JPS60176928A - ガラスレンズのプレス成形用型 - Google Patents

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、光学ガラスレンズのプレス成形磨き工程を必
要としない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、レンズ部分の軽輩化の両方を同時に達成しうる
非球面化の傾向にある。この非球面レンズの製造には、
従来の光学レンズ製造方法である研磨法では加工性およ
び量産性において難点があるので、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は、あらかじ
め所望の面品質および面精度に仕上げた非球面のモール
ド型の上で、光学ガラスの塊状物を加熱、あるいはあら
かじめ加熱しであるガラスの塊状物をプレス成形して、
研磨工程を必要としないで光学レンズを製造する方法で
ある。

しかし、上記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
、高温度において、ガラスに対して化学作用が最小であ
ること、型のガラスプレス而にすジ傷等の損傷を受けに
くいこと、熱衝撃による耐破壊性能が高いことなどが必
要である。この目的のためには、炭化珪素（ＳＩＣ）窒
化珪素（５１３Ｎ４）などの材料の型、あるいは、高密
度カーフ１？ンの上に炭化珪素などのコーテイング膜を
形成した型が適しているとされている。しかし、炭化珪
素や窒化珪素等の材料は硬度が極めて冒いため、これら
の材料を加工して球面や非球面のレンズ成形用の型を高
精度に製作することは、非常に困難であり、しかも従来
これらの型材に用いられているのは、ｂずれも焼結タイ
プのものであるため、焼結助剤としてＡｔ２０．　、　
Ｂ、２０５等のガラスと反応しやすい物質が使用されて
おり、高精度でレンズを成形できな−欠点があった。１
だ高密度カーピンの成形物の上に炭化珪素など全コーテ
ィングして製作した型も、コーテイング膜がベータ炭化
珪素（β−５ｉｃ　）であるため、ナトｌ）ラムやバリ
ウムを多量に含有するガラスとは反応をおこし、高精度
なガラスレンズを成形できない欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、ガラスレンズの１を接ニア’　Ｉ／　
スｙ形の型に要求される茜精度の型加工が容易に行なえ
、かつこの型を用いることによって良好な映像を結ぶこ
とができる光学ガラス１７ンズの直接プレス成形が可能
な直接ブレス成形用の型を提供することである。

（発明の構成） 本発明のガラスレンズのプレス成形用型材は、超硬合金
を母材にし、これをレンズ形状の押し型に加工し、その
上に均一な厚さで、アモルファス炭化珪素、アルファ炭
化珪素およびアモルファス炭化珪素とアルファ炭化珪素
の混合物からなるグループから選ばれた材料のコーテイ
ング膜を形成するものである。

ここで毎月として用いる超硬合金の加工は、放電加工が
可能であるばかりでなく、一般的な研削加工を行なう場
合においても、従来ガラスレンズ直接プレス成形の型と
して用いられた硬度の高い炭化珪素や窒化珪素よυ容易
に高精度な型の加工ができろものであり、しかもタング
ステンカーバイドの粘度−ｉｏ、５μｍ以下にすること
により、ガラスレンズの最大表面粗さく　Ｒｍａｘ　）
を０．０２μｍにすることが可能である。さらに母材と
して用いる超硬合金は、コーテイング膜として用いるア
モルファス炭化珪素やアルファ炭化珪素と熱膨張率がよ
く一致している。特に超硬合金の結合剤に用いるコパル
）　（Ｃｏ）の含有鼠が２〜２０Ｍ量係のものがよく一
致しており、ガラスのプレス成形の際の型加熱、プレス
成形、冷却の熱ザイクルのくり返しにも耐える強い周接
着力が得られるものである。

コバルトの重量が２０％をこえると炭化珪素の接着力が
働くなり型として適さない、また２チ以下ではタングス
テンカーバイドの焼結が困難となり、よい母材ができな
い。

（実施例の説明） 本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説明
する。

直径３０１、長さ５０ｍｔｎの円柱状で、２重量係のコ
バルトヲ含有するタングステンカーバイドの平均粒径が
０５μｍの超硬合金の棒を２本準備し、放電加工によっ
て、第１図に示すような周囲に切り込みがある曲率半径
４６咽の凹面形状の上型１と、曲率半径が２００調の凹
面形状の下型２からなる一対のプレス成形用型の型状に
加工する。これらの一対のブロックのプレス成形面３．
４を超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨し、表
面の最大粗さが０６０２μｍの精度に鏡面加工する通常
２時間位で加工できる。つぎに、この鏡面上にス・Ｐ２
タリング法により２μｍの厚さのアモルファスの炭化珪
素膜を形成して、ガラスプレス成形用の型を製作する。

この型を第２図に示すプレスマシンにセットして、５１
０２が６８％、Ｂ２Ｏ３が１１チ、Ｎａ　２０が１０係
、Ｋ２Ｏが８％および残りが微量の成分からなる硼珪酸
アルカリ系光学ガラス、および５１０２が３１チ、Ｂ２
Ｏ３が１７俤、Ｂすが５０係および残シが微量成分から
なる硼珪酸バリウム系光学ガラスの２種類の半径２０ｍ
ｍの球型状の原料ガラス塊状物５をプレスして、両凸面
のレンズ形状に成形する。この際プレス成形は上型１に
はヒータ６を、下型２にはヒータ７を巻き、原料ガラス
塊状物５は、原料ガラス供給治具８で保持し、ガラス予
備加熱トンネル炉９を用いて、型温度を８００℃、プレ
ス圧力を４０ｋｊＩ／１ｗ”で行ない、そのまま４００
℃まで型とともに冷却して成形物をとシめす。このとシ
出しは、成形物と９出し口１０より行なう。なお１１は
上型用ピストンシリンダ、１２は下型用ピストンシリン
ダである。

上記の硼珪酸アルカリガラスに対する結果を第２表試料
Ａ２に、また硼珪酸・・々リウムガラスに対する結果を
第２表試料Ａ２に示す。

比較のため、従来使用されていた炭化珪素および窒化珪
素の型全製作し、第２図のプレスマシンに本発明の型の
かわりに取付けて、上記と同様のガラスの塊状物を同じ
条件でプレス成形を行った。

この炭化珪素および窒化珪素の型の製作は、上記の放電
加工後の超硬合金と同じ形状に研削加工して仕上け、同
じダイヤモンド砥粒を用いて表面を鏡面研磨した。この
鋳面研磨の工程だけにおいても、表面の最大粗さが０．
０２μｍまで仕上げるのに、超硬合金で仕上げた場合の
２０倍ないし２５倍すなわち４０時間ないし５０時間を
費した。この炭化珪素の型によるプレス成形の結果も比
較例として第１表（試料Ａ　１１　、１２　）と第２表
（試料扁１１．１２）に示しである。

第１表および第２表とかられかるように本発明による実
施例である試料屋１ないし試料扁６のプレス型は、従来
例の炭化珪素の型より優れておシ、かつ容易に製作でき
ることがあきらかである。またコバルトの量が２〜２０
重量係の範囲およびタングステンカーバイドの粒径が０
．０５μｍ〜０．５μｍの範囲にある型は特に従来の型
よシすぐれていることが明らかである。

（発明の効果） 本発明によるガラスレンズの直接プレス成形用の型は、
従来用いられていた炭化珪素や窒化珪素を主体とする型
より、ガラス成形したときの反応性が少なく、型の研削
加工においても従来より短時間で容易に高精度な加工が
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるガラスレンズのプレス
成形用型の斜視図、第２図は同じくプレスマシンの斜視
図である。 １・・・上型、２・・・下型、３・・・上型のプレス面
、４・・・下型のプレス面、５・・・原料ガラス塊状物
、６・・・上型用ヒータ、７・・・下型用ヒータ、８・
・・原料ガラス供給治具、９・・・力゛ラス予備加熱ト
ンネル炉、１０・・・成形物とり川し口、１１・・・上
型用ピストンシリンダ、１２・・・下型用ピストンシリ
ンダ。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超硬合金を母材とし、成性りするレンズ形状の押
   し型に加工し−その上に均一な厚さでアモルファス炭化
   珪素（Ａ−８ＩＣ）、アルファ炭化珪素（α−５ｔＣ）
   およびアモルファス炭化珪素とアルファ炭化珪素の混合
   物からなるグループから選ばれた一種類の材料でコーテ
   イング膜を形成することｅ％徴とするガラスレンズのプ
   レス成形用型。
2. （２）母材として用いる超硬合金の組成が９８〜８０重
   量％のタングステンカーバイド（ＷＣ）、２〜２０重量
   ％のコバルトから成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載のガラスレンズのプレス成形用型。
3. （３）超硬合金に用いられるタングステンカー・マイ）
   （ＷＣ）の粘度が０．０５μｍないし０５μｍであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のガラス
   レンズのプレス成形用型。