(57)【要約】【課題】軽量化、作業性および安全性の向上を図り、接合強度を確保し大型化に対応可能な軽量化ミラーおよびその製造方法を得る。【解決手段】軽量化ミラーは、鏡軸に関して周方向に延びた周方向接合面で互いに接合されて背面側面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のコア要素を備えている。ガラス素材を整形して作った複数のコア要素素材のそれぞれの軽量化空洞加工作業を、一斉に並行して行って、複数のコア要素を周方向接合面で互いに接合してコアを構成し、鏡面を形成する。【効果】作業性と安全性が向上し、軽量化ミラー全体の接合強度を確保できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡面側面、背面側面および鏡軸を持つコアと、上記コアの上記鏡面側面に形成された鏡面とを備えた軽量化ミラーにおいて、
上記コアが、上記鏡軸にほぼ直角な面内に配置されて、上記鏡軸に関してほぼ周方向に延びた周方向接合面で互いに接合され、それぞれ上記背面側面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のコア要素を備えていることを特徴とする軽量化ミラー。
【請求項２】
上記コアの上記背面側面に接合されたバックプレートを備えたことを特徴とする請求項１に記載の軽量化ミラー。
【請求項３】
上記バックプレートが、上記コアに接合された軸方向接合面と、この軸方向接合面と反対側の背面とを持ち、
上記バックプレートが、上記鏡軸にほぼ直角な面内に配置されて、上記鏡軸に関してほぼ周方向に互いに接合された周方向接合面と、それぞれ上記軸方向接合面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のプレート要素と備えていることを特徴とする請求項２に記載の軽量化ミラー。
【請求項４】
上記コアの上記背面側面に上記軽量化空洞によって描かれたパターンおよび上記バックプレートの上記軸方向接合面に上記軽量化空洞によって描かれたパターンが、上記鏡軸あるいは上記鏡軸と交わる上記背面側面あるいは上記軸方向接合面内の径方向軸に関して対称であり
上記コアの上記パターンと上記バックプレートの上記パターンとが、互いに合致していることを特徴とする請求項３に記載の軽量化ミラー。
【請求項５】
上記コアの上記周方向接合面と上記バックプレートの上記周方向接合面とが、互いにずれていることを特徴とする請求項４に記載の軽量化ミラー。
【請求項６】
鏡面側面、背面側面および鏡軸を持つコアと、上記コアの上記鏡面側面に形成された鏡面とを備え、上記コアが、上記鏡軸にほぼ直角な面内に配置されて、上記鏡軸に関してほぼ周方向に延びた周方向接合面で互いに接合され、それぞれ上記背面側面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のコア要素を備えている軽量化ミラーを製造するために、
ガラス素材を整形して複数のコア要素素材を形成する工程と、
上記コア要素素材のそれぞれについて、上記コア要素素材に軽量化空洞を形成する作業を、並行して行って複数のコア要素を製造する工程と、
複数の上記コア要素を上記周方向接合面で互いに接合してコアを構成する工程と、
上記コアの上記鏡面側面に鏡面を形成する工程と
を備えたことを特徴とする軽量化ミラー製造方法。
【請求項７】
上記コア要素素材を形成する工程が、板状ガラス素材を上記鏡軸周りに周方向に分割する工程を備えたことを特徴とする請求項６に記載の軽量化ミラー製造方法。
【請求項８】
上記軽量化空洞を形成する作業を上記コア要素素材の一面側だけから行い、上記軽量化空洞が上記一面側に開き、他面側で閉じた空洞であることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の軽量化ミラー製造方法。
【請求項９】
上記コアの上記背面側面にバックプレートの軸方向接合面を接合する工程を備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の軽量化ミラー製造方法。
【請求項１０】
上記バックプレートを用意するために、上記板状ガラス素材を周方向に分割する工程の前に、上記板状ガラス素材を上記コアの鏡軸に垂直な平面で分割し、コア用ガラス素材とプレート用ガラス素材とを作る工程を備えたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の軽量化ミラー製造方法。
【請求項１１】
上記バックプレートを用意するために、
上記プレート用ガラス素材を上記鏡軸周りに周方向に分割してそれぞれ周方向接合面を持つ複数のプレート要素素材を用意する工程と、
上記プレート要素素材のそれぞれについて、上記プレート要素素材に軽量化空洞を形成する作業を、上記プレート要素素材の一面側だけから並行して行って、上記一面側に開き、他面側で閉じた軽量化空洞を持つ複数のプレート要素を製造する工程と、
複数の上記プレート要素を上記周方向接合面で互いに接合してバックプレートを構成する工程とを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の軽量化ミラー製造方法。
【請求項１２】
上記軽量化空洞を形成する工程が、上記コアの上記背面側面および上記バックプレートの上記軸方向接合面に描かれる上記軽量化空洞によるパターンを、上記鏡軸あるいは上記鏡軸と交わる上記背面側面あるいは上記軸方向接合面内の径方向軸に関して対称なパターンで描く工程を備え、
上記コアと上記バックプレートとを接合する工程が、上記パターンを互いに合致させる工程とを備えたことを特徴とする請求項１１に記載の軽量化ミラー製造方法。
【請求項１３】
上記コアと上記バックプレートとを接合する工程が、上記コアの上記周方向接合面と上記バックプレートの上記周方向接合面とを互いにずらす工程を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の軽量化ミラー製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軽量化ミラーおよびその製造方法に関し、特に一方の表面に鏡面を有し、他方の表面に複数の軽量化空洞を設けた軽量化ミラーおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の軽量化ミラーとしては、一方の表面に鏡面を有し、他方の表面にリブ部により画成された複数の穴部を形成して軽量化した形状のコアが知られている。またこのコアをフェースプレートとして反鏡面側の表面にバックプレートを接合して軽量化ミラーの剛性を高めることも提案されている。この軽量化ミラーにおいては、フェースプレートと、バックプレートとに分割されていて、多数のリブで補強された軽量で剛性の高い中空箱形のコアを比較的作業性良く製造できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような軽量化ミラーにおいては、低膨張ガラス製のコアに、例えば９０個もの多数のポケット状止まり穴を１つずつ砥石による堀り込み加工などの機械加工により形成する作業が必要であり、軽量化のための軽量化空洞を形成するのに長時間が掛かっていた。ミラーサイズが大きくなれば、それに比例して軽量化空洞の数が増え、機械加工作業に掛かる時間は長期に亘ることになり、大きな問題である。
【０００５】
また、ミラーサイズが大きくなった場合には、軽量化ミラーの剛性および接合強度の確保あるいは増大の必要も生じてくる。
【０００６】
従ってこの発明の目的は、製造時間を短縮できる軽量化ミラーおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の軽量化ミラーは、鏡面側面、背面側面および鏡軸を持つコアと、上記コアの上記鏡面側面に形成された鏡面とを備えた軽量化ミラーにおいて、上記コアが、上記鏡軸にほぼ直角な面内に配置されて、上記鏡軸に関してほぼ周方向に延びた周方向接合面で互いに接合され、それぞれ上記背面側面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のコア要素を備えていることを特徴とする軽量化ミラーである。
【０００８】
また、この発明の軽量化ミラー製造方法は、鏡面側面、背面側面および鏡軸を持つコアと、上記コアの上記鏡面側面に形成された鏡面とを備え、上記コアが、上記鏡軸にほぼ直角な面内に配置されて、上記鏡軸に関してほぼ周方向に延びた周方向接合面で互いに接合され、それぞれ上記背面側面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のコア要素を備えている軽量化ミラーを製造するために、ガラス素材を整形して複数のコア要素素材を形成する工程と、上記コア要素素材のそれぞれについて、上記コア要素素材に軽量化空洞を形成する作業を、並行して行って複数のコア要素を製造する工程と、複数の上記コア要素を上記周方向接合面で互いに接合してコアを構成する工程と、上記コアの上記鏡面側面に鏡面を形成する工程とを備えたことを特徴とする軽量化ミラー製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の軽量化ミラーおよびその製造方法によれば、コアが、鏡軸にほぼ直角な面内に配置されて、鏡軸に関してほぼ周方向に延びた周方向接合面で互いに接合され、それぞれ背面側面に開口を持つ軽量化空洞を有する複数のコア要素を備えているので、多数の軽量化空洞の加工作業を、複数のコア要素のそれぞれについて、並行して、同時に行うことができ、軽量化作業時間が短縮でき、製造工程を短縮できる。
【００１０】
また、軽量化ミラーが大型のものであっても、複数に分割されたコア要素の材料の大きさが小さいので、加工機、治具の制限が少なく、作業性、安全性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１〜１０にはこの発明による軽量化ミラーの一実施形態を示す。図１は軽量化ミラーを示す概略斜視図であり、図２は図１の軽量化ミラーのコアを示す概略底面図であり、図３は図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってバックプレートをコアと共に示す概略断面図である。図４〜１０は図１の軽量化ミラーの製造方法の一例を示す概略斜視図である。
【００１２】
この発明の軽量化ミラー１は、例えばパラボラ凹面となるように研磨された鏡面側面２と、鏡面側面２と反対側の平坦な背面側面３とを持つ円板状のコア４を備えている。コア４の鏡面側面２上には光あるいは電波などの電磁波を反射する鏡面５を形成する反射膜６が形成されており、鏡面５は光学的軸心である鏡軸７を持っている。
【００１３】
コア４は、鏡軸７にほぼ直角な面内に配置されて、鏡軸７に関してほぼ周方向に延びた周方向接合面８で互いに接合され、それぞれ背面側面３に開口９を持つた多数の軽量化空洞１０を有する複数のコア要素１１を備えている（図７参照）。
【００１４】
図示の例では、コア４は中央に円形の中心孔１２を持つ低膨張ガラス素材でできた円板状の部材であり、鏡軸７を中心として１２０度の等間隔に分割された３つの扇形のコア要素１１を、互いに扇形の直線部分である周方向接合面８で接合して全体として円板状にしたものである。コア要素１１間の接合は、オプティカルコンタクト、ダイレクトボンディング等の加熱接合あるいは接着剤による接着により行うことができる。
【００１５】
コア要素１１に形成された軽量化空洞１０は、コア要素１１の円弧部分に近い場所にある一部のものを除いて殆どが正三角形断面を持ち、背面側面３に開いた開口９を持つ閉じた空洞である。軽量化空洞１０の形状、寸法、数、配置等は任意であるが、間にコア要素１１の補強リブ１３となる隔壁が形成されることが重要である。図示の例では、軽量化空洞１０は各コア要素１１について同一であり、扇形の中心線に関して対称の配置パターンを形成している。
【００１６】
図１に示す軽量化ミラー１はまた、コア４の背面側面３に接合されたバックプレート１５を備えている。バックプレート１５は、コア４に接合された軸方向接合面１６と、この軸方向接合面１６と反対側の背面側面１７とを持っている。
【００１７】
バックプレート１５は、コア４の鏡軸７にほぼ直角な面内に配置されて、鏡軸７に関してほぼ周方向に互いに接合された周方向接合面１８と、それぞれ軸方向接合面１６に開口１９を持つ軽量化空洞２０を有する複数のプレート要素２１と備えている。バックプレート１５の中心軸２４は鏡軸７に一致している。
【００１８】
図示の例では、バックプレート１５はコア４と基本的に同じ構造のものであり、中央に円形の中心孔２２を持つ低膨張ガラス素材でできた円板状の部材であり、鏡軸７を中心として１２０度の等間隔に分割された３つの扇形のプレート要素２１を、互いに扇形の直線部分である周方向接合面１８で接合して全体として円板状にしたものである。プレート要素２１間の接合は、オプティカルコンタクト、ダイレクトボンディング等の加熱接合あるいは接着剤による接着により行うことができる。
【００１９】
プレート要素２１に形成された軽量化空洞２０は、プレート要素２１の円弧部分に近い場所にある一部のものを除いて殆どが正三角形断面を持ち、軸方向接合面１６に開いた開口１９を持つ閉じた空洞である。軽量化空洞２０の形状、寸法、数、配置等は任意であるが、間にプレート要素２１の補強リブ２３となる隔壁が形成されることが重要である。図示の例では、軽量化空洞２０は各プレート要素２１について同一であり、扇形の中心線に関して対称の配置パターンを形成している。それぞれの軽量化空洞２０の底壁すなわちプレート要素２１の軽量化空洞２０に対応する部分には空気抜き穴２５が設けられている。
【００２０】
上述のように、コア４の背面側面３に軽量化空洞１０の開口９によって描かれたパターンも、バックプレート１５の軸方向接合面１６に軽量化空洞２０の開口１９によって描かれたパターンも、互いに同一であり、また共に鏡軸７（中心軸２４）あるいは鏡軸７（中心軸２４）と交わる背面側面３あるいは軸方向接合面１６内の径方向軸に関して対称である。そして、コア４とバックプレート１５とが組み合わされて接合された状態では、それぞれの背面側面３と軸方向接合面１６とが向かい合わせになり、コア４のパターンとバックプレート１５のパターンとが、互いに合致しているように重ね合わせられている。
【００２１】
また、コア４の周方向接合面８とバックプレート１５の周方向接合面１８とが、互いにずらされている。図示の例では、コア４とバックプレート１５とは、鏡軸７周りに１８０度ずれており、軽量化空洞１０および２０が互いに対向し、補強リブ１３および２３が互いに突き合わされているが、コア４の周方向接合面８とバックプレート１５の周方向接合面１８とはそれぞれ１８０度ずれていて対向していない。
【００２２】
図４〜１０には、この発明の軽量化ミラー１の製造方法の各工程を示してある。先ず、図４に示すような低膨張ガラスでできた円板状のガラス素材３１を用意する。
【００２３】
次に図５に示すように、ガラス素材３１を厚さ方向に分割する。即ち板状のガラス素材３１を、後にコア４の鏡軸７となる軸心３２に垂直な平面で分割し、コア用ガラス素材３３とプレート用ガラス素材３４とを作る。コア用ガラス素材３３には中心孔１２が設けられており、プレート用ガラス素材３４には中心孔２２が設けられている。これら中心孔１２、２２は厚さ方向に分割する前にガラス素材３１に１つの中心孔として設けておいても良い。
【００２４】
図６には、図５のコア用ガラス素材３３とプレート用ガラス素材３４とをそれぞれ周方向に等角度で３つに分割した状態、即ちガラス素材３１を整形して３つの扇形のコア要素素材３５と３つの扇形のプレート要素素材３６とを形成した状態を示してある。
【００２５】
次に、図６に示すコア要素素材３５およびプレート要素素材３６のそれぞれについて、コア要素素材３５およびプレート要素素材３６の一面側即ち背面側面あるいは軸方向接合面１６だけから行い軽量化空洞１０あるいは２０を形成する作業を並行して行い、図１〜３に示す３つのコア要素１１および３つのプレート要素を製造する。図７には、ガラス素材３３を上述のように６つに分割して軽量化した扇形の部分の例としてコア要素１１を示してある。
【００２６】
図７に示すように、コア要素１１には、背面側面３に開いた開口９を持つ閉じた空洞である軽量化空洞１０が形成されている。軽量化空洞１０間には、補強リブ１３が形成されている。また扇形の直線部分に対応する縁部には周方向接合面８が形成されている。軽量化空洞１０を形成する作業は、図示の例の場合には、ほぼ三角柱状のポケット状止まり穴を１つずつ砥石による堀り込み加工などの機械加工により３０回繰り返して行う作業である。従って、従来のように一枚の円板状のガラス素材に軽量化空洞１０を形成する場合に、この例では９０回の彫り込み作業を順次行わねばならないのに比較して、このようにカラス素材を三分割してコア要素１１として彫り込み作業を並行して行う場合には、作業時間は三分の一で済む。
【００２７】
図８には、この３つのコア要素１１を周方向接合面８で互いに接合して、円板状のコア４を製造した状態を示してある。このコア４の鏡面側面２を研いで凹面を形成し、反射膜６を形成して鏡面５を形成すれば、バックプレート１５を持たない軽量化ミラーが完成する。この場合には図５に示す厚さ方向の分割は必要ない。
【００２８】
図９には、図８に示す円板状のコア４の背面側面３にバックプレート１５の軸方向接合面１６を接合する工程を示してある。バックプレート１５は必ずしも図示のような複数のプレート要素２１を接合したものでなく、連続した一枚の円板あるいは各軽量化空洞２０を塞ぐように接合される多数のプレートをバックプレート１５の代わりに使用することもできるが、軽量化、剛性および作業性向上の点からは軽量化空洞を持つ複数のプレート要素２１を互いに接合して作製するのが望ましい。
【００２９】
図９に示すバックプレート１５は、先に説明したコア４の製造と同様の工程で製造する。即ち、図５に示すプレート用ガラス素材３４あるいは別の方法で用意した同様のプレート用ガラス素材を、図６に示す工程と同様に鏡軸あるいは中心軸周りに周方向に分割してそれぞれ周方向接合面１８を持つ複数のプレート要素素材３６を用意する。このプレート要素素材３６のそれぞれについて、プレート要素素材３６に軽量化空洞２０を形成する作業を、プレート要素素材３６の一面側だけから並行して行って、図７に示すように、一面側に開口１９で開いていて、他面側で閉じた軽量化空洞２０を持つ複数のプレート要素２１を製造する。次にこれらの複数のプレート要素２１を周方向接合面１８で互いに接合してバックプレート１５を構成する。
【００３０】
図９に示す例では、バックプレート１５の軸方向接合面１６に軽量化空洞２０によって描かれているパターンが、コア４の軸方向接合面である背面側面３に軽量化空洞１０によって描かれているパターンと同一であり、鏡軸７に一致する中心軸２４に関して対称であり、また、バックプレート１５の周方向接合面１８などの径方向に延びた径方向軸に関しても対称である。
【００３１】
従って、図９に示すようにコア４とバックプレート１５とを、それぞれの軽量化空洞１０および２０が設けられている背面側面３と軸方向接合面１６とを向き合わせて、周方向接合面８と周方向接合面１８とを互いに周方向に６０度ずらして位置合わせする。この位置では、それぞれの軽量化空洞１０および２０の開口９および１９が互いに対向するようにして向き合わせとなって、軽量化空洞１０および２０のパターンが互いに合致し、それぞれの補強リブ１３および２３が互いに密接できる。
【００３２】
図１０には、図９に示す位置関係でコア４とバックプレート１５とをオプティカルコンタクト、ダイレクトボンディング等の加熱接合あるいは接着剤による接着により接合したコア・バックプレート組立体を示す。このコア・バックプレート組立体の鏡面側面２を研磨して凹面を形成し、その上に反射膜６を形成すると鏡面５が得られ、図１〜３に示す軽量化ミラーが得られる。
【００３３】
ここに例示した軽量化ミラー１においては、円板状のガラス素材３１を軸方向に二等分してコア用ガラス素材３３とプレート用ガラス素材３４とを作り、更にそれらをそれぞれ周方向に分割してコア要素素材３５とプレート要素素材３６とを作り、各コア要素素材３５およびプレート要素素材３６に対して、軽量化空洞１０あるいは２０の加工作業を一斉に同時進行的に行う。従って、軽量化加工の作業時間が大幅に短縮できる。また、軽量化作業時の加工すべき材料を小さくできるので、軽量化ミラー１のサイズが拡大しても、加工機、治具の制約が少なく、材料の厚さも薄くなるので砥石による掘り込み加工時間も大幅に短縮でき、作業性、安全性に優れているという利点もある。
【００３４】
また、軽量化したコア要素１１およびプレート要素２１を互いに接合する際に、三角形リブ形状の場合、上下で６０°回転させて交互に接合することにより、上下同位置で接合するよりも強い強度で接合可能である。
【００３５】
実施の形態２．
図１１に示すコア４０は、周方向に二分割された半円形のコア要素４１で構成され、バックプレート４２は周方向に二分割されて半円形とされたプレート要素４３で構成され、コア４０とバックプレート４２とは互いに９０度回転されていて、周方向接合面４４および４５が周方向にずれている。
【００３６】
また、コア４０とバックプレート４２とは、それぞれ周辺部分を除いて正方形の開口４６を持つ軽量化空洞４７と、軽量化空洞４７間の補強リブ４８とを備えている。軽量化空洞４７は、そのパターンが対称であり、コア４０およびバックプレート４２の軽量化空洞４７によるパターンが、鏡軸となる軸心４９あるいは径方向軸に関して対称になっている。
【００３７】
半円形で正方形の軽量化空洞４７を持つコア４０とバックプレート４２とを、図１１に示すようにずらして組み合わせ、先に説明したように接合し、鏡面形成作業をすれば軽量化ミラーが得られる。
【００３８】
先に説明したように、本発明はバックプレートを持たない軽量化ミラーにも適用することができ、バックプレートを用いる場合にもバックプレートを単板、分割板あるいは軽量化加工したもの等の様々な態様のものとすることができる。また、軽量化ミラーの製造のためのガラス素材としてのコア要素素材あるいはプレート要素素材を、円板状のガラス素材から軸方向あるいは周方向に分割して作ることもできるし、板状のガラス素材から直接切り出すあるいは溶融ガラス素材を成型型により成型する等により作ることもできる。
【００３９】
また、軽量化空洞パターンは任意であり、図示の例では、三角形の開口９、１９あるいは四角形の開口４６の軽量化空洞１０、２０あるいは４７を採用しているが、対称性があって鏡面の歪みに影響を及ぼさない形状も用いることができる。また、軽量化空洞の形状とコア要素素材あるいはプレート要素素材の分割の仕方の組合せを変更することもでき、例えば図１１に示す半円形のコア４０あるいはバックプレート４２に図２あるいは図９に示す三角形の軽量化空洞１０あるいは２０を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の軽量化ミラーの実施の形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の軽量化ミラーのコアを示す概略底面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿ってコアをバックプレートと共に示す軽量化ミラーの概略断面図である。
【図４】図１〜３の軽量化ミラーを製造するためのガラス素材の一例を示す概略斜視図である。
【図５】図４のガラス素材を鏡軸方向に分割して製造したコア用ガラス素材とプレート用ガラス素材とを示す概略斜視図である。
【図６】図５のコア用ガラス素材とプレート用ガラス素材とをそれぞれ鏡軸周りの周方向に分割して製造したコア要素素材とプレート要素素材とを示す概略斜視図である。
【図７】図６のミラー要素素材に軽量化空洞を形成して製造したコア要素を示す概略斜視図である。
【図８】図７のコア要素を周方向接合面で接合して製造したコアを示す概略斜視図である。
【図９】図８のコアと同様に製造したバックプレートとを組み合わせた接合前の状態を示す概略斜視図である。
【図１０】図９のコアとバックプレートとを軸方向接合面で接合して製造したコア・バックプレート組立体を示す概略斜視図である。
【図１１】変形された軽量化空洞のパターンを持つ二分割されたコアとバックプレートとを組み合わせた接合前の状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  軽量化ミラー、２  鏡面側面、３  背面側面、４  コア、５  鏡面、７  軸、８  周方向接合面、９  開口、１０  軽量化空洞、１１  コア要素、１５  バックプレート、１６  軸方向接合面、１７  背面側面、１８  周方向接合面、１９  開口、２０  軽量化空洞、２１  プレート要素、３１  ガラス素材、３３  コア用ガラス素材、３４  プレート用ガラス素材、３５  コア要素素材、３６  プレート要素素材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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