JP2009120470A - プリフォーム製造装置と溶融ガラス支持部材 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化された装置でプリフォームを低コストで製造できるプリフォーム製造装置およびこのプリフォーム製造装置に使用する溶融ガラス支持部材を提供すること。
【解決手段】溶融ガラス支持部材１は、溶融ガラスを受け止める受面１３が複数の部材１１ａ，１１ｂで構成される開閉可能な受部材１２と、この受部材１２を閉状態に保つ閉状態維持部材１４と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、光学素子の製造工程において、溶融ガラスからプリフォームを製造するプリフォーム製造装置およびこのプリフォーム製造装置に使用する開閉可能な溶融ガラス支持部材に関する。

近年、光学素子、例えばデジタルカメラ等のレンズには、所定の形状に成形された光学レンズが用いられる。この光学レンズを高精度かつ大量に製造するため、例えば、以下のような方法が知られている。すなわち、まず、溶融ガラスを用いて、光学レンズの形状に近似した形状のガラス塊（以下、「プリフォーム」という）を形成し、その後、このプリフォームを成形型で熱間加工する。

この方法によれば、溶融ガラスからプリフォームを経て光学レンズを成形するため、板状のガラスから切断、加工、プレス、研削、および研磨等の多段階の工程を経て光学レンズを製造する方法に比べ、リードタイムを短縮できるとともに、加工不良による歩留まりの低下を抑えることができ、結果としてコストを大幅に削減できる、といった利点がある。

以上のプリフォームを製造するプリフォーム製造装置として、例えば、ノズルの先端から溶融ガラスを流下する流下装置と、この流下装置の下方に設けられ流下された溶融ガラスを受け止める下側成形型と、この下側成形型に嵌合する上側成形型と、を備えるプリフォーム製造装置がある（特許文献１参照）。

このプリフォーム製造装置によれば、まず、流下装置から下側成形型に溶融ガラスを流下する。すると、この流下された溶融ガラスは、下側成形型で受け止められて溶融ガラス塊となる。その後、下側成形型に上側成形型を嵌合させて溶融ガラス塊を成形し、プリフォームを製造する。

しかしながら、上述したプリフォーム製造装置では、高温の溶融ガラスが、直接、上側成形型および下側成形型に接触する。そのため、これらの成形型、特に下側成形型は、表面が酸化して荒れやすくなり、その結果、成形型表面が転写されるプリフォーム表面は光沢を失ってしまう。このような問題を解決するため、成形型を早期に交換することが考えられるが、成形型の交換には手間がかかるので、プリフォーム製造装置の稼働率が低下し、製造コストが上昇するという問題があった。

このような問題を解決するために、例えば、溶融ガラスを第１型部材で受け止めておき、ある程度溶融ガラスを成形した後、第１型部材を開いて第２型部材に溶融ガラスを落下させ、第２型部材でプレス成形を行う装置が公知である（特許文献２参照）。この方法によれば、溶融ガラスはその温度がある程度下がった後に第２の成形型と接触するので、プリフォーム成形型表面の酸化を抑制することができる。しかし、溶融ガラスを受け止めておく第１型部材を開閉するための機構は、エアシリンダーの動力を利用しているので、装置が大掛かりになるという問題がある。また、開いた第１型部材を閉じる際に、部材同士の対向する面を高精度で当接させるためには、当接する面の合わせ作業に熟練を要するという問題もあった。
特開平７−１６５４３１号公報 特開平６−３４０４３０号公報

本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであり、小型化された装置でプリフォームを低コストで製造できるプリフォーム製造装置およびこのプリフォーム製造装置に使用する溶融ガラス支持部材を提供することを目的とする。

本発明者は、開閉可能な溶融ガラス支持部材と、溶融ガラス支持部材を開閉させる手段（受部材開手段）とを独立に設けることにより、プリフォーム製造装置を小型化でき、また、閉状態維持部材を用いることにより部材同士の密着状態が向上するため、作業者の熟練を必要とせずに受部材を開閉でき、高精度のプリフォームを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 溶融ガラスを受け止める受面が複数の部材で構成される開閉可能な受部材と、前記受部材を閉状態に保つ閉状態維持部材と、を有する溶融ガラス支持部材。

（２） さらに、前記受部材の外側に外枠を有しており、前記外枠には、前記受部材の各々の開閉軌道を制限する案内手段が備えられている（１）に記載の溶融ガラス支持部材。

（３） 前記閉状態維持部材は、前記受部材と前記外枠との間に介在している（２）に記載の溶融ガラス支持部材。

（４） 前記閉状態維持部材は、前記受部材の内部に備えられている（１）または（２）に記載の溶融ガラス支持部材。

（５） 前記閉状態維持部材は、弾性体を有する（１）から（４）のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。

（６） 前記閉状態維持部材は、永久磁石または電磁石を有する（１）から（４）のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。

（７） 前記閉状態維持部材は、形状記憶合金で形成された部分を有する（１）から（４）のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。

（８） 前記閉状態維持部材は、弾性体、永久磁石、電磁石、及び形状記憶合金で形成された部分からなる群より選ばれる２つ以上を組み合わせて有する（１）から（４）のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。

（９） （１）から（９）のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材と、
溶融ガラスを前記受け面へと流出する流出ノズルと、
前記溶融ガラス支持部材を移送する移送手段と、
前記移送手段により移送された溶融ガラス支持部材の前記受部材を開く受部材開手段と、を備えるプリフォーム製造装置。

（１０） （１）から（９）のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材と、
閉状態の前記受部材の受面へと溶融ガラスを流出する流出ノズルと、
前記溶融ガラス支持部材を移送する移送手段と、
前記移送手段により移送された溶融ガラス支持部材の前記受部材を開く受部材開手段と、を備えるプリフォーム製造装置。

（１１） 前記流出ノズルから流出された溶融ガラスを前記受面で受取った後、前記移送手段は前記溶融ガラス支持部材を前記受部材開手段の下方に移送し、前記受部材開手段が前記受部材を押し開くことで、前記受部材上の前記溶融ガラスを落下させる（１０）に記載のプリフォーム製造装置。

（１２） 前記溶融ガラス支持部材上で、前記流出ノズルから流出された前記溶融ガラスの粘度を上げつつ前記溶融ガラスの成形をし、前記受部材から前記溶融ガラスを落下させる時の前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上である（１０）または（１１）に記載のプリフォーム製造装置。

（１３） 前記流出ノズルから流出された時の前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満である（１０）から（１２）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。

（１４） 前記受部材開手段の下方に成形型が備えられており、前記受部材が開かれることにより落下した前記溶融ガラスが前記成形型で受取られる（１０）から（１３）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。

（１５） 前記受部材開手段は、前記受部材に面する先端部がテーパー状に形成されている（１０）から（１４）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。

（１６） 前記移送手段は、前記溶融ガラス支持部材を、直線状および／または環状に移送する（１０）から（１５）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。

（１７） 前記閉状態維持部材が永久磁石または電磁石を有し、前記受部材開手段のうち前記受部材に面する先端部は、永久磁石または電磁石を有する（１０）から（１６）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。

（１８） 前記受部材開手段により前記受部材が開かれた後、前記受部材が前記閉状態維持部材の復元力により閉動作を行うことで、前記各受部材が密着状態になる（１０）から（１７）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。

（１９） （１０）から（１８）のいずれかに記載のプリフォーム製造装置を用いたプリフォームの製造方法。

本発明によれば、溶融ガラス支持部材自体に設けた閉状態維持部材の復元力を利用して受部材が開状態から閉状態へと閉動作するので、受部材の開閉するためのシリンダー動力等を溶融ガラス支持部材に伝達させるための連結機構が要らなくなる。このため、プリフォーム製造装置の設計における自由度が高くなり、装置を小型化できるようになる。また、この閉状態維持部材を用いることにより、受部材の密着状態が向上するため、作業者の熟練を必要とせずに受部材が高精度に開閉し、高精度のプリフォームを製造できるようになる。

本発明の溶融ガラス支持部材は、溶融ガラスを受け止める受面が複数の部材で構成される開閉可能な受部材と、前記受部材を閉状態に保つ閉状態維持部材と、を有する。

また、本発明のプリフォーム製造装置は、上記溶融ガラス支持部材と、溶融ガラスを流出する流出ノズルと、溶融ガラス支持部材を移送する移送手段と、この移送手段により移送された受部材を開く受部材開手段とを備える。

以下、本発明の溶融ガラス支持部材およびプリフォーム製造装置の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

本明細書において、「閉状態」とは、溶融ガラスが受面上に載置されており、受面の下方へと溶融ガラスが落下できない状態のことをいう。また、「開状態」とは、溶融ガラスが受面上に位置できず、受面直下に溶融ガラスが落下する状態のことをいう。

［溶融ガラス支持部材］
図１は、本発明の溶融ガラス支持部材１の概略を示した図である。溶融ガラス支持部材１は受面１３を有し、本実施形態の受面１３は、その中央で２つの部材１１ａ、１１ｂに分割される。つまり、２つの部材１１ａ、１１ｂからなる受部材１２は開閉可能であり、受部材１２が開状態になると、溶融ガラスを受けて成形する受面１３は、部材１１ａ側と部材１１ｂ側とに分割される。なお、説明の便宜上、図１には受部材が２部材からなる場合を示しているが、これに限定されるものではなく、２つ以上の部材からなってもよい。

受部材１２（部材１１ａ、１１ｂ）の外側には、外枠１５と、受部材１２の開閉軌道を制限する案内手段１６とが備えられている。外枠１５は、耐熱金属やステンレス等で形成されている。

案内手段１６は、受面１３上の溶融ガラスを効率的に落下できるよう、受部材１２の開閉軌道を一定に保つことができる限りにおいて、その形状等は特に限定されず、例えば、スライドレール、ガイドレール、孔、溝等、公知の案内手段を利用することができる。ただし、案内手段は、外枠１５に直接加工された孔や溝であることが、生産性やコンパクト化の面で好ましい。図１は、外枠１５に受部材１２の軌道形状の孔を設け、外枠１５と案内手段１６を一体に構成した例を示す。

また、図１に示すように、開閉可能な受部材１２を閉状態に維持する閉状態維持部材１４は、受部材１２（部材１１ａ、１１ｂ）と外枠１５との間に介在しており、受部材１２は、押し出す力（押力）を外部から受けない限り、各部材１１ａ、１１ｂが密着された閉状態を維持している。

受部材１２は、必要に応じて多孔質材料、または非多孔質材料で構成することができる。

受部材１２が非多孔質材料からなる場合、受部材１２は、溶融ガラスとの濡れ性が悪い材料で構成されることが好ましく、例えば、グラファイト等の炭素系材料、窒化物と炭化物の複合材、耐熱金属表面を窒化処理したもの等公知の種々の材料を使用することができる。

また、必要に応じて、部材１１ａ、１１ｂの内部に、受部材１２を冷却するための水冷管（図示せず）を設けてもよい。水冷管は、冷却水供給管および冷却水排出管を介して冷却水源に連通され、冷却水が循環されている。

受部材１２が多孔質材料からなる場合、受部材１２は、耐熱性の多孔質材料やステンレスを焼結したポーラスメタルで形成し、受部材１２の全面に渡って多数の微細孔が形成される。なお、受面１３を除く部分には、微細孔からの気体の漏洩が防止されるよう、コーティングを施し、不要な微細孔を塞ぐことが好ましい。また受部材１２（部材１１ａ、１１ｂ）に気体供給室（図示せず）を設け、多孔質材料の孔から気体供給室の気体を噴出させる。つまり、気体供給室から空気、不活性ガス等の気体が供給されると、多数の微細孔を通して気体が受面１３から外部に噴出する。これにより、受面１３にて受け止められた溶融ガラスは、受面１３から浮上された状態で冷却され、その粘度が上昇する。

受部材１２の耐熱性を向上し、溶融ガラスの融着を防ぐため、必要に応じて受面１３の一部または全部をコーティングしてもよい。コーティングする材料は特に限定されないが、受部材が受け止める溶融ガラスの種類、温度、受部材へ成膜する際の相性を考慮して、溶融ガラスとの濡れ性が悪く、成形時の温度に十分耐えられ、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法等公知の方法で成膜しやすい金属膜、酸化物膜、窒化物膜、または炭化物膜等の材料から適宜選択される。金属膜としては、溶融ガラスとの濡れ性が悪く、成膜しやすい材料として、例えば金が挙げられるが、これらの材料を、耐熱性向上のために別成分と混合してコーティングされたものであってもよい。金合金としては、例えば、アルミニウム、ケイ素、バナジウム、クロム、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブテン、ルテニウム、鉛、銀、錫、ハフニウム、タングステンおよび白金の中から選ばれる少なくとも１種を含む金合金を使用することができる。金合金を用いる場合、金の含有量は５％以上であることが好ましい。酸化物、窒化物、炭化物としては、例えばホウ素、ロジウム、アルミニウム、ケイ素、バナジウム、クロム、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブテン、ルテニウム、鉛、銀、錫、ハフニウム、タングステン、または白金の中から選ばれる少なくとも１種を含む酸化物、窒化物、炭化物を使用することができる。また、膜厚は０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。

受面１３は、溶融ガラスを受け止めることができれば特に形状は限定されないが、効率よく溶融ガラスを受け止めるために、下方（面側）から上方に向かって拡開された形状であることが好ましく、例えば、円錐形状、三角錐、四角錐等の多角錐であってもよい。

閉状態維持部材１４により、受部材１２は、外部から受ける押力を受けない限り、受部材１２は各部材１１ａおよび１１ｂが密着された状態で閉状態を維持している。また、開状態になっても、外部から受ける押力が解除されると、閉状態維持部材１４の復元力により、閉動作が行われる。閉状態維持部材１４の復元力は外枠１５に設けられた案内手段１６によって所望の方向へ働き、各部材１１ａ、１１ｂを互いに密着された元の状態に戻す。受部材１２の閉状態の位置は案内手段１６によって規制されているので、容易に精度のよい面合わせを行うことができる。

閉状態維持部材１４は、各部材１１ａ、１１ｂとの間の密着性を高め、閉状態を維持するともに、開状態になった場合、復元力により閉動作が行われ閉状態にすることができれば、形状等は特に限定されないが、コスト、簡便性等から、バネや板バネ等からなる弾性体、永久磁石、電磁石等の磁石、および形状記憶合金等を使用することが好ましい。なお、図２に示すように、閉状態維持部材１４が弾性体以外、例えば磁石等の場合は、部材１１ａ、１１ｂ内に備えられるようにしてもよい。閉状態維持部材１４を受部材１２の内部に設けると、溶融ガラス支持部材１がさらに小型化される。また、流出ノズル２から受け取る溶融ガラスの重量や大きさに応じてより強い閉状態維持力を発揮させるために、弾性体、磁石、電磁石、形状記憶合金等の２つ以上を組み合わせて使用することもできる。閉状態維持部材１４を設置する個数は、使用目的に応じて適宜変更することができ、特に限定されない。

閉状態維持部材１４の弾性力または磁力は、受面１３を構成する部材１１ａ、１１ｂや、受面１３にて受け止める溶融ガラスの質量等に応じて適宜変更することができ、溶融ガラスが受面１３上にある場合でも閉状態を維持し、後述する受部材開手段等により受部材１２が開状態となった後、復元力により受部材１２を閉状態にすることができれば特に限定されない。また、形状等についても溶融ガラスの温度に耐えることができれば使用目的等に応じて適宜変更することができ、特に限定されない。

閉状態維持部材１４に永久磁石を使用する場合、例えば図３に示すように、閉状態では、各部材１１ａ、１１ｂは互いに密着している。この際、各部材１１ａ、１１ｂ内の各閉状態維持部材１４は、互いに異なる極性を有する部分が対向する（例えば、各閉状態維持部材１４ａＢのＮ極及び、各閉状態維持部材１４ｂＢのＳ極が互いに対向する）ように配置されることが好ましい。これにより、各部材１１ａ、１１ｂは、磁力でより高い密着状態を維持でき、受面１３に隙間が生じることを防止することができる。

本実施形態では、部材１１ａ内の閉状態維持部材１４ａＢ、１４ａ’Ｂが互いに同じ向きの極配置を有し、部材１１ｂ内の閉状態維持部材１４ｂＢ、１４ｂ’Ｂも互いに同じ向きの極配置を有するが、これに限られない。つまり、図４に示されるように、部材１１ａ内の閉状態維持部材１４ａＢ’、１４ａ’Ｂ’が互いに逆向きの極配置を有し、部材１１ｂ内の閉状態維持部材１４ｂＢ’、１４ｂ’Ｂ’も互いに逆向きの極配置を有してもよい。これにより、各部材１１ａ、１１ｂの密着状態をより高度化し得る。なお、図３及び４に示される閉状態維持部材は互いに別体でも一体でもよく、また、部材１１ａ，１１ｂ自体が磁石を構成していてもよい。

閉状態維持部材に弾性体を使用する場合、図１に示すように例えばバネのような弾性体１４を使用してもよく、図５（ａ）、（ｂ）に示すように受部材１２の下部に板バネのような弾性体１４Ｃを設けてもよい。

［プリフォーム製造装置］
本発明のプリフォーム製造装置１００は、図６に示したように上述した溶融ガラス支持部材１を備える。

本発明のプリフォーム製造装置１００は、図示しない溶融炉から溶融ガラスを流出する流出ノズル２と、上述した溶融ガラス支持部材１を移送する移送手段３と、移送手段３により移送された溶融ガラス支持部材１の受部材１２を開く受部材開手段４と、を備える。また、受部材開手段４の直下に、溶融ガラス支持部材１が開状態になると、落下した溶融ガラスを受け止める複数の成形型５が配置されている。

流出ノズル２は、図示しない溶融炉に連通されており、溶融炉で溶解された溶融ガラスを流出する。流出ノズル２から流出される時の溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満であることが好ましい。この状態を容易に達成できる点で、流出ノズル２に加熱装置（図示せず）が設けられていることが好ましい。

流出ノズル２には、時間、体積、または質量を検出するセンサ等（図示せず）が設けられていてもよく、このセンサによって、所定の時間ごと、所定の体積、または所定の質量の溶融ガラスが流出される。

また、流出ノズル２と、流出ノズル２の直下に移送された溶融ガラス支持部材１との間には、可視光や赤外光等の光を射出する図示しない発光部や、発光部からの光を検出する図示しないセンサ部が設けられていてもよく、これにより流出ノズル２から溶融ガラスが流出されたことを検知できる。

プリフォーム製造装置１００において、溶融ガラス支持部材１は複数設けられており、各溶融ガラス支持部材１は移送手段３に保持されている。流出ノズル２から連続的に流出された各溶融ガラスを受面１３上に受け止めるため、移送手段３は各溶融ガラス支持部材１を流出ノズル２の直下に移送した後、ノズル２から受面１３に溶融ガラスが流出される。受面１３にて受け止められた溶融ガラスが所望の重量になると、移送手段３は溶融ガラス支持部材１を移送するとともに、別の溶融ガラス支持部材１を流出ノズル２の直下に移送し、順次、溶融ガラスを受け止める。

溶融ガラスを受け止めた溶融ガラス支持部材１は、受部材開手段４の直下まで移送され、受部材開手段４により押し開かれて開状態になり、受面１３上の溶融ガラスが落下する。その後、受部材開手段４を受部材から離す等して受部材に働かせている力を解除すれば、閉状態維持部材１４の復元力により受部材１２は閉状態となり、移送手段３により、流出ノズル２の直下へ移送され、再度溶融ガラスを受面１３にて受け止める。

溶融ガラス支持部材１が受部材開手段４の直下まで移送される間に、溶融ガラスは冷却され、その粘度が上昇する。溶融ガラス支持部材１から前記溶融ガラスが落下する時のガラスは、その粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上であることが好ましい。

受部材１２を多孔質材料で構成して、溶融ガラス支持部材１を移送する間に浮上成形を行うこともできる。浮上成形の態様としては、例えば、特開平６−１２２５２６、特開平８−３１９１２４、特開平８−３２５０２１、特開２００２−３１０４３９等の公知の文献に記載の方法を使用することができる。

移送手段３は、複数の溶融ガラス支持部材１を保持するため、複数のアームを備えている。なお、溶融ガラス支持部材１の保持方法は特に限定されない。

溶融ガラス支持部材１の移送方法は、溶融ガラス支持部材１を保持しながら移送することができれば特に限定されないが、例えば、公知のロボットの簡単な動きを利用して流出ノズル２の直下から受部材開手段４の直下まで移送することができる。

例えば、予めプログラムが設定されたロボットを利用して移送する場合、溶融ガラス支持部材１を自由に移送できるので、流出ノズル２や受部材開手段４の設置箇所が限定されず、プリフォーム製造装置を小型化することができる。なお、複数の溶融ガラス支持部材１で効率よく溶融ガラスを受け止め、成形型５に落下させた後に溶融ガラスを受け止める作業を繰り返し行うために、溶融ガラス支持部材１を、直線状（つまり往復運動）および／または環状（特に円環状）に移送することが好ましい。

また、移送手段３は、プログラムにしたがって、順次溶融ガラスを受け止めた溶融ガラス支持部材１を自動的に移送させることができ、これにより、プリフォームの製造作業が容易となる。

溶融ガラス支持部材１の保持方法は、各溶融ガラス支持部材１を離すことなく流出ノズル２の直下から受部材開手段４の直下まで保持できる限りにおいて、特に限定されない。担持方法の態様としては、例えば、特開平１−１４０７３８、特開平２−８３１８２、特開平２−８２５５０等の公知の文献に記載の方法を使用することができる。

流出ノズル２の直下から移送された溶融ガラス支持部材１は、受部材開手段４により押し開かれ、受面１３上の溶融ガラスは落下する。

受部材開手段４の直下には、溶融ガラスを成形する成形型５が配置されている。成形型５の位置は、溶融ガラス支持部材１から落下した溶融ガラスを受け止めることができる箇所に調整される。これにより、受部材開手段４が溶融ガラス支持部材１を開くだけで溶融ガラスが自重で成形型５へと落下するので、成形型５が所定位置になるよう回転テーブル６を回転するだけで、成形型５により溶融ガラスを受取ることができる。このため、溶融ガラスを成形型５に移す機構を別途設ける必要がなく、プリフォーム製造装置１００を小型化することができる。

受部材開手段４の材質、形状、設置方法は、特に限定されないが、効率よく受部材１２を開状態とするために、先端部４１はテーパー状に形成されている（特に、丸みを帯びた形状）にすることが好ましい。また、閉状態維持部材１４が、永久磁石または電磁石等の磁石を有する場合、先端部４１も永久磁石または電磁石等の磁石にし、磁石の反発力を利用して開状態を実現することもできる。この場合、先端部４１は、各部材１１ａ、１１ｂと同一の極性が対向するように配置されることが好ましい。

溶融ガラス塊が比較的小さい場合、閉状態維持部材１４と受部材開手段４の先端部４１とに磁石を用いることにより、磁石の反発力で、受部材開手段４と受部材１２とを接触させることなく受部材１２を開状態にすることができる。これにより、受部材１２および受部材開手段４の接触による磨耗を防ぐことができ、磨耗時に出る微細な粉塵が溶融ガラスに付着することを防止できる。また、一般的に、受部材開手段４および受部材１２が接触する場合において、受部材１２が磨耗すると、受部材開手段４は、受部材１２が消失した分だけ余計に長い距離を移動しなければならず、プリフォーム製造装置１００全体の動作タイミングのずれが起き得るが、受部材開手段４および受部材１２が非接触であると、このような問題が生じにくい。

図７（ａ）、（ｂ）は、閉状態の溶融ガラス支持部材１の受部材１２が、受部材開手段４により開状態になる様子を示した図である。まず、移送手段３は、受部材１２を受部材開手段４の直下に移送する。

受部材開手段４は、直下に位置する受部材１２の方へと移動し（図７（ａ））、受部材１２と、受面１３上の溶融ガラスには当たらない部位において接触した後、さらに受部材１２を押し込むことで、受部材１２を開状態とする（図７（ｂ））。すると、受面１３上の溶融ガラスは落下し、受部材開手段４の直下に移動した成形型５で受け止められる。なお、閉状態維持部材１４が永久磁石や電磁石等の磁石を有し、先端部４１も永久磁石や電磁石等の磁石を有する場合、受部材開手段４を受部材１２に近づけるだけで、受部材１２は磁石の反発力により開状態となり、受面１３上の溶融ガラスが落下する。

また、磁束密度が弱体化する間隔まで各部材１１ａ、１１ｂが離れると、復元力により受部材１２を閉状態にすることが困難となる場合がある。このため、必要に応じて部材１１ａ、１１ｂの先端部側と受部材開手段４の先端部４１との当接部位の各磁石を、互いに異なる極性が対向するように配置し、受部材開手段４の先端部で受部材１２を押し開いた後、受部材開手段４を引き上げる際、磁石の引力を利用して受部材１２を閉状態にすることもできる。

受部材開手段４は、受部材１２を開状態とし受面１３上の溶融ガラスを落下させた後、もとの場所に引き上げられる。そして、順次移送されてくる受部材１２を押し開く等して開状態にする。

受部材開手段４が引き上げた後の受部材１２は、閉状態維持部材１４の復元力により閉状態が維持されるとともに各部材１１ａ、１１ｂが密着状態となる。

受部材開手段４により押し開かれ、落下した溶融ガラスは、受部材開手段４の直下に位置する成形型５に受け止められ、成形される。

回転テーブル６上に配置された複数の成形型５は、回転テーブル６が回転することにより、受部材開手段４の直下に移動し、受面１３から落下した溶融ガラスを受け止める。なお、成形型５としては、公知の種々の成形型を使用することができる。

溶融ガラスは、成形型５上で浮上成形されることが好ましい。浮上成形の態様としては、特開平６−１２２５２６、特開平８−３１９１２４、特開平８−３２５０２１、特開２００２−３１０４３９等の公知の文献に記載の方法を使用することができる。

また、溶融ガラスを浮上成形するために、成形型５は、溶融ガラス支持部材１と同一の多孔質材料を使用し、それらの孔から気体を噴出させることが好ましいが、成形型５の受面は、例えば、特開２００３−４０６３２号公報に記載されるような非多孔質材料からなる逆円錐形状であってもよい。

溶融ガラス支持部材１ごとに、その移送方向を設定してもよい。複数の受部材開手段４を設置し、各受部材開手段４の直下に溶融ガラス支持部材１を独立して移送することで、作業効率を大幅に向上することも期待できる。

［プリフォームの製造方法］
本発明のプリフォームの製造方法は、上述したプリフォーム製造装置を使用して行う。なお、上述した内容と重複する箇所は説明を省略する。

図示しない溶融炉にて溶解された溶融ガラスを、流出ノズル２から流出する。

流出ノズル２から流出された溶融ガラスを、移送手段３に保持されている溶融ガラス支持部材１の受面１３上に受け止め、移送手段３により受部材開手段４の直下へ移送する。移送する間、受部材１２に設けられた気体供給室によって供給される気体を受面１３から噴出させ、溶融ガラスを冷却し、その粘度を上昇させつつ浮上成形する。

受部材開手段４の直下へ移送した溶融ガラス支持部材１の受部材１２を、受部材開手段４により押し開いて開状態とすることで、受面１３上の溶融ガラスを落下させる。受部材開手段４の直下には成形型５を配置しているので、受部材開手段４と成形型５との間に移送された溶融ガラス支持部材１から落下した溶融ガラスは、そのまま成形型５に受けとめられる。回転テーブル６を適宜回転することにより、成形型５を受部材開手段４の直下に移動し、溶融ガラス支持部材１から落下される溶融ガラスを順次受け止める。

受面１３上の溶融ガラスが落下すると、受部材開手段４を引き上げ、受部材１２を閉状態維持部材１４の復元力により閉動作させ、閉状態とする。閉状態となった溶融ガラス支持部材を、移送手段３により流出ノズル２の直下へ再度移送し、流出ノズル２から流出される溶融ガラスを受け止めさせる。

成形型５によって受け止めた溶融ガラスを、成形型５上で浮上成形する。成形したプリフォームは、その後、精密プレス成形装置により精密プレス成形し、所望の光学素子を製造できる。

本発明の第１実施形態に係る溶融ガラス支持部材を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る溶融ガラス支持部材を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る溶融ガラス支持部材の図である。 前記実施形態の変形例に係る溶融ガラス支持部材を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る溶融ガラス支持部材を示す図である。 溶融ガラス支持部材を備えるプリフォーム製造装置の概略図である。 閉状態の受部材が受部材開手段により開状態になる様子を示した図である。

符号の説明

１ 溶融ガラス支持部材
１１ａ 部材
１１ｂ 部材
１２ 受部材
１３ 受面
１４ 閉状態維持部材
１５ 外枠
１６ 案内手段
２ 流出ノズル
３ 移送手段
４ 受部材開手段
４１ 先端部
５ 成形型
６ 回転テーブル
１００ プリフォーム製造装置

Claims (19)

1. 溶融ガラスを受け止める受面が複数の部材で構成される開閉可能な受部材と、前記受部材を閉状態に保つ閉状態維持部材と、を有する溶融ガラス支持部材。
2. さらに、前記受部材の外側に外枠を有しており、前記外枠には、前記受部材の各々の開閉軌道を制限する案内手段が備えられている請求項１に記載の溶融ガラス支持部材。
3. 前記閉状態維持部材は、前記受部材と前記外枠との間に介在している請求項２に記載の溶融ガラス支持部材。
4. 前記閉状態維持部材は、前記受部材の内部に備えられている請求項１又は２に記載の溶融ガラス支持部材。
5. 前記閉状態維持部材は、弾性体を有する請求項１から４のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。
6. 前記閉状態維持部材は、永久磁石または電磁石を有する請求項１から４のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。
7. 前記閉状態維持部材は、形状記憶合金で形成された部分を有する請求項１から４のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。
8. 前記閉状態維持部材は、弾性体、永久磁石、電磁石、及び形状記憶合金で形成された部分からなる群より選ばれる２つ以上を組み合わせて有する請求項１から４のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。
9. 開状態の前記受部材が前記閉状態維持部材の復元力により閉動作を行うことで、前記受部材の各々が密着状態になる請求項１から８のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の溶融ガラス支持部材と、
    閉状態の前記受部材の受面へと溶融ガラスを流出する流出ノズルと、
    前記溶融ガラス支持部材を移送する移送手段と、
    前記移送手段により移送された溶融ガラス支持部材の前記受部材を開く受部材開手段と、を備えるプリフォーム製造装置。
11. 前記流出ノズルから流出された溶融ガラスを前記受面で受取った後、前記移送手段は前記溶融ガラス支持部材を前記受部材開手段の下方に移送し、前記受部材開手段が前記受部材を押し開くことで、前記受部材上の前記溶融ガラスを落下させる請求項１０に記載のプリフォーム製造装置。
12. 前記溶融ガラス支持部材上で、前記流出ノズルから流出された前記溶融ガラスの粘度を上げつつ前記溶融ガラスの成形をし、前記受部材から前記溶融ガラスを落下させる時の前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０以上である請求項１０又は１１に記載のプリフォーム製造装置。
13. 前記流出ノズルから流出された時の前記溶融ガラスの粘度η（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが１．０未満である請求項１０から１２のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。
14. 前記受部材開手段の下方に成形型が備えられており、前記受部材が開かれることにより落下した前記溶融ガラスが前記成形型で受取られる請求項１０から１３のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。
15. 前記受部材開手段は、前記受部材に面する先端部がテーパー状に形成されている請求項１０から１４のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。
16. 前記移送手段は、前記溶融ガラス支持部材を、直線状および／または環状に移送する請求項１０から１５のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。
17. 前記閉状態維持部材が永久磁石または電磁石を有し、前記受部材開手段のうち前記受部材に面する先端部は、永久磁石または電磁石を有する請求項１０から１６のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。
18. 前記受部材開手段により前記受部材が開かれた後、前記受部材が前記閉状態維持部材の復元力により閉動作を行うことで、前記各受部材が密着状態になる請求項１０から１７のいずれかに記載のプリフォーム製造装置。
19. 請求項１０から１８のいずれかに記載のプリフォーム製造装置を用いたプリフォームの製造方法。

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