(57)【要約】【課題】レンズ成形装置において、熱電対が折れ曲がるのを防止する。【解決手段】剛性を有する材料，例えばステンレスから形成されたパイプ２４に熱電対２２を挿通した状態で上型１４ａの穴２３に挿入する。熱電対２２に押圧力を加え、先端部２２ａが穴２３ｂの底に所定の力で押しつけられる。熱電対２２は、剛性を有するパイプ２４によって保護されているから、折れ曲がることなく、確実に先端部２２ａが穴２３ｂの底に押しつけられ、成形面２０ａの正確な温度を測定できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とからなる金型にレンズ成形用の光学素材を挟み込み、この光学素材を加熱及び加圧することによりレンズをプレス成形するレンズ成形装置において、
前記上型，下型のそれぞれに形成され、外部から上型，下型の各成形面近くまで達する直線状の穴と、
この穴に挿入され、この穴の突き当たりに先端部を押しつけることにより前記成形面近くの温度を測定する熱電対と、
この熱電対を挿通した状態で前記穴に挿入されることにより熱電対が折れ曲がるのを防止する剛性を有する筒状部材と
を設けたことを特徴とするレンズ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ成形装置に関し、更に詳しくは上型，下型からなる金型に光学素材を挟み込み、加熱及び加圧することによりレンズをプレス成形するレンズ成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等に用いられる撮影レンズをプレス成形するレンズ成形装置が知られている（例えば特許文献１）。プレス成形とは、レンズ成形用の光学素材（通常は光学ガラス）を上型と下型とからなる金型の間に挟み込み、光学素材を加熱，加圧することにより、上型，下型で構成されるキャビィティに応じた形状のレンズを成形するものである。
【０００３】
プレス成形では、成形されたレンズの冷却に際して、上型と下型との間に温度差があると、内部応力が発生し、成形表面の割れ等の品質不良を発生させるという問題がある。このため、熱電対などの温度センサによって上型，下型の成形面近くの温度をそれぞれ測定し、上型と下型の温度差を監視するようにしている（例えば特許文献１）。
【０００４】
熱電対は、熱電能の異なる二種の金属（金属線）を接合して、２つの接合点を異なる温度にすると、一方の方向に電流が流れ、熱起電力が生じるゼーベック効果を利用した周知の温度センサである。また、細い熱電対を保護するため、熱電対を保護管に入れた状態で使用されるのが一般的である。保護管には、金属（銅，ステンレス，カンタル，インコネル，チタン，ハステロイなど）又は非金属（硬質硝子，高純度アルミナ，石英，ジルコニア，窒化珪素，テフロン（登録商標）など）が用いられる。また、金属保護管に酸化マグネシウムやシリカ粉末で充填した「シース熱電対」が一般的に広く使用されている。
【特許文献１】特開２００３−６３８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなシース熱電対（以下単に熱電対という）は、正確な温度を測定するには、一方の端部を被温度測定物に強く押しつける必要がある。ところが、成形すべきレンズがカメラ付き携帯電話用などのように非常に小さい場合には、被温度測定物である上型，下型も当然に小さくなり、これらの温度を測定する熱電対も非常に細い（直径１ｍｍ以下）ものが使用されることになる。したがって、上型，下型に形成された穴に熱電対を挿入して穴の突き当たりに強く押しつけると熱電対が折れ曲がり、一旦折れ曲がると、先端部まで力が伝わらないため、強く押しつけることができなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、熱電対が折れ曲がるのを防止したレンズ成形装置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】
【０００７】
本発明のレンズ成形装置は、上型と下型とからなる金型にレンズ成形用の光学素材を挟み込み、この光学素材を加熱及び加圧することによりレンズをプレス成形するレンズ成形装置において、前記上型，下型のそれぞれに形成され、外部から上型，下型の各成形面近くまで達する直線状の穴と、この穴に挿入され、この穴の突き当たりに先端部を押しつけることにより前記成形面近くの温度を測定する熱電対と、この熱電対を挿通した状態で前記穴に挿入されることにより熱電対が折れ曲がるのを防止する剛性を有する筒状部材とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレンズ成形装置によれば、上型，下型の各成形面近くの温度を測定する熱電対を剛性を有する筒状部材に挿通した状態で上型，下型の各穴に挿入するようにしたので、熱電対が折れ曲がるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態であるレンズ成形装置１０を示す図１において、レンズ成形用の光学素材（例えば球状の光学ガラス）１２を挟み込む上型１４ａ，下型１４ｂからなる金型１４と、上型１４ａと下型１４ｂの中心を揃える円筒形の胴型１５と、上型１４ａ，下型１４ｂの外側を取り囲むように設けられ、上型１４ａ，下型１４ｂをそれぞれ加熱するニクロム線等の電熱線からなるヒータ１６，１７と、制御装置１９とからなる。なお、上型１４ａ，下型１４ｂをそれぞれ移動させる移動装置、レンズの材料である光学素材１２を上型１４ａ，下型１４ｂの間に置いたり、成形されたレンズを取り出すロボットアームなどは図示を省略している。
【００１０】
上型１４ａ，下型１４ｂは、成形面２０ａ，２０ｂの各形状以外は全く同じ構成であるから、以下、上型１４ａについて説明する。なお、上型１４ａ，下型１４ｂの材質は、超硬合金ＷＣやセラミックスである。
【００１１】
図２に示すように、上型１４ａには、熱電対２２を挿入するための穴２３が形成されている。熱電対２２は、周知のシース熱電対であり、熱電能の異なる二種類の金属線（例えばタングステンレニウム合金でレニウム５％のものとレニウム２６％のもの）を直径ｄ１（例えば１ｍｍ）の円筒状の金属保護管に入れ、酸化マグネシウムやシリカ粉末で充填した温度センサで、成形面２０ａ近くの温度を測定する。なお、熱電対は、熱電能の異なる二種類の金属線を端部同士で接合して、２つの接合点を異なる温度にすると、一方の方向に電流が流れ、熱起電力が生じるゼーベック効果を利用した温度センサである。
【００１２】
穴２３は、外部から成形面２０ａ近くまで上型１４ａの長手方向に沿ってまっすぐに形成されている。穴２３は、熱電対２２が挿入しやすいように径ｄ２が大きい外部側の穴２３ａと、熱電対２２の先端部２２ａがほぼ遊び無く挿入されるように径ｄ３が小さい成形面２０ａ側の穴２３ｂとからなる。なお、本実施形態では、例えばｄ２＝２ｍｍ，ｄ３＝１．２ｍｍである。
【００１３】
熱電対２２は、正確な測定を行なうために、その先端部２２ａを穴２３ｂの底に強く押しつける必要がある。熱電対２２は、直径ｄ１が１ｍｍの細いものであるから、そのまま穴２３に挿入して穴２３ｂの底に強く押しつけると、径ｄ３（＝１．２ｍｍ）が小さい穴２３ｂ内では折れ曲がることはなくても、径ｄ２（＝２ｍｍ）が大きい穴２３ａ内では折れ曲がるおそれが高い。一旦熱電対２２が折れ曲がると、先端部２２ａを穴２３ｂの底に強く押しつけようとしても先端部２２ａまで押しつけ力が伝わらなくなる。
【００１４】
このため、剛性を有する材料，例えばステンレスから形成された筒状部材であるパイプ２４に熱電対２２を挿通した状態で穴２３に挿入する。パイプ２４の内径は、熱電対２２がほぼ遊び無く挿通され、内部で折れ曲がることがない程度の大きさ、例えば１．１ｍｍであり、外径ｄ４は、パイプ２４が穴２３ｂに挿入されないように、穴２３ｂの径ｄ３よりも大きい、例えば１．５ｍｍである。これにより、熱電対２２の先端部２２ａまでパイプ２４に隠れた状態で穴２３に挿入しても、パイプ２４の端部が穴２３ａと穴２３ｂとの段差面に当接してパイプ２４は穴２３ｂ内に挿入されず、先端部２２ａだけが穴２３ｂに挿入される。
【００１５】
パイプ２４の長さｄ５は、穴２３ａの長さよりも長く、例えば３０ｍｍであり、穴２３ａ内では、熱電対２２の全体がパイプ２４で被覆されている。これにより、熱電対２２を曲げることなく、先端部２２ａを穴２３ｂの底に強く押しつけることができる。また、上型１４ａの成形面２０ａ側の端部の径ｄ６は、例えば４．３ｍｍである。
【００１６】
制御装置１９は、上型１４ａ，下型１４ｂに取り付けられた熱電対２２から出力された測温信号を増幅する一対のアンプ２６と、ヒータ１６，１７に供給する電力を調整する一対の電力調整器２７と、アンプ２６から入力された測温信号に基づいて、一対の電力調整器２７に制御指令を出す制御部２９とから構成される。
【００１７】
このように構成されたレンズ成形装置１０を使用するには、パイプ２４に挿通した熱電対２２をパイプ２４ごと上型１４ａ，下型１４ｂの各穴２３に挿入してから、胴型１５内に上型１４ａの先端部と光学素材１２と下型１４ｂの先端部とを挿入する。この後、成形面２０ａ，２０ｂによって光学素材１２を挟むように、上型１４ａ，下型１４ｂに対して上下方向から押圧力を加えると同時に、制御部２９が電力調整器２７を介してヒータ１６，１７を駆動し、上型１４ａ，下型１４ｂを加熱する。
【００１８】
このとき、一対の熱電対２２にも押圧力を加え、各先端部２２ａが穴２３ｂの底に所定の力で押しつけられるようにする。熱電対２２は、剛性を有するパイプ２４によって保護されているから、折れ曲がることなく、確実に各先端部２２ａが穴２３ｂの底に押しつけられる。
【００１９】
金型１４が所定の温度（例えば３００℃〜６００℃）まで上昇する間に光学素材１２が溶融し、成形面２０ａ，２０ｂによってレンズが成形される。
【００２０】
金型１４の温度が所定の温度に達してから所定時間が経過した後、ヒータ１６，１７の駆動が停止され、窒素ガスによる冷却工程に移行する。この冷却工程では、成形面２０ａ，２０ｂの曲率半径等の形状の違いにより成形面２０ａ，２０ｂの冷える速度が異なる。この冷却過程での温度変化は熱電対２２によりリアルタイムでアンプ２６を介して制御部２９に取り込まれる。
【００２１】
ここで、上型１４ａ，下型１４ｂの各穴２３ｂの底がそれぞれ成形面２０ａ，２０ｂに非常に近く、かつ一対の熱電対２２の各先端部２２ａが適度な強さでしっかりと各穴２３ｂの底に押しつけられているから、成形面２０ａ，２０ｂに接触している光学素材１２の表面温度が熱電対２２によって正確に測定される。
【００２２】
制御部２９は、正確に測定された温度（測温信号）に基づいて一対の温度調整器２７に制御信号を送る。一対の温度調整器２７はヒータ１６，１７に供給する電力を調整し、上型１４ａ，下型１４ｂの温度制御を正確に行う。これにより、上型１４ａ，下型１４ｂ間の温度差によって生ずる内部応力の発生が防止され、レンズ表面の割れ等がない高品質のレンズを製造することができる。
【００２３】
冷却工程が終了すると、上型１４ａ，胴型１５が順次に上昇された後、成形されたレンズがロボットアームによって把持され、レンズ成形装置１０の外へ取り出される。
【００２４】
以上説明した実施形態では、熱電対を構成する二種類の金属線をレニウム５％のタングステンレニウム合金とレニウム２６％のタングステンレニウム合金とにしたが、本発明はこれに限定されることなく、高温で使用可能であればよく、例えば白金ロジウム合金と白金とにしてもよい。また、熱電対をシース熱電対としたが、保護管を用いたものであれば別種類の熱電対でもよい。
【００２５】
上記実施形態では、熱電対を挿通するパイプとしてステンレス製のパイプを用いたが、本発明はこれに限定されることなく、熱電対の折れ曲がりを防止できる程度の剛性を有するものであればよく、例えばセラミックス製のパイプでもよい。
【００２６】
上記実施形態では、ｄ１〜ｄ６の各数値を１ｍｍ，２ｍｍ，１．２ｍｍ，１．５ｍｍ，３０ｍｍ，４．３ｍｍとしたが、これらの数値は一例であって、本発明はこれらの数値に限定されないのは勿論である。
【００２７】
上記実施形態では、上型，下型間に押圧力を加える際には、一対の熱電対にも押圧力を加え、各先端部が穴の底に所定の力で押しつけられるようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば上型，下型の各穴に熱電対を挿入したときから継続して熱電対に一定の押圧力を加えるようにしてもよい。
【００２８】
上記実施形態では、ヒータとしてニクロム線などの電熱線からなるものを使用したが、本発明はこれに限定されることなく、金型を加熱できるものであれば何でもよく、例えば赤外線ランプでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態であるレンズ成形装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】上型の穴と熱電対とパイプの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  レンズ成形装置
１２  光学素材
１４  金型
１４ａ  上型
１４ｂ  下型
１５  胴型
１６，１７  ヒータ
１９  制御装置
２０ａ，２０ｂ  成形面
２２  熱電対
２３  穴
２４  パイプ
【図１】
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【図２】
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