玻璃块制造装置和方法、玻璃成形品和光学元件制造方法

玻璃块制造装置和方法、玻璃成形品和光学元件制造方法
【专利摘要】本发明涉及玻璃块制造装置、玻璃块制造方法、玻璃制造方法以及光学元件制造方法，其抑制因间歇驱动成形模具的惯性力造成玻璃块在成形模具内移动。该玻璃块制造方法为，间歇移送被供给有熔融玻璃的成形模具并进行冷却而成形玻璃块，并包括，使成形模具绕垂直于成形模具的移送方向的水平轴的摇动轴摇动，使成形模具的成形面的朝向相对于竖直轴倾斜规定倾斜角。
【专利说明】玻璃块制造装置和方法、玻璃成形品和光学元件制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用成形模具由熔融玻璃制造玻璃块的玻璃块的制造装置和玻璃块制造方法，以及由上述玻璃块制造玻璃成形品和光学元件的方法。
【背景技术】
[0002]已知的玻璃块制造装置为，利用成形模具以浮起状态接受从熔融玻璃供给部流下的熔融玻璃，将其成形为精密压制成形用的玻璃块(玻璃料滴或坯料)。此种装置的具体结构记载于例如专利文献I中。
[0003]在专利文献I的玻璃块制造装置中，多个成形模具以圆周方向等间隔配置于水平设置的旋转台，通过使旋转台间歇地旋转，将各成形模具依次移送至规定的停留位置。由此，依次向各成形模具供给熔融玻璃(供给)，并取出由成形模具内成形的玻璃块(取料)。此种玻璃块制造装置所使用的成形模具，包括具有多个喷出浮起用气体(空气或惰性气体)的细孔或贯通孔的成形面，以浮起状态接受由熔融玻璃供给部向成形面流下的熔融玻璃，对其冷却并成形 (以下，称之为“浮起成形”)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本发明专利公开2002-97023号公报
【发明内容】

[0007]在使用专利文献I的玻璃块制造装置制造玻璃块时，通过使旋转台快速旋转而缩短成形模具的移送时间，能够缩短玻璃块制造的单位时间，提高生产效率。但是，在专利文献I的玻璃块制造装置中，由于使旋转台间歇旋转，所以对以浮起状态保持在成形模具内的熔融玻璃块反复施加驱动方向(旋转台的圆周方向)的惯性力，存在使成形模具内玻璃块大幅偏移，某些情况下玻璃块的一部分或全部从成形模具中飞出的可能性。由此发生玻璃块形状不良或纹理等的品质不良问题。
[0008]根据本发明的实施方式，提供一种玻璃块制造装置，包括:熔融玻璃供给部；成形模具，其从熔融玻璃供给部接受熔融玻璃供给，并成形玻璃块；移送机构，其向移送方向间歇地移送成形模具；和摇动机构，其使成形模具以水平设置的摇动轴为中心摇动，使成形模具的成形面的朝向相对于竖直轴倾斜，摇动机构使成形模具在移送时摇动，以在成形模具的中央部保持玻璃块。
[0009]根据该结构，可抑制因成形模具间歇移送所造成玻璃块在成形模具内偏移或飞出，防止玻璃块发生破损、形状不良、纹理等品质不良。
[0010]可在移送方向上等间隔排列多个成形模具，所述移送机构同时移送该多个成形模具。
[0011 ] 优选所述移送机构具有旋转台和旋转驱动所述旋转台的旋转电机，沿所述旋转台的旋转方向等间隔安装各个所述成形模具。[0012]优选所述旋转台绕水平轴旋转。
[0013]根据该结构，与围绕竖直轴旋转的结构相比，旋转台每转动I次施加于玻璃块的水平方向惯性力的时间积分小，因此能够抑制玻璃块的偏移，成形优良品质的玻璃块。
[0014]优选所述旋转台绕竖直轴旋转。
[0015]还优选所述摇动机构使所述成形模具摇动，在所述移送的加速中使所述成形模具倾斜，且使所述成形模具的上部朝着所述移送方向前方，在所述移送的减速中使所述成形模具倾斜，且使所述成形模具的上部向着所述移送方向后方。
[0016]还优选所述摇动机构具有沿多个成形模具的移动路径配置的凸轮板；自由摇动地支承成形模具的摇动支承机构；和安装于成形模具，与凸轮板啮合的凸轮从动件。
[0017]还优选所述摇动机构 具有与移送机构同步旋转的摇动用马达；由摇动用马达驱动的小齿轮；自由摇动地支承成形模具的摇动支持机构；和安装于成形模具，与小齿轮啮合的齿轮。
[0018]优选在移送所述成形模具的速度为大致最大的位置处，使倾斜角为最大。另外，优选倾斜角的最大值在30~45°的范围内。
[0019]优选在一次移送所述成形模具的区间的中间位置，倾斜角为最大。
[0020]优选所述移送机构根据凸轮曲线移送成形模具。
[0021]根据该结构，能够降低移送时施加于玻璃块的加速度和加加速度的最大值，有效减少玻璃块的形状不良或纹理等品质不良。
[0022]优选所述摇动轴通过供给于成形模具的熔融玻璃块的重心附近。
[0023]根据该结构，可抑制因成形模具的摇动而施加于玻璃块的惯性力，能够形成形状、品质更好的玻璃块。
[0024]根据本发明的实施方式，提供一种玻璃块制造方法，其特征在于:间歇地移送被供给有熔融玻璃的成形模具并进行冷却而成形玻璃块，在移送所述成形模具时，以水平设置的摇动轴为中心使所述成形模具摇动，使所述成形模具的成形面的朝向相对竖直轴倾斜，以在所述成形模具的中央部保持所述玻璃块。
[0025]根据本发明的玻璃块成形装置，可抑制玻璃块在成形模具内移动，防止玻璃块发生破损、形状不良、纹理等品质不良。
【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1是本发明第I实施方式的玻璃块成形装置的主视图。
[0027]图2是本发明第I实施方式的玻璃块成形装置的侧视剖面图。
[0028]图3是在本发明第I实施方式中所使用的摇动控制机构的侧视剖面图。
[0029]图4是说明在旋转台间歇驱动控制中所使用的凸轮曲线的图。
[0030]图5是在本发明第I实施方式中所使用的摇动控制机构的主视图。
[0031]图6是说明本发明实施方式的成形模具的摇动控制效果的图。
[0032]图7是本发明第2实施方式的玻璃块成形装置的主视图。
[0033]图8是在本发明第2实施方式中所使用的摇动控制机构的主视图。
[0034]图9是在本发明第2实施方式中所使用的摇动控制机构的侧视图。
[0035]图10是说明本发明第2实施方式的摇动控制的图。[0036]图11是本发明第3实施方式的玻璃块成形装置的俯视图。
[0037]图12是本发明第3实施方式的玻璃块成形装置的侧视图。
[0038]附图标记说明
[0039]1、100、200玻璃块成形装置
[0040]10,110,210吊舱(成形模具单元)
[0041]12、112成形模具
[0042]14、171、214 摇动轴
[0043]16摇动控制轴
[0044]16a凸轮从动件
[0045]20、120、220 旋转台
[0046]30旋转电机
[0047]40、140 控制部
[0048]50滚珠丝杠
[0049]60直线导轨
[0050]70第I凸轮板
[0051]80第2凸轮板
[0052]86 弹板
[0053]90熔融玻璃供给部
[0054]170齿轮式摇动机构
[0055]174小齿轮
[0056]175 齿轮
[0057]250升降机
[0058]G熔融玻璃
[0059]g玻璃块
【具体实施方式】
[0060]以下参照附图对本发明【具体实施方式】的玻璃块成形装置进行说明。
[0061]〈玻璃块成形装置及玻璃块的制造〉
[0062]图1、图2分别是本发明第I实施方式的玻璃块成形装置I的主视图和侧视剖面图。如图1、图2所示,玻璃块成形装置I包括多个吊舱(gondola)(成形模具单元)10、旋转台20、旋转电机30、控制部40、滚珠丝杠50 (螺旋轴52、螺母54)、一对直线导轨60 (导杆62、直线轴承64)、以及熔融玻璃供给部90 (流出喷嘴92)。在图1、图2中，为了使图容易观察，省略后述的第1、第2凸轮板70、80。
[0063]如图1所示，在本实施方式中，圆盘状的旋转台20配置为纵置(即旋转台20的旋转中心轴Ca朝向水平方向)，同轴安装于旋转电机30的驱动轴。旋转台20通过旋转电机30的驱动，绕旋转中心轴Ca以图1中的逆时针方向间歇30°旋转。旋转台20由例如轻量、高强度且具有耐热性的铝合金形成。在旋转台20的周边部，在以旋转中心轴Ca为中心的同心圆(移送路径Tr)上，以0 =30°的间隔安装有12个吊舱10。
[0064]图3表示在本发明第I实施方式中所使用的摇动控制装置的侧视剖面图。吊舱10具有大致圆柱形的外形，具有穿过吊舱10的旋转中心轴Cb的贯通孔10a，利用嵌入贯通孔IOa的摇动轴14而将其安装于旋转台20。摇动轴14通过轴承15，可自由旋转地支承于旋转台20。即，摇动轴14在安装于旋转台20的状态下，能够旋转(自转)，并能够在旋转台20的间歇旋转驱动下以旋转台20的旋转中心轴Ca为中心在旋转方向上间歇地旋转(移动)。因此，吊舱10可绕上述旋转中心轴Cb自由摇动。使吊舱10的旋转中心轴Cb与摇动轴14的摇动中心轴一致。吊舱10具有框架11、成形模具12和铅锤13。
[0065]成形模具12安装于框架11的上部，在上表面形成轴对称(旋转对称阶数无限大)的凹曲面形的成形面12a。如图3所示，成形面12a在底部中央与成形面12a的对称轴S垂直。在以下的说明中，将图3中以箭头S表示的位于成形面12a底部中央的法线方向(即、成形面12a的对称轴S的方向)称为吊舱10 (成形面12a、成形模具12)的朝向。
[0066]在未受到后述摇动控制时(即，图5所示第I凸轮板70、图5所示第2凸轮板80与吊舱10的摇动控制轴16 (参照图3)的凸轮从动件16a的啮合分离时)，为使成形面12a朝向垂直方向上方，而在框架11的下部安装铅锤13，使吊舱10的重心CMm相对于摇动轴14向下方(即、成形模具12的相反侧)偏心。在以下的说明中，令未受到摇动控制时的吊舱10的朝向(垂直向上)为吊舱10的倾斜基准(倾斜角0 b = 0° )。即，在垂直方向上延伸的竖直轴Hb与成形面12a的对称轴S所成的角为吊舱10的倾斜角0 b。
[0067]在本实施方式中，作为玻璃块g的成形方法采用所谓的浮起成形法，既，通过例如切断等方式将熔融玻璃G供给至形成凹状的成形模具12，保持该软化状态的玻璃块于浮起状态，而成形为规定形状(球形、双凸曲面形等)。供给至成形模具12的玻璃块g，借助从成形面12a喷出的浮起用气体(例如空气，或氮气等惰性气体)的压力，而以浮起于成形面12a之上的状态被保持于成形模具12，由此使其成形为规定的形状。在成形模具12中，形成有未图示的多个开口于成形面12a的细孔，通过该细孔从成形面12a喷出由后述控制部40的气体供给装置所供给的浮起用气体，使玻璃块g浮起。未图示的电热加热器设置于成形模具12，保持适于玻璃块g成形的温度。
[0068]在吊舱10的正面(与旋转台20相反一侧的表面面)，于摇动轴14的正下方，插入有摇动控制轴16。如图5所示，在摇动控制轴16的前端设置有与后述第1、第2凸轮板70、80啮合的凸轮从动件16a。通过使凸轮从动件16a与第1、第2凸轮板70、80的啮合，而使吊舱10以摇动轴14为中心摇动，倾斜至由第1、第2凸轮板70、80限定的倾斜角0 b。对于利用第1、第2凸轮板70、80和摇动控制轴16对吊舱10进行的摇动控制，将在后面详述。
[0069]在玻璃块成形装置I的上部，配置有熔融玻璃供给部90。熔融玻璃供给部90与省略图示的搅拌槽、澄清槽和玻璃熔解槽连通。将依次在上述各槽中熔解、澄清、均质化后的熔融玻璃G连续地供给至熔融玻璃供给部90。控制在一定温度的熔融玻璃G从熔融玻璃供给部90的前端(流出喷嘴90a)流下。从流出喷嘴90a流下的熔融玻璃G，被安装在吊舱10的玻璃成形模具12接受，成形为规定的形状(例如，弹珠状或扁平状)。
[0070]流出喷嘴90a配置于吊舱10高度最大的位置(图1中旋转台20的12点位置)的正上方。旋转电机30间歇地旋转驱动旋转台20，且使各吊舱停留于12点的位置。然后，在各吊舱10停留于12点位置时，使从流出喷嘴90a流下的熔融玻璃G供给至成形模具12。SP，旋转台20的12点位置为供给位置。在以下的说明中，将旋转台20看作表盘，令吊舱高度最大的位置为12点位置。令使位于旋转台20的12点位置的吊舱10逆时针旋转每30°后的位置分别为11点位置、10点位置、9点位置、8点位置、7点位置,令取出位置为吊舱10的位置最低的6点位置。图5中的旋转角度0°~180°表示设置于旋转台20的吊舱10从供给位置(12点位置)移动了规定的旋转角度时的旋转角度。
[0071]控制部40具有高刚性的箱式壳体41。在壳体41内，分别收容有省略图示的电源装置、控制电路、气体供给装置、和驱动后述滚珠丝杠50旋转的伺服马达。气体供给装置向成形模具12供给浮起成形用的气体。
[0072]如图2所示，滚珠丝杠50的螺母54，与一对直线导轨60的直线轴承64，通过连结板42连结。即，由直线导轨60、滚珠丝杠50、驱动滚珠丝杠50的伺服电机、以及连结板42构成能够在上下方向驱动的直线驱动器。旋转电机30安装于连结板42，可利用滚珠丝杠50的驱动而上下移动。
[0073]如图1所示，在本实施方式中，作为在供给时从熔融玻璃流G切出玻璃块g的方法，采用所谓下降切断法。在下降切断法中，在由成形模具12接受熔融玻璃流G后，以比熔融玻璃流G的流速更快的速度使成形模具12下降，从而从熔融玻璃流G切出规定重量的玻璃块g。具体地说，在停留于供给位置的吊舱10的成形模具12接受规定量的熔融玻璃时(例如，当停留时间达到规定时间时)，控制部40的伺服马达驱动滚珠丝杠50，使旋转电机30、旋转台20以及每个吊舱10急速下降，而切断熔融玻璃G。
[0074]如上所述，在本实施方式中，在逆时针方向上每30°间歇驱动各吊舱10与旋转台20 一起绕旋转中心轴Ca旋转。在单纯地以一定速度旋转驱动旋转台20时，在旋转开始时和停止时对吊舱10施加大的加速度和加加速度，会使玻璃块发生变形或纹理等缺陷。在本实施方式中，使用可使加速度和加加速度(加速度的I阶微分)为规定值以下的凸轮曲线来控制旋转电机30的间歇旋转驱动。
[0075]图4表示用于说明在`本实施方式中，对旋转台20间歇旋转驱动的凸轮曲线(旋轮线曲线)的图。图4(a)~(d)分别表示旋转台的旋转角0、吊舱10的速度V、加速度A和加加速度(jerk) J的时间变化。旋转角0为在间歇旋转驱动中从各驱动开始时旋转台20旋转的角度，其值逆时针方向为正。根据图4(a)~(d)的曲线，进行间歇旋转驱动中的各驱动(旋转角30° )。如图4所示，旋转角0为15°时吊舱10的速度V最大。通过如上所述对吊舱10的间歇旋转驱动进行控制，使供给至吊舱10的凹状成形面内的熔融玻璃块不会在成形模具内移动，一方面，由于能够在抑制了移动的状态下对玻璃块成形，因此能够防止玻璃块破损等品质不良的问题。图4表示在吊舱10的一次间歇驱动中所使用的凸轮曲线，但实际上由于旋转台20周期性的旋转，因而重复进行图4所示的凸轮曲线的控制。
[0076]接下来，对摇动吊舱10的机构进行说明。图5为说明本发明第I实施方式的吊舱摇动机构的概要结构以及动作的主视图。吊舱摇动机构具有与吊舱10的正面相对置、沿吊舱10的移动路径Tr配置的2块圆弧板状的凸轮板(第I凸轮板70、第2凸轮板80)和弹板86。图5为从图3中的左侧观察吊舱摇动机构的图，在图5中，由2点划线表示的第I及第2凸轮板70、80配置于吊舱10的前侧(纸面一侧)。
[0077]第I凸轮板70具有大致120°的中心角0 70，在大致-30°~90°的角度位置范围(逆时针方向I点至9点的范围)内沿着吊舱10的旋转路径配置。
[0078]第2凸轮板80具有大致90°的中心角0 80，在大致95°~185°角度位置范围内沿着吊舱10的旋转路径Tr配置。第1、第2凸轮板70、80分别由未图示的支架与连结板42固定，与旋转台20及各吊舱10共同在滚珠丝杠50的作用下上下驱动。
[0079]第I凸轮板70 (第2凸轮板80)形成有与吊舱10的摇动控制轴16的凸轮从动件16a啮合的凸轮槽72 (凸轮槽82)，在吊舱10与旋转台20 —同绕旋转中心轴Ca旋转时，摇动控制轴16沿着凸轮槽72 (凸轮槽82)移动。由此，吊舱10根据凸轮槽72 (凸轮槽82)的轨道，以摇动轴14为中心摇动。在凸轮槽72(凸轮槽82)的导入部形成有诱导用的锥形结构74 (锥形结构84)，可使摇动控制轴16顺滑地导入到凸轮槽72 (凸轮槽82)中。
[0080]如上所述，在本实施方式中，吊舱10围绕旋转台20的旋转中心轴Ca以30°间隔配置，对旋转台20使其绕旋转中心轴Ca每30°间歇地进行驱动，以使各吊舱10在供给位置(角度位置0° )处停留。即，各吊舱10在图5中符号(A)所表示的0°、30°、60°、120。、150。、180。……的角度位置处停留。 [0081]接下来，说明吊舱摇动机构的效果。在不使用第1、第2凸轮板70、80时，由于如图3中所示，吊舱10的重心CMm位于低于摇动轴14的位置，因此在旋转驱动旋转台20时，成形模具12维持朝上的状态(成形面12a的底部为大致水平的状态)。当旋转驱动旋转台20时，对保持在成形模具12中的玻璃块g施加与加速度A成比例的圆周方向的惯性力。除非吊舱10的角度位置为±90° (旋转台20的3点、9点位置)，否则玻璃块g所受惯性力中包含水平方向的成分。因此，使用图6说明在未使用吊舱摇动机构的情形下，玻璃块g在成形模具12(成形面12a)内的运动。例如，在成形模具12位于供给位置(12点位置)，不使用吊舱摇动机构，而间歇旋转驱动旋转台20的情形下,在旋转驱动旋转台20时,保持于成形模具12的玻璃块g，如图6(a)所示，以水平方向在成形模具内移动，并偏移至吊舱10的移动方向的相反侧。当从11点或10点的位置间歇旋转驱动成形模具12的情形下,在旋转驱动旋转台12时，对玻璃块g作用朝上的力，玻璃块g在成形模具12内移动。因此，存在玻璃块g从成形模具12飞出(或者，玻璃块g的一部分从成形模具12溢出)的可能。由于上述玻璃块g的移动，会使玻璃块g (用于精密模压成形的预制块或用于精密模压成形或再加热压制成形的玻璃原料)产生形状不佳或纹理等品质不良。
[0082]在本实施方式中，在旋转驱动旋转台20时，利用第1、第2凸轮板70、80与摇动控制轴16的啮合，而使吊舱10以摇动轴14为中心摇动倾斜，因此如图6 (b)所示，使玻璃块g保持于成形模具12的中央部。此时，吊舱10的上部向着朝吊舱10在水平面上投影的移动方向倾斜。具体地说，在摇动控制轴16与第I凸轮板70啮合时，吊舱10在水平面上的投影，向图5的左向移动，因此吊舱10的上部向左侧倾斜(即，吊舱10以摇动轴14为中心向逆时针方向以规定倾斜角9 b倾斜)。在摇动控制轴16与第2凸轮板80啮合时，吊舱10在水平面上的投影向图5中右向移动，因此吊舱10的上部向右侧倾斜(即，吊舱10以摇动轴14为中心向顺时针方向以规定倾斜角0 b倾斜)。
[0083]在根据图4的凸轮曲线使旋转台20旋转驱动时，玻璃块g的动量P (P = mV,但此处m为吊舱的质量)，在吊舱10的速度V为最大的旋转角0 a在15°时(旋转台20从停留位置旋转了 15°时)达到最大。即，旋转角0 a = 0°~30° (换言之从12点到11点的位置)的情形下，在旋转角9 =15°的位置处，成形模具12的倾斜角0 b最大。因此，在本实施方式中进行如下摇动控制，即，在吊舱10从停留位置(A)向逆时针方向旋转15°的位置处，具体地说，在图5中以符号(B)表示的15°、45°、135°、165°的角度位置0a处，使吊舱10的倾斜角0 b为最大(例如30~45° )的摇动控制。由此,可有效地防止因玻璃块g在成形模具12内移动而造成变形、或玻璃块g从成形模具12飞出。由于在各停留位置(A)~停留位置(A)之间，作用于玻璃块g的动量大小不同，因此在15°、45°、135°、165°的各角度位置处倾斜角0 b是变化的。
[0084]当吊舱10位于角度位置90°附近时，在旋转驱动旋转台20时玻璃块g所受惯性力为大致垂直方向，成形模具12内玻璃块g不会在水平方向上产生大的移动，不必对吊舱10进行摇动控制。因此，在本实施方式中，在75°及105°的角度位置处，不使吊舱10的摇动控制轴16与第I凸轮板70 (第2凸轮板80)的凸轮槽72 (凸轮槽82)啮合，不使其产生摇动。
[0085]如上所述，对于在供给位置由成形模具12接受玻璃块g供给的吊舱10，在移送轨道Tr上向逆时针方向间歇地移送30°的期间，成形模具12上的玻璃块g逐渐冷却，在到达角度位置180°为止的期间内，玻璃块g的温度下降至不足玻璃化转变温度，完成玻璃块g的成形。在玻璃块g的温度不足玻璃化转变温度时玻璃块g的变形量极小，因此从供给玻璃块g之后开始，到玻璃块g的温度达到玻璃化转变温度为止，要使吊舱10摇动，以使玻璃块g保持于成形模具12的中央部。但是，在玻璃块g的温度已冷却至不足玻璃化转变温度的情形下，没必要使吊舱10摇动。
[0086]在刚通过第2凸轮板80后(5~6点位置)，相对于吊舱10的移送轨道Tr倾斜设置有平板状的弹板86。在吊舱10停留于180°的角度位置出点位置)后，当逆时针方向旋转驱动旋转台20时，摇动控制轴16于弹板86接触，沿弹板86倾斜的上表面抬起。由此，吊舱10以摇动轴14为中心向顺时针方向倾斜约120°的倾斜角0 13，使玻璃块8从成形模具12落向配置于吊舱10下方的未图示的玻璃块回收部，而被回收。即，在图5中符号(C)所示210°的角度位置处， 从成形模具12取出玻璃块g。从成形模具12中取出玻璃块g后的吊舱10，进一步沿移送轨道Tr间歇地移送，再次在供给位置接受玻璃块g供给。这样，各吊舱10的成形模具12被重复地用于制造玻璃块g。并且，通过使设置于旋转台20周边部的12个成形模具12持续地间歇旋转，来连续生产玻璃块g。
[0087]〈玻璃成形品的制造〉
[0088]对使用第I实施方式的玻璃块成形装置I成形的、作为压制成形用原料的玻璃料滴或坯料加热使之软化，导入未图示的压制成形模具内，通过压制成形得到玻璃成形品。通过对该玻璃成形品进行研削加工及研磨加工，得到光学透镜等光学元件。
[0089]另外，也可使用第I实施方式的玻璃块成形装置1，来成形作为精密模压成形用原料的坯料(或玻璃料滴)。将使用玻璃块成形装置I成形后的坯料导入到已对成形面的形状进行精密加工的模压成形模具内，在成形模具内与成形模具同时对坯料进行加热，使之软化，在此状态下进行精密模压成形(等温压制成形)，从而得到光学透镜等光学元件。
[0090]另外，也可对使用第I实施方式的玻璃块成形装置I成形的坯料(或玻璃料滴)加热，使之软化，并将坯料导入与坯料分开加热的模压成形模具内，进行精密模压成形(等温压制成形)，从而得到光学透镜等光学元件。
[0091]如上所述，在本发明的第I实施方式的玻璃块成形装置I中，在移送吊舱10时，通过使吊舱绕垂直于移送方向的摇动轴14(水平轴)摇动，来抑制因移送时所施加的惯性力导致玻璃块g在成形模具12内移动，减少玻璃块g产生形状不佳或纹理等品质不良的问题。[0092]以上为本发明的第I实施方式的说明，但本发明不限于上述结构，可以在本发明的技术思想的范围内作出各种各样的变形。例如，在第I实施例中，在任意角度位置处都以同一角度来摇动吊舱10，但也可以根据吊舱10的角度位置而以不同的角度使之摇动。例如，可以根据施加于玻璃块g的水平方向上惯性力大小来设定倾斜角0b。
[0093]在第I实施方式中，在吊舱10移送速度为最大的旋转角0 =15°、45°、135°、165°时，使其以最大倾斜角0b摇动，但吊舱10的倾斜姿态，即，I次间歇旋转驱动中，可根据玻璃块g的大小或粘性、旋转台20的驱动方法等适当地设定吊舱10的旋转位置与吊舱10的倾斜角0 b。
[0094]在第I实施方式中，采用下降切断法作为向成形模具12供给熔融玻璃G的方法，但也可以使用,例如,利用自重使熔融玻璃G从流出喷嘴92滴下的滴下切断法,或利用剪刀状的切断器将熔融玻璃G切断的剪断法(剪刀(shear)切断法)等其他切断方法。
[0095]在第I实施方式中，在吊舱10的移送轨道Tr的最上点(12点位置)进行熔融玻璃G的供给，在最下点附近(5点位置)进行玻璃块g的取出，但进行供给或取出的位置不限于上述位置。尤其是，可根据玻璃的冷却所需要的时间，或吊舱10的停留时间(供给时间)、移送速度等适当设定取出的位置。在第I实施方式中，在旋转台20的周边部等间隔设置有12个吊舱10， 但可以根据旋转台20或吊舱10的大小等适当设定吊舱10的数量。
[0096]在第I实施方式中，通过摇动控制装置在移送中进行吊舱10的摇动控制，但也能够不进行摇动控制，而是通过由移送时的惯性力所产生的吊舱10的摇动抑制成形模具12内的熔融玻璃块g的移动。例如，通过将吊舱10可摇动地支承于旋转台20，以铅锤等适当调整吊舱10绕摇动轴摇动的固有周期，从而使成形模具12内的熔融玻璃块g的移动(振动)衰减，能够防止发生形状不良等。
[0097]在第I实施方式中，利用各凸轮板与摇动控制轴16的啮合及作用于吊舱10的重力对吊舱10的倾斜角0 b进行控制。但是，由于仅以凸轮板和重力控制倾斜角0 b的自由度不高，因此会有不能将吊舱10控制于期望的倾斜角e b的情形(例如，无法自由地控制进入凸轮板时的姿势)。在这种情况下，也可总是或者在规定的旋转位置，设置对吊舱10施加力而达到规定的倾斜角0 b的控制部件。通过使用控制部件，能够使吊舱10的倾斜角0 b的控制自由度更高，更平顺。可使用例如弹簧、磁铁、对吊舱10喷射压缩空气的喷嘴等作为控制部件。
[0098]在第I实施方式中，在远离成形模具12上玻璃块g的重心CMg的位置配置有摇动轴14，但摇动轴14也可以配置于例如图6(b)中虚线14’所示的位置，令摇动轴(吊舱10的旋转中心轴)从成形模具12上的玻璃块g的重心CMg附近通过。根据该结构，由于吊舱10摇动时玻璃块g的重心移动少，减轻施加于玻璃块g的惯性力，可更有效地抑制玻璃块g发生形状不良或品质不良。
[0099]〈第2实施方式>
[0100]在上述第I实施方式的例子中，使用凸轮板70、80及弹板86控制吊舱10 (成形模具12)摇动，但也可将例如齿轮机构、连杆机构、油压机构等其他驱动机构用于吊舱的摇动控制。在接下来所说明的本发明的第2实施方式的例子中，使用齿轮机构控制吊舱摇动。在以下第2实施方式的说明中，主要说明不同于第I实施方式的点，对于与第I实施方式相同或近似的组成部分，使用相同或近似的附图标记，并省略其详细说明。[0101]图7为本发明的第2实施方式的玻璃块成形装置100的主视图。与第I实施方式相同地，在纵置的旋转台120的周边部，围绕旋转中心轴Ca以30°间隔安装12个吊舱110。旋转电机30向逆时针方向每30°间歇地对旋转台120进行旋转驱动，使各吊舱110依次停留在供给位置(0°的角度位置)。对各吊舱110分别设置有齿轮式摇动机构170。
[0102]图8为吊舱110及齿轮式摇动机构170的主视图，图9为其侧视图。齿轮式摇动机构170，包括摇动轴171、伺服马达172、驱动轴173、小齿轮174、齿轮175、和两个轴承176。除了代替摇动控制轴16在正面安装齿轮175，不具有铅锤13这两点之外，吊舱110的结构与第I实施方式的吊舱10相同。[0103]分别利用安装于旋转台120的轴承176自由旋转地支承摇动轴171和驱动轴173。驱动轴173的一端，与安装于旋转台120的伺服电机172的输出轴连结，另一端连结与齿轮175啮合的小齿轮174。齿轮175与摇动轴171连结，并且通过摇动轴171与吊舱110的框架111连结为一体。在旋转驱动伺服马达172时，其驱动力经驱动轴173、小齿轮174、齿轮175以及摇动轴171传递至吊舱110，吊舱110以摇动轴171为中心摇动(旋转)。
[0104]利用控制部40，根据吊舱110的角度位置，对各伺服马达172进行独立控制。控制部40与第I实施方式相同，在旋转台120旋转时驱动伺服马达172，使吊舱110以摇动轴171为中心摇动规定角度。
[0105]吊舱110相对于水平面的倾斜，因旋转台20的旋转而变化。例如，在伺服马达172驱动停止的状态下(即，不进行吊舱110的摇动控制)，使旋转台20旋转e T的角度，而移送至角度位置e T时，吊舱110的成形面112a相对于水平面倾斜0 T的角度。因此，为保持成形模具112水平，要修正由旋转台20旋转造成的吊舱110倾斜，为此，必须使吊舱110向旋转台20旋转的反方向摇动角度0 T0在本实施方式中，齿轮式摇动机构170使吊舱110绕摇动轴171以倾斜角0b= 0G-0T(逆时针方向为正)倾斜，该倾斜角0b表示，对用于修正由该旋转台20旋转产生的倾斜的角度-0T，再加上用于抑制成形模具112内的玻璃块g移动的摇动角9G。
[0106]在本实施方式中，间歇旋转驱动旋转台20，以使旋转台20按照图4所示凸轮曲线移送。在第I实施方式中，所进行的摇动控制是，使在速度V最大的旋转角0处倾斜角0 b最大，而在本实施方式中，所进行的摇动控制是，使倾斜角0 b与吊舱110的加速度A成比例变化。图10是对本实施方式的摇动控制进行说明的图。在令重力加速度为gc时，对玻璃块g(质量m)施加重力mgc和与吊舱110的加速度A方向相反的惯性力_mA。使吊舱110相对于垂直面倾斜角度9 G，以使施加于玻璃块g的重力mgc与惯性力-mA的合力Q，垂直作用于成形面112a的底部。具体地说，控制部40驱动齿轮式摇动机构170，使吊舱110绕摇动轴171摇动角度0 G- 0 T。
[0107]如上所述，在驱动中，总是由成形面112a的底部大致垂直地承受施加于玻璃块g的力，由此可防止玻璃块g沿成形面112a在成形模具112内移动。在本实施方式中，不仅在吊舱110加速时，在其减速时也进行摇动控制，因此可有效地防止吊舱110的驱动停止时产生的玻璃块g的移动。
[0108]在对吊舱的摇动控制使用凸轮板的第I实施方式的结构中，不能在停留状态下使吊舱摇动，而在本实施方式中，与旋转台的驱动无关而能够使吊舱110摇动，因此能够进行自由度更高的摇动控制。在本实施方式中，如图7所示，在移送起动Tr的最下点出点位置)，在停留时使吊舱Iio摇动120°而取出玻璃块g。
[0109]在上述第2实施方式中，为了抑制由旋转电机30驱动的工作台120的总重量，而使用小型轻量且低扭矩的伺服马达172。因此，经过由小齿轮174和齿轮175形成的减速器，增大伺服马达172的扭矩后传递给吊舱110，但即使伺服马达172小型轻量，在其具有足够扭矩的情形下，也可以不使用减速器而利用伺服马达172 (或，直接驱动马达等其他种类的马达)来直接驱动吊舱的摇动轴171。
[0110]〈第3实施方式〉
[0111]以上所说明的第I及第2实施方式的例子中，使用纵置的旋转台，但本发明也能够适用于旋转台横置的装置。接下来，对使用横置的旋转台的本发明第3实施方式进行说明。
[0112]图11为本发明的第3实施方式的玻璃块成形装置200的俯视图，图12为其侧视图(图11中箭头I方向的视图)。在本实施方式中，旋转电机30及圆盘状的旋转台220横置(即旋转中心轴Ca朝向竖直方向)配置。
[0113]玻璃块成形装置200包括驱动装置整体上下运动的升降机250 ;和圆盘状的底盘242，其安装于升降机250的移动部251的上面。在底盘242的中央部上面安装有旋转电机30，在旋转电机30的驱动轴同轴安装有旋转台220。在旋转台220的侧周面上，绕旋转中心轴Ca以30°间隔安装有12个吊舱210。各吊舱210通过摇动轴214而可绕摇动轴214自由摇动地安装于旋转台220。
[0114]在12点位置(符号(A)所示供给位置)的上方，设置有熔融玻璃供给部90的流出喷嘴92。旋转电机30，在逆时针方向上间歇驱动旋转台220旋转30°，使得各吊舱210在12点位置停留规定时间，接受熔融玻璃G供给。与第I实施方式相同，旋转电机30的各驱动按照图4所示凸轮曲线进行。
[0115]在底盘242上，与旋转台220同轴地安装有大致圆筒状的凸轮板270。凸轮板270从图11中大约12点的位置到大约2点的位置缺口，在该缺口区域的大致中央(大致I点位置)，与凸轮板270同一圆周，对底盘242安装弹板286。
[0116]在第I实施方式中，第1、第2凸轮板70、80将吊舱210夹在其与旋转台20之间，但在本实施方式中，凸轮板270与弹板286配置于吊舱210与旋转电机30之间。这样，吊舱210的摇动控制轴216与摇动轴214相同，从旋转台20侧的背面突出。
[0117]在底盘242形成有沿周面与摇动控制轴216啮合的凸轮槽272。与第I实施方式相同，凸轮槽272，在停留位置处不使吊舱倾斜，并且在吊舱210从停留位置移动15°的移动速度最大位置处，使吊舱210的倾斜角0 b最大(如30~45° )。弹板286的上表面以朝吊舱210旋转前进方向升高的方式倾斜，在图11的旋转台220的I点位置(以符号(C)表示)处高于摇动轴214。吊舱210的摇动控制轴216被弹板286的上表面抬起，吊舱210以摇动轴214为中心顺时针方向倾斜约120°，而使玻璃块g从成形模具12落入配置于吊舱210的下方的未图示的玻璃块回收部，而被回收。即，在图11中符号(C)所示的I点角度位置处，从成形模具12取出玻璃块g。
`[0118]在上述第I及第2实施方式中对使旋转台的旋转轴朝向水平方向的结构进行了说明，在第3实施方式中对使旋转台的旋转轴朝向竖直方向的结构进行了说明，但只要使吊舱的摇动轴平行于水平面设置，也可以使旋转台倾斜配置(例如，使旋转轴相对竖直轴倾斜45° )。在使旋转台的旋转轴相对竖直轴倾斜角度0 a时，通过使吊舱的摇动轴相对旋转台的法线倾斜角度90° - 0 a，就能够将吊舱的摇动轴配置为水平。
[0119]在上述说明的玻璃块制造方法中，通过自由摇动地支承成形模具，并使安装于成形模具的凸轮从动件与沿成形模具的移动路径配置的凸轮板啮合，而在移送成形模具时有凸轮板控制凸轮从动件的移动方向，由此使成形模具摇动。
[0120]根据该结构，能够仅在移送成形模具时，使成形模具以适合成形模具位置的角度摇动。
[0121]在上述说明的玻璃块制造方法中，为使解除摇动机构的啮合时成形面朝上，也可以使成形模具的重心偏离摇动的中心轴。
[0122]根据该结构，在不需要使成形模具摇动时，成形面自动朝向上方，因此不再需对成形面的倾斜进行控制。
[0123]根据该结构，能够利用齿轮机构对成形模具的摇动以高自由度单独地进行控制，可以进行复杂的摇动控制。并且能够通过变更齿轮机构的驱动控制设定，来根据玻璃块的制造条件自由地改变摇动的模式。
[0124]以上是对本实施方 式的说明，但本发明不限于上述的构成，可以在根据权利要求书的记载在体现本发明的技术思想的范围内作出各种变形。
[0125]例如，能够使用根据本发明制造的玻璃块，通过再加热压制(Reheat Press)成形，得到与最终透镜形状接近的透镜毛坯。具体地，首先将玻璃块在大气中再加热，使其软化至玻璃块的粘度为IO4~106dPa.S。然后，将软化的玻璃块供给至涂覆了脱模剂的成形模具，压制成形为规定的形状，得到玻璃成形品(透镜毛坯)。通过对上述所得的玻璃成形品施加研削加工(包括球面创成(Curve Generating)加工或精磨(Smoothing)加工)或研磨加工，得到球面透镜等的玻璃光学元件。此种获得玻璃光学元件的方法也包含在本发明的范畴内。由于本发明所制造的玻璃块的重量精度高，从获得玻璃块至压制成形为止，可以省略为了调整玻璃块重量而对表面粗化处理的工序(桶状研磨工序等)或研磨/研削工序。
【权利要求】
1.一种玻璃块制造装置，其特征在于，包括: 溶融玻璃供给部; 成形模具，其从所述熔融玻璃供给部接受熔融玻璃供给，并成形玻璃块； 移送机构，其向移送方向间歇地移送所述成形模具；和 摇动机构，其使所述成形模具以水平设置的摇动轴为中心摇动，使所述成形模具的成形面的朝向相对于竖直轴倾斜， 所述摇动机构使所述成形模具在移送时摇动，以在所述成形模具的中央部保持所述玻璃块。
2.根据权利要求1所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述成形模具为多个，各个所述成形模具在所述移送方向上以等间隔排列， 所述移送机构同时移送所述多个成形模具。
3.根据权利要求2所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述移送机构具有旋转台和旋转驱动所述旋转台的旋转电机， 沿所述旋转台的旋转方向等间隔安装各个所述成形模具。
4.根据权利要求3所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述旋转台的旋转轴设置于水平方向。`
5.根据权利要求3所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述旋转台的旋转轴设置于竖直方向。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述摇动机构使所述成形模具摇动，在所述移送的加速中使所述成形模具倾斜，且使所述成形模具的上部朝着所述移送方向前方，在所述移送的减速中使所述成形模具倾斜，且使所述成形模具的上部向着所述移送方向后方。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述摇动机构包括: 凸轮板，其沿着所述多个成形模具的移动路径配置； 摇动支承机构，其自由摇动地支承所述成形模具；和 凸轮从动件，其安装于所述成形模具，与所述凸轮板啮合。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的玻璃块制造装置，其特征在于， 所述摇动机构包括: 摇动用马达，其与所述移送机构同步旋转； 小齿轮，其由所述摇动用马达驱动； 摇动支承机构，其自由摇动地支承所述成形模具；和 齿轮，其安装于所述成形模具，与所述小齿轮啮合。
9.一种玻璃块制造方法，其特征在于: 间歇地移送被供给有熔融玻璃的成形模具并进行冷却而成形玻璃块， 包括，在移送所述成形模具时，以水平设置的摇动轴为中心使所述成形模具摇动，使所述成形模具的成形面的朝向相对竖直轴倾斜，以在所述成形模具的中央部保持所述玻璃块的工序。
10.根据权利要求9所述的玻璃块制造方法，其特征在于，使所述成形模具摇动，在所述移送的加速中使所述成形模具倾斜，且使所述成形模具的上部朝着所述移送方向前方，在所述移送的减速中使所述成形模具倾斜，且使所述成形模具的上部朝着所述移送方向后方。
11.根据权利要求9或10所述的玻璃块制造方法，其特征在于， 包括同时移送在所述移送方向上以等间隔排列的多个所述成形模具的工序。
12.根据权利要求11所述的玻璃块制造方法，其特征在于， 所述多个成形模具以等间隔安装于旋转台的周边部，并沿所述旋转台的周边部的旋转方向移送。
13.根据权利要求12所述的玻璃块制造方法，其特征在于， 所述旋转台绕水平轴旋转。
14.根据权利要求12所述的玻璃块制造方法，其特征在于， 所述旋转台绕竖直轴旋转。
15.一种光学元件的制造方法，其特征在于， 利用权利要求9所 述的方法制造玻璃块， 使用模压成形模具，加热所述玻璃块，在使所述玻璃块软化的状态下进行精密模压成形，而得到光学元件。
16.一种玻璃成形品的制造方法，其特征在于， 利用权利要求9所述的方法制造玻璃块， 在大气氛围将所述玻璃块再加热至粘度达到IO4~106dPa-S的温度，对再加热后的所述玻璃块进行压制成形，而得到玻璃成形品。
17.一种光学元件的制造方法，其特征在于， 利用权利要求16所述的方法制造玻璃成形品， 对所述玻璃成形品实施研削、研磨加工，而得到光学元件。
【文档编号】C03B11/02GK103524019SQ201310267936
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】宇津木克己 申请人:Hoya株式会社