(57)【要約】【課題】上下一対の型を用いてガラスレンズを成形する場合、両型の芯合わせが特に問題になる。胴型と上下の型を用いる従来の成形型では、偏芯に対する要求精度が高くなるほど、胴型と上下型とのクリアランスを非常に小さくする必要があった。成形型単独で偏芯精度を向上させ、従来の成形装置を変えることなく使用できる、コンパクトで安価な成形型が望まれている。【解決手段】冷却時に急激な型の冷却が生ずると成形品に熱ひずみが出やすいので、熱伝導率の低い保温筒で囲うことにより、温度変化が緩やかになるような構造にしていることを利用し、保温筒を互いに逆向きの２つの傾斜面で３分割し、傾斜面を低摩擦の摺動面に形成する。胴型の外側に保温筒をはめ込んだとき、分割された保温筒はそれぞれに摺動面に沿って自重で低い側に移動し上下型を自動的に整列させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径部と小径部から構成される上および下型と、胴型と、前記各型より熱伝導率の低い材料からなる円筒状保温筒を有する成形型において、前記保温筒は母線に対し互いに逆方向に傾斜した２つの平面により分割された傾斜面を有し、該傾斜面を有するそれぞれの保温筒は傾斜面を摺動面とし、自重により前記傾斜面に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の成形型において、前記分割された保温筒のそれぞれの対向する傾斜面に、円周方向の位置決めをするための嵌合部を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項３】
請求項２に記載の成形型において、前記嵌合部は、滑落防止用のストッパを兼ねることを特徴とする成形型。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の成形型において、前記分割された保温筒の最上部と最下部の保温筒の少なくとも一方の内周に、前記型の大径部と接触する平面部を２箇所形成したことを特徴とする成形型。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の成形型において、前記上型、下型および胴型の少なくとも一つと、それと接触部を有する前記分割された保温筒との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項６】
請求項５に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記上型もしくは下型の大径部に設けた１つの平面部と、前記保温筒の最小長さの母線近傍の内周部に設けた平面部であることを特徴とする成形型。
【請求項７】
請求項５に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記上型、下型の大径部もしくは胴型の外周と、前記保温筒の内周のそれぞれ母線方向に形成された、突条と凹溝からなる嵌合部であることを特徴とする成形型。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の成形型において、前記上型および下型の少なくとも一方の外周と、それと前記胴型の内周との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項９】
請求項８に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記上型、下型の小径部と前記胴型の内周のそれぞれ母線方向に形成された、突条と凹溝からなる嵌合部であることを特徴とする成形型。
【請求項１０】
大径部と小径部から構成される上下型と、胴型と、円筒状保温筒を有する成形型において、前記保温筒の底面は母線に対し所定の角度傾斜した平面により切り取られた形を成し、前記胴型の上面は前記保温筒下面の傾斜角度と一致する角度の傾斜面に形成され、該胴型の下面は前記傾斜下平面とは逆方向に傾斜した他の平面によって切り取られた形を成し、前記下型の大径部上面は、前記胴型下面の傾斜角度と一致する角度の傾斜面に形成され、保温筒、および胴型は傾斜面を摺動面とし、自重により傾斜面に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする成形型。
【請求項１１】
請求項１０に記載の成形型において、前記保温筒と前記胴型の対向する傾斜面、および前記胴型と前記下型の対向する傾斜面の少なくとも一方に、円周方向の位置決めをするための嵌合部を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項１２】
請求項１１に記載の成形型において、前記嵌合部は、滑落防止用のストッパを兼ねることを特徴とする成形型。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の成形型において、前記保温筒の内周に、前記上型の大径部と接触する平面部を２箇所形成したことを特徴とする成形型。
【請求項１４】
請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の成形型において、前記上型と、前記保温筒との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項１５】
請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の成形型において、前記胴型と、前記上型および下型の少なくとも一方との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項１６】
請求項１５に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記型の外周と、前記保温筒の内周のそれぞれ母線方向に形成された、突条と凹溝からなる嵌合部であることを特徴とする成形型。
【請求項１７】
請求項１０ないし１６のいずれか１つに記載の成形型において、前記上下型および胴型は同程度の熱伝導率を有する成形型材料で形成し、前記胴型および、下型大径部の少なくとも一方の外周に、熱伝導率が成形型材料よりも低い材料の層を設けたことを特徴とする成形型。
【請求項１８】
請求項１７に記載の成形型において、前記熱伝導率が低い材料はセラミック、クロム、ニッケルクロムないしコバールを成分とする材料であることを特徴とする成形型。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の成形型において、前記胴型の内周部の内、少なくとも成形品と接触する部位に突条または凹溝等からなる位置マーク形状を形成したことを特徴とする成形型。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれか１つに記載の成形型において、前記保温筒などに用いられる熱伝導率の低い材料として、多孔質材料を用いることを特徴とする成形型。
【請求項２１】
請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面は二硫化モリブデン、酸化アルミニウム、グラファイト、二硫化タングステンのいずれかを含む材料で形成されるか、もしくはその材料による層を形成されていることを特徴とする成形型。
【請求項２２】
請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面の一方は微細な凹凸が形成され、他方は平面に形成されていることを特徴とする成形型。
【請求項２３】
請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面に多孔質皮膜を形成したことを特徴とする成形型。
【請求項２４】
請求項２０または２３に記載の成形型において、前記摺動面の多孔質皮膜の孔に潤滑材を埋め込んだことを特徴とする成形型。
【請求項２５】
請求項２４に記載の成形型において、前記潤滑材は二硫化モリブデンまたは二硫化タングステン、またはグラファイトであることを特徴とする成形型。
【請求項２６】
請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面に摺動用部材が配設されたことを特徴とする成形型。
【請求項２７】
請求項２６に記載の成形型において、前記摺動部材はリニア玉軸受け、またはリニアコロ軸受けであることを特徴とする成形型。
【請求項２８】
請求項１ないし２７のいずれか１つに記載の成形型において、前記２つの傾斜面の内、下側の傾斜面が水平面となす角度をθ１、上側の傾斜面が水平面となす角度をθ２とし、下側の傾斜面に載っている部材の質量をｍ１、上側の傾斜面に載っている部材の質量をｍ２、下側の傾斜面に接している部材間の静止摩擦係数をμ１、上側の傾斜面に接している部材間の静止摩擦係数をμ２とするとき、θ１、θ２は、
−ｍ１ｓｉｎθ１＋μ１ｍ１ｃｏｓθ１＋μ２ｍ２ｃｏｓθ２・ｃｏｓ（θ１＋θ２）
＜０
−ｍ２ｓｉｎθ２＋μ２ｍ２ｃｏｓθ２＜０
を満足することを特徴とする成形型。
【請求項２９】
請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の成形型を用い、上下型と胴型が自動的に整列することを特徴とする成形方法。
【請求項３０】
請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の成形型を用い、前記型および保温筒のうち最大径の部材より大きい内径を有する補助筒を下型に被せて後、上型および保温筒を前記補助筒内に挿入することを特徴とする成形方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の成形方法において、前記補助筒は母線方向に２分割された半円筒状の部材を組み合わせて形成することを特徴とする成形方法。
【請求項３２】
請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の成形型を用いて製造されたことを特徴とするガラス成形体。
【請求項３３】
請求項３２に記載のガラス成形体を用いて製造されたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱軟化されたガラス素材をプレスして電気光学装置に用いられるレンズ等を成形する成形型に関するものである。特に一対の成形型の芯合わせを容易にする保温筒の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下一対の型を用いてガラスレンズを成形する場合、両型の芯合わせが特に問題になる。芯合わせが正しく行われないと、成型されたレンズに偏心が生じ、レンズ性能が劣化する。胴型と上下の型を用いる従来の成形型では、偏芯に対する要求精度が高くなるほど、胴型と上下型とのクリアランスを非常に小さくする必要があった（例えば、特許文献１  参照。）。
ところが、クリアランスが小さいほど、かじりやそれに起因する変形が発生した。
クリアランスに余裕を持たせ、なおかつ偏芯精度を満足するために、位置決めを持たせた型構造が紹介されている（例えば、特許文献２  参照。）。ところがこれらの成形型では、成形型のみならず、成形型の周辺部材、制御装置などの変更を伴い、簡単に変更することが難しい。
このために、成形型単独で偏芯精度を向上させ、従来の成形装置を変えることなく使用できる、コンパクトで安価な成形型が望まれている。
また、胴型と上下型のみの構造では、上下型の熱伝導率が高いため熱が逃げやすく、冷却時に急激に熱が奪われてしまう。これを防ぐため、熱伝導率の低い保温用筒で囲うことにより、温度変化が緩やかになるような構造にしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３１９３３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３８７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
胴型と上下型とのクリアランスを特別に小さくすることなく、また、特別な構造の成形型を用いることなく、精度の良いガラスレンズを作る構成、および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、大径部と小径部から構成される上および下型と、胴型と、前記各型より熱伝導率の低い材料からなる円筒状保温筒を有する成形型において、前記保温筒は母線に対し互いに逆方向に傾斜した２つの平面により分割された傾斜面を有し、該傾斜面を有するそれぞれの保温筒は傾斜面を摺動面とし、自重により前記傾斜面に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形型において、前記分割された保温筒のそれぞれの対向する傾斜面に、円周方向の位置決めをするための嵌合部を設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の成形型において、前記嵌合部は、滑落防止用のストッパを兼ねることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の成形型において、前記分割された保温筒の最上部と最下部の保温筒の少なくとも一方の内周に、前記型の大径部と接触する平面部を２箇所形成したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の成形型において、前記上型、下型および胴型の少なくとも一つと、それと接触部を有する前記分割された保温筒との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記上型もしくは下型の大径部に設けた１つの平面部と、前記保温筒の最小長さの母線近傍の内周部に設けた平面部であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記上型、下型の大径部もしくは胴型の外周と、前記保温筒の内周のそれぞれ母線方向に形成された、突条と凹溝からなる嵌合部であることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の成形型において、前記上型および下型の少なくとも一方の外周と、それと前記胴型の内周との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記上型、下型の小径部と前記胴型の内周のそれぞれ母線方向に形成された、突条と凹溝からなる嵌合部であることを特徴とする。
【０００７】
請求項１０に記載の発明は、大径部と小径部から構成される上下型と、胴型と、円筒状保温筒を有する成形型において、前記保温筒の底面は母線に対し所定の角度傾斜した平面により切り取られた形を成し、前記胴型の上面は前記保温筒下面の傾斜角度と一致する角度の傾斜面に形成され、該胴型の下面は前記傾斜下平面とは逆方向に傾斜した他の平面によって切り取られた形を成し、前記下型の大径部上面は、前記胴型下面の傾斜角度と一致する角度の傾斜面に形成され、保温筒、および胴型は傾斜面を摺動面とし、自重により傾斜面に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の成形型において、前記保温筒と前記胴型の対向する傾斜面、および前記胴型と前記下型の対向する傾斜面の少なくとも一方に、円周方向の位置決めをするための嵌合部を設けたことを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の成形型において、前記嵌合部は、滑落防止用のストッパを兼ねることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の成形型において、前記保温筒の内周に、前記上型の大径部と接触する平面部を２箇所形成したことを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の成形型において、前記上型と、前記保温筒との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１５に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の成形型において、前記胴型と、前記上型および下型の少なくとも一方との間に、円周方向の位置決めをするための形状を設けたことを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の成形型において、前記位置決めをするための形状は、前記型の外周と、前記保温筒の内周のそれぞれ母線方向に形成された、突条と凹溝からなる嵌合部であることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１０ないし１６のいずれか１つに記載の成形型において、前記上下型および胴型は同程度の熱伝導率を有する成形型材料で形成し、前記胴型および、下型大径部の少なくとも一方の外周に、熱伝導率が成形型材料よりも低い材料の層を設けたことを特徴とする。
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の成形型において、前記熱伝導率が低い材料はセラミック、クロム、ニッケルクロムないしコバールを成分とする材料であることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の成形型において、前記胴型の内周部の内、少なくとも成形品と接触する部位に突条または凹溝等からなる位置マーク形状を形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２０に記載の発明は、請求項１ないし１９のいずれか１つに記載の成形型において、前記保温筒などに用いられる熱伝導率の低い材料として、多孔質材料を用いることを特徴とする。
請求項２１に記載の発明は、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面は二硫化モリブデン、酸化アルミニウム、グラファイト、二硫化タングステンのいずれかを含む材料で形成されるか、もしくはその材料による層を形成されていることを特徴とする。
請求項２２に記載の発明は、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面の一方は微細な凹凸が形成され、他方は平面に形成されていることを特徴とする。
請求項２３に記載の発明は、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面に多孔質皮膜を形成したことを特徴とする。
請求項２４に記載の発明は、請求項２０または２３に記載の成形型において、前記摺動面の多孔質皮膜の孔に潤滑材を埋め込んだことを特徴とする。
請求項２５に記載の発明は、請求項２４に記載の成形型において、前記潤滑材は二硫化モリブデンまたは二硫化タングステン、またはグラファイトであることを特徴とする。
【００１０】
請求項２６に記載の発明は、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の成形型において、前記摺動面に摺動用部材が配設されたことを特徴とする。
請求項２７に記載の発明は、請求項２６に記載の成形型において、前記摺動部材はリニア玉軸受け、またはリニアコロ軸受けであることを特徴とする。
請求項２８に記載の発明は、請求項１ないし２７のいずれか１つに記載の成形型において、前記２つの傾斜面の内、下側の傾斜面が水平面となす角度をθ１、上側の傾斜面が水平面となす角度をθ２とし、下側の傾斜面に載っている部材の質量をｍ１、上側の傾斜面に載っている部材の質量をｍ２、下側の傾斜面に接している部材間の静止摩擦係数をμ１、上側の傾斜面に接している部材間の静止摩擦係数をμ２とするとき、θ１、θ２は、
−ｍ１ｓｉｎθ１＋μ１ｍ１ｃｏｓθ１＋μ２ｍ２ｃｏｓθ２・ｃｏｓ（θ１＋θ２）
＜０
−ｍ２ｓｉｎθ２＋μ２ｍ２ｃｏｓθ２＜０
を満足することを特徴とする。
【００１１】
請求項２９に記載の発明は、請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の成形型を用い、上下型と胴型が自動的に整列する成形方法を特徴とする。
請求項３０に記載の発明は、請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の成形型を用い、前記型および保温筒のうち最大径の部材より大きい内径を有する補助筒を下型に被せて後、上型および保温筒を前記補助筒内に挿入する成形方法を特徴とする。
請求項３１に記載の発明は、請求項３０に記載の成形方法において、前記補助筒は母線方向に２分割された半円筒状の部材を組み合わせて形成することを特徴とする。
請求項３２に記載の発明は、請求項１ないし２８のいずれか１つに記載の成形型を用いて製造されたガラス成形体を特徴とする。
請求項３３に記載の発明は、請求項３２に記載のガラス成形体を用いて製造された電気光学装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上下型の寄せ方向が一定になることにより、成形体の偏芯方向が一定になる。これにより、偏芯ばらつきが少なくなるために芯取り精度を確保することが容易になる。
また、従来の胴型を使用している成形機で容易に偏芯位置を安定化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の基本原理を説明するための図である。同図（ａ）は保温筒の挿入過程を示す図、同図（ｂ）は組み上げ完了状態を示す図である。
同図において符号１は上型、２は下型、３は胴型、４は下保温筒、５は中保温筒、６は上保温筒、７はゴブ材、Ａ、Ｂ、Ｃは保温筒の移動方向をそれぞれ示す。
本発明の構成は、上下型、胴型、保温筒の構成からなる成形型において、保温筒を３分割して、上下の筒と、中央の筒が、上下型の移動方向に直交する面において、自重で互いに反対方向に移動することにより、上下型を一方向に整列させることを実現する。なお、上下型１、２に関しては、上あるいは下を区別しない場合、以下単に型と呼ぶことがある。
【００１４】
以下、型の組み付け工程と各部材の動作を説明する。
同図（ａ）において、図示しない基板に固定された下型２の大径の基底部よりやや大きい内径を有する下保温筒４が、上記基底部を内に含むように置かれる。下保温筒４は円筒を基本形としているが、上面は円筒の母線に対し、所定の角度をもって傾斜した平面で切られた形になっている。
下型２の小径部は基底部と同芯に形成されており、その上面は小径部と同芯の型押し面になっており、軟化したガラス素材であるゴブ材７が型面のほぼ中心に置かれる。
上記小径部の外径よりやや大きい内径を有する胴型３が、上記小径部を含むようにして、その底面が前記大径部上面に接するように置かれる。
大径部、および小径部の径が下保温筒４と同径で同芯に形成された上型１の小径部を、胴型３に挿入し、小径部の下面に、小径部と同芯に形成された型面をゴブ材７に当接させる。
【００１５】
中保温筒５は、底面が下保温筒４の上面と一致する角度で同様の傾斜平面で切られた形をしている。中保温筒５の上記傾斜面を下型４の傾斜面と一致させて下保温筒４の上から置く（矢印Ｂ方向）と、中保温筒５は下保温筒４の傾斜面に沿って自重落下（矢印Ｂ’方向）を生じ、その内面が胴型３の外周に当接し、胴型３が移動して（矢印Ｂ”方向）その内周が下型２の小径部外周に当接するまで斜面の低い側に移動する。
このとき、下保温筒４も反力によって逆方向（矢印Ａ方向）に力を受け、その内径部が下型２の基底部外周に当接するところまで移動する。
これらの移動に関しては、それぞれの他部材との接触部が十分低摩擦状態に保たれているものとする。低摩擦を確保する方法としては、摺動面に潤滑材を塗布しておくか、潤滑性の材料、例えばＤＬＣなどのコーティングをしておくとよい。あるいは、保温筒の材料に潤滑性が向上する成分、例えば２硫化モリブデンを含有させたり、素材自身に潤滑性の材料、を用いることもできる。
【００１６】
同図（ｂ）において、下保温筒４と上下対称的に構成された上保温筒６を、中保温筒５の上から置く（矢印Ｃ方向）。中保温筒５は上下方向が対称的に形成されており、その上面は下保温筒４の上面とは逆方向に傾斜した平面によって切り取られた形をしている。したがって、中保温筒５の上下面に現れる傾斜した楕円の長軸両端は、それぞれ中保温筒５の同一の母線上に一致する。それらの母線の一方は最大長さの母線であり、他方は最小長さの母線である。
上下面の傾斜角の絶対値は一致させなくてもよいが、中保温筒５の上面の傾斜角度と上保温筒６底面の傾斜角度とは一致させておく必要がある
上保温筒６は、中保温筒５の傾斜面に沿って移動し（矢印Ｃ’方向）、その内周面が上型１の大径部に当接して上型１が移動を生じ（矢印Ｃ”方向）、上型１の小径部外周が胴型３の内周部に当接する。
【００１７】
成形型が組み上がった状態では、中央部近傍を中保温筒５で支えられた胴型３の内周面に対し、下型２の小径部外周と上型１の小径部外周とが、ともに同一線上で当接するので上下の型面は原理的に同芯になる。ただし、本方式によれば、上下型と胴型は原理的に偏心を有するので、型押しによって成形されたレンズは外径との関係ではほぼ一定の偏心が発生する。しかし、その偏心量は原理的に一定なので、後工程の作業も定型的な作業となるため、特別なコストアップは生じない。
なお、上記の組み付け手順は、理解の容易のために工程を分解して説明したが、実際の作業としては下保温筒４、中保温筒５、上保温筒６は予め重ねて保持し、一度に胴型３の周囲に落とし込むようにしている。その結果、図示の各矢印方向の移動はすべて一瞬の内に完了する。矢印方向への移動が十分に行われていない懸念があるときは、例えば矢印Ａ方向への微振動を与えるなどしてもよい。それによりすべての矢印方向への移動が完了する。与える振動数は保温筒の共振周波数を選ぶとなおよい。
成形完了後の型取り外し順は、まず各保温筒４、５、６を上方に抜く。次いで、上型１を吸着手段により上方に外す。次に成型物を吸着手段により取り出す。残る胴型３と下型２は清掃時以外は取り外さない。
【００１８】
図２は上下型と上下保温筒の位置関係を特定するための構成を説明するための図である。同図（ａ）は上型と上保温筒の組み合わせ、同図（ｂ）は下型と下保温筒の組み合わせのそれぞれ端面を示す図である。
同図（ａ）において、上保温筒６の内側を完全な円形ではなく、一部がＶ字型の一部を組み合わせた形状となるようにする。すなわち、上保温筒６の内側の一部が２つの平面部６ａ、６ｂを有するようにする。上保温筒６と当接する上型１の大径部の接触面およびその近傍は低摩擦化しておくことは言うまでもない。したがって、上保温筒６が上型１に横方向から当接した場合、平面部６ａおよび６ｂと上型１の大径部が接触し、自動的に両者の中心位置が調節される。このように構成すると、上記接触により、上型１が一方向に寄せられたにも拘わらず、両者の中心位置がほぼ一致した状態に保持することが可能である。
同図（ｂ）において、下保温筒４と下型２との関係も全く同様に構成されている。
【００１９】
図３は上下型と上下保温筒の位置関係を特定するための他の構成を説明するための図である。同図（ａ）は上下型、同図（ｂ）は上下保温筒、同図（ｃ）は上型と上保温筒の組み合わせ方をそれぞれ示す図である。
本構成は、保温筒の内周面、および型の外周面の平面部をそれぞれ１つずつ形成した例である。ただし、保温筒の内面の平面部は、母線の長さが最小である位置に最も近く、傾斜端面に現れる楕円の長軸に直交する面とする。
この構成でも、予め型と保温筒のおよその位置関係が合わせてあれば、型と保温筒の当接によって、６ｃと１ｃ、あるいは４ｃと２ｃが自動的に面接触を生じ、円周方向の相対的な位置関係が一義的に決まる。
この構成により、上型１と上保温筒６の相対的な位置関係は常に一定に保たれ、同様に下型２と下保温筒４の円周方向の相対的な位置関係も常に一定に保たれる。また、平面部の取り方によって、図２に示した構成と同様に、型と保温筒の中心をほぼ一致させることもできる。これにより、中保温筒５は摺動方向が上下の保温筒により規制されて特定の位置（一番低くなる位置）に落ち着くので、中保温筒５の内周は単純な円形でかまわない。したがって、型押しの回数を重ねても、成形品は常に同じ偏心量をもって成形される。
【００２０】
図４は保温筒同士の相対的位置関係を規定する係合部を説明するための図である。
図５は下、および中保温筒の係合部の詳細を示す部分図である。同図（ａ）、（ｃ）は中保温筒下面、同図（ｂ）、（ｄ）は下保温筒上面の一部拡大図である。
中保温筒５の下面には傾斜断面によって形成された楕円形の端面の最大径に対応する位置に、その径方向に延びる２個の突条５ｄが形成されている。これに対応して、下保温筒４の上面には突条５ｄがはまって摺動し得る２個の凹形状の長溝４ｅが形成されている。
下保温筒４の上に中保温筒５が置かれたとき、突条５ｄと長溝４ｅがかみ合って周方向の移動を規制すると同時に、上記最大径方向に摺動する。
同図に示した突状５ｄの断面形状は３角状であるが、凹凸の組み合わせと摺動が保証できる形状であれば、円弧等、他の形状でもかまわない。突条５ｄは中保温筒５の厚さ方向全部に形成せず、同図（ｃ）に突条５ｄ’として示すように、摺動完了状態で凹凸の噛み合わせが外れない範囲で短くすることもできる。また、同図（ｄ）に示す長溝４ｅ’のように、使用状態に支障を来たさない範囲で溝長さを短くすることもできる。この構成の場合は、突条５ｄ’に対して長溝４ｅ’端部がストッパの役割をするので、保温筒の保管時においても、中保温筒５が下保温筒４に対して滑落することがなく、組み合わせ形状を保つことができて便利である。
両図では中保温筒５に突条、下保温筒４に長溝を設けているが、突条と長溝を逆に形成してもかまわない。
中保温筒５と上保温筒６との間にも同様な摺動部を形成することによって、３分割された保温筒のすべてが互いに正確な円周方向の位置関係を保つことができる。
【００２１】
図６は下保温筒と胴型を省略した構成を説明するための図である。
同図において符号８は上型、９は下型、１０は胴型、１１は上保温筒、ＡＴは補助筒をそれぞれ示す。
この構成では、下保温筒が省略されていて、下型の大径部の外径が保温筒外径とほぼ同程度に形成され、その上面が、図１における下保温筒４の上面と同等の傾斜面になっている。また、図１における胴型３も省略されていて、中保温筒５と同形の胴型１０の内周面が胴型の役割をしている。
胴型は上下型と線膨張係数が同じでなければならないため、同じ材質で作られている。このために高価であるので、保温筒に胴型の機能を付加することにより、型代の低減が可能である。
この構成の組み立て順序は、まず、下型９にゴブ材７を載せ、下型９の上に胴型１０、上保温筒１１を順次重ね、最後に上型８を挿入する。補助用具として、下型９の最大径よりやや大きい内径を有する長い補助筒ＡＴを用意し、下型９にかぶせるように通した後、胴型１０と上保温筒１１を挿入すると組み付けが楽である。なお、図１において説明は省略したが、図１の場合においても補助用具を用いると便利である。
【００２２】
ただし、この方法では補助筒ＡＴの長さが長くなるため、取り外しのときの移動量が大きくなる。これを防ぐ方法として、補助筒ＡＴは高い精度を必要としないことに着目し、補助筒ＡＴの円筒を縦に２分割し、断面が半円状の２個の部材ＡＴ１、ＡＴ２を組み合わせることで円筒状態の補助筒ＡＴにする方法が使える。部材ＡＴ１、ＡＴ２を磁性体で構成し、双方の分割面に互いに逆極性の着磁をしておいて、両者を近づけるだけで簡単に円筒の補助筒ＡＴが形成されるようにすることができ、しかも磁力を小さくしておけば、取り外しが非常に容易になる。
また、補助筒ＡＴは分割保温筒の保管の際も役立つ。
【００２３】
図７は型の加熱時の構成を説明するための図である。
同図において符号１２はプレート、１３はヒータ、１４は基板、Ｐはプレートの移動方向を示す矢印をそれぞれ示す。
基板１４上で、プレート１２の穴部１２ａに下型９を設置して、その上に型をすべて組み上げたら、プレート１２を矢印Ｐ方向にスライドさせ、基板１４の上面に下型９の底面を滑らせて、下型９がヒータ１３のほぼ中心に合うように位置を定める。この状態でヒータ１３に通電して下型を加熱する。
上下型８、９と胴型１０の構造では、これらの部材の熱伝導率が高く設定されているので、そのままでは、冷却時の急激な温度変化がゴブ材に加わり好ましくない。
解決手段として、保温性の良い（熱伝導率の低い）部材で、周りを囲う方法が知られている。
このため、胴型１０に保温筒の機能を持たせるためには、上下型の冷却時に急激に熱を奪わないようにする必要がある。
簡単に行うためには、基材が型材料で、外周に、熱伝導率の低い層を形成することにより実現可能である。
具体的には、従来方式の保温用筒がステンレス材で作られているのに対応させる場合は、型材料の外周部分に、ステンレス材と同程度の熱伝導率を有するクロム、ニッケルクロムなどの材料をコーティングする方法が適する。そのほかの熱伝導率が低い材料としてセラミック、コバールなどが挙げられる。このように構成すれば、胴型１０は中保温筒５と類似の役割を果たすことができる。
また、この構造では、下型の側面の保温効果が不十分になるため、下型の側面にも、上記の熱伝導率の低い層を形成すると良い。
【００２４】
ここで、保温筒が自重で斜面を滑り下りるための条件を考えてみる。そのためには、２物体が斜面に置かれている場合の運動方程式を考える必要がある。
図８は斜面に中保温筒と上保温筒が重なっている状態を示す図である。
同図において符号ｇは重力加速度、ｍ１は物体Ｋの質量、ｍ２は物体Ｌの質量、α１は物体Ｋの加速度、α２は物体Ｌの加速度、μ１は物体Ｋに働く摩擦力の静止摩擦係数、μ２は物体Ｌに働く物体Ｋとの摩擦力の静止摩擦係数、θ１は斜面Ｍが水平方向となす角度、θ２は物体Ｋと物体Ｌの接触面が水平方向となす角度をそれぞれ示す。
ここで、水平方向とは、型や保温筒の中心軸が鉛直線に沿って配置されているものとしたときの、中心軸に直交する平面のことを言う。水平方向とのなす角度がθ１である斜面Ｍに、質量ｍ１、ｍ２の物体Ｋ、Ｌが重なっておかれている場合の運動を考える。
物体Ｌに働く摩擦力は、重力ｍ２ｇの垂直抗力に比例するため、
μ２ｍ２ｇｃｏｓθ２となる。
重力の物体Ｋ、Ｌ間の斜面方向の成分はｍ２ｇｓｉｎθ２である。
これより、図で右方向を正方向とすると、物体Ｌに加わる力
Ｆｂ＝ｍ２α２＝−ｍ２ｇｓｉｎθ２＋μ２ｍ２ｇｃｏｓθ２
物体Ｋに加わる力のうち、重力の斜面Ｍ方向の成分は、ｍ１ｇｓｉｎθ１、
摩擦力は、μ１ｍ１ｇｃｏｓθ１となる。
【００２５】
図９は斜面に関する力の関係を示す図である。
ここで、物体Ｌに加わる摩擦力のうち、斜面Ｍ方向の成分は、同図から、
μ２ｍ２ｇｃｏｓθ２・ｃｏｓ（θ１＋θ２）となり、この成分が反作用として物体Ｋに加わるため、物体Ｋに加わる力は、
Ｆａ＝ｍ１α２＝−ｍ１ｇｓｉｎθ１＋μ１ｍ１ｇｃｏｓθ１＋μ２ｍ２ｇｃｏｓθ２・ｃｏｓ（θ１＋θ２）
となる。
ここで、μ１=μ２=μの場合を考える。
物体ＫはＦａ＜０であれば、斜面をすべるので、これを解くと、表１のような角度以上であればよいことが分かる。角度の単位は［°］（ｄｅｇｒｅｅ）である。
【００２６】
【表１】
2007238345.tif 000003
【００２７】
次に物体Ｌが斜面をすべる時を考える。
物体Ｌに加わる力
Ｆｂ＝ｍ２α２＝−ｍ２ｇｓｉｎθ２＋μ２ｍ２ｇｃｏｓθ２＜０
であれば良い。
これを計算すると、表２のようになる。
【００２８】
【表２】
2007238345.tif 000004
【００２９】
図１０は条件別のθ１とθ２の下限値の関係を示す図である。
同図において実線は摩擦係数が０．５の場合、破線は摩擦係数が０．４４の場合を示す。
このように、物体Kの斜面Cとのなす角度θ１は、物体Lの物体Kとのなす角度θ２を考慮して、設定しなければならない。
【００３０】
次に、斜面の摺動面について説明する。
クーロンの摩擦法則によると、摺動する面の面積に摩擦力が無関係なのは、マクロレベルの仕上げでは表面の凹凸があり、原子レベルの相互作用の生じるぐらいの距離に近づく部分（真実接触面積）が極めて限られていて、みかけの接触面積が意味をもたないからであると考えられている。
ところが、ミクロレベルで見ると、表面の１つ１つの粒子によるマイクロベアリング効果（ミクロなくさび膜効果）により、摩擦抵抗が低減される。
これは表面の粒子一つ一つを小さな軸受と考えると、そこでの微少なくさび膜効果により動圧が発生するというものである。このため、摺動面に積極的に微小な凹凸を施すことにより、静止摩擦係数を下げることが可能である。これを実現するために、多孔質材料または被膜の塗布が有効である。また、微細な孔に潤滑材、例えば二硫化モリブデンなどを充填することにより、摩擦抵抗をさらに低減し、あわせて潤滑材の耐摩耗性、密着性を向上することが出来る。そのほかの潤滑材としては、酸化アルミニウム、グラファイト、二硫化タングステンなどが挙げられる。
【００３１】
図１１は斜面にベアリングを装着する例を示す図である。同図（ａ）は下保温筒の斜視図、同図（ｂ）はベアリングの正面図である。
同図において符号１５はベアリングを示す。
分割された保温型の摺動面を改質する方法ではなく、リニアボール軸受け、またはリニアコロ軸受けなどのいわゆるベアリング１５を摺動面の片面側に配設する方法でも良い。同図では下保温筒４にベアリング１５を埋め込む例を示したが、逆に中保温筒５にベアリング１５を埋めこんでもかまわない。同様に中保温筒５と、上保温筒６の間にもベアリングを介在させることができる。
この関係は図６における下型９と中保温筒１０との間にも適用できる。
【００３２】
図１２、１３は中保温筒と胴型の位置合わせを行う方法を示す図である。図１２（ａ）は中保温筒の斜視図、図１２（ｂ）はＦ部拡大図である。図１３（ａ）は中保温筒の斜視図、図１３（ｂ）はＧ部拡大図である
中保温筒５の、胴型３と接する部分の母線方向に凹溝を形成する。図１２の場合は断面形状が半円形の凹溝５ｆ、図１３の場合は断面３角形の凹溝５ｇを形成している。図示を省略したが、これら凹溝に嵌合させるため、対応する胴型３の外周の、同じく母線方向に断面同形状の突条を嵌合部として設ける。胴型３の嵌合部の突条は上から下まで通しで設けてもよいし、仲保温筒５と接する部分にだけ設けてもよい。こうすることで、胴型の円周方向の位置が常に一定の位置（向き）になるため、成形品の形状バラツキが一層少なくなる。
この関係は図６の構成に対しても適用できる。すなわち、中保温筒１１に対して嵌合部として同様な凹溝１１ｆ、１１ｇを形成する。この場合は中保温筒１１が接するのは上型８、および下型９なので、この両方に対応する嵌合部として突条を設けておくとよい。しかも、この構成の場合は、成形品にも凹溝１１ｆ、１１ｇに対応する突条が形成され、位置マークとして利用できるため、成形品の位置が特定でき、芯取り作業が非常に容易になる。
【００３３】
図１４は胴型を用いて成形品に位置マークを付与する方法を説明するための図である。同図（ａ）は胴型の斜視図、同図（ｂ）は位置マーク近傍の部分拡大図である。
胴型３の外周には図１２、１３に示した中保温筒５の凹溝５ｆ、５ｇに対応する突条３ｈが形成されている。さらに、胴型３の内周には上型１、下型２に接する位置の母線方向に突条３ｈ’が形成されている。ただし、突条３ｈ’の母線方向の長さは、成形後の成形品にのみ接する範囲の長さとし、上型１、下型２の側面に接する部分には突条３ｈ’を形成しない。これにより、成形品には凹溝からなる位置マークが形成される。突条３ｈ’を上から下まで通して形成する代わり、上型１、下型２に対応する嵌合溝を形成することもできる。この場合は上型１、下型２と胴型３がすべて所定の位置関係に固定されるので、成形品の形状バラツキは一層小さくなる。
なお、胴型３の内周に設ける位置マークの断面形状は、突条３ｈ’の三角形に限らず、半円形でもよいし、突条ではなく凹溝とすることもできる。この場合は成形品に形成される位置マークは逆に突条となる。凹溝にする場合は、上型１、下型２と関係なく、溝の長さを上から下まで通して形成することができる。また、突条や溝のように長くすることなく、単に、円錐状、円柱状などの凸または凹形状にしてもかまわない。
同様に中保温筒１１と上型８、下型９に形成する嵌合部分も凸と凹を入れ替えてかまわない。さらに、中保温筒５と胴型３の嵌合部分に関しても同様に、凸と凹を入れ替えてかまわない。
【００３４】
図１５は本発明を非球面レンズの作製に用いた場合の効果を説明するための図である。同図（ａ）は従来方式による型を用いた非球面の型押し、同図（ｂ）はその成形品の芯取り、同図（ｃ）は本発明による型を用いた非球面レンズの型押し、同図（ｃ）はその成形品の芯取り、をそれぞれ説明するための図である。
本発明の成形型は非球面レンズの作製において特にその効果を発揮する。
同図（ａ）、（ｂ）を用いて従来方式の問題点を説明する。非球面レンズの場合には非球面軸があり、このずれが光学性能に大きな影響を与える。従来方式では、上型１と下型２の芯合わせが難しいため、それぞれの非球面軸が同一直線状に並ばないことがある。そのため、成形品７’の芯取りを行って、外周を破線で示す位置に整えるにに当って、両非球面の合成によって生ずる総合的な光学軸を探し、その光学軸に合わせて外周を整形する。そのため、総合的な光学軸が、本来の非球面軸とずれたものが出来上がり、光学的な性能も劣化するし、芯取り作業も時間がかかる。
【００３５】
同図（ｃ）、（ｄ）を用いて本発明の効果を説明する。本発明によれば、上型１と下型２は胴型３に対して同一方向に片寄せされるので、上下型の非球面軸は原理的に同一直線上に一致する。しかもその非球面軸は外周面と平行であるため、成形品７”の芯取り作業を行って外周を破線の位置に合わせるに当って、成形品７”の取り付けが非常に簡単である。
また、成形品にバラツキが少ないことを利用して、レンズ枠自体を成形品の形状に合わせることによって、成形品の芯取り作業を割愛することも可能である。この場合に、成形品に位置マークが付与されていれば、レンズ枠をそれと対応する形状に形成しておくことで、レンズ枠の位置マークを目印に、芯取りをしていない成形品の位置マークを合わせながら落としこむだけで自動的にレンズ枠に対する芯出しが完了する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の基本原理を説明するための図である。
【図２】上下型と上下保温筒の位置関係を特定するための構成を説明するための図である。
【図３】上下型と上下保温筒の位置関係を特定するための他の構成を説明するための図である。
【図４】図４は保温筒同士の相対的位置関係を規定する係合部を説明するためのの図である。
【図５】下、および中保温筒の係合部の詳細を示す部分図である。
【図６】下保温筒と胴型を省略した構成を説明するための図である。
【図７】型の加熱時の構成を説明するための図である。
【図８】斜面に中保温筒と上保温筒が重なっている状態を示す図である。
【図９】斜面に関する力の関係を示す図である。
【図１０】条件別のθ１とθ２の下限値の関係を示す図である。
【図１１】斜面にベアリングを装着する例を示す図である。
【図１２】中保温筒と胴型の位置合わせを行う方法を示すの図である。
【図１３】中保温筒と胴型の位置合わせを行う方法を示す図である。
【図１４】胴型を用いて成形品に位置マークを付与する方法を説明するための図である。
【図１５】本発明を非球面レンズの作製に用いた場合の効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、８      上型
２、９      下型
３、１０      胴型
４      下保温筒
５      中保温筒
６、１１      上保温筒
７      ゴブ材
１５      ベアリング
【図１】
2007238345.tif 000005
【図２】
2007238345.tif 000006
【図３】
2007238345.tif 000007
【図４】
2007238345.tif 000008
【図５】
2007238345.tif 000009
【図６】
2007238345.tif 000010
【図７】
2007238345.tif 000011
【図８】
2007238345.tif 000012
【図９】
2007238345.tif 000013
【図１０】
2007238345.tif 000014
【図１１】
2007238345.tif 000015
【図１２】
2007238345.tif 000016
【図１３】
2007238345.tif 000017
【図１４】
2007238345.tif 000018
【図１５】
2007238345.tif 000019