JPH08277126A - ガラスゴブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基準面を有するシャーマークのないガラスゴ
ブを得、プレス成形金型への位置決め精度および安定性
を解決し、レンズ転写面のアスおよび歪みを改善する方
法を提供する。 【構成】 ノズル先端から溶融状態のガラス滴を自重に
より落下させることによりガラスゴブを製造する方法で
あって、外周規制を施した支持部材を用いて該ノズル先
端部におけるガラス滴の落下を抑制し、該支持部材上に
一滴または複数滴分の重量のガラス滴を互いに界面が生
じない状態で滞留させた後、該支持部材をノズル先端部
から高速降下させることを特徴とし、外周に基準面を有
するガラスゴブを得るガラスゴブの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス滴の自然落下を
利用するシャーマーク（切断痕）のないガラスゴブの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および問題点】無研磨ガラスの製造方法と
しては、ノズルの先端部で支持部材を用いてガラス滴の
落下を抑制し、該支持部材上に複数滴ガラス滴を互いに
界面が生じない状態で滞留させた後、該支持部材を該ノ
ズル先端部から高速降下させてガラスを切断し、滴下ガ
ラス滴を下金型で受けてプレス成形する方法が、レンズ
の表面に傷、砂目、シャーマーク（切断痕）等の欠陥の
ない任意の重量のレンズを得るための優れた方法として
知られている（特開平０６−２０６７３０）。

【０００３】しかしこの方法では、ゴブのプリフォーム
（成形用材料）をプレス金型にセットするときの位置決
め精度および安定性に問題があり、再加熱成形法により
形成されるレンズ転写面にアスおよび歪みが生じる原因
となる。

【０００４】プレス成形後、レンズの転写面にアスおよ
び歪みが生じると製品として成り立たなくなり、研磨品
よりコストダウンを図ることのできる再加熱成形法とし
ての利点を失うことにもなりかねない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は上記の
問題点を解消し、プレス成形金型への位置決め精度およ
び安定性を解決し、レンズ転写面のアスおよび歪みのな
いガラスゴブの製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段】すなわち本発明はノズル先端か
ら溶融状態のガラス滴を自重により落下させることによ
りガラスゴブを製造する方法であって、外周規制を施し
た支持部材を用いて該ノズル先端部におけるガラス滴の
落下を抑制し、該支持部材上に一滴または複数滴分の重
量のガラス滴を互いに界面が生じない状態で滞留させた
後、該支持部材をノズル先端部から高速降下させること
を特徴とし、外周に基準面を有するガラスゴブを得るガ
ラスゴブの製造方法に関する。

【０００７】本発明の製造方法によると、ガラスを切断
する際につくシャーマークのない所望の重量のガラスゴ
ブを得ることができ、プリフォーム（成形用材料）の外
周に基準面が形成されるため、プリフォームをプレス金
型にセットするときの位置決めが安定し、レンズ転写面
のアスおよび歪みを改善することができる。

【０００８】本発明に用いるガラス種は特に限定されて
おらず、通常ガラスレンズの原材料とされるもの、例え
ば重フリントガラス、ランタン系ガラス、ホウケイ酸ク
ラウンガラス等の光学ガラスを使用することもできる。

【０００９】外周規制を施した支持部材はセラミック、
超硬合金、カーボン、金属等で形成可能であるが、熱伝
導率がよく、ガラスとの反応性が低い点を考慮するとカ
ーボン、セラミックが望ましい。

【００１０】支持部材に外周規制を施し、その支持部材
の規制部分とガラスゴブが接触することにより、基準面
がガラスゴブの支持部材の規制部分との接触面に転写さ
れる。したがって、支持部材の外周規制の形態を変える
ことにより、所定の基準面を有するガラスゴブを得るこ
とができる。

【００１１】その支持部材の外周規制が凸状であればガ
ラスゴブの支持部材の規制部分との接触面は基準面とし
てガラスゴブに凹状に転写され、支持部材の外周規制が
凹状であればガラスゴブの支持部材の規制部分との接触
面は凸状に転写されるが、平面であればその平面が転写
される。外周規制の外周の形状はリング状であっても、
一部を凹状、凸状または平面に加工してもよい。好まし
くは、リング状の外周規制であり、与えられたある大き
さのガラスゴブについて、最も大きなレンズを簡便に提
供することができる。

【００１２】支持部材の外周規制の位置、および凹凸を
設ける場合における凹状または凸状の加工形状の深さま
たは高さは、ガラスゴブに転写された基準面により、そ
のガラスゴブがプレス金型に容易、簡便にセットできれ
ば特に制限されないが、好ましくは平面外周規制であ
る。支持部材外周を平面に設定した場合でも、プレス金
型にセットする際に十分に安定した位置決め精度が最も
簡便に提供される。

【００１３】一方、ガラスゴブの支持部材と接触しない
面（以下、「上面」という）は自由面であり形状の制御
が難しいが、一定に保つガラス液面の高さを変えること
により、得られるガラスゴブの上面形状を変化させるこ
とができる。

【００１４】本発明では上述したような基準面をガラス
ゴブに施すのであるが、本発明のガラスゴブの製造方法
をさらに以下の実施例に基づいて具体的に説明する。

【００１５】

【実施例１】図１に本発明のガラスゴブの製造方法を実
施するためのガラス滴下装置の概略図を示す。図２にガ
ラスゴブ製造機構の概略図を示す。

【００１６】本発明は基本的にはガラスを溶融するルツ
ボ（１）、溶融したガラスを外部に導くノズル（３ａ）
（３ｂ）、ノズル先端部で形成されるガラス滴（６ａ）
の落下を抑制し、滞留させる支持部材（１０）を備えた
ガラス滞留機構からなり、支持部材の外周には平面リン
グ形状の基準面（１０ａ）が形成されている。

【００１７】ルツボ（１）は溶融ガラス（２）を均質化
するための撹拌機（４）を備えており、ルツボおよびノ
ズルの温度は加熱ヒーター（５ａ）〜（５ｄ）により所
定の温度に保持される。ルツボおよびノズルの温度はガ
ラスの性質および得ようとするガラス滴の大きさに応じ
て設定すればよく、通常５００〜１４００℃の範囲内で
ある。特にノズルの下方部（３ｂ）の温度を高く、上方
部（３ａ）の温度を低く設定すると、ガラス滴（６ａ）
の滴下を容易にすることができる。好ましくは下方部を
上方部より５０〜２００℃高くすることである。

【００１８】このときガラスの滴下間隔は概ね一定であ
るが、発光部（７）と受光部（８）を備えた滴下センサ
ーによる信号を制御部（９）に送って加熱ヒーターにフ
ィードバックさせることによりさらに正確な滴下間隔制
御が可能となる。なお、滴下間隔は加熱ヒーター（５
ａ）〜（５ｄ）のバランスにより任意に設定できる。安
定な滴下のためには１〜２０秒間隔程度が望ましい。

【００１９】１個のガラス滴の重量はノズル（３ｂ）の
先端部の形状により決定される。安定した重量のガラス
滴を得るためにはノズル先端（３ｂ）の内径がφ０．５
ｍｍ〜φ７ｍｍ、外径がφ２ｍｍ〜φ１５ｍｍであるこ
とが望ましい。ノズル径をこの範囲とした場合、０．２
〜１．５ｇのガラス滴が得られる。ノズル外径をこれ以
上大きくしてもガラス滴重量の増加はほとんどみられな
い。一方、ノズル径が小さすぎると得られるガラス滴が
小さくなり、ガラスゴブ作製時の滞留時間が長くなり好
ましくない。

【００２０】ここではルツボおよびノズルの加熱にヒー
ターを用いた例を説明したが、別の加熱手段、例えば高
周波コイルまたはＩＲランプ等を用いてもよい。特に、
高温（１０００℃以上）の場合には高周波加熱が有効で
ある。

【００２１】以上のように厳密に温度制御された条件下
でノズル先端部にガラス滴を形成させ、これを所定の重
量のガラスゴブとなるまで支持部材（１０）上に滞留さ
せる。

【００２２】次にガラス滞留機構について図２を用いて
説明する。図２ではガラスを外部に導くノズル部より下
方部が示されている。図において３ｂはノズル先端部、
１１はノズル先端加熱用コイルである。１０はガラスを
滞留させるための平面リング形状の外周規制を施した支
持部材である。また、ノズル下方部にはガラス滞留中の
支持部材を高温に保つ加熱コイル（１２）を備えてい
る。

【００２３】支持部材の温度は室温であってもよく、特
に温度制御を要さない。しかしながら、支持部材の温度
が低すぎる場合にはガラスにシワが発生しやすくなるた
め、加熱コイル（１２）による高温制御が有効である。
具体的には、溶融ガラスとの反応を防止するためガラス
転移点（Ｔｇ）付近で制御を行う。また、ノズル先端部
を窒素、アルゴン等の非酸化性ガスで満たした密閉部と
すれば、ガラスと支持部材の反応は減少し、さらに高温
での制御が可能となる。

【００２４】図２を用いてガラスゴブの作製工程につい
て説明する。 図３にはそれぞれの工程におけるノズル
先端からの支持部材の位置（高さｌ）をグラフで示して
いる。

【００２５】支持部材（１０）をノズルより１０〜５０
ｃｍ下方部にて待機させ（図２（ａ））、ガラス（６
ｂ）を滴下するタイミングを待ち、ガラス滴下タイミン
グになれば支持部材（１０）をノズル先端部まで上昇さ
せる（図２（ｂ））。支持部材（１０）は、次々に出て
くるガラス滴が分離しないように連続して滞留できる位
置まで上昇させる（図２（ｃ））。ガラス滴の重量が
０．２〜１．５ｇの場合、その値により支持部材（１
０）をノズル先端部（３ｂ）から３〜１０ｍｍ下方まで
上昇させる。

【００２６】ガラス液面（６ｄ）の高さが概ね一定にな
るように支持部材（１０）を継続的に下げながら、ガラ
ス滴を連続して滞留させる（図２（ｄ）、（ｅ））。支
持部材を継続的に下げるスピードは、ガラスの重量、滴
下間隔により異なり、滴下重量が小さい場合は遅く、大
きい場合には速くする。滴下間隔が短い場合は速く、長
い場合には遅くする。

【００２７】ガラスの滞留が終了すると、支持部材（１
０）を高速降下させ（図２（ｆ））、ガラスを切断す
る。この降下はガラスを表面張力で分離・切断するため
にのみ行われ、その降下距離はガラスを切断できる距離
（例えば約１０ｍｍ）であれば十分である。このときガ
ラス切断部に糸（６ｅ）が発生するが、このとき支持部
材はなおノズルに近い位置にあるため、ノズル（３ｂ）
からの輻射熱により容易にガラスゴブ（６ｃ）内に吸い
込まれる。

【００２８】支持部材をさらに下方（待機位置）まで降
下させ（図２（ｇ））、切断痕のないガラスゴブ（６
ｃ）を得る。

【００２９】このように、複数のガラス滴を支持部材上
に互いに界面が生じないように滞留させることにより、
任意の大きさのガラスゴブを得ることができ、より大口
径のレンズ製造が可能となる。さらに、ガラス滞留中に
支持部材を継続的に引き下げ、ガラスの液面を概ね一定
に保つことにより、安定した位置でガラス切断が行わ
れ、得られるガラスゴブの重量ばらつきも小さくなる。

【００３０】また、ガラスゴブの形状について、ガラス
ゴブは支持部材外周の平面リング形状の基準面に接触す
るため、その基準面がガラスゴブに転写される。ガラス
ゴブの基準面の形状は、支持部材の基準面形状（径、
幅）を変えることにより、プレス成形後のレンズ成形品
のレンズ機能を阻害しない位置に任意に変化させること
ができる。

【００３１】図３（ａ）ではノズル先端（３ｂ）から支
持部材（１０）までの距離（ｌ）が図示され、図３
（ｂ）では図２（ａ）〜（ｇ）の工程におけるその距離
（ｌ）の変化がグラフに示され、支持部材（１０）の継
続的な引き下げ動作を説明している。

【００３２】具体例１ 本実施例において、以下の条件（カッコ内の数字は図１
と同じものを示す）； ガラス（２）：ＬａＫ１０（Ｔｇ：６２９℃、Ａｔ：６
６９℃） 加熱ヒーター温度：（５ａ）１３５０℃ （５ｂ）（５ｃ）１３００℃ （５ｄ）１３５０℃ ノズル先端（３ｂ）内径：φ１ｍｍ、外径：φ５ｍｍ でガラス滴を作製したところ０．４ｇのガラス滴が２秒
間隔で得られた。

【００３３】まず、外周に基準面を有する支持部材（１
０）をノズルからの距離が５ｍｍの高さまで上昇させ、
ガラスを８秒間滞留させた。この１０秒間の間に、支持
部材を継続的に５ｍｍだけ引き下げた（０．６２５ｍｍ
／秒）。そしてガラス滞留が終了すると一気に１０ｍｍ
の距離を高速で引き下げ、ガラスを切断した。さらに支
持部材を２０ｃｍ下方に引き下げ、冷却し、２．０ｇの
ガラスゴブ（６ｃ）を得た。得られたガラスゴブには、
外周に基準面が形成され、シャーマーク（切断痕）は認
められなかった。

【００３４】

【実施例２】図４を参照して第２のガラスゴブの製造方
法を説明する。ガラスを滴下させる機構は実施例１と同
じである。また、ガラスを滞留させ切断する機構も概ね
実施例１と同じであるが、ガラス滞留中の支持部材を引
き下げる動作に違いがあり、図４はガラスゴブ作製中の
支持部材の動きを示したものであり、実施例１の図３に
対応する。

【００３５】本実施例ではガラス滞留中、外周に平面リ
ング形状の基準面を有する支持部材（１０）をガラスの
滴下間隔に同期させて段階的に降下させる。例えば、滴
下間隔が２秒で総滞留時間が１０秒の場合、実施例１で
は支持部材を１０秒間で継続的に５ｍｍ引き下げるのに
対して、本実施例では２秒毎に段階的に４回引き下げ、
１０秒間の間に合計５ｍｍの引き下げを達成する。

【００３６】この場合、支持部材が間欠運動をするた
め、支持部材が止まっている間は液面の高さは徐々に高
くなるが、次のガラス発生時の引き下げにより所定の高
さまで引き戻され、全体としてみれば概ね一定に保たれ
ている。

【００３７】図４（ａ）は図３（ａ）と同様にノズル先
端（３ｂ）から支持部材（１０）までの距離（ｌ）が図
示され、図４（ｂ）では本実施例におけるガラスゴブ作
製のそれぞれの工程におけるその距離（ｌ）の変化がグ
ラフに示され、段階的に引き下げられる支持部材（１
０）の間欠運動を説明している。

【００３８】本実施例では、支持部材の動作は煩雑にな
るが、ノズル先端でのガラス発生に同期して支持部材が
引き下げられるため、ガラスゴブの重量管理がより正確
となる。

【００３９】本発明により、基準面を有する大きな重量
のガラスゴブの製造が可能となるが、ガラスゴブの重量
が大きくなると、ガラスの熱容量が大きくなりガラスが
冷えにくくなるため、図５（ａ）のようにガラス中央部
にヒケ（６ｆ）が見られるようになる。このヒケを防止
するためには、図５（ｂ）のように冷却部材（１４）を
ゴブ中央部に軽く接触させるか、図５（ｃ）のように冷
却ガスを中央部のみに吹き付けることが有用である。な
お、図５（ｃ）中、１５は冷却ガスを所定温度に設定す
る加熱体である。

【００４０】冷却部材（１４）は、熱伝導率の高い材
料、例えばセラミック、超硬合金、カーボンおよび金属
等が望ましい。冷却部材（１４）の温度は、Ｔｇ〜Ｔｇ
−２００℃が望ましく、冷却ガスの温度は、Ｔｇ〜Ｔｇ
−２００℃望ましい。なお、Ｔｇはガラス転移温度を表
わす。

【００４１】また、滞留中のガラス液面（６ｄ）の高さ
をノズルに近いところで制御すると、図７（ａ）のよう
にゴブ上面は平面に近くなり（６ｇ）、ノズルから遠い
ところで制御すると、図７（ｂ）のようにゴブ上面は凸
形状となる（６ｈ）（図６、図７）。具体的には、ノズ
ル先端から支持部材までの距離が２ｍｍ以下であればゴ
ブ上面は平面に近くなり、２ｍｍを越えると凸状とな
る。

【００４２】図８は、従来のガラスゴブ（６ｉ）の保持
方法であり、ガラスゴブは金型（１６）に直接設置され
るだけであるため作業は容易であるが、位置決めは不安
定である。そのため、プレス成形時ズレが生じ成形後の
レンズ転写面にアスおよび歪みが生じることになるが、
図９のように基準面を有するガラスゴブ（６ｊ）の基準
面に合うように製作された金型（１７）の保持部でガラ
スゴブ外周基準面（１７ａ）に接しながら該ガラスゴブ
（６ｊ）を保持することによりプレス成形時のズレがな
くなり位置決め精度が向上し成形後のレンズ転写面のア
スおよび歪みがほとんどなくなる。

【００４３】また、図１０のように基準面を有するガラ
スゴブ(６ｊ)の基準面に合うように製作された胴型(１
９)の保持部でガラスゴブ外周基準面(１９ａ)に接しな
がら該ガラスゴブ(６ｊ)を保持した場合にもプレス成形
時のズレがなくなり位置決め精度が向上し成形後のレン
ズ転写面のアスおよび歪みがほとんどなくなる。

【００４４】

【発明の効果】本発明のガラスゴブの製造方法により、
基準面を有するシャーマークおよびヒケのない任意の重
量のガラスゴブを得ることができ、プレス成形後のレン
ズ転写面のアスおよび歪みを改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するための装置の概要図であ
る。

【図２】 ガラスゴブ製造機構の概要図である。

【図３】 図２のそれぞれの工程におけるノズル先端か
らの支持部材の位置（高さｌ）および動作を示すための
図である。

【図４】 第２のガラスゴブ作製法のそれぞれの工程に
おけるノズル先端からの支持部材の位置（高さｌ）およ
び動作を示すための図である。

【図５】 ガラスゴブのヒケを防止する方法を説明する
ための図である。

【図６】 ガラスゴブの上面形状を変化させる方法を説
明するための図である。

【図７】 ガラスゴブの上面形状を変化させた結果を示
す図である。

【図８】 従来のガラスゴブ保持方法を示すための説明
図である。

【図９】 本発明のガラスゴブ保持方法を示すための説
明図である。

【図１０】 本発明のガラスゴブ保持方法を示すための
別の説明図である。

【符号の説明】

（１） ルツボ （２） ガラス （３ａ）、（３ｂ） ノズル （４） 撹拌棒 （５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）、（５ｄ） 加熱ヒータ
ー （６ａ） ガラス滴 （６ｂ） ガラス （６ｃ） ガラスゴブ （６ｄ） ガラス液面 （６ｅ） ガラス糸 （６ｆ） ヒケ （６ｇ） 上面が平面状のガラスゴブ （６ｈ） 上面が凸状のガラスゴブ （６ｉ） 基準面を有しないガラスゴブ （６ｊ） 基準面を有するガラスゴブ （７） 滴下センサー発光部 （８） 滴下センサー受光部 （９） 滴下センサー制御部 （１０） 外周規制を施した支持部材 （１０ａ） 基準面 （１１）、（１２） 加熱コイル （１４） 冷却部材 （１５） 冷却ガスと加熱体 （１６） 基準面を有しない金型 （１７） 基準面を有する金型 （１７ａ） 基準面 （１８） 金型 （１９） 基準面を有する胴型 （１９ａ） 基準面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル先端から溶融状態のガラス滴を自
   重により落下させることによりガラスゴブを製造する方
   法であって、外周規制を施した支持部材を用いて該ノズ
   ル先端部におけるガラス滴の落下を抑制し、該支持部材
   上に一滴または複数滴分の重量のガラス滴を互いに界面
   が生じない状態で滞留させた後、該支持部材をノズル先
   端部から高速降下させることを特徴とし、外周に基準面
   を有するガラスゴブを得るガラスゴブの製造方法。