JPH07277748A

JPH07277748A - ガラスセル成形用内型

Info

Publication number: JPH07277748A
Application number: JP9795994A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Fujimura; 守藤村; Yasuhiro Yoneda; 靖弘米田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスセルを成形した際の成形面とガラスと
の離型性が良く、ガラスセルから成形用内型が抜け易
く、かつヒートショックに対する優れた耐久性を得る。【構成】上下動自在に支持された成形用内型１の軸２
には内型４が圧入されている。内型４の成形面４ａ〜ｅ
は軸２に圧入された後、研磨にて鏡面と平行とを出し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学分析装置に使用さ
れる角形ガラスセルに係わり、特に水質および体液等の
液体分析に使用する液体分析装置用の角形ガラスセル成
形用内型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液体分析装置には分光分析セン
サーが装備されており、その分光分析センサーでガラス
セルに入った資料を分析するためには、光の屈折の影響
を避けるために２面が平行で傷やくもり等の無い平滑な
面を持ったガラスセルが要求される。従来、ガラスセル
の製造には４枚の平面ガラスを張り合わせる等の方法が
用いられていた。しかし、この方法では資料をガラスセ
ルにいれた際に、張り合わせたガラスの四隅部内面に毛
細管現象が起こり、試料が安定しない等の欠点があっ
た。

【０００３】因って、近年は円形ガラスパイプを加熱成
形して角形ガラスセルを製造することが考えられてい
る。この方法では、ガラスセルの内側に金型が必要であ
るが、成形後にガラスセルから金型を取り出す際、金型
の線膨張率がガラスより小さいとガラスセルから抜けな
くなってしまうため、ガラスより線膨張率が大きい材料
で金型を作ることが要求される。

【０００４】上記要求を満たすべく、例えば特公平３−
６９８５２号公報においては、炭素工具鋼から成る金型
に窒化チタン等のチタン化合物をコーティングする発明
が提案されている。上記発明は、図７に示す様に、ガラ
スセル７１の開口部からガラスセル７１よりも線膨張率
の大きな金型７２を遊嵌した後、ガラスセル７１と金型
７２とを加熱しながらガラスセル７１の内壁と金型７２
の外周との間隔７３を吸引７４して減圧することにより
成形する（図８参照）。次に、成形されたガラスセル７
６と金型７２とを冷却すると、金型７２の外周は線膨張
率の違いによりガラスセル７６の内周よりも小さくな
る。これを確認してから、金型７２をガラスセル７６よ
り軸７５を駆動することで引き抜いて成形を完了する
（図９参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特公平
３−６９８５２号公報に記載される金型においては、以
下の様な欠点がある。すなわち、ガラスの軟化点温度付
近では多くの材料はガラスとの親和性のため、成形時に
型へガラスが焼きついてしまう可能性が高い。さらに、
窒化チタン等のコーティング被膜を用いた場合は、コー
ティング素材と金型の基材との線膨張率の違いからコー
ティング被膜の膜剥離等が生じやすい。

【０００６】請求項１に係わる本発明の目的は、ガラス
セルを成形する際に、耐久性に優れて成形後にガラスセ
ルから抜けやすく、かつガラスとの離型性の良いガラス
セル成形用内型を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、ガ
ラスよりも線膨張率の大きな材料から成る軸に少なくと
も一組の平行に向かい合う面を形成し、該面のそれぞれ
に案内溝を形成するとともに、該案内溝に成形面を有し
てガラスとの離型性に優れた材料から成る内型を圧入し
て構成したことを特徴とするものである。

【０００８】請求項１に係わる作用は、まず線膨張率が
ガラスより大きい材料の軸を用いる。すると、ガラスセ
ルを成形した後で冷却する際に軸材がガラスセルより大
きく縮んでガラスから離型される。一般に、ヒートショ
ックに強くてガラスからの離型性が良い材料は線膨張率
の小さいセラミックが多い。この材料をそのまま型に用
いると、ガラスセルから離型出来なかったり、離型の際
にガラスセルと型との隙間が狭いために成形した面の内
壁を傷つけたり、破損したりする恐れがある。そこで、
線膨張率の大きい軸に離型性の良い内型を組み込んで全
体の線膨張率がガラスのそれよりも大きくなるように
し、型をガラスセルから抜け易くする。さらに、ガラス
と接触する部分を離型性の良い材料で作られた成形面の
みにしてガラスから離型しやすくしている。

【０００９】

【実施例１】図１〜図４は本実施例を示し、図１は横断
面図、図２は縦断面図、図３および図４は成形されたガ
ラスセルの縦断面図および横断面図である。１は成形用
内型で、この成形用内型１は上下動自在に支持されてい
る。成形用内型１の軸２はステンレス材（ＳＵＳ３１０
Ｓ）で形成され、略四角柱形状に形成されている。軸２
の外側面にはそれぞれ案内溝３ａ〜ｄが形成されてお
り、案内溝３ａ〜ｄのそれぞれは対向する案内溝３ａ〜
ｄと平行に形成されている。また、軸２の底部にも案内
溝３ｅが形成されている。そして、上記各案内溝３ａ〜
ｅのそれぞれには内型４が圧入されている。内型４はＳ
ｉＣ材で形成され、鏡面に仕上げられた成形面４ａ〜ｅ
がそれぞれ設けられている。成形面４ａ〜ｅは内型４を
軸２に圧入した後に研磨して鏡面と平行とを出した。

【００１０】以下、本実施例の作用を説明する。本実施
例では、ガラスセル５はＢＳＬ７の材質で形成されてい
る。また、成形前のガラスセル５として成形される部分
が予め４角形に近い形に作られているものを使用した。
成形用内型１の寸法は４×４mm、ガラスセル５の内径は
４．５×４．５mmである。まず、供給装置（図示省略）
により所定の位置に固定され、軟化点温度付近まで加熱
されている。ガラスセル５の開口部５ａから成形用内型
１がサーボモータ等の駆動装置（図示省略）によって挿
入される。その後、ガラスセル５の外側からサーボモー
タ等の駆動装置（図示省略）で駆動される外型６により
内型４の成形面４ａ〜４ｅへ５方向からガラスを同時に
押圧する事でガラスセル５を所定の形状に成形する。成
形後、成形用内型１とガラスセル５とを冷却すると、軸
２の寸法が収縮してガラスセル７の内壁から内型４が離
型する。離型を確認した後、前記した駆動装置によりガ
ラスセル７の開口部７ａから成形用内型１を引き出して
成形工程を終了する。

【００１１】

【表１】

【００１２】上記表１は各部品の材質における線膨張率
を示すもので、本実施例のガラスセル５をガラスセルＡ
として、他の材質（商品名：パイレックス（株）岩城ガ
ラス製）から成るガラスセルをガラスセルＢとして表示
している。この表１から解る様に、軸２はガラスセル５
の線膨張率よりも大きい。従って、成形後に成形用内型
１が冷却された際の軸２の収縮量はガラスセル５の収縮
量より大きくなるため、内型４とガラスセル５の内壁と
の間に隙間が出来、成形用内型１が抜き易くなる。

【００１３】案内溝３ａ〜ｄはそれぞれ対向する案内溝
３ａ〜３ｄと平行に作る事で内型４の平行精度を出し易
くしている。また、案内溝３ａ〜ｄは軸２の底部に到達
する前で止まっているので内型４がガタついて脱落する
恐れはない。内型４の材料に用いたＳｉＣはガラスとの
離型性がよいため、内型４はガラスと焼き付き難く、ま
たヒートショックに対する耐久性も良い。軸２の内型４
に覆われていない部分はガラスが接触すると焼き付き易
いが、本実施例では内型４の形状と近い形に作られたガ
ラスセルを用いて予めガラスの変形量を予測しておく事
で内型４の成形面４ａ〜ｅ以外へのガラスの接触を回避
している。

【００１４】本実施例によれば、成形したガラスセルか
ら成形用内型１をスムースに離型して取り出す事が出来
た。また、内型４の成形面４ａ〜ｅ以外の場所にガラス
が接触して焼き付く現象はみられなかった。

【００１５】尚、表１に示すガラスセルＢの成形におい
ても、同様の効果を得た。また、成形後のガラスセル７
は図３および図４のような形状になった。ガラスセル７
の角の部分は成形されていないため、鋭角となって毛細
管現象が起きるような事はなかった。さらに、今回の実
験中に内型４がヒートショック等の要因により破損する
現象はみられなかった。また、軸２の材料としては、ス
テンレス以外にも炭素鋼等の様に高温に強くてガラスセ
ル５に用いたガラス材料よりも線膨張率が大きいもので
あればよく、多くの材料が使える。さらに、内型４の材
料としては、ＡｌＮ，Ｃｒ₂ＯおよびＷＣ等の耐熱性セ
ラミックスを用いても同様の効果が得られる。

【００１６】

【実施例２】図５および図６は本実施例を示し、図５は
横断面図、図６は縦断面図である。１１は成形用内型
で、この成形用内型１１は上下動自在に支持されてい
る。成形用内型１１の軸１２はステンレス材（ＳＵＳ３
１０Ｓ）で形成され、略四角柱形状に形成されている。
軸１２の外側面にはそれぞれ案内面１２ａ〜ｄが形成さ
れており、案内面１２ａ〜ｄのそれぞれは対向する案内
面１２ａ〜ｄと平行に形成されている。また、軸１２の
底部にも案内面１２ｅが形成されている。

【００１７】案内面１２ａ〜ｅのそれぞれの中央には案
内溝１３が形成されている。各案内溝１３には中央に凸
起部を有する内型１４がその凸起部を圧入することによ
り固定されている。内型１４はＳｉＣ材で形成され、鏡
面に仕上げられた成形面１４ａ〜ｅがそれぞれ設けられ
ている。成形面１４ａ〜ｅは内型１４を軸１２に圧入し
た後に研磨して鏡面と平行とを出した。

【００１８】以下、本実施例の作用を説明する。本実施
例における成形工程は、前記実施例１の成形工程と同様
であり、成形工程の説明を省略する。前記実施例１と同
様に、軸１２はガラスセル５の線膨張率よりも大きい
（表１参照）。従って、成形後に成形用内型１１が冷却
された際の軸１２の収縮量はガラスセル５の収縮量より
大きくなるため、内型１４とガラスセル５の内壁との間
に隙間が出来、成形用内型１１が抜き易くなる。

【００１９】案内面１２ａ〜ｄはそれぞれ対向する案内
面１２ａ〜ｄと平行に形成することで内型１４の平行精
度を出し易くしている。また、案内面１２ａ〜ｄは軸１
２の底部の手前で終わっているので内型１４が脱落する
恐れはない。内型１４の材料に用いたＳｉＣはガラスと
の離型性がよいため、内型１４はガラスと焼き付き難
く、またヒートショックに対する耐久性も高い。本実施
例では、前記実施例１に比較して構造的に成形面が広く
取れる。また、ガラスが内型１４の成形面１４ａ〜ｅ以
外に回ってしまう事が少なく、成形できるガラスセルの
形状の選択範囲が広がる。さらに、内型１４の成形面１
４ａ〜ｅに曲面が付いているため、成形した際にガラス
セルの内壁に鋭角が出来て毛細管現象が起こる事を防止
している。

【００２０】本実施例によれば、成形したガラスセルか
ら成形用内型１１をスムースに離型して取り出す事が出
来た。また、内型１４の成形面１４ａ〜ｅ以外の場所に
ガラスが接触して焼き付く現象はみられなかった。

【００２１】尚、表１に示すガラスセルＢの成形におい
ても、同様の効果を得た。また、今回の実験中に内型１
４がヒートショック等の要因により破損する現象はみら
れなかった。さらに、成形されたガラスセルを使用した
際に毛細管現象は起こらなかった。また、軸１２の材料
としては、ステンレス以外にも炭素鋼等の様に高温に強
くてガラスセル５に用いたガラス材料よりも線膨張率が
大きいものであればよく、多くの材料が使える。さら、
内型１４の材料としては、ＡｌＮ，Ｃｒ₂ＯおよびＷＣ
等の耐熱性セラミックスを用いても同様の効果が得られ
る。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に係わる発明の効果は、ガラス
セルを成形した際の成形面とガラスとの離型性が良い。
また、成形用内型は成形後にガラスセルから抜け易く、
かつヒートショックに対する耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す横断面図である。

【図２】実施例１を示す縦断面図である。

【図３】実施例１を示す縦断面図である。

【図４】実施例１を示す横断面図である。

【図５】実施例２を示す横断面図である。

【図６】実施例２を示す縦断面図である。

【図７】従来例を示す縦断面図である。

【図８】従来例を示す縦断面図である。

【図９】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１成形用内型２軸４内型５，７ガラスセル６外型

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 21/03 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスよりも線膨張率の大きな材料から
成る軸に少なくとも一組の平行に向かい合う面を形成
し、該面のそれぞれに案内溝を形成するとともに、該案
内溝に成形面を有してガラスとの離型性に優れた材料か
ら成る内型を圧入して構成したことを特徴とするガラス
セル成形用内型。