JPH0339977B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はレンズの成形法に関するものである。

［従来技術］ 一般にレンズをプレス成形により成形する方法
には、以下のものがあつた。

すなわち、ロツド状のガラス素材を、所定の幅
でもつてカツターで切断し、この切断面を研磨砥
石で研磨して所望の容量のレンズ素材を形成して
いた。そして、このレンズ素材を、金型に挿入
し、金型温度を上げてレンズ素材を熱軟化し、上
下の金型に圧力を加えてプレス成形し、金型を冷
却して金型成形面をガラス表面に転写した後、金
型の圧力を取り除き、仕上がつたレンズを取り出
していた。

［問題点］ 従来のレンズ素材は、カツターで切断しその切
断面を研磨していたので以下の不具合があつた。

即ち、切断面の表面付近に、カツターや研磨砥
石の砥粒が付着したり食いついていたので、砥粒
がレンズに残るばかりでなく、金型の成形面を損
傷する不具合があつた。

また、レンズ素材の切断面を研磨しているので
研磨作業に要する時間を多く必要とした。このと
き研磨程度を簡略化した場合には、レンズ素材の
研磨跡を完全に溶融（流動した状態）して滑らか
にする必要があり、そのためにレンズ素材の加熱
温度を研磨跡が消失して滑らかになる温度まで上
昇させる必要があり、このようなレンズ素材を成
形すると金型表面温度が異常に上昇し、金型寿命
の短命化や焼き付き現象が生じてしまうものであ
つた。さらに、成形後のレンズ面に研磨跡が残つ
ている場合には、該レンズに研磨作業を必要とす
るものであつた。

その結果、設備装置がコスト高になるととも
に、各部材の交換作業を頻繁におこ行なわねばな
らず、上記した作業と相俟つて多大な時間を要し
ていた。

［問題点を解決するための手段・目的］ 因つて、本発明はレンズ素材のプレス面をガラ
ス素材のロツドから割断する加工により遂行した
後、この割断後のレンズ素材を加圧したとき変形
可能な粘度になるまで加熱し、加熱軟化したレン
ズ素材を上下金型間でプレス成形するようにした
ことにより、前記レンズ素材の割断加工で得られ
る円滑な鏡面がそのままレンズ面として形成さ
れ、この種レンズ成形の簡略化が計れると共に金
型寿命が大いに向上できるレンズ成形法を提供す
ることを目的とする。

［実施例］ 以下、本発明レンズ成形法の実施例を図面とと
もに説明する。

第１実施例 第１図は本発明レンズ成形法の実施に使用する
装置の概要を示す側面図、第２図は同装置におけ
るレンズ素材２０の加工部の縦断側面図、第３，
４図は、レンズ素材に対する高圧の応力分布およ
び割断状態を示す説明図である。

しかして、第１図のレンズ成形装置において、
２１はレンズ素材２０の加工部、２２は必要に応
じて用いられるレンズ素材２０の洗浄部、２３は
加熱炉、２４は成形部、２５は徐冷炉で、これら
の各部はレンズ素材２０の搬送用キヤリア２６を
列設して装備するチエーン等のコンベア２７をホ
イール２８，２９，３０，３１間に張設して構成
される搬送ライン３２の上側搬送部３２ａの搬送
方向に添つて列設配置されている。

また、３３は成形レンズ３４の取り出し部で、
この取り出し部３３は、搬送ライン３２の下側搬
送部３２ｂの始端部に配置されている。

さらに、前記レンズ素材２０の加工部２１は、
第２図に示すとおり、圧力発生装置４０を備える
圧力容器４１と、この圧力容器４１内に装填され
るロツド状のレンズ素材４２を押し出す押し棒４
３と、前記圧力容器４１内にて割断されたレンズ
素材２０を取り出して洗浄部２２内に搬送する搬
送パツド４４とから構成されている。

また、前記加工部２１の圧力容器４１内には、
ロツド状のレンズ素材４２を装填する装入孔４５
を設けるとともにこの装入孔４５の大径部４５ａ
の先端部には気密性を保持するためのＯリング等
のシール４６を設け、このシール４６間に側面に
貫通孔を有する間隔リングを配置しかつ大径部４
５ａ中に、前記圧力発生装置４０との連結孔４７
を貫通するとともに大径部４５ａの後部にはステ
ンレス等の緩衝部材４８を介装してある。さらに
前記装入孔４５の後端開口部４５ｂには、緩衝部
材４８等を押圧支持するとともにレンズ素材４２
の装填用固定部材４９をネジ部５０を介して脱着
自在に螺着してある。

尚、第２図中５１は均一な外径に加工されたロ
ツド状のレンズ素材４２の長さ方向間にレンズの
容量に対応して刻設したノツチ、５２は圧力発生
装置４０の回路部５３中に設けた圧力表示計を示
すものである。

次に、前記加工部２１に隣接して配設された洗
浄部２２は、加工部２１にて、後述する如く割断
加工されたレンズ素材２０に対して搬送路等の雰
囲気中のゴミや油が付着して成形加工に支障をき
たすことがないように水洗等の必要な洗浄を遂行
し得る構成を備える。なおこの洗浄部２２は加工
部２１の雰囲気や加熱炉２３までの搬送炉が清浄
なときは省略できるものである。この洗浄部２２
に隣接して配置される加熱炉２３は、洗浄部２２
にて洗浄後、搬送ライン３２のキヤリア２６に保
持されて当該加熱炉２３内に搬入されてくるレン
ズ素材２０を所定の粘度、即ち、加圧したとき変
形可能な粘度に軟化し得る加熱雰囲気を維持し得
るように構成されている。

また、前記洗浄後のレンズ素材２０を搬送する
キヤリア２６は、第１図示の成形部２４において
示す如く、上側を開口するとともに底部２６ａに
プレス成形用の開口部２６ｂを設けた環状体から
なり、開口部２６ｂの内側開口縁にレンズ素材２
０の係合用段部２６ｃを設けることにより形成さ
れている。

さらに、前記成形部２４は、加熱炉２３に隣接
して配置され、第１図に示される如く、搬送ライ
ン３２の上側搬送部３２ａにおけるコンベア２７
を介してキヤリア２６に保持されつつ搬入された
レンズ素材２０の上下両側部に、レンズ成形用の
上下両金型５４，５５をそれぞれ流体シリンダー
等に連結して上下動自在に架設装備することによ
り構成されている。

尚、上下両金型５４，５５は図示しないヒータ
ーにより、レンズ素材２０の転位点付近の温度に
加熱し得るように構成されるとともに当該成形部
２４内は常時不活性雰囲気に保持し得るように構
成されている。

加えて、当該成形部２４に隣接して配置される
徐冷部２５は、成形後のレンズ５６に歪を生じさ
せないように、また、屈折率等の光学的性能を均
一に保持し得るように、温度、時間等の条件を設
定しつつ徐冷し得るように構成されている。

尚、この徐冷炉２４は、レンズ素材を上下金型
内で加圧保持後に金型内で長時間にわたつて上記
歪や光学的性能を保持し得るようにすれば格別に
必要としなくなるが歩留まりは低下する。

さらに、搬送ライン３２の下部搬送部３２ｂの
始端部に配設した取り出し部３３は、キヤリア２
６が上側搬送部３２ａより下部搬送部３２ｂに至
り、反転された段階で、キヤリア２６内に保持さ
れていた成形レンズ５６が自重もしくは図示を省
略した押し棒により落下するのをレンズ面等にキ
ズ等の損傷を与えることがないように受けること
のできる受台５７を配置することにより構成され
ている。

さて以上のような構成から成るレンズ成形装置
を使用してレンズを成形する場合について以下に
説明する。

まず、第２図示の加工部２１において、固定部
材４９の装入孔４９ａにロツド状のレンズ素材４
２の後部を装入後、この固定部材４９を圧力容器
４１のネジ部５０に螺着しつつ、ロツド状のレン
ズ素材４２の前部を圧力容器４１の装入孔４５中
に装填する。

また、ロツド状のレンズ素材４２の外周に刻設
したノツチ５１が、既に割断幅に対応する間隔に
調整されたシール４６間の中心に位置されるよう
にセツトする。尚、割断後、押し棒４３によつて
レンズ素材４２を前方に押し出す量については、
次に割断するノツチ５１がシール４６間の中心に
位置せしめるとともに割断面がシール４６にかか
らないように設定されている。

前記レンズ素材４２のセツト状態下において、
圧力発生装置４０を作動して、水、油等の流体あ
るいは気体の圧力媒体を回路部５３および圧力容
器４１の連結孔４７を介してレンズ素材４２の外
周に掛ける。

例えば、200〜1000Kg／cm²程度の高圧Ｐを掛け
ることにより、レンズ素材４２には第３図に示す
ような応力分布が生じ、ノツチ５１をきつかけと
して、第４図に示すようにａ〜ｆという伝播で割
れが進行し、割断される。

そこで、このノツチ５１を介するレンズ素材４
２の割断加工において、割断音等により割断完了
が確認された時点にて、押し棒４３を前進動し
て、レンズ素材４２を所定量前進し、次順のノツ
チ５１をシール４６間の中心位置に位置せしめつ
つセツトする。

他方、前記押し棒４３の押し込みによつて、ロ
ツド状のレンズ素材４２より割断されたレンズ素
材２０は、圧力容器４１の装入孔４５の開口側に
押し出される。

その時に、搬送パツド４４が装入孔４５の開口
側に移動し、その前側に取付けた吸着盤４４ａに
より、割断後のレンズ素材２０を吸着して保持す
る。

また、搬送パツド４４は、吸着保持したレンズ
素材２０を洗浄部２２内に供給し、同部２２内に
て、所要の洗浄後、搬送ライン３２のキヤリア２
６内に装入載置せしめる。

しかる後、搬送ライン３２の移動により、キヤ
リア２６内に載置されたレンズ素材２０は、加熱
炉２３中に搬入され、搬送ライン３２の移動速度
に対応した加熱をうけ、成形に必要な所定の粘度
まで軟化されつつ、成形部２４内に搬入される。

しかして、軟化されたレンズ素材２０は成形部
２４内において、キヤリア２６内において上下に
正確に芯出しせしめつつ静置される。このレンズ
素材２０の芯出し静置操作に関連して、成形用の
上下金型５４，５５が流体シリンダ等の作動によ
り、対向方向に下動および上動し、キヤリア２６
内のレンズ素材２０を所望の形状にプレス成形す
る。

また、両金型５４，５５のプレス成形状態にお
いて、レンズ素材２０が変形しない温度（両金型
５４，５５の成形型温度）まで冷却される。すな
わち、レンズの径や厚さによつて異なるが数秒か
ら数10秒あるいは数分で成形レンズ５６全体は型
温度と同程度となり、その段階で両金型５４，５
５を型開きした後、搬送ライン３２のキヤリア２
６を介して、徐冷炉２５中に搬送し、前述した如
く、成形レンズ５６に歪や光学特性に変化を生じ
ない範囲内における徐冷処理を行うものである。

このとき前述したように成形レンズを金型内で
徐冷すれば格別に徐冷炉を要しない。

前記徐冷処理後、キヤリア２６は第１図に示さ
れる如く、ホイール２９，３０を経て、下側搬送
部３２ｂに至り、取り出し部３３において反転さ
れ、キヤリア２６内に保持されていた徐冷後の成
形レンズ５６は、その自重もしくは図示を省略し
た押し棒により受台５７上に落下して離型され
る。このとき受台５７をキヤリア２６内の成形レ
ンズ５６に上昇させるべく、往復動作するシリン
ダー等に接続し、落下時の衝撃をなくしてもよ
い。

因つて、以上の如き、レンズ成形装置における
レンズ素材２０の割断加工、熱処理、プレス成
形、徐冷および離型の各工程が一連の繰り返し作
業により連続して成形レンズ５６を成形すること
ができるものである。

尚、第５図において、ロツド状レンズ素材４２
より割断加工により得たレンズ素材２０の割断面
の状態を示すとともに第６図において、その面粗
度を示し、かつ第７図ａ，ｂにおいて、成形レン
ズ５６の表面形状の干渉像を示した。

第２実施例 第８図は、第１図における加工部２１の、第２
図とは別の実施例を示す縦断面図である。

しかして、当該実施例における加工部２１は、
ロツド状のレンズ素材４２を回転自在に保持する
保持部５８と、この保持部５８にて保持するロツ
ド状のレンズ素材４２の外周にダイヤモンド針５
９を圧接せしめつつ保持するダイヤモンド針５９
の保持部６０と、この保持部６０とは対向側に保
持される火炎部６１とから構成されている。

しかして、かかる加工部２１にて、レンズ素材
２０を割断加工する場合には、保持部５８にてロ
ツド状のレンズ素材４２を回転しつつ保持すると
ともに保持部６０を介してダイヤモンド針５９を
回転するレンズ素材４２の切断位置に圧接して、
ロツド状のレンズ素材４２の外周にキズ６２を刻
設する。

しかる後、火炎部６１より火炎６１ａを前記レ
ンズ素材４２の外周に刻設されたキズ６２に当て
て加熱することにより、レンズ素材４２に熱応力
を生じさせ、前記キズ６２を介して所望幅のレン
ズ素材２０を割断加工することができるものであ
る。

また、周知のように、このようにして得られた
割断面は、多少のうねり等は存在するものの、高
い面粗度を有するものである。

従つて、かかるレンズ素材２０を、第１図示の
成形装置における成形工程により、前記第１実施
例と同様の成形レンズを成形することが確認でき
た。

第３実施例 第９図は、第８図の加工部２１とは別の実施例
を示す縦断面図である。

しかして、当該加工部２１は、前記第２実施例
におけるレンズ素材４２の保持部５８およびダイ
ヤモンド針５９の保持部６０についての構成と同
一であるが、熱応力を生じさせる火炎部６０に換
えて、より局部的な加熱の可能なレーザー光等の
熱光源部６３を装備することにより構成したもの
である。

尚、６４は集光レンズ６４，６５は集光レンズ
６４を介して、キズ６２に照射される熱線を示す
ものである。

しかして、第２実施例と同様に、レンズ素材４
２の切断位置にダイヤモンド針５９を介してキズ
６２をつけるとともに熱光源部６３より集光レン
ズ６４を介して熱線を照射して、同部に熱応力を
生じさせることにより、所定幅のレンズ素材２０
を割断加工することができる。

従つて、かかるレンズ素材２０を、第１図示の
成形装置の各工程を経ることにより第１実施例と
同様の成形レンズを成形することが確認できた。

［発明の効果］ 以上の説明から明かな通り、本発明のレンズ成
形法によれば、レンズ素材の予備加工工程におい
て、ロツド状のレンズ素材を割断加工することを
特徴とするものであるから、鏡面を有するレンズ
素材を短時間に自動的に加工することができ、当
該レンズ素材を加熱軟化させる程度で成形を可能
ならしめ得ることと相俟つて、この種レンズ成形
法における成形の簡略化、成形時間の短縮化が計
れる。

加えて、レンズ素材の予備加工から成形及び離
型作業までを完全に自動化することができ、全体
として、低コストで高精度のレンズ成形を可能な
らしめることができる。

また、ロツド状のレンズ素材を割断加工して得
た所定幅のレンズ素材によるレンズ成形によつて
要求される成形温度は、研磨跡が残つているレン
ズ素材の成形と比較して低温で済み、しかも成形
用金型に悪影響を与える異物が、割断面には付着
していないので、金型寿命を大いに向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明レンズ成形法に使用するレンズ
成形装置の概要を示す側面図、第２図はロツド状
レンズ素材の加工部を示す縦断面図、第３図はレ
ンズ素材における応力分布を示す説明図、第４図
は同伝播状態を示す説明図、第５図は割断加工後
のレンズ素材における割断面を示す表面図、第６
図は同面における面粗度を示す線図、第７図ａ，
ｂは成形レンズにおける表面形状の干渉像を示す
説明図、第８図および第９図はロツド状レンズ素
材の加工部を示す縦断面図である。 ２０……レンズ素材、２１……加工部、２２…
…洗浄部、２３……加熱部、２４……成形部、２
５……徐冷炉、２６……キヤリア、２７……コン
ベア、２８，２９，３０，３１……ホイール、３
２……搬送ライン、３３……取り出し部、４０…
…圧力発生装置、４１……圧力容器、４２……ロ
ツド状のレンズ素材、４３……押し棒、４４……
搬送パツド、４５……装入孔、４６……シール、
４７……連結孔、４８……緩衝部材、４９……固
定部材、５０……ネジ部、５１……ノツチ、５２
……圧力表示計、５３……回路部、５４……上
型、５５……下型、５６……成形レンズ、５７…
…受台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロツド状のガラス素材を所定幅に応力にて割
   断面図加工レンズ素材に割断面を形成する工程
   と、割断面加工されたレンズ素材を加圧したとき
   変形可能な粘度まで加熱炉で加熱する工程と、前
   記粘度まで加熱軟化したレンズ素材の割断面を、
   該レンズ素材を成形する温度に加熱した型により
   押圧成形する工程と、押圧成形後の成形レンズが
   変形しない温度になるまで該型内で成形レンズを
   冷却する工程と、冷却後の成形レンズに歪や光学
   特性に変化を生じない範囲内で除冷する工程とよ
   りなることを特徴とするレンズ成形法。 ２ 前記ロツド状のガラス素材を所定幅に応力に
   て割断加工する工程は、ガラス素材に成形したノ
   ツチに加圧して割断することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のレンズ成形法。 ３ 前記ロツド状のガラス素材を所定幅の応力に
   て割断加工する工程は、ガラス素材に刻設したキ
   ズを、加熱による熱応力で行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のレンズ成形法。