CN107848856B - 玻璃管成形用套筒及玻璃管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供玻璃管成形用套筒，即使由于套筒轴的热膨胀致使金属片与保持配件的分离尺寸增加，也能够防止基于金属片以及保持配件的夹持力减弱，确保套筒轴上的金属片、耐火材料圆筒体以及保持配件的同轴度。玻璃管成形用套筒(1)具备：套筒轴(10)；供套筒轴(10)同轴地插通设置的耐火材料圆筒体(30)；固定设置在耐火材料圆筒体(30)的一端部侧且在套筒轴(10)的前端部的金属片(20)；以及在耐火材料圆筒体(30)的另一端部侧能够滑动地供套筒轴(10)插通设置且与金属片(20)一起夹持并保持套筒轴(10)的保持配件(40)，供套筒轴(10)插通的保持配件(10)的贯通孔(40A1)的内周面的一部分与套筒轴(10)的外周面紧密接触。

Description

玻璃管成形用套筒及玻璃管的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在丹纳法中使用的玻璃管成形用套筒的技术，更详细来说，涉及一种用于从上游侧保持将熔融玻璃一边卷绕于外周面一边导向下游侧的耐火材料圆筒体的保持配件的技术。

背景技术

长久以来，作为大量生产玻璃管、玻璃棒的方法，广泛利用丹纳法。

所述丹纳法是如下方法，即，向以使前端部向下方倾斜的方式进行支承且以轴心为中心进行旋转驱动的套筒上流下熔融玻璃，将所流下的熔融玻璃卷绕于套筒的外周面，进而从套筒的前端部喷出(或者不喷出)吹塑气体，并拉出所述熔融玻璃，由此连续地成形玻璃管、玻璃棒。

在此，在这样的丹纳法中使用的套筒主要由以使前端部向下方倾斜的方式进行枢轴支承的套筒轴、以及在套筒轴上同轴地依次插通设置的金属片、耐火材料圆筒体及保持配件等构成(例如参照“专利文献1”)。

并且，金属片固定于套筒轴的前端部，并且保持配件被设为能够沿轴心方向滑动，且被施力构件始终朝向套筒轴的前端部施力。

由此，耐火材料圆筒体成为被金属片以及保持配件始终以具有施力构件的作用力的方式夹持的状态。

其结果是，这些金属片、耐火材料圆筒体以及保持配件的配置姿势被牢固保持，成为相对于旋转驱动的套筒轴而难以产生较大芯部抖动的结构，因此相对于从套筒的前端部拉出的熔融玻璃，能够抑制厚度不均的产生，能够连续地形成尺寸精度好的高品质的玻璃管、玻璃棒。

然而，导向套筒上的熔融玻璃的温度为大约1000[℃]以上，成为高温，该套筒整体上引起热膨胀。

此时，套筒轴朝轴向的热膨胀量大，金属片相对于保持配件相对地缓缓朝分离方向移动。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-294651号公报

发明内容

发明要解决的课题

在此，如所述那样，保持配件始终被朝向套筒轴的前端部施力，因此即便金属片相对于保持配件相对地朝分离方向移动，也随之立即使保持配件相对于金属片相对地朝接近方向移动。

然而，在以往的保持配件中，供套筒轴插通的贯通孔的内周部(由内周面围成的空间部)形成为沿着轴心方向具有相同的圆形剖面形状(即，设为圆柱形状的空间部)，因此在保持配件沿轴心方向移动时，在其内周面的整个区域与套筒轴的外周面紧密接触并滑动。

因此，保持配件的内周面与套筒轴的外周面的接触面积增大，保持配件滑动时的与套筒轴之间的摩擦阻力增大，因此有时会阻碍保持配件相对于热膨胀后的套筒轴的滑动。

其结果是，金属片与保持配件的分离尺寸增加，基于这些金属片以及保持配件的夹持力减弱，套筒轴上的金属片、耐火材料圆筒体以及保持配件的同轴度容易被打破，相对于从套筒的前端部拉出的熔融玻璃，难以抑制厚度不均的产生并连续地形成尺寸精度好的高品质的玻璃管、玻璃棒。

本发明是鉴于以上所示的现有的问题点而作出的，其课题在于提供一种玻璃管成形用套筒，例如即便由于套筒轴的热膨胀致使金属片与保持配件的分离尺寸增加，也能够防止基于这些金属片以及保持配件的夹持力变弱，能够确保套筒轴上的金属片、耐火材料圆筒体以及保持配件的同轴度。

用于解决课题的手段

本发明要解决的课题如以上那样，接下来说明用于解决该课题的手段。

即，本发明的玻璃管成形用套筒具备：套筒轴；耐火材料圆筒体，其供该套筒轴同轴地插通设置；金属片，其固定设置在该耐火材料圆筒体的一端部侧且在所述套筒轴的前端部；以及保持配件，其在所述耐火材料圆筒体的另一端部侧能够滑动地供所述套筒轴插通设置，并且与所述金属片一起夹持并保持所述套筒轴，其特征在于，供所述套筒轴插通的所述保持配件的贯通孔的内周面的一部分与所述套筒轴的外周面紧密接触。

这样，本发明的玻璃管成形用套筒中的保持配件仅在贯通孔的内周面的一部分与套筒轴的外周面紧密接触，与以往的保持配件相比，与套筒轴接触的内周面的接触面积变小，因此能够实现沿轴心方向滑动时的摩擦阻力的减少。

因此，根据本发明的保持配件，例如在沿轴心方向热膨胀了的套筒轴的中途部意外地嵌合而难以滑动的情况也较少，借助所述那样的施力构件的作用力，能够容易朝耐火材料圆筒体侧滑动。

其结果是，即便例如由于套筒轴的热膨胀致使金属片与保持配件的分离尺寸增加，也能够防止基于这些金属片以及保持配件的夹持力减弱，确保套筒轴上的金属片、耐火材料圆筒体以及保持配件的同轴度，相对于从套筒的前端部拉出的熔融玻璃，能够抑制厚度不均的产生，连续地形成尺寸精度好的高品质的玻璃管、玻璃棒。

另外，本发明的玻璃管成形用套筒优选为，在所述保持配件中，在所述贯通孔的内周面，沿周向伸出的环状的避让槽形成于轴心方向的中途部。

根据由这样的结构构成的玻璃管成形用套筒，在保持配件的贯通孔中，仅通过将环状的避让槽设于内周面的简单结构，就能够减小与套筒轴的接触面积，实现保持配件沿轴心方向滑动时的摩擦阻力的减少，因此是经济的。

另外，本发明的玻璃管成形用套筒优选为，在所述保持配件中，在所述贯通孔的内周面，沿轴心方向伸出的避让槽沿着周向形成有多个。

根据由这样的结构构成的玻璃管成形用套筒，能够在将轴心方向的倾斜抑制为更少的同时使套筒轴插通保持配件的贯通孔。

因此，对于作业者而言，能够减轻向保持配件插通套筒轴的作业花费的劳力。

发明效果

作为本发明的效果，起到以下所示那样的效果。

即，根据本发明的玻璃管成形用套筒，即便例如由于套筒轴的热膨胀致使金属片与保持配件的分离尺寸增加，也能够防止基于金属片以及保持配件的夹持力减弱，确保套筒轴上的金属片、耐火材料圆筒体以及保持配件的同轴度。

这样，本发明的玻璃管成形用套筒能够应用于丹纳法，连续地制造玻璃管。

附图说明

图1是表示本发明的玻璃管成形用套筒的整体结构的侧剖视图。

图2是表示本实施方式的保持配件的形状的侧剖视图。

图3是表示本实施方式的保持配件的形状的图，且是从图2中的箭头B的方向观察的端面图。

图4是表示其他实施方式的保持配件的形状的侧剖视图。

图5是表示其他实施方式的保持配件的形状的图，且是从图4中的箭头C的方向观察的端面图。

图6是表示向保持配件的内周部插通套筒轴时的状态的图，(a)是表示本实施方式的保持配件的情况的概要图，(b)是表示其他实施方式的保持配件的情况的概要图。

具体实施方式

接下来，使用图1至图6对发明的实施方式进行说明。

需要说明的是，关于以下的说明，为了方便，将图1、图2以及图4中的箭头A的方向规定为熔融玻璃G的拉出方向(搬运方向)进行记载。

另外，关于以下的说明，为了方便，将图1至图6的上下方向规定为玻璃管成形用套筒1或保持配件40、140的上下方向进行记载。

[玻璃管成形用套筒1]

首先，使用图1对具体实现本发明的玻璃管成形用套筒1(以下，仅记载为“套筒1”)的整体结构进行说明。

本实施方式中的套筒1例如应用于利用丹纳法来大量生产玻璃管、玻璃棒。

套筒1主要由套筒轴10、金属片20、耐火材料圆筒体30、保持配件40以及施力机构部50等构成。

套筒轴10成为套筒1的基部。

套筒轴10例如通过由Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等耐热钢构成的长条的圆棒构件来构成，在其内部同轴地穿孔有贯通孔10a。

并且，套筒轴10以使一端部(熔融玻璃G的拉出方向侧(图1中的箭头A的方向侧)的端部)向下方倾斜的姿势进行配置，并且在另一端部被未图示的旋转驱动装置支承为能够拆装。

另外，套筒轴10的贯通孔10a在另一端部经由配管构件等与未图示的吹塑气体供给装置进行连通。

接下来，对金属片20进行说明。

金属片20是构成套筒1的前端部的金属片的一个例子，用于与后述的保持配件40一起夹持并保持耐火材料圆筒体30。

金属片20由主体构件21以及用于将主体构件21固定设置于套筒轴10的套环构件22等构成。

主体构件21例如通过由Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等耐热钢构成的圆锥台形状的构件来构成，在套筒轴10的前端部，配设为与该套筒轴10同轴、且趋向熔融玻璃G的拉出侧(以下，记载为“下游侧”)缓缓地使剖面积缩径。

在主体构件21的下游侧端部同轴地形成有圆形剖面形状的凹部21a。

另外，在凹部21a的与下游侧对置的对置侧(以下，记载为“上游侧”)的端面同轴地穿孔有贯通孔21b。

需要说明的是，贯通孔21b形成为从下游侧朝向上游侧而缓缓地使剖面形状缩径的锥状。

另一方面，套环构件22例如通过由Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等耐热钢构成的环状的构件来构成，与该套筒轴10同轴地配设于套筒轴10的前端部(下游侧端部)。

在此，套环构件22由沿径向分割成两部分的对开构造构成，在其内周面的一端部与套环构件22同轴地形成有环状的凸部22a。

另一方面，在套筒轴10的下游侧端部，在其外周面形成有环状的凹部10b。

并且，通过在套筒轴10的凹部10b嵌合套环构件22的凸部22a，套环构件22被限制轴心方向的移动，且保持于套筒轴10。

套环构件22的外周面22b与主体构件21的贯通孔21b相匹配，且形成为从下游侧朝向上游侧而缓缓地使剖面积缩径的锥状。

并且，经由由这样的结构构成的套环构件22，将主体构件21保持于套筒轴10的前端部(下游侧端部)。

具体来说，通过经由贯通孔21b嵌合于套环构件22的外周面22b，主体构件21被限制朝轴心方向且下游侧的移动，且保持于套筒轴10。

换句话说，金属片20固定设置于套筒轴10的前端部(下游侧端部)。

接下来，对耐火材料圆筒体30进行说明。

耐火材料圆筒体30用于将导向套筒1的熔融玻璃G一边卷绕于外周面一边缓缓地朝下游侧搬运。

耐火材料圆筒体30例如通过由二氧化硅-氧化铝系、二氧化硅-氧化铝-氧化锆系的耐火材料等构成的长条的圆棒中空构件来构成，在其一端部形成缓缓地使剖面积缩径的锥部30a。

另外，在耐火材料圆筒体30的外周面覆盖有例如由250[μm]～450[μm]的膜厚构成的铂膜或者铂合金膜。

并且，在金属片20的上游侧，耐火材料圆筒体30使锥部30a朝向下游侧且供套筒轴10同轴地插通设置。

其结果是，金属片20配置在耐火材料圆筒体30的一端部侧(下游侧)，在作为套筒1整体的下游侧端部，耐火材料圆筒体30的锥部30a与金属片20(更具体来说为主体构件21)的外周面的锥形状平滑地连结。

接下来，对保持配件40进行说明。

保持配件40用于与金属片20一起夹持并保持耐火材料圆筒体30。

详见后述，保持配件40由中空圆筒形状的主体部40A、以及设于主体部40A的外周面的凸缘部40B构成。

并且，在耐火材料圆筒体30的另一端部侧(上游侧)，保持配件40经由主体部40A同轴且能够滑动地供套筒轴10插通设置，并且经由凸缘部40B与耐火材料圆筒体30的端部抵接。

接下来，对施力机构部50进行说明。

施力机构部50用于将保持配件40朝向轴心方向的下游侧施力。

施力机构部50例如由抵接构件51、施力构件52以及调整螺母53等构成。

抵接构件51是与保持配件40直接抵接的构件。

抵接构件51由中空圆筒形状的构件构成，其内径尺寸被设定为比套筒轴10的外径尺寸稍大。

并且，在保持配件40的上游侧，抵接构件51与套筒轴10同轴地配置且被设为能够沿轴心方向滑动。

需要说明的是，对于抵接构件51的结构，并不限定于本实施方式，例如，也可以构成为，通过使保持配件40的上游侧端部沿轴心方向延伸配置，由此不设置抵接构件51(换句话说，保持配件40与抵接构件51形成为一体)。

施力构件52是用于将抵接构件51向保持配件40侧(即下游侧)施力的构件。

施力构件52例如由已知的压缩螺旋弹簧等构成。

并且，施力构件52与套筒轴10同轴地配置在抵接构件51与调整螺母53之间。另外，施力构件52在调整螺母53侧端部处被限制朝上游侧的移动。

由此，施力构件52将抵接构件51朝下游侧施力。

调整螺母53用于调整施力构件52的作用力。

调整螺母53由环状的构件构成，在其内周面形成有内螺纹53a。

另一方面，在套筒轴10的外周面，在施力构件52的上游侧端部形成有外螺纹10c。

并且，经由这些外螺纹10c以及内螺纹53a，将调整螺母53在施力构件52的上游侧与套筒轴10螺合。

另外，通过具有这样的结构，能够使调整螺母53的配置位置沿着轴心方向精密地移动。

其结果是，能够精密地变更抵接构件51与调整螺母53的间隙尺寸、即施力构件52的全长，能够对施力构件52的作用力进行微调。

如以上那样，本实施方式的套筒1由套筒轴10以及在套筒轴10上从下游侧朝向上游侧同轴地依次配设的金属片20、耐火材料圆筒体30、保持配件40及施力机构部50等构成。

另外，金属片20固定于套筒轴10的前端部，并且保持配件40被设为能够沿轴心方向滑动，且被施力机构部50始终朝向套筒轴10的前端部施力。

由此，耐火材料圆筒体30成为被金属片20以及保持配件40始终以具有施力机构部50的作用力的方式夹持的状态。

其结果是，这些金属片20、耐火材料圆筒体30以及保持配件40的配置姿势分别被牢固保持，相对于旋转驱动的套筒轴，难以产生较大的芯部抖动。

并且，由这样的结构构成的套筒1以轴心为中心进行旋转驱动，向旋转驱动的套筒1(更具体来说为耐火材料圆筒体30)上流下熔融玻璃G，将所流下的熔融玻璃G卷绕于套筒1的外周面，进而从套筒1的前端部(更具体来说为金属片20的凹部21a)喷出吹塑气体并拉出熔融玻璃G，由此将玻璃管、玻璃棒连续地成形。

[保持配件40]

接下来，使用图2以及图3对保持配件40的结构进行详述。

保持配件40例如由Fe-Co-Ni系合金、Fe-Cr-Ni系合金等耐热钢构成，如图2所示，主要由中空圆筒形状的主体部40A、以及设于主体部40A的外周面的一端部的凸缘部40B构成。

并且，保持配件40以使凸缘部40B朝向下游侧(耐火材料圆筒体30侧)且与套筒轴10同轴的方式配设在耐火材料圆筒体30与施力机构部50的抵接构件51之间。

在主体部40A中，供套筒轴10插通的贯通孔40A1的内周面形成为具有与套筒轴10的外径尺寸大致相等的内径尺寸，并且在其轴心方向中途部同轴地形成有沿周向伸出的环状的避让槽。

具体来说，贯通孔40A1的内周面由从上游侧朝向下游侧依次配置的第一内周面40A11、作为所述避让槽的第二内周面40A12、以及第三内周面40A13等构成。

另外，第一内周面40A11以及第三内周面40A13具有与套筒轴10的外径尺寸大致相等的(更具体来说，相对于套筒轴10的外径尺寸稍大的)内径尺寸，另一方面，第二内周面40A12被设定为具有比套筒轴10的外径尺寸大的内径尺寸。

这样，在本实施方式中的保持配件40中，如图3所示，构成为并不是在主体部40A的内周面的整个区域与套筒轴10的外周面紧密接触，而是仅该内周面的一部分(即第一内周面40A11以及第三内周面40A13)与套筒轴10的外周面紧密接触。

因此，与以往的保持配件那样的、在轴心方向的中途部不设置环状的避让槽(即，整个面与套筒轴的外周面紧密接触)的内周面相比，与套筒轴10的接触面积变小，因此，在保持配件40中，能够实现沿轴心方向滑动时的摩擦阻力的减少。

因而，在沿轴心方向引起了热膨胀的套筒轴10的中途部，保持配件40例如意外地与之嵌合而难以滑动那样的情况也较少，借助施力机构部50(参照图1)的作用力容易朝下游侧滑动。

其结果是，即便由于套筒轴10的热膨胀致使金属片20(参照图1)与保持配件40之间的分离尺寸增加，基于金属片20以及保持配件40的夹持力(即基于施力机构部50的作用力)也没有减弱，金属片20、耐火材料圆筒体30以及保持配件40相对于套筒轴10始终牢固地保持在同轴上，相对于从套筒1的前端部拉出的熔融玻璃G，能够抑制厚度不均的产生，连续地形成尺寸精度好的高品质的玻璃管、玻璃棒。

如图2所示，在凸缘部40B的下游侧端面的缘部，形成朝向轴心方向上的上游侧而缓缓地使剖面形状缩径的锥状的凹部40B1。

另一方面，在耐火材料圆筒体30的上游侧(保持配件40侧)的端面，形成有朝向轴心方向且上游侧而缓缓地使剖面形状缩径的锥状的缘部30b。

并且，经由这些锥状的凹部40B1以及缘部30b，将保持配件40以及耐火材料圆筒体30彼此同轴地抵接。

由此，利用保持配件40来限制耐火材料圆筒体30的上游侧的端部处的偏心。

[保持配件140(其他实施方式)]

接下来，使用图4至图6对其他实施方式中的保持配件140的结构进行详细说明。

其他实施方式中的保持配件140具有与所述的保持配件40大致相同的结构，另一方面，在贯通孔140A1的内周面的形状上与保持配件40不同。

因此，在以下的说明中，主要记载与保持配件40的不同点，省略关于与保持配件40相同的结构的记载。

如图4所示，保持配件140主要由中空圆筒形状的主体部140A、以及设于主体部140A的外周面的一端部的凸缘部140B构成。

在主体部140A中，供套筒轴110插通的贯通孔140A1的内周面形成为具有与套筒轴110的外径尺寸大致相等的内径尺寸，并且构成为具有从轴心方向观察呈放射状配置的多个避让槽。

换句话说，在贯通孔140A1的内周面，沿着周向形成有多个沿轴心方向伸出的避让槽。

具体来说，贯通孔140A1的内周面由沿轴心方向伸出的矩形状且凸状的第四内周面140A11以及同样地沿轴心方向伸出的矩形状且凹状的作为所述避让槽的第五内周面140A12形成，如图5所示，通过使多个第四内周面140A11、140A11……以及第五内周面140A12、140A12……沿着圆周方向相互交替配置来构成。

另外，基于这些第四内周面140A11、140A11……的内径尺寸被设定为与套筒轴110的外径尺寸大致相等(更具体来说，相对于套筒轴110的外径尺寸稍大)，另一方面，基于这些第五内周面140A12、140A12……的内径尺寸被设定为大于套筒轴10的外径尺寸。

这样，在本实施方式中的保持配件140中，如图4所示，构成为并不是在主体部140A的内周面的整个区域与套筒轴110的外周面紧密接触，而是使该内周面的一部分(即多个第四内周面140A11、140A1……)与套筒轴110的外周面紧密接触。

因此，与所述那样的以往的保持配件的内周面相比，与套筒轴110的接触面积变小，因此，在保持配件140中，能够实现沿轴心方向滑动时的摩擦阻力的减少。

因此，在沿轴心方向引起了热膨胀的套筒轴110的中途部，保持配件140与所述的保持配件40同样地借助施力机构部150的作用力容易地朝下游侧滑动。

其结果是，不会受到套筒轴110的热膨胀的影响，将金属片(未图示)、耐火材料圆筒体130以及保持配件140相对于套筒轴110始终牢固地保持在同轴上，相对于从套筒101的前端部拉出的熔融玻璃G，能够抑制厚度不均的产生，连续地形成尺寸精度好的高品质的玻璃管、玻璃棒。

然而，如图2所示，在向贯通孔40A1的轴心方向的中途部形成有沿周向伸出的环状的避让槽40A12的保持配件40的贯通孔40A1中插通套筒轴10的情况下，如图6(a)所示，在第一内周面40A11处，套筒轴10有可能经由在与该第一内周面40A11之间产生的间隙向任意的方向倾斜，致使套筒轴10卡在第三内周面40A13上而无法插通。

另一方面，如图6(b)所示，在向将避让槽140A12形成为沿贯通孔140A1的轴心方向伸出的保持配件140的贯通孔140A1中插通套筒轴110的情况下，在贯通孔140A内套筒轴110不会发生卡挂，能够使套筒轴110插通。

因此，图5所示的形态的保持配件140具有如下优点，即，对于作业者而言，能够进一步减少向保持配件140插通套筒轴110的作业花费的劳力。

工业上的利用可能性

本发明的玻璃管成形用套筒能够作为例如在丹纳法中用于从上游侧保持将熔融玻璃一边卷绕于外周面一边导向下游侧的耐火材料圆筒体的保持配件的技术而加以利用。

附图标记说明

1 玻璃管成形用套筒

10 套筒轴

20 金属片

30 耐火材料圆筒体

40 保持配件

40A1 贯通孔

40A12 第二内周面(避让槽)

110 套筒轴

130 耐火材料圆筒体

140 保持配件

140A1 贯通孔

140A12 第五内周面(避让槽)

Claims (2)

1.一种玻璃管成形用套筒，其具备：

套筒轴；

耐火材料圆筒体，其供该套筒轴同轴地插通设置；

金属片，其固定设置在该耐火材料圆筒体的一端部侧且在所述套筒轴的前端部；以及

保持配件，其在所述耐火材料圆筒体的另一端部侧能够滑动地供所述套筒轴插通设置，并且与所述金属片一起夹持并保持所述套筒轴，

其特征在于，

在所述保持配件中，

在供所述套筒轴插通的贯通孔的内周面，沿周向伸出的环状的避让槽形成于轴心方向的中途部、或者沿轴心方向伸出的避让槽沿着周向形成有多个，

所述贯通孔的除所述避让槽以外的内周面与所述套筒轴的外周面紧密接触。

2.一种玻璃管的制造方法，使用权利要求1所述的玻璃管成形用套筒，其特征在于，

将所述玻璃管成形用套筒以前端部向下方倾斜的方式进行支承并以轴心为中心进行旋转驱动，

使熔融玻璃向旋转驱动的所述玻璃管成形用套筒上流下，

将所流下的熔融玻璃一边卷绕于所述玻璃管成形用套筒的外周面一边从所述前端部拉出，由此成形玻璃管。

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