JP2012091976A - ガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法 - Google Patents
ガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012091976A JP2012091976A JP2010241931A JP2010241931A JP2012091976A JP 2012091976 A JP2012091976 A JP 2012091976A JP 2010241931 A JP2010241931 A JP 2010241931A JP 2010241931 A JP2010241931 A JP 2010241931A JP 2012091976 A JP2012091976 A JP 2012091976A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- lower mold
- molten glass
- droplet
- molten
- Prior art date
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
【課題】下型の成形転写面形状が複雑な場合であったも、下型の成形転写面形状をガラス成形体に正確に転写させることが可能なガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】溝部16の内部に、溶融ガラス滴と同一のガラス材料からなる固化したガラス素材21を複数個載置している。下型10に溶融ガラス滴を滴下させた場合、溝部16の内部に載置されたガラス素材21に接することで、溶融ガラス滴の熱量によりガラス素材21は溶融し、溝部16の内部は溶融したガラス素材21により満たされるとともに、溶融したガラス素材21と溶融ガラス滴とは一体化した状態で円形形状に広がることとなる。これにより、凹部16の内周側の壁面にも溶融ガラス滴50が充填されこととなり、均一な品質の下、下型10の成形転写面形状が正確に転写されたガラスゴブが得られる。
【選択図】図6
【解決手段】溝部16の内部に、溶融ガラス滴と同一のガラス材料からなる固化したガラス素材21を複数個載置している。下型10に溶融ガラス滴を滴下させた場合、溝部16の内部に載置されたガラス素材21に接することで、溶融ガラス滴の熱量によりガラス素材21は溶融し、溝部16の内部は溶融したガラス素材21により満たされるとともに、溶融したガラス素材21と溶融ガラス滴とは一体化した状態で円形形状に広がることとなる。これにより、凹部16の内周側の壁面にも溶融ガラス滴50が充填されこととなり、均一な品質の下、下型10の成形転写面形状が正確に転写されたガラスゴブが得られる。
【選択図】図6
Description
本発明は、溶融ガラス滴をプレス成形するガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法に関する。
近年、デジタルカメラ用レンズ、DVD等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ等として、ガラス製の光学素子が広範にわたって利用されている。このようなガラス製の光学素子として、ガラス素材を成形金型でプレス成形して製造したガラス成形体が広く用いられている。
このようなガラス成形体の製造方法として、予め所定質量および形状を有するガラスプリフォームを作製し、このガラスプリフォームを成形金型とともに加熱しプレス成形してガラス成形体を得る方法(以下、「再加熱成形法」ともいう)と、滴下した溶融ガラス滴を下型で受け、受けた溶融ガラス滴をプレス成形してガラス成形体を得る方法(以下、「液滴成形法」ともいう)とが知られている。
液滴成形法は、成形金型等の加熱と冷却とを繰り返す必要がなく、溶融ガラス滴から直接ガラス成形体を製造することができるので、1回の成形に要する時間を非常に短くできることから注目されている。このような液滴成形法を用いたガラス成形体の製造方法は、下記特許文献1に開示されている。
液滴成形法においては、下型上に溶融状態の溶融ガラス滴を滴下することで、下型の成形転写面形状とほぼ同一形状の成形面を容易に形成できるという利点がある。その反面、滴下直後に溶融ガラス滴は下型に熱を奪われることで、急激に冷却固化されてしまう。そのため、下型の成形転写面形状が過度に複雑になると、溶融ガラス滴が流れ込みにくい領域が生じるという問題が発生する。
これにより、ガラスゴブの下型転写面は形状不良となってしまい、これを上型によるプレスにより解消することはできない。よって、複雑な下型転写面形状の成形品を作製することが不可能であったり、作製可能であっても、精度の低下や、生産性の低下は避けられない。
本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、下型の成形転写面形状が複雑な場合であっても、下型の成形転写面形状をガラス成形体に正確に転写させることが可能なガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法を提供することにある。
この発明に基づいたガラスゴブの製造方法においては、下型の上に溶融ガラス滴を滴下する、ガラスゴブの製造方法であって、上記下型は、凹部を含み、上記凹部に、上記溶融ガラス滴と同一のガラス材料からなる固化したガラス素材を載置する工程と、上記下型に上記溶融ガラス滴を滴下し、上記溶融ガラス滴の熱量により上記ガラス素材を溶融して、上記ガラス素材と上記溶融ガラス滴との一体化を行なう工程とを含む。
他の形態では、上記凹部は、上記下型に環状に設けられる。
他の形態では、上記凹部は、上記下型に複数箇所設けられる。
他の形態では、上記凹部は、上記下型に複数箇所設けられる。
他の形態では、上記凹部は、上記下型に直線状に設けられる。
他の形態では、上記凹部の容積と上記ガラス素材の体積とは、略同一である。
他の形態では、上記凹部の容積と上記ガラス素材の体積とは、略同一である。
他の形態では、上記ガラス素材は、複数のガラス素材を含む。
この発明に基づいたガラス成形体の製造方法であって、上記ガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、上記ガラスゴブの製造直後において、上記ガラスゴブを上記下型に載せたままの状態とし、上記ガラスゴブの温度が低下していく過程で、上記下型と上型とにより上記ガラスゴブの加圧成形を行なう。
この発明に基づいたガラス成形体の製造方法であって、上記ガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、上記ガラスゴブの製造直後において、上記ガラスゴブを上記下型に載せたままの状態とし、上記ガラスゴブの温度が低下していく過程で、上記下型と上型とにより上記ガラスゴブの加圧成形を行なう。
この発明に基づいた他のガラス成形体の製造方法であって、ガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、得られたガラスゴブを再加熱成形により再加熱成形用下型と再加熱成形用上型とにより加圧成形を行なう。
この発明に基づいたガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法によれば、下型に成形された型形状が複雑な場合であっても、下型に成形された型形状がガラス成形体に正確に転写することが可能なガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法を提供することが可能となる。
本発明に基づいた実施の形態における成形用型およびガラス成形体の製造方法について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
以下、図1〜図3を参照して、比較例におけるガラス成形体の製造方法の一例について説明する。図1は、本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法のフローチャート、図2および図3はガラス成形体の製造装置を用いた製造フローの模式図であり、図2は下型に溶融ガラス滴を滴下する工程(S103)における状態を示し、図3は、滴下した溶融ガラス滴を下型と上型とでプレスする工程(S105)における状態を示している。
(ガラス成形体の製造装置)
図2、図3に示すガラス成形体の製造装置は、溶融ガラス滴50をプレスするための成形金型として、下型10と上型20とを有している。上型20は、基材22を有し、この基材22には、溶融ガラス滴50をプレスする成形面(凹面)23が形成されている。
図2、図3に示すガラス成形体の製造装置は、溶融ガラス滴50をプレスするための成形金型として、下型10と上型20とを有している。上型20は、基材22を有し、この基材22には、溶融ガラス滴50をプレスする成形面(凹面)23が形成されている。
基材22の材質は、ガラス材料をプレス成形する成形金型の材質として公知の材質の中から、条件に応じて適宜選択して用いることができる。好ましく用いることができる材質として、たとえば、各種耐熱合金(ステンレス等)、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、各種セラミックス(炭化珪素、窒化珪素等)、カーボンを含んだ複合材料等が挙げられる。
下型10は、基材11を有し、この基材11には、溶融ガラス滴50をプレスする成形面12が形成されている。下型10の基材11の材質は、上型20の基材22と同様の材質の中から適宜選択して用いればよい。下型10の基材11の材質と上型20の基材22の材質は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
下型10と上型20は、図示しない加熱手段によってそれぞれ所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段は、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。たとえば、下型10や上型20の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等が挙げられる。下型10と上型20とをそれぞれ独立して温度制御できるように構成することがより好ましい。
下型10は、図示しない駆動手段により、溶融ガラス滴50を受けるための位置(滴下位置P1)と、上型20と対向してプレス成形を行なうための位置(加圧位置P2)との間を、ガイド65に沿って移動可能に構成されている(図2、図3中の矢印S方向)。
上型20は、図示しない駆動手段により、溶融ガラス滴50をプレスする方向(図2、図3中の上下方向(矢印F方向))に移動可能に構成されている。なお、ここでは、上型20のみがプレス方向に移動する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、下型10がプレス方向に移動する構成としてもよいし、下型10と上型20の両方がプレス方向に移動する構成としてもよい。
また、滴下位置P1の上方には、溶融ガラス滴50を滴下するための滴下ノズル63が配置されている。滴下ノズル63は、溶融ガラス61を貯留する溶融槽62の底部に接続され、図示しない加熱手段によって加熱されることで、先端部から溶融ガラス滴50が滴下するように構成されている。
(ガラス成形体の製造方法)
以下、図1に示すフローチャートに従い、順を追って各工程について説明する。まず、下型10および上型20を所定温度に加熱する(工程S101)。所定温度とは、加圧成形によってガラス成形体に良好な転写面(光学面)を形成できる温度を適宜選択すればよい。下型10や上型20の温度が低すぎると、ガラス成形体に大きなしわが発生しやすく、また、転写面の形状精度が悪化する場合がある。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラス成形体との間に融着が発生しやすく、下型10や上型20の寿命が短くなるおそれがある。
以下、図1に示すフローチャートに従い、順を追って各工程について説明する。まず、下型10および上型20を所定温度に加熱する(工程S101)。所定温度とは、加圧成形によってガラス成形体に良好な転写面(光学面)を形成できる温度を適宜選択すればよい。下型10や上型20の温度が低すぎると、ガラス成形体に大きなしわが発生しやすく、また、転写面の形状精度が悪化する場合がある。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラス成形体との間に融着が発生しやすく、下型10や上型20の寿命が短くなるおそれがある。
実際には、ガラスの種類や、形状、大きさ、下型10や上型20の材質、大きさ等種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験的に適正な温度を求めておくことが好ましい。通常は、使用するガラスのガラス転移温度をTgとしたとき、Tg−100℃からTg+100℃程度の温度に設定することが好ましい。下型10と上型20との加熱温度は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
次に、下型10を滴下位置P1に移動し(工程S102)、滴下ノズル63から溶融ガラス滴50を滴下する(工程S103)(図2参照)。溶融ガラス滴50の滴下は、溶融ガラス61を貯留する溶融槽62に接続された滴下ノズル63を所定温度に加熱することによって行なう。滴下ノズル63を所定温度に加熱すると、溶融槽62に貯留された溶融ガラス61は、自重によって滴下ノズル63の先端部に供給され、表面張力によって液滴状に溜まる。滴下ノズル63の先端部に溜まった溶融ガラスが一定の質量になると、重力によって滴下ノズル63から自然に分離し、溶融ガラス滴50となって下方に落下する。
滴下ノズル63から滴下する溶融ガラス滴50の質量は、滴下ノズル63の先端部の外径などによって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、0.1g〜2g程度の溶融ガラス滴を滴下させることができる。また、滴下ノズル63から滴下した溶融ガラス滴50を、一旦、貫通細孔を有する部材(図示省略)に衝突させ、衝突した溶融ガラス滴の一部を、貫通細孔を通過させることによって微小化した溶融ガラス滴を下型10に滴下してもよい。
このような方法を用いることによって、たとえば0.001gといった微小な溶融ガラス滴を得ることができるため、滴下ノズル63から滴下する溶融ガラス滴50をそのまま下型10で受ける場合よりも、微小なガラスゴブの製造が可能となる。なお、滴下ノズル63から溶融ガラス滴50が滴下する間隔は、滴下ノズル63の内径、長さ、加熱温度などによって微調整することができる。
使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。たとえば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。
次に、下型10を加圧位置P2に移動し(工程S104)、上型20を下方に移動して、下型10と上型20とで溶融ガラス滴50(ガラスゴブ)を加圧成形する(工程S105)(図3参照)。下型10で受けられた溶融ガラス滴50は、加圧成形される間に下型10や上型20との接触面からの放熱によって冷却され、固化してガラス成形体55となる。
ガラス成形体55が所定の温度にまで冷却されると、上型20を上方に移動して加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体55の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常は、ガラスのTg近傍の温度まで冷却してから加圧を解除することが好ましい。
溶融ガラス滴50を加圧するために負荷する荷重は、常に一定であってもよいし、時間的に変化させてもよい。負荷する荷重の大きさは、製造するガラス成形体のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。また、上型20を上下移動させる駆動手段に特に制限はなく、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等の公知の駆動手段を適宜選択して用いることができる。
その後、上型20を上方に移動して退避させ、固化したガラス成形体55を回収し(工程S106)、ガラス成形体の製造が完成する。その後、引き続いてガラス成形体の製造を行なう場合は、下型10を再度、滴下位置P1に移動し(工程S102)、以降の工程を繰り返せばよい。
なお、ガラス成形体の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。たとえば、ガラス成形体を回収する前にガラス成形体の形状を検査する工程や、ガラス成形体を回収した後に下型10や上型20をクリーニングする工程等を設けてもよい。
この製造方法により製造されたガラス成形体は、デジタルカメラ等の撮像レンズ、DVD等の光ピックアップレンズ、光通信用のカップリングレンズ等の各種光学素子として用いることができる。また、再加熱成形法による各種光学素子の製造に用いるガラスプリフォームとして使用することもできる。
(比較例における成形用下型)
ここで、図4および図5を参照して、比較例における下型10を用いた場合のガラス成形体の製造方法について説明する。図4は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状を示す断面図、図5は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した状態を示す断面図である。
ここで、図4および図5を参照して、比較例における下型10を用いた場合のガラス成形体の製造方法について説明する。図4は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状を示す断面図、図5は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した状態を示す断面図である。
下型10は、底面部13およびこの底面部13を取り囲む側面部14を有する下型凹部領域15を含んでいる。側面部14は、底面部13に対して外側に広がるように傾斜している。また、底面部13の外周部分には、環状の凹部16が設けられている。
このような比較的複雑な型形状を有する下型10に溶融ガラス滴50を滴下させた場合には、溶融ガラス滴50は、底面部13の中央部から外周に向けて広がりながら下型凹部領域15内に充填されることになる。
その結果、図5に示すように、下型凹部領域15内の凹部16へ溶融ガラス滴50が流れ込む際に、凹部16の内周側の壁面に溶融ガラス滴50が回り込まず、凹部16の壁面と溶融ガラス滴50との間に隙間S1が生じる場合があった。
(実施の形態1)
そこで、図6および図7を参照して、上記した隙間S1を生じないようにする、実施の形態1におけるガラス成形体の製造方法について、以下説明する。なお、図6は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状および固化したガラス素材を載置した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。また、図7は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した後の状態を示す断面図である。
そこで、図6および図7を参照して、上記した隙間S1を生じないようにする、実施の形態1におけるガラス成形体の製造方法について、以下説明する。なお、図6は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状および固化したガラス素材を載置した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。また、図7は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した後の状態を示す断面図である。
なお、ここでは、ガラス素材として、Tg(ガラス転移温度)が427℃のリン酸系ガラス(比重3.20)を用いた。固化したガラス素材は、下型上に載置する前に、予備加熱で200℃程度に加熱しておくことが好ましい。固化したガラス素材の下型への移送手段としては、耐熱性樹脂製の吸着チップを使用した、エアーによる吸着機構付きの移送手段を用いることが好ましい。また、上記ガラス素材を用いた場合、下型温度は約480℃、滴下ガラス温度(ノズル先端温度)は約1000℃とすることが好ましい。以下の実施の形態2および3においても同様である。
図6を参照して、使用する下型10は、図4で説明した下型10と同一である。本実施の形態では、凹部16の内部に、溶融ガラス滴50と同一のガラス材料からなる固化したガラス素材21を複数個載置している。このガラス素材21は、直径約0.5mmの球状形状を有している。本実施の形態において、環状の凹部16の外径(D1)は、約3.7mm程度、内径(D2)は、直径約2mm程度、深さ(h1)は約0.6mm程度、高さは(h2)は約1.3mm程度である。
また、凹部16の容量は、約3.3mm3程度であるのに対して、ガラス素材21の総体積は、約2.9mm3程度(直径約0.5mmのガラス素材21を45個使用)である。
図7は、下型10の下型凹部領域15に溶融ガラス滴50を滴下した後の状態を示している。下型10に溶融ガラス滴50を滴下させた場合には、溶融ガラス滴50は、底面部13の中央部から外周に向けて広がりながら下型凹部領域15内に充填されることになる。
その際、溶融ガラス滴50は、凹部16の内部に載置されたガラス素材21に接することで、溶融ガラス滴50の熱量によりガラス素材21は溶融し、凹部16の内部は溶融したガラス素材21により満たされるとともに、溶融したガラス素材21と溶融ガラス滴50とは一体化した状態で円形形状に成形されることとなる。
その結果、凹部16の内周側の壁面にも溶融ガラス滴50が充填されることとなり、均一な品質の下、下型10の成形転写面形状が正確に転写されたガラスゴブが得られることとなる。
(実施の形態2)
次に、図8から図12を参照して、実施の形態2におけるガラス成形体の製造方法について、以下説明する。なお、図8は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状および固化したガラス素材を載置した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図、(C)は他の形態の断面図である。図9は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した後の状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。図10は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した場合の溶融ガラス滴の広がりを説明する断面図である。
次に、図8から図12を参照して、実施の形態2におけるガラス成形体の製造方法について、以下説明する。なお、図8は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状および固化したガラス素材を載置した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図、(C)は他の形態の断面図である。図9は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した後の状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。図10は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した場合の溶融ガラス滴の広がりを説明する断面図である。
また、図11は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した場合の溶融ガラス滴の広がりを説明する断面図、図12は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した場合の溶融ガラス滴の広がりを説明する平面図である。
まず、図8(A),(B)を参照して、本実施の形態において用いられる下型10Aには、円形状の凹部16Aが、溶融ガラス滴の滴下位置である下型10Aの中央部を取り囲んで4箇所設けられている。凹部16Aの直径は、約1mm、深さ(h2)は、約0.4mm、凹部16Aの図面中横方向および縦方向のピッチ(W)は、約2mmである。なお、凹部16Aの個数は、あくまで一例であり、要求される仕様に応じて、数量、ピッチは、適宜変更されるものである。
また、各凹部16Aの内部に、溶融ガラス滴50と同一のガラス材料からなる固化した球状のガラス素材21Aが、それぞれ一個ずつ載置されている。ガラス素材21Aの直径は、約0.8mmである。
また、各凹部16Aの容量は、約0.27mm3であるのに対して、ガラス素材21Aの体積は、約0.27mm3であり、ほぼ等しい体積としている。
なお、凹部16Aの形状は曲面形状であり、ガラス素材21Aの形状は球形形状であるが、これらの形状に限定されない。たとえば、図8(C)に示すように、凹部16Cの形状が、台形形状であり、ガラス素材21Cの形状が、凹部16Cの台形形状に沿った形状を有していてもかまわない。たとえば、開口が大きく深さが浅い場合には、球形形状のガラス素材21Aでは、安定性に欠ける場合があり、このような場合には、図8(C)に示す凹部16Cおよびガラス素材21Cの形状が有効となる。
図9は、下型10Aに溶融ガラス滴50を滴下した後の状態を示している。下型10Aに溶融ガラス滴50を滴下させた場合には、溶融ガラス滴50は、下型10Aの中央部から外周に向けて広がりながら凹部16A内に充填されることになる。
その際、図10に示すように、溶融ガラス滴50は、凹部16Aの内部に載置されたガラス素材21Aに接することで、溶融ガラス滴50の熱量によりガラス素材21Aは溶融し、凹部16Aの内部は溶融したガラス素材21Aにより満たされるとともに、溶融したガラス素材21と溶融ガラス滴50とは一体化した状態で円形形状に広がることとなる。
一方、図11を参照して、凹部16Aの内部にガラス素材21Aを載置せずに溶融ガラス滴50を滴下した場合には、図中のXで囲まれた領域において溶融ガラス滴50が流れ込み難い領域が生じるため、このXで囲まれた領域において凹部16Aの側壁と溶融ガラス滴50との間に隙間が生じる可能性がある。
また、図12を参照して、凹部16Aと凹部16Aとの間を流れる溶融ガラス滴50と、凹部16Aを通過する溶融ガラス滴50との間で、流れの速度に大きな速度差が生じるため、広がった溶融ガラス滴50に突出部50aが形成され、ガラス成形体の形状に悪影響を与える。
このように本実施の形態においては、図11および図12示すような課題を生じさせることなく、凹部16Aの内周側の壁面にも溶融ガラス滴50が充填されこととなり、均一な品質の下、下型10Aの成形転写面形状が正確に転写されたガラスゴブが得られることとなる。
なお、図13に示すように、溶融ガラス滴の滴下位置である下型の中央部に凹部16aが設けられ、下型の中央部を取り囲む位置にも複数の凹部16b〜16cが設けられていた場合には、溶融ガラス滴50は、凹部16aに滴下された後に半径方向に広がることになる。凹部16a、凹部16b、および凹部16cへ到達する溶融ガラス滴50の温度は、凹部16aからの距離に比例することから、凹部16aでの温度が最も高く、次いで凹部16bでの温度が高く、凹部16cでの温度が低くなる。溶融ガラス滴50の温度が低くなると溶融ガラス滴50の流動性も低下することから、凹部16cへの溶融ガラス滴50の充填が十分とならない可能性がある。
一方、本実施の形態に示すように、凹部16a〜16cにガラス素材21Aを載置することで、ガラス素材21Aを溶融することのできる温度で溶融ガラス滴50が凹部16cに到達すれば、凹部16aから最も離れた位置にある凹部16cの内周側の壁面にも溶融ガラス滴50が充填されこととなり、均一な品質の下、下型に成形された型形状をガラス成形体に正確に転写することが可能となる。
(実施の形態3)
次に、図14から図16を参照して、実施の形態3におけるガラス成形体の製造方法について、以下説明する。なお、図14は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状および固化したガラス素材を載置した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。図15は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した後の状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。
次に、図14から図16を参照して、実施の形態3におけるガラス成形体の製造方法について、以下説明する。なお、図14は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型の型形状および固化したガラス素材を載置した状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。図15は、ガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した後の状態を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図である。
また、図16は、比較例におけるガラス成形体の製造方法に用いられる下型に溶融ガラス滴を滴下した場合の溶融ガラス滴の広がりを説明する図であり、(A)は平面図、(B)は(A)中の(B)−(B)線矢視断面図、(C)は(A)中の(C)−(C)線矢視断面図である。
まず、図14(A),(B)を参照して、本実施の形態において用いられる下型10Bには、中心部を横切るように直線状の凹部16Bが設けられている。凹部16Bの幅W3は、約1.4mm、凹部16Bの深さ(h3)は、約0.33mmである。
また、凹部16Bの内部に、溶融ガラス滴50と同一のガラス材料からなる固化したガラス素材21Bを複数個載置している。このガラス素材21Bの直径は、約0.6mmである。
また、凹部16Bの容量は、約1.7mm3であるのに対して、ガラス素材21Bの総体積は、約1.7mm3(直径約0.6mmのガラス素材21Bを15個使用)であり、ほぼ等しい体積としている。
図15は、下型10Bに溶融ガラス滴50を滴下した後の状態を示している。下型10Bに溶融ガラス滴50を滴下させた場合には、溶融ガラス滴50は、下型10Bの中央部から外周に向けて広がりながら凹部16B内に充填されることになる。
その際、溶融ガラス滴50は、凹部16Bの内部に載置されたガラス素材21Bに接することで、溶融ガラス滴50の熱量によりガラス素材21Bは溶融し、凹部16Bの内部は溶融したガラス素材21Bにより満たされるとともに、溶融したガラス素材21Bと溶融ガラス滴50とは一体化した状態で、円形形状に広がることとなる。
一方、図16(A)、(B)、(C)を参照して、凹部16Bの領域と凹部16B以外の領域との間で、溶融ガラス滴50の流れの速度に大きな速度差が生じるため、凹部16Bの両端部において、溶融ガラス滴50に突出部50aが形成され、ガラス成形体の形状に悪影響を与える。
このように本実施の形態においては、図16に示すような課題を生じさせることなく、凹部16Bの内に溶融ガラス滴50が充填されるとともに、均一な品質の下、下型10Bの成形転写面形状が正確に転写されたガラスゴブが得られることとなる。
以上、従来のガラス成形体の製造方法において、溶融ガラス滴の滴下位置側に角度が急峻な凹み部を有する下型においては、その急峻な斜面への溶融ガラス滴の充填が不十分であったり、溶融ガラス滴の下型上での広がりに悪影響を与える場合があった。
しかし、上記各実施の形態におけるガラス成形体の製造方法によれば、溶融ガラス滴の滴下位置側に角度が急峻な凹み部を有する下型であっても、その急峻な斜面への溶融ガラス滴の充填を可能とする。さらに、溶融ガラス滴の下型上での広がりを良好なものとし、均一な品質の下、下型に成形された型形状をガラス成形体に正確に転写することが可能となる。これにより、内周側と外周側の非対称性をなくすことができる。
また、溶融ガラス滴が下型上において円形に広がることから、ガラス成形体の中心位置を容易に定める事が可能となり、中心位置を決定するための後工程が不要となる。
(再加熱成形法)
次に、図17を参照して、上記各実施の形態で得られたガラスゴブを用いて、再加熱成形法により再加熱成形用下型と再加熱成形用上型とにより加圧成形を行なう工程について説明する。なお、図17は、ガラス成形体の製造方法を示す図であり、(A)は成形装置の一例の概略構成図、(B)は(A)に示す成形装置のB−B線矢視断面図である。
次に、図17を参照して、上記各実施の形態で得られたガラスゴブを用いて、再加熱成形法により再加熱成形用下型と再加熱成形用上型とにより加圧成形を行なう工程について説明する。なお、図17は、ガラス成形体の製造方法を示す図であり、(A)は成形装置の一例の概略構成図、(B)は(A)に示す成形装置のB−B線矢視断面図である。
図17(A)に示す成形装置は、上記各実施の形態で得られたガラスプリフォーム(ガラスゴブ)102を加圧成形するための一対の上下金型103,104、これらの上下金型103,104を収容する筒状胴型105、および上下金型103,104と胴型105との間隙において胴型の内周面に形成されてなる偏心防止部材101を有している。また、好ましくは、上金型103の上部と下金型104の下部とにブロックヒーター106が配置されている。
図17(A)に示す成形装置においては、好ましい例として、偏心防止部材101は球体形状を有し、この偏心防止部材101が上下2段で、かつ1段あたり4箇所略等間隔で形成されている。また、偏心防止部材101は保持治具107によって固定されている。
上金型103および下金型104の材料としては特に制限されず、たとえば、酸化アルミニウム、超硬合金等が挙げられる。上下金型103,104には所望の形状および面精度の成形面が形成されていてよい。上下金型103,104のそれぞれの直径は独立して選択されてよく、その場合において上金型103の外周に配置される偏心防止部材と下金型104の外周に配置される偏心防止部材の上記厚みはそれぞれ、非加熱時において上下金型の中心軸が同一直線をなすように決定される。
また上下金型103,104の間には、プリフォーム102を位置決め保持し、成形品の外径を規制することにより、心取りの二次加工を不要とするためのプリフォーム保持部材が設置されてもよい。
筒状胴型105の材料としては特に制限されず、たとえば、超硬合金、酸化アルミニウム等が挙げられる。図17において、筒状胴型105の底面は円形状を有しているが、非加熱時において上下金型の中心軸を同一直線上に保てる限り、三角形状および四角形状等の多角形状であってもよい。
図17(A)の成形装置を用いて光学素子を成形する場合、まずプリフォーム102を上下金型103,104の間に投入し、ヒーター106により上下金型103,104を加熱する(図17(A)(i):加熱時)。次いで、プリフォーム102が所定の温度に達すれば、上金型103を移動させて加圧する(図17(A)(ii):加圧時)。以上により、プリフォーム102の加圧成形が完了する。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
10,10A,10B 下型、11 基材、13 底面部、14 側面部、15 下型凹部領域、16,16A,16B,16C,16a〜16c 凹部、20 上型、21,21A,21B,21C ガラス素材、22 基材、50 溶融ガラス滴、50a 突出部、55 ガラス成形体、61 溶融ガラス、62 溶融槽、63 滴下ノズル、65 ガイド、101 偏心防止部材、102 ガラスプリフォーム(ガラスゴブ)、103 上金型、104 下金型、105 筒状胴型、106 ブロックヒーター、107 保持治具。
Claims (8)
- 下型の上に溶融ガラス滴を滴下する、ガラスゴブの製造方法であって、
前記下型は、凹部を含み、
前記凹部に、前記溶融ガラス滴と同一のガラス材料からなる固化したガラス素材を載置する工程と、
前記下型に前記溶融ガラス滴を滴下し、前記溶融ガラス滴の熱量により前記ガラス素材を溶融して、前記ガラス素材と前記溶融ガラス滴との一体化を行なう工程とを含む、ガラスゴブの製造方法。 - 前記凹部は、前記下型に環状に設けられる、請求項1に記載のガラスゴブの製造方法。
- 前記凹部は、前記下型に複数箇所設けられる、請求項1に記載のガラスゴブの製造方法。
- 前記凹部は、前記下型に直線状に設けられる、請求項1に記載のガラスゴブの製造方法。
- 前記凹部の容積と前記ガラス素材の体積とは、略同一である、請求項1から4のいずれかに記載のガラスゴブの製造方法。
- 前記ガラス素材は、複数のガラス素材を含む、請求項1から5のいずれかに記載のガラスゴブの製造方法。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載のガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、
前記ガラスゴブの製造直後において、前記ガラスゴブを前記下型に載せたままの状態とし、前記ガラスゴブの温度が低下していく過程で、前記下型と上型とにより前記ガラスゴブの加圧成形を行なう、ガラス成形体の製造方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載のガラスゴブの製造方法によりガラスゴブを製造し、得られたガラスゴブを再加熱成形により再加熱成形用下型と再加熱成形用上型とにより加圧成形を行なう、ガラス成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010241931A JP2012091976A (ja) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | ガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010241931A JP2012091976A (ja) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | ガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012091976A true JP2012091976A (ja) | 2012-05-17 |
Family
ID=46385797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010241931A Withdrawn JP2012091976A (ja) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | ガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012091976A (ja) |
-
2010
- 2010-10-28 JP JP2010241931A patent/JP2012091976A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4309859B2 (ja) | プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP5382276B1 (ja) | 鏡筒一体型レンズの製造方法 | |
JP2004339039A (ja) | 光学素子製造方法 | |
WO2012036277A1 (ja) | 光学素子の製造方法及び光学素子 | |
JP5565265B2 (ja) | ガラス成形体の製造方法 | |
TWI551553B (zh) | Method for manufacturing glass preform and glass preform, method for manufacturing optical element and optical element | |
JP2012091976A (ja) | ガラスゴブの製造方法およびガラス成形体の製造方法 | |
JP2015063436A (ja) | ガラス流出装置、ガラス流出方法、ガラス成形品の製造方法、及び、光学素子の製造方法 | |
JP2008297159A (ja) | 溶融ガラス滴下ノズル、ガラス成形体の製造方法及びガラス成形体の製造装置 | |
JP4843063B2 (ja) | プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP4957623B2 (ja) | 溶融ガラス滴の微小化方法、ガラスゴブの製造方法、及びガラス成形体の製造方法 | |
JP5652398B2 (ja) | ガラスゴブの製造方法及びガラス成形体の製造方法 | |
JP5200809B2 (ja) | 溶融ガラス滴の製造方法、ガラスゴブの製造方法及びガラス成形体の製造方法 | |
JP2011057515A (ja) | ガラスゴブ及びガラス成形体の製造方法 | |
JP5423667B2 (ja) | 溶融ガラス滴の微小化部材、ガラスゴブの製造方法、ガラス成形体の製造方法、及びガラス微小滴の製造方法 | |
JP5263165B2 (ja) | ガラス成形体の製造方法 | |
JP2012086996A (ja) | 成形用型およびガラス成形体の製造方法 | |
JP5263164B2 (ja) | ガラス成形体の製造方法 | |
JP5092917B2 (ja) | 溶融ガラス微小滴の製造装置及び製造方法、ガラスゴブの製造装置及び製造方法、並びにガラス成形体の製造装置及び製造方法 | |
JP2010120816A (ja) | 溶融ガラス滴の製造方法及び製造装置、ガラスゴブの製造方法及び製造装置、並びに、ガラス成形体の製造方法及び製造装置 | |
JP2004345880A (ja) | 玉枠付レンズの製造方法 | |
JP2008297158A (ja) | 溶融ガラス滴下ノズル、ガラス成形体の製造方法及びガラス成形体の製造装置 | |
WO2010050298A1 (ja) | ガラス成形体の製造装置、ガラス成形体の製造方法 | |
JP2011037671A (ja) | ガラス塊製造用成形型及びガラス塊の製造方法 | |
JP2009167069A (ja) | 溶融ガラス滴の微小化部材、ガラスゴブの製造方法、及び、ガラス成形体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130416 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131212 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20131220 |