CN1699125B - 输送装置及成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输送装置，所述输送装置具有变压器和保持部，所述变压器备有铁心、与交流电源连接的初级线圈、和与输出线圈连接的次级线圈，所述保持部备有导电部件，所述导电部件用于通过基于从所述输出线圈得到的磁场的高频感应加热而进行发热、并由此对流体进行加热，所述保持部用于供给由所述导电部件加热的流体、保持加热对象物，随所述保持部的移动，可相对所述铁心移动或转动所述次级线圈。

Description

输送装置及成形装置

本申请要求于2004年5月21日提出的申请号为JP2004-151686的日本专利申请的优先权，其将作为参考在此被引入。

技术领域

本发明涉及适合于例如一边加热光学用途的玻璃等一边对其进行输送的输送装置及使用该输送装置的成形装置。

背景技术

作为对成形用原料特别是用于成形透镜等的光学元件用原料进行输送的输送技术，公知有使用装备于输送臂的、由特氟隆(テフロン)或耐热性橡胶等构成的吸附垫，接触吸附光学元件用原料，将其输送到成形模的技术。该光学元件用原料，由配置在成形模周围的红外线灯等加热机构进行加热软化。在成形后，由吸附垫吸引成形了的光学元件，进行回收。

这里，若边输送光学元件用原料边进行加热软化的话，虽能够更加缩短成形时间，但必须输送熔融的光学元件用原料，所以存在通过上述接触吸附方式难以进行输送的问题。另外，在为将熔融的光学元件用原料装置在内藏有加热器的输送部件上而进行输送的方式的情况下，防止输送部件与光学元件用原料的热粘接是必要的，另外，存在容易产生加热不均的问题。对此，例如，日本特开2004-51291号公报公开了能够以非接触的方式对光学元件用原料进行输送的技术。

根据日本特开2004-51291号公报所公开的技术，能够通过从漏斗形的支承装置的底部高速喷出的空气以浮游状态对光学元件用原料进行保持。然而，在该输送装置中，为加热空气而使用电热加热器，但是尤其在加热温度高达1000℃的情况下，存在电热加热器寿命急速变短、容易发生断线的问题。另外，考虑到电热加热器的镍镉电热线之间的绝缘而使用的氧化镁粉末，在900℃或更高时，由于急速地开始发生绝缘破坏而容易发生短路，不仅输送装置的运转率下降，而且必须进行安全方面的特别安排，操作不便。另外，电热加热器的壳等的壳体，通常为因科罗伊耐热耐蚀镍铬铁合金(インコロイ)600等耐热合金，但700℃或更高时容易发生氧化、黑化，发生表面剥离等现象，容易产生杂质。在使用气体的加热中，当产生杂质时，其恐怕会由气体的流动而上飘，容易被移送到加热对象而发生附着，由此加热对象物受到组成性的污染或外观性的污染，成为极大的问题，所以应极力避免该问题。特别地，在光传感装置用光学元件等的表面，进行的形成超微布置的细微结构的操作，当杂质附着在用于将玻璃材料(硝材)或光学元件成形的金属模的光学转印面上时，恐怕会使成形的光学元件的光学特性劣化。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题点而作成的，其目的在于提供确保可靠性且能够避免杂质等的问题的输送装置及成形装置。

根据本发明的第1形态，输送装置具有变压器(トランス)和保持部，所述变压器备有铁心、与交流电源连接的初级线圈、和与输出线圈连接的次级线圈，所述保持部备有导电部件，所述导电部件用于通过基于从所述输出线圈得到的磁场的高频感应加热而发热、并由此对流体进行加热，所述保持部供给由所述导电部件加热的流体、保持加热对象物，随所述保持部的移动，可相对所述铁心移动或转动所述次级线圈。

根据本发明的输送装置，导电部件可通过高频感应加热进行发热，由此对流体进行加热，进而使用该流体对加热对象物进行加热，所以即使进行高温加热也不会发生断线等现象，能够半永久性地进行使用。特别地，随保持加热对象物的保持部的移动，次级线圈可移动，所以能够对连结次级线圈与输出线圈的配线进行固定，从而能够避免次级线圈不移动时产生的配线的反复弯曲或拖拽等，能够提高输送装置的可靠性。若为了将成形原料输送到成形装置而使用这样的输送装置的话，通过其可靠性的提高，能够实现成形装置整体的可靠性提高，大幅地提高成形装置的运转率，而且也可使成形物品的成本降低。

另外，高频感应加热时，杂质的产生源非常少，能够大致半永久性地实现高温加热，所以即使将加热的流体吹响加热对象物，杂质附着在加热对象物上的可能性也较小。因此，在加热对象物为高精度光学元件等的成形所使用的玻璃材料等时，可以说本发明的输送装置是极其适合的。“流体”也可为液体，但最好为操作性优异的气体。

另外，根据本发明的输送装置，通过对导电部件进行高频感应加热，从而例如使流体通过导电部件而进行高效加热。若通入高频的接通电力的话，容易对流体进行高温加热到通过有流体的部件的耐热界限，所以能够进行确实的加热。在现有技术那样的加热器的情况下，当变成高温时，寿命急速地变短，断线或短路的危险增加，所以在高温时为了抑制加热器自身的温度上升而必须使加热对象的体积增大，进行必要以上的大量放热，以使其不进行空烧(空だき)，因此，也不得不增大加热器的功率，效率低。

特别地，根据本发明，由于通过高频感应加热迅速地进行所述导电部件的温度调整，所以作为结果能够对流体温度进行高精度的控制。在加热对象物的体积较小时，热容量较小，因此热惯性也变得较小，所以温度调整的快速响应变得必要，但如本发明那样通过使用高频感应加热的导电部件，温度控制变得容易，可实现高精度的温度调整及稳定化。

图1为说明本发明输送装置的原理的图。在图1中，在矩形架状的铁心CR的下梁上，卷绕有与未图示的交流电源连接的初级线圈1C，在铁心CR的上梁上，卷绕有次级线圈2C。次级线圈2C相对铁心CR的上梁保持为非接触状态，另外与卷绕在设置于保持部H的导电部件E上的输出线圈OC连接，可与将导电部件E安装于前端的臂A一体地在上梁的长度方向上进行滑动移动。由铁心CR、初级线圈1C、次级线圈2C构成变压器T。

通过变压器T对由未图示的交流电源供给的高电压·小电流进行变换，将低电压·大电流供给到输出线圈OC，从而通过高频感应作用对导电部件E进行加热，由此对被保持于保持部H的加热对象物P进行加热。

根据图1所示的输送装置，可与保持加热对象物P的保持部H移动地直接连动而相对铁心CR滑动驱动次级线圈2C。因此，线圈CR及初级线圈1C能够保持固定的状态，且能够设置成为将从次级线圈2C到保持部H固定的关系，由此能够以铜管等对通过例如数kW或更高的高频电力的配线进行固定配线。即，根据本输送装置，通过电磁感应以非接触的状态将电力从铁心CR供给到保持部H，所以不需要连接两者的配线，不会发生象现有技术那样随保持部H的移动、配线被拉拽而弯曲或伸缩的情况。因此，与将配线直接从电源接到保持部H的情况相比，解决了由于配线疲劳而引起的断线或短路等问题，能够确保半永久性的寿命与安全性。另外，由于保持部H不拉拽配线，所以不需要配线的连接部、或伴随移动体滑动动作的配线的退避等，能够设小移动的部件的重量或设置空间。由此，可实现高速、可靠性高的加热对象物P的输送驱动。

图2为说明本发明的输送装置的原理的图。图2中，在矩形架状的铁心CR的左柱上，卷绕有与未图示的交流电源连接的初级线圈1C，在铁心CR的圆筒形的右柱上，卷绕有次级线圈2C。次级线圈2C，相对铁心CR的右柱保持为非接触状态，另外与卷绕在设置于保持部H的导电部件E上的输出线圈OC连接，保持为相对右柱可与将导电部件E安装于前端的臂A一体地转动，且可在右柱的长度方向(图中的上下方向)上滑动移动。由铁心CR、初级线圈1C、次级线圈2C构成变压器T。

通过变压器T对由未图示的交流电源供给的高电压·小电流进行变换，将低电压·大电流供给到输出线圈OC，从而通过高频感应作用对导电部件E进行加热，由此对被保持于保持部H的加热对象物P进行加热。

根据图2所示的输送装置，可与保持加热对象物P的保持部H的移动直接连动，相对铁心CR滑动驱动次级线圈2C。因此，线圈CR及初级线圈1C能够保持固定的状态，且能够设置成为将从次级线圈2C到保持部H固定的关系，所以能够由此以铜管等对通过有例如数kW或更多的高频电力的配线进行固定配线，得到与图1所示的输送装置同样的效果。另外，根据图2所示的输送装置，由于能够相对铁心CR转动保持加热对象物P的保持部H、次级线圈2C，所以可与滑动移动相应地将保持部H三维地向任意位置移动，由此可提高加热对象物P的输送性能。

根据本发明的第2形态，输送装置的特征是，在上述第1形态所述的发明基础上，加热对象物为玻璃。

对于玻璃，为了保持其透明性等的原本的光学特性，即使是细微的污染也被要求避免。为保持玻璃的高品质且对其进行加热，使用不会产生杂质的洁净的本发明的输送装置是极其有效的。

根据本发明的第3形态，输送装置的特征是，在第1形态或第2形态所述的发明的基础上，所述导电部件由导电性陶瓷形成。

一般来说陶瓷为绝缘体，但所谓的导电性陶瓷(例如，碳化硅、二硅化钼等)，具有能够进行发电加工的程度的优异的导电性。因此，导电性陶瓷与金属一样能够通过高频而在其内部产生感应电流，所以能够使用于高频感应加热。而且，由于导电性陶瓷为高温烧结制得的材料，所以原本的耐热性优异，即使在高温下也不会发生氧化或劣化，因此最适合于加热部件。在使用气体作为流体而进行加热的情况下，对通过有气体的部件进行加热，将热量从该部件供给到气体，从而能够将通过的气体加热为高温，作为该加热媒体的导电性陶瓷能够由放电加工容易加工成必要的形态，而且由于在加热中不产生杂质、极其洁净、能够半永久性地使用，所以最为适合。

根据本发明的第4形态，输送装置的特征是，在第3形态所述的发明的基础上，所述导电性陶瓷为碳化硅。

即使在导电性陶瓷中，也可容易地将碳化硅加热到1500℃，尤其是其耐热性高。由于到达该温度也完全不发生劣化，所以具有无杂质产生、寿命为半永久性的优点。另外，碳化硅的热传导性为170W/mK、非常好，也具有高频感应加热时高效地加热整个部件的特性。另外，由于碳化硅的线膨胀系数为3×10^-6、较小，所以对热冲击非常强，不会发生破裂，可放心地进行急速加热，即使进行急速冷却也不产生破损等。也可使用其他导电性陶瓷，但是例如为氧化锆时，热传导性为10W/mK、差，而且线膨胀系数为6×10^-6左右、较大，所以对热冲击较弱，有因急加热或急冷而容易发生破裂的危险，因此，操作时必须注意。

根据本发明的第5形态，所述的输送装置，在第1形态或第2形态所述的发明的基础上，所述导电部件由Pt、Au、Ir、Rh、Pd其中之一构成的贵金属、或包含它们中的至少一种的合金形成。

由Pt、Au、Ir、Rh、Pd中的一种构成的贵金属、或包含它们中的至少一种的合金具有如下特征：因金属本来的特性其热传导性非常好，能够均匀地对整体进行加热，由于高频的结合强，所以能够以小的接通电力加热到高温。而且，具有能够将气体容易地加热到1000℃或更高、不象其他金属那样发生氧化、不产生金属粉的优点，也具有可大致半永久性地使用的优点。

根据本发明的第6形态，输送装置的特征是，在形态1～5中任一形态所述的发明的基础上，所述保持部具有可与所述次级线圈和所述输出线圈一同移动地配置的臂，所述输出线圈卷绕于所述臂的长度方向。

输送加热对象物时最好构成为臂在水平方向上延伸。另一方面，使加热对象物保持在臂的前端的延长部分上、将流体供给到该加热对象物地构成其所需要的部件时，一般地，这些部件的轴线与臂的轴线交叉、即成为垂直方向(参照日本特开2004-51291号公报)。这里，在高频感应加热中，卷绕输出线圈的导电部件被感应加热，但位于输出线圈的上下或左右的周边部件也由其泄露磁通被感应加热而消耗电力，所以加热对象物的温度不大上升，流体的加热恐怕会不充分。对此，若使输出线圈的匝数增大的话，则流体的加热量增大，但在将输出线圈沿臂的长度方向与垂直方向(例如导电部件的上下方向)卷绕的情况下，相应该匝数的增加保持部的前端部的垂直方向尺寸变大，将加热对象物输送到狭窄的区域，不合适。

因此，在优选形态中，将输出线圈卷绕于臂的长度方向，由此能够获得其匝数，能够一边将接通电力抑制得较小一边增加流体的加热量。而且，即使在卷轴方向大量卷绕输出线圈，输出线圈的上下方向的高度也不发生变化，臂的长度也多为原本为了输送供给驱动而设计得长的情况，所以没有必要为所述输出线圈而新增设置空间，能够使整体小型轻量化。这意味着能够设小从臂起的前部的质量，所以能够使滑动移动或转动时的驱动力降低，其结果是，能够实现节能优异、高速且可靠性高的输送驱动。

根据本发明的第7形态，输送装置的特征是，在形态1～6中任一形态所述的发明的基础上，在所述变压器的次级回路中仅具有次级线圈和输出线圈。

图6为说明本发明输送装置的原理的图。在图6中，变压器T的初级回路由交流电源PWR、与其并列连接的电容器CP1、与交流电源PWR连接的初级线圈1C构成。另一方面，变压器T的次级回路，仅由次级线圈2C和与其连接的输出线圈OC构成。输出线圈OC卷绕在导电部件E上。

这样，若变压器T的次级回路仅为次级线圈2C和输出线圈OC的话，则可以极其简单的固定配线进行配置，没有必要设置其他的电气元件等，所以能够使次级回路轻量且小型化，因此，可对例如在输送加热对象物时移动的保持部H的质量进行抑制。因此，可实现以较少能量进行的高速输送，可确保高的可靠性，另外也可实现低成本化。

根据本发明的第8形态，输送装置的特征是，在形态1～6中任一形态所述的发明的基础上，所述变压器的次级回路为电容器输入型。

图7为说明本发明的输送装置的原理的图。在图7中，变压器T的初级回路与图6所示的构成相同。另外，变压器T的次级回路，相对图6所示的构成，其不同点仅在于在次级线圈2C和与其连接的输出线圈OC之间配置电容器CP2。

由于图6所示的变压器T的次级回路不构成共振电路，所以电压与电流的移相偏移，功率因数降低，初级侧的接通电力可能不会高效地传递到输出线圈OC。例如，即使实际以400kHz通入约2kW的电源电力，输出线圈OC的发热量也能达到500W左右。

对此，在本发明中，如图7所示，添加电容器CP，使变压器T的次级回路构成共振电路，从而通过与初级侧的交流电源的发信频率共振能够进行非常高效的电力传递，抑制变压器T的铁心CR或配线的发热，降低高频电源的消耗电力。当使电容器CP2的容量的匹配最适化时，可期待共振电路的Q值为20左右。虽然在次级回路中增加了作为电气元件设置的电容器CP2的重量，但是由于容量的关系，只不过增加了大体1kg左右的重量，所以与移动的构成整体相比并没有带来大的影响。

作为电容器输入型，为了提高对输出线圈OC的电力传递效率，也可如图8所示，不设变压器T，仅以包含电阻R的共振电路构成，但导电部件E的形态改变，当输出线圈OC的负荷改变时变得不容易产生共振，为了使其共振而必须加入电容器CP3与电容器CP4的容量，由于匹配的元件数增加，所以存在为发挥其能力而花费工夫的副作用。对此，图7所示的电路，并不是电力传递效率显著变高的电路，但其能够以简单的操作容易地提高效率，可以说是较为实用的电路。

根据本发明的第9形态，输送装置的特征是，在形态1～8中任一形态所述的发明的基础上，所述次级线圈与所述初级线圈的轴线同轴地卷绕着。

图10为说明本发明的输送装置的原理的图。在图10中，在矩形架状的铁心CR的上梁上，卷绕有与未图示的交流电源连接的初级线圈1C，另外，在初级线圈1C的周围，同轴地卷绕有次级线圈2C。次级线圈2C，相对初级线圈1C保持为非接触状态，另外与卷绕在设置于保持部H的导电部件E上的输出线圈OC连接，保持为可与将导电部件E安装于前端的臂A一体地相对次级线圈进行滑动移动。由铁心CR、初级线圈1C、次级线圈2C构成变压器T。

通过变压器T对由未图示的交流电源供给的高电压·小电流进行变换，将低电压·大电流供给到输出线圈OC，从而通过高频感应作用对导电部件E进行加热，由此对被保持于保持部H的加热对象物P进行加热。

在如图1、2所示的变压器T的类型中，由初级线圈1C产生的磁通通过铁心CR内，使卷绕在相反侧的次级线圈产生感应电流，所以由铁心CR的磁场损失容易引起发热。对此，通过在初级线圈1C的周围卷绕次级线圈2C，从而使次级线圈2C在初级线圈1C的附近产生电流，所以能够抑制铁心CR的材料的磁场损失，抑制发热，同时，能够以低接通电力高效地向次级线圈2C传递高频电力。当将铁心CR的梁断面形成为圆形、而非矩形时，能够容易地将初级线圈和次级线圈都卷绕成圆筒形，所以如图2所示的例子那样，也可使臂A绕次级线圈2C的轴线转动。

若相对初级线圈1C的轴线同轴地进行卷绕的话，则不一定将次级线圈2C卷绕在初级线圈1C的周围。例如，准备梁长的铁心，将初级线圈1C卷绕在该梁的一部分的区域上，若将次级线圈2C卷绕在其它区域的话，从初级线圈1C到次级线圈2C的距离变短，由此能够抑制铁心CR的磁场损失。这时，能够将次级线圈的卷绕直径抑制得较小。

根据本发明的第10形态，输送装置的特征是，在形态1～9中任一形态所述的发明的基础上，所述保持部通过由所述导电部件加热的流体而对加热对象物进行上浮(浮上)保持。这样的话，在加热时，由于加热对象物不与周围的部件接触，所以不发生粘着、污染，能够保持高品质。

根据本发明的第11形态，输送装置的特征是，在形态10所述的发明的基础上，所述保持部具有在重力方向上贯通的孔，形成所述孔的内面的上部形成为随着朝向开放端而直径扩大的锥形状，通过所述孔的下部地供给由所述导电性部件加热的流体。

由导电部件加热的流体，通过孔向加热对象物供给，所以加热的流体的流动稳定，能够以流体的力反抗重力对加热对象物进行保持，因此能够使其以非接触的状态上浮，从而避免了加热对象物的粘着或污染，并可一边保持高品质一边进行加热。另外，在输送加热对象物时，通过锥形状而被吹出的流体，可环绕加热对象物的周围地、被稳定地保持，所以可进行确实的输送。

根据本发明的第12形态，输送装置的特征是，在形态11所述的发明的基础上，形成所述保持部的至少所述孔的部件，由Pt、Au、Ir、Rh、Pd其中之一构成的贵金属、或包含它们中的至少一种的合金形成。

作为形成保持部的至少孔的部件的原料，即由Pt、Au、Ir、Rh、Pd中的一种构成的贵金属、或包含它们中的至少一种的合金，具有不易被高温的加热对象物浸湿的特性，即使在高温的加热对象物与孔(包含所述的锥部)接触的情况下，也能够抑制加热对象物发生粘着，能够进行确实的输送。特别是，在加热对象物为玻璃的情况下，当以白金或白金与金的合金制作形成孔的部件时，具有非常不易浸湿的特性，所以能够不发生粘着地加热玻璃到1000℃或更高的高温。在加热对象物为玻璃的情况下，即使在白金与金的合金中、尤其是金为5～7重量％时，与玻璃的可湿性也非常差，作为形成孔的部件的材料特别不易发生粘着，另外由此也可进行更高温的加热。

根据本发明的第13形态，输送装置的特征是，在形态11或形态12所述的发明的基础上，具有冷却装置，所述冷却装置使用冷却剂进行冷却，以使所述孔的内面的温度比所述加热对象物的温度低。

例如在加热对象物使用玻璃时，由于玻璃具有不易浸湿比自身温度低的物体的性质，所以若对具有由加热上浮过程中产生的振动等而发生接触的可能性的孔(包含所述的锥部)的内周面进行冷却的话，即使在被加热软化的玻璃发生接触时，也可获得较不易发生粘着的效果。

根据本发明的第14形态，输送装置的特征是，在形态13所述的发明的基础上，所述冷却剂为液体或气体。

例如使用气体的冷却，能够以简单的机构实现，可通过改变其流量而简单地对冷却的程度进行调节，所以能够容易防止发生粘着，且不会发生加热对象物的温度下降，能够以最合适的状态对加热对象物进行上浮保持。不管玻璃为何种类，应使用空气或氮气等价格便宜且容易获得的气体，但优选成本或操作方面好的气体。

另一方面，使用液体的冷却，比使用气体的冷却的效率高，可有效地降低形成孔的内面的温度。冷却用的液体的种类，应为比热大且冷却效率高、液体泄漏时不易燃，故优选使用水。

根据本发明的第15形态，输送装置的特征是，在形态11～14中任一形态所述的发明的基础上，所述孔具有加热对象物可通过的内径，在所述孔的下部设置开闭自如的闸门(シヤツタ)。

由此，通过所谓的闸门开闭动作的简单动作，能够将加热对象物从孔的下方确实地排出，所以能够确保排出机构的高可靠性。另外，由于只要使孔位于投入加热对象物的位置的垂直线上方即可，所以输送时的定位容易，也可确实地进行高精度的加热对象物的投入。

根据本发明的第16形态，输送装置的特征是，在形态1～15中任一形态所述的发明的基础上，所述保持部，可在将加热对象物排出后在2秒以内从排出位置退避。

作为使用加热对象物进行成形的玻璃材料，在为了一边在成形装置的成形模进行加热一边进行输送而使用本发明的输送装置时，可防止在压制成形前玻璃由成形模冷却、固化，所以可期待成形再现性与成形转印性的提高。在本发明的输送装置中，由于能够使保持加热对象物并使其移动的构成极其轻量且小型化，所以能够以少的能量容易实现保持部的高速退避动作。因此，能够使从将玻璃投入于成形模到压制成形的时间为最短，所以可在玻璃基本不被冷却的期间开始进行压制成形，可实现可靠性高的成形。由此，能够高速稳定地以高收获率成形高精度的玻璃制的光学元件。

根据本发明的第17形态，输送装置的特征是，在形态1～16中任一形态所述的发明的基础上，将所述输送装置用于具有用来成形光学元件的成形模的成形装置。

根据本发明的输送装置，能够高速稳定地以高收获率成形高精度的玻璃制的光学元件，所以这样的光学元件的性能高、偏差小，若为通常的性能的话，则能够以更低的成本进行生产。

根据本发明的第18形态，输送装置的特征是，在形态17所述的发明的基础上，将被保持于所述保持部的加热对象物一边进行加热一边输送到所述成形模。

根据本发明的第19形态，成形装置的特征是，具有本发明第1～18形态中任一形态所述的输送装置，使用由所述输送装置一边加热一边输送的加热对象物将光学元件成形。

作为在本说明说中所使用的光学元件，例如有透镜、棱镜、衍射栅光学部件(衍射透镜、衍射棱镜、衍射板)、光学滤光器(空间低通滤光器、波长带通滤光器、波长低通滤光器、波长旁通滤光器等)、偏光滤光器(检偏镜、旋光镜、偏光分离棱镜等)、位相滤光器(位相板、全息照相元件)等，但并不限于上述元件。

根据本发明，可提供能够确保可靠性且可避免杂质等问题的输送装置及成形装置。

附图说明

图1为说明本发明的输送装置的原理的图；

图2为说明本发明的输送装置的原理的图；

图3(a)为表示第一实施方式的输送装置的一部分的断面图；图3(b)为本实施方式所采用的导电性圆筒部件EC的立体图；

图4(a)为第二实施方式的与图3(a)相同的断面图；图4(b)为本实施方式所采用的导电性圆筒部件EC的立体图；

图5为第三实施方式的与图4(a)相同的断面图；

图6为表示本发明的实现高频感应加热的电路的例子的图；

图7为表示本发明的实现高频感应加热的电路的例子的图；

图8为表示实现高频感应加热的其他电路的参考例的图；

图9为表示将图3(b)所示出的输送装置固定于工作台、对通过有交流电源的接通电力和气体的加热部件的温度进行测定的结果的图表；

图10为说明本发明的输送装置的原理的图；

图11为将成形装置的成形模周边与输送装置的一部分一同表示的放大断面图；

图12为表示装载了图5(a)所示的臂且设置了图10所示类型的变压器T的输送装置的侧面图；

图13为表示装载了图5(a)所示的臂且设置了图10所示类型的变压器T的输送装置的俯视图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。图3(a)为将第一实施方式的输送装置的一部分与玻璃的盘料P的盘料供给部200一同表示的断面图，示出了图1或图2所表示的臂A起的前部的构成。图3(b)为本实施方式所采用的导电性圆筒部件EC(相当于本发明的导电部件)的立体图。与下面的实施方式共通地参照图12、13对臂A的支承形态及驱动形态进行说明。

在图3(a)中，在延伸于水平方向的臂A的内部，形成有通路Ap，在该通路Ap内配置温度测定用的热电偶TC。臂A的前端形成为圆筒形，在其内侧配置有导电性陶瓷制的导电性圆筒部件EC。导电性圆筒部件EC为整体材料((バルク材)也可为多孔质)且中空，其内周面形成孔(中央孔ECo)。热电偶TC的检测部安装于导电性圆筒部件EC。

如图3(b)所示，导电性圆筒部件EC，在中央孔ECo的周围等间隔地形成六处用于将气体整体普及的通路ECp，使其沿上下方向延伸。

当由整体材料形成导电性圆筒部件EC时，通路ECp为贯通孔，气体在通路Ecp之中通过的期间被加热、向下通出，之后，从该周围与臂A的圆筒部的间隙向中央孔ECo内流入，使盘料P上浮。对此，在以多孔质材料形成导电性圆筒部件EC时，图中的ECp通路不是贯通的，而是到中途为止的通路，气体必然通过导电性圆筒部件EC的壁而出来，所以不会向其下方通气泄露，加热效率优异。

另一方面，当以多孔质材料形成后述图4(b)所示形状的导电性圆筒部件EC时，其结构为气体从周槽ECg通过多孔质材料内而向中央孔ECo渗出。对此，当以整体材料形成后述图4(b)所示形状的导电性圆筒部件EC时，由于气体从周槽ECg通过其周围与臂A的圆筒部的间隙而向中央孔ECo内流入，所以与暴露在室温中的臂A的圆筒部接触的一部分的气体被冷却，加热效率降低了相当于这部分的程度。因此，在导电性圆筒部件EC的内侧的壁上开设多个微小的孔(由于为导电性材料而能够进行放电加工，所以也可简单地开设直径0.2mm左右的孔)，在外观上，也可设为使气体从周槽ECg渗出地流到中央孔ECo内。特别地，当以贵金属材料形成导电性圆筒部件EC时，为整体材料，如后所述具有能够大幅地削减电力的优点。

即，本实施方式的导电性圆筒部件EC，可由多孔质材料或整体材料中的任一种形成。多孔质材料的情况下，气体等媒体直接通过被加热的导电性圆筒部件EC之中，流入到用于使盘料P上浮的中央孔ECo中，所以加热效率非常好，在通过的过程中由于发生压力损失故非常缓和、均等，没有不均现象出现，被加热的气体向中央孔ECo流出，盘料P的上浮稳定。另一方面，当以整体材料制作导电性圆筒部件EC时，能够一边使气体透过设在该材料上的小孔或间隙地进行加热，一边使其流出到中央孔ECo中，所以，不依赖于材料的加工情况地以机械加工进行的偏差小且稳定的加热性能或流量性能的部件的制作变得容易。

图3(a)中，在导电性圆筒部件EC的上部，将内周面具有锥形部的中空套管SL安装在臂A上。由Pt、Au、Ir、Rh、Pd其中之一构成的贵金属、或包含这些中的至少一种的合金形成的套管SL的中央孔ECo，与导电性圆筒部件EC的中央孔连通，将它们接合成为上下贯通的贯通孔。在套管SL的下部，配置开闭自如的闸门SH。闸门SH，当其关闭时，闭塞导电性圆筒部件EC的中央孔ECo的下端，当其打开时，开放中央孔ECo的下端。

导电性圆筒部件EC的周围由输出线圈OC卷绕。该卷轴线为垂直方向(上下方向)。输出线圈OC连接于次级线圈2C(参照图12、13)。以变压器T(参照图12、13)、输出线圈OC、导电性圆筒部件(导电部件)EC构成加热机构，中央孔ECo构成供给部，在本实施方式中，以导电性圆筒部件EC、中央孔ECo、套管SL、臂A构成保持部。也可使保持部为二分割构成(例如，对导电性圆筒部件EC与套管SL进行分割，使分离配置的它们分别移动)。

如图3(a)所示，盘料供给部200，具有：保持多个玻璃球、即盘料P的储料器202，通过转动将盘料P一个一个地送至供给口201的链轮203，和供给口204。

接着，在具有本实施方式的输送装置与成形模的成形装置中，对使用该输送装置将盘料输送到成形模的动作进行说明。如图3(a)所示，使臂A移向盘料供给部200的下方的套管SL相对供给口204大致同轴的供给位置移动。然后，当使链轮203转动一齿时，储料器202内的盘料(也称为加热对象物)P被送出，从供给口204下落。

这时，在闸门SH关闭的位置、或靠外部的通路Ap内，加压输送干燥氮气(氮浓度为60mol％或更多)，从而通过导电性圆筒部件EC的通路ECp，从中央孔ECo的下方向上方大致均匀地吹出干燥氮气，所以在套管SL内接住下落的试料P，进而能够以非接触状态进行上浮保持。这种情况下，由于套管SL的内周面成为锥形部，所以盘料P被稳定地保持于气压急变的垂直部与锥形部的交界处。

这时，若向输出线圈OC供给电力的话，则由高频感应加热对导电性圆筒部件EC进行高频感应加热，所以通过通路ECp的干燥氮气被加热，由此能够对盘料P的外周面进行适当的加热。而且，由于通过干燥氮气使盘料P转动、摆动、振动，所以能够对其整个周面进行均匀的加热。

在保持盘料P上浮的状态下，使臂A移动，如图11所示，设置成使套管SL位于整体未图示的成形装置的下模1与上模2(总称它们为成型模)之间(称为排出位置)。之后，当通过未图示的驱动器使闸门SH向开放位置位移时，保持盘料P的干燥氮气的压力降低，变得不能保持盘料P，所以盘料P下落，通过套管SL的垂直部，从中央孔ECo的下端脱离。由于由与熔融的玻璃的可湿性差的原料形成套管SL与导电性圆筒部件EC，所以盘料P不会附着在任一方上，可被确实地投入在下模1的内腔上。

在排出位置的排出进行之后、2秒以内使臂A退避，之后开始成形动作，下模1上升到上模2的附近。另外，从外部向作为遮蔽部件的金属风箱13A、13B之间的空间压力输送氮气(也可为空气)，使金属风箱13A、13B扩展。扩展的金属风箱13A、13B，使与其下端一起位移的抵接部件19的锥形面19b与对置的固定部件5的锥形面5b抵接，并使它们相互贴紧。由此，放置盘料P的成形位置周围的空间由周围的气体介质遮蔽。在此状态下，相对该遮蔽的空间，通过作为真空吸引机构的泵，去除残留于空间内部的氮气，由此成形模周围的空间减压到真空度1kPa或更少。作为泵，当使用涡旋式真空泵时，排气效率好且小型，而且由于不使用油，使得维修性优异，同时噪音低且有益于环境方面。另外，减压所需的时间大约为一秒。

另外，作为成形的原料的盘料P，在输送中，预先进行足够的加热软化到能够进行压制的温度，所以能够在使成形模密闭而开始进行真空吸引的同时使下模1上升而开始进行压制。在下模1的周围配合有圆筒形的筒模3，当下模1上升时，筒模3的上侧端面抵接并贴紧于上模2的基准面2c，保持成形模2、1的基准面2c、1c的平行度。在该状态下保持数秒后，将氮气导入到成减压状态的成形模2、1周围的空间中，同时，对模内部加热器的温度进行控制，对成形模2、1进行慢冷却直到温度变到转变点或更低。

之后，将成为双重结构的金属风箱13A、13B内部的氮气以压力调整机构(未图示)排出，使金属风箱13A、13B收缩，由此使抵接部件19离开固定部件5。在上述工序中，能够将盘料P成形为光学元件。

图4(a)为第二实施方式的与图3(a)相同的断面图，省略盘料供给部。图4(b)为本实施方式所使用的导电性圆筒部件EC的立体图。本实施方式与第一实施方式的主要不同点为输出线圈OC的卷轴方向。即，输出线圈OC沿臂A的长度方向进行卷绕。随之，如图4(b)所示，导电性圆筒部件EC在垂直方向上变薄，另外，一部分成为在臂A的长度方向上延伸的矩形板部ECr。在导电性圆筒部件EC中，在中央孔ECo的周围形成有上部成为底面的周槽ECg，从外部连通到周槽ECg地在矩形板部ECr内形成通路ECp。其他构成及动作与上述实施方式一样，故给予其相同的符号而省略说明。

根据本实施方式，由于在臂A的长度方向上卷绕输出线圈OC，所以能够获得该匝数，能够一边将接通电力抑制得较小一边增大流体的加热量。而且，即使在卷轴方向上大量卷绕输出线圈OC，输出线圈OC的上下方向的高度也不发生变化，臂A的长度也多为原本为了输送供给驱动而设计得长的情况，所以，没有必要新增设置用于输出线圈OC的空间，能够使整体小型轻量化。这意味着能够设小臂A起的前端的质量，所以能够使滑动移动或转动时的驱动力降低，其结果是，能够实现节能优异且高速的输送驱动。

图5为第三实施方式的与图4(a)相同的断面图。本实施方式与第二实施方式的主要不同点在于设置用于冷却套管SL的冷却机构这点。更具体地，在图5(a)所示的例子中，包围套管SL的外周地(在图中也可直接使臂A的一部分介于其中地)形成作为水冷式冷却装置的水套J，通过配管PC将冷却水供给到该水套J。通过从外侧对套管SL进行冷却，即使在加热软化的盘料P以某种拍子接触其内周面的情况下，也能够较难发生粘着。由于其他构成及动作与上述实施方式一样，故给予相同的符号而省略说明。

另外，在如图5(b)所示的实施方式中，在卷绕套管SL的外周的臂A的一部分上，设置作为空气冷却式冷却装置的散热片CF，通过配管PC将冷却气体供给到该散热片CF。使用冷却气体的空气冷却，由于能够以简便的机构实现，并能够通过变化其流量而对冷却的程度简单地进行调节，所以，能够容易防止发生粘着，且给盘料P的温度调整带来影响的可能性也小，能够以最合适的状态对其进行上浮保持。由于其他构成及动作与上述实施方式一样，故给予相同的符号而省略说明。

图12为装载图5(a)所示的臂且设置了图10所示类型的变压器T的输送装置的侧面图，图13为其俯视图。在图12中，在设置于未图示的平台的基座B上配置有铁心CR，另外，在基座B上配置有直线导轨LG。

在矩形架状的铁心CR的上梁上，卷绕有与未图示的交流电源连接的初级线圈1C，另外，在初级线圈1C的周围卷绕有次级线圈2C。次级线圈2C相对初级线圈1C保持为非接触状态。次级线圈2C与设置在臂A前端的输出线圈OC，通过彼此绝缘的一对铜板CU电连接着。

在变压器T上配置有薄的框体BX。框体BX一体地具有可沿直线导轨LG移动的支承部BXs，且将臂A安装成单臂状。在直线导轨LG中内藏有未图示的汽缸，所以通过该汽缸的驱动，框体BX沿直线导轨LG在图12、13的左右方向上与臂A一起一体地进行移动。在框体BX内，内藏有形成变压器T用电路的电容器CP。另外，安装于框体BX的接头T1为套管SL冷却用的冷却水的入口，接头T2为套管SL冷却用的冷却水的出口。另外，接头T3为次级线圈2C与电容器CP冷却用的冷却水的入口，接头T4为次级线圈2C与电容器CP冷却用的冷却水的出口。

通过设置电容器输入型电路，与仅具有线圈的输出电路相比，虽可提高电力的传递效率，更加降低接通电力，但增加了相当于电容器部分的程度的框体BX的重量。但是，图12、13所示的输送装置所使用的电容器CP的重量，例如为一个300g左右，三个电容器CP的总重量为900g，若为该程度的重量增加的话，则直线导轨LG的负担并没有变得相当大，通过内藏于直线导轨LG的汽缸，例如能够以0.5秒驱动全行程150mm。

在本实施方式中，例如以输出线圈OC获得相当于500W的电力，而接通电力为650W左右，损失极少，由于能够实现高效的电力传递，所以泄露磁通也少，因此具有也能够基本防止输送部分所使用的金属部件被感应加热的优点，例如在以SUS304形成臂A时，能够将驱动时的温度上升抑制为10℃或更少。

图9为表示将图3(b)所示的输送装置固定于工作台、对通过有交流电源的接通电力与气体的加热部件的温度进行测定的结果的图表。变压器的次级回路采用如图1或图6所示的电路。

在输出线圈的匝数为两匝的情况下，虽然输出线圈空间小、能够小型化，但是加热效率非常低，在被高频感应加热的导电性圆筒部件为碳化硅的情况下，作为一个例子，加热到1000℃需要1.7kW左右的电力，1300℃时则需要3kW的电力。因此，输出线圈流过大的电流，向导电性圆筒部件以外泄露的线圈磁通也变大，直到该输送装置周边的部件也被感应加热，电力损失逐渐变大，所以在向成形装置等进行安装时，必须投入更大的电力。

在输出线圈的匝数为四匝的情况下，电力损失大幅地得到改善，对完全一样的导电性碳化硅的导电性圆筒部件进行加热，1000℃加热时为1.3kW左右，1300℃时为2.2kW左右，能够使接通电力削减25％左右。因此，要实现接通电力小且高效的加热，在该例子中输出线圈匝数必须为四匝。

另外，以与使用了上述作为导电性陶瓷的碳化硅的情况完全相同的形状由白金制作导电性圆筒部件的材料，进行相同的实验时，1000℃加热时为0.4kW，1300℃加热时为0.7kW左右，能够使接通电力大幅削减为约1/3。在进行1300℃加热后，观察白金制导电性圆筒部件，与加热前相比看不到任何变化，虽考虑为进行了组成性的结晶化，但在高频感应加热中基本没有受到影响。因此，通过使用白金等贵金属，例如使用仅不足1kW的高频电源，在四匝的单纯线圈输出电路中也容易实现到达1300℃的气体加热，可实现加热器等其他方法不可比拟的、寿命长、可靠性高且不产生杂质的洁净的气体加热。

如上所述，作为用于通过气体进行加热的导电部件，在使用碳化硅等导电性陶瓷的情况下，虽接通电力变大但可加热到1500℃，在使用白金等贵金属的情况下，虽加热温度被限制到其软化温度(1200℃～1300℃)但接通电力非常小且能够高效地进行加热，所以例如重视加热效率时使用贵金属，重视耐热性时使用导电性陶瓷，根据各自的使用目的来选择导电性圆筒部件(导电部件)的材料是有效的。

Claims (19)

1.一种输送装置，其特征在于，具有变压器和保持部；

所述变压器备有铁心、与交流电源连接的初级线圈、和与输出线圈连接的次级线圈；

所述保持部备有导电部件，所述导电部件用于通过基于从所述输出线圈得到的磁场的高频感应加热而发热、并由此对流体进行加热，所述保持部供给由所述导电部件加热的流体、并对加热对象物进行保持；

随所述保持部的移动，可相对所述铁心移动或转动所述次级线圈。

2.如权利要求1所述的输送装置，其特征在于，加热对象物为玻璃。

3.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，所述导电部件由导电性陶瓷形成。

4.如权利要求3所述的输送装置，其特征在于，所述导电性陶瓷为碳化硅。

5.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，所述导电部件由Pt、Au、Ir、Rh、Pd其中之一构成的贵金属、或包含它们中的至少一种的合金形成。

6.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，所述保持部具有可与所述次级线圈及所述输出线圈一同移动地配置的臂，所述输出线圈卷绕于所述臂的长度方向。

7.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，所述变压器的次级回路中仅具有所述次级线圈和所述输出线圈。

8.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，所述变压器的次级回路是电容器输入型的。

9.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于，在所述初级线圈的周围，同轴地卷绕有所述次级线圈。

10.如权利要求1所述的输送装置，其特征在于，所述保持部通过由所述导电部件加热的流体对加热对象物进行上浮保持。

11.如权利要求10所述的输送装置，其特征在于，所述保持部具有在重力方向上贯通的孔，形成所述孔的内面的上部形成为随着朝向开放端而直径扩大的锥形状，通过所述孔的下部地供给由所述导电性部件加热的流体。

12.如权利要求11所述的输送装置，其特征在于，形成所述保持部的至少所述孔的部件，由Pt、Au、Ir、Rh、Pd其中之一构成的贵金属、或包含它们中的至少一种的合金形成。

13.如权利要求11或12所述的输送装置，其特征在于，具有使用冷却剂对形成所述孔的内面进行冷却的冷却装置。

14.如权利要求13所述的输送装置，其特征在于，所述冷却剂为液体或气体。

15.如权利要求11或12所述的输送装置，其特征在于，所述孔具有加热对象物可通过的内径，在所述孔的下部设置有开闭自如的闸门。

16.如权利要求1、2、11、12中任一项所述的输送装置，其特征在于，所述保持部可在排出加热对象物后在2秒以内从排出位置退避。

17.如权利要求1、2、11、12中任一项所述的输送装置，其特征在于，所述输送装置被用于具有用来将光学元件成形的成形模的成形装置。

18.如权利要求17所述的输送装置，其特征在于，将被保持在所述保持部的加热对象物一边进行加热一边输送到所述成形模。

19.一种成形装置，其特征在于，具有权利要求1至18中的任一项所述的输送装置，使用由所述输送装置一边加热一边输送的加热对象物将光学元件成形。

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