(57)【要約】      （修正有）【課題】大きな直径を有するガラス管や、厚みの大きなガラス管であっても好適に製造し得るガラス管の製造方法を提供する。【解決手段】横断面が円形の外周面１２を有する成形型１０の上にガラス板１１を配する。ガラス板１１を加熱することによりガラス板１１の自重によりガラス板１１を変形させ、ガラス板１１を成形型１０の外周面１２の上側部分に沿った形状に変形させる第１の変形工程を行う。第１の変形工程の後に、成形型１０の一方側に位置する第１の押圧部材２１によりガラス板１１の一方側部分を成形型１０側に押圧し、成形型１０の他方側に位置する第２の押圧部材２２によりガラス板１１の他方側部分を成形型１０側に押圧することによりガラス板１１を環状に変形させる第２の変形工程を行う。第２の変形工程の後に、対面する２つの端部を接合することによりガラス管を得る接合工程を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面が円形の外周面を有する成形型の上にガラス板を配する工程と、
前記ガラス板を加熱することにより前記ガラス板の自重により前記ガラス板を変形させ、前記ガラス板を前記成形型の外周面の上側部分に沿った形状に変形させる第１の変形工程と、
前記第１の変形工程の後に、前記成形型の一方側に位置する第１の押圧部材により前記ガラス板の一方側部分を前記成形型側に押圧し、前記成形型の他方側に位置する第２の押圧部材により前記ガラス板の他方側部分を前記成形型側に押圧することにより前記ガラス板を環状に変形させる第２の変形工程と、
前記第２の変形工程の後に、対面する２つの端部を接合することによりガラス管を得る接合工程と、
を備える、ガラス管の製造方法。
【請求項２】
前記第２の変形工程において、前記第１及び第２の押圧部材を前記成形型に押圧しながら前記成形型の外周面に沿って下方に向けて移動させる、請求項１に記載のガラス管の製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の押圧部材を冷却しながら前記第２の変形工程を行う、請求項１又は２に記載のガラス管の製造方法。
【請求項４】
前記第２の変形工程の後であって、前記接合工程の前に、前記対面する２つの端部を第３の押圧部材により前記成形型の径方向に沿って前記成形型側に押圧する第３の変形工程を行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項５】
前記成形型を冷却しながら前記変形工程を行う、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス板の成形型の上方に位置する部分を変位規制部材により前記成形型に押圧した状態で前記第２の変形工程を行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス板の前記成形型の上方に位置する部分のうち、前記成形型の中心軸の一方側に位置する部分を第１の変位規制部材により前記成形型に押圧すると共に、前記成形型の中心軸の他方側に位置する部分を第２の変位規制部材により前記成形型に押圧した状態で前記第２の押圧工程を行う、請求項６に記載のガラス管の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス板の前記成形型の中心軸の上方に位置する部分を第３の変位規制部材により前記成形型に押圧した状態で前記第２及び第３の変形工程の少なくとも一方を行う、請求項６又は７に記載のガラス管の製造方法。
【請求項９】
前記変位規制部材を冷却しながら前記第２及び第３の変形工程を行う、請求項５〜８のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程において、前記対面する２つの端部をレーザー接合する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１１】
厚みが１ｍｍ以上であるガラス管を製造する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１２】
内径が５０ｍｍ以上であるガラス管を製造する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１３】
前記接合工程は、
前記対面する２つの端部に跨がって接合材を配する工程と、
前記接合材を融解させて前記対面する２つの端部を接合する工程と、
を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１４】
前記ガラス板の端部を、前記ガラス板の他の部分よりも薄くする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１５】
前記接合材を、ガラス材により構成する、請求項１３又は１４に記載のガラス管の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載のガラス管の製造方法により製造されたガラス管。
【請求項１７】
円筒状のガラス管であって、
外周面が自由表面と非自由表面とを含むガラス管。
【請求項１８】
内周面が非自由表面である、請求項１７に記載のガラス管。
【請求項１９】
前記接合部が、前記ガラス管の他の部分よりも厚い、請求項１７又は１８に記載のガラス管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管の製造方法及びガラス管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば蛍光灯などに使用されるガラス管は、主として、ダンナー法により製造されている。しかしながら、ダンナー法では、製造し得るガラス管の直径やガラス管の厚みに制約がある。例えば、直径が大きく、厚みの大きなガラス管は、ダンナー法では製造困難である。具体的には、ダンナー法は、傾斜した軸線周りに回転している円筒状の成形体の側面に、溶融ガラスを供給し、前記成形体から流下する溶融ガラスを横方向に管引きする成形方法である。このため、ダンナー法により、直径が大きく、厚みの大きなガラス管を引くと、自重により撓みが生じ、まっすぐなガラス管を製造することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４１２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、大きな直径を有するガラス管や、厚みの大きなガラス管であっても好適に製造し得る新たな方法が望まれている。
【０００５】
例えば、特許文献１には横断面Ｃ字状の外表面を有する成形型の上に配されたガラス平板を、加熱しながら押さえによって成形型の外表面に押しつけて成形することにより横断面Ｃ字状のガラス材を製造する方法が記載されている。
【０００６】
本発明者らは、特許文献１に記載の方法を応用してガラス管を製造する場合に特有の問題が生じ、高い形状精度でガラス管を製造することが困難であることを見出した。
【０００７】
本発明の主な目的は、大きな直径を有するガラス管や、厚みの大きなガラス管であっても好適に製造し得るガラス管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガラス管の製造方法は、横断面が円形の外周面を有する成形型の上にガラス板を配する工程と、ガラス板を加熱することによりガラス板の自重によりガラス板を変形させ、ガラス板を成形型の外周面の上側部分に沿った形状に変形させる第１の変形工程と、第１の変形工程の後に、成形型の一方側に位置する第１の押圧部材によりガラス板の一方側部分を成形型側に押圧し、成形型の他方側に位置する第２の押圧部材によりガラス板の他方側部分を成形型側に押圧することによりガラス板を環状に変形させる第２の変形工程と、第２の変形工程の後に、対面する２つの端部を接合することによりガラス管を得る接合工程とを備える。このようにすることにより、大きな直径を有するガラス管や、厚みの大きなガラス管を好適に製造することができる。
【０００９】
本発明に係るガラス管の製造方法において、第２の変形工程において、第１及び第２の押圧部材を成形型に押圧しながら成形型の外周面に沿って下方に向けて移動させることが好ましい。このようにすることにより、ガラス板を成形型の外周面の下側部分に沿った形状に変形させることが容易となるため、高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１０】
本発明に係るガラス管の製造方法において、第１及び第２の押圧部材を冷却しながら第２及び第３の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、ガラス板表面に第１及び第２の押圧部材の跡が付きにくくなるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１１】
本発明に係るガラス管の製造方法において、第２の変形工程の後であって、接合工程の前に、対面する２つの端部を第３の押圧部材により成形型の径方向に沿って成形型側に押圧する第３の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、対面する２つの端部付近の形状を成形型の外周面に沿った形状に変形させることが容易となるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１２】
本発明に係るガラス管の製造方法において、成形型を冷却しながら変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、成形型と接触していない変形可能な部分を押圧部材で成形型に押圧しても、既に成形型と接触した部分は冷却されて成形型の外周面に沿った形状に固化して変形しない。このため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。また、ガラス板表面に成形型の跡が付きにくくなるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１３】
本発明に係るガラス管の製造方法において、ガラス板の成形型の上方に位置する部分を変位規制部材により成形型に押圧した状態で第２の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、成形型と接触していない変形可能な部分を押圧部材で成形型に押圧して成形する際に、既に成形された部分が成形型から浮くのを防止することができるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１４】
本発明に係るガラス管の製造方法において、ガラス板の成形型の上方に位置する部分のうち、成形型の中心軸の一方側に位置する部分を第１の変位規制部材により成形型に押圧すると共に、成形型の中心軸の他方側に位置する部分を第２の変位規制部材により成形型に押圧しした状態で第２の押圧工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、成形型と接触していない変形可能な部分を押圧部材で成形型に押圧して成形する際に、既に成形された部分が成形型から浮くのをより効果的に防止することができるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１５】
本発明に係るガラス管の製造方法において、ガラス板の成形型の中心軸の上方に位置する部分を第３の変位規制部材により成形型に押圧した状態で第２及び／または第３の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、成形型と接触していない変形可能な部分を押圧部材で成形型に押圧して成形する際に、既に成形された部分が成形型から浮くのをより効果的に防止することができるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１６】
本発明に係るガラス管の製造方法において、変位規制部材を冷却しながら第２及び第３の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、ガラス板表面に変位規制部材の跡が付きにくくなるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１７】
本発明に係るガラス管の製造方法において、接合工程において、対面する２つの端部をレーザー接合することが好ましい。このようにすることにより、加熱範囲を高精度に制御することができるため、接合部分のみの局所加熱が可能となり接合時におけるガラス管の熱変形を抑えることができるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００１８】
本発明に係るガラス管の製造方法では、厚みが１ｍｍ以上であるガラス管を製造し得る。
【００１９】
本発明に係るガラス管の製造方法によれば、内径が５０ｍｍ以上であるガラス管を製造し得る。
【００２０】
本発明に係るガラス管の製造方法では、接合工程は、対面する２つの端部に跨がって接合材を配する工程と、接合材を融解させて対面する２つの端部を接合する工程とを含んでいてもよい。このようにすることにより、対面する２つの端部を確実に接合することができる。
【００２１】
本発明に係るガラス管の製造方法では、ガラス板の端部を、ガラス板の他の部分よりも薄くしてもよい。このようにすることにより、接合部の厚みを他の分よりも不所望に大きくなりすぎないようにすることができる。
【００２２】
本発明に係るガラス管の製造方法では、接合材を、ガラス材により構成してもよい。このようにすることにより、対面する２つの端部の接合が容易となる。
【００２３】
本発明に係る第１のガラス管は、上記ガラス管の製造方法により製造されたものである。
【００２４】
本発明に係る第２のガラス管は、円筒状のガラス管である。本発明に係る第２のガラス管の外周面は、外周面が自由表面と非自由表面とを有する。このようにすることにより、優れた光入射性能と放熱性能を有することができる。
【００２５】
本発明に係る第２のガラス管の内周面は、非自由表面であってもよい。このようにすることにより、優れた放熱性能を有することができる。
【００２６】
本発明に係る第２のガラス管は、接合部が、ガラス管の他の部分よりも厚くてもよい。このようにすることにより、接合強度が高くなるため、ガラス管の強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、大きな直径を有するガラス管や、厚みの大きなガラス管であっても好適に製造し得るガラス管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】配置工程を説明するための略図的断面図である。
【図２】第１の変形工程を説明するための略図的断面図である。
【図３】第２の変形工程を説明するための略図的断面図である。
【図４】第２の変形工程終了後のガラス板の略図的断面図である。
【図５】図４のＶ部分の略図的断面図である。
【図６】第３の変形工程を説明するための略図的断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ部分の略図的断面図である。
【図８】第１〜第３の変形工程後のガラス板の略図的断面図である。
【図９】製造されたガラス管の略図的断面図である。
【図１０】押圧部材によりガラス板の全体を押圧した場合を説明するための略図的断面図である。
【図１１】第２の実施形態に係る配置工程を説明するための略図的断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る接合工程を説明するための略図的断面図である。
【図１３】第３の実施形態に係る接合工程を説明するための略図的断面図である。
【図１４】第４の実施形態に係る接合工程を説明するための略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００３０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００３１】
（第１の実施形態）
本実施形態では、横断面が円形であるガラス管の製造方法について説明する。製造されるガラス管の厚みや内径は特に限定されない。製造されるガラス管の厚みは、例えば、１〜２０ｍｍとすることができる。製造されるガラス管の内径は、例えば、５０〜１０００ｍｍとすることができる。
【００３２】
製造されるガラス管は、長さ方向に沿って内径が一定である円筒管であってもよいし、内径が相互に異なる部分を有する管であってもよい。
【００３３】
（配置工程）
図１は、配置工程を説明するための略図的断面図である。図１に示すように、まず、成形型１０の上に、ガラス板１１を配する。成形型１０の中心軸の延びる方向から視た際に、成形型１０の中心軸Ｃの上方にガラス板１１の長さ方向における中心が位置するようにガラス板１１を配置する。従って、ガラス板１１の中心軸Ｃの一方側に位置する部分の長さと、ガラス板１１の中心軸Ｃの他方側に位置する部分の長さとは実質的に等しい。
【００３４】
ガラス板１１は、ガラス管の母材である。従って、ガラス板１１の長さは、製造しようとするガラス管の内径に応じて決定することができる。ガラス板１１の厚みは、製造しようとするガラス管の厚みと実質的に同じであることが好ましい。
【００３５】
ガラス板１１の形状は、特に限定されない。高い形状精度を有するガラス管を得る観点からは、ガラス板１１は、平板状、詳細には、矩形板状であることが好ましい。
【００３６】
ガラス板１１を構成するガラスの種類は、特に限定されない。ガラス板１１は、例えば、ケイ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、硼リン酸塩系ガラス等であってもよい。ガラス板１１は、結晶性ガラスであってもよい。その場合、結晶化ガラスからなるガラス管を製造し得る。
【００３７】
成形型１０の外周面１２は、成形面を構成している。外周面１２の形状寸法は、製造しようとするガラス管の内周面の形状寸法と対応している。外周面１２の横断面形状は、円形である。外周面１２の直径は、製造しようとするガラス管の内径と実質的に同様である。
【００３８】
本実施形態では、成形型１０は、筒状の型本体１３と、離型層１４とを備える。型本体１３は、例えば、金属やセラミックスにより構成されていてもよい。型本体１３の外周面は、離型層１４により覆われている。この離型層１４により成形型１０とガラス管との離型性が高められている。離型層１４は、例えば、アルミナ繊維、ガラス繊維、カーボンファイバーなどからなる織布及び不織布等により構成することができる。
【００３９】
成形型１０は、冷却可能に構成されていることが好ましい。例えば、型本体１３の内部空間に、空気等の冷媒が供給可能であることが好ましい。本実施形態では、成形型１０を冷却しながら配置工程、後述する第１〜第３の変形工程を行う。
【００４０】
（第１の変形工程）
図２は、第１の変形工程を説明するための略図的断面図である。配置工程に続いて第１の変形工程を行う。第１の変形工程では、ガラス板１１を加熱することによりガラス板１１の自重によりガラス板１１を変形させる。その結果、ガラス板１１は、成形型１０の外周面１２の上側部分に沿った形状に変形する。変形したガラス板１１は、成形型１０の外周面１２の上側部分に沿った円弧状部１５と、円弧状部１５の一方側端部に接続された第１の平板部１６と、円弧状部１５の他方側端部に接続された第２の平板部１７とを有する。円弧状部１５は、冷却された成形型１０に接触しているため、円弧状部１５の温度は軟化点よりも低い。従って、円弧状部１５は固化した状態にある。一方、第１及び第２の平板部１６，１７は、それぞれ、成形型１０に接触していない。従って、第１及び第２の平板部１６，１７の温度は、円弧状部１５の温度よりも高い。第１及び第２の平板部１６，１７は、変形可能な温度域にある。第１及び第２の平板部１６，１７は、それぞれの自重により、鉛直方向に沿って円弧状部１５から下方に向かって延びている。
【００４１】
第１の変形工程においては、例えば、ガラス板１１を雰囲気加熱することが好ましい。ガラス板１１の全体を高い均一性で加熱することでき、ガラス板の変形が容易となる。
【００４２】
ガラス板１１の加熱温度は、ガラス板１１が自重により成形型１０の外周面１２に沿った形状に変形する程度の温度であれば特に限定されない。ガラス板１１の加熱温度は、例えば、ガラス板１１の軟化温度−１５０℃からガラス板１１の軟化温度＋５０℃の範囲内とすることができ、ガラス板１１の軟化温度−１００℃からガラス板１１の軟化温度の範囲内であることがより好ましい。ガラス板１１の加熱温度が低すぎると、ガラスが変形しにくくなる。一方、加熱温度が高すぎると、冷却された成形型１０にガラス板１１が接触しても、ガラス板１１が固化せず、後述する第２及び第３の変形工程の際に、変形が生じやすい。このため、高い形状精度のガラス管が得にくくなる。また、冷却された成形型１０にガラス板１１が接触しても、成形型１０の跡がガラス板１１に付きやすいため、高い形状精度のガラス管が得にくくなる。
【００４３】
（第２の変形工程）
図３は、第２の変形工程を説明するための略図的断面図である。次に、第２の変形工程において、第１の押圧部材２１を用いて第１の平板部１６を成形し、第２の押圧部材２２を用いて第２の平板部１７を成形する。
【００４４】
第１の押圧部材２１は、成形型１０の一方側に位置する。この第１の押圧部材２１により、ガラス板１１の一方側部分である第１の平板部１６を成形型１０の外周面１２に押圧する。具体的には、まず、第１の押圧部材２１を第１の平板部１６の上端部、又は、円弧状部１５と第１の平板部１６との境界部近傍に押し当てる。次に、第１の押圧部材２１を成形型１０側に押圧しながら成形型１０の外周面１２に沿って下方に向けて移動させる。そうすることにより、図４に示すように、第１の平板部１６の実質的に全体を成形型１０の外周面１２に沿った形状に変形させる。なお、上述のように、本実施形態では成形型１０が冷却されているため、第１の平板部１６は、成形型１０に接触した部分から冷却され固化していく。
【００４５】
第２の押圧部材２２は、成形型１０の他方側に位置する。この第２の押圧部材２２により、ガラス板１１の他方側部分である第２の平板部１７を成形型１０の外周面１２に押圧する。具体的には、まず、第２の押圧部材２２を第２の平板部１７の上端部、又は、円弧状部１５と第１の平板部１７との境界部近傍に押し当てる。次に、第２の押圧部材２２を成形型１０側に押圧しながら成形型１０の外周面１２に沿って下方に向けて移動させる。そうすることにより、図４に示すように、第２の平板部１７の実質的に全体を成形型１０の外周面１２に沿った形状に変形させる。なお、上述のように、本実施形態では成形型１０が冷却されているため、第２の平板部１７は、成形型１０に接触した部分から冷却され固化していく。
【００４６】
第１及び第２の押圧部材２１，２２に冷媒を供給するなどして、第１及び第２の押圧部材２１，２２を冷却しながら第２の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、ガラス管４０の表面に第１及び第２の押圧部材２１，２２の跡が付きにくくなり、高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００４７】
本実施形態では、ガラス板１１の成形型１０の上に位置する円弧状部１５を変位規制部材２３〜２５により押圧した状態で第２の変形工程を行う。具体的には、第２の変形工程において、円弧状部１５のうち、成形型１０の中心軸Ｃの一方側に位置する部分を第１の変位規制部材２３により押圧する。このため、第１の変位規制部材２３は、第２の押圧部材２２と略対向している。第２の変形工程において、円弧状部１５のうち、成形型１０の中心軸Ｃの他方側に位置する部分を第２の変位規制部材２４により押圧する。このため、第２の変位規制部材２４は、第１の押圧部材２１と略対向している。さらに、第２の変形工程において、円弧状部１５の中心軸Ｃの上方に位置する部分を第３の変位規制部材２５により押圧する。
【００４８】
第１及び第２の平板部１６，１７を押圧して成形する際に、ガラス板１１の既に成形された部分が成形型１０から浮いてしまう場合がある。そうすると、得られるガラス管の形状精度が低下する。本実施形態では、変位規制部材２３〜２５により円弧状部１５を押圧した状態で第２の変形工程を行う。このため、第２の変形工程において、ガラス板１１の既に成形された部分が成形型１０から離れることを抑制することができる。従って、より高い形状精度を有するガラス管４０を製造することができる。
【００４９】
第１〜第３の変位規制部材２３〜２５に冷媒を供給するなどして、第１〜第３の変位規制部材２３〜２５を冷却しながら第２の変形工程及び後述する第３の変形工程を行うことが好ましい。このようにすることにより、ガラス管４０の表面に第１〜第３の変位規制部材２３〜２５の跡が付きにくくなるため、さらに高い形状精度のガラス管を製造することができる。
【００５０】
図４及び図５に示すように、第１の押圧部材２１と第２の押圧部材２２とが互いに接触する位置にまで移動したとしても、ガラス板１１の端部３１，３２には第１及び第２の押圧部材２１，２２は接触しない。このため、第２の変形工程を行った後も、端部３１，３２は、成形型１０の外周面１２に沿った形状となっていない。端部３１，３２は、依然として平板状である。
【００５１】
なお、第１及び第２の押圧部材２１，２２、第１〜第３の変位規制部材２３〜２５の形態は、ガラス板１１を好適に押圧できるものである限り特に限定されない。第１及び第２の押圧部材２１，２２、第１〜第３の変位規制部材２３〜２５は、成形型１０の中心軸Ｃ方向の長さが、ガラス板１１よりも長いものであることが好ましい。このようにすることにより、ガラス板１１を成形型１０の中心軸Ｃ方向に亘って均一に押圧することができるため、高い形状精度のガラス管を製造することができる。第１及び第２の押圧部材２１，２２、第１〜第３の変位規制部材２３〜２５は、例えば、円柱状、円筒状等であってもよい。後述する第３の押圧部材３３も、例えば、円柱状、円筒状等であってもよい。
【００５２】
また、ここで「押圧する」とは、何れも成形型１０の中心軸Ｃと平行、且つ、成形型１０の外表面１２に対して垂直な方向に各部材を押し付けることを意味する。
【００５３】
（第３の変形工程）
図６は、第３の変形工程を説明するための略図的断面図である。図７は、図６のＶＩＩ部分の略図的断面図である。
【００５４】
次に、図６、７に示すように、対面する２つの端部３１，３２を、中心軸Ｃの下方に位置する第３の押圧部材３３により成形型１０の径方向に沿って成形型１０側に押圧する。これにより端部３１，３２のそれぞれを成形型１０の外周面１２に沿った形状に成形する。以上の工程により、図８に示すように、略円筒状に成形されたガラス板１１を得る。
【００５５】
この第３の変形工程を行うことにより、ガラス板１１の端部も高精度に成形できる。このため、高い形状精度を有するガラス管を製造することができる。
【００５６】
第３の変形工程においても、第１〜第３の変位規制部材２３〜２５により円弧状部１５を押圧する。第３の変位規制部材２５と第３の押圧部材３３とは、上下方向に対向している。
【００５７】
（接合工程）
次に、略円筒状に成形されたガラス板１１を成形型１０から取り外す。その後、対面する端部３１及び端部３２を相互に接合して接合部４４を形成する。その結果、図９に示すような略円筒状のガラス管４０を完成させることができる。端部３１と端部３２との接合は、例えば、レーザー、バーナー、ハロゲンランプ等を用いて行うことができる。なかでも、レーザーを用いて端部３１，３２を接合することが好ましい。レーザーを用いた場合は、加熱される部分の面積を小さくできるため、高い形状精度を有するガラス管４０を得やすいためである。
【００５８】
ところで、ガラス板の自重によりガラス板を変形させず、全周にわたって押圧部材を押圧しながら移動させることによりガラス管を成形することも考えられる。この場合は、図１０に示す押圧部材１２１，１２２によりガラス板１１１の成形型１１０の上に位置する部分を押圧するときに、ガラス板１１１の成形型１１０に対する位置が変化してしまう場合がある。押圧部材１２１，１２２を押圧しながら移動させることによりガラス板１１１の実質的に全体を変形させる場合に、ガラス板１１１の成形型１１０に対する位置が変化するのを防止するには、押圧部材１２１，１２２の移動範囲をガラス板１１１の成形型１１０に対する変位量に応じて調節する必要がある。しかしながら、実際上は押圧部材１２１，１２２の移動範囲を調節することは困難である。つまり、ガラス板１１１の実質的に全体を押圧部材１２１，１２２により押圧しながら移動させることは困難である。従って、高い形状精度のガラス管を得ることが困難である。また、図１０に示すようにガラス板１１１の成形型１１０に対する位置が変化した場合、ガラス板１１１の加熱温度がガラス板１１１の軟化点以上と高いため、端部１３１が、成形後に自重で下方側へ再度変形しやすくなる。この観点からも、高い形状精度のガラス管を得ることが困難である。このように、ガラス板１１１の成形型１１０に対する位置が変化してしまうと、高い形状精度を有するガラス管を製造することが困難である。
【００５９】
それに対して本実施形態では、押圧部材２１，２２を用いて成形する第２の変形工程の前に、第１の変形工程においてガラス板１１を自重により変形させる。この第１の変形工程では、ガラス板１１は成形型１０に対して変位しない。また、第１の変形工程終了後は、ガラス板１１と成形型１０とが広い面積で面接触している。このため、第２の変形工程においてもガラス板１１が成形型１０に対して変位しにくい。このように、ガラス板１１を自重により変形させる第１の変形工程を第２の変形工程に先立って行っておくことによりガラス板１１の成形型１０に対する変位を抑制することができる。その結果、高い形状精度を有するガラス管４０を製造することができる。
【００６０】
本実施形態において説明したガラス管の製造方法は、どのような寸法のガラス管の製造にも好適である。本実施形態において説明したガラス管の製造方法は、例えば、厚みが１ｍｍ以上であるガラス管、内径が５０ｍｍ以上であるガラス管のように、ダンナー法による製造が困難なガラス管の製造にも好適である。
【００６１】
図９に示すガラス管４０は、円弧状部１５から構成された横断面が略半円状である第１の部分４１と、第１の平板部１６から構成された第２の部分４２と、第２の平板部１７から構成された第３の部分４３とを有する。第２の部分４２と第３の部分４３とは、接合部４４により接合されている。第１の部分４１の外周面は、押圧部材２１，２２に接触していないため、自由表面である。一方、第２及び第３の部分４２，４３の外周面は、第１の押圧部材２１または第２の押圧部材２２に接触しているため、非自由表面である。このように、ガラス管４０の外周面は自由表面と非自由表面とを有する。このため、ガラス管４０を太陽光集光管等の光学部品として用いる場合は、ガラス管４０のうち、第１の部分４１を主として光が入射する側に配することが好ましい。ガラス管４０の外周面は、表面粗さが大きな非自由表面を含み、かつ、内周面の全体も表面粗さが大きな非自由表面であるため、ガラス管４０は優れた放熱性を有する。従って、ガラス管４０は、太陽光集光管等に好適に使用される。
【００６２】
（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態に係るガラス板の配置工程を説明するための略式的断面図である。図１２は、第２の実施形態に係る接合工程を説明するための略図的断面図である。
【００６３】
第２の実施形態では、対面する２つの端部３１，３２の接合に、接合材４５を用いる例について説明する。
【００６４】
図１１に示すように、第２の実施形態では、成形型１０の上に配するガラス板１１の２つの端部３１，３２は、ガラス板１１の他の部分よりも薄い。具体的には、ガラス板１１の両端部３１，３２の成形型１０の反対側に位置する角部に、横断面略三角形状の切欠きが設けられている。このため、端部３１，３２は、先端側に向かって先細っている。換言すれば、端部３１，３２の厚みは、先端側に向かって漸減している。切欠きの形状は特に限定されない。例えば、横断面矩形状の切欠きを設けてもよい。
【００６５】
図１２に示すように、第１及び第２の変形工程を行うと、端部３１と端部３２とが対面する。このため、端部３１の切欠きと、端部３２の切欠きとによって、溝４６が形成される。
【００６６】
接合工程において、溝４６に接合材４５を配する。接合材４５は、端部３１と端部３２とに跨がって配される。接合材４５は、端部３１と端部３２とを接合するための部材である。接合材４５は、端部３１と端部３２とを好適に接合できるものであれば特に限定されない。接合材４５は、例えば、ガラス材、セラミック材、金属材等により構成することができる。中でも、接合材４５がガラスであれば、接合材が融解しやすいため、接合が容易となる。
【００６７】
接合材４５の形状も、特に限定されない。接合材４５は、例えば、円柱状、角柱状等の柱状であってもよいし、円管状、角型管状等の管状であってもよいし、粒子状、粉体状、ペースト状等であってもよい。以下の説明においては、接合材４５として、円柱状のガラス棒を用いる例について説明する。
【００６８】
次に、接合材４５を融解させて端部３１と端部３２とを接合する。接合材４５を融解させる方法は特に限定されない。例えば、レーザー、バーナー、ハロゲンランプ等を用いて接合材４５を融解させることができる。なかでも、レーザーを用いて接合材４５を融解させることが好ましい。レーザーを用いることにより、加熱範囲を高精度に制御することができる。
【００６９】
レーザー光を接合材４５のみに照射してもよいし、接合材４５に加えてガラス板１１にレーザー光を照射してもよい。
【００７０】
以上説明したように、第２の実施形態では、端部３１と端部３２との接合に接合材４５を用いる。このため、接合部４４の厚みを大きくすることができる。よって、接合部４４の強度を向上することができる。但し、接合部４４の厚みを不所望に大きくなりすぎないようにする観点からは、端部３１，３２を、ガラス板１１の他の部分よりも薄くすることが好ましい。
【００７１】
また、端部３１，３２を、ガラス板１１の他の部分よりも薄くすることで、溝４６を形成できる。溝４６に接合材４５を配することにより、対面する２つの端部３１，３２に跨がって接合材を配することが可能となる。また、接合材４５が変位することを抑制することができるとともに対面する２つの端部３１，３２を確実に接合することができる。
【００７２】
（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係る接合工程を説明するための略図的断面図である。
【００７３】
第２の実施形態では、変形工程において、端部３１と端部３２とが接するように、ガラス板１１を変形させる例について説明したが、接合材４５を用いる場合は、図１３に示すように端部３１と端部３２とが離間するようにガラス板１１を変形させてもよい。その場合であっても、端部３１と端部３２とを好適に接合することができる。また、この場合は、融解した接合材４５が端部３１と端部３２との隙間を通過し、裏面側に至りやすい。このため、接合部４４の強度をより高くすることができる。
【００７４】
（第４の実施形態）
図１４は、第４の実施形態に係る接合工程を説明するための略図的断面図である。
【００７５】
第２及び第３の実施形態では、端部３１，３２に切欠きが設けられている例について説明した。もっとも、本発明はこれに限定されない。例えば、図１４に示すように、端部３１，３２の両方に、切欠きを設けなくてもよい。その場合は、端部３１と端部３２とが離間していることが好ましい。接合材４５が変位することを抑制することができるためである。
【符号の説明】
【００７６】
１０：成形型
１１：ガラス板
１２：外周面
１３：型本体
１４：離型層
１５：円弧状部
１６：第１の平板部
１７：第２の平板部
２１：第１の押圧部材
２２：第２の押圧部材
２３：第１の変位規制部材
２４：第２の変位規制部材
２５：第３の変位規制部材
３１，３２：端部
３３：第３の押圧部材
４０：ガラス管
４１：第１の部分
４２：第２の部分
４３：第３の部分
４４：接合部
４５：接合材
４６：溝 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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