JP2002104831A - Press molding method - Google Patents

Press molding method

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JP2002104831A
JP2002104831A JP2000295910A JP2000295910A JP2002104831A JP 2002104831 A JP2002104831 A JP 2002104831A JP 2000295910 A JP2000295910 A JP 2000295910A JP 2000295910 A JP2000295910 A JP 2000295910A JP 2002104831 A JP2002104831 A JP 2002104831A
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JP
Japan
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press
temperature
quartz glass
mold
state
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JP2000295910A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Kumagai
俊樹 熊谷
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Hataken Co Ltd
Original Assignee
Hataken Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
    • C03B11/122Heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/082Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses having profiled, patterned or microstructured surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/40Product characteristics
    • C03B2215/41Profiled surfaces
    • C03B2215/413Profiled surfaces optical fibre alignment, fixing or connecting members having V-grooves

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石英ガラス基板のプレス成形を適切に行なう
ことのできるプレス成形方法を提案すること。 【解決手段】 石英ガラス基板素材22の表面22aに
V溝をプレス成形により形成するためのプレス成形方法
は、加熱炉20内において、石英ガラス基板素材22を
プレス成形可能な変態領域の状態となる1400℃以上
まで加熱して軟化させる加熱工程と、軟化させた石英ガ
ラス基板素材22の温度をその変態領域の温度範囲内に
保持した状態で当該石英ガラス基板素材22を金型4、
5によってプレスしてV溝を形成するプレス工程と、プ
レス後のV溝付き石英ガラス基板をを金型4、5から引
き離す離型工程とを含み、加熱工程において石英ガラス
基板素材22を常温状態からプレス成形温度まで高める
ための加熱時間を10分以上とし、プレス工程における
プレス時間を1分間以上とし、離型工程における離型時
の温度を700℃以上としている。
(57) [Problem] To provide a press forming method capable of appropriately performing press forming of a quartz glass substrate. A press forming method for forming a V-groove on a surface (22a) of a quartz glass substrate material (22) by press molding is in a transformation region where the quartz glass substrate material (22) can be press-formed in a heating furnace (20). A heating step of heating to 1400 ° C. or more to soften, and holding the temperature of the softened quartz glass substrate material 22 within the temperature range of its transformation region to mold the quartz glass substrate material 22 into a mold 4,
5, a pressing step of forming a V-groove by pressing, and a releasing step of separating the pressed quartz glass substrate with the V-groove from the dies 4 and 5 in a heating step. The heating time for increasing the temperature to the press molding temperature is 10 minutes or more, the pressing time in the pressing step is 1 minute or more, and the temperature at the time of releasing in the releasing step is 700 ° C. or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ等を固
定するために用いる多数状のV溝が表面に形成されたガ
ラス基板等の製品を、プレス成形により製造するのに適
したプレス成形方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a press forming method suitable for manufacturing a product such as a glass substrate having a plurality of V-grooves formed on a surface used for fixing an optical fiber or the like by press forming. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】表面に多数状のV溝が形成されたガラス
基板は、例えば、各V溝に光ファイバを配置してカバー
ガラスを重ね合わせた構成のファイバアレイを構成する
ために利用されている。かかるV溝ガラス基板は、例え
ば、平坦なガラス基板の表面を研削してV溝を形成する
ことにより制作される。
2. Description of the Related Art A glass substrate having a large number of V-grooves formed on its surface is used, for example, to form a fiber array in which optical fibers are arranged in each V-groove and a cover glass is laminated. I have. Such a V-groove glass substrate is manufactured, for example, by grinding a flat glass substrate surface to form a V-groove.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ようなV溝ガラス基板等の加工物を、石英ガラス等の板
材からプレス成形により効率良く製造可能なプレス成形
方法を提案することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a press forming method capable of efficiently producing such a processed product such as a V-groove glass substrate from a plate material such as quartz glass by press forming. is there.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の石英ガラスのプレス成形方法は:石英ガ
ラスをプレス成形可能な変態領域の状態となる1400
℃以上まで加熱して軟化させる加熱工程と;軟化させた
石英ガラスの温度をその変態領域の温度範囲内に保持し
た状態で当該石英ガラスをプレスするプレス工程と;プ
レス後の石英ガラスを金型から引き離す離型工程とを含
み;前記加熱工程において石英ガラスを常温状態から前
記成形温度まで高めるための加熱時間を10分以上と
し;前記プレス工程におけるプレス時間を1分間以上と
し;前記離型工程における離型時の温度を700℃以上
とし;前記各工程を、真空雰囲気中、不活性ガス雰囲気
中、あるいは大気中で行なうことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a method for press-forming quartz glass according to the present invention comprising: a step of forming a transformed region in which quartz glass can be press-formed;
A heating step of heating to a temperature of at least ℃ and softening; a pressing step of pressing the softened quartz glass while maintaining the temperature of the softened quartz glass within a temperature range of its transformation region; A heating time for raising the quartz glass from a normal temperature state to the molding temperature in the heating step is 10 minutes or more; a pressing time in the pressing step is 1 minute or more; Wherein the temperature at the time of mold release is set to 700 ° C. or more; and each of the steps is performed in a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, or the air.

【0005】かかる処理条件に従うことにより、石英ガ
ラスの表面にV溝等をプレス成形することが可能にな
る。
[0005] By following such processing conditions, it becomes possible to press-form V-grooves and the like on the surface of quartz glass.

【0006】ここで、前記プレス工程および前記離型工
程のうちの少なくともプレス工程においては、金型に超
音波振動を与えることが望ましい。超音波振動を金型に
与えることにより、所望のプレス成形を行なうために必
要となる金型のプレス力を低減できる。また、プレス成
形された後の石英ガラスを金型から簡単に離型すること
ができる。
Here, it is desirable to apply ultrasonic vibration to the mold in at least the pressing step of the pressing step and the releasing step. By applying the ultrasonic vibration to the mold, the pressing force of the mold required for performing the desired press molding can be reduced. Further, the quartz glass after the press molding can be easily released from the mold.

【0007】また、前記加熱工程では、石英ガラスを金
型に接触させない状態で加熱することが望ましい。石英
ガラスを金型に接触させた状態で加熱すると、加熱によ
って石英ガラスが活性化して金型の金属表面と反応して
当該表面に密着し、離型が困難になるからである。
In the heating step, it is desirable that the quartz glass be heated without being brought into contact with the mold. If the quartz glass is heated while being in contact with the mold, the quartz glass is activated by the heating and reacts with the metal surface of the mold to come into close contact with the surface, making it difficult to release the mold.

【0008】さらに、前記プレス工程は、金型表面温度
が石英ガラス表面温度よりも低い状態で行なわれること
が望ましい。このように、石英ガラス表面温度に比べて
金型表面温度が低いと、石英ガラスが金型表面に貼りつ
くことを防止でき、離型が容易になる。
Further, it is desirable that the pressing step is performed in a state where the mold surface temperature is lower than the quartz glass surface temperature. As described above, when the mold surface temperature is lower than the quartz glass surface temperature, it is possible to prevent the quartz glass from sticking to the mold surface, and the mold is easily released.

【0009】さらにまた、前記離型工程では、石英ガラ
スのプレス成形面を上向きとし、石英温度が1300℃
から1400℃の範囲内にある間に、下側に位置してい
る金型から石英ガラスを押し上げることにより離型する
ことが望ましい。すなわち、プレス成形後には、石英ガ
ラスと金型では放冷に伴う収縮率が異なるので、上記の
温度範囲のうちに離型することが望ましい。また、石英
ガラスにおけるプレス成形面とは反対側から石英ガラス
を押し上げれば、簡単に型抜き作業を行なうことができ
る。
Further, in the releasing step, the press-formed surface of the quartz glass is turned upward, and the quartz temperature is set to 1300 ° C.
It is preferable to release the quartz glass by pushing up the quartz glass from the lower mold while the temperature is within the range of 1400 ° C. to 1400 ° C. That is, after the press molding, the quartz glass and the mold have different shrinkage rates upon cooling, so that it is desirable to release the mold within the above temperature range. Further, if the quartz glass is pushed up from the side opposite to the press-formed surface of the quartz glass, the die cutting operation can be easily performed.

【0010】次に、本発明は、常温で固体状態にある加
工物をプレス成形可能な軟化状態となる成形温度まで加
熱し、当該状態でプレスを行なうプレス成形方法におい
て、前記加工物が前記成形温度まで加熱された後は、金
型に超音波振動を与えながら加工物をプレス成形するこ
とを特徴としている。
Next, the present invention relates to a press forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which the work is in a softened state capable of being press-formed, and pressing is performed in this state. After being heated to the temperature, the workpiece is press-formed while applying ultrasonic vibration to the mold.

【0011】また、本発明は、常温で固体状態にある加
工物をプレス成形可能な軟化状態となる成形温度まで加
熱し、当該状態でプレスを行なうプレス成形方法におい
て、前記加工物を金型に接触させないように保持し、当
該状態で加工物を前記成形温度まで加熱することを特徴
としている。
[0011] The present invention also provides a press forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which the work becomes a softened state capable of being press-formed and pressed in this state. It is characterized in that the workpiece is held so as not to be brought into contact, and the workpiece is heated to the molding temperature in this state.

【0012】さらに、本発明は、常温で固体状態にある
加工物をプレス成形可能な軟化状態となる成形温度まで
加熱し、当該状態でプレスを行なうプレス成形方法にお
いて、前記加工物をプレスする際に、当該加工物の温度
よりも金型の温度が低くなるように制御することを特徴
としている。
Further, the present invention provides a press forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which the work becomes a softened state capable of being press-formed, and the work is pressed in this state. In addition, the temperature of the mold is controlled to be lower than the temperature of the workpiece.

【0013】さらにまた、本発明は、常温で固体状態に
ある加工物をプレス成形可能な軟化状態となる成形温度
まで加熱し、当該状態でプレスを行なうプレス成形方法
において、前記加工物のプレス成形面が上を向いた状態
でプレス成形を行い、プレス後に加工物を下側の金型か
ら上方に押し抜くことを特徴としている。
Further, the present invention provides a press forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which the work becomes a softened state capable of being press-formed, and pressing is performed in this state. It is characterized in that press molding is performed with the surface facing upward, and after pressing, the workpiece is pushed upward from the lower mold.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
によるプレス成形方法の実施の各形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a press forming method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】(プレス成形機の構成)図1は本例の石英
ガラス用プレス成形機の概略構成図であり、図2はプレ
ス成形されたV溝付きガラス基板を示す斜視図であり、
図3はプレス直前の状態を示す説明図である。まず、図
2に示すように、プレス成形されたV溝付きガラス基板
2は、一定厚さで長方形の石英ガラス基板21の表面に
一定ピッチでV溝21aが複数本平行に形成された形状
のものである。
(Structure of Press Forming Machine) FIG. 1 is a schematic structural view of a quartz glass press forming machine of this embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a press-formed glass substrate having a V-shaped groove.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state immediately before pressing. First, as shown in FIG. 2, a press-formed glass substrate 2 with a V-groove has a shape in which a plurality of V-grooves 21a are formed in parallel at a constant pitch on the surface of a rectangular quartz glass substrate 21 having a constant thickness. Things.

【0016】図1に示すように、プレス成形機1は、加
熱炉20内に配置された矩形のワーク支持枠3を備えて
おり、このワーク支持枠3は、一定の厚さで長方形の石
英ガラス基板素材22を水平に支持するためのものであ
る。このワーク支持枠3の直上には上型4が配置され、
その直下には下型5が配置されている。上型4がプレス
成形型であり、この下面にはV溝形成用の凹凸面4aが
形成されている。下型5の上面はワーク支持用の平坦面
5aとされている。従って、石英ガラス基板素材22の
上面22aがプレス成形面であり、ここに多数のV溝が
プレス成形されることになる。
As shown in FIG. 1, the press forming machine 1 includes a rectangular work support frame 3 disposed in a heating furnace 20, and the work support frame 3 is a rectangular quartz having a constant thickness. This is for supporting the glass substrate material 22 horizontally. An upper die 4 is disposed directly above the work support frame 3.
Immediately below the lower mold 5 is arranged. The upper die 4 is a press-molding die, and an uneven surface 4a for forming a V-groove is formed on the lower surface thereof. The upper surface of the lower die 5 is a flat surface 5a for supporting a work. Therefore, the upper surface 22a of the quartz glass substrate material 22 is a press-formed surface, and a large number of V-grooves are press-formed here.

【0017】これら上型4および下型5は、公知の油圧
駆動機構6によって上下方向に駆動されるように構成さ
れている。この油圧駆動機構6は制御装置7によって駆
動される。また、下型5には、上下方向に移動可能な状
態でイジェクトピン8が垂直に貫通しており、当該イジ
ェクトピン8も公知の油圧駆動機構6によって駆動され
るようになっている。
The upper mold 4 and the lower mold 5 are configured to be driven vertically by a known hydraulic drive mechanism 6. The hydraulic drive mechanism 6 is driven by the control device 7. An eject pin 8 vertically penetrates the lower die 5 so as to be movable in the vertical direction, and the eject pin 8 is also driven by a known hydraulic drive mechanism 6.

【0018】さらに、上型4および下型5には、それぞ
れ超音波発振器11、12が取り付けられており、これ
らによって上型4および下型5のそれぞれに超音波振動
を与えることが可能である。これらの超音波発振器1
1、12の駆動制御も制御装置7によって行われる。
Further, ultrasonic oscillators 11 and 12 are attached to the upper mold 4 and the lower mold 5, respectively, so that ultrasonic vibration can be given to each of the upper mold 4 and the lower mold 5. . These ultrasonic oscillators 1
The drive control of 1 and 12 is also performed by the control device 7.

【0019】これに加えて、本例では、上型4および下
型5の表面温度を管理するための温度制御手段が備わっ
ている。本例の温度制御手段は、金型4、5の内部に、
冷却水循環路13、14が配置され、冷却水等の冷媒
が、冷媒源15からこれらの循環路13、14を介して
循環するように構成されている。冷媒の循環制御は、制
御装置7によって行われ、これにより、上型4、下型5
の表面4a、5aの温度制御を行なうことが可能となっ
ている。
In addition, in this embodiment, a temperature control means for managing the surface temperatures of the upper mold 4 and the lower mold 5 is provided. The temperature control means of this example is provided inside the molds 4 and 5.
Cooling water circulation paths 13 and 14 are provided, and a refrigerant such as cooling water is configured to circulate from a refrigerant source 15 through these circulation paths 13 and 14. The circulation control of the refrigerant is performed by the control device 7, whereby the upper die 4, the lower die 5
Temperature control of the surfaces 4a, 5a.

【0020】(プレス成形動作)上記構成のプレス成形
機1による石英ガラス基板素材22をプレス成形して図
2に示すV溝付きガラス基板2を制作する手順を説明す
る。
(Press Forming Operation) A procedure for producing a glass substrate 2 with a V-groove shown in FIG. 2 by press forming the quartz glass substrate material 22 by the press forming machine 1 having the above-described configuration will be described.

【0021】まず、図1に示すように、石英ガラス基板
素材22を加熱炉20内のワーク支持枠3に乗せる。こ
の状態で、加熱炉20内を加熱して、石英ガラス基板素
材22を、プレス成形可能な変態領域の温度範囲となる
まで加熱する。例えば、1400℃以上となるまで加熱
する。石英ガラス基板素材22は変態領域の温度範囲ま
で加熱されると、軟化点近傍の状態となり、プレス成形
可能なプレス成形温度状態になる(加熱工程)。
First, as shown in FIG. 1, a quartz glass substrate material 22 is placed on a work supporting frame 3 in a heating furnace 20. In this state, the inside of the heating furnace 20 is heated, and the quartz glass substrate material 22 is heated until it reaches the temperature range of the transformation region in which press molding is possible. For example, heating is performed until the temperature becomes 1400 ° C. or higher. When the quartz glass substrate material 22 is heated to the temperature range of the transformation region, the quartz glass substrate material 22 is in a state near the softening point, and is in a press forming temperature state where press forming is possible (heating step).

【0022】石英ガラス基板素材22がプレス成形温度
に達した後は、その温度状態を保持し、油圧駆動機構6
によって下型5を石英ガラス基板素材22の裏面22b
に接触する位置まで上昇させ、この状態で、上型4を降
下させることにより、石英ガラス基板素材22の表面2
2aにV溝をプレス成形する(プレス工程)。図3に
は、プレス直前における石英ガラス基板素材22、上型
4および下型5の位置関係を示してある。
After the quartz glass substrate material 22 reaches the press molding temperature, the temperature state is maintained and the hydraulic drive mechanism 6
The lower mold 5 is moved by the back surface 22 b of the quartz glass substrate material 22.
The upper mold 4 is lowered in this state, and the surface 2 of the quartz glass substrate material 22 is lowered.
A V-groove is press-formed in 2a (pressing step). FIG. 3 shows the positional relationship between the quartz glass substrate material 22, the upper mold 4 and the lower mold 5 immediately before pressing.

【0023】上型4を所定のプレス力で石英ガラス基板
素材22の表面22aに押付け、その状態を所定時間だ
け継続した後は、上型4を待避位置に引き上げて、型開
きを行なう。しかる後に、イジェクトピン8を駆動し
て、下型5の上面5aから突出させて、プレス成形され
たV溝付き石英ガラス基板2を下型表面5aから引き剥
がす(離型工程)。
The upper mold 4 is pressed against the surface 22a of the quartz glass substrate material 22 with a predetermined pressing force, and after the state is continued for a predetermined time, the upper mold 4 is pulled up to the retreat position and the mold is opened. Thereafter, the eject pin 8 is driven to protrude from the upper surface 5a of the lower die 5, and the press-formed quartz glass substrate 2 with the V-groove is peeled off from the lower die surface 5a (release step).

【0024】このようにして、図2に示すような表面に
V溝21aがプレス成形された石英ガラス基板2を得る
ことができる。ここで、本例では、加熱工程において石
英ガラスを常温状態から成形温度まで高めるための加熱
時間を10分以上とし、石英ガラス基板素材22を変態
領域まで適切な状態で加熱するようにしている。また、
プレス工程におけるプレス継続時間を1分間以上とし、
精度良くV溝をプレス成形できるようにしている。さら
に、石英ガラス基板2が700℃以上の状態(本例では
1300℃から1400℃の範囲内)で下型5から離型
することにより、熱収縮差に起因して石英ガラス基板が
割れる等の弊害を回避している。なお、加熱炉20は、
真空雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気としてもよいし、
大気雰囲気としてもよい。
Thus, the quartz glass substrate 2 having the V-grooves 21a press-formed on the surface as shown in FIG. 2 can be obtained. Here, in the present example, the heating time for raising the quartz glass from the normal temperature state to the molding temperature in the heating step is set to 10 minutes or more, and the quartz glass substrate material 22 is heated in an appropriate state to the transformation region. Also,
Press duration in the pressing process is 1 minute or more,
V-grooves can be press-formed with high accuracy. Further, when the quartz glass substrate 2 is released from the lower mold 5 at a temperature of 700 ° C. or more (in this example, in a range of 1300 ° C. to 1400 ° C.), the quartz glass substrate may be broken due to a difference in heat shrinkage. The evil is avoided. The heating furnace 20 is
It may be a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere,
It may be an air atmosphere.

【0025】ここにおいて、本例のプレス工程では、上
型4によるプレス中に亘り、制御装置7によって各超音
波発振器11、12が駆動され、上型4および下型5に
超音波振動が与えられている。上型4のみに超音波振動
を与えてもよい。このように、プレス時に金型に超音波
振動を与えることにより、金型4、5によるプレス成形
に必要なプレス力を低減でき、離型も容易になる。この
結果、金型4、5の寿命を長持ちさせることができる。
Here, in the pressing step of this embodiment, the ultrasonic oscillators 11 and 12 are driven by the control device 7 during the pressing by the upper die 4, and ultrasonic vibration is applied to the upper die 4 and the lower die 5. Have been. Ultrasonic vibration may be applied only to the upper mold 4. As described above, by applying ultrasonic vibration to the mold at the time of pressing, the pressing force required for press molding by the molds 4 and 5 can be reduced, and the mold release is facilitated. As a result, the life of the dies 4 and 5 can be extended.

【0026】次に、本例では、加熱工程においては、石
英ガラス基板素材22を金型4、5に接触させない状態
で加熱している。この結果、石英ガラス基板素材22が
金型4、5に接触する時間はプレス成形のための短時間
となる。このように、高温状態にある石英ガラス基板と
金型4、5の接触時間を短くすると、石英ガラス基板素
材22が金型表面に貼り付いてしまうことを防止でき
る。
Next, in this example, in the heating step, the quartz glass substrate material 22 is heated without being brought into contact with the dies 4 and 5. As a result, the time during which the quartz glass substrate material 22 contacts the dies 4 and 5 is short for press molding. As described above, when the contact time between the quartz glass substrate in a high temperature state and the molds 4 and 5 is shortened, it is possible to prevent the quartz glass substrate material 22 from sticking to the mold surface.

【0027】これに加えて、本例では、制御装置7の制
御の下に、金型4、5の表面温度を制御して、金型表面
4a、5aの温度が、プレス成形時において、石英ガラ
ス基板素材22の表面温度よりも低温となるようにして
いる。すなわち、加熱工程およびプレス工程を通じて、
冷却水循環路13、14を介して冷却水等の冷媒を循環
させて、金型4、5が石英ガラス基板素材22よりも低
い温度となるようにしている。例えば、数百度程度の温
度差がつくように制御している。
In addition, in this embodiment, the surface temperature of the dies 4 and 5 is controlled under the control of the control device 7 so that the temperature of the dies 4a and 5a is reduced by quartz during press molding. The temperature is set lower than the surface temperature of the glass substrate material 22. That is, through the heating process and the pressing process,
Refrigerant such as cooling water is circulated through the cooling water circulation paths 13 and 14 so that the dies 4 and 5 have a lower temperature than the quartz glass substrate material 22. For example, control is performed so that a temperature difference of about several hundred degrees is obtained.

【0028】このように温度差をつけた状態でプレスを
行なうと、金型表面4a、5aに対する石英ガラス基板
2の貼り付きを回避できる。よって、離型作業が簡単に
なるという利点がある。
When the pressing is performed in such a state where the temperature difference is provided, the sticking of the quartz glass substrate 2 to the mold surfaces 4a, 5a can be avoided. Therefore, there is an advantage that the releasing operation is simplified.

【0029】さらには、本例では、前述のように、離型
時には、プレス成形面22aが上向き状態に配置されて
いる石英ガラス基板2を下側からイジェクトピン8によ
って押し上げている。このイジェクト動作を、石英ガラ
ス温度が1300℃から1400℃の範囲内にある間に
行なうようにしている。かかる温度状態では離型を簡単
に行なうことができる。
Further, in the present embodiment, as described above, at the time of release, the eject glass 8 pushes up the quartz glass substrate 2 on which the press-formed surface 22a is arranged upward. This ejection operation is performed while the quartz glass temperature is in the range of 1300 ° C. to 1400 ° C. In such a temperature state, the mold release can be easily performed.

【0030】なお、本例のプレス成形機1では、加工物
である石英ガラス基板素材を金型とは非接触状態で加熱
し、金型表面を石英ガラス基板素材よりも低温となるよ
うにその加熱温度を管理し、プレス時には超音波振動を
金型に与えている。しかしながら、本発明は、これらの
方法を全て採用することを意図しているわけではない。
これらを単独で、あるいは組み合わせて使用する方法
も、本発明の範囲内に含まれるものである。
In the press molding machine 1 of this embodiment, the quartz glass substrate material, which is a workpiece, is heated in a non-contact state with the mold so that the surface of the mold becomes lower in temperature than the quartz glass substrate material. The heating temperature is controlled, and ultrasonic vibration is applied to the mold during pressing. However, the invention is not intended to employ all of these methods.
Methods using these alone or in combination are also included in the scope of the present invention.

【0031】また、上記の例は、加工物として石英ガラ
スを例に挙げているが、加工物は石英ガラスに限定され
るものではない。常温状態では固体であり、所定温度ま
で加熱するとプレス成形可能な軟化状態になる素材であ
れば、本発明の方法を適用することが可能である。
In the above example, quartz glass is taken as an example of a workpiece, but the workpiece is not limited to quartz glass. The method of the present invention can be applied to any material that is solid in a normal temperature state and becomes a softened state that can be press-formed when heated to a predetermined temperature.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプレス成
形方法によれば、石英ガラスのプレス成形を好適に行な
うことができる。
As described above, according to the press forming method of the present invention, the press forming of quartz glass can be suitably performed.

【0033】また、本発明のプレス成形方法では、プレ
ス時に金型に超音波振動を付与しているので、プレス成
形に必要なプレス力を低減でき、また、プレス成形品の
離型が容易になる。
Further, in the press molding method of the present invention, since the ultrasonic vibration is applied to the mold at the time of pressing, the pressing force required for press molding can be reduced, and the press molded product can be easily released. Become.

【0034】さらに、本発明のプレス成形方法では、加
工物が金型に接触しない状態でプレス成形温度まで加熱
するようにしているので、高温に加熱した加工物が金型
に貼り付いて離型が困難になるという弊害を回避でき
る。
Further, in the press molding method of the present invention, since the workpiece is heated to the press molding temperature in a state where the workpiece does not come into contact with the mold, the workpiece heated to a high temperature is stuck to the mold and released. Can be avoided.

【0035】さらにまた、本発明のプレス成形方法で
は、金型表面温度を、プレス成形対象の加工物の加熱温
度よりも低くなるように管理しているので、プレス成形
品の離型が容易になる。
Further, in the press molding method of the present invention, the mold surface temperature is controlled so as to be lower than the heating temperature of the workpiece to be press-molded, so that the press-molded product can be easily released. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法を適用したプレス成形機の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a press molding machine to which a method of the present invention is applied.

【図2】図1のプレス成形機によって成形されたV溝付
き石英ガラス基板を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a quartz glass substrate with a V-groove formed by the press forming machine of FIG. 1;

【図3】図1のプレス成形機におけるプレス直前の状態
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state immediately before pressing in the press molding machine in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プレス成形機 2 V溝付き石英ガラス基板 21 基板 21a V溝 22 石英ガラス基板素材 22a プレス成形面 22b 裏面 3 ワーク支持枠 4 上型 5 下型 6 油圧駆動機構 7 制御装置 8 イジェクトピン 11、12 超音波発振器 13、14 冷却水循環路 15 冷媒源 20 加熱炉 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press molding machine 2 Quartz glass substrate with V groove 21 Substrate 21a V groove 22 Quartz glass substrate material 22a Press molding surface 22b Back surface 3 Work support frame 4 Upper die 5 Lower die 6 Hydraulic drive mechanism 7 Control device 8 Eject pin 11, 12 Ultrasonic oscillator 13, 14 Cooling water circuit 15 Refrigerant source 20 Heating furnace

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年10月4日(2000.10.
4)
[Submission Date] October 4, 2000 (2000.10.
4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【図2】 FIG. 2

【図3】 FIG. 3

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石英ガラスをプレス成形可能な変態領域
の状態となる1400℃以上まで加熱して軟化させる加
熱工程と、 軟化させた石英ガラスの温度をその変態領域の温度範囲
内に保持した状態で当該石英ガラスをプレスするプレス
工程と、 プレス後の石英ガラスを金型から引き離す離型工程とを
含み、 前記加熱工程において石英ガラスを常温状態から前記成
形温度まで高めるための加熱時間を10分以上とし、 前記プレス工程におけるプレス時間を1分間以上とし、 前記離型工程における離型時の温度を700℃以上と
し、 前記各工程を、真空雰囲気中、不活性ガス雰囲気中、あ
るいは大気中で行なうことを特徴とする石英ガラスのプ
レス成形方法。
1. A heating step of heating quartz glass to a temperature of 1400 ° C. or more to be in a transformation region capable of being press-molded to soften the quartz glass, and maintaining a temperature of the softened quartz glass within a temperature range of the transformation region. A pressing step of pressing the quartz glass with a mold, and a releasing step of separating the pressed quartz glass from the mold. In the heating step, a heating time for raising the quartz glass from a normal temperature state to the molding temperature is 10 minutes. The pressing time in the pressing step is 1 minute or more, the temperature at the time of releasing in the releasing step is 700 ° C. or more, and the respective steps are performed in a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, or an air atmosphere. A press molding method for quartz glass, which is performed.
【請求項2】 請求項1において、 前記プレス工程および前記離型工程にうちの少なくとも
プレス工程において金型に超音波振動を与えることを特
徴とする石英ガラスのプレス成形方法。
2. The method of press-forming quartz glass according to claim 1, wherein an ultrasonic vibration is applied to a mold in at least the pressing step of the pressing step and the releasing step.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記加熱工程では、石英ガラスを金型に接触させない状
態で加熱することを特徴とする石英ガラスのプレス成形
方法。
3. The method according to claim 1, wherein in the heating step, the quartz glass is heated without being brought into contact with a mold.
【請求項4】 請求項1ないし3のうちのいずれかの項
において、 前記プレス工程は、金型表面温度が石英ガラス表面温度
よりも低い状態で行われることを特徴とする石英ガラス
のプレス成形方法。
4. The press molding of quartz glass according to claim 1, wherein the pressing step is performed in a state in which a mold surface temperature is lower than a quartz glass surface temperature. Method.
【請求項5】 請求項1ないし4のうちのいずれかの項
において、 前記離型工程では、石英ガラスのプレス成形面を上向き
とし、石英温度が1300℃から1400℃の範囲内に
ある間に、下側に位置している金型から石英ガラスを押
し上げることにより離型することを特徴とする石英ガラ
スのプレス成形方法。
5. The mold release step according to claim 1, wherein the press-molded surface of the quartz glass is directed upward and the quartz temperature is in a range of 1300 ° C. to 1400 ° C. And press-releasing the quartz glass by pushing up the quartz glass from a lower mold.
【請求項6】 常温で固体状態にある加工物をプレス成
形可能な軟化状態となる成形温度まで加熱し、当該状態
でプレスを行なうプレス成形方法において、 前記加工物が前記成形温度まで加熱された後は、金型に
超音波振動を与えながら加工物をプレス成形することを
特徴とするプレス成形方法。
6. A press forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which a softened state capable of press forming is performed, and pressing is performed in this state, wherein the work is heated to the forming temperature. After that, a press forming method characterized by press-forming the workpiece while applying ultrasonic vibration to the mold.
【請求項7】 常温で固体状態にある加工物をプレス成
形可能な軟化状態となる成形温度まで加熱し、当該状態
でプレスを行なうプレス成形方法において、前記加工物
を金型に接触させないように保持し、当該状態で加工物
を前記成形温度まで加熱することを特徴とするプレス成
形方法。
7. A press-forming method in which a work in a solid state at room temperature is heated to a forming temperature at which a softened state that can be press-formed is formed, and the work is pressed in this state so that the work is not brought into contact with a mold. A press molding method, wherein the workpiece is held and heated to the molding temperature in this state.
【請求項8】 常温で固体状態にある加工物をプレス成
形可能な軟化状態となる成形温度まで加熱し、当該状態
でプレスを行なうプレス成形方法において、 前記加工物をプレスする際に、当該加工物の温度よりも
金型の温度が低くなるように制御することを特徴とする
プレス成形方法。
8. A press-forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which the work becomes a softened state capable of being press-formed, and the work is pressed in this state. A press molding method characterized by controlling the temperature of a mold to be lower than the temperature of an object.
【請求項9】 常温で固体状態にある加工物をプレス成
形可能な軟化状態となる成形温度まで加熱し、当該状態
でプレスを行なうプレス成形方法において、 前記加工物のプレス成形面が上を向いた状態でプレス成
形を行い、プレス後に加工物を下側の金型から上方に押
し抜くことを特徴とするプレス成形方法。
9. A press forming method in which a work in a solid state at normal temperature is heated to a forming temperature at which the work is in a softened state capable of being press-formed, and pressing is performed in this state, wherein the press-formed surface of the work is directed upward. Press-forming method in which the workpiece is pressed upward from a lower mold after pressing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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