JPH05221668A - ガラス成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複雑な形状の成形品を成形することができ、寸
法精度が高く、しかも成形品の品質を向上させる。 【構成】シリンダ１３に形成されたプランジャ室１４内
に非溶融状態の原料を供給し、プランジャ室１４の中の
ノズル２０の近傍のみにおいて前記原料を加熱する。こ
の場合、誘導加熱によって加熱されるため、原料は急速
に溶融する。そして、溶融ガラスは加圧手段によって加
圧され、そのまま前記ノズル２０から射出され、ノズル
２０に対向して配設された成形型２２のキャビティ２８
内に充填される。ガラスを塊状の状態ではなく、溶融状
態で成形型２２のキャビティ２８内に供給するため、形
状の自由度が大きく、複雑な形状の成形品を成形するこ
とができるとともに、中実品を成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスやガラスの複合
材の成形を行うためのガラス成形方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばガラスやガラスの複合材の
成形を行う場合、ブロー成形法、鋳込み成形法、粉体焼
結法、溶融ガラス加圧モールド法等の方法が提供されて
いる。前記ブロー成形法の場合、成形型の内部に溶融ガ
ラス塊を挿入し、該溶融ガラス塊の内部に空気を吹き込
み、この時の空気圧によって溶融ガラス塊を成形型に合
わせて変形させ、成形を行うようにしている。また、鋳
込み成形法の場合、成形型の内部に溶融ガラスを加圧す
ることなく注ぎ込むようにしている。

【０００３】粉体焼結法の場合、ガラスの粉体をバイン
ダと共に成形型のキャビティ内に供給して加圧するか、
成形型内に射出することによって成形し、その後、焼き
固めるようにしている。溶融ガラス加圧モールド法の場
合、溶融ガラスをプランジャ室内に供給し、プランジャ
によって成形型のキャビティ内に射出し、加圧するよう
にしている（特開平１−２４９６３０号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のガラス成形方法においては、ブロー成形法の場合、
溶融ガラス塊を空気圧によって変形させて成形するよう
になっているので、キャビティが複雑な形状を有してい
ると、十分に変形させることができない。また、鋳込み
成形法の場合、溶融ガラスは加圧されることなくキャビ
ティ内に注ぎ込まれるため、キャビティの内面に溶融ガ
ラスが十分な圧力で押されることがない。したがって、
この場合もキャビティが複雑な形状を有していると、キ
ャビティ内の各所に溶融ガラスを十分に供給することが
できず、寸法精度が低下してしまう。

【０００５】また、粉体焼結法の場合、成形工程が複雑
になって作業コストが高くなるだけでなく、内部欠陥が
発生しやすく成形品の品質が低下してしまう。また、寸
法精度が悪く、複雑な形状の成形が困難である。そし
て、溶融ガラス加圧モールド法の場合、プランジャ室に
溶融ガラスを供給するための成形装置が必要になるだけ
でなく、供給する間に溶融ガラス内に不純物が混入しや
すい。また、ガラス複合材を成形する場合、材料を均一
にすることが困難であり、成形品の品質が低下してしま
う。

【０００６】本発明は、前記従来のガラス成形方法の問
題点を解決して、複雑な形状の成形品を成形することが
でき、寸法精度が高く、しかも成形品の品質を向上させ
ることができるガラス成形方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のガ
ラス成形方法においては、シリンダに形成されたプラン
ジャ室内に非溶融状態の原料を供給し、前記シリンダの
先端に形成されたノズルの近傍のみにおいて、前記原料
を誘導加熱によって溶融して溶融ガラスとする。

【０００８】該溶融ガラスは加圧手段によって加圧さ
れ、前記ノズルから射出され、ノズルに対向して配設さ
れた成形型のキャビティ内に充填される。

【０００９】

【作用】本発明によれば、前記のようにシリンダに形成
されたプランジャ室内に非溶融状態の原料を供給して収
容し、前記シリンダの先端にはノズルが形成されてい
て、プランジャ室内のノズルの近傍のみにおいて前記原
料が加熱される。この場合、誘導加熱によって加熱され
るため、原料は急速に溶融し、溶融ガラスとなる。そし
て、該溶融ガラスは加圧手段によって加圧され、そのま
ま前記ノズルから射出され、ノズルに対向して配設され
た成形型のキャビティ内に充填される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明のガラス成形方法
が適用される成形装置の要部断面図である。図におい
て、１２は耐熱金属製、非酸化物系セラミックス製等の
プランジャ、１３は該プランジャ１２を収容するシリン
ダであり、前記プランジャ１２は、図示しないプランジ
ャ駆動装置によって駆動され、前記シリンダ１３によっ
て形成されるプランジャ室１４内を上下に摺動するよう
になっている。前記プランジャ駆動装置は制御装置によ
って制御され、プランジャ１２の下降速度を任意の値に
することができる。

【００１１】前記シリンダ１３は、鋼製の低温側シリン
ダ部１５、セラミックスなどの断熱性の高い材料で形成
された断熱シリンダ部１６、及び耐熱金属製又は導電性
セラミックス製の高温側シリンダ部１８から成り、それ
らが上方から下方にかけて連続的に形成されている。ま
た、２０は前記高温側シリンダ部１８の先端に形成され
た耐熱金属製又は導電性セラミックス製のノズルであ
り、該ノズル２０を介して溶融ガラスが射出される。

【００１２】２２は耐熱金属製又はセラミックス製の成
形型であり、パーティングラインにおいて図示しない型
開閉装置によって固定側と可動側が接離させられる。成
形品がレンズなどのガラス製光学素子である場合には、
前記パーティングラインによってレンズ面にばりなどが
発生することのないように成形型２２が設計される。該
成形型２２は、前記ノズル２０に対応する位置に開口す
るスプル２４及び該スプル２４に連通するキャビティ２
８を有する。該キャビティ２８の上端の適宜位置には、
成形型２２の外部と連通するように図示しないベントが
形成され、溶融ガラスが充填された時のキャビティ２８
内の空気が該ベントを介して排出されるようになってい
る。

【００１３】また、３１は高周波誘導加熱用コイルであ
り、前記高温側シリンダ部１８の周囲に近接して配設さ
れる。該高周波誘導加熱用コイル３１は、図示しない高
周波電源装置から駆動電流を受けて、高温側シリンダ部
１８内に高周波の誘導電流を発生させ、高周波誘導加熱
によって高温側シリンダ部１８を加熱する。この場合、
前記高周波電源装置は制御装置から信号を受けて、所定
の駆動電流を高周波誘導加熱用コイル３１に供給する。
該高周波誘導加熱用コイル３１は、前記ノズル２０の近
傍だけを加熱することになるので、原料は急速に溶融さ
せられる。

【００１４】前記プランジャ室１４内の中央の前記断熱
シリンダ部１６に包囲される部分には原料投入口３８が
形成されていて、該原料投入口３８から非溶融状態のガ
ラスから成る原料が供給される。この場合、該原料は、
ガラス単体である場合には、ガラス粉末、ガラス塊から
成る。該ガラス塊は前記プランジャ室１４に収容するこ
とができるように、プランジャ室１４の内径に対応する
外径を有する円盤状のものとすることができる。また、
ガラスセラミックスの粉末をマトリックスとし、その中
にセラミックス、金属等の粒子、ウイスカ、短繊維を混
合させた複合材である場合には、マトリックスと添加物
の混合体、該混合体をある程度の大きさに造粒したも
の、既に複合化された粉末状、塊状、円盤状の複合材で
構成される。

【００１５】前記原料の供給量は、成形型２２のキャビ
ティ２８の容積と同じとするか、わずかに多くする。前
述したように、原料が非溶融状態のもので構成されるた
め、秤量が容易になり、成形作業を容易にすることがで
きる。次に、前記構成の成形装置の動作について説明す
る。図示しないプランジャ駆動装置によってプランジャ
１２が上昇させられ、前記原料投入口３８からプランジ
ャ室１４内に原料が投入されると、制御装置は高周波電
源装置を介して高周波誘導加熱用コイル３１に所定の駆
動電流を供給し、前記高温側シリンダ部１８を１〜５分
加熱する。前記原料は、加熱されて溶融ガラスになる。
原料が溶融した後、１〜２分程その状態を維持し、溶融
ガラスの温度を適切な値に安定させる。

【００１６】このように、原料をプランジャ室１４内に
供給した後、ノズル２０の近傍のみを急速に加熱し、原
料を溶融させる。したがって、原料が溶融してから成形
が行われるまでの時間が短くなり、不純物が溶融ガラス
中に混入するのが防止されるだけでなく、不均一分離が
発生するのを防止することができる。また、溶融ガラス
を搬送する必要がないので、耐熱構造を簡素化すること
ができ、搬送する間に溶融ガラスの温度が低下し、溶融
ガラスがシリンダ１３の内壁に融着するのを防止するこ
とができる。

【００１７】続いて、プランジャ駆動装置によって前記
プランジャ１２が下降させられ、プランジャ室１４内の
溶融ガラスを加圧し、加圧された溶融ガラスはノズル２
０から射出される。射出された溶融ガラスは成形型２２
のスプル２４に送られ、キャビティ２８内に充填され
る。この時、キャビティ２８内に存在していた空気はベ
ントを介して外部に排出される。

【００１８】溶融ガラスがキャビティ２８内に充填され
た後、前記プランジャ駆動装置を制御してしばらく保圧
を行う。そして、除圧して成形型２２を移動させて分離
し、キャビティ２８から成形品を取り出す。成形品は、
適宜タイミング、適宜条件で徐冷され、ガラス成形品と
なる。なお、必要に応じて、前記高温側シリンダ部１
８、成形型２２等を予熱したり、原料を溶融しない程度
に予熱することができるとともに、スプル２４に接続さ
れるキャビティ２８を並列に複数個配設して、多数個取
りとすることができる。また、前記ノズル２０の周囲に
冷却装置を取り付け、成形型２２を移動させる前にノズ
ル２０を冷却して、成形型２２を開いている間に溶融ガ
ラスがノズル２０から漏れないようにすることもでき
る。

【００１９】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。例えば、前記実施例においてガラスは、一般
に板ガラス、ガラスレンズ等に使用される非晶質で透明
なものだけでなく、酸化物系セラミックスを主成分とし
て比較的低温（少なくとも１５００°Ｃ以下）下で流動
性を有するガラスセラミックスや結晶化ガラスセラミッ
クスも含まれる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、シリンダに形成されたプランジャ室内に非溶融状
態の原料を供給し、前記シリンダの先端にはノズルが形
成されていて、プランジャ室内のノズルの近傍のみにお
いて前記原料が加熱される。この場合、誘導加熱によっ
て加熱されるため、原料は急速に溶融し、溶融ガラスと
なる。そして、該溶融ガラスは加圧手段によって加圧さ
れ、そのまま前記ノズルから射出され、ノズルに対向し
て配設された成形型のキャビティ内に充填される。

【００２１】原料を塊状の状態ではなく、溶融状態で成
形型のキャビティ内に供給するため、形状の自由度が大
きく、複雑な形状の成形品を成形することができるとと
もに、中実品を成形することができる。また、キャビテ
ィ内に溶融ガラスを供給するに当たり、プランジャによ
って溶融ガラスを加圧するため、キャビティ内の各所に
溶融ガラスを十分に供給することができ、寸法精度を向
上させることができる。

【００２２】そして、原料は非溶融状態で供給されるた
め、シリンダのほかに溶融装置を別途設ける必要がな
く、構造が簡素化されるとともに、溶融ガラスに不純物
が混入するのを防止することができる。ノズル近傍のみ
を溶融した後、直ちに射出して成形型のキャビティ内に
充填するため、成形品を均一な組成とし、成形品の品質
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス成形方法が適用される成形装置
の要部断面図である。

【符号の説明】

１２ プランジャ １３ シリンダ １４ プランジャ室 ２０ ノズル ２２ 成形型 ２８ キャビティ ３１ 高周波誘導加熱用コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）シリンダに形成されたプランジャ
   室内に非溶融状態で原料を供給し、（ｂ）前記シリンダ
   の先端に形成されたノズルの近傍のみにおいて、前記原
   料を誘導加熱によって溶融して溶融ガラスとし、（ｃ）
   該溶融ガラスを加圧手段で加圧して前記ノズルから射出
   し、（ｄ）該ノズルに対向して配設された成形型のキャ
   ビティ内に充填することを特徴とするガラス成形方法。