JP4756166B2 - 光学部品の成形型 - Google Patents
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Description
ここで芯出とは、光学レンズの一方のレンズ面を成形する第1成形型(上型)と反対側のレンズ面を成形する第2成形型(下型)とが型閉状態で両者の回転対称軸が一致していることをいう。
図1を参照して、本発明の実施形態に係る光学レンズ(光学部品)の成形型について説明する。
本実施形態に係る光学レンズの成形型1は、図1(a)にその分解斜視図、図1(b)にその組立図が示されるように、下型(第2成形型)10と、上型(第1成形型)20と、筒体30と、胴型40と、支持手段50とから構成されるものである。
このように構成されて光学レンズの成形型1は、加熱軟化したレンズ素材(図示せず)を下型10と上型20とでプレスして光学レンズ92(図2(d)参照)を成形するものである。そして、この光学レンズの成形型1は、図1(b)に示されるように下型10の第2対称軸Pと上型20の第1対称軸Qとを一致させてプレスを実行することができるので、芯出が高精度でなされた光学レンズ92(図2(d)参照)を提供するものである。
下型の成形曲面12は、図示しない光学レンズの片側のレンズ面を成形する曲面で、この片側のレンズ面の形状に一致するように構成されている。そして、成形曲面12が第2対称軸Pと交わる点における接触面は、第2対称軸Pに直交するように構成されているので、この接触面は基準面11と平行な関係を有している。
下型の側周面13は、後記する筒体30の内周面32に接するように構成され、下型10と筒体30とを同軸に固定するものである。下型の側周面13と筒体の内周面32とは、例えば焼き嵌めのような方法で、ずれが生じないように固く固着されることが望ましい。
なお、上型20は、加工される光学レンズのレンズ面の形状が両面において同じものである場合(すなわち、下型の成形曲面12と上型の成形曲面22が同一形状の場合)は、下型10と同一の構成とすることができる。これにより、光学レンズの成形型1の部品点数を削減して製造コストの削減に寄与させることができる。
上型の成形曲面22は、図示しない光学レンズの前記した片側とは反対側のレンズ面を成形する曲面で、この反対側のレンズ面の形状に一致するように構成されている。そして、成形曲面22が第1対称軸Qと交わる点における接触面は、第1対称軸Qに直交するように構成されているので、この接触面は基準面21と平行な関係を有している。
このような関係を有するので、下型10の基準面11と、上型20の基準面21とを平行に配置するだけで、光学レンズの両側のレンズ面の回転対称軸(第1,第2対称軸P,Q)が互いに平行な関係を有するようになる。
ボール51は、上型の側周面23と胴型の内周面42とがなす隙間にはさまれるように配置され、この側周面23及び内周面42の両面を滑らないように転動するものである。このように構成されてボール51は、転動することにより上型の側周面23及び胴型の内周面42をそれぞれ反対方向に送り出し、上型20と胴型40との第1対称軸Qに沿った相対移動を実現させるものである。
リテーナ52は、上型の側周面23と胴型の内周面42との隙間より薄肉に形成された円筒形状で、ボール51が通り抜けることができる程度の貫通孔が設けられている。このように構成されてリテーナ52は、上型の側周面23と胴型の内周面42を転動する複数のボール51が散らばらないようにするものである。
このように、上型20、胴型40及び支持手段50が組みつけられることにより、図1(b)に示すように、支持手段50の上端部はストッパ44でブロックされることにより、また支持手段50の下端部はストッパ24でブロックされることにより、胴型40から上型20が抜けて分離することが防止される。
まず光学レンズの成形型を動作させるプレス装置80の説明を行う。
プレス装置80は、固定プレート81と、変位プレート82と、締結手段83と、連結手段84とを備えるものである。このように構成されてプレス装置80は、加熱軟化したレンズ素材91を変形させるのに必要なプレス力を付与するとともに、1回のプレスストロークで下型10と上型20を型閉させて光学レンズ92に成形するものである。
変位プレート82は、その下面にあたる水平面が固定プレート81の上面に対する水平度を維持しながら、間隔を狭めたり広げたりする方向に変位するものである。ここで、固定プレート81と変位プレート82との間隔が最も広がる変位プレート82の位置を上死点といい、その間隔が最も狭まる位置を下死点ということにする。すなわち、変位プレート82は、上死点に位置しているときに型開状態となり、レンズ素材91の挿入や成形された光学レンズ92の取り出しが可能な状態になり、下死点に位置しているときに型閉状態になりレンズ素材91がプレスされて光学レンズ92に成形されるのである。
連結手段84(保持手段)は、弾性部材85と、ガイド86と、ロッド87とから構成されるものである。このように構成されて連結手段84は、上型20と胴型40とを連結するとともに自在に伸縮して、第1対称軸Qに沿って変位する胴型40に対し、常に固定プレート81の方向に向く力を付勢するものである。
ガイド86は、その一端が、変位プレート82の水平面に対し垂直にかつ剛に取り付けられ、他端が自由端に構成されている。
ロッド87は、その一端が、胴型40の外周面に固定され、他端にはガイド86の自由端が嵌入するように構成されている。このように構成されてロッド87は、変位する方向がガイド86の長手方向に規制されるとともに、同じ方向に変位する胴型40に対して固定プレート81に向かう力を付勢するものである。
まず、図2(a)に示すように、加熱軟化したレンズ素材91を載せた下型10と筒体30との組物を固定プレート81上に裁置する。そして、上死点に位置させた変位プレート82に上型20と胴型40との組物を固定する。この状態で胴型40には、下向きに力が付勢されているが、ストッパ24、44(図1(b)参照)の作用により上型20から分離することがない。さらにこの状態では、上型20の第1対称軸Qに対して、第2対称軸Pがずれた状態で下型10は固定プレート81上に裁置されていることとする。
光学レンズ92が取り出された後の下型10及び上型20は、再び図2(a)の工程に戻って、新たなレンズ素材91が投入されて、繰り返し光学レンズ92を量産していくこととなる。
まず図3(a1)(a2)に示される他の実施形態に係る光学レンズの成形型1aは、下型10aと筒体30aの構成において、図1に記載される光学レンズの成形型1と相違する。また図3(a1)は光学レンズの成形型1aの型開状態を示し、図3(a2)は光学レンズの成形型1aの型閉状態を示している。
ここで、下型10aと筒体30aとは同軸に配置された場合に隙間間隔を有するように構成され、この隙間間隔に調芯手段60が配置される構成を有している。この調芯手段60により、第2成形型10aと筒体30aは、第2対称軸Pを共有するように調芯されることになる。
なお、図3(a1)(a2)に示されるように光学レンズの成形型1aでは、第2テーパ面31aは凸形状を有し、第1テーパ面41は凹形状を有するように構成されている。このように光学レンズの成形型1aが構成されることにより、型開状態で、成形された光学レンズが側面から露出するので、その取り出し及びレンズ素材の挿入が容易な構成が得られる。
すなわち、第2テーパ面31bは凹形状を有し、第1テーパ面41bは凸形状を有するように構成されている。このように光学レンズの成形型1bが構成されることにより、可動量の多い胴型40の質量を小さくすることができる。これにより、支持手段50に係る負荷も低減し、磨耗量も少なくなるので光学レンズの成形型1bの寿命を延ばすことができる。なお、図示することを省略するが、図3(b1)(b2)の構成において、下型10と筒体30の組み合わせに図3(a1)(a2)に示される調芯手段60を適用してもよい。
ここで図3(c1)は光学レンズの成形型1cの型開状態を示し、図3(c2)は光学レンズの成形型1cの型閉状態を示し、図3(c2)は型閉状態における上面図を示している。ここで、筒体30c及び胴型40cは、ともにテーパ面を有しておらず、互いに外径が同一の円筒形状のものである。
外接部材70は、図3(c3)に示されるように、少なくとも2面で筒体30c及び胴型40cの外周面に接するように構成されている。このように構成される外接部材70が筒体30c及び胴型40cの外周面に接すれば、筒体30cと胴型40cが同軸(第2対称軸Pと第1対称軸Qが一致するよう)に接続されることになる。
また筒体30と胴型40を同軸に接続する接続手段として、テーパ面41,31及び外接部材70を例示して説明した。しかし、本発明の構成要素である接続手段はこのようなものに限定されるものではなく、例えば、筒体30と胴型40を同軸に接続するのに適当なその他の治具を用いてもよい。
また光学部品は光学レンズであることを一例に説明を行ったが、これに限定されるものではない。本発明を適用することができる光学部品として他に、光学レンズを支持する鏡枠、プリズム等が挙げられる。
すなわち、本発明に係る光学レンズの成形型によれば、筒体30と胴型40とを当接させることにより、それぞれに挿入される下型10と上型20とが互いに同軸状態にして成形を行うことができ、高精度に芯出された光学レンズの形成が可能になる。また、光学レンズの成形型の型閉後、型開して成形した光学レンズを取り出す際は、筒体30と胴型40を分離して行うので、上型20を胴型40から分離して抜き出す必要がない。このため、光学レンズの成形型が型閉/型開を繰り返しても、上型20と胴型40とが近接する部分に磨耗又は破損が発生しにくく成形型を長寿命で用いることができる。
10,10a 下型(第2成形型)
20 上型(第1成形型)
24,44 ストッパ(保持手段)
30(30a,30b,30c) 筒体
31(31a,31b) 第2テーパ面
40(40b,40c) 胴型
41(41b) 第1テーパ面
50 支持手段
51 ボール
52 リテーナ
60 調芯手段
70 外接部材
80 プレス装置
84 連結手段(保持手段)
91 レンズ素材
92 光学レンズ(光学部品)
P 第2対称軸
Q 第1対称軸
Claims (2)
- 光学部品を成形する第1成形型及び第2成形型を備える光学部品の成形型において、
前記第1成形型に外嵌し、前記第1成形型と第2成形型との芯出を行う筒状の胴型と、
前記第1成形型と前記胴型との間に配置され、前記第1成形型と前記胴型とが同軸となって相対移動するように支持する支持手段と、
前記第1成形型、前記胴型及び前記支持手段のそれぞれが互いに分離しないように保持する保持手段と、
前記第1成形型と前記胴型とを連結するとともに自在に伸縮して前記胴型を前記第2成形型に向かって付勢する連結手段と、
前記胴型に設けられる第1テーパ面と、
前記第2成形型の側に設けられ、前記第1テーパ面と当接する第2テーパ面と、を有し、
前記保持手段は、
前記第1成形型に固定され、型開時に前記支持手段の前記第2成形型側の端部を保持する第1保持部材と、
前記胴型に固定され、型開時に前記支持手段の前記第2成形型と反対側の端部を保持する第2保持部材と、を備え、
前記連結手段は、前記第1テーパ面を前記第2テーパ面に向かって付勢する弾性部材を含み、
前記胴型は、型開時に、前記第1成形型よりも前記第2成形型側に突出していることを特徴とする光学部品の成形型。 - 前記第2成形型と前記第2テーパ面とが同軸になるように調芯する調芯手段を有することを特徴とする請求項1に記載の光学部品の成形型。
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