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公開番号2025130774
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028051
出願日2024-02-28
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 23/023 20060101AFI20250902BHJP(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。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。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。溶融成形型とバーナとの間に配置されており、1つまたは複数の開口部を備えている板状の中間部材を備える。中間部材の下面と溶融成形型の上面との間には空間が形成されている。
【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、
前記溶融成形型と前記バーナとの間に配置されており、１つまたは複数の開口部を備えている板状の中間部材と、
を備え、
前記中間部材の下面と前記溶融成形型の前記上面との間には空間が形成されている、
溶融成形装置。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記中間部材は、１つの第１開口部を備えており、
前記第１開口部の中心は、前記中心軸と一致している、請求項１に記載の溶融成形装置。
【請求項３】
前記第１開口部は、前記中心軸を中心とした円形である、請求項２に記載の溶融成形装置。
【請求項４】
前記第１開口部の前記中心軸を通る平面による断面は、下側の開口幅が上側の開口幅よりも小さくなるようなテーパ形状を備えている、請求項３に記載の溶融成形装置。
【請求項５】
前記中間部材は、前記中間部材の下面から下方に突出している脚部を備えており、
前記脚部は、前記溶融成形型に接触しているとともに、前記中間部材と前記溶融成形型との相対位置を固定することが可能に構成されている係合部を備えており、
前記中間部材と前記溶融成形型との相対位置が固定された状態で、前記第１開口部の中心と前記穴部の中心とが一致している、請求項２－４の何れか１項に記載の溶融成形装置。
【請求項６】
前記中間部材は、複数の第２開口部を備えている、請求項１に記載の溶融成形装置。
【請求項７】
前記複数の第２開口部は、前記中心軸に対して回転対称に配置されている、請求項６に記載の溶融成形装置。
【請求項８】
前記中間部材の開口率が、前記中心軸の近傍において最小である、請求項７に記載の溶融成形装置。
【請求項９】
前記中間部材は、前記中間部材の下面から下方に突出している脚部を備えており、
前記脚部は、前記溶融成形型に接触しているとともに、前記中間部材と前記溶融成形型との相対位置を固定することが可能に構成されている係合部を備えており、
前記中間部材と前記溶融成形型との相対位置が固定された状態で、前記中間部材の中心と前記穴部の中心とが一致している、請求項６－８の何れか１項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。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。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。溶融成形型とバーナとの間に配置されており、１つまたは複数の開口部を備えている板状の中間部材を備える。中間部材の下面と溶融成形型の上面との間には空間が形成されている。
【０００６】
上記構成では、開口部を備える中間部材を、溶融成形型とバーナとの間に配置している。そして、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、開口部を通過した火炎を穴部に当てることができる。開口部によって断面形状を補正することができるため、穴部に当てられる火炎の断面の真円度を高めることができる。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。
加熱工程における穴部２０ｈ近傍の拡大断面図である。
【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。また図２では、中間部材６１の下側に隠れている成形型２０および石英板３０を点線で記載しているとともに、石英板３０の下側に隠れている穴部２０ｈを点線で記載している。
【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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