉厚をした光学レンズ１００Ｂを形成することができる所定隙間をなすような長さをした胴にされてなる。また、胴型３０には、軸心線Ｌと直交方向に空胴の内周面３３から外部へ連通している気孔３４が複数設けられている。
【００２３】
また、この例においては、下型２０の胴体２２の先端が小径部２２１として縮径されており、同胴体２２と小径部２２１の胴径の違いで生じた段差環面２２３に、筒状枠型４０が、胴型３０内においてこの小径部２２１及び第２の成形面２２６上にセットされたレンズ素材１００Ａを囲み込むように脱着可能に設けられている。また、小径部２２１はさらに、その先端が縮径され、第１の小径部２２４及び、第１の小径部２２４よりも好ましくは０．０５ｍｍ内の差があるよう径大にされる第２の小径部２２５が形成されており、第１の小径部２２４の外周面２２７が枠型４０の内周面４１と所定の隙間が形成されると共に、第２の小径部２２５の外周面２２８が枠型４０と密接されることができる。
【００２４】
筒状枠型４０は、その下型２０側の内周縁が下型２０に向かって拡径しながら傾斜して円錐状斜面４６が設けられ、下型２０を簡単に導入させて嵌ることができる。また、枠型４０には、軸心線Ｌと直交方向に隙間と枠型４０の外周面４２に貫通する複数の通孔４５、４５、・・・が設けられている。この例においては、枠型４０としては、熱伝達がよく熱膨張が低い材料によりつくられ、例えば硬度がＨＲＡ６０〜ＨＲＡ８０、熱膨張率が２×１０−６/Ｋ〜６×１０−６/Ｋ、熱伝達率が９０〜１５０Ｗ/ｍ・Ｋの炭素含有の材料により空胴環状に形成されているものが好ましく用いられる。用いられる炭素含有量は、９０％以上がよく、特に炭素含有量が１００％のグラファイトが好ましい。
【００２５】
前記構成においては、胴型３０内において上型１０と下型２０を軸沿いに相対的移動させて、上型１０の成形面１２１と下型２０の成形面２２６と枠型４０の内周面４１とにより囲まれた空間がレンズを成形するためのキャビティになる。なお、この例においては、前記キャビティとしては、その内径が４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
上記構成により、図２〜図３を参照しながら本発明の成形金型の動作を説明する。
【００２７】
図２に示すように、胴型３０内において上型１０の成形面１２１と下型２２の成形面２２６と枠型４０とにより囲まれてなるキャビティに、予め大よそな形に整えたレンズ素材１００Ａがセットされ、上型１０が胴型３０内に滑り移動して、レンズ素材１００Ａの上型１０側の外周部に接触する。加熱押圧設備によってレンズ素材１００Ａが加熱されながら、上型１０が押圧され下型２０に向かって移動される。図３に示すように、レンズ素材１００Ａが上型１０によって押圧成形されながら、２の成形面１２１、２２６と枠型４０の内周面４１とにより囲まれたキャビティ内において所定の肉厚が形成されたレンズの初成形体１００Ｂに成形される。そして、ガラス変換温度以下に下げて上型１０を移動して出すと、光学レンズの成品が得られる。
【００２８】
この押圧成形のとき、図４に示すように、キャビティ内において第１の小径部２２４の外周面２２７及び枠型４０の内周面４１の間の隙間における空気が、胴型３０の気孔３４と枠型４０の通孔４５から導出されることができる。したがって、成形されるレンズ成品内における気泡含有量を大幅に低減することができ、レンズの品質を向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明の成形金型によれば、光学レンズの成形を心取り、研磨せずにすみ、レンズの押圧成形を一つの連続操作によって実現することができるので、製造の歩留りを大幅に高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように本発明の成形金型によれば、従来成形後の研磨や、心取り作業、洗浄作業をなくし、製造コストを大幅に削減することができ、成形後研磨作業のクランプによるダメージもなく、光学レンズの品質を向上させることができる。
【００３１】
また、枠型４０は熱伝達性が優れ、熱膨張が小さい材料によりつくられるものが用いられているので、レンズ素材との溶着現象を大幅に少なくし、成形の加熱均一性及び型の分解性を向上させることができる。
【００３２】
また、枠型４０の内周面４１と第２の小径部２２５の外周面とを密接させることができるので、枠型４０の下型２０との同軸配置が簡単にでき、肉厚の偏りがない光学レンズが成形される。
【００３３】
また、本発明の成形金型によれば、枠型４０は従来のように溶着防止用の保護膜の形成工程を行わずにすみ、製造手間を簡単化し、製造コストを大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の成形金型の一実施形態を分解して示す断面図である。
【図２】同成形金型の組立断面図である。
【図３】成形後の同成形金型を概略して示す断面図である。
【図４】図３の成形金型の部分拡大断面図である。
【図５】従来の心取り装置の構成を概略して示す図である。
【図６】従来の成形金型の概略断面図である。
【図７】他の従来の成形金型の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１          成形金型
１００Ａ    レンズ素材
１００Ｂ    光学レンズ
１０        上型（第１の型）
１１        第１のつば
１２        胴体
１２１      第１の成形面
１２２      第１の外周面
２０        下型（第２の型）
２１        第２のつば
２２        胴体
２２１      小径部
２２３      段差環面
２２４      第１の小径部
２２５      第２の小径部
２２６      第２の成形面
２２７      （第１の小径部の）外周面
２２８      （第２の小径部の）外周面
２２９      第２の外周面
３０        胴型
３１        上端面
３２        下端面
３３        内周面
３４        気孔
４０        枠型
４１        内周面
４５        通孔
４６        円錐状斜面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007070215.tif 000007
【図６】
2007070215.tif 000008
【図７】
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