JP2007320788A - ガラス原料供給装置及びガラス原料供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス原料の供給効率を改善するガラス原料供給装置及びガラス原料供給方法を提供する。
【解決手段】供給装置１０は、原料投入容器５に収容されたガラス原料Ｇを溶解槽２０に投入する。供給装置１０は、原料投入容器５に収容されるガラス原料Ｇを平坦にする平坦化手段を備える。供給装置１０は、溶解槽２０に対して原料投入容器５を進退させる移動装置Ａと、原料投入容器５に結合するアーム４を回動させる回転装置Ｂと、原料投入容器５を往復動させる往復装置Ｃと、を備える。回転装置Ｂによる回動振動手段と、往復装置Ｃによる往復振動手段とが協働して、原料投入容器５に振動を与え、原料投入容器５に収容されるガラス原料Ｇを平坦化できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス原料供給装置及びガラス原料供給方法に関する。特に、原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置及びガラス原料供給方法に関する。

一般に、ガラスを製造する場合には、粉末状又は粒状のガラス原料又はカレットを高温の溶解槽に投入して、溶融されたガラスを製造する。例えば、溶融されたガラスは冷却され、熱処理を経て結晶化ガラスが製造される。又、溶融されたガラスは冷却された後に粉砕され、いわゆるカレットが製造される。次に、このカレットが再び溶融され、溶融したガラスが排出されて各種光学ガラス、光学素子用プリフォーム、光学素子又は光ファイバなどの母材となるプリフォームが成形される。

例えば、ガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置を備えるガラス製造装置において、溶解槽内へ粉体のガラス原料を分離させることなく、かつ、均等に投入し、溶融ガラス生地の品質の均一化を図ると共に、装置の簡素化と保守管理を容易にするガラス原料供給装置が発明されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１によるガラス原料供給装置は、ベッドとスライダー及びバケット支承アームを備えている。ベッドは、ベース上を前後方向に移動自在に設けられている。スライダーは、ベッド上を左右方向に移動自在に設けられている。バケット支承アームは、スライダー上で軸周方向に回転自在に設けられ、かつ、先端にバケットを有している。そして、バケットが溶解槽の原料投入口より出入自在に設置されている。

別のガラス原料供給装置としては、溶解槽内の溶融ガラス表面全体にガラス原料を均一に投入することができるようにしたガラス原料供給装置が発明されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２によるガラス原料供給装置は、溶解槽と、進退自在なロッドと、ロッド駆動装置と、ロッド回動装置と、を備えている。溶解槽は、バケット挿入口、及びこのバケット挿入口を開閉する扉を有している。ロッドは、原料ホッパーから所定量のガラス原料が注入されるバケットを先端に有している。ロッド駆動装置は、バケットを原料受取位置と、少なくとも溶解槽内の二つの位置とに、停止可能に進退移動させる。ロッド回動装置は、ロッドをその軸線まわりで左右方向へ選択的に回動させる。
特開平６−８０４２６号公報 特開昭６２−１４８３２８号公報

特許文献１によるガラス原料供給装置は、ガラス原料が収容される位置におけるバケットの上方には、ロータリーバルブを備えたホッパーが配設されている。そして、ロータリーバルブが開かれ、ホッパー内のガラス原料がバケットに排出され、ロータリーバルブが閉じられる。そして、バケットが反転することにより、溶解槽内にガラス原料が投入される。

特許文献２によるガラス原料供給装置は、溶解槽の前方であって原料受取位置におけるバケットの上方に電磁フィーダーを備え、ガラス原料を貯蔵する原料ホッパーを配設している。原料ホッパー内のガラス原料を電磁フィーダーに所定量落下供給し、電磁フィーダーに振動を与えることで、バケットに所定量のガラス原料が収容される。そして、バケットが反転することにより、溶解槽内にガラス原料が投入される。

特許文献１及び２によるガラス原料供給装置は、バケットが溶解槽に移動する前段で、バケットにガラス原料が収容される。ここで、ガラス原料は、バケット内に略円錐状に堆積されるので、バケットの許容容積に比べて、ガラス原料が少なめに収容されるという問題がある。バケットへの一回当たりのガラス原料の収容量を増やすことによって、バケットの溶解槽への往復回数を減らすことができ、ガラス原料の供給効率が改善される。又、バケットの溶解槽への往復回数も減らすことよって、溶解槽に設けられる開閉扉（シャッター）の開閉回数も減らすことができ、溶解槽内の温度を維持すること、及び溶解槽内の温度差を少なく維持することに寄与できる。

又、特許文献１及び２によるガラス原料供給装置は、バケットを反転することにより、ガラス原料を溶解槽内に投入しているが、バケット内にガラス原料が残存する可能性がある。バケット内にガラス原料が残存しないように工夫することにより、ガラス原料の供給効率が改善される。そして、以上のことが、本発明の課題といってよい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ガラス原料の供給効率を改善するガラス原料供給装置及びガラス原料供給方法を提供することを目的とする。

本発明者は、バケットに振動及び／又は震動を与えることにより、バケットへの一回当たりのガラス原料の収容量を増やすことを見出し、これに基づいて、以下のような新たなガラス原料供給装置及びガラス原料供給方法を発明するに至った。

（１） 原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置であって、前記原料投入容器に収容される前記ガラス原料を平坦にする平坦化手段を備えるガラス原料供給装置。

（１）の発明によるガラス原料供給装置は、原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置であって、原料投入容器に収容される前記ガラス原料を平坦にする平坦化手段を備えている。

ここで、ガラスの技術分野では、原料投入容器はバケットとも呼称されている。原料投入容器の外形は、立方体状、直方体状、円筒状、角柱体状、半円球状、角錐体状、円錐体状のいずれの形状でもよく、これらの形状を組み合わせたものでもよい。原料投入容器は、ガラス原料を収容する凹部を有していればよい。原料投入容器に収容されたガラス原料が溶解槽に機械的移動手段で移動され、原料投入容器を反転することにより、ガラス原料が溶解槽に投入される。原料投入容器の凹部の底面に開閉扉を設け、この扉を開くことにより、ガラス原料を溶解槽に投入するようにしてもよい。

原料投入容器に収容されるガラス原料は、粉体又は粒体であってよく、固化されたガラスを粉砕したカレットであってもよい。ホッパー、ベルトコンベヤ、バケットコンベアなどから、ガラス原料が原料投入容器に収容される。ここで、ガラス原料は、原料投入容器内に略円錐状に堆積される。

例えば、本発明によるガラス原料供給装置は、溶解槽に対して原料投入容器を進退させる移動装置と、原料投入容器に結合するアームを回動させる回転装置と、原料投入容器を往復動させる往復装置と、を備えている。そして、後述するように回転装置による回動振動手段と、往復装置による往復振動手段とが協働して、原料投入容器に振動を与えることにより、原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦化できる。ここで、平坦化手段は、後述するような機械的構成による振動手段や震動手段を含んでよく、振動や震動の動作及び手順を制御する制御手段を含んでいる。

（１）の発明によるガラス原料供給装置は、平坦化手段で原料投入容器に注入されるガラス原料を平坦化することにより、原料投入容器への一回当たりのガラス原料の収容量を増やすことによって、原料投入容器の溶解槽への往復回数を減らすことができ、ガラス原料の供給効率が改善される。

（２） 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を振動させる振動手段」及び／又は「前記原料投入容器を震動させる震動手段」を備える（１）記載のガラス原料供給装置。

（２）の発明によるガラス原料供給装置は、前記平坦化手段が振動手段及び／又は震動手段を備えている。振動手段は原料投入容器を振動させる。震動手段は原料投入容器を震動させる。

本明細書では、「振動」とは揺れ動くような動きを意味しており、「震動」とは震えるような微細な反復的な動きを意味しており、「振動」に対して「震動」は、よりサイクルタイムが短いことを意味している。実体として、「振動」とは、例えば、原料投入容器に結合するアームを軸回りの反復回動させる動きを示し、「震動」とは、例えば振動モータ（バイブレータ）による微振動がアームを介して原料投入容器に伝達されることを示す。

ここで、振動手段は、後述するように、原料投入容器を回動させる回転装置による回動振動手段や、原料投入容器を往復動させる往復装置による往復振動手段を考えることができる。振動手段は、原料投入容器を上下方向に振動させる手段や、原料投入容器を旋回させることにより振動させる手段も含まれる。

（２）の発明によるガラス原料供給装置は、原料投入容器が、振動手段で振動されてもよく、震動手段で震動されてもよく、振動手段と震動手段が協働してもよく、原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦化できる。

（３） 前記原料投入容器に収容されたガラス原料を前記溶解槽に投入するときに、当該原料投入容器を振動、及び／又は震動させる（１）又は（２）記載のガラス原料供給装置。

（３）の発明によるガラス原料供給装置は、原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するときに、原料投入容器を振動、及び／又は震動させる。

（３）の発明によるガラス原料供給装置は、例えば、溶解槽に対して原料投入容器を進退させる移動装置と、原料投入容器に結合するアームを回動させる回転装置と、原料投入容器を往復動させる往復装置と、を備えている。溶解槽にガラス原料を収容後に、移動装置を駆動して、溶解槽に対して原料投入容器を進出させる。そして、溶解槽内でアームを回動させることにより、原料投入容器を反転させ、ガラス原料を溶解槽に投入する。

ここで、原料投入容器を複数回、反転させることにより、すなわち原料投入容器を振動させることにより、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。又、原料投入容器を反転させた状態で、往復装置を駆動させて、すなわち原料投入容器を振動させて、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。

ここで、残存するガラス原料を少なくする効果を高める為には、前記往復装置は複数回駆動すること、すなわち原料投入容器を複数回往復させることが好ましい。又、原料投入容器を反転させた状態で、バイブレータを駆動させて、すなわち原料投入容器を震動させて、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。ここで、残存するガラス原料を少なくする効果を高める為には、前記バイブレータは断続的に複数回駆動すること、すなわち原料投入容器を断続的に震動することが好ましい。

更に、（３）の発明によるガラス原料供給装置は、原料投入容器を震動させる震動装置を備えてもよい。原料投入容器を反転させた状態で、震動装置による微振動がアームを介して原料投入容器に伝達され、すなわち原料投入容器を震動させて、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。なお、前述の振動動作と震動動作が協働してもよい。

（３）の発明によるガラス原料供給装置は、原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するときに、原料投入容器を振動、及び／又は震動させているので、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。

（４） 前記溶解槽内の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる移動装置を備える（１）から（３）のいずれかに記載のガラス原料供給装置。

例えば、（４）の発明によるガラス原料供給装置は、架台に設けられ、溶解槽に向う一対の第１平行レールと、一対の第１平行レールに案内される第１移動台と、第１移動台に設けられ、溶解槽に向う一対の第２平行レールと、一対の第２平行レールに案内される第２移動台と、第２移動台に設けられ、溶解槽に向う一対の第３平行レールと、一対の第２平行レールに案内される第３移動台と、を備えている。

更に、（４）の発明によるガラス原料供給装置は、基端側は第３移動台に回動可能に保持され、先端側は原料投入容器を結合するアームと、第２移動台に設置される第１モータと、を備えている。そして、第１モータの回転軸に連結するピニオンと、第１移動台に設けられるラックが連結している。第１モータを駆動して、第１移動台に対して第２移動台が移動することにより、溶解槽内の任意の投入位置に原料投入容器を進退可能に移動させることができる。

ここで、架台、第２平行レール、第１及び第２移動台、第１モータ、ピニオン及びラックなどを移動装置の構成要素とすることができる。移動装置は、特許文献１及び２によるガラス原料供給装置に示されたように、ＸＹテーブルを用いてもよく、原料投入容器をアームの先端に有するアーム型ロボットを用いてもよい。

（５） 前記移動装置は、前記溶解槽内の複数の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる（４）記載のガラス原料供給装置。

（５）の発明によるガラス原料供給装置は、溶解槽内の複数の任意の投入位置に原料投入容器を移動させるので、溶解槽内へガラス原料を均等に投入できる。

（６） 前記溶解槽に対して前記原料投入容器を強制退避させる退避装置を備える（１）から（５）のいずれかに記載のガラス原料供給装置。

（６）の発明によるガラス原料供給装置は、例えば、架台に保持されるエアシリンダを備えている。そして、エアシリンダのピストンロッドは、第１移動台に連結している。制御手順と異なる動作が発生したときに、エアシリンダを駆動して、溶解槽に対して原料投入容器を強制退避させることができる。エアシリンダを退避装置としてよく、退避装置は、エアシリンダに限定されることなく、他のアクチュエータや機構を用いてもよい。

（７） 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を回動させる回転装置による回動振動手段」、「前記原料投入容器を往復動させる往復装置による往復振動手段」及び「前記原料投入容器を震動させる震動装置による震動手段」の内の少なくともいずれか一つが適用される（１）から（６）のいずれかに記載のガラス原料供給装置。

原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦にする平坦化手段として、まず、原料投入容器を回動させる回転装置による回動振動手段が考えられる。本発明によるガラス原料供給装置は、基端側は第３移動台に回動可能に保持され、先端側は原料投入容器を結合するアームと、第３移動台に設置される第２モータと、を備えてよく、アームの基端側に固定される歯車と、第２モータの回転軸に設けられる歯車とが連結している。第２モータを複数回、正逆回転することにより、原料投入容器に回動による振動を与えることができる。回動振動手段は、回転装置を含み、回転装置の動作を制御する制御手段を含む。

原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦にする平坦化手段として、次に、原料投入容器を往復動させる往復装置による往復振動手段が考えられる。本発明によるガラス原料供給装置は、第３移動台に設置される第３モータを備えてよく、第３モータの回転軸に設けられる揺り腕と、揺り腕の揺動端とすべり結合する直線溝が形成された反対カムとでカム装置を構成する。そして、直線溝がアームの伸長方向と直交するように、反対カムを第２移動台に固定することにより、揺り腕の往復回転運動を第３移動台の往復直線運動に変換できる。第３モータを複数回、正逆回転することにより、原料投入容器に往復動による振動を与えることができる。往復振動手段は、往復装置を含み、往復装置の動作を制御する制御手段を含む。

原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦にする平坦化手段として、更に、原料投入容器を震動させる震動装置による震動手段が考えられる。例えば、振動モータを第３移動台に設置してよく、アームを介して振動モータによる微振動を原料投入容器に伝達することができる。震動装置は、振動モータが用いられてもよく、他のアクチュエータや震動機構が用いてもよい。震動手段は、震動装置を含み、震動装置の動作を制御する制御手段を含む。

（７）の発明によるガラス原料供給装置は、回動振動手段、往復振動手段、震動手段の内の少なくともいずれか一つが適用されることにより、原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦にできる。

（８） 前記平坦化手段は、前記回動振動手段、前記往復振動手段、及び前記震動手段のいずれか二つ又は三つが協働する（７）記載のガラス原料供給装置。

（９） 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り回動させる（３）記載のガラス原料供給装置。

（９）の発明によるガラス原料供給装置は、溶解槽内で原料投入容器を複数回に亘り回動させるので、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。

（１０） 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り往復させる（３）記載のガラス原料供給装置。

（１１） 前記震動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を断続的に震動させる（３）記載のガラス原料供給装置。

（１２） 前記原料投入容器を反転させることにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入され、当該原料投入容器は、異なる方向へ選択的に反転される（１）から（１１）のいずれかに記載のガラス原料供給装置。

（１２）の発明によるガラス原料供給装置は、第２モータを正逆方向へ選択的に回転することにより、原料投入容器を反転させる。そして、溶解槽内へガラス原料を均等に投入できる。

（１３） 前記原料投入容器の凹部の底面に開閉扉を設け、この開閉扉を開くことにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入される（１）から（１１）のいずれかに記載のガラス原料供給装置。

（１４） 前記原料投入容器は、内部が冷却されている（１）から（１３）のいずれかに記載のガラス原料供給装置。

アームを内管と外管の同軸二重管とし、原料投入容器を二重壁構造とし、内管から水を供給し、この水が二重壁内部を流通して外管に排出されるように、水を循環させる冷却構造とすることにより、溶解槽の熱による原料投入容器の変形や損傷を防止できる。又、溶解槽の熱によるガラス原料の原料投入容器への付着や焼き付きも防止できる。

（１５） （１）から（１４）のいずれかに記載のガラス原料供給装置を備えるガラス製造装置。

（１６） （１５）記載のガラス製造装置で製造されるガラス。

（１７） （１５）記載のガラス製造装置で製造される結晶化ガラス。

（１８） 原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置を用いたガラス原料供給方法であって、平坦化手段を用いて、前記原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦にするガラス原料供給方法。

（１９） 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を振動させる振動手段」及び／又は「前記原料投入容器を震動させる震動手段」を備える（１８）記載のガラス原料供給方法。

（２０） 前記原料投入容器に収容されたガラス原料を前記溶解槽に投入するときに、当該原料投入容器を振動及び／又は震動させる（１８）又は（１９）記載のガラス原料供給方法。

（２１） 移動装置を用いて、前記溶解槽内の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる（１８）から（２０）のいずれかに記載のガラス原料供給方法。

（２２） 前記移動装置は、前記溶解槽内の複数の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる（２１）記載のガラス原料供給方法。

（２３） 退避装置を用いて、前記溶解槽に対して前記原料投入容器を強制退避させる（１８）から（２２）のいずれかに記載のガラス原料供給方法。

（２４） 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を回動させる回転装置による回動振動手段」、「前記原料投入容器を往復動させる往復装置による往復振動手段」及び「前記原料投入容器を震動させる震動装置による震動手段」の内の少なくともいずれか一つが適用される（１８）から（２３）のいずれかに記載のガラス原料供給方法。

（２５） 前記平坦化手段は、前記回動振動手段、前記往復振動手段、前記震動手段のいずれか二つ又は三つが協働する（２４）記載のガラス原料供給方法。

（２６） 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り回動させる（２０）記載のガラス原料供給方法。

（２７） 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り往復させる（２０）記載のガラス原料供給方法。

（２８） 前記震動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を断続的に震動させる（２０）記載のガラス原料供給方法。

（２９） 前記原料投入容器を反転させることにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入され、当該原料投入容器は、異なる方向へ選択的に反転される（１８）から（２８）のいずれかに記載のガラス原料供給方法。

（３０） 前記原料投入容器の凹部の底面に開閉扉を設け、この開閉扉を開くことにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入される（１８）から（２９）のいずれかに記載のガラス原料供給方法。

（３１） 前記原料投入容器の内部を冷却している（１８）から（３０）のいずれかに記載のガラス原料供給方法。

（３２） （１８）から（３１）のいずれかに記載のガラス原料供給方法を用いたガラス製造方法。

（３３） （１８）から（３１）のいずれかに記載のガラス原料供給方法を用いた結晶化ガラス製造方法。

本発明によるガラス原料供給装置は、平坦化手段で原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦化することにより、原料投入容器への一回当たりのガラス原料の収容量を増やすことによって、原料投入容器の溶解槽への往復回数を減らすことができ、ガラス原料の供給効率が改善される。又、原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するときに、原料投入容器を振動させているので、原料投入容器に残存するガラス原料を少なくすることが可能になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明によるガラス原料供給装置の一実施形態の構成を示す正面図である。図２は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の平面図である。図３は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の右側面図である。

図４は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した平面図である。図５は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した縦断面図であり、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。図６は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した右側面図である。

図７は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した縦断面図であり、図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。図８は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した右側面図である。図９は、前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した縦断面図であり、図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。

最初に、本発明によるガラス原料供給装置の構成を説明する。図１又は図２において、ガラス原料供給装置（以下、供給装置と略称する）１０は、略直方体に形成された原料投入容器５に収容されたガラス原料Ｇを溶解槽２０に投入する。供給装置１０は、原料投入容器５に収容されるガラス原料Ｇを平坦にする平坦化手段を備えている。供給装置１０は、溶解槽２０に対して原料投入容器５を進退させる移動装置Ａと、原料投入容器５に結合するアーム４を回動させる回転装置Ｂと、原料投入容器５を往復動させる往復装置Ｃと、を備えている。又、供給装置１０は、これら移動装置Ａ、回転装置Ｂ、往復装置Ｃの動作を制御する制御手段となる制御部６を備えている。

図１又は図２において、供給装置１０は、架台ｆと、第１移動台ｆ１と、第２移動台ｆ２と、第３移動台ｆ３と、を備えている。架台ｆには、溶解槽２０に向う一対の第１平行レール１ａ・１ｂが設けられている。第１移動台ｆ１は、一対の第１平行レール１ａ・１ｂに案内されて進退できる。

図２又は図３において、第１移動台ｆ１には、一対の第１平行レール１ａ・１ｂと平行な一対の第２平行レール２ａ・２ｂが設けられている。第２移動台ｆ２は、一対の第２平行レール２ａ・２ｂに案内されて進退できる。第２移動台ｆ２には、一対の第２平行レール２ａ・２ｂと平行な一対の第３平行レール３ａ・３ｂが設けられている。第３移動台ｆ３は、一対の第３平行レール３ａ・３ｂに案内されて往復動できる。なお、第３移動台ｆ３には、カバーｃ３が設けられている（図１〜図３、図６参照）。

図１又は図２において、アーム４は、基端側が第３移動台ｆ３に回動可能に保持され、先端側は原料投入容器５に結合している。第１モータｍ１は、第２移動台ｆ２に設置されている（図３又は図６参照）。第１モータｍ１の回転軸は、差動歯車装置ｄｆを介して、ピニオン１ｐに連結している（図６参照）。ピニオン１ｐは、第１移動台ｆ１に設けられるラック１ｒと連結している（図１及び図６参照）。第１モータｍ１を駆動することにより、第１移動台ｆ１に対して第３移動台ｆ３と共に第２移動台ｆ２が移動することにより、溶解槽２０内の投入位置に原料投入容器５を進退可能に移動させることができる（図１参照）。ここで、架台ｆ、第２平行レール２ａ・２ｂ、第１及び第２移動台ｆ１・ｆ２、第１モータｍ１、ピニオン１ｐ及びラック１ｒなどを移動装置Ａの構成要素とすることができる。

図６において、差動歯車装置ｄｆには、ピニオン１ｐの回転軸上に、エンコーダなどからなる回転検出器１１が設置されている。回転検出器１１は、ピニオン１ｐの回転角度を検出している。この回転角度は、ピニオン１ｐの回転数も含み、第２移動台ｆ２の移動量を検出している。第２移動台ｆ２が所定の位置に移動すると、第１モータｍ１は駆動を停止する。又、第２移動台ｆ２には、ドグｄ１が設置され、第１移動台ｆ１には、ドグｄ１により働くリミットスイッチＬｓ１が二つ設けられており、一方のリミットスイッチＬｓ１は、第２移動台ｆ２の原点位置を検出し、他方のリミットスイッチＬｓ１は、第２移動台ｆ２の最後退位置を検出している（図１参照）。

図２において、架台ｆには、エアシリンダｃ１が設けられている。そして、エアシリンダｃ１のピストンロッドは、第１移動台ｆ１に連結している。制御手順と異なると動作が発生したときに、エアシリンダｃ１を駆動して、溶解槽２０に対して原料投入容器５を強制退避させることができる。エアシリンダｃ１を、溶解槽２０に対して原料投入容器５を強制退避させる退避装置とすることができる。

図４又は図５において、第３移動台ｆ３には、離間した一対の軸受３１・３２が設置されている。一対の軸受３１・３２は、アーム４の基端側を回動可能に支持している。又、第３移動台ｆ３には、第２モータｍ２が設置されている。図４又は図９において、第２モータｍ２の回転軸には、歯車ｇ１が設けられている。歯車ｇ１と噛み合う歯車ｇ２がアーム４の基端側に固定されている。そして、第２モータｍ２が駆動することにより、原料投入容器５を回動することができる（図１参照）。

図４又は図９において、第３移動台ｆ３には、エンコーダなどからなる回転検出器３３が設置されている。回転検出器３３は、歯車ｇ２と噛み合う歯車ｇ３を有しており、アーム４の回動角度を検出することができる。

図１又は図４において、第２モータｍ２を複数回、正逆回転することにより、原料投入容器５に回動による振動を与えることができる。ここで、回転装置Ｂは、第３移動台ｆ３、第２モータｍ２、歯車ｇ１・ｇ２、アーム４などを構成要素とすることができる。平坦化手段の一つである回動振動手段は、回転装置Ｂを含み、回転装置Ｂの動作を制御する制御手段となる制御部６を含むことができる。

図４又は図７において、第３移動台ｆ３には、第３モータｍ３が設置されている。第３モータｍ３の回転軸には、揺り腕３４が設けられている。一方、揺り腕３４の揺動端にあるローラ３４１とすべり結合する直線溝３５１が形成された反対カム３５が、第２移動台ｆ２に設けられている（図９参照）。揺り腕３４と反対カム３５とは、カム装置を構成している。ここで、揺り腕３４が動節であり、反対カム３５が従動節である。そして、直線溝３５１がアーム４の伸長方向と直交するように、反対カム３５が第２移動台ｆ２に固定されており、揺り腕３４の往復回転運動を第３移動台ｆ３の往復直線運動に変換することができる。第３モータｍ３を複数回、正逆回転することにより、原料投入容器５に往復動による振動を与えることができる（図１及び図２参照）。

図７において、揺り腕３４の揺動端には、検出片３４２が設けられている。一方、第３移動台ｆ３には、検出片３４２と対向する近接スイッチ３６が設置されている。近接スイッチ３６が検出片３４２を検出しているときは、原料投入容器５にガラス原料Ｇを収容する収容位置Ｐ（図１参照）であり、例えば、第３モータｍ３を正回転して原料投入容器５を矢印Ｘ１（図２参照）の方向に移動する。一方、第３モータｍ３を逆回転して、原料投入容器５が収容位置Ｐに戻ったことを近接スイッチ３６が確認した後、原料投入容器５を矢印Ｘ２（図２参照）の方向に移動する。

図１、図４又は図７において、第３モータｍ３を複数回、正逆回転することにより、原料投入容器５に往復動による振動を与えることができる。例えば、第３モータｍ３には、ブレーキモータが好適に用いられる。ここで、往復装置Ｃは、第２及び第３移動台ｆ２・ｆ３、第３モータｍ３、揺り腕３４、反対カム３５、アーム４などを構成要素とすることができる。平坦化手段の一つである往復振動手段は、往復装置Ｃを含み、往復装置Ｃの動作を制御する制御手段となる制御部６を含むことができる。

図１において、溶解槽２０は、原料投入容器５が通過する開口２１を設けている。又、溶解槽２０は、開口２１を開閉する扉２２を備えている。原料投入容器５を溶解槽２０内に進出させるときは、扉２２が開き、原料投入容器５を溶解槽２０から後退させると、扉２２が閉じる。扉２２には、図示されないアクチェータが設けられており、制御部６からの開閉信号で扉２２を開閉している。

図５において、アーム４は内管４１と外管４２の同軸二重管となっている。又、原料投入容器５は、二重壁構造となっている（図１及び図２参照）。そして、原料投入容器５は、内管４１から水を供給し、この水が原料投入容器５の二重壁内部を流通して外管４２に排出されるように、水を循環させる冷却構造となっている。原料投入容器５を冷却構造とすることにより、溶解槽２０の熱による原料投入容器５の変形や損傷を防止できる。又、溶解槽２０の熱によるガラス原料Ｇの原料投入容器５への付着や焼き付きも防止できる。

次に、本発明によるガラス原料供給装置の構成を説明する。図１は、原料投入容器５にガラス原料Ｇを収容する収容位置Ｐに、原料投入容器５が停止している状態図であり、図示されないホッパーからガラス原料Ｇが原料投入容器５に収容される。所定量のガラス原料Ｇが原料投入容器５に収容された時点では、ガラス原料Ｇは、原料投入容器５内に略円錐状に堆積されている（図１参照）。

次に、第２モータｍ２及び第３モータｍ３を駆動して（図４参照）、アーム４を複数回、回動させることにより、原料投入容器５を回動振動させると共に、アーム４を複数回、往復動させることにより、原料投入容器５を往復振動させる（図１及び図２参照）。そして、原料投入容器５を回動させる回転装置Ｂによる回動振動手段と、原料投入容器５を往復動させる往復装置Ｃによる往復振動手段とが協働することにより、原料投入容器５内のガラス原料Ｇを平坦にできる（図１及び図２参照）。

本発明によるガラス原料供給装置は、平坦化手段で原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦化することにより、原料投入容器への一回当たりのガラス原料の収容量を増やすことによって、原料投入容器の溶解槽への往復回数を減らすことができ、ガラス原料の供給効率が改善される。

次に、第１モータｍ１を駆動して、溶解槽２０に向けて原料投入容器５を進出させる（図１及び図６参照）。原料投入容器５を進出させるのに先立ち、扉２２は開かれている（図１参照）。例えば、原料投入容器５が開口２１に近い第１の投入位置Ｐ１に到達すると、第１モータｍ１は駆動を停止する（図１及び図６参照）。

次に、第２モータｍ２を駆動して、原料投入容器５を例えば、時計回りに反転させて、溶解槽２０にガラス原料Ｇを投入する（図１及び図４参照）。本発明では、溶解槽２０内で、原料投入容器５を複数回に亘り回動させるように制御されるので、原料投入容器５に残存するガラス原料Ｇを少なくすることが可能になる。次に、第１モータｍ１を駆動して、溶解槽２０から原料投入容器５を退出させ、原料投入容器５は収容位置Ｐに復帰し、次のガラス原料Ｇが収容される（図１参照）。なお、原料投入容器５が収容位置Ｐに復帰すると、扉２２は閉じられる（図１参照）。

発明による供給装置１０は、開口２１から遠い第２の投入位置Ｐ２で、ガラス原料Ｇを投入することも可能であり、移動装置Ａは、溶解槽２０内の複数の投入位置に原料投入容器５を移動させることができる（図１参照）。本発明によるガラス原料供給装置は、溶解槽内の複数の投入位置に原料投入容器を移動させるので、溶解槽内へガラス原料を均等に投入でき、ガラス原料が溶け残りにくくなり、効率的に溶解できる。

更に、原料投入容器５を反転させることにより、ガラス原料Ｇが溶解槽２０に投入され、原料投入容器５は、互いに異なる方向へ選択的に反転される（図１参照）。すなわち、原料投入容器５は、時計方向又は反時計方向へ選択的に反転される。本発明によるガラス原料供給装置は、第２モータを正逆方向へ選択的に回転することにより、原料投入容器を反転させる。そして、溶解槽内へガラス原料を均等に投入できる。

本発明によるガラス原料供給装置の一実施形態の構成を示す正面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の平面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の右側面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した平面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した縦断面図であり、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した右側面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した縦断面図であり、図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した右側面図である。 前記実施形態によるガラス原料供給装置の要部を拡大した縦断面図であり、図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。

符号の説明

４ アーム
５ 原料投入容器
６ 制御部（制御手段）
１０ 供給装置（ガラス原料供給装置）
２０ 溶解槽
Ａ 移動装置
Ｂ 回転装置（回動振動手段、平坦化手段）
Ｃ 往復装置（往復振動手段、平坦化手段）
Ｇ ガラス原料

Claims (33)

1. 原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置であって、
   前記原料投入容器に収容される前記ガラス原料を平坦にする平坦化手段を備えるガラス原料供給装置。
2. 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を振動させる振動手段」及び／又は「前記原料投入容器を震動させる震動手段」を備える請求項１記載のガラス原料供給装置。
3. 前記原料投入容器に収容されたガラス原料を前記溶解槽に投入するときに、当該原料投入容器を振動、及び／又は震動させる請求項１又は２記載のガラス原料供給装置。
4. 前記溶解槽内の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる移動装置を備える請求項１から３のいずれかに記載のガラス原料供給装置。
5. 前記移動装置は、前記溶解槽内の複数の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる請求項４記載のガラス原料供給装置。
6. 前記溶解槽に対して前記原料投入容器を強制退避させる退避装置を備える請求項１から５のいずれかに記載のガラス原料供給装置。
7. 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を回動させる回転装置による回動振動手段」、「前記原料投入容器を往復動させる往復装置による往復振動手段」及び「前記原料投入容器を震動させる震動装置による震動手段」の内の少なくともいずれか一つが適用される請求項１から６のいずれかに記載のガラス原料供給装置。
8. 前記平坦化手段は、前記回動振動手段、前記往復振動手段、及び前記震動手段の内のいずれか二つ又は三つが協働する請求項７記載のガラス原料供給装置。
9. 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り回動させる請求項３記載のガラス原料供給装置。
10. 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り往復させる請求項３記載のガラス原料供給装置。
11. 前記震動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を断続的に震動させる請求項３記載のガラス原料供給装置。
12. 前記原料投入容器を反転させることにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入され、当該原料投入容器は、異なる方向へ選択的に反転される請求項１から１１のいずれかに記載のガラス原料供給装置。
13. 前記原料投入容器の凹部の底面に開閉扉を設け、この開閉扉を開くことにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入される請求項１から１１のいずれかに記載のガラス原料供給装置。
14. 前記原料投入容器は、内部が冷却されている請求項１から１３のいずれかに記載のガラス原料供給装置。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載のガラス原料供給装置を備えるガラス製造装置。
16. 請求項１５記載のガラス製造装置で製造されるガラス。
17. 請求項１５記載のガラス製造装置で製造される結晶化ガラス。
18. 原料投入容器に収容されたガラス原料を溶解槽に投入するガラス原料供給装置を用いたガラス原料供給方法であって、
    平坦化手段を用いて、前記原料投入容器に収容されるガラス原料を平坦にするガラス原料供給方法。
19. 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を振動させる振動手段」及び／又は「前記原料投入容器を震動させる震動手段」を備える請求項１８記載のガラス原料供給方法。
20. 前記原料投入容器に収容されたガラス原料を前記溶解槽に投入するときに、当該原料投入容器を振動及び／又は震動させる請求項１８又は１９記載のガラス原料供給方法。
21. 移動装置を用いて、前記溶解槽内の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる請求項１８から２０のいずれかに記載のガラス原料供給方法。
22. 前記移動装置は、前記溶解槽内の複数の任意の投入位置に前記原料投入容器を移動させる請求項２１記載のガラス原料供給方法。
23. 退避装置を用いて、前記溶解槽に対して前記原料投入容器を強制退避させる請求項１８から２２のいずれかに記載のガラス原料供給方法。
24. 前記平坦化手段は、「前記原料投入容器を回動させる回転装置による回動振動手段」、「前記原料投入容器を往復動させる往復装置による往復振動手段」及び「前記原料投入容器を震動させる震動装置による震動手段」の内の少なくともいずれか一つが適用される請求項１８から２３のいずれかに記載のガラス原料供給方法。
25. 前記平坦化手段は、前記回動振動手段、前記往復振動手段、前記震動手段の内のいずれか二つ又は三つが協働する請求項２４記載のガラス原料供給方法。
26. 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り回動させる請求項２０記載のガラス原料供給方法。
27. 前記振動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を複数回に亘り往復させる請求項２０記載のガラス原料供給方法。
28. 前記震動手段は、前記溶解槽内で前記原料投入容器を断続的に震動させる請求項２０記載のガラス原料供給方法。
29. 前記原料投入容器を反転させることにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入され、当該原料投入容器は、異なる方向へ選択的に反転される請求項１８から２８のいずれかに記載のガラス原料供給方法。
30. 前記原料投入容器の凹部の底面に開閉扉を設け、この開閉扉を開くことにより当該ガラス原料が前記溶解槽に投入される請求項１８から２９のいずれかに記載のガラス原料供給方法。
31. 前記原料投入容器の内部を冷却している請求項１８から３０のいずれかに記載のガラス原料供給方法。
32. 請求項１８から３１のいずれかに記載のガラス原料供給方法を用いたガラス製造方法。
33. 請求項１８から３１のいずれかに記載のガラス原料供給方法を用いた結晶化ガラス製造方法。
    

Images