(57)【要約】【課題】棒状ガラス塊を少なくとも２つの成形部材間に挟み、この成形部材を相対移動させて加熱した棒状ガラス塊を転動させ、表面張力のみに頼ることなく大きな寸法の回転体を得る。【解決手段】棒状ガラス塊２を挟むように対向配置され、該棒状ガラス塊２の長手方向と略直交方向に形成された螺旋溝３ａ、４ａを有する１対のスクリュー部材３，４と、棒状ガラス塊２を加熱する不図示のヒータと、１対のスクリュー部材３，４を相対的に回転させて、加熱した棒状ガラス塊２を転動させる電動モータ５，６とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状ガラス塊を挟むように対向配置され、該棒状ガラス塊の長手方向と略直交方向に形成された溝を有する少なくとも２つの成形部材と、
前記棒状ガラス塊を加熱する加熱手段と、
前記少なくとも２つの成形部材を相対的に移動させて、加熱した前記棒状ガラス塊を転動させる駆動手段と、を備えている、
ことを特徴とするガラス回転体の製造装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの成形部材を加熱する加熱手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの成形部材は、回転軸を略平行かつ螺旋溝の位相を略１８０度ずらして対向配置された１対のスクリュー部材を有し、
前記螺旋溝は、前記棒状ガラス塊の導入始端側から徐々に溝間の山が高くなり、終端側で断面略半円状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項４】
前記１対のスクリュー部材間に、前記棒状ガラス魂を前記始端側から終端側に向けて案内するガイド部材を設けた、
ことを特徽とする請求項３に記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝を有する１対のディスク部材であり、
前記螺旋溝は、夫々のディスク部材の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で断面略半円状に形成されている、
ことを特徽とする請求項１又は２記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項６】
前記１対のディスク部材間に、該１対のディスク部材の外周側から内周側に向けて前記棒状ガラス塊が移動するのを案内するガイド部材を設けた、
ことを特徴とする請求項５記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項７】
前記１対のディスク部材は、夫々の対向面に略垂直な回転軸を有し、
該１対のディスク部材は同軸で互いに逆方向に回転する、
ことを特徴とする請求項５又は６記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの成形部材が、前記棒状ガラス塊を挟むように対向配置された押圧可能な１対の挟持部材であって、
該１対の挟持部材の少なくとも一方が他方に対し退避可能とされている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項９】
前記１対の挟持部材が、同方向に直線状に延びる複数の溝を有する第１と第２の平板部材である、
ことを特徴とする請求項８記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１０】
前記第１と第２の平板部材間に、前記棒状ガラス塊が平面内での回転を防止するガイド部材を設けた、
ことを特徴とする請求項９記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１１】
前記第１と第２の平板部材は、互いに逆方向に前記溝方向の直線運動を行う、
ことを特徴とする請求項９，１０記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１２】
前記第１と第２の平板部材は、一方が他方に対し前記溝方向の直線運動を行う、
ことを特徴とする請求項９，１０記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１３】
前記１対の挟持部材は、円周方向に複数の溝が形成された第１と第２のローラである、
ことを特徴とする請求項８記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１４】
前記第１と第２のローラは、同期して同方向に回転する、
ことを特徴とする請求項１３記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１５】
前記第１と第２のローラ間に、前記棒状ガラス塊が前記溝から離脱するのを防止するガイド部材を設けた、
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のガラス回転体の製造装置。
【請求項１６】
加熱した棒状ガラス魂を、少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、該少なくとも２つの成形部材の相対的移動により前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、
ことを特徴とするガラス回転体の製造方法。
【請求項１７】
前記少なくとも２つの成形部材は、回転軸を略平行かつ螺旋溝の位相を１８０度ずらして対向配置された１対のスクリュー部材を有し、
前記螺旋溝は、前記棒状ガラス塊の導入始端側から徐々に溝間の山が高くなり、終端側で断面略半円状に形成され、
これら１対のスクリュー部材を同方向に同期して回転させ、加熱した前記棒状ガラス塊を前記１対のスクリュー部材間に挿入することで、該棒状ガラス塊が前記１対のスクリュー部材の回転に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、
ことを特徴とする請求項１６記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項１８】
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝を有する１対のディスク部材を有し、
前記螺旋溝は、夫々のディスク部材の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で断面略半円状に形成され、
これら１対のディスク部材を同軸状に逆方向に回転させ、加熱した前記棒状ガラス塊を前記１対のディスク部材の外周側から挿入することで、該棒状ガラス塊が前記１対のディスク部材の回転に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、
ことを特徴とする請求項１６記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟持するように対向配置され、夫々の対向面に、前記棒状ガラス魂の長手方向と略直交方向に溝が形成された１対の挟持部材を有し、
該１対の挟持部材の少なくとも一方は、加熱した前記棒状ガラス魂を挟持した状態で前記溝方向に相対移動させることで、該加熱した棒状ガラス塊が前記１対の挟持部材の少なくとも一方の相対移動に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、
ことを特徴とする請求項１６記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項２０】
加熱した棒状ガラス魂を、加熱した少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、該少なくとも２つの成形部材の相対的移動により前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、
ことを特徴とするガラス回転体の製造方法。
【請求項２１】
前記少なくとも２つの成形部材は、回転軸を略平行かつ螺旋溝の位相を１８０度ずらして対向配置された１対のスクリュー部材を有し、
前記螺旋溝は、前記棒状ガラス塊の導入始端側から徐々に溝間の山が高くなり、終端側で断面略半円状に形成され、
加熱した前記１対のスクリュー部材を同方向に同期して回転させ、加熱した前記棒状ガラス塊を前記１対のスクリュー部材間に挿入することで、該棒状ガラス塊が前記１対のスクリュー部材の回転に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、
ことを特徴とする請求項２０記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項２２】
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝を有する１対のディスク部材を有し、
前記螺旋溝は、前記１対のディスク部材の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で断面略半円状に形成され、
加熱した前記１対のディスク部材を互いに逆方向に回転させ、加熱した前記棒状ガラス魂を前記１対のディスク部材の外周側から内周側に向けて送り込む、
ことを特徴とする請求項２０記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項２３】
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟持するように対向配置され、夫々の対向面に、前記棒状ガラス魂の長手方向と略直交方向に溝が形成された１対の挟持部材を有し、
加熱した前記１対の挟持部材の少なくとも一方は、加熱した前記棒状ガラス魂を挟持した状態で前記溝方向に相対移動させることで、該加熱した棒状ガラス塊が前記１対の挟持部材の少なくとも一方の相対移動に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、
ことを特徴とする請求項２０記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項２４】
棒状ガラス魂を、少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、前記棒状ガラス魂と前記少なくとも２つの成形部材をまとめて加熱し、該少なくとも２つの成形部材の相対的移動により、加熱した前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、
ことを特徴とするガラス回転体の製造方法。
【請求項２５】
棒状ガラス魂を、少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、前記棒状ガラス魂と前記少なくとも２つの成形部材をまとめて加熱し、前記棒状ガラス塊が軟化状態となった後に、前記少なくとも２つの成形部材の相対的移動により、前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、
ことを特徴とするガラス回転体の製造方法。
【請求項２６】
前記棒状ガラス塊は、粘度104〜1012ポイズとなるような温度に加熱される、
ことを特徴とする請求項１６〜２５のいずれかに記載のガラス回転体の製造方法。
【請求項２７】
棒状ガラス塊の形状が、円柱、多角柱である
ことを特徴とする請求項１６〜２５のいずれかに記載のガラス回転体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス塊を加熱軟化して転造させ、所定形状のガラス回転体を得るガラス回転体の製造方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光学機器に使用されるガラスレンズを成形手段により成形する技術が公知である。この場合、例えば、ある程度最終形状に近い光学素材を用いている。一般的には、この光学素材を作成するには、バレルや研磨等の方法で削りだす手段が用いられているが、この場合は無駄な削り代が多い。
【０００３】
一方、溶融したガラスを滴下させて成形する方法も知られている。例えば特許文献１には、体積管理されたガラス予備素材を熱間加工により自重による変形と表面張力による変形とを組み合わせて概略球体状に加工し、これを研磨加工（冷間加工）により球体に加工する技術が開示されている。また、特許文献２には、体積管理されたガラス素材を基盤上に配置し、該ガラス素材を加熱して軟化変形させ、表面張力によって球状化させる点が開示されている。更に、特許文献３には、ガラス塊を加熱、軟化させ、このガラス塊を表面張力により球状にした点が開示されている。また、特許文献４には、流出パイプから滴下させた溶融ガラス塊を成形型の凹部で受け、この凹部に開口する細孔から気体を吹き出し、この気体の吹き出しにより溶融ガラス塊を浮上保持しながら冷却させて球状にする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２２７８２８公報（第２頁、図３−図５）
【特許文献２】特開平１１−１９９２５０公報（第３頁、図１）
【特許文献３】特公平４−４３８５１公報（第３頁、図１）
【特許文献４】特公平７−５１４４６公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された技術では、ガラス塊を球状化するのに、溶融ガラス塊の表面張力にのみ頼っていたため、例えばΦ１ｍｍ程度の微小径のものしかきれいな球形状を得ることができなかった。すなわち、それよりも大きい径のものでは、自重によって形の崩れた概略球のものしか得ることができず、例えばΦ１０ｍｍ程度の径のきれいな球形状を得るのは困難であった。また、特許文献４に開示された技術では、光学素材の無駄は少ないが、ガラス材を溶融させるために大きな設備が必要であると共に、ガラス材の切り替えなどに多大な工数を要するという課題があった。このため、多品種少量生産には不向きであった。
【０００５】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、棒状ガラス塊を少なくとも２つの成形部材間に挟み、この成形部材を相対移動させて加熱した棒状ガラス塊を転動させ、表面張力のみに頼ることなく大きな寸法の回転体を得ることのできるガラス回転体の製造方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
棒状ガラス塊を挟むように対向配置され、該棒状ガラス塊の長手方向と略直交方向に形成された溝を有する少なくとも２つの成形部材と、
前記棒状ガラス塊を加熱する加熱手段と、
前記少なくとも２つの成形部材を相対的に移動させて、加熱した前記棒状ガラス塊を転動させる駆動手段と、を備えている、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のガラス回転体の製造装置において、
前記少なくとも２つの成形部材を加熱する加熱手段を備えている、ことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のガラス回転体の製造装置において、
前記少なくとも２つの成形部材は、回転軸を略平行かつ螺旋溝の位相を略１８０度ずらして対向配置された１対のスクリュー部材を有し、
前記螺旋溝は、前記棒状ガラス塊の導入始端側から徐々に溝間の山が高くなり、終端側で断面略半円状に形成されている、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のガラス回転体の製造装置において、
前記１対のスクリュー部材間に、前記棒状ガラス魂を前記始端側から終端側に向けて案内するガイド部材を設けた、ことを特徽とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１又は２記載のガラス回転体の製造装置において、
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝を有する１対のディスク部材であり、
前記螺旋溝は、夫々のディスク部材の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で断面略半円状に形成されている、ことを特徽とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項５記載のガラス回転体の製造装置において、
前記１対のディスク部材間に、該１対のディスク部材の外周側から内周側に向けて前記棒状ガラス塊が移動するのを案内するガイド部材を設けた、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明は、請求項５又は６記載のガラス回転体の製造装置において、
前記１対のディスク部材は、夫々の対向面に略垂直な回転軸を有し、
該１対のディスク部材は同軸で互いに逆方向に回転する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項１又は２記載のガラス回転体の製造装置において、
前記少なくとも２つの成形部材が、前記棒状ガラス塊を挟むように対向配置された押圧可能な１対の挟持部材であって、
該１対の挟持部材の少なくとも一方が他方に対し退避可能とされている、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項９に係る発明は、請求項８記載のガラス回転体の製造装置において、
前記１対の挟持部材が、同方向に直線状に延びる複数の溝を有する第１と第２の平板部材である、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に係る発明は、請求項９記載のガラス回転体の製造装置において、
前記第１と第２の平板部材間に、前記棒状ガラス塊が平面内での回転を防止するガイド部材を設けた、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項１１に係る発明は、請求項９，１０記載のガラス回転体の製造装置において、
前記第１と第２の平板部材は、互いに逆方向に前記溝方向の直線運動を行う、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に係る発明は、請求項９，１０記載のガラス回転体の製造装置において、
前記第１と第２の平板部材は、一方が他方に対し前記溝方向の直線運動を行う、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項１３に係る発明は、請求項８記載のガラス回転体の製造装置において、
前記１対の挟持部材は、円周方向に複数の溝が形成された第１と第２のローラである、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１４に係る発明は、請求項１３記載のガラス回転体の製造装置において、
前記第１と第２のローラは、同期して同方向に回転する、ことを特徴とする。
請求項１５に係る発明は、請求項１３又は１４に記載のガラス回転体の製造装置において、
前記第１と第２のローラ間に、前記棒状ガラス塊が前記溝から離脱するのを防止するガイド部材を設けた、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項１６に係る発明は、
加熱した棒状ガラス魂を、少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、該少なくとも２つの成形部材の相対的移動により前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項１７に係る発明は、請求項１６記載のガラス回転体の製造方法において、
前記少なくとも２つの成形部材は、回転軸を略平行かつ螺旋溝の位相を１８０度ずらして対向配置された１対のスクリュー部材を有し、
前記螺旋溝は、前記棒状ガラス塊の導入始端側から徐々に溝間の山が高くなり、終端側で断面略半円状に形成され、
これら１対のスクリュー部材を同方向に同期して回転させ、加熱した前記棒状ガラス塊を前記１対のスクリュー部材間に挿入することで、該棒状ガラス塊が前記１対のスクリュー部材の回転に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項１８に係る発明は、請求項１６記載のガラス回転体の製造方法において、
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝を有する１対のディスク部材を有し、
前記螺旋溝は、夫々のディスク部材の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で断面略半円状に形成され、
これら１対のディスク部材を同軸状に逆方向に回転させ、加熱した前記棒状ガラス塊を前記１対のディスク部材の外周側から挿入することで、該棒状ガラス塊が前記１対のディスク部材の回転に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項１９に係る発明は、請求項１６記載のガラス回転体の製造方法において、
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟持するように対向配置され、夫々の対向面に、前記棒状ガラス魂の長手方向と略直交方向に溝が形成された１対の挟持部材を有し、
該１対の挟持部材の少なくとも一方は、加熱した前記棒状ガラス魂を挟持した状態で前記溝方向に相対移動させることで、該加熱した棒状ガラス塊が前記１対の挟持部材の少なくとも一方の相対移動に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項２０に係る発明は、
加熱した棒状ガラス魂を、加熱した少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、該少なくとも２つの成形部材の相対的移動により前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項２１に係る発明は、請求項２０記載のガラス回転体の製造方法において、
前記少なくとも２つの成形部材は、回転軸を略平行かつ螺旋溝の位相を１８０度ずらして対向配置された１対のスクリュー部材を有し、
前記螺旋溝は、前記棒状ガラス塊の導入始端側から徐々に溝間の山が高くなり、終端側で断面略半円状に形成され、
加熱した前記１対のスクリュー部材を同方向に同期して回転させ、加熱した前記棒状ガラス塊を前記１対のスクリュー部材間に挿入することで、該棒状ガラス塊が前記１対のスクリュー部材の回転に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、ことを特徴とする。
【００２５】
請求項２２に係る発明は、請求項２０記載のガラス回転体の製造方法において、
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝を有する１対のディスク部材を有し、
前記螺旋溝は、前記１対のディスク部材の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で断面略半円状に形成され、
加熱した前記１対のディスク部材を互いに逆方向に回転させ、加熱した前記棒状ガラス魂を前記１対のディスク部材の外周側から内周側に向けて送り込む、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項２３に係る発明は、請求項２０記載のガラス回転体の製造方法において、
前記少なくとも２つの成形部材は、前記棒状ガラス魂を挟持するように対向配置され、夫々の対向面に、前記棒状ガラス魂の長手方向と略直交方向に溝が形成された１対の挟持部材を有し、
加熱した前記１対の挟持部材の少なくとも一方は、加熱した前記棒状ガラス魂を挟持した状態で前記溝方向に相対移動させることで、該加熱した棒状ガラス塊が前記１対の挟持部材の少なくとも一方の相対移動に伴って転動し、複数のガラス回転体に成形される、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項２４に係る発明は、
棒状ガラス魂を、少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、前記棒状ガラス魂と前記少なくとも２つの成形部材をまとめて加熱し、該少なくとも２つの成形部材の相対的移動により、加熱した前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項２５に係る発明は、
棒状ガラス魂を、少なくとも２つの成形部材に挟んだ状態で、前記棒状ガラス魂と前記少なくとも２つの成形部材をまとめて加熱し、前記棒状ガラス塊が軟化状態となった後に、前記少なくとも２つの成形部材の相対的移動により、前記棒状ガラス塊を転動させて複数のガラス回転体に成形する、ことを特徴とする。
【００２９】
請求項２６に係る発明は、請求項１６〜２５のいずれかに記載のガラス回転体の製造方法において、
前記棒状ガラス塊は、粘度104〜1012ポイズとなるような温度に加熱される、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項２７に係る発明は、請求項１６〜２５のいずれかに記載のガラス回転体の製造方法において、
棒状ガラス塊の形状が、円柱、多角柱であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、棒状ガラス塊を少なくとも２つの成形部材に挟み、この成形部材を相対移動させて加熱したガラス塊を転動させることにより、表面張力のみに頼ることなく、大きな寸法のガラス回転体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態のガラス回転体の製造装置１の外観図であり、図２は、その要部の拡大図である。
【００３３】
ガラス回転体の製造装置１は、棒状ガラス塊２を挟むように対向配置された１対の成形部材としての１対のスクリュー部材３，４と、棒状ガラス塊２を加熱する不図示の加熱手段と、１対のスクリュー部材３，４を相対的に回転させて、不図示の加熱手段により加熱した棒状ガラス塊２を転動させる駆動手段としての電動モータ５を備えている。スクリュー部材３，４は、本実施の形態では、夫々の回転軸（図示せず）で形成される平面が略水平に配置されている。このスクリュー部材３，４には、棒状ガラス塊２の長手方向と略直交方向に断面略円弧状の螺旋溝３ａ，４ａが形成されている。
【００３４】
なお、本実施の形態で、棒状ガラス塊２を用いたのは、ボール状のガラス塊に比して、安価かつ大量に生産が可能だからである。
また、図３に示すように、１対のスクリュー部材３，４は、不図示の回転軸を略平行かつ螺旋溝３ａ，４ａの位相を略１８０度ずらして対向配置されている。従って、スクリュー部材３，４の対向面側では、平面視螺旋のリード角方向に螺旋溝３ａ，４ａ同士が対向配置された状態となっている。更に、図４に示すように、螺旋溝３ａ，４ａは、棒状ガラス塊２の挿入する始端側Ａから徐々に溝間の山８、９が高くなり、終端側Ｂでこの山８、９は夫々断面略半円状に形成されている。
【００３５】
図１に示すように、スクリュー部材３，４の長手方向の一端には、夫々歯車１０、１１が固定されていて、スクリュー部材３，４は、電動モータ５の出力側に取付けられた歯車１２，１３を介して同一方向（矢印方向）に同期して駆動されるようになっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、動力伝達機構として歯車を用いた歯車伝動機構を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば摩擦車やベルト伝動機構等を用いても良い。
加熱した棒状ガラス塊２は、回転するスクリュー部材３，４の長手方向の一端の始端側Ａから、図１の矢印方向に送り込まれる。このとき、スクリュー部材３，４は、後述する理由により、ヒータ６，７にて棒状ガラス魂２の加熱温度よりも低い温度に加熱される。挿入された棒状ガラス塊２は、螺旋溝３ａ，４ａ内を転動（転がり移動）しながら始端側Ａから終端側Ｂに移動する。
【００３７】
この場合、始端側Ａから挿入された棒状ガラス塊２は、隣接する夫々の螺旋溝３ａ、４ａ間の山８、９によって所定間隔で分割溝が付されながら、略球体に近い形状の複数のガラス回転体が連接状態で終端側Ｂに向けて移動する。やがて、終端側Ｂで断面略半円状をなす山８、９によって、連接状態の複数のガラス回転体が１個のガラス回転体ごとに切断されて、多数の略球体ガラスに成形される。
【００３８】
なお、棒状ガラス塊２を、終端側Ｂの溝間の山８、９によって１個ごとに切断しないで、連接した状態のガラス回転体を得ることもできる。また、螺旋溝３ａ，４ａの形状により、得られるガラス回転体は、球状、算盤玉状、碁石状、ラグビーボール状等の異なる形状にすることができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、対向するスクリュー部材３，４間に、棒状ガラス魂２を始端側Ａから終端側Ｂに向けてガイドする上ガイド部材１４と下ガイド部材１５を設けている（図１及び図２参照）。この上下ガイド部材１４、１５により、棒状ガラス魂２がスクリュー部材３，４から離脱することなく所定形状のガラス回転体に成形することができる。
【００４０】
なお、棒状ガラス塊２の加熱手段としては、予備加熱や成形中の補助加熱として、例えば電気抵抗加熱、高周波誘導加熱、ランプヒータ、ガスバーナ等が用いられる。また、一般的な加熱炉を用いても良い。また、スクリュー部材３，４は、ヒータ６，７によって加熱されている。更に、スクリュー部材３，４の少なくとも一方は、対向面間に棒状ガラス塊２を挿入したり、棒状ガラス塊２が転造するために、スクリュー部材３，４の回転軸を接近ないし離反できる構成となっている。
【００４１】
本実施の形態において、加熱前の棒状ガラス塊２の形状としては、例えば多角柱や円柱のものが用いられる。そして、所定の加熱手段により、棒状ガラス塊２は液状となる前の温度に加熱軟化される。若しも、棒状ガラス塊２を液状になるまで加熱すると、融着してしまい、棒状ガラス塊２を転造させて球状等のガラス回転体に成形することが困難となるからである。一方、粘度が高すぎる（硬すぎる）場合は、ガラスに割れやカンを生じる。具体的には、棒状ガラス塊２の加熱は、その粘度が１０4〜１０12ポイズとなるような液状となる前の温度に加熱するのが望ましい。
【００４２】
なお、粘度が１０4ポイズは、ガラスの流動点（１０5ポイズ）よりも少し粘度が低く（軟らかく）、また、粘度が１０12ポイズは、ガラス転移点（１０13〜１０15ポイズ）よりも少し粘度が低い（軟らかい）状態である。これは、例えば棒状ガラス塊２を外部の加熱炉で加熱した状態から、成形部材（例えばスクリュー部材３，４）に供給する際に棒状ガラス塊２の温度が下がってしまうおそれがあるため、その分を見越して加熱するからである。更に、実際に成形する際は、ガラスの流動点からガラス転移点の範囲の粘度で成形するのが望ましい。
【００４３】
また、ガラスの粘度が１０4ポイズというのは、ガラスの流動点よりも粘度が低い値であるが、溶融状態のガラスの粘度１０1〜１０3ポイズよりは高い粘度であり、従って、ガラスの溶融状態とは明確に区別される。
【００４４】
更に、成形中の成形部材（例えばスクリュー部材３，４）の温度は、棒状ガラス塊２の加熱温度よりも低いことが好ましい。一方、成形部材の温度が、棒状ガラス塊２の加熱温度よりも高い場合は、棒状ガラス塊２と成形部材の間に固着等が発生するおそれがある。また、本実施形態では、軟化した棒状ガラス塊２を冷却し、固まらせながら成形する点に特徴を有することから、成形部材の温度は棒状ガラス塊２の加熱温度よりも低いことが好ましい。また、成形中に、棒状ガラス塊２の温度はガラス転移点よりも高いことが必要と思われる。
【００４５】
以上説明した棒状ガラス塊２の形状、棒状ガラス塊２の加熱条件、及び成形部材の温度に関する条件は、後述する実施形態の全てにおいて適用される共通の概念である。
また、加熱については、棒状ガラス塊２のみを加熱しても良いし、また、棒状ガラス塊２とスクリュー部材３，４を別々に加熱しても良いし、更に、棒状ガラス塊２とスクリュー部材３，４をまとめて加熱しても良い。更にまた、棒状ガラス塊２とスクリュー部材３，４をまとめて加熱し、棒状ガラス塊２が軟化して適正な粘度（粘度104〜1012ポイズ）になってから成形を開始しても良い。このように、棒状ガラス塊２が軟化してから成形を開始することで、棒状ガラス塊２に割れ等のないガラス回転体を得ることができ、また、軟化する前に成形を開始することで、成形作業時間の短縮化を図ることができる。
【００４６】
また、スクリュー部材３，４は、ヒータ６，７等により単独で加熱したり、或いは棒状ガラス塊２と共に加熱する場合もあるし、棒状ガラス塊２のみ加熱してスクリュー部材３，４は加熱しない場合もある。
【００４７】
本実施の形態によれば、表面張力のみに頼ることなく、例えば比較的大径の球状のガラス回転体（例えば径５ｍｍ以上）を成形することができる。
（第２の実施の形態）
図５は、本実施形態のガラス回転体の製造装置２１の外観図である。この製造装置２１は、棒状ガラス魂２を挟むように対向配置され、夫々の対向面に線対称関係に設けられた螺旋溝２２ａ，２３ａを有する１対のディスク部材（１対の成形部材）２２，２３を有している。この螺旋溝２２ａ，２３ａは、断面が略半円状に形成されている。なお、線対称関係とは、鏡に映る像の関係（鏡像関係）をいい、１対のディスク部材２２，２３の対向する平面の中間平面上でディスクの中心を通る任意の直線に関して、対称をなす螺旋溝２２ａ，２３ａの像をいう。また、ディスク部材２２，２３の中央部には、円形の開口（穴）２４，２５が設けられている。このディスク部材２２，２３は、不図示の同軸状の回転軸を中心として夫々矢印方向に逆回転する。
【００４８】
前記螺旋溝２２ａ，２３ａは、夫々のディスク部材２２，２３の外周側から内周側に向けて徐々に溝間の山が高くなり、内周端で溝螺旋溝２２ａ，２３ａの断面が略半円状に形成されている。このディスク部材２２，２３を、所定間隔で対面配置した状態で、両方のディスク部材２２，２３を相反する方向に回転させることにより、棒状ガラス塊２が転動されてガラス回転体に成形される。
【００４９】
すなわち、加熱軟化した棒状ガラス塊２を、図５の外周側から矢印方向に送り込みながら、ディスク部材２２，２３を互いに逆方向に回転させることで、棒状ガラス塊２は転動されながらディスク中心方向に進み、略球体のガラス回転体に成形される。また、少なくとも下側のディスク部材２３の中心部には、開口２５が設けられているので、成形されたガラス回転体を順次そこから取り出すことができる。
【００５０】
このとき、ディスク部材２２，２３間に、該ディスク部材２２，２３の外周側から内周側に向けて棒状ガラス塊２が移動するのを案内するガイド部材２６を設けることで、安定した成形を行うことができる。しかし、この場合は、螺旋溝２２ａ，２３ａ間の溝山による切断ができなくなる。そこで、ディスクの中心側に棒状の割断部材２７を上下方向に配置し、ディスク部材２２，２３の内周側に連接されたガラス回転体が送られてきたときに、略球状の個々のガラス回転体ごとに割断部材２７を矢印方向に移動させて押圧すれば、１個ごとのガラス回転体に分割することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、棒状ガラス塊２として丸棒を想定しているが、これ以外にも、例えば多角柱でも成形することができる。また、加熱については、棒状ガラス塊２のみを加熱しても良いし、また、棒状ガラス塊２とディスク部材２２，２３を別々に加熱しても良いし、更に、棒状ガラス塊２とディスク部材２２，２３をまとめて加熱しても良い。更にまた、棒状ガラス塊２とディスク部材２２，２３をまとめて加熱し、棒状ガラス塊２が軟化して適正な粘度（粘度104〜1012ポイズ）になってから成形を開始しても良い。
【００５２】
また、ディスク部材２２，２３は、ヒータ６，７等により単独で加熱したり、或いは棒状ガラス塊２と共に加熱する場合もあるし、棒状ガラス塊２のみ加熱してディスク部材２２，２３は加熱しない場合もある。
【００５３】
また、成形中は、補助加熱として電気抵抗加熱、高周波誘導加熱、ランプヒータ、ガスバーナ等で加熱しながら行う。螺旋溝２２ａ，２３ａの形状により、得られるガラス回転体は、球状、算盤玉状、碁石状、ラグビーボール状等の異なる形状に成形することができる。
【００５４】
なお、ディスク部材２２，２３の少なくとも一方は、ディスク間に棒状ガラス塊２を挿入したり、棒状ガラス塊２が転動するために、不図示の回転軸の軸方向に退避ないし移動できる構成となっている。
（第３の実施の形態）
図６は、本実施形態のガラス回転体の製造装置３１の外観図であり、図７は、その要部拡大図である。
【００５５】
この製造装置３１は、棒状ガラス塊２を挟むように対向配置された１対の挟持部材３２，３３を有している。この１対の挟持部材３２，３３は、平板状の金型からなり、直線状に延びる複数の溝３４，３５が夫々形成されている。これらの溝３４，３５は、断面が略半円状をなしている。この１対の挟持部材３２，３３は、一方が他方に対し逆方向に直線運動が可能となっている。本実施形態では、上方側の挟持部材３２が下方側の挟持部材３３に対し、前記溝３４，３５方向（Ｘ−Ｘ方向）に移動可能となっている。但し、一方が停止した状態で、他方が前記溝３４，３５方向に直線運動を行うようにしても良い。
【００５６】
このような１対の挟持部材３２，３３の間に、加熱軟化した棒状ガラス塊２を挟み込み、１対の挟持部材３２，３３を退避駆動機構３８によって所定圧で加圧しながら、電動モータ３９によりＸ−Ｘ方向に相対移動させる。本実施形態では、電動モータ３９の駆動力は、ラックとピニオンにより一方の挟持部材３２に伝達されて、該一方の挟持部材３２がＸ−Ｘ方向に直線運動する。
【００５７】
こうして、溝３４，３５と略直交方向に配置された棒状ガラス塊２を転動させながら、略球体のガラス回転体に転造することができる。なお、１対の挟持部材３２，３３は、棒状ガラス塊２の加熱温度よりも低い温度でヒータ３６，３７により加熱されて成形が行われる。また、この１対の挟持部材３２，３３の一方（上方側の挟持部材３２）は、退避駆動機構３８により、他方の挟持部材３３に対し、図６の上下方向（Ｚ―Ｚ方向）に退避可能に構成されている。
【００５８】
更に、図示しないが、１対の挟持部材３２，３３間に、棒状ガラス塊２が溝３４，３５方向に移動するのを防止するガイド部材を設ければ、安定した成形ができる。この場合は、成形された棒状ガラス塊２に対し溝間の山による切断ができなくなるので、略球状のガラス回転体が繋がった状態で成形される。
【００５９】
また、加熱については、棒状ガラス塊２のみを加熱しても良いし、また、棒状ガラス塊２と挟持部材３２，３３を別々に加熱しても良いし、更に、棒状ガラス塊２と挟持部材３２，３３をまとめて加熱しても良い。更にまた、棒状ガラス塊２と挟持部材３２，３３をまとめて加熱し、棒状ガラス塊２が軟化して適正な粘度（粘度104〜1012ポイズ）になってから成形を開始しても良い。
【００６０】
また、挟持部材３２，３３は、ヒータ６，７等により単独で加熱したり、或いは棒状ガラス塊２と共に加熱する場合もあるし、棒状ガラス塊２のみ加熱して挟持部材３２，３３は加熱しない場合もある。
【００６１】
また、棒状ガラス塊２の予備加熱、成形中の補助加熱は、電気抵抗加熱、高周波誘導加熱、ランプヒータ、ガスバーナ等で加熱しながら行う。但し、加熱は、１対の挟持部材３２，３３間に棒状ガラス塊２を挟んでから、この棒状ガラス塊２と１対の挟持部材３２，３３を一緒に加熱しても構わないし、挟む前に別々に加熱しても良い。なお、本実施の形態では、棒状ガラス塊２として丸棒を想定しているが、これ以外にも、例えば多角柱のものでも成形することができる。また、得られるガラス回転体は、溝３４，３５の形状により、球状、算盤玉状、碁石状、ラグビーボール状等の異なる形状に成形することができる。
（第４の実施の形態）
図８は、本実施形態のガラス回転体の製造装置４１の外観図であり、図９は、その要部拡大図である。
【００６２】
この製造装置４１は、円周方向に複数の溝４４が形成された第１のローラ４２を支持する第１の支持枠５０と、円周方向に複数の溝４５が形成された第２のローラ４３を支持する第２の支持枠５１とが、上下に対向配置されている。前記溝４４、４５は、断面が略円弧状又は半円状に形成されている。そして、第１と第２のローラ４２，４３間に、加熱した棒状ガラス塊２を挟み、第１と第２のローラ４２，４３を同方向（図９の矢印方向）に回転させることで、該棒状ガラス塊２が転造される。
【００６３】
すなわち、第１と第２のローラ４２，４３の軸方向の一端側には、ギヤ４８，４９が固定されていて、これらのギヤ４８，４９に、中間ギヤを介して電動モータ４６，４７の出力ギヤが連結されている。この電動モータ４６，４７により、第１と第２のローラ４２，４３は同方向（図９の矢印方向）に同期して回転させられる。
【００６４】
なお、図示しないが、この第１と第２のローラ４２，４３間に挟まれた棒状ガラス塊２が、前記溝４４，４５から離脱するのを防止するためにガイド部材が設けられている。また、棒状ガラス塊２の側方には、加熱軟化した棒状ガラス塊２が成形中に冷却しないように、該棒状ガラス塊２を所定温度に保持するヒータ５３が設けられている。
【００６５】
成形時には、溝４４、４５が形成された第１と第２のローラ４２，４３の間に、加熱した棒状ガラス塊２を挟み、該ローラ４２，４３を加圧しながら図９の矢印方向に回転させることで、棒状ガラス塊２を転動させながら略球体に転造することができる。
【００６６】
この場合、第１と第２のローラ４２，４３間の隙間や溝４４、４５の形状を変化させることで、溝４４、４５間の山５４，５５により棒状ガラス塊２を個別に切断しないで、つながったガラス回転体を得ることもできる。
【００６７】
また、第１の支持枠５０は、退避駆動機構５２により上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配置されている。この退避駆動機構５２により、第１のローラ４２は、第２のローラ４３を所定圧で加圧し、また、第２のローラ４３に対し退避可能に構成されている。
【００６８】
本実施形態において、棒状ガラス塊２の予備加熱、成形中の補助加熱は、電気抵抗加熱、高周波誘導加熱、ランプヒータ、ガスバーナ等で加熱しながら行う。また、加熱については、棒状ガラス塊２のみを加熱しても良いし、棒状ガラス塊２とローラ４２，４３を別々に加熱しても良い。更に、棒状ガラス塊２とローラ４２，４３をまとめて加熱しても良い。更にまた、棒状ガラス塊２とローラ４２，４３をまとめて加熱し、棒状ガラス塊２が軟化して適正な粘度になってから成形を開始しても良い。
【００６９】
また、ローラ４２，４３は、ヒータ６，７等により単独で加熱したり、或いは棒状ガラス塊２と共に加熱する場合もあるし、棒状ガラス塊２のみ加熱してローラ４２，４３は加熱しない場合もある。また、加熱は、ローラ４２，４３間に棒状ガラス塊２を挟んでから該棒状ガラス塊２とローラ４２，４３を一緒に加熱しても構わない。
【００７０】
なお、本実施の形態では、棒状ガラス塊２として丸棒を想定しているが、これ以外にも、例えば多角柱であっても成形することができる。また、溝３４，３５の形状を変えることで、得られるガラス回転体は、球状、算盤玉状、碁石状、ラグビーボール状等の異なる形状に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態におけるガラス回転体の製造装置の外観図である。
【図２】同上の要部の拡大図である。
【図３】１対のスクリュー部材間に棒状ガラス塊を配置した状態の平面図である。
【図４】１対のスクリュー部材の平面図である。
【図５】本実施形態におけるガラス回転体の製造装置の外観図である。
【図６】２つのローラ対のうち、一方のローラ対の長さを短くした実施形態を示す図である。
【図７】同上の要部外観図である。
【図８】１対のスクリュー部材を成形部材とした場合の成形部の外観斜視図である。
【図９】同上の要部外観図である。
【符号の説明】
【００７２】
１      ガラス回転体の製造装置
２      棒状ガラス塊
３      スクリュー部材
３ａ    螺旋溝
４      スクリュー部材
４ａ    螺旋溝
５      電動モータ
６      ヒータ
７      ヒータ
８      溝間の山
９      溝間の山
１４    上ガイド部材
１５    下ガイド部材
２１    ガラス回転体の製造装置
２２    ディスク部材
２２ａ  螺旋溝
２３    ディスク部材
２３ａ  螺旋溝
２６    ガイド部材
２７    割断部材
３１    ガラス回転体の製造装置
３２    挟持部材
３３    挟持部材
３４    溝
３５    溝
３６    ヒータ
３７    ヒータ
３８    退避駆動機構
３９    電動モータ
４１    ガラス回転体の製造装置
４２    第１のローラ
４３    第２のローラ
４４    溝
４５    溝
４６    電動モータ
４７    電動モータ
５２    退避駆動機構
５３    ヒータ
５４    溝間の山
５５    溝間の山
【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】
2007106637.tif 000008
【図７】
2007106637.tif 000009
【図８】
2007106637.tif 000010
【図９】
2007106637.tif 000011