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公開番号2025129753
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026621
出願日2024-02-26
発明の名称溶融成形装置
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社ミライズテクノロジーズ,トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類C03B 19/00 20060101AFI20250829BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】振動子の溶融成形装置を提供する。
【解決手段】溶融成形装置は、平坦な載置面を備えるステージを備える。溶融成形装置は、載置面上に配置されており、平坦な上面と、上面に垂直な中心軸を中心として上面の一部に形成されている穴部と、を備える溶融成形型を備える。溶融成形装置は、中心軸の上方に穴部と対向して配置されており、穴部に向けて火炎を発生させることが可能に構成されているバーナを備える。溶融成形装置は、溶融成形型の上面に配置されており、穴部に対応した第1開口部を備える上面部材を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平坦な載置面を備えるステージと、
前記載置面上に配置されており、平坦な上面と、前記上面に垂直な中心軸を中心として前記上面の一部に形成されている穴部と、を備える溶融成形型と、
前記中心軸の上方に前記穴部と対向して配置されており、前記穴部に向けて火炎を発生させることが可能に構成されているバーナと、
前記溶融成形型の前記上面に配置されており、前記穴部に対応した第１開口部を備える上面部材と、
を備える、溶融成形装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記第１開口部は、前記中心軸を中心とした円形であり、
前記第１開口部の径は、前記穴部の径よりも大きい、請求項１に記載の溶融成形装置。
【請求項３】
前記溶融成形型または前記上面部材の少なくとも一方に配置されている第１係合部を備えており、
前記第１係合部は、前記溶融成形型と前記上面部材との相対位置を固定することが可能に構成されており、
前記溶融成形型と前記上面部材との相対位置が固定された状態で、前記穴部の中心と前記第１開口部の中心とが一致している、請求項２に記載の溶融成形装置。
【請求項４】
前記溶融成形型の前記上面と前記上面部材の下面との間に配置されている、板状の枠体をさらに備えており、
前記枠体は、第２開口部を備えており、
前記第２開口部の内部には、前記穴部を覆うように板状の被加工材料を配置することが可能に構成されており、
前記中心軸方向から見たときに、前記第１開口部の内部に前記第２開口部の少なくとも一部が含まれており、前記第２開口部の内部に前記穴部の全体が含まれている、請求項１－３の何れか１項に記載の溶融成形装置。
【請求項５】
前記中心軸方向から見たときに、前記第１開口部の内部に前記第２開口部の全体が含まれている、請求項４に記載の溶融成形装置。
【請求項６】
前記中心軸方向から見たときに、前記第２開口部は四角形形状である、請求項５に記載の溶融成形装置。
【請求項７】
前記溶融成形型に配置されている第２係合部を備えており、
前記第２係合部は、前記溶融成形型と前記枠体との相対位置を固定することが可能に構成されており、
前記溶融成形型と前記枠体との相対位置が固定された状態で、前記穴部の中心と前記第２開口部の中心とが一致している、請求項６に記載の溶融成形装置。
【請求項８】
前記第１開口部の内壁面が、テーパ形状を有している、請求項１に記載の溶融成形装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、振動子の溶融成形装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高精度化が可能であるジャイロとして、溶融シリカを振動子に用いたBird-bath Resonator Gyroscope (BRG)が開示されている。具体的には、上面の一部に穴部が形成されている溶融成形型を準備する。穴部は、成形型の上面に垂直な中心軸を中心として、上面の一部に形成されている。穴部を塞ぐように被加工材料（例：石英板）を配置し、被加工材料の下面を減圧し、被加工材料の上面をバーナで加熱する。穴部の内部に入り込むように被加工材料を溶融変形させることで、半球形状の振動子を作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１８／０７９１２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
穴部の中心軸に対して高い対称性を備えた振動子を作製するためには、穴部の中心軸に対して同心円状の温度分布で入熱する必要がある。しかしバーナによる火炎は、放射方向に垂直な断面形状の真円度が低くなる傾向を有している。これは、燃焼ガスの混合状態や流量の変動によって、火炎外縁部において、火炎の向きや火炎径が常時変動する（細かく脈動する）ためである。そのため、高い対称性を備えた振動子を作製することが困難な場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する溶融成形装置は、平坦な載置面を備えるステージを備える。溶融成形装置は、載置面上に配置されており、平坦な上面と、上面に垂直な中心軸を中心として上面の一部に形成されている穴部と、を備える溶融成形型を備える。溶融成形装置は、中心軸の上方に穴部と対向して配置されており、穴部に向けて火炎を発生させることが可能に構成されているバーナを備える。溶融成形装置は、溶融成形型の上面に配置されており、穴部に対応した第１開口部を備える上面部材を備える。
【０００６】
上記構成では、第１開口部を備える上面部材を、溶融成形型の上面に配置している。そして、第１開口部を介して、溶融成形型の穴部に火炎を当てる。これにより、火炎外縁部を上面部材によって遮断し、火炎の内部のみを穴部に当てることができる。脈動する火炎外縁部の影響を抑制することができるため、第１開口部に閉じ込められる火炎を、断面の真円度が高い火炎とすることができる。これにより、火炎温度分布の中心軸に対する非対称性を改善することができる。中心軸に対して同心円状の温度分布で入熱することができるため、高い対称性を備えた振動子を作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施例１の溶融成形装置１の断面概略図である。
実施例１の溶融成形装置１の上面図である。
振動子の製造工程を説明するフロー図である。
加熱工程における穴部２０ｈ近傍の拡大断面図である。
実施例１の変形例を示す断面図である。
実施例１の変形例を示す断面図である。
実施例１の変形例を示す断面図である。
実施例２の溶融成形装置２０１の断面側面図である。
実施例２の溶融成形装置２０１の上面図である。
実施例１の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
（溶融成形装置１の構成）
図１に、溶融成形装置１の断面概略図を示す。図２に、溶融成形装置１の上面図を示す。図１は、図２のI－I線における断面図に対応している。なお図２では、バーナ５０、可動機構５３および電動ステージ４５の記載を省略している。
【０００９】
電動ステージ４５は、ｘｙ方向（水平方向）に移動可能に構成されている。電動ステージ４５は、平坦な載置面４５ｓを備えている。載置面４５ｓ上には、ヒートシンク４０およびプレート１０を介して、成形型２０が載置されている。
【００１０】
ヒートシンク４０は、電動ステージ４５と成形型２０との間に配置されている。ヒートシンク４０は、プレート１０の下面１０ｒと接触している。ヒートシンク４０の内部には、循環配管４１が配置されている。循環配管４１は、チラー設備４２に接続されている。循環配管４１には、チラー設備４２によって恒温化（例：３５℃）された熱媒が循環している。これによりヒートシンク４０は、工程中に一定の温度を保ち続けることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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