JP2017014027A - ガラス管の切断方法及びガラス管の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス管の切断面の精度を容易に高めることのできるガラス管の切断方法及びガラス管の位置決め装置を提供する。【解決手段】ガラス管Ｇの切断方法は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇを位置決めし、位置決めされたガラス管Ｇの上方からガラス管Ｇに刃部材Ｂを接触させることによりガラス管Ｇを切断する。ガラス管Ｇの切断方法では、ガラス管Ｇの位置決めにおいて、例えば、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂを用いる。第１規制部材１４ａは、ガラス管Ｇの上方への移動を規制する。第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇを下方から支持するとともにガラス管Ｇを第１規制部材１４ａに接触させるように上下動可能に構成されている。ガラス管Ｇの位置決め装置１１は、例えば、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス管の切断方法及びガラス管の位置決め装置に関する。

従来、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管の上方からガラス管に刃部材を接触させることでガラス管に切断用の傷を形成し、その傷に基づいてガラス管を切断するガラス管の切断方法が知られている（特許文献１，２参照）。

特開２００９−１３２５８０号公報 特開２００９−１３２５８１号公報

図３（ａ）に示すように、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇは、例えば、ガラス管Ｇの上端に接触するローラーＲ１及びガラス管Ｇの下端に接触するローラーＲ２を用いることで、ガラス管Ｇの上下方向の移動を抑えることができる。このように搬送されたガラス管Ｇの上方から切断用の傷を形成する刃部材Ｂは、ガラス管Ｇの管軸方向において所定の間隔で切断用の傷を付けるように駆動されている。また、刃部材Ｂは、ガラス管Ｇに切断用の傷を付ける際の先端位置が所定の位置になるように設定されている。こうした刃部材Ｂの先端位置は、切断用の傷に基づきガラス管Ｇを切断した際に、図３（ｂ）に模式的に示すように、ガラス管Ｇの管軸方向に略直交する切断面Ｃ１が形成されるように調整されている。

ところが、同じ基準寸法のガラス管Ｇを切断用の傷に基づいて切断したとしても、図３（ｃ）に模式的に示すように、ガラス管Ｇの管軸方向に直交する面に対して比較的大きく傾斜した切断面Ｃ２が形成される場合があった。こうした切断面Ｃ２のように、ガラス管Ｇの切断面の精度が低下すると、例えば、ガラスの破片が周囲に飛散し、またガラス管Ｇの歩留まりの低下を招くため、何らかの対策が必要である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガラス管の切断面の精度を容易に高めることのできるガラス管の切断方法及びガラス管の位置決め装置を提供することにある。

本発明は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管と刃部材と接触状態の変化が、ガラス管の切断面の精度低下を招くことを見出すことでなされたものである。
上記課題を解決するガラス管の切断方法は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管を位置決めし、位置決めされたガラス管の上方からガラス管に刃部材を接触させることにより前記ガラス管を切断するガラス管の切断方法であって、前記ガラス管の位置決めにおいて前記ガラス管の上方への移動を規制する規制部材と、前記ガラス管を下方から支持するとともに前記ガラス管を前記規制部材に接触させるように上下動可能な支持部材と、を用いる。

この方法によれば、ガラス管の下端位置は支持部材で調整されるとともに、ガラス管の上端位置は規制部材で位置決めされるため、例えば、寸法公差内で異なる外径を有するガラス管であっても、ガラス管の上端位置を同様に位置決めすることができる。また、例えば、ガラス管が振動したとしても、ガラス管の上方への移動は規制部材によって規制される。これにより、ガラス管の上端位置が安定するため、上方からガラス管に接触する刃部材の接触圧が安定し易くなる。

上記ガラス管の切断方法において、前記規制部材及び前記支持部材としてローラーを用いることが好ましい。
この方法によれば、規制部材及び支持部材がガラス管に擦れることを抑えることが可能となる。

上記ガラス管の切断方法では、前記規制部材を、前記ガラス管の搬送経路において、第１位置と、前記第１位置よりも下流側の第２位置との各位置で用いることが好ましい。
この方法によれば、ガラス管の上端の位置決め精度を高めることが可能となる。

上記ガラス管の切断方法において、前記規制部材が、前記ガラス管の上端に接触される接触面を有することが好ましい。
この方法によれば、ガラス管の上端が直接的に位置決めされるため、ガラス管の上端の位置決め精度を高めることが可能となる。

上記ガラス管の切断方法において、前記規制部材及び前記支持部材は、前記ガラス管を挟んで上下に対向する位置に配置された一組を含むことが好ましい。
この方法によれば、例えば、ガラス管の上下の振動を好適に抑えることが可能である。

上記課題を解決するガラス管の位置決め装置は、切断装置に向けて搬送されるガラス管を位置決めするためのガラス管の位置決め装置であって、前記切断装置は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管の上方から前記ガラス管に刃部材を接触させることにより前記ガラス管を切断する装置であり、前記位置決め装置は、管軸方向へ水平に搬送される前記ガラス管を位置決めする位置決め部を備え、前記位置決め部は、前記ガラス管の上方への移動を規制する規制部材と、前記ガラス管を下方から支持するとともに前記ガラス管を前記規制部材に接触させるように上下動可能な支持部材と、を備える。

本発明によれば、ガラス管の切断面の精度を容易に高めることができる。

実施形態におけるガラス管の切断方法及びガラス管の位置決め装置を示す概略側面図である。 （ａ）は、位置決め部を示す概略断面図であり、（ｂ）は位置決め部の変更例を示す概略断面図である。 （ａ）は、従来例のガラス管の切断方法を示す説明図であり、（ｂ）及び（ｃ）はガラス管の切断部分を模式的に示す側面図である。

以下、ガラス管の切断方法及びガラス管の位置決め装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。また、図面の上下は、位置関係の説明で用いる上下に対応している。

＜設備の全体構成＞
まず、ガラス管の位置決め装置が設置される設備の全体構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態のガラス管Ｇの位置決め装置１１は、管引装置１２と、ガラス管Ｇの切断装置１３との間に配置され、切断装置１３に搬送されるガラス管Ｇを位置決めするために用いられる。

管引装置１２は、溶融ガラスからガラス管Ｇを成形する成形機からガラス管Ｇを牽引し、下流へガラス管Ｇを連続的に送る装置である。成形機では、例えば、ダンナー法やダウンドロー法（ベロー法）を用いて溶融ガラスからガラス管Ｇが成形される。

切断装置１３は、管軸方向（長さ方向）へ水平に搬送されるガラス管Ｇの上方からガラス管Ｇに刃部材Ｂを接触させることに基づいてガラス管Ｇを切断する装置である。詳述すると、切断装置１３は、上方からガラス管Ｇに刃部材Ｂを接触させることでガラス管Ｇに切断用の傷を形成し、その傷に外力を加えることでガラス管Ｇを切断するように構成されている。刃部材Ｂは、例えば、回転軸の周期を利用して、ガラス管Ｇに接触する位置と、ガラス管Ｇから離間する位置とが所定のタイミングで切り替わるように構成されている。これにより、ガラス管Ｇには、管軸方向において所定の間隔で切断用の傷を形成することができる。切断装置１３は、切断用の傷に外力を加える外力印加機構を備えている。外力印加機構としては、例えば、ガラス管Ｇを切断用の傷を利用して折り割る折割機構、及びガラス管Ｇの切断用の傷に熱衝撃を加えることでガラス管Ｇを割断する割断機構が挙げられる。

＜位置決め装置１１＞
次に、位置決め装置１１について説明する。位置決め装置１１は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇを位置決めする第１位置決め部１４及び第２位置決め部１５を有している。

第１位置決め部１４は、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂを備えている。第１規制部材１４ａは、第１支持部材１４ｂの上方に設けられ、ガラス管Ｇの上方への移動を規制する。第１規制部材１４ａの上下位置は、所定の高さ位置に固定されている。第１規制部材１４ａは、例えば、設備の不具合等によってガラス管Ｇの通常の搬送とは異なる過剰な力が第１規制部材１４ａに加わった際に上方に退避可能に設けたり、異なる基準寸法のガラス管Ｇに対応するために、上下位置を変更可能に設けたりすることもできる。

第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇを下方から支持するとともにガラス管Ｇを第１規制部材１４ａに接触させるように上下動可能に構成されている。
第１支持部材１４ｂを上記のように上下動可能にする機構としては、例えば、流体圧を利用した流体圧シリンダー、及びばねが挙げられる。第１支持部材１４ｂに設けられる機構の押圧力は、搬送されるガラス管Ｇを第１規制部材１４ａに連続して押し付けるとともに、ガラス管Ｇの外径のばらつきに応じて上下動可能となるように設定される。

図２（ａ）に示すように、第１規制部材１４ａは、ガラス管Ｇの上端に接触される接触面Ｆ１を有している。なお、第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇの下端に接触する接触面を有している。第１規制部材１４ａの接触面Ｆ１及び第１支持部材１４ｂの接触面は、ガラス管Ｇに対する衝撃を緩和するという観点から、樹脂材料により構成されることが好ましく、第１規制部材１４ａの接触面Ｆ１については、ガラス管Ｇの位置決め精度を高めるという観点から、比較的硬質な樹脂材料を適用することが好ましい。

本実施形態の第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇを挟んで上下に対向する位置に配置されている。また、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂは、いずれもローラーにより構成されている。ローラーは、ガラス管Ｇの管軸方向に直交する回転軸を中心に回転される。ローラーは、搬送されるガラス管Ｇに従動させてもよいし、回転駆動させてもよい。

第２位置決め部１５は、ガラス管Ｇの搬送経路において、第１位置決め部１４（第１位置）よりも下流側の位置（第２位置）に配置されている。第２位置決め部１５は、第１位置決め部１４と同様の構成を有している。すなわち、第２位置決め部１５は、第２規制部材１５ａ及び第２支持部材１５ｂを備えている。図２（ａ）に示すように、第２規制部材１５ａは、ガラス管Ｇの上端に接触される接触面Ｆ２を有するとともに、第２支持部材１５ｂは、ガラス管Ｇの下端に接触される接触面を有している。第２規制部材１５ａ及び第２支持部材１５ｂは、ガラス管Ｇを挟んで上下に対向する位置に配置されるとともに、いずれもローラーにより構成されている。

＜ガラス管Ｇの位置決め装置１１の作用及びガラス管Ｇの切断方法＞
次に、ガラス管Ｇの位置決め装置１１の主な作用をガラス管Ｇの切断方法とともに説明する。ガラス管Ｇの切断方法は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇを位置決めし、位置決めされたガラス管Ｇの上方からガラス管Ｇに刃部材Ｂを接触させることに基づいてガラス管Ｇを切断する方法である。ガラス管Ｇの切断方法では、ガラス管Ｇの位置決めにおいて、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂと、第２規制部材１５ａ及び第２支持部材１５ｂとを用いている。

ここで、図３を参照してガラス管Ｇの切断面の精度について説明する。
連続して成形されるガラス管Ｇの外径は、寸法公差内で徐々に変化する場合がある。ガラス管Ｇの外径が寸法公差内で拡径するように変化した場合、図３（ａ）に示すように、ガラス管Ｇの下方のローラーＲ２の上下位置が固定されていると、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇの上端位置は、図３（ａ）に二点鎖線で示すように上方に移動する。また、例えば、ガラス管Ｇが上下方向に振動した場合、ガラス管Ｇの下方のローラーＲ２の上下位置が固定されていると、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇの上端位置が変化する。このとき、刃部材Ｂの先端位置は、予め所定の位置に設定されているため、ガラス管Ｇの上端位置が変化することで、刃部材Ｂがガラス管Ｇの上端に接触する接触圧が変化する。これにより、ガラス管Ｇに形成される切断用の傷の状態も変化するため、切断用の傷を利用したガラス管Ｇの切断において、図３（ｃ）に模式的に示すように、ガラス管Ｇの管軸方向に直交する面に対して比較的大きく傾斜した切断面Ｃ２が形成される場合がある。すなわち、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇと刃部材Ｂと接触状態の変化が、ガラス管Ｇの切断面の精度低下を招くことになる。

上述したガラス管Ｇの切断方法によれば、ガラス管Ｇの下端位置は、第１支持部材１４ｂで調整されるとともに、ガラス管Ｇの上端位置は第１規制部材１４ａで位置決めされるため、例えば、寸法公差内で異なる外径を有するガラス管Ｇであっても、ガラス管Ｇの上端位置を同様に位置決めすることができる。また、例えば、ガラス管Ｇが振動したとしても、ガラス管Ｇの上方への移動は第１規制部材１４ａによって規制される。これにより、ガラス管Ｇの上端位置が安定するため、上方からガラス管Ｇに接触する刃部材Ｂの接触圧が安定し易くなる。なお、第２規制部材１５ａ及び第２支持部材１５ｂについても、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂと同様の作用を奏する。

ガラス管Ｇの切断方法によって所定の長さに切断されたガラス管Ｇの端部は、必要に応じて、精密な条件で再度切断された後、口焼き等の加工が施される。
以上詳述した実施形態によれば、次のような作用効果が発揮される。

（１）ガラス管Ｇの切断方法は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇを位置決めし、位置決めされたガラス管Ｇの上方からガラス管Ｇに刃部材Ｂを接触させることによりガラス管Ｇを切断する方法である。ガラス管Ｇの切断方法では、ガラス管Ｇの位置決めにおいて、例えば、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂを用いている。第１規制部材１４ａは、ガラス管Ｇの上方への移動を規制する。第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇを下方から支持するとともにガラス管Ｇを第１規制部材１４ａに接触させるように上下動可能に構成されている。

この方法によれば、上記の作用が得られるため、ガラス管Ｇの切断面の精度を容易に高めることができる。これにより、例えば、ガラス管Ｇの切断に伴ってガラスの破片が飛散することを抑えることができる。また、例えば、上記の切断よりも精密な条件でガラス管Ｇの端部を再度切断する際に、切断長さをより短く設定することが可能となるため、歩留まりを向上させることが可能である。

（２）ガラス管Ｇの切断方法において、例えば、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂとしてローラーを用いることが好ましい。この場合、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂがガラス管Ｇに擦れることを抑えることが可能となる。従って、例えば、ガラス管Ｇの外周面に傷が発生することを抑えることが可能である。

（３）ガラス管Ｇの切断方法において、第１規制部材１４ａ及び第２規制部材１５ａのように、規制部材を、ガラス管Ｇの搬送経路において、第１位置と、第１位置よりも下流側の第２位置との各位置で用いることが好ましい。この場合、ガラス管Ｇの上端の位置決め精度を高めることが可能となる。従って、ガラス管Ｇの切断面の精度をさらに高めることが可能となる。

（４）ガラス管Ｇの切断方法において、第１規制部材１４ａは、ガラス管Ｇの上端に接触される接触面Ｆ１を有することが好ましい。また、第２規制部材１５ａは、ガラス管Ｇの上端に接触される接触面Ｆ２を有することが好ましい。この場合、ガラス管Ｇの上端を直接的に位置決めすることで、ガラス管Ｇの上端の位置決め精度を高めることが可能となる。従って、ガラス管Ｇの切断面の精度をさらに高めることが可能となる。

（５）ガラス管の切断方法において、規制部材及び支持部材は、ガラス管Ｇを挟んで上下に対向する位置に配置された一組（例えば、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂ）を含むことが好ましい。この場合、例えば、ガラス管Ｇの上下の振動を好適に抑えることが可能である。従って、ガラス管Ｇの切断面の精度をさらに高めることが可能となる。

（６）ガラス管Ｇの位置決め装置１１は、切断装置１３に搬送されるガラス管Ｇを位置決めするために用いられる。切断装置１３は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇの上方からガラス管Ｇに刃部材Ｂを接触させることによりガラス管Ｇを切断する装置である。位置決め装置１１は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管Ｇを位置決めする位置決め部として、例えば、第１位置決め部１４を備えている。第１位置決め部１４は、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂを備えている。第１規制部材１４ａは、ガラス管Ｇの上方への移動を規制する。第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇを下方から支持するとともにガラス管Ｇを第１規制部材１４ａに接触させるように上下動可能に構成されている。この構成によれば、上記（１）欄で述べた作用効果が得られる。

（変更例）
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。なお、以下では、ガラス管Ｇの切断方法の変更例を中心に説明するが、ガラス管Ｇの位置決め装置１１についても同様に変更することができる。

・前記ガラス管Ｇの切断方法において、第１規制部材１４ａ及び第１支持部材１４ｂは、ガラス管Ｇを挟んで上下に対向する位置に配置されているが、例えば、ガラス管Ｇの搬送経路において、第１規制部材１４ａよりも下流側に第１支持部材１４ｂを配置してもよい。第２規制部材１５ａ及び第２支持部材１５ｂの位置についても変更することができる。

・例えば、図２（ｂ）に示すように、規制部材（第１規制部材１４ａ又は第２規制部材１５ａ）の接触面（接触面Ｆ１又は接触面Ｆ２）を水平方向及び垂直方向に対して傾斜する傾斜面に変更することができる。この変更例のように、前記ガラス管Ｇの切断方法で用いられる規制部材の接触面を、ガラス管Ｇの上端以外のガラス管Ｇの外周面に接触する接触面に変更し、ガラス管Ｇの上方への移動を規制してもよい。また、この変更例のように、規制部材の接触面を複数の接触面から構成することもできる。なお、支持部材（第１支持部材１４ｂ又は第２支持部材１５ｂ）についても、ガラス管Ｇに接触する接触面の数や角度を変更することができる。

・前記ガラス管Ｇの切断方法では、規制部材を、ガラス管Ｇの搬送経路において、第１位置及び第２位置の各位置で用いているが、例えば、第１位置及び第２位置のいずれか一方の位置に配置した規制部材を省略してもよい。また、ガラス管Ｇの切断方法において、第１位置よりも上流側の搬送経路、第１位置と第２位置との間の搬送経路、又は第２位置よりも下流側の搬送経路に第３位置を設定し、この第３位置において規制部材又は支持部材を用いることもできる。例えば、ガラス管Ｇの搬送経路において、規制部材や支持部材とガラス管Ｇとの接触箇所を増やすことで、ガラス管Ｇの撓みを抑えることができるため、ガラス管Ｇの位置決め精度をより高めることができる。

・前記ガラス管Ｇの切断方法では、規制部材及び支持部材としてローラーを用いているが、例えば、少なくとも一つのローラーを回転不能な部材に変更してもよい。また、規制部材及び支持部材の少なくとも一つをコンベアに変更してもよい。

・前記ガラス管Ｇの切断方法において、さらにガラス管Ｇの管軸方向に直交する水平方向の移動を規制する部材を用いてもよい。
・前記ガラス管Ｇの切断方法では、成形機（管引装置１２）から連続的に搬送されるガラス管Ｇを切断しているが、両端部を有する所定長のガラス管を切断するガラス管の切断方法に適用することもできる。すなわち、ガラス管Ｇの位置決め装置１１を成形機（管引装置１２）の下流側に設置せずに、両端部を有するガラス管を位置決めする位置決め装置１１として用いることもできる。この場合、例えば、ローラーにより構成した第１規制部材１４ａ又は第１支持部材１４ｂを回転駆動し、ガラス管を搬送してもよいし、別途装備した搬送装置を併用してもよい。なお、両端部を有する所定長のガラス管を切断する場合、例えば、刃部材Ｂをガラス管に接触させる際やガラス管を切断する際には、ガラス管の搬送を停止してもよい。

１１…位置決め装置、１３…切断装置、１４…第１位置決め部、１４ａ…第１規制部材、１４ｂ…第１支持部材、１５…第２位置決め部、１５ａ…第２規制部材、１５ｂ…第２支持部材、Ｂ…刃部材、Ｆ１，Ｆ２…接触面、Ｇ…ガラス管。

Claims (6)

1. 管軸方向へ水平に搬送されるガラス管を位置決めし、位置決めされたガラス管の上方からガラス管に刃部材を接触させることにより前記ガラス管を切断するガラス管の切断方法であって、
   前記ガラス管の位置決めにおいて前記ガラス管の上方への移動を規制する規制部材と、
   前記ガラス管を下方から支持するとともに前記ガラス管を前記規制部材に接触させるように上下動可能な支持部材と、を用いることを特徴とするガラス管の切断方法。
2. 前記規制部材及び前記支持部材としてローラーを用いることを特徴とする請求項１に記載のガラス管の切断方法。
3. 前記規制部材を、前記ガラス管の搬送経路において、第１位置と、前記第１位置よりも下流側の第２位置との各位置で用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス管の切断方法。
4. 前記規制部材が、前記ガラス管の上端に接触される接触面を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガラス管の切断方法。
5. 前記規制部材及び前記支持部材は、前記ガラス管を挟んで上下に対向する位置に配置された一組を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガラス管の切断方法。
6. 切断装置に向けて搬送されるガラス管を位置決めするためのガラス管の位置決め装置であって、前記切断装置は、管軸方向へ水平に搬送されるガラス管の上方から前記ガラス管に刃部材を接触させることにより前記ガラス管を切断する装置であり、
   前記位置決め装置は、
   管軸方向へ水平に搬送される前記ガラス管を位置決めする位置決め部を備え、
   前記位置決め部は、
   前記ガラス管の上方への移動を規制する規制部材と、
   前記ガラス管を下方から支持するとともに前記ガラス管を前記規制部材に接触させるように上下動可能な支持部材と、を備えることを特徴とするガラス管の位置決め装置。