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公開番号2025136958
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035901
出願日2024-03-08
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 23/035 20060101AFI20250911BHJP(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、溶融成形型、プレート、第1接触部、第2接触部、を備える。溶融成形型は、下面と、下面と平行な上面と、上面の一部に形成されている穴部と、穴部の底面から下面まで貫通している貫通孔と、を備えている。プレートの表面には、排気口が形成されている。第1接触部および第2接触部は、溶融成形型の下面とプレートの表面との間に配置されており、溶融成形型とプレートとを離反可能に接続している。第1接触部は、溶融成形型の下面に表出している貫通孔の周囲およびプレートの表面に表出している排気口の周囲を取り囲んでいる。第2接触部は、第1接触部の内側に配置されており、貫通孔および排気口の周囲を取り囲んでいる。第1接触部および第2接触部が配置されていない領域では、溶融成形型の下面とプレートの表面との間に空間が形成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
溶融成形型、プレート、第１接触部、第２接触部、を備える溶融成形装置であって、
前記溶融成形型は、下面と、下面と平行な上面と、上面の一部に形成されている穴部と、穴部の底面から下面まで貫通している貫通孔と、を備えており、
前記プレートの表面には、排気口が形成されており、
前記第１接触部および前記第２接触部は、前記溶融成形型の下面と前記プレートの表面との間に配置されており、前記溶融成形型と前記プレートとを離反可能に接続しており、
前記第１接触部は、前記溶融成形型の下面に表出している前記貫通孔の周囲および前記プレートの表面に表出している前記排気口の周囲を取り囲んでおり、
前記第２接触部は、前記第１接触部の内側に配置されており、前記貫通孔および前記排気口の周囲を取り囲んでおり、
前記第１接触部および前記第２接触部が配置されていない領域では、前記溶融成形型の下面と前記プレートの表面との間に空間が形成されている、溶融成形装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記溶融成形型の上面に垂直な方向から見たときに、前記第１接触部は、閉じた環状構造を備えており、
前記第１接触部の全周において、前記溶融成形型と前記プレートとが密着している、請求項１に記載の溶融成形装置。
【請求項３】
前記溶融成形型の上面に垂直な方向から見たときに、前記第２接触部は環状構造を備えており、
前記第２接触部は、径方向に延びる溝によって複数に分割されており、
前記第２接触部の内周側には、第１空間が形成されており、
前記第２接触部の外周と前記第１接触部の内周との間には、第２空間が形成されており、
前記溝は、前記第１空間と前記第２空間とを連通している、請求項２に記載の溶融成形装置。
【請求項４】
前記溶融成形型の上面に垂直な方向から見たときに、前記第２接触部は、閉じた環状構造を備えており、
前記第２接触部の全周において、前記溶融成形型と前記プレートとが密着している、請求項２に記載の溶融成形装置。
【請求項５】
前記第１接触部および前記第２接触部は、前記溶融成形型と一体形成されており、前記溶融成形型の下面から突出している、請求項１－４の何れか１項に記載の溶融成形装置。
【請求項６】
前記第１接触部および前記第２接触部は、前記プレートと一体形成されており、前記プレートの表面から突出している、請求項１－４の何れか１項に記載の溶融成形装置。
【請求項７】
前記第１接触部および前記第２接触部は、前記プレートおよび前記溶融成形型とは別体に構成されている、請求項１－４の何れか１項に記載の溶融成形装置。
【請求項８】
前記第１接触部および前記第２接触部の熱膨張係数は、前記プレートの熱膨張係数と略同一である、請求項７に記載の溶融成形装置。
【請求項９】
前記溶融成形型の上面に垂直な方向から見たときに、前記第１接触部は第１面積を有しており、前記第２接触部は第２面積を有しており、
前記第２面積は前記第１面積の半分以下である、請求項１に記載の溶融成形装置。
【請求項１０】
前記第２接触部の内側に配置されており、前記貫通孔および前記排気口の周囲を取り囲んでいる、第３接触部をさらに備えており、
前記溶融成形型の上面に垂直な方向から見たときに、前記第３接触部は、環状構造を備えている、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 2,300 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、排気機能および排熱機能を備えたプレート上に、溶融成形型を配置する。溶融成形型の表面に形成されている穴部を塞ぐように、石英板を配置する。プレートの排気機能によって穴部の内部を減圧しながら、石英板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石英板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】
加熱された石英板の熱は、石英板と溶融成形型の表面との接触面および溶融成形型を介して、プレートへ排熱される。これにより石英板には、穴部の中心から外周に向かって温度が低下する温度勾配が発生する。この温度勾配が、振動子の加工形状に影響してしまう場合がある。
【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の一実施形態は、溶融成形型、プレート、第１接触部、第２接触部、を備える。溶融成形型は、下面と、下面と平行な上面と、上面の一部に形成されている穴部と、穴部の底面から下面まで貫通している貫通孔と、を備えている。プレートの表面には、排気口が形成されている。第１接触部および第２接触部は、溶融成形型の下面とプレートの表面との間に配置されており、溶融成形型とプレートとを離反可能に接続している。第１接触部は、溶融成形型の下面に表出している貫通孔の周囲およびプレートの表面に表出している排気口の周囲を取り囲んでいる。第２接触部は、第１接触部の内側に配置されており、貫通孔および排気口の周囲を取り囲んでいる。第１接触部および第２接触部が配置されていない領域では、溶融成形型の下面とプレートの表面との間に空間が形成されている。
【０００６】
第１接触部および第２接触部によって、溶融成形型の下面とプレートの表面との間に空間が形成されている。溶融成形型の下面の全面がプレートの表面に接触している場合に比して、溶融成形型とプレートとの接触面積を低減できるため、溶融成形型からプレートへの排熱量を減少させることが可能となる。すなわち、溶融成形型に蓄熱することが可能となる。これにより、石英板に発生する温度勾配を抑制することができるため、振動子の加工精度を高め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の上面図である。
実施例１の溶融成形装置１の断面図である。
溶融変形後の断面図である。
ＢＲＧ６０の上面図および断面図である。
比較例の成形型１０２０を用いて振動子３１を作製する場合の断面図である。
実施例２の溶融成形装置２０１の断面図である。
実施例３の溶融成形装置３０１の断面図である。
第１接触部３４１および第２接触部３４２の斜視図である。
実施例４の溶融成形装置４０１の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
図１および図２に、実施例１の溶融成形装置１を示す。図１は、成形型２０の上面２０ｓに垂直な方向（ｚ方向）から見た上面図である。図２は、図１のII－II線における断面図である。溶融成形装置１は、プレート１０、排気機構１１、成形型２０、石英板３０、第１接触部４１、第２接触部４２、バーナ５０、を備える。なお図１では、第１接触部４１および第２接触部４２を点線で示しているとともに、バーナ５０および排気機構１１の記載を省略している。
【０００９】
プレート１０は、成形型２０を設置するためのステンレス製の台である。プレート１０の表面１０ｓには、排気口１０ａが形成されている。排気口１０ａは、排気経路１０ｐを介して排気機構１１（例：真空ポンプ）に接続されている。
【００１０】
成形型２０は、石英板３０を溶融変形させて半球形状の振動子３１を成形するための型である。成形型２０の材料はグラファイトとした。本実施例では、成形型２０は、中心軸ＣＡを備えた円柱形状である。成形型２０は、下面２０ｒ、上面２０ｓ、穴部２０ｈ、支柱２０ｐ、貫通孔２０ｅ、を備える。下面２０ｒおよび上面２０ｓは、中心軸ＣＡに垂直な平坦面である。上面２０ｓは、下面２０ｒと平行である。上面２０ｓの一部には、穴部２０ｈが形成されている。穴部２０ｈは、石英板３０が溶融変形するための変形空間である。本実施例では、穴部２０ｈは、中心軸ＣＡを中心とした円柱がくり抜かれた形状を有している。また穴部２０ｈの内壁は、底へ向かって径が狭くなるような曲面のテーパ形状を備えている。換言すると、中心軸ＣＡは、穴部２０ｈの中心を通り成形型２０の下面２０ｒに垂直な軸である。穴部２０ｈは、底面２０ｂを備えている。穴部２０ｈの中央には、底面２０ｂから垂直上方に伸びている支柱２０ｐが配置されている。支柱２０ｐは、中心軸ＣＡを中心軸とする円柱である。底面２０ｂには、下面２０ｒに貫通している複数の貫通孔２０ｅが形成されている。貫通孔２０ｅは排気口１０ａに連通している。
（【００１１】以降は省略されています）

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