(57)【要約】ガラス塊成形装置（１）は、複数の貫通孔（１０２ａ）が形成された凹部成形面（１０２ｅ）を有するガラス成形型（１０２）を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが複数の貫通孔（１０２ａ）と連通するガス流路を介して複数の貫通孔から噴出した状態で、凹部成形面（１０２ｅ）に供給される熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形する。貫通孔（１０２ａ）は、熔融ガラスが、凹部成形面（１０２ｅ）に供給されたときに、各貫通孔（１０２ａ）から噴出するガスの流量の変動を抑制するバッファ部（１０２ａｂ）を備えている。このガラス塊成形装置（１）により、熔融ガラスを安定して浮上させることが可能となる。
2013111874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が形成された凹部成形面を有するガラス成形型を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが前記複数の貫通孔と連通するガス流路を介して前記複数の貫通孔から噴出した状態で、前記凹部成形面に供給され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成形装置において、
前記貫通孔は、
前記熔融ガラスが、前記凹部成形面に供給されたときに、前記各貫通孔から噴出する前記ガスの流量の変動を抑制するバッファ部を備えるガラス塊成形装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、
前記ガス流路側に第１の直径の開口を有する第１孔部と、
前記凹部成形面側に第２の直径の開口を有する第２孔部と、
前記第１孔部と前記第２孔部とを連通する、第３の直径を有する中間孔部と、
を有し、
前記第１の直径をＤ１、前記第２の直径をＤ２、前記第３の直径をＤ３としたときに、次の条件式（１）又は（２）を満足することにより、少なくとも前記中間孔部が前記バッファ部となる請求の範囲第１項に記載のガラス塊成形装置。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（１）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（２）
【請求項３】
前記ガラス成形型は、
前記凹部成形面と前記第２孔部とを備える第１の部材と、
前記第１孔部と前記中間孔部とを備える第２の部材と、
を有する請求の範囲第１項又は請求の範囲第２項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項４】
前記第２の部材の熱膨張係数が、前記第１の部材の熱膨張係数よりも大きい請求の範囲第３項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項５】
前記第１の部材はステンレスで形成され、前記第２の部材は真鍮で形成されている請求の範囲第３項又は請求の範囲第４項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項６】
前記複数の貫通孔は、前記凹部成形面の軸線を中心とする同心円上に等間隔に配置される請求の範囲第１項から請求の範囲第５項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項７】
前記凹部成形面の中心部に配置された貫通孔の前記中間孔部の長さが、前記凹部成形面の周辺部に配置された貫通孔の前記中間孔部の長さよりも長く形成されている請求項６に記載のガラス塊成形装置。
【請求項８】
前記第１の直径は０．１５〜０．２５ｍｍであり、前記第２の直径は０．１５〜０．９０ｍｍであり、前記第３の直径は０．５０〜０．９０ｍｍである請求の範囲第１項から請求の範囲第７項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項９】
前記ガラス塊成形装置は、さらに前記ガラス成形型を垂直方向に移動させる成形型移動部を備え、
前記成形型移動部は、前記ガラス成形型を前記熔融ガラスの流出口に近づけ、前記凹部成形面に前記熔融ガラスを供給し、前記熔融ガラスが所定の重量に調整された時点で前記ガラス成形型を急速に降下させて前記熔融ガラスを切断する請求の範囲第１項から請求の範囲第８項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項１０】
請求の範囲第１項から請求の範囲第９項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置を用いて所定の形状のガラス塊を成形するガラス塊の製造方法であって、
前記凹部成形面に対して前記熔融ガラスを供給する工程と、
前記複数の貫通孔からガスを噴出した状態で、前記凹部成形面に供給される熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形する工程と、
を含むガラス塊の製造方法。
【請求項１１】
前記所定形状のガラス塊に成形する工程は、前記ガラス成形型と前記ガラス成形型に相対する上型とにより、前記熔融ガラスをプレスする工程である請求の範囲第１０項に記載のガラス塊の製造方法。
【請求項１２】
請求の範囲第１０項又は請求の範囲第１１項に記載のガラス塊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出す工程と、
を含むガラス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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成形装置、及びガラス塊成形装置を用いたガラス塊の製造方法、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ための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熔融ガラス供給部より流下する熔融ガラスを、ガラス成形型にて浮上状態で受けながら精密プレス成形用のガラス塊（プリフォーム）に成形するガラス塊成形装置が知られている。この種の成形装置の具体的構成は、例えば特許文献１（特開２００３−２０２４８号公報）、２（特開平９−５２７２０号公報）に記載されている。【０００３】
特許文献１（特開２００３−２０２４８号公報）、２（特開平９−５２７２０号公報）に記載のガラス塊成形装置は、複数のガラス成形型がターンテーブル上に円周方向に等間隔に配置されており、ターンテーブルを回転させることにより、各ガラス成形型を所定の停留位置に順次移送する。これにより、各ガラス成形型への熔融ガラスの供給（キャスト）、ガラス成形型内で成形されたガラス塊の取出（テイクアウト）が順次行われる。この種のガラス塊成形装置に用いられるガラス成形型は、ガス（空気や不活性ガス）を噴出する複数の細孔（貫通孔）を有した凹部成形面を備え、細孔（貫通孔）のそれぞれからガスを噴出させながら熔融ガラス供給部から凹部成形面に流下する熔融ガラスを受け、冷却しながら成形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０２４８号公報
【特許文献２】特開平９−５２７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１（特開２００３−２０２４８号公報）、２（特開平９−５２７２０号公報）に記載のガラス成形型は、凹部成形面に配置された複数の細孔のそれぞれから一定量のガスを噴出させながら熔融ガラスを受け取る。このとき、熔融ガラスは凹部成形面の中心部からゆっくり流れ込み、周辺部に向かって徐々に拡がる（溜まる）ようにキャストされる。従って、熔融ガラスが凹部成形面にキャストされた瞬間においては、熔融ガラスによって凹部成形面の中心部の細孔のみからのガスの噴出が阻害される状態となるため、凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるガスの排圧が、周辺部の細孔から噴出されるガスの排圧よりも一時的に低くなる。換言すると、熔融ガラスが凹部成形面にキャストされた瞬間においては、熔融ガラスの先端部が近接する凹部成形面の中心部の細孔からはガスが出にくくなるため、本来凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるべきガスが凹部成形面の周辺部の細孔から抜けてしまい、凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるガスの流量が一時的に減少する。そのため、熔融ガラスが一時的にガラス成形型と瞬間的に接触してしまう虞がある。凹部成形面の中心部の細孔からより噴出されるガスの流量が熔融ガラスを浮上させるのに十分でなくなってしまった場合、熔融ガラスとガラス成形型との融着が生じ、熔融ガラスがガラス成形型によって急冷されるため、成形後のガラス塊に歪み（表面のシワなど）が生じたりする不具合が生じる。また、このときに生じた歪みがカン割れと呼ばれるガラスの破損を誘引する虞もある。【０００６】
このように、凹部成形面の各細孔から噴出するガスの流量が大きく変動すると、熔融ガラスの浮上が不安定になる問題が指摘される。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、この発明（実施例）の目的は、凹部成形面の各細孔（貫通孔）から噴出するガスの流量を安定させることにより熔融ガラスを安定して浮上させることが可能なガラス塊成形装置を提供することである。また、このガラス塊成形装置を用いたガラス塊の製造方法、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ための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係るガラス塊成形装置は、複数の貫通孔が形成された凹部成形面を有するガラス成形型を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが複数の貫通孔と連通するガス流路を介して複数の貫通孔から噴出した状態で、凹部成形面に供給され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成形装置である。貫通孔は、熔融ガラスが、凹部成形面に供給されたときに、各貫通孔から噴出するガスの流量の変動を抑制するバッファ部を備える。【０００８】
このような構成によれば、熔融ガラスが凹部成形面にキャストされた瞬間に各貫通孔において発生するガスの排圧の変動は、第１孔部よりも大きな体積を有する中間孔部で吸収されるため、第１孔部側の圧力には影響を与えない。このため、熔融ガラスがキャストされる瞬間であっても各貫通孔から噴出されるガスの流量は安定した状態に保たれ、熔融ガラスを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。これにより、ガラス塊の成形不良の発生が抑えられ、歩留まりが向上する。
また、貫通孔は、ガス流路側に第１の直径の開口を有する第１孔部と、凹部成形面側に第２の直径の開口を有する第２孔部と、第１孔部と第２孔部とを連通する、第３の直径を有する中間孔部とを有する構成とすることもできる。そして、第１の直径をＤ１、第２の直径をＤ２、第３の直径をＤ３としたときに、次の条件式（１）又は（２）を満足することにより、少なくとも中間孔部がバッファ部となる。Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（１）Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（２）このような構成によれば、から噴出されるガスの流量は、更に、安定した状態に保たれ、熔融ガラスを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。【０００９】
また、ガラス成形型は、凹部成形面と第２孔部とを備える第１の成形型と、第１孔部と中間孔部とを備える第２の成形型とを備える構成とすることもできる。この場合、第２の成形型の熱膨張係数が、第１の成形型の熱膨張係数よりも大きくなるように構成することが好ましく、例えば、第１の成形型はステンレスで形成され、第２の成形型は真鍮で形成されるのが好ましい。このような構成によれば、第１の成形型と第２の成形型との当接面は高い気密性が保たれるため、当接面からのガスの漏出が防止され、さらに安定した浮上状態でガラス塊を成形することが可能となる。【００１０】
また、第１の直径は０．１５〜０．２５ｍｍであり、第２の直径は０．１５〜０．９０ｍｍであり、第３の直径は０．５０〜０．９０ｍｍであることが好ましい。【００１１】
また、ガラス成形型を垂直方向に移動させる成形型移動部をさらに備え、成形型移動部は、ガラス成形型を熔融ガラスの流出口に近づけ、凹部成形面に熔融ガラスが供給され、熔融ガラスが所定の重量に調整された時点でガラス成形型を急速に降下させて熔融ガラスを切断する構成としてもよい。【００１２】
また、本発明の一形態に係るガラス塊の製造方法は、上記ガラス塊成形装置を用いて所定の形状のガラス塊を成形する方法であって、凹部成形面に対して熔融ガラスを供給する工程と、複数の貫通孔からガスを噴出させることにより、凹部成形面に供給される熔融ガラスを浮上状態で受けながら所定の形状のガラス塊に成形する工程とを含む。また、この場合、ガラス成形型とガラス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としてもよい。本製造方法によれば、凹部成形面上で安定して浮上成形又は浮上した状態でプレス成形されたガラス塊が得られる。【００１３】
また、本発明の一形態に係るガラス成形品の製造方法は、上記ガラス塊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出す工程とを含む。本製造方法によれば、成形不良のないガラス塊が用いられるため、精度の高いガラス成形品を高い歩留まりで製造することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るガラス塊成形装置によれば、凹部成形面の各貫通孔から噴出するガスの流量が安定するため、熔融ガラスを安定して浮上させることが可能となる。また、安定した浮上状態でガラス塊を成形することができる製造方法、及び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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態（第１実施形態）に係るガラス塊成形装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るガラス塊成形装置の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
【図４】図３のガラス成形型の凹部成形面を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例１に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例２に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例３に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明において、熔融ガラスからガラス塊を成形するにあたり、熔融ガラスが成形面と瞬間的に接触することがあるが、熔融ガラスが成形面に対して融着が生じない範囲内での接触も実質的に浮上状態であるため、下記明細書では浮上状態にこれの意味も含まれている。
【００１７】
＜ガラス塊成形装置及びガラス塊の製造＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態（第１実施形態）に係るガラス塊成形装置について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態のガラス塊成形装置１の構成を示す側面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊成形装置の構成を示す上面図である。図１、図２に示されるように、ガラス塊成形装置１は、ガラス成形型１０２と、昇降機１０３と、熔融ガラス供給部１０４と、ターンテーブル１０６と、ダイレクトドライブモータ１０８と、加熱炉１１０（１１０ａ、１１０ｂ）と、ガス配管１１６とを備えている。
【００１９】
熔融ガラス供給部１０４の上部は、図示省略された作業槽、清澄槽、ガラス溶解槽へ連通している。これにより、溶解、清澄、均質化された熔融ガラスＧが連続して熔融ガラス供給部１０４に供給される。熔融ガラス供給部１０４の先端（流出ノズル１０４ａ）からは、一定温度に制御された熔融ガラスＧが流下する。流出ノズル１０４ａより流下した熔融ガラスＧは、ガラス成形型１０２によって受け取られて、所定の形状（例えば、おはじき状や扁平形状）のガラス塊に成形される。
【００２０】
図２に示されるように、ガラス成形型１０２は、ターンテーブル１０６上に回転中心周りに等間隔で複数個設置されている。ターンテーブル１０６には、例えば軽量かつ高強度のアルミニウム合金製が想定される。ターンテーブル１０６は、ダイレクトドライブモータ１０８によって時計方向に間欠回転駆動される。これにより、各ガラス成形型１０２は、停留位置（キャスト位置）Ａや停留位置（取出位置）Ｂで所定時間停留する。
【００２１】
ターンテーブル１０６の下面側には、複数本のガス配管１１６が設置されている。各ガス配管１１６は、一端が、対応するガラス成形型１０２に接続されており、他端が、全ガス配管共通の単一のガス供給部（不図示）に接続されている。なお、図２においては、図面を明瞭にするため、ガス配管１１６を一点鎖線で示している。
【００２２】
ガラス塊成形装置１による精密プレス成形用のガラス塊（プリフォーム）の成形方法について説明する。まず、熔融ガラスＧから所定重量のガラス塊を成形するため、キャスト位置Ａにおいて、清澄、均質化された熔融ガラスＧが連続して一定速度で流出ノズル１０４ａより流下される。流下された熔融ガラスＧは、キャスト位置Ａに順次移送されるガラス成形型１０２によって次々と受け取られる。詳細は後述するが、ガラス成形型１０２からは、ガス供給部からガス配管１１６を介して供給されたガス（例えば空気や窒素）が噴出している。そのため、熔融ガラスＧは、ガスの噴出圧によって各ガラス成形型１０２に浮上状態で受けられながら、例えば所定の扁平状のガラス塊に成形される。
【００２３】
加熱炉１１０ａが設けられている区間では、ガラス成形型１０２内で成形されているガラス塊は、急激に冷却されず、徐々に冷却される。次いで、取出位置Ｂに搬送されたガラス成形型１０２内のガラス塊は、図示省略の取出手段（例えば、吸着パットが取付けられているロボットアーム）により、採り出される。加熱炉１１０ｂでは、ガラス成形型１０２がガラス塊の成形に適した温度になるように調節される。このように、各ガラス成形型１０２では、ターンテーブル１０６の回転に応じて、熔融ガラスＧのキャスト、ガラス塊の成形、ガラス塊の冷却、ガラス塊の取出が順次行われる。各ガラス成形型１０２は、ガラス塊の取出後、再びキャスト工程へと戻されて、循環して使用される。
【００２４】
なお、本実施形態においては、ガラス成形型１０２への熔融ガラスＧのキャスト方法として、いわゆる降下切断法を用いている。各ガラス成形型１０２は、各ガラス成形型１０２を垂直方向に移動させる昇降機１０３上に配置されるように取付けられており、昇降機１０３は、ガラス成形型１０２がキャスト位置Ａに移送されたときにガラス成形型１０２を垂直方向（すなわち、図１の上下方向）に上下動させることにより熔融ガラスＧを切断する。例えば、体積の大きい１ｇ〜２０ｇのガラス塊を製造する場合、昇降機１０３は、ガラス成形型１０２を流出ノズル１０４ａの流出口に接近するように上昇させて、流出する熔融ガラスＧをガラス成形型１０２の成形面（後述する凹部成形面１０２ｅ）上に受け、流出された熔融ガラスＧの中に流出ノズル１０４ａの先端が沈み込まないようにガラス成形型１０２を所定の速度でゆっくりと降下させる。そして、ガラス成形型１０２にキャストされた熔融ガラスＧが所定の重量に調整された時点で、昇降機１０３はガラス成形型１０２を急速に降下させて熔融ガラスＧを切断する。また、体積の小さい１００ｍｇ〜２０００ｍｇのガラス塊を製造する場合には、昇降機１０３は、ガラス成形型１０２を流出ノズル１０４ａの流出口に接近するように上昇させて、流出する熔融ガラスＧをガラス成形型１０２の成形面（後述する凹部成形面１０２ｅ）で受け、ガラス成形型１０２にキャストされた熔融ガラスＧが所定の重量に調整された時点で、ガラス成形型１０２を急速に降下させて熔融ガラスＧを切断する。なお、上述の熔融ガラスＧ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Ｇの比重に起因する容積、熔融ガラスＧの濡れ上がり、また使用するガラス成形型１０２の凹部成形面の曲率半径の大きさ等により適宜熔融ガラスＧの切断方法を使い分けることができる。
【００２５】
図３は、熔融ガラスＧがガラス成形型１０２にキャストされるときの様子を示すガラス成形型１０２の断面図である。図３に示されるように、第１実施形態のガラス成形型１０２は、成形型本体部１０２Ａと、流量安定板１０２Ｂとを備え、ガラス成形型１０２の下部は、成形型取付部１０５に固定されている。
【００２６】
成形型本体部１０２Ａは、流出ノズル１０４ａの流出部からキャストされる熔融ガラスＧを受け取り、ガラス塊を成形する凹部成形面１０２ｅを備えた耐熱鋼（例えば、ステンレス鋼）製の成形型である。凹部成形面１０２ｅの表面は、成形するガラス塊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、成形するガラス塊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、成形型本体部１０２Ａの下面中央部には、凹部１０２ｄが形成されており、円柱状の流量安定板１０２Ｂが凹部１０２ｄ内に収容されて固定されている。また、ガラス成形型１０２には、流量安定板１０２Ｂの下面と成形型本体部１０２Ａの凹部成形面１０２ｅとを貫通するように複数の貫通孔１０２ａが形成されており、ガス供給部からガス配管１１６を介して供給されたガスが貫通孔１０２ａを通って凹部成形面１０２ｅに噴出する。
【００２７】
図４は、図３のガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅを説明する図であり、成形型本体部１０２Ａの凹部成形面１０２ｅを流出ノズル１０４ａ側から見たときの上面図である。図３及び図４に示されるように、本実施形態の凹部成形面１０２ｅは、成形型本体部１０２Ａの上面（流出ノズル１０４ａ側の面）を半円球面状に窪ませて形成した成形面である。凹部成形面１０２ｅの中心軸ＡＸ（図４）を基準中心とする所定半径の円内は成形するガラス塊の表面形状に応じた曲率半径Ｒ１で形成され、円外は曲率半径Ｒ１よりも曲率半径の小さい曲率半径Ｒ２で形成されている。すなわち、凹部成形面１０２ｅは、中心部と周辺部とで曲率半径の異なる２つの球面部を有しており、これらが連続することによって１つの成形面が形成されている。また、本実施形態においては、凹部成形面１０２ｅの貫通孔１０２ａは、凹部成形面１０２ｅの中心軸ＡＸ（ＰＣＤ０）上に１つと、基準中心（中心軸ＡＸ（図４））を中心とする２つの同心円（ＰＣＤ３及びＰＣＤ６）上に８つずつ一定間隔ごとに配置されている。なお、詳細は後述するが、凹部成形面１０２ｅにおける各貫通孔１０２ａの直径（開口）は、０．２〜０．３ｍｍに設定されている。なお、凹部成形面１０２ｅの構成は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、凹部成形面１０２ｅの中心部の曲率半径Ｒ１を周辺部の曲率半径Ｒ２よりも小さくしてもよく、また、凹部成形面１０２ｅは曲率半径の異なる３つ以上の球面を組み合わせて形成してもよい。
【００２８】
成形型取付部１０５の内部には、貫通孔１０２ａのそれぞれに加圧ガスを供給するための通気孔１０５ａが形成されている（図３）。また、通気孔１０５ａの上端部は、全ての貫通孔１０２ａに加圧ガスを供給できるように拡径されており、空間部１０５ｂが形成されている。従って、ガス供給部からガス配管１１６、通気孔１０６ａを介して供給されたガスは、空間部１０５ｂに一旦溜まり、各貫通孔１０２ａから所定の流量（すなわち、所定の圧力）で噴出される。なお、所定の流量とは、ガラス塊が凹部成形面１０２ｅと融着せず、かつ流出ノズル１０４ａからの熔融ガラス流の排出を妨げない程度の流量である。
【００２９】
図３に示すように、キャスト位置Ａでは、凹部成形面１０２ｅは、キャストされる熔融ガラスＧをガスの噴出圧によって浮上状態で受け取る。このとき、熔融ガラスＧは、凹部成形面１０２ｅの中心部からゆっくりと流れ込み、徐々に周辺部に拡がっていく（すなわち、凹部成形面１０２ｅの表面に溜まっていく）こととなる。ここで、本発明の第１実施形態においては、バッファ部（図３の場合は、１０２ａｂ）を設けているため、熔融ガラスＧが成形型本体部１０２Ａと瞬間的に接触した場合であっても、凹部成形面１０２ｅの中心部の貫通孔１０２ａから噴出されるガスの流量が変動することなく熔融ガラスＧを浮上させるのに十分な流量を確保することができ、結果、熔融ガラスＧは瞬時に成形型本体部１０２Ａから離間するため、凹部成形面１０２ｅで安定した浮上状態を得ることができる。しかし、凹部成形面１０２ｅの中心部の貫通孔１０２ａから噴出されるガスの流量が熔融ガラスＧを浮上させるのに十分でない場合、熔融ガラスＧと成形型本体部１０２Ａとの融着が生じ、成形不良が発生する。そこで、本実施形態のガラス塊成形装置１においては、図３に示すように、成形型本体部１０２Ａの下側に、流量安定板１０２Ｂを入れ、各貫通孔１０２ａの内径を部分的に変えることで各貫通孔１０２ａにバッファ機能を持たせ、係る問題を解決している。なお、図３に示す例は、貫通孔１０２ａの全てにバッファ機能を持たせているが、貫通孔１０２ａの全てにバッファ機能を持たせなくてもよい。
【００３０】
流量安定板１０２Ｂ（図３）は、成形型本体部１０２Ａよりも熱膨張係数の高い金属製（例えば、真鍮製）の部材であり、成形型本体部１０２Ａと成形型取付部１０５によって上下方向から狭持され、凹部１０２ｄ内に保持される。流量安定板１０２Ｂには、流量安定板１０２Ｂの上面側から下面側に向かって所定の深さだけドリル加工によって空けられた複数の中間孔１０２ａｂと、流量安定板１０２Ｂの下面側から上面側に向かって所定の深さだけドリル加工によって空けられた複数の第１孔１０２ａａとが形成されており、各中間孔１０２ａｂと第１孔１０２ａａとは、流量安定板１０２Ｂの内部で連通する、いわゆる段付き孔であり、貫通孔１０２ａの一部を形成している。そして、流量安定板１０２Ｂが成形型本体部１０２Ａの凹部１０２ｄ内に保持されたとき、成形型本体部１０２Ａの下面（流量安定板１０２Ｂの上面と対向する面）と凹部成形面１０２ｅとを貫通するように形成された複数の第２孔１０２ａｃと、流量安定板１０２Ｂの中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａとがそれぞれ連通するように構成されている。すなわち、各貫通孔１０２ａは、成形型本体部１０２Ａ側に形成された第２孔１０２ａｃと、流量安定板１０２Ｂ側に形成された中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａとで構成される。なお、本実施形態においては、中間孔１０２ａｂの直径をＤ３、第２孔１０２ａｃの直径をＤ２、第１孔１０２ａａの直径をＤ１とした場合、以下の条件式（３）を満たすように構成されている。
Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３・・・（３）
【００３１】
また詳細は後述するが、本実施形態においては、所定の実験結果に基づいて、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３は０．５〜０．９ｍｍ、第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２は０．２〜０．３ｍｍ、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、０．１５〜０．２５ｍｍに設定されている。
【００３２】
このように、本実施形態の各貫通孔１０２ａは、それぞれ直径の異なる第２孔１０２ａｃ、中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａで構成されており、ガスの供給口側に位置する第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が最も小さく、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３が最も大きくなるように構成されている。そのため、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２ｅにキャストされた瞬間に発生する、各貫通孔１０２ａから噴出されるガスの排圧の変動は、第１孔１０２ａａよりも大きな体積を有する中間孔１０２ａｂで吸収され、第１孔１０２ａａ側（すなわち、空間部１０５ｂ）の圧力には影響を与えない。すなわち、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２ｅにキャストされ、熔融ガラスＧの先端部が凹部成形面１０２ｅの中心部の貫通孔１０２ａのみに近接したとしても、本来凹部成形面１０２ｅの中心部の貫通孔１０２ａから噴出されるべきガスは、貫通孔１０２ａの中間孔１０２ａｂに一時的に溜まるだけで、他の（周辺部の）貫通孔１０２ａから抜けてしまうことはない。換言すると、貫通孔１０２ａの中間孔１０２ａｂ（バッファ部）は、ガスを一時的に溜めるバッファとして機能する。従って、熔融ガラスＧがキャストされる瞬間であっても各貫通孔１０２ａから噴出されるガスの流量は略一定に保たれるため、熔融ガラスＧを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。なお、上述したように、本実施形態の流量安定板１０２Ｂは、成形型本体部１０２Ａよりも熱膨張係数の高い金属製の部材で構成されているため、成形型本体部１０２Ａと流量安定板１０２Ｂとの当接面は高い気密性が保たれている。従って、ガスが成形型本体部１０２Ａと流量安定板１０２Ｂとの当接面から漏れ出すことはなく、各貫通孔１０２ａから噴出されるガスの流量は、実質的に最も小さい直径を有する第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって定まる。なお、貫通孔１０２ａにおけるガスの供給口側の開口部及び凹部成形面１０２ｅ側の開口部に面取り加工等を施した場合には、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１及び第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２は、面取り加工を施した孔部の直径を含まないものとする。この場合、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、ガスの流量を実質的に制御することのできる最も小さい直径とする。
【００３３】
このように、第１実施形態のガラス塊成形装置１では、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２ｅと接触することなく、また、仮に熔融ガラスＧがガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅと瞬間的に接触した場合であっても、貫通孔１０２ａより噴出されるガスにより熔融ガラスＧは瞬時にガラス成形型１０２から離間する。従って、熔融ガラスＧは各凹部成形面１０２ｅで安定した浮上状態で成形されるため、成形不良の発生が抑えられ歩留まりが向上する。なお、熔融ガラスＧがガラス成形型１０２と瞬間的に接触した場合においては、熔融ガラスＧのガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅと接触した表面近傍が冷却されることになるが、熔融ガラスＧ内部の熱により冷却された表面部が温められ粘度が低下し、自由表面となることによりガラス成形型１０２の凹部成形面１０２eと接触した影響が解消され所望のガラス塊に成形される。
【００３４】
＜ガラス成形品の製造＞
第１実施形態のガラス塊成形装置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てプレス成形型の成形面が転写され、プレス成形型内で加圧された状態で冷却された後、プレス成形型より取出される。これにより、成形面の面形状が転写された非球面レンズが得られる。このようにして製造された非球面レンズには、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、ガラス光学素子が得られる。
【００３５】
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、ガラス成形型１０２への熔融ガラスＧのキャスト方法として、降下切断法を用いたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、流出ノズル１０４ａより熔融ガラスＧを自重で滴下させる滴下切断法を適用することも可能である。
【００３６】
また、本実施形態においては、下型であるガラス成形型１０２のみによって精密プレス成形用のプリフォーム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、ガラス成形型１０２に相対する上型を用い、ガラス成形型１０２の凹部成形面１０２eで熔融ガラスＧが浮上した状態で、上型とガラス成形型１０２とで熔融ガラスＧをプレス成形してもよい。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、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、孔無しの上型を用い、上型からはガスを噴出させないでプレスしてもよい。
【００３７】
＜第１実施形態の変形例１＞
図５は、第１実施形態の変形例１のガラス塊成形装置１に備えられるガラス成形型１０２１の断面図である。図５に示されるように、本変形例のガラス成形型１０２１は、成形型本体部１０２１Ａ側に形成された第２孔１０２１ａｃの直径Ｄ２が、流量安定板１０２Ｂ側に形成された第１孔１０２ａａの直径Ｄ１と等しくなるように構成されている点で、第１実施形態と異なる。すなわち、本変形例においては、以下の条件式（４）を満たすように各孔径が設定されている。
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（４）
【００３８】
また詳細は後述するが、本実施形態においては、所定の実験結果に基づいて、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３は０．５〜０．９ｍｍ、第２孔１０２１ａｃの直径Ｄ２は０．１５〜０．２５ｍｍ、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、０．１５〜０．２５ｍｍに設定されている。
【００３９】
本変形例においても、第１実施形態と同様、ガラス成形型１０２１を貫通する各貫通孔１０２１ａは、第２孔１０２１ａｃ、中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａで構成されており、ガスの供給口側に位置する第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が最も小さく、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３が最も大きくなるように構成されている。そのため、上述した第１実施形態と同様、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２１ｅにキャストされた瞬間に発生する、各貫通孔１０２１ａから噴出されるガスの排圧の変動は、第１孔１０２ａａよりも大きな体積を有する中間孔１０２ａｂ（バッファ部）で吸収される。従って、熔融ガラスＧがキャストされる瞬間であっても各貫通孔１０２１ａから噴出されるガスの流量は略一定に保たれるため、熔融ガラスＧを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。なお、本変形例においても、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が最も小さいため、各貫通孔１０２１ａから噴出されるガスの流量は、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって定まる。
【００４０】
また、本変形例の第２孔１０２１ａｃは、第１実施形態の第２孔１０２ａｃと比較して細く形成されているため、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２１ｅにキャストされた瞬間に発生するガスの排圧の変動が、第１実施形態と比較してさらに小さなものとなる。
【００４１】
＜第１実施形態の変形例２＞
図６は、第１実施形態の変形例２のガラス塊成形装置１に備えられるガラス成形型１０２２の断面図である。図６に示されるように、本変形例のガラス成形型１０２２は、成形型本体部１０２２Ａ側に形成された第２孔１０２２ａｃの直径Ｄ２が、流量安定板１０２Ｂ側に形成された中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３と等しくなるように構成されている点で、第１実施形態と異なる。すなわち、本変形例においては、以下の条件式（５）を満たすように各孔径が設定されている。
Ｄ１＜Ｄ２＝Ｄ３・・・（５）
【００４２】
また詳細は後述するが、本実施形態においては、所定の実験結果に基づいて、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３は０．５〜０．９ｍｍ、第２孔１０２２ａｃの直径Ｄ２は０．５〜０．９ｍｍ、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、０．１５〜０．２５ｍｍに設定されている。
【００４３】
本変形例においても、第１実施形態と同様、ガラス成形型１０２２を貫通する各貫通孔１０２２ａは、第２孔１０２２ａｃ、中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａで構成されており、ガスの供給口側に位置する第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が最も小さく、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３が最も大きくなるように構成されている。そのため、上述した第１実施形態と同様、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２２ｅにキャストされた瞬間に発生する、各貫通孔１０２２ａから噴出されるガスの排圧の変動は、第１孔１０２ａａよりも大きな体積を有する中間孔１０２ａｂと第２孔１０２２ａｃとで吸収される（この場合におけるバッファ部は、１０２ａｂ、及び１０２２ａｃである）。従って、熔融ガラスＧがキャストされる瞬間であっても各貫通孔１０２２ａから噴出されるガスの流量は略一定に保たれるため、熔融ガラスＧを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。なお、本変形例においても、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が最も小さいため、各貫通孔１０２２ａから噴出されるガスの流量は、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって定まる。
【００４４】
また、本変形例の第２孔１０２２ａｃは、第１実施形態の第２孔１０２ａｃと比較して太く形成されている。従って、ガラス塊に噴出されるガスの圧力が弱くなるため、ガスの圧力によって形成される凹凸は生じ難くなる。
【００４５】
第１実施形態においては、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３、第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が条件式（３）を満たすように構成したが、変形例１及び２の説明から明らかなように、本発明はこの条件式に限定されるものではない。すなわち、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）から噴出されるガスの流量が第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって規制されるように、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１を最も小さくなるように構成し、かつ、第１孔１０２ａａの上側（すなわち、ガスの下流側）に第１孔１０２ａａの直径Ｄ１をよりも大きな内径を有する中間孔１０２ａｂ（バッファ部）を備えるように構成すれば、同様の効果が得られる。従って、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３、第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、以下の条件式（６）又は（７）を満足すればよいこととなる。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（６）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（７）
【００４６】
＜第１実施形態の変形例３＞
図７は、第１実施形態の変形例３のガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型１０２３の断面図である。図７に示されるように、本変形例のガラス成形型１０２３は、ガラス成形型１０２３を貫通する各貫通孔１０２３ａの第１孔１０２３ａａ及び中間孔１０２３ａｂの長さが、凹部成形面１０２３ｅの中心部の貫通孔１０２３ａと周辺部の貫通孔１０２３ａとで異なるように構成されている点で、第１実施形態と異なる。すなわち、本変形例においては、各貫通孔１０２３ａの第１孔１０２３ａａの長さが、凹部成形面１０２３ｅの周辺にいくに従って長くなり、中間孔１０２３ａｂの長さが、凹部成形面１０２３ｅの周辺にいくに従って短くなるように構成されている。本変形例においても、第１孔１０２３ａａの直径Ｄ１が最も小さいため、各貫通孔１０２３ａから噴出されるガスの流量は、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって定まるが、第１孔１０２３ａａの長さが異なると、管内抵抗（すなわち、ガスの流れ易さ）に差が生じることとなる。すなわち、本変形例においては、第１孔１０２３ａａの長さが短い凹部成形面１０２３ｅの中心部ほどガスが流れ易く（抵抗が小さく）、周辺部ほどガスが流れ難く（抵抗が大きく）なる。従って、本変形例においては、凹部成形面１０２３ｅの中心部の貫通孔１０２３ａと周辺部の貫通孔１０２３ａとでガスの流入量に差が生じ、中心部の貫通孔１０２３ａほどガスの流量が多くなる。また、本変形例では、凹部成形面１０２３ｅの周辺にいくに従って中間孔１０２３ａｂの長さが短くなるように構成されているため、凹部成形面１０２３ｅの中心部ほどバッファの容量が大きくなる。つまり、中間孔１０２３ａｂ（バッファ部）の長さが最も長い凹部成形面１０２３ｅの中央部において最もガス流量の変動幅が大きく（すなわち、衝撃吸収能力が最も大きく）なり、中間孔１０２３ａｂの長さが最も短い凹部成形面１０２３ｅの周辺部において最もガス流量の変動幅が小さく（すなわち、衝撃吸収能力が最も小さく）なる。このように、本変形例では、凹部成形面１０２３ｅの中心部ほどガスの流量を増やし、またバッファの容量も大きくなるように構成している。このため、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２３ｅにキャストされるとき、凹部成形面１０２３ｅの中心部は周辺部に比較してガスが多く噴出されることになるが、熔融ガラスＧの流下に応じてガス流量が適正に調整（バッファ作用）され、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２３ｅに供給されたときには、ガス流量が一定となった状態（すなわち、熔融ガラスＧの重さとガス流量がバランスした状態）で熔融ガラスＧを浮上支持する。一方、凹部成形面１０２３ｅの周辺部は、中心部よりも小さなガス流量の変動幅で、かつ、少ないガス流量で熔融ガラスＧを浮上支持する。
【００４７】
このように、本変形例においては、各貫通孔１０２３ａから噴出されるガスの流量及びバッファ能力が貫通孔１０２３ａの位置によって異なる点で上記第１実施形態及び変形例と異なるが、凹部成形面１０２３ｅの中心部ほどガスの流量を増やし、またバッファの容量も大きくなるように構成することで、上記第１実施形態及び変形例と同様、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２３ｅにキャストされるときの衝撃を吸収しつつ、各貫通孔１０２３ａに求められるガスの流量を安定させ、熔融ガラスＧを安定した状態で浮上支持している。
【００４８】
＜実施例＞
次に、上述した本発明の第１実施形態及びその比較例に係るガラス成形型について、以下に幾つかの実施例及び比較例を示し、ガス流量との関係を実験結果に基づいて説明する。
【００４９】
表１は、実施例（実施例１〜９）及び比較例１を示したものである。具体的に表１は、実施例（実施例１〜９）及び比較例１ごとに設定された、貫通孔１０２ａ（ガラス成形型１０２（１０２１、１０２２）の第２孔１０２ａｃ（１０２１ａｃ、１０２２ａｃ）、中間孔１０２ａｂ、及び第１孔１０２ａａ）の直径が示されている。以下の実施例（実施例１〜９）及び比較例１では、各貫通孔１０２ａの大きさを表１に記載のように形成されたガラス成形型を用意し、ガスを噴出してガラス塊を成形し、成形したガラス塊の表面状態をマイクロスコープを用いて観察し、観察の結果、ガラス塊の表面状態が良好（融着痕がない）であれば、貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）から噴出されるガスの流量が適切であると判断した。
【００５０】
【表１】
2013111874.tif 000003
【００５１】
＜実験方法１＞
実施例（実施例１〜９）のガラス成形型１０２（１０２１、１０２２）及び比較例１のガラス成形型を用いて、熔融ガラスから７５０ｍｇのガラス塊を成形した。型温度は一定とし、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）から一定量のガスを噴出させた。また、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）は、図４に示す配置とした。具体的には、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）を、凹部成形面１０２ｅの中心軸ＡＸ上に形成された１つの貫通孔１０２ａ（ＰＣＤ０）、中心軸ＡＸを中心とする直径３ｍｍの同心円（ＰＣＤ３）上に形成された８つの貫通孔１０２ａ、及び中心軸ＡＸを中心とする直径６ｍｍの同心円（ＰＣＤ６）上に形成された８つの貫通孔１０２ａのように配置した。また、比較例１においても実施例と同様に、型温度は一定とし、各貫通孔から一定量のガスを噴出させた。各貫通孔の配置は、実施例と同様の配置にしている。そして、実施例１〜９及び比較例１について、熔融ガラスがキャストされる間の各貫通孔から噴出するガスの流量が適切であるか否かを、得られたガラス塊の表面状態に基づいて推測した。
【００５２】
＜実験結果１＞
表１に示される実施例１〜９においては、得られたガラス塊の表面状態を観察した結果、ガラス成形型１０２（１０２１、１０２２）との接触により生じる融着痕はなかった。このようなガラス塊を精密プレス成形に供することにより、所望の非球面レンズを得ることができた。この結果、実施例１〜９では、例えば、ガラス成形型１０２（１０２１、１０２２）に形成された１７個の貫通孔１０２ａから均等にガスが噴出されており、熔融ガラスがキャストされる間においてもその流量の変化がないと推測できた。
【００５３】
一方、一様な直径の貫通孔を備えた比較例においては、得られたガラス塊の表面状態を観察した結果、ガラス塊の中心部には融着痕が発生していることが確認された。このようなガラス塊は、精密プレス成形に供することはできない。この結果から比較例１においては、熔融ガラスがキャストされる間にＰＣＤ０及びＰＣＤ３（すなわち、凹部成形面の中心部）の９つの貫通孔から噴出されるガスの流量が著しく低下し、ＰＣＤ６（すなわち、凹部成形面の周辺部）の８つの貫通孔から噴出されるガスの流量が著しく増加したと推測できた。
【００５４】
また、実施例１０として、ガラス成形型１０２（下型）と、ガラス成形型１０２に相対し、成形面が凸状に形成された上型（ガス噴出孔無し）とにより熔融ガラスをプレス成形した。
【００５５】
＜実験方法２＞
実施例１０は、第１孔１０２ａａの直径が０．２ｍｍ、中間孔１０２ａｂの直径が０．５ｍｍ、第２孔１０２ａｃの直径が０．２５ｍｍに形成された貫通孔１０２を備えたガラス成形型１０２（下型）を用いた。そして、白金パイプから流出する熔融ガラス流から、１０００ｍｇの熔融ガラスを分離し、その熔融ガラスをガラス成形型１０２（下型）でガスを噴出させた状態で受け、上型により熔融ガラスをプレスし、冷却することによりガラス塊（得ようとするレンズ形状に近似形状化されたプリフォーム）を得た。なお、各貫通孔１０２ａは、中心軸ＡＸ上に１個、中心軸ＡＸを中心とする半径３ｍｍの同心円（ＰＣＤ３）上に４個、中心軸ＡＸを中心とする直径５ｍｍの同心円（ＰＣＤ５）上に１２個、及び中心軸ＡＸを中心とする直径７ｍｍの同心円（ＰＣＤ７）上に１２個設けた。そして、上記実施例１〜９及び比較例１と同様、熔融ガラスがキャストされる間の各貫通孔１０２ａから噴出するガスの流量を、得られたガラス塊の表面状態に基づいて推測した。
【００５６】
＜実験結果２＞
実施例１０においても、得られたガラス塊の表面状態を観察した結果、上記実施例１〜９と同様に、ガラス成形型１０２との接触により生じる融着痕はなかった。この結果から実施例１０においても、ガラス成形型１０２に形成された２９個の貫通孔１０２ａから均等にガスが噴出されていることが推測できた。また、実施例１０においても、得られたガラス塊を用いて精密プレス成形を行い、所望の非球面レンズを得ることができた。
【００５７】
最後に、本発明の実施形態を、図等を用いて総括する。
【００５８】
本発明の実施形態にかかるガラス塊成形装置（１）は、図１〜図７に示されているように、複数の貫通孔（１０２ａ）が形成された凹部成形面（１０２ｅ）を有するガラス成形型を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが複数の貫通孔（１０２ａ）と連通するガス流路を介して複数の貫通孔から噴出した状態で、凹部成形面（１０２ｅ）に供給され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成形装置（１）であり、貫通孔（１０２ａ）は、熔融ガラスが、凹部成形面（１０２ｅ）に供給されたときに、各貫通孔（１０２ａ）から噴出するガスの流量の変動を抑制するバッファ部（１０２ａｂ）を備えている。
【００５９】
好ましくは、図３に示されている様に、貫通孔（１０２ａｂ）は、ガス流路側に第１の直径の開口を有する第１孔部と、凹部成形面側に第２の直径の開口を有する第２孔部と、第１孔部と前記第２孔部とを連通する、第３の直径を有する中間孔部と、を有し、第１の直径をＤ１、第２の直径をＤ２、第３の直径をＤ３としたときに、次の条件式（１）又は（２）を満足する。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（１）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（２）
【００６０】
また、更に好ましくは、図１〜図３に示されているように、ガラス成形型（１０２）は、凹部成形面（１０２ｅ）と第２孔部（１０２ａｃ）とを備える第１の部材（１０２Ａ）と、第１孔部（１０２ａａ）と中間孔部（１０２ａｂ）とを備える第２の部材（１０２Ｂ）と、を有する。
【００６１】
また、更に好ましくは、第２の部材１０２Ｂ）の熱膨張係数が、第１の部材（１０２Ａ）の熱膨張係数よりも大きい。
【００６２】
また、更に好ましくは、第１の部材（１０２Ａ）はステンレスで形成され、第２の部材（１０２Ｂ）は真鍮で形成される。
【００６３】
また、更に好ましくは、図４に示されるように、複数の貫通孔（１０２ａ）は、凹部成形面（１０２ｅ）の軸線を中心とする同心円上に等間隔に配置される。
【００６４】
また、更に好ましくは、図７に示されるように、凹部成形面（１０２３ｅ）の中心部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さが、凹部成形面（１０２３ｅ）の周辺部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さよりも長く形成されている。
【００６５】
また、更に好ましくは、第１の直径は０．１５〜０．２５ｍｍであり、第２の直径は０．１５〜０．９０ｍｍであり、第３の直径は０．５０〜０．９０ｍｍである。
【００６６】
また、更に好ましくは、図１及び図３に示されているように、本発明の実施形態にかかるガラス塊成形装置（１）は、さらにガラス成形型（１０２）を垂直方向に移動させる成形型移動部（１０３）を備え、成形型移動部（１０３）は、ガラス成形型（１０２）を熔融ガラスの流出口（１０４ａ）に近づけ、凹部成形面（１０２ｅ）に熔融ガラスを供給し、熔融ガラスが所定の重量に調整された時点で前記ガラス成形型（１０２）を急速に降下させて熔融ガラスを切断する。
【００６７】
また、本発明の実施形態にかかるガラス塊成形装置（１）用いて所定の形状のガラス塊を成形するガラス塊の製造方法は、図３に示されているように、凹部成形面（１０２ｅ）に対して熔融ガラスを供給する工程と、複数の貫通孔（１０２ａ）からガスを噴出した状態で、凹部成形面（１０２ｅ）に供給される熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形する工程とを含む。
【００６８】
好ましくは、ガラス塊の製造方法は、ガラス成形型（１０２）とガラス成形型（１０２）に相対する上型（１０２Ａ）とにより、熔融ガラスをプレスする。
【００６９】
更に、好ましくは、ガラス塊製造方法は、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前記プレス成形型より取出す工程と、を含む。
【００７０】
また、ガラス塊から精密プレス成形を行い、非球面レンズを得る態様について説明したが、ガラス塊は、ゴブであってもよい。ガラス塊がゴブである場合には、成形型内にゴブを供給し、供給されたゴブを加熱及び軟化させた後に、プレス成形してもよい（リヒートプレス）。リヒートプレスにより得られたガラス成形体に、研削及び研磨加工を施すことにより球面レンズを得ることができる。
【００７１】
また、上述の実施形態ではガラス成形型（１０２）に設けられた複数の貫通孔（１０２ａ）の全てにバッファ部（１０２ａｂ）を設ける態様を例に説明したが、例えば、熔融ガラスがキャストされる凹部成形面（１０２ｅ）の中心部、及び中心部の近傍部分の貫通孔１０２ａのみに、バッファ部（１０２ａｂ）を設け、その他の貫通孔（１０２ａ）にはバッファ部（１０２ａｂ）を設けないようにすることもできる。
【００７２】
また、上述の実施形態では、例えば図７に示されるように、凹部成形面（１０２３ｅ）の中心部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さが、凹部成形面（１０２３ｅ）の周辺部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さよりも長く形成される態様を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、凹部成形面（１０２３ｅ）の中心部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さが、凹部成形面（１０２３ｅ）の周辺部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さよりも短く形成することもできる。
【００７３】
今回開示された実施の形態は全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請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内の全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１  ガラス塊成形装置
１０２、１０２１、１０２２、１０２３、２０２  ガラス成形型
１０２Ａ、１０２１Ａ、１０２２Ａ、１０２３Ａ  成形型本体部
１０２Ｂ、１０２３Ｂ  流量安定板
１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０２３ａ、２０２ａ  貫通孔
１０２ａａ、１０２３ａａ、２０２ａａ  第１孔
１０２ａｂ、１０２３ａｂ、２０２ａｂ  中間孔
１０２ａｃ、１０２１ａｃ、１０２２ａｃ、１０２３ａｃ、２０２ａｃ  第２孔
１０２ｅ、１０２１ｅ、１０２２ｅ、１０２３ｅ、２０２ｅ  凹部成形面
１０３  昇降機
１０４  熔融ガラス供給部
１０４ａ  流出ノズル
１０５  成形型取付部
１０５ａ  通気孔
１０５ｂ  空間部
１０６  ターンテーブル
１０８  ダイレクトドライブモータ
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  加熱炉
１１６  ガス配管
２０２Ａ  第１プレート
２０２Ｂ  第２プレート
２０２Ｃ  第３プレート。
【図１】
2013111874.tif 000004
【図２】
2013111874.tif 000005
【図３】
2013111874.tif 000006
【図４】
2013111874.tif 000007
【図５】
2013111874.tif 000008
【図６】
2013111874.tif 000009
【図７】
2013111874.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月22日(2013.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が形成された凹部成形面を有するガラス成形型を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが前記複数の貫通孔と連通するガス流路を介して前記複数の貫通孔から噴出した状態で、前記凹部成形面に供給され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成形装置において、
前記貫通孔は、
前記熔融ガラスが、前記凹部成形面に供給されたときに、前記各貫通孔から噴出する前記ガスの流量の変動を抑制するバッファ部を備えるガラス塊成形装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、
前記ガス流路側に第１の直径の開口を有する第１孔部と、
前記凹部成形面側に第２の直径の開口を有する第２孔部と、
前記第１孔部と前記第２孔部とを連通する、第３の直径を有する中間孔部と、
を有し、
前記第１の直径をＤ１、前記第２の直径をＤ２、前記第３の直径をＤ３としたときに、次の条件式（１）又は（２）を満足することにより、少なくとも前記中間孔部が前記バッファ部となる請求の範囲第１項に記載のガラス塊成形装置。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（１）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（２）
【請求項３】
前記ガラス成形型は、
前記凹部成形面と前記第２孔部とを備える第１の部材と、
前記第１孔部と前記中間孔部とを備える第２の部材と、
を有する請求の範囲第１項又は請求の範囲第２項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項４】
前記第２の部材の熱膨張係数が、前記第１の部材の熱膨張係数よりも大きい請求の範囲第３項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項５】
前記第１の部材はステンレスで形成され、前記第２の部材は真鍮で形成されている請求の範囲第３項又は請求の範囲第４項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項６】
前記複数の貫通孔は、前記凹部成形面の軸線を中心とする同心円上に等間隔に配置される請求の範囲第１項から請求の範囲第５項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項７】
前記複数の貫通孔は、前記凹部成形面の軸線を中心とする同心円上に等間隔に配置され、
前記凹部成形面の中心部に配置された貫通孔の前記中間孔部の長さが、前記凹部成形面の周辺部に配置された貫通孔の前記中間孔部の長さよりも長く形成されている請求の範囲第２項から請求の範囲第５項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項８】
前記第１の直径は０．１５〜０．２５ｍｍであり、前記第２の直径は０．１５〜０．９０ｍｍであり、前記第３の直径は０．５０〜０．９０ｍｍである請求の範囲第１項から請求の範囲第７項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項９】
前記ガラス塊成形装置は、さらに前記ガラス成形型を垂直方向に移動させる成形型移動部を備え、
前記成形型移動部は、前記ガラス成形型を前記熔融ガラスの流出口に近づけ、前記凹部成形面に前記熔融ガラスを供給し、前記熔融ガラスが所定の重量に調整された時点で前記ガラス成形型を急速に降下させて前記熔融ガラスを切断する請求の範囲第１項から請求の範囲第８項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置。
【請求項１０】
請求の範囲第１項から請求の範囲第９項の何れか一項に記載のガラス塊成形装置を用いて所定の形状のガラス塊を成形するガラス塊の製造方法であって、
前記凹部成形面に対して前記熔融ガラスを供給する工程と、
前記複数の貫通孔からガスを噴出した状態で、前記凹部成形面に供給される熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形する工程と、
を含むガラス塊の製造方法。
【請求項１１】
前記所定形状のガラス塊に成形する工程は、前記ガラス成形型と前記ガラス成形型に相対する上型とにより、前記熔融ガラスをプレスする工程である請求の範囲第１０項に記載のガラス塊の製造方法。
【請求項１２】
請求の範囲第１０項又は請求の範囲第１１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出す工程と、
を含むガラス成形品の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
特許文献２：特開平９−５２７２０号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００５］
特許文献１（特開２００３−２０２４８号公報）、２（特開平９−５２７２０号公報）に記載のガラス成形型は、凹部成形面に配置された複数の細孔のそれぞれから一定量のガスを噴出させながら熔融ガラスを受け取る。このとき、熔融ガラスは凹部成形面の中心部からゆっくり流れ込み、周辺部に向かって徐々に拡がる（溜まる）ようにキャストされる。従って、熔融ガラスが凹部成形面にキャストされた瞬間においては、熔融ガラスによって凹部成形面の中心部の細孔のみからのガスの噴出が阻害される状態となるため、凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるガスの排圧が、周辺部の細孔から噴出されるガスの排圧よりも一時的に低くなる。換言すると、熔融ガラスが凹部成形面にキャストされた瞬間においては、熔融ガラスの先端部が近接する凹部成形面の中心部の細孔からはガスが出にくくなるため、本来凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるべきガスが凹部成形面の周辺部の細孔から抜けてしまい、凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるガスの流量が一時的に減少する。そのため、熔融ガラスが一時的にガラス成形型と瞬間的に接触してしまう虞がある。凹部成形面の中心部の細孔から噴出されるガスの流量が熔融ガラスを浮上させるのに十分でなくなってしまった場合、熔融ガラスとガラス成形型との融着が生じ、熔融ガラスがガラス成形型によって急冷されるため、成形後のガラス塊に歪み（表面のシワなど）が生じたりする不具合が生じる。また、このときに生じた歪みがカン割れと呼ばれるガラスの破損を誘引する虞もある。
［０００６］
このように、凹部成形面の各細孔から噴出するガスの流量が大きく変動すると、熔融ガラスの浮上が不安定になる問題が指摘される。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、この発明（実施例）の目的は、凹部成形面の各細孔（貫通孔）から噴出するガスの流量を安定させることにより熔融ガラスを安定して浮上させることが可能なガラス塊成形装置を提供する
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ことである。また、このガラス塊成形装置を用いたガラス塊の製造方法、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ための方法を提供することである。
課題を解決するための手段
［０００７］
本発明の一形態に係るガラス塊成形装置は、複数の貫通孔が形成された凹部成形面を有するガラス成形型を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが複数の貫通孔と連通するガス流路を介して複数の貫通孔から噴出した状態で、凹部成形面に供給され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成形装置である。貫通孔は、熔融ガラスが、凹部成形面に供給されたときに、各貫通孔から噴出するガスの流量の変動を抑制するバッファ部を備える。
［０００８］
このような構成によれば、熔融ガラスが凹部成形面にキャストされた瞬間に各貫通孔において発生するガスの排圧の変動は、第１孔部よりも大きな体積を有する中間孔部で吸収されるため、第１孔部側の圧力には影響を与えない。このため、熔融ガラスがキャストされる瞬間であっても各貫通孔から噴出されるガスの流量は安定した状態に保たれ、熔融ガラスを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。これにより、ガラス塊の成形不良の発生が抑えられ、歩留まりが向上する。
また、貫通孔は、ガス流路側に第１の直径の開口を有する第１孔部と、凹部成形面側に第２の直径の開口を有する第２孔部と、第１孔部と第２孔部とを連通する、第３の直径を有する中間孔部とを有する構成とすることもできる。そして、第１の直径をＤ１、第２の直径をＤ２、第３の直径をＤ３としたときに、次の条件式（１）又は（２）を満足することにより、少なくとも中間孔部がバッファ部となる。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（１）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（２）
このような構成によれば、噴出されるガスの流量は、更に、安定した状態に保たれ、熔融ガラスを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［０００９］
また、ガラス成形型は、凹部成形面と第２孔部とを備える第１の成形型と、第１孔部と中間孔部とを備える第２の成形型とを備える構成とすることもできる。この場合、第２の成形型の熱膨張係数が、第１の成形型の熱膨張係数よりも大きくなるように構成することが好ましく、例えば、第１の成形型はステンレスで形成され、第２の成形型は真鍮で形成されるのが好ましい。このような構成によれば、第１の成形型と第２の成形型との当接面は高い気密性が保たれるため、当接面からのガスの漏出が防止され、さらに安定した浮上状態でガラス塊を成形することが可能となる。
［００１０］
また、第１の直径は０．１５〜０．２５ｍｍであり、第２の直径は０．１５〜０．９０ｍｍであり、第３の直径は０．５０〜０．９０ｍｍであることが好ましい。
［００１１］
また、ガラス塊成形装置は、ガラス成形型を垂直方向に移動させる成形型移動部をさらに備え、成形型移動部は、ガラス成形型を熔融ガラスの流出口に近づけ、凹部成形面に熔融ガラスが供給され、熔融ガラスが所定の重量に調整された時点でガラス成形型を急速に降下させて熔融ガラスを切断する構成としてもよい。
［００１２］
また、本発明の一形態に係るガラス塊の製造方法は、上記ガラス塊成形装置を用いて所定の形状のガラス塊を成形する方法であって、凹部成形面に対して熔融ガラスを供給する工程と、複数の貫通孔からガスを噴出させることにより、凹部成形面に供給される熔融ガラスを浮上状態で受けながら所定の形状のガラス塊に成形する工程とを含む。また、この場合、ガラス成形型とガラス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としてもよい。本製造方法によれば、凹部成形面上で安定して浮上成形又は浮上した状態でプレス成形されたガラス塊が得られる。
［００１３］
また、本発明の一形態に係るガラス成形品の製造方法は、上記ガラス塊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出す工程と
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
を含む。本製造方法によれば、成形不良のないガラス塊が用いられるため、精度の高いガラス成形品を高い歩留まりで製造することができる。
発明の効果
［００１４］
本発明に係るガラス塊成形装置によれば、凹部成形面の各貫通孔から噴出するガスの流量が安定するため、熔融ガラスを安定して浮上させることが可能となる。また、安定した浮上状態でガラス塊を成形することができる製造方法、及びその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。
図面の簡単な説明
［００１５］
［図１］本発明の実施形態（第１実施形態）に係るガラス塊成形装置の構成を示す側面図である。
［図２］本発明の第１実施形態に係るガラス塊成形装置の構成を示す上面図である。
［図３］本発明の第１実施形態に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
［図４］図３のガラス成形型の凹部成形面を説明する図である。
［図５］本発明の第１実施形態の変形例１に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
［図６］本発明の第１実施形態の変形例２に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
［図７］本発明の第１実施形態の変形例３に係るガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型の断面図である。
発明を実施するための形態
［００１６］
以下の説明において、熔融ガラスからガラス塊を成形するにあたり、熔融ガラスが成形面と瞬間的に接触することがあるが、熔融ガラスが成形面に対して融着が生じない範囲内での接触も実質的に浮上状態であるため、下記明細書では浮上状態にこれの意味も含まれている。
［００１７］
＜ガラス塊成形装置及びガラス塊の製造＞
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態（第１実施形態）に係るガラス塊成形装置について説明する。
［００１８］
図１は、本発明の第１実施形態のガラス塊成形装置１の構成を示す側面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るガラス塊成形装置の構成を示す上面図である。図１、図２に示されるように、ガラス塊成形装置１は、ガラス成形型１０２と、昇降機１０３と、熔融ガラス供給部１０４と、ターンテーブル１０６と、ダイレクトドライブモータ１０８と、加熱炉１１０（１１０ａ、１１０ｂ）と、ガス配管１１６とを備えている。
［００１９］
熔融ガラス供給部１０４の上部は、図示省略された作業槽、清澄槽、ガラス熔解槽へ連通している。これにより、熔解、清澄、均質化された熔融ガラスＧが連続して熔融ガラス供給部１０４に供給される。熔融ガラス供給部１０４の先端（流出ノズル１０４ａ）からは、一定温度に制御された熔融ガラスＧが流下する。流出ノズル１０４ａより流下した熔融ガラスＧは、ガラス成形型１０２によって受け取られて、所定の形状（例えば、おはじき状や扁平形状）のガラス塊に成形される。
［００２０］
図２に示されるように、ガラス成形型１０２は、ターンテーブル１０６上に回転中心周りに等間隔で複数個設置されている。ターンテーブル１０６には、例えば軽量かつ高強度のアルミニウム合金製が想定される。ターンテーブル１０６は、ダイレクトドライブモータ１０８によって時計方向に間欠回転駆動される。これにより、各ガラス成形型１０２は、停留位置（キャスト位置）Ａや停留位置（取出位置）Ｂで所定時間停留する。
［００２１］
ターンテーブル１０６の下面側には、複数本のガス配管１１６が設置されている。各ガス配管１１６は、一端が、対応するガラス成形型１０２に接続されており、他端が、全ガス配管共通の単一のガス供給部（不図示）に接続されている。なお、図２においては、図面を明瞭にするため、ガス配管１１６を一点鎖線で示している。
［００２２］
ガラス塊成形装置１による精密プレス成形用のガラス塊（プリフォーム）の成形方法について説明する。まず、熔融ガラスＧから所定重量のガラス塊を成形するため、キャスト位置Ａにおいて、清澄、均質化された熔融ガラスＧが連続して一定速度で流出ノズル１０４ａより流下される。流下された熔
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
て凹部成形面１０２ｅに噴出する。
［００２７］
図４は、図３のガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅを説明する図であり、成形型本体部１０２Ａの凹部成形面１０２ｅを流出ノズル１０４ａ側から見たときの上面図である。図３及び図４に示されるように、本実施形態の凹部成形面１０２ｅは、成形型本体部１０２Ａの上面（流出ノズル１０４ａ側の面）を半円球面状に窪ませて形成した成形面である。凹部成形面１０２ｅの中心軸ＡＸ（図４）を基準中心とする所定半径の円内は成形するガラス塊の表面形状に応じた曲率半径Ｒ１（不図示）で形成され、円外は曲率半径Ｒ１（不図示）よりも曲率半径の小さい曲率半径Ｒ２（不図示）で形成されている。すなわち、凹部成形面１０２ｅは、中心部と周辺部とで曲率半径の異なる２つの球面部を有しており、これらが連続することによって１つの成形面が形成されている。また、本実施形態においては、凹部成形面１０２ｅの貫通孔１０２ａは、凹部成形面１０２ｅの中心軸ＡＸ（ＰＣＤ０）上に１つと、基準中心（中心軸ＡＸ（図４））を中心とする２つの同心円（ＰＣＤ３及びＰＣＤ６）上に８つずつ一定間隔ごとに配置されている。なお、詳細は後述するが、凹部成形面１０２ｅにおける各貫通孔１０２ａの直径（開口）は、０．２〜０．３ｍｍに設定されている。なお、凹部成形面１０２ｅの構成は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、凹部成形面１０２ｅの中心部の曲率半径Ｒ１（不図示）を周辺部の曲率半径Ｒ２（不図示）よりも小さくしてもよく、また、凹部成形面１０２ｅを曲率半径の異なる３つ以上の球面を組み合わせて形成してもよい。
［００２８］
成形型取付部１０５の内部には、貫通孔１０２ａのそれぞれに加圧ガスを供給するための通気孔１０５ａが形成されている（図３）。また、通気孔１０５ａの上端部は、全ての貫通孔１０２ａに加圧ガスを供給できるように拡径されており、空間部１０５ｂが形成されている。従って、ガス供給部からガス配管１１６、通気孔１０５ａを介して供給されたガスは、空間部１０５ｂに一旦溜まり、各貫通孔１０２ａから所定の流量（すなわち、所定の圧力）で噴出される。なお、所定の流量とは、ガラス塊が凹部成形面１０２ｅと融着せず、かつ流出ノズル１０４ａからの熔融ガラス流の排出を妨げない程
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
で連通する、いわゆる段付き孔であり、貫通孔１０２ａの一部を形成している。そして、流量安定板１０２Ｂが成形型本体部１０２Ａの凹部１０２ｄ内に保持されたとき、成形型本体部１０２Ａの下面（流量安定板１０２Ｂの上面と対向する面）と凹部成形面１０２ｅとを貫通するように形成された複数の第２孔１０２ａｃと、流量安定板１０２Ｂの中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａとがそれぞれ連通するように構成されている。すなわち、各貫通孔１０２ａは、成形型本体部１０２Ａ側に形成された第２孔１０２ａｃと、流量安定板１０２Ｂ側に形成された中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａとで構成される。なお、本実施形態においては、中間孔１０２ａｂの直径をＤ３、第２孔１０２ａｃの直径をＤ２、第１孔１０２ａａの直径をＤ１とした場合、以下の条件式（３）を満たすように各貫通孔１０２ａが構成されている。
Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３・・・（３）
［００３１］
また詳細は後述するが、本実施形態においては、所定の実験結果に基づいて、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３は０．５〜０．９ｍｍ、第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２は０．２〜０．３ｍｍ、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、０．１５〜０．２５ｍｍに設定されている。
［００３２］
このように、本実施形態の各貫通孔１０２ａは、それぞれ直径の異なる第２孔１０２ａｃ、中間孔１０２ａｂ及び第１孔１０２ａａで構成されており、ガスの供給口側に位置する第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が最も小さく、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３が最も大きくなるように構成されている。そのため、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２ｅにキャストされた瞬間に発生する、各貫通孔１０２ａから噴出されるガスの排圧の変動は、第１孔１０２ａａよりも大きな体積を有する中間孔１０２ａｂで吸収され、第１孔１０２ａａ側（すなわち、空間部１０５ｂ）の圧力には影響を与えない。すなわち、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２ｅにキャストされ、熔融ガラスＧの先端部が凹部成形面１０２ｅの中心部の貫通孔１０２ａのみに近接したとしても、本来凹部成形面１０２ｅの中心部の貫通孔１０２ａから噴出されるべきガスは、
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
貫通孔１０２ａの中間孔１０２ａｂに一時的に溜まるだけで、他の（周辺部の）貫通孔１０２ａから抜けてしまうことはない。換言すると、貫通孔１０２ａの中間孔１０２ａｂ（バッファ部）は、ガスを一時的に溜めるバッファとして機能する。従って、熔融ガラスＧがキャストされる瞬間であっても各貫通孔１０２ａから噴出されるガスの流量は略一定に保たれるため、熔融ガラスＧを安定した浮上状態で受け取ることが可能となる。なお、上述したように、本実施形態の流量安定板１０２Ｂは、成形型本体部１０２Ａよりも熱膨張係数の高い金属製の部材で構成されているため、成形型本体部１０２Ａと流量安定板１０２Ｂとの当接面は高い気密性が保たれている。従って、ガスが成形型本体部１０２Ａと流量安定板１０２Ｂとの当接面から漏れ出すことはなく、各貫通孔１０２ａから噴出されるガスの流量は、実質的に最も小さい直径を有する第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって定まる。なお、貫通孔１０２ａにおけるガスの供給口側の開口部及び凹部成形面１０２ｅ側の開口部に面取り加工等を施した場合には、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１及び第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２は、面取り加工を施した孔部の直径を含まないものとする。この場合、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、ガスの流量を実質的に制御することのできる最も小さい直径とする。
［００３３］
このように、第１実施形態のガラス塊成形装置１では、熔融ガラスＧが凹部成形面１０２ｅと接触することなく、また、仮に熔融ガラスＧがガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅと瞬間的に接触した場合であっても、貫通孔１０２ａより噴出されるガスにより熔融ガラスＧは瞬時にガラス成形型１０２から離間する。従って、熔融ガラスＧは各凹部成形面１０２ｅで安定した浮上状態で成形されるため、成形不良の発生が抑えられ歩留まりが向上する。なお、熔融ガラスＧがガラス成形型１０２と瞬間的に接触した場合においては、熔融ガラスＧのガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅと接触した表面近傍が冷却されることになるが、熔融ガラスＧ内部の熱により冷却された表面部が温められ粘度が低下し、自由表面となることによりガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅと接触した影響が解消され所望のガラス塊に
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
成形される。
［００３４］
＜ガラス成形品の製造＞
第１実施形態のガラス塊成形装置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てプレス成形型の成形面が転写され、プレス成形型内で加圧された状態で冷却された後、プレス成形型より取出される。これにより、成形面の面形状が転写された非球面レンズが得られる。このようにして製造された非球面レンズには、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、ガラス光学素子が得られる。
［００３５］
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、ガラス成形型１０２への熔融ガラスＧのキャスト方法として、降下切断法を用いたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、流出ノズル１０４ａより熔融ガラスＧを自重で滴下させる滴下切断法を適用することも可能である。
［００３６］
また、本実施形態においては、下型であるガラス成形型１０２のみによって精密プレス成形用のプリフォーム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、ガラス成形型１０２に相対する上型を用い、ガラス成形型１０２の凹部成形面１０２ｅで熔融ガラスＧが浮上した状態で、上型とガラス成形型１０２とで熔融ガラスＧをプレス成形してもよい。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、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、孔無しの上型を用い、上型からはガスを噴出させないでプレスしてもよい。
［００３７］
＜第１実施形態の変形例１＞
図５は、第１実施形態の変形例１のガラス塊成形装置１に備えられるガラス成形型１０２１の断面図である。図５に示されるように、本変形例のガラス成形型１０２１は、成形型本体部１０２１Ａ側に形成された第２孔１０２
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［００４５］
第１実施形態においては、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３、第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１が条件式（３）を満たすように構成したが、変形例１及び２の説明から明らかなように、本発明はこの条件式に限定されるものではない。すなわち、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）から噴出されるガスの流量が第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって規制されるように、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１を最も小さくなるように構成し、かつ、第１孔１０２ａａの上側（すなわち、ガスの下流側）に第１孔１０２ａａの直径Ｄ１をよりも大きな内径を有する中間孔１０２ａｂ（バッファ部）を備えるように構成すれば、同様の効果が得られる。従って、中間孔１０２ａｂの直径Ｄ３、第２孔１０２ａｃの直径Ｄ２、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１は、以下の条件式（６）又は（７）を満足すればよいこととなる。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（６）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（７）
［００４６］
＜第１実施形態の変形例３＞
図７は、第１実施形態の変形例３のガラス塊成形装置に備えられるガラス成形型１０２３の断面図である。図７に示されるように、本変形例のガラス成形型１０２３は、ガラス成形型１０２３を貫通する各貫通孔１０２３ａの成形型本体部１０２３Ａ側に形成された第２孔１０２３ａｃの長さと、流量安定板１０２３Ｂ側に形成された第１孔１０２３ａａ及び中間孔１０２３ａｂの長さが、凹部成形面１０２３ｅの中心部の貫通孔１０２３ａと周辺部の貫通孔１０２３ａとで異なるように構成されている点で、第１実施形態と異なる。すなわち、本変形例においては、各貫通孔１０２３ａの第１孔１０２３ａａの長さが、凹部成形面１０２３ｅの周辺にいくに従って長くなり、中間孔１０２３ａｂの長さが、凹部成形面１０２３ｅの周辺にいくに従って短くなるように構成されている。本変形例においても、第１孔１０２３ａａの直径Ｄ１が最も小さいため、各貫通孔１０２３ａから噴出されるガスの流量は、第１孔１０２ａａの直径Ｄ１によって定まるが、第１孔１０２３ａａの長さが異なると、管内抵抗（すなわち、ガスの流れ易さ）に差が生じることとなる。すなわち、本変形例にお
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
られるガスの流量を安定させ、熔融ガラスＧを安定した状態で浮上支持している。
［００４８］
＜実施例＞
次に、上述した本発明の第１実施形態及びその比較例に係るガラス成形型について、以下に幾つかの実施例及び比較例を示し、ガス流量との関係を実験結果に基づいて説明する。
［００４９］
表１は、実施例（実施例１〜９）及び比較例１を示したものである。具体的に表１は、実施例（実施例１〜９）及び比較例１ごとに設定された、貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）（ガラス成形型１０２（１０２１、１０２２）の第２孔１０２ａｃ（１０２１ａｃ、１０２２ａｃ）、中間孔１０２ａｂ、及び第１孔１０２ａａ））の直径が示されている。以下の実施例（実施例１〜９）及び比較例１では、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）の大きさを表１に記載のように形成されたガラス成形型を用意し、ガスを噴出してガラス塊を成形し、成形したガラス塊の表面状態をマイクロスコープを用いて観察し、観察の結果、ガラス塊の表面状態が良好（融着痕がない）であれば、各貫通孔１０２ａ（１０２１ａ、１０２２ａ）から噴出されるガスの流量が適切であると判断した。
［００５０］
［表１］
2013111874.tif 000011
［００５１］
＜実験方法１＞
実施例（実施例１〜９）のガラス成形型１０２（１０２１、１０２２）及び比較例１のガラス成形型を用いて、熔融ガラスから７５０ｍｇのガラス塊
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
推測できた。
［００５４］
また、実施例１０として、ガラス成形型１０２（下型）と、ガラス成形型１０２に相対し、成形面が凸状に形成された上型（ガス噴出孔無し）とにより熔融ガラスをプレス成形した。
［００５５］
＜実験方法２＞
実施例１０は、第１孔１０２ａａの直径が０．２ｍｍ、中間孔１０２ａｂの直径が０．５ｍｍ、第２孔１０２ａｃの直径が０．２５ｍｍに形成された貫通孔１０２を備えたガラス成形型１０２（下型）を用いた。そして、白金パイプから流出する熔融ガラス流から、１０００ｍｇの熔融ガラスを分離し、その熔融ガラスをガラス成形型１０２（下型）でガスを噴出させた状態で受け、上型により熔融ガラスをプレスし、冷却することによりガラス塊（得ようとするレンズ形状に近似形状化されたプリフォーム）を得た。なお、各貫通孔１０２ａは、中心軸ＡＸ上に１個、中心軸ＡＸを中心とする半径３ｍｍの同心円（ＰＣＤ３）上に４個、中心軸ＡＸを中心とする直径５ｍｍの同心円（ＰＣＤ５）上に１２個、及び中心軸ＡＸを中心とする直径７ｍｍの同心円（ＰＣＤ７）上に１２個設けた。そして、上記実施例１〜９及び比較例１と同様、熔融ガラスがキャストされる間の各貫通孔１０２ａから噴出するガスの流量を、得られたガラス塊の表面状態に基づいて推測した。
［００５６］
＜実験結果２＞
実施例１０においても、得られたガラス塊の表面状態を観察した結果、上記実施例１〜９と同様に、ガラス成形型１０２との接触により生じる融着痕はなかった。この結果から実施例１０においても、ガラス成形型１０２に形成された２９個の貫通孔１０２ａから均等にガスが噴出されていることが推測できた。また、実施例１０においても、得られたガラス塊を用いて精密プレス成形を行い、所望の非球面レンズを得ることができた。
［００５７］
最後に、本発明の実施形態を、図等を用いて総括する。
［００５８］
本発明の実施形態にかかるガラス塊成形装置（１）は、図１〜図７に示されているように、複数の貫通孔（１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
２３ａ）が形成された凹部成形面（１０２ｅ、１０２１ｅ、１０２２ｅ、１０２３ｅ）を有するガラス成形型（１０２、１０２１、１０２２、１０２３）を備え、所定のガス供給部から送出されるガスが複数の貫通孔（１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０２３ａ）と連通するガス流路を介して複数の貫通孔（１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０２３ａ）から噴出した状態で、凹部成形面（１０２ｅ、１０２１ｅ、１０２２ｅ、１０２３ｅ）に供給され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成形装置（１）であり、貫通孔（１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０２３ａ）は、熔融ガラスが、凹部成形面（１０２ｅ、１０２１ｅ、１０２２ｅ、１０２３ｅ）に供給されたときに、各貫通孔（１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０２３ａ）から噴出するガスの流量の変動を抑制するバッファ部（１０２ａｂ、１０２３ａｂ）を備えている。
［００５９］
好ましくは、図３に示されている様に、貫通孔（１０２ａ）は、ガス流路側に第１の直径の開口を有する第１孔部と、凹部成形面側に第２の直径の開口を有する第２孔部と、第１孔部と第２孔部とを連通する、第３の直径を有する中間孔部と、を有し、第１の直径をＤ１、第２の直径をＤ２、第３の直径をＤ３としたときに、次の条件式（１）又は（２）を満足する。
Ｄ１＜Ｄ２≦Ｄ３・・・（１）
Ｄ１＝Ｄ２＜Ｄ３・・・（２）
［００６０］
また、更に好ましくは、図１〜図３に示されているように、ガラス成形型（１０２）は、凹部成形面（１０２ｅ）と第２孔部（１０２ａｃ）とを備える第１の部材（１０２Ａ）と、第１孔部（１０２ａａ）と中間孔部（１０２ａｂ）とを備える第２の部材（１０２Ｂ）と、を有する。
［００６１］
また、更に好ましくは、第２の部材（１０２Ｂ）の熱膨張係数が、第１の部材（１０２Ａ）の熱膨張係数よりも大きい。
［００６２］
また、更に好ましくは、第１の部材（１０２Ａ）はステンレスで形成され、第２の部材（１０２Ｂ）は真鍮で形成される。
［００６３］
また、更に好ましくは、図４に示されるように、複数の貫通孔（１０２ａ
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
）は、凹部成形面（１０２ｅ）の軸線を中心とする同心円上に等間隔に配置される。
［００６４］
また、更に好ましくは、図７に示されるように、凹部成形面（１０２３ｅ）の中心部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さが、凹部成形面（１０２３ｅ）の周辺部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さよりも長く形成されている。
［００６５］
また、更に好ましくは、第１の直径は０．１５〜０．２５ｍｍであり、第２の直径は０．１５〜０．９０ｍｍであり、第３の直径は０．５０〜０．９０ｍｍである。
［００６６］
また、更に好ましくは、図１及び図３に示されているように、本発明の実施形態にかかるガラス塊成形装置（１）は、さらにガラス成形型（１０２）を垂直方向に移動させる成形型移動部（１０３）を備え、成形型移動部（１０３）は、ガラス成形型（１０２）を熔融ガラスの流出口（１０４ａ）に近づけ、凹部成形面（１０２ｅ）に熔融ガラスを供給し、熔融ガラスが所定の重量に調整された時点で前記ガラス成形型（１０２）を急速に降下させて熔融ガラスを切断する。
［００６７］
また、本発明の実施形態にかかるガラス塊成形装置（１）を用いて所定の形状のガラス塊を成形するガラス塊の製造方法は、図３に示されているように、凹部成形面（１０２ｅ）に対して熔融ガラスを供給する工程と、複数の貫通孔（１０２ａ）からガスを噴出した状態で、凹部成形面（１０２ｅ）に供給される熔融ガラスを受け、所定の形状のガラス塊に成形する工程とを含む。
［００６８］
好ましくは、ガラス塊の製造方法は、ガラス成形型（１０２）とガラス成形型（１０２）に相対する上型とにより、熔融ガラスをプレスする。
［００６９］
更に、好ましくは、ガラス成形品の製造方法は、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前記プレス成形型より取出す工程と、を含む。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
［００７０］
また、ガラス塊から精密プレス成形を行い、非球面レンズを得る態様について説明したが、ガラス塊は、ゴブであってもよい。ガラス塊がゴブである場合には、成形型内にゴブを供給し、供給されたゴブを加熱及び軟化させた後に、プレス成形してもよい（リヒートプレス）。リヒートプレスにより得られたガラス成形体に、研削及び研磨加工を施すことにより球面レンズを得ることができる。
［００７１］
また、上述の実施形態ではガラス成形型（１０２）に設けられた複数の貫通孔（１０２ａ）の全てにバッファ部（１０２ａｂ）を設ける態様を例に説明したが、例えば、熔融ガラスがキャストされる凹部成形面（１０２ｅ）の中心部、及び中心部の近傍部分の貫通孔１０２ａのみに、バッファ部（１０２ａｂ）を設け、その他の貫通孔（１０２ａ）にはバッファ部（１０２ａｂ）を設けないようにすることもできる。
［００７２］
また、上述の実施形態では、例えば図７に示されるように、凹部成形面（１０２３ｅ）の中心部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さが、凹部成形面（１０２３ｅ）の周辺部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さよりも長く形成される態様を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、凹部成形面（１０２３ｅ）の中心部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さが、凹部成形面（１０２３ｅ）の周辺部に配置された貫通孔（１０２３ａ）の中間孔部（１０２３ａｂ）の長さよりも短く形成することもできる。
［００７３］
今回開示された実施の形態は全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請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内の全ての変更が含まれることが意図される。
符号の説明
［００７４］
１  ガラス塊成形装置
１０２、１０２１、１０２２、１０２３  ガラス成形型
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
１０２Ａ、１０２１Ａ、１０２２Ａ、１０２３Ａ  成形型本体部
１０２Ｂ、１０２３Ｂ  流量安定板
１０２ａ、１０２１ａ、１０２２ａ、１０２３ａ  貫通孔
１０２ａａ、１０２３ａａ  第１孔
１０２ａｂ、１０２３ａｂ  中間孔
１０２ａｃ、１０２１ａｃ、１０２２ａｃ、１０２３ａｃ  第２孔
１０２ｅ、１０２１ｅ、１０２２ｅ、１０２３ｅ  凹部成形面
１０３  昇降機
１０４  熔融ガラス供給部
１０４ａ  流出ノズル
１０５  成形型取付部
１０５ａ  通気孔
１０５ｂ  空間部
１０６  ターンテーブル
１０８  ダイレクトドライブモータ
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  加熱炉
１１６  ガス配管
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2013111874.tif 000012
【国際調査報告】
2013111874.tif 000013
2013111874.tif 000014
2013111874.tif 000015
2013111874.tif 000016