專利名稱：生產(chǎn)玻璃料塊的成形設備和方法以及生產(chǎn)光學元件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及玻璃料塊成形設備、用于生產(chǎn)玻璃料塊的方法和用于生產(chǎn)光學元件的方法。更具體地，本發(fā)明涉及玻璃料塊成形設備和用于使玻璃在穩(wěn)定的狀態(tài)下漂浮的同時用多個模具將玻璃成形為玻璃料塊的方法和用于通過精密壓模用上述設備生產(chǎn)的玻璃料塊或者由上述方法生產(chǎn)的玻璃料塊而生產(chǎn)光學元件的方法。
背景技術：
公知一種方法，其中使熔融態(tài)玻璃流出，流動的玻璃用成形模具接收，并且在使玻 璃漂浮的同時使玻璃成形為精密壓模的預成形件。該方法能夠防止在成形過程中在預成形件的表面上形成皺紋和對玻璃的損害(稱為“裂化”)。上述方法描述在JP-A-2003-20248中。在上述方法中，連續(xù)流出的熔融態(tài)玻璃一個接一個地成形為玻璃料塊，使得需要使用多個成形模具。這樣的成形模具能夠在成形完成時取出玻璃成形產(chǎn)品之后重復使用來接收熔融態(tài)玻璃，使得優(yōu)選地循環(huán)使用成形模具。上述方法暗示在使玻璃漂浮在兩個或者更多成形模具上方的同時持續(xù)地進行成形。在上述設備中，一個單氣體供應機構被用作氣體供應源，從該供應源供應的氣體被分入每個成形模具中。在上述多個成形模具中，一些成形模具正工作以將玻璃成形為玻璃料塊，而一些成形模具在取出成形玻璃之后處于空的狀態(tài)。因而，在工作使玻璃漂浮的同時將玻璃成形為玻璃料塊的模具中，所噴射氣體的壓力由于玻璃的漂浮而增大，并且變得高于空的成形模具中的氣體壓力。進一步，隨玻璃漂浮狀態(tài)變化，該成形模具中的噴射氣體的壓力變化。當如上所述成形模具中的氣體壓力變化時，這樣的變化影響其它成形模具中的氣體壓力，并且使每個成形模具中的玻璃漂浮不穩(wěn)定。例如，當漂浮氣體壓力不足時，部分玻璃與成形模具接觸，并且這樣的部分冷卻過度而產(chǎn)生不均勻應變，使得玻璃易于破裂。進一步，當通過將玻璃上下移動使玻璃成形為球形形式時，上下移動會不流暢地進行或者氣體噴射口可能被堵塞。當漂浮氣體壓力過大時，引起玻璃在成形模具中不穩(wěn)定因而不能成形為所需的形狀的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題在此情況下，本發(fā)明的目的是提供一種用于使玻璃在穩(wěn)定狀態(tài)下漂浮同時用多個成形模具將玻璃成形為玻璃料塊的玻璃料塊成形設備和用于生產(chǎn)該玻璃料塊的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一種通過精密壓模用上述設備成形的玻璃料塊或者由上述方法生產(chǎn)的玻璃料塊來生產(chǎn)光學元件的方法。解決問題的手段本發(fā)明人為了獲得上述目的已經(jīng)進行了勤奮的研究，結果發(fā)現(xiàn)通過特定的玻璃料塊成形設備或者特定的生產(chǎn)玻璃料塊的方法能夠實現(xiàn)上述目的?；谶@些發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)完成本發(fā)明。gp，本發(fā)明提供(I) 一種玻璃料塊成形設備，用于將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊，所述設備包括多個成形模具、用于供應所述氣體的氣體供應機構和用于將氣體從所述氣體供應機構供應到所述成形模具的氣流通道，所述氣流通道具有用于在所述玻璃成 形過程中抑制成形模具中氣體噴射量變化的緩沖機構，所述變化由其它成形模具的氣體噴射口的壓力變化引起的。(2)根據(jù)上述(I)所述的玻璃料塊成形設備(以下稱為“玻璃料塊成形設備I”)，其中，所述氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到所述成形模具的歧管部分，并且止回閥作為所述緩沖機構設置在所述歧管部分和所述成形模具之間的氣流通道中。(3)根據(jù)上述(I)所述的玻璃料塊成形設備(以下稱為“玻璃料塊成形設備2”)，其中，所述氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到所述成形模具的歧管部分，并且氣流調節(jié)機構作為所述緩沖機構設置在所述歧管部分和所述成形模具之間的氣流通道中。(4)根據(jù)上述(2)或(3)所述的玻璃料塊成形設備，其中，所述成形模具具有由多孔材料形成的氣體噴射部分。(5)根據(jù)上述⑴所述的玻璃料塊成形設備(以下稱為“玻璃料塊成形設備3”)，其中，所述氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到所述成形模具的歧管部分，并且多孔材料用作構成所述成形模具的氣體噴射部分的材料，其中所述氣體噴射部分用于所述氣流通道的所述緩沖機構。(6) 一種玻璃料塊成形設備(以下稱為“玻璃料塊成形設備4”)，用于將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊，所述設備包括多個成形模具和用于供應所述氣體的氣體供應機構，所述氣體供應機構以一個單氣體供應機構對應于一個成形模具的方式獨立設置。(7)根據(jù)上述⑴至(6)中任一項所述的玻璃料塊成形設備，包括用于循環(huán)轉移所述多個成形模具的成形模具轉移機構。(8) 一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法(以下稱為“玻璃料塊成形方法I”)，所述方法將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊，所述方法包括在共同使用用于供應所述氣體的氣體供應源、并且在所述氣體供應源和所述成形模具之間存在的氣體歧管部分和所述成形模具之間抑制所述氣體回流的同時，在多個所述成形模具上方將玻璃同時成形為玻璃料塊。
(9) 一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法(以下稱為“玻璃料塊成形方法2”)，所述方法將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊，所述方法包括在共同使用用于供應所述氣體的氣體供應源、并且在所述氣體供應源和所述成形模具之間存在的氣體歧管部分和所述成形模具之間調節(jié)氣流速率的同時，在多個所述成形模具上方將玻璃同時成形為玻璃料塊。(10) 一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法(以下稱為“玻璃料塊成形方法3”)，所述方法將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊，所述方法包括將氣體從公共氣體供應源通過分支氣流通道供應到每個成形模具，以從所述成形模具中的由多孔材料形成的氣體噴射部分噴射氣體，同時在多個所述成形模具的上方將玻璃成形為所述玻璃料塊。 (11) 一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法(以下稱為“玻璃料塊成形方法4”)，所述方法將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊，所述方法包括在所述氣體從獨立氣體供應源供應到多個所述成形模具的同時在所述多個所述成形模具上方將玻璃成形為玻璃料塊。(12) 一種用于生產(chǎn)光學元件的方法，包括對上述(I)至(7)中任一項所述的設備成形的玻璃料塊或者由上述(8)至(11)中任一項所述的方法生產(chǎn)的玻璃料塊進行加熱，然后對所述玻璃料塊進行精密的壓模。本發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在使玻璃漂浮的同時用多個成形模具將玻璃成形為玻璃料塊的一種玻璃料塊成形設備和玻璃料塊生產(chǎn)方法以及通過對上述設備成形的玻璃料塊或者用上述方法成形的玻璃料塊進行精密模壓的生產(chǎn)光學元件的方法。


圖1(a)和圖1(b)是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備I的一個示例的局部示意圖，其中圖1(a)示出了平面視圖，圖1(b)示出了側視圖。圖2是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備I中氣體歧管部分和其周圍的一個示例的局部示意圖。圖3(a)和圖3(b)是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備3的一個示例的局部示意圖，其中圖3(a)示出平面視圖，圖3(b)示出側視圖。圖4是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備3中成形模具的多孔材料模具的示意圖。圖5是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備4的一個示例的示意側視圖。
具體實施例方式首先，將說明本發(fā)明玻璃料塊成形設備。本發(fā)明的玻璃料塊成形設備主要分成兩個實施例。第一實施例是玻璃料塊成形設備，其用于將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具并且通過噴射來自成形模具的氣體和施加氣體壓力而使玻璃漂浮的同時將玻璃成形為玻璃料塊。該設備包括多個成形模具、用于供應所述氣體的氣體供應機構和用于將氣體從氣體供應機構供應到成形模具的氣流通道，所述氣流通道具有用于在玻璃成形過程中抑制成形模具中氣體噴射量變化的緩沖機構，氣體噴射量的變化是由其它成形模具的氣體噴射口的壓力變化引起的?；谏鲜鰵饬魍ǖ乐芯彌_機構的類型，上述第一實施例中的玻璃料塊成形機構進一步分為下面的玻璃料塊成形設備I、玻璃料塊成形設備2和玻璃料塊成形設備3。此外，第二實施例中的玻璃料塊成形設備是后面將說明的玻璃料塊成形設備4。玻璃料塊成形設備I玻璃料塊成形設備I是根據(jù)上述第一實施例的成形設備，其中，氣流通道具有用于將氣體從一個單氣體供應機構供應到成形模具的歧管部分，而止回閥設置在上述歧管部 分和成形模具之間作為緩沖機構。在上述玻璃料塊成形設備I中，共同地使用用于多個成形模具的氣體供應源，并且從一個單氣體供應機構供應的氣體分配通過歧管部分，并且通過止回閥引入到成形模具。因而，即使當某單個成形模具噴射的氣體壓力變化時，通過設置在單個成形模具和歧管部分之間的止回閥能夠防止該變化對從任何其它成形模具噴射的氣體壓力的影響。圖I (a)和I (b)是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備I的一個示例的局部示意圖，其中圖1(a)示出平面視圖，圖1(b)示出側視圖。圖2是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備I中氣體歧管部分和其附近的一個示例的局部示意圖。在圖I (a)-1(b)和圖2中，標號I表示在箭頭2的方向上分度轉動的轉動工作臺，2表示成形模具,3表示氣流通道,4表示氣體歧管部分,5表示止回閥,6表示氣體供應機構。玻璃料塊成形設備2玻璃料塊成形設備2是根據(jù)上述第一實施例的成形設備，其中，氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到成形模具的歧管部分，并且氣流調節(jié)機構作為緩沖機構設置在所述歧管部分和成形模具之間的氣流通道中。即，氣流調節(jié)機構是設置在上述玻璃成形設備I中的止回閥的位置處。在上述玻璃料塊成形設備2中，共同使用用于多個成形模具的一個單氣體供應源，并且從一個單氣體供應機構供應的氣體分配通過歧管部分，并且通過氣流調節(jié)機構引入到成形模具中。在這種情況下，在氣流調節(jié)機構的入口側保持高壓，并且用上述氣流調節(jié)機構限制到玻璃料塊成形模具的氣流速率。因而，當背側壓力作用在每個氣流調節(jié)機構的出口側上時，流速的變化被抑制，使得變化較小，并且不影響到任何其它玻璃料塊成形模具的氣體的流率。優(yōu)選地,當調節(jié)氣流調節(jié)機構時,在供應氣體的狀態(tài)中調節(jié)氣流調節(jié)機構的限制，并同時測量出口側上的流率，使得從玻璃料塊成形部分噴射的氣體的流率變得相等。玻璃料塊成形設備3玻璃料塊成形設備3是根據(jù)上述第一實施例的成形設備，其中，氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到成形模具，并且多孔材料用作構成成形模具的氣體噴射部分的材料，所述氣體噴射部分用于上述氣流通道的緩沖機構。在上述玻璃料塊成形設備3中，構成成形模具的氣體噴射部分的多孔材料執(zhí)行上述玻璃料塊成形設備I的止回閥或者玻璃料塊成形設備2中的氣流調節(jié)機構的功能。多孔材料起到氣流阻力作用。當用從多孔材料噴射的氣體將漂浮壓力施加到玻璃時，漂浮壓力的反作用作為氣流的阻力。在這樣情況下，基于漂浮壓力的反作用的阻力與多孔材料的阻力相比相當小，使得上述對所噴射氣體的速率的反作用的變化的影響能夠最小化，以不對其它成形模具的成形造成有害的影響。優(yōu)選地，為了增加多孔材料的上述影響，多孔材料由諸如不銹鋼的難熔的材料生產(chǎn)，并且具有30%或者更少的多孔率和20 μ m或者更小的平均孔直徑。此外，上述成形設備I和上述成形設備3能夠組合，或者上述成形設備2和上述成形設備3能夠組合。通過這樣的組合，能夠使玻璃更穩(wěn)定地漂浮。圖3(a)和3(b)是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備3的一個示例的局部示意圖，其中圖3(a)示出平面視圖，圖3(b)示出側視圖。圖4是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備3中成形模具的多孔材料模具的示意圖。標號7表示多孔材料模具，標號8表示玻璃料塊，其它標號如上述成形設備I使用。玻璃料塊成形設備4玻璃料塊成形設備4是用于將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具并且在通過從成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時將所述玻璃成形為玻璃料塊的玻璃料塊成形設備。該設備包括多個成形模具和用于供應所述氣體的氣體供應機構，所述氣體供應機構以一個單氣體供應機構對應于一個成形模具的方式獨立地設置。在上述玻璃料塊成形設備4中，氣體供應源以一個單氣體供應源對應于一個成形模具的方式被分割用于每個成形模具，并且氣體從一個單氣體供應單元供應到一個成形模具，氣體從另一個供應單元供應到另一個成形模具。在上述結構中，氣體獨立地供應到每個成形模具，使得一個成形模具中的氣體壓力的變化不再影響另一個成形模具中的氣體壓力。 圖5是本發(fā)明的玻璃料塊成形設備4的一個示例的示意側視圖，其中標號如上述玻璃料塊成形設備I所使用。在上述玻璃料塊成形設備1、2和3中，能夠共同使用氣體供應機構，使得與上述玻璃料塊成形設備4相比，整個設備能夠以低成本生產(chǎn)。進一步,玻璃料塊成形設備1、2和3具有節(jié)能和占用空間小的優(yōu)點。由于在轉移多個成形模具的同時成形玻璃料塊，同成形設備4 一樣，布置用于將氣體從多個氣體供應機構供應到成形模具的管子使得該設備變得復雜。相比之下，在成形設備I至3中布置從氣體供應機構到歧管部分的一個管子就足夠了，使得更容易設計這樣的設備。在所有上述成形設備I至4中，通過提供用于循環(huán)轉移多個成形模具的成形模具轉移單元而使連續(xù)流出的熔融態(tài)玻璃能夠一個接一個地成形為玻璃料塊。例如，成形模具借助于轉動工作臺和用于分度轉動上述轉動工作臺的轉動單元同步在相同的圓周上旋轉，以一個接一個地形成玻璃料塊。這一點對于上述實施例是共同的。該共同點將在下面說明。首先，將混合以獲得所需玻璃組分的玻璃原材料引入到熔化容器中加熱、熔化、提煉、和均質化，以獲得熔融態(tài)玻璃。熔融態(tài)玻璃從安裝到熔爐的管子以恒定的流率在使玻璃不玻璃化的溫度下引入，并且使其從管子出口連續(xù)流出。為了獲得具有恒定質量的玻璃成形產(chǎn)品，通過控制管子溫度等，每單位時間段流出的熔融態(tài)玻璃的流率被維持在恒定水平。具有多個成形模具以用于在其上進行成形的轉動工作臺設置在管子下方。在繞轉動工作臺的旋轉軸線為中心的圓周上以等間隔布置成形模具，并且工作臺被分度轉動，以在使成形模具同步的同時將成形模具一個接一個地轉移到對應于成形模具個數(shù)的預定的
停止位置。將上述停止位置中的一個位置指定為投料位置，并且確保管子出口定位在停止于投料位置的成形模具的上方。在投料位置處，熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且供應有熔融態(tài)玻璃的成形模具由于工作臺的轉動轉移出投料位置，空的狀態(tài)下的成形模具轉移進入投料位置。在其上具有熔融態(tài)玻璃的成形模具重復移動和停止的同時，熔融態(tài)玻璃在成形模具上方成形為玻璃 料塊。用于將熔融態(tài)玻璃成形為玻璃料塊的方法包括若干種成形方法。第一種成形方法是其中氣體從成形模具噴射以將向上的氣體壓力施加到玻璃以在使該玻璃漂浮在成形模具上方的同時成形該玻璃的方法。通過這種方法，能夠獲得具有由自由表面形成的表面的玻璃成形產(chǎn)品。在第一種成形方法中，需要由多孔材料構成成形模具的氣體噴射口。氣體壓力被施加到多孔材料的背面，由此氣體穿過多孔材料的微小空間，以噴射通過在多孔材料表面中均勻和大量地存在的微細孔。通過上述氣體噴射，漂浮氣體壓力能夠施加到玻璃的整個下表面。第二種成形方法中，氣體從成形模具噴射以同樣向玻璃施加向上的氣體壓力。在這種方法中，成形模具被賦予作為具有凹部的形式的成形模具形式，該凹部的水平方向上的橫截面形式是圓形，凹部的圓形形式向上增大，優(yōu)選地，該形式具有圓直徑，該圓的增大比率從底部到頂部增大(喇叭形的形式)。上述氣體的噴射口形成在喇叭形凹部的底部部分。當玻璃向凹部底部向下流動時，其逆著向上移動的向上強氣體壓力下落，并且當其向上移動時，上述氣體壓力減小，其向下移動。玻璃在凹部中這樣重復地上下移動。由于這些上下移動，隨機旋轉玻璃，以成形為球形形式。上述的上下流動引起其它成形模具中的氣體壓力變化，而氣體壓力的變化可以通過緩沖機構抑制。在玻璃料塊冷卻到玻璃料塊不再被將其取出所施加的力變形的程度的階段處，將玻璃料塊取出。從成形模具取出的玻璃料塊通過退火冷卻到室溫。以下將說明由本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)玻璃料塊的方法。由本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)玻璃料塊的方法包括以下玻璃生產(chǎn)方法I、2、3和4的四個實施例。玻璃料塊生產(chǎn)方法I玻璃料塊生產(chǎn)方法I是通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從成形模具噴射氣體和施加氣體壓力而使玻璃漂浮的同時將所述玻璃成形為玻璃料塊的用于生產(chǎn)玻璃料塊的方法。該方法包括共同使用用于供應所述氣體的氣體供應源，并且在存在于所述氣體供應源和成形模具之間的氣體歧管部分和成形模具之間抑制氣體回流的同時，在多個成形模具上方將玻璃同時地成形為玻璃料塊。上述玻璃料塊生產(chǎn)方法I對應于使用上述玻璃料塊成形設備I的方法。
玻璃料塊生產(chǎn)方法2玻璃料塊生產(chǎn)方法2是通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時將所述玻璃成形為玻璃料塊的玻璃料塊生
產(chǎn)方法。該方法包括在共同使用用于供應所述氣體的氣體供應源并且調節(jié)存在于所述氣體供應源和成形模具之間的氣體歧管部分和成形模具之間氣體流率的同時，將玻璃成形為玻璃料塊。玻璃料塊生產(chǎn)方法2對應于使用上述玻璃料塊成形設備2的方法。玻璃料塊生產(chǎn)方法3
玻璃料塊生產(chǎn)方法3是通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具并且在通過從成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時將所述玻璃成形為玻璃料塊的玻璃料塊生
產(chǎn)方法。該方法包括將氣體從共同氣體供應源通過分支的氣流通道供應到每個成形模具，以從成形模具中由多孔材料形成的氣體噴射部分噴射氣體，并且同時在多個成形模具上方將玻璃成形為玻璃料塊。玻璃料塊生產(chǎn)方法3對應于使用上述玻璃料塊成形設備3的方法。玻璃料塊生產(chǎn)方法4玻璃料塊生產(chǎn)方法4是通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時將所述玻璃成形為玻璃料塊的玻璃料塊生
產(chǎn)方法。該方法包括在氣體從獨立氣體供應源供應到多個成形模具的同時在多個成形模具上方將玻璃成形為玻璃料塊。玻璃料塊生產(chǎn)方法4對應于使用上述玻璃料塊成形設備4的方法。根據(jù)由本發(fā)明所提供的玻璃料塊生產(chǎn)方法，能夠使玻璃穩(wěn)定地漂浮在成形模具上方，使得能夠成形出具有所需形式的玻璃料塊。進一步，上述方法能夠確保正在成形的玻璃不會與成形模具接觸較長的時間段，使得能夠均勻地冷卻玻璃。結果，還能夠克服不對稱的應變累積在玻璃料塊中以減小其機械強度的問題。以下將說明光學元件的生產(chǎn)方法。光學元件的生產(chǎn)方法由本發(fā)明提供的光學元件的生產(chǎn)方法包括加熱用上述光學玻璃成形設備成形的玻璃料塊或者由上述玻璃料塊生產(chǎn)方法生產(chǎn)的玻璃料塊，并且精密壓模該玻璃料塊。上述方法是基于以下前提用上述設備生產(chǎn)的玻璃料塊或者由上述方法生產(chǎn)的玻璃料塊用作精密模壓預成形件。成形的玻璃料塊根據(jù)需要清洗，并且表面涂覆有含碳膜等。膜起提高玻璃和壓模之間的潤滑的作用，以確保在壓模過程中，玻璃完全在壓模中展開。接著，將玻璃料塊引入到壓模中，玻璃料塊和壓模一起加熱，并且玻璃料塊是被精密壓模成形出整個玻璃形狀，并且將壓模的成型表面的形式轉移到玻璃。玻璃和壓模在玻璃處于壓模的壓力的狀態(tài)下冷卻，并且在溫度到達壓模產(chǎn)品不變形的溫度之后，壓模產(chǎn)品從壓模中取出。當含碳膜涂覆在玻璃料塊上時，該膜用氧化的方法等移除，以形成光學元件。精密壓模產(chǎn)品可以根據(jù)需要進行諸如用于定心和磨邊處理的處理?；蛘?，單獨加熱的玻璃料塊可以引入預加熱壓模，以進行精密壓模。對于上述精密壓模，能夠采用公知的方法。例如，能夠采用這樣的方法其中提供公知的壓模，并且在含有氮和氫的氣體混合物的大氣中，加熱壓模并且進行精密壓模，上述公知的壓模諸如由SiC制成并且在壓模表面上形成有碳膜的壓模、或者由WC制成并且在壓模表面上形成有貴重金屬合金的壓模。以上述方式，生產(chǎn)諸如包括非球面透鏡、球面透鏡和棱鏡的各種透鏡的光學元件?？梢愿鶕?jù)需要在因此獲得的光學元件上形成諸如抗發(fā)射膜等的光學多層膜。根據(jù)生產(chǎn)光源元件的方法，因為在本發(fā)明中能夠穩(wěn)定地供應用作預成形件的玻璃料塊，所以能夠穩(wěn)定地批量生產(chǎn)光學元件。 示例以下參照示例，更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些示例限制。示例 I在進行分度轉動的轉動工作臺上以等間隔布置十二個成形模具，由多孔材料形成的凹部設置在每個成形模具的上表面中。凹部每個具有旋轉對稱的形式，并且被處理成具有配合到想要的玻璃料塊的下表面的形式。關于多孔材料的規(guī)格，其材料是SUS316，并且其具有20%孔隙率、和8um的平均孔直徑。在每個成形模具中的多孔材料的反面下的內部設置空間，并且用于供應氣體的氣流通道通過固定工具連接到該空間，利用該固定工具，成形模具固定到轉動工作臺。用于將氣體供應到氣流通道的管子安裝到上述固定工具的下部分，這種管子的其它端匯聚在轉動工作臺的旋轉軸中。匯聚在旋轉軸中的管子通過止回閥彼此連接在歧管部分中，并且每個氣流通道連接一個主管子。主管子通過可旋轉的連接器分成與工作臺一起旋轉的部分和不旋轉的部分。旋轉的部分連接到歧管部分，并且不旋轉部分連接到壓縮機，該壓縮機作為氣體源置于旋轉軸的外側。上述連接器是在主管子旋轉過程中不泄漏氣體的連接器。壓縮機具有安裝到其上的過濾器，因為考慮到干凈的氣體供應到每個成形模具。以上述的方式，從一個單氣體供應源供應的氣體通過主管子供應到歧管部分，并且分到和成形模具一樣多的分支管子，然后氣體供應到每個止回閥，供應到固定工具，然后供應到每個成形模具并且通過每個成形模具的多孔材料噴射。止回閥都屬于一個類型并且相同，并且其數(shù)量與成形模具的數(shù)量相同。進一步，分支管子被如此布置，使得口徑和長度上相等。因此調節(jié)的玻璃料塊成形設備布置在管子下方，熔融態(tài)玻璃從該管子連續(xù)地流出。并且確保在成形模具的停止位置外的特定停止位置(將稱為“投料位置”)處將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具。具體地，在投料位置停止的成形模具向上移動直到其接近管子的出口，以支撐正在流出的熔融態(tài)玻璃的下端，在管子出口側和正在流出的熔融態(tài)玻璃的成形模具側之間形成窄的部分，然后成形模具快速向下移動，以在窄的部分處分離熔融態(tài)玻璃，因而在成形模具上獲得具有預定重量的熔融態(tài)玻璃。從氣體源(壓縮機)供應的氣體(其從上述凹部噴射)在上述玻璃上施加向上的氣體壓力以使其漂浮。在玻璃漂浮狀態(tài)下冷卻的同時，玻璃形成為具有由自由表面形成的表面。冷卻之后，玻璃料塊從成形模具中取出。在轉動工作臺分度轉動的同時進行上述操作，使得連續(xù)流出的熔融態(tài)玻璃形成為玻璃料塊，該玻璃料塊一個接一個形成在置于工作臺上的成形模具上/上方。在玻璃料塊被取出之后，空的狀態(tài)下的成形模具轉移到投料位置，以接收隨后的熔融態(tài)玻璃。根據(jù)上述設備和方法，空的狀態(tài)下的成形模具和具有漂浮玻璃的成形模具共同存在，漂浮氣體從公共氣體供應源供應到這些成形模具，并且在這些情況下，能夠防止成形模具中氣體噴射量對其它成形模具中的氣體噴射量的影響，使得玻璃能夠穩(wěn)定地漂浮在成形模具的上方，并且成形為玻璃料塊。結果，用這些成形模具成形的玻璃料塊在形式上是均勻的，并且它們中的每個也均勻地冷卻，使得因此獲得的玻璃料塊不會破裂。接著，移除止回閥，以直接連接歧管部分和成形模具，并且進行類似的成形。在這情況下，模具的多孔材料的凸凹部形式被轉移到玻璃底部表面。其原因如下。當玻璃落入模具中時，該玻璃起著阻力的作用，更多氣體流入其中沒有玻璃的模具中，其中有玻璃的模具中的氣體流量減小，模具上方的玻璃的漂浮狀態(tài)不穩(wěn)定。進一步，當模具上方的玻璃的漂浮狀態(tài)不穩(wěn)定時，玻璃會破裂。
接著，多孔材料被移除，具有多個窄通孔的部件安裝到每個模具的凹部的底部，并且在從通孔噴射氣體的同時進行成形。在這情況下，移除止回閥。結果，玻璃的漂浮不穩(wěn)定，玻璃和每個成形模具的凹部彼此恒定地接觸，玻璃被非均勻地冷卻，使得引起了因此獲得的玻璃料塊中的一些破裂的問題。進一步，盡管每個凹部被如此制成，以具有旋轉對稱的形式，但是玻璃料塊會具有顯著非旋轉對稱的形式。示例2接著，移除在示例I中說明的所有玻璃料塊成形設備的固定工具，并且所有的成形模具用新的成形模具代替。新固定的成形模具的每個具有凹部，凹部具有旋轉對稱的喇叭形狀的形式，其垂直于旋轉對稱的軸線的橫截面形式是圓形，并且圓的直徑從底部到頂部增大。每個成形模具的凹部的底部具有連接到固定工具的氣流通道的一個氣體噴射口，并且確保氣體從該噴射口向上噴射。除了此處替換的上述成形模具，該設備的設備構造具有與在示例I中說明的成形設備的止回閥一樣多的止回閥。并且，熔融態(tài)玻璃從管子的出口落入在投料位置停止的成形模具的凹部的周圍，并且將上述周圍上接收的熔融態(tài)玻璃滴引入到凹部中。凹部中的玻璃向其底部部分流動，并且隨著其向下流動，其經(jīng)受噴射氣體的高壓并向上移動。隨著玻璃向上移動，氣體壓力減小，玻璃再次向下移動。當玻璃重復這些移動時，玻璃旋轉成形為球形形式。以球形形式成形的玻璃料塊從成形模具中取出，并且空的狀態(tài)下的成形模具被轉移到投料位置。通過重復上述操作，從連續(xù)落下的熔融態(tài)玻璃一個接一個地生產(chǎn)出球形玻璃料塊。根據(jù)該示例的設備和方法，能夠使玻璃在每個成形模具中穩(wěn)定地漂浮和旋轉，使得能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)球形玻璃料塊。如同示例I和2的設備，在具有止回閥和允許使用固定工具替換成形模具的設備中，能夠根據(jù)想要的玻璃料塊的規(guī)格來選擇成形模具。并且，即使當沒有由多孔材料形成的氣體噴射口(具有由多孔材料形成的氣體噴射部分的替代部分)的成形模具安裝到該設備中，能夠使玻璃穩(wěn)定地漂浮，并成形成玻璃料塊。接著，用已經(jīng)移除了止回閥的上述示例的設備進行成形，玻璃料塊的球形度減小。
示例3將通過使用示例I和2中的止回閥成形的這些玻璃料塊被提供作為精密壓模預成形件，并且預成形件是被精密壓模以生產(chǎn)諸如非球面透鏡、球面透鏡和棱鏡的各種透鏡。預成形件的形式是統(tǒng)一的，使得能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)想要的光學元件。工業(yè)實用性通過使用本發(fā)明的玻璃料塊成形設備和玻璃料塊生產(chǎn)方法，在使玻璃在穩(wěn)定狀態(tài)下漂浮的同時，能夠用多個成形模具使玻璃穩(wěn)定地成形為玻璃料塊。因此獲得的玻璃料塊能夠通過精密壓模生產(chǎn)各種光源元件。 ·
權利要求
1.一種玻璃料塊成形設備，用于將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊， 所述設備包括多個成形模具、用于供應所述氣體的氣體供應機構和用于將氣體從所述氣體供應機構供應到所述成形模具的氣流通道，所述氣流通道具有用于在所述玻璃成形過程中抑制成形模具中氣體噴射量變化的緩沖機構，所述變化由其它成形模具的氣體噴射口的壓力變化引起的。
2.根據(jù)權利要求I所述的玻璃料塊成形設備，其中，所述氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到所述成形模具的歧管部分，并且止回閥作為所述緩沖機構設置在所述歧管部分和所述成形模具之間的氣流通道中。
3.根據(jù)權利要求I所述的玻璃料塊成形設備，其中，所述氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到所述成形模具的歧管部分，并且氣流調節(jié)機構作為所述緩沖機構設置在所述歧管部分和所述成形模具之間的氣流通道中。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的玻璃料塊成形設備，其中，所述成形模具具有由多孔材料形成的氣體噴射部分。
5.根據(jù)權利要求I所述的玻璃料塊成形設備，其中，所述氣流通道具有用于將從一個單氣體供應機構供應的氣體分配到所述成形模具的歧管部分，并且多孔材料用作構成用于所述氣流通道的所述緩沖機構的所述成形模具的氣體噴射部分的材料。
6.一種玻璃料塊成形設備，用于將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊， 所述設備包括多個成形模具和用于供應所述氣體的氣體供應機構，所述氣體供應機構以一個單氣體供應機構對應于一個成形模具的方式獨立設置。
7.根據(jù)權利要求I至6中任一項所述的玻璃料塊成形設備，包括用于循環(huán)轉移所述多個成形模具的成形模具轉移機構。
8.—種生產(chǎn)玻璃料塊的方法，所述方法通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊生產(chǎn)玻璃料塊， 所述方法包括在共同使用用于供應所述氣體的氣體供應源、并且在所述氣體供應源和所述成形模具之間存在的氣體歧管部分和所述成形模具之間抑制所述氣體回流的同時，在多個所述成形模具上方將玻璃同時成形為玻璃料塊。
9.一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法，所述方法通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊來生產(chǎn)玻璃料塊， 所述方法包括在共同使用用于供應所述氣體的氣體供應源、并且在所述氣體供應源和所述成形模具之間存在的氣體歧管部分和所述成形模具之間調節(jié)氣流速率的同時，在多個所述成形模具上方將玻璃同時成形為玻璃料塊。
10.一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法，所述方法通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊來生產(chǎn)玻璃料塊， 所述方法包括將氣體從公共氣體供應源通過分支氣流通道供應到每個成形模具，以從所述成形模具中的由多孔材料形成的氣體噴射部分噴射氣體，同時在多個所述成形模具的上方將玻璃成形為所述玻璃料塊。
11.一種生產(chǎn)玻璃料塊的方法，所述方法通過將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具、并且在通過從所述成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使所述玻璃成形為玻璃料塊來生產(chǎn)玻璃料塊， 所述方法包括在所述氣體從獨立氣體供應源供應到多個所述成形模具的同時在所述多個所述成形模具上方將玻璃成形為玻璃料塊。
12.一種用于生產(chǎn)光學元件的方法，包括對權利要求I至7中任一項所述的設備成形的玻璃料塊或者由權利要求8至11中任一項所述的方法生產(chǎn)的玻璃料塊進行加熱，然后對所述玻璃料塊進行精密壓模。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)玻璃料塊的成形設備和方法以及生產(chǎn)光學元件的方法。一種玻璃料塊成形設備，用于在使玻璃穩(wěn)定漂浮的同時用多個成形模具將玻璃成形為玻璃料塊，其中將熔融態(tài)玻璃供應到成形模具，并且在通過從成形模具噴射氣體和施加氣體壓力使玻璃漂浮的同時使玻璃成形為玻璃料塊，設備包括(1)具有多個成形模具的設備、用于供應氣體的氣體供應機構和用于將氣體從氣體供應機構供應到成形模具的氣流通道，氣流通道具有用于在玻璃成形過程中抑制氣體噴射量變化的緩沖機構，該變化由其它成形模具的氣體噴射口的壓力變化引起的，并且(2)具有多個成形模具的設備和用于供應氣體的氣體供應機構，氣體供應機構以一個單氣體供應機構對應于一個成形模具的方式獨立設置。
文檔編號C03B23/035GK102898005SQ20121029969
公開日2013年1月30日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權日2006年3月14日
發(fā)明者上崎敦司, 井口義規(guī) 申請人:Hoya株式會社