(57)【要約】【課題】頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子の成形が可能な成形型組を提供する。【解決手段】成形型組２は、上型１０と、下型２０と、第１の胴型３０とを備えている。第１の胴型３０は、ガラス材５０をプレス成形時に、下フランジ部２３の第２当接面２３ａに当接していた第１の胴型３０の下端面３３が第２当接面２３ａから浮上して、第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３の第１当接面１３ａに当接するように構成されている。【選択図】図１
2007091514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴型と、該胴型に上方から摺動可能に挿入され、下面に第１の成形面が形成された上型と、上記胴型に下方から摺動可能に挿入され、上面に第２の成形面が形成された下型とを備え、該胴型内に該上型と該下型とにより区画形成された内部空間に装入されたガラス材を、上記第１の成形面、上記第２の成形面、及び上記胴型の内周面でもってプレス成形するための成形型組であって、
上記上型は、先端に上記第１の成形面が形成され、上記胴型に摺動可能に挿入される円柱状の上型本体部と、該上型本体部の基端に連接され、上記胴型の上端面に当接可能で、且つ上記第１の成形面と平行に形成された第１当接面を有する上フランジ部とを有し、
上記下型は、先端に上記第２の成形面が形成され、上記胴型に摺動可能に挿入される円柱状の下型本体部と、該下型本体部の基端に連接され、上記胴型の下端面に当接可能で、且つ上記第２の成形面と平行に形成された第２当接面を有する下フランジ部とを有し、
上記胴型は、上記ガラス材のプレス成形時に、上記下フランジ部の第２当接面に当接していた該胴型の下端面が該下フランジ部の第２当接面から浮上して、該胴型の上端面が上記上フランジ部の第１当接面に当接するように構成されている成形型組。
【請求項２】
円筒状の胴型と、該胴型に上方から摺動可能に挿入され、下面に第１の成形面が形成された上型と、上記胴型に下方から摺動可能に挿入され、上面に第２の成形面が形成された下型とを備え、該胴型内に該上型と該下型とにより区画形成された内部空間に装入されたガラス材を、上記第１の成形面、上記第２の成形面、及び上記胴型の内周面でもってプレス成形するための成形型組であって、
上記上型は、先端に上記第１の成形面が形成され、上記胴型に摺動可能に挿入される円柱状の上型本体部と、該上型本体部の基端に連接され、上記胴型の上端面に当接可能で、且つ上記第１の成形面と平行に形成された第１当接面を有する上フランジ部とを有し、
上記下型は、先端に上記第２の成形面が形成され、上記胴型に摺動可能に挿入される円柱状の下型本体部と、該下型本体部の基端に連接され、上記胴型の下端面に当接可能で、且つ上記第２の成形面と平行に形成された第２当接面を有する下フランジ部とを有し、
上記胴型の高さは、上記内部空間の体積が上記ガラス材の体積と等しくなるときの上記上フランジ部と上記下フランジ部との間のプレス距離よりも小さく、且つ、上記ガラス材のプレス時に、該ガラス材の熱膨張による上記胴型の焼きバメにより該胴型が上記下フランジ部から浮上したときの該胴型下端面から該下フランジ部の第２当接面までの距離を上記プレス距離から差し引いた値よりも大きく設定されている成形型組。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された成形型組において、
上記第１の成形面と、上記第２の成形面と、上記胴型の内周面とが鏡面である成形型組。
【請求項４】
円筒状の胴型と、該胴型に上方から摺動可能に挿入され、先端に第１の成形面が形成された円柱状の上型本体部、及び該上型本体部の基底に連接され、上記胴型の上端面に当接可能で、且つ上記第１の成形面と平行に形成された第１当接面を有する上フランジ部を備えた上型と、上記胴型に下方から摺動可能に挿入され、先端に第２の成形面が形成された円柱状の下型本体部、及び該下型本体部の基底に連接され、上記胴型の下端面に当接可能で、且つ上記第２の成形面と平行に形成された第２当接面を有する下フランジ部を備えた下型とを備えた成形型組を用いてＬ／Ｄが０．５以上のガラス被成形物を製造する方法であって、
上記胴型内に上記上型と上記下型とにより区画形成された内部空間にガラス材を装入する工程と、
上記ガラス材を加熱して、該ガラス材を上記胴型に焼きバメさせて該胴型の下端面を上記下フランジ部の第２当接面から浮上させる工程と、
少なくとも上記胴型の上端面が上記上フランジ部の第１当接面に当接するまで上記上型を降下させて上記ガラス材をプレスする工程と、
を備えたガラス被成形物の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載された製造方法において、
上記ガラス被成形物は光学素子である製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載された製造方法において、
上記ガラス被成形物は成形型である製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成形型組及びそれを用いたガラス被成形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス光学素子やガラス製の成形型といったガラス素子の成形方法として、一対の成形型を用いたプレス成形法が提案されている（例えば、特許文献１、２等）。
【０００３】
例えば、ガラス製の成形型やメニスカスレンズ、カップリングレンズといったＬ／Ｄが比較的大きく、頂面及び底面と周面との高い直交度が要求される柱状（例えば、円柱状）のガラス素子をプレス成形法により作製する場合、上下一対の成形型と共に、上型と下型との間に設けられ、上型と下型が摺動可能に挿入される（言い換えれば、上型と下型との間で上下方向に変位可能な）胴型が用いられる。胴型の内径は上型及び下型（以下、「上型及び下型」を総称して「上下型」とすることがある。）の外径とほぼ等しく、胴型の垂直度はもっぱら上下型の外周面と胴型の内周面とにより補償されている。
【特許文献１】特開平７−２５３５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２３２２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ガラス素子のプレス成形工程においては、ガラス材及び各成形型をそのガラス軟化温度近傍まで高温に加熱する必要がある。このため、上下型と胴型との焼き付きを抑制する観点から、プレス成形工程において上下型と胴型とが焼きバメされない程度に、胴型の内径を上下型の外径よりも若干大きくしておかなければならない。よって、ガラス素子の加熱工程やプレス成形工程において、胴型が上下型の垂直軸に対して傾いてしまう虞がある。従って、従来の上下型と、上下型の間で上下方向に変位可能な胴型とにより構成される成形型組及びそれを用いた製造方法では、頂面及び底面と周面との高い直交度（直交性）を実現することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子の成形が可能な成形型組及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１の成形型組は、円筒状の胴型と、胴型に上方から摺動可能に挿入され、下面に第１の成形面が形成された上型と、胴型に下方から摺動可能に挿入され、上面に第２の成形面が形成された下型とを備えており、胴型内に上型と下型とにより区画形成された内部空間に装入されたガラス材を、第１の成形面、第２の成形面、及び胴型の内周面でもってプレス成形するためのものである。上型は、先端に第１の成形面が形成され、胴型に摺動可能に挿入される円柱状の上型本体部と、上型本体部の基端に連接され、胴型の上端面に当接可能で、且つ第１の成形面と平行に形成された第１当接面を有する上フランジ部とを有する。下型は、先端に第２の成形面が形成され、胴型に摺動可能に挿入される円柱状の下型本体部と、下型本体部の基端に連接され、胴型の下端面に当接可能で、且つ第２の成形面と平行に形成された第２当接面を有する下フランジ部とを有する。胴型は、ガラス材のプレス成形時に、下フランジ部の第２当接面に当接していた胴型の下端面が下フランジ部の第２当接面から浮上して、胴型の上端面が上記上フランジ部の第１当接面に当接するように構成されている。
【０００７】
本発明に係る第２の成形型組は、円筒状の胴型と、胴型に上方から摺動可能に挿入され、下面に第１の成形面が形成された上型と、胴型に下方から摺動可能に挿入され、上面に第２の成形面が形成された下型とを備えており、胴型内に上型と下型とにより区画形成された内部空間に装入されたガラス材を、第１の成形面、第２の成形面、及び胴型の内周面でもってプレス成形するためのものである。上型は、先端に第１の成形面が形成され、胴型に摺動可能に挿入される円柱状の上型本体部と、上型本体部の基端に連接され、胴型の上端面に当接可能で、且つ第１の成形面と平行に形成された第１当接面を有する上フランジ部とを有する。下型は、先端に第２の成形面が形成され、胴型に摺動可能に挿入される円柱状の下型本体部と、下型本体部の基端に連接され、胴型の下端面に当接可能で、且つ第２の成形面と平行に形成された第２当接面を有する下フランジ部とを有する。胴型の高さは、内部空間の体積がガラス材の体積と等しくなるときの上フランジ部と下フランジ部との間のプレス距離よりも小さく、且つ、ガラス材のプレス時に、ガラス材の熱膨張による胴型の焼きバメにより胴型が下フランジ部から浮上したときの胴型下端面から下フランジ部の第２当接面までの距離をプレス距離から差し引いた値よりも大きく設定されている。
【０００８】
本発明に係る製造方法はＬ／Ｄが０．５以上（好ましくは０．７以上）のガラス被成形物を製造するための方法である。本発明に係る製造方法には、円筒状の胴型と、胴型に上方から摺動可能に挿入され、先端に第１の成形面が形成された円柱状の上型本体部、及び上型本体部の基底に連接され、胴型の上端面に当接可能で、且つ第１の成形面と平行に形成された第１当接面を有する上フランジ部を備えた上型と、胴型に下方から摺動可能に挿入され、先端に第２の成形面が形成された円柱状の下型本体部、及び下型本体部の基底に連接され、胴型の下端面に当接可能で、且つ第２の成形面と平行に形成された第２当接面を有する下フランジ部を備えた下型とを備えた成形型組を用いる。
【０００９】
本発明に係る製造方法は、胴型内に上型と下型とにより区画形成された内部空間にガラス材を装入する工程と、ガラス材を加熱して、ガラス材を胴型に焼きバメさせて胴型の下端面を下フランジ部の第２当接面から浮上させる工程と、少なくとも胴型の上端面が上フランジ部の第１当接面に当接するまで上型を降下させてガラス材をプレスする工程とを備えている。
【００１０】
尚、本明細書において「成形面と平行なフランジ部」とは、詳細には、成形面の基準平面と平行であるフランジ部のことをいう。また、「Ｌ／Ｄ」とは、円柱状のガラス素子の高さを底面の直径で割った値のことをいう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
本実施形態に係る成形型組は、例えば、ガラス製の成形型や、メニスカスレンズ、カップリングレンズといった比較的Ｌ／Ｄが大きく、頂面及び底面と周面との高い直交度が要求される柱状（例えば、円柱状）のガラス素子の成形に好適なものである。具体的には、Ｌ／Ｄが０．５以上（好ましくは０．７以上）のガラス素子の成形に好適なものである。以下、図面を参照しながら本実施形態に係る成形型組及びそれを用いた光学素子の製造方法について詳細に説明する。
【００１４】
図１は本実施形態に係る製造装置（プレス装置）１の要部の構成を表す断面図である。
【００１５】
本実施形態に係る製造装置１は、成形型組２と、上加熱板６０と、下加熱板６３と、基盤６４と、プレス器６２とを備えている。成形型組２は、それぞれ例えば超鋼合金等で形成された上型１０と、下型２０と、第１の胴型３０と、第２の胴型４０とを備えている。
【００１６】
上型１０は円柱状の上型本体部１２と、上型本体部１２の基底に連接された上フランジ部１３とを有する。上フランジ部１３は円盤状に形成されており、上型本体部１２よりも大きな外径を有する。また、上型本体部１２の頂面には鏡面に仕上げられた第１の成形面１１が形成されている。第１の成形面１１と上フランジ部１３の第１当接面１３ａとは平行である。尚、第１の成形面１１はガラスの融着を抑制する貴金属（例えば、白金）等からなる離型膜により被覆されていてもよい。尚、本明細書において「鏡面」とは、入射光が効率良くレンズを通過しレンズ表面での散乱や異常な偏向が発生しない面状態をいい、具体的には面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以下の面をいう。面粗さ（Ｒａ）はレーザー干渉計や触針式の表面粗さ計など汎用測定器を用いて測定することができる。
【００１７】
一方、下型２０は、上型本体部１２の外径と略同一の外径を有する円柱状の下型本体部２２と、その下型本体部２２の基底に連接された下フランジ部２３とを有する。下フランジ部２３は円盤状に形成されており、下型本体部２２よりも大きな外径を有する。また、下型本体部２２の頂面には鏡面に仕上げられた第２の成形面２１が形成されている。第２の成形面２１と下フランジ部２３の第２当接面２３ａとは平行である。尚、第２の成形面２１はガラスの融着を抑制する貴金属（例えば、白金）等からなる離型膜により被覆されていてもよい。
【００１８】
下型２０は基盤６４の上に設置された下加熱板６３の上に配置されている。下加熱板６３には１又は複数の（例えば３つの）ヒーター６１が埋設されており、そのヒーター６１により下型２０が加熱される仕組みとなっている。
【００１９】
一方、下型２０に対向して配置された上型１０は上加熱板６０に取り付けられている。上加熱板６０には１又は複数の（例えば３つの）ヒーター６１が埋設されており、そのヒーター６１により上型１０が加熱される仕組みとなっている。また、上加熱板６０はプレス器６２に取り付けられており、そのプレス器６２の機能により上型１０は下型２０に対して相対的に上下に変位可能となっている。
【００２０】
上型１０と下型２０との間には、上型本体部１２及び下型本体部２２が挿入される円筒状の第１の胴型３０が設けられている。第１の胴型３０は上型本体部１２及び下型本体部２２の外径と略同一の内径を有する。詳細には、第１の胴型３０の内径は上型本体部１２及び下型本体部２２の外径よりも若干大きい。また、上型本体部１２及び下型本体部２２の外周面及び第１の胴型３０の内周面は鏡面に仕上げられている。このため、上型本体部１２及び下型本体部２２は第１の胴型３０内部を摺動できるようになっている。言い換えれば、第１の胴型３０は上型１０と下型２０との間で上下方向に変位可能となっており、上フランジ部１３及び下フランジ部２３により抜け止めされている。
【００２１】
第１の胴型３０の外側には、第１の胴型３０の外径よりも大きな外径を有する円筒状の第２の胴型４０が設けられている。第２の胴型４０は第１の胴型３０よりも長く形成されており、端面が上加熱板６０又は下加熱板６３に当接可能になっている。この第２の胴型４０は、プレス工程において、上型１０の変位を所定位置で停止させるための部材である。
【００２２】
尚、成形型組２を含む製造装置１の要部は不活性ガス雰囲気（例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気）のチャンバー（図示せず）内に設置されている。
【００２３】
次に、本実施形態に係る製造装置１を用いてガラス素子を製造する工程について図２〜図５を参照しながら詳細に説明する。尚、説明の便宜上、図２〜図５には、成形型組２の要部のみを描画している。
【００２４】
まず、図２に示すように上型１０と下型２０と第１の胴型３０とにより形成される内部空間にガラス材（ガラスプリフォーム）５０を装入する。その後、ヒーター６１によって、装入されたガラス材５０を成形型組２と共にガラス材５０の軟化温度近傍まで加熱する（加熱工程）。
【００２５】
図３はガラス材５０の加熱が完了した状態を表す図である。
【００２６】
加熱工程において、ガラス材５０は径方向及び高さ方向に熱膨張する。成形型組２もガラス材５０と同様に径方向及び高さ方向に熱膨張するが、所定の温度以上で異常熱膨張するガラスからなるガラス材５０の熱膨張量は成形型組２の熱膨張量よりも遙に大きい。このため、ガラス材５０は、第１の胴型３０に焼きバメされると共に、高さ方向に熱膨張することにより第１の胴型３０の下端面３３が下フランジ部２３の第２当接面２３ａから浮上する。従って、図３に示すように、第１の胴型３０の下端面３３と下フランジ部２３の第２当接面２３ａとの間には、例えば高さｈ１のギャップが生じる。
【００２７】
加熱後、プレス器６２により上型１０を下型２０方向に変位させることによりガラス材５０をプレスする。
【００２８】
図４はガラス材５０をプレスする工程を表す図である。
【００２９】
図５はガラス材５０のプレスが完了した状態を表す図である。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態では、第１の胴型３０は、ガラス材５０をプレスする工程において、第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３の第１当接面１３ａに当接するように形成されている。すなわち、本実施形態では、第１の胴型３０は、第１の胴型３０の高さＬ１が、第１の胴型３０内に上型１０と下型２０とによって区画形成された内部空間の体積とガラス材５０の体積とが等しくなるときの（言い換えれば、プレス完了時の）上フランジ部１３と下フランジ部２３との間の距離Ｌ２（図５参照）よりも小さくなるように形成されている。
【００３１】
また、第１の胴型３０は、第１の胴型３０の高さＬ１が上記距離Ｌ２と浮上量ｈ１との和よりも小さくなるように形成されている。言い換えれば、第１の胴型３０は、高さＬ１がｈ１を距離Ｌ２から差し引いた値よりも大きくなるように形成されている。すなわち、本実施形態では、第１の胴型３０は、Ｌ２＜Ｌ１＜Ｌ２−ｈ１を満たすように形成されている。
【００３２】
このため、上型１０は、第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３の第１当接面１３ａに当接した状態で、図４に示す状態からさらに下方に推し進められ、ガラス材５０をプレスすることとなる。その結果、図５に示すように、第１の胴型３０の下端面３３と下フランジ部２３との間の距離はｈ１よりも小さいｈ２となる。
【００３３】
このように、ガラス材５０をプレスする工程において、第１の胴型３０は、上型本体部１２及び下型本体部２２の外周面と当接すると共に、その外周面と直交する上フランジ部１３の第１当接面１３ａとも当接する。すなわち、第１の胴型３０の垂直度は、プレス工程において、上型本体部１２及び下型本体部２２の外周面と第１の胴型３０の内周面３１と、さらには上フランジ部１３の第１当接面１３ａと第１の胴型３０の上端面３２とにより高精度に補償されることとなる。従って、本実施形態に係る製造装置１（成形型組２）によれば、頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子を成形することができる。
【００３４】
例えば、ガラス材５０を加熱する工程において、製造装置１のチャンバー内に温度ムラが発生し、第１の胴型３０が傾いて浮上した場合であっても、本実施形態では、プレス工程において第１の胴型３０の上端面３２と、第１の成形面１１と平行な上フランジ部１３の第１当接面１３ａとが当接するため、第１の胴型３０の傾きが是正される。このため、このようなケースにおいても頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子の成形が可能である。
【００３５】
それに対して、第１の胴型３０の高さＬ１がＬ２からｈ１を差し引いた値よりも小さい場合は、プレス工程において第１の胴型３０の上端面３２と上フランジ部１３の第１当接面１３ａとが当接しないため、第１の胴型３０が傾いて浮上した場合は、図６に示すように、第１の胴型３０が傾いた状態のままプレス工程が進行、完了する。このため、第１の胴型３０の高さＬ１がＬ２からｈ１を差し引いた値よりも小さい場合は、頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子を安定して成形することが困難となる。
【００３６】
尚、第１の胴型３０の設計は、例えば、ガラス材５０の熱膨張係数（例えば、ガラス転移点から軟化温度までの平均熱膨張係数）、ガラス材５０の寸法形状、使用温度帯域における成形型組２の熱膨張係数等から高さＬ１を算出することにより行うことができる。
【００３７】
尚、本実施形態では、第２の胴型４０により上型の変位を所定位置で停止させる構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２の胴型４０を設けず、サーボモータ等の位置決め機能を有するプレス器６２を用いてもよい。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
上記実施形態に係る製造装置１と同様の製造装置を用いて、５つのガラス被成形物サンプルを成形した。本実施例１では、ガラス材５０としては硼珪酸バリューム系ガラス（ガラス転移点：５１６℃、屈伏点：５５３℃）を用いた。ガラス材５０の熱線膨張係数を株式会社リガク製Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｔａｔｉｏｎ  ＴＡＳ１００で測定したところ、ガラス材５０の１００℃〜３００℃における熱膨張係数は９３×１０-7／℃であった。ガラス転移点（５１６℃）〜屈伏点（５５３℃）における熱線膨張係数は９２０×１０-7／℃であった。ガラス材５０は外径が６．７８ｍｍ、高さ８．５ｍｍの円柱状とした。
【００３９】
成形型組２（上型１０、下型２０、及び第１の胴型３０）はタングステンカーバイドを主成分とした超硬合金製とした。尚、成形型組２の屈伏点（５５３℃）までの熱線膨張係数は、ほぼ一定で５８×１０-7／℃であった。上型１０の頂面に形成された第１の成形面１１は凸形状非球面（ベースＲ＝５．５１８）とし、一方、下型２０の第２の成形面２１は平面形状とした。第１の胴型３０は内径６．８ｍｍ、高さ（Ｌ１）１７．０３ｍｍの円柱状とした。目標とするガラス被成形物のＬ／Ｄは１．１９とした。
【００４０】
上記ガラス材５０の形状寸法、及び熱線膨張係数から、成形温度（５９０℃）では、常温時より高さ方向に０．１ｍｍ、径方向に０．０７９ｍｍ熱膨張することが算出された。また、上述のように第１の胴型３０の熱線膨張係数は５８×１０-7／℃であることから、第１の胴型３０は、成形温度（５９０℃）では、常温時より内径が０．０２３ｍｍ熱膨張することが算出された。この結果から、成形温度（５９０℃）において、ガラス材５０は第１の胴型３０に焼きバメされて０．１０ｍｍ下フランジ部２３から浮上することが算出された。尚、第１の胴型３０の長さ（Ｌ１＝１７．０３ｍｍ）はこの結果から、プレス工程途中において第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３に当接し、その状態でさらにプレスされるように設定されたものである。
【００４１】
以上説明したようなガラス材５０及び成形型組２を用いて実際に５つのサンプルの成形テストを行った。まず上型１０と下型２０と第１の胴型３０とにより形成された内部空間にガラス材５０を装入し、成形温度（５９０℃）になるまで加熱した。加熱完了後、成形温度（５９０℃）にて５分間保持し、その後、プレス器６２により圧力９８０Ｎで上型１０を加圧してガラス材５０をプレスした。プレス完了後、加圧状態のままガラス材５０及び成形型組２をガラス転移点（５１６℃）まで冷却し、その後室温まで徐冷した。
【００４２】
成型されたガラス被成形物の設計値に対する凹面側の偏差（Ｆｉｇ、Ａｃｃ）と、平面側は平面度を超精密３次元計測器（松下電器製、ＵＡ３Ｐ）を用いて計測した。また外形精度の円筒度、真円度、およびレンズ外径を基準にした成形面の直角度については、真円度測定器（テーラーホブソン（株）、タリロンド２０２）を用いて計測した。下記表１に測定結果を示す。
【００４３】
【表１】
2007091514.tif 000003
【００４４】
（比較例１）
第１の胴型３０の高さ（Ｌ１）を、プレス工程において第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３に当接しないような高さにした以外は、上記実施例１と同様の成形型組２を用いて同様の成型実験を行った。その結果を上記表１に併記した。
【００４５】
実施例１と比較例１とでは、レンズ両面の形状精度については大差がなかったものの、真円度、円筒度、直交度については実施例１により成型されたレンズの方が優れていることがわかった。特に直交度については２倍以上優れた結果が得られた。
【００４６】
（実施例２）
上記実施形態に係る製造装置１と同様の製造装置を用いて、５つのガラス被成形物を成形した。本実施例１では、ガラス材５０としては硼珪酸バリューム系ガラス（ガラス転移点：６９０℃、屈伏点：７２５℃）を用いた。ガラス材５０の熱線膨張係数を株式会社リガク製Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｔａｔｉｏｎ  ＴＡＳ１００で測定したところ、ガラス材５０の１００℃〜３００℃における熱膨張係数は６４×１０-7／℃であった。ガラス転移点（６９０℃）〜屈伏点（７２５℃）における熱線膨張係数は４９０×１０-7／℃であった。ガラス材５０は外径が１２．３ｍｍ、高さ９．５ｍｍの円柱状とした。
【００４７】
成形型組２（上型１０、下型２０、及び第１の胴型３０）はタングステンカーバイドを主成分とした超硬合金製とした。尚、成形型組２の屈伏点（７２５℃）までの熱線膨張係数は、ほぼ一定で５８×１０-7／℃であった。上型１０の頂面に形成された第１の成形面１１は凸形状非球面（ベースＲ＝１０．４４８）とし、一方、下型２０の第２の成形面２１は平面形状とした。第１の胴型３０は内径１２．４ｍｍ、高さ（Ｌ１）１７．５０ｍｍの円柱状とした。目標とするガラス被成形物のＬ／Ｄは０．８１とした。
【００４８】
尚、実施例１と同様に、第１の胴型３０の長さ（Ｌ１＝１７．５０ｍｍ）は、プレス工程途中において第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３に当接し、その状態でさらにプレスされるように設定されたものである。
【００４９】
以上説明したようなガラス材５０及び成形型組２を用いて実際に５つのサンプルの成形テストを行った。まず上型１０と下型２０と第１の胴型３０とにより形成された内部空間にガラス材５０を装入し、成形温度（７８０℃）になるまで加熱した。加熱完了後、成形温度（７８０℃）にて１３分間保持し、その後、プレス器６２により圧力１７００Ｎで上型１０を加圧してガラス材５０をプレスした。プレス完了後、加圧状態のままガラス材５０及び成形型組２をガラス転移点（６９０℃）まで冷却し、その後室温まで徐冷した。取り出されたガラス被成形物を６５０℃で８時間保持し、その後２．５℃／ｍｉｎの速度でアニールした。
【００５０】
成型されたガラス被成形物の設計値に対する凹面側の偏差（Ｆｉｇ、Ａｃｃ）と、平面側は平面度を超精密３次元計測器（松下電器製、ＵＡ３Ｐ）を用いて計測した。また外形精度の円筒度、真円度、およびレンズ外径を基準にした成形面の直角度については、真円度測定器（テーラーホブソン（株）、タリロンド２０２）を用いて計測した。下記表２に測定結果をまとめる。
【００５１】
【表２】
2007091514.tif 000004
【００５２】
（比較例２）
第１の胴型３０の高さ（Ｌ１）を、プレス工程において第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３に当接しないような高さにした以外は、上記実施例２と同様の成形型組２を用いて同様の成型実験を行った。その結果を上記表２に併記した。
【００５３】
実施例１と比較例１とでは、レンズ両面の形状精度については大差がなかったものの、真円度、円筒度、直交度については実施例１により成型されたレンズの方が優れていることがわかった。直交度及び平面度については特に優れた結果が得られた。
【００５４】
以上、実施例１、２及び比較例１、２の結果より、プレス工程において第１の胴型３０の上端面３２が上フランジ部１３に当接するように第１の胴型３０を形成することにより外径精度（直交度、平面度等）の優れたガラス被成形物が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明に係る成形型組によれば頂面及び底面と周面との直交度が高いガラス素子の成形が可能であるため、ガラス製の成形型、メニスカスレンズやカップリングレンズといったＬ／Ｄの比較的大きな光学素子等の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】製造装置１の要部の構成を表す断面図である。
【図２】ガラス材５０を装入した状態を表す断面図である。
【図３】ガラス材５０の加熱が完了した状態を表す断面図である。
【図４】ガラス材５０をプレスする工程を表す断面図である。
【図５】ガラス材５０のプレスが完了した状態を表す断面図である。
【図６】第１の胴型３０の高さＬ１がＬ２からｈ１を差し引いた値よりも小さい場合のプレス工程を表す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      製造装置
２      成形型組
１０      上型
１１      第１の成形面
１２      上型本体部
１３      上フランジ部
１３ａ    第１当接面
２０      下型
２１      第２の成形面
２２      下型本体部
２３      下フランジ部
２３ａ    第２当接面
３０      第１の胴型
３１      内周面
３２      上端面
３３      下端面
４０      第２の胴型
５０      ガラス材
６０      上加熱板
６１      ヒーター
６２      プレス器
６３      下加熱板
６４      基盤
【図１】
2007091514.tif 000005
【図２】
2007091514.tif 000006
【図３】
2007091514.tif 000007
【図４】
2007091514.tif 000008
【図５】
2007091514.tif 000009
【図６】
2007091514.tif 000010