(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の下端から成形パイプを介して連続的に流下する溶融ガラス流を切断してガラス塊を得る方法において、溶融ガラス流を挟むように水平に対向配置された一対の切断刃を溶融ガラス流に接触し始める時の交叉角度を３°〜３０°の範囲内として溶融ガラス流の片側のみにおいて交叉させて溶融ガラス流を切断することを特徴とする溶融ガラス流の切断方法。
【請求項２】
ガラス溶融炉の下端から成形パイプを介して連続的に流下する溶融ガラス流を切断する装置であって、一端部がフレームに枢着された一対の切断刃保持アームと、これらアームの各々の他端部に固定され溶融ガラス流を挾むようにして水平に対向配置された一対の切断刃と、該切断刃保持アームにそれぞれ連結され該切断刃保持アームを互いに反対方向に回転駆動する切断刃保持アーム駆動機構とを備え、該一対の切断刃は溶融ガラス流に接触し始める時の交叉角度を３°〜３０°の範囲内として溶融ガラス流の片側のみにおいて交叉することにより溶融ガラス流を切断するような形状を有することを特徴とする溶融ガラス流の切断装置。
【請求項３】
該切断刃の交叉角度を３°〜３０°の範囲内で調節する機構をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の溶融ガラス流の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス溶融炉の下端から連続的に流下する溶融ガラス流を切断してガラス塊を得る方法および装置、特に光学ガラスまたは磁気ディスク用結晶化ガラス等を成形するのに好適なガラス塊を得るための溶融ガラス流の切断方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続的に流下するガラス流を切断する方法としては、２枚の切断刃を支点を中心にお互いに交叉させることによりガラス流を切断する方法がある。しかし、この方法では口径が太く、粘性が高いガラス流また逆に粘性が極めて低いガラス流を切断するには切断効率が悪く万能な切断方法とはいえない。特公昭４１−１８５１４号公報における方法は２枚の切断刃を支点を中心にピストンのストロ−ク運動による２枚の刃のペンチ状閉鎖作動によってガラス流を切断する方法である。特開昭５０−５８１１１号公報、特開昭５４−１４２２２３号公報における方法は溶融ガラス流の両側から水平に設けられた刃先がＶ字型をした一対の切断刃によって溶融ガラス流を両側から前進交叉させることにより切断する方法である。
【０００３】
これらの方法は溶融ガラス流の切断方法として広く利用されているが、ガラス塊の表面に生じた切断痕すなわちシャ−マ−クの深さが深く、また、絞り込まれた刃先の僅かな隙間に溶融ガラスが挟みこまれ切断面に亀裂すなわちカンが発生することが多い。特公昭５２−１９２０９号公報の方法は上記切断方法を改良したものであり、２枚のＶ字型刃はそれらの回転半径を異にして、回転軌道を互いにずらした状態で刃先をかみ合わせる工夫がなされている。しかし、この方法によると、シャーマークの深さは小さくすることができるが、２枚の切断刃が左右からガラス流を絞り込みむ際にガラスは圧縮剪断されるのでガラスは欠けやすく切断面に微細なカンが発生しやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の溶融ガラス流の切断方法および装置は、理化学用器具、ガラス食器、ビンガラス等の成形のために広く利用されているが、上記の欠点を有するため光学ガラスまたは磁気ディスク用結晶化ガラス等の溶融ガラス流の切断方法として適しているとはいえない。上記従来の方法で光学ガラスのガラス流を切断した際、ガラス表面に生じたシャ−マ−クの深さは、通常０．３〜０．６ｍｍ程度であるが、これはプレス工程を経てその後の研削工程によって除去することができるが、近年、研削研磨工程の簡略化からシャ−マ−クの深さはできるかぎり浅いことが要望されている。このことは研削研磨後の製品の厚みが極めて薄いもの、例えば磁気ディスク用結晶化ガラス基板材（標準製品厚みで０．６５ｍｍ）のような場合にはさらにこのシャ−マ−クは浅いことが望ましい。
【０００５】
さらに、光学レンズのプレス工程においては、プレス品の真円度および平坦度を向上させる必要から切断刃によって切断されたガラス塊はプレス用金型の中心部に載置される必要があるが、このためには、ガラス塊は切断刃によって切断されてもガラス流の中心線からずれないで金型の中心点に落下する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記従来のガラス流の切断方法にみられるシャ−マ−クの深さをできるかぎり浅く、望ましくは０．３ｍｍ以下にし、かつ、切断面にカンの発生がなく、光学ガラスのような広い粘性範囲のガラスにも対応できる溶融ガラス流の切断方法および装置を提供するものである。
【０００７】
【発明を解決するための手段】
本発明者等は、前記従来のガラス流の切断方法および装置にみられる諸欠点を解消すべく鋭意試験研究の結果、前記従来の方法の何れの方法によっても、ガラス流を絞り込むように圧縮剪断した場合にはシャ−マ−クが深く入り、またはシャ−マ−クが深く入らない場合でも切断面に微細なカンが発生しやすいが、２枚の切断刃を溶融ガラス流の片側のみにおいて特に限定された範囲内の角度でもって交叉させながらガラス流を切断する場合には切断面にカンは発生せず、かつ、シャ−マ−クの深さも極めて浅いことを発見し本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ガラス溶融炉の下端から成形パイプを介して連続的に流下する溶融ガラス流を切断してガラス塊を得る方法において、溶融ガラス流を挟むように水平に対向配置された一対の切断刃を溶融ガラス流に接触し始める時の交叉角度を３°〜３０°の範囲内として溶融ガラス流の片側のみにおいて交叉させて溶融ガラス流を切断することを特徴としている。
【０００９】
本発明が対象としている光学ガラスまたは磁気ディスク用結晶化ガラス等を所定の形状に成形するためには、連続式ガラス溶融炉にて溶融、清澄、均質化された溶融ガラスをガラス溶融炉の下端から白金または白金合金製の成形パイプを介して流下させ、所定の形状と精密な重量を有するガラス塊に各々切断する必要があるが、その際にガラス塊の表面に残る切断痕すなわちシャ−マ−クの深さはできる限り浅く、真円度と平坦度が良好で、かつ、極めて薄いプレス品を得る場合には、切断後のガラス塊の形状はできる限り真円に近く、かつ金型の中心部に載置される必要がある。本発明の方法によれば、２枚の切断刃を溶融ガラス流の片側のみにおいて３°〜３０°の範囲内の角度でもって互いに交叉させながらガラス流を切断することによりガラス流の圧縮剪断が起らず、このためシャ−マ−クの深さが０．３ｍｍ以下になり、かつ、ガラス塊は切断によってもガラス流の中心線からずれることなく金型の中心部に載置される。
【００１０】
一対の切断刃が溶融ガラス流に接触し始める時の交叉角度は３°〜３０°の範囲内とすることが重要である。
【００１１】
一対の切断刃の交叉角度が３°以下の場合、すなわち一対の切断刃が平行に近くなるに従いシャ−マ−クに微細なカンが発生しやすくなり、また、一対の切断刃の交叉角度が３０°を超えるとガラス流が切断刃から逃げやすくなり切断効率が悪く、かつ、切断されたガラス塊が金型の中心部に載置できなくなる。この交叉角度はガラス流の粘性に応じて最適の値に設定する。
【００１２】
請求項１記載の方法を実施するための請求項２に記載の発明は、ガラス溶融炉の下端から成形パイプを介して連続的に流下する溶融ガラス流を切断する装置であって、一端部がフレームに枢着された一対の切断刃保持アームと、これらアームの各々の他端部に固定され溶融ガラス流を挾むようにして水平に対向配置された一対の切断刃と、該切断刃保持アームにそれぞれ連結され該切断刃保持アームを互いに反対方向に回転駆動する切断刃保持アーム駆動機構とを備え、該一対の切断刃は溶融ガラス流に接触し始める時の交叉角度を３°〜３０°の範囲内として溶融ガラス流の片側のみにおいて交叉することにより溶融ガラス流を切断するような形状を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、該切断刃の交叉角度を３°〜３０°の範囲内で調節する機構をさらに備えていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図１は本発明に係わる溶融ガラス流の切断方法を示す概略側断面図である。
【００１５】
図１は、成形パイプ先端のオリフィス１から流下する溶融ガラス流２を切断する左右２枚の切断刃３、３′を示す図である。成形パイプの上端は図示してないガラス溶融炉の下端の溶融ガラス流出口に接続されている。
１１、１１′は切断刃を冷却するための気体または気体と液体の混合物を噴射するノズルである。１２はプレス成形用金型である。
【００１６】
切断刃は高温度の溶融ガラスを直接切断することにより溶融ガラスと融着を起こし、その後の切断を不可能にする。このことから、何らかの方法により切断刃を冷却する必要がある。切断刃を冷却する方法としては切断刃の内部にア−ムを兼ねる冷却管を設ける方法等もあるが、本実施形態の方法は、直接切断刃に気体または気体と液体の混合物をノズル１１、１１′から噴射する効率的な方法である。
【００１７】
なお、気体または気体と液体の混合物を噴射する時期は切断刃が開いた状態ならばいつでも差し支えないが、切断刃の開閉と連動させて行うことが必要である。
【００１８】
また、切断刃を過度に冷却するとガラスの切断面にカンが発生する恐れがあるため、気体と液体との混合割合を調整することが肝要である。
【００１９】
図２、図３および図４は本発明に係わる溶融ガラス流を切断する装置Ａの一実施形態を示す平面図である。
【００２０】
図２は、切断刃３、３′が開いた状態を示している図である。水平方向に配置された切断刃３、３′はネジ１３、１３′およびボルト１４、１４′によりシャ−・シャンク４に取り付けられている。シャ−・シャンク４、４′の先端部の内側にはネジ１３、１３′が螺合するネジ穴（図示せず）が形成されており、外側には図４の拡大平面図に示すようにシャ−・シャンク４、４′の長手方向に延長する円弧状のボルト嵌合用スロット１５、１５′が形成されている。また切断刃３、３′にはその長手方向にネジ１３、１３′が挿通されるネジ挿通孔（図示せず）およびボルト１４、１４′が挿通されるボルト挿通孔（図示せず）が開設されている。ボルト１４、１４′を切断刃３、３′のボルト挿通孔を介してシャ−・シャンク４、４′のボルト嵌合用スロット１５、１５′内の所望の位置に挿通しナット（図示せず）によって固定するとともに、ネジ１３、１３′を切断刃３、３′のネジ挿通孔を介してシャ−・シャンク４、４′のネジ穴に螺合することにより切断刃３および３′の交叉する角度を所定の範囲内に調整することができる。シャ−・シャンク４、４′はア−ム５、５′に固定されている。ア−ム５、５′はその下面に固定されたピン５ａ、５ａ′を介して装置のフレーム（図示せず）に枢着されており、また、タ−ンバックル６、６′にリングホール７、７′を介して接続されている。さらにターンバックル６、６′はリングボ−ル８、８′を介してスライドベ−ス９に接続されている。スライドベ−ス９にはピストン１６が固定されており、このピストン１６はエアー・シリンダ−１０に摺動自在に嵌合している。スライドベース９の下面には一対の車輪（図示せず）が取付けられており、これらの車輪はベッド１７に形成された凹溝１７ａ、１７ａ′に嵌合している。したがって、エアー・シリンダ−１０内におけるピストン１６のストロ−ク運動によりスライドベ−ス９もベッド１７上を往復運動することができる。この往復運動により切断刃３、３′を開閉往復運動させることができる。
【００２１】
なお、タ−ンバックル６を調整することにより切断刃とガラス流とのセンタリングを行うことができる。
【００２２】
上記シャ−・シャンク４、４′、ア−ム５、５′、リングボール７、７′、ターンバックル６、６′、リングボール８、８′は本発明における切断刃保持アームを構成し、スライドベース９、ピストン１６、エアー・シリンダー１０は切断刃保持アーム駆動機構を構成する。
【００２３】
図３は、切断刃３、３′がガラス流を切断後の閉じた状態を示す図である。
【００２４】
図４は２枚の切断刃がガラス流に接触し始める時に交叉する角度（θ）を示す図である。
【００２５】
なお、切断刃の材質に関しては特に限定されるものではなく、市販の高速度鋼で何ら差し支えない。
【００２６】
上記構成の溶融ガラス流切断装置の動作について説明する。
溶融ガラス流を切断するには、図２に示す切断刃３、３′が開いた状態（切断刃３、３′の交叉角度θ＝０）からピストン１６をエアー・シリンダー１０内に引込む方向に動作させる。これによってスライダーベース９が矢印Ｂ方向に移動し、アーム５はピン５ａを軸として反時計方向に回動し、ア−ム５′はピン５ａ′を軸として時計方向に回動することにより、切断刃３、３′もそれぞれ反時計方向および時計方向に回動する。
【００２７】
切断刃３、３′の回動により切断刃３、３′の交叉する角度θが３°〜３０°の範囲内の設定された角度になると切断刃３、３′がガラス流に接触してガラス流の切断を開始する。切断刃３、３′が交叉して図３に示す状態になるとガラス流の切断は終了し、ピストン１６のエアー・シリンダー１０内への引込みが停止することにより切断刃３、３′の回動も停止する。ガラス流の切断が終了すると、エアー・シリンダー１０はピストン１６を押出す方向に動作し、ア−ム５、５′はピン５ａ、５ａ′を軸としてそれぞれ時計方向、反時計方向に回動することにより切断刃３、３′もそれぞれ時計方向、反時計方向に回動して図２に示す開いた状態に復帰し次のガラス流切断動作に備える。
【００２８】
【実施例１】
以下、上記実施形態の装置を使用した本発明の実施例について説明する。使用したガラスは硼珪酸ガラス〔株式会社オハラ製、Ｓ−ＢＳＬ７（nd  1.51633  νd 64.1）〕である。ガラスは所定の溶融炉において、溶融、清澄、均質化後、ガラスの温度を成形に適した温度１１３０℃まで降下させてから、オリフィスから流下させた。２枚の切断刃の交叉角度を６°に設定し、ガラス流を８秒間隔で切断した。切断された各々のガラス塊は徐冷炉において焼鈍した。得られたガラス塊１０ケをガラス表面のシャ−マ−クに対して直角の方向からガラスを切断し、切断面を顕微鏡下で観察した結果、シャ−マ−クの深さは何れも０．２ｍｍ以下であった。また、シャ−マ−クにはカンと判断されるものは見られなかった。
【００２９】
【実施例２】
使用したガラスは磁気ディスク用結晶化ガラス（株式会社オハラ製、米国登録商標ＴＳ−１０）である。実施例１と同様な方法で溶融、清澄、均質化後、ガラスの温度を成形に適した温度１２３０℃まで降下させてからオリフィスから流下させた。２枚の切断刃の交叉角度を１２°に設定し、ガラス流を４．５秒間隔で切断し、直径６５ｍｍのプレス成形用金型に載置し、通常のプレス条件てプレスした後、徐冷炉において焼鈍した。得られたプレス品１０ケについて実施例１と同様な方法で顕微鏡下で観察した結果、シャ−マ−クの深さは何れも０．１ｍｍ以下であった。また、１０ケのプレス品の真円度は±０．２ｍｍ以内、平坦度は２０μｍ以内であった。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１に記載の溶融ガラス流の切断方法および請求項２に記載された溶融ガラス流の切断装置によれば、光学ガラスまたは磁気ディスク用結晶化ガラスのガラス塊のガラス表面に生じたシャ−マ−クの深さは何れも０．３ｍｍ以下であり、かつ、カンとして認められるものは発見されなかった。また、切断後のガラス塊はプレス成形用金型の中心部に載置されるのでプレス品の真円度および平坦度も良好であった。
【００３１】
また請求項３に記載の溶融ガラス流の切断装置によれば、２枚の切断刃の交叉角度をガラスの性質に合わせて自由に調節することができるので粘性の異なる溶融ガラスに対しても好適な交叉角度を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】溶融ガラス流の切断方法および装置を示す概略側断面図である。
【図２】溶融ガラス流を切断する装置で切断刃が開いている状態を示す平面図である。
【図３】溶融ガラス流を切断する装置で切断刃が閉じている状態を示す平面図である。
【図４】２枚の切断刃がガラス流に接触を開始する時の切断刃の交叉角度を示す平面図である。
【符号の説明】
１  オリフィス
２  溶融ガラス流
３、３′  切断刃
４  シャ−・シャンク
５  ア−ム
６  タ−ンバックル
７  リングボ−ル
８  リングボ−ル
９  スライドベ−ス
１０  エアー・シリンダ−
１１、１１′  噴射ノズル
１２  プレス成形用金型
θ  交叉角度
【図１】
0003831034.tif 000002
【図２】
0003831034.tif 000003
【図３】
0003831034.tif 000004
【図４】
0003831034.tif 000005