JP2003137569A - ガラス素子の成形装置 - Google Patents
ガラス素子の成形装置Info
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- JP2003137569A JP2003137569A JP2001333002A JP2001333002A JP2003137569A JP 2003137569 A JP2003137569 A JP 2003137569A JP 2001333002 A JP2001333002 A JP 2001333002A JP 2001333002 A JP2001333002 A JP 2001333002A JP 2003137569 A JP2003137569 A JP 2003137569A
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- JP
- Japan
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- glass
- reflection mirror
- cooling
- mold
- infrared lamp
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/122—Heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】赤外線ランプの光熱を反射する反射ミラーの温
度を管理して、装置の長寿命化、成形条件の安定化を図
る。 【解決手段】ガラス素材が配置される一対の型６，１３
と、前記型およびガラス素材を加熱する赤外線ランプ２
０と、加熱されたガラス素材をプレスしてガラス素子に
成形する固定軸２，駆動装置８，移動軸９などと、赤外
線ランプの光熱を前記型およびガラス素材方向に反射さ
せる反射ミラー２１とを具備し、反射ミラーは、その内
部に、反射ミラー内を冷却する冷却液の流路となる冷却
管３３が鋳込みにより形成されているガラス素子の成形
装置。
度を管理して、装置の長寿命化、成形条件の安定化を図
る。 【解決手段】ガラス素材が配置される一対の型６，１３
と、前記型およびガラス素材を加熱する赤外線ランプ２
０と、加熱されたガラス素材をプレスしてガラス素子に
成形する固定軸２，駆動装置８，移動軸９などと、赤外
線ランプの光熱を前記型およびガラス素材方向に反射さ
せる反射ミラー２１とを具備し、反射ミラーは、その内
部に、反射ミラー内を冷却する冷却液の流路となる冷却
管３３が鋳込みにより形成されているガラス素子の成形
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス素子の成形
装置に係わるもので、特に加熱用の赤外線ランプから発
せられる光熱を反射する反射ミラーの冷却に関するもの
である。
装置に係わるもので、特に加熱用の赤外線ランプから発
せられる光熱を反射する反射ミラーの冷却に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ガラスレンズなどの高精度が要求される
ガラス素子の製造方法としては、研削・研磨により製造
されるものと、リヒートプレスにより製造されるものの
二種類に大別される。
ガラス素子の製造方法としては、研削・研磨により製造
されるものと、リヒートプレスにより製造されるものの
二種類に大別される。
【０００３】一般に光学ガラス素子の製造方法としてガ
ラス素材を研削・研磨して光学面を形成する方法が多く
用いられる。しかし、研削・研磨による曲面形成には十
数工程が必要であるうえに、作業者に有害なガラス研削
粉が多量に発生する問題点、さらに、研削・研磨では、
付加価値の高い非球面形状の光学面を持つガラスレンズ
を同じ精度で大量に製作することが困難であるという問
題点を持っている。
ラス素材を研削・研磨して光学面を形成する方法が多く
用いられる。しかし、研削・研磨による曲面形成には十
数工程が必要であるうえに、作業者に有害なガラス研削
粉が多量に発生する問題点、さらに、研削・研磨では、
付加価値の高い非球面形状の光学面を持つガラスレンズ
を同じ精度で大量に製作することが困難であるという問
題点を持っている。
【０００４】それに対してリヒートプレスは、溶融した
ガラスを一度冷却して製作したガラス素材を加熱し、プ
レスすることにより型の形状をガラス素材に転写させ、
ガラスレンズなどのガラス素子を成形する方法であり、
曲面形成に必要な工程はプレス成形の一工程のみである
という利点がある。また、型を一度製作すれば、型の精
度に準じた成形品をいくつも製作することも可能であ
る。
ガラスを一度冷却して製作したガラス素材を加熱し、プ
レスすることにより型の形状をガラス素材に転写させ、
ガラスレンズなどのガラス素子を成形する方法であり、
曲面形成に必要な工程はプレス成形の一工程のみである
という利点がある。また、型を一度製作すれば、型の精
度に準じた成形品をいくつも製作することも可能であ
る。
【０００５】なお、型の長寿命化のため、型の周りの雰
囲気は不活性雰囲気もしくは真空雰囲気であることが望
ましい。
囲気は不活性雰囲気もしくは真空雰囲気であることが望
ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、光通信分野や医
療分野で、ガラス素子は非常に注目されている。中で
も、熱膨張が少ない、不純物が少ない、紫外線透過率が
良い等の理由から、石英ガラス素子が注目されている。
そのためガラス素子は、マイクロレンズアレイ等形状の
複雑なもの、また、大きさも超小型のものから大型のも
のまで各種必要となっている。
療分野で、ガラス素子は非常に注目されている。中で
も、熱膨張が少ない、不純物が少ない、紫外線透過率が
良い等の理由から、石英ガラス素子が注目されている。
そのためガラス素子は、マイクロレンズアレイ等形状の
複雑なもの、また、大きさも超小型のものから大型のも
のまで各種必要となっている。
【０００７】リヒートプレスでは、型の間にガラス素材
を置き、型の酸化を防止する目的で型およびガラス素材
を含む成形室内を不活性ガス雰囲気にしたうえで、赤外
線ランプ等により加熱し、ガラス素材を型によりプレス
した後、成形品を冷却して取り出す方法が取られるが、
赤外線ランプの効率を上昇させるために、昇温する必要
のある型やガラス素材以外の場所に赤外線がもれにくい
ように、赤外線ランプの周囲に赤外線反射率の高い反射
ミラーが必要となる。しかし、石英ガラスのように成形
温度が約１４００℃と高いガラス素材をプレス成形する
場合、ガラス素材を加熱させる際に、反射ミラーまで温
度上昇し、破損してしまう恐れがある。また、反射ミラ
ーの表面の層が劣化すると反射効率が落ち、成形条件が
変化してしまう危険性がある。
を置き、型の酸化を防止する目的で型およびガラス素材
を含む成形室内を不活性ガス雰囲気にしたうえで、赤外
線ランプ等により加熱し、ガラス素材を型によりプレス
した後、成形品を冷却して取り出す方法が取られるが、
赤外線ランプの効率を上昇させるために、昇温する必要
のある型やガラス素材以外の場所に赤外線がもれにくい
ように、赤外線ランプの周囲に赤外線反射率の高い反射
ミラーが必要となる。しかし、石英ガラスのように成形
温度が約１４００℃と高いガラス素材をプレス成形する
場合、ガラス素材を加熱させる際に、反射ミラーまで温
度上昇し、破損してしまう恐れがある。また、反射ミラ
ーの表面の層が劣化すると反射効率が落ち、成形条件が
変化してしまう危険性がある。
【０００８】現状では、反射ミラーの冷却用に、反射ミ
ラーの背面に冷却板を設け、その冷却板に冷却管を複数
本這わせて、冷却管中を流れる冷却液により、反射ミラ
ーを冷却しているが、冷却管と冷却板、および冷却板と
反射ミラー間の密着度が低く、熱の伝達の効率は低い。
ラーの背面に冷却板を設け、その冷却板に冷却管を複数
本這わせて、冷却管中を流れる冷却液により、反射ミラ
ーを冷却しているが、冷却管と冷却板、および冷却板と
反射ミラー間の密着度が低く、熱の伝達の効率は低い。
【０００９】そこで、本発明は、ガラス素子をリヒート
プレスにより成形する際に、反射ミラーの過熱を防止
し、装置の長寿命化と成形条件の安定化を図る、ガラス
素子成形装置を提供することにある。
プレスにより成形する際に、反射ミラーの過熱を防止
し、装置の長寿命化と成形条件の安定化を図る、ガラス
素子成形装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
めに、本発明は以下の構成を備えている。
めに、本発明は以下の構成を備えている。
【００１１】（１） ガラス素材が配置される一対の型
と、前記型およびガラス素材を加熱する赤外線ランプ
と、加熱されたガラス素材をプレスしてガラス素子に成
形するプレス手段と、赤外線ランプの光熱を前記型およ
びガラス素材方向に反射させる反射ミラーとを具備し、
反射ミラーは、その内部に、反射ミラー内を冷却する冷
却液の流路が形成されていることを特徴とするガラス素
子の成形装置。
と、前記型およびガラス素材を加熱する赤外線ランプ
と、加熱されたガラス素材をプレスしてガラス素子に成
形するプレス手段と、赤外線ランプの光熱を前記型およ
びガラス素材方向に反射させる反射ミラーとを具備し、
反射ミラーは、その内部に、反射ミラー内を冷却する冷
却液の流路が形成されていることを特徴とするガラス素
子の成形装置。
【００１２】（２） 反射ミラーに冷却管を鋳込み成形
して、反射ミラー内部に冷却液流路を形成することを特
徴とする（１）に記載のガラス素子の成形装置。
して、反射ミラー内部に冷却液流路を形成することを特
徴とする（１）に記載のガラス素子の成形装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照し説明する。
を参照し説明する。
【００１４】図１はガラス素子成形装置の１例を示す。
この装置は、フレーム１の上部から固定軸２が下方に向
かって伸びており、その下端にセラミック製の断熱筒３
を介して上型組み立て４が図示しないボルト等により取
り付けられている。上型組み立て４は、セラミック、金
属製のダイプレート５、セラミックや超硬合金などで作
られた上型６、ならびにこの上型６をダイプレート５に
取り付けると共に型の一部を形成する固定ダイ７からな
っている。
この装置は、フレーム１の上部から固定軸２が下方に向
かって伸びており、その下端にセラミック製の断熱筒３
を介して上型組み立て４が図示しないボルト等により取
り付けられている。上型組み立て４は、セラミック、金
属製のダイプレート５、セラミックや超硬合金などで作
られた上型６、ならびにこの上型６をダイプレート５に
取り付けると共に型の一部を形成する固定ダイ７からな
っている。
【００１５】フレーム１の下部にはサーボモータ８ａを
駆動源とし、サーボモータ８ａの回転運動を直線運動推
力に変換するスクリュージャッキ等の駆動装置８が設け
られ、駆動装置８には荷重検出装置８ｂを介して移動軸
９が取り付けられている。移動軸９は制御装置２７に入
力したプログラムにより、速度、位置およびトルク制御
可能に上下動し、固定軸２と対向して上方に向かって伸
びている。移動軸９の上端には断熱筒３と同様の断熱筒
１０が取り付けられている。下型組み立て１１は、ダイ
プレート１２、下型１３および移動ダイ１４からなって
いる。
駆動源とし、サーボモータ８ａの回転運動を直線運動推
力に変換するスクリュージャッキ等の駆動装置８が設け
られ、駆動装置８には荷重検出装置８ｂを介して移動軸
９が取り付けられている。移動軸９は制御装置２７に入
力したプログラムにより、速度、位置およびトルク制御
可能に上下動し、固定軸２と対向して上方に向かって伸
びている。移動軸９の上端には断熱筒３と同様の断熱筒
１０が取り付けられている。下型組み立て１１は、ダイ
プレート１２、下型１３および移動ダイ１４からなって
いる。
【００１６】固定軸２には図示しない駆動装置によって
上下動させるブラケット１５が移動可能に結合されてい
る。ブラケット１５には対をなす型組み立て４、１１の
周囲を囲む石英ガラス管１６が取り付けられている。ブ
ラケット１５には石英ガラス管１６と外筒１８が取り付
けられ、外筒１８にはランプユニット１９が取り付けら
れている。ランプユニット１９は、赤外線ランプ２０と
その後方に配置された反射ミラー２１とを備え、型組み
立て４、１１を加熱するようになっている。
上下動させるブラケット１５が移動可能に結合されてい
る。ブラケット１５には対をなす型組み立て４、１１の
周囲を囲む石英ガラス管１６が取り付けられている。ブ
ラケット１５には石英ガラス管１６と外筒１８が取り付
けられ、外筒１８にはランプユニット１９が取り付けら
れている。ランプユニット１９は、赤外線ランプ２０と
その後方に配置された反射ミラー２１とを備え、型組み
立て４、１１を加熱するようになっている。
【００１７】そして、前記ガラス素子成形装置におい
て、所望する形状の対称形状を具備した上下型間にガラ
ス素材３２を配置し、プレス成形により所望する厚さお
よび形状をガラス素材３２に転写させ、所望するガラス
素子を成形する。
て、所望する形状の対称形状を具備した上下型間にガラ
ス素材３２を配置し、プレス成形により所望する厚さお
よび形状をガラス素材３２に転写させ、所望するガラス
素子を成形する。
【００１８】前記反射ミラー２１は、図２に拡大して示
すように、内部に液冷用の冷却管３３が例えば蛇行配置
するように鋳込みにより製作されており、冷却管内を冷
却液が流通することにより、反射ミラー２１を直接冷却
するようになっている。
すように、内部に液冷用の冷却管３３が例えば蛇行配置
するように鋳込みにより製作されており、冷却管内を冷
却液が流通することにより、反射ミラー２１を直接冷却
するようになっている。
【００１９】しかして、上記のように、赤外線ランプ２
０の光熱を反射する反射ミラー内部を冷却液により直接
冷却することにより、反射ミラー２１の冷却効率が高く
なり、反射ミラーの温度が過熱しないようにコントロー
ルすることができるため、反射ミラーの寿命を延ばすこ
とができる。また、反射ミラーの劣化による成形条件の
変化を防止することができる。
０の光熱を反射する反射ミラー内部を冷却液により直接
冷却することにより、反射ミラー２１の冷却効率が高く
なり、反射ミラーの温度が過熱しないようにコントロー
ルすることができるため、反射ミラーの寿命を延ばすこ
とができる。また、反射ミラーの劣化による成形条件の
変化を防止することができる。
【００２０】図１に戻り、フランジ付透明石英管１６の
上端は、ブラケット１５に嵌め込まれたＯ−リングに気
密当接している。また、フランジ付透明石英管１６の下
端は移動軸９が貫通している中間プレート１ａのＯ−リ
ングに気密当接し、型組み立て４、１１の周囲に大気か
ら遮断される成形室１７を形成するようになっている。
上端は、ブラケット１５に嵌め込まれたＯ−リングに気
密当接している。また、フランジ付透明石英管１６の下
端は移動軸９が貫通している中間プレート１ａのＯ−リ
ングに気密当接し、型組み立て４、１１の周囲に大気か
ら遮断される成形室１７を形成するようになっている。
【００２１】固定軸２、移動軸９およびブラケット１５
には、成形室１７内を不活性ガス雰囲気にしたり、型組
み立て４、１１を冷却するためのガス供給路２２，２３
が設けられ、図示しない流量コントロール計を介して、
不活性ガスを所定流量で成形室１７へ供給するようにな
っている。成形室１７へ供給された不活性ガスは、ガス
排出路２４から排気される。なお、図中の符号２５は真
空排気口、２６は下型組み立て１１の温度検出用熱電
対、２７は制御装置部、２８は真空バルブ、２９はガス
排気バルブ、３０は真空排気装置、３１は真空計であ
る。
には、成形室１７内を不活性ガス雰囲気にしたり、型組
み立て４、１１を冷却するためのガス供給路２２，２３
が設けられ、図示しない流量コントロール計を介して、
不活性ガスを所定流量で成形室１７へ供給するようにな
っている。成形室１７へ供給された不活性ガスは、ガス
排出路２４から排気される。なお、図中の符号２５は真
空排気口、２６は下型組み立て１１の温度検出用熱電
対、２７は制御装置部、２８は真空バルブ、２９はガス
排気バルブ、３０は真空排気装置、３１は真空計であ
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したガラス素子の成形方法によ
れば、石英ガラスなどの高融点ガラスを成形する場合で
も、赤外線ランプの光熱を反射する反射ミラーの温度を
管理することが可能となり、装置の長寿命化、成形条件
の安定化が可能となる。
れば、石英ガラスなどの高融点ガラスを成形する場合で
も、赤外線ランプの光熱を反射する反射ミラーの温度を
管理することが可能となり、装置の長寿命化、成形条件
の安定化が可能となる。
【図１】本発明による光学素子の成形装置の実施例を示
す概略断面図。
す概略断面図。
【図２】本発明による光学素子の成形装置の反射ミラー
部分の拡大断面図。
部分の拡大断面図。
１…フレーム、１ａ…中間プレート、２…固定軸、３…
断熱筒、４…上型組み立て、５…ダイプレート、６…上
型、７…固定ダイ、８…駆動装置、８ａ…サーボモー
タ、８ｂ…荷重検出器、９…移動軸、１０…断熱筒、１
１…下型組み立て、１２…ダイプレート、１３…下型、
１４…移動ダイ、１５…ブラケット、１６…石英ガラス
管、１７…成形室、１８…外筒、１９…ランプユニッ
ト、２０…赤外線ランプ、２１…反射ミラー、２２，２
３…ガス供給路、２４…ガス排出路、２５…真空排気
口、２６…温度検出用熱電対、２７…制御装置部、２８
…真空バルブ、２９…ガス排気バルブ、３０…真空排気
装置、３１…真空計、３２…ガラス素材、３３…冷却
管。
断熱筒、４…上型組み立て、５…ダイプレート、６…上
型、７…固定ダイ、８…駆動装置、８ａ…サーボモー
タ、８ｂ…荷重検出器、９…移動軸、１０…断熱筒、１
１…下型組み立て、１２…ダイプレート、１３…下型、
１４…移動ダイ、１５…ブラケット、１６…石英ガラス
管、１７…成形室、１８…外筒、１９…ランプユニッ
ト、２０…赤外線ランプ、２１…反射ミラー、２２，２
３…ガス供給路、２４…ガス排出路、２５…真空排気
口、２６…温度検出用熱電対、２７…制御装置部、２８
…真空バルブ、２９…ガス排気バルブ、３０…真空排気
装置、３１…真空計、３２…ガラス素材、３３…冷却
管。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松村 修作
静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式
会社内
Ｆターム(参考） 2H042 DB04 DB13 DD05 DE06
3K058 AA45 AA71 BA19 CE17 CE31
EA02 EA05 EA23 GA05
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス素材が配置される一対の型と、前
記型およびガラス素材を加熱する赤外線ランプと、加熱
されたガラス素材をプレスしてガラス素子に成形するプ
レス手段と、赤外線ランプの光熱を前記型およびガラス
素材方向に反射させる反射ミラーとを具備し、反射ミラ
ーは、その内部に、反射ミラー内を冷却する冷却液の流
路が形成されていることを特徴とするガラス素子の成形
装置。 - 【請求項２】 反射ミラーに冷却管を鋳込み成形して、
反射ミラー内部に冷却液流路を形成することを特徴とす
る請求項１に記載のガラス素子の成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333002A JP2003137569A (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ガラス素子の成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001333002A JP2003137569A (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ガラス素子の成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003137569A true JP2003137569A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19148341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001333002A Pending JP2003137569A (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ガラス素子の成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003137569A (ja) |
-
2001
- 2001-10-30 JP JP2001333002A patent/JP2003137569A/ja active Pending
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