JPH11310419A - ガラスゴブ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス成形への搬送の際にガラスゴブを持ち
替える必要なく、位置決めする。 【解決手段】 坩堝内に収納されている溶融ガラスを筒
状の流出管から流出させ搬送材２及び受け型１によって
受け取ることよりガラスゴブ３を成形する。搬送材２の
上面２ａによって保持面３ｂを形成して搬送材２に対す
る位置決めを行い、この状態で上下の成形型に搬送して
上下面３ａ、３ｃをプレス成形する。搬送材２に対する
位置決めがなされているため、ガラスゴブ３を持ち替え
ることなく、精度良くプレス成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレンズ、プリズム等
の高精度な光学ガラス素子を、精密プレスによって成形
する際に使用するガラスゴブとその製造方法に関し、特
に、カメラ、ビデオ、顕微鏡等の光学機器の光学系レン
ズとしての球面レンズ、非球面レンズ或いはレーザ用レ
ンズなどへの適用が可能なガラスゴブ及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−１２７９５５号公報には、従
来のガラスゴブの製造方法が開示されている。その方法
は溶融ガラス炉の底面に溶融ガラスの流出口を設け、そ
の下方に、ガラスとの塗れ性が異なる２種類以上の材料
で製作した受け皿を配置するものである。そして、受け
皿によって溶融ガラス塊を受け取り、溶融ガラス塊を受
け取った受け皿をコンベアで搬送しながら押圧シリンダ
によって押圧し、さらに取り出しシリンダによって成形
型へ取り出して光学素子を成形している。

【０００３】この従来の方法では、溶融ガラスが受け皿
における塗れ性の良い材料と接触する部分では、受け皿
の平滑度が面精度良く溶融ガラス塊に転写されるため、
自由面と同等の鏡面加工を行うことができる。又、濡れ
性の悪い材料と接する外周部分では溶融ガラス塊が濡れ
ないために、所望の面積だけ受け皿の平滑面をガラス素
材に転写することができる。また、この方法では、受け
皿への溶融ガラス塊の滴下箇所を変更することによっ
て、溶融ガラス塊と受け皿の濡れる面積を制御すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、受け皿の受け面にガラスゴブを載置した状態で搬送
している。しかしながら、凹凸などの搬送中における位
置決め手段を有していないため、ガラスゴブが搬送中に
受け皿の受け面上でスリップしたり、受け皿の振動によ
り位置ずれを起こす問題を有している。

【０００５】又、ガラスゴブの上下面をプレスして成形
するためには、受け皿からガラスゴブを取り出す持ち替
え作業が必要となり、このため工程が増えている。又、
ガラスゴブを持ち替える際にはガラスゴブの保持姿勢を
規制することができず、そのため再加熱（リヒート）を
行って上下の成形型でプレス成形を行う必要があるばか
りでなく、リヒートによって良品率が極端に低下する問
題を有している。

【０００６】そこで本発明は、搬送中や加熱軟化の際に
ガラスゴブの持ち替え作業を不要として、持ち替えに起
因する上述の問題点を解消したガラスゴブ及びその製造
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、溶融ガラスを筒状の流出管から
流出させることにより形成されるガラスゴブにおいて、
少なくとも一方の面が表面張力により形成される上下面
と、中空状の保持手段によって保持可能な前記上下面以
外の保持面と、を有することを特徴とする。

【０００８】この発明では、上下面以外に保持手段によ
って保持される保持面をガラスゴブに設けるため、搬送
中や加熱軟化中にガラスゴブの位置及び姿勢を規制する
ことができる。このためガラスゴブを精度良くプレス成
形に搬送することができ、ガラスゴブを持ち替えてプレ
ス成形する必要がなく、プレス成形を短時間で行うこと
ができる。又、再加熱によってガラスゴブを加熱軟化し
ても高精度にプレス成形することができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記保持面は、前記中空状の保持手段に係止さ
れた凹凸面であることを特徴とする。

【００１０】この発明では、凹凸状の保持面が保持手段
に係止されるため、保持手段が確実にガラスゴブを保持
し、ガラスゴブの位置や姿勢を規制することができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記保持面は、前記保持手段との位置決めを兼
ねることを特徴とする。

【００１２】この発明では、ガラスゴブの保持面が保持
手段に対する保持のみならず、保持手段との位置決めを
行うため、ガラスゴブが位置ずれすることがなくなる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記上下面は、一方の面が表面張力の自由面で
あり、他方の面が前記中空状の保持手段内に挿入可能な
受け型との接触面であることを特徴とする。

【００１４】この発明では、ガラスゴブの上下面の内、
一方の自由面に比べて接触面は受け型との接触によっ
て、ある程度、表面が成形された状態となっている。こ
のため、その後のプレスでの成形を高精度に行うことが
でき、成形性が向上する。

【００１５】請求項５の発明は、容器内に収納されてい
る溶融ガラスを容器の流出口に設けた筒状の流出管から
流出させることよりガラスゴブを製造する方法におい
て、前記筒状の流出管の下方に中空状の保持手段を位置
させる工程と、前記溶融ガラスを前記流出管から流出さ
せて前記保持手段に係止させることにより、保持手段に
係止された保持面と前記保持面以外の表面張力により形
成される面とを有するガラスゴブとする工程と、を有す
ることを特徴とする。

【００１６】この発明は、溶融ガラスを保持手段に係止
させることにより、保持手段に保持される保持面を有し
たガラスゴブを形成できるため、保持面を成形するため
の操作が不要となる。このため、ガラスゴブを簡単に製
造することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１に使用されるガラスゴブの製造装置を示
す。白金からなるガラス溶融坩堝１２の外周に、最高１
５００℃まで加熱することができるコイル状の坩堝ヒー
タ９が配置されている。このガラス溶融坩堝１２内に
は、ＢＡＬ４５などの硝材からなる溶融ガラス８が充填
されている。

【００１８】ガラス溶融坩堝１２の底面からは、ガラス
流出管６が連通状態で垂下している。ガラス流出管６は
内径６ｍｍ等の白金管が用いられる。このガラス流出管
６の直上には、白金からなるノズル弁１０が上下動可能
に配置されており、その上下動によってガラス流出管６
の入り口を開閉する。又、ガラス流出管６の外周には、
最高１５００℃まで加熱することができるコイル状のノ
ズルヒータ７が配置され、ガラス流出管６内部の溶融ガ
ラスを加熱するようになっている。

【００１９】ガラス流出管６の下方には、受け型１及び
搬送材２が配置されている。受け型１はＳＵＳ３０４な
どのステンレスやカーボンなどによって外形１０ｍｍ程
度に成形されており、上面の受け面１ａによってガラス
流出管６から落下する溶融ガラス８を受け取る。搬送材
２はカーボンによって外形２０ｍｍ、内径１０．０３ｍ
ｍなどの中空なリング状に成形されている。この搬送材
２はその中心軸が受け型１の中心軸と一致した状態で受
け型１の上部に設けられる。受け型１はシリンダなどの
上下動手段（図示省略）に連結されており、上下動手段
の駆動によって搬送材２に挿入されると共に搬送材２か
ら分離される。

【００２０】搬送材２はコンベアなどの搬送部材５に取
り付けられ、搬送部材５の駆動によって受け型１及び上
下の成形面型２１，２２の間を往復移動する。上下の成
形面型２１，２２は対向している成形面２１ａ、２２ａ
によってガラスゴブ３をプレスして成形するものであ
る。又、この実施の形態において、受け型１及び中空状
の搬送材２は、後述するようにガラスゴブ３の保持を行
う保持手段を構成している。

【００２１】図２〜図５は、以上の製造装置を用いてガ
ラスゴブ３を製造する手順を示す。まず、図１に示すよ
うに、ノズル弁１０を０．５ｍｍ〜８ｍｍ程度上昇させ
てガラス溶融ルツボ１２とガラス流出管６の入口を開口
する。溶融ガラス８は１０¹〜１０⁴ ポアズ程度の粘性
を有しており、圧力差によってガラス溶融ルツボ１２か
らガラス流出管６に流入する。そして、ガラス流出管６
内を流れ、図２に示すようにガラス流出管６の先端から
流れ出る。この溶融ガラス８は次第に塊が大きくなって
ガラス流出管６の先端から流れ出て、図３に示すように
受け型１の受け面１ａと接触する。

【００２２】図３の状態となったとき、ノズル弁１０を
降下させ、ガラス流出管６の入口を閉鎖して溶融ガラス
８の流れを遮断する。溶融ガラス８はその流れが遮断さ
れているため、流出するガラス量はガラス粘度とノズル
弁１０の開閉時間により制御される。この実施の形態に
おいて、ノズル弁１０の上昇量が１ｍｍ程度で１秒間開
放した場合は、溶融ガラス８の重量は０．５〜２ｇ程度
となり、自重と流れの勢いにより図４に示すように受け
型１と搬送材２へと流れる。この溶融ガラス８は受け型
１の受け面１ａ及び搬送材２が形成する中空々間を充満
した後、搬送材２の上面２ａと接触する。

【００２３】そして、受け型１及び搬送材２上の溶融ガ
ラス８と、ガラス流出管６先端の溶融ガラス８はガラス
重量に耐えきれなくなった表面張力により自然に分離さ
れる。これにより受け型１及び搬送材２上には、図５に
示すように溶融ガラス８から分離したガラスゴブ３が成
形される。

【００２４】このガラスゴブ３は図６に示すように、表
面張力によって形成された上面３ａと、搬送材２の上面
２ａと接触することにより搬送材２に保持される保持面
３ｂと、受け型１の受け面１ａに接触することにより一
時的に受け型１に保持される保持面（下面）３ｃとによ
って囲まれた塊となっている。

【００２５】なお、下面側の保持面３ｃは受け型１が搬
送材２から抜けた後、受け型１による保持が解除され、
その後に、上下の成形面型２１，２２によってプレス成
形される。このようにガラスゴブ３の下面３ｃを受け型
１に接触させることにより、上面３ａに比べて下面３ｃ
の曲率半径を小さくすることができる。これにより、ガ
ラスゴブ３の成形と同時に下面３ｃをある程度の曲率半
径となるように成形することができるため、その後の成
形面型２１，２２による成形を高精度に行うことができ
るメリットがある。

【００２６】このようにしてガラスゴブ３を形成した
後、受け型１を下方に移動させて分離することにより搬
送材２から退避させる。これによりガラスゴブ３は保持
面３ｂを介して搬送材２に保持された状態となる。この
状態で搬送部材５を駆動して図７に示すように、上側成
形面型２１及び下側成形面型２２の間にガラスゴブ３を
搬送する。このとき、搬送部材５は搬送材２で保持され
ているガラスゴブ３を、上下の成形面型２１，２２の軸
心１４とガラスゴブ３及び搬送材２の軸心１５とが同一
軸になる位置に搬送する。搬送されたガラスゴブ３の上
下面３ａ、３ｃに対しては図８に示すように、上下の成
形面型２１，２２の成形面２１ａ、２２ａでプレス成形
することにより光学素子を成形する。

【００２７】このような実施の形態では、プレス成形さ
れる上下面３ａ、３ｃ以外に、外側に突出する凹凸面を
ガラスゴブ３に形成し、この凹凸面を保持面３ｂとして
いる。この保持面３ｂはガラスゴブ３を保持してガラス
ゴブ３の回転を規制するため、ガラスゴブ３が回転方向
（図６の矢印Ａ）に位置ずれすることがない。従って、
上下面３ａ、３ｃをプレスする際にガラスゴブ３を持ち
替える必要なく、そのままでガラスゴブ３を上下の成形
面型２１，２２の成形位置まで搬送することができる。
このため、搬送を効率良く行うことができ、光学素子の
製造を高速化することができる。又、プレス成形位置で
のガラスゴブ３の状態のままで成形するため、良品率を
向上させることができる。さらに、従来搬送できなかっ
た小さな曲率の球に近いガラスゴブを搬送することがで
きるため、曲率の小さな光学素子を製造することもでき
る。

【００２８】図９〜図１２はこの実施の形態の変形例を
それぞれ示す。図９においては、リング状の搬送材２内
面に断面Ｌ字形の段部を形成するための切欠き面２ｂ、
２ｃが形成されており、ガラスゴブ３には表面張力によ
って形成された上面３ａ及び受け型１に接触する下面３
ｃの外に、搬送材２の切欠き面２ｂと接触して保持され
る保持面３ｄ及び切欠き面２ｃと接触して保持される保
持面３ｅが凹凸状に形成されている。この凹凸状の保持
面３ｄ、３ｅにより、ガラスゴブ３は図６と同様な回転
が規制されるばかりでなく、矢印Ｂで示す水平方向にも
位置ずれが規制されている。このため、ガラスゴブ３の
位置ずれをさらに防止することができ、ガラスゴブ３を
持ち替えることなく、プレス成形することができる。

【００２９】図１０においては、搬送材２の内面が円錐
状のテーパ面２ｄとなっている。従って、ガラスゴブ３
には、表面張力によって成形された上面３ａ及び受け型
１と接触する下面３ｃの外に、テーパ面２ｄと接触する
ことにより搬送材２に保持されるテーパ状の保持面３ｆ
が形成されている。この保持面３ｆによって、ガラスゴ
ブ３は矢印Ａで示す回転方向が規制されると共に、矢印
Ｂで示す水平方向が規制され、さらに、矢印Ｃで示す上
下方向が規制されている。従って、搬送中にガラスゴブ
３の軸心が回転方向Ａ、水平方向Ｂ、垂直方向Ｃのいず
れにおいても位置ずれを起こすことがなく、そのままの
状態で成形位置に搬送することができ、プレス成形での
良品率を向上させることができる。

【００３０】図１１においては、受け型１が中空状のパ
イプ状となっており、ガラスゴブ３はその下面３ｃが受
け型１に接触することがない。このためガラスゴブ３の
下面３はガラスゴブ３の表面張力によって形成されてお
り、表面張力によって形成された上面３ａと同様となっ
ている。このガラスゴブ３では、搬送材２の上面２ａと
接触している保持面３ｂが搬送材２に対してガラスゴブ
３を保持している。この場合でも、保持面３ｂによって
ガラスゴブ３が搬送材２に保持されるため、ガラスゴブ
３を持ち替えることなく上下面３ａ、３ｃをプレス成形
することができる。

【００３１】図１２においては、搬送部材５の先端部分
に貫通孔５ａが形成されている。この貫通孔５ａを覆う
ようにガラスゴブ３を形成することにより、ガラスゴブ
３には搬送部材５と接触して保持される保持面３ｂが形
成される。従って、保持面３ｂによってガラスゴブ３が
搬送材２に保持されるため、ガラスゴブ３を持ち替える
ことなく上下面３ａ、３ｃをプレス成形することができ
る。又、搬送部材５がガラスゴブ３を保持する保持手段
となっているため、搬送材２が不要となり、構造を簡単
とすることができる。

【００３２】（実施の形態２）図１３〜図１５は、本発
明の実施の形態２を示し、実施の形態１と同一の部分に
は同一の符号を付して対応させてある。この実施の形態
では実施の形態１に加えて、鍔型４を用いるものであ
る。鍔型４はガラス流出管６と受け型１（図１参照）と
の間に配置されるものであり、図１４に示すように中空
なリング状となっている。この鍔型４は上側成形面型２
１の成形面２１ａの外径よりも大きく、受け型１の受け
面１ａの外径よりも小さくなった内径４ａを有してい
る。これにより鍔型４の下面４ｂに、ガラスゴブ３を押
圧してガラスゴブ３に外方に突出した鍔部２５を形成す
ることができる。

【００３３】この実施の形態では、実施の形態１と同様
にノズル弁１０を上昇させてガラス流出管６の入口を開
放し、溶融ガラス８を受け型１の受け面１ａに接触させ
る。そして、ノズル弁１０を降下させ、ガラス流出管６
を閉じて溶融ガラスの流れを遮断する。溶融ガラス８は
自重と流れの勢いにより受け型１に供給される。受け型
１の受け面１ａと溶融ガラスの重量との関係により、ガ
ラス重量が受け面１ａより小さい場合は図１３に示すよ
うに球状のガラスゴブ３が受け型１上に形成される。

【００３４】次に、ガラスゴブ３に対して、上面から鍔
型４を下降することにより、ガラスを押圧し、これによ
り図１４に示すように、ガラスを搬送材２の上面２ａ上
に流動させる。この押圧によってガラスゴブ３には、搬
送材２の上面２ａと接触した接触面３ｇ及び鍔型４の下
面４ｂと接触した接触面３ｈとを上下面に備えた鍔部２
５が形成される。その後における上下の成形面型２１，
２２の間に搬送する手順は実施の形態１と同様である。

【００３５】このような実施の形態では、表面張力で形
成されたガラスゴブ３の外周の一部を鍔型４によってプ
レスすることにより、外周に突出して搬送材２に保持さ
れる鍔部２５を上下面３ａ、３ｃ以外に形成することが
できる。この鍔部２５の形成によって、搬送中のガラス
ゴブ３の位置及び姿勢を規制することができる。このた
めガラスゴブ３を持ち替える必要がなくなる。又、鍔部
２５によってガラスゴブ３を確実に保持することができ
るため、上下面３ａ、３ｃ表面の曲率形状を自在に形成
でき、凹凸の厚みも自在に成形できるため、上側成形面
型に近い曲率形状のガラスゴブを製造できる。

【００３６】さらに、この実施の形態では鍔型４の内径
４ａを上述した関係で設定しているため、図１４及び図
１５に示すように、鍔型４が接触した上面３ａが下面３
よりも小さな曲率半径となる。このため成形面型２１，
２２によるプレス成形の際には、上面３ａを高精度に成
形することができる。

【００３７】以上の説明から明らかなように、本発明は
次に記載される発明を包含するものである。

【００３８】（１）溶融ガラスを筒状の流出管から流出
させることにより形成されるガラスゴブにおいて、少な
くとも一方の面が表面張力により形成される上下面を有
しており、前記下面を曲面に近似したときの曲率半径
は、前記上面を曲面に近似したときの曲率半径よりも小
さいことを特徴とするガラスゴブ。

【００３９】この発明では、ガラスゴブの下面が上面に
比べて小さな曲率半径となっているため、下面のプレス
成形を良好に行うことができる。

【００４０】（２）溶融ガラスを筒状の流出管から流出
させることにより形成されるガラスゴブにおいて、少な
くとも一方の面が表面張力により形成される上下面と、
前記上面と前記下面との間に形成された外方に突出した
鍔部とを有しており、前記上面を曲面に近似したときの
曲率半径は、前記下面を曲面に近似したときの曲率半径
よりも小さいことを特徴とするガラスゴブ。

【００４１】この発明では、鍔部を介してガラスゴブの
位置ずれを防止することができる。又、上面が下面より
も小さな曲率半径となっているため、上面を良好にプレ
ス成形することができる。

【００４２】（３）ガラスゴブの製造方法において、加
熱された球状のガラスゴブを受け型上に供給する第１の
工程と、前記球状のガラスゴブの直径よりも小さい内径
を有する筒状の鍔型を下降させ、前記受け型上のガラス
ゴブを押圧する第２の工程と、を有することを特徴とす
るガラスゴブの製造方法。

【００４３】この発明では、鍔型によって鍔部がガラス
ゴブに形成されるため、ガラスゴブの保持及び位置決め
を行うことができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、保持手段によって保持される保持面をガラスゴ
ブに設けるため、搬送中や加熱軟化中にガラスゴブの位
置及び姿勢を規制することができ、ガラスゴブを精度良
くプレス成形に搬送することができると共に、ガラスゴ
ブを持ち替えてプレス成形する必要がなく、プレス成形
を短時間で行うことができる。又、保持面を有している
ため、ガラスゴブの成形される面の曲率半径を小さく、
しかも球に近い形状としても、搬送中及び加熱軟化時に
ガラスゴブが落下することがなくなる。さらに、このよ
うに曲率半径の小さなガラスゴブを使用することができ
ることから、成形を行う型とガラスゴブとの間に空気を
抱き込むことがなく、小さなレンズを高精度の製造する
ことができる。

【００４５】請求項２の発明によれば、保持手段が確実
にガラスゴブを保持するため、ガラスゴブの位置や姿勢
を規制することができる。

【００４６】請求項３の発明によれば、ガラスゴブの保
持面が保持手段との位置決めを行うため、ガラスゴブが
位置ずれすることがなくなる。

【００４７】請求項４の発明によれば、プレスでの成形
を高精度に行うことができ、成形性が向上する。

【００４８】請求項５の発明によれば、溶融ガラスを保
持手段に係止させるだけで保持面を有したガラスゴブを
形成できるため、保持面を成形するための操作が不要と
なり、ガラスゴブを簡単に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に使用されるガラスゴブ
製造装置の断面図である。

【図２】溶融ガラスを落下させる初期状態の断面図であ
る。

【図３】溶融ガラスが受け型と接触した状態の断面図で
ある

【図４】溶融ガラスが受け型及び搬送材と接触した状態
の断面図である。

【図５】ガラスゴブを成形した状態の断面図である。

【図６】ガラスゴブの状態を示す断面図である。

【図７】ガラスゴブをプレス成形するための初期状態の
断面図である。

【図８】ガラスゴブをプレス成形する状態の断面図であ
る。

【図９】実施の形態１の第１の変形例を示す断面図であ
る。

【図１０】実施の形態１の第２の変形例を示す断面図で
ある。

【図１１】実施の形態１の第３の変形例を示す断面図で
ある。

【図１２】実施の形態１の第４の変形例を示す断面図で
ある。

【図１３】実施の形態２におけるガラスゴブ成形当初の
断面図である。

【図１４】実施の形態２による鍔型の作用を説明する断
面図である。

【図１５】鍔型によって成形されたガラスゴブの断面図
である。

【符号の説明】

１ 受け型 ２ 搬送材 ３ ガラスゴブ ３ａ 上面 ３ｂ 保持面 ３ｃ 下面 ４ 鍔型 ５ 搬送部材 ６ ガラス流出管 ８ 溶融ガラス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融ガラスを筒状の流出管から流出させ
   ることにより形成されるガラスゴブにおいて、 少なくとも一方の面が表面張力により形成される上下面
   と、 中空状の保持手段によって保持可能な前記上下面以外の
   保持面と、を有することを特徴とするガラスゴブ。
2. 【請求項２】 前記保持面は、前記中空状の保持手段に
   係止された凹凸面であることを特徴とする請求項１記載
   のガラスゴブ。
3. 【請求項３】 前記保持面は、前記保持手段との位置決
   めを兼ねることを特徴とする請求項１記載のガラスゴ
   ブ。
4. 【請求項４】 前記上下面は、一方の面が表面張力の自
   由面であり、他方の面が前記中空状の保持手段内に挿入
   可能な受け型との接触面であることを特徴とする請求項
   １記載のガラスゴブ。
5. 【請求項５】 容器内に収納されている溶融ガラスを容
   器の流出口に設けた筒状の流出管から流出させることよ
   りガラスゴブを製造する方法において、 前記筒状の流出管の下方に中空状の保持手段を位置させ
   る工程と、 前記溶融ガラスを前記流出管から流出させて前記保持手
   段に係止させることにより、保持手段に係止された保持
   面と前記保持面以外の表面張力により形成される面とを
   有するガラスゴブとする工程と、 を有することを特徴とするガラスゴブの製造方法。