(57)【要約】【課題】レンズ成形用プリフォーム材等に用いられるガラス球を真球度が高く、かつ連続的、高効率に製造するための製造装置を提供すること。【解決手段】ガラス球製造装置は、外筒と内筒とからなる二重筒状体を備え、前記外筒と内筒は、同一の軸心で別個に回転可能であり、前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面には、それぞれ螺旋状の凹溝が形成され、前記外筒の凹溝と前記内筒の凹溝との間にガラス球が保持される位置関係に、前記外筒と前記内筒が配置されている。そして、前記内筒は、前記内筒の最外周面と前記外筒の最内周面との間に、ガラス球の直径の１．０倍未満の隙間間隔を有するようにして、前記外筒の内部に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス球製造装置であって、
外筒と内筒とからなる二重筒状体を備え、
前記外筒と前記内筒は、同一の軸心で別個に回転可能であり、
前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面には、それぞれ螺旋状の凹溝が形成され、
前記外筒の凹溝と前記内筒の凹溝との間にガラス球が保持される位置関係に、前記外筒と前記内筒が配置されているガラス球製造装置。
【請求項２】
前記内筒は、前記内筒の最外周面と前記外筒の最内周面との間に、ガラス球の直径の１倍未満の隙間間隔を有するようにして、前記外筒の内部に配置されている請求項１に記載のガラス球製造装置。
【請求項３】
前記内筒の前記凹溝と前記外筒の前記凹溝との間で形成される空間部は、前記内筒の前記凹溝の最深部と前記外筒の前記凹溝の最深部との間隔が、前記ガラス球が保持されて搖動可能に、ガラス球の直径の２．０倍以下１．１倍以上である請求項１または２に記載のガラス球製造装置。
【請求項４】
前記外筒の前記凹溝と前記内筒の前記凹溝とは、螺旋方向が逆方向である請求項１から３のいずれかに記載のガラス球製造装置。
【請求項５】
前記外筒及び／又は前記内筒は、加熱手段及び／又は冷却手段を備え、温度制御が可能である請求項１から４のいずれかに記載のガラス球製造装置。
【請求項６】
前記外筒及び／又は前記内筒は、少なくとも一方の前記凹溝から気体を噴出する噴出手段を備える請求項１から５のいずれかに記載のガラス球製造装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のガラス球製造装置によりガラス球を製造する方法であって、
前記二重筒状体を構成する前記外筒と前記内筒とは、互いに逆方向に回転され、
粘性率の範囲が１０２Ｐａ・Ｓ〜１０８Ｐａ・Ｓの間にあるガラス塊が、前記外筒の前記凹溝と前記内筒の前記凹溝の間に供給され、
供給された前記ガラス塊は、前記外筒の前記凹溝と前記内筒の前記凹溝の間に保持されて、前記ガラス球を経て、前記凹溝の間を回転しながら移行されて球状加工が施されるガラス球製造方法。
【請求項８】
前記内筒と前記外筒の、少なくとも一方が回転し、それらの相対的な回転速度の差が１〜１００ｒｐｍである請求項７に記載のガラス球製造方法。
【請求項９】
前記ガラス塊は、前記二重筒状体に供給され、転動を繰り返しながら、前記外筒及び前記内筒表面から噴出される気体の気流により浮遊され、前記外筒及び前記内筒に形成された前記凹溝の内面に接触することなく球状加工が施される請求項７又は８に記載のガラス球製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は球状ガラスの製造装置に関し、特に光学ガラス素子をプレス成形によって製造するのに好適な球状ガラスを溶融ガラス等から直接成形する球状ガラス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学機器やディジタルカメラだけでなく、携帯電話等にもカメラが搭載されるようになり、小型・高性能で低コストのレンズが要求されている。このようなレンズの製造方法として、従来のガラス材を研磨する方法にかわり、プリフォーム材を熱間モールドプレス成形する方法が広く行われている。これは、レンズと同じ又は近似した曲面形状を有する金型間にプリフォーム材であるガラス球を配置した後、熱間プレス成形することでレンズを製造する方法である。この場合、最終的に形成されるレンズの形状精度を高めるためには、プリフォーム材であるガラス球ができるだけ真球で、かつ内部に気泡等の欠陥のないことが望ましい。これは以下の理由による。すなわち、ガラス球の真球度が高ければ、金型に配置してプレスするときの初期状態において、ガラス球には偏った荷重が加わらないので、プレス成形により形成されるレンズの加工精度を向上できることによる。
【０００３】
このようなガラス球のプリフォーム材を製造する方法として、ガラスを研削及び研磨して真球形状とする方法がある。しかしながら、ガラスを研削及び研磨する方法では、ガラスの材料ロスが大きいだけでなく、ガラス球を製造するために多くの時間を必要とし、生産性を向上できない。そこで、これらのガラス製素子を高精度にかつ安価で大量生産する方法が検討されてきた。
【０００４】
安価で大量生産に適した球状ガラスの製造方法として、例えば、特許文献１に開示されているように、溶融ガラス流出口から流出する溶融ガラス流を、その流下の過程で、シャーカッターにより切断し、所望重量のガラス塊を得た後、これをシュータ―を介して、表面に螺旋状の溝を有する２本の対向する成形ロールの間へ搬送し、該成形ロールを回転することにより、この間に置かれた前記軟化ガラス塊を回転させて、前記成形ロールに形成した円弧状溝部を通して、球形状に成形する双ロール成形法がある。これは、前記溝の円弧面を軟化ガラス塊に転写しながら、球形状に成形し、冷却するものである。
【０００５】
ガラスを真球度の高い球にするためには、球の全表面にこの転写が行われなければならず、ガラス塊の特定の場所だけに転写されることは好ましくない。すなわちガラス塊はその表面のあらゆる場所を転写の対象とされねばならず、不規則な回転が求められる。
【０００６】
一方、両ロール間でのガラス球の回転は、不規則回転といっても、従来の構造ではその不規則の度合いが小さいので、ガラス球は同一面で転動し易く球状になり難い。
【０００７】
そこで、不規則な回転を与えて真球度の高いガラス球を効率よく製造するために、ガラス球とロールとの接触面積及び接触角度を出来るだけ複雑に変化するように、例えば、ロールの回転速度を高めたり、両ロールの回転速度を違えたりすると、溝部の上部が覆われていないため、ガラス球が飛び跳ねて溝部内から飛び出してしまい、製造することが不可能となる。このため、真球度の高いガラス球が得られ難いという不都合がある。
【０００８】
又、ロールの設置角度を急角度にするとガラス球が溝部内から飛び出し易くなるので、設置角度に制限があり、例えば、ガラスの転動する距離を長くして、真球度の高いガラス球を製造しようとすると、装置が大型化し、設置スペースが問題になるという不都合がある。
【０００９】
上記のガラス球が２本のロールに施された溝部と溝部との間の隙間から漏下して製造することが不可能であるという問題に対しては、例えば、特許文献２に開示されているように、水平又は適当な角度に保持された回転運動可能な外筒に、この外筒の内周面に所定の深さとリードの溝を有する円筒型の内筒を配置し、外筒を介して回転しながら、内筒の溝にガラス等の熱可塑性材料塊を滴下し、内周面の溝を転動させながら製造する装置がある。
【特許文献１】特開２００１−２８７９１８号公報
【特許文献２】特開昭６２−２７７１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載された装置は、ガラス等の熱可塑性材料塊を内筒の溝に滴下するので、特許文献１の様な横方向に平行に配置した２本のロールの溝部と溝部との間の隙間からガラス球が漏下するという問題はないが、やはり溝部の上部が覆われていないため、ロールの設置角度を急角度にしたり、又、真球度の高いガラス球を効率よく製造するためにロールの回転速度を速める等を行うと、ガラス球が溝部から飛び出してしまい、製造することが不可能であるという点は依然として解消されていない。そこで、双ロール成形法において、ガラス球がロールに形成された溝部から飛びでしたり、両ロールの隙間から漏下することなく、連続的に高効率で真球度の高いガラス球を製造することが求められている。
【００１１】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたもので、その目的は、レンズ成形用プリフォーム材等に用いられるガラス球を真球度が高く、かつ連続的、高効率に製造するための製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記した課題の解決のために鋭意研究した結果、設置面に対して垂直から水平までの所定の角度に保持され、内周面に螺旋状の凹溝が形成された回転運動可能な外筒と、この外筒の内部に配置され外周面に螺旋状の凹溝が形成された回転運動可能な内筒とからなる二重筒状体を備えた装置において、二重筒状体を回転し、外筒の凹溝と内筒の凹溝との間にガラス塊を供給し、凹溝間に保持し、転動させながら二重筒状体の出口に移行させていくことで、真球度の高いガラス球を連続的、高効率に製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
（１）  ガラス球製造装置であって、外筒と内筒とからなる二重筒状体を備え、前記外筒と前記内筒は、同一の軸心で別個に回転可能であり、前記外筒の内周面と、前記内筒の外周面には、それぞれ螺旋状の凹溝が形成され、前記外筒の凹溝と前記内筒の凹溝との間にガラス球が保持される位置関係に、前記外筒と前記内筒が配置されているガラス球製造装置。
【００１４】
（１）の態様によれば、ガラス球が外筒の凹溝と内筒の凹溝との間に保持されて、転動しながら出口側へと移行していくことになる。すなわち、ガラス球は、外筒の凹溝と内筒の凹溝との間に保持されているので、外筒と内筒との隙間から漏下することがないため、二重筒状体を設置面に対して垂直等の急角度で設置できる。又、真球度の高いガラス球を効率的に製造するために、外筒と内筒の回転速度を速めたり、外筒と内筒との回転速度を違えたりして、ガラス球に不規則な回転を与えて転動させても、ガラス球が外部に飛び出る虞がない。このため、真球度に高いガラス球を連続的、効率的に製造することができる。
【００１５】
（２）  前記内筒は、前記内筒の最外周面と前記外筒の最内周面との間に、ガラス球の直径の１倍未満の隙間間隔を有するようにして、前記外筒の内部に配置されている（１）に記載のガラス球製造装置。
【００１６】
（２）の態様によれば、ガラス球が前記内筒の前記凹溝と前記外筒の前記凹溝と間で形成される空間部内を転動しても、二重筒状体の外筒と内筒との隙間がガラス球の径より狭いので、該隙間からガラス球が漏下しない。このため、二重筒状体は設置面に対し垂直の角度でも設置でき、省スペース化が可能である。また、ガラス球の転動が不規則な動きであっても外部に飛び出ることはなく、真球度の高いガラス球を連続的、効率的に製造することができる。ここで、内筒の最外周面とは、内筒の最大外径を有する外周面を意味し、外筒の最内周面とは、外筒の最小内径を有する内周面を意味する。
【００１７】
（３）  前記内筒の前記凹溝と前記外筒の前記凹溝との間で形成される空間部は、前記内筒の前記凹溝の最深部と前記外筒の前記凹溝の最深部との間隔が、前記ガラス球が保持されて搖動可能に、ガラス球の直径の２．０倍以下１．１倍以上である（１）又は（２）に記載のガラス球製造装置。
【００１８】
（３）の態様によれば、ガラス球は外筒の凹溝と内筒の凹溝との間で形成される空間部に保持され、内筒及び外筒の回転によって揺動することができる。そのため、ガラス球は内筒と外筒の凹溝との間で形成される空間部内で転動されて球状に加工される。ここで、最深部とは、凹溝の底部分で最も深い部位を意味する。
【００１９】
（４）  前記外筒の前記凹溝と前記内筒の前記凹溝とは、螺旋方向が逆方向である（１）から（３）のいずれかに記載のガラス球製造装置。
【００２０】
（４）の態様によれば、外筒の凹溝と内筒の凹溝とは、螺旋方向が逆方向であるので、外筒の凹溝と内筒の前記凹溝との間に保持されたガラス球は、内筒と外筒を逆方向に回転することにより、所定の方向（出口側方向）に移行して、二重筒状体から取り出すことができる。
【００２１】
（５）  前記外筒及び／又は前記内筒は、加熱手段及び／又は冷却手段を備え、温度制御が可能である（１）から（４）のいずれかに記載のガラス球製造装置。
【００２２】
（５）の態様によれば、外筒及び／又は内筒は、加熱手段及び／又は冷却手段を備えているので、ガラス球の粘性率に合わせて外筒及び／又は内筒の温度を設定でき、真球度の高い球体とすることができる。又、高温状態の溶融ガラス塊や軟化ガラス塊が、内筒や外筒に接触して融着するのを防止できる。
【００２３】
（６）  前記外筒及び／又は前記内筒は、少なくとも一方の前記凹溝から気体を噴出する噴出手段を備える（１）から（５）のいずれかに記載のガラス球製造装置。
【００２４】
（６）の態様によれば、外筒及び／又は内筒は、少なくとも一方の凹溝から気体を噴出する噴出手段を備えているので、ガラス球が外筒と内筒との凹溝間で転動する際に、ガラス球が凹溝から噴出する気体で凹溝から離れて浮いた状態になり、外筒や内筒の表面に接触しない。このため、ガラス球の表面には接触に起因する傷等の欠陥や変形の発生が抑えられる。また、高温状態の溶融ガラス塊等は内筒や外筒に接触すると融着を起こす虞があるが、これを防止することができる。
【００２５】
（７）  （１）から（６）のいずれかに記載のガラス球製造装置によりガラス球を製造する方法であって、前記二重筒状体を構成する前記外筒と前記内筒とは、互いに逆方向に回転され、粘性率の範囲が１０２Ｐａ・Ｓ〜１０８Ｐａ・Ｓの間にあるガラス塊が、前記外筒の前記凹溝と前記内筒の前記凹溝の間に供給され、供給された前記ガラス塊は、前記外筒の前記凹溝と前記内筒の前記凹溝の間に保持されて、ガラス球を経て、前記凹溝の間を回転しながら移行されて球状加工が施されるガラス球製造方法。
【００２６】
（１）から（６）のいずれかに記載のガラス球製造装置は、真球度の高いガラス球を連続的、効率的に製造でき、また、ガラス球が外筒と内筒に形成された凹溝の間に保持され、しかも外筒と内筒の隙間間隔がガラス球の直径の１倍以下であるので、ガラス球がこの隙間から漏下することがない。このため、粘性率の範囲が１０２Ｐａ・Ｓ〜１０８Ｐａ・Ｓと広い範囲のガラス塊であっても、真球度の高いガラス球を製造することができる。また、例えば、数ｍｍφ程度以下といった径の小さなガラス球を製造することができる。ここで、ガラス塊とは、ガラス原料を溶融炉で溶融された溶融ガラス塊であるが、ガラスを加熱して軟化させた軟化ガラス塊もこれに含むものとする。
【００２７】
（８）  前記内筒と前記外筒の、少なくとも一方が回転し、それらの相対的な回転速度の差が１〜１００ｒｐｍである（７）に記載のガラス球製造方法。
【００２８】
（８）の態様によれば、外筒と内筒との回転速度が異なるので、ガラス球は一定の位置に留まって転動しているのでなく、回転速度の速い外筒又は内筒に形成されたいずれかの凹溝の螺旋方向に移行していく。又、回転速度が外筒と内筒で異なっているので、ガラス球に作用する力が外筒側と内筒側とでは異なるため、ガラス球の転動が不規則な回転となり、より一層球状に加工され、真球度が高くなる。
【００２９】
（９）  前記ガラス塊は、前記二重筒状体に供給され、転動を繰り返しながら、前記外筒及び前記内筒表面から噴出される気体の気流により浮遊され、前記外筒及び前記内筒に形成された前記凹溝の内面に接触することなく球状加工が施される（７）又は（８）に記載のガラス球製造方法。
【００３０】
（９）の態様によれば、前記二重筒状体に供給され、転動を繰り返しながら、前記外筒及び前記内筒表面から噴出される気体の気流により浮遊されるため、外筒及び内筒に形成された凹溝の内面に接触することなく球状加工が施されるので、ガラス球の表面に傷等の欠陥がなくて真球度がより高いガラス球を得ることができる。また、高温状態のガラスが内筒や外筒に融着を起こすことなくガラス球を製造できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ガラス球が二重筒状体の外筒の凹溝と内筒の凹溝との間に保持されて、外筒と内筒との隙間から漏下することがなく、又、ガラス球に不規則な回転を与えても、凹溝から飛び出すことなく外筒の凹溝と内筒の凹溝との間で転動しながら、次第に球状になり、やがて固化して出口側に移行していくことになる。このため、真球度の高く、そして径が例えば数ｍｍφ程度以下といったような小さなガラス球を連続的、効率的に製造することができる。また、二重筒状体は、設置面に対し設置角度を水平から垂直まで任意にできるので、設置場所が限定されず、省スペース化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明のガラス球製造装置について具体的に説明する。
【００３３】
本発明におけるガラス球製造装置は、外筒と内筒とからなる二重筒状体を備え、外筒と内筒は、同一の軸心で別個に回転可能であり、外筒の内周面と、内筒の外周面には、それぞれ螺旋状の凹溝が形成され、外筒の凹溝と内筒の凹溝との間に前記ガラス球が保持される位置関係に、前記外筒と内筒が配置されていることを特徴とする。
【００３４】
又、内筒は、内筒の最外周面と外筒の最内周面との間に所定の隙間間隔を有するようにして、外筒の内部に配置されていることを特徴とする。
【００３５】
以下、本発明に係るガラス球製造装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本発明の実施形態は、以下の実施形態に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲も、これに限定されるものではない。また、以下の実施形態の説明にあたって、同一の構成要件については同一の符号を付し、その説明は省略若しくは簡略化する。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態に係るガラス球製造装置の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図であり、図２は図１に示すガラス球製造装置の二重筒状体の分解斜視図である。ただし、図１は本発明のガラス球製造装置に備えている二重筒状体のみを示している。
【００３７】
本発明のガラス球製造装置は、図１及び図２に示すように、内周面に一条の凹溝３が螺旋状に形成された外筒２と、外周面に一条の凹溝５が螺旋状に形成された内筒４とから構成される二重筒状体１を備え、内筒４は、外筒２の内部に同一の軸心で別個に回転可能に配置されてなる。
【００３８】
そして、外筒２の最内周面２ａと内筒４の最外周面４ａとの間隔（隙間間隔とも称する）Ｌ１（図１、図４参照）が、ガラス球の直径の１．０倍未満である。これは、隙間間隔Ｌ１が、ガラス球の直径の１．０倍より広いと、ガラス球がこの隙間から漏下するからである。
【００３９】
又、外筒２の凹溝３と内筒４の凹溝５とで形成される空間部Ｂは、凹溝３，５の形状にもよるが、最も寸法が大きくなる凹溝３の最深部３ａと凹溝５の最深部５ａとの間隔Ｌ２（図１、図４参照）が、上限としてガラス球１１の直径の好ましくは２．０倍以下、より好ましくは１．８倍以下、最も好ましくは１．６倍以下であり、下限としては、好ましくは１．１倍以上、より好ましくは１．２倍以上、最も好ましくは１．５倍以上である。この間隔Ｌ２がガラス球１１の１．１倍より小さいと、ガラス球１０が外筒２の凹溝３と内筒４の凹溝５とで形成される空間部Ｂで充分転動することができず、真球度の高いガラス球１１が得られない虞がある。Ｌ２が２倍より大きいと、真球度が悪く、楕円状のガラス球を得易い。尚、ガラス球１１としては、直径が１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００４０】
そして、外筒２と内筒４とは、図示しないモータ等の駆動装置により、矢印ＲＲ、ＲＬで示すように、互いに逆方向に回転される。
【００４１】
又、二重筒状体１の設置角度については、特に限定されず、設置面に対して垂直から水平までの任意の角度であればよい。
【００４２】
外筒２の内周面に形成された凹溝３及び内筒４の外周面に形成された凹溝５は、断面視における形状が円弧状や楕円弧状等の滑らかに湾曲した溝で形成され、その曲率半径は上限が所望とするガラス球１１の直径の好ましくは２．０倍以下、より好ましくは１．８倍以下、最も好ましくは１．７倍以下であり、下限が好ましくは１．１倍以上、より好ましくは１．２倍以上、最も好ましくは１．３倍以上である。曲率半径が２．０倍を超えると真球度が悪くなり易く、１．１倍以下になると転動に支障をきたす場合があり、真球度が悪くなる虞がある。又、螺旋のピッチＰ（図２参照）は、後述する巻き数や、滞留時間等によって、適宜設定されるが、２〜２０ｍｍであるのが好ましい。又、二重筒状体１内にガラス球１０が滞在している時間は５秒〜１０分間程度であるのが好ましい。１０分間より長いと、二重筒状体１の長さが長くなって、設備が大型化し易いので好ましくない。尚、ここで滞在する時間とは、１０２Ｐａ・Ｓの粘度で二重筒状体１に供給されたガラス塊９が、粘度１０８Ｐａ・Ｓのガラス球１０となって出てくるまでの時間を意味する。
【００４３】
そして、外筒２の凹溝３と、内筒４の凹溝５とは、螺旋方向が互いに逆方向に形成されている。本実施形態では、外筒２の凹溝３の螺旋方向が右ねじで形成され、内筒４の凹溝５の螺旋方向が左ねじ（逆ねじ）で形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、上記の逆であってもよい。
【００４４】
ガラス塊を連続的に供給する手段としては、図３に示すような公知の装置が用いられてよい。ここでは溶融炉６内に溶融ガラス７を入れておいて、ノズル８から流出させると共に、ノズル８から垂れ下がったガラス液滴を自然落下、又は高速シャーを働かせて所定間隔で切断したりして、ガラス塊を得るのである。
【００４５】
さらに、外筒２の凹溝３及び内筒４の凹溝５は、図示していないが、加熱手段及び／又は冷却手段を備えていてもよい。これによって、外筒２及び内筒４の温度制御が可能となり、例えば、ガラス塊９が滴下される入口側では、外筒２又は内筒４との接触による融着を防ぐために温度をガラス軟化点近傍に設定する等の調整が可能となる。又、径が小さなガラス球の製造においては、所望の真球度となる前に固化するのを防止するために、加熱してガラス球が整形され球体となるまで可塑状態を保つことができる。この加熱手段や冷却手段としては、例えば、外筒２の外周を取り囲むようにして、又、内筒４の内周に沿って、加熱するための加熱コイルヒーターや冷却するための冷媒を流すパイプ等を配設することで行うことができる。
【００４６】
又、外筒２及び内筒４には、図示していないが、各々の凹溝３及び凹溝５から気体が噴出される噴出手段を備えていてもよい。これによって、ガラス塊９や固化する過程のガラス球１０は、凹溝３及び凹溝５から噴出される気体により凹溝３及び凹溝５の溝壁から離れて浮いた状態になり、外筒２や内筒４に接触しないで転動する。このため、ガラス球の表面は傷等が付き難い。また、変形も生じ難いので、真球度がより一層高くなる。
【００４７】
次に、本発明のガラス球製造装置を用いたガラス球の製造方法について説明する。図３は、ガラス球製造方法を説明する模式図であり、図４は、図３の二重筒状体１のＡ−Ａ線断面図である。
【００４８】
図３に示すように、加熱装置１２を備えた溶融炉６で溶融された溶融ガラス７は、ノズル８からガラス塊９として、外筒２の凹溝３と内筒４の凹溝５との間に滴下される。この時のガラス塊は球体でなく不定形の塊状を呈している。尚、ガラス塊をノズル８から外筒２の凹溝３と内筒４の凹溝５との間に供給する方法は、図３に示すように、滴下するガラス塊９を直接に受けるようにしてもよいが、例えば、ノズル８から滴下するガラス塊９をロート状の受け皿で捕集し、傾斜をつけたＵ字形のガイドで供給してもよい。
【００４９】
滴下されたガラス塊９は、外筒２及び内筒４の回転により、外筒２の凹溝３と内筒４の凹溝５との間を転動しながら次第に球状のガラス球１０になりながら下方に移行し、やがて固化して真球度の高い球状に成形されたガラス球１１として二重筒状体１から排出される。尚、ガラス塊９は、上記の溶融ガラス塊に限定されず、例えば、所定の大きさ又は重量の固化したガラス塊を加熱して軟化状態にしたガラス塊であってもよい。
【００５０】
供給されるガラス塊９は、粘性率の範囲が１０２Ｐａ・Ｓ〜１０８Ｐａ・Ｓの間にあるガラスであるのが好ましい。これは、ガラスの粘度が１０２Ｐａ・Ｓより小さい範囲では、ガラス塊９が柔らか過ぎるので、この状態で、ガラス塊９を回転しようとすると、ガラス塊９の表面部がだれて、凹溝３及び凹溝５の表面に接触して融着する虞があるからである。又、１０８Ｐａ・Ｓより大きいとガラス塊９が硬すぎて、転動させてもガラス塊９が所望する球形状に丸まらないからである。
【００５１】
尚、上述のように、ガラス塊９を、凹溝３及び凹溝５内で回転させ始めるときのガラスの粘度は、１０２Ｐａ・Ｓ〜１０８Ｐａ・Ｓの範囲が好ましいが、この最適値は、ガラスの種類やガラス塊の大きさを考慮して、適宜、選択される。尚、一般的には、所望するガラス球が大きい場合は、ガラスの粘度が低い状態から回転させることが好ましく、逆に、所望するガラス球が小さい場合は、ガラスの粘度がある程度大きくなってから回転させても問題ない。しかし、ガラスの粘度が１０８Ｐａ・Ｓより大きくなってからガラス塊９を回転させると、ガラス塊９が所望する球形状に丸まらない場合があるため好ましくない。
【００５２】
ガラス球製造装置の二重筒状体１の外筒２と内筒４とは逆方向に回転され、各々の回転速度は、所望とするガラス球の真球度等によって適時設定されるが、上限が好ましくは１００ｒｐｍ以下、より好ましくは８０ｒｐｍ以下、最も好ましくは６０ｒｐｍ以下であり、下限が好ましくは１ｒｐｍ以上、より好ましくは１０ｒｐｍ以上、最も好ましくは１５ｒｐｍ以上であるのがよい。回転速度が速すぎると、円筒の滞在時間が短くなり、加工不十分のまま出口に達することになり、遅すぎると生産効率が悪くなるので、この条件の中で適宜選択するのが良い。尚、外筒２と内筒４の各々は、異なった回転速度でも良く、これによって、ガラス球１０は螺旋的に回転しながら出口に移行する。また、それらの相対的な回転速度の差は上限が好ましくは１００ｒｐｍ以下、より好ましくは８０ｒｐｍ以下、最も好ましくは６０ｒｐｍ以下であり、下限が好ましくは１ｒｐｍ以上、より好ましくは５ｒｐｍ以上、最も好ましくは１０ｒｐｍ以上である。
【００５３】
尚、外筒２と内筒４との回転方向や速度は、外筒２又は内筒４に形成された凹溝３又は凹溝５の螺旋方向により適宜設定されるが、上記のように、所望とする真球度やその製造時間等の条件やガラス球１０が下方に移行して、二重筒状体１から排出されるように設定すればよい。例えば、本実施形態のように、外筒２の凹溝３の螺旋方向が右ねじで形成され、内筒４の凹溝５の螺旋方向が左ねじ（逆ねじ）で形成されたガラス球製造装置の二重筒状体１では、外筒２を右周り（矢印ＲＲの方向）、内筒を左回り（矢印ＲＬの方向）に回転させた場合、外筒２の回転数を内筒４の回転数よりも多くすること、すなわち、外筒２を内筒４より速く回転することで、ガラス球１０は下方に移行する。又、外筒２と内筒４の回転を上記とは逆とした場合には、内筒４を外筒２より速く回転することで、ガラス球１０は下方に移行する。又、真球度の高いガラス球を効率的に製造するには、回転速度を適切に選ぶ等といったように適宜設定される。
【００５４】
このようにして、径が１〜１０ｍｍ程度である真球度の高い球状に成形されたガラス球１１が製造される。
【実施例】
【００５５】
以下に本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００５６】
＜実施例１＞
図３はガラス熔解装置から球状ガラスが製造される過程を示したものである。先ず、ノズル８の先端から溶融ガラス塊９を滴下させる。
【００５７】
滴下された溶融ガラス塊９は円筒状をなすガラス製造装置１の外筒２と内筒４との隙間に向けて落下され、逆方向に各々３０ｒｐｍで回転している外筒２及び内筒４の各凹溝３，５とで形成される空間部Ｂに収納される。この内筒４と外筒２との隙間間隔は４ｍｍ、各凹溝の最深部間の間隔は８ｍｍ、凹溝の形状等楕円弧状である。
【００５８】
そして、ガラス塊９は外筒２の凹溝３と内筒４の凹溝５との間を上方から下方（出口方向）へ転動されながら球状化され、球状のガラス球１０になりながら下方に移行し、やがて固化して真球度の高い球状に成形されたガラス球１１として二重筒状体１から排出される。この球状化に要した時間（滞留時間）は２分程度であった。尚、転動されるときのガラス粘性が１０５〜１０７Ｐａ・Ｓとなるようにヒ−タ及び冷却器で温度調整した。得られたガラス球は径５ｍｍφであった。
【００５９】
＜実施例２＞
転動するときに外筒凹溝３及び内筒凹溝５からはエアーが２．０Ｌ／ｍｉｎ噴出されていて、ガラス球１０は非接触状態で転動されながら球状化されていく以外は実施例１にと同じに実施した。得られたガラス球は径５ｍｍφで、表面は滑らかであった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス球製造装置の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図２】図１に示すガラス球製造装置の二重筒状体の分解斜視図である。
【図３】ガラス球製造方法を説明する模式図である。
【図４】図３の二重筒状体のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    二重筒状体
２    外筒
２ａ  最内周面
３    凹溝（外筒の凹溝）
４    内筒
４ａ  最外周面
５    凹溝（内筒の凹溝）
６    溶融炉
７    溶融ガラス
８    ノズル
９    ガラス塊
１０  ガラス球
１１  ガラス球
１２  加熱装置
Ｂ    空間部
【図１】
2008201614.tif 000003
【図２】
2008201614.tif 000004
【図３】
2008201614.tif 000005
【図４】
2008201614.tif 000006