JPH0692659A - ガラス光学素子成形装置 - Google Patents
ガラス光学素子成形装置Info
- Publication number
- JPH0692659A JPH0692659A JP24324292A JP24324292A JPH0692659A JP H0692659 A JPH0692659 A JP H0692659A JP 24324292 A JP24324292 A JP 24324292A JP 24324292 A JP24324292 A JP 24324292A JP H0692659 A JPH0692659 A JP H0692659A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- die
- barrel
- glass material
- optical element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】金型を保持する胴型に通電し発熱させ、金型及
びガラス素材（硝材）を加熱するガラス光学素子成形装
置において、胴型の広い範囲にわたり均一に電流を流
し、金型及び硝材をより均一に加熱する。 【構成】電力を供給する複数本の電線を、導電性材料で
形成された胴型に、導電ペーストを用いて直接接合す
る。 【効果】大口径化やマルチキャビティ化により胴型が大
きくなっても、胴型をより均一に加熱することができ、
成形されたレンズにアスがなく、形状精度を向上させる
ことができる。また、金型及び胴型の型交換が簡単にで
きる。
びガラス素材（硝材）を加熱するガラス光学素子成形装
置において、胴型の広い範囲にわたり均一に電流を流
し、金型及び硝材をより均一に加熱する。 【構成】電力を供給する複数本の電線を、導電性材料で
形成された胴型に、導電ペーストを用いて直接接合す
る。 【効果】大口径化やマルチキャビティ化により胴型が大
きくなっても、胴型をより均一に加熱することができ、
成形されたレンズにアスがなく、形状精度を向上させる
ことができる。また、金型及び胴型の型交換が簡単にで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス光学素子を直接
プレス成形により製造するためのガラス光学素子成形装
置に係わるものであって、特に通電加熱方式の成形装置
に関するものである。
プレス成形により製造するためのガラス光学素子成形装
置に係わるものであって、特に通電加熱方式の成形装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光学ガラスを素材としたレンズの
製造方法は、従来の研削、研磨による製造方法に代え
て、高精度な金型を用いて加熱軟化したガラス材料を精
密プレスすることにより、所定の性能を有するガラス光
学素子を得る方法が注目されている。
製造方法は、従来の研削、研磨による製造方法に代え
て、高精度な金型を用いて加熱軟化したガラス材料を精
密プレスすることにより、所定の性能を有するガラス光
学素子を得る方法が注目されている。
【０００３】このガラス光学素子をプレス成形する装置
の金型及びガラス素材（硝材）の加熱方法はいろいろ提
案されているが、成形用金型を保持する胴型を導電性材
料で形成して、胴型自体を通電することにより発熱さ
せ、金型及び硝材を加熱する通電加熱方式は、金型及び
硝材を効率良く均一に加熱することができ、大口径化や
マルチキャビティ化に非常に適した加熱方式である。ま
た、電気を直接熱に変換するため、変換効率が高く消費
電力が少ない。しかも、発熱させる胴型自体の温度を直
接モニターすることができるため、胴型及び金型の温度
をコントロールしやすく、装置的にも他の加熱方式に比
べ小型化が可能になる。
の金型及びガラス素材（硝材）の加熱方法はいろいろ提
案されているが、成形用金型を保持する胴型を導電性材
料で形成して、胴型自体を通電することにより発熱さ
せ、金型及び硝材を加熱する通電加熱方式は、金型及び
硝材を効率良く均一に加熱することができ、大口径化や
マルチキャビティ化に非常に適した加熱方式である。ま
た、電気を直接熱に変換するため、変換効率が高く消費
電力が少ない。しかも、発熱させる胴型自体の温度を直
接モニターすることができるため、胴型及び金型の温度
をコントロールしやすく、装置的にも他の加熱方式に比
べ小型化が可能になる。
【０００４】通電加熱方式の金型、胴型、及び電極の構
成を図３に示す。金型６は、炭化珪素（ＳｉＣ）で構成
し、その成形面にＳｉＣ膜を成膜し、このＳｉＣ膜の表
面を鏡面仕上げする。この金型６を保持する胴型７は、
炭化珪素（ＳｉＣ）含有の炭素系複合材料で構成され、
発熱に必要な６ｋＶＡ程度の電力を供給する電線１０を
銅の電極８を介して、ステンレスのネジ１２及び耐熱性
バネ１１で機械的に胴型７に取り付けている。胴型７自
体に電流を流し発熱させ、この発熱した胴型７の伝熱及
び熱輻射により金型６及び硝材９が加熱され、熱電対１
５で測温し、硝材９が軟化後、下軸１４を上昇させて型
を閉め成形を行う。
成を図３に示す。金型６は、炭化珪素（ＳｉＣ）で構成
し、その成形面にＳｉＣ膜を成膜し、このＳｉＣ膜の表
面を鏡面仕上げする。この金型６を保持する胴型７は、
炭化珪素（ＳｉＣ）含有の炭素系複合材料で構成され、
発熱に必要な６ｋＶＡ程度の電力を供給する電線１０を
銅の電極８を介して、ステンレスのネジ１２及び耐熱性
バネ１１で機械的に胴型７に取り付けている。胴型７自
体に電流を流し発熱させ、この発熱した胴型７の伝熱及
び熱輻射により金型６及び硝材９が加熱され、熱電対１
５で測温し、硝材９が軟化後、下軸１４を上昇させて型
を閉め成形を行う。
【０００５】
【従来技術の課題】通電加熱方式は、成形用金型及び硝
材を均一に加熱する方法として非常に適した加熱方式で
あるが、導電性材料で形成された胴型と銅の電極とでは
熱膨張係数が５倍以上違うため、胴型と電極がなじみに
くい。また、温度の昇降を繰り返すと、銅の電極の内側
が変形してしまい、胴型と電極の接触面積が減少し、局
部的に電流の片寄りや発熱が起こってしまう。そのた
め、胴型が均一に加熱されなくなり、成形用金型及び硝
材の温度の不均一が発生し、成形されたレンズの形状精
度が悪くなってしまう。
材を均一に加熱する方法として非常に適した加熱方式で
あるが、導電性材料で形成された胴型と銅の電極とでは
熱膨張係数が５倍以上違うため、胴型と電極がなじみに
くい。また、温度の昇降を繰り返すと、銅の電極の内側
が変形してしまい、胴型と電極の接触面積が減少し、局
部的に電流の片寄りや発熱が起こってしまう。そのた
め、胴型が均一に加熱されなくなり、成形用金型及び硝
材の温度の不均一が発生し、成形されたレンズの形状精
度が悪くなってしまう。
【０００６】更に、胴型をより均一に加熱するために
は、胴型の広い範囲にわたり電流を均一に流すことが望
ましいが、従来の電極を機械的に取り付ける方法では電
極を大きく長くしなければならないため、特に大口径化
やマルチキャビティ化が困難である。また、胴型のネジ
部の摩耗及び割れが発生しやすいという問題がある。
は、胴型の広い範囲にわたり電流を均一に流すことが望
ましいが、従来の電極を機械的に取り付ける方法では電
極を大きく長くしなければならないため、特に大口径化
やマルチキャビティ化が困難である。また、胴型のネジ
部の摩耗及び割れが発生しやすいという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、通電加熱方式
のガラス光学素子成形装置において、電力を供給する複
数本の電線を導電性材料で形成された胴型に直接接合す
る。接合に際しては、導電ペーストを用いて、非酸化性
雰囲気中（Ｎ2 ガス中）で加熱し直接接合する。
のガラス光学素子成形装置において、電力を供給する複
数本の電線を導電性材料で形成された胴型に直接接合す
る。接合に際しては、導電ペーストを用いて、非酸化性
雰囲気中（Ｎ2 ガス中）で加熱し直接接合する。
【０００８】
【作用】前記構成によれば、金属製の電極、ネジ、及び
耐熱性バネ等を全く使用しないで、電線を胴型に直接接
合する。そのため、胴型と電線の接触面が安定し、局部
的な電流の片寄りや発熱が発生しない。また、電線の数
を増やして配列し、胴型の広い範囲に電流を流すことが
できるため、胴型をより均一に加熱することができる。
そのため、成形用金型及び硝材をより均一に加熱するこ
とができ、成形されたレンズに全くアス（部品の光学的
表面の直径方向による差異）がなく、また、形状精度を
向上することができる。
耐熱性バネ等を全く使用しないで、電線を胴型に直接接
合する。そのため、胴型と電線の接触面が安定し、局部
的な電流の片寄りや発熱が発生しない。また、電線の数
を増やして配列し、胴型の広い範囲に電流を流すことが
できるため、胴型をより均一に加熱することができる。
そのため、成形用金型及び硝材をより均一に加熱するこ
とができ、成形されたレンズに全くアス（部品の光学的
表面の直径方向による差異）がなく、また、形状精度を
向上することができる。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１０】実験例１ 図１は、金型、胴型、及び電線の構成図である。金型１
は、炭化珪素（ＳｉＣ、体積抵抗率：５×１０-1Ωｍ）
で構成し、その成形面にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を厚さ
数１００μｍ成膜し、このＳｉＣ膜の表面をＲａ＝１ｎ
ｍ以下になるように鏡面仕上げをする。金型１を保持す
る胴型２は、炭化珪素（ＳｉＣ）含有の炭素系複合材料
（体積抵抗率：５×１０-4Ωｍ）で構成し、この胴型２
の両側面に電線３を接合するためのφ２ｍｍ、深さ５ｍ
ｍの穴を４ｍｍ間隔で縦方向に４列、横方向に８列の片
側３２個の穴をあけた。この穴の中に厚膜導電ペースト
（銀・パラジウム系導電ペースト）を塗ったφ約１ｍ
ｍ、断面積０．７５ｍｍ2 の電線３の一方を挿入し、焼
成炉にて非酸化性雰囲気中（Ｎ2 ガス中）で、１５０℃
で４０分乾燥した後８５０℃で５０分焼成し、電線３と
胴型２を接合した。胴型２に接合した電線３の反対側
は、胴型２から同じ長さに束ねて圧着端子に取り付け、
加熱用電源ラインに接続した。
は、炭化珪素（ＳｉＣ、体積抵抗率：５×１０-1Ωｍ）
で構成し、その成形面にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を厚さ
数１００μｍ成膜し、このＳｉＣ膜の表面をＲａ＝１ｎ
ｍ以下になるように鏡面仕上げをする。金型１を保持す
る胴型２は、炭化珪素（ＳｉＣ）含有の炭素系複合材料
（体積抵抗率：５×１０-4Ωｍ）で構成し、この胴型２
の両側面に電線３を接合するためのφ２ｍｍ、深さ５ｍ
ｍの穴を４ｍｍ間隔で縦方向に４列、横方向に８列の片
側３２個の穴をあけた。この穴の中に厚膜導電ペースト
（銀・パラジウム系導電ペースト）を塗ったφ約１ｍ
ｍ、断面積０．７５ｍｍ2 の電線３の一方を挿入し、焼
成炉にて非酸化性雰囲気中（Ｎ2 ガス中）で、１５０℃
で４０分乾燥した後８５０℃で５０分焼成し、電線３と
胴型２を接合した。胴型２に接合した電線３の反対側
は、胴型２から同じ長さに束ねて圧着端子に取り付け、
加熱用電源ラインに接続した。
【００１１】実験例１で試作した胴型２に最大４ｋＶＡ
の電力を供給し加熱実験を行った。胴型２の温度の測定
ポイントを図２に示す。金型４の中心温度（ポイント
Ｅ）を基準に比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御を行い、
６００℃まで加熱し、２４０ｓｅｃ保持した後の胴型２
の温度を表１に示す。金型の周りの温度差は（Ｂ，Ｃポ
イント）で従来は５℃程度の温度差が発生していたが、
今回試作した胴型は±１℃に安定することができた。
の電力を供給し加熱実験を行った。胴型２の温度の測定
ポイントを図２に示す。金型４の中心温度（ポイント
Ｅ）を基準に比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御を行い、
６００℃まで加熱し、２４０ｓｅｃ保持した後の胴型２
の温度を表１に示す。金型の周りの温度差は（Ｂ，Ｃポ
イント）で従来は５℃程度の温度差が発生していたが、
今回試作した胴型は±１℃に安定することができた。
【００１２】
【表１】
【００１３】次に、ガラス材料としてＰＢＬ６（ＬＬＦ
６）を用いて外形φ３３ｍｍ、肉厚６．６ｍｍ、Ｒ１＝
３５ｍｍ、Ｒ２＝７１ｍｍの両凸レンズを成形した。ガ
ラス材料を下型用金型の上にセットし、非酸化性雰囲気
中（Ｎ2 ガス中）で通電加熱方式により５９０℃まで加
熱し、２４０ｓｅｃ保持した後、５００ｋｇｆの圧力で
１２０ｓｅｃ間加圧した。プレス成形後、２００℃以下
の温度まで冷却した後、型を開き成形された両凸レンズ
を取り出した。
６）を用いて外形φ３３ｍｍ、肉厚６．６ｍｍ、Ｒ１＝
３５ｍｍ、Ｒ２＝７１ｍｍの両凸レンズを成形した。ガ
ラス材料を下型用金型の上にセットし、非酸化性雰囲気
中（Ｎ2 ガス中）で通電加熱方式により５９０℃まで加
熱し、２４０ｓｅｃ保持した後、５００ｋｇｆの圧力で
１２０ｓｅｃ間加圧した。プレス成形後、２００℃以下
の温度まで冷却した後、型を開き成形された両凸レンズ
を取り出した。
【００１４】従来は、成形レンズの電極方向にアスが発
生していたが、実験例１で試作した成形レンズは全くア
スがなく、形状精度がλ／２以下に向上した。
生していたが、実験例１で試作した成形レンズは全くア
スがなく、形状精度がλ／２以下に向上した。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属製の電極、ネジ、及び耐熱性バネ等を全く使用しない
で、電力を供給する複数本の電線を導電性材料で形成さ
れた胴型に、導電ペーストを用いて直接接合するため、
実験例で示したように、胴型と電線の接触面が安定し、
局部的な電流の片寄りや発熱が生じない。また、電線の
数を増やし、胴型の広い範囲に電流を流すことができる
ため、大口径化やマルチキャビティ化により胴型が大き
くなっても、均一に胴型を加熱することができる。その
ため、成形用金型及び硝材をより均一に加熱することが
でき、成形されたレンズに全くアスがなく、また形状精
度を向上することができる。
属製の電極、ネジ、及び耐熱性バネ等を全く使用しない
で、電力を供給する複数本の電線を導電性材料で形成さ
れた胴型に、導電ペーストを用いて直接接合するため、
実験例で示したように、胴型と電線の接触面が安定し、
局部的な電流の片寄りや発熱が生じない。また、電線の
数を増やし、胴型の広い範囲に電流を流すことができる
ため、大口径化やマルチキャビティ化により胴型が大き
くなっても、均一に胴型を加熱することができる。その
ため、成形用金型及び硝材をより均一に加熱することが
でき、成形されたレンズに全くアスがなく、また形状精
度を向上することができる。
【００１６】また、金型及び胴型を組み込む際に、胴型
に電線が直接接合されているため、金型及び胴型の型交
換が簡単にできる。
に電線が直接接合されているため、金型及び胴型の型交
換が簡単にできる。
【図１】本発明の金型、胴型、及び電線の概略構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の胴型の温度の測定ポイントを示す図で
ある。
ある。
【図３】従来の通電加熱方式における金型、胴型、及び
電極の概略構成図である。
電極の概略構成図である。
１、４、６ 金型 ２、５、７ 胴型 ３ 電線 ８ 電極 ９ ガラス素材（硝材） １０ 電線（平網導線） １１ 耐熱性バネ １２ ネジ １３ 上軸（固定軸） １４ 下軸（移動軸） １５ 熱電対
Claims (1)
- 【請求項１】成形用金型と、該金型を保持する胴型とを
具備し、該胴型を導電性材料で形成し、該胴型自体を通
電発熱させてガラス光学素子を加熱成形するプレス成形
装置において、電力を供給する複数本の電線を該胴型に
直接接合することを特徴とするガラス光学素子成形装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24324292A JPH0692659A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | ガラス光学素子成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24324292A JPH0692659A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | ガラス光学素子成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692659A true JPH0692659A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17100960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24324292A Pending JPH0692659A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | ガラス光学素子成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692659A (ja) |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24324292A patent/JPH0692659A/ja active Pending
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