專利名稱：玻璃成形裝置和玻璃成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃成形裝置和玻璃成形方法，特別涉及用于成形信息存儲(chǔ)介質(zhì)盤用的玻璃基板或結(jié)晶化玻璃基板的裝置和方法。
背景技術(shù)：
透鏡等光學(xué)元件、信息存儲(chǔ)介質(zhì)盤用的玻璃基板等，通常利用直接壓制(direct press)法或再熱壓制(reheat press)法中的任一種方法，將玻璃塊(熔融玻璃)壓制成形而制造。
直接壓制法是使規(guī)定重量的熔融玻璃的溫度降溫至成形溫度范圍后、利用模具(成形模具，包括后述的上模具或下模具)將玻璃塊壓制成形的方法。另外，再熱壓制法是使熔融玻璃冷卻固化后，對(duì)得到的規(guī)定重量的玻璃塊進(jìn)行再加熱，使其升溫至成形溫度范圍后，利用模具將玻璃塊壓制成形的方法。
在根據(jù)上述的壓制成形方法、利用成形模具將玻璃塊壓制成形從而得到透鏡或信息存儲(chǔ)介質(zhì)盤用的玻璃基板等玻璃成形品的工序中，成形模具由熔融玻璃供給熱量。因?yàn)楸还┙o熱量的成形模具溫度上升，所以在連續(xù)地制造玻璃成形品時(shí)，需要對(duì)成形模具進(jìn)行冷卻的裝置。假設(shè)在不對(duì)成形模具進(jìn)行冷卻而制造玻璃成形品時(shí)，玻璃成形品會(huì)粘貼在成形模具上，使玻璃成形品的表面精度顯著降低，從而無(wú)法得到期望的玻璃成形品。因此，如圖7所示，提供了能夠?qū)Τ尚文＞哌M(jìn)行冷卻的玻璃成形裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
圖7是能夠?qū)Τ尚文＞哌M(jìn)行冷卻的以往的玻璃成形裝置。如圖7所示，該玻璃成形裝置510在上模具513中具有熱交換室524。吸收壓制面523周邊的熱量從而對(duì)壓制面523進(jìn)行冷卻的熱交換用流體X在熱交換室524內(nèi)流動(dòng)、循環(huán)。
在使用上述玻璃成形裝置510時(shí)，通常，被載置在下模具511的壓制面531的中央部的熔融玻璃Y，通過(guò)由壓制面523進(jìn)行壓制(加壓)而被延伸至壓制面523的端部。此時(shí)，由熔融玻璃Y通過(guò)壓制面523傳導(dǎo)的熱量，通過(guò)上模具513而被熱交換用流體X吸收，由此，壓制面523被冷卻，同時(shí)熔融玻璃Y的溫度也下降。因此，首先與熔融玻璃Y接觸的壓制面523的中心部溫度最高，隨著向壓制面523的端部行進(jìn)，壓制面523的溫度與中心部相比降低。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平10-212127號(hào)公報(bào)但是，熱交換室524中，底面部525被形成為與壓制面523平行，使得壓制面523整體均勻地冷卻，最需要冷卻的壓制面523的中心部以及與壓制面523的中心部相比不需要冷卻的壓制面523的端部，被均勻地冷卻。因此，壓制面整體沒(méi)有達(dá)到用于對(duì)熔融玻璃Y進(jìn)行壓制的理想溫度，所以，在熔融玻璃Y延伸至壓制面523的端部的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生熔融玻璃Y固化的延伸不良。另外，在上述情況下，熔融玻璃Y延伸至端部要花費(fèi)時(shí)間，所以成形效率不能說(shuō)令人滿意。
另外，與上述的玻璃成形裝置510那樣使用平面的壓制面525的情況不同，在要成形雙凸透鏡或雙凹透鏡時(shí)，熱交換室524不是與壓制面對(duì)應(yīng)的形狀，壓制面523整體沒(méi)有達(dá)到對(duì)熔融玻璃Y進(jìn)行壓制的理想溫度，所以無(wú)法期望成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品。
另外，與熱交換室524具有使壓制面冷卻的功能的上述玻璃成形裝置510不同，在使被載置在下模具511的壓制面531上的玻璃料塊(glass gob)軟化后進(jìn)行壓制成形的玻璃成形裝置的情況下，在上模具513(或下模具511中的至少任一個(gè))中設(shè)置使高溫流體循環(huán)的熱交換室524。此時(shí)，若底面部(如果是下模具511，則為天井部)與壓制面523(如果是下模具511，則為壓制面531)平行地形成，則由于壓制面523整體的溫度沒(méi)有達(dá)到對(duì)熔融玻璃Y進(jìn)行壓制的理想溫度，所以無(wú)法期望成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上的課題而做出，其目的是提供壓制面整體能夠達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的理想溫度、能夠成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品的玻璃成形裝置和玻璃成形方法。
具體地說(shuō)，本發(fā)明提供以下內(nèi)容。
(1)一種玻璃成形裝置，包括具有對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的壓制面的模具，其特征在于上述模具具有構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地和/或多階段地變薄的形狀的部分。
根據(jù)(1)的發(fā)明，模具構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地和/或多階段地變薄的形狀，所以，例如，通常從對(duì)被載置在壓制面的中央部的玻璃進(jìn)行壓制的壓制面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量在反壓制面被吸收、將該吸收的熱量與外界進(jìn)行熱交換而將壓制面冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的反壓制面的中央部，最多的熱量被吸收，而在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，熱量的吸收適度地進(jìn)行。因此，壓制面整體達(dá)到用于壓制玻璃的理想的溫度，能夠成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品。在凸透鏡的模具的情況下，雖然有具有隨著從外側(cè)向內(nèi)側(cè)、模具的壁厚根據(jù)壓制面的形狀而變薄的形狀的以往的例子，但本發(fā)明至少在使壁厚根據(jù)反壓制面的形狀而變化這一點(diǎn)上與以往的例子明確地區(qū)別。
在此，所謂反壓制面，如圖1所示，是指在具有對(duì)玻璃a進(jìn)行壓制的壓制面2的模具1中，相對(duì)于壓制面2與玻璃a方向相反一側(cè)的面3。
(2)如(1)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述模具形成將上述反壓制面作為內(nèi)壁的一部分的熱交換室，上述熱交換室的內(nèi)部能夠使得用于與其周邊部進(jìn)行熱交換的熱交換用流體循環(huán)。
根據(jù)(2)的發(fā)明，模具構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地和/或多階段地變薄的形狀，并且，構(gòu)成為形成使熱交換用流體循環(huán)的熱交換室、熱交換室的內(nèi)壁的一部分成為上述反壓制面，所以，例如，通常從對(duì)被載置在壓制面的中央部的玻璃進(jìn)行壓制的壓制面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量在反壓制面被吸收從而將壓制面冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的反壓制面的中央部，熱交換用流體吸收最多的熱量，在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，熱交換用流體適度地吸收熱量。
另外，例如，在使固化的玻璃(例如，玻璃料塊)軟化后進(jìn)行壓制成形的玻璃成形裝置的情況下，使高溫流體在熱交換室中循環(huán)，在最期望從熱交換室被供給熱量的反壓制面的中央部，由熱交換用流體供給最多的熱量，而在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量供給的反壓制面的端部，由熱交換用流體適度地供給熱量。
由以上所述，根據(jù)(2)的發(fā)明，壓制面整體達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
此外，如上所述，所謂反壓制面是指在具有對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的壓制面的模具中，相對(duì)于壓制面與玻璃方向相反一側(cè)的面，特別地，如圖2所示，在具有對(duì)玻璃b進(jìn)行壓制的壓制面2的模具4中形成熱交換室5時(shí)，作為相對(duì)于壓制面6與玻璃b方向相反一側(cè)的面，從模具4最先向空間開(kāi)放的(不連續(xù)的)面7(為了方便用粗線表示)，相當(dāng)于反壓制面。
(3)如(2)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述熱交換室形成為大致圓錐臺(tái)形狀或大致圓錐形狀。
(4)如(2)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述模具具有將上述熱交換用流體導(dǎo)入上述熱交換室的熱交換用流體導(dǎo)入管，上述熱交換用流體導(dǎo)入管的終端部延伸至上述熱交換室的反壓制面的中央部附近。
根據(jù)(4)的發(fā)明，模具具有將熱交換用流體導(dǎo)入熱交換室的熱交換用流體導(dǎo)入管，熱交換用流體導(dǎo)入管的終端部延伸至上述熱交換室的反壓制面的中央部附近。因此，例如，從對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的壓制面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量在反壓制面被吸收從而將壓制面冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的反壓制面的中央部附近，熱交換用流體被放出，所以，在反壓制面的中央部附近，熱量的吸收進(jìn)一步被促進(jìn)。另一方面，在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，使已進(jìn)行過(guò)熱量吸收(熱交換)的熱交換用流體循環(huán)，所以可以適度地進(jìn)行熱量吸收。
另外，例如，在使固化的玻璃(例如玻璃料塊)軟化后進(jìn)行壓制成形的玻璃成形裝置的情況下，使高溫流體在熱交換室內(nèi)循環(huán)，在最期望從熱交換室被供給熱量的反壓制面的中央部附近，熱交換用流體被放出，在反壓制面的中央部附近，熱量的供給進(jìn)一步被促進(jìn)。另一方面，在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量供給的反壓制面的端部，使已進(jìn)行過(guò)熱量供給(熱交換)的熱交換用流體循環(huán)，所以可以適度地進(jìn)行熱量的供給。
由以上所述，根據(jù)(4)的發(fā)明，壓制面整體達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
(5)如(4)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述熱交換用流體導(dǎo)入管的直徑與上述熱交換室的最外徑之比為1∶20～15∶20。
(6)如(2)所述的玻璃成形裝置，其特征在于，包括將上述熱交換用流體送入上述熱交換室的送入機(jī)構(gòu)、控制上述送入機(jī)構(gòu)的送入控制機(jī)構(gòu)、和測(cè)定壓制面周邊部的溫度的溫度測(cè)定傳感器，上述送入控制機(jī)構(gòu)根據(jù)由上述溫度測(cè)定傳感器測(cè)定的上述壓制面周邊部的溫度，控制送入上述熱交換室的上述熱交換用流體的量。
(7)如(2)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述模具具有用于將上述熱交換用流體從上述熱交換室導(dǎo)出到外部的熱交換用流體導(dǎo)出管，上述熱交換用流體導(dǎo)出管，向著上述熱交換室的反重力方向，與上述熱交換室的最上部連通。
根據(jù)(7)的發(fā)明，熱交換用流體導(dǎo)出管，向著熱交換室的反重力方向，與熱交換室的最上部連通，所以可以防止熱交換室的空氣積存。因此，熱交換后的熱交換用流體被順利地導(dǎo)出到外部，所以，壓制面整體達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
(8)如(2)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述熱交換用流體是水。
根據(jù)(8)的發(fā)明，模具構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地和/或多階段地變薄的形狀，而且，形成有使水循環(huán)的熱交換室，所以，例如，通常從對(duì)被載置在壓制面的中央部的玻璃進(jìn)行壓制的壓制面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量在反壓制面被吸收從而將壓制面冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的反壓制面的中央部，水吸收最多的熱量，在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，水適度地吸收熱量。因此，壓制面整體達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
(9)如(1)所述的玻璃成形裝置，其特征在于上述模具的上述壓制面具有平面部。
(10)一種使用(1)的玻璃成形裝置的玻璃成形方法。
根據(jù)本發(fā)明，模具構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地和/或多階段地變薄的形狀，所以，例如，通常從對(duì)被載置在壓制面的中央部的玻璃進(jìn)行壓制的壓制面?zhèn)鲗?dǎo)的熱量在反壓制面被吸收、將該吸收的熱量與外界進(jìn)行熱交換而將壓制面冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的反壓制面的中央部，最多的熱量被吸收，而在不如反壓制面的中央部那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，熱量的吸收適度地進(jìn)行。因此，壓制面整體達(dá)到用于壓制玻璃的理想的溫度，能夠成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品。
圖1是表示本發(fā)明的玻璃成形裝置的概略的截面圖。
圖2是表示本發(fā)明的玻璃成形裝置的概略的截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖。
圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的玻璃成形裝置的大致結(jié)構(gòu)的分解圖。
圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖。
圖6是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖。
圖7是表示以往的玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖。
符號(hào)說(shuō)明10、310、410玻璃成形裝置20上模具30下模具32壓制面40溫度傳感器60熱交換用流體導(dǎo)入管62終端部
80 泵100 控制電路120 熱交換用流體導(dǎo)出管210 第一上模具212 壓制面230 第二上模具232 凹部250 第三上模具270 熱交換室272a中央部272 底面部274 傾斜部276 天井部A 熔融玻璃B 熱交換用流體具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的玻璃成形裝置以及使用該玻璃成形裝置實(shí)施的玻璃成形方法的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，在以下的實(shí)施方式的說(shuō)明中，對(duì)于相同的構(gòu)成部件采用相同的符號(hào)，省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。
圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖，圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的玻璃成形裝置的大致結(jié)構(gòu)的分解圖。
如圖3所示，玻璃成形裝置10包括載置熔融玻璃A的下模具30；與該下模具30相對(duì)配置，對(duì)熔融玻璃A進(jìn)行壓制(加壓)的上模具20；測(cè)定上模具20的溫度的溫度傳感器40；將用于對(duì)上模具20進(jìn)行冷卻(熱交換)的熱交換用流體B導(dǎo)入上模具20的熱交換用流體導(dǎo)入管60；將熱交換用流體B送入上模具20的泵80；用于控制泵80的控制電路100；和將熱交換用流體B從上模具20導(dǎo)出到外部的熱交換用流體導(dǎo)出管120。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置使上模具20上下移動(dòng)，但是如果驅(qū)動(dòng)下模具30，則也可以將上模具20固定。
另外，上模具20包括后述的對(duì)熔融玻璃A進(jìn)行壓制的第一上模具210；與該第一上模具210緊貼，被配置在第一上模具210上，成為間隔(spacer)的第二上模具230；和緊貼在該第二上模具230上而配置，具有熱交換室270的第三上模具250。此外，第一上模具210、第二二上模具230和第三上模具250，通過(guò)未圖示的螺釘固定，但可以將第一上模具210、第二上模具230和第三上模具250各自粘接，另外，第一上模具210、第二上模具230和第三上模具250也可以成為一體。
第一上模具210被形成為圓柱狀，從第二上模具230突出而形成。在該第一上模具210的下方，具有與下模具30(壓制面32)一起對(duì)熔融玻璃A進(jìn)行壓制的壓制面212。此外，由于上述玻璃成形裝置10用于成形磁盤的玻璃基板，所以壓制面212具有平面部。
第二上模具230是在中心部形成有圓柱狀的凹部的圓柱形狀，由與第一上模具210緊貼的圓盤狀的圓盤狀部232、和從圓盤狀部的端部突出形成的突出部234構(gòu)成。該第二上模具230與第一上模具210和第三上模具250被設(shè)置在同一軸上，并且被設(shè)置在第一上模具210與第三上模具250之間。即，第二上模具230作為第一上模具210與第三上模具250的間隔而設(shè)置。于是，第三上模具250將熔融玻璃A在壓制面212上壓制成形時(shí)，熱量從熔融玻璃A經(jīng)由壓制面212傳導(dǎo)到第一上模具210，再?gòu)牡谝簧夏＞?10傳導(dǎo)到第二上模具230，所以第二上模具230起到作為熱緩沖體的作用。
第三上模具250形成為分三個(gè)階段收縮直徑的圓柱，位于下方的直徑最小的圓柱與上述第二上模具230嵌合。該第三上模具250的中央的下方部有空洞，該空洞成為能夠使得用于與周邊部進(jìn)行熱交換的熱交換用流體B循環(huán)的熱交換室270。熱交換室270被構(gòu)成為形成從上模具20的上部向著以與壓制面212平行的方式形成的底面部272的大致中心部272a直徑逐漸縮小的形狀。換句話說(shuō)，熱交換室270包括底面部272；從該底面部272的端部向斜上方傾斜而延伸設(shè)置的傾斜部274；和朝向反重力方向，作為最上部的天井部276。再換句話說(shuō)，該熱交換室270形成為大致圓錐臺(tái)形狀，也可以是大致圓錐形狀。
這樣，上模具20(的第三上模具250的熱交換室270)具有構(gòu)成為隨著作為反壓制面的一個(gè)例子的底面部272從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地變薄的形狀的部分，底面部272作為內(nèi)壁的一部分而形成。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，通常，從對(duì)被載置在壓制面32的中央部的熔融玻璃進(jìn)行壓制的壓制面212傳導(dǎo)的熱量在底面部272被吸收從而將壓制面212冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的底面部272的中央部，熱交換用流體吸收最多的熱量，在不如底面部272的中央部那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，熱交換用流體適度地吸收熱量。因此，壓制面212整體達(dá)到用于壓制熔融玻璃A的理想的溫度，能夠成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品。
另外，根據(jù)如上所述的熱交換室270的結(jié)構(gòu)，與僅是圓柱相比，相對(duì)于壓制時(shí)的成形壓力的強(qiáng)度增加。
而且，即使壓制間隔短時(shí)，也能夠?qū)褐泼?12可靠地冷卻至規(guī)定的溫度。
下模具30由圓柱狀的下模具主體31、和從下模具主體31的上面端部突出形成的突出部34構(gòu)成。另外，下模具主體31的上面成為壓制面32。熔融玻璃A被載置在該壓制面32的中央部，同時(shí)壓制面32與上模具20的(第一上模具210的)壓制面212一起對(duì)載置的熔融玻璃A進(jìn)行壓制。另外，突出部34的上面為平滑面。該下模具30與上模具20的第一上模具210為大致相同直徑，與上模具20大致同軸地配置。于是，上模具20的壓制面212與壓制面32接近，壓制面212與突出部34接觸，設(shè)置在壓制面212與壓制面32之間的間隙形成為磁盤的玻璃基板的厚度。在本實(shí)施方式中，下模具30被固定，可以通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置使其上下移動(dòng)。
熱交換用流體導(dǎo)入管60沿鉛垂方向貫穿第三上模具250的上面，其終端部62延伸至熱交換室270的底面部272的中央部272a附近。該熱交換用流體導(dǎo)入管60將熱交換用流體B導(dǎo)入熱交換室270。而且，可以將熱交換用流體B不間斷地導(dǎo)入熱交換室270，也可以將其適當(dāng)?shù)貙?dǎo)入熱交換室270，例如，可以僅在將熔融玻璃A壓制成形時(shí)將其導(dǎo)入熱交換室270。
通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，具有將熱交換用流體B導(dǎo)入熱交換室270的熱交換用流體導(dǎo)入管60，熱交換用流體導(dǎo)入管60的終端部延伸至上述熱交換室的反壓制面的中央部附近。因此，例如，從壓制熔融玻璃A的壓制面212傳導(dǎo)的熱量在底面部272被吸收從而將壓制面212冷卻時(shí)，在最期望熱量被吸收的底面部272的中央部272a附近，熱交換用流體B被放出，所以，在底面部272的中央部272a附近，熱量的吸收進(jìn)一步被促進(jìn)。另一方面，在不如底面部272的中央部272a那樣期望熱量被吸收的反壓制面的端部，使已進(jìn)行過(guò)熱量吸收(熱交換)的熱交換用流體B循環(huán)，所以可以適度地進(jìn)行熱量吸收。其結(jié)果，壓制面212整體達(dá)到用于壓制玻璃的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
上述熱交換用流體導(dǎo)入管60的直徑與作為熱交換室270的最大外徑的天井部276的直徑之比為3∶20，優(yōu)選為從1∶20到15∶20的比率，更優(yōu)選為從1.5∶20到10∶20的比率，最優(yōu)選為從2∶20到6∶20的比率。通過(guò)上述的數(shù)值限定，壓制面212整體達(dá)到用于壓制玻璃的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
在本實(shí)施方式中，熱交換用流體B是水。在此，使用水作為熱交換用流體B是因?yàn)槠鋬r(jià)格便宜、處理上簡(jiǎn)單。另外，熱交換用流體B不限于水(包括水滴)，也可以是其它的液體，以及空氣、非氧化性的氮?dú)獾葰怏w。特別地，通過(guò)使水氣化以吸收氣化熱，能夠特別有效地將上模具20冷卻。
在熱交換用流體導(dǎo)入管60的管路上設(shè)置有泵80。該泵80是將熱交換用流體B送入熱交換室270的送入機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子。即，利用泵80使熱交換用流體B經(jīng)過(guò)熱交換用流體導(dǎo)入管60而送入熱交換室270。
在第一上模具210的附近設(shè)置有溫度傳感器40，測(cè)定上模具20中的第一上模具210周邊部的溫度。溫度傳感器40是以熱電偶(未圖示)作為檢測(cè)元件的傳感器。溫度傳感器40，將不同的細(xì)的兩種金屬線在封閉電路中接合，測(cè)定在該電路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量測(cè)溫接點(diǎn)的溫度。然后，溫度傳感器40對(duì)測(cè)定出的電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至控制電路100。另外，溫度傳感器40只要能測(cè)定第一上模具210的溫度即可，例如，可以是利用金屬的電阻隨溫度而變化來(lái)測(cè)定溫度的元件，也可以是通過(guò)測(cè)量熱輻射能量的波長(zhǎng)分布與各波長(zhǎng)的強(qiáng)度來(lái)測(cè)定溫度的元件。另外，只要能夠測(cè)定第一上模具210的溫度，可以設(shè)置在任意位置。
控制電路100是送入控制機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子，具有未圖示的CPU、ROM、RAM等?？刂齐娐?00根據(jù)由溫度傳感器40測(cè)定的第一上模具210周邊部的溫度，控制送入熱交換室270的熱交換用流體B的量。即，根據(jù)由溫度傳感器40發(fā)送的檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)控制泵80來(lái)控制送入熱交換室270的熱交換用流體B的量。另外，可以根據(jù)由溫度傳感器40測(cè)定出的溫度，由人通過(guò)手動(dòng)，對(duì)送入熱交換室270的熱交換用流體B的量進(jìn)行控制。
熱交換用流體導(dǎo)出管120在熱交換室270的天井部276與熱交換室270連通。在熱交換室270中吸收熱量后的熱交換用流體B，經(jīng)由熱交換用流體導(dǎo)出管120，從熱交換室270排出到外部。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，熱交換用流體導(dǎo)出管120向著熱交換室270的反重力方向、與作為最上部的一個(gè)例子的天井部276連通，所以可以防止熱交換室270的空氣積存。因此，熱交換后的熱交換用流體B被順利地導(dǎo)出到外部，所以，壓制面整體達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的更理想的溫度，能夠成形更高品質(zhì)且更高效率的玻璃成形品。
下面，根據(jù)圖3和圖4，對(duì)通過(guò)如上述那樣構(gòu)成的玻璃成形裝置10壓制成形磁盤狀的玻璃基板的方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，在圖3的模具打開(kāi)的狀態(tài)下，從未圖示的配給管向下模具30澆注規(guī)定量的熔融玻璃。被澆注的熔融玻璃被載置在下模具30的壓制面32的中央部。驅(qū)動(dòng)未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置，使上模具20向下移動(dòng)，使上模具20接近下模具30。于是，熔融玻璃A的上部的一部分與上模具20的壓制面212的中央部接觸，僅熔融玻璃A的表面的上端部被部分壓制。
之后，使上模具20與下模具30的突出部34接觸(緊貼)。于是，熔融玻璃A被上模具20和下模具30按壓，呈同心圓狀展開(kāi)，由上模具20的壓制面212和下模具的壓制面32包圍的空間，由熔融玻璃A以被壓制成形為圓盤狀的狀態(tài)沒(méi)有間隙地緊密充填。
接著，取出成形后的磁盤的玻璃基板，搬送至下一個(gè)處理工序。通過(guò)依次重復(fù)進(jìn)行以上的工序，連續(xù)地進(jìn)行圓盤狀玻璃制品的壓制成形加工。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)制造磁盤狀玻璃基板的裝置和制造磁盤狀玻璃基板的方法進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的玻璃成形裝置和玻璃成形方法，也可以用于壓制成形磁盤形狀以外的其它厚度薄的板狀玻璃制品、以及厚度厚的玻璃制品的情況，具體地說(shuō)，可以用于壓制成形雙凸透鏡或雙凹透鏡的情況。另外，通過(guò)將玻璃成形裝置做成四棱柱，即，通過(guò)將上模具20和下模具30等玻璃成形裝置10的部件做成四棱柱，可以作為用于成形四棱透鏡的裝置使用。
另外，在本實(shí)施方式中，將已經(jīng)熔解的熔融玻璃A載置在下模具30上，利用上模具20壓制成形，但也可以使固化的玻璃塊(例如，玻璃料塊)在下模具30具有的熔融裝置中熔解后，利用上模具20壓制成形。即，可以采用直接壓制法和再熱壓制法中的任何一種方法。
另外，在再熱壓制法的情況下，即，在將固化的玻璃塊載置在壓制面32上并使其在下模具30中熔解后、利用上模具20壓制成形的情況下，可以在熱交換室中，使高溫流體作為熱交換用流體，在上模具20或下模具30的至少任一個(gè)中循環(huán)。
另外，在本實(shí)施方式中，希望第一上模具210、第二上模具230、第三上模具250和下模具30的材質(zhì)為熱傳導(dǎo)率小的材料，可以適合于要壓制的玻璃的適應(yīng)性而適當(dāng)選擇例如石墨、鎢合金、氮化物、碳化物、耐熱金屬等。另外，通過(guò)電力或氣體加熱，分別使第一上模具210、第二上模具230、第三上模具250和下模具30升溫至并保持在規(guī)定的溫度。同樣，熱交換用流體導(dǎo)入管60、熱交換用流體導(dǎo)出管120的材質(zhì)，可以適當(dāng)選擇耐熱合金、抗氧化性優(yōu)異的金屬等。
另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)僅對(duì)上模具進(jìn)行冷卻的玻璃成形裝置和玻璃成形方法進(jìn)行了說(shuō)明，但可以是對(duì)上模具和下模具兩者進(jìn)行冷卻的玻璃成形裝置，也可以是僅對(duì)下模具進(jìn)行冷卻的玻璃成形裝置。
下面，根據(jù)附圖對(duì)適合于本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
另外，在以下的實(shí)施方式中，對(duì)與上述第一實(shí)施方式同樣的構(gòu)成要素采用相同的符號(hào)，有時(shí)會(huì)省略其說(shuō)明。
圖5表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的優(yōu)選的一個(gè)例子，是表示玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖。第二實(shí)施方式的玻璃成形裝置310，在其上模具20構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚多階段地變薄的形狀這一點(diǎn)上，與第一實(shí)施方式的玻璃成形裝置10不同。
下面，根據(jù)附圖對(duì)適合于本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖6表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的優(yōu)選的一個(gè)例子，是表示玻璃成形裝置的概略的部分剖開(kāi)的正視圖。第三實(shí)施方式的玻璃成形裝置410沒(méi)有配置(形成有熱交換室250的)第三上模具250、溫度傳感器40、熱交換用流體導(dǎo)入管60、泵80、控制電路100、和熱交換用流體導(dǎo)出管120，而且，構(gòu)成為隨著作為第二上模具230的反壓制面的一個(gè)例子的突出部234從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)變薄的形狀，在上述方面與第一實(shí)施方式的玻璃成形裝置10不同。此外，在本實(shí)施方式中，玻璃成形裝置410也可以構(gòu)成為隨著其突出部234從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚多階段地變薄的形狀。
此外，本發(fā)明不限定于以上的實(shí)施方式，能夠達(dá)到本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)的變形、改良等均包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種玻璃成形裝置，包括具有對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的壓制面的模具，其特征在于所述模具具有構(gòu)成為隨著反壓制面從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地和/或多階段地變薄的形狀的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述模具形成將所述反壓制面作為內(nèi)壁的一部分的熱交換室，所述熱交換室的內(nèi)部能夠使得用于與其周邊部進(jìn)行熱交換的熱交換用流體循環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換室形成為大致圓錐臺(tái)形狀或大致圓錐形狀。
4.如權(quán)利要求2所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述模具具有將所述熱交換用流體導(dǎo)入所述熱交換室的熱交換用流體導(dǎo)入管，所述熱交換用流體導(dǎo)入管的終端部延伸至所述熱交換室的反壓制面的中央部附近。
5.如權(quán)利要求4所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體導(dǎo)入管的直徑與所述熱交換室的最外徑之比為1∶20～15∶20。
6.如權(quán)利要求2所述的玻璃成形裝置，其特征在于包括將所述熱交換用流體送入所述熱交換室的送入機(jī)構(gòu)；控制所述送入機(jī)構(gòu)的送入控制機(jī)構(gòu)；和測(cè)定壓制面周邊部的溫度的溫度測(cè)定傳感器，所述送入控制機(jī)構(gòu)根據(jù)由所述溫度測(cè)定傳感器測(cè)定的所述壓制面周邊部的溫度，控制送入所述熱交換室的所述熱交換用流體的量。
7.如權(quán)利要求2所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述模具具有用于將所述熱交換用流體從所述熱交換室導(dǎo)出到外部的熱交換用流體導(dǎo)出管，所述熱交換用流體導(dǎo)出管，向著所述熱交換室的反重力方向，與所述熱交換室的最上部連通。
8.如權(quán)利要求2所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體是水。
9.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述模具的所述壓制面具有平面部。
10.一種使用權(quán)利要求1的玻璃成形裝置的玻璃成形方法。
全文摘要
本發(fā)明提供壓制面整體能夠達(dá)到用于對(duì)玻璃進(jìn)行壓制的理想溫度、能夠成形高品質(zhì)且高效率的玻璃成形品的玻璃成形裝置和玻璃成形方法。上模具(20)(的第三上模具(250)的熱交換室(270))具有構(gòu)成為隨著作為反壓制面的一個(gè)例子的底面部(272)從外側(cè)向內(nèi)側(cè)而形成壁厚連續(xù)地變薄的形狀的部分，底面部(272)作為內(nèi)壁的一部分而形成。換句話說(shuō)，熱交換室(270)形成為大致圓錐臺(tái)形狀。
文檔編號(hào)C03B11/12GK1948197SQ200610132238
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者野崎守二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原