JPH07138026A

JPH07138026A - ガラス溶融物の重量制御装置

Info

Publication number: JPH07138026A
Application number: JP28261293A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Isshiki; 敏浩一色
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】溶融炉から取り出される高温なガラス溶融物の
重量を容易にかつ正確に制御できるガラス溶融物供給装
置を提供する。【構成】溶融ルツボ１２の内部には穴１４を開閉するた
めの弁１６が設けられている。弁１６は弁駆動手段１７
により上下動する。弁駆動手段１７は制御部１８からの
出力信号に応じて作動または停止する。ガラス溶融物１
３の供給部１９の下方には、鋳型２０を搬送するための
鋳型搬送手段２１が配置されている。鋳型搬送手段２１
の供給物１９よりも下流側には、鋳型２０の内部のガラ
ス凝固物の最頂点の鋳型２０のキャビティの底部から高
さＨを測定する測定部２５が設けられている。測定部２
５における測定値は信号として制御部１８に伝達され
る。制御部１８は測定値の変動に応じて、弁１６を開閉
させてガラス溶融物１３を切り出す切り出し時間を適宜
変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少量のガラス溶融物を
溶融炉から精度良く取り出すためのガラス溶融物の重量
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビー玉の製造において、溶融槽の
下部にオリフィスを設け、そこからガラス溶融物を流し
出し、ある設定時間に流れ出したガラス溶融物をシャー
で切断して、溶融槽から必要量のガラス溶融物を取り出
している。

【０００３】この際の設定時間は、実際に何度も流し出
し実験を行い、必要量のガラス溶融物に対応する時間
（以下、切り出し時間という）を決定し、この切り出し
時間に基づいて予め制御装置にプログラムし、この制御
装置がシャーを適当なタイミングで作動させている。こ
の実験の際のガラス溶融物の重量の測定は、抜取りによ
り製造ラインから取り出すか最終製品の状態で電子天秤
等を用いて行っている。一方、粉体の供給機等の場合に
は、ロードセル等の計量器に粉体を直接流し出し直接計
量を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のビー玉の製造に
おいての個々のビー玉の重量の制御は、用途から見てそ
れ程重要でなく、厳しくは行われていない。しかし、電
球バルブ等の厳密な肉厚を必要とする場合には、さらに
厳密な重量制御が要求される。

【０００５】しかしながら、上述のガラス溶融物の供給
方法では、より厳格に重量を制御するには、事前に、何
度も実際にガラス溶融物の切り出し実験を行ない、温度
変化によるガラス溶融物の粘性の変化や溶融槽内のガラ
ス溶融物の残量の変化による切り出し時間の変化を求め
て、プログラムを作らなければならない。このため、事
前の準備に極めて長時間を要する。

【０００６】また、予め実験で求められた切り出し時間
に応じてプロブラムを設定しておくため、電流電圧の変
化やヒータの劣化等により溶融槽の温度変化が生じた場
合に切り出されるガラス溶融物の重量の変動が発生し、
しかも、そのような変動に随時対応することも困難であ
る。

【０００７】さらに、ガラス溶融物を製造ラインから取
出して計量する場合、ライン上から計量機まで溶融物を
搬送する装置が必要となり、装置全体が大きくなり費用
もかかる。さらに取り出したガラス溶融物をライン上に
戻す場合には、測定時間が必要となるためタクトタイム
が長くなる。

【０００８】また、上述の粉体の供給機のような直接計
量は、ガラス溶融物のような高温なものには不適当であ
る。本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、
溶融炉から取り出される高温なガラス溶融物の重量を容
易にかつ正確に制御することができるガラス溶融物供給
装置を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス原料を
溶融してガラス溶融物とし、かつ、前記ガラス溶融物の
温度を一定に維持する溶融炉と、前記溶融炉の前記ガラ
ス溶融物の取り出し経路上に設けられ、かつ、自在に前
記取り出し経路を開閉する弁機構と、前記取り出し経路
を経て取り出された前記ガラス溶融物が鋳込まれる、上
面部のみが開放された形状を有するキャビティが形成さ
れた鋳型と、前記鋳型内に収容された前記ガラス溶融物
の最頂点の前記鋳型のキャビティの底面からの高さを測
定する測定機構と、および、通常時は予め定められた切
り出し時間に応じて前記弁機構を開閉し、かつ、前記測
定機構により得られた測定値の変動に応じて前記切り出
し時間を変更して前記弁機構を開閉させる制御部とを具
備するガラス溶融物の重量制御装置を提供する。

【００１０】

【作用】本発明のガラス溶融物の重量制御装置は、制御
部が弁機構を開き、切り出し時間が経過した後に閉じる
ことにより、溶融炉から弁機構を介して所定量のガラス
溶融物が切り出され、鋳型のキャビティ内へ鋳込まれ
る。一方、測定機構が、鋳型内に収容されたガラス溶融
物の最頂点のキャビティの底面からの高さ（以下、高さ
Ｈという）を測定する。鋳型のキャビティはその上面部
のみが開放された形状であるので、ガラス溶融物の上面
側の形状は、その表面張力により規定され、常に一定形
状となる。この結果、キャビティの底面積は常に一定で
あるので、切り出されたガラス溶融物の重量が変動する
と高さＨがこれに比例して変動する。従って、制御部が
高さＨの測定値が変動した場合には、切り出し時間を適
宜延長または短縮する。これにより、切り出されるガラ
ス溶融物の重量が常に一定に維持される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明のガラス溶融物の重量制御装置の
一例を示す概略図である。図中１１は、内部に溶融ルツ
ボ１２を備えた溶融炉である。溶融ルツボ１２の底部に
は、ガラス溶融物１３を取り出すための穴１４が形成さ
れ、かつ、この穴１４に対応してノズル部１５が形成さ
れている。

【００１２】さらに、溶融ルツボ１２の内部には、溶融
ルツボ１２の穴１４を開閉するための弁１６が設けられ
ている。弁１６は、弁駆動手段１７により上下動するよ
うになっている。弁駆動手段１７は、制御部１８からの
出力信号に応じて作動または停止するように電気的に接
続されている。

【００１３】このような構成からなるガラス溶融物１３
の供給部１９の下方には、鋳型２０を搬送するための鋳
型搬送手段２１が配置されている。鋳型２０は、黒鉛製
であって、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く、幅ｌ₁ ＝１
３ｍｍ、長さｌ₂ ＝２９ｍｍ、深さｌ₃ ＝７ｍｍであっ
て、Ｃ−Ｃ´線に沿った断面において底部の曲線Ｒ＝９
であるキャビティ２２が形成されている。また、鋳型２
０は、周囲に縁部２０ａが設けられている。さらに、鋳
型２０の底部２０ｂは略凸状の形状になっている。

【００１４】一方、鋳型搬送手段２１は、所定の間隔で
鋳型２０の底部２０ｂが嵌合される嵌合穴が形成された
ベルト２３と、このベルト２３を図中の矢印Ａで示す方
向に走行させる駆動手段（図示せず）からなる。鋳型搬
送手段２１の供給部１９よりも上流側には、鋳型２０を
予熱するための鋳型予熱部２４が設けられている。

【００１５】さらに、鋳型搬送手段２１の供給物１９よ
りも下流側には、測定部２５が設けられている。測定部
２５は、鋳型２０を下方から支持するための鋳型支持手
段２６と、鋳型２０の内部に形成されたガラス凝固物２
７の高さＨを測定する測定手段２８からなる。測定手段
２８は、図３に示すように、測定子３１を備えたマグネ
スケール３２と、マグネスケール３２を上下動させるマ
グネスケール上下動手段３３からなる。測定子３１は、
熱の影響を受けて測定値が変動するのを防止するために
低膨脹性の耐火耐熱材料で作れている。また、測定子３
１の先端面は、後述のように表面張力により形成された
ガラス凝固物２７の曲面と一点で当接するように平面に
なっている。マグネスケール３２は、測定の結果を信号
として制御部１８に伝達できるように電気的に制御部１
８に接続されている。

【００１６】このような構成からなるガラス溶融物の重
量制御装置１０を用いて、ガラス溶融物１３の計量を行
う。まず、溶融炉１１により、ガラス原料を加熱溶融し
てガラス溶融物１３とすると共に、以下の操作の間中、
設定温度に維持してガラス溶融物１３の粘性を保つ。ま
た、鋳型予熱部２４は、ガラス溶融物１３が鋳型２０に
流し込まれた場合に、急激に冷やされて、ガラス凝固物
２７が割れないように、６００℃〜８００℃に鋳型２０
を予熱しておく。

【００１７】次いで、鋳型搬送手段２１により、溶融炉
１１のノズル部１５の下方に、鋳型予熱部２４で予熱さ
れた鋳型２０が順次搬送され、位置決めされる。鋳型２
０が、溶融炉１１のノズル部１５の下方に位置されたと
ころで、制御部１８は、制御信号を出力して弁駆動手段
１７が駆動して弁１６を上昇させる。これにより、弁１
６と溶融ルツボ１２の穴１４との間に隙間が生じ、ガラ
ス溶融物１３が自重により、順次、穴１４およびノズル
１５を経て、鋳型２０のキャビティ２２に鋳込まれる。
所定の切り出し時間が経過した後、制御部１８は、弁駆
動手段１７を再び駆動し、弁１６を降下させて、穴１４
を塞ぐ。これにより、ガラス溶融物１３の流出が停止さ
れる。この結果、切り出し時間に対応した量のガラス溶
融物１３が鋳型２０に取り出される。作動開始時の切り
出し時間は、予め一度基礎実験を行って決定する。

【００１８】ガラス溶融物１３は、鋳型２０のキャビテ
ィ２２に鋳込まれると、キャビティ２２の内部に広が
り、その流動はキャビティ２２の側面部により規制され
るが、キャビティ２２の上面側は開放されているので、
ガラス溶融物１３の上面側（自由表面側）は、その表面
張力により一定の形状となり、その後にすぐに凝固し
て、ガラス凝固物２７が得られる。この際、鋳型２０が
ガラス溶融物１３とはぬれ性が悪い黒鉛で作られていて
るので、ガラス溶融物１３の表面張力がより安定する。

【００１９】次いで、ガラス凝固物２７を収容した鋳型
２０は、測定部２８まで搬送される。鋳型２０の底部２
０ｂと鋳型支持手段２６の支持部材３４には夫々テーパ
ー部が設けてある。このため、鋳型支持手段２６が支持
部材３４を上昇させて、鋳型２０を少し押し上げると、
互いのテーパー部が嵌合して鋳型２０の位置が決められ
る。

【００２０】このような状態で、マグネスケール３２
を、マグネスケール上下動手段３３により降下させて、
測定子３１の先端面をガラス凝固物２７の最頂点に当接
させる。この際の測定子３１の先端面およびキャビティ
２２の底面との距離、すなわち、ガラス凝固物２７の最
頂点のキャビティ２２の底面からの高さＨを測定する。

【００２１】この測定結果は、信号として制御部１８に
伝達される。制御部１８は、マグネスケール３２から伝
達された測定値に応じて、逐次、上述の切り出し時間を
変更し、鋳型２０に切り出されるガラス溶融物１３の重
量を制御する。すなわち、ガラス凝固物２７の高さＨ
は、キャビティ２２の底面積が常に一定であるので、切
り出されたガラス溶融物１３の重量差と比例関係にあ
る。例えば、図２に示す鋳型２０の場合、ガラス溶融物
１３の０．１ｇの重量差は、高さＨの０．０８ｍｍの変
化となって現われる。従って、ガラス凝固物２７の高さ
Ｈの値が大きくなったときは、切り出し時間を短縮し、
一方、高さＨの値が小さくなったときは切り出し時間を
延長することにより、切り出されるガラス溶融物１３の
重量を一定に保つことができる。

【００２２】上述のように、ガラス溶融物の重量制御装
置１０によれば、切り出し直後の高温状態のガラス溶融
物の重量の変化を間接的に測定し、その測定結果をフィ
ードバックすることにより、厳密なガラス溶融物１３の
重量制御が行なうことができる。

【００２３】また、例えば、溶融ルツボ１２内のガラス
溶融物１３が減少して流出スピードが遅くなったり、溶
融炉１１の電圧または電流の変動のような不具合が発生
してガラス溶融物１３の粘性が変化した場合にも、自己
補正することができるので、人手をかけずに対応ができ
る。

【００２４】また、製品全てについて測定を行うので、
測定手段２８からの測定結果に応じて重量不良の製品を
回収する装置等を別途設けることにより、容易に重量不
良な製品を取り除くことができる。

【００２５】さらに、搬送手段２１上（インライン）に
測定手段２８を設置することができるので、装置全体を
簡略化およびコンパクト化することができ、設備費用も
大幅に低減することができる。

【００２６】なお、本実施例では、測定手段としてマグ
ネスケールを使用したが、レーザー方式の測定機を使用
することにより、ガラス溶融物の高さＨを非接触で測定
することもできる。この場合、溶融物の凝固を待つ必要
がなく、かつ、鋳型２０が移動中でも測定できるので鋳
型２０の搬送を停止する必要がなく、作業時間をより短
縮化することができる。また、測定子３１に比べて熱の
影響を受け難いので、より正確な測定が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明のガラス溶融
物の重量制御装置によれば、測定機構により鋳型に鋳込
まれたガラス溶融物の最頂点の鋳型の底面からの高さを
測定し、制御部が、この測定値の変動に応じて、弁機構
が開閉してガラス溶融物を切り出す切り出し時間を適宜
短縮または延長することにより、切り出されるガラス溶
融物の重量が厳密に一定に維持される。この結果、簡単
かつ省スペースな装置により、高温のガラス溶融物の重
量を容易にかつ正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス溶融物の重量制御装置の一例を
示す概略図。

【図２】（Ａ）は、本発明のガラス溶融物の重量制御装
置の鋳型の一例を示す平面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−
Ｂ´線に沿って切断された鋳型の断面を示す断面図、
（Ｃ）は、（Ａ）のＣ−Ｃ´線に沿って切断された鋳型
の断面を示す断面図。

【図３】本発明のガラス溶融物の重量制御装置の測定部
を示す概略図。

【符号の説明】

１０…重量制御装置、１１…溶融炉、１２…溶融ルツ
ボ、１３…ガラス溶融物、１４…穴、１５…ノズル部、
１６…弁、１７…弁上下動手段、１８…制御部、１９…
供給部、２０…鋳型、２１…鋳型搬送手段、２２…キャ
ビティ、２３…ベルト、２５…測定部、２６…鋳型支持
手段、２８…測定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス原料を溶融してガラス溶融物と
し、かつ、前記ガラス溶融物の温度を一定に維持する溶
融炉と、前記溶融炉の前記ガラス溶融物の取り出し経路上に設け
られ、かつ、自在に前記取り出し経路を開閉する弁機構
と、前記取り出し経路を経て取り出された前記ガラス溶融物
が鋳込まれる、上面部のみが開放された形状を有するキ
ャビティが形成された鋳型と、前記鋳型内に収容された前記ガラス溶融物の最頂点の前
記鋳型のキャビティの底面からの高さを測定する測定機
構と、および、通常時は予め定められた切り出し時間に応じて前記弁機
構を開閉し、かつ、前記測定機構により得られた測定値
の変動に応じて前記切り出し時間を変更して前記弁機構
を開閉させる制御部とを具備するガラス溶融物の重量制
御装置。