JPH0891859A

JPH0891859A - ガラスセルの成形装置

Info

Publication number: JPH0891859A
Application number: JP25133594A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Fujimura; 守藤村; Tetsuo Izawa; 哲雄伊沢
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスセルを成形する際に用いる中子とガラ
スセル素材との位置決めを容易にかつ正確に行う。【構成】中心に中子３を摺動可能に収納し、外周部に
テーパー面４ｂを有し、かつ底部に段部５ｂを有するガ
イド２を上下動可能に設ける。ガイド２のテーパー面４
ａおよび段部５ｂと嵌合するテーパー面４ａおよび段部
５ａを有し、かつガイド２に収納した中子３に対向する
位置にガラスセル素材の保持部８を有するホルダー１を
設ける。ガイド２はホルダー１の上方に配置し、ガイド
２を下降してホルダー１に嵌合する。ガイド２とホルダ
ー１が嵌合した際、中子３とホルダー１で保持したガラ
スセル素材９とは位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学分析装置に使用さ
れている角形状のガラスセルの成形装置に係り、特に水
質および体液等の液体分析を行う液体分析装置に使用す
る角形状のガラスセルの成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液体分析装置には分光分析セン
サーが装備されているが、ガラスセルに入った試料を分
析するためには、光の屈折の影響を避けるために、平行
で傷やくもり等のない平滑な面を持ったガラスセルが要
求される。従来、ガラスセルの製造には、４枚の平面ガ
ラスを角柱状に張り合わせる等の方法が用いられてい
た。しかし、かかる方法で製造されたガラスセルでは、
試料をガラスセルに入れた際に、張り合わせたガラスの
四隅部内面に毛細管現象が起こり、試料が安定しない等
の欠点があるため、近年は円形ガラスパイプを加熱成形
して角形ガラスセルを製造することが考えられている。

【０００３】図７（ａ）〜（ｅ）は、上記円形ガラスパ
イプを用いたガラスセルの製造する工程を示す概略図
で、特公平２−２８１８号公報に開示された技術を用い
た場合を示している。すなわち、ガラスセルの成形方法
は、図７（ａ）のようにガラスパイプ３０の先端をバー
ナー３１等で加熱してパイプ３０の一方の端部を溶か
し、図７（ｂ）のようにその端部を閉じる。そして、図
７（ｃ）、（ｄ）のように閉じた端部側からガラスパイ
プ３０を型３２の型部３２ａ内に挿入し、その後、図７
（ｅ）のように中子３３をガラスパイプ３３の開放端側
から挿入してガラスセルを成形している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ガラスセルを成形する
にあたっては、ガラスパイプ３０の内面と中子３３の外
面の隙間を小さくする必要がある。しかし、前記ガラス
セルの成形機構では、中子３３の位置決めが非常に難し
く、ガラスパイプ３０の中に中子３３をうまく挿入する
ことができなかったり、中子３３の挿入の際に中子３３
でガラスパイプ３０の内面を傷つけたり破損したりする
問題点があった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、ガラスセルを成形する際に用いる中子
とガラスセル素材との位置決めを容易にかつ正確に行う
ことができる機構を備えたガラスセルの成形装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は以下のように構成した。請求項１の発明
は、ガラスセル素材を保持するホルダーとガラスセルの
内面を成形する中子とガラスセルの外面を成形する外型
から構成されるガラスセルの成形装置において、中心に
前記中子を摺動可能に収納し、外周部にテーパー部を有
し、かつ底部に段部を有するガイドと、前記ガイドのテ
ーパー部および段部と嵌合するテーパー部および段部を
有し、かつ前記ガイドに収納した中子に対向する位置に
ガラスセル素材の保持部を有するホルダーとを備えた構
成した。請求項２の発明は、請求項１において、ガイド
の段部と当接するスペーサーをホルダーの段部上に設け
て構成した。

【０００７】

【作用】上記請求項１の構成によれば、ホルダーはガラ
スセル素材の保持部でガラスセル素材をガタなく確実に
支持する。ホルダーとガイドに設けたテーパー部および
段部は嵌合して、ホルダー内にガイドが正確に位置決め
された状態で保持する。ガイドがホルダー内に保持され
ると、ガイドは、中子をガラスセル素材の保持部に支持
されたガラスセル素材の内部に対して正確に位置決する
とともに、中子をガラスセルの内部に挿入するための案
内をする。中子は、ガイドと摺動し、ガイドを通じてア
クチュエータ等により上下に移動され、ガラスセルの成
形時にはガラスセル素材の内部に挿入されて外型とによ
りガラスセル素材を挟持押圧する。請求項２の構成によ
れば、スペーサーはホルダーの段部とガイドの段部との
距離を調節し、ホルダーとガイドのテーパー部の嵌合の
度合いやホルダー内に挿入するガイドの深さを調整す
る。

【０００８】

【実施例１】図１から図３は本発明の実施例１の成形装
置を示す概略図で、図１はガラスセル成形前の状態を断
面にして示す正面図、図２はガラスセルを成形する際の
状態を断面にして示す正面図、図３は図２の状態におけ
る底面図である。

【０００９】図において、１は図示を省略した固定部に
保持されたホルダーで、このホルダー１の内部には、ガ
イド２を受けるテーパー面４ａと段部５ａからなる嵌合
凹部６およびガラスセル素材７（およびガラスセル）を
保持するガラスセル保持部８が設けられている。嵌合凹
部６は下方を狭めた４角錐形状に形成され、その４面を
形成する前記テーパー面４ａの下端に前記段部５ａが形
成されている。ガラスセル保持部８は、ガラスセル素材
７の上端に設けた耳７ａの下面部分を保持するようにな
っており、ガラス素材７を挿通する穴部９が形成され、
段部５ａの下方で前記嵌合凹部６の中心に前記穴部９が
位置するように、ホルダー１の下面に設けられている。
そして、このガラスセル保持部８は、前記穴部９をガラ
スセル素材７の横断外径寸法に合わせて形成するととも
に、ガラスセル素材７の耳７ａを受ける面の平行を出す
ことで、ガラスセル７がガタついたり、傾いたりするこ
となく、ガラスセル素材７の成形部分をホルダー１の下
面から突出させた状態で支持できるようになっている。
ガラスセル素材７は、有底筒状で、断面形状が予め４角
形に近い形に作られた形状のものを使用した。

【００１０】ガイド２は、ホルダー１の嵌合凹部６の上
方でホルダー１の中心軸上に上下動自在に設けられ、そ
の中心すなわちホルダー１の中心軸上には中子３が上下
方向に摺動可能に収納されている。中子３は、その横断
面形状が４角形に形成され、ホルダー１のガラスセル保
持部８で保持したガラスセル素材７の内部に挿入し、外
型１０との挟持によりガラスセルの内面を成形するよう
になっている。ガイド２の下部外周は、嵌合凹部６のテ
ーパー面４ａの傾きに合わせたテーパー面４ｂを有する
４角錐形状に形成されるとともに、ホルダー１の段部５
ａとガイド２の段部５ｂは平行に形成されている。各テ
ーパー面４ａ、５ａおよび段部５ａ、５ｂは研磨面とな
っており、嵌合凹部６とガイド２を嵌合した場合、中子
３とホルダー１のガラスセル保持部８で保持したガラス
セル素材７との位置合わせがなされるようになってい
る。

【００１１】前記ホルダー１の下方には、ガラスセル素
材７の外面を押圧成形する下型１０が設けられている。
外型１０は、ガラスセル素材７の４つの側面成形用の型
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとガラスセル素材７の
底面成形用の型１０ｅとからなっている。型１０ａ〜１
０ｄは、ホルダー１の中心軸を中心にして同一平面上で
等間隔に放射状に配置され、それぞれ上記中心軸に対し
て前進・後退自在に設けられるとともに、型１０ｅは上
記中心軸上で上下動自在に設けられている。

【００１２】本実施例では、ホルダー１の材質にＳｉＣ
を用い、ガイド２と中子３と外型１０の材質にステンレ
スを用いた。また、ホルダー１とガイド２のテーパー面
４ａ、５ａの角度を１５．０°とした。さらに、中子３
の横断面寸法は５ｍｍ×５ｍｍとし、ガイド２の底面寸
法は７．５ｍｍ×７．５ｍｍとした。そして、ガラスセ
ル素材７の内径寸法は５．３ｍｍ×５．３ｍｍであっ
た。

【００１３】つぎに、上記構成のガラスセルの成形装置
によるガラスセル成形の手順を説明する。まず、ガイド
２をホルダー１の上方に位置させた状態で、図示しない
把持装置により端部を把持してガラスセル素材７を軟化
点付近まで加熱した後、図示しない搬送装置によりガイ
ド２とホルダー１の間からホルダー１のガラスセル保持
部８に搬送し、図１に示すように、ガラスセル保持部８
によりガラスセル素材７の耳７ａを支持し、ガラスセル
素材７の成形部分をホルダー１から出した状態にする。
その後、中子３を収納したガイド２を図示しないエアシ
リンダーなどの駆動装置により下降してホルダー１の嵌
合凹部６に入れ、テーパー面４ｂがテーパー面４ａに嵌
合し、段部４ｂが段部４ａと当たるまで移動させる。ガ
イド２と嵌合凹部６との嵌合によりガイド２の位置が出
された後、図示しないエアシリンダーなどの駆動装置に
より中子３をガイド２に案内させて、図２に示すよう
に、ガラスセル素材７の内部に所定の深さまで挿入す
る。そして、ガラスセル素材７に対する中子３の位置が
決まった後、図３に示すように、外型１０の型１０ａ〜
１０ｅをガラスセル素材７の方向に移動し、ガラスセル
素材７の外面（外側面および底面）を中子３と型１０ａ
〜１０ｅにより挟持押圧してガラスセルを成形する。

【００１４】（作用）本実施例にあっては、ホルダー１
はガラスセル素材７をホルダー１の中心軸上に位置決め
する。ガイド２は、上下動可能で、下降させることによ
りホルダー１の嵌合凹部６に嵌合し、ガラスセル素材７
の内部に案内する。ガイド２とホルダー１は、ガイド２
が嵌合凹部６に挿入されたときにテーパー面４ａ、４ｂ
と段部５ａ、５ｂがそれぞれ嵌合することにより中子３
の位置決めをし、中子３をガラスセル素材７の中空部上
に位置させる。このとき、テーパー面４ａと４ｂは研磨
面になっているので位置出しの寸法が精度良く出る。ま
た、テーパー面４ａ、４ｂのテーパー角度を適当に選択
することで、ホルダー１とガイド２との位置決め精度が
良くなるとともに、ガイド２がホルダー１に入りやすく
ガラスセルの成形後にガイド２が抜け易くなる。

【００１５】（効果）本実施例の成形装置によりガラス
セルの成形を行ったところ、中子３はガラスセル素材７
と接触することなく、スムーズに位置決めされてガラス
セル素材７の内部に挿入することができた。また、この
成形中にガラスセルがホルダー１の中でガタついたり傾
いたりすることがなかった。さらに、中子３と外型１０
により所望のガラスセルを成形することができた。

【００１６】なお、本実施例においては、ガイド２と中
子３と外型１０の材質にステンレス材を用いた場合を挙
げたが、外型１０の材質としては、この他にＳｉＣ、Ｃ
ｒ₂Ｏ₃等の耐熱性セラミックスや炭素鋼など、耐熱性
が強く、光学機能面を形成するに充分な面形状が成形で
きる材料のものを使用することができる。ガイド２と中
子３の材質を別のものとしても差し支えない。また、ホ
ルダー１の材質としては、ＳｉＣに換えて、Ｃｒ₂Ｏ₃
等の耐熱性セラミックスや炭素鋼など、耐熱性が強い材
料のものを使用することができる。さらに、ホルダー１
の嵌合凹部６とガイド２のテーパー面４ｂを形成した部
分の形状は、それぞれ円錐形状や３角錐形状としても差
し支えない。また、ホルダー１とガイド２のテーパー面
４ａ、５ａは、そのテーパー角度が１５°に限らず、４
５°、３０°等自由に選択することができる。

【００１７】

【実施例２】図４および図５は本発明の実施例２の成形
装置を示す概略図で、図４はガラスセル成形前の状態を
断面にして示す正面図、図５はガラスセルを成形する際
の状態を断面にして示す正面図、図６は本実施例の成形
装置に使用するスペーサーを示す斜視図である。

【００１８】本実施例の成形装置のホルダー１１は、そ
の内部にガイド１２のテーパー面１４ｂを受けるテーパ
ー面１４ａとガイド１２の段部１５ｂを受けるスペーサ
ー２０を載置する段部１５ａからなる嵌合凹部１６およ
びガラスセル素材１７（およびガラスセル）を保持する
ガラスセル保持部１８が設けられている。嵌合凹部１６
は下方を狭めた４角錐形状に形成され、その４面を形成
する前記テーパー面１４ａの下端に円筒部１５ｃが形成
されるとともに、円筒部１５ｃの下端に前記段部５ａが
形成されている。ガラスセル保持部１８は、ガラスセル
素材１７の上端に設けた耳１７ａの下面部分を保持する
ようになっており、ガラス素材１７を挿通する穴部１９
が形成され、段部１５ａの下方で前記嵌合凹部１６の中
心に前記穴部１９が位置するように、ホルダー１１の下
面に設けられている。そして、このガラスセル保持部１
８は、前記穴部１９をガラスセル素材１７の横断外径寸
法に合わせて形成されるとともに、ガラスセル素材１７
の耳１７ａを受ける面の平行を出すことで、ガラスセル
素材１７がガタついたり、傾いたりすることなく、ガラ
スセル素材１７の成形部分をホルダー１１の下面から突
出させた状態で支持できるようになっている。ガラスセ
ル素材１７は、有底筒状で、断面形状が予め４角形に近
い形に作られた形状のものを使用した。

【００１９】スペーサー２０は、図６に示すようにリン
グ状で、その両端面２０ａ、２０ｂは研磨により平行を
出して形成されている。このスペーサー２０はホルダー
１１の円筒部１５ｃの内径部に位置するようにホルダー
１５の段部１５ａ上に載置されている。なお、図４、図
５においては、スペーサー２０を２枚載置した状態を示
している。

【００２０】ガイド１２は、ホルダー１１の嵌合凹部１
６の上方でホルダー１１の中心軸上に上下動自在に設け
られ、その中心すなわちホルダー１１の中心軸上には中
子１３が上下方向に摺動可能に収納されている。中子１
３は、その横断面形状が４角形に形成され、ホルダー１
１のガラスセル保持部１８で保持したガラスセル素材１
７の内部に挿入し、外型２１との挟持によりガラスセル
の内面を成形するようになっている。ガイド１２の下部
外周は、嵌合凹部１６のテーパー面１４ａの傾きに合わ
せたテーパー面１４ｂを有する４角錐形状に形成される
とともに、ホルダー１１の段部１５ａとガイド１２の段
部１５ｂは平行に形成されている。各テーパー面１４
ａ、１５ａおよび段部１５ａ、１５ｂは研磨面となって
おり、嵌合凹部１６とガイド１２を嵌合した場合、中子
１３とホルダー１１のガラスセル保持部１８で保持した
ガラスセル素材１７との位置合わせがなされるようにな
っている。

【００２１】前記ホルダー１１の下方には、ガラスセル
素材１７の外面を押圧成形する下型２１が設けられてい
る。外型２１は、ガラスセル素材１７の４つの側面成形
用の型２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（２１ｂ、２１
ｄは図示省略）とガラスセル素材１７の底面成形用の型
２１ｅとからなっている。型２１ａ〜２１ｄは、実施例
１と同様に、ホルダー１１の中心軸を中心にして同一平
面上で等間隔に放射状に配置され、それぞれ上記中心軸
に対して前進・後退自在に設けられるとともに、型２１
ｅは上記中心軸上で上下動自在に設けられている。

【００２２】本実施例では、ホルダー１１の材質にＳｉ
Ｃを用い、ガイド１２と中子１３とスペーサー２０およ
び外型２１の材質にステンレスを用いた。また、ホルダ
ー１１とガイド１２のテーパー面１４ａ、１５ａの角度
を１５．０°とした。さらに、中子１３の横断面寸法は
５ｍｍ×５ｍｍとし、ガイド１２の底面寸法は７．５ｍ
ｍ×７．５ｍｍとした。そして、ガラスセル素材１７の
内径寸法は５．３ｍｍ×５．３ｍｍであった。

【００２３】つぎに、上記構成のガラスセルの成形装置
によるガラスセル成形の手順を説明する。まず、ガイド
１２をホルダー１１の上方に位置させた状態で、図示し
ない把持装置により端部を把持してガラスセル素材１７
を軟化点付近まで加熱した後、図示しない搬送装置によ
りガイド１２とホルダー１１の間からホルダー１１のガ
ラスセル保持部１８に搬送し、図４に示すように、ガラ
スセル保持部１８によりガラスセル素材１７の耳１７ａ
を支持し、ガラスセル素材１７の成形部分をホルダー１
１から出した状態にする。その後、中子１３を収納した
ガイド１２を図示しないエアシリンダーなどの駆動装置
により下降してホルダー１１の嵌合凹部１６に入れ、テ
ーパー面１４ｂがテーパー面１４ａに嵌合し、段部１４
ｂが段部４ａ上に載置したスペーサー２０の上端面２０
ａ（あるいは２０ｂ）と当たるまで移動させる。ガイド
１２と嵌合凹部１６との嵌合によりガイド１２の位置が
出された後、図示しないエアシリンダーなどの駆動装置
により中子１３をガイド１２に案内させて、図５に示す
ように、ガラスセル素材１７の内部に所定の深さまで挿
入する。そして、ガラスセル素材１７に対する中子１３
の位置が決まった後、実施例１における図３と同様に、
外型２１の型２１ａ〜２１ｅをガラスセル素材１７の方
向に移動し、ガラスセル素材１７の外面（外側面および
底面）を中子１３と型２１ａ〜２１ｅによりそれぞれ挟
持押圧してガラスセルを成形する。

【００２４】（作用）本実施例にあっては、ホルダー１
１はガラスセル素材１７をホルダー１１の中心軸上に位
置決めする。ガイド１２は、上下動可能で、下降させる
ことによりホルダー１１の嵌合凹部１６に嵌合し、ガラ
スセル素材１７の内部に案内する。ガイド１２とホルダ
ー１１は、ガイド１２が嵌合凹部１６に挿入されたとき
にテーパー面１４ａ、１４ｂおよび段部１５ａ上のスペ
ーサー２０と段部１５ｂがそれぞれ嵌合することにより
中子１３の位置決めをし、中子１３をガラスセル素材１
７の中空部上に位置させる。このとき、テーパー面１４
ａと１４ｂは研磨面になっているので位置出しの寸法が
精度良く出る。また、テーパー面１４ａ、１４ｂのテー
パー角度を適当に選択することで、ホルダー１とガイド
２との位置決め精度が良くなるとともに、ガイド２がホ
ルダー１に入りやすくガラスセルの成形後にガイド２が
抜け易くなる。そして、スペーサー２０は、ホルダー１
１の段部１５ａとガイド１２の段部１５ｂとの距離を調
整し、テーパー面１４ａ、１４ｂの嵌合の度合いやガイ
ド１３がガラス素材１７内部に挿入される深さを調整す
る。

【００２５】（効果）本実施例の成形装置によりガラス
セルの成形を行ったところ、中子１３はガラスセル素材
１７と接触することなく、スムーズに位置決めされてガ
ラスセル素材１７の内部に挿入して、中子１３と外型２
１により所望のガラスセルを成形することができた。そ
して、この成形中にガラスセルがホルダー１１の中でガ
タついたり傾いたりすることがなかった。また、本実施
例ではスペーサー２０を段部１５ａに載置することで、
嵌合凹部１６に対するガイド１２の挿入深さを調節して
いるが、予め互いに異なる厚さ寸法のスペーサー２０を
用意しておくことで、前記実施例１の場合と比較してガ
イド１２の挿入深さ調節が容易かつ正確になった。

【００２６】なお、本実施例においては、ガイド１２と
中子１３と外型２１の材質にステンレス材を用いた場合
を挙げたが、外型２１の材質としては、この他にＳｉ
Ｃ、Ｃｒ₂Ｏ₃等の耐熱性セラミックスや炭素鋼など、
耐熱性が強く、光学機能面を形成するに充分な面形状が
成形できる材料のものを使用することができる。ガイド
１２と中子１３の材質を別のものとしても差し支えな
い。また、ホルダー１１の材質としては、ＳｉＣに換え
て、Ｃｒ₂Ｏ₃等の耐熱性セラミックスや炭素鋼など、
耐熱性が強い材料のものを使用することができる。さら
に、ホルダー１１の嵌合凹部１６とガイド１２のテーパ
ー面１４ｂを形成した部分の形状は、それぞれ円錐形状
や３角錐形状としても差し支えない。また、ホルダー１
１とガイド１２のテーパー面１４ａ、１５ａは、そのテ
ーパー角度が１５°に限らず、４５°、３０°等自由に
選択することができる。そして、ホルダー１１の段部１
５ａに載置するスペーサー２０の使用枚数は、１枚でも
それ以上の枚数を重ねたものであっても良く、その平行
度と寸法誤差の許す限り制限なく使用することができ
る。さらに、スペーサー２０の材質は、ステンレスに限
らず、炭素鋼、耐熱セラミックスなどを使用することが
できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１によれ
ば、ガイドにガラスセル成形用の型（中子）を設けたの
で、ホルダーにガイドを位置決めすることで、中子をガ
ラスセル素材に対する位置決めが容易にかつ正確に行う
ことができる。よって、ガラスセルを傷つけたり破損す
ることなく極めて良好に製造することができる。また、
請求項２によれば、請求項１の効果に加えて、ホルダー
内に挿入するガイドの深さを極めて容易にかつ正確に調
整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のガラスセルの成形装置で、
ガラスセル成形前の状態を断面にして示す概略正面図で
ある。

【図２】本発明の実施例１のガラスセルの成形装置で、
ガラスセルを成形する際の状態を断面にして示す概略正
面図である。

【図３】図２の状態における底面図である。

【図４】本発明の実施例２のガラスセルの成形装置で、
ガラスセル成形前の状態を断面にして示す概略正面図で
ある。

【図５】本発明の実施例２のガラスセルの成形装置で、
ガラスセルを成形する際の状態を断面にして示す概略正
面図である。

【図６】本発明の実施例２のガラスセルの成形装置に使
用するスペーサーを示す斜視図である。

【図７】図７は、従来技術のガラスセルを製造する工程
を示す概略図である。

【符号の説明】

１１１ホルダー２１２ガイド３１３中子４ａ４ｂ１４ａ１４ｂテーパー面５ａ５ｂ１５ａ１５ｂ段部７１７ガラスセル素材８１８ガラスセル素材の保持部１０２１外型２０スペーサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスセル素材を保持するホルダーとガ
ラスセルの内面を成形する中子とガラスセルの外面を成
形する外型から構成されるガラスセルの成形装置におい
て、中心に前記中子を摺動可能に収納し、外周部にテー
パー部を有し、かつ底部に段部を有するガイドと、前記
ガイドのテーパー部および段部と嵌合するテーパー部お
よび段部を有し、かつ前記ガイドに収納した中子に対向
する位置にガラスセル素材の保持部を有するホルダーと
を備えたことを特徴とするガラスセルの成形装置。
【請求項２】前記ガイドの段部と当接するスペーサー
を前記ホルダーの段部上に設けたことを特徴とする請求
項１記載のガラスセルの成形装置。