JPS60264331A - 光学ガラス素子のプレス成形用型 - Google Patents

光学ガラス素子のプレス成形用型

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JPS60264331A
JPS60264331A JP59121344A JP12134484A JPS60264331A JP S60264331 A JPS60264331 A JP S60264331A JP 59121344 A JP59121344 A JP 59121344A JP 12134484 A JP12134484 A JP 12134484A JP S60264331 A JPS60264331 A JP S60264331A
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mold
press
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press molding
molding
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正樹 青木
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Hideyuki Okinaka
秀行 沖中
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学ガラス素子の製造方法に関し、特にプレス
成形後、研磨工程を必要としない高精度光学ガラス素子
を直接プレス成形を行なう際に用いることができる光学
ガラス素子のプレス成形用型に関するものである。
従来例の構成とその問題点 近年、光学ガラスレンズは光学機器のレンズ構成の簡略
化とレンズ部分の軽量化の両方を同時に達成しうる非球
面化の方向にある。この非球面レンズの製造にあたって
は、従来の光学レンズの製造方法である光学研磨法では
、加工性及び量産化が困難であり、直接プレス成形法が
有望視されている。
この直接プレス成形法というのは、あらかじめ所望の面
品質及び面精度に仕上げた非球面形状のモールドの上で
、光学ガラスの塊状物を加熱成形するか、あるいはあら
かじめ加熱したガラスの塊状物を熱プレスによる成形を
行なって、それ以上の研磨工程を必要とせずに光学レン
ズを製造する方法である。
しかしながら、」二重の光学ガラスレンズの製造方法は
、プレス成形後、得られたレンズの像形成品質が損なわ
れない程度に優れていなければならない。特に、非球面
レンズの場合高い面精度で成形できることが要求される
。したがって、型材料としては、高温度のもとてガラス
に対して化学作用が最小であること、型のガラスプレス
面にすり傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃に対する
耐破壊性が高いことなどの性質をもっている必要がある
この目的のためには、タングステンカーバイドWCを主
成分とした超硬合金の母材の上に貴金属層をコーティン
グした型が適しているとされ、様々な検討がなされてい
る。
しかしながら、母材として用いているタンゲスi、:′
 ケアカーA()’WCO*□□あお7ケ、ケンWは資
源的にみて非常に希少な元素であるため戦略物質といわ
れており、必然的に非常に高価なものとなっている。寸
だ、超硬合金の主成分となっているタングステンカーバ
イドWCは高温での耐酸化性が劣るため、長時間にわた
るガラスのプレス成形の際に、母材を構成している超硬
合金は酸化されて面精度が低下する。このため、タング
ステンカーバイドWCの酸化を防止するために、プレス
成形時の雰囲気を非酸化性雰囲気に厳密に保つ必要があ
る。したがって、タングステンカーバイドWCを主成分
とする超硬合金を刊材とする型を使用する場合、プレス
雰囲気を非酸化性雰囲気(酸素分圧が1〜10 X 1
0−2tov程度)にする必要があり、プレス装置の気
密性を十分に保持しなければならない。捷だ、ガラスの
供給あるいは取り出しの際は、非酸化性雰囲気が破られ
、再び非酸化性雰囲気に戻す必要があり、プレス成形時
の1サイクル時間が長くなってし捷う。以」二のように
、タングステンカーバイドWCを主成分とする超硬合金
を母材として用いる場合、プレス装置の複雑化あるいは
大型化が避けることができない。あるいはプレス成形に
要する時間を短縮することができないといった問題点が
ある。
発明の目的 本発明の目的は、ガラスレンズの直接プレス成形用型に
要求される高精度な型加工が容易に行なえ、かつこのよ
うにして作製した型を用いることによって良好な(2)
形成品質を有する光学ガラスレンズの直接プレス成形が
、容易かつ安価に多量生産できる光学ガラス素子のプレ
ス成形用型を提供するものである。
発明の構成 本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型は、アルミナ
Al2O3を主成分としたサーメットの母材」二に、イ
リジウムIr、オスミウムOs、パラジウムPd、ロジ
ウムRhおよびルテニウムRu からなる群」:り選ば
れた少なくとも一つの元素と白金ptとから々る貴金属
合金属を形成したことを特徴とするものである。
ことで母材として用いるアルミナA12o3 を主成分
としたサーメットは、一般的な研削加工を行なう場合に
おいても、従来ガラスレンズのプレス成形用型として種
々の検討がなされているタングステンカーバイドWCを
主成分とした超硬合金と同程度に高精度な型加工ができ
る特徴があり、しかも型表面の最大面粗さRmaxをQ
、0211m以下の精度まで容易に仕上げることができ
るという特徴がある。
さらに、母材として用いるサーメットの熱膨張係数はア
ルミナAl2O3を主成分とするサーメットの場合、8
〜9×10−6/Cであり、イリジウムIr、オスミウ
ムOs、パラジウムPd、ロジウムRhおよびルテニウ
ムRuからなる群より選ばれた少なくとも一つの元素と
白金pt とからなる貴金属層の熱膨張係数は9〜11
×1o−6/°Cである。このように上記のサーメット
からなる母材とその上に形成した貴金属層との熱膨張係
数がよく一致しているため、ガラスをプレス成形する際
の熱衝撃およびくり返し成形する際のヒートサイクルに
対しても耐えうる強固な接着力を有したプレス成形用型
ということができる。
したがって、従来より同様の目的で種々の検討がなされ
、光学ガラス素子のプレス成形用型として適していると
提案されているタングステンカーバイドWCを主成分と
した超硬合金からなる母材の−にに貴金属層を形成した
型よりも、本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型は
、安価なサーメットを母材としており、また主成分であ
るアルミナAl2O3は耐酸化性に優れているため、プ
レス成形時の雰囲気を従来より厳密に行なう必要がなく
、プレス装置の簡易化あるいは小型化が可能であり、か
つプレス成形の一サイクル時間も大幅に短縮することが
できる。そして母材であるサーメットとその上に形成し
た貴金属層との熱膨張係数がよく一致しているため、く
り返し成形によるヒートサイクルに対しても十分に耐え
うる強固な接着性を有している等の利点を有している。
なお、サーメット上に形成した貴金属層において、合金
組成を白金pt が60−99重量係、残J’ り75
:(!J 、?*Ir、オフ62.。8.7,5.つ4
Pd、ロジウムRh およびルテニウムRuからなる群
より選ばれた少なくとも一つの元素からなる合金と規定
したのは、各組成量(重量係)によって各種光学ガラス
素子のプレス成形用型材料としての適性が異なるためで
ある。すなわち、本発明の特許請求の範囲の合金組成(
重量%)であれば、光学ガラス素子を良好にプレス成形
が可能であるが、規定した組成量(重量俸)以下では貴
金属層の強度あるいは硬度が低いだめに、プレス成形後
、型表面に微細なキズが発生したり、塑性変形を起こす
ため高精度な面形状が低下する。また規定I−だ組成量
(重量%)以上では、プレス成形したガラスが着色した
り、貴金属層が高温で揮発I7やすくなるからである。
実施例の説明 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例 直径30咽、長さ50 mm ノ円柱状ノA12o3−
26Cr組成のサーメットの棒を準備し、放電加工によ
って第1図に示すような周囲に切り込み部11″ が状
のプレス面12”′ を有した下型12とからなる一対
のプレス成形用の型形状に加工した。
この型のプレス成形面を超微細かダイヤモンド砥粒を用
いて鏡面研磨した。その結果、1時間までで表面の最大
粗さが0.02μmの精度で鏡面加工を行なうことがで
きた。次にこの鏡面上にスパッタ法により2μmの厚み
で、白金−ロジウム(pt−ph)合金層などの二元系
合金、白金−ロジウム−イリジウム(Pt −Ph−I
r)合金属などの三元系合金、白金−ロジウム−イリジ
ウム−パラジウム(Pt−Rh−Ir−Pd)合金層な
どの四元系合金、白金−ロジウム−イリジウム−パラジ
ウム−オスミウム(Pt −Rh−Ir−Pd−Os)
 合金層などノ五元系合金および白金−ロジウムーイリ
ジウムーパラジウムーオスミウムールテニウA (Pt
−Rh−Ir−Pd−Os−Ru)合金属などの大兄系
合金をそれぞれ形成した。
このようにして作製した型11および12を第1゜ る窒素1fi中f、pboカーr o %、S 102
 カ27チおよび残りが微量成分からなる酸化鉛系光学
ガラスを半径20+n+nの球状に加工した塊状物17
を加熱加圧し、両面が凸形状のレンズに成形した。
ガラスのプレス成形時の型温度は、600″C1プレス
圧力は401(g/CIA で2分間保持した後、その
ま−13oo’cまで型とともに冷却し、成形ガラスを
成形ガラス取り出し口19より取り出し、成形ガラスと
型のそれぞれを評価した。このようなプレス工程を60
0回くり返したあと、使用した型を覗りはずし500回
プレス成形した後の型表面を観察した。
以上のプレス実験を、第1表に示したような合金組成の
異りつだ一対の型に対してくり返して行ない、プレス成
形後の成形ガラスと型のそれぞれを評価し、その結果を
第1表に示した。
比較のために、プレス成形用型として適していると提案
され、種々の検討がなされているタンクすプレスマシン
に本発明の型のかわりにセットし、上述したと同じプレ
ス条件で成形し、その結果を第1表に示した。
タングステンカーバイドWCを主成分とする超硬合金の
上に貴金属層を形成した型を用いてプレス成形した結果
、プレス雰囲気中の酸素分圧が数tovであったため、
母材であるタングステンカーバイドWCが酸化され、型
の表面粗さが低下した。
すなわち、5oO回プレス成形した後での、タングステ
ンカーバイドWCを主成分とする超硬合金の上に貴金属
層を形成した型の表面粗さは、0.20μm壕で低下し
た。
これに対して本発明における光学ガラス素子のプレス成
形用型は、プレス雰囲気における酸素分圧が数tovと
高いにもかかわらず、酸化鉛系光学カラスを500回プ
レス成形した後においても、yl、・ lj 72 、
!″′。1“”)−Jy“1“鯨μm金属層のはく離が
ない、型表面に微細なキズが発生しない。面精度がほと
んど低下しない等の利点を備えている。タングステンカ
ーバイドWCを主成分とする超硬合金の場合と同じよう
に、本発明の型の最大面粗さを0.02μmに加工する
のに要する時間は1時間であり、母材の加工は容易にで
きることがわかる。本発明で用いているアルミナAl2
O3はタングステンカーバイドWCと比較して安価であ
り、プレス成形用型の製造コストを下げることができる
。さらに、プレス雰囲気が数tovの酸素分圧を示す窒
素雰囲気であるのにもかかわらず、ガラスを500回プ
レスした後においても、型表面は酸化されず、面精度も
0.025とプレス成形前の面精度がほとんど維持され
ていた。このように、本発明のプレス成形用型を用いれ
ば、超硬合金を母材にした型の場合よりも、プレス雰囲
気コントロールを厳密に行なう必要がなく、プレス装置
の簡易化、小型化が可能なことがかわる。
なお、本実施例では光学ガラス素子のプレス成形用型の
母材としてのサーメットは、A1203−26Cr組成
であったが、母材としてのサーメット組成は前記組成に
限定されるものではなく、その他の添加物として、Mg
a、Cao、 F e 203.5IO2、MO1Fe
等3 を含有したサーメットを用いることができる。
捷だ本発明を説明するために凹面形状のプレス成形用型
を用いたが、型表面の形状は本実施例のような形状に限
定されるものではなく、プリズム等の光学ガラス素子形
状に適合するものでもよいことは言うまでもない。
以下余白 4 第1表 酸化鉛系光学ガラスのプレス成形結果23. 25 ・ 26 、 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の光学ガラス素
子のプレス成形用型は、アルミナA12o3を主成分と
したサーメットの上に貴金属層を形成したことを特徴と
する光学ガラス素子のプレス成形用型であり、従来から
光学ガラス素子のプレス成形用型として適しているとさ
れ、種々の検討がなされているタングステンカーバイド
WCを主成分とする超硬合金と比較しても、一般的な研
削加工および鏡面加工においても、容易にかつ高精度な
型表面が得られる。また、母材の主成分であるアルミナ
Al2O′3 は耐酸化性が高いので、プレス成形時の
雰囲気を高度な非酸化性雰囲気に保つ必要がないため、
プレス装置を簡素化、小型化でき、さらにプレス雰囲気
が数tovの酸素分圧である窒素雰囲気中にもかかわら
ず、プレス成形後の型表面粗さが低下していないといっ
た利点がある。
母材として用いたサーメット貴金属層との熱膨張係数が
非常によく一致しているため、くりかえ27、− ったととも起こらない。
したがって、本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型
を用いることによって、非常に容易に高精度の光学ガラ
ス素子を得ることが可能であり、その効果は極めて大な
るものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における光学ガラス素子のプレ
ス成形用型を示す図、第2図は同実施例で用いたプレス
マシンを示す図である。 11・・・・・・上型、12・・・・・・下型、11′
・・・・・・上型のプレス面、12′・・・・・・下型
のプレス面、11″ ・・・・・・切り込み部、13・
・・・・・上型用加熱ヒータ、14・・・・・・下型用
加熱ヒータ、15・・・・・・上型用(ストンシリンダ
、16・・・・・・下型用ピストンシリンダ、17・・
・・・・原料ガラス塊状物、18・・・・原料ガラス供
給治具、19・・・・・・成形ガラス嘔り出し口、20
・・・・・原料ガラス予備加熱炉、21・・・・・・お
おい。 11゛ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか
、名第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) アルミナAl2O3を主成分とするザーメット
    の母材の上に、貴金属層を形成したことを特徴とする光
    学ガラス素子のプレス成形用型。 (棒 貴金属層が、イソジウムIr、オスミウムOs。 バラカムPd 、ロジウムRh およびルテニウムRu
    からなる群より選ばれた少々くとも一つの元素と白金p
    t とからなる合金であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光学ガラス素子のプレス成形用型。 (′4 貴金属層が、白金ptが60〜99重量%、残
    部がイリジウムIr 、オスミウムo8、パラジウムP
    d 、ロジウムRh およびルテニウムRuからなる群
    より選ばれた少なくとも一つの元素からなる合金である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の光学ガラス素子のプレス成形用型。
JP59121344A 1984-05-17 1984-06-13 光学ガラス素子のプレス成形用型 Granted JPS60264331A (ja)

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8298354B2 (en) 2005-10-19 2012-10-30 Tokyo Institute Of Technology Corrosion and heat resistant metal alloy for molding die and a die therewith
DE112006002822B4 (de) * 2005-10-19 2013-07-25 Tokyo Institute Of Technology Korrosions- und wärmebeständige Metalllegierung für eine Formmatrize und daraus hergestellte Matrize

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