JP3808909B2 - ガラスゴブの製造装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ルツボ内で溶融した溶融ガラスを、当該ルツボの底部に設けたノズルから滴下することによりガラスゴブを製造するガラスゴブの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のガラスゴブの製造方法およびガラスゴブの製造装置として、特開昭61−146721号公報および特開平3−137026号公報にそれぞれ記載されたものがある。
【0003】
前者のガラスゴブの製造方法では、ルツボの中で溶融した溶融ガラスをノズルから自然落下させ、落下するガラスゴブの表面温度がガラスの軟化温度より低くなるまで、すなわち、ガラス表面が固化するまでガラスゴブを落下させることによりガラスゴブを製造している。
【0004】
後者のガラスゴブの製造装置は、ノズルから滴下したガラスゴブに向けて送風する送風手段を備えている。そして、ルツボ内で溶融された溶融ガラスをノズルからガラスゴブとして滴下させるときに、送風手段が、滴下するガラスゴブに対し、ガラスゴブの滴下方向から送風することにより、ガラスゴブに揚力を与えている。この結果、ガラスゴブの見掛け上の重力加速度が小さくなるため、製造されるガラスゴブの最大重量を、6〜8g程度と大きくすることができるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のガラスゴブ製造方法では、製造されるガラスゴブの最大重量は、ノズルの先端径の大きさに依存されている。したがって、ノズル先端の径が大きくなると、ノズル先端での溶融ガラスの表面張力よりも、滴下する溶融ガラスの重量が勝って、層流となってしまい、ガラス滴を製造することができない。このため、層流にならない範囲内でノズル先端の径を形成しなければならないので、製造可能なガラスゴブの最大重量は、4〜5g程度になってしまう。
【0006】
一方、後者のガラスレンズの製造装置においては、ガラスゴブに向けて送風することで、製造されるガラスゴブの最大重量を大きくすることができるが、送風量が少ないと、最大重量を大きくすることができず、逆に、送風量が大きすぎると、ガラスゴブが球状にならず、また滴下する位置にもばらつきが生じてしまう。また、ノズル先端に形成されるガラスゴブの温度と等しい温度の風を送風しなければ、均一なガラスゴブを製造することができないため、送風量および送風温度の管理が煩雑で、しかも、送風量等が少しでも管理値と異なると、製造したガラスゴブの重量のばらつきが大きくなってしまうという欠点がある。
【0007】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、製造するガラスゴブの最大重量を大きくすることができ、しかも、重量のばらつきを少なくすることができるガラスゴブの製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のガラスゴブの製造装置は、ルツボ内で溶融した溶融ガラスを、ルツボの底部に設けたノズルから滴下することによりガラスゴブを製造するガラスゴブの製造装置において、ルツボ底部に複数のノズルが設けられ、複数のノズルの各々の先端部は、互いに連結されることにより一つのノズル口を構成していることを特徴とする。
【0012】
【作用】
本発明のガラスゴブの製造装置によれば、ルツボの底部に設けた複数のノズルの各々の先端部が連結されて一つのノズル口を構成しているので、その一つのノズル口の中央部近辺には、連結された複数のノズルの内壁が存在することになる。この結果、ノズル先端部の中央部を流下する溶融ガラスが、周辺部を流下する溶融ガラスと同じようにノズル内壁に付着するため、ノズル口の中央部と周辺部との溶融ガラスの流速差が小さくなり、この結果、滴下するガラスゴブの重量を大きくすることができ、かつガラスゴブの重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0013】
【実施例】
まず、本発明の具体的な実施例を説明する前に、参考例の概要を説明する。通常、ノズル内部を重力の作用で流下する溶融ガラスは、ノズル内壁面への付着力によって、ノズル中央部がピークとなる放物線状の流速分布を生じる。この場合、ノズル径が大きくなるほど、中央部と周辺部との流速差は大きくなるため、ノズル先端から流下する溶融ガラスの形状は、この溶融ガラスの流速分布と、溶融ガラスの表面張力および自重とのバランスにより決まる。したがって、流速分布が放物線状になっていると、ノズル中央部の溶融ガラスが周辺部より速く押し出されるので、図1の点線で示すように、溶融ガラスGの周辺部の表面張力が負け、ノズル先端に流出された溶融ガラスGはくびれた形状となる。くびれて径の小さくなった部分では、溶融ガラスGの表面張力が、対抗する自重よりも小さくなるので、この部分で溶融ガラスGが分離してガラスゴブが形成される。
【0014】
一方、参考例のガラスゴブの製造方法およびガラスゴブの製造装置では、ノズル内部の中央部に設けた抵抗部材に溶融ガラスが付着するため、ノズル内部の中央部の溶融ガラスの流下速度が遅くなる。この結果、中央部と周辺部との流速差が小さくなるか、あるいは中央部の方が遅くなる。このため、ノズル先端に流下する溶融ガラスは、その表面張力が勝るので、くびれを生じることなく丸くなり、球状のガラスゴブとして滴下する。このように、溶融ガラスの自重に対抗する表面張力を大きくすることができるので、滴下するガラスゴブの重量を大きくすることができる。さらに、抵抗部材への溶融ガラスの付着力は、常に一定であるため、流速分布も常に一定になり、この結果、滴下するガラスゴブの重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0015】
参考例のガラスゴブの製造装置によれば、抵抗部材は、一端がルツボ内に固定された棒状の支持部材によって支持されているので、支持部材をノズルの内壁に設置せずに、抵抗部材をノズル内に固定することができる。このため、ノズル内壁付近の溶融ガラスの流下速度が低下することを防止することができる。したがって、ノズル内部の中央部と周辺部における溶融ガラスの流速差を、小さくすることができるので、請求項1および2に記載したのと同じような作用を生じる結果、滴下するガラスゴブの重量を大きくすることができ、かつガラスゴブの重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0017】
以下、添付図面を参照して、参考例のガラスゴブの製造装置について具体的に説明する。
【0018】
【参考例1】
図2は、参考例1のガラス光学素子用ゴブ(ガラスゴブ)の製造装置の断面図を示し、図3は、図2におけるA−A線断面矢視図を示す。
【0019】
本参考例のガラスゴブ用製造装置1は、ガラスを溶融して滴下するガラス溶融炉2と、滴下されたガラスゴブ11を受ける受け部材3とを備えている。
【0020】
ガラス溶融炉2は、白金製のルツボ4と、ルツボ4の底部に連結された白金製のノズル5と、ルツボ4をガラス粘度で10ポアズ以下の温度(通常、1000℃〜1800℃)に加熱するためのルツボ用高周波加熱コイル6と、ノズル5をガラス粘度で10ポアズ前後の温度(通常、1000℃〜1600℃)に加熱するためのノズル用高周波加熱コイル7とを備えている。ノズル5内の下方中央部には、抵抗部材8が設けられている。抵抗部材8は、白金製であり、上部および下部がそれぞれ円錐状の形状をなす棒状の本体部8aと、図3に示すように、本体部8aに一端が連結され、他端がノズル5の内壁にそれぞれ当接する3つの棒状の支持部8bとからなり、支持部8bによってノズル5の中心軸に本体部8aが固定されている。
【0021】
受け部材3は、受け型9および受け型加熱ヒータ10から構成されている。受け型9は、耐熱性、鏡面加工性を有し、かつ、ガラスゴブ11との反応性の低い材質、例えば、AlN、BN、Cr2 O3 等の焼結体や、超合金または焼結体の表面にAlN、BN、Cr2 O3 、CrN、貴金属類等をコーティング加工したものからできている。受け型9の受け面9aは、表面粗さRmax≦0.1ミクロンに鏡面加工されている。表面粗さは、0.1ミクロンを超えると、ガラスゴブ11の成形面に転写して鏡面が得にくい。受け型加熱ヒータ10は、受け型9をガラス転移点温度以上、ガラス軟化点温度以下(通常、500℃〜800℃)に加熱可能な電気ヒータである。
【0022】
次に、ガラス光学素子用ゴブの製造工程について説明する。
【0023】
まず、ルツボ4にガラス材料を入れ、ルツボ用高周波加熱コイル6によりガラス粘度で10ポアズ以下になるように、加熱して溶融する。この際、溶融ガラスGが均一で泡のない状態にする。同時に、受け型加熱ヒータ10によって、ガラス転移点以上、ガラス軟化点温度以下になるように、受け型9を加熱する。この場合、受け型9がガラス転移点より低いと、成形されるガラスゴブ11が受け型9に接触する面にシワが生じ易く、また、受け型9がガラス軟化点温度を超えると、受け型9とガラスゴブ11が融着し易くなる。
【0024】
次に、ノズル用高周波加熱コイル7によりノズル5を加熱して、ノズル5内の溶融ガラスGの温度を、滴下分離するのに適したガラス粘度10ポアズ程度にする。ルツボ4内の溶融ガラスGは、ノズル5内を自重により流下する。この場合、ノズル5のB−B断面における溶融ガラスGの流速分布は、溶融ガラスGのノズル5の内壁への付着力によって、図2に示すように、ノズル5の中央部がピークとなる放物線状の流速分布Vbを生じる。
【0025】
その後、流下する溶融ガラスGは、ノズル5の途中にある抵抗部材8に達する。溶融ガラスGは、抵抗部材8に付着しながら流下を続けるが、ノズル5の中央に位置した抵抗部材8への付着力によって、ノズル5の中央部の溶融ガラスGの流下速度は遅延され、A−A断面においては、流速分布Vaとなる。なお、抵抗部材8の上下部の円錐状の部位では、溶融ガラスGは、円錐状形状の側面に沿ってなだらかに流下するので、抵抗部材8周辺は、溶融ガラスGで直ちに満たされ、かつ、滴下の初期段階から空気の巻き込みのないガラスゴブ11を得ることができる。ただし、本発明の目的のためには、抵抗部材8の本体部8aを円錐状に形成することは必ずしも必要でない。
【0026】
ノズル先端5a付近は、抵抗部材8の作用を受けて、C−C断面に示すように、ノズル5の中央部の流速が減少されたVcの流速分布になる。したがって、ノズル5の中央部と周辺部(内壁部近辺)とにおける溶融ガラスGの流速差が小さくなるので、同図の点線で示すように、ノズル先端5aの溶融ガラスGは、周辺部の表面張力が勝って丸い形状になる。したがって、溶融ガラスGの自重に対抗する表面張力が大きくなるので、8〜10g程度の溶融ガラスGを滴下することができる結果、製造できるガラスゴブ11の最大重量を大きくすることができる。さらに、抵抗部材8への溶融ガラスGの付着力は常に一定であるため、流速分布も常に一定になり、この結果、滴下するガラスゴブ11の重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0027】
ノズル先端5aから滴下された溶融ガラスGは、受け型9の受け面9aの中央部に滴下し、表面張力により球状となったガラスゴブ11となる。受け型9は予め加熱されており、ガラスゴブ11の下面の表面に生じる固化層の発生を緩和するので、シワを生じさせることなく鏡面が形成される。また、ガラスゴブ11の上面は、自由面となっているので、鏡面となる。このようにして、大きい重量で、かつ、鏡面仕上げされたガラス光学素子用ゴブを製造することができる。
【0028】
以上のように、本参考例に係るガラス光学素子用ゴブの製造方法およびガラス光学素子用ゴブの製造装置によれば、得られるガラスゴブ11の最大重量を大きくすることができ、しかも、重量ばらつきを極めて少なくすることができる。なお、本参考例の抵抗部材8の形状は、図2および図3に示したものに限定されるものでなく、ノズル5の中央部付近の溶融ガラスGが付着することによって、ノズル5の中央部での流下速度を遅くできる形状であればよい。
【0029】
【参考例2】
図4に、参考例2のガラス光学素子用ゴブの製造装置の断面図を示す。なお、参考例1と同じ構成要素については、同じ符号で示し、その説明を省略する。本参考例が、参考例1と異なる点は、抵抗部材12が、ノズル5の内壁に接しておらず、一端がルツボ4内の固定用部材13aに固定され、他端が抵抗部材12に連結された棒状の支持部材13によって、ルツボ4内に固定されていることである。
【0030】
上記構成により、抵抗部材12をノズル5内に位置するように、ルツボ4に固定する支持部材13を、ノズル5の内壁に設置しないので、ノズル5の内壁付近の溶融ガラスGの流下速度が低下するのを防止することができる。したがって、参考例1と比較して、ノズル5内部の中央部と周辺部における溶融ガラスGの流速差をより小さくすることができるので、ノズル先端5aの溶融ガラスGの形状は、周辺部の表面張力が勝って丸い形状になる。したがって、溶融ガラスGの自重に対抗する表面張力が大きくなるので、9〜11g程度の溶融ガラスGを滴下することができる結果、製造できるガラスゴブ11の最大重量を、更に大きくすることができる。
【0031】
以上のように、参考例2に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置1は、参考例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置1よりも大きい重量のガラスゴブ11を製造することができる。
【0032】
【実施例1】
図5は、実施例1のガラス光学素子用ゴブの製造装置1のノズルの外観図を示す。図6および図7は、図5におけるD−D線断面矢視図およびE−E線断面矢視図をそれぞれ示す。なお、本実施例においても、参考例1と同じ構成要素は同一の符号で示し、その説明を省略する。
【0033】
本実施例が参考例1と異なる点は、ノズルの構成にあり、ルツボ4の底部から下方向に向けて複数のノズル14,15,16が設けられ、ノズル14〜16の各々の先端部が互いに連結されて一つのノズル口17を構成していることである。ノズル口17の上方のD−D断面は、第6図に示すように、中央部に各ノズル壁が接しており、ノズル口7の先端部のE−E断面は、図7に示すように、一つのノズル口17となっている。
【0034】
上記構成では、複数のノズル14,15,16の先端部が互いに連結されて一つのノズル口17を構成している。したがって、ノズル口17の上方の中央部付近では、連結された複数のノズル14〜16の内壁が存在するために、溶融ガラスGのノズル内壁への付着力の作用が大きい。このため、ノズル口17上方の中央部と周辺部とでの溶融ガラスGの流速差が小さくなっている。この結果、ノズル口17近辺における溶融ガラスGは、周辺部の表面張力が勝って丸い形状になる。したがって、溶融ガラスGの自重に対抗する表面張力が大きくなるので、9〜11g程度の溶融ガラスGを滴下することができる結果、製造できるガラスゴブ11の最大重量を、大きくすることができる。なお、ノズルの数は3つに限定されず、ノズル口17の上方の中央部で、複数のノズルが集合するように構成すればよい。さらに、本発明は、複数のノズルが独立している構成である必要はなく、複数の流下経路ができるように、一つのノズルを内壁によって仕切る構成であってもよい。
【0035】
以上のように、実施例1によれば、参考例1と同様に、得られるガラスゴブ11の最大重量を大きくすることができ、しかも、重量のばらつきを極めて少なくすることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、得られるガラスゴブの重量を大きくすることができ、しかも、重量ばらつきを極めて少なくすることをできる。また、ノズル内壁の周辺部の溶融ガラスの流下速度が低下するのを防止することができるのでノズル内部の中央部と周辺部における溶融ガラスの流速差を、より小さくすることができる結果、さらに大きい重量のガラスゴブを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の作用を説明するための、ガラスゴブの製造装置の断面図である。
【図2】 参考例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置の断面図である。
【図3】 参考例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のA−A線断面矢視図である。
【図4】 参考例2に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置の断面図である。
【図5】 実施例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のノズルの外観図である。
【図6】 実施例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のノズルのD−D線断面矢視図である。
【図7】 実施例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のノズルのE−E線断面矢視図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、ルツボ内で溶融した溶融ガラスを、当該ルツボの底部に設けたノズルから滴下することによりガラスゴブを製造するガラスゴブの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のガラスゴブの製造方法およびガラスゴブの製造装置として、特開昭61−146721号公報および特開平3−137026号公報にそれぞれ記載されたものがある。
【0003】
前者のガラスゴブの製造方法では、ルツボの中で溶融した溶融ガラスをノズルから自然落下させ、落下するガラスゴブの表面温度がガラスの軟化温度より低くなるまで、すなわち、ガラス表面が固化するまでガラスゴブを落下させることによりガラスゴブを製造している。
【0004】
後者のガラスゴブの製造装置は、ノズルから滴下したガラスゴブに向けて送風する送風手段を備えている。そして、ルツボ内で溶融された溶融ガラスをノズルからガラスゴブとして滴下させるときに、送風手段が、滴下するガラスゴブに対し、ガラスゴブの滴下方向から送風することにより、ガラスゴブに揚力を与えている。この結果、ガラスゴブの見掛け上の重力加速度が小さくなるため、製造されるガラスゴブの最大重量を、6〜8g程度と大きくすることができるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のガラスゴブ製造方法では、製造されるガラスゴブの最大重量は、ノズルの先端径の大きさに依存されている。したがって、ノズル先端の径が大きくなると、ノズル先端での溶融ガラスの表面張力よりも、滴下する溶融ガラスの重量が勝って、層流となってしまい、ガラス滴を製造することができない。このため、層流にならない範囲内でノズル先端の径を形成しなければならないので、製造可能なガラスゴブの最大重量は、4〜5g程度になってしまう。
【0006】
一方、後者のガラスレンズの製造装置においては、ガラスゴブに向けて送風することで、製造されるガラスゴブの最大重量を大きくすることができるが、送風量が少ないと、最大重量を大きくすることができず、逆に、送風量が大きすぎると、ガラスゴブが球状にならず、また滴下する位置にもばらつきが生じてしまう。また、ノズル先端に形成されるガラスゴブの温度と等しい温度の風を送風しなければ、均一なガラスゴブを製造することができないため、送風量および送風温度の管理が煩雑で、しかも、送風量等が少しでも管理値と異なると、製造したガラスゴブの重量のばらつきが大きくなってしまうという欠点がある。
【0007】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、製造するガラスゴブの最大重量を大きくすることができ、しかも、重量のばらつきを少なくすることができるガラスゴブの製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のガラスゴブの製造装置は、ルツボ内で溶融した溶融ガラスを、ルツボの底部に設けたノズルから滴下することによりガラスゴブを製造するガラスゴブの製造装置において、ルツボ底部に複数のノズルが設けられ、複数のノズルの各々の先端部は、互いに連結されることにより一つのノズル口を構成していることを特徴とする。
【0012】
【作用】
本発明のガラスゴブの製造装置によれば、ルツボの底部に設けた複数のノズルの各々の先端部が連結されて一つのノズル口を構成しているので、その一つのノズル口の中央部近辺には、連結された複数のノズルの内壁が存在することになる。この結果、ノズル先端部の中央部を流下する溶融ガラスが、周辺部を流下する溶融ガラスと同じようにノズル内壁に付着するため、ノズル口の中央部と周辺部との溶融ガラスの流速差が小さくなり、この結果、滴下するガラスゴブの重量を大きくすることができ、かつガラスゴブの重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0013】
【実施例】
まず、本発明の具体的な実施例を説明する前に、参考例の概要を説明する。通常、ノズル内部を重力の作用で流下する溶融ガラスは、ノズル内壁面への付着力によって、ノズル中央部がピークとなる放物線状の流速分布を生じる。この場合、ノズル径が大きくなるほど、中央部と周辺部との流速差は大きくなるため、ノズル先端から流下する溶融ガラスの形状は、この溶融ガラスの流速分布と、溶融ガラスの表面張力および自重とのバランスにより決まる。したがって、流速分布が放物線状になっていると、ノズル中央部の溶融ガラスが周辺部より速く押し出されるので、図1の点線で示すように、溶融ガラスGの周辺部の表面張力が負け、ノズル先端に流出された溶融ガラスGはくびれた形状となる。くびれて径の小さくなった部分では、溶融ガラスGの表面張力が、対抗する自重よりも小さくなるので、この部分で溶融ガラスGが分離してガラスゴブが形成される。
【0014】
一方、参考例のガラスゴブの製造方法およびガラスゴブの製造装置では、ノズル内部の中央部に設けた抵抗部材に溶融ガラスが付着するため、ノズル内部の中央部の溶融ガラスの流下速度が遅くなる。この結果、中央部と周辺部との流速差が小さくなるか、あるいは中央部の方が遅くなる。このため、ノズル先端に流下する溶融ガラスは、その表面張力が勝るので、くびれを生じることなく丸くなり、球状のガラスゴブとして滴下する。このように、溶融ガラスの自重に対抗する表面張力を大きくすることができるので、滴下するガラスゴブの重量を大きくすることができる。さらに、抵抗部材への溶融ガラスの付着力は、常に一定であるため、流速分布も常に一定になり、この結果、滴下するガラスゴブの重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0015】
参考例のガラスゴブの製造装置によれば、抵抗部材は、一端がルツボ内に固定された棒状の支持部材によって支持されているので、支持部材をノズルの内壁に設置せずに、抵抗部材をノズル内に固定することができる。このため、ノズル内壁付近の溶融ガラスの流下速度が低下することを防止することができる。したがって、ノズル内部の中央部と周辺部における溶融ガラスの流速差を、小さくすることができるので、請求項1および2に記載したのと同じような作用を生じる結果、滴下するガラスゴブの重量を大きくすることができ、かつガラスゴブの重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0017】
以下、添付図面を参照して、参考例のガラスゴブの製造装置について具体的に説明する。
【0018】
【参考例1】
図2は、参考例1のガラス光学素子用ゴブ(ガラスゴブ)の製造装置の断面図を示し、図3は、図2におけるA−A線断面矢視図を示す。
【0019】
本参考例のガラスゴブ用製造装置1は、ガラスを溶融して滴下するガラス溶融炉2と、滴下されたガラスゴブ11を受ける受け部材3とを備えている。
【0020】
ガラス溶融炉2は、白金製のルツボ4と、ルツボ4の底部に連結された白金製のノズル5と、ルツボ4をガラス粘度で10ポアズ以下の温度(通常、1000℃〜1800℃)に加熱するためのルツボ用高周波加熱コイル6と、ノズル5をガラス粘度で10ポアズ前後の温度(通常、1000℃〜1600℃)に加熱するためのノズル用高周波加熱コイル7とを備えている。ノズル5内の下方中央部には、抵抗部材8が設けられている。抵抗部材8は、白金製であり、上部および下部がそれぞれ円錐状の形状をなす棒状の本体部8aと、図3に示すように、本体部8aに一端が連結され、他端がノズル5の内壁にそれぞれ当接する3つの棒状の支持部8bとからなり、支持部8bによってノズル5の中心軸に本体部8aが固定されている。
【0021】
受け部材3は、受け型9および受け型加熱ヒータ10から構成されている。受け型9は、耐熱性、鏡面加工性を有し、かつ、ガラスゴブ11との反応性の低い材質、例えば、AlN、BN、Cr2 O3 等の焼結体や、超合金または焼結体の表面にAlN、BN、Cr2 O3 、CrN、貴金属類等をコーティング加工したものからできている。受け型9の受け面9aは、表面粗さRmax≦0.1ミクロンに鏡面加工されている。表面粗さは、0.1ミクロンを超えると、ガラスゴブ11の成形面に転写して鏡面が得にくい。受け型加熱ヒータ10は、受け型9をガラス転移点温度以上、ガラス軟化点温度以下(通常、500℃〜800℃)に加熱可能な電気ヒータである。
【0022】
次に、ガラス光学素子用ゴブの製造工程について説明する。
【0023】
まず、ルツボ4にガラス材料を入れ、ルツボ用高周波加熱コイル6によりガラス粘度で10ポアズ以下になるように、加熱して溶融する。この際、溶融ガラスGが均一で泡のない状態にする。同時に、受け型加熱ヒータ10によって、ガラス転移点以上、ガラス軟化点温度以下になるように、受け型9を加熱する。この場合、受け型9がガラス転移点より低いと、成形されるガラスゴブ11が受け型9に接触する面にシワが生じ易く、また、受け型9がガラス軟化点温度を超えると、受け型9とガラスゴブ11が融着し易くなる。
【0024】
次に、ノズル用高周波加熱コイル7によりノズル5を加熱して、ノズル5内の溶融ガラスGの温度を、滴下分離するのに適したガラス粘度10ポアズ程度にする。ルツボ4内の溶融ガラスGは、ノズル5内を自重により流下する。この場合、ノズル5のB−B断面における溶融ガラスGの流速分布は、溶融ガラスGのノズル5の内壁への付着力によって、図2に示すように、ノズル5の中央部がピークとなる放物線状の流速分布Vbを生じる。
【0025】
その後、流下する溶融ガラスGは、ノズル5の途中にある抵抗部材8に達する。溶融ガラスGは、抵抗部材8に付着しながら流下を続けるが、ノズル5の中央に位置した抵抗部材8への付着力によって、ノズル5の中央部の溶融ガラスGの流下速度は遅延され、A−A断面においては、流速分布Vaとなる。なお、抵抗部材8の上下部の円錐状の部位では、溶融ガラスGは、円錐状形状の側面に沿ってなだらかに流下するので、抵抗部材8周辺は、溶融ガラスGで直ちに満たされ、かつ、滴下の初期段階から空気の巻き込みのないガラスゴブ11を得ることができる。ただし、本発明の目的のためには、抵抗部材8の本体部8aを円錐状に形成することは必ずしも必要でない。
【0026】
ノズル先端5a付近は、抵抗部材8の作用を受けて、C−C断面に示すように、ノズル5の中央部の流速が減少されたVcの流速分布になる。したがって、ノズル5の中央部と周辺部(内壁部近辺)とにおける溶融ガラスGの流速差が小さくなるので、同図の点線で示すように、ノズル先端5aの溶融ガラスGは、周辺部の表面張力が勝って丸い形状になる。したがって、溶融ガラスGの自重に対抗する表面張力が大きくなるので、8〜10g程度の溶融ガラスGを滴下することができる結果、製造できるガラスゴブ11の最大重量を大きくすることができる。さらに、抵抗部材8への溶融ガラスGの付着力は常に一定であるため、流速分布も常に一定になり、この結果、滴下するガラスゴブ11の重量ばらつきを極めて少なくすることができる。
【0027】
ノズル先端5aから滴下された溶融ガラスGは、受け型9の受け面9aの中央部に滴下し、表面張力により球状となったガラスゴブ11となる。受け型9は予め加熱されており、ガラスゴブ11の下面の表面に生じる固化層の発生を緩和するので、シワを生じさせることなく鏡面が形成される。また、ガラスゴブ11の上面は、自由面となっているので、鏡面となる。このようにして、大きい重量で、かつ、鏡面仕上げされたガラス光学素子用ゴブを製造することができる。
【0028】
以上のように、本参考例に係るガラス光学素子用ゴブの製造方法およびガラス光学素子用ゴブの製造装置によれば、得られるガラスゴブ11の最大重量を大きくすることができ、しかも、重量ばらつきを極めて少なくすることができる。なお、本参考例の抵抗部材8の形状は、図2および図3に示したものに限定されるものでなく、ノズル5の中央部付近の溶融ガラスGが付着することによって、ノズル5の中央部での流下速度を遅くできる形状であればよい。
【0029】
【参考例2】
図4に、参考例2のガラス光学素子用ゴブの製造装置の断面図を示す。なお、参考例1と同じ構成要素については、同じ符号で示し、その説明を省略する。本参考例が、参考例1と異なる点は、抵抗部材12が、ノズル5の内壁に接しておらず、一端がルツボ4内の固定用部材13aに固定され、他端が抵抗部材12に連結された棒状の支持部材13によって、ルツボ4内に固定されていることである。
【0030】
上記構成により、抵抗部材12をノズル5内に位置するように、ルツボ4に固定する支持部材13を、ノズル5の内壁に設置しないので、ノズル5の内壁付近の溶融ガラスGの流下速度が低下するのを防止することができる。したがって、参考例1と比較して、ノズル5内部の中央部と周辺部における溶融ガラスGの流速差をより小さくすることができるので、ノズル先端5aの溶融ガラスGの形状は、周辺部の表面張力が勝って丸い形状になる。したがって、溶融ガラスGの自重に対抗する表面張力が大きくなるので、9〜11g程度の溶融ガラスGを滴下することができる結果、製造できるガラスゴブ11の最大重量を、更に大きくすることができる。
【0031】
以上のように、参考例2に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置1は、参考例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置1よりも大きい重量のガラスゴブ11を製造することができる。
【0032】
【実施例1】
図5は、実施例1のガラス光学素子用ゴブの製造装置1のノズルの外観図を示す。図6および図7は、図5におけるD−D線断面矢視図およびE−E線断面矢視図をそれぞれ示す。なお、本実施例においても、参考例1と同じ構成要素は同一の符号で示し、その説明を省略する。
【0033】
本実施例が参考例1と異なる点は、ノズルの構成にあり、ルツボ4の底部から下方向に向けて複数のノズル14,15,16が設けられ、ノズル14〜16の各々の先端部が互いに連結されて一つのノズル口17を構成していることである。ノズル口17の上方のD−D断面は、第6図に示すように、中央部に各ノズル壁が接しており、ノズル口7の先端部のE−E断面は、図7に示すように、一つのノズル口17となっている。
【0034】
上記構成では、複数のノズル14,15,16の先端部が互いに連結されて一つのノズル口17を構成している。したがって、ノズル口17の上方の中央部付近では、連結された複数のノズル14〜16の内壁が存在するために、溶融ガラスGのノズル内壁への付着力の作用が大きい。このため、ノズル口17上方の中央部と周辺部とでの溶融ガラスGの流速差が小さくなっている。この結果、ノズル口17近辺における溶融ガラスGは、周辺部の表面張力が勝って丸い形状になる。したがって、溶融ガラスGの自重に対抗する表面張力が大きくなるので、9〜11g程度の溶融ガラスGを滴下することができる結果、製造できるガラスゴブ11の最大重量を、大きくすることができる。なお、ノズルの数は3つに限定されず、ノズル口17の上方の中央部で、複数のノズルが集合するように構成すればよい。さらに、本発明は、複数のノズルが独立している構成である必要はなく、複数の流下経路ができるように、一つのノズルを内壁によって仕切る構成であってもよい。
【0035】
以上のように、実施例1によれば、参考例1と同様に、得られるガラスゴブ11の最大重量を大きくすることができ、しかも、重量のばらつきを極めて少なくすることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、得られるガラスゴブの重量を大きくすることができ、しかも、重量ばらつきを極めて少なくすることをできる。また、ノズル内壁の周辺部の溶融ガラスの流下速度が低下するのを防止することができるのでノズル内部の中央部と周辺部における溶融ガラスの流速差を、より小さくすることができる結果、さらに大きい重量のガラスゴブを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の作用を説明するための、ガラスゴブの製造装置の断面図である。
【図2】 参考例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置の断面図である。
【図3】 参考例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のA−A線断面矢視図である。
【図4】 参考例2に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置の断面図である。
【図5】 実施例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のノズルの外観図である。
【図6】 実施例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のノズルのD−D線断面矢視図である。
【図7】 実施例1に係るガラス光学素子用ゴブの製造装置のノズルのE−E線断面矢視図である。
Claims (1)
- ルツボ内で溶融した溶融ガラスを、当該ルツボの底部に設けたノズルから滴下することによりガラスゴブを製造するガラスゴブの製造装置において、前記ルツボ底部に複数のノズルが設けられ、当該複数のノズルの各々の先端部は、互いに連結されることにより一つのノズル口を構成していることを特徴とするガラスゴブの製造装置。
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