JP6506338B2 - シリンドリカルレンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ成形用金型及びシリンドリカルレンズの製造方法に関する。

光ファイバを増幅媒体とするファイバレーザは、複数の励起ＬＤ（半導体レーザ）から出力された光を励起光として利用する。複数の励起ＬＤから出力された光は、光ファイバに結合させるために複数個のシリンドリカルレンズにより整形・集光される。励起ＬＤから出力された光を整形・集光するには、優れた耐熱性、強度、屈折率精度が必要であり、ガラス製のレンズが採用されている。ガラス製のレンズの製造方法としては、従前は、研削・研磨などの機械的加工法が主流であった。しかし、近年、非球面レンズの需要増加などに伴い、金型を用いたモールドプレスによる成形法が広く用いられるようになってきた。

ガラス製のシリンドリカルレンズは、大きさが数ｍｍ〜十数ｍｍ程度と非常に小型であり、ハンドリングが難しい。また、モールドプレス前には逐一金型に硝材を配置し、プレス後にはプレス成形品の取り出しを行わなければならず、大量製造する際は多大な工数を要することになる。

従来、レンズの製造方法に関して、シリンドリカル面形成部を有する下金型と、シリンドリカル面形成部を有する上金型と、を用いて、プレス成形品を作製して、作製したプレス成形品を切断することで、複数のレンズを製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、レンズの製造方法に関して、一方の光学面がシリンドリカル面で形成され、他方の面が平面で形成されるレンズを１つずつ作製して、余分な部分を切断する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２９８６９２号公報 特開２００８−２１６４１９号公報

特許文献１に記載の技術においては、下金型及び上金型にシリンドリカル面形成部を有するため、プレス成形品を作製する場合に、芯出し（中心合わせ）を行うことが必要となる。そのため、プレス成形品を作製する作業が煩雑となる。また、特許文献２に記載の技術においては、レンズを１つずつ作製するため、複数のレンズを作製する場合に、プレス後にプレス成形品の取り出しを行わなければならず、大量製造する際は多大な工数を要することになる。

本発明は、量産性に優れたシリンドリカルレンズを製造できるレンズ成形用金型及びシリンドリカルレンズの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、硝材（例えば、後述の硝材１００）から、複数のシリンドリカル面（例えば、後述のシリンドリカル面２２４）が平行に配列された成形品（例えば、後述のプレス成形品２００）を形成するためのレンズ成形用金型（例えば、後述のレンズ成形用金型１）であって、一定の間隔をもって平行に配列された複数のシリンドリカル面形成部（例えば、後述のシリンドリカル面形成部２４）と、隣接するシリンドリカル面形成部の間に設けられた第１平面形成部と、を有する第１の金型（例えば、後述の下金型２）と、成形品の形成時に、硝材を挟んで前記第１の金型の前記シリンドリカル面形成部及び前記第１平面形成部（例えば、後述の曲面間平面形成部２５）に対向する第２平面形成部（例えば、後述の上金型下面部３３）を有する第２の金型（例えば、後述の上金型３）と、を備えるレンズ成形用金型に関する。

また、前記第１の金型の前記シリンドリカル面形成部は、球面又は自由曲面で構成され、各シリンドリカル面形成部の頂部（例えば、後述の頂部２４ａ）は、高さが同じになるように同一平面上に位置することが好ましい。

また、前記第１の金型及び前記第２の金型は、金型面が円形状の円柱状又は金型面が四角形状の四角柱状に形成されることが好ましい。

また、前記第１平面形成部は、前記成形品を切断する切断工具の刃の刃厚以上の幅を有しており、前記第１の金型の両端には、成形品を切断工具で切断する際に位置決めを行うための目印となるマーク（例えば、後述のマーク凸部２２７）を成形品に形成するためのマーク形成部（例えば、後述のマーク形成凹部２７）が設けられることが好ましい。

また、前記レンズ成形用金型を用いて複数のシリンドリカルレンズ（例えば、シリンドリカルレンズ３００）を作製する製造方法であって、前記第１の金型上に硝材を配置し、前記第１の金型と前記第２の金型とを嵌合することで、芯出しをすることなく、一面に複数のシリンドリカル面が平行に配列された成形品を形成する工程と、前記成形品を前記複数のシリンドリカル面の配列方向と前記複数のシリンドリカル面の配列方向に交差する交差方向の２方向において切断工具により切断することで、１つの成形品から複数のシリンドリカルレンズを得る工程と、を含むシリンドリカルレンズの製造方法に関する。

また、複数個の前記第１の金型を対称的に組み付けることが可能な第１の治具（例えば、後述の下治具４）と、複数個の前記第２の金型を対称的に組み付けることが可能な第２の治具（例えば、後述の上治具５）と、を用いて行われるシリンドリカルレンズの製造方法であって、複数個の前記第１の金型と複数個の前記第２の金型との位置が合うように、前記第１の治具と前記第２の治具との組み付け位置を一致させることで、１回のプレス成形において、複数組の前記レンズ成形用金型を用いて、複数の成形品を形成する工程を含むことが好ましい。

また、前記硝材は、円形または四角形の板形状に形成され、前記第１の金型の前記シリンドリカル面形成部の形状に対応する凸部（例えば、後述の凸状部１０１）を有することが好ましい。

また、前記硝材は、円形または四角形の板形状に形成され、１つ以上の穴（例えば、後述の穴１１１，穴１２１）、または渦巻構造を有することが好ましい。

また、前記硝材は、前記シリンドリカル面形成部の両端の距離以上の径と、前記第１の金型の表面の面積以下の表面の面積と、目標とする成形品の体積以下の体積と、目標とする成形品の厚み以下の厚みと、を有し、前記第１の金型と前記第２の金型との嵌合時に前記第１の金型及び前記第２の金型から突出しないように形成されていることが好ましい。

本発明によれば、量産性に優れたシリンドリカルレンズを製造できるレンズ成形用金型及びシリンドリカルレンズの製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態のレンズ成形用金型における下金型を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態のレンズ成形用金型における上金型を示す斜視図である。 下金型上に硝材を配置した状態で、上金型を下金型に対向して配置した状態を示す斜視図である。 下金型及び上金型にプレスされて形成されたプレス成形品を示す斜視図である。 下金型及び上金型により形成されたプレス成形品を示す平面図である。 プレス成形品を複数のシリンドリカルレンズに切断した状態を示す斜視図である。 下金型のシリンドリカル面形成部の形状に合わせた複数の凸状部を有する硝材を示す斜視図である。 円板状の硝材の中心に、１つの穴を設けた硝材を示す斜視図である。 円板状の硝材に、複数の穴を設けた硝材を示す斜視図である。 渦巻構造を有する硝材を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態において、複数の下金型を下治具に取り付けた状態を示す斜視図である。 第２実施形態において、複数の上金型を上治具に取り付けた状態を示す斜視図である。 下治具と上治具とを対向して配置した状態を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１Ａは、本発明の第１実施形態のレンズ成形用金型１における下金型２を示す斜視図である。図１Ｂは、本発明の第１実施形態のレンズ成形用金型１における上金型３を示す斜視図である。図２は、下金型２上に硝材１００を配置した状態で、上金型３を下金型２に対向して配置した状態を示す斜視図である。図３は、下金型２及び上金型３にプレスされて形成されたプレス成形品２００を示す斜視図である。図４は、下金型２及び上金型３により形成されたプレス成形品２００を示す平面図である。図５は、プレス成形品２００を複数のシリンドリカルレンズ３００に切断した状態を示す斜視図である。

本実施形態に係るレンズ成形用金型１は、複数のシリンドリカルレンズ３００（図５参照）を製造する場合に用いられる。シリンドリカルレンズ３００は、曲面状のシリンドリカル面２２４（図５参照）を有し、複数の励起ＬＤ（半導体レーザ）から出力された光を、光ファイバに結合させるために、整形または集光する。励起ＬＤから出力された光を整形・集光するには、優れた耐熱性、強度、屈折率精度が必要であり、シリンドリカルレンズ３００には、ガラス製のレンズが採用されている。

本発明に係るレンズ成形用金型１は、図１Ａ〜図２に示すように、第１の金型としての下金型２と、第２の金型としての上金型３と、を備える。レンズ成形用金型１は、図２に示すように、下金型２と上金型３との間に硝材１００を配置して、硝材１００に熱を加えることで、硝材１００から、図３及び図４に示すように、複数のシリンドリカル面２２４が平行に配列されたプレス成形品２００を形成するために用いられる。レンズ成形用金型１により作製したプレス成形品２００を、ダイサーやスライサーなどの切断工具（図示せず）で切断することで、図５に示すように、複数のシリンドリカルレンズ３００を得ることができる。

下金型２及び上金型３は、図１Ａ〜図２に示すように、金型面が円形状の円柱状に形成される。なお、下金型２及び上金型３の形状はこれに限定されず、下金型２及び上金型３の形状を、例えば、金型面が四角形状の四角柱状に形成してもよい。

下金型２は、図１Ａに示すように、円柱状の下金型本体部２１と、下金型フランジ部２２と、下金型上部形成面部２３と、を有する。下金型本体部２１は、金型面が円形の円柱状に形成される。下金型フランジ部２２は、下金型本体部２１の下端部において、下金型本体部２１の径方向の外側に突出する円板状に形成される。

下金型上部形成面部２３は、プレス成形品２００の成形時（形成時）に、上金型３の上金型下面部３３（後述、図１Ｂ及び図２参照）に対向して配置される。下金型上部形成面部２３は、複数のシリンドリカル面形成部２４と、複数の曲面間平面形成部２５（第１平面形成部）と、一対の端部形成部２６と、を有する。

複数のシリンドリカル面形成部２４は、プレス成形品２００の成形時に、プレス成形品２００における複数のシリンドリカル面２２４を形成する（図３及び図４参照）。複数のシリンドリカル面形成部２４は、下金型上部形成面部２３において、第１方向Ｄ１に延びて形成され、一定の間隔をもって、第２方向Ｄ２に並んで平行に配列される。本実施形態では、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは直交する。なお、本実施形態においては、シリンドリカル面形成部２４が延びる方向を第１方向Ｄ１といい、複数のシリンドリカル面形成部２４が並ぶ方向を第２方向Ｄ２という。

シリンドリカル面形成部２４は、図１Ａに示すように、下金型２の上面において窪んだ曲面状に形成される。例えば、シリンドリカル面形成部２４は、球面又は自由曲面等の任意の曲面で構成される。本実施形態では、複数のシリンドリカル面形成部２４は、それぞれ、同一形状に形成される。また、各シリンドリカル面形成部２４の頂部２４ａは、高さが同じになるように、複数の曲面間平面形成部２５（後述）からの高さが、同じ高さで、同一平面上に位置する。なお、本実施形態では、シリンドリカル面形成部２４を同一形状の曲面で形成したが、これに限定されず、シリンドリカル面形成部２４を異なる形状の曲面で形成することもできる。

複数の曲面間平面形成部２５は、プレス成形品２００の成形時に、プレス成形品２００における複数の曲面間平面２２５を形成する（図３及び図４参照）。複数の曲面間平面形成部２５は、隣接するシリンドリカル面形成部２４の間に形成される。曲面間平面形成部２５は、平面状に形成され、第１方向Ｄ１に延びて形成される。

曲面間平面形成部２５により形成される曲面間平面２２５は、図５に示すように、プレス成形品２００から複数のシリンドリカルレンズ３００を作製する際に、ダイサーやスライサーなどの切断工具（図示せず）により切断される部分である。曲面間平面形成部２５及び曲面間平面２２５は、プレス成形品２００を切断する際に用いるダイサーやスライサーなどの切断工具（図示せず）の刃の刃厚以上の幅を有して形成される。

一対の端部形成部２６は、図１Ａに示すように、下金型２の下金型上部形成面部２３において、第２方向Ｄ２の両端部に形成される。端部形成部２６は、平面状に形成され、平面視で、円弧部分を有する半月状に形成される。端部形成部２６は、プレス成形品２００の成形時に、プレス成形品２００の端部平面２２６を形成する（図３及び図４参照）。端部平面２２６は、プレス成形品２００から複数のシリンドリカルレンズ３００を作製する際に、切断工具により切断されて、廃棄される部分である。

端部形成部２６の上面には、図１Ａに示すように、マーク形成凹部２７（マーク形成部）が形成される。マーク形成凹部２７は、プレス成形品２００を切断工具で切断する際に、切断の際の位置決めを行うための目印となるマーク凸部２２７（図３参照）をプレス成形品２００に転写（形成）する。本実施形態においては、マーク形成凹部２７は、十字状に窪んで形成される。なお、マーク形成凹部２７の形状は、十字状に限定されない。例えば、マーク形成凹部２７の形状は、点状や線状であってもよい。また、マーク形成凹部２７を、例えば、大きさを１ｍｍ以下、深さを０．５ｍｍ以下に形成することで、プレス成形品２００の成形時に、マーク凸部２２７（図３参照）を基点としたヒビ割れを防止することができる。

上金型３は、プレス成形品２００の成形時に、硝材１００を挟んで下金型２に対向して配置される。上金型３は、図１Ｂに示すように、円柱状の上金型本体部３１と、上金型フランジ部３２と、上金型下面部３３（第２平面形成部）と、を有する。上金型本体部３１は、金型面が円形の円柱状に形成される。上金型フランジ部３２は、上金型本体部３１の上端部において、上金型本体部３１の径方向の外側に突出する円板状に形成される。上金型下面部３３は、上金型３の下面の全面において、平面状に形成される。

上金型下面部３３は、図２に示すように、プレス成形品２００の成形時に、下金型２の下金型上部形成面部２３の複数のシリンドリカル面形成部２４及び複数の曲面間平面形成部２５に対向して配置される。上金型下面部３３は、図３に示すように、プレス成形品２００の成形時に、プレス成形品２００における平面２３３を形成する。平面２３３は、プレス成形品２００における複数のシリンドリカル面２２４及び複数の曲面間平面２２５が形成される一面とは反対の他面側に形成される。

下金型２及び上金型３を用いて、プレス成形品２００（図３参照）を作製する場合には、図２に示すように、下金型２上に硝材１００を配置して、上金型３を、硝材１００を挟んで下金型２に対向して配置する。そして、硝材１００に熱を加えて、下金型２と上金型３とを嵌合することで、硝材１００をプレスして、芯出しをすることなく、一面に複数のシリンドリカル面２２４が平行に配列されたプレス成形品２００を形成する（成形品形成工程）。なお、下金型２と上金型３との距離を調整することで、プレス成形品２００の厚みを調整できる。

本実施形態では、硝材１００として、図２に示すように、例えば、平面視で円形状に形成され、上面及び下面が平面状の板形状の部材を使用している。硝材１００は、例えば、ガラス転移点が６２０℃以下のガラス材料により形成され、ガラス転移点以上の成形温度で成形される。

硝材１００は、例えば、シリンドリカル面形成部２４の両端２０１間の距離Ｌ（図１Ａ参照）以上の径と、下金型２の表面の面積以下の表面の面積と、目標とするプレス成形品２００の体積以下の体積と、目標とするプレス成形品２００の厚み以下の厚みと、を有し、下金型２と上金型３との嵌合時に下金型２及び上金型３から突出しないように形成されている。これにより、適切な厚みと径の硝材１００を用いることで、シリンドリカルレンズ３００の取り数を確保し、下金型２及び上金型３から突出した硝材１００が下金型２及び上金型３に固着することを防止することができる。また、硝材１００の厚みをプレス成形品２００の目標厚みより薄くすることで、プレス時に硝材１００を下金型２における凹状のシリンドリカル面形成部２４に入り込みやすくし、成形時間の短縮と応力の発生を低減できる。

硝材１００から成形されたプレス成形品２００は、図３に示すように、一面側に、第１方向Ｄ１に延びると共に第２方向Ｄ２に配列される複数のシリンドリカル面２２４と、隣接するシリンドリカル面２２４の間に形成される複数の曲面間平面２２５と、両端部に形成される一対の端部平面２２６と、が形成されると共に、他面側に、平面状の平面２３３が形成される。シリンドリカル面２２４は、曲面状に突出して形成される。曲面間平面２２５は、隣接するシリンドリカル面２２４の間に平面状に形成され、切断工具（図示せず）の刃の刃厚以上の幅を有している。

以上のようにプレス成形品２００を成形する場合に使用される上金型３の下面には、図１Ｂ及び図２に示すように、平面状の上金型下面部３３が形成される。そのため、芯出し（中心合わせ）をすることなく、一面に複数のシリンドリカル面２２４が平行に配列されたプレス成形品２００を形成できる。

また、以上のように成形されたプレス成形品２００を、ダイサーやスライサーなどの切断工具（図示せず）により切断することで、複数のシリンドリカルレンズ３００を作製できる（切断工程）。具体的には、プレス成形品２００を、図５に示すように、第１方向Ｄ１（複数のシリンドリカル面２２４の配列方向に交差する交差方向）及び第２方向Ｄ２（複数のシリンドリカル面２２４の配列方向）の２方向に、ダイサーやスライサーなどの切断工具（図示せず）により切断することで、１つのプレス成形品２００から、複数のシリンドリカルレンズ３００を作製する（得る）ことができる。プレス成形品２００を２方向に切断する際には、切断工具の刃により、隣接するシリンドリカル面２２４の間に形成される曲面間平面２２５において曲面間平面２２５が延びる第１方向Ｄ１に沿って切断すると共に、複数のシリンドリカル面２２４が並ぶ第２方向Ｄ２に沿って切断する。

なお、本実施形態では、硝材１００を、上面及び下面を平面状に形成した円板状に形成したが、これに限定されない。硝材を、例えば、外形を円形または四角形に形成した板形状に形成できる。硝材の外形を円形または四角形に形成した板形状にすることにより、１つのプレス成形品２００におけるシリンドリカルレンズ３００の取り数を増やすことができる。

また、例えば、硝材を以下のような形状に形成できる。図６は、下金型２のシリンドリカル面形成部２４の形状に合わせた複数の凸状部１０１を有する硝材１００Ａを示す斜視図である。図７Ａは、円板状の硝材の中心に、１つの穴１１１を設けた硝材１００Ｂを示す斜視図である。図７Ｂは、円板状の硝材に、複数の穴１２１を設けた硝材１００Ｃを示す斜視図である。図７Ｃは、渦巻構造を有する硝材１００Ｄを示す斜視図である。

例えば、硝材１００Ａを、図６に示すように、下金型２における複数のシリンドリカル面形成部２４（図１Ａ参照）の形状に対応する複数の凸状部１０１（凸部）を有する形状に形成できる。硝材１００Ａは、第１方向Ｄ１に延びる複数の凸状部１０１と、隣接する凸状部１０１の間において凹状に窪んで第１方向Ｄ１に延びて形成される複数の溝部１０２と、を有する。複数の凸状部１０１は、プレス成形品２００の成形時に、下金型２に対向して配置され、複数の凸状部１０１が、複数のシリンドリカル面形成部２４に対向して配置される。これにより、プレス成形品２００の成形時に、下金型２のシリンドリカル面形成部２４に、加熱された硝材１００Ａが入り込み易くなる。よって、下金型２のシリンドリカル面形成部２４の形状に対応する凸状部１０１を有することで、硝材１００Ａが下金型２に充填されやすくなり、成形時間を短縮でき、応力の発生を低減させることができる。

また、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、硝材１００Ｂ、１００Ｃ，１００Ｄを、板形状の部材で形成すると共に、内部側に空間を設けて形成できる。
例えば、硝材１００Ｂを、図７Ａに示すように、中心に１つの穴１１１を形成した板形状に形成できる。硝材１００Ｂの穴１１１は、硝材１００Ｂにおける内部側の空間を構成する。
また、硝材１００Ｃを、図７Ｂに示すように、複数の穴１２１を形成した板形状に形成できる。硝材１００Ｃの複数の穴１２１は、第１方向Ｄ１に並んで直線状に配置されると共に、第２方向Ｄ２に配列されている。硝材１００Ｃの複数の穴１２１は、硝材１００Ｃにおける内部側の空間を構成する。
また、硝材１００Ｄを、図７Ｃに示すように、直角に曲がりながら中心から外側に向けて角状に渦を巻いて形成した渦巻構造を有する板形状に形成できる。硝材１００Ｄの渦巻きの渦同士の間の隙間は、硝材１００Ｄにおける内部側の空間を構成する。

このように、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、内部に空間を有する形状に形成することで、プレス成形品２００の成形時に、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄが溶けた際に硝材が逃げるスペースを形成できる。そのため、過度の応力が硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄに作用することを防止できる。

以上の構成を備える第１実施形態のレンズ成形用金型１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、レンズ成形用金型１を、一定の間隔をもって平行に配列された複数のシリンドリカル面形成部２４と、隣接するシリンドリカル面形成部２４の間に設けられた曲面間平面形成部２５と、を有する下金型２と、プレス成形品２００の成形時に、硝材１００を挟んで、下金型２のシリンドリカル面形成部２４及び曲面間平面形成部２５に対向する上金型下面部３３を有する上金型３と、を備えて構成した。

これにより、上金型３が平面状の上金型下面部３３を有するため、プレス成形品２００を作製する場合に、芯出し（中心合わせ）を行うことを必要としない。よって、プレス成形品２００を作製する作業を容易に行うことができる。また、複数のシリンドリカルレンズ３００を作製することができるため、量産性に優れたシリンドリカルレンズ３００を製造することができる。

また、本実施形態では、下金型２のシリンドリカル面形成部２４を、球面又は自由曲面等の任意の曲面で構成した。これにより、任意の形状の曲面を有するシリンドリカルレンズ３００を１つのプレス成形品２００から多数作製することができる。また、各シリンドリカル面形成部２４の頂部２４ａは、高さが同じになるように同一平面上に位置する。これにより、シリンドリカル面形成部２４を異なる形状の曲面で形成する場合に、各シリンドリカル面形成部２４の頂部２４ａを、高さが同じになるように同一平面上に位置するように形成することで、１つのプレス成形品２００から、形状の異なる複数のシリンドリカルレンズ３００を容易に作製できる。

また、本実施形態では、下金型２及び上金型３を、金型面が円形状の円柱状又は金型面が四角形状の四角柱状に形成した。これにより、１つのプレス成形品２００におけるシリンドリカルレンズ３００の取り数を増やすことができる。

また、本実施形態では、曲面間平面形成部２５は、プレス成形品２００を切断する切断工具の刃の刃厚以上の幅を有しており、下金型２の両端には、プレス成形品２００を切断工具で切断する際に位置決めを行うための目印となるマーク凸部２２７をプレス成形品２００に形成するためのマーク形成凹部２７が設けられる。これにより、曲面間平面形成部２５により形成された曲面間平面２２５において、切断工具の刃によりプレス成形品２００を容易に切断できる。そのため、切断工具で切断後に、目標の形状のシリンドリカルレンズ３００を得ることができる。

また、本実施形態のシリンドリカルレンズの製造方法は、レンズ成形用金型１を用いて複数のシリンドリカルレンズ３００を作製する製造方法であって、下金型２上に硝材１００を配置し、下金型２と上金型３とを嵌合することで、芯出しをすることなく、一面に複数のシリンドリカル面２２４が平行に配列されたプレス成形品２００を形成する工程と、プレス成形品２００を複数のシリンドリカル面２２４の配列方向である第２方向Ｄ２と複数のシリンドリカル面２２４の配列方向に交差する第１方向Ｄ１の２方向において切断工具により切断することで、１つのプレス成形品２００から複数のシリンドリカルレンズ３００を得る工程と、を含む。これにより、上金型３が上金型下面部３３を有するため、プレス成形品２００を作製する場合に、芯出し（中心合わせ）を行うことを必要としないため、プレス成形品を作製する作業を容易に行うことができる。また、複数のシリンドリカルレンズ３００を作製することができるため、量産性に優れたシリンドリカルレンズ３００を製造することができる。

また、本実施形態では、硝材１００Ａは、円形または四角形の板形状に形成され、下金型２のシリンドリカル面形成部２４の形状に対応する凸状部１０１を有する。これにより、硝材１００Ａを、円形または四角形の板形状に形成することで、硝材１００Ａが均一に広がって、下金型２に充填されやすくなり、１つのプレス成形品２００当たりのシリンドリカルレンズ３００の取り数を増やすことができる。また、下金型２のシリンドリカル面形成部２４の形状に対応する凸状部１０１を有することで、硝材１００Ａが下金型２に充填されやすくなり、成形時間を短縮でき、応力の発生を低減させることができる。

また、本実施形態では、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、円形または四角形の板形状に形成され、１つ以上の穴１１１，１２１、または渦巻構造を有する。これにより、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄを、円形または四角形の板形状に形成することで、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄが均一に広がって、下金型２に充填されやすくなり、１つのプレス成形品２００当たりのシリンドリカルレンズ３００の取り数を増やすことができる。また、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄに空間を設けることで、プレス成形品２００の成形時に、硝材１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄが逃げるスペースができるため、過度の応力が硝材１００Ｂ，１００Ｃに作用することを防止できる。

また、本実施形態では、硝材１００は、シリンドリカル面形成部２４の両端２０１の距離Ｌ以上の径と、下金型２の表面の面積以下の表面の面積と、目標とするプレス成形品２００の体積以下の体積と、目標とするプレス成形品２００の厚み以下の厚みと、を有し、下金型２と上金型３との嵌合時に下金型２及び上金型３から突出しないように形成される。これにより、適切な厚みと径の硝材１００を用いることで、シリンドリカルレンズ３００の取り数を確保し、下金型２及び上金型３から突出した硝材１００が下金型２及び上金型３に固着することを防止することができる。また、硝材１００の厚みをプレス成形品２００の目標厚みより薄くすることで、プレス時に硝材１００を下金型２における凹状のシリンドリカル面形成部２４に入り込みやすくし、成形時間の短縮と応力の発生を低減できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態のレンズ成形用金型１を保持する金型用治具１０を用いて、複数のプレス成形品２００を製造する方法について説明する。図８Ａは、本発明の第２実施形態において、複数の下金型２を下治具４に取り付けた状態を示す斜視図である。図８Ｂは、第２実施形態において、複数の上金型３を上治具５に取り付けた状態を示す斜視図である。図９は、下治具４と上治具５とを対向して配置した状態を示す断面図である。

第２実施形態においては、図８Ａ〜図９に示すように、第１実施形態のレンズ成形用金型１を保持する金型用治具１０を備える。金型用治具１０は、複数の下金型２を保持する下治具４と、複数の上金型３を保持する上治具５と、を備える。下治具４と上治具５とは、複数の下金型２と複数の上金型３とが対向した状態で、互いに対向して配置される。第２実施形態の下金型２及び上金型３は、第１実施形態の下金型２及び上金型３と同様の構成である。

下治具４は、図８Ａに示すように、複数個の下金型２を対称的に組み付けることが可能である。本実施形態においては、下治具４には、４つの下金型２が組み付けられている。下治具４は、下治具本体４１と、下治具固定板４２と、を有する。下治具４に配置される複数の下金型２は、シリンドリカル面形成部２４が対称形状に配置されるように、下治具４に配置される。下金型２の複数のシリンドリカル面形成部２４が延びる第１方向Ｄ１が、下治具４の中心から径方向に放射に延びるように、下治具４の上面における中心に対して、対称形状となるように配置される。

下治具本体４１は、円柱状に形成され、図９に示すように、複数の取付貫通孔４１１を有する。取付貫通孔４１１の下部には、取付段部４１２が形成される。取付貫通孔４１１には、取付段部４１２に下金型２の下金型フランジ部２２が係止された状態で、下金型２が配置される。下治具本体４１に下金型２を設置する場合には、下治具本体４１の下方側から、取付貫通孔４１１に下金型２の先端を挿入して、取付段部４１２に下金型２の下金型フランジ部２２を係止させることで設置される。下治具本体４１の上面から下金型２の先端が突出した状態で、下金型２は、下治具本体４１に設置される。なお、本実施形態では下治具本体４１を円柱状に形成したが、これに限定されず、下治具本体４１の形状を、例えば、四角柱状に形成してもよい。

下治具固定板４２は、複数の取付貫通孔４１１それぞれに下金型２が配置された状態で、下治具本体４１の下端部に当接して配置される。下治具固定板４２は、ネジ部材４０１により、下治具本体４１の下端部に固定される。

上治具５は、図８Ｂに示すように、複数個の上金型３を組み付けることが可能である。本実施形態においては、上治具５には、４つの上金型３が組み付けられている。上治具５は、下治具４に対向して配置される。上治具５は、上治具本体５１と、上治具固定板５２と、を有する。

上治具本体５１は、円柱状に形成され、図９に示すように、複数の取付貫通孔５１１を有する。取付貫通孔５１１の上部には、取付段部５１２が形成される。取付貫通孔５１１には、取付段部５１２に上金型３の上金型フランジ部３２が係止された状態で、上金型３が配置される。上治具本体５１に上金型３を設置する場合には、上治具本体５１の上方側から、取付貫通孔５１１に上金型３の先端を挿入して、取付段部５１２に上金型３の上金型フランジ部３２を係止させることで設置される。上治具本体５１の下面から上金型３の先端が突出した状態で、上金型３は、上治具本体５１に設置される。なお、本実施形態では上治具本体５１を円柱状に形成したが、これに限定されず、上治具本体５１の形状を、例えば、四角柱状に形成してもよい。

上治具固定板５２は、複数の取付貫通孔５１１それぞれに上金型３が設置された状態で、上治具本体５１の上端部に当接して配置される。上治具固定板５２は、ネジ部材５０１により、上治具本体５１の上端部に固定される。

以上のように構成される金型用治具１０においては、プレス成形品２００の成形時に、複数個の下金型２と複数個の上金型３との位置が合うように、下治具４と上治具５との組み付け位置を一致させる。そして、１回のプレス成形において、複数組のレンズ成形用金型１を用いて、複数のプレス成形品２００を形成することができる。

以上の第２実施形態のシリンドリカルレンズ３００の製造方法によれば、以下の効果が奏される。
第２実施形態のシリンドリカルレンズ３００の製造方法は、複数個の下金型２と複数個の上金型３との位置が合うように、下治具４と上治具５との組み付け位置を一致させることで、１回のプレス成形において、複数組のレンズ成形用金型１を用いて、複数のプレス成形品２００を形成する工程を含む。これにより、複数組のレンズ成形用金型１を用いて、複数のプレス成形品２００を容易に形成することができる。よって、シリンドリカルレンズ３００の生産性を一層向上できる。

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
例えば、前記第２実施形態においては、４つの下金型２を下治具４に組み付けると共に、４つの上金型３を上治具５に組み付けて構成したが、これに限定されない。例えば、１つ、２つ、３つ又は５つ以上の下金型２を下治具４に組み付けると共に、１つ、２つ、３つ又は５つ以上の上金型３を上治具５に組み付けて構成してもよい。

１ レンズ成形用金型
２ 下金型（第１の金型）
３ 上金型（第２の金型）
４ 下治具（第１の治具）
５ 上治具（第２の治具）
２４ シリンドリカル面形成部
２４ａ 頂部
２５ 曲面間平面形成部（第１平面形成部）
２７ マーク形成凹部（マーク形成部）
３３ 上金型下面部（第２平面形成部）
１００，１００Ａ、１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 硝材
１０１ 凸状部（凸部）
１１１ 穴
１２１ 穴
２００ プレス成形品（成形品）
２２４ シリンドリカル面
２２７ マーク凸部（マーク）
３００ シリンドリカルレンズ

Claims (7)

1. 円形の板形状に形成された硝材から、複数のシリンドリカル面が平行に配列された成形品を形成するためのレンズ成形用金型を用いて複数のシリンドリカルレンズを作製する製造方法であって、
   前記レンズ成形用金型は、
   一定の間隔をもって平行に配列された複数のシリンドリカル面形成部と、隣接するシリンドリカル面形成部の間に設けられた第１平面形成部と、を有する第１の金型と、
   成形品の形成時に、硝材を挟んで前記第１の金型の前記シリンドリカル面形成部及び前記第１平面形成部に対向する第２平面形成部を有する第２の金型と、を備え、
   前記第１の金型及び前記第２の金型は、金型面が円形状の円柱状に形成され、
   前記第１の金型上に円形の板形状に形成された硝材を配置し、前記第１の金型と前記第２の金型とを嵌合することで、芯出しをすることなく、一面に複数のシリンドリカル面が平行に配列された成形品を形成する工程と、
   前記成形品を前記複数のシリンドリカル面の配列方向と前記複数のシリンドリカル面の配列方向に交差する交差方向の２方向において切断工具により切断することで、１つの成形品から複数のシリンドリカルレンズを得る工程と、を含むシリンドリカルレンズの製造方法。
2. 複数個の前記第１の金型を対称的に組み付けることが可能な第１の治具と、複数個の前記第２の金型を対称的に組み付けることが可能な第２の治具と、を用いて行われるシリンドリカルレンズの製造方法であって、
   複数個の前記第１の金型と複数個の前記第２の金型との位置が合うように、前記第１の治具と前記第２の治具との組み付け位置を一致させることで、１回のプレス成形において、複数組の前記レンズ成形用金型を用いて、複数の成形品を形成する工程を含む請求項１に記載のシリンドリカルレンズの製造方法。
3. 前記硝材は、円形の板形状に形成され、前記第１の金型の前記シリンドリカル面形成部の形状に対応する凸部を有する請求項１又は２記載のシリンドリカルレンズの製造方法。
4. 前記硝材は、円形の板形状に形成され、１つ以上の穴、または渦巻構造を有する、請求項１から３のいずれかに記載のシリンドリカルレンズの製造方法。
5. 前記硝材は、前記シリンドリカル面形成部の両端の距離以上の径と、前記第１の金型の表面の面積以下の表面の面積と、目標とする成形品の体積以下の体積と、目標とする成形品の厚み以下の厚みと、を有し、前記第１の金型と前記第２の金型との嵌合時に前記第１の金型及び前記第２の金型から突出しないように形成されている請求項１から４のいずれかに記載のシリンドリカルレンズの製造方法。
6. 前記第１の金型の前記シリンドリカル面形成部は、球面又は自由曲面で構成され、
   各シリンドリカル面形成部の頂部は、高さが同じになるように同一平面上に位置する請求項１から５のいずれかに記載のシリンドリカルレンズの製造方法。
7. 前記第１平面形成部は、前記成形品を切断する切断工具の刃の刃厚以上の幅を有しており、
   前記第１の金型の両端には、成形品を切断工具で切断する際に位置決めを行うための目印となるマークを成形品に形成するためのマーク形成部が設けられる請求項１から６のいずれかに記載のシリンドリカルレンズの製造方法。

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