(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の成形型の多孔質部材からなる凹状成形面から気体を噴出して、ノズルの先端から流下する溶融ガラス流を非回転状態で上記凹状成形面上に浮上させて保持しつつ、表面張力により溶融ガラス流を切断して溶融ガラス塊を得、切断時に溶融ガラス塊の上面に生じる糸引き部が消失した後、溶融ガラス塊を落下させ、溶融ガラス塊を第１の成形型の下方に配置した第２の成形型の凹状成形面上に受け、その際、第２の成形型の凹状成形面に選択的に開口する細孔から気体を噴出して、溶融ガラス塊を第２の成形型の凹状成形面と非接触状態で保持しながら回転させて球状に成形しつつ冷却することを特徴とする球状ガラスプリフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形後に研削または研磨を必要とせずに、そのままレンズ等の光学素子として使用することができるガラスの高精度プレス、いわゆるモールドプレスに使用する球状ガラスプリフォームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス成形等に使用する球状のガラス体を成形する方法として、例えば、特公平７−５１４４６号公報には、流出パイプから流下する溶融ガラスを自然滴下させることによって溶融ガラス塊を落下させ、この溶融ガラス塊を成形型の凹部で受け、その際、凹部に開口する細孔から気体を吹き出し、溶融ガラス塊を凹部内面と非接触状態で回転させて球状に成形する方法が開示されている。しかし、この方法では、落下しようとする溶融ガラスの粘性が高い場合、溶融ガラス塊が流出パイプから流下する溶融ガラスと細い糸状につながった状態で落下し、溶融ガラス塊が上方の溶融ガラスから糸を引いた状態となる。この糸引き部分は溶融ガラス塊の落下により切断され、やがて溶けて溶融ガラス塊に吸収され消失するが、上記従来の方法では、流出パイプの下端から成形型までの距離が短い場合、上記糸引き部分が切断される前や、切断後、糸引き部分が吸収されて消失する前に、溶融ガラス塊が回転を始め、その際、糸引き部分が溶融ガラス塊の内部に巻き込まれて、成形して得た球状ガラス体の内部に折れ込みや、脈理等の不均質部分が生じるという欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、折れ込み、脈理、キズ、汚れ等の不良が発生しない球状ガラスプリフォームの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の球状ガラスプリフォームの製造方法の特徴は、第１の成形型の多孔質部材からなる凹状成形面から気体を噴出して、ノズルの先端から流下する溶融ガラス流を非回転状態で上記凹状成形面上に浮上させて保持しつつ、表面張力により溶融ガラス流を切断して溶融ガラス塊を得、切断時に溶融ガラス塊の上面に生じる糸引き部が消失した後、溶融ガラス塊を落下させ、この溶融ガラス塊を第１の成形型の下方に配置した第２成形型の凹状成形面上に受け、その際、第２の成形型の凹状成形面に選択的に開口する細孔から気体を噴出して、溶融ガラス塊を第２の成形型の凹状成形面と非接触状態で保持しながら回転させて球状に成形しつつ冷却するところにある。
【０００５】
本発明において、第１の成形型の凹状成形面を構成する多孔質部材は、その表面の全面にわたって多数の微細孔が開口しており、これらの微細孔から噴出するエアーまたは不活性ガス等の気体は、第１の成形型の多孔質部材からなる凹状成形面上に流下する溶融ガラス流の下面全体およびこの溶融ガラス流を切断して得た溶融ガラス塊の下面全体に当たり、溶融ガラス流および溶融ガラス塊にアンバランスな力が加わらないため、溶融ガラス流および溶融ガラス塊は、非回転状態で上記凹状成形面上に浮上して保持される。
【０００６】
一方、本発明において、第２の成形型の凹状成形面には、細孔が選択的に開口しており、この細孔から噴出するエアーまたは不活性ガス等の気体は、第１の成形型から落下し第２の成形型の凹状成形面上に非接触状態で保持される溶融ガラス塊の下面の特定の箇所に集中して当たり、溶融ガラス塊にアンバランスな力が加わるため、溶融ガラス塊は回転し、球状に成形されて、冷却される。ここで、第２の成形型の凹状成形面に選択的に開口する細孔の個数は、１個でも複数個でも良いが、溶融ガラス塊を上記凹状成形面と非接触状態で保持しながら回転させるためには、細孔の開口位置および個数は、上記凹状成形面の中心に１個開口させるか、もしくは、上記中心の近くの中心に対して対称な位置に数個開口させるように選択することが好ましく、上記凹状成形面の形状はＵ字状、ワイングラス状または漏斗状であることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる球状ガラスプリフォームの製造方法の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。
図１は、上記実施の形態の一例に使用する第１の成形型の一部断面側面図であり、図２は、上記一例の第１の成形型の上面図である。これらの図における第１の成形型１は、図示しない開閉装置を作動させることにより、中央から水平方向に二分割できる割型であり、図示しないガラス溶融槽に接続されている流出パイプ下端のノズル２の下方に配置されている。また、第１の成形型１とノズル２との間には、可視光または赤外光等の光線を発光する発光部３と光線を受光して信号を発するセンサー４とが対向して設けられている。
【０００８】
第１の成形型１の凹状成形面５は、ステンレスを焼結したポーラスメタル等の耐熱性の多孔質部材からなり、その表面および裏面には、それらの全面にわたって多数の微細孔が開口しており、気体の漏出を防止するため、上記凹状成形面５の分割面６は、その両面ともコーティングが施され、上記微細孔が塞がれている。また、凹状成形面５は、割型を閉じ合わせた状態で、全体が凹球面状をなすように形成されている。第１の成形型１を構成する二つの割型の枠体７は、ステンレス等の耐熱金属製であり、それぞれの割型の枠体７の内部には気体供給室８が設けられ、気体供給室８には、それぞれ、気体供給パイプ９が接続されている。また、それぞれの枠体７の外周には、第１の成形型１を冷却するための水冷管１０が設けられており、水冷管１０には、それぞれ、冷却水を循環させるための冷却水供給管１１および冷却水排出管１２が接続されている。上記気体供給パイプ９から気体供給室８へエアーや不活性ガス等の気体を供給すると、供給された気体は、多孔質部材内部の微細孔を通じて凹状成形面５に開口している多数の微細孔から噴出する。
【０００９】
図３は、上記実施の形態の一例に使用する第２の成形型の側断面図であり、図４は、上記一例の第２の成形型の上面図である。これらの図における第２の成形型１３は、図示しない円形の回転テーブル上の同心円上に等間隔に複数個配置されているが、図にはそれらの成形型のうちの一個のみを示す。第２の成形型１３は、ステンレス等の耐熱金属製であり、その凹状成形面１４の中心には、エアーや不活性ガス等の気体を噴出する細孔１５が開口している。
【００１０】
球状ガラスプリフォームを製造するにあたっては、まず、図５に示すように、第１の成形型１をノズル２の下方に配置し、第１の成形型１が過熱して溶融ガラスが凹状成形面５に焼き付かないように、水冷管１０内に冷却水を循環させて、第１の成形型１を冷却しておく。ついで、ノズル２の下端から溶融ガラス流１６を流下させ、第１の成形型１の凹状成形面５上で溶融ガラス流１６を受ける。その際、矢印で示すように気体供給パイプ９から気体供給室８へエアーや不活性ガス等の気体を供給し、凹状成形面５の表面に開口する多数の微細孔から気体を噴出させて、第１の成形型１内に流入する溶融ガラス流１６を非回転状態で凹状成形面５上に浮上させて保持する。ついで、図６に示すように、表面張力により溶融ガラス流１６を切断して溶融ガラス塊１７を得る。この切断の際、溶融ガラス塊１７の上面には糸引き部１８が生じる。
【００１１】
ついで、上記糸引き部１８が溶融ガラス塊１７内に溶け込んで消失すると、図７に示すとおり、発光部３から発する可視光または赤外光等の光線を矢印で示すようにセンサー４が受光して、信号を発信し、この信号により図示しない開閉装置を作動させて第１の成形型１を左右に開き、溶融ガラス塊１７を第１の成形型１の下方に配置した第２の成形型１３の凹状成形面１４上に矢印で示すように落下させる。その際、矢印で示すように気体を供給し、凹状成形面１４に開口する細孔１５から気体を噴出して、落下した溶融ガラス塊１７を凹状成形面１４と非接触状態で保持しながら回転させる。また、溶融ガラス塊１７が凹状成形面１４上に落下した後、直ちに、第２の成形型１３を載置した図示しない回転テーブルを回転させて、溶融ガラス塊１７を保持した第２の成形型１３を第１の成形型１の下方から移動させるとともに、別の空の第２の成形型を第１の成形型１の下方に配置して、次の溶融ガラス塊の落下に備える。一方、開閉装置を作動させて第１の成形型１を閉じ合わて溶融ガラス流１６の再度の流下に備える。
【００１２】
ついで、図８に示すように、細孔１５から引き続き気体を噴出させて溶融ガラス塊１７を凹状成形面１４と非接触状態で保持しながら回転させて球状に成形しつつ、溶融ガラス塊１７の表面が吸引装置等との接触により変形したり、傷ついたりしない温度になるまで冷却し、球状ガラスプリフォームを得た後、得られた球状ガラスプリフォームを図示しない吸引装置により吸引して第２の成形型１３から取り出す。
【００１３】
【実施例】
（実施例１)
ノズル２下端の内径を４．５ｍｍ、第１の成形型１の凹状成形面５の曲率半径を４．０ｍｍ、第２の成形型１３の凹状成形面１４の上端部の内径を１０．０ｍｍ、凹状成形面１４に開口する細孔１５の径を２．０ｍｍとし、ノズル２の下端部の温度を１０２５℃に調整し、第１の成形型１の左右の割型の気体供給室８に、それぞれ１．５リットル／分の空気を供給し、第２の成形型１３の細孔１５に１．０リットル／分の空気を供給して、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ−ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ系組成のクラウンガラスを溶融ガラス流１６としてノズル２から流下させ、球状ガラスプリフォームを成形した。得られた球状ガラスプリフォームの重量は４２５ｍｇ±０．３ｍｇであり、その内部に折れ込み、脈理等の不均質部分はなく、その表面にキズや汚れは見られなかった。
【００１４】
（実施例２）
ノズル２下端の内径を６．０ｍｍ、第１の成形型１の凹状成形面５の曲率半径を６．０ｍｍ、第２の成形型１３の凹状成形面１４の上端部の内径を１０．０ｍｍ、凹状成形面１４に開口する細孔１５の径を２．０ｍｍとし、ノズル２の下端部の温度を１０００℃に調整し、第１の成形型１の左右の割型の気体供給室８に、それぞれ２．０リットル／分の空気を供給し、第２の成形型１３の細孔１５に１．０リットル／分の空気を供給して、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−Ｋ2Ｏ−ＲＯ系組成のフリントガラスを溶融ガラス流１６としてノズル２から流下させ、球状ガラスプリフォームを成形した。得られた球状ガラスプリフォームの重量は５５０ｍｇ±０．３ｍｇであり、その内部に折れ込み、脈理等の不均質部分はなく、その表面にキズや汚れは見られなかった。
【００１５】
【発明の効果】
以上、述べたとおり、本発明の球状ガラスプリフォームの製造方法は、溶融ガラス流を非回転状態で第１の成形型の凹状成形面上に浮上させて保持しつつ、表面張力により溶融ガラス流を切断して溶融ガラス塊を得、切断時に溶融ガラス塊の上面に生じる糸引き部が消失した後、溶融ガラス塊を落下させ、落下した溶融ガラス塊を第２の成形型の凹状成形面と非接触状態で保持しながら回転させて球状に成形しつつ冷却する方法であるから、溶融ガラス塊が回転する際、上記糸引き部が溶融ガラス塊の内部に巻き込まれることがなく、折れ込み、脈理、キズ、汚れ等の不良がない球状ガラスプリフォームを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例に使用する第１の成形型の一部断面側面図。
【図２】上記一例の第１の成形型の上面図。
【図３】本発明の実施の形態の一例に使用する第２の成形型の側断面図。
【図４】上記一例の第２の成形型の上面図。
【図５】溶融ガラス流を非回転状態で第１の成形型の凹状成形面上に浮上させて保持している状態を示す模式図。
【図６】表面張力により溶融ガラス流を切断して溶融ガラス塊を得た状態を示す模式図。
【図７】第１の成形型から溶融ガラス塊を落下させる状態を示す模式図。
【図８】溶融ガラス塊を回転させて球状に成形する状態を示す模式図。
【符号の説明】
１      第１の成形型
２      ノズル
５      第１の成形型の凹状成形面
１３      第２の成形型
１４      第２の成形型の凹状成形面
１５      細孔
１６      溶融ガラス流
１７      溶融ガラス塊
１８      糸引き部
【図１】
0004004613.tif 000002
【図２】
0004004613.tif 000003
【図３】
0004004613.tif 000004
【図４】
0004004613.tif 000005
【図５】
0004004613.tif 000006
【図６】
0004004613.tif 000007
【図７】
0004004613.tif 000008
【図８】
0004004613.tif 000009