JPH0585743A - 光学素子の成形装置 - Google Patents

光学素子の成形装置

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JPH0585743A
JPH0585743A JP3276986A JP27698691A JPH0585743A JP H0585743 A JPH0585743 A JP H0585743A JP 3276986 A JP3276986 A JP 3276986A JP 27698691 A JP27698691 A JP 27698691A JP H0585743 A JPH0585743 A JP H0585743A
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光夫 後藤
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/08Feeder spouts, e.g. gob feeders
    • C03B7/088Outlets, e.g. orifice rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/10Cutting-off or severing the glass flow with the aid of knives or scissors or non-contacting cutting means, e.g. a gas jet; Construction of the blades used
    • C03B7/12Cutting-off or severing a free-hanging glass stream, e.g. by the combination of gravity and surface tension forces

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 押圧により成形する光学素子の肉厚寸法精度
を向上させる。 [構成] ガラス溶融炉1内の溶融ガラス3を内径d1
のオリフィス4から流出せ、受け型7上に載置する。所
定量が流出したとき、切断用ヒータ6で溶融ガラスを切
断し、受け型7、加熱ヒータを兼ねた胴型8および成形
型内で押圧成形する。オリフィスの内径d1 に対し、胴
型8の内径をd、光学素子の肉厚ばらつきの許容量をΔ
t、溶融ガラス切断位置のばらつき許容値をΔLとした
とき、d1 ≦d×(Δt/ΔL)1/2 の関係として、肉
厚寸法精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶融ガラスを切断して一
定容量の光学素子を成形する成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ガラス素材を加熱し、押圧成形す
ることにより、研削,研磨を不要とした高い形状精度と
表面品質の光学素子を成形する成形技術が実用化されて
いる。
【0003】特開平2−34525号公報は、この成形
を行う従来技術が記載されている。この成形方法は、溶
融ガラスをオリフィスなどの流出口から流出させ、流出
口の下方に載置した成形型で溶融ガラス流を受け、所定
量の溶融ガラスが成形型内に鋳込まれたとき、流出口先
端から流下する溶融ガラス流の速度より速い速度で成形
型を降下させて流出口先端から流下する溶融ガラス流と
成形型内に鋳込まれた溶融ガラスとを分離し、鋳込まれ
た溶融ガラスを少なくともその表面を固化するまで成形
型内で冷却して光学素子としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガラス素材
を押圧成形して光学素子とする場合には、光学素子の肉
厚ばらつきとガラス素材の容量ばらつきとの間に相関々
係があることが知られている。例えば、肉厚1mm、外
径5mm、体積20mm3 の光学素子の成形において、
そのガラス素材の容量ばらつきが±2mm3 であると、
光学素子の肉厚ばらつきは±0.1mmとなる。これに
対し、カメラレンズなどの光学素子に要求される肉厚公
差は±0.05mm程度であり、上述のように肉厚ばら
つきが大きくなることは好ましくない。従って、光学素
子の肉厚ばらつきを小さくするためには、ガラス素材の
容量ばらつきを小さくする必要がある。
【0005】ところが、上記従来技術では、所定量の溶
融ガラスが成形型に鋳込まれたとき、成形型を溶融ガラ
ス流よりも速い速度で降下させて切断しているため、切
断位置が安定していない。このため、成形型に鋳込まれ
るガラス素材の容量ばらつきが生じ、その結果、光学素
子の肉厚ばらつきが生じる問題があった。本発明は、上
記事情を考慮してなされたものであり、ガラス素材の容
量ばらつきを小さくすることにより、光学素子の寸法精
度を向上させることができる光学素子の成形装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、溶融ガラスをオリフィスから連続的に流出さ
せながら受け型上に載置すると共に、所定容量で切断
し、前記受け型と成形型とにより押圧成形して光学素子
とする成形装置において、前記オリフィスの内径d1
1 ≦d×(Δt/ΔL)1/2 (式中、dは成形される
光学素子の外周拘束部材の内径、Δtは光学素子の肉厚
ばらつきの許容値、ΔLは溶融ガラス切断位置のばらつ
き許容値を示す。)であることを特徴とする。
【0007】
【作用】上記構成では、溶融ガラスが流出するオリフィ
スの内径が光学素子の外周拘束部材の内径に比べて十
分、小さくなっている。このため溶融ガラスの切断位置
にばらつきを生じても、ガラス素材の容量ばらつきが小
さくなり、肉厚寸法精度の高い光学素子を安定して成形
することができる。
【0008】
【実施例1】図1および図2は本発明の一実施例の成形
装置であり、図1に示すように、外周面に加熱ヒータ2
が配設されたガラス溶融炉1内に溶融ガラス3が充填さ
れている。ガラス溶融炉1の下面には後述する内径d1
を有したオリフィス4が開設されており、このオリフィ
ス4から溶融ガラス3が連続的に流出する。図1におい
て、9はこのオリフィス4から流出した流出ガラスを示
す。この流出ガラス9の流路には切断用ヒータ6、およ
び再加熱用ヒータ5が順に配設され、流路終端には受け
型7が設けられている。この場合、ガラス溶融炉1およ
びオリフィス4における溶融ガラスとの接触部分には白
金が用いられており、これらからの溶融ガラスへの不純
物の侵入が防止されている。また、再加熱用ヒータ5は
流出中のガラス素材の粘度を10〜103 ポアズ程度に
保つ加熱能力を有している。切断用ヒータ6はこの再加
熱用ヒータ5よりも高い加熱能力を有し、自重で下降す
る流出ガラス9を加熱によって切断するようになってい
る。また、この切断用ヒータ6は左右に2分割されたヒ
ータ6a,6bからなり、これらのヒータ6a,6bが
シリンダ駆動により流出ガラス9に対して接近および後
退する。
【0009】前記受け型7は流出ガラス9を受け取るも
のであり、その上面の成形面は光学素子の一方の光学面
に対応した球面形状となっている。また、この受け型9
の成形面は光学素子の光学面に対応した鏡面に仕上げら
れていると共に、窒化クロム(CrN)、窒化ホウ素
(BN)などの窒化膜がコーティングされてガラス素材
の融着が防止されている。かかる受け型7は加熱ヒータ
8内に挿入されている。加熱ヒータ8は受け型7の上面
より高くなるように設けられており、受け型7の加熱を
行うと共に、光学素子の押圧成形時における胴型として
も作用している。これにより加熱ヒータ8は成形時の光
学素子の外周を規制する外周拘束部材として機能する。
【0010】図2は光学素子を成形する機構を示し、受
け型7の上方に成形型10が設けられている。成形型1
0は下面の成形面が光学素子の他方の光学面に対応する
球面形状に成形されており、胴型としての加熱ヒータ8
内に侵入し、受け型7との間でガラス素材11を押圧成
形することにより所定形状の光学素子を成形する。以上
の構成において、前記オリフィス4の内径d1 は光学素
子の体積に応じて、その大きさを調整するものであり、
この内径d1 は以下のように設定される。すなわち、図
3に示すようにオリフィス4から流出するガラス9の切
断位置のばらつき許容値をΔL、光学素子の外周拘束部
材(加熱ヒータ8)の内径をd、光学素子の肉厚ばらつ
き許容値をΔtとした場合、d1 ≦d×(Δt/ΔL)
1/2 となるように設定される。例えば、外径2mm,肉
厚1mm,体積3.2mm3 の光学素子を成形するた
め、オリフィス4の内径d1 を0.2mmとした場合、
光学素子の肉厚ばらつきを0.1mm以下にするために
は容量ばらつきを0.32mm3 以下とする必要がある
が、このときの溶融ガラスの切断位置のばらつき許容値
は10mmとなる。また、オリフィス4の内径を1mm
とした場合には、溶融ガラスの切断位置のばらつき許容
値は0.4mmとなる。
【0011】次に、上記構成によりガラス素材を成形す
る方法について説明する。粘度が10〜103 ポアズと
なるように溶融ガラス3を加熱し、オリフィス4から流
出させる。この流出ガラス9を再加熱用ヒータ5によっ
て上記粘度を維持するように加熱後、受け型7上に載置
する。所望の光学素子に対応する体積のガラスが流出し
た後、切断用ヒータ6を流出ガラス9に接近させて加熱
切断する。このとき受け型7はガラス素材11の粘度が
103 〜107 ポアズに対応する温度となるように加熱
ヒータ8で加熱しておく。次に、受け型7上に載置した
ガラス素材11を成形型10下部に移送し、受け型7と
成形型10とで押圧成形することにより光学素子を成形
する。この場合、再加熱用ヒータ5と受け型7の加熱ヒ
ータ8の設定温度は、受け型7に載置されたガラス素材
上部に折れ込みが生じない温度となっている。この設定
温度が低い場合には、ガラス素材が表面張力により塊と
ならずに線状の形態を維持したまま固化してしまうため
である。以上のような条件での成形においては100個
の光学素子の成形に対し、その肉厚のばらつきを0.0
6mm以下とすることができる。
【0012】表1は本実施例により、その条件を変えて
光学素子を成形した結果を示す。同表において、ΔLは
(d/d1 2 ・Δtから算出したものである。
【0013】
【表1】
【0014】以上のような本実施例では、成形される光
学素子の外径に対して、その径が十分に小さなオリフィ
ス4からガラス素材を流出させるため、切断位置のばら
つきが生じても、ガラス素材の容量ばらつきを小さくす
ることができる。このため、肉厚ばらつきの小さな寸法
精度の高い光学素子を成形することができる。また、オ
リフィス4の径が小さいため、流出ガラス9の径も小さ
くなり、これにより再加熱用ヒータ5による加熱が容易
となると共に、切断用ヒータ6による加熱切断も容易と
なる。
【0015】
【実施例2】図4は本発明の実施例2を示し、切断用ヒ
ータ6がオリフィス4の周囲に設けられている。このよ
うな構成では切断用ヒータ6をオリフィス4に接触させ
ると、オリフィス4内のガラス素材が軟化流出する一
方、切断用ヒータ6をオリフィス4から離すと、ガラス
素材が冷却されるためオリフィス4下部で流出ガラス9
が切断される。従って、この実施例では切断後に新たな
ガラス素材がオリフィス4から流出することを防止でき
る。
【0016】
【実施例3】図5は本発明の実施例3を示し、溶融ガラ
ス3が充填されているガラス溶融炉1の上部に上下動可
能なシリンダ12が挿入されている。シリンダ12は駆
動手段(図示省略)からの駆動力によって、矢印で示す
ように下降するものであり、これによりガラス溶融炉1
内の溶融ガラス3を加圧する。このような構成では、オ
リフィス4の内径を小さくしても、ガラス素材の流出速
度が大きくなり、迅速な成形を行うことができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、オリフィ
スの内径を光学素子の外周拘束部材の内径に比べて十分
小さくしたため、ガラス素材の容量ばらつきを小さくす
ることができ、これにより寸法精度の良好な光学素子を
安定的に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の断面図。
【図2】本発明の実施例1の成形時を示す断面図。
【図3】本発明の実施例1の寸法関係を示す断面図。
【図4】本発明の実施例2の断面図。
【図5】本発明の実施例3の断面図。
【符号の説明】
1 ガラス溶融炉 2 加熱ヒータ 3 溶融ガラス 4 オリフィス 6 切断用ヒータ 7 受け型 8 加熱ヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融ガラスをオリフィスから連続的に流
    出させながら受け型上に載置すると共に、所定容量で切
    断し、前記受け型と成形型とにより押圧成形して光学素
    子とする成形装置において、前記オリフィスの内径d1
    がd1 ≦d×(Δt/ΔL)1/2 (式中、dは成形され
    る光学素子の外周拘束部材の内径、Δtは光学素子の肉
    厚ばらつきの許容値、ΔLは溶融ガラス切断位置のばら
    つき許容値を示す。)であることを特徴とする光学素子
    の成形装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738701A (en) * 1995-04-05 1998-04-14 Minolta Co., Ltd. Glass gob production device and production method
EP2108622A1 (en) 2008-04-11 2009-10-14 BOTTERO S.p.A. Method and assembly for cutting a molten glass rope on a glassware molding machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5738701A (en) * 1995-04-05 1998-04-14 Minolta Co., Ltd. Glass gob production device and production method
EP2108622A1 (en) 2008-04-11 2009-10-14 BOTTERO S.p.A. Method and assembly for cutting a molten glass rope on a glassware molding machine

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