JP2014214043A - ガラス塊の製造方法、ガラス塊の製造装置、及びガラス成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い生産性でガラス塊を製造することが可能なガラス塊の製造方法を提供すること。【解決手段】ガラス塊の製造方法が、熔融ガラスが流出するパイプ３０の下方に支持部材１１０によって支持された成形型４００を配置し、成形型４００のガスを噴出可能な成形面４１０ａからガスを噴出させながら成形面４１０ａ上で熔融ガラスを受ける工程と、成形面４１０ａ上の熔融ガラスが所定重量に達したときに、成形型４００を熔融ガラスの流出速度より速い速度で降下させて熔融ガラスを切断することにより成形面４１０ａ上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する工程と、熔融ガラス塊が供給された成形型４００を支持部材１１０から成形型支持台２００に移し替える工程と、成形型支持台２００に移し替えられた成形型４００上で熔融ガラス塊を成形する工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、熔融ガラスより所定重量を有するガラス塊を成形するためのガラス塊の製造方法、ガラス塊の製造装置、更には、ガラス塊の製造方法によって得られたガラス塊を再加熱しプレスしてガラス成形品を得るガラス成形品の製造方法に関する。

熔融ガラス供給部より流下する熔融ガラスを、複数のガラス成形型で順次受けながら光学素子成形用のガラス塊（ガラスゴブ）を製造するガラス塊製造装置が知られている。この種の製造装置の具体的構成は、例えば特許文献１（特開２０００−２３９０２４号公報）に記載されている。

特許文献１（特開２０００−２３９０２４号公報）に記載のガラス塊の製造装置は、ガラス塊を搬送する複数の搬送皿が搬送レール上に等間隔に配置されており、各搬送皿は、搬送レールの駆動により、各ポイントに位置決めされながら順次間欠的に移送される。搬送皿が熔融ガラスの供給ポイントに配置されたとき、受け型と搬送皿によって熔融ガラスが受け取られ（以下、「キャスト」という）、熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離することにより搬送皿上にガラス塊が載置される。そして、搬送皿上のガラス塊は、加熱炉を通過することにより一旦加熱されて、表面の歪み等が除去された上で、冷却され、取り出される。

特開２０００−２３９０２４号公報

特許文献１（特開２０００−２３９０２４号公報）に記載のガラス塊の製造方法（製造装置）は、ガラス塊を次々と成形できる点で生産性の優れた方法であるが、ノズルから流出される熔融ガラスをタイミングよく次々と受け取らないとならないことから、搬送皿の間欠駆動に要する時間がキャスト時間によって自ずと制限されることとなる。特に、成形しようとするガラス塊の質量（容量）が大きい場合（例えば、２０ｇ以上）、熔融ガラスのキャストに時間がかかるため、これがボトルネックとなって生産性が低下するという問題が生じる。

この問題を解決するためには、熔融ガラスの流量を増やす（すなわち、熔融ガラスの引き上げ量を増やす）ことも考えられるが、熔融ガラスの流量を増やすと、それに応じて搬送皿の移送速度を速める必要が生じ、今度は、加熱処理、冷却処理が追い付かず、これらの処理の時間を確保するために移送経路を長くする（すなわち、装置全体を大型化する）必要が生じる。

また、ガラス塊を間欠的に移送すると、ガラス塊に加速度が加わることとなるが、ガラス塊の重量が増え、またガラス塊の移送速度が速くなると加速度は大きくなるため、この加速度によってガラス塊に歪み（表面のシワなど）が生じるといった問題も懸念される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造装置の大型化をすることなく、大容量のガラス塊を製造する場合であっても、高い精度で、かつ高い生産性で製造することが可能なガラス塊の製造方法、ガラス塊の製造装置、更には、ガラス塊の製造方法によって得られたガラス塊を再加熱しプレスしてガラス成形品を得るガラス成形品の方法を提供することである。

本発明の一形態に係るガラス塊の製造方法は、熔融ガラスが流出するパイプの下方に支持部材によって支持された成形型を配置し、成形型のガスを噴出可能な成形面からガスを噴出させながら成形面上で熔融ガラスを受ける工程と、成形面上の熔融ガラスが所定重量に達したときに、成形型を熔融ガラスの流出速度より速い速度で降下させて熔融ガラスを切断することにより成形面上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する工程と、熔融ガラス塊が供給された成形型を支持部材から成形型支持台に移し替える工程と、成形型支持台に移し替えられた成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程と、を備える。

このような構成によれば、成形型を支持部材と成形型支持台との間で受け渡すことにより、成形面上に熔融ガラス塊を供給する工程と、成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程とを分離することができるため、熔融ガラスのキャストにかかる時間が他の工程に影響を与えることはなく、成形面上に熔融ガラス塊を供給する工程と、成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程とを独立して制御することが可能となる。従って、従来のように全体の工程がキャスト時間に拘束されることはなく、製造装置の大型化をすることなく、大容量のガラス塊であっても、高い精度で、かつ高い生産性で製造することが可能となる。

また、成形された熔融ガラス塊をガラス塊として成形型から取り出す工程と、ガラス塊が取り出された成形型を成形型支持台から支持部材に移し替える工程と、を備えることができる。このような構成によれば、成形型を繰り返し循環させて使用することが可能となる。

また、成形面上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する工程は、成形型を鉛直方向に降下させて熔融ガラスを切断することができる。このような構成によれば、安定したガラス塊の成形が可能となる。

また、成形面上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する工程は、成形型を斜め下方に降下させて熔融ガラスを切断することができる。このような構成によれば、成形型の移動に要する時間を短縮することが可能となる。

また、熔融ガラスを受ける工程は、支持部材を複数使用し、各支持部材に支持される成形型をパイプの下方に順次移動させて熔融ガラスを受けることができる。この場合、複数の支持部材のいずれか１つに支持されている成形型が熔融ガラスを受けているときに、他の支持部材のいずれか１つに支持されている成形型が支持部材から成形型支持台に移し替えられることが望ましい。このような構成によれば、複数の成形型が流下する熔融ガラスを次々に受け取るため、熔融ガラスの引き上げ量を増やすことが可能となり、大容量のガラス塊であっても、生産性よく製造することが可能となる。

また、成形型を支持部材から成形型支持台に移し替える工程は、成形型が移し替えられるときに、成形面から噴出するガスの流量が略一定となるように、支持部材から成形型に供給されるガスの流量と成形型支持台から成形型に供給されるガスの流量とを制御するように構成することができる。このような構成によれば、ガラス塊を安定した浮上状態で成形することが可能となる。

また、熔融ガラス塊を成形する工程は、成形型と成形型に相対する上型とにより、熔融ガラス塊をプレスする工程を含む。このような構成によれば、ガラス塊の両面を所望の形状に仕上げることができる。

また、本発明の一形態に係るガラス成形品の製造方法は、上記のガラス塊の製造方法を用いて製造されたガラス塊を所定のプレス成形型に導入する工程と、所定のプレス成形型に導入されたガラス塊を軟化した状態でプレス成形する工程と、プレス成形されたガラス成形品をプレス成形型より取り出す工程と、を備える。このような構成によれば、製造装置の大型化をすることなく、大容量のガラス成形品を、高い精度で、かつ高い生産性で製造することが可能となる。

また、本発明の一形態に係るガラス塊の製造装置は、パイプから連続して流出する熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形するガラス塊の製造装置であって、ガスを噴出可能な成形面を備え、パイプから流出する熔融ガラスを成形面で受ける成形型と、成形面にガスを供給しながら成形型を支持し、成形面上の熔融ガラスが所定重量に達したときに、成形型を熔融ガラスの流出速度より速い速度で降下させて熔融ガラスを切断し、成形面上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する熔融ガラス切断機構と、熔融ガラス塊が供給された成形型を支持し、成形型の成形面にガスを供給しながら熔融ガラス塊をガラス塊に成形する成形型支持台と、熔融ガラス切断機構と成形型支持台との間で成形型を移送する成形型移送機構と、を備える。

このような構成によれば、成形型を熔融ガラス切断機構と成形型支持台との間で移送する成形型移送機構を備えることにより、成形面上に熔融ガラス塊を供給する工程と、成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程とを分離することができるため、熔融ガラスのキャストにかかる時間が他の工程に影響を与えることはなく、成形面上に熔融ガラス塊を供給する工程と、成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程とを独立して制御することが可能となる。

また、成形型移送機構は、熔融ガラス切断機構に支持された成形型を成形型支持台に移送する第１の移送機構を備えてもよい。また、ガラス塊を成形型から取り出す取出機構を更に備えて、成形型移送機構は、ガラス塊が取り出された成形型を成形型支持台から熔融ガラス切断機構に移送する第２の移送機構を備える。

このような構成によれば、成形型を繰り返し循環させて使用することが可能となる。

また、熔融ガラス切断機構は、成形型を鉛直方向に降下させて熔融ガラスを切断する構成とすることができる。

また、熔融ガラス切断機構は、成形型を斜め下方に降下させて熔融ガラスを切断する構成とすることができる。

また、熔融ガラス切断機構、および、成形型を複数有し、熔融ガラス切断機構の各々は、成形型を支持し、成形型をパイプの下方に順次移動させて熔融ガラスを受ける構成とすることができる。この場合、熔融ガラス切断機構のいずれか１つに支持されている成形型のうち１つが熔融ガラスを受けているときに、成形型支持台が、他の熔融ガラス切断機構のいずれか１つに支持されている成形型を受け取るような構成としてもよい。このような構成によれば、複数の成形型が流下する熔融ガラスを次々に受け取るため、熔融ガラスの引き上げ量を増やすことが可能となり、大容量のガラス塊であっても、生産性よく製造することが可能となる。

また、成形型が熔融ガラス切断機構から成形型支持台に受け取られるときに、成形面から噴出するガスの流量が略一定となるように、熔融ガラス切断機構から成形面に供給されるガスの流量を制御し、かつ成形型支持台から成形面に供給されるガスの流量を制御するガス流量制御機構を備えることができる。このような構成によれば、ガラス塊を安定した浮上状態で成形することが可能となる。

また、成形型は、熔融ガラス切断機構に支持されたときに熔融ガラス切断機構から供給されるガスを成形面に供給する第１のガス流路と、成形型支持台に支持されたときに成形型支持台から供給されるガスを成形面に供給する第２のガス流路と、を備え、ガス流量制御機構は、第１のガス流路を通るガスの流量と第２のガス流路を通るガスの流量の和が略一定となるように、第１のガス流路を通るガスの流量を徐々に減らし、第２のガス流路を通るガスの流量を徐々に増やす構成としてもよい。この場合、第１のガス流路と第２のガス流路は、それぞれ異なる流入口を有し、成形型の内部において接続されていることが好ましい。このような構成によれば、成形型が熔融ガラス切断機構から成形型支持台に移送される際にも、成形面から噴出するガスの流量を略一定にすることができる。

本発明によれば、成形面上に熔融ガラス塊を供給する工程と、成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程とを分離することができるため、熔融ガラスのキャストにかかる時間が他の工程に影響を与えることはなく、成形面上に熔融ガラス塊を供給する工程と、成形型上で熔融ガラス塊を成形する工程とを独立して制御することが可能となる。従って、従来のように全体の工程がキャスト時間に拘束されることはなく、製造装置の大型化をすることなく、高い精度で、かつ高い生産性でガラス塊を製造することが可能となる。また、高い生産性でガラス塊を製造することが可能な製造装置が提供される。さらに、上記製造方法によって製造されたガラス塊を用いて精度の高いガラス成形品を製造することができる製造方法が提供される。

本発明の実施形態（第１実施形態）に係るガラス塊の製造装置の概略構成を示す上面図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置の熔融ガラス切断ユニットの概略構成を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型の構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置の熔融ガラス切断ユニットに備えられるロボットハンドの構成を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型が熔融ガラス切断ユニットから成形型搬送ユニットへ引き渡される様子を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型が熔融ガラス切断ユニットから成形型搬送ユニットへ引き渡されるときの浮上ガスの流量制御を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置のピックアンドプレース旋回ユニットの構成を説明する側面図である。 本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型が成形型搬送ユニットから熔融ガラス切断ユニットへ引き渡される様子を順に説明する図である。 本発明の実施形態（第２実施形態）に係るガラス塊の製造装置の概略構成を示す上面図である。 本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置の熔融ガラス切断ユニットの概略構成を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置の熔融ガラス切断ユニットに支持される成形型に熔融ガラスがキャストされる様子を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型を熔融ガラス切断ユニットから成形型搬送ユニットへ引き渡すピックアンドプレースユニットの概略構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型が熔融ガラス切断ユニットから成形型搬送ユニットへ引き渡される様子を順に説明する図である。

以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

＜ガラス塊の製造装置及びガラス塊の製造方法＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態（第１実施形態）に係るガラス塊の製造装置、及びこの製造装置を用いたガラス塊の製造方法について説明する。

図１は、第１実施形態のガラス塊の製造装置１の概略構成を示す上面図である。図１に示されるように、ガラス塊の製造装置１は、第１成形装置１０と第２成形装置２０とを備えている。第１成形装置１０は、熔融ガラス切断ユニット１００（第２の移送機構）と、成形型搬送ユニット２００と、ピックアンドプレースユニット３００（第１の移送機構）と、複数の成形型４００とを備えている。第２成形装置２０は、熔融ガラス切断ユニット６００と、成形型搬送ユニット７００と、ピックアンドプレースユニット８００と、複数の成形型９００とを備えている。また、第１実施形態のガラス塊の製造装置１は、シーケンサ５０を更に備えている。

図２は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１の熔融ガラス切断ユニット１００、６００の概略構成を示す側断面図であり、熔融ガラス切断ユニット１００、６００を、図１の紙面手前から奥行き方向に見たときの構成を示している。第１成形装置１０及び第２成形装置２０（図１参照）は、同一の構成を有する装置であるため、以下、代表として第１成形装置１０の構成及び動作について説明する。流出ノズル３０から流出する熔融ガラスＭＧを、熔融ガラス切断ユニット１００に挟持されている成形型４００と熔融ガラス切断ユニット６００に挟持されている成形型９００とで交互に受け取って切断し、成形型４００及び９００上に切断された熔融ガラス塊ＧＧを、それぞれ成形型搬送ユニット２００及び７００によって各工程に搬送して、所定の形状（例えば、球状、両凸曲面形状、扁平形状等）のガラス塊Ｇを成形する。第１成形装置１０及び第２成形装置２０は、流出ノズル３０の位置（図１及び図２の（Ａ）の位置（以下、「キャスト位置Ａ」という。）を中心として点対称に配置され、異なるタイミングで同一の動作を行うものである。ガラス塊の製造装置１の各構成要素は、シーケンサ５０に接続されており、シーケンサ５０の指示によって駆動制御されるが、図１においては、図面を簡略化するためにシーケンサ５０と各構成要素との接続を省略して示している。

図２に示すように、熔融ガラス切断ユニット１００（及び６００）は、熔融ガラスＭＧが流出する流出ノズル３０の下方に配置されている。流出ノズル３０は、図示省略された作業槽、清澄槽、ガラス熔解槽に連通しており、熔解、清澄、均質化され、一定温度に制御された熔融ガラスＭＧが流出ノズル３０から流下する。熔融ガラス切断ユニット１００は、成形型４００を挟持し、この成形型４００を流出ノズル３０の真下、すなわち、熔融ガラスＭＧの供給位置であるキャスト位置Ａと、成形型リリース位置（図１の（Ｂ）の位置（以下、「リリース位置Ｂ」という。））との間で移動させる装置である。

熔融ガラス切断ユニット１００は、成形型４００を挟持するロボットハンド１１０と、ロボットハンド１１０の下側に配設されるロボットハンド１２０と、ロボットハンド１１０、１２０を回転軸Ｘ１を中心に回転させるメカロータ１４０と、ロボットハンド１１０、１２０及びメカロータ１４０を支持するスプラインシャフト１４５と、スプラインシャフト１４５を上下動させる昇降装置１５０等を備えており、昇降装置１５０は、支持台９０に固定されている。詳細は後述するが、成形型４００に熔融ガラスＭＧを受けるとき（キャスト工程）、熔融ガラス切断ユニット１００は、成形型４００を上昇させてキャスト位置Ａに配置する。そして、流出ノズル３０より流下する熔融ガラスＭＧを成形型４００の成形面上で受け取り、成形面の熔融ガラスＭＧが所定量になったとき、成形型４００を降下させて、所定量の熔融ガラス塊ＧＧに切断する。そして、熔融ガラス切断ユニット１００は、ロボットハンド１１０、１２０を回転軸Ｘ１を中心に旋回させることによって成形型４００をリリース位置Ｂまで搬送し、リリース位置Ｂで熔融ガラス塊ＧＧが供給された成形型４００を成形型搬送ユニット２００に引き渡す。なお、図２においては、熔融ガラス切断ユニット１００に隣接して配置される熔融ガラス切断ユニット６００も示されているが、熔融ガラス切断ユニット６００の構成及び動作は、熔融ガラス切断ユニット１００と同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。

図３は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１の成形型４００（及び９００）の構成を示す断面図である。成形型４００と９００は同一の構成であるため、以下、代表として成形型４００を説明する。図３に示されるように、成形型４００は、成形型本体部４１０と、成形型本体部４１０を支持する成形型支持部４２０とを備えている。成形型本体部４１０は、流出ノズル３０からキャストされる熔融ガラスＭＧを受け取り、ガラス塊Ｇを成形する凹部成形面４１０ａを備えた耐熱鋼（例えば、ステンレス鋼）製の略円柱状の受け型である。凹部成形面４１０ａの表面は、製作するガラス塊Ｇの表面形状に応じて、断面が所定の球面や非球面形状の曲面となるように鏡面加工されており、製作するガラス塊Ｇの表面に傷や汚れが付かないように構成されている。また、成形型４１０には、成形型４１０の下面と凹部成形面４１０ａとを貫通するように複数の貫通孔４１０ｂが形成されている。なお、本実施形態の成形型４００は、上面視したときに略円形状の凹部成形面４１０ａを有しており、鉛直方向の断面形状が楕円で、水平方向の断面形状が円形のガラス塊Ｇを成形するものとして説明する。

成形型支持部４２０は、成形型４００を支持する略円筒状の部材であり、成形型支持部４２０の先端側（図３の上側）は、成形型本体部４１０の外径と略同一の内径を有し、成形型４００が収容されて固定されている。成形型支持部４２０の軸心方向中央部下側には、外周面から垂直に突出する円盤状の位置決め用フランジ４２０ａが形成されており、位置決め用フランジ４２０ａの下側には、下側把持部４２０ｂが形成されており、位置決め用フランジ４２０ａの上側には、上側把持部４２０ｅが形成されている。成形型支持部４２０の内部には、貫通孔４１０ｂに浮上ガスを供給するための通気孔４２０ｃが形成されており、成形型支持部４２０の下側には、通気孔４２０ｃと連通する弁付きソケット４３０、４４０が設けられている。

弁付きソケット４３０（第１のガス流路）は、その端面が下側把持部４２０ｂの外周面に露出するように、成形型支持部４２０の軸心に対して直交する向きに取り付けられており、下側把持部４２０ｂが熔融ガラス切断ユニット１００のロボットハンド１１０によって挟持されたときに、弁付きソケット４３０を通して通気孔４２０ｃに浮上ガスが供給されるようになっている（詳細は後述）。

また、弁付きソケット４４０（第２のガス流路）は、成形型支持部４２０の基端面（下面）から突出するように取り付けられており、成形型支持部４２０が成形型搬送ユニット２００のスライダ２１０に取り付けられたときに、弁付きソケット４４０を通して通気孔４２０ｃに浮上ガスが供給されるようになっている（詳細は後述）。

このように、本実施形態の成形型４００は、弁付きソケット４３０又は４４０を通して供給される浮上ガスが、通気孔４２０ｃ、貫通孔４１０ｂを通って凹部成形面４１０ａから噴出するように構成されており、凹部成形面４１０ａにキャストされる熔融ガラスＭＧは、凹部成形面４１０ａ上で受け取られ、凹部成形面４１０ａ上に切断された熔融ガラス塊ＧＧは、浮上状態で冷却され、所定の形状のガラス塊Ｇに成形される。なお、通気孔４２０ｃの上端部は、全ての貫通孔４１０ｂに均等（所定の流量、つまり、所定の圧力）に浮上ガスを供給できるように拡径されており、空間部４２０ｄが形成されている。従って、通気孔４２０に供給されたガスは、空間部４２０ｄに一旦溜まり、各貫通孔４１０ｂから所定の流量（すなわち、所定の圧力）で均一に噴出される。なお、所定の流量とは、凹部成形面４１０ａにキャストされる熔融ガラスＭＧが凹部成形面４１０ａと接触した場合であっても融着せず、かつ流出ノズル３０からの熔融ガラスＭＧの排出を妨げない程度の流量である。

図４は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１の熔融ガラス切断ユニット１００に備えられるロボットハンド１１０、１２０の構成を説明する図である。図４（ａ）はロボットハンド１１０、１２０の上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、説明の便宜のため、図４（ａ）においては、ロボットハンド１１０に挟持される成形型４００の外径を点線で示し、図４（ｂ）においては、ロボットハンド１１０に挟持される成形型４００の断面も合わせて示している。

図４（ａ）に示すように、ロボットハンド１１０は、駆動部１１５と、一対のアーム１１２ａ、１１２ｂとで構成されている。また、ロボットハンド１１０の下側には、駆動部１２５と、一対のアーム１２２ａ、１２２ｂを備えた、ロボットハンド１２０が配設されている（図２、図４（ｂ））。駆動部１１５は、シーケンサ５０からの指示によりアーム１１２ａ、１１２ｂの開閉を制御する。

駆動部１１５は、図４（ａ）の紙面に対して垂直方向に配置された回転シャフト（不図示）を有するモータ１１０ａと、一対の駆動シャフト１１０ｂ、１１０ｃとを備えている。アーム１１２ｂは駆動シャフト１１０ｂの先端に固定されており、アーム１１２ａは駆動シャフト１１０ｃの基端部１１０ｃａに固定されている。モータ１１０ａの回転シャフトの先端は、駆動部１１５の内部においてピニオンギア（不図示）に連結している。また、駆動シャフト１１０ｂの基端部１１０ｂａ及び１１０ｃの基端部１１０ｃａには、それぞれラックギア（不図示）が形成されており、それらは駆動部１１５の内部においてピニオンギアを挟むように対向して配置されている。従って、モータ１１０ａが回転駆動されると、駆動シャフト１１０ｂ、１１０ｃは互いに異なる方向（図４の左右方向）に直線的に移動するため、モータ１１０ａの回転方向を反時計方向と時計方向とで切り換えることにより、駆動アーム１１２ａ、１１２ｂを開閉することができる。このように、本実施形態のロボットハンド１１０は、アーム１１２ａ、１１２ｂを開閉制御することにより、アーム１１２ａと１１２ｂの間に成形型４００を挟持したり、リリースしたりすることが可能になっている。また、上述のように、ラック・アンド・ピニオン機構によって駆動アーム１１２ａ、１１２ｂを開閉する構成を採用しているため、アーム１１２ａ、１１２ｂを開閉したとしても、アーム１１２ａと１１２ｂの中心の位置は変化しない。このため、アーム１１２ａ、１１２ｂは、同じ位置で（すなわち、アーム１１２ａと１１２ｂの中心に成形型４００の中心が配置されるように）成形型４００を挟持する。

また、アーム１１２ａには、アーム１１２ａの内側（アーム１１２ｂと対向する側）と外側とを貫通するように、ガス供給プラグ１３０が取り付けられている。ガス供給プラグ１３０は、マスフロー１３５と接続されており、マスフロー１３５はガス供給部（不図示）と接続されている。そして、ロボットハンド１１０が、成形型４００を挟持しているとき、ガス供給プラグ１３０と弁付きソケット４３０が嵌合し、ガス供給部から供給される浮上ガスが、アーム１１２ａと１１２ｂの間に挟持された成形型４００の凹部成形面４１０ａに供給されるようになっている（図４（ｂ））。このように、ロボットハンド１１０は、成形型４００をアーム１１２ａと１１２ｂの間に挟持し、成形型４００の凹部成形面４１０ａから浮上ガスを噴出させながら、成形型４００をキャスト位置Ａとリリース位置Ｂとの間で搬送する（図１）。

ロボットハンド１２０は、ロボットハンド１１０と同一の構成を有し、駆動部１２５は、シーケンサ５０からの指示により、アーム１１２ａ、１１２ｂの下側に弁付きソケット４４０を挟んで対向するように配置されたアーム１２２ａ、１２２ｂの開閉を制御する。すなわち、駆動部１２５は、駆動部１１５と同様、図４（ａ）の紙面に対して垂直方向に回転シャフト（不図示）を有するモータ（不図示）と、一対の駆動シャフト（不図示）とを備えており、アーム１２２ａ、１２２ｂは一対の駆動シャフトにそれぞれ固定されている。すなわち、アーム１２２ａ、１２２ｂは、モータの駆動によって開閉するように構成されており、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡されるときに、ガス供給プラグ２２５のロックスリーブ２２５ａの移動を制御する（詳細は後述）。なお、図４（ｂ）に示すように、熔融ガラス切断ユニット１００によって成形型４００がキャスト位置Ａとリリース位置Ｂとの間で搬送されるとき、アーム１２２ａ、１２２ｂは閉じており、弁付きソケット４４０に近接して配置される。

上述したように、ロボットハンド１１０、１２０は、スプラインシャフト１４５の上端に取り付けられたメカロータ１４０の制御によって、回転軸Ｘ１（すなわち、スプラインシャフト１４５の軸心）を中心に回転する（図２）。また、スプラインシャフト１４５が支持されている支持台９０の下側には、スプラインシャフト１４５を上下動させることにより、ロボットハンド１１０に挟持された成形型４００を鉛直方向に移動させる昇降機１５０が配設されている。昇降機１５０は、スプラインシャフト１４５の下端に接続されたスライダ１５２と、スライダ１５２と螺合しスライダ１５２を鉛直方向に直線的に移動させるボールネジ１５４と、ボールネジ１５４を回転させるサーボモータ１５６とによって構成されている。サーボモータ１５６の回転シャフトが回転すると、それに応じてボールネジ１５４が回転し、スライダ１５２が鉛直方向に直線的に移動する。そして、スライダ１５２の移動に応じてスプラインシャフト１４５が鉛直方向に移動するため、ロボットハンド１１０に挟持された成形型４００は鉛直方向に移動する。

＜熔融ガラスのキャスト＞
本実施形態においては、このような成形型４００の垂直方向の移動により、熔融ガラスＭＧを切断し、成形型４００の凹部成形面４１０ａに熔融ガラス塊ＧＧを分離している。例えば、体積の大きい１ｇ〜２０ｇのガラス塊Ｇを製造する場合、昇降機１５０は、成形型４００を流出ノズル３０の流出口に接近するように上昇させて（すなわち、キャスト位置Ａに配置させて）、流出する熔融ガラスＭＧを成形型４００の凹部成形面４１０ａで受け、流出された熔融ガラスＭＧが流出ノズル３０から新たに流出される熔融ガラスＭＧの中に流出ノズル３０の先端が沈み込まないように成形型４００を所定の速度（熔融ガラスＭＧの流下速度よりも遅い速度）でゆっくりと降下させる。そして、成形型４００にキャストされた熔融ガラスＭＧが所定の重量に調整された時点で、昇降機１５０は成形型４００を急速に（熔融ガラスＭＧの流下速度よりも速い速度で）降下させて、熔融ガラスＭＧから熔融ガラス塊ＧＧを分離、切断する。なお、本明細書において、キャストとは、成形型４００の凹部成形面４１０ａ又は成形型９００の凹部成形面９１０ａ（図２）に熔融ガラスＭＧを供給することをいう。

また、体積の小さい１００ｍｇ〜２０００ｍｇのガラス塊Ｇを製造する場合には、昇降機１５０は、成形型４００を流出ノズル３０の流出口に接近するように上昇させて（すなわち、キャスト位置Ａに配置させて）、流出する熔融ガラスＭＧを成形型４００の凹部成形面４１０ａ）で受け、成形型４００にキャストされた熔融ガラスＭＧが所定の重量に調整された時点で、成形型４００を急速に（熔融ガラスＭＧの流下速度よりも速い速度で）降下させて、熔融ガラスＭＧから熔融ガラス塊ＧＧを切断する（降下切断法）。なお、上述の熔融ガラス塊ＧＧの体積の定義について、一部重複する領域があるが、この領域については、熔融ガラスＭＧの比重に起因する容積、熔融ガラスＭＧの濡れ上がり、また使用する成形型４００の凹部成形面４１０ａの曲率半径の大きさ等により、適宜熔融ガラスＭＧの切断方法を使い分けることができる。

このように、熔融ガラス塊ＧＧが成形型４００の凹部成形面４１０ａ上に切断された（分断された）後、メカロータ１４０の回転駆動によってロボットハンド１１０及び１２０が旋回し、成形型４００は、リリース位置Ｂに搬送される。

なお、上述したように、本実施形態においては、熔融ガラス切断ユニット６００が熔融ガラス切断ユニット１００に隣接して配置されている（図１、２）。熔融ガラス切断ユニット６００と熔融ガラス切断ユニット１００は、流出ノズル３０（すなわち、キャスト位置Ａ）を中心として点対称に配置され、それぞれ異なるタイミングで同一の動作を行う。すなわち、熔融ガラス切断ユニット６００は、成形型９００をロボットハンド６１０で挟持し、成形型９００をキャスト位置Ａとリリース位置Ｂ’との間で搬送する（図１）。成形型４００に熔融ガラスＭＧがキャストされているとき、成形型９００は、キャスト位置Ａ近傍の待機位置Ｄ’に配置される。なお、待機位置Ｄ’とは、第１成形装置１０による降下切断（すなわち、成形型４００の上下動）時に、ロボットハンド１１０と干渉しない位置である。成形型４００の凹部成形面４１０ａ上に熔融ガラス塊ＧＧが分断され、成形型４００がキャスト位置Ａから退避すると同時に、成形型９００を待機位置Ｄ’で挟持しているロボットハンド６１０が、回転軸Ｘ２を中心に旋回すると共に上昇し、ロボットハンド６１０に挟持された成形型９００が成形型４００に干渉しないように、キャスト位置Ａに搬送される。そして、成形型４００と同様に、成形型９００に対して熔融ガラスＭＧがキャストされ、降下切断法によって切断されると、ロボットハンド６１０は、成形型９００をリリース位置Ｂ’に搬送する。このように、本実施形態においては、流出ノズル３０から流出する熔融ガラスＭＧが、熔融ガラス切断ユニット１００に挟持されている成形型４００と熔融ガラス切断ユニット６００に挟持されている成形型９００とで交互に受け取られるように構成されている。従って、熔融ガラスＭＧの引き上げ量が多い（すなわち、熔融ガラスＭＧの流量が多い）場合でも、流出ノズル３０から流出する熔融ガラスＭＧを間断なく受け取ることが可能となる。なお、後述するように、リリース位置Ｂ及びＢ’に搬送された成形型４００及び９００は、それぞれ成形型搬送ユニット２００及び７００に引き渡される。そして、ロボットハンド１１０及び６１０には、ガラス塊Ｇが取出された新たな成形型４００及び９００が、ピックアンドプレースユニット３００及び８００によってそれぞれ引き渡されて使用される。なお、本実施形態においては、リリース位置Ｂの高さとリリース位置Ｂ’の高さとは略同一に構成されている。

＜熔融ガラス切断ユニットから成形型搬送ユニットへの成形型の引き渡し＞
図１に示すように、成形型搬送ユニット２００は、オーバル状のレール２０５と、このレール２０５上を時計回りに移動可能な複数のスライダ２１０等より構成されている。

スライダ２１０は、成形型４００を支持する金型ベース２２０が搭載されたキャリッジプレート２１５を備えている。キャリッジプレート２１５の下面側には、レール２０５の内周面と外周面とを挟むように二対のベアリング（不図示）が取り付けられており、キャリッジプレート２１５は、二対のベアリングを介してレール２０５に走行可能に連接されている。シーケンサ５０は、スライダ２１０に設置された駆動部（不図示）をスライダ２１０毎に独立に駆動制御することができる。シーケンサ５０による駆動部の制御により、二対のベアリングの各々がレール１０２ａの側面を転がることにより、金型ベース２２０が搭載されたスライダ２１０がレール２０５上を走行する。このような構成の成形型搬送ユニット２００は、例えばＡＳＫ社の”ＡＳＫ ローリング ガイド システム”（登録商標）を利用して構築することができる。

また、詳細は後述するが、図１に示すように、各スライダ２１０の金型ベース２２０には、浮上ガスを供給するための配管２４０が接続されている。各配管２４０は、ロータリージョイント２４５を介して、不図示のガス供給部と接続されている。

図５は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１の成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡される様子を説明する図である。図５（ａ）〜（ｄ）は、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡される様子を順に説明する図である。図５（ａ）は、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡される直前の様子を示す図である。金型ベース２２０は、円筒状の部材であり、内部には、上側に向かって開口し、成形型４００の弁付きソケット４４０と嵌合する円筒状のガス供給プラグ２２５が取り付けられている。ガス供給プラグ２２５は、マスフロー２３０と接続されており、マスフロー２３０は配管２４０を介してガス供給部（不図示）と接続されている。また、ガス供給プラグ２２５には、その先端（上端）の外周面を覆うように配置されたロックスリーブ２２５ａが設けられている。ガス供給プラグ２２５の内側には、図示しない複数のロックボールが放射状に配置されており、このロックボールと弁付きソケット４４０の溝部４４０aとが嵌合することにより、ガス供給プラグ２２５に弁付きソケット４４０が固定される。なお、ロックスリーブ２２５ａが押し下げられた状態では、ロックボールが外側にフリーの状態となり、ガス供給プラグ２２５に対する弁付きソケット４４０の挿抜がスムーズに行えるように構成されている。ロックスリーブ２２５ａは、ガス供給プラグ２２５の内部に配置されたバネ（不図示）によって図５の上方向に付勢されている。

成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡されるとき、金型ベース２２０から成形型４００が抜かれた（つまり、空の）状態のスライダ２１０が成形型４００のレシーブ位置（図１の位置（ｂ）、以下「レシーブ位置ｂ」という）に配置される。詳細は後述するが、スライダ２１０が、ピックアップ位置（図１の位置（ｆ）、以下「ピックアップ位置ｆ」という）に搬送されたとき、金型ベース２２０に挿入されている成形型４００がピックアンドプレースユニット３００によって抜き取られるように構成されている。そして、成形型４００が抜き取られた空のスライダ２１０がピックアップ位置ｆからレシーブ位置ｂに搬送される。

図５（ａ）に示すように、ロボットハンド１１０によって、成形型４００がリリース位置Ｂに搬送されたとき、成形型４００はレシーブ位置ｂに配置されたスライダ２１０の金型ベース２２０の真上に配置されるようになっている。そして、熔融ガラス切断ユニット１００は、昇降機１５０によってロボットハンド１１０（成形型４００）を下降させることにより、成形型４００の弁付きソケット４４０を金型ベース２２０のガス供給プラグ２２５に挿入する（図５（ｂ））。

図５（ｂ）は、成形型４００の弁付きソケット４４０が金型ベース２２０のガス供給プラグ２２５に挿入されたときの状態を示す図である。なお、図面を見易くするために、図５（ｂ）〜（ｄ）においては、マスフロー１３５、２３０、配管２４０を省略して示している。上述したように、熔融ガラス切断ユニット１００によって成形型４００がキャスト位置Ａとリリース位置Ｂとの間で搬送されるとき、アーム１２２ａ、１２２ｂは閉じているため（図５（ａ））、この状態で成形型４００が下降すると、アーム１２２ａ、１２２ｂがロックスリーブ２２５ａと当接し、ロックスリーブ２２５ａを押し下げながら成形型４００の弁付きソケット４４０が金型ベース２２０のガス供給プラグ２２５に挿入される（図５（ｂ））。そして、成形型４００の弁付きソケット４４０が金型ベース２２０のガス供給プラグ２２５に挿入されると、ロボットハンド１２０のアーム１２２ａと、１２２ｂとの間が開くように駆動される（図５ｃ）。アーム１２２ａと１２２ｂがロックスリーブ２２５ａの外形よりも外側に開くと、アーム１２２ａ及び１２２ｂとロックスリーブ２２５ａとの当接が解かれるため、ロックスリーブ２２５ａがバネの付勢力によって上方向に移動し、ロックボールが弁付きソケット４４０の根元に形成された溝部４４０ａと嵌合し、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ２２５に固定される（ロックされる）。これにより、成形型４００が金型ベース２２０に固定される。そして、成形型４００が金型ベース２２０に固定されると、ロボットハンド１１０のモータ１１０ａによってアーム１１２ａと、１１２ｂとの間が開くように駆動され、成形型４００が成形型搬送ユニット２００のスライダ２１０上にリリースされる（図５（ｄ））。なお、ロックスリーブ２２５ａの外周面には、後述する成形型搬送ユニット２００の係合アーム２５０ａ、２５０ｂと係合する係合溝２２５ｂが形成されている。

なお、本実施形態においては、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ２２５に接続されたとき（図５（ｂ）のとき）、ガス供給部から供給される浮上ガスが、配管２４０及びマスフロー２３０を介して金型ベース２２０に取り付けられた成形型４００の凹部成形面４１０ａに供給されるようになっている。従って、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００に引き渡された後も、凹部成形面４１０ａの熔融ガラス塊ＧＧの浮上状態は維持される。なお、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ２２５に挿入される瞬間においては、一時的に、弁付きソケット４３０と弁付きソケット４４０の両者を介して成形型４００に浮上ガスが供給されるため（つまり、浮上ガスの流量が増えるため）、本実施形態においては、ロボットハンド１１０の高さをセンサー付きの監視装置を用いてモニタすることにより、成形型４００と金型ベース２２０との位置関係をモニタし、凹部成形面４１０ａから一定の流量の浮上ガスが噴出するようにマスフロー１３５及びマスフロー２３０を制御している。

図６は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１の成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡されるときのマスフロー１３５及びマスフロー２３０によって制御される浮上ガスの流量制御を説明する図である。図６の縦軸はマスフロー１３５及びマスフロー２３０を介して供給される浮上ガスの流量ＹＬを示し、横軸は時間ｔを示している。波形Ｗ１〜Ｗ３は、それぞれマスフロー１３５によって制御される浮上ガスの流量、マスフロー２３０によって制御される浮上ガスの流量、マスフロー１３５によって制御される浮上ガスの流量とマスフロー２３０によって制御される浮上ガスの流量の和（つまり、浮上ガスの総流量）を示している。

図１、図６に示すように、成形型４００がリリース位置Ｂに搬送されるまで（すなわち、時間ｔ１まで）、マスフロー１３５は、凹部成形面４１０ａ上に切断された熔融ガラス塊ＧＧを浮上させるために必要な所定の流量ＹＬの浮上ガスを供給している。そして、成形型４００がレシーブ位置ｂに配置されたスライダ２１０の金型ベース２２０の真上に配置され、下降が開始されると（時間ｔ１）、マスフロー１３５は、Ｗ１で示されるように浮上ガスの流量を徐々に減少させ、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ２２５に挿入され始めたとき（時間ｔ２）、マスフロー２３０はＷ２で示されるように浮上ガスの供給を開始し、その流量を徐々に増加させる。そして、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ２２５に完全に挿入されたとき（時間ｔ３）、マスフロー１３５は浮上ガスの供給を停止し、マスフロー２３０は所定の流量ＹＬとなるまで浮上ガスの流量を増加させている。

このように、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡されるときにマスフロー１３５及びマスフロー２３０を制御することにより、マスフロー１３５とマスフロー２３０によって供給される浮上ガスの総流量（すなわち、混合流量）が、図６中の波形Ｗ３で示すように、所定の流量変動幅内に収まるようになっている。従って、成形型４００の凹部成形面４１０ａから噴出する浮上ガスの流量は、成形型４００の引き渡しの前後を通じて略一定に維持されるため、凹部成形面４１０ａの熔融ガラス塊ＧＧの浮上状態も安定して維持される。

＜徐冷＞
レシーブ位置ｂにおいて、成形型４００が金型ベース２２０に固定されると、レシーブ位置ｂのスライダ２１０は、レール２０５上を時計回りに一定速度で走行するように駆動され、徐冷炉２６５を通ることにより、凹部成形面４１０ａ上の熔融ガラス塊ＧＧが徐々に冷却される（図１の位置（ｃ））。

＜取出し＞
そして、スライダ２１０が取出位置（図１の位置（ｄ））に搬送されると、スライダ２１０は一時停止し、冷却された（すなわち、所定形状に成形された）凹部成形面４１０ａ上のガラス塊が、不図示の取出機構により回収される。取出機構としては、吸着パッドを備えたロボットハンドが挙げられる。

＜予備加熱＞
取出工程によってガラス塊が回収されると、スライダ２１０は、再びレール２０５上を時計回りに一定速度で走行するように駆動され、スライダ２１０に搭載された成形型４００は、加熱炉２７０を通ることにより、ガラス塊の成形に適した温度になるように調節される（図１の位置（ｅ））。

＜成形型搬送ユニットから熔融ガラス切断ユニットへの成形型の引き渡し＞
そして、スライダ２１０が成形型４００のピックアップ位置ｆに搬送されると、スライダ２１０は一時停止し、熔融ガラス切断ユニット１００は、ロボットハンド１１０及び１２０を成形型４００のキャッチ位置（図１の位置（Ｃ））に移動させる。そして、後述するように、ピックアンドプレースユニット３００によって、スライダ２１０に搭載された成形型４００が抜き取られてキャッチ位置Ｃに運ばれ、ロボットハンド１１０及び１２０に再び引き渡される。つまり、成形型４００が成形型搬送ユニット２００から熔融ガラス切断ユニット１００へ引き渡される。

図７は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１のピックアンドプレースユニット３００の構成を説明する側面図であり、ピックアンドプレースユニット３００を図１の第２成形装置２０側から見たときの図である。図７に示されるように、ピックアンドプレースユニット３００は、ユニット本体３０２、上下及び左右方向に移動可能な移動アーム３０４、及び二股アーム３１０ａ、３１０ｂを備えている。

ユニット本体３０２は、内部にモータ及び複数の遊動カム（不図示）を備えており、ユニット本体３０２の下側に配設される移動アーム３０４を垂直（上下）方向及び水平方向に移動させる。また、移動アーム３０４の先端（図７の左側）には、成形型４００の上側把持部４２０ｅを挟持可能な二股アーム３１０ａ、３１０ｂが固定されており、アーム３１０ｂがアーム３１０ａに対して相対的に離間することにより、二股アーム３１０ａ、３１０ｂ間に成形型４００の上側把持部４２０ｅが挟持される。

スライダ２１０が成形型４００のピックアップ位置ｆに搬送されると、ピックアンドプレースユニット３００は、移動アーム３０４を下降させると共に、二股アーム３１０ａ、３１０ｂ間を開き、二股アーム３１０ａ、３１０ｂ間で成形型４００の上側把持部４２０ｅを挟持する。そして、移動アーム３０４を上昇させることにより、成形型４００を金型ベース２２０から抜き取る。次いで、ピックアンドプレースユニット３００は、移動アーム３０４を前進させる（図７の左方向に移動させる）ことにより、成形型４００をロボットハンド１１０の方向に移動させ、成形型４００をキャッチ位置Ｃのロボットハンド１１０に引き渡す。

図８は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊の製造装置１の成形型４００が成形型搬送ユニット２００から熔融ガラス切断ユニット１００へ引き渡される様子を説明する図である。図８（ａ）は、ピックアップ位置ｆに配置された成形型４００を示している。成形型搬送ユニット２００は、ピックアップ位置ｆに配置された成形型４００のロックスリーブ２２５ａの外周面に形成された係合溝２２５ｂと係合する係合アーム２５０ａ、２５０ｂを備えている。係合アーム２５０ａ、２５０ｂは不図示の駆動機構により開閉可能に構成されている。そして、成形型４００がピックアップ位置ｆに配置されたとき、ガス供給プラグ２２５は係合アーム２５０ａ、２５０ｂ間に位置して係合溝２２５ｂと係合アーム２５０ａ、２５０ｂとが対向し（図８（ａ））、係合アーム２５０ａ、２５０ｂ間が閉じられることで、ロックスリーブ２２５ａが係合アーム２５０ａ、２５０ｂに接続される（図８（ｂ））。次いで、ピックアンドプレースユニット３００の二股アーム３１０ａ、３１０ｂが下降し（図８（ｃ））、二股アーム３１０ａ、３１０ｂ間に成形型４００の上側把持部４２０ｅが挟持される（図８（ｄ））。そして、係合アーム２５０ａ、２５０ｂが所定量だけ下降することにより、ロックスリーブ２２５ａが押し下げられ、弁付きソケット４４０とガス供給プラグ２２５との固定（ロック）が解除される（図８（ｅ））。そして、この状態で移動アーム３０４が上昇することにより、成形型４００が金型ベース２２０から抜き取られる（図８（ｆ））。成形型４００が金型ベース２２０から抜き取られると、係合アーム２５０ａ、２５０ｂ間が開放され、ロックスリーブ２２５ａはバネの付勢力により上方向に移動して所定位置に戻る。金型ベース２２０から抜き取られた成形型４００は、ピックアンドプレースユニット３００に挟持され、その位置で上昇し、ロボットハンド１１０のキャッチ位置Ｃの上方まで前進移動し（図８（ｈ））、次いでピックアンドプレースユニット３００の下降動作によって下降し、成形型４００の下側把持部４２０ｂがロボットハンド１１０のアーム１１２ａ、１１２ｂ及びロボットハンド１２０のアーム１２２ａ、１２２ｂの間に配置されると、アーム１１２ａ、１１２ｂ及びアーム１２２ａ、１２２ｂが閉じられ、アーム１１２ａ、１１２ｂ及びアーム１２２ａ、１２２ｂ間に成形型４００が挟持される（図８（ｉ））。上述したように、アーム１１２ａ、１１２ｂ間に成形型４００が挟持されると、ガス供給プラグ１３０と弁付きソケット４３０とが嵌合し、ガス供給部から供給される浮上ガスが、アーム１１２ａ、１１２ｂ間に挟持された成形型４００の凹部成形面４１０ａに供給される（図４（ｂ））。なお、アーム１１２ａ、１１２ｂ間に成形型４００が挟持されると、ピックアンドプレースユニット３００は、二股アーム３１０ａ、３１０ｂ間を開くと共に、移動アーム３０４を上昇させ、二股アーム３１０ａ、３１０ｂを再びピックアップ位置ｆの上方に移動させる。このように、成形型搬送ユニット２００からロボットハンド１１０に引き渡された成形型４００は、第２成形装置２０の成形型９００に熔融ガラスＭＧがキャストされている間に、ロボットハンド１１０が旋回することにより、キャスト位置Ａ近傍の待機位置に運ばれる。なお、待機位置とは、第２成形装置２０による降下切断（すなわち、成形型９００の上下動）時に、ロボットハンド６１０と干渉しない位置である。

上述したように、第２成形装置２０の成形型９００に熔融ガラスＭＧがキャストされ、成形型９００上に熔融ガラス塊ＧＧが分断されると、ロボットハンド６１０は、成形型９００をリリース位置Ｂ’に搬送する。そして、成形型９００がリリース位置Ｂ’に搬送されると、続いて、ロボットハンド１１０が、回転軸Ｘ１を中心に旋回すると共に上昇し、ロボットハンド１１０に挟持された成形型４００がキャスト位置Ａに搬送される。そして、再び成形型４００の凹部成形面４１０ａに熔融ガラスＭＧがキャストされる。このように、各成形型４００及び９００は、ガラス塊Ｇの取出し後、再び熔融ガラスＭＧのキャスト工程へと戻されて、循環して使用される。そして、流下する熔融ガラスＭＧは、キャスト位置Ａに順次搬送されてくる成形型４００及び９００によって次々と受け取られる。

このように、第１実施形態のガラス塊の製造装置１では、成形型４００（及び９００）を熔融ガラス切断ユニット１００（及び６００）と成形型搬送ユニット２００（及び７００）との間で受け渡すことにより、熔融ガラス切断ユニット１００（及び６００）による熔融ガラスＭＧのキャスト及び切断工程と、成形型搬送ユニット２００（及び７００）による冷却及び予備加熱工程とを分離している。このため、熔融ガラスＭＧのキャストにかかる時間が他の工程に影響を与えることはなく、熔融ガラス切断ユニット１００及び６００による熔融ガラスＭＧのキャスト及び切断工程と、成形型搬送ユニット２００及び７００による冷却及び予備加熱工程とを独立して制御することが可能となる。例えば、熔融ガラスＭＧの引き上げ量を増やした場合、それに応じて熔融ガラス切断ユニット１００及び６００の動作速度（すなわち、成形型４００及び９００の入れ換え）を速める必要が生じるが、成形型搬送ユニット２００及び７００による成形型４００及び９００の移動速度を維持すれば、冷却処理や加熱処理の時間を確保することが可能となる。なお、この場合、成形型搬送ユニット２００及び７００による処理に時間がかかり、熔融ガラス切断ユニット１００（及び６００）と成形型搬送ユニット２００（及び７００）との間で行われる成形型４００（及び９００）の受け渡しに支障がでることも考えられるが、成形型搬送ユニット２００及び７００の金型ベース２２０（すなわち、成形型４００及び９００）の数量を増やすことにより、容易に解決することができる。また、大容量のガラス塊を製造する場合、熔融ガラスＭＧのキャストに要する時間のみならず、冷却処理にも時間を要することとなるが、スライダ２１０の移動速度をガラス塊の容量に応じて遅くすることにより、移送経路を長くすることなく冷却処理の時間を確保することができる。

また、第１実施形態のガラス塊の製造装置１では、二組の成形装置（すなわち、第１成形装置１０、第２成形装置２０）が流下する熔融ガラスＭＧを交互に受け取り、ガラス塊を成形している。従って、１台の成形装置を用いた構成と比較して、熔融ガラスＭＧの引き上げ量を増やすことが可能となり、例えば、大容量のガラス塊であっても、生産性よく製造することが可能となる。また、第１成形装置１０及び第２成形装置２０は、それぞれ全体の製造速度の半分の速度でガラス塊を製造すればよいため、成形型搬送ユニット２００及び７００による成形型４００及び９００の移動を遅くすることが可能となる。これにより、成形型４００及び９００上の熔融ガラス塊ＧＧに加わる加速度を減らすことが可能となり、加速度によって生じるガラス塊の歪み（表面のシワなど）を抑制することが可能となる。

＜ガラス成形品の製造＞
第１実施形態のガラス塊の製造装置１を用いて成形されたガラス塊（プリフォーム）は、プレス成形型内に導入されてプレス成形型と共に加熱・軟化され、軟化した状態で精密プレス成形される。こうしてプレス成形型の成形面の面形状がガラス塊に転写され、プレス成形型内で加圧された状態で冷却された後、プレス成形型からガラス成形品（ガラス光学素子）が取出される。これにより、成形面の面形状が転写されたガラス光学素子（例えば、非球面レンズ）が得られる。このようにして製造されたガラス光学素子には、必要に応じて、芯取り加工や面取り加工等の各種研削・研磨加工や、染色加工、反射防止膜、紫外線カット等の各種コーティングが施されて、ガラス光学レンズが得られる。

以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、二組の成形装置によってガラス塊を成形する構成として説明したが、この構成に限定されるものではなく、流出ノズル３０の位置（キャスト位置Ａ）を中心としてさらに多くの成形装置（例えば、四組の成形装置）を配置してガラス塊を成形することもできる。このような構成によれば、さらに熔融ガラスＭＧの引き上げ量を増やすことが可能となり、ガラス塊を生産性よく製造することが可能となる。

また、ガラス塊の製造装置１は、１台の成形装置によって構成することも可能である。この場合、熔融ガラス切断ユニット１００の動作速度を２倍に速める必要が生じるが、成形型搬送ユニット２００による成形型４００の移動速度を維持し、成形型搬送ユニット２００の金型ベース２２０（すなわち、成形型４００）の数量を増やせば、移送経路を長くする必要もない。

また、本実施形態においては、受け型（下型）である成形型４００及び９００のみによってガラス塊を浮上成形する構成としたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、成形型４００が成形型搬送ユニット２００に引き渡され、ガラス塊が取出されるまでの間に、成形型４００及び９００に相対する上型を用いてプレス成形を行うことも可能である。プレス後、冷却することにより精密プレス成形用の近似形状プリフォームを製造することができる。なお、この場合、ガスを噴出可能な多孔質体を備えた上型を用い、上型及び下型の両方からガスを噴出させてプレスしてもよく、また、貫通孔のない上型を用い、上型からはガスを噴出させないでプレスしてもよい。また、上型の構成としては、１つの上型を所定位置に配置する構成としてもよく、あるいは、成形型４００及び９００の搬送に合わせて移動可能に設けられた複数の上型を配置する構成としてもよい。

また、本実施形態においては、熔融ガラスＭＧのキャスト方法として、成形型４００及び９００を垂直（鉛直）方向に降下させたが、この方法に限定されるものではない。例えば、成形型４００及び９００を斜め下方向に降下させて、熔融ガラスＭＧを切断してもよい。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態のガラス塊の製造装置１Ｍの概略構成を示す上面図である。また、図１０は、本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置１Ｍの熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ、６００Ｍの概略構成を示す側面図である。図１０は、熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ、６００Ｍを、図９の紙面手前から奥行き方向に見たときの構成を示している。なお、図９及び１０において、第１実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００及び６００と共通する構成については、同一の符号を付している。また、説明の便宜のため、図１０中、成形型４００及び９００については断面図で示し、また図面を見やすくするために、熔融ガラス切断ユニット６００Ｍの構成を省略して示している。

図９に示されるように、本実施形態のガラス塊の製造装置１Ｍは、第１実施形態と同様、第１成形装置１０Ｍと第２成形装置２０Ｍとで構成されるが、第１成形装置１０Ｍは、熔融ガラス切断ユニット１００Ｍから成形型搬送ユニット２００へ成形型４００を搬送するピックアンドプレース旋回ユニット５００を備え、第２成形装置２０Ｍは、熔融ガラス切断ユニット６００Ｍから成形型搬送ユニット７００へ成形型９００を搬送するピックアンドプレース旋回ユニット１０００を備えており、第１成形装置１０及び第２成形装置２０は、流出ノズル３０（キャスト位置Ａ）の中心軸ＡＸを対称軸として線対称に配置されている点で、第１実施形態の第１成形装置１０Ｍ及び第２成形装置２０Ｍと異なる。また、図１０に示されるように、本実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ及び６００Ｍは、成形型４００及び９００を斜め上下方向に移動させる点で、第１実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００及び６００と異なる。

図１０に示されるように、本実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ及び６００Ｍは、流出ノズル３０（すなわち、キャスト位置Ａ）の中心軸ＡＸに対して、それぞれ斜めに配置されており、成形型４００及び９００を中心軸ＡＸに対して斜め下方向に移動させることで成形型４００及び９００にキャストされる熔融ガラスＭＧを切断する。本実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ及び６００Ｍは、第１実施形態と同様、それぞれ異なるタイミングで同一の動作を行うため、以下、主として熔融ガラス切断ユニット１００Ｍの構成及び動作について説明する。

熔融ガラス切断ユニット１００Ｍは、移動アーム１１３、テーブル１６０、ボールネジ１６２、スライダ１６４、駆動ベルト１６６、サーボモータ１５６を備えている。テーブル１６０は、長方形の板状の部材であり、その表面中央部には、その長手方向に沿ってボールネジ１６２が回転自在に支持されており、ボールネジ１６２には、スライダ１６４が螺合している。なお、本実施形態のテーブル１６０は、熔融ガラス切断ユニット１００Ｍを正面から見たときに、ボールネジ１６２の中心軸ＰＸが流出ノズル３０の中心軸ＡＸに対して、約１５°傾くように斜めに配置されている。以下、本実施形態においては、流出ノズル３０の中心軸ＡＸが延びる方向を「鉛直方向」と定義し、ボールネジ１６２の中心軸ＰＸが延びる方向を「移動方向」と定義する。

ボールネジ１６２の下端は、テーブル１６０の下端から突出しており、駆動ベルト１６６を介してサーボモータ１５６の回転軸に連結されている。従って、サーボモータ１５６の回転に応じてボールネジ１６２が回転し、これによりスライダ１６４が移動方向に沿って（すなわち、中心軸ＡＸに対して斜めに）上下動する。

スライダ１６４には、流出ノズル３０の中心軸ＡＸに向かってつき出す（すなわち、図２において水平な方向につき出す）移動アーム１１３が固定されている。移動アーム１１３は先端に弁付きソケット４４０と接続可能なガス供給プラグ１１７を備えている。ガス供給プラグ１１７は、第１実施形態のガス供給プラグ２２５と同一の構成であり、弁付きソケット４４０と嵌合することにより成形型４００を支持する。また、ガス供給プラグ１１７は不図示のマスフローに接続しており、ガス供給プラグ１１７と弁付きソケット４４０とが嵌合し成形型４００が支持されるとき、ガス供給部から供給される浮上ガスが、マスフローを介して成形型４００の凹部成形面４１０ａに供給されるようになっている。このように、本実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００Ｍは、成形型４００を移動アーム１１３上に支持し、成形型４００の凹部成形面４１０ａから浮上ガスを噴出させながら、成形型４００を移動方向に上下動させ、キャスト位置Ａ（最上端）とリリース位置Ｂ（最下端）との間で成形型４００を搬送する。また、本実施形態の熔融ガラス切断ユニット６００Ｍは、成形型９００を移動アーム６１３上に支持し、成形型９００の凹部成形面９１０ａから浮上ガスを噴出させながら、成形型９００を斜め方向に上下動させ、キャスト位置Ａ（最上端）とリリース位置Ｂ’（最下端）との間で成形型９００を搬送する。なお、リリース位置Ｂの高さとリリース位置Ｂ’の高さとは略同一に構成されている。

＜熔融ガラスのキャスト＞
本実施形態においては、このような成形型４００の斜め上下方向（すなわち、移動方向）の移動により、熔融ガラスＭＧを切断し、成形型４００の凹部成形面４１０ａに熔融ガラス塊ＧＧを供給している。図１１は、本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置の熔融ガラス切断ユニット１００Ｍに支持される成形型４００に熔融ガラスＭＧがキャストされる様子を説明する図面である。図１１（ａ）は、成形型４００に熔融ガラスＭＧがキャストされるときの様子を示す図であり、図１１（ｂ）は、斜め降下切断を行う直前の様子を示す図であり、図１１（ｃ）は、斜め降下切断後の熔融ガラス塊の様子を示す図である。

図１０、図１１に示すように、成形型４００に熔融ガラスＭＧをキャストするとき、熔融ガラス切断ユニット１００Ｍは、サーボモータ１５６を駆動し、成形型４００を流出ノズル３０の流出口に接近するように上昇させて（すなわち、キャスト位置Ａに配置させて）、流出する熔融ガラスＭＧを成形型４００の凹部成形面４１０ａで受ける（図１１（ａ））。そして、熔融ガラスＭＧが成形型４００の凹部成形面４１０ａにキャストされ始めると、熔融ガラス切断ユニット１００は、流出ノズル３０の先端が流出する熔融ガラスＭＧの中に沈み込まないように、成形型４００を所定の速度（熔融ガラスＭＧの流下速度よりも遅い速度）でゆっくりと右斜め下方向に降下させ、凹部成形面４１０ａにキャストされた熔融ガラスＭＧが所定の重量に調整されたとき（図１１（ｂ））、成形型４００を急速に（熔融ガラスＭＧの流下速度よりも速い速度で）降下させて、熔融ガラスＭＧにくびれを形成し、熔融ガラスＭＧから熔融ガラス塊ＧＧを分離、切断する（図１１（ｃ））。このように、熔融ガラス塊ＧＧが成形型４００の凹部成形面４１０ａ上に切断された（分断された）後、成形型４００は、リリース位置Ｂに配置される。

なお、本実施形態においては、成形型４００が右斜め下方向に移動しながら熔融ガラスＭＧを受けるため、凹部成形面４１０ａの中心軸Ｑが流出ノズル３０の中心軸ＡＸに対して移動しながらキャストされることとなる。そこで、本実施形態においては、熔融ガラスＭＧが成形型４００の凹部成形面４１０ａの略中心にキャストされるように、キャスト位置Ａにおいて、凹部成形面４１０ａの中心軸Ｑを流出ノズル３０の中心軸ＡＸに対してオフセットさせている。具体的には、成形型４００がキャスト位置Ａに配置されたとき、凹部成形面４１０ａの中心軸Ｑが流出ノズル３０の中心軸ＡＸに対して左側にΔｘだけオフセットするように配置される（図１１（ａ））。そして、凹部成形面４１０ａが熔融ガラスＭＧを受けながらゆっくりと右斜め下方向に降下し、降下切断が行われる直前（すなわち、熔融ガラスＭＧが所定の重量に調整された時点）で、凹部成形面４１０ａの中心軸Ｑが流出ノズル３０の中心軸ＡＸに対して右側にΔｘだけオフセットするように構成されている（図１１（ｂ））。なお、成形型４００がキャスト位置Ａに配置されたときの凹部成形面４１０ａの中心軸Ｑのオフセット量（Δｘ）と、降下切断が行われる直前の凹部成形面４１０ａの中心軸Ｑのオフセット量（Δｘ）とは、必ずしも同一である必要ななく、それぞれ任意に設定してもよい。

上述したように、本実施形態においては、熔融ガラス切断ユニット６００Ｍが熔融ガラス切断ユニット１００に隣接して配置されている（図９、１０）。熔融ガラス切断ユニット６００Ｍと熔融ガラス切断ユニット１００Ｍは、流出ノズル３０の中心軸ＡＸを対称軸として線対称に配置され、それぞれ異なるタイミングで同一の動作を行う。すなわち、本実施形態において、熔融ガラス切断ユニット６００Ｍは、成形型９００を移動アーム６１３上に支持し、成形型９００をキャスト位置Ａとリリース位置Ｂ’との間で搬送する。なお、本実施形態においては、成形型４００、９００をそれぞれ同一の動作により相互に入れ替える態様を示すが、これに限られず、各熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ、６００Ｍの動作は異なっていてもよく、キャスト位置Ａに成形型４００、９００を相補的あるいは排他的に配置することのできる機構であれば本発明を適用することができる。そのため、熔融ガラス切断ユニットの数や移動アームの数も適宜変更することができる。

成形型４００に熔融ガラスＭＧがキャストされているとき、成形型９００は、キャスト位置Ａとリリース位置Ｂ’の間の待機位置に配置される。なお、待機位置とは、第１成形装置１０による降下切断（すなわち、成形型４００の上下動）時に、移動アーム１１３と干渉しない位置である。成形型４００の凹部成形面４１０ａ上に熔融ガラス塊ＧＧが分断され、成形型４００がリリース位置Ｂに搬送されると、移動アーム６１３が上昇し、移動アーム６１３に支持された成形型９００がキャスト位置Ａに搬送される。そして、成形型４００と同様に、成形型９００に対して熔融ガラスＭＧがキャストされ、斜め降下切断法によって切断されると、移動アーム６１３は、成形型９００をリリース位置Ｂ’に搬送する。このように、本実施形態においても第１実施形態と同様、流出ノズル３０から流出する熔融ガラスＭＧが、熔融ガラス切断ユニット１００Ｍに支持されている成形型４００と熔融ガラス切断ユニット６００Ｍに支持されている成形型９００とで交互に受け取られるように構成されている。従って、熔融ガラスＭＧの引き上げ量が多い（すなわち、熔融ガラスＭＧの流量が多い）場合でも、流出ノズル３０から流出する熔融ガラスＭＧを間断なく受け取ることが可能となる。

なお、本実施形態の移動アーム１１３及び６１３は、第１実施形態のロボットハンド１１０、１２０及び６１０、６２０のように旋回する構成を採っていないため、リリース位置Ｂ及びＢ’に配置された成形型４００及び９００を成形型搬送ユニット２００及び７００に直接引き渡すことができない。そこで、本実施形態においては、上述した第１実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００及び６００と略同一構成のピックアンドプレース旋回ユニット５００及び１０００を用いて、リリース位置Ｂ及びＢ’に搬送された成形型４００及び９００を成形型搬送ユニット２００及び７００に引き渡している。

図１２は、本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置の成形型４００を熔融ガラス切断ユニット１００から成形型搬送ユニット２００へ引き渡すピックアンドプレース旋回ユニット５００の概略構成を示す図であり、図１２（ａ）は側面図を示し、図１２（ｂ）は上面図を示している。なお、説明の便宜のため、図１２（ｂ）においては、ロボットハンド５１０に挟持される成形型４００の外径を点線で示している。ピックアンドプレース旋回ユニット５００は、リリース位置Ｂに配置された成形型４００を引き抜き、成形型搬送ユニット２００に引き渡す装置である。なお、リリース位置Ｂ’に配置された成形型９００を引き抜き、成形型搬送ユニット７００に引き渡すピックアンドプレース旋回ユニット１０００の構成及び動作は、ピックアンドプレース旋回ユニット５００と同様であるため、以下、主としてピックアンドプレース旋回ユニット５００について説明する。

ピックアンドプレース旋回ユニット５００は、成形型４００を挟持するロボットハンド５１０と、ロボットハンド５１０の下側に配設されるロボットハンド５２０と、ロボットハンド５１０、５２０を回転軸Ｘ１’を中心に回転させるメカロータ５４０と、ロボットハンド５１０、５２０及びメカロータ５４０を支持するスプラインシャフト５４５と、スプラインシャフト５４５を上下動させる昇降装置（不図示）等を備えている。詳細は後述するが、成形型４００がリリース位置Ｂに配置されたとき、成形型４００はロボットハンド５１０、５２０によって挟持され、移動アーム１１３から上方に引き抜かれ、レシーブ位置ｂに配置されたスライダ２１０の金型ベース２２０に引き渡される。また同様に、リリース位置Ｂ’に配置された成形型９００は、ピックアンドプレース旋回ユニット１０００によって移動アーム６１３から引き抜かれ、レシーブ位置ｂ’に配置されたスライダ７１０の金型ベース７２０に引き渡される。なお、成形型４００及び９００が成形型搬送ユニット２００及び７００に引き渡された後、第１実施形態と同様、移動アーム１１３及び６１３には、ガラス塊Ｇが取出された新たな成形型４００及び９００が、ピックアンドプレースユニット３００及び８００によってそれぞれ引き渡される。なお、レシーブ位置ｂ’は、金型ベース２２０への成形型４００の引き渡しが可能な範囲で任意に設定することができる。

本実施形態のロボットハンド５１０及び５２０は、第１実施形態のロボットハンド１１０及び１２０と同一の構成であり、それぞれシーケンサ５０からの指示により開閉可能な一対のアーム５１２ａ、５１２ｂ及び一対のアーム５２２ａ、５２２ｂを備えている。また、アーム５１２ａには、アーム５１２ａの内側（アーム５１２ｂと対向する側）と外側とを貫通するように、ガス供給プラグ１３０Ｍが取り付けられている。ガス供給プラグ１３０Ｍは、マスフロー１３５Ｍと接続されており、マスフロー１３５Ｍはガス供給部（不図示）と接続されている。そして、ロボットハンド５１０が、成形型４００を挟持すると、ガス供給プラグ１３０Ｍと弁付きソケット４３０が嵌合し、ガス供給部から供給される浮上ガスが、アーム５１２ａと５１２ｂの間に挟持された成形型４００の凹部成形面４１０ａに供給されるようになっている。このように、ロボットハンド５１０は、成形型４００をアーム５１２ａと５１２ｂの間に挟持し、成形型４００の凹部成形面４１０ａから浮上ガスを噴出させながら、成形型４００を熔融ガラス切断ユニット１００Ｍから成形型搬送ユニット２００に引き渡す。

図１３は、本発明の第２実施形態に係るガラス塊の製造装置１Ｍの成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００Ｍから成形型搬送ユニット２００へ引き渡される様子を順に説明する図である。図１３（ａ）は、リリース位置Ｂに配置された成形型４００を示している。スライダ１６４は、リリース位置Ｂに配置された成形型４００のロックスリーブ１１７ａの外周面に形成された係合溝１１７ｂと係合する係合アーム１６３ａ、１６３ｂを備えている。係合アーム１６３ａ及び１６３ｂは、係合溝１１７ｂと対向するように、ロックスリーブ１１７ａを挟んで配設されている（図１３（ａ））。そして、成形型４００がリリース位置Ｂに配置されたとき、係合アーム１６３ａと１６３ｂとの間が閉じられることで、ロックスリーブ１１７ａが係合アーム１６３ａ、１６３ｂに接続される（図６（ｂ））。次いで、ピックアンドプレース旋回ユニット５００のロボットハンド５１０、５２０が旋回（回転）及び上下に移動し、成形型４００がアーム５１２ａ、５１２ｂ及びアーム５２２ａ、５２２ｂの間に配置される（図１３（ｃ））。そして、アーム５２２ａ、５２２ｂを開いた状態のまま、アーム５１２ａ、５１２ｂが閉じられることにより、成形型４００の下側把持部４２０ｂが挟持される（図１３（ｄ））。次いで、係合アーム１６３ａ、１６３ｂが所定量だけ降下することにより、ロックスリーブ１１７ａが押し下げられ、弁付きソケット４４０とガス供給プラグ１１７との固定（ロック）が解除される（図１３（ｅ））。そして、この状態でロボットハンド５１０、５２０が上昇することにより、成形型４００が移動アーム１１３から抜き取られる（図１３（ｆ））。成形型４００が移動アーム１１３から抜き取られると、アーム５２２ａ、５２２ｂが閉じられる。移動アーム１１３から抜き取られた成形型４００は、ピックアンドプレース旋回ユニット５００が回転軸Ｘ１’を中心に旋回することによって移動され、レシーブ位置ｂの上方まで移動されると、上述の図５（ａ）〜（ｄ）と同一の工程によって、成形型搬送ユニット２００へ引き渡される。なお、本実施形態においても第１実施形態と同様、弁付きソケット４４０が成形型搬送ユニット２００のガス供給プラグ２２５に接続されるとき、ガス供給部から供給される浮上ガスが、配管２４０及びマスフロー２３０を介して金型ベース２２０に取り付けられた成形型４００の凹部成形面４１０ａに供給されるようになっている。従って、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００Ｍから成形型搬送ユニット２００に引き渡された後も、凹部成形面４１０ａの熔融ガラス塊ＧＧの浮上状態は維持される。また、第１実施形態と同様、成形型４００の凹部成形面４１０ａから噴出する浮上ガスの流量は、成形型４００の引き渡しの前後を通じて略一定となるように制御される。

以上のように、成形型４００が熔融ガラス切断ユニット１００Ｍから成形型搬送ユニット２００に引き渡されると、成形型４００を搭載したスライダ２１０がレール２０５上を移動し、徐冷、取出し、予備加熱の各工程が順次行われる。そして、スライダ２１０が成形型４００のピックアップ位置ｆ（図９の位置（ｆ））に搬送されると、第１実施形態と同様、ピックアンドプレースユニット３００によって、スライダ２１０に搭載された成形型４００が抜き取られてキャッチ位置Ｃに運ばれ、移動アーム１１３に再び引き渡される。つまり、成形型４００が成形型搬送ユニット２００から熔融ガラス切断ユニット１００Ｍへ引き渡される。なお、本実施形態においては、リリース位置Ｂに配置された成形型４００がピックアンドプレース旋回ユニット５００によって抜き取られた後も移動アーム１１３は移動せず、係合アーム１６３ａ、１６３ｂによってロックスリーブ１１７ａが押し下げられた状態で、リリース位置Ｂで待機する（図１３（ｆ））。つまり、本実施形態のキャッチ位置Ｃは、リリース位置Ｂに等しい。ピックアンドプレースユニット３００によって、成形型４００がキャッチ位置Ｃに運ばれると、成形型４００の弁付きソケット４４０がキャッチ位置Ｃに待機している移動アーム１１３のガス供給プラグ１１７に挿入される。そして、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ１１７に挿入されている状態で係合アーム１６３ａ、１６３ｂが開放され、ロックスリーブ１１７ａがバネの付勢力によって移動することにより、弁付きソケット４４０がガス供給プラグ１１７に固定（ロック）される（すなわち、成形型４００が移動アーム１１３に支持される）。このように、移動アーム１１３に支持された成形型４００は、再びキャスト位置Ａに上昇し、熔融ガラスＭＧがキャストされる。

以上のように、本実施形態の熔融ガラス切断ユニット１００Ｍ及び６００Ｍは、それぞれ成形型４００及び９００を斜め方向に上下動させることで、キャスト位置Ａに配置される成形型を入れ換えている。このような構成によれば、第１実施形態のようにロボットハンド１１０及び６１０を旋回させる必要がなく、成形型の入れ換えを高速に行うことが可能となるため、熔融ガラスＭＧの引き上げ量をさらに増やすことが可能となる。

なお、本実施形態においても様々な変形が可能である。例えば、本実施形態においては、テーブル１６０の長辺を流出ノズル３０の中心軸ＡＸに対して、約１５°傾くように配置することにより、成形型４００及び９００を斜め方向に移動させたが、成形型４００及び９００の移動角度は１５°に限定されるものではなく、凹部成形面４１０ａの大きさ、熔融ガラスＭＧの引き上げ量、熔融ガラスＭＧの粘性等を考慮して適宜設定される。

また、本実施形態においては、第１実施形態と同様の構成のピックアンドプレースユニット３００を用いて、成形型搬送ユニット２００から熔融ガラス切断ユニット１００Ｍへ成形型４００を引き渡したが、このような構成に限定されるものではなく、ピックアンドプレースユニット３００に代えて、ピックアンドプレース旋回ユニット５００を用いることも可能である。なお、成形型搬送ユニット２００から熔融ガラス切断ユニット１００Ｍへ成形型４００を引き渡す際には、成形型４００上に熔融ガラス塊ＧＧが供給されていないため、成形型４００に浮上ガスを供給しなくてもよい。

また、上述の説明において、成形したガラス塊を精密プレス成形に供する場合について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、その他の具体例としては、まず、ノズルから流出する熔融ガラスから適量の熔融ガラスを分離する。次いで、成形面から浮上ガスが噴出している成形型上に供給する。そして、光学素子のプレス工程におけるプレス成形に適した形状にするため、ガラス塊の成形中に、成形型と、成形型に対向して配置される上型とを用いて、熔融ガラス塊をプレスし、所望の形状に成形する。その後、ガラスを冷却することにより、ガラス塊を得る。
次に、得られたガラス塊を用いて、リヒートプレス（Ｒｅｈｅａｔ Ｐｒｅｓｓ）成形により、ガラス塊からガラス成形体（ガラスブランク）を得る。具体的には、まず、ガラス塊を再加熱し、軟化する。そして、軟化したガラス塊を、離型剤が塗布された成形型に供給し、リヒートプレス成形により、ガラス成形体（ガラスブランク）を得る。得られたガラス成形体に研削加工または研磨加工を施すことにより、球面レンズなどのガラス光学素子を得る。また、リヒートプレス成形は、ガラス塊の粘度を、１０^４〜１０^６ポアズの範囲とする。
また、ガラス塊を得てからプレス成形するまでの工程において、ガラス塊の表面を粗面化処理する工程（バレル研磨工程など）を有していなくとも構わない。また、ガラス塊を得てからプレス成形するまでの工程において、ガラス塊を研削または研磨する工程を有さない。
また、得られたガラス成形体に対して、スムージング加工研削加工または研磨加工を施すことにより、球面レンズ、非球面レンズなどのガラス光学素子を得ることができる。
このようにして得られたガラス光学素子には、必要に応じて、芯取り加工や面取り加工等の各種研削・研磨加工や、染色加工、反射防止膜、紫外線カット等の各種コーティングを施すことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、１Ｍ ガラス塊の製造装置
１０、１０Ｍ 第１成形装置
２０、２０Ｍ 第２成形装置
３０ 流出ノズル
５０ シーケンサ
９０ 支持台
１００、１００Ｍ、６００、６００Ｍ 熔融ガラス切断ユニット
１１０、１２０、５１０、５２０、６１０、６２０ ロボットハンド
１１０ａ モータ
１１０ｂ、１１０ｃ 駆動シャフト
１１３ 移動アーム
１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、５１２ａ、５１２ｂ、５２２ａ、５２２ｂ アーム
１１５、１２５ 駆動部
１１７、１３０、１３０Ｍ、２２５ ガス供給プラグ
１３５、１３５Ｍ、２３０ マスフロー
１４０、５４０ メカロータ
１４５、５４５ スプラインシャフト
１５０ 昇降機
１５２、２１０、１６４ スライダ
１５４、１６２ ボールネジ
１５６ サーボモータ
１６０ テーブル
１６６ 駆動ベルト
２００、７００ 成形型搬送ユニット
２０５ レール
２１５ キャリッジプレート
２２０ 金型ベース
１１７ａ、２２５ａ ロックスリーブ
１１７ｂ、２２５ｂ 係合溝
２４０ 配管
２４５ ロータリージョイント
２５０ａ、２５０ｂ 係合アーム
２６５ 徐冷炉
２７０ 加熱炉
３００、８００ ピックアンドプレースユニット
３０２ ユニット本体
３０４ 移動アーム
３１０ａ、３１０ｂ 二股アーム
４００、９００ 成形型
４１０ 成形型本体部
４１０ａ 凹部成形面
４１０ｂ 貫通孔
４２０ 成形型支持部
４２０ａ 位置決め用フランジ
４２０ｂ 下側把持部
４２０ｃ 通気孔
４２０ｄ 空間部
４２０ｅ 上側把持部
４３０、４４０ 弁付きソケット
５００、１０００ ピックアンドプレース旋回ユニット。

Claims (19)

1. 熔融ガラスが流出するパイプの下方に支持部材によって支持された成形型を配置し、前記成形型のガスを噴出可能な成形面からガスを噴出させながら前記成形面上で前記熔融ガラスを受ける工程と、
   前記成形面上の前記熔融ガラスが所定重量に達したときに、前記成形型を前記熔融ガラスの流出速度より速い速度で降下させて前記熔融ガラスを切断することにより前記成形面上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する工程と、
   前記熔融ガラス塊が供給された前記成形型を前記支持部材から成形型支持台に移し替える工程と、
   前記成形型支持台に移し替えられた前記成形型上で前記熔融ガラス塊を成形する工程と、
   を備えることを特徴とするガラス塊の製造方法。
2. 前記成形された前記熔融ガラス塊をガラス塊として前記成形型から取り出す工程と、
   前記ガラス塊が取り出された前記成形型を前記成形型支持台から前記支持部材に移し替える工程と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のガラス塊の製造方法。
3. 前記成形面上に浮上状態で前記熔融ガラス塊を供給する工程は、前記成形型を鉛直方向に降下させて前記熔融ガラスを切断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス塊の製造方法。
4. 前記成形面上に浮上状態で前記熔融ガラス塊を供給する工程は、前記成形型を斜め下方に降下させて前記熔融ガラスを切断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス塊の製造方法。
5. 前記熔融ガラスを受ける工程は、前記支持部材を複数使用し、各支持部材に支持される前記成形型を前記パイプの下方に順次移動させて前記熔融ガラスを受けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガラス塊の製造方法。
6. 複数の前記支持部材のいずれか１つに支持されている前記成形型が前記熔融ガラスを受けているときに、他の前記支持部材のいずれか１つに支持されている前記成形型が前記支持部材から前記成形型支持台に移し替えられることを特徴とする請求項５に記載のガラス塊の製造方法。
7. 前記成形型を前記支持部材から前記成形型支持台に移し替える工程は、前記成形型が移し替えられるときに、前記成形面から噴出するガスの流量が略一定となるように、前記支持部材から前記成形型に供給される前記ガスの流量と前記成形型支持台から前記成形型に供給される前記ガスの流量とを制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガラス塊の製造方法。
8. 前記熔融ガラス塊を成形する工程は、前記成形型と前記成形型に相対する上型とにより、前記熔融ガラス塊をプレスする工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のガラス塊の製造方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のガラス塊の製造方法を用いて製造されたガラス塊を所定のプレス成形型に導入する工程と、
   前記所定のプレス成形型に導入されたガラス塊を軟化した状態でプレス成形する工程と、
   前記プレス成形されたガラス成形品を前記プレス成形型より取り出す工程と、
   を備えるガラス成形品の製造方法。
10. パイプから連続して流出する熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形するガラス塊の製造装置であって、
    ガスを噴出可能な成形面を備え、前記パイプから流出する前記熔融ガラスを前記成形面で受ける成形型と、
    前記成形面にガスを供給しながら前記成形型を支持し、前記成形面上の前記熔融ガラスが所定重量に達したときに、前記成形型を前記熔融ガラスの流出速度より速い速度で降下させて前記熔融ガラスを切断し、前記成形面上に浮上状態で熔融ガラス塊を供給する熔融ガラス切断機構と、
    前記熔融ガラス塊が供給された前記成形型を支持し、前記成形型の成形面に前記ガスを供給しながら前記熔融ガラス塊を前記ガラス塊に成形する成形型支持台と、
    前記熔融ガラス切断機構と前記成形型支持台との間で前記成形型を移送する成形型移送機構と、
    を備えることを特徴とするガラス塊の製造装置。
11. 前記成形型移送機構は、前記熔融ガラス切断機構に支持された前記成形型を前記成形型支持台に移送する第１の移送機構を備えることを特徴とする請求項１０に記載のガラス塊の製造装置。
12. 前記ガラス塊を前記成形型から取り出す取出機構を更に備え、
    前記成形型移送機構は、前記ガラス塊が取り出された前記成形型を前記成形型支持台から前記熔融ガラス切断機構に移送する第２の移送機構を備えることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のガラス塊の製造装置。
13. 前記熔融ガラス切断機構は、前記成形型を鉛直方向に降下させて前記熔融ガラスを切断することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のガラス塊の製造装置。
14. 前記熔融ガラス切断機構は、前記成形型を斜め下方に降下させて前記熔融ガラスを切断することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のガラス塊の製造装置。
15. 前記熔融ガラス切断機構、および、前記成形型を複数有し、前記熔融ガラス切断機構の各々は、前記成形型を支持し、前記成形型を前記パイプの下方に順次移動させて前記熔融ガラスを受けることを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか一項に記載のガラス塊の製造装置。
16. 前記熔融ガラス切断機構のいずれか１つに支持されている前記成形型のうち１つが前記熔融ガラスを受けているときに、前記成形型支持台が、他の前記熔融ガラス切断機構のいずれか１つに支持されている前記成形型を受け取ることを特徴とする請求項１５に記載のガラス塊の製造装置。
17. 前記成形型が前記熔融ガラス切断機構から前記成形型支持台に受け取られるときに、前記成形面から噴出する前記ガスの流量が略一定となるように、前記熔融ガラス切断機構から前記成形面に供給される前記ガスの流量を制御し、かつ前記成形型支持台から前記成形面に供給される前記ガスの流量を制御するガス流量制御機構を備えることを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか一項に記載のガラス塊の製造装置。
18. 前記成形型は、前記熔融ガラス切断機構に支持されたときに前記熔融ガラス切断機構から供給される前記ガスを前記成形面に供給する第１のガス流路と、前記成形型支持台に支持されたときに前記成形型支持台から供給される前記ガスを前記成形面に供給する第２のガス流路と、を備え、
    前記ガス流量制御機構は、前記第１のガス流路を通る前記ガスの流量と前記第２のガス流路を通る前記ガスの流量の和が略一定となるように、前記第１のガス流路を通るガスの流量を徐々に減らし、前記第２のガス流路を通る前記ガスの流量を徐々に増やすことを特徴とする請求項１７に記載のガラス塊の製造装置。
19. 前記第１のガス流路と前記第２のガス流路は、それぞれ異なる流入口を有し、前記成形型の内部において接続されていることを特徴とする請求項１８に記載のガラス塊の製造装置。

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