(57)【要約】【課題】高精度な小口径で厚みのあるレンズを製造する方法【解決手段】少なくとも下型及び上型からなる成形型を用いて二つ以上のガラス素材を前記下型の成形面上に配置し、前記ガラス素材及び少なくとも下型を、ガラス素材のプレス成形可能な温度にまで加熱し、前記ガラス素材を前記成形型によりプレス成形することにより、前記ガラスを接合一体化して所定形状の成形体を製造する方法【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも下型及び上型からなる成形型を用いて二つ以上のガラス素材を前記下型の成形面上に配置し、前記ガラス素材及び少なくとも下型を、ガラス素材のプレス成形可能な温度にまで加熱し、加熱されたガラス素材を前記成形型によりプレス成形することにより、前記ガラスを変形させて接合一体化して所定形状のガラス成形体を製造する方法において、非融着部分の空隙の容積を調整して高精度の形状を有するガラス成形体を得ることを特徴とするガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
請求項１における非融着部分の空隙を調整する手段としてガラス素材の総容積を型の押圧後の型のキャビティの容積よりも少なくすることを特徴とする請求項１のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
請求項１における非融着部分の空隙を調整する手段として上型と下型の少なくとも一方にストッパーを設け、プレス中に所定の位置で上下型を固定させることを特徴とする特許請求項１のガラス成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い形状精度が要求されるガラス成形体をその形状に相応するキャビティーを有する成形型を用いて熱間成形により製造する方法に関する。特に小口径で径に比較して厚さの大きなロッドに近い形状を持つレンズのモールド成形に適したガラス成形体及びその製造方法に関するものである。通常の熱間成形法では困難な不規則な形状、特に芯とり加工作業を不要とする高精度な小口径で厚みのあるレンズを製造する分野。
【背景技術】
【０００２】
ガラスは熱間成形が可能なため、型を使用して加熱して所望の形状のレンズ等を成形する方法が様々提案されている。最近、型の表面を高精度な鏡面に加工して熱間成形をして直接レンズを製造する方法等も実用化されている。この方法は研削、研磨という加工工程を省略できるため、コスト低減につながるばかりでなく、非球面レンズなども容易に製造できるため、それらレンズを用いることによりレンズ枚数を大幅に削減でき、カメラ等の小型化に大いに貢献している。
【０００３】
通常の熱間成形法では困難な不規則な形状をもつガラス成形体を製造する技術は既に特開２００１−４８５５５で提案されている。しかし、ここで開示されている技術は小型でアスペクト比が大きく薄板状の光ファイバー固定部材のような位置決め部材など、不規則な形状を有するガラス成形体を得るのを目的としており、何より高い重量精度が要求されるガラス成形体の製造に関するものである。一方本発明の目的は芯とり加工作業を不要とする高精度な小口径で厚みのあるレンズを製造する方法の提供することにあり、要求される精度は重量精度ではなく、形状精度である点大きな違いがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように本発明が解決しようとする課題は第一には通常の熱間成形法では困難な不規則な形状特に芯とり加工作業を不要とする高精度な小口径で厚みのあるレンズを製造する方法の提供することにある。一般に小口径で厚みのあるレンズ（φ１前後）の様なガラス成形体の芯取り作業は、技術的に困難な工程を伴い加工単価の上昇を招く。例えばこのようなガラス成形体に芯取り作業による砥石押圧作業は、ガラス成形体の崩壊を生じやすい。小口径のレンズ（φ１前後）芯取り作業は、技術的取り作業等の二次加工を排することが重要である。
【０００５】
ところで、厚みのある小口径レンズのようなガラス成形体を熱間型成形しようとすると極めて困難なことになる。ガラスを熱間加工する場合通常、ガラスの型への融着を防止するため、型の温度をガラス転移温度以下に設定するのが一般であるが、特に成形品が小型の場合、型と接触するために急激に冷却され、ガラスが変形する前に固化してしまうのである。形状によっては成形前のガラス材を型に挿入することすら困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
少なくとも下型及び上型からなる成形型を用いて二つ以上のガラス素材を前記下型の成形面上に配置し、前記ガラス素材及び少なくとも下型を、ガラス素材のプレス成形可能な温度にまで加熱し、加熱されたガラス素材を前記成形型によりプレス成形することにより、前記ガラスを変形させて接合一体化して所定形状のガラス成形体を製造する方法において、非融着部分の空隙の容積を調整して高精度の形状を有するガラス成形体を得る。
課題を解決するための手段としては少なくとも下型及び上型からなる成形型を用いて二つ以上のガラス素材を前記下型の成形面上に配置し、前記ガラス素材及び少なくとも下型を、ガラス素材のプレス成形可能な温度にまで加熱し、加熱されたガラス素材を前記成形型によりプレス成形することにより、前記ガラスを変形させて接合一体化して所定形状のガラス成形体を製造する方法において、非融着部分の空隙の容積を調整して高精度の形状を有するガラス成形体を得ることを特徴とするガラス成形体の製造方法である。
ガラス素材が多めに型に挿入された場合には素材間に生じた空隙の容積を減ずることにより、形状寸法を正確に一定に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、熱間成形法により小口径のレンズ（例えばφ１前後）を容易に得ることが出来るので、芯取り作業を省くことができ、技術的に困難な工程に伴って生ずる加工単価の上昇を避けることが可能となる。
ガラス成形体に芯取り作業による砥石押圧作業は、ガラス成形体の崩壊を生じやすい。小口径のレンズ（φ１前後）芯取り作業は、技術的取り作業等の二次加工を排することが重要であるがこれを可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態の一つとして上記の製造方法にける非融着部分の空隙を調整する手段としてはガラス素材の総容積を型のキャビティの容積よりも少なくすることを特徴とするガラス成形体の製造方法である。ガラス素材の総容積を型の押圧後の型のキャビティの容積よりも少なくすることにより、上記の空隙を確実に作ることが可能となる。
【０００９】
本発明の実施の形態の他の一つとしては上記非融着部分の空隙の容積を調整する手段として上型と下型の少なくとも一方にストッパーを設けることで、プレス中に所定の位置で上下型を固定させることにより可能となる。すなわち、押圧後の上下型の位置を正確に決めることにより、寸法精度の高いガラス成形体を得ることが可能となる。そしてガラス素材の総容積を型の押圧後の型のキャビティの容積よりも少なくされているため、余分なガラスが型より溢れ出すということがない。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明について実施例に基づき説明する。本実施例は、成形体が光通信用のロッドレンズとなる成形体の成形例である。図１は一般的な通信用ロッドレンズの形状１０の斜視図で、レンズ面１１を有する。図２は本発明により成形された場合の斜視図で、ガラス素材４を３個使用したものである。
【００１１】
実施例で使用したガラス素材は溶融ガラスを滴下して得られる滴下ガラス球を使用した。ガラス球の半径は１．２５ｍｍである。ここで、３個使用した場合の総体積は３．０６６ｍｍ３であり、このとき、ストッパー６により上下型が固定されたときのキャビティーの容積を３．１８９ｍｍ３とした。
【００１２】
図３に成形体を製作する場合の金型およびその構成を示す縦断面図である。図中胴型１に下型２が挿入され、内部に成形体材料４を挿入する空間（キャビティー）と、上型３を上部から挿入する構造となる。図４はキャビティ空間（５）部の詳細な縦断面図であり、ガラス素材４を３個セットした状態を示す。
【００１３】
図５はストッパーにより成形体を製作する場合を説明するためのガラス素材を３個入れた場合の金型全体の縦断面図で、図６はストッパ６の平面図と縦断面図を示す。
【００１４】
次に成形体の具体的な成形方法を、図５を用いて説明する。成形は図５の状態において、成形シロ７（図中の幅ｕ）を、図８に示す成形条件下でガラス素材を過熱し、上部より成形シロ７をゼロの状態まで加圧する。
【００１５】
図７はストッパー６の厚み（図中の幅ｔ）まで加圧により上型３の移動した成形完了時の金型の状態を示す縦断面図である。
【００１６】
SiO2を20wt％、B2O3を30wt％、Li2０を10wt％、TiO2を10wt％、その他成分を30wt％含有するガラスを５５０℃、成形圧力４０ｋｇｆをにて成形した結果、直径１．２５ｍｍ厚さ２．６ｍｍの成形体を得た。この成形体の加工精度はストッパー構造により±1μｍ以下、外周方向でも一律±1μｍ以下と極めて高精度な成形体を得られた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本成形で取得可能な成形体の一般的な形状を示す斜視図である。
【図２】本発明により成形した成形体の完成状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例で成形のために使用された金型全体の縦断面図である。
【図４】金型内の成形部（キャビティー）の縦断面図である。
【図５】ストッパーにより成形体を製作する場合を説明するためのガラス素材を３個入れた場合の金型全体の樹断面図である。
【図６】ストッパー６の平面図と縦断面図である。
【図７】ストッパー６の厚み（図中の幅ｔ）まで加圧により上型３の移動した成形完了時の金型の状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の成形体製作時の温度圧力／時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
１・・・胴型
２・・・上型
３・・・下型
４・・・ガラス素材
５・・・キャビティ
６・・・ストッパー
７・・・調整部
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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