JP2007254248A - ガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原料を溶融してガラス成形品を製造するガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のガラス成形品製造装置１０は、原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、溶融槽に接続され溶融ガラスを溶融槽から流出する誘導路２００とを有する溶解装置１００と、誘導路２００を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置３００と、流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置４００と、複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置８００と、ガラス成形品を搬送装置８００に逐次移載する第１の移載装置５００と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法に関する。

従来、光学素子などの原料として利用されるガラスプリフォーム（ガラスゴブ、ガラス塊、ガラス成形品）は、原料ガラスを溶解装置で溶解し、得られた溶融ガラスを適当な大きさに成形することにより得られる。

光学素子などの原料として利用されるガラスプリフォーム（ガラスゴブ、ガラス塊、ガラス成形品）は、原料ガラスを溶解装置で溶解し、得られた溶融ガラスを適当な大きさに成形することにより得られる。ここで、ガラスプリフォームの製造過程で用いられる溶解方法としては、連続溶解、及び間欠溶解が知られている。連続溶解においては、ガラス原料の投入、溶解、清澄、及び攪拌を複数の溶解ポットで連続的に行うことができるため、ガラスプリフォームを大量に生産する場合などに適している。一方、間欠溶解においては、ガラス原料の投入、溶解、清澄、及び攪拌を単一の溶解ポットで間欠的に行うため、総生産量の少ないガラスプリフォームを生産する場合などに適している。

ガラスプリフォームの製造においては、高精度に均質で一定の光学特性を有するガラスプリフォームを製造することが重要である。このためには、適切なガラス原料の選択のほか、原料ガラスの溶解、清澄、及び攪拌の段階でも、さまざまに配慮を行う必要があった。特に間欠溶解により溶融ガラスを供給する場合においては、原料ガラスが連続的に溶解されないため、気泡や脈理等が発生しやすく、ガラスプリフォームの光学特性が不安定になる原因となっていた。このような問題を解決するため、従来、スクリュー羽根を有する攪拌器具などを用いて、溶融ガラスに対流を起こし、攪拌するなどの方法がとられてきた（特許文献１参照）。
特開平２−２５２６２６号公報

しかしながら、上記対策により溶融状態のガラスの均質性等を改善しても、溶融ガラスが成形される時点で、ワレやカケなどが生じることがある。特に、溶融ガラスをノズルから成形型に滴下成形してプリフォームを製造する場合は、溶融ガラスが受型上で急激に冷やされることとなり、特定の種類のガラスにおいては、ワレやカケなどが生じてしまうことがある。

本発明者らは、溶融ガラスを成形するための成形型を加熱し、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態における成形型の温度が所定の温度条件となるように温度制御することで、得られるガラス成形品のワレやカケを防ぐことができ、併せて品質が均質化し脈理等を防ぐことができることを見出し、本発明を完成するに至った。

（１） 原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、前記溶融槽に接続され前記溶融ガラスを前記溶融槽から流出する誘導路とを有する溶解装置と、前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、前記流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置と、前記複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置と、前記ガラス成形品を前記搬送装置に逐次移載する第１移載装置と、を備えるガラス成形品製造装置であって、前記ガラス成形装置は、前記複数の成形型の１つ以上の温度を調整する成形型温度調整装置を有し、前記成形型温度調整装置は、前記複数の成形型における前記溶融ガラスを受けた状態の成形型及び／又は前記溶融ガラスを受けていない状態の成形型を加熱又は冷却することにより温度制御するガラス成形品製造装置。

（１）の発明におけるガラス成形品製造装置は、原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、溶融槽に接続され溶融ガラスを溶融槽から流出する誘導路とを有する溶解装置と、誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置と、複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置と、ガラス成形品を搬送装置に逐次移載する第１移載装置と、を備えるガラス成形品製造装置であって、ガラス成形装置は、複数の成形型の１つ以上の温度を調整する成形型温度調整装置を有し、前記成形型温度調整装置は、複数の成形型における溶融ガラスを受けた状態の成形型及び／又は溶融ガラスを受けていない状態の成形型を加熱又は冷却し、複数の成形型それぞれは、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態において温度制御される。このようにガラス成形型に対し温度調整を行うことにより、溶融ガラスと成形型との温度差を小さくし、ガラスにワレ、カケが生じることを防ぐことができる。

（２） 前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態における所定時に、前記溶融ガラスを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される（１）に記載のガラス成形品製造装置。

（２）の発明におけるガラス成形品製造装置は、複数の成形型それぞれが、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態における所定時に、溶融ガラスを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される。このように、前記温度調整装置による温度調整で、成形型の温度が溶融ガラスを受けた時点よりも一旦高くなる時点を設けることにより、より均質で、ワレ、カケの無いガラスを作成することができる。

（３） 前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態において、該複数の成形型それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される（１）又は（２）に記載のガラス成形品製造装置。

（３）の発明におけるガラス成形品製造装置は、複数の成形型それぞれが、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態において、該複数の成形型それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される。このように溶融ガラスを受けている全ての成形型の温度差を所定の範囲内にすることにより、より均質で、ワレ、カケの起こる危険性を低減することができる。

（４） 前記搬送装置は、前記ガラス成形品を収容する複数の収容容器と、前記複数の収容容器それぞれを加熱する容器加熱装置と、前記複数の収容容器を移動させる容器移動装置と、を備える（１）から（３）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（４）の発明におけるガラス成形品製造装置は、搬送装置は、ガラス成形品を収容する複数の収容容器と、複数の収容容器それぞれを加熱する容器加熱装置と、複数の収容容器を移動させる容器移動装置と、を備える。このような搬送装置を備えることにより、成形されたガラス成形品を次工程に搬送したり、収容トレーに運んだりすることができる。

（５） 前記容器加熱装置は、前記ガラス成形品が前記成形型から前記複数の収容容器に移載される前に、該複数の収容容器それぞれを加熱する（４）に記載のガラス成形品製造装置。

（５）の発明におけるガラス成形品製造装置は、容器加熱装置が、ガラス成形品が成形型から複数の収容容器に移載される前に、該複数の収容容器それぞれを加熱する。通常、収容容器は前記成形型よりも非常に低い温度状態にある。したがって前記成形型において温度制御され、ワレやカケを防ぐことができても、収容容器との温度差があまりに大きいとガラスの種類によっては、収容容器へ移ったときにワレやカケを生じたり変形したりしてしまうことがある。このように収容容器を加熱することにより、成形型と収容容器との温度差を縮めることにより、前記不利益を回避することができる。

（６） 前記複数の成形型は、所定のガラス成形品を受けている成形型の温度が、該所定のガラス成形品が前記第１移載装置により移載される先の所定の収容容器における温度よりも高くなるよう温度制御される（４）又は（５）に記載のガラス成形品製造装置。

（６）の発明におけるガラス成形品製造装置は、複数の成形型が、所定のガラス成形品を受けている成形型の温度が該所定のガラス成形品が第１移載装置により移載される先の所定の収容容器における温度よりも高くなるよう温度制御される。

（７） さらに、前記搬送装置によって搬送されるガラス成形品の重量を測定する重量測定装置と前記重量測定装置の測定結果に基づいて前記ガラス成形品の選別を行う選別装置とを有する重量選別装置と、前記搬送装置と前記重量選別装置との間で前記ガラス成形品を移載する第２移載装置と、を備える（１）から（６）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（７）の発明におけるガラス成形品製造装置は、さらに、搬送装置によって搬送されるガラス成形品の重量を測定する重量測定装置と重量測定装置の測定結果に基づいてガラス成形品の選別を行う選別装置とを有する重量選別装置と、搬送装置と重量選別装置との間でガラス成形品を移載する第２移載装置と、を備える。このように前記（１）から（６）の製造装置に重量選別装置を接続させることにより、得られたガラス成形品の重量を迅速に測定することが可能となり、コストダウンになる。

（８） 原料を溶融槽の中で溶融して得られる溶融ガラスを、前記溶融槽に接続された誘導路を介して流出する溶解工程と、前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下工程と、前記流下された溶融ガラスを複数の成形型にてガラス成形品を成形するガラス成形工程と、前記ガラス成形品を搬送装置にて搬送する搬送工程と、前記ガラス成形品を第１の移載装置により前記搬送装置に逐次移載する第１の移載工程と、を含むガラス成形品の製造方法であって、前記ガラス成形工程は、前記複数の成形型における前記溶融ガラスを受けた状態の成形型及び／又は前記溶融ガラスを受けていない状態の成形型を加熱又は冷却する成形型温度調整工程を含む、ガラス成形品の製造方法。

（８）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、原料を溶融槽の中で溶融して得られる溶融ガラスを、溶融槽に接続された誘導路を介して流出する溶解工程と、誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下工程と、流下された溶融ガラスを複数の成形型にて成形する成形工程と、ガラス成形品を搬送装置にて搬送する搬送工程と、ガラス成形品を第１の移載装置により搬送装置に逐次移載する第１の移載工程と、を含むガラス成形品の製造方法であって、前記ガラス成形工程は、前記複数の成形型における前記溶融ガラスを受けた状態の成形型及び／又は前記溶融ガラスを受けていない状態の成形型を加熱又は冷却する成形型温度調整工程を含み、ガラス成形工程における複数の成形型それぞれは、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態において温度制御される。

（９） 前記ガラス成形工程における前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態における所定時に、該複数の成形型それぞれが前記溶融ガラスを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される（８）に記載のガラス成形品の製造方法。

（９）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、ガラス成形工程における複数の成形型それぞれが、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態における所定時に、該複数の成形型それぞれが溶融ガラスを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される。

（１０） 前記ガラス成形工程における前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態において、該複数の成形型それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される（８）又は（９）に記載のガラス成形品の製造方法。

（１０）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、ガラス成形工程における複数の成形型それぞれが、溶融ガラス又はガラス成形品を受けた状態において、該複数の成形型それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される。

（１１） 前記搬送装置は、複数の収容容器と、前記複数の収容容器それぞれを加熱する容器加熱装置と、前記収容容器を搬送する容器搬送装置と、を備え、前記搬送工程は、前記複数の収容容器により前記ガラス成形品を収容する収容工程と、前記容器加熱装置により前記収容容器を加熱する容器加熱工程と、前記容器搬送装置により前記収容容器を移動する容器移動工程と、を含む（８）から（１０）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（１１）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、搬送装置が、複数の収容容器と、複数の収容容器それぞれを加熱する容器加熱装置と、収容容器を搬送する容器搬送装置と、を備え、搬送工程は、複数の収容容器によりガラス成形品を収容する収容工程と、容器加熱装置により収容容器を加熱する容器加熱工程と、容器移動装置により収容容器を移動する容器移動工程と、を含む。

（１２） 前記容器加熱工程において、前記容器加熱装置は、前記ガラス成形品が前記成形型から前記複数の収容容器に移載される前に、該複数の収容容器それぞれを加熱する（１１）に記載のガラス成形品の製造方法。

（１２）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、容器加熱工程において、容器加熱装置が、ガラス成形品が成形型から複数の収容容器に移載される前に、該複数の収容容器それぞれを加熱する。

（１３） さらに、前記搬送装置によって搬送されているガラス成形品の重量を重量選別装置により測定し選別する重量選別工程と、搬送工程における前記搬送装置と前記重量選別工程における前記重量選別装置との間で前記ガラス成形品を移載する第２の移載工程と、を含む（８）から（１３）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

（１３）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、さらに、搬送装置によって搬送されているガラス成形品の重量を重量選別装置により測定し選別する重量選別工程と、搬送工程における搬送装置と重量選別工程における重量選別装置との間でガラス成形品を移載する第２の移載工程と、を含む。

（１４） （８）から（１３）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法により製造されたガラス成形品を精密プレス成形する精密プレス工程を含む光学素子の製造方法。

（１４）の発明における光学素子の製造方法は、上記ガラス成形品の製造方法により製造されたガラス成形品を精密プレス成形する精密プレス工程を含む。（８）から（１３）の方法により製造されたプリフォームを精密プレス成形する場合は、プリフォーム製造工程と精密プレス工程が連結されており、ガラス溶解から光学素子のプレスまでが連続的な工程になっていてもよい。逆に、プリフォーム製造と精密プレス工程とが不連続な工程となっていてもよい。

本発明によれば、ガラス成形品を作製する際に、ワレ、カケ、脈理などの不利益を抑えることができ、不良品の発生を低減することができる。

［ガラス成形品製造装置］
図１に示すように、ガラス成形品製造装置１０は、ガラス原料を溶解する溶解装置１００と、溶解装置１００により溶解された溶融ガラスＣを流下させる流下装置３００と、流下装置３００により流下された溶融ガラスＣを成形するガラス成形装置４００と、を備える。

図１に示すように、ガラス成形品製造装置１０は、ガラス成形装置４００により成形されたガラス成形品Ｅを搬送する搬送装置８００と、ガラス成形装置４００により成形されたガラス成形品Ｅを搬送装置８００に移載する第１の移載装置５００と、搬送装置８００により搬送されるガラス成形品Ｅの重量を測定すると共にその測定結果に基づいて選別する重量選別装置７００と、搬送装置８００により搬送されるガラス成形品Ｅを重量選別装置７００に移載する第２の移載装置６００と、を更に備えることができる。

［溶解装置及び流下装置］
図２に示すように、溶解装置１００は、溶解炉１２０を内部に備えた溶融槽１１０と、通電により発熱し溶解炉１２０に熱を供給するための発熱体１１６と、溶解炉１２０の内部の溶融ガラスＣを攪拌するための攪拌器具１４０とを含む。溶解炉１２０は、ガラス原料の投入、溶解、清澄、及び攪拌を行うための耐火るつぼである。耐火るつぼとしては例えば金、白金、白金合金、石英るつぼが好ましい。

溶融槽１１０は、ガラス原料を溶解させ、清澄させ、均質化させるまでの機能をもった間欠式の間欠炉を構成するが、これらの機能をユニット型に連結した連結式の連結炉を構成してもよい。

溶解炉１２０は、溶解炉１２０の内部に形成された対流攪拌室に半球体と円筒体とを備えることが好ましい。この場合、半球体と円筒体とは、半球体と円筒体との中心が溶解炉１２０の中心線上に位置するように、溶解炉１２０の内部で組み合わさっていることが好ましい。しかし、溶解炉１２０の内部に形成された対流攪拌室は、これに限定されるものではない。すなわち、対流攪拌室は、溶融ガラスＣの滞留を引き起こさない形状のものであればどのようなものでもよい。

溶解炉１２０は、さらに、ガラス原料を投入するための投入部１２６と、投入部１２６の最上部に開口する円形の開口部１３０と、開口部１３０を覆う蓋１２８とを備えることが好ましい。

また、溶解炉１２０の内部に配置される攪拌器具１４０は、回転軸１４２と、この回転軸に一体的に固定されたスクリュー羽根１４４とを有する。攪拌器具１４０の形状は、螺旋状スクリュー状のもののみからなるものであってもよい。１つの溶解炉１２０あたりの攪拌器具の個数は、１つであってもよく、また、複数であってもよい。溶融ガラスの攪拌は攪拌器具によるものでなくともよく、例えば空気や不活性ガスによるバブリング等の公知の攪拌方法が使用でき、酸化アンチモンなどの脱泡剤を用いて、脱泡剤の添加と攪拌を同時に行ってもよい。

溶解炉１２０を加熱する加熱手段として通電により発熱する発熱体１１６を用いているが、これに限定されない。例えば、加熱手段は、燃料の燃焼により加熱する方法、高周波誘導加熱による方法及び溶解炉１２０に直接通電して加熱する方法でもよい。即ち、加熱手段は、溶解炉１２０を均一に加熱できるものであれば、どのようなものでもよい。

図３に示すように、誘導路２００の一端は、溶解炉１２０のせん断攪拌室１２４の側面の最下部に接続している。誘導路２００の他端は、後述する流下装置３００を構成する。誘導路２００は、一端から他端に向けてほぼ同一の割合で下がる直線降下パイプ２１０と、直線降下パイプ２１０に連続して接続され直線降下パイプ２１０に流れた溶融ガラスを垂直方向に転向させる転向パイプ２２０と、一端が転向パイプ２２０に接続し、他端が溶融ガラスをガラス成形装置４００の成形型４３０（図４参照）に滴下させる流下パイプ２３０とを備える。本実施形態においては、転向パイプ２２０及び流出パイプにより流下装置３００を構成する。

誘導路２００は、誘導路自体に通電することにより加熱する直接加熱又は外部の加熱器具により外側から加熱する間接加熱のいずれか一方又は両方を用いて、誘導路２００の温度を制御することができる。

また当該誘導路内の温度制御については、前記溶融ガラスの流動方向に従うにつれて前記誘導路の温度が低くなるように調節されることが好ましく、さらに前記誘導路の所定位置から前記誘導路の下流側端部までの範囲を自然冷却よりも緩やかな温度勾配となるように温度制御されることがより好ましい。

［ガラス成形装置］
図４は、ガラス成形装置４００の構成の概略の一例である。ガラス成形装置４００は、概略、回転自在に支承された回転テーブル４２２と、回転テーブル４２２の周縁部の同心位置上に配置され流下パイプ２３０の下端から流出された溶融ガラスを受け入れ可能な複数の成形型４３０とを有する。

具体的には、ガラス成形装置４００は、回転軸４２５を回転自在に支承され、右回り又は左回りに回転可能な円盤状の回転テーブル４２２と、回転テーブル４２２の中心部を回転自在に支承し、側面の一部に冷却手段である冷却装置４２３と、冷却装置４２３の中央に配置され、回転用駆動源（図示せず）に連結する回転軸４２５とを有する。ガラス成形装置４００は、場合によっては回転軸４２５の周辺に冷却装置４２３を設けてもよい。

ガラス成形装置４００は、さらに、成形型４３０の凹状成形面４３０ａに開口する細孔から加熱された気体が噴出するように、回転軸４２５に設けられたセンターパイプから、気体パイプ４２７、４２８、４２９を含む気体供給路４２６を通じて成形型４３０の内部４３３（図６参照）に供給される。

また、ガラス成形装置４００及びその近傍には、成形型４３０の移動経路近傍に位置し、成形型４３０の移動経路上に位置する溶融ガラス供給手段である流下パイプ２３０と、成形型４３０の移動経路上に位置するガラス成形品Ｅ回収手段である第１の移載装置５００とが、回転テーブル４２２の回転方向に向かってこの順に従って配置されている。成形されるガラスの種類により、成形型４３０を個別に加熱する成形型温度調整装置であるバーナー４５０を設けてもよい。

バーナー４５０は、回転テーブル４２２が静止状態の時には、複数の成形型４３０のうち、ひとつの成形型４３０に向かって火炎を照射できる位置に配置されている。また当該温度調整装置は加熱のみではなく、場合によっては空冷装置などの冷却装置でもかまわない。

流下パイプ２３０の下端２３０ａは、回転テーブル４２２が静止状態の時には、複数の成形型４３０のうち、ひとつの成形型４３０の直上に位置している。

第１の移載装置５００は、回転テーブル４２２が静止状態の時には、複数の成形型４３０のうち、ひとつの成形型４３０の直上に位置している。第１の移載装置５００は水平方向に１８０度回転することができ、上下方向に昇降することができる。第１の移載装置５００は、テイクアウト装置とも呼ばれる。

図５に示すように、複数の成形型４３０は、回転テーブル４２２の周縁部の同心位置上になるように、回転テーブル４２２に、配置されている。

成形型４３０は、溶融ガラスＣ及び／又はガラス成形品Ｅを受けた状態において、所定の温度条件になるよう温度制御される。例えば、成形型４３０は、成形型温度調整装置であるバーナー４５０により溶融ガラスＣを受けた状態の成形型４３０及び／又は溶融ガラスＣを受けていない状態の成形型４３０が加熱され、該成形型４３０が溶融ガラスＣを受けてからガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により搬送装置８００に移載されるまでの間である溶融ガラスＣ及び／又はガラス成形品Ｅを受けた状態における温度が制御される。

例えば、成形型４３０が溶融ガラスＣを受けてからガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により搬送装置８００に移載されるまでの間である溶融ガラスＣ又はガラス成形品Ｅを受けた状態における所定時に、溶融ガラスＣを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される。

また、例えば、成形型４３０が溶融ガラスＣを受けてからガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により搬送装置８００に移載されるまでの間である溶融ガラスＣ又はガラス成形品Ｅを受けた状態において、複数の成形型４３０それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される。

また、例えば、所定のガラス成形品Ｅを受けている成形型４３０の温度が該所定のガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により移載される先の所定のパレット８６２のような収容容器における温度よりも高くなるよう温度制御される。

すなわち、本発明において成形型を加熱する場合は、加熱手段の個数、場所は特に限定するものでなく、ガラスの成分によって適宜変更することが好ましい。

図６に示すように、成形型４３０の上面には、受け面である凹状成形面４３０ａが形成されている。凹状成形面４３０ａは、流下パイプ２３０の下端２３０ａから流出された溶融ガラスＣを受け入れる面である。凹状成形面４３０ａには、気体を噴出可能な細孔（図示せず）が形成される通気性の多孔材料体４３１で構成されることが好ましい。多孔材料体４３１の内部４３３には空間が形成されている。成形型４３０は、多孔材料体４３１の内部４３３の空間から細孔を通って凹状成形面４３０ａに気体を噴出させることにより、凹状成形面４３０ａにある溶融ガラスを浮上させてプリフォームを成形させるようにするためである。

また溶融ガラスを浮上成形するためには、必ずしも成形型は多孔質材料からなるものでなくともよく、特開２００３−４０６３２号公報に記載されるようなものであってもよい。

本発明における成形型については、特開２００３−２０２４８、特開２０００−９５５３１のような公知の手法を使用することができる。また、成形するガラスの熱特性により、適宜、成形型を加熱又は冷却してもよい。

［第１の移載装置］
図７及び図８に示すように、第１の移載装置５００は、回転可能な回転軸５０１と、回転軸５０１に支承され、水平方向にかつ互いに反対方向に延びている一対の回転アーム５２１、５２２を備えている。回転アーム５２１、５２２はその先端に一対の吸着ハンド５０３ｃ、５０３ｄを備えている。

第１の移載装置５００は、回転軸５０１を昇降、移動させる移動装置５０４、５０５、５０６を有する。移動装置５０６は、取り付け部材５０６ａを介して冷却装置４２３に組み付けられている。この第１の移載装置５００を昇降、回転させることにより、成形されたガラス成形品を成形型内から取出し、移載することができる。

本発明において使用される移載装置のガラス取出し方法は、吸着によるものでなくともよい。

［搬送装置］
図９に示すように、搬送装置８００は、ガラス成形品Ｅを収容するパレット８６２と、パレット８６２を載置して移動させる容器移動装置である２つのベルト８６４を有するベルトコンベア８６０と、パレット８６２を加熱する容器加熱装置８５０と、を備える。

パレット８６２は、例えば４つのガラス成形品Ｅを載置することができるように、表面に４つの凹状形成面８６２ａが形成される。凹状形成面の個数は任意の数でよい。

ベルトコンベア８６０は、ガラス成形装置４００によって成形されたガラス成形品Ｅを載置するパレット８６２を、他の工程に搬送する手段の一例である。ベルトコンベア８６０は、不図示のモータによって駆動されるベルト８６４によって、パレット８６２を移動させる。ベルト８６４は、端部で反転することにより周回する構造となっている。

ベルトコンベア８６０は、光センサ（図示せず）等に基づいてモータがコンピュータ制御されることにより、ベルト８６４が移動、停止される。ベルト８６４の動作に伴い、ガラス成形品Ｅが載置されたパレット８６２は、所定のタイミングで移載されるとともに、所定の位置で停止されることになる。

容器加熱装置８５０は、ガラス成形品Ｅが成形型４３０から複数のパレット８６２に移載される前に、該複数のパレット８６２それぞれを加熱する。これにより、ガラス成形品Ｅの温度との差異を小さくして、温度差による悪影響を排除することができる。

なお、容器加熱装置の数は任意の数でよく、加熱方法もガス等の燃料による加熱でも、電気による加熱でもよい。ただし、パレットの材質は、当該加熱装置により加熱されても変形等の不利益を受けないことが必要である。

［第２の移送装置］
第２の移載装置６００は、ベルトコンベア８６０よりも高い位置に設けられている。ベルトコンベア８６０の長手方向に対して垂直に延伸する構造となっている。ベルトコンベア８６０は、レール６８２と、レール６８２から垂直方向に突出している天板６８４と、天板６８４の底面の四隅から、鉛直方向に延伸している４つの吸引パイプ６９２とを有する。なお、第２の移載装置６００は、ガラスゴブ移送装置とも呼ばれる。

天板６８４は、ベルトコンベア８６０の直上から、重量選別装置７００の４つの秤量装置７１０の直上までレール６８２に沿って水平方向に移動可能である。吸引パイプ６９２は、上下方向に伸縮可能な構造となっている。吸引パイプ６９２は、大気を吸引、吐出することが可能な構造となっており、大気を吸引することによってガラス成形品Ｅを一定期間、吸引し、吸着保持することができ、一方、大気を吐出することによってガラス成形品Ｅを吸引パイプ６９２から放出することが可能となっている。

第２の移載装置６００は、ベルトコンベア８６０によってパレット８６２が所定の取出し位置である移送位置８６４ｂに移載された場合、パレット８６２からガラス成形品Ｅを取り出すとともに、秤量装置７１０にガラス成形品Ｅを移送する（第一移送手段）。

第２の移載装置６００は、４つの秤量表示装置７２２が、ガラス成形品Ｅの重量が所定の基準範囲内であると判断した場合に、所定の秤量位置からガラス成形品Ｅをパレット６２に移送する（第二移送手段）。

なお、第２の移載装置６００は、第一移送手段と第二移送手段を同一としているが、別々に第一移送手段と第二移送手段を設けるようにしてもよい。
［重量選別装置］
重量選別装置７００は、ガラス成形品Ｅを秤量するためにガラス成形品Ｅの重量を電気信号に変換する４つの秤量装置７１０と、ガラス成形品Ｅを秤量した結果を表示するとともに、所定の基準範囲内であるか否かを判断する秤量表示装置群７２０と、基準範囲内でないガラス成形品Ｅを吸引してガラス成形品製造装置１０から排出する４つのバキュームダクト７１２と、このバキュームダクト７１２とそれぞれ連通している４つの真空ポンプ７１３とを有する。なお、バキュームダクト７１２は、その一部を省略して記載している。

秤量装置７１０の上面の所定の秤量位置に相当する位置に凹状形成面７１０ａが形成されている。第２の移載装置６００によって移送されたガラス成形品Ｅは、凹状形成面７１０ａに載置される。秤量装置７１０は、ガラス成形品Ｅが凹状形成面７１０ａに載置されると、ガラス成形品Ｅを秤量し、ガラス成形品Ｅの重量に対応する電気信号を秤量表示装置７２２に伝達する。信号の伝達経路は、有線であっても無線であってもよい。なお、秤量装置７１０は、電子天秤の一例である。

秤量表示装置群７２０は、４つの秤量表示装置７２２を含む。秤量表示装置７２２は、液晶表示装置７２３を有するとともに、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（図示せず）等を備えている。この秤量表示装置７２２は、秤量装置７１０から送信された電気信号に基づいて、ガラス成形品Ｅの重量を算出し、当該ガラス成形品Ｅが所定の基準範囲内の重量であるか否かを判断する。すなわち、秤量表示装置７２２は、秤量装置７１０によって秤量された結果が所定の基準範囲内であるか否かを判断（判定）する合否判断（判定）手段として機能する。

バキュームダクト７１２は、その末端部７１２ａを秤量装置７１０の近傍に設けた、金属製の断面が矩形の筒状体であるが、その材質は金属以外、例えば、プラスチック等であってもよい。

真空ポンプ７１３は、不良品回収部（図示せず）を経由して、バキュームダクト７１２と連通している。真空ポンプ７１３の電源が投入されると、バキュームダクト７１２を真空状態にして凹状形成面７１０ａに載置されたガラス成形品Ｅが吸引され、不良品回収部にガラス成形品Ｅが回収される。すなわち、秤量表示装置７２２が、ガラス成形品Ｅの重量が所定の基準範囲内でないと判断した場合に、真空ポンプ７１３を作動させて、ガラス成形品Ｅを吸引して外部に排出することになる。なお、バキュームダクト７１２及び真空ポンプ７１３は、外部排出手段の一例である。

以上のガラス成形品製造装置１０は、以下のようにガラス成形品Ｅを製造する。

ガラス成形品Ｅの製造に際しては、まず、カレットなどのガラス原料を投入部１２６から溶解炉１２０内に投入する。発熱体１１６を通電により発熱させることにより、溶解炉１２０に熱が伝わり、溶解炉１２０と溶解炉１２０内部のカレットが加熱される。カレットの温度が融点に達すると、カレットは溶解をはじめ、不均一な溶融ガラスとなる。

カレットが溶解され、不均一な溶融ガラスとなった後は、溶解炉１２０内に攪拌器具１４０を挿入し、対流攪拌及び破線団攪拌の少なくとも一方を行う。前述のようにさらにバブリング等の公知の攪拌手段を組み合わせてもよい。

誘導路２００は、溶融ガラスの流動方向に従うにつれて、誘導路２００の温度が低くなるように、誘導路制御装置によって、温度制御されている。

均一になった溶融ガラスは、その状態を維持したまま、誘導路２００を通じてガラス成形装置４００に送られる。

回転軸４２５は、一定の速度で間欠的に回転する。回転軸４２５が回転することにより、回転軸４２５が支承する回転テーブル４２２が回転する。

回転テーブル４２２に配置された成形型４３０をバーナー４５０が加熱し、加熱された成形型４３０は、回転テーブル４２２が回転することにより、流下パイプ２３０の直下に移動する。成形型４３０は、凹状成形面４３０ａに開口する細孔から加熱された気体が噴出する。この気体は、回転軸４２５に設けられたセンターパイプから、気体パイプ４２９を通じて成形型４３０に供給される。

図１０に示すように、流下パイプ２３０から成形型４３０に溶融ガラスが滴下されると、図１１に示すように、成形型４３０から噴出する気体の圧力により、成形型４３０と溶融ガラスＣとが非接触状態に保たれ、溶融ガラスＣを回転させながらプリフォームを成形する。

流下パイプ２３０が成形型４３０に溶融ガラスを滴下すると、センサー（図示せず）が溶融ガラスＣを検知して回転テーブル４２２を回転させ、溶融ガラスＣを受け入れた成形型４３０が回転テーブル４２２の回転に伴って移動する。回転テーブル４２２の回転に伴い、成形型４３０が流下パイプ２３０の直下から第１の移載装置５００の直下に移動する。この間に溶融ガラスは曲面体に成形され、冷却され、ガラス成形品Ｅ（ガラスゴブ、ガラス塊、ガラスプリフォームとも言う）となる。

具体的には、凹状成形面４３０ａに受け入れられた溶融ガラスは、徐々に冷却、固化されてガラス成形品Ｅ（ガラスゴブ、ガラス塊、ガラスプリフォームともいう）となるとともに、細孔から噴出された気体により、凹状成形面４３０ａから非接触状態の位置に浮遊し成形されていく。

また、成形の最中に急激な温度降下がガラス成形品にワレ、カケ等の不利益をもたらす場合は、任意の箇所において加熱装置により、成形型を加熱することが好ましい。これにより成形型の急激な温度低下が起こらなくなり、結果としてガラス成形品の不良率を下げることとなる。

そして、形成されたガラス成形品Ｅは、第１の移載装置５００によって回収される。

第１の移載装置５００の回転軸５０１は上昇した状態（図７の二点鎖線で描かれた状態）であり、一方の吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂはＰ１の対向間隔を維持し、一方の吸着ハンド５０３ｃ、５０３ｄはＰ２の対向間隔を維持している（図８参照）。次に、回転軸５０１が下降して、吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂの吸着口５３１が回転テーブル４２２上の二つのガラス成形品Ｅに近接する（図７の実線で描かれた状態）。そして、この二つのガラス成形品Ｅを吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂが吸着する。

次に、回転軸５０１が上昇した後に１８０度回転する。例えば、回転軸５０１は時計方向に回転する（図８参照）。そして、一方の吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂは搬送装置８００側に移動し、他方の吸着ハンド５０３ｃ、５０３ｄは搬送装置８００側に移動する。この間、一方の吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂはＰ２の対向間隔に変更され、他方の吸着ハンド５０３ｃ、５０３ｄはＰ１の対向間隔に変更されている。又、この間、回転テーブル４２２は、次のガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００によって移載されるように、所定の角度だけ回転して待機する。

次に、回転軸５０１が下降して、他方の吸着ハンド５０３ｃ、５０３ｄの吸着口５３１が回転テーブル４２２上の二つのガラス成形品に近接して、吸着口５３１にガラス成形品を吸着する同時に、一方の吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂの吸着口５３１から二つのガラス成形品が解放される。

次に、回転軸５０１が上昇した後に１８０度回転する。例えば、回転軸５０１は反時計方向に回転する（図８参照）。このような動作が繰り返されることにより、第１の移載装置５００は、ガラス成形品Ｅをガラス成形装置４００から搬送装置８００に逐次移載する。

第１の移載装置５００がガラス成形品Ｅを回収した後の、空になった成形型４３０は、回転テーブル４２２の回転に伴って、再びバーナー４５０による火炎の照射位置まで移動し、バーナー４５０により加熱されてもよい。

溶融ガラスを受け入れる成形型４３０がバーナー４５０により加熱されることにより、溶融ガラスＣと成形型４３０との温度差が減少し、溶融ガラスＣが急冷されないため、溶融ガラスＣの急激な体積変化を防止し、溶融ガラスＣが冷却されて得たガラスに亀裂が入ることを防止できる。

また、成形型４３０から気体を噴出させ、成形型４３０と溶融ガラスＣとを非接触状態に保ち、溶融ガラスＣを回転させながら冷却するため、成形型４３０と溶融ガラスＣが接触せず、溶融ガラスＣが冷却されて得たガラスの表面に接触跡のないガラス成形品Ｅを得ることができる。

さらに、複数の成形型４３０を回転テーブル４２２の周縁部の同心位置上に配置し、回転テーブル４２２を連続的に回転させることにより、成形型４３０をその移動経路上に配置されたバーナー４５０、気体パイプ４２９、及び第１の移載装置５００のもとに移動させ、成形型４３０に各装置が反復して作用する。これにより、ガラス成形品Ｅの大量生産ができる。

ガラス成形品Ｅを生産している間、回転軸４２５を冷却し、軸の焼きつき等を防ぐため、冷却装置４２３を設けてもよい。

そして、この冷却装置があれば、成形型４３０をバーナー４５０により加熱することにより回転軸４２５が間接的に熱せられて回転テーブルの動きをスムーズに保つことができる。

次に、重量選別装置７００の動作について説明する。

第１の移載装置５００によって、成形型４３０から移送されたガラス成形品Ｅは、ベルトコンベア８６０のベルト８６４上の移送位置８６４ａでパレット８６２に載置される。パレット８６２に、４つのガラス成形品Ｅが載置されると、ベルトコンベア８６０は、モータ（図示せず）を駆動させてベルト８６４を所定時間（所定距離）移動させることにより、パレット８６２を移送位置８６４ｂまで搬送する。

パレット８６２が移送位置８６４ｂまで搬送されると、４つの吸引パイプ６９２の末端部がパレット８６２の凹状形成面８６２ａの上方に位置するように、天板６８４が平行移動する。

そして、吸引パイプ６９２によってガラス成形品Ｅが吸着保持されると、吸引パイプ６９２が秤量装置７１０の上方に位置するように、天板８４が平行移動する。吸引パイプ６９２はガラス成形品Ｅを放出し、ガラス成形品Ｅはそれぞれ秤量装置７１０の凹状形成面７１０ａに載置される。

秤量装置７１０は、凹状形成面７１０ａに載置されたガラス成形品Ｅを秤量する。秤量装置７１０は、ガラス成形品Ｅの重量に対応した電気信号を秤量表示装置７２２に伝達する。この電気信号に基づいてガラス成形品Ｅの重量を算出した秤量表示装置７２２は、凹状形成面７１０ａに載置されたガラス成形品Ｅが所定の基準範囲内の重量であるか否かを判断する。

秤量表示装置７２２は、判断結果が所定の基準範囲外である場合は、基準範囲外であるガラス成形品Ｅを外部に排出するために、真空ポンプ７１３の電源を投入する。

真空ポンプ７１３が作動された後に、吸引パイプ７９２が昇降して、排出されなかったガラス成形品Ｅ、すなわち、基準範囲内のガラス成形品Ｅを吸着保持する。天板６８４が再度、パレット８６２の上方に移動した後、ガラス成形品Ｅを放出し、放出されたガラス成形品Ｅは、パレット８６２の凹状形成面８６２ａに載置される。

そして、ベルトコンベア８６０は、再度モータを駆動させることにより、ベルト８６４を移動させることにより、回収位置８６４ｃまでパレット８６２を搬送される。

搬送装置８００は、搬送されたパレット８６２からガラス成形品Ｅを回収して、次工程にガラス成形品（ガラスゴブ、ガラス塊、プリフォーム、ガラス素子ともいう）を移送する。

次に、本発明における成形型及び搬送装置における温度制御についての一態様について説明する。

表１は本発明において規定される温度制御を行った装置（実施例）及び当該温度制御を行わなかった装置（比較例）のそれぞれについて、装置上の各地点の温度について測定したものである。

実施例及び比較例の装置は前述の本発明の装置を使用するものであるが、回転テーブル上の成形型の数は２４個であり、全て等間隔で同心円周状に配置される。これらの成形型は一定の時間ごとに、時計回りに１５度ずつ回転する。

ここで説明の便宜のため各成形型の位置をＮｏ．１〜２４とし、成形型が溶融ガラスを受ける地点をＮｏ．１とする。実施例においてはＮｏ．１１及びＮｏ．１３をガスバーナーで加熱したが、比較例においてはそのような加熱は行わなかった。またガラス成形品が移載装置により取出される地点は、実施例、比較例ともにＮｏ．１８とした。

また、収容容器については「収容容器（最初）」は、移載装置から取出されたガラス成形品をうける直前の温度である。

成形するガラスとしては、実施例、比較例ともにＳｉ−Ｂ−Ｌａ系高屈折率ガラス（Ｔｇ＝５７０℃）を使用した。

さらに実施例の装置においては、前記移載装置により取出されるガラス成形品が収容される収容容器を、ガラス成形品が収容される前に、電気ヒータにより加熱した。

なお、成形型の温度及び収容容器の温度は接触温度計により測定した。

実施例においてはＮｏ．１１およびＮｏ．１３における成形型の加熱により、バーナー加熱直後だけでなく、成形型が全体にわたり温度が高くなり、溶融ガラスとの温度差が少なくなっている。またＮｏ．１１およびＮｏ．１３の位置では、加熱により、溶融ガラスをうけた直後よりも温度が高くなっている。これにより成形型の急激な温度低下を防ぐことができ、結果としてガラス成形品のワレ、カケが少なくなる。それに対し、比較例においては成形型と溶融ガラスとの温度差が大きくなり、結果としてガラス成形品のワレ、カケが起こりやすくなる。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明に係るガラス成形品製造装置の構成の概略の一例を示す図である。 図１に示したガラス成形品製造装置の一部を構成する溶解装置の断面の概略の一例を示す図である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成する誘導路及び流下パイプの断面の概略の一例を示す図である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成するガラス成形装置の構成の概略の一例である。 図４に示したガラス成形装置の上面図である。 図５に示したガラス成形装置の成形型の構成の垂直断面の概略の一例である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成する第１の移載装置の構成の正面概略の一例である。 図７に示した第１の移載装置の構成の上面概略の一例である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成する搬送装置の構成の概略の一例である。 図３に示した流下パイプから成形型に溶融ガラスが滴下される状態の一例である。 図１０に続く状態の一例である。

符号の説明

１０ ガラス成形品製造装置
１００ 溶解装置
２００ 誘導路
３００ 流下装置
４００ ガラス成形装置
５００ 第１の移載装置
６００ 第２の移載装置
７００ 重量選別装置
８００ 搬送装置

Claims (14)

1. 原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、前記溶融槽に接続され前記溶融ガラスを前記溶融槽から流出する誘導路とを有する溶解装置と、
   前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、
   前記流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置と、
   前記複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置と、
   前記ガラス成形品を前記搬送装置に逐次移載する第１移載装置と、を備えるガラス成形品製造装置であって、
   前記ガラス成形装置は、前記複数の成形型の１つ以上の温度を調整する成形型温度調整装置を有し、
   前記成形型温度調整装置は、前記複数の成形型における前記溶融ガラスを受けた状態の成形型及び／又は前記溶融ガラスを受けていない状態の成形型を加熱又は冷却することにより温度制御するガラス成形品製造装置。
2. 前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態における所定時に、前記溶融ガラスを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される請求項１に記載のガラス成形品製造装置。
3. 前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態において、該複数の成形型それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される請求項１又は２に記載のガラス成形品製造装置。
4. 前記搬送装置は、前記ガラス成形品を収容する複数の収容容器と、前記複数の収容容器それぞれを加熱する容器加熱装置と、前記複数の収容容器を移動させる容器移動装置と、を備える請求項１から３のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
5. 前記容器加熱装置は、前記ガラス成形品が前記成形型から前記複数の収容容器に移載される前に、該複数の収容容器それぞれを加熱する請求項４に記載のガラス成形品製造装置。
6. 前記複数の成形型は、所定のガラス成形品を受けている成形型の温度が、該所定のガラス成形品が前記第１移載装置により移載される先の所定の収容容器における温度よりも高くなるよう温度制御される請求項４又は５に記載のガラス成形品製造装置。
7. さらに、前記搬送装置によって搬送されるガラス成形品の重量を測定する重量測定装置と前記重量測定装置の測定結果に基づいて前記ガラス成形品の選別を行う選別装置とを有する重量選別装置と、
   前記搬送装置と前記重量選別装置との間で前記ガラス成形品を移載する第２移載装置と、を備える請求項１から６のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
8. 原料を溶融槽の中で溶融して得られる溶融ガラスを、前記溶融槽に接続された誘導路を介して流出する溶解工程と、
   前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下工程と、
   前記流下された溶融ガラスを複数の成形型にてガラス成形品を成形するガラス成形工程と、
   前記ガラス成形品を搬送装置にて搬送する搬送工程と、
   前記ガラス成形品を第１の移載装置により前記搬送装置に逐次移載する第１の移載工程と、を含むガラス成形品の製造方法であって、
   前記ガラス成形工程は、前記複数の成形型における前記溶融ガラスを受けた状態の成形型及び／又は前記溶融ガラスを受けていない状態の成形型を加熱又は冷却する成形型温度調整工程を含む、ガラス成形品の製造方法。
9. 前記ガラス成形工程における前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態における所定時に、該複数の成形型それぞれが前記溶融ガラスを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される請求項８に記載のガラス成形品の製造方法。
10. 前記ガラス成形工程における前記複数の成形型それぞれは、前記溶融ガラス又は前記ガラス成形品を受けた状態において、該複数の成形型それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される請求項８又は９に記載のガラス成形品の製造方法。
11. 前記搬送装置は、複数の収容容器と、前記複数の収容容器それぞれを加熱する容器加熱装置と、前記収容容器を搬送する容器搬送装置と、を備え、
    前記搬送工程は、
    前記複数の収容容器により前記ガラス成形品を収容する収容工程と、
    前記容器加熱装置により前記収容容器を加熱する容器加熱工程と、
    前記容器搬送装置により前記収容容器を移動する容器移動工程と、を含む請求項８から１０のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
12. 前記容器加熱工程において、前記容器加熱装置は、前記ガラス成形品が前記成形型から前記複数の収容容器に移載される前に、該複数の収容容器それぞれを加熱する請求項１１に記載のガラス成形品の製造方法。
13. さらに、前記搬送装置によって搬送されているガラス成形品の重量を重量選別装置により測定し選別する重量選別工程と、
    搬送工程における前記搬送装置と前記重量選別工程における前記重量選別装置との間で前記ガラス成形品を移載する第２の移載工程と、を含む請求項８から１２のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
14. 請求項８から１３のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法により製造されたガラス成形品を精密プレス成形する精密プレス工程を含む光学素子の製造方法。
    

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