(57)【要約】      （修正有）【課題】  失透、脈理および破損の発生が少ない棒状、あるいは中空棒状ガラスを成形する棒状ガラス成形装置ならびに成形方法を提供すること。【解決手段】  棒状ガラス成形装置は、溶融ガラスを流出する流出口２１を有した流量制御パイプと、流入口３１から引出し口３２まで略直線的に貫通する貫通孔３６を有する成形ダイス３０と、を備える。流入口３１は、流量制御パイプの流出口２１の下方に配置され、成形ダイス３０は、流入口３１に近接して設けられるカートリッジヒータ３３と、引き出し口３２に近接して設けられる冷却装置３４とを有する。この冷却装置３４は、貫通孔３６の壁部３８に近接するように周状に配置される。【選択図】        図２
2007031207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスを流出する流出口を有した流出パイプと、
流入口から引出し口まで略直線的に貫通する貫通孔を有する成形ダイスと、を備え、
前記流出パイプの流出口の下方に前記流入口を配置してなる棒状ガラス成形装置であって、
前記成形ダイスは、前記流入口に近接して設けられる加熱手段と、前記引き出し口に近接して設けられる冷却手段とを有し、
前記冷却手段は、前記貫通孔の内壁に近接するように周状に配置されることを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の棒状ガラス成形装置において、
前記流入口に流入された溶融ガラスの液面レベルの変位をレーザーによって検知するレベルセンサと、
前記引出し口の下方に設けられ、当該引出し口から引出される成形ガラスの引出し速度を制御する引出し速度制御手段と、をさらに備え、
前記レベルセンサにより検知された液面レベルの変位に基づき前記引出し速度制御手段を制御することを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の棒状ガラス成形装置において、
前記流出パイプは、前記溶融ガラスの流量を制御可能な温度調節手段を備えることを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか一つに記載の棒状ガラス成形装置において、
前記冷却手段は、前記貫通孔を形成する内壁の外方１ｍｍから３０ｍｍの範囲内に配置され、
前記冷却手段の冷媒には、液体が用いられることを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか一つに記載の棒状ガラス成形装置において、
前記貫通孔は、略円形の断面形状を有することを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれか一つに記載の棒状ガラス成形装置において、
前記流出パイプ内の略中心部に配置され、その先端部より気体を噴出可能なノズルを設けることを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項７】
請求項６に記載の棒状ガラス成形装置において、
前記ノズルは、前記流出パイプ内から前記成型ダイス内の前記貫通孔に渡る長さを有することを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の棒状ガラス成形装置において、
前記気体の噴出量は任意に変更可能であることを特徴とする棒状ガラス成形装置。
【請求項９】
溶融ガラスを流出パイプの流出口から流出する流出工程と、
前記流出した溶融ガラスを、流入口から引出し口まで略直線的に貫通する貫通孔を有する成形ダイスの流入口に流入し、ガラスを成形するガラス成形工程と、
前記引出し口から成形されたガラスを引出す引出し工程と、を含む棒状ガラス成形方法であって、
前記ガラス成形工程では、前記成形ダイスの流入口に近接した加熱手段で溶融ガラスを加熱し、前記引き出し口に近接した冷却手段で溶融ガラスを冷却してガラスを成形し、前記成形ダイスの引出し口から引出されるガラスの表面温度が、ガラスの転移温度付近になるように、前記加熱手段および前記冷却手段を制御することを特徴とする棒状ガラス成形方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の棒状ガラス成形方法であって、
前記ガラス成形工程では、前記流入口を臨む位置に設けられたレーザーによるレベルセンサにより、前記流入口に流入された溶融ガラスの液面レベルの変位を検知し、
前記引出し工程では、前記ガラス成形工程で検知された変位に基づいて前記引出し口の下方に設けられた引出し速度制御手段を制御し、前記成形されたガラスを引出すことを特徴とする棒状ガラス成形方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の棒状ガラス成形方法であって、
前記流出工程では、前記流出パイプの温度を制御して、溶融ガラスの流量を調整することを特徴とする棒状ガラス成形方法。
【請求項１２】
請求項９から１１いずれか一つに記載の棒状ガラス成形方法であって、
前記流出工程および／またはガラス成形工程において、流出パイプの流出口から流出される溶融ガラスの断面中心部に気体を噴出することにより、中空形状に成形することを特徴とする棒状ガラス成形方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の棒状ガラス成形方法であって、
前記ガラス成形工程において、前記成形ダイス内の溶融ガラスの断面中心部に気体を噴出することを特徴とする棒状ガラス成形方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の棒状ガラス成形方法であって、
前記気体の噴出量は任意に変更可能であることを特徴とする棒状ガラス成形方法。
【請求項１５】
請求項９から１４いずれか一つに記載の棒状ガラス成形方法で成形された棒状ガラス成形品。
【請求項１６】
請求項１５に記載の棒状ガラス成形品を加工してなる情報記録用ディスク。
【請求項１７】
請求項１５に記載の棒状ガラス成形品を加工してなる光学素子用予備成形体。
【請求項１８】
請求項１５に記載の棒状ガラス成形品を加工してなるガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光学素子の製造工程において、溶融ガラスを棒状、あるいは中空棒状ガラスに成形する棒状ガラス成形装置、および棒状ガラス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク駆動装置に用いる情報記録媒体用の基板として、ガラス製、あるいはガラスセラミックス製の基板が盛んに用いられるようになっている。このようなハードディスク駆動装置用のガラス基板には、その中心に孔を有する円盤状のガラスが用いられる。この円盤状のガラスは、丸棒状に成形されたガラスを所定の厚さにスライスし、このスライスされたガラスの中心に孔を成形し、さらに、研削および研磨加工を施して製作される。また、より好ましくは、スライスされたガラスの中心に孔を成形する工程を容易にし、かつ歩留まりを大きくするため、事前に孔が成形された中空丸棒ガラスが用いられる。
【０００３】
従来より、このような丸棒状のガラスを成形する装置として、次のような丸棒ガラス成形装置が知られている。丸棒ガラス成形装置は、例えば、溶融ガラスを流出する流出口を有した流出パイプと、流入口から引出し口まで略直線的に貫通する貫通孔を有する成形ダイスとを備える。また、この流出パイプの流出口の下方には、成形ダイスの流入口が配置される。
この丸棒ガラス成形装置によれば、まず、溶融ガラスが、流出パイプの流出口から成形ダイスの流入口へ流入される。流入された溶融ガラスは、成形ダイスの貫通孔を形成する内壁と接して放熱しながら、その自重により引出し口へ流される。放熱して温度が下がった溶融ガラスは、粘度が上昇し、貫通孔の内径に応じた断面寸法の丸棒ガラスに成形されながら、引出し口から降下される。以上のようにして従来の丸棒ガラス成形装置は動作し、丸棒ガラスが成形される。
【０００４】
このような従来の丸棒ガラス成形装置に対して、例えば、特許文献１に示された丸棒ガラス成形装置では、成形ダイスの貫通孔を形成する内壁を、流入口から引出し口に広がるテーパ面とし、また、引出し口付近に加熱装置をさらに設けることが開示されている。この加熱装置は、成形ダイスの流入口付近と引出し口付近との間の不均一な温度分布を解消するために設けられたものである。成形ダイスをこのように構成することによって、溶融ガラスは、成形ダイスの貫通孔を円滑に降下することができ、結果として、ばらつきが少なくかつ滑らかな丸棒ガラスを成形できる。
【０００５】
特許文献２に示された中空丸棒ガラス成形装置は、上述の従来の丸棒ガラス成形装置に対して、成形ダイスの貫通孔の中心に位置合せされた円筒状のインナーシャフトをさらに備えたことを特徴としている。また、このインナーシャフトの過熱を防ぐため、その内部には冷却水が流される。このように構成された成形ダイスに溶融ガラスを流入することにより、インナーシャフトの断面形状に応じた中空丸棒ガラスを成形できる。
【特許文献１】特開昭６０−２５１１３６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３７５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示された丸棒ガラス成形装置においては、引出し口付近に加熱装置を設けているため、溶融ガラスは、長い時間をかけて冷やされることとなり、これが、成形された丸棒ガラスの失透の原因となるおそれがあった。
また、特許文献２に示された中空丸棒ガラス成形装置においては、インナーシャフトに冷却水が流されるため、このインナーシャフトの付近を流れる溶融ガラスと、離れたところを流れる溶融ガラスとの間に温度差が発生し、これが、成形された中空丸棒ガラスの破損および脈理の原因となるおそれがあった。
【０００７】
上述のような事情のもとで、本発明は、失透、脈理および破損の発生が少ない棒状、あるいは中空棒状ガラスを成形する棒状ガラス成形装置ならびに成形方法と、この成形方法により成形された棒状ガラス成形品と、この成形品を加工して製造された情報記録用ディスクと、光学素子用予備成形体と、ガラス基板と、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の棒状ガラス成形装置は、溶融ガラスを流出する流出口を有した流出パイプと、流入口から引出し口まで略直線的に貫通する貫通孔を有する成形ダイスと、を備え、前記流出パイプの流出口の下方に前記流入口を配置してなる棒状ガラス成形装置であって、前記成形ダイスは、前記流入口に近接して設けられる加熱手段と、前記引き出し口に近接して設けられる冷却手段とを有し、前記冷却手段は、前記貫通孔の内壁に近接するように周状に配置されることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、まず、溶融ガラスを、流出パイプの流出口から成形ダイスの流入口へ流入させる。流入された溶融ガラスは、成形ダイスの貫通孔の内壁と接して放熱しながら、その自重により引出し口へ流される。その後、放熱して温度が下がった溶融ガラスを、引出し口に近接して設けられた冷却手段で、さらに冷却し、貫通孔の断面形状に応じた断面の棒状ガラスに成形させながら、引出し口から降下させる。
ここで、上述の冷却手段は、貫通孔に近接するように配置するので、溶融ガラスを、成形ダイスの貫通孔に通過させる過程で急激に冷却できる。したがって、成形された棒状ガラスの失透の発生を防ぐことができる。
【００１０】
なお、上述の近接するように、とは、失透防止に有効な急冷を達成できる程度にまで、周状の水冷手段を近づけることである。
【００１１】
本発明では、前記流入口に流入された溶融ガラスの液面レベルの変位をレーザーによって検知するレベルセンサと、前記引出し口の下方に設けられ、当該引出し口から引出される成形ガラスの引出し速度を制御する引出し速度制御手段と、をさらに備え、前記レベルセンサにより検知された液面レベルの変位に基づき前記引出し速度制御手段を制御することが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、溶融ガラスの液面レベルの、基準レベルからの変位を、レベルセンサにより測定（検知）し、この変位に対応する測定信号を、速度制御手段に送信し、この速度制御手段による引出し速度に反映させる。すなわち、液面レベルの変位が基準レベルより低下したと測定されれば、引出し速度を小に制御し、液面レベルの変位が基準レベルより上昇したと測定されれば、引出し速度を大に制御する。
したがって、成形ダイスに流し込まれた溶融ガラスの液面レベルを一定に保ちながら、連続して棒状ガラスを成形し続けることができる。すなわち、成形ダイスに供給される溶融ガラスの供給量と、成形ダイスから引出される成形ガラスの引出し量とを一定に保つことができ、断面形状が一定な棒状ガラスを、安定して成形できる。
【００１３】
本発明では、前記流出パイプは、前記溶融ガラスの流量を制御可能な温度調節手段を備えることが好ましい。
この発明によれば、溶融ガラスの、流出パイプの流出口から成形ダイスの流入口への供給量を一定に安定できる。したがって、断面形状が一定な棒状ガラスを、さらに安定して成形できる。
【００１４】
本発明では、前記冷却手段は、前記貫通孔を形成する内壁の外方１ｍｍから３０ｍｍの範囲内に配置され、前記冷却手段の冷媒には、液体が用いられることが好ましい。
この発明によれば、上述した失透防止に有効な急冷を、確実に達成できる。
【００１５】
本発明では、前記貫通孔は、略円形の断面形状を有することが好ましい。
この発明によれば、貫通孔の略円形の断面形状に応じた断面の丸棒状ガラスを成形できる。
【００１６】
本発明では、前記流出パイプ内の略中心部に配置され、その先端部より気体を噴出可能なノズルを設けることが好ましい。
【００１７】
この発明によれば、まず、溶融ガラスを、流出パイプの流出口から成形ダイスの流入口へ流入させる。流入された溶融ガラスは、成形ダイスの貫通孔の内壁と接して放熱しながら、その自重により引出し口へ流される。その後、放熱して温度が下がった溶融ガラスを、引出し口に近接して設けられた冷却手段で、さらに冷却する。また、このとき同時に、ノズルから、溶融ガラスの略中心部に、単位時間あたり所定量の気体を連続的に噴出させる。
このように、貫通孔に溶融ガラスを流しながら、ノズルから気体を噴出し、孔を成形するので、破損および脈理の少ない中空棒状ガラスを安定して成形できる。
【００１８】
なお、前記ノズルは、前記流出パイプ内から前記成型ダイス内の前記貫通孔に渡る長さを有することが好ましい。
この態様によれば、破損および脈理の少ない中空棒状ガラスを、より安定して成形できる。
【００１９】
本発明は、前記気体の噴出量は任意に変更可能であることが好ましい。
この発明によれば、ノズルから噴出させる気体の噴出量を変更することにより、中空棒状ガラスの内径の大きさを変更できる。
【００２０】
本発明の棒状ガラス成形方法（請求項９から１４）は、上述の棒状ガラス成形装置（請求項１から８）を、棒状ガラス成形方法として展開したものである。この発明によれば、上述した棒状ガラス成形装置で述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の棒状ガラス成形装置によれば、溶融ガラスを、流出パイプの流出口から成形ダイスの流入口へ流入させる。流入された溶融ガラスは、成形ダイスの貫通孔の内壁と接して放熱しながら、その自重により引出し口へ流される。その後、放熱して温度が下がった溶融ガラスを、引出し口に近接して設けられた冷却手段で、さらに冷却し、貫通孔の断面形状に応じた断面の棒状ガラスに成形させながら、引出し口から降下させる。ここで、上述の冷却手段は、貫通孔に近接するように配置するので、溶融ガラスを、成形ダイスの貫通孔に通過させる過程で急激に冷却できる。したがって、成形された棒状ガラスの失透の発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る棒状ガラス成形装置１の断面図である。
棒状ガラス成形装置１は、溶解炉１０と、流出パイプとしての流量制御パイプ２０と、成形ダイス３０と、レベルセンサ４０と、引出し速度制御手段としての複数の駆動ローラ５０と、を有する。
【００２３】
溶解炉１０は、成形ダイス３０よりも高い位置に設けられ、この溶解炉１０の底部には、下方に延びた流量制御パイプ２０が接続される。また、この溶解炉１０は高温に保持され、炉内には均質に溶融された溶融ガラスが収容される。
流量制御パイプ２０は、その一端は溶解炉１０に接続され、もう一方の端は流出口２１として鉛直下方に向けて配置される。この流出口２１の下方には、後述する成形ダイス３０の流入口３１が設置される。また、この流量制御パイプ２０は、その材質として白金を含み、パイプ自体に電流が流れるように構成されている。
【００２４】
駆動ローラ５０は、ローラと、このローラを回転駆動する駆動部から成る。各駆動ローラ５０は、後述する成形ダイス３０の引出し口３２の下方に設けられ、この引出し口３２の中心から鉛直下方に延びた軸上の各部分を、２つの駆動ローラ５０で挟み込むようにして設けられる。この駆動部は、後述するレベルセンサ４０と接続されており、レベルセンサ４０からの信号に基づいて、ローラを回転駆動制御する。また、各ローラの材質としては、熱伝導性が悪く、４００〜６００℃の丸棒に成形されたガラスと係合して滑らない材質を用いる。本発明の棒状ガラス成形装置１では、例えば、ダグタイル鋳鉄およびカーボンから成る材質を用いる。
【００２５】
レベルセンサ４０は、成形ダイス３０の流入口３１を臨む位置に配置される。このレベルセンサ４０は、レーザーなどの光学的な方法で、成形ダイス３０の流入口３１における溶融ガラスの液面レベルの、基準レベルからの変位を測定する。測定された変位に対応する信号は、上述の駆動ローラ５０の駆動部へ送信される。
【００２６】
図２は、成形ダイス３０と、流量制御パイプ２０の流出口２１との拡大断面図あり、図３は、成形ダイス３０の分解斜視図である。
【００２７】
成形ダイス３０は、中心軸に沿って略円形の断面形状を有する貫通孔３６が形成された円筒形状のダイスである。この貫通孔３６の両端は、流入口３１および引出し口３２となっている。すなわち、成形ダイス３０には、流入口３１から引出し口３２に略直線的に至る貫通孔３６が形成されている。ここで、流入口３１の内径は、流量制御パイプ２０の流出口２１の内径よりも大きく形成されている。また、貫通孔３６の内径は、流入口３１から引出し口３２に向かうに従って拡がっている。
この成形ダイス３０は、貫通孔３６の中心軸が鉛直方向になるように配置され、かつ、流入口３１が流量制御パイプ２０の流出口２１の下方に位置するように配置される。
本発明の棒状ガラス成形装置１では、成形ダイス３０の材質として、ダグタイル鋳鉄を用いるが、熱伝導率が大きく、耐熱材料であれば、ダグタイル鋳鉄以外を用いてもよい。
【００２８】
図３に示すように、成形ダイス３０の流入口３１側の端面には、貫通孔３６と平行になるように延びた複数の穴が設けられている。これら複数の穴は、貫通孔３６を形成する内壁面から所定寸法離れて設けられ、棒状のカートリッジヒータ３３が挿入される。
一方、成形ダイス３０の引出し口３２側には、円環状の凹部が形成され、これにより、突出した壁部３８が形成される。
凹部には、冷却手段としての円環状の冷却装置３４が、着脱自在に設けられる。冷却装置３４は、冷媒として液体を用いるものであり、その内部に円環状に延びる通水路が形成され、その外側面には、通水路に冷媒を流入するための冷媒流入口（図示せず）と、通水路を通った冷媒が排出される冷媒排出口（図示せず）とが設けられる。なお、本発明の棒状ガラス成形装置１では、冷媒として水を用いるが、これに限られるものではない。
以上の冷却装置３４は、通水路に冷却水を注入することで、成形ダイス３０の壁部３８の内壁面を冷却する。
本発明の棒状ガラス成形装置１では、壁部３８の厚み、つまり壁部３８の内壁面から冷却装置３４の表面までの寸法は、１０ｍｍであるが、これに限らない。壁部３８の内壁面から冷却装置３４の表面までの寸法は、１ｍｍから３０ｍｍの範囲内であれば、十分な冷却効果が得られる。
【００２９】
本実施形態の棒状ガラス成形装置１は、次のように動作する。
まず、溶解炉１０の炉内にて溶融された溶融ガラスが、溶解炉１０から流量制御パイプ２０へ、所定の流量で流下される。流下された溶融ガラスは、流量制御パイプ２０の内部を流れて、その流出口２１から、下方に配置された成形ダイス３０の流入口３１に流出される。また、流量制御パイプ２０に溶融ガラスが流れる際、この流量制御パイプ２０には所定量の電流が流され、この電流量に応じて、流量制御パイプ２０自体が発熱する。すると、流量制御パイプ２０の中を流れる溶融ガラスの温度が変化し、これに応じて溶融ガラスの粘度が変化し、溶融ガラスが流れる速度も変化する。このようにして、流量制御パイプ２０の流出口２１から、単位時間あたりに流出される溶融ガラスの量が制御される。
【００３０】
次に、成形ダイス３０の流入口３１に流入された溶融ガラスは、流入口３１に近接して設けられた複数のカートリッジヒータ３３により加熱される。加熱された溶融ガラスは、その自重により、流入口３１から貫通孔３６を下方に流れる。このとき、溶融ガラスは、貫通孔３６を形成する内壁と接して放熱する。放熱して温度が下がった溶融ガラスは、粘度が上昇し、貫通孔３６の断面形状に応じた断面を有する丸棒ガラスに成形されながら引出し口３２まで到達する。引出し口３２付近において、溶融ガラスは、引出し口３２に近接して設けられた冷却装置３４で、さらに冷却され、成形ガラスとして引出し口３２から降下される。
また、上述の工程において、溶融ガラスは、成形ダイス３０の貫通孔３６の中を、流入口３１の付近まで満たされ、この溶融ガラスの液面レベルは、レベルセンサ４０により監視される。レベルセンサ４０は、この液面レベルの変位を測定（検知）し、この変位に対応する測定信号を、駆動ローラ５０の駆動部の回転速度に反映させる。
【００３１】
次に、成形ダイス３０の引出し口３２から降下された成形ガラスは、下方に回転する駆動ローラ５０により挟み込まれ、この駆動ローラ５０の回転速度に相当する引出し速度で、下方に引出される。このとき、駆動ローラ５０の回転速度は、上述のレベルセンサ４０により測定された液面レベルの変位に応じて随時変化する。液面レベルの変位が基準レベルより低下したと測定されれば、回転速度は小に制御され、液面レベルの変位が基準レベルより上昇したと測定されれば、回転速度は大に制御される。このように、駆動ローラ５０の回転速度を制御することによって、液面レベルは、基準レベルに略一定に保たれる。
本発明の第１実施形態に係る棒状ガラス成形装置１は、以上のように動作して、丸棒ガラスを成形する。
【００３２】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る棒状ガラス成形装置１のオリフィス８０の拡大断面図である。
本実施形態では、上述した流量制御パイプ２０の流出口付近の構成が、第１実施形態と異なる。
【００３３】
図４の（ａ）は、オリフィス８０の拡大断面図であり、図４の（ｂ）は、このオリフィス８０の正面図である。
オリフィス８０は、円筒状の筒部８１と、この筒部８１の中心軸上に設けられたエアノズル８２と、このエアノズル８２を中心軸上に固定するための複数のノズル支持板８３と、接続パイプ８４と、を有する。
【００３４】
筒部８１の一端は、溶融ガラスが流出される流出口８５を成し、もう一方の端は、接続パイプ８４の一端と接続される。
接続パイプ８４は、円筒形状であり、筒部８１に接続された端部から、もう一方の端部へ、筒部８１の中心軸から離れるように屈曲して成形される。また、筒部８１の中心軸と、接続パイプ８４の屈曲した側面とは１点で交差し、この交差する点において、接続パイプ８４の内側面から外側面へ、エアノズル８２が延出できる孔が設けられる。
【００３５】
ノズル支持板８３は、３枚の支持板からなり、各支持板の一方の側面は、筒部８１の内側面に接合され、もう一方の側面は、エアノズル８２の外側面に接合され、エアノズル８２を、筒部８１の中心軸上に固定する。
エアノズル８２は、円筒形状のノズルであり、その外径は、流量制御パイプ２０の内径よりも十分に小さく成形される。また、その中心軸に沿って、通気孔が設けられ、この通気孔の一端は、図示しないエア供給部と接続され、もう一方の端（先端部）は、供給されたエアを噴出する噴出口として成形される。エアノズル８２のエア供給部と接続される側は、上述した接続パイプ８４に設けられた孔から延出して設けられる。
【００３６】
また、オリフィス８０を構成するこれらの部材は、流量制御パイプ２０と同様に、その材質として白金を含み、オリフィス８０自体に電流が流れるように構成されている。
【００３７】
図５は、成形ダイス３０と、流量制御パイプ２０に接続されたオリフィス８０との拡大断面図である。
図５に示すように、オリフィス８０の筒部８１の流出口８５は、鉛直下方に向けられ、その下方には、成形ダイス３０の流入口３１が設置される。また、エアノズル８２は、筒部８１の流出口８５から延出しており、その噴出口は、成形ダイス３０の貫通孔３６の中心軸上の略中間に配置される。
【００３８】
本実施形態の棒状ガラス成形装置１は、次のように動作する。
まず、溶解炉１０の炉内にて溶融された溶融ガラスが、溶解炉１０から流量制御パイプ２０へ、所定の流量で流下される。流下された溶融ガラスは、流量制御パイプ２０、接続パイプ８４および筒部８１の内部を流れて、その流出口８５から、下方に配置された成形ダイス３０の流入口３１へ流出される。また、この工程において、流量制御パイプ２０およびオリフィス８０には所定量の電流が流され、この電流量に応じて、流量制御パイプ２０およびオリフィス８０自体が発熱する。すると、これらの中を流れる溶融ガラスの温度が変化し、これに応じて溶融ガラスの粘度が変化し、溶融ガラスが流れる速度も変化する。このようにして、流出口８５から、単位時間あたりに流出される溶融ガラスの量が制御される。
【００３９】
次に、成形ダイス３０の流入口３１に流入された溶融ガラスは、流入口３１に近接して設けられた複数のカートリッジヒータ３３により加熱される。加熱された溶融ガラスは、その自重により、流入口３１から貫通孔３６を下方に流れる。このとき、溶融ガラスは、貫通孔３６を形成する内壁と接して放熱する。放熱して温度が下がった溶融ガラスは、粘度が上昇し、貫通孔３６の断面形状に応じた断面を有するガラスに成形されながら引出し口３２まで到達する。引出し口３２付近において、溶融ガラスは、引出し口３２に近接して設けられた冷却装置３４で、さらに冷却され、成形ガラスとして引出し口３２から降下される。また、上述のように溶融ガラスが貫通孔３６を下降する際には、エア供給部から、エアノズル８０の通気孔に、単位時間あたり所定量のエアが、連続的に供給される。このエアは、通気孔を通り、噴出口から溶融ガラスの断面中心に噴出される。
このように、貫通孔３６を流れる溶融ガラスの断面中心に、連続的にエアを噴出することにより、供給されたエアの量に応じた内径の孔が成形される。
以降、成形ガラスを引出し口３２から引出す工程は、第１実施形態の棒状ガラス成形装置１における工程と同様であるので、説明は省略する。
本実施形態に係る棒状ガラス成形装置１は、以上のように動作して、中空丸棒ガラスを成形する。
【００４０】
なお、本発明は、上述の第１および第２実施形態に係る装置に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは、本発明に含まれるものである。
例えば、特開２００５−８９２７５号公報に示すように、成形ダイスの貫通孔の中心軸を傾斜させて配置してもよい。
【００４１】
また、第１および第２実施形態において棒状ガラス成形装置は、棒状のガラスとして、丸棒形状、あるいは中空丸棒形状のガラスを成形する装置としたが、成形ダイス３０の貫通孔３６の断面形状を変形することにより、その断面に応じた棒状ガラスを成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る棒状ガラス成形装置の断面図。
【図２】前記棒状ガラス成形装置の成形ダイスと、流量制御パイプの流出口との拡大断面図。
【図３】前記棒状ガラス成形装置の成形ダイスの分解斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る棒状ガラス成形装置のオリフィスの拡大断面図、およびオリフィスの正面図。
【図５】前記棒状ガラス成形装置の成形ダイスおよび流量制御パイプに接続されたオリフィスの拡大断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１      棒状ガラス成形装置
２０    流量制御パイプ
２１    流出口
３０    成形ダイス
３１    流入口
３２    引出し口
３３    カートリッジヒータ
３４    冷却装置
３６    貫通孔
３８    壁部
４０    レベルセンサ
５０    駆動ローラ
８０    オリフィス
８２    エアノズル
【図１】
2007031207.tif 000003
【図２】
2007031207.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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