JP6329879B2 - 石英ガラスの成型方法 - Google Patents
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Description
[1]
加熱伸展成型を利用してリング形状の石英ガラス製品を製造する方法であって、
前記加熱伸展成型に用いる鋳型は、
・重石、
・重石の上下の移動量を制御するためのガイド、
・石英ガラス製品のリングの内径を形成するためのパンチ、
・ガイドの周囲を囲み、ガイドの上下動の方向を制御するための上外筒、
・縦方向に分割可能な少なくとも2つの湾曲形状の側板から構成される、石英ガラスを収容するための下外筒、
・上外筒と下外筒との間に設ける上部緩衝材、
・下外筒の下端を支持するための環状溝部と環状溝部に囲まれた、石英ガラスを置くための底面からなる底板、及び
・下外筒の下端部と底板の環状溝部との間に設ける下部緩衝材
を含み、
但し、
・上外筒は、内径の異なる上外筒上部と上外筒下部とからなる一体構造を有し、
・上外筒上部の内径は、ガイドの外径と略同一であり、
・上外筒下部の内径は、下外筒の外径より大きく、
・上外筒下部の下端内周面は、脱着可能なリング状突起部を有し、リング状突起部の内径は、下外筒の外径より大きく、
・上外筒上部の内径は、下外筒の内径と略同一であり、
・上外筒上部の下端面は、下外筒の上端面と当接し、
・下外筒の側板上端は、上外筒下部のリング状突起部より上部の内周面に沿って設けられた上部緩衝材を介して、支持され、
・下外筒の側板下端は、側板の下端が底板の環状溝部と係合し、かつ側板の下端の外周と底板の環状溝部の内周の間に設けられた下部緩衝材を介して支持される、
・前記鋳型の底板と下外筒とで形成される空間に被成形用石英ガラス塊を供給し、被成形用石英ガラス塊が変形可能な温度において、前記被成形用石英ガラス塊を前記重石の作用により前記パンチで押圧して変形させてリング状の石英ガラス製品を得る、ことを含む、前記方法。
前記上部緩衝材及び下部緩衝材はカーボン製フェルトである[1]に記載の製造方法。
[3]
前記下外筒は、縦方向に3分割された湾曲形状の側板からなる[1]に記載の製造方法。
[4]
上外筒上部の下端面の平面形状は、環リボン状であり、その一部の面に下外筒の上端面が当接する、[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[5]
下外筒の内周面上部は、上部開口に向かって、内径が増大するテーパー形状である、[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。
[6]
リング状突起部は、上外筒下部の下端内面に、螺子構造により脱着可能とされる、[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。
本発明の加熱伸展成型に用いる鋳型の組み立てた状態の縦断面図を図1に示す。
鋳型は、上側から、重石(図示せず)、重石の上下の移動量を制御するためのガイド1、石英ガラス製品のリングの内径を形成するためのパンチ2、ガイド1の周囲を囲み、ガイド1の上下動の方向を制御するための上外筒3、縦方向に分割可能な少なくとも2つの側板から構成される、石英ガラスQGを収容するための下外筒6、上外筒3と下外筒6との間に設ける上部緩衝材4a、下外筒6の下端を支持するための環状溝部8と環状溝部8に囲まれた、石英ガラスQGを置くための底面からなる底板7、及び下外筒6の下端部と底板7の環状溝部8との間に設ける下部緩衝材4bを含む。
本発明のリング形状の石英ガラス製品の製造方法では、前記鋳型の底板7と下外筒6とで形成される空間に被成形用石英ガラス塊QGを供給する。被成形用石英ガラス塊QGは、一次素材の大型石英ガラス塊からコアドリル工程で副生する中芯である石英ガラス塊であることができる。但し、これに限定される意図ではない。
図1に示す鋳型を用いて、被成形用石英ガラス塊(Φ310×305L 51kg)を鋳型の中に仕込み(表1の仕込みインゴット)、1,800℃×3.5hの条件で伸展成型した。但し、鋳型におけるリング状突起部5の内周面と下外筒6の上端の外周面のクリアランス(隙間)は、1mmとした。比較として、リング状突起部5及び上部緩衝材4aを設けない鋳型による伸展成型も実施した(比較例1)。結果を表1に示す。リング状突起部5及び上部緩衝材4aを設けることで、偏芯が抑制されることが分かる。
実施例1と同様に、図1に示す鋳型を用いて、表2に示す仕込みインゴットとして示す、被成形用石英ガラス塊(Φ310)を鋳型の中に仕込み、1,800℃×3.5hの条件で伸展成型した。但し、鋳型におけるガイド1の外周面と上外筒上部3aの内周面のクリアランスは、0.5mm、0.9mm、または1.6mmとした。また、ガイド1のガイド長は200mmとした。伸展成型の結果を表2にまとめて示す。
2 パンチ
3 上外筒
4a 上部緩衝材
4b 下部緩衝材
5 リング状突起部
6 下外筒
7 底板
8 環状溝部
QG 石英ガラス
Claims (6)
- 加熱伸展成型を利用してリング形状の石英ガラス製品を製造する方法であって、
前記加熱伸展成型に用いる鋳型は、
・重石、
・重石の上下の移動量を制御するためのガイド、
・石英ガラス製品のリングの内径を形成するためのパンチ、
・ガイドの周囲を囲み、ガイドの上下動の方向を制御するための上外筒、
・縦方向に分割可能な少なくとも2つの湾曲形状の側板から構成される、石英ガラスを収容するための下外筒、
・上外筒と下外筒との間に設ける上部緩衝材、
・下外筒の下端を支持するための環状溝部と環状溝部に囲まれた、石英ガラスを置くための底面からなる底板、及び
・下外筒の下端部と底板の環状溝部との間に設ける下部緩衝材
を含み、
但し、
・上外筒は、内径の異なる上外筒上部と上外筒下部とからなる一体構造を有し、
・上外筒上部の内径は、ガイドの外径と略同一であり、
・上外筒下部の内径は、下外筒の外径より大きく、
・上外筒下部の下端内周面は、脱着可能なリング状突起部を有し、リング状突起部の内径は、下外筒の外径より大きく、
・上外筒上部の内径は、下外筒の内径と略同一であり、
・上外筒上部の下端面は、下外筒の上端面と当接し、
・下外筒の側板上端は、上外筒下部のリング状突起部より上部の内周面に沿って設けられた上部緩衝材を介して、支持され、
・下外筒の側板下端は、側板の下端が底板の環状溝部と係合し、かつ側板の下端の外周と底板の環状溝部の内周の間に設けられた下部緩衝材を介して支持される、
・前記鋳型の底板と下外筒とで形成される空間に被成形用石英ガラス塊を供給し、被成形用石英ガラス塊が変形可能な温度において、前記被成形用石英ガラス塊を前記重石の作用により前記パンチで押圧して変形させてリング状の石英ガラス製品を得る、ことを含む、前記方法。 - 前記上部緩衝材及び下部緩衝材はカーボン製フェルトである請求項1に記載の製造方法。
- 前記下外筒は、縦方向に3分割された湾曲形状の側板からなる請求項1に記載の製造方法。
- 上外筒上部の下端面の平面形状は、環リボン状であり、その一部の面に下外筒の上端面が当接する、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 下外筒の内周面上部は、上部開口に向かって、内径が増大するテーパー形状である、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- リング状突起部は、上外筒下部の下端内面に、螺子構造により脱着可能とされる、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
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