JPH10212125A - ガラス製プリフォーム材の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスモールド成形におけるガラス製プリフ
ォーム材を安価に製造する。 【解決手段】 転移点以上軟化点以下の温度に加熱し、
かつ、所定の厚さに形成したガラス素材２を対向配置さ
れた２つのダイ５、５により保持し、該ガラス素材を所
定の大きさのポンチ６、６により打抜き加工をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスモールド成
形におけるガラス製プリフォーム材を安価に製造する術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスモールド成形法は、モールド型や
モールドダイからなる閉塞空間に、所定の体積のプリフ
ォーム材を投入し、これを加熱工程、加圧工程、冷却工
程等を経て、最終製品を得るものである。

【０００３】このようなガラスモールド成形法は、合成
樹脂の成形法のように射出成形することができないた
め、そのプリフォーム材の体積を精度良く形成しておく
必要がある。

【０００４】即ち、ガラスモールド成形はその閉塞空間
の容積とほゞ同じ体積のプリフォーム材が必要であるた
め、その体積を精度良く管理する必要があった。

【０００５】そして、従来のガラス製プリフォーム材の
形状はその体積管理が容易な球状が一般的であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな球状のガラス製プリフォーム材は、例えば、立方体
状のガラス母材をワイヤーカット、ハンドソー等により
切断し、該ガラス母材の頂点及び稜線をバレル研磨等で
丸め、次に、両面ラップ盤等で徐々に砥粒を細かくして
研磨し、最終的にポリッシュすることにより所定の大き
さ（体積）の球状のガラス製プリフォーム材を得てい
る。そのため、その成形加工に時間、手間等がかかり、
コストが高いという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、ガラス製プリフォーム
材のコストの低減を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
した課題を解決するために、転移点以上軟化点以下の温
度に加熱し、かつ、所定の厚さに形成したガラス素材を
対向配置された２つのダイにより保持し、該ガラス素材
を所定の大きさのポンチにより打抜き加工をしたもので
ある。

【０００９】従って、本発明によれば、打抜き加工とい
う比較的安価な方法により寸法精度の高いガラス製プリ
フォーム材を製造することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明ガラス製プリフォ
ーム材の製造方法及びその装置の詳細を添付図面に示し
た各実施例に従って説明する。

【００１１】尚、以下に説明する各実施例は、本発明を
光学ガラスのプリフォーム材の製造方法及びその装置に
ついて適用したものである。

【００１２】図１乃至図５は、第１の実施例を示すもの
であり、予め、加熱手段によりガラス素材を転移点以上
軟化点以下に加熱した後、打抜き手段により所定の大き
さのガラス製プリフォーム材を製造するものである。

【００１３】プリフォーム材製造装置１は、ガラス素材
２を転移点以上軟化点以下に加熱する加熱手段３と、ガ
ラス素材２を所定の大きさに打抜くための打抜き手段４
とから成る。

【００１４】加熱手段３は、例えば、電熱ヒーターを備
えた２つの押え部材とを有し、該押え部材によりガラス
素材２を挟持した後、電熱ヒーターに通電することによ
り、ガラス素材２を加熱する（図１参照）。

【００１５】ガラス素材２は、所定の厚さの板状を為
し、上記加熱手段３により、予め、そのガラス素材２に
おける転移点以上軟化点以下に加熱された後、上記打抜
き手段４に供給される。

【００１６】ここで、ガラス素材２について、転移点と
はその粘度が１０¹¹Poiseになった温度であり、その軟
化点とはその粘度が１０^7.6Poiseになった温度であり、
これらはガラス素材２の組成によってその温度は異なる
が、粘度と温度との関係は図２に示すように反比例の関
係にある。

【００１７】例えば、光学ガラスのうち、ＳＦ系ガラ
ス、ＳＫ系ガラス、Ｌａ系ガラスについては図２に示す
ように、転移点（粘度：１０¹¹Poise）は、ＳＦ系ガラ
スにあっては４８０℃、ＳＫ系ガラスにあっては５２０
℃、Ｌａ系ガラスにあっては５５０℃で、また、軟化点
（粘度：１０^7.6Poise）は、ＳＦ系ガラスにあっては５
８０℃、ＳＫ系ガラスにあっては６１０℃、Ｌａ系ガラ
スにあっては６５０℃となっており、従って、温度によ
り粘度は一義的に決定される。

【００１８】そして、このように転移点以上軟化点以下
に熱せられたガラス素材２が打抜き手段４に供給される
（図３参照）。

【００１９】打抜き手段４は、上下に離間し、互いに対
向面が平行になるように配置された２つのダイ５、５と
該ダイ５、５に各別に貫通するように各ダイ５に対して
摺動自在に支持されたポンチ６、６とを有する。

【００２０】２つのダイ５、５はその一方が他方から離
接可能に配設されている。尚、２つのダイ５、５の離接
は、一方のみが移動するものであっても良いが、２つの
ダイ５、５が互いに移動するものであっても良い。

【００２１】ポンチ６、６は円柱状を為し、それぞれ各
ダイ５、５に形成されたポンチ摺動孔５ａ、５ａにほゞ
ぴったり内嵌されており、各別に上下方向に移動自在に
されている。また、２つのポンチ６、６は水平断面で同
じ大きさに形成されているとともに、上下方向において
同じ位置に位置されていて、下側のポンチ６は後述する
ようにガラス素材２の打抜き時において、ガラス素材２
を下側から支える逆押えポンチとして機能する。

【００２２】しかして、転移点以上軟化点以下に加熱さ
れた上記ガラス素材２は、互いに離間した状態の２つの
ダイ５、５の間に供給されて、下側のダイ５上にに載置
される（図３参照）。

【００２３】次に、上側のダイ５が下降してガラス素材
２に接触し、２つのダイ５と５とによりガラス素材２が
保持される。上側のダイ５はガラス素材２に接触するこ
とによりその下降が停止される（図４参照）。

【００２４】そして、２つのダイ５、５により保持され
たガラス素材２についてポンチ６による打抜き加工が行
われる（図５参照）。

【００２５】このとき、ガラス素材２は転移点以上軟化
点以下の温度にされ、粘度が１０^7.6〜１０¹¹Poiseとさ
れているため、比較的容易に剪断加工され、断面積が上
記ポンチ６とほゞ同じ（厳密にはポンチ６の外径とパン
チ穴５ａとの間のクリアランスを考慮して一義的に決定
される。）で長さが２つのダイ５と５との間の間隔と同
じ大きさの円柱状のガラス製プリフォーム材７が製造さ
れる。このようにして製造されたガラス製プリフォーム
材７は、ガラス素材２の肉厚及び上記ポンチ穴５ａとポ
ンチ６の外径はともに、これらの寸法精度を高くするこ
とができるため、その断面積及び長さの寸法精度を上げ
ることができ、常に一定の大きさのガラス製プリフォー
ム材７を得ることができる。

【００２６】また、ガラス素材２はその粘度が１０^7.6
〜１０¹¹Poiseのに場合には、ポンチ６、６との親和性
が低く、打抜き工程時において、成形されたガラス製プ
リフォーム材７とポンチ６、６とが融着してしまうよう
なことはない。

【００２７】尚、ガラス素材２の粘度は１０^7.6〜１０
¹¹Poiseであるが、上述のよう技な打抜き加工を施すに
はガラス素材２の粘度を１０⁹Poiseとすることが好まし
い。

【００２８】図６乃至図８は本発明ガラス製プリフォー
ム材の製造方法及びその装置の第２の実施例を示すもの
であり、２つのダイに加熱手段が備えられており、板状
のガラス素材を予め加熱することなく打抜き手段に供給
することができるものである。

【００２９】従って、この第２の実施例が前記第１の実
施例と比較して相違する点は、２つのダイに加熱手段が
備えられているか否かであるので、図面には要部のみを
示し、また、その説明は上記相違点についてのみ行い、
他の部分については図面の各部に前記第１の実施例に係
るガラス製プリフォーム材の製造方法及びその装置にお
ける同様の部分に付した符号と同じ符号を付することに
よりその説明を省略する。

【００３０】プリフォーム材製造装置１Ａは２つのダイ
８、８と該２つのダイ８、８に各別に取り付けた加熱手
段としてのヒーター９、９とを有する（図６参照）。

【００３１】ヒーター９、９は例えば、電熱ヒーターで
あり、ダイ８、８の内部に設けられており、ヒーター
９、９への通電によりダイ８、８が加熱されるようにな
っている。

【００３２】また、ダイ８、８には上記第１の実施例で
示したダイ５、５と同様に上下方向に移動可能にポンチ
６、６がそれぞれ摺動自在に支持されている。

【００３３】そして、所定の厚さに形成されたガラス素
材２が、プリフォーム材製造装置１Ａのダイ８と８との
間に供給され、２つのダイ８、８により保持される（図
７参照）。

【００３４】次に、上記ヒーター９、９への通電が為さ
れると、ダイ８、８が加熱され、ガラス素材２が加熱さ
れる。

【００３５】加熱されたガラス素材２がその粘度が１０
^7.6〜１０¹¹Poiseになったときに、上記ポンチ６、６に
より打抜き工程を行い（図８参照）、所定の大きさのガ
ラス製プリフォーム材７が製造される。

【００３６】このようにして製造されたガラス製プリフ
ォーム材７は上記第１の実施例におけると同様に、その
断面積及び長さを精度良く形成することができるため、
常に一定の大きさのガラス製プリフォーム材７を得るこ
とができ、また、ダイ８、８に加熱手段が備えられてい
るため、予め、板状のガラス素材２を加熱する必要がな
く、製造工程の簡略化を図ることができる。

【００３７】図９乃至図１２は本発明ガラス製プリフォ
ーム材の製造方法及びその装置の第３の実施例を示すも
のであり、２つのダイに加熱手段が備えられ、また、少
なくとも一方のダイを他方のダイに接近する方向に加圧
する加圧手段と２つのダイの間の間隔を規制する間隔規
制手段とを有しており、ガラス素材を加熱しながら加圧
して所定の厚さにした後、打抜き工程を行うものであ
る。

【００３８】従って、この第３の実施例が前記第２の実
施例と比較して相違する点は、加圧手段及び間隔規制手
段が備えられている点であるので、図面には要部のみを
示し、また、その説明は上記相違点についてのみ行い、
他の部分については図面の各部に前記第２の実施例に係
るガラス製プリフォーム材の製造方法及びその装置にお
ける同様の部分に付した符号と同じ符号を付することに
よりその説明を省略する。

【００３９】プリフォーム材製造装置１Ｂは２つのダイ
８、８と該２つのダイ８、８に各別に取り付けた加熱手
段としてのヒーター９、９とを有し、上記第２の実施例
と同様に、ヒーター９、９はダイ８、８の内部に設けら
れており、ヒーター９、９への通電によりダイ８、８が
加熱されるようになっている。

【００４０】ダイ８、８には上記第１の実施例で示した
ダイ５、５と同様に上下方向に移動可能にポンチ６、６
がそれぞれ摺動自在に支持されている。

【００４１】上側のダイ８には、これを下方に押圧する
加圧手段１０、１０が接続されており、後述するように
ガラス素材１１が２つのダイ８と８との間に位置された
ときにガラス素材１１をその厚さ方向に加圧するように
なっている。

【００４２】また、プリフォーム材製造装置１Ｂには、
２つのダイ８と８との近接された状態における間隔を規
制する間隔規制手段１２が設けられており、上記加圧手
段１０、１０により上側のダイ８を下方へ移動したとき
に、ダイ８と８との間の間隔が所定の間隔になったとき
に、その動きが停止するようになっている。

【００４３】そして、ガラス素材１１は所定の厚さより
やや厚いものを用意し、該ガラス素材１１を両者間の間
隔を広げた２つのダイ８と８との間に供給して下側のダ
イ８上に載置する（図９参照）。

【００４４】次に、上側のダイ８を下降させ、ガラス素
材１１を２つのダイ８、８により保持する（図１０参
照）。尚、このときのダイ８、８によるガラス素材１１
に対する圧力は、ガラス素材１１が割れない程度とされ
ている。

【００４５】そして次に、上記ヒーター９、９への通電
を行ない、ダイ８、８を加熱してガラス素材１１を加熱
する。このときのガラス素材１１の温度はこれがやや軟
化する程度とし、この状態において上記加圧手段１０、
１０により、上側のダイ８を更に下降させて、ガラス素
材１１を加圧し、ガラス素材１１を圧潰する。

【００４６】そして、上側のダイ８が間隔規制手段１２
によりその下降が停止されたときに（図１１参照）、上
記ヒーター９、９による加熱を停止し、ガラス素材１１
が転移点以上軟化点以下の温度になるまで待って、上記
ポンチ６、６により打抜き工程を行うことにより所定の
体積のガラス製プリフォーム材１３が製造される（図１
２参照）。

【００４７】このようにして製造されたガラス製プリフ
ォーム材１３は上記第１及び第２の実施例におけると同
様に、その断面積及び長さを精度良く成形することがで
きるため、常に一定の大きさのガラス製プリフォーム材
７を得ることができ、また、ダイ８、８に加熱手段、加
圧手段及び間隔規制手段が備えられているため、予め、
ガラス素材１１の厚さ寸法を精度良いものにしておく必
要はなく、当該ガラス製プリフォーム材の製造における
前工程の簡略化を図ることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に記載した発明にあっては、転移点以上軟
化点以下の温度に加熱され、かつ、所定の厚さに形成さ
れたガラス素材を対向配置された２つのダイにより保持
し、該ガラス素材を所定の大きさのポンチにより打抜き
加工をするようにしたので、打抜き加工という比較的安
価な方法により寸法精度の高いガラス製プリフォーム材
を製造することができる。また、ガラス素材はその温度
が転移点以上軟化点以下の場合には粘度が１０^7.6Poise
から１０¹¹Poiseとなり、ポンチとの親和性が低く、打
抜き工程時において、成形されたガラス製プリフォーム
材とポンチとが融着してしまうようなことはない。

【００４９】請求項２に記載した発明にあっては、加熱
手段を備えた２つのダイによりガラス素材を保持すると
ともに、該ガラス素材を加熱及び加圧してガラス素材を
所定の厚さにした後、ガラス素材を転移点以上軟化点以
下の温度にして、該ガラス素材を所定の大きさのポンチ
により打抜き加工をするようにしたので、打抜き加工と
いう比較的安価な方法により寸法精度の高いガラス製プ
リフォーム材を製造することができ、また、ガラス素材
を予め加熱して置かなくても済み、更に、ガラス素材の
厚さ精度を予め高くしておく必要がないため、ガラス製
プリフォーム材の製造における前工程の簡略化を図るこ
とができる。また、ガラス素材はその温度が転移点以上
軟化点以下の場合には粘度が１０^7.6Poiseから１０¹¹１
Poiseとなり、ポンチとの親和性が低く、打抜き工程時
において、成形されたガラス製プリフォーム材とポンチ
とが融着してしまうようなことはない。

【００５０】請求項３に記載した発明にあっては、所定
の厚さで供給されたガラス素材を転移点以上軟化点以下
の温度に加熱する加熱手段と、該加熱されたガラス素材
を所定の大きさに打抜く打抜き手段とを備えたので、ガ
ラス素材に打抜き加工を施すことができ、打抜き加工と
いう比較的安価な方法により寸法精度の高いガラス製プ
リフォーム材を製造することができる。

【００５１】請求項４に記載した発明にあっては、ガラ
ス素材を加熱する加熱手段を対向配置されガラス素材を
保持する２つのダイに設けたので、ガラス素材を予め加
熱して置かなくても済み、ガラス製プリフォーム材の製
造における前工程の簡略化を図ることができる。

【００５２】請求項５に記載した発明にあっては、ガラ
ス素材を加熱する加熱手段と、該ガラス素材を２つのダ
イにより加圧する加圧手段と、加圧されたガラス素材の
板厚を所定値にするため、２つのダイの間隔を規制する
間隔規制手段と、所定値の板厚にされたガラス素材を所
定の大きさに打抜く打抜き手段とを備えたので、ガラス
素材を予め加熱して置かなくても済み、更に、ガラス素
材の厚さ精度を予め高くしておく必要がないため、ガラ
ス製プリフォーム材の製造における前工程の簡略化を図
ることができる。

【００５３】尚、前記した各実施例において示した各部
の具体的な形状乃至構造は、本発明を実施するに当たっ
ての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これら
によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されること
があってはならないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３乃至図５とともに、本発明ガラス製プリフ
ォーム材の製造方法及びその装置の第１の実施例を示す
ものであり、本図はガラス素材を加熱している状態を示
す要部の拡大断面図である。

【図２】ガラスの温度と粘度との関係を示すグラフ図で
ある。

【図３】２つのダイの間にガラス素材を供給した状態を
示す要部の拡大断面図である。

【図４】２つのダイによりガラス素材を保持した状態を
示す要部の拡大断面図である。

【図５】ガラス製プリフォーム材を打抜いた状態を示す
要部の拡大断面図である。

【図６】図７及び図８とともに、本発明ガラス製プリフ
ォーム材の製造方法及びその装置の第２の実施例を示す
ものであり、本図は２つのダイの間にガラス素材を供給
した状態を示す要部の拡大断面図である。

【図７】２つのダイによりガラス素材を保持するととも
に加熱している状態を示す要部の拡大断面図である。

【図８】ガラス製プリフォーム材を打抜いた状態を示す
要部の拡大断面図である。

【図９】図１０乃至図１２とともに、本発明ガラス製プ
リフォーム材の製造方法及びその装置の第３の実施例を
示すものであり、本図は２つのダイの間にガラス素材を
供給した状態を示す要部の拡大断面図である。

【図１０】２つのダイによりガラス素材を保持するとと
もに加熱している状態を示す要部の拡大断面図である。

【図１１】２つのダイによりガラス素材を加圧するとと
もに所定の厚さにした状態を示す要部の拡大断面図であ
る。

【図１２】ガラス製プリフォーム材を打抜いた状態を示
す要部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１…プリフォーム材製造装置、２…ガラス素材、３…加
熱手段、４…打抜き手段、５…ダイ、６…ポンチ、７…
ガラス製プリフォーム材、１Ａ…プリフォーム材製造装
置、８…ダイ、９…ヒーター（加熱手段）、１Ｂ…プリ
フォーム材製造装置、１０…加圧手段、１１…ガラス素
材、１２…間隔規制手段、１３…ガラス製プリフォーム
材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転移点以上軟化点以下の温度に加熱さ
   れ、かつ、所定の厚さに形成されたガラス素材を対向配
   置された２つのダイにより保持し、 該ガラス素材を所定の大きさのポンチにより打抜き加工
   をしたことを特徴とするガラス製プリフォーム材の製造
   方法。
2. 【請求項２】 加熱手段を備えた２つのダイによりガラ
   ス素材を保持するとともに、該ガラス素材を加熱及び加
   圧してガラス素材を所定の厚さにした後、 ガラス素材を転移点以上軟化点以下の温度にして、 該ガラス素材を所定の大きさのポンチにより打抜き加工
   をしたことを特徴とするガラス製プリフォーム材の製造
   方法。
3. 【請求項３】 所定の厚さで供給されたガラス素材を転
   移点以上軟化点以下の温度に加熱する加熱手段と、 該加熱されたガラス素材を所定の大きさに打抜く打抜き
   手段とを備えたことを特徴とするガラス製プリフォーム
   材の製造装置。
4. 【請求項４】 ガラス素材を加熱する加熱手段が対向配
   線さんガラス素材を保持する２つのダイに設けられたこ
   とを特徴とする請求項３に記載のガラス製プリフォーム
   材の製造装置。
5. 【請求項５】 ガラス素材を加熱する加熱手段と、 該ガラス素材を２つのダイにより加圧する加圧手段と、 加圧されたガラス素材の板厚を所定値にするため、２つ
   のダイの間隔を規制する間隔規制手段と、 所定値の板厚にされたガラス素材を所定の大きさに打抜
   く打抜き手段とを備えたことを特徴とするガラス製プリ
   フォーム材の製造装置。