JP4362500B2 - ゴブを製作するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学的な使用事例に用いられる押型ガラス製品を製作するための前製品としてのゴブを製作するための方法に関する。

このような方法は、アメリカ合衆国特許第５７３８７０１号明細書に基づき公知である。
この場合、ゴブがフィーダから型内に落とし込まれる。この型は、のちに製作したいレンズパリソンの形状に近似している。使用される型は、セラミックス、硬質金属合金、炭素または金属から成っている。

ゴブからのレンズパリソンののちの製作のためには、型と反対の側の火仕上げ（ファイヤポリッシング）された表面が基準面として使用される。この基準面は、分離のために使用されたガラスシャーの痕を有していないことが望ましい。
アメリカ合衆国特許第２００３／０２１１９２９号明細書によれば、まず、球面状のゴブが製作される。次いで、このゴブは、ＳｉＣから成る押型内で押型ガラス製品を製作するために使用される。

特開昭５５−０６２８１５号公報（Ｐａｔｅｎｔ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ Ｊａｐａｎ）によれば、溶融体から、まず、ほぼ球形のゴブが製作される。このゴブはサクション装置によって押型成形装置内に移送され、これによって、ゴブの上面がブランク押型成形される。
ゴブからの種々異なる押型ガラス製品、たとえばレンズ、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイの製作は、アメリカ合衆国特許第２００４／００７９１１４号明細書に基づき公知である。このためには、板状のまたは塊状のゴブが使用される。

しかし、実際には、公知の解決手段では、火仕上げされた面が、一般的に、ガラス溶融体からのゴブの切離しによってシャー痕を有していることが分かった。
したがって、質的に極めて高価値のガラス押型成形製品のために、まず、ゴブにのちのブランク押型成形の側でカット処理を施し、これによって、十分に高価値の出発面をブランク押型成形のために得ることがしばしば必要となる。当然ながら、このようなカット処理は手間を要しかつ高価である。
アメリカ合衆国特許第５７３８７０１号明細書 アメリカ合衆国特許第２００３／０２１１９２９号明細書 特開昭５５−０６２８１５号公報（Ｐａｔｅｎｔ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ Ｊａｐａｎ） アメリカ合衆国特許第２００４／００７９１１４号明細書

したがって、本発明の課題は、ゴブのカット処理が必要となることなしに、光学的な使用事例に用いられる質的に高価値の押型ガラス製品の製作のために適した、ゴブを製作する方法を提供することである。

この課題を解決するために本発明の方法では、まず、フィーダからガラス溶融体を、チタンまたは非酸化物セラミックスから成る円筒状の型内に落とし込み、ガラス溶融体を、ゴブの定量供給のためにガラスシャーによって切り離し、ゴブを冷却し、型から解離し、これによって、火仕上げされた端面と、光学的な使用事例に用いられる押型ガラス製品のブランク押型成形のために適した、型との接触によって形成された周面とを備えたゴブを形成するようにした。

つまり、本発明によれば、公知先行技術において慣用の従来の解決手段に抗して、ブランク押型成形のために適した高価値の表面を周面に有するゴブが製作される。このことは、特にガラスに対して十分に耐性を備えた、粘着する傾向にない耐酸化性の材料をゴブの製作時の型のために使用することによって保証される。
本発明により製作されたゴブでは、ゴブの製作時に常に、火仕上げされた端面に生ぜしめられるガラスシャー痕をブランク押型成形の領域から側方にずらすことができる。したがって、ブランクの状態で押型成形される製作された面に対する質的に不利な影響を回避することができる。したがって、ブランク押型成形が行われる面に予めゴブのカット処理が実施されることなしに、高価値の押型ガラス製品の製作が可能になる。

ゴブを製作するための型は、本発明によれば、ほぼ円筒状に形成されている。こうして、特に簡単なかつ廉価な型をゴブの製作のために使用することができる。この型は、内側表面で比較的簡単にかつ廉価に高い表面品質を備えて加工することができ、これによって、内部に製作されるゴブの相応に高い表面品質が後処理なしに保証される。
本発明の別の実施態様によれば、ガラス溶融体が、１つの内面に扁平（平坦）部を有する円筒状の型内に落とし込まれる。

こうして、ゴブを押型内でののちのブランク押型成形時に、こうして製作された、周面に設けられた扁平部で正確に押型内に位置決めすることができる。
本発明の別の実施態様によれば、ガラス溶融体が、チタンから成る型内に落とし込まれる。
このような押型は比較的簡単に製作することができ、にもかかわらず、ガラス溶融体に対する極めて高い耐性と、極めて僅かな粘着傾向とを有している。

本発明の別の実施態様によれば、ガラス溶融体が、非酸化物セラミックスから成る型内に落とし込まれる。
有利には、この型は、炭化物セラミックスから成る型、特に有利には、炭化ケイ素セラミックスと、炭化ホウ素セラミックスと、炭化タングステンセラミックスとによって形成されたグループから選択された炭化物セラミックスから成る型である。

したがって、型からのゴブの容易な剥離が保証されると同時に、型が実際に摩耗を受けないことが確保される。
したがって、ゴブの質的に極めて高価値の表面をその周面の領域に得ることができる。
型がチタンから成っている限り、この型は、切削と異なる方法、たとえば旋削もしくはフライス削りによって形成することができ、次いで、最終寸法にカットすることができる。

これによって、特に簡単なかつ廉価な製作が可能となる。
型がセラミックスから成っている限り、この型は、有利には焼結法によって製作される。炭化ケイ素セラミックスの事例では、含浸法が使用されてもよい。焼結または含浸による製作後、該当する型は、一般的に、カット処理によって最終寸法にカットされる。
当該方法の別の有利な実施態様では、０．３〜３の間、有利には０．５〜２の間の範囲、さらに有利には０．８〜１．２５の間、特に有利には０．９〜１．１の間にある、高さ：直径の比を有するゴブが形成されるように、型が寸法設定されかつガラスシャーの操作が制御される。

このようなゴブの使用によって、周面でのゴブのブランク押型成形時に特に有利な押型成形特性が得られる。なぜならば、流動路が最小限に抑えられているからである。
さらに、こうして、均一なガラス流が、ブランクの状態で押型成形される領域全体にわたって生ぜしめられる。これによって、ブランクの状態で押型成形される表面の品質が一層改善される。

本発明により製作されたゴブからの押型ガラス製品の製作時には、ゴブが、予めカット処理を実施することなしに、その周面で横置きに押型内に配置され、ブランクの状態で押型成形されると有利である。
こうして、極めて高価値の押型ガラス製品を、シャー痕を回避して廉価に製作することができる。

この場合、ゴブが、その周面に設けられた扁平部で横置きに押型内に配置されると有利である。
これによって、正確な位置決めが保証されている。
この場合、ゴブはブランクの状態でその上面で押型成形されてもよいし、ブランクの状態でその下面で押型成形されてもよいし、ブランクの状態で両面で押型成形されてもよい。

このことは、本発明によれば、品質損失なしに可能になる。なぜならば、ガラスシャーの痕が側方の領域にずらされているからである。
当然ながら、前述した本発明の特徴および以下にさらに説明する本発明の特徴は、本発明の枠を逸脱することなしに、それぞれ記載した組合せだけでなく、別の組合せまたは単独でも使用可能である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
図１には、フィーダ１０が概略的に示してある。このフィーダ１０内には、ガラス溶融体１２が位置している。
フィーダ１０から、ガラス溶融体は底側の流出開口１４を介して、その下方に配置された型１８内に流出することができ、これによって、ゴブが製作される。この場合、適切な定量供給はガラスシャー１６の使用によって行われる。こうして、型１８内にゴブが落とし込まれると、たとえば火仕上げ（ファイヤポリッシング）された上面（端面）を備えた円筒状のゴブが得られる。しかし、上面には常に、使用されたガラスシャーの痕が生ぜしめられる。

このようなゴブは、たとえば図２に符号２０で示したような、たとえば光学的な使用事例に用いられる光学的に高価値の押型ガラス製品を製作するために必要になる。この押型ガラス製品２０は、たとえばアメリカ合衆国特許第２００４／００７９１１４号明細書に基づき公知であるようなシリンドリカルレンズアレイである。
図３には、公知先行技術によるこのような押型ガラス製品の製作が示してある。

このためには、下側の押型半部２２と上側の押型半部２４とを備えた押型が使用される。さらに、ゴブとしてゴブ２８が使用される。なぜならば、このゴブ２８はその下面で凸面状に形成されているからである。この下面には、上向きに円筒形状が続いている。この円筒形状はその上面３０でカットされている。下面の凸面形状は、ガラスと押型との接触時間を最小限に抑えるために使用される。

ブランク押型成形の側におけるカットされた上面は、公知先行技術によれば、十分に高い表面品質をブランク押型成形の側に保証するために必要となる。
押型成形過程では、ゴブ２８が両型半部２２，２４の間で、変態温度を上回る十分に高い温度にまで加熱され、矢印２６によって図示したように、両型半部２２，２４相互の運動によって押型成形され、これによって、たとえば図２に平面図で示したような最終形状が形成される。

図４に概略的に示した本発明による方法によれば、従来の方法に比べて著しい簡略化と著しいコスト節約とが得られる。この場合、同時に、不変に高い表面品質が、ブランクの状態で押型成形される側（図２に示した押型製品２０の上面）に保証されている。
このためには、図４から知ることができるように、ゴブ３２が使用される。このゴブ３２は円筒形状を有していて、その周面３４で横置きに押型２２，２４内に配置される。押型の中間でのゴブ３２の正確な位置決めを容易にするためには、ゴブ３２がその周面３４の領域に狭幅の扁平部３６を有している。こうして、押型内への配置後の転動が回避される。ゴブ３２は、図１に概略的に示したように、ガラスシャー１６の使用下でのフィーダ１０から型１８内への落込みによって製作される。

特に高価値の周面３４を保証すると共に冷却後の型１８からの確実な剥離を保証するためには、使用される型１８が、ガラスに対して十分に耐性を備えた耐酸化性の材料、有利にはチタンから成っているかまたは非酸化物セラミックス、有利には炭化物セラミックス、たとえば炭化ケイ素セラミックス、炭化ホウ素セラミックスまたは炭化タングステンセラミックスから成っている。

特にチタンまたは炭化ケイ素からの製作は、ガラス溶融体に対して不感のため、全く粘着なしに型からの容易な剥離可能性を保証している。同じく、チタンだけでなく炭化ケイ素も廉価に製作することができると共に加工することができる。
押型ガラス製品を製作するための使用されるゴブのカット処理は、本発明によれば、不要である。

ゴブを製作するためのフィーダから型内への落込みの概略図である。 本発明による方法により製作された例示的な押型ガラス製品の平面図である。 カットされた表面を備えたゴブが押型ガラス製品の製作のために使用される、公知先行技術による押型の横断面図である。 本発明によるゴブがその周面で横置きに押型内に配置される、図２に示した押型ガラス製品を製作するための型の横断面図である。

符号の説明

１０ フィーダ、 １２ ガラス溶融体、 １４ 流出開口、 １６ ガラスシャー、 １８ 型、 ２０ 押型ガラス製品、 ２２ 押型半部、 ２４ 押型半部、 ２６ 矢印、 ２８ ゴブ、 ３０ 上面、 ３２ ゴブ、 ３４ 周面、 ３６ 扁平部

Claims (13)

1. 光学的な使用事例に用いられる押型ガラス製品（２０）を製作するための前製品としてのゴブ（３２）を製作するための方法において、まず、フィーダ（１０）からガラス溶融体（１２）を、チタンまたは非酸化物セラミックスから成る円筒状の型（１８）内に落とし込み、ガラス溶融体を、ゴブ（３２）の定量供給のためにガラスシャー（１６）によって切り離し、ゴブ（３２）を冷却し、型から解離し、これによって、火仕上げされた端面と、光学的な使用事例に用いられる押型ガラス製品（２０）のブランク押型成形のために適した、型（１８）との接触によって形成された周面（３４）とを備えたゴブ（３２）を形成することを特徴とする、ゴブを製作するための方法。
2. ガラス溶融体（１２）を、１つの内面に扁平部（３６）を有する円筒状の型（１８）内に落とし込む、請求項１記載の方法。
3. ガラス溶融体（１２）を、炭化物セラミックスから成る型（１８）内に落とし込む、請求項１または２記載の方法。
4. ガラス溶融体（１２）を、炭化ケイ素セラミックスと、炭化ホウ素セラミックスと、炭化タングステンセラミックスとによって形成されたグループから選択された炭化物セラミックスから成る型（１８）内に落とし込む、請求項３記載の方法。
5. ０．３〜３の間にある、高さ：直径の比を有するゴブ（３２）を形成するように、型（１８）を寸法設定しかつガラスシャー（１６）を制御する、請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
6. ０．５〜２の間にある、高さ：直径の比を有するゴブ（３２）を形成するように、型（１８）を寸法設定しかつガラスシャー（１６）を制御する、請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
7. ０．８〜１．２５の間にある、高さ：直径の比を有するゴブ（３２）を形成するように、型（１８）を寸法設定しかつガラスシャー（１６）を制御する、請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
8. ０．９〜１．１の間にある、高さ：直径の比を有するゴブ（３２）を形成するように、型（１８）を寸法設定しかつガラスシャー（１６）を制御する、請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の方法により製作されたゴブ。
10. 請求項９記載のゴブ（３２）から、光学的な使用事例に用いられる押型ガラス製品（２０）を製作するための方法において、ゴブ（３２）を、予めカット処理を実施することなしに、その周面（３４）で横置きに押型（２２，２４）内に配置し、ブランクの状態で押型成形することを特徴とする、押型ガラス製品を製作するための方法。
11. ゴブ（３２）を、その周面（３４）に設けられた扁平部（３６）で横置きに押型（２２，２４）内に配置する、請求項１０記載の方法。
12. ゴブ（３２）をブランクの状態でその上面で押型成形する、請求項１０または１１記載の方法。
13. ゴブ（３２）をブランクの状態でその下面で押型成形する、請求項１０ないし１２のいずれか１項記載の方法。

Images