JPS63295443A - 溶融ガラス流出部の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶融ガラス流出部の構造に関し、特に溶融ガラ
スの精密な間欠的流出のＥ１能な溶融ガラス流出部の構
造に関する。この様な構造はたとえば溶融光学ガラスを
光学素子成形装置へと流出させるのに好適に利用される
。

［従来の技術及びその問題点］ 従来、光学素子製造のためのブランクを得る［１的で、
光学ガラス原料を溶融槽（ルツボ）中で溶融させ、該ル
ツボの流出口から適宜の流量にて溶融ガラスを流出させ
、該流出ガラスを適宜の大きさのブロックに分割して成
形袋とへと供給し、所定の形状にプレス成形する連続的
ブランク製造が行なわれている。

この様な連続製造法では、成形装置側において成形条件
を一定に維持し連続的成形動作を円滑に行なうため及び
更には成形精度を良好に保つために、溶融ガラスの供給
を厳密且つ適正に制御することが好ましい。

更に、最近では上記の様にブランクを製造し次いで該ブ
ランクを研摩して光学面を形成し光学素子を得る伝統的
な方法に代って、所定の表面精度を有する成形用金型内
に溶融光学ガラスを収容してプレスすることにより直ち
に光学機能面を含む全体的形状を形成することが行なわ
れる様になってきており、この様なプレス成形を連続的
に行なうために溶融光学ガラスを供給する際には、上記
ブランク製造の場合に比べて更に溶融ガラス供給を厳密
且つ正確に行なうことが要求される。

このため、従来、ルツボから溶融ガラスを流出させる流
出部を比較的長いパイプ状となし、該流出部の周囲に温
度制御手段（加熱手段）を付し。

該流出部内の溶融ガラスの温度調節を行なうことにより
ガラスの粘度を調整し、かくして流出端部から制御され
た流量にて所望の粘度の溶融ガラスを流出させることが
行なわれている。

第３図はこの様な従来の溶融ガラス流出部構造の一例を
示す断面図である。

第３図において、２は溶融ガラス収容槽であり、該槽の
周囲にはガラス溶融及び保温のための温度側９１手段（
発熱量調節手段をもつ加熱手段）４が付設されている。

該溶融ガラス収容槽２の下部には流出部６が接続されて
いる。該流出部は上下方向に細長いパイプからなり、そ
の上部、中央部及び下部にはそれぞれ温度制御手段８，
１０゜１２が付設されている。これら温度制御手段はそ
れぞれ独立に温度調節が可能である。尚、１４は流出部
最下端部の流出口である。一方、溶融ガラス収容槽２内
にはプランジャ１５が配こされている。該プランジャは
不図示の駆動手段により上下方向に往復移動せしめられ
る。

溶融ガラス収容槽２内で溶融されたガラスＧは、自重に
より流出部６内を下方へと流下し、流出［１１４からｇ
として流出する。この際、上記温度制御手段８，１０．
１２をそれぞれ適宜の温度に設定することで、溶融ガラ
ス収容槽２との接続端部から流出口１４までの溶融ガラ
スに適正な温度勾配を付し、これにより溶融ガラスの流
出量や粘度が制御される。また、上記プランジャ１５を
適宜の周期で上下方向に往復移動させることにより、ガ
ラス流出量が調整される。

しかるに、以上の様な従来の流出部構造では所望の温度
勾配を付するためには流出部６の長さをかなり大きくす
る必要があり、このため装置スペースが大さくなるとい
う難点があった。即ち、流山部６の長さが短いと該流出
部内の溶融ガラス流通による熱伝導に基づき設定温度勾
配がそこなわれるからである。

特開昭６１−１４６７２１号公報には、溶融ガラス収容
槽との接続端部側の径を比較的大きくし且つ流出口側の
径を比較的小さくした流山部の構造が開示されているが
、この様な構造でも上記と同様である。

更に、流出部が長いためにプランジャ１５の作用が上方
に流出口１４まで到達せず、このため良好な流量調部は
困難であった。

従って、従来のガラス流出部構造では所望の流出条件を
満たすことができず、このため溶融ガラスの流出状態に
適合する様に制御しながらプレス成形を行なわねばなら
ない。

他方、高温下で行なわれるプランジャ１５の作動を維持
するため強度及び駆動部精度等を十分に高めなければな
らず、このため装置全体をかなり大型化させねばならな
いという難点もある。

そこで、本発明は、比較的簡単な構成で精密な間欠的流
出の可能な溶融ガラス流出部構造を提供することを目的
とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
、 溶融ガラス収容槽から溶融ガラスを流出させる流出部の
構造において、収容槽接続部と流出先端部との間に溶融
ガラスに対し気体を接触させ且つ該気体の圧力を調節す
る流山部ｍ手段が付設されていることを特徴とする、溶
融ガラス流出部の構造。

が提供される。

［実施例１ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による溶融ガラス流出部構造の第１の実
施例を示す断面図である。

第１図において、２は溶融ガラス収容槽であり、該槽の
周囲には温度制御手段４が付設されている。これら溶融
ガラス収容槽２及び温度制御手段４はＬ配給３図におけ
ると同様である。

溶融ガラス収容槽２の下部には流出部６が付されている
。該流出部は上方の第１の部分６ａと中央の第２の部分
６ｂと下方の第３の部分６Ｃとからなり、該第１部分６
ａの上端が上記溶融ガラス収容槽２との接続部となって
おり、上記第３部分６Ｃの下端が流出口１４となってい
る。

Ｌ２第１部分６ａは直径がＩｌｌで上下方向であり、上
記第３部分６Ｃは直径がＤ３で上下方向であり、上記ｗ
Ｓ２部分６ｂは第１部分６ａと第３部分６ｃとを斜めに
接続している。該第２部分６ｂは第１部分６ａ及び第３
部分６Ｃに比べてかなり拡張した形状を有する。上記第
１部分、第２部分及び第３部分の周囲にはそれぞれ温度
制御手段８．　ｔｏ　、　１２が付設されている。これ
ら温度制御手段はそれぞれ独立に温度調整が可能である
。

上記第２部分６ｂには流出制御手段２Ｇが付設されてい
る。該手段は第２部分６ｂの上側に一端が接続されたパ
イプ２０ａと、該パイプの他端に接続されたチャンバ２
０ｂと、該チャンバ内に設けられたベローズ２０ｃと、
上記チャンバ２０ｂに接続されたエアシリンダ２０ｄと
、該エアシリンダに接続されたピストン２０ｅとを含ん
でなる。

次に、本実施例の作用を説明する。

溶融ガラス収容槽２内に光学ガラスの原料を入れ、該原
料を温度制御手段４により加熱し必要に応じて適宜攪拌
しながら所定時間維持することにより、溶融した光学ガ
ラスＧが得られる。

次に、溶融ガラスＧを流山部６へと流下させる。該流出
部内において、溶融ガラスは順次第１部分、第２部分、
第３部分を進行する。この進行の駆動力は主として重力
である。

溶融ガラスは先ず、第１部分６ａにおいて、所定の径Ｄ
Ｉに絞られることにより、流出部６に流入する量即ち溶
融ガラス収容槽２からの流出量を設定される。ここでは
、ガラス温度は温度制御手段８により比較的低く維持さ
れ、たとえばガラスの粘度がｌｏｇη＝３．５〜６とな
る様に温度が調節される。該第１部分６ａの直径ＤＩは
比較的小さいので、温度調部により十分に効率良く粘度
調節が可能で、これにより流出量の微小１１節ができる
。

次に、溶融ガラスは第２部分６ｂに流入する。

この部分は拡張した形状であり断面積が第１部分６ａの
たとえば２〜１８倍とされているので十分な熱ｖｆ看を
もつ、この部分では温度制御手段１０によりＬ２第１部
分６ａと同一かそれより高い温度に加熱され、たとえば
ガラスの粘度がｌｏｇη＝３〜４．５となる様に温度が
！１節される。流出部６全体の）＾準となる温度はこの
部分での加熱により設定される０図示される様に、ｔＩ
ｔ出制御手段のパイプ２０ａ内には不図示の手段により
窒素ガス等の不活性ガスが導入されている。そして、Ｅ
配給２部分６ｂの１側部分にも上記不活性ガスが侵入し
ている。従って、溶融ガラスは第２部分６ｂの下側を伝
わって第３ａｌｌ１分６Ｃへと向かって流れる。この際
、該第２部分６ｂの下側は斜めになっているので溶融ガ
ラス中に気泡を巻込んだり溶融ガラスを不均質にしたり
することなしに良好に流動する。

次に、ガラスは第３部分６Ｃに流入する。この部分は直
径Ｄ３が最も小さく（断面積が上記第２部分６ｂのたと
えば１７４〜１／２０）なっており、温度制御手段１２
による加熱で容易に、たとえばガラスの粘度がｌｏｇη
＝２〜４．５となる様に温度が調節される。ここでは、
所定の温度設定により流出口１４から流出する溶融ガラ
スに要求される所定の粘度を設定する。

上記第３部分６ｃの直径Ｄ３は要求される流出ガラス径
により適宜設定されるが、たとえば３〜１５ｍｍである
。

以上の様な本実施例においては、流出制御手段のピスト
ン２０ｅを上下方向に移動させることにより、ベローズ
２０ｃを介してパイプ２０ａ内の不活性ガスの圧力を変
化させ、かくして第２部分６ｂ内のガラスにかかる圧力
を調節することができる。これにより、第１部分６ａ内
の溶融ガラスより粘度が低い第：ＢｊｌＳ分６Ｃ内の溶
融ガラスに対し有効に圧力変化が作用し、流出口１４か
らのガラス流出量を適宜設定することができる。たとえ
ば、ピストン２０ｅを上方へと移動させるとパイプ２０
ａ内の不活性ガスの圧力が低下せしめられ、第３部分６
Ｃ内の溶融ガラスの流出を一時的に停止することができ
る。そして１次いでピストン２０ｅを下方へと移動させ
るとパイプ２０ａ内の不活性ガスの圧力が上昇せしめら
れ、第３部分６ｃからの溶融ガラスの流出を開始するこ
とができる。

かくして、流出制御手段２０を適宜制御することにより
、流出口１４から所望の体積ごとに間欠的に所望粘度の
溶融ガラスｇを流出させることができる。尚、第３部分
６ｃの径は小さいので、流出制御手段２０を作用させて
減圧し流出を停止させている間においても流出口１４か
らｒｆ４３部分６Ｃ内に大気が侵入することはない。

尚、本実施例によれば、流出部の第２部分６ｂとして拡
張部分が形成されているので、該部分の温度を基準温度
に設定し、第１部分６ａ及び第３部分６ｃの温度を該基
準温度から適宜具なる温度に設定して流量調整及び粘度
調整の双方を行なっても、第２部分６ｂの熱容量が大き
いので第１部分６ａ及び第３部分６ｃが温度干渉するこ
とはなく、従って流出ガラスの流量及び粘度の双方の調
節を極めて良好に行なうことができる。

本実施例においては、流出部６の第１部分湯度Ｔ（６ａ
）、流出部６の第２部分湯度Ｔ（６ｂ）及び流出部６の
第３部発温度Ｔ（６ｃ）は、Ｔ（６ａ）　＜Ｔ　（６ｂ
）　＜Ｔ　（６ｃ）となる様に設定されており、低い温
度の第１部分６ａと高い温度の第３部分６ｃとの間に大
断面積で溶融ガラス収容量の大きな第２部分６ｂが介在
しているので、第３部分６Ｃの高い温度が直接低い温度
の第１部分６ａに伝わることがなく、第３部分先端の流
出口１４からのガラス流出量の制御を正確に行なうこと
ができる。即ち１本実施例において、溶融ガラス収容槽
２内のガラスＧの温度は高く、第１部分６ａの温度を低
くして該第１部分以降のガラス流；義を制御するのであ
るが、拡張部たる第２部分６ｂが設けられているので、
第３部分６Ｃの温度は直接第１部分６ａに伝わることは
なく、第２部分６ｂ内のガラスによって温度上昇が押え
られるので、第１部分６ａ内のガラス温度は上昇しない
、従って、第３部分６Ｃを通るガラスは第２部分６Ｃ内
のガラスを引張る様にして流れ、更に該第２部分内のガ
ラスは第１部分６ａ内のガラスを引張る様に流れるので
、流出口１４からのガラス流出量は結局第１部分６ａ内
のガラスの粘度に依存することになる。それ故、拡張部
たる第２部分６ｂの存在により第３部分６Ｃの温度が第
１部分６ａの温度に干渉するのを防ぐことは、ガラス流
出量の正確な制御のために極めて有利なことである。

尚、Ｌ２第３図の流出部６（直径１０ｍｍ、長さ８００
ｍｍ）の場合に粘度ｌｏｇη＝４のガラスを１２ｃｍ３
／分で流出させていたが、上記本発明第１実施例の流出
部６（第１部分６ａの直径及び第３部分６Ｃの直径を１
０ｍｍとし、第２部分６ｂの体積を第３部分６Ｃの約５
倍とした）の場合に、流出制御手段２０を作用させるこ
とにより該手段のパイプ２０ａ内の絶対圧力を適宜の時
間間隔で約０．９３Ｋｇ／ｃｍ２の減圧と約１．１Ｋｇ
／ｃｍ２の加圧とを交互に変化させることで、粘度ｌｏ
ｇη＝４のガラスを５ｃｍ３として１５〜６０秒の任意
の間隔で間欠的に流出させることができた、これは、た
とえばカメラ用レンズ（直径４０　ｍ　ｍ、厚さ２〜３
ｍｍ）を連続的にプレス成形する場合に適用できる。

第２図は未発Ｉｌｌによる溶融ガラス流出部構造の第２
の実施例を示す断面図である。

第２図において、上記第１図におけると同様の部材には
同一の符号が付さ°れており、これらについては説明を
省略する。

本実施例は、第１部分６ａと第２部分６ｂとの間に温度
干渉を防止するための断熱材１６が配はされており且つ
第２部分６ｂと第３部分６Ｃとの間に温度干渉を防止す
るための断熱材１８が配こされている点が上記第１実施
例と異なり、更に第２部分６ｂの形状が」−配給１実施
例と異なり、パイプ２０ａの周囲に温度制御手段２２が
付設されている点も上記第１実施例と異なる。

本実施例では常時パイプ２０ａ内にまで第２部分６ｂ内
のガラスが入り込んでおり、この部分のガラスは温度制
御手段２２により温度調節される。この様に、本実施例
では、不活性ガスと接触するガラス面積が小さいので、
高鉛含有ガラス等の高温下で表面からの成分揮発の多い
ガラスの場合でも該揮発を最小限とすることができ、屈
折率変化等にノフづ〈不良発生を防止することができる
。　本実施例においては、断熱材１６．１８はＬ記拡張
部たる第２１分６ｂの上下位置に配置さ−れており、第
１部分の温度制御手段８、第２部分の温度制御手段ｌＯ
及び第３部分の温度制御子段１２の間の対流及び輻射に
よる温度制御の誤差を防止するものである。即ち、上記
断熱材１６．１８を配置しない場合には、各部分６ａ、
６ｂ、６Ｃの長さを短くした場合に温度制御手段はかな
り接近して配置されることになり、該温度制御手段の温
度には差異があるので、温度制御手段８より高い温度の
温度制御手段ｌＯの熱により該温度制御子段ｌＯの周囲
の空気は対流によって上記温度制御手段８の方へと流れ
、この空気温度によって第１部分６ａ及びその内部のガ
ラスの温度は温度制御手段８のみによる制御が困難にり
やすい、また、温度制御手段ｌＯの輻射熱により直接第
１部分６ａ及びその内部のガラスが加熱されて同様に制
御困難となりやすい、この様な対流作用及び輻射作用に
よる第１部分６ａと第２部分６ｂとの間の関係は、第２
部分６ｂと第３部分６ｃとの間においても同様であり、
結局流出部の各部分６ａ。

６ｂ、６ｃの温度制御を正確には行ないにくくなる。こ
れに対し、本実施例では第１部分６ａと拡張部たる第２
部分６ｂとの間及び該第２部分と第３部分６Ｃとの間に
それぞれ断熱材を配置しているので、熱の対流及び輻射
作用の発生を防ぐことができ、各温度制御手段ごとの温
度制御を正確に行なうことができるのである。

かくして、本実施例によれば、温度制御手段による各部
分６ａ〜６ｃの温度設定が極め、て正確となり、各部分
の長さをより短くすることができる。

尚、上記第３図の流出部６（直径５ｍｍ、長さ８００ｍ
ｍ）の場合に、粘度ｌｏｇη＝３．５のガラスを３ｃｍ
３／分で流出させていたが、上記本発明第２実施例の流
出部６（第１部分６ａの直径及び第３部分６ｃの直径を
５ｍｍとし、第２部分６ｂの体積を第３部分６ｃの約４
倍とした）の場合に、流出制御手段２０を作用させるこ
とにより該手段のパイプ２０ａ内の絶対圧力を適宜の時
間間隔で約０．９３Ｋｇ／ｃｍ２の減圧と約１．１Ｋｇ
／ｃｍ２の加圧とを交互に変化させることで、粘度１ｏ
ｇη＝　２のガラスを０．１〜１ｃｍ３として５〜３０
秒の任意の間隔で間欠的に流出させることができた。

尚、上記第１図及び第２図には示されていないが、流出
口１４から流出した溶融ガラスｇは適宜の連続成形装置
に供給され、ここで連続成形される。

［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、流出部に溶融ガラスに対し
気体を接触させ且つ該気体の圧力を調節する流出制御手
段が付設されているので、所望の゛粘性の溶融ガラスを
所望の量だけ所望の間隔で間欠的に流出させることかで
さる。

また１本発明によれば、溶融ガラス中にプランジャ等の
機械的手段を設けていないので、異物混入や脈理発生を
防止でき、均質な溶融ガラスが流出される。

更に、流出部の中間部に断面積の大きな拡張部を形成し
該中間部に上記流出制御手段を付設することにより、該
中間部内の溶融ガラスの熱容量を大きくして該拡張部の
上下量で溶融ガラスの熱の干渉を十分に防止でき、従っ
て所望の条件にて正確にガラス流出を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による溶融ガラス流出部構造
を示す断面図である。 第３図は貨来の溶融ガラス流出部構造を示す断面図であ
る。 ２：溶融ガラス収容槽、 ４．８，１０，１２，２２：温度制御手段。 ６流出部、　　　　６ｂ＝拡張部、 １４：流出口、　　　１６．１８：断熱材。 ２０：流出制御手段。 第１図 第２図 第３図 手続補正書 昭和６２年　７月　６日 特許庁長官　小　川　邦　夫　　殿 １　事件の表示 特願昭６２−１２８３９４号 ２　発明の名称 溶融ガラス流出部の構造 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　（１００）　　キャノン株式会社４　代理人 図面 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融ガラス収容槽から溶融ガラスを流出させる流
   出部の構造において、収容槽接続部と流出先端部との間
   に溶融ガラスに対し気体を接触させ且つ該気体の圧力を
   調節する流出制御手段が付設されていることを特徴とす
   る、溶融ガラス流出部の構造。
2. （２）収容槽接続部と流出先端部との間に該先端部より
   も断面積の大きな拡張部を有し、該拡張部に流出制御手
   段が付設されている、特許請求の範囲第１項の溶融ガラ
   ス流出部の構造。
3. （３）収容槽接続部、先端部及び拡張部にそれぞれ独立
   に温度制御手段が付されている、特許請求の範囲第２項
   の溶融ガラス流出部の構造。