JPH09124329A - ガラスセルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有底管と金型の隙間が大きい場合でも、しわ
を生じさせずに金型形状を高精度に転写し、毛細管現象
による液の上昇を招くコーナー部を無くしたガラスセル
を製造する。 【解決手段】 光学素材からなる有底管１を加熱炉９に
より成形可能な温度に加熱する。加熱した有底管１の開
口部１ａから有底管１の内部に角の無いほぼ方形の内型
４を挿入して内型４の先端４ａで有底管を押し伸ばし、
有底管１と内型４との間隔を少なくする。その後、吸引
用の穴８、ホース６を通じて真空ポンプにより、押し伸
ばした有底管１の内面と内型４との間に存在する空間を
減圧し、有底管１の内面を内型４に密着して有底管１の
内面を内型４の形状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動化学分析装置
に使用される角型ガラスセルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスセル内の被検試料と試薬を反応さ
せ、ガラスセルに光を照射して分析を行う光学センサを
利用した自動化学分析装置には、一般に角型のガラスセ
ルが使用されている。

【０００３】従来、この種のガラスセルを製造する技術
としては、例えば特公平３−６９８５２号公報に開示さ
れた製造方法が知られている。この製造方法では、底部
のあるガラス管（有底管と呼ぶ）の内部に、角の無いほ
ぼ方形の金型を挿入し、加熱しながら有底管内面と金型
外周との間隙を減圧することにより有底管の内面を金型
の外周形状に成形し、有底管を冷却した後、金型を有底
管から除去し、光が透過する対向する側面外周を研磨し
てガラスセルを製造していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のガラスセル
の製造方法では、図１３（ａ）に示すように、有底管内
面４１と金型外周４２の間に隙間４３が存在する状態
で、隙間４３を減圧して有底管内面１を金型外周４２の
形状に成形するため、図１３（ｂ）に示すように、有底
管内面４１の径に対して金型の対角線の寸法が小さく、
有底管内面４１と金型外周４２との隙間４３が大きい場
合、隙間４３を減圧して成形したときに、図１３（ｃ）
に示すように、成形したガラスセル４４にしわが生じる
という問題点があった。

【０００５】さらに、成形したガラスセルにしわが生じ
るため、角の無いほぼ方形の金型を使用して成形して
も、金型の形状を完全に転写することが不可能であり、
角を無くした金型外周の形状が転写されず、ガラスセル
の内面に角状のコーナー部が残ってしまうため、コーナ
ー部に毛細管現象による液の上昇が生じたり、コーナー
部の洗浄が困難になるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、請求項１および請求項３に関わる発明
は、有底管と内型の隙間が大きい場合でも成形したガラ
スセルにしわが生じるのを防ぎ、内型の形状が有底管内
面に完全に転写された高精度なガラスセルの製造を可能
にするとともに、コーナー部での毛細管現象による液の
上昇を防ぎ、また、洗浄が容易に行うことができるガラ
スセルを製造する方法を提供することを目的とする。

【０００７】また、請求項２に関わる発明は、内型で有
底管を大きく押し伸ばしたときでも、ガラスセルの底面
角部の肉厚を薄くすることなく、しわの無い、内型の形
状が完全に転写された内面を有する高精度なガラスセル
を製造する方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、以下のように構成した。請求項１の発明
は、光学素材からなる有底管を成形可能な温度に加熱す
る工程と、加熱した有底管の開口部から有底管内部に角
の無いほぼ方形の内型を挿入し内型の先端で有底管を押
し伸ばす工程と、押し伸ばした有底管の内面と前記内型
との隙間を減圧して有底管の内面を内型の形状に成形す
る工程によりガラスセルを製造することとした。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成にあっ
て、光学素材からなる有底管に、底部の肉厚を円筒部の
肉厚よりも厚くした有底管を用いてガラスセルを製造す
ることとした。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１の構成にあっ
て、有底管の内部に内型を挿入して内型の先端で有底管
を押し伸ばす工程と、有底管の内面と内型との隙間を減
圧する工程とを同時に行ってガラスセルを製造すること
とした。

【００１１】次に、本発明の作用を説明する。請求項１
の発明の作用は、以下の通りである。加熱炉内に有底管
を挿入し、有底管のガラス素材の転移点以上の温度に加
熱して成形可能な状態にする。その後、有底管の開口部
から角の無いほぼ方形の内型を有底管の内部に挿入し、
内型の先端で有底管を押し伸ばす。ここで、有底管は内
型に伸ばされることによって内型に沿うように変形し、
これによって有底管の内面と内型との隙間が小さくな
る。内型を所定の位置まで有底管に押し込んで、有底管
の開口部を真空ポンプと通じた弾性部材により密閉した
後、有底管の内部を減圧して有底管の内面が内型に密着
するように成形する。

【００１２】請求項２の発明の作用は、以下の通りであ
る。底部の肉厚が円筒部の肉厚よりも厚い有底管を用い
ることにより、有底管を押し伸ばしたときに、底面の角
部の肉厚が薄くなることのないガラスセルを成形する。

【００１３】請求項３の発明の作用は、以下の通りであ
る。有底管の開口部には、内型が挿通可能な孔を設けた
弾性部材が設けてあり、弾性部材を挿通して内型が有底
管の内部に挿入されると有底管の内部を密閉するように
なっている。加熱炉に有底管を挿入し、有底管のガラス
素材の転移点以上の温度に加熱して成形可能な状態にす
る。その後、有底管の開口部に設けた弾性部材の孔から
角の無いほぼ方形の内型を有底管の内部に挿入し、内型
の先端で有底管を押し伸ばして有底管と内型の隙間を小
さくしながら、同時に有底管の内部を減圧して有底管の
内面が内型に密着するように成形する。

【００１４】

【発明の実施の形態】

［発明の実施の形態１］図１および図２に本発明の実施
形態１のガラスセル製造方法に用いる製造装置の概略図
を示す。図１は正面図、図２は要部の断面図である。以
下に製造装置を説明する。

【００１５】図において、有底管１はその開口部１ａを
上に向けて有底管駆動装置１０により上下方向に移動可
能な有底管保持部材２に設置されており、この有底管１
は有底管保持部材２に形成した円形穴状の保持部２ａ内
径に設けた耐熱Ｏリング３で保持されている。また、コ
ーナー部を曲面にした方形状の内型４は、有底管保持部
材２の上方で内型駆動装置１１により上下方向に移動可
能な内型保持部材５に設置されており、この内型４は内
型保持部材５に貫設した方形状の内型設置部５ａに保持
され、内型保持部材５の中心に配置されている。この内
型設置部５ａには、真空ポンプ（図示省略）に接続され
たホース６が内型保持部材５の上面方向から連結されて
いる。ここで、有底管保持部材２と内型保持部材５は、
それぞれ保持した有底管１と内型４の中心が同軸上で上
下方向に移動可能なように配置されており、有底管１の
開口部１ａから有底管１の内部に内型４を先端４ａから
挿入できるようになっている。また、内型４を有底管１
に挿入した際に有底管１の開口部１ａと接触する内型保
持部材５の底面部分には、有底管１の外径よりも大きい
円板状の耐熱ゴムパッド７が貼り付けてあり、有底管１
内部の気密性が保たれるようになっている。

【００１６】内型４の内部には、内型４の上面中心に設
けた上部開口部８ａと耐熱ゴムパッド７下方の内型４側
面に設けた下部開口部８ｂを有するＬ字型の吸引用の穴
８が形成されており、穴８と内型保持部材５の内型設置
部５ａおよびホース６を介して有底管１の内部と真空ポ
ンプが通じるようになっている。この内型４は、先端４
ａから耐熱ゴムパッド７までの長さ４ｂが有底管１の長
さよりも長く形成されている。また、有底管保持部材２
の下方には、有底管保持部材２に設置した有底管１を所
定温度に加熱軟化する加熱炉９が設置されている。

【００１７】次に、上記構成の製造装置によりガラスセ
ルを製造する方法を図１〜図５を用いて説明する。有底
管保持部材２に有底管１を設置した後、有底管駆動装置
１０により有底管保持部材２を下降して有底管１を加熱
炉９の内部に挿入し、有底管１をガラス素材の転移点以
上の温度になるまで加熱する。

【００１８】有底管１が成形可能な温度になった時点
で、内型駆動装置１１により内型保持部材５を下降し、
内型４を有底管１の内部に挿入する。これにより、図３
（ａ）に示すように、有底管１内部の底面は内型４の先
端４ａで下方に押され、有底管１は押し伸ばされて底部
に近づく程細くなり、図３（ｂ）の断面形状に示すよう
に方形に近い形に変形され、有底管１の内面と内型４と
の隙間は有底管１を押し伸ばす前より小さくなる。内型
保持部材５は、内型４で有底管１を押し伸ばしながら下
降を続け、耐熱ゴムパッド７が有底管１の開口部１ａが
接触した位置で停止する。これにより、有底管１の内部
がゴムパッド７により密閉され、有底管２内部の空気は
下部開口部８ｂから穴８、上部開口部８ａ、ホース６を
通じて真空ポンプ（図示省略）によって吸引・減圧さ
れ、図４（ａ）に示すように、有底管１は内型４の形状
に沿うように変形する。このように、有底管１の内面と
内型４との隙間を小さくしてから有底管１の内部を減圧
することで、内型４の転写性が向上し、図４（ｂ）の断
面形状に示すように、有底管１の内面が内型４に完全に
密着するように成形される。

【００１９】成形後、有底管１および内型４を有底管駆
動装置１０および内型駆動装置１１により上昇させて加
熱炉９内から搬出し、冷却してから内型４を成形した有
底管１から除去する。そして、内型４により成形された
部分を所定の長さに切断し、光を透過させる向かい合っ
た二面の外面を研磨することで、図５に示すような、所
望のガラスセル１２が得られる。

【００２０】次に、本発明の実施形態１のガラスセル製
造方法によって、ガラスセルを製造した場合の具体例を
説明する。なお、以下の説明においては、上記番号を用
いて説明するものとする。

【００２１】本例では、有底管１のガラス素材としてパ
イレックス（転移転５６０℃、屈伏点６５３℃、軟化点
８２０℃、線膨張係数３．２×１０^-6）を使用し、有底
管１の長さが７０ｍｍで内径９ｍｍ、外径１２ｍｍと
し、底部が半球状のものを用いた。また、内型４の型材
にはＳＵＳ４４０（線膨張係数１８×１０^-6）を使用
し、断面形状が５ｍｍ×６ｍｍの長方形で、側面は鏡面
に研磨加工してあり、側面および底面のコーナー部は角
部をなくすようにＲ０．５の曲面に加工したものを用い
た。この内型４は、横断面対角線の寸法が約７．４ｍｍ
であり、内径９ｍｍの有底管１に挿入すると、内型４の
コーナー部と有底管１の内面との間に０．８ｍｍの隙間
が存在するようになっている。上記有底管１と内型４は
有底管保持部材２および内型保持部材５に設置するが、
このとき、内型４は、内型保持部材５の底面に設けた耐
熱ゴムパッド７から内型４先端までの長さが８０ｍｍと
なるようにして設置され、有底管１の長さよりも長くな
っている。

【００２２】まず、有底管１を有底管駆動部１０により
下降させて加熱炉９内に底部から６０ｍｍを挿入し、１
０００℃に保持した加熱炉９内で５０秒間加熱する。こ
れにより、有底管１はガラス素材の転移点８２０℃以上
の温度に加熱され、成形可能となる。

【００２３】次に、内型４を内型駆動装置１１により降
下させ、内型４の先端４ａから有底管１の内部に挿入
し、先端４ａで有底管１の底部を下方に押すことで有底
管１の全体を伸ばして内型４に沿うように変形させ、有
底管１の内面と内型４との隙間を小さくする。このと
き、有底管１を１０ｍｍ伸ばし、内型保持部材５の下面
に設けた耐熱ゴムパッド７が有底管１の開口部１ａに接
触した位置で内型保持部材５を停止し、耐熱ゴムパッド
７により有底管１の内部を密閉する。密閉後、真空ポン
プによりホース６、吸引用の穴８等を通じて穴８の下部
開口部８ｂから有底管１内部の空気を吸引し、内部の圧
力が０．３気圧以下になるように減圧して３０秒保持す
る。この吸引・減圧により、有底管１の内面が内型４に
密着するように成形される。

【００２４】成形後、内型４を挿入したまま有底管１を
上昇させて、加熱炉９から出し、有底管１と内型４を同
時に冷却させ、内型４を有底管１の内部から引き出す。
ここで、内型４の方が有底管１よりも線膨張係数が大き
いため、両者を冷却すると有底管１の内部寸法よりも内
型４の外形寸法が小さくなり、有底管１から内型４を容
易かつ安全に引き出すことができる。内型４を引き出し
た後の後工程で、有底管１を所定の長さ４０ｍｍに切断
し、光を透過させる向かい合った側面の外面を研磨加工
することで、所望のガラスセル１２を得る。得られたガ
ラスセル１２を切断して断面の形状を測定したところ、
内面の形状は５．０４ｍｍ×６．０５ｍｍの長方形であ
り、コーナー部はＲ０．５３の曲面となっていた。

【００２５】本発明の実施形態１によれば、有底管１を
内型４で押し伸ばして有底管１の内面と内型４との隙間
を小さくしてから有底管１内部を減圧し、有底管１内面
を内型４に密着させて成形することで、内型４と有底管
１との隙間が大きい場合でも、内型４の転写性が向上
し、しわを生じさせることなく、内型４の形状が有底管
１の内面に完全に転写された高精度なガラスセルを成形
することができる。また、内型４の側面および底面のコ
ーナー部にはＲ０．５の曲面加工を施してあるので、液
体を入れる内面のコーナー部に角部がなくなるため、毛
細管現象による液の上昇もなく、洗浄も容易に行えるガ
ラスセルを得ることができる。

【００２６】［発明の実施の形態２］本発明の実施形態
２では、上記本発明の実施形態１に用いたと同様の製造
装置を用い、図６に示すような底部の厚みを厚くした有
底管２１を使用してガラスセルを製造した。

【００２７】本発明の実施形態２の製造方法ガラスセル
の成形は上記実施形態１と同様の方法で行う。ガラスセ
ルの成形にあって、有底管を加熱した後、内型で有底管
を押し伸ばす際に、押し伸ばす長さが大きいと、図８に
示すように、成形したガラスセル２３の底面の角部が極
度に薄くなる可能性があるが、本発明の実施形態２にあ
っては、予め底部の厚みを厚くした有底管２１を用いる
ことにより、図７に示すように、底面の角部で肉厚が薄
くなることを防いだガラスセル２２を成形することがで
きる。

【００２８】次に、本発明の実施形態２のガラスセル製
造方法によって、ガラスセルを製造した場合の具体例を
説明する。なお、以下の説明においては、有底管以外を
除いて図１、図２の番号を用いて説明するものとする。

【００２９】本例では、有底管２１のガラス素材として
パイレックス（転移点５６０℃、屈伏点６５３℃、軟化
点８２０℃）を使用し、有底管２１の長さが７０ｍｍ
で、内径９ｍｍ、外径１２ｍｍとし、底部の半球状の部
分の肉厚を２．５ｍｍにして円筒の部分よりも厚くし
た。また、内型４の型材にはＳＵＳ４０４を使用し、断
面形状が５．５ｍｍ×４．５ｍｍの長方形で、側面は鏡
面に研磨加工してあり、側面および底面のコーナー部は
角部をなくすようにＲ０．５の曲面に加工したものを用
いた。この内型４は、横断面対角線の寸法が約６．８ｍ
ｍであり、内径９ｍｍの有底管２１に挿入すると、内型
４のコーナー部と有底管２１の内面との間に１．１ｍｍ
の隙間が存在するようになっている。上記有底管２１と
内型４は有底管保持部材２および内型保持部材５に設置
するが、このとき、内型４は、内型保持部材５の底面に
設けた耐熱ゴムパッド７から内型４の先端４ａまでの長
さが８５ｍｍとなるようにして設置され、内型４を有底
管２１との隙間が大きい分、有底管２１を伸ばす量を１
５ｍｍと大きく伸ばしている。上記のように設定した有
底管２１および内型４を用いて、上記実施形態１と同様
の方法でガラスセルの成形を行った。

【００３０】本実施形態２の具体例において、上記実施
形態１の具体例と同じく底部と円筒部との肉厚が１．５
ｍｍの有底管を用いて成形を行った場合、実施形態１の
内型を使用したときよりも、有底管の内面と内型との隙
間が大きくなって内型で押し伸ばす長さが大きいため、
有底管の底面角部の肉厚が０．５ｍｍ以下と薄くなり、
その部分で強度が弱くなるという問題があったが、本実
施形態２の具体例のように、底部の肉厚を２．５ｍｍと
厚くした有底管２１を用いて成形した場合、成形して得
られたガラスセル２２の底面角部の肉厚は１ｍｍ以上を
確保することができる。

【００３１】本発明の実施形態２によれば、底部の肉厚
を円筒部より厚くした有底管２１を用いることにより、
内型４と有底管２１との隙間が大きく、加熱後に内型４
で有底管２１を押し伸ばす長さが大きい場合でも、しわ
が無く、内型の形状が完全に転写され、しかも底面角部
の肉厚が薄くなることのない高精度なガラスセルを得る
ことができる。

【００３２】［発明の実施の形態３］図９および図１０
に本発明の実施形態３のガラスセル製造方法に用いる製
造装置の概略図を示す。図９は正面図、図１０は要部の
断面図である。以下に製造装置を説明する。

【００３３】本発明の実施形態３では、有底管１はその
開口部１ａに予め耐熱ゴム栓３１を挿入された状態で有
底管保持部材２に設置される。また、方形状の内型３２
は、内型保持部材５に貫設した長方形状の内型設置部５
ａに保持され、内型保持部材５の中心に配置されてい
る。内型設置部５ａには、真空ポンプ（図示省略）に接
続されたホース６が内型保持部材５の上面方向から連結
されている。内型３２は、内型設置部５ａで保持される
保持部側３２ｂと有底管１の成形に使用する先端側３２
ｃとで断面形状が異なっており、保持部側３２ｂの断面
形状は先端側３２ｃの断面形状よりもひとまわり大きく
なっている。保持部側３２ｂと先端側３２ｃとの境界に
は段部３２ｄが形成され、この段部３２ｄには保持部側
３２ｂ側面と先端側３２ｃ側面をつなぐテーパ加工が施
されている。内型３２の内部には、内型３２の上面中心
に設けた上部開口部８ａから内型３２の側面に設けた下
部開口部８ｂに通じるＬ字型の吸引用の穴８が形成され
ており、下部開口部８ｂは段部３２ｄのすぐ下に設けら
れている。

【００３４】耐熱ゴム栓３１の内部には内型３２を挿入
するための挿入孔３１ａが設けられている。挿入孔３１
ａの形状は、内型３２の保持部側３２ｂの断面形状より
小さく、先端側３２ｃの断面形状より大きくなってお
り、内型３２の先端側３２ｃが挿入されたときには耐熱
ゴム栓３１と内型３２との間に隙間が存在し、内型３２
の保持部側３２ｂが挿入されたときには挿入孔３１ａと
密着し有底管１の内部が密閉されるようになっており、
上記穴８と内型保持部材５の内型設置部５ａおよびホー
ス６を介して有底管１の内部と真空ポンプ（図示省略）
が通じるようになっている。

【００３５】有底管保持部材２および内型保持部材５
は、本発明の実施形態１に用いる製造装置と同様に、有
底管駆動装置１０および内型駆動装置１１により上下方
向へ移動可能となっている。さらに、有底管保持部材２
と内型保持部材５は、それぞれ保持した有底管１と内型
３２の中心が同軸上で上下方向に移動可能なように配置
されており、内型保持部材５を下降させることにより有
底管１の開口部１ａに設けた耐熱ゴム栓３１の挿入孔３
１ａから有底管１の内部に内型４を挿入できるようにな
っている。また、内型３２の先端側３２ｃの長さは、有
底管１の内部に挿入された内型３２の先端３２ａが有底
管１の底１ｂに接触したときに保持部側３２ｂの太い部
分が耐熱ゴム栓３１に挿入されるように形成されてい
る。また、有底管保持部材２の下方には、有底管保持部
材２に設置した有底管１を所定温度に加熱軟化する加熱
炉９が設置されている。

【００３６】次に、上記構成の製造装置によりガラスセ
ルを製造する方法を図９〜図１２を用いて説明する。有
底管１の開口部１ａに耐熱ゴム栓３１を装着し、有底管
保持部材２に有底管１を設置する。その後、有底管駆動
装置１０により有底管保持部材２を下降して有底管１を
加熱炉９の内部に挿入し、有底管１をガラス素材の転移
点以上の温度になるまで加熱する。

【００３７】有底管１が成形可能な温度になった時点
で、内型駆動装置１１により内型保持部材５を下降し、
有底管１の開口部１ａに設けた耐熱ゴム栓３１の挿入孔
３１ａから内型４の先端側３２ｃを有底管１の内部に挿
入する。このとき、内型３２の先端３２ａが有底管１の
底１ａに接触するまでは、図１０に示すように、耐熱ゴ
ム栓３１の挿入孔３１ａと内型３２の間には隙間が存在
している。内型３２がそのまま下降を続け、内型３２の
先端３２ａが有底管１の底１ａに接触すると、内型３２
の保持部側３２ｂが耐熱ゴム栓３１の挿入孔３１ａに進
入し、耐熱ゴム栓３１と内型３２の保持部側３２ｂによ
り有底管１の内部が密閉される。それと同時に、内型３
２の穴８の下部開口部８ｂから有底管１内部の空気の吸
引が始まる。内型３２はその後も下降が続けられて有底
管１の底１ｂは内型３２の先端３２ａにより押され、有
底管１は、図１１に示すように、内型３２により押し伸
ばされながら、同時に内部の空気は穴８の下部開口部８
ｂから吸引され、その内部は減圧される。そして、内型
保持部材５は内型３２を所定の長さだけ有底管１の内部
に押し込んだ位置まで下降して停止される。これによ
り、有底管１の内面と内型３２との隙間を小さくしなが
ら、同時に有底管１の内部が減圧されるため、有底管１
の熱が内型３２に奪われて変形しにくくなる前に有底管
１が内型３２の形状に沿うように変形することで、減圧
による成形が行われ、成形前の有底管１と内型３２の隙
間が大きい場合でも内型３２の転写性が向上し、図１２
に示すように、有底管１の内面が内型３２に完全に密着
するように成形される。

【００３８】成形後、有底管１および内型３２を有底管
駆動装置１０および内型駆動装置１１により上昇させて
加熱炉９内から搬出し、冷却してから内型３２を成形し
た有底管１から除去する。そして、内型３２により成形
された部分を所定の長さに切断し、光を透過させる向か
い合った二面の外面を研磨することで、所望のガラスセ
ル１２が得られる。

【００３９】次に、本発明の実施形態３のガラスセル製
造方法によって、ガラスセルを製造した場合の具体例を
説明する。なお、以下の説明においては、上記番号を用
いて説明するものとする。

【００４０】本例では、有底管１のガラス素材としてパ
イレックス（転移点５６０℃、屈伏点６５３℃、軟化点
８２０℃、線膨張係数３．２×１０^-6）を使用し、有底
管１の長さが７０ｍｍで内径９ｍｍ、外径１２ｍｍと
し、底部が半球状のものを用いた。さらに、有底管１の
開口部１ａに耐熱ゴム栓３１を嵌めたとき、耐熱ゴム栓
３１の上面から有底管１の底面までの長さは７５ｍｍと
なるようにしてある。

【００４１】また、内型４の型材にはＳＵＳ４４０（線
膨張係数１８×１０^-6）を使用し、全長を１００ｍｍと
し、保持部側３２ｂの断面形状が７ｍｍ×８ｍｍの長方
形で、先端側３２ｃの断面形状が５ｍｍ×６ｍｍの長方
形となっている。内型３２の側面は鏡面に研磨加工して
あり、側面および底面のコーナー部は角部をなくすよう
にＲ０．５の曲面に加工してある。この内型４は、先端
側３２ｃの横断面対角線の寸法が約７．４ｍｍであり、
内径９ｍｍの有底管１に挿入すると、内型４の角部と有
底管１の内面との間に０．８ｍｍの隙間が存在するよう
になっている。また、断面形状の大きさが異なる保持部
側３２ｂと先端側３２ｃとの境界の段部にはテーパが施
してあり、有底管１の開口部１ａに嵌めた耐熱ゴム栓３
１の挿入孔３１ａに保持部側３２ｂの太い部分が挿入し
易いようにしてある。また、内型３２の内部には、上面
から側面に向けてＬ字型の吸引用の穴８が直径２ｍｍの
大きさで開けられており、側面に開口した下部開口部８
ｂは内型の保持部側３２ｂと先端側３２ｃとの境に設け
た段部３２ｄの１ｍｍ下に設けてある。さらに、有底管
１および内型３２をそれぞれ有底管保持部材２および内
型保持部材５に設置するが、内型保持部材５は、内型３
２を下降させて有底管１を１０ｍｍ押し伸ばした位置で
下降を停止するように設定してある。

【００４２】まず、有底管１を有底管駆動部１０により
下降させて加熱炉９内に有底管１の底部から６０ｍｍを
挿入し、１０００℃に保持した加熱炉９内で５０秒間加
熱する。これにより、有底管１はガラス素材の転移点８
２０℃以上の温度に加熱され、成形可能となる。次に、
内型保持部材５を内型駆動装置１１により降下させ、有
底管１の開口部１ａに設けた耐熱ゴム栓３１の挿入孔３
１ａから内型３２の先端３２ａを有底管１の内部に挿入
する。内型３２の先端３２ａが有底管１の底１ｂに接触
すると、内型３２の保持部側３２ｂが耐熱ゴム栓３１の
挿入孔３１ａに進入して挿入孔３１ａを塞ぎ、有底管１
の内部を密閉する。それと同時に吸引用の孔８、内型設
置部５ａおよびホース６を通じて孔８の下部開口部８ｂ
から真空ポンプ（図示省略）により吸引を始める。

【００４３】その後も内型３２の下降を続け、有底管１
を下方に押し伸ばして内型３２の先端側３２ｃに沿うよ
うに変形させ、有底管１の内面と内型３２との隙間を小
さくしながら、同時に有底管１内部の空気を吸引して内
部の圧力が０．３気圧以下になるように減圧して有底管
１を成形する。このとき、内型３２は有底管１を１０ｍ
ｍ伸ばした位置で停止し、停止させた後、１５秒間減圧
を保持する。この吸引・減圧により、有底管１の内面が
内型３２の先端側３２ｃに密着するように成形される。

【００４４】成形後、内型３２を挿入したまま有底管１
を上昇させて加熱炉９から出し、有底管１と内型３２を
同時に冷却した後、内型３２を有底管１の内部から引き
出す。内型４を引き出した後の後工程で、有底管１を所
定の長さ４０ｍｍに切断し、光を透過させる向かい合っ
た二面の外面を研磨加工することで、所望のガラスセル
２２を得る。得られたガラスセル２２を切断して断面の
形状を測定したところ、内面の形状は５．０４ｍｍ×
６．０５ｍｍの長方形であり、コーナー部はＲ０．５２
の曲面となっていた。

【００４５】本発明の実施形態３によれば、有底管１を
内型３２で押し伸ばして有底管１の内面と内型３２との
隙間を小さくしながら、同時に有底管１の内部を減圧し
て成形することにより、有底管１の熱が有底管１を押し
伸ばす際に内型３２に奪われて有底管１が変形しにくく
なる前に、減圧によって有底管１内面を内型３２に密着
させて成形を行えるため、内型３２と有底管１との隙間
が大きい場合でも、内型３２の転写性が向上し、しわの
無い高精度なガラスセルを製造することができる。ま
た、液体を入れる内面のコーナー部に角部がなくなるた
め、毛細管現象による液の上昇もなく、洗浄も容易に行
えるガラスセルを得ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明のガラスセルの製
造方法によれば、以下の効果を得ることができる。請求
項１の発明によれば、有底管と内型の隙間が大きい場合
でも、有底管の内面に内型の形状を完全に転写させた、
しわの無い高精度なガラスセルを得ることができる。し
かも、液体を入れる内面のコーナー部に角部がなくたる
ため、毛細管現象による液の上昇もなく、洗浄も容易に
行えるガラスセルを得ることができる。

【００４７】請求項２の発明によれば、請求項１の効果
に加え、有底管と内型の隙間が大きく、有底管を押し伸
ばす長さが大きい場合でも、底面角部の肉厚が薄くなる
ことのない高精度なガラスセルを得ることができる。

【００４８】請求項３の発明によれば、請求項１の効果
に加え、内型形状の転写性をさらに向上させた、しわの
無い高精度なガラスセルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のガラスセルの製造方法の
実施に使用する製造装置を概略的に示す正面図である。

【図２】本発明の実施形態１のガラスセルの製造方法の
実施に使用する製造装置の要部を示す縦断面図である。

【図３】図３（ａ）は本発明の実施形態１における有底
管の押し伸ばし工程を示す縦断面図、図３（ｂ）は同工
程における有底管と内型を示す横断面図である。

【図４】図４（ａ）は本発明の実施形態１における吸引
・減圧の工程を示す縦断面図、図４（ｂ）は同工程にお
ける有底管と内型を示す横断面図である。

【図５】本発明の実施形態１で製造したガラスセルを示
す横断面図である。

【図６】本発明の実施形態２に用いる有底管を示す縦断
面図である。

【図７】本発明の実施形態２で製造したガラスセルの底
部を示す縦断面図である。

【図８】底部と円筒部の肉厚が同じ有底管を用いて製造
したガラスセルの底部を示す縦断面図である。

【図９】本発明の実施形態３のガラスセルの製造方法の
実施に使用する製造装置を概略的に示す正面図である。

【図１０】本発明の実施形態２のガラスセルの製造方法
の実施に使用する製造装置の要部を示す縦断面図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態３における有底管の押し伸
ばし工程と吸引・減圧の工程を示す縦断面図である。

【図１２】本発明の実施形態３における有底管内面を内
型形状に成形する工程を示す縦断面図である。

【図１３】従来技術における有底管と金型を示す横断面
図である。

【符号の説明】

１，２１ 有底管 ４，３２ 内型 ７ 耐熱ゴムパッド ８ 吸引用の穴 ９ 加熱炉 １２，２２ ガラスセル ３１ 耐熱ゴム栓

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学素材からなる有底管を成形可能な温
   度に加熱する工程と、加熱した有底管の開口部から有底
   管内部に角の無いほぼ方形の内型を挿入し内型の先端で
   有底管を押し伸ばす工程と、押し伸ばした有底管の内面
   と前記内型との隙間を減圧して有底管の内面を内型の形
   状に成形する工程を有することを特徴とするガラスセル
   の製造方法。
2. 【請求項２】 光学素材からなる有底管に、底部の肉厚
   を円筒部の肉厚よりも厚くした有底管を用いることを特
   徴とする請求項１記載のガラスセルの製造方法。
3. 【請求項３】 有底管の内部に内型を挿入して内型の先
   端で有底管を押し伸ばす工程と、有底管の内面と内型と
   の隙間を減圧する工程とを同時に行うことを特徴とする
   請求項１記載のガラスセルの製造方法。