JP2009007224A - ガラス成形体の製造方法および装置 - Google Patents
ガラス成形体の製造方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009007224A JP2009007224A JP2007171941A JP2007171941A JP2009007224A JP 2009007224 A JP2009007224 A JP 2009007224A JP 2007171941 A JP2007171941 A JP 2007171941A JP 2007171941 A JP2007171941 A JP 2007171941A JP 2009007224 A JP2009007224 A JP 2009007224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- glass lump
- glass
- lump
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
【課題】簡単な構造と最小限のスペースで支持体上での溶融ガラスの融着を防止しながらガラス塊に接触痕が発生することを防止するガラス成形体の製造方法および装置を提供する。
【解決手段】減圧吸引によりガラス塊(9)の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力(C)を加えることによりガラス塊の落下速度を減速させながら支持体(2)を下降させ、落下するガラス塊(9)と再接触しない位置に移動させた後吸引力を解除してガラス塊(9)を接触型(3)の受面(3a)上に落下させる。
【選択図】図9
【解決手段】減圧吸引によりガラス塊(9)の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力(C)を加えることによりガラス塊の落下速度を減速させながら支持体(2)を下降させ、落下するガラス塊(9)と再接触しない位置に移動させた後吸引力を解除してガラス塊(9)を接触型(3)の受面(3a)上に落下させる。
【選択図】図9
Description
本発明は溶融ガラスからガラス成形体を製造する方法および装置に関する。
本明細書において、ガラス成形体とはレンズ・プリズム等の光学素子の予備成形体であるプリフオーム及び光学素子の双方を包括的に含む用語として使用する。
より詳しくは、本発明は、レンズプリフオーム等光学素子のプリフオームまたは光学素子そのものを製造する方法および装置に関する。本発明は、プリフオームの製造に関しては、溶融ガラスを成形型で受けて成形するプリフォームの製造およびプレス成形により得られるプリフォームプリフォームプリフォームの製造の双方に適用することができる。
また本発明は、レンズ等光学素そのものを精密精密プレスにより製造する方法および装置にも適用することができる。
近年デジタルカメラ等のレンズ等の光学素子を高精度かつ大量に生産するために、溶融ガラスから光学レンズの形状に近似した形状のガラス塊(以後「プリフオーム」という)を形成し、その後このプリフオームを成形型で熱間成形する方法および装置が用いられている。
プリフオームを高精度でかつ低コストで量産する方法として、溶融ガラスをパイプから成形型に落下させる方法が知られているが、この方法では、高温の溶融ガラスがパイプから落下して成形型と接触する際の衝撃で溶融ガラスが飛散することがあり、重量精度が高いプリフォームを得がたいという問題がある。
そこで、上記問題を解決するため、溶融ガラスをパイプから成形型に直接落下させずに中間に溶融ガラス支持体を設け、溶融ガラス塊を一旦この支持体で受けて所定時間保持し、溶融ガラス塊の温度が所定温度だけ下がった後溶融ガラスをこの支持体から下方の成形型に落とす方法が数多く提案されている。
特許文献1はこのようなプリフオーム製造方法および装置の1例を示す。図16に示すこのプリフオーム製造装置aは溶融ガラスを受け止める第1の型bと、この第1の型bから移動された溶融ガラス塊を受け止める第2の型cを備える。第1の型bは溶融ガラスを受け止める受面dを有し、この受面dで2つの割型e、fに分割されている。この装置aによれば、高温の溶融ガラスを第1の型bで受け止めておき、溶融ガラス塊の温度が下がった後第1の型bの割型e、fをそれぞれ下方に回動して第1の型bを開き、溶融ガラス塊を第2の型cに落として第2の型cで成形するので、成形型である第2の型の酸化を防止し、寿命を延ばすことにより、プリフオームの製造コストを削減することができる。
特開2006−265085
特許文献1のプリフオーム製造装置aに示されるような割型タイプの支持体は2つの割型の開閉のため複雑で精巧な開閉機構を必要とするので、このような割型タイプの支持体を回転テーブル上に設置する場合はプリフオームの製造コストを増加させる上に多くのスペースを必要とする。
本発明は、上記割型タイプのプリフオーム製造方法および装置の問題点にかんがみなされたものであって、複雑で高価な機構と多大のスペースを必要とせず、簡単な構造と最小限のスペースで支持体への溶融ガラス塊の融着を防止することができる低コストのプリフオームの製造方法および装置を提供しようとするものである。
本発明は、上記割型タイプのプリフオーム製造方法および装置の問題点にかんがみなされたものであって、複雑で高価な機構と多大のスペースを必要とせず、簡単な構造と最小限のスペースで支持体への溶融ガラス塊の融着を防止することができる低コストのプリフオームの製造方法および装置を提供しようとするものである。
本発明は、また溶融ガラス流からレンズ等の光学素子を精密プレスにより直接製造する方法にも適用することが可能であり、本発明はこのような光学素子の新規な製造方法および装置を提供しようとするものである。
上記本発明の目的を達成するため、本発明者は鋭意研究と実験を重ねた結果、支持体が溶融ガラス塊と接触するようにして溶融ガラス塊を直接受けることにより溶融ガラス塊に支持体との接触痕が生じたとしても、溶融ガラス塊が完全に固化する以前に溶融ガラス塊を成形型に落下させれば、溶融ガラスの自熱により溶融ガラス塊の自由表面が復元され、支持体との接触痕は消滅し、成形されたプリフオームに表面状態・形状精度の問題は生じないことに着目し、さらに研究を進めた結果、溶融ガラス塊が完全に固化する以前の状態で溶融ガラスを支持体から成形型に落下させれば、溶融ガラス塊の所望の温度低下を実現しつつ溶融ガラス塊の支持体との接触痕を消滅させることができ、これによって従来の溶融ガラスを浮上させて受ける割型タイプの支持体によらなくても、単純な一枚板の支持体に溶融ガラス塊を気体による浮上もさせずに直接接触させて受けることができることを見出し、本発明に到達した。
また上記本発明の目的を達成するため、本発明者は、溶融ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより、該ガラス塊の自由落下を制限しながら、溶融ガラスを支持する支持体を退避せれば、従来の支持体の複雑な開閉機構を必要とせず、極めて簡単な構造の支持体により低コストでプリフオームを製造することができことを見出し、本発明に到達した。
すなわち、上記本発明の目的を達成するプリフオーム、光学素子等のガラス成形体の製造方法および装置は次の構成を有するものである。
構成1
溶融ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより該ガラス塊の自由落下を制限しながら該溶融ガラス塊を支持する支持体を該ガラス塊から外して退避させ、該ガラス塊を成形型に落下させる支持体退避工程と、
落下する該ガラス塊を該成形型で受けガラス成形体を成形する工程
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造方法。
溶融ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより該ガラス塊の自由落下を制限しながら該溶融ガラス塊を支持する支持体を該ガラス塊から外して退避させ、該ガラス塊を成形型に落下させる支持体退避工程と、
落下する該ガラス塊を該成形型で受けガラス成形体を成形する工程
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造方法。
構成2
該支持体退避工程において、該支持体を急激に上昇させることにより該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする構成1記載の方法。
該支持体退避工程において、該支持体を急激に上昇させることにより該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする構成1記載の方法。
構成3
該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を移動させる前に該支持体を鉛直下方に降下させることを特徴とする構成2記載の方法。
該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を移動させる前に該支持体を鉛直下方に降下させることを特徴とする構成2記載の方法。
構成4
該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊の落下速度を減速させながら該支持体を下降させ、落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする構成1記載の方法。
該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊の落下速度を減速させながら該支持体を下降させ、落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする構成1記載の方法。
構成5
該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を解除することを特徴とする構成1記載の方法。
該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を解除することを特徴とする構成1記載の方法。
構成6
該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を維持した状態で該ガラス塊を所定距離だけ下降させた後該吸引力を解除することを特徴とする構成1記載の方法。
該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を維持した状態で該ガラス塊を所定距離だけ下降させた後該吸引力を解除することを特徴とする構成1記載の方法。
構成7
溶融ガラス塊を支持する支持体を該成形型上に移送する移送工程をさらに含む構成1〜6のいずれかに記載の方法。
溶融ガラス塊を支持する支持体を該成形型上に移送する移送工程をさらに含む構成1〜6のいずれかに記載の方法。
構成8
該方法はプリフオームの製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載の方法。
該方法はプリフオームの製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載の方法。
構成9
該方法はプレス成形によって得られるプリフオームの製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載の方法。
該方法はプレス成形によって得られるプリフオームの製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載の方法。
構成10
該方法は光学素子の製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載の方法。
該方法は光学素子の製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載の方法。
構成11
該支持体が一枚板からなることを特徴とする構成1〜10のいずれかに記載の方法。
該支持体が一枚板からなることを特徴とする構成1〜10のいずれかに記載の方法。
構成12
支持体の上面に設けられた凹状受面から気体を噴出することにより該凹状受面から浮上した状態で保持されている溶融ガラス塊を鉛直上方に吸引することによりさらに浮上させた後該支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除して該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避工程と、
落下する該ガラス塊を該成形型で受けガラス成形体を成形する工程
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造方法。
支持体の上面に設けられた凹状受面から気体を噴出することにより該凹状受面から浮上した状態で保持されている溶融ガラス塊を鉛直上方に吸引することによりさらに浮上させた後該支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除して該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避工程と、
落下する該ガラス塊を該成形型で受けガラス成形体を成形する工程
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造方法。
構成13
該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより該ガラス塊の下面が該凹状受面以外の該支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより該支持体を退避させることを特徴とする構成12記載の方法。
該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより該ガラス塊の下面が該凹状受面以外の該支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより該支持体を退避させることを特徴とする構成12記載の方法。
構成14
該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に吸引した後該ガラス塊の下面の曲率半径に沿って該支持体を円運動させることによって該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする構成12記載の方法。
該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に吸引した後該ガラス塊の下面の曲率半径に沿って該支持体を円運動させることによって該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする構成12記載の方法。
構成15
該支持体が一枚板からなることを特徴とする構成12〜14のいずれかに記載の方法。
該支持体が一枚板からなることを特徴とする構成12〜14のいずれかに記載の方法。
構成16
溶融ガラス塊を支持する支持体と、
該ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、
該ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより該ガラス塊の自由落下を制限しながら該支持体を該ガラス塊から外して退避させ、該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段
とを備えることを特徴とするガラス成形体製造装置。
溶融ガラス塊を支持する支持体と、
該ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、
該ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより該ガラス塊の自由落下を制限しながら該支持体を該ガラス塊から外して退避させ、該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段
とを備えることを特徴とするガラス成形体製造装置。
構成17
該支持体退避手段は、該支持体を急激に上昇させることにより該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段であることを特徴とする構成16記載の装置。
該支持体退避手段は、該支持体を急激に上昇させることにより該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段であることを特徴とする構成16記載の装置。
構成18
該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を移動させる前に該支持体を鉛直下方に降下させる手段であることを特徴とする構成17記載の装置。
該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を移動させる前に該支持体を鉛直下方に降下させる手段であることを特徴とする構成17記載の装置。
構成19
該支持体退避手段は、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊の落下速度を減速させながら該支持体を下降させ、落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段であることを特徴とする構成16記載の装置。
該支持体退避手段は、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊の落下速度を減速させながら該支持体を下降させ、落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段であることを特徴とする構成16記載の装置。
構成20
該支持体退避手段は、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を解除する手段であることを特徴とする構成16記載の装置。
該支持体退避手段は、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を解除する手段であることを特徴とする構成16記載の装置。
構成21
該支持体退避手段は、減圧吸引により該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成19または20記載の装置。
該支持体退避手段は、減圧吸引により該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成19または20記載の装置。
構成22
該支持体退避手段は、吸引力を加える気流に沿いながら重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えることを特徴とする構成21記載の装置。
該支持体退避手段は、吸引力を加える気流に沿いながら重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えることを特徴とする構成21記載の装置。
構成23
該支持体退避手段は、ベルヌーイ効果を利用して該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成19または20記載の装置。
該支持体退避手段は、ベルヌーイ効果を利用して該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成19または20記載の装置。
構成24
該支持体は温度制御機構を備えることを特徴とする構成16〜23のいずれかに記載の装置。
該支持体は温度制御機構を備えることを特徴とする構成16〜23のいずれかに記載の装置。
構成25
該支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあることを特徴とする構成16〜24のいずれかに記載の装置。
該支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあることを特徴とする構成16〜24のいずれかに記載の装置。
構成26
該溶融ガラス塊を支持する該支持体を該成形型上に移送する支持体移送手段をさらに備えることを特徴とする構成16記載の装置。
該溶融ガラス塊を支持する該支持体を該成形型上に移送する支持体移送手段をさらに備えることを特徴とする構成16記載の装置。
構成27
該装置はプリフオームの製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成16〜26のいずれかに記載の装置。
該装置はプリフオームの製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成16〜26のいずれかに記載の装置。
構成28
該装置はプレス成形によって得られるプリフオームの製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成16〜26のいずれかに記載の装置。
該装置はプレス成形によって得られるプリフオームの製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成16〜26のいずれかに記載の装置。
構成29
該装置は光学素子の製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成16〜26のいずれかに記載の装置。
該装置は光学素子の製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする構成16〜26のいずれかに記載の装置。
構成30
該支持体は一枚板からなることを特徴とする構成16〜29のいずれかに記載の装置。
該支持体は一枚板からなることを特徴とする構成16〜29のいずれかに記載の装置。
構成31
溶融ガラスを支持する支持体であって、その上面に設けられた凹状受面から気体を噴出してガラス塊を支持する支持体と、
該ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、
該ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより浮上させた後該支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除して該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造装置。
溶融ガラスを支持する支持体であって、その上面に設けられた凹状受面から気体を噴出してガラス塊を支持する支持体と、
該ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、
該ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより浮上させた後該支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除して該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造装置。
構成32
該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、この吸引により該ガラス塊の下面が該凹状受面以外の該支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより該支持体を退避させる手段を備えることを特徴とする請求項31記載の装置。
該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、この吸引により該ガラス塊の下面が該凹状受面以外の該支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより該支持体を退避させる手段を備えることを特徴とする請求項31記載の装置。
構成33
該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、該ガラス塊の下面の曲率半径に沿って該支持体を円運動させることによって該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段を備えることを特徴とする構成31記載の装置。
該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、該ガラス塊の下面の曲率半径に沿って該支持体を円運動させることによって該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段を備えることを特徴とする構成31記載の装置。
構成34
該支持体退避手段は、減圧吸引により該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成31〜33のいずれかに記載の装置。
該支持体退避手段は、減圧吸引により該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成31〜33のいずれかに記載の装置。
構成35
該支持体退避手段は、重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えることを特徴とする構成34記載の装置。
該支持体退避手段は、重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えることを特徴とする構成34記載の装置。
構成36
該支持体退避手段は、ベルヌーイ効果を利用して該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成31〜33のいずれかに記載の装置。
該支持体退避手段は、ベルヌーイ効果を利用して該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする構成31〜33のいずれかに記載の装置。
構成37
該支持体は温度制御機構を備えることを特徴とする構成31〜36のいずれかに記載の装置。
該支持体は温度制御機構を備えることを特徴とする構成31〜36のいずれかに記載の装置。
構成38
該支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあることを特徴とする構成31〜37のいずれかに記載の装置。
該支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあることを特徴とする構成31〜37のいずれかに記載の装置。
構成39
該支持体は一枚板からなることを特徴とする構成31〜38のいずれかに記載の装置。
該支持体は一枚板からなることを特徴とする構成31〜38のいずれかに記載の装置。
上記構成1の方法および構成16の装置によれば、きわめて簡単な方法で支持体を落下するガラス塊と再接触しない位置に退避させることができる。
また、支持体内に気体が流通する空間を設ける必要がないから、支持体の厚みも薄くすることができ、一層の省スペースをしやすい。
また、支持体が溶融ガラス塊を直接受けることにより溶融ガラス塊に支持体との接触痕が生じるが、溶融ガラス塊が完全に固化する以前に溶融ガラス塊を成形型に落下させることにより、溶融ガラスの自熱により溶融ガラス塊の自由表面が復元され、支持体との接触痕は消滅し、成形されたプリフオームに表面状態・形状精度の問題を生じることなく溶融ガラス塊の所望の温度低下を実現しやすい。
また、溶融ガラス塊を気体による浮上もさせずに直接接触させて受けることができるので、気体配管および気体流量制御装置等、複雑な構造・機構を必要とせず、この面からも製造コストの低減と省スペースに寄与することができる。
構成2の方法および構成17の装置によれば、ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後支持体を移動させることにより、支持体を容易に逃がすことができる。
構成3の方法および構成18の装置によれば、ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後支持体を移動させる前に支持体を鉛直下方に降下させることにより、構成2および構成17と同様の効果を挙げることができる。
構成4の方法および構成19の装置によれば、ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることによりガラス塊の落下速度を減速させながら支持体を下降させ、落下するガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより、支持体を容易に逃がすことができる。
構成5の方法および構成20の装置によれば、ガラス塊を浮上させ、支持体を移動させて退避させることができるので、支持体を下降する距離を必要とせず、支持体と成形型の間の距離が短い場合でも容易に支持体を退避させることができる。
構成6によれば、支持体を退避させた後吸引力を維持した状態でガラス塊を所定距離だけ下降させた後吸引力を解除するので、ガラス塊を成形型の成形面近傍において正確な位置でかつ少ない衝撃で成形型上に落下させることができる。
構成7の方法および構成26の装置によれば、分離したガラス塊を支持する支持体を成形型上に移送するので、たとえば回転テーブル上または回転テーブル近傍の所定の箇所でパイプ等の流路から流出する溶融ガラス流を支持体で受けて分離した後、またはパイプから滴下する滴状の溶融ガラス塊を支持体で受けた後、この支持体を回転テーブル上の他の箇所にある成形型上に移送する間に溶融ガラス塊の温度を下げることができ、多数の支持体を順次移送してプリフオームの大量生産がしやすくなる。
構成8の方法および構成27の装置によれば、ガラス塊の接触痕を消滅させながらプリフォームプリフォームの成形に最適の粘度でガラス塊を成形型に落下させることができる。
構成9の方法および構成28の装置によれば、ガラス塊の接触痕を消滅させながらプレス成形によるプリフォームプリフォーム
の成形に最適の粘度でガラスを成形型に落下させることができる。
の成形に最適の粘度でガラスを成形型に落下させることができる。
構成10の方法および構成29の装置によれば、ガラス塊の接触痕を消滅させながら精密プレスによる光学素子の成形に最適の粘度でガラスを成形型に落下させることができる。
構成11および15の方法および請求項30の装置によれば、従来の割型タイプの支持体を必要とせず、単純な一枚板の支持体に溶融ガラス塊を受けるので、割型タイプの装置に必要な複雑な割型開閉機構を必要とせず、ガラス成形体の製造コストを低減しやすい上に設置スペースを節約しやすい。
構成21の装置によれば、支持体退避手段は減圧吸引による吸引装置を備えているので、簡単な構成でガラス塊に吸引力を加えることができる。
構成21の装置によれば、支持体退避手段は減圧吸引による吸引装置を備えているので、簡単な構成でガラス塊に吸引力を加えることができる。
構成22の装置によれば、支持体退避手段は吸引力を加える気流に沿いながら重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えているので、吸引装置の内壁に気膜等の流体膜が形成され、吸引したガラス塊と吸引装置が接触することを防止することができる。
構成23の装置によれば、支持体退避手段はベルヌーイ効果を利用するので、吸引装置の内壁に気膜が形成され、吸引したガラス塊と吸引装置が接触することを防止することができる。
構成24の装置によれば、支持体は温度制御機構を備えているので、溶融ガラスを直接受けることによる溶融ガラス塊の融着を防止することができるとともに溶融ガラス塊の所定の温度への温度降下を促進しやすい。また、支持体を加温することにより溶融ガラス塊を成形型に移す際に、溶融ガラス塊を成形に適した温度に加温することができる。
構成25の装置によれば、支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあるので、溶融ガラス塊の融着防止および溶融ガラス塊の所定の温度への温度降下を一層促進することができる。
上記構成12の方法および構成31の装置によれば、きわめて簡単な方法で支持体を落下するガラス塊と再接触しない位置に退避させることができる。
またガラス塊は支持体上で非接触状態で保持されるので、溶融ガラス塊の支持体への融着や接触痕の発生を一層確実に防止することができる。
構成13の方法および構成32の装置によれば、ガラス塊を鉛直上方に吸引することによりガラス塊の下面が凹状受面以外の支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後支持体を落下するガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより支持体を退避させることができる。
構成14の方法および構成33の装置によれば、ガラス塊を鉛直上方に吸引した後ガラス塊の下面の曲率半径に沿って支持体を円運動させることによって支持体を落下するガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより、支持体の浮上高さが低くても支持体を退避させることができる。
構成34の装置によれば、支持体退避手段は減圧吸引による吸引装置を備えているので、簡単な構成でガラス塊に吸引力を加えることができる。
構成35の装置によれば、支持体退避手段は吸引力を加える気流に沿いながら重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えているので、吸引装置の内壁に気膜等の流体膜が形成され、吸引したガラス塊と吸引装置が接触することを防止することができる。
構成36の装置によれば、支持体退避手段はベルヌーイ効果を利用するので、吸引装置の内壁に気膜が形成され、吸引したガラス塊と吸引装置が接触することを防止することができる。
構成37の装置によれば、支持体は温度制御機構を備えているので、溶融ガラスが瞬間的に直接支持体に接触した場合でも溶融ガラス塊の融着を防止することができるとともに溶融ガラス塊の所定の温度への温度降下を促進しやすい。また、支持体を加温することにより溶融ガラス塊を成形型に移す際に、溶融ガラス塊を成形に適した温度に加温することができる。
構成38の装置によれば、支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあるので、溶融ガラス塊の融着防止および溶融ガラス塊の所定の温度への温度降下を一層促進しやすい。
構成39の装置によれば、支持体は一枚板からなるものであるので、
従来の割型タイプの支持体を必要とせず、単純な一枚板の支持体に溶融ガラス塊を受けるので、割型タイプの装置に必要な複雑な割型開閉機構を必要とせず、プリフオームの製造コストを低減しやすい上に設置スペースを節約することができる。
従来の割型タイプの支持体を必要とせず、単純な一枚板の支持体に溶融ガラス塊を受けるので、割型タイプの装置に必要な複雑な割型開閉機構を必要とせず、プリフオームの製造コストを低減しやすい上に設置スペースを節約することができる。
また、従来成形型に使用している通常のゴブ皿を支持体にも使用することができ、製造コストを一層低減することができる。
以下本発明の方法および装置の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明のプリフオームまたは光学素子をガラス流出パイプから流出する溶融ガラスから製造する場合は、まずガラス塊分離工程において、白金や白金合金からなるガラス流出パイプから一定の流出速度で流出する溶融ガラス流を流出パイプの下方に位置する支持体で直接受け止める。
本発明のプリフオームまたは光学素子をガラス流出パイプから流出する溶融ガラスから製造する場合は、まずガラス塊分離工程において、白金や白金合金からなるガラス流出パイプから一定の流出速度で流出する溶融ガラス流を流出パイプの下方に位置する支持体で直接受け止める。
支持体はステンレス鋼等の耐熱性金属やセラミックス等の耐熱性材料からなる一枚板からなる。
支持体はステンレス鋼等の耐熱性金属やセラミックス等の耐熱性材料からなる一枚板からなることが好ましく、上面に窒化系金属や炭化系金属等の耐熱コーテイングが施されているものが好ましい。窒化系金属としては、窒化クロム、窒化チタン、窒化チタンアルミ等が好適であり、炭化系金属としては炭化タンタル、炭化チタン、炭化クロム等が好適である。支持体は、高温の溶融ガラスが支持体表面に融着することを防止するとともに溶融ガラスの温度をすみやかに下げるため、また溶融ガラスを成形型に移す際には成形に適した温度に加温するために、温度制御機構を備えることが好ましく、冷却のためにはたとえば支持体内部に冷却管を通し、あるいは支持体の周囲を筒状の冷却管で包囲し、冷却水または冷却ガスを冷却管に供給することにより支持体を所定の温度に冷却することが好ましい。
支持体の上面は平面でもよいが、所定量のガラス塊を受けるための部分球面状の凹所(通常ゴフ皿と呼ばれる形状のもの)を設けることが好ましい。
流出パイプから支持体上に流出して堆積する溶融ガラスが所定の重量に達した時点で支持体を鉛直下方に降下させると溶融ガラス流は表面張力により切断され分離されて溶融ガラス塊となる。
次の支持体退避工程においては、支持体上の溶融ガラス塊が支持体および雰囲気との接触により温度が下がった状態で支持体を溶融ガラス塊から外して退避させ、ガラス塊を支持体の直下に位置する成形型に落下させる。これによって溶融ガラス塊は成形型上で自熱により自由表面が復元し、または次工程の精密プレス成形により溶融ガラス塊と支持体との直接接触により溶融ガラス塊の表面に生じた接触痕は消滅する。
溶融ガラス塊を支持体から成形型に落下する時点での溶融ガラス塊の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることが好ましい。
プリフォーム成形機によるプリフォーム成形の場合は、溶融ガラスの落下時の粘度すなわち成形型への供給粘度範囲は102dPa・s〜1013dPa・sが好ましい。粘度が102dPa・s未満の低粘度では溶融ガラス内に空気が入り込んで気泡が生じやすくなり好ましくなく、また粘度が1013dPa・sを超えると溶融ガラス塊の成形型上での自由表面への復帰、または次工程の精密プレス成形による接触痕の消失が充分に達成できないおそれがある。溶融ガラス塊の成形型上での自由表面への復帰を達成しやすくするためには、溶融ガラスの粘度が108dPa・s以下であることが好ましく、104dPa・s以下であることがより好ましいため、該供給粘度範囲のより好ましい粘度範囲は102dPa・s〜1048Pa・sであり、もっとも好ましい粘度範囲は102dPa・s〜104 dPa・sである。
プレス成形によるプレスプリフォームを成形する場合は、溶融ガラスの成形型への供給粘度範囲は102dPa・s〜1013dPa・sが好ましい。粘度が102dPa・s未満では急冷による収縮や濡れ性によるガラス下面精度の劣化や融着を生じ好ましくなく、また粘度が1013dPa・sを超えるとプレス時間が長くなり生産性が低下する。プレスに要する時間を短くしやすくするには、溶融ガラスの粘度が108dPa・s以下であることが好ましいことから、より好ましい粘度範囲は102dPa・s〜108dPa・sであり、さらに、ガラスの下面精度をより高精度なものとしやすくするためには、溶融ガラスの粘度が104dPa・s以上であることが好ましいことから、もっとも好ましい粘度範囲は104dPa・s〜108dPa・sである。
精密プレスによるレンズ等光学素子成形の場合は、溶融ガラスの成形型への供給粘度範囲は102dPa・s〜1013dPa・sが好ましい。粘度が102dPa・s未満では融着や高温による金型面の劣化を生じ好ましくなく、また粘度が1013dPa・sを超えると粘性変形が少なくなり、ガラス塊の成形型上での自由表面への復帰が達成できないおそれがある。ガラスの下面精度を高精度なものとしやすくするためには、溶融ガラスの粘度が104dPa・s以上であることが好ましいことから、より好ましい粘度範囲は104dPa・s〜1013dPa・sであり、ガラスの下面精度をより高精度なものとしやすくするためには、溶融ガラスの粘度が108dPa・s以上であることが好ましいため、さらに好ましい粘度範囲は108dPa・s〜1013dPa・sである。また、ガラスの下面精度を非常に高精度なものとしやすくするためには、溶融ガラスの粘度が109dPa・sを超えることが好ましいため、もっとも好ましい粘度範囲は109dPa・sを超え1013dPa・sまでである。
支持体を溶融ガラス塊から外して退避させるには、上記構成1〜6および構成12〜14の支持体退避方法の中のいずれかを選択する。 上記構成中、構成2、3はガラス塊を鉛直上方に跳ね上げる方法であり、構成4〜6および12〜14はガラス塊に重力の作用する方向と反対方向の吸引力を加える方法である。
支持体退避工程において、支持体を落下するガラス塊と再接触しない位置に水平面内において移動させるには、支持体を直線運動で退避させてもよいし、支持体を所定角度だけ回動させることにより退避させてもよい。
ガラス塊の上面に鉛直上方への吸引力を加えるには、種々の公知の吸引機構の中から適当なものを選択することができる。最も簡単な方法はホース状のパイプを使用して減圧吸引によりガラス塊を吸引する方法や、ベルヌーイ効果を利用する方法として市販のベルヌーイチャックを使用する方法である。
次に図1〜図15を参照して、ガラス流出パイプから流出する溶融ガラスからガラス成形体を製造する場合の本発明にかかるガラス成形体製造装置の1実施態様について説明する。
次に図1〜図15を参照して、ガラス流出パイプから流出する溶融ガラスからガラス成形体を製造する場合の本発明にかかるガラス成形体製造装置の1実施態様について説明する。
本発明にかかるガラス成形体製造装置の1実施態様を示す部分断面図である図1において、ガラス成形体製造装置1は、白金製の流出パイプ4から流出する溶融ガラス塊からプリフオームまたは光学素子を製造する装置であって、流出パイプ4から流出する溶融ガラスを受け、所定の重量に達した時点でガラス流から分離される溶融ガラス塊を支持する支持体2を備える。
支持体2は回転テーブル上に円周方向に所定間隔でかつ等間隔で複数個配置されており、ステンレス鋼等の耐熱性金属やセラミックス等の耐熱性材料からなる円板状または矩形板状の支持体本体2aの平坦な上面に窒化クロム等の窒化系金属や炭化タンタル等の炭化系金属等の耐熱コーテイング2bが施されており、水平方向に継ぎ目や分割面のない一枚板からなるものである。
支持体2の外周には、支持体2を冷却するための水冷管5が設けられており、水冷管5には冷却水を循環させるための図示しない冷却水供給管および冷却水排出管が接続されている。なお、図2以下の図面では簡略化のため水冷管5の図示を省略する。
支持体2の外周には、支持体2を冷却するための水冷管5が設けられており、水冷管5には冷却水を循環させるための図示しない冷却水供給管および冷却水排出管が接続されている。なお、図2以下の図面では簡略化のため水冷管5の図示を省略する。
この実施形態においては、支持体2は後述の機構により回転テーブル(図示せず)の回転に応じて流出パイプ4の直下に1台が移送されるように構成されている。
成形型3は支持体2の下方の回転テーブル上に円周方向に所定間隔でかつ等間隔で複数個配置されており、一つの支持体2とその下方の成形型3が対を形成している。成形型3は耐熱性の金属、たとえばステンレス鋼で形成されている。成形型3は凹状の受面3aを有しており、この受面3aは窒化系金属や炭化系金属の被膜が設けられている。窒化系金属としては、たとえば窒化チタン、窒化チタンアルミ、窒化クロムが挙げられ、炭化系金属としてはたとえば炭化チタン、炭化クロム、炭化タンタルが挙げられる。
支持体2の回転テーブル中心側の端部2cは支持体2を上下動させる第1のピストン6の上端部に固定されており、このピストン6はシリンダ7内に嵌合している。シリンダ7は図示しない油圧ポンプまたは空気圧ポンプに接続されており、ピストン6はシリンダ7内を油圧または空気圧により図中矢印A−A’方向に上下動することができる。
シリンダ7はその上端部において水平方向に延びる第2のピストン8に固定されており、このピストン8は図示しないシリンダに嵌合しており、このシリンダに接続された油圧ポンプまたは空気圧ポンプから供給される油圧または空気圧により水平面内において図中矢印B−B‘方向に直線移動することができる。
ピストン8が嵌合する図示しないシリンダは図示しないアーム等の支持機構により回転テーブルに固定され、回転テーブルの回転に伴い回転するように支持されている。
図2に示すように、流出パイプ4の直下に配置された支持体2の平坦面上に流出パイプ4から流出して堆積する溶融ガラスが所定の重量に達した時点で支持体2を下方に僅かな距離だけ降下させると溶融ガラス流は表面張力により切断され分離されて溶融ガラス塊9となる。
次いで回転テーブルを所定角度だけ回転させると、溶融ガラスが堆積した支持体2は流出パイプ4の直下位置から外れる。この間に支持体2上の溶融ガラス塊9は所定温度だけ温度が降下してその粘度が成形に適した粘度に達する。
この時点で、図3に示すように、ピストン6を矢印A’方向に急激に上昇させることにより溶融ガラス塊9を鉛直上方に跳ね上げた後、図4に示すように、ピストン8を矢印B方向に直線運動で移動させ、支持体2を落下するガラス塊9と再接触しない水平方向の位置に移動する。この移動は回転運動でもよい。この時のピストン8の速度は支持体2が落下する溶融ガラス塊9と再接触しない位置まで水平面内において移動する距離を計算することにより決定する。
また図3に示すようにピストン6を矢印A’方向に急激に上昇させることにより溶融ガラス塊9を鉛直上方に跳ね上げた後、図5に示すようにピストン6を矢印A方向に急速に下降させることにより支持体2を下降させた後直ちに図6に示すように、ピストン8を矢印B方向に直線運動で移動させ、支持体2を落下する溶融ガラス塊9と再接触しない水平方向の位置に移動してもよい。この移動は回転運動でもよい。この時のピストン8の速度は支持体2が降下した距離と落下する溶融ガラス塊9と再接触しない位置まで水平面内において移動する距離の合計距離を計算することにより決定する。
こうして支持体2を溶融ガラス塊9から外して退避させることにより、溶融ガラス塊9は成形型3の受面3a内に落下する。この時成形型3はプレス成形に適した温度であるガラスの軟化点(107.6dPa・s)からガラスの転移点(1013dPa・s)付近に相当する温度に加熱されている。
溶融ガラス9を堆積した支持体2が流出パイプ4の直下位置から外れると同時に次の空の支持体2が流出パイプ4の直下位置に配置され、次の溶融ガラス塊を流出パイプ4から受けるように備える。
次に、回転テーブルを回転させて、溶融ガラス9を保持した成形型3を図7に示すプレス上型10の下方位置に移動する。成形型3はこの段階でプレス下型として機能し、図8に示すように凹状の成形面3bが形成されたプレス上型10とプレス下型である成形型3とで溶融ガラス塊9をプレスすることにより両面凸状のプリフォームに成形する。この時この成形型3と対を組んでいる上方の支持体2はプレス上型10と干渉しないような位置に退避させておく。
次にプレスプリフォームを成形型3から排出した後空になり、温度低下した成形型3をプレス成形に適した温度であるガラスの軟化点(107.6dPa・s)からガラスの転移点(1013dPa・s)付近に相当する温度に加熱する。この加熱された成形型3および対の支持体2は回転テーブルの回転に伴い再び流出パイプ4の直下位置に配置され上記工程を繰り返す。支持体2は再び流出パイプ4に至るまでの間にピストン6、8を操作して流出パイプ4の直下位置に配置されるような状態に復帰させておく。
上記実施形態は、両面凸状のプリフォームを成形する実施形態であるが、凸状の成形面を有するプレス上型と、成形型3とで溶融ガラスをプレス成形してメニスカス形状にプレス成形されたプリフォームを製造することもできる。
また、上記装置は、プレスプリフォームの製造装置にかかる実施形態であるが、上記装置は精密プレスによるレンズ等の光学素子の製造にも使用することができる。
また本発明をプリフォームの製造に適用する場合は、溶融ガラス塊9を成形型上に落下させた後、放冷または徐冷して、たとえば両凸レンズ状またはマーブル状のプリフォームなどを成形して得ることができる。
また、成形型としてたとえば特開平11−157849号に記載したような受面の底部の細孔から気体を噴出して溶融ガラス塊を成形型の凹状成形面と非接触状態で保持しながら回転させて球状に成形するタイプの成形型等を使用して球状のプリフォームを得ることができる。
また上記実施形態はガラス流出パイプから流出する溶融ガラスを支持体で受けてガラス流から分離するものであるが、本発明はこれに限らず、支持体上に設けたゴブ皿に所定重量の固化したガラス塊を載置し、この固化ガラス塊を加熱溶融した後成形型に落下させるリヒートプレス法によるガラス成形体の製造方法および装置にも適用することができる。
図9は、支持体退避工程において溶融ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることによりガラス塊の落下速度を減速させる方法を実施する装置の1実施形態を示す断面図である。
この実施形態において、支持体2および成形型3の構成および動作は図1〜図8に示す構成および動作と同一であり、その詳細な説明を省略する。
図示しない流出パイプから溶融ガラス塊9を受けた支持体2は回転テーブルの回転により所定の支持体退避位置に達する。この支持体退避位置の上方には図示しない減圧ポンプに接続された吸引装置を構成する円筒状の減圧吸引室12が下方に開口して設けられている。溶融ガラス塊9を積載した支持体2が支持体退避位置に達すると、減圧ポンプが作動し、吸引室12内は負圧となって図9(a)に示すように矢印C方向に吸引力が発生し、溶融ガラス塊9の上面にはこの吸引力が作用する。
ここで図9(b)に示すように支持体2を下降させると溶融ガラス塊9も落下するが、この落下速度は吸引室12の吸引力により支持体2の下降速度よりも減速されているので支持体2から離間した状態で保持される。
ここで図9(b)に示すように支持体2を下降させると溶融ガラス塊9も落下するが、この落下速度は吸引室12の吸引力により支持体2の下降速度よりも減速されているので支持体2から離間した状態で保持される。
次いで図9(c)に示すように支持体2を水平面内において直進運動または回動させて落下する溶融ガラス塊9と再接触しない位置に退避させた後減圧ポンプを停止して吸引室12内の吸引力を解除すると、溶融ガラス塊9は成形型3の受面3a内に落下する。
この装置によれば、溶融ガラス塊9を支持体2の上面から僅かに離間させれば支持体2を退避させることができるので、図1から図8に示す実施形態よりも支持体2の降下距離が少なくてすみ、省スペースを実現することができる。
図10は支持体退避工程において溶融ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることによりガラス塊を浮上させる方法を実施する装置の1実施形態を示す断面図である。吸引装置を構成する吸引室12の構成は図9のものと同一である。
図10は支持体退避工程において溶融ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることによりガラス塊を浮上させる方法を実施する装置の1実施形態を示す断面図である。吸引装置を構成する吸引室12の構成は図9のものと同一である。
この装置においては、図10(a)に示すように、溶融ガラス塊9の上面に矢印C方向に吸引力を作用させることにより、図10(b)に示すように溶融ガラス塊9を吸引室12の開口面から内側に引き込む。これによって溶融ガラス塊9は支持体2の上面から浮上し、支持体2の上面から離間する。
この状態で図10(c)に示すように支持体2を水平面内において直進運動または回動させて落下する溶融ガラス塊9と再接触しない位置に退避させた後減圧ポンプを停止して吸引室12内の吸引力を解除すると、溶融ガラス塊9は成形型3の受面3a内に落下する。
この装置によれば、支持体2をまったく下降させることなく水平面内において退避させることができるので、一層省スペースを実現することができる。
図11は支持体退避工程において溶融ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることによりガラス塊を浮上させる方法を実施する装置の1実施形態を示す断面図である。この装置では、吸引装置を構成する吸引室12の構成は図9のものと同一であり、図11(a)に示すように螺旋流発生装置として螺旋状の流体パイプ15が、吸引室12の下方に設けられている。パイプ15は図示しない気体供給装置に接続されており、流体パイプ15の開口部は、吸引室12の下端開口部に近接して配置されている。図11(a)に直線の矢印で示すように、吸引室12内において減圧によって吸引力を発生させる気流は鉛直上方に向かう直進流であるが、螺旋状の矢印で示すように、流体パイプ15の開口部から噴出し、吸引室12の内壁および直線の矢印で示す直進流に沿って上昇する気流は螺旋流である。
図11は支持体退避工程において溶融ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることによりガラス塊を浮上させる方法を実施する装置の1実施形態を示す断面図である。この装置では、吸引装置を構成する吸引室12の構成は図9のものと同一であり、図11(a)に示すように螺旋流発生装置として螺旋状の流体パイプ15が、吸引室12の下方に設けられている。パイプ15は図示しない気体供給装置に接続されており、流体パイプ15の開口部は、吸引室12の下端開口部に近接して配置されている。図11(a)に直線の矢印で示すように、吸引室12内において減圧によって吸引力を発生させる気流は鉛直上方に向かう直進流であるが、螺旋状の矢印で示すように、流体パイプ15の開口部から噴出し、吸引室12の内壁および直線の矢印で示す直進流に沿って上昇する気流は螺旋流である。
図11(b)に示すように、溶融ガラス塊9を積載した支持体2が支持体退避位置に達すると、ポンプが作動し、図示しない流体パイプの開口部から噴出する気流が吸引室12内の内壁および直進流に沿って矢印方向に向かう螺旋流14となって上昇し、溶融ガラス塊9の上面には矢印C方向の吸引力が作用するが、吸引室12内においては螺旋流14により吸引室12の内壁に沿って流体膜16が発生し、溶融ガラス塊9が吸引室12の開口面から内部に引き込まれた場合でもこの流体膜16により溶融ガラス塊9が吸引室12の内壁に接触することが防止される。
そしてこの状態で図11(c)に示すように、支持体2を下降させると溶融ガラス塊9も落下するが、この落下速度は吸引室12の吸引力により支持体2の下降速度よりも減速されているので支持体2から離間した状態で保持される。
次いで図11(d)に示すように支持体2を水平面内において直進運動または回動させて落下する溶融ガラス塊9と再接触しない位置に退避させた後減圧ポンプを停止して吸引室12内の吸引力を解除すると、溶融ガラス塊9は成形型3の受面3a内に落下する。
また支持体2を下降させるかわりに溶融ガラス塊9を支持体2の上面から浮上させれば支持体2を下降させる必要がなく退避させることができる。
図12および図13は、支持体退避方法としてベルヌーイ効果を利用してガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える方法を実施する装置の1実施形態を示す断面図である。
この実施形態においても、支持体2および成形型3の構成および動作は図1〜図8に示す構成および動作と同一であり、その詳細な説明を省略する。
図示しない流出パイプから溶融ガラス塊9を受けた支持体2は回転テーブルの回転により所定の支持体退避位置に達する。この支持体退避位置の上方には、図12(a)に示すように、図示しない高速気体供給装置に接続されたベルヌーイチャックタイプの吸引装置18が下方に開口して設けられている。この吸引装置18は中央に高速気体噴出口から高速の空気流を噴出する。この高速空気流は吸引装置18の開口部の外側に向けて下降するように傾斜した漏斗状の壁面に沿って矢印D方向に流れる。
溶融ガラス塊9を積載した支持体2が支持体退避位置に達すると、支持体2はこの吸引装置18の開口部下方に位置し、吸引装置18の高速気体噴出口の直下に所定の間隔をおいて溶融ガラス塊9の上面が向き合う。するとベルヌーイ効果により高速気体噴出口とガラス塊9の上面との間に負圧が発生し、この負圧により溶融ガラス塊9は吸引装置18に吸引される。この時D方向に流れる空気流により妨げられるので溶融ガラス塊9の上面が吸引装置18の開口部に直接接触することはない。
この状態で図12(b)に示すように、支持体2を下降させると溶融ガラス塊9も落下するが、この落下速度は吸引室12の吸引力により支持体2の下降速度よりも減速されているので支持体2から離間した状態で保持される。
次いで図12(c)に示すように支持体2を水平面内において直進運動または回動させて落下するガラス塊と再接触しない位置に退避させた後高速気体の噴出を停止して吸引室12の吸引力を解除すると、溶融ガラス塊9は成形型3の受面3a内に落下する。
また支持体2を下降させるかわりに溶融ガラス塊9を支持体2の上面から浮上させれば支持体2を下降させる必要がなく退避させることができる。
図13は図12の装置の変更例を示す断面図である。図13(a)、(b)に示す動作は図12(a)、(b)に示す動作と同一である。この実施態様においては、図13(c)において、支持体2が退避した後直ちに吸引装置18による吸引力を解除せず、図13(d)に示すように、吸引力を維持した状態で吸引装置18を矢印Eに示すように下降させることによって溶融ガラス塊9を所定距離だけ下降させ、溶融ガラス塊9が成形型3の受面3a近傍に到達した時吸引力を解除して溶融ガラス塊9を成形型3に落下させる。これによって溶融ガラス塊9を成形型3の成形面近傍において正確な位置でかつ少ない衝撃で成形型3上に落下させることができる。
図14は上記構成31の装置の実施形態を示す断面図である。
この実施形態の装置は、溶融ガラスを支持する支持体であって、その上面に設けられた凹状受面から気体を噴出してガラス塊を支持する支持体と、ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより浮上させた後支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除してガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段とを備える。
この実施形態の装置は、溶融ガラスを支持する支持体であって、その上面に設けられた凹状受面から気体を噴出してガラス塊を支持する支持体と、ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより浮上させた後支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除してガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段とを備える。
上記構成において成形型の構成は図1に示すものと同一であるので図示と説明を省略し、支持体20のみを図14に示す。
支持体20はその内部に空洞24が形成され、溶融ガラスを受ける凹状受面部22には多数の微細孔が形成されている。気体供給管26から空洞24に供給される空気、不活性ガス等の気体を受面部22の微細孔から外部に吹き出すことにより溶融ガラス塊を受面部22から僅かに浮上した状態で保持するようにしており、これによって溶融ガラスの受面部22への融着を防止するとともに溶融ガラスに接触痕が残ることを防止している。
支持体20の回転テーブル中心側の端部は、支持体2を水平面内において矢印F方向への直進移動または回動により移動することにより落下するガラス塊と再接触することを防止するためのピストン28に固定されている。
支持体退避手段は、ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、この吸引によりガラス塊の下面が凹状受面部22以外の支持体20の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後支持体20を落下するガラス塊と再接触しない位置に水平面内において移動させることにより支持体を退避させる手段としてのピストン28を備える。
ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段としては図9〜図11に示す減圧吸引装置12または図12および図13に示すベルヌーイチャックタイプの吸引装置18のいずれかを使用することができる。
図15は構成33の装置の実施形態を示す断面図である。
図15の装置において、図14の装置と同一構成要素は同一符号で示し、その説明を省略する。
図15の装置において、図14の装置と同一構成要素は同一符号で示し、その説明を省略する。
図15の構成において、支持体退避手段は、ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、ガラス塊の下面の曲率半径に沿って支持体を円運動させることによって支持体を落下するガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段を備える。
支持体を鉛直上方に吸引する手段としては、図14の装置と同様に図9〜図11に示す減圧吸引装置12または図12および図13に示すベルヌーイチャックタイプの吸引装置18のいずれかを使用することができる。
支持体20の側壁には図中破線で示す回転軸28の端部が固定されている。この回転軸は支持体20の側壁から側方に延長しており、図示しない電動モータに減速機を介して接続されている。支持体20を落下するガラス塊との再接触を防止する位置に退避させるには、回転軸28を90度回転させることにより受面部22上に浮上しているガラス塊の下面の曲率半径に沿って支持体20を矢印G方向に90度回転させることによってガラス塊を成形型上に落下させる。
2 支持体
3 成形型
4 ガラス流出パイプ
5 冷却管
6 ピストン
7 シリンダ
8 ピストン
3 成形型
4 ガラス流出パイプ
5 冷却管
6 ピストン
7 シリンダ
8 ピストン
Claims (39)
- 溶融ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより該ガラス塊の自由落下を制限しながら該溶融ガラス塊を支持する支持体を該ガラス塊から外して退避させ、該ガラス塊を成形型に落下させる支持体退避工程と、
落下する該ガラス塊を該成形型で受けガラス成形体を成形する工程
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造方法。 - 該支持体退避工程において、該支持体を急激に上昇させることにより該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を移動させる前に該支持体を鉛直下方に降下させることを特徴とする請求項2記載の方法。
- 該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊の落下速度を減速させながら該支持体を下降させ、落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を解除することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 該支持体退避工程において、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を維持した状態で該ガラス塊を所定距離だけ下降させた後該吸引力を解除することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 溶融ガラス塊を支持する支持体を該成形型上に移送する移送工程をさらに含む請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 該方法はプリフオームの製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 該方法はプレス成形によって得られるプリフオームの製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 該方法は光学素子の製造方法であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 該支持体が一枚板からなることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 支持体の上面に設けられた凹状受面から気体を噴出することにより該凹状受面から浮上した状態で保持されている溶融ガラス塊を鉛直上方に吸引することによりさらに浮上させた後該支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除して該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避工程と、
落下する該ガラス塊を該成形型で受けガラス成形体を成形する工程
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造方法。 - 該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより該ガラス塊の下面が該凹状受面以外の該支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより該支持体を退避させることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 該支持体退避工程において、該ガラス塊を鉛直上方に吸引した後該ガラス塊の下面の曲率半径に沿って該支持体を円運動させることによって該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 該支持体が一枚板からなることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載の方法。
- 溶融ガラス塊を支持する支持体と、
該ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、
該ガラス塊に重力の作用する方向と反対方向に力を加えることにより該ガラス塊の自由落下を制限しながら該支持体を該ガラス塊から外して退避させ、該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段
とを備えることを特徴とするガラス成形体製造装置。 - 該支持体退避手段は、該支持体を急激に上昇させることにより該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段であることを特徴とする請求項16記載の装置。
- 該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に跳ね上げた後該支持体を移動させる前に該支持体を鉛直下方に降下させる手段であることを特徴とする請求項17記載の装置。
- 該支持体退避手段は、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊の落下速度を減速させながら該支持体を下降させ、落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段であることを特徴とする請求項16記載の装置。
- 該支持体退避手段は、該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加えることにより該ガラス塊を浮上させ、該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させた後該吸引力を解除する手段であることを特徴とする請求項16記載の装置。
- 該支持体退避手段は、減圧吸引により該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする請求項19または20記載の装置。
- 該支持体退避手段は、吸引力を加える気流に沿いながら重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えることを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 該支持体退避手段は、ベルヌーイ効果を利用して該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする請求項19または20記載の装置。
- 該支持体は温度制御機構を備えることを特徴とする請求項16〜23のいずれかに記載の装置。
- 該支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあることを特徴とする請求項16〜24のいずれかに記載の装置。
- 該溶融ガラス塊を支持する該支持体を該成形型上に移送する支持体移送手段をさらに備えることを特徴とする請求項16記載の装置。
- 該装置はプリフオームの製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする請求項16〜26のいずれかに記載の装置。
- 該装置はプレス成形によって得られるプリフオームの製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする請求項16〜26のいずれかに記載の装置。
- 該装置は光学素子の製造装置であり、該ガラス塊を落下させる時の粘度は102dPa・s〜1013dPa・sであることを特徴とする請求項16〜26のいずれかに記載の装置。
- 該支持体は一枚板からなることを特徴とする請求項16〜29のいずれかに記載の装置。
- 溶融ガラスを支持する支持体であって、その上面に設けられた凹状受面から気体を噴出してガラス塊を支持する支持体と、
該ガラス塊を成形してガラス成形体を成形する成形型と、
該ガラス塊を鉛直上方に吸引することにより浮上させた後該支持体を退避させ、次いで吸引状態を解除して該ガラス塊を該成形型に落下させる支持体退避手段
とを含むことを特徴とするガラス成形体製造装置。 - 該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、この吸引により該ガラス塊の下面が該凹状受面以外の該支持体の部分の上面の高さよりも高い位置に達した後該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させることにより該支持体を退避させる手段を備えることを特徴とする請求項31記載の装置。
- 該支持体退避手段は、該ガラス塊を鉛直上方に吸引する手段と、該ガラス塊の下面の曲率半径に沿って該支持体を円運動させることによって該支持体を落下する該ガラス塊と再接触しない位置に移動させる手段を備えることを特徴とする請求項31記載の装置。
- 該支持体退避手段は、減圧吸引により該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする請求項31〜33のいずれかに記載の装置。
- 該支持体退避手段は、吸引力を加える気流に沿いながら重力の作用する方向と反対方向に上昇する螺旋流を発生させる螺旋流発生装置を備えることを特徴とする請求項34記載の装置。
- 該支持体退避手段は、ベルヌーイ効果を利用して該ガラス塊の上面に重力の作用する方向と反対方向に吸引力を加える吸引装置を備えることを特徴とする請求項31〜33のいずれかに記載の装置。
- 該支持体は温度制御機構を備えることを特徴とする請求項31〜36のいずれかに記載の装置。
- 該支持体は耐熱金属板からなり、上面に耐熱コーテイングを施してあることを特徴とする請求項31〜37のいずれかに記載の装置。
- 該支持体は一枚板からなることを特徴とする請求項31〜38のいずれかに記載の装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007171941A JP2009007224A (ja) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | ガラス成形体の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007171941A JP2009007224A (ja) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | ガラス成形体の製造方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009007224A true JP2009007224A (ja) | 2009-01-15 |
Family
ID=40322686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007171941A Pending JP2009007224A (ja) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | ガラス成形体の製造方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009007224A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011083692A1 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスプリフォームおよびその製造方法 |
-
2007
- 2007-06-29 JP JP2007171941A patent/JP2009007224A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011083692A1 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスプリフォームおよびその製造方法 |
JP2011157258A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-08-18 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラスプリフォームおよびその製造方法 |
CN102753491A (zh) * | 2010-01-06 | 2012-10-24 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃预型件及其制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009107853A (ja) | 精密プレス成形用プリフォーム製造装置及び精密プレス成形用プリフォームの製造方法並びに光学素子の製造方法 | |
JP4684014B2 (ja) | 精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP2009007223A (ja) | ガラス成形体の製造方法および装置 | |
JP2009007224A (ja) | ガラス成形体の製造方法および装置 | |
JP4368368B2 (ja) | ガラス塊の製造方法、その製造装置および光学素子の製造方法 | |
JP2010083724A (ja) | レンズの製造方法及びレンズ | |
JP5202610B2 (ja) | 精密プレス成形用ガラスプリフォームの製造方法及び光学素子の製造方法 | |
JP5222928B2 (ja) | 精密プレス成形用ガラスプリフォームの製造方法及び光学素子の製造方法 | |
JP3974376B2 (ja) | ガラス塊の製造方法、ガラス成形品の製造方法、及び光学素子の製造方法 | |
JP4847781B2 (ja) | プレス成形用プリフォームの製造方法および成形装置、ならびに光学素子の製造方法 | |
JP4346624B2 (ja) | ガラス成形体の製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP4288951B2 (ja) | 搬送装置、光学素子の製造装置、及び光学素子の製造方法 | |
JP4450801B2 (ja) | ガラス塊成形装置、ガラス塊の製造方法ならびに光学素子の製造方法 | |
JP5654383B2 (ja) | 精密プレス成形用ガラスプリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP5345228B2 (ja) | 精密プレス成形用ガラスプリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP2012116687A (ja) | 精密プレス成形用ガラスプリフォームの製造方法及び光学素子の製造方法 | |
JP2008297159A (ja) | 溶融ガラス滴下ノズル、ガラス成形体の製造方法及びガラス成形体の製造装置 | |
JP5438708B2 (ja) | プレス成形用プリフォーム、および光学素子の製造方法 | |
JP5813140B2 (ja) | ガラス塊成形装置、ガラス塊の製造方法、及びガラス成形品の製造方法 | |
JP5197696B2 (ja) | 精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法 | |
JP5423667B2 (ja) | 溶融ガラス滴の微小化部材、ガラスゴブの製造方法、ガラス成形体の製造方法、及びガラス微小滴の製造方法 | |
JP5652398B2 (ja) | ガラスゴブの製造方法及びガラス成形体の製造方法 | |
JP5018503B2 (ja) | 溶融ガラス滴の微小化部材、ガラスゴブの製造方法、及び、ガラス成形体の製造方法 | |
JP2016124733A (ja) | ガラス塊の製造方法、及び、ガラス塊の製造装置 | |
JP2010120816A (ja) | 溶融ガラス滴の製造方法及び製造装置、ガラスゴブの製造方法及び製造装置、並びに、ガラス成形体の製造方法及び製造装置 |