JPH11255525A - 板状ガラスの製造装置におけるターンテーブルの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上型と下型とで溶融ガラスをプレスし板状ガ
ラスを製造する製造装置において、下型を支承するター
ンテーブルを、高度な位置調整を伴うことなく支承し、
且つ水平に回転駆動できるようにする。 【解決手段】 垂直に支承された駆動軸３０ａを有する
ターンテーブル４の駆動源３０と、上記駆動軸３０ａに
取り付けられ、上記ターンテーブル４を直接支承して上
記駆動源からの回転力をターンテーブル側へ伝達する筒
状の支持部材で３２あって、その上面に上記ターンテー
ブルを水平に支承する載置面３３ｂを有するものとを備
える。ターンテーブルの水平度は、上記支持部材３２の
みの取付精度及び加工精度によって決まるので、ターン
テーブルを設置が極めて容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融ガラスをプレ
スして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造装置に関
し、特にハードディスク等で用いられる磁気記録媒体用
のガラス基板など、高度な平坦度が要求されるプレスガ
ラスの製造に適した板状ガラスの製造装置において採用
されるターンテーブルの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク装置に用いられる
磁気記録媒体の面記録密度は、著しい勢いで伸び続けて
いる。1990年以降その記録密度は年率約60%で増加し、
現在、１平方インチ当たり2Gビット以上の記録密度を有
するハードディスク用記録媒体が既に出現している。ハ
ードディスク装置は、高速回転する磁気記録媒体上で、
アクチュエータにより支承された磁気ヘッド(スライダ)
を媒体の半径方向に走査することによって情報の読み出
し及び書き込みを行う。磁気ヘッドは、磁気記録媒体の
高速回転により生じる空気流により、磁気記録媒体の情
報記録面に対し僅かな隙間を空けて浮上する。現在、磁
気ヘッドの記録面に対する浮上量は僅か40nm〜50nm程度
であり、更なる高密度化への要求と相俟って、浮上量の
極小化の要求が更に厳しくなっている。

【０００３】安定した磁気ヘッドの浮上量を確保するこ
とが、安定した情報の読み出し及び書き込みの上で重要
である。安定した磁気ヘッドの浮上量を確保し、また上
記浮上量の極小化を実現するためには、磁気記録媒体の
表面を極めて高精度に平坦化すること、特に磁気記録媒
体に用いられる基板を平坦化することが極めて重要な要
素技術である。

【０００４】一方、磁気記録媒体に用いられるアルミ製
基板に代わるものとして、近年ガラス製基板が注目さ
れ、その研究開発が盛んである。ガラス製基板は、アル
ミ製基板に比して、一般的に強度、コスト及び平坦度の
面で優れている。ガラス製基板は、溶融したガラス(こ
れを、ガラスコブという)を上型及び下型を用いてプレ
スしたものを、冷却後、研磨し、必要な表面処理(例え
ば、イオン交換法による化学強化)を施して成形され
る。

【０００５】従来、溶融ガラスのプレスを行う製造装置
においては、その量産性を向上させるために、溶融ガラ
スの連続プレスを可能とするターンテーブルを備えたも
のが用いられている。ターンテーブルの円周方向に沿っ
て複数の下型が備えられ、順次上型の設置位置に溶融ガ
ラスを供給する。上型及びそれを駆動するエアシリンダ
は、下型上の溶融ガラスに対するプレスを行う。また、
必要に応じてこれに連続して反り修正のためのプレスを
行う。これらプレスにより成型され、反りを修正された
ディスク状のガラス成形品は、上記製造装置から搬出さ
れ、自然冷却を経て、次工程、すなわち研磨、表面処理
の工程へと引き渡される。

【０００６】図５は従来構造による上記製造装置におけ
るターンテーブルとその駆動装置を示している。図にお
いて、ターンテーブル５０は、その円周方向に沿って複
数の下型５１を備えている。製造装置の枠体５２の下部
には、ターンテーブル５０の駆動装置５３が設置されて
いる。駆動装置５３の駆動軸からの動力は、トルクリミ
ッター５４を介して、ターンテーブル５０を支承するシ
ャフト５５を駆動する。シャフト５５は、トルクリミッ
ター５４に対して、円筒状のシャフト取付部材５６によ
り連結され、またその中間部位で、枠体５２にしっかり
と固定された軸受け部材５７によって支持されている。
軸受け部材５７は、ボルト５８により枠体５２に対し固
定されているが、軸受け部材側のねじ孔の遊びにより、
水平方向に若干の位置調整が可能なようにされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方で、上記製造装置
によって成形されるガラス成形品においては、上述の如
くきわめて高い平坦度が要求される。上記ターンテーブ
ルの僅かな傾きや偏心は、下型のプレス面に、上型のプ
レス面に対する傾き及び位置ずれを生じさせる。プレス
面の傾きや位置ずれにより、プレス時に溶融ガラスに掛
かる圧力が均一に分布せず、その結果、ガラス成形品の
肉厚が不均一となる、いわゆる「偏肉」が生じる。記録
密度の向上と共に、上記磁気記録媒体の平坦度の要求が
更に厳しくなることが予想されるので、ターンテーブル
の傾きや偏心を最小限に抑えることが重要である。

【０００８】上記従来構造においてターンテーブルの傾
き及び偏心を最小にするためには、シャフト５５を駆動
軸の軸心位置で垂直に支承し、駆動装置５３の駆動軸の
軸心とターンテーブル５０の中心とを正確に合わせる必
要が生じる。シャフト５５は、実質的に軸受け部材５７
によって支持されているので、駆動装置５３と軸受け部
材５７との取付位置が正確に一致しない場合には、シャ
フト５５が傾いた状態で支持され、結果、ターンテーブ
ル５０に傾き及び偏心を生じさせる。一般に、複数の部
材からなる枠体５２の、別々の位置に設置される上記駆
動装置５３と軸受け部材５７との位置を正確に合わせる
ことは困難である。軸受け部材５７は、枠体５２に対し
位置調整可能に取り付けられているので、この取付位置
を調整することによって、シャフト５５の垂直度、延い
てはターンテーブル５０の水平度の調整が達成される。
しかしながら、シャフト５５の２次元方向における位置
調整を、軸受け部材５７のねじ孔の遊びにより正確に行
うには、相当の熟練を要する。

【０００９】従って本発明の目的は、下型を支承するタ
ーンテーブルを、高度な位置調整を伴うことなく支承
し、且つ水平に回転駆動することができるターンテーブ
ルの駆動装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の本発明は、駆動装置により回転駆動され
るターンテーブルの円周方向に沿って配置された複数の
下型に、溶融ガラスを受け入れ、上記下型の移動経路上
で該下型に対向配置するよう支承された上型を、上記下
型に向けて移動して該下型とで上記溶融ガラスのプレス
を実現する板状ガラスの製造装置において、上記ターン
テーブルの駆動装置が、垂直に支承された駆動軸を有す
るターンテーブルの駆動源と、上記駆動軸に取り付けら
れ、上記ターンテーブルを直接支承して上記駆動源から
の回転力をターンテーブル側へ伝達する筒状の支持部材
であって、その上面に上記ターンテーブルを水平に支承
する載置面を有するものとを備えた構成を有する。ター
ンテーブルの水平度は、上記支持部材のみの取付精度及
び加工精度によって決まるので、ターンテーブルを設置
が極めて容易である。

【００１１】請求項２記載の本発明は、上記駆動軸に取
り付けられたトルクリミッターを備え、上記支持部材が
上記トルクリミッターを介して上記駆動軸に取り付けら
れている構成を有する。

【００１２】請求項３記載の本発明は、上記支持部材が
上記駆動軸の軸心を中心として設置される円筒状のもの
であり、その直径が上記駆動軸の外径の３倍以上である
構成を有する。

【００１３】請求項４記載の本発明は、更に、上記支持
部材の高さがその外径の２倍以下である構成を有する。

【００１４】請求項５記載の本発明は、上記ターンテー
ブルの中心には取付孔が形成され、上記支持部材の上面
における上記駆動軸の軸心に対応する位置に、上記ター
ンテーブルの取付孔に挿入される位置決めリブを有す
る。

【００１５】請求項６記載の本発明は、上記支持部材
が、上記ターンテーブルの載置面及び該載置面と平行に
加工された下端面を有する円筒状本体と、上記駆動軸側
に対する第１の取付部及び該第１の取付部よりも外周側
に位置する上記円筒状本体の下端面を取り付けるための
第２の取付部を有する略円盤状の取付部材とを備えた構
成を有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に沿って詳細に説明する。本実施形態では、本発明をハ
ードディスク装置に用いられる磁気記録媒体の基板とな
るガラス製基板を成形するための製造装置に適用した例
を示す。尤も、本発明は、磁気記録媒体以外の情報記録
媒体、例えば光記録媒体、光情報記録媒体等に用いられ
るガラス製基板、カメラ用フィルタ、マスクブランクス
など、高い平坦度を要求される板状ガラスの製造装置に
用いられるターンテーブルの駆動装置に広く適用できる
ものである。

【００１７】図１及び図２は、本発明を適用したガラス
製基板の製造装置を示す装置外観の側面図及び平面図で
ある。製造装置１は、溶融ガラスを供給し、プレスし、
その反りを修正し、搬出するための各装置を備えてい
る。本製造装置１により成形されたディスク状のガラス
成形品は、搬出装置２により搬出され、図示しない自然
冷却搬送路上に移され、ここでの冷却の後、次工程であ
る研磨工程に渡される。

【００１８】これら図において製造装置１は、駆動装置
３により回転駆動されるターンテーブル４を備える。駆
動装置３は、精度高く水平に設置された装置枠体５に固
定されており、後述する支持部材３２を介してターンテ
ーブル４を支承する。一つの実施例においてターンテー
ブル４は、直径950mm、厚さ50mmの金属円盤である。タ
ーンテーブル４の上面周縁近くには、16個の下型６ａ〜
６ｐが設置されている。各下型６は、ターンテーブル４
の上面の同一円周上に等間隔で並んで配置されている。
図１においては、他の構成要素を明示するため、一部の
下型を省略している点に留意されたい。各下型６は、タ
ーンテーブル４に開けた取付孔にその下半部を挿入する
ことによりしっかりと固定され、そのプレス面はターン
テーブル４の面と平行に保たれている。下型６は、基本
的には、上面にプレス面を有する円柱状本体と、その周
囲を覆う、円柱状本体に対し相対的に移動可能な胴型と
で構成されるが、これは従来から用いられている一般的
下型と同じものであるので、ここではその詳細な構成に
ついての説明を省略する。下型６は、ターンテーブル４
の1/16ステップ回転(1ステップでターンテーブルを1/16
回転させる)によって、その円周上を移動される。

【００１９】製造装置１は、上記下型６の移動経路上
に、溶融ガラスの供給、プレス、反り修正及び搬出を行
うための各種装置を備える。溶融ガラスの供給は、図示
しない溶融炉からのチューブ状溶融ガラスを、図示しな
い切断装置によって切断し、下型６のプレス面へ落下さ
せることによって達成される。上記溶融炉及び切断装置
は、装置枠体５から上方に立ち上げられた図示しない支
持構造により、図２における破線位置Ａに設置され、そ
の直下に来る下型(図では、下型６ａ)上に溶融ガラス、
すなわちガラスコブを供給する。

【００２０】上記溶融ガラスのプレスは、プレス用上型
７によって達成される。プレス用上型７は、支持構造１
１に支承されたエアシリンダ８の駆動軸によって垂下支
持され、且つ下型６に対し接離する方向に移動自在とさ
れる。プレス用上型７の下降動作によって、下型６上の
溶融ガラスに対するプレスを行う。プレス用上型７は、
図２における位置Ｂに設置されており、その直下に来る
下型(図では、下型６ｃ)上の溶融ガラスをプレスし、1.
3mm厚程のディスク状に成形する。上記ディスク状ガラ
スの反り修正は、上記プレス用上型７の下流に連続して
配置された複数の反り修正用上型９によって達成され
る。本実施形態においては、上記プレス用上型７による
溶融ガラスのプレスは、1.5〜2秒程度という短い時間で
行われるので、上型とガラス成形品の接触時間は短く、
プレス後のガラス成形品の表裏と各型との間の熱交換は
不均一となる。そのため、プレス後に１又は複数の反り
修正用上型による反りの修正が必要となる。各反り修正
用上型９は、基本的には上記プレス用上型７と同様に、
円柱状本体とこれに相対移動可能な胴型で構成され、ま
た、エアシリンダ１０によって垂下支持されている。本
実施形態においては、３基の反り修正用上型９及びエア
シリンダ１０が備えられ、これらは、図２における位置
Ｃ、Ｄ、Ｅにおいて、支持構造１１によって支承されて
いる。

【００２１】プレス用及び反り修正用のエアシリンダ８
及び１０は、装置枠体５上に設置された支持構造１１に
よって支承されている。支持構造１１は、三角配置され
た３本の支持シャフト１２、１３ａ及び１３ｂと、その
間に渡され、直接的にエアシリンダ８及び１０を支承及
びガイドする２つの水平支持部材１４及び１５から構成
されている。３本の支持シャフトのうちの２本(支持シ
ャフト１３ａ及び１３ｂ)は、装置枠体５上に固定され
ており、他の１本(支持シャフト１２)は、ターンテーブ
ル４と一体にされ、その回転に伴って回転するように構
成されている。各水平支持部材１４及び１５は、その三
角形状の各頂点に、上記３本のシャフトを貫通するため
の取付孔を有しており、該取付孔を各支持シャフトに対
し挿入し固定することによって、支持構造１１の枠組み
構造が形成される。ここで、上記ターンテーブル４上の
支持シャフト１２は、その回転に伴って回転されるの
で、支持シャフト１２と各水平支持部材１４及び１５と
の連結は固定的ではなく、支持シャフト１２の取付孔内
の図示しない軸受け部材を介して達成される。なお、製
造装置１は、上型及び下型を加熱するための加熱装置１
６及び１７を有しており、これによって各下型６、上型
７及び９の温度は、少なくとも溶融ガラスのガラス転移
点(約500℃)以上に保たれている。

【００２２】次に、上記ターンテーブルの駆動装置の詳
細について説明する。図３は図１の一部を拡大して示し
た図であり、これによりテーブル駆動装置の詳細が明ら
かにされている。本実施形態においてテーブル駆動装置
３は、駆動軸３０ａを有する駆動源３０、トルクリミッ
ター３１及び支持部材３２を備える。駆動源３０は、モ
ータ及びその出力軸に連結された任意の歯車機構を内蔵
し、該歯車機構によって間欠的なモータの駆動力を、駆
動軸３０ａに与えるものである。駆動軸３０ａは、駆動
源３０の枠体５への取付面３０ｂに対し正確に直交して
配置され、従って駆動源３０を枠体５に対し水平に設置
することによって、駆動軸３０ａが正確に垂直に設置さ
れる。トルクリミッター３１は、上記駆動軸３０ａに対
し取り付けられている。トルクリミッター３１は、図で
は明らかにされていないが、基本的には、駆動軸３０ａ
に固定される内筒体、後述する支持部材３２を固定する
外筒体、及びこれら内筒体と外筒体との間で一定以上の
負荷が作用した場合に滑りを生じさせるクラッチ部材と
で構成されている。駆動源３０の駆動力に抗してターン
テーブル４側に一定以上の負荷が作用した場合に、トル
クリミッター３１は駆動源３０の駆動軸３０ａを空回り
させ、該負荷による駆動源３０への影響をなくす。上記
トルクリミッター３１の外筒体の上面周縁部３１ａは、
後述する支持部材３２の取付面とされ、そのために高精
度で水平が保たれている。

【００２３】上記支持部材３２は、ターンテーブル４を
直接的に支承し、かつ駆動源３０からの動力をターンテ
ーブル４に伝達する。実施形態において支持部材３２
は、円筒状の本体(以下、円筒本体３３)と、トルクリミ
ッター３１への取付部材３４で構成されている。取付部
材３４は、略円盤形状を有する鋳型成型材であり、その
下面側に、上記トルクリミッター３１の上部を受け入れ
る凹部３４ａ及びトルクリミッターの上面周縁部３１ａ
に当接される取付面３４ｂを有する。取付部材３４は、
上記凹部３４ａによってトルクリミッター３１に対し水
平方向に位置決めされ、これによって駆動軸３０の軸心
と取付部材３４の軸心とが一致される。取付部材３４
は、上記取付面３４ｂの位置で、その円周方向に適宜間
隔で設けられるボルト３５によって、トルクリミッター
３１に対し強固に固定されている。更に、取付部材３４
は、その上面の周縁部分に、円筒本体３３を固定するた
めの取付面３４ｃを有する。取付面３４ｃは、上記取付
面３４ｂと平行になるよう精密加工されている。取付部
材３４の上面における上記取付面３４ｃの内側は、取付
面３４ｃよりも僅かに高く形成されており、これによっ
て円筒本体３３の下面がここに嵌合し位置決めされる。

【００２４】支持部材３２を構成する円筒本体３３は、
直接的にターンテーブル４を支承する円筒状の鋳型成型
材である。図４に円筒本体３３単体の側断面図及び平面
図を示す。円筒本体３３の下面は開口され、その周端面
３３ａを上記取付部材３４の取付面３４ｃに当接し、ボ
ルト３６の締結によって取付部材３４と一体にされる。
円筒本体３３の上面には、ターンテーブル４の載置面３
３ｂ及び載置面３３ｂより上方に突出された位置決めリ
ブ３３ｃが形成されている。ターンテーブル４はその中
心に取付孔４ａを備えており、上記位置決めリブ３３ｃ
はこの取付孔４ａに対し挿入される。位置決めリブ３３
ｃは、円筒本体３３の中心とその中心を一致させた環状
の突部であり、その外径はターンテーブル４の取付孔４
ａの内壁に緩みなく挿入される範囲に加工されている。
円筒本体３３の中心は、上記取付部材３４によって駆動
軸３０ａの軸心と一致されているので、上記位置決めリ
ブ３３ｃによりターンテーブル４の中心が駆動軸３０ａ
に一致される。

【００２５】円筒本体３３の上面における上記位置決め
リブ３３ｃの外側の領域は、ターンテーブル４の載置面
３３ｂとされる。ターンテーブル下面における上記取付
孔４ａの周縁部分が、載置面３３ｂ上に面接触し、ター
ンテーブル４は実質的に載置面３３ｂによって支承され
ている。従って、ターンテーブル４を水平に支承するた
めに載置面３３ｂは、上記周端面３３ａと平行になるよ
うに精密加工されている。円筒本体３３に対するターン
テーブル４の固定は、その円周方向に沿って等間隔で配
置されたボルト３７によって達成される。本実施形態に
おいては、上記円筒本体３３の外周にリング状のガイド
部材３８が配置される。ガイド部材３８は、製造装置の
枠体５に固定され、円筒本体３３の安定的な回転をより
確実にするための補助部材である。

【００２６】本実施形態において上記支持部材３２は、
従来構造においてトルクリミッターからの駆動力をター
ンテーブルに伝達するためのシャフト５５(図５を参照)
と同様の働きを有する。しかしながら上記支持部材３２
はまた、それ自体がターンテーブル４を安定的に支承
し、ターンテーブルを傾かせることなく回転させる機能
を有する。このような機能は、上記支持部材３２が、従
来のシャフト５５に比して、十分な幅寸法を有しターン
テーブル４をその上面に載置可能とすると共に、その幅
寸法に対する高さ寸法を縮小したことによって達成され
る。一つの実施形態において、支持部材３２の幅、すな
わち外径は約340mm、高さは約320mmであり、高さは幅の
約0.95倍である。また、このときの駆動源の駆動軸の径
は約260mmであり、円筒本体の外径は駆動軸の径の約1.3
倍である。

【００２７】以上、本発明の一実施形態を図面に沿って
詳細に説明した。しかしながら本発明の範囲は、上記実
施形態において示した事項には限定されず、特許請求の
範囲の記載に基づいて判断されることは明らかである。
上記実施形態においては、ターンテーブル４上に上型用
の支持シャフト１２を立設したが、上型を他の支持構造
によって垂下支持する、すなわちターンテーブル４上に
シャフトのない製造装置においても本発明を適用でき
る。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、上記支持部
材はターンテーブルへ駆動源からの動力を伝達するシャ
フトとしての機能を有すると共に、ターンテーブルを安
定して水平に支承する機能を有しているので、従来のよ
うにターンテーブルの水平を維持するための構造、例え
ばシャフトの軸受け構造が不要となる。

【００２９】また、ターンテーブルの水平度や駆動軸に
対する位置精度は、支持部材の加工精度にのみ依存する
ので、ターンテーブルを高精度に設置することが容易で
あり、この実現に熟練を要しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したガラス製基板の製造装置を示
す装置外観の側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】テーブル駆動装置を示す図１の要部拡大図であ
る。

【図４】支持部材の円筒本体の側断面図及び平面図であ
る。

【図５】従来構造のテーブル駆動装置を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 製造装置 ２ 搬出装置 ３ 駆動装置 ４ ターンテーブル ５ 装置枠体 ６ 下型 ７ プレス用上型 ９ 反り修正用上型 ８、１０ エアシリンダ １１ 支持構造 １２、１３ 支持シャフト １４、１５ 水平支持部材 ３０ 駆動源 ３０ａ 駆動軸 ３１ トルクリミッター ３２ 支持部材 ３３ 円筒本体 ３３ｂ 載置面 ３４ 取付部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置により回転駆動されるターンテ
   ーブルの円周方向に沿って配置された複数の下型に、溶
   融ガラスを受け入れ、上記下型の移動経路上で該下型に
   対向配置するよう支承された上型を、上記下型に向けて
   移動して該下型とで上記溶融ガラスのプレスを実現する
   板状ガラスの製造装置において、上記ターンテーブルの
   駆動装置が、 垂直に支承された駆動軸を有するターンテーブルの駆動
   源と、 上記駆動軸に取り付けられ、上記ターンテーブルを直接
   支承して上記駆動源からの回転力をターンテーブル側へ
   伝達する筒状の支持部材であって、その上面に上記ター
   ンテーブルを水平に支承する載置面を有するものと、を
   備える板状ガラスの製造装置におけるターンテーブルの
   駆動装置。
2. 【請求項２】 上記駆動軸に取り付けられたトルクリミ
   ッターを備え、上記支持部材が上記トルクリミッターを
   介して上記駆動軸に取り付けられている請求項１記載の
   板状ガラスの製造装置におけるターンテーブルの駆動装
   置。
3. 【請求項３】 上記支持部材が上記駆動軸の軸心を中心
   として設置される円筒状のものであり、その外径が上記
   駆動軸の直径の３倍以上である請求項１、２記載の板状
   ガラスの製造装置におけるターンテーブルの駆動装置。
4. 【請求項４】 上記支持部材の高さがその外径の２倍以
   下である請求項３記載の板状ガラスの製造装置における
   ターンテーブルの駆動装置。
5. 【請求項５】 上記ターンテーブルの中心には取付孔が
   形成され、上記支持部材の上面における上記駆動軸の軸
   心に対応する位置に、上記ターンテーブルの取付孔に挿
   入される位置決めリブを有する請求項１、２、３又は４
   記載の板状ガラスの製造装置におけるターンテーブルの
   駆動装置。
6. 【請求項６】 上記支持部材は、 上記ターンテーブルの載置面及び該載置面と平行に加工
   された下端面を有する円筒状本体と、 上記駆動軸側に対する第１の取付部及び該第１の取付部
   よりも外周側に位置する上記円筒状本体の下端面を取り
   付けるための第２の取付部を有する略円盤状の取付部材
   と、を備える請求項１、２、３、４又は５記載の板状ガ
   ラスの製造装置におけるターンテーブルの駆動装置。