JP2003201123A

JP2003201123A - 溶融ガラスの切断装置

Info

Publication number: JP2003201123A
Application number: JP2001400454A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Hase; 和俊長谷; Kazuya Watanabe; 和也渡辺; Yasunari Ikuta; 康成生田; Masanobu Ezure; 政信江連; Yasunari Iwanaga; 泰成岩永
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】円弧運動のブレードによる切断時の絞りに伴う
不具合を解消する。【解決手段】直動ガイド４に沿って対称的に往復動作す
る一対のスライドブロック３ａ、３ｂと、該スライドブ
ロックのそれぞれに取り付けたアーム２ａ、２ｂと、該
アーム先端に取り付けた溶融ガラスブレード１ａ、１ｂ
とを備え、前記スライドブロック３ａ、３ｂを通して該
ブレード１ａ、１ｂが直動ガイド４の案内で直線往復動
作するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融ガラスを切断
する溶融ガラス切断装置に関する。より詳しくはオリフ
ィスから押し出される溶融ガラスから、金型で成型する
ための所定量の溶融ガラス（ゴブ）を切断するための溶
融ガラスの切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラウン管用のガラスパネル、ガラスフ
ァンネル等は、溶融ガラス切断装置で切断した溶融ガラ
ス（ゴブ）を金型に入れて通常プレス成型している。こ
の場合、ゴブは溶融ガラス切断装置の一対のブレード
（切断刃）を開閉動作させることにより切断される。す
なわちブレードを開から閉に作動するとき切断し、切断
後に閉から開に戻すことを繰り返すことにより、連続的
に切断している。

【０００３】従来の溶融ガラス切断装置は、例えば特開
平０５−２２１６５８号公報に開示されているように、
一般にブレードは支軸（回転中心）を中心に回転（揺
動）可能な一対のアームに取り付けられており、このア
ームを左右対称に前記支軸を中心に動かすことにより、
ブレードを開閉動作させている。つまり、通常の鋏のよ
うに回転支点があり、ブレードは円弧運動により溶融ガ
ラスを両側から挟んでゴブを切断する方式である。ま
た、ゴブを短い間隔で連続的に切断するために、このア
ームの駆動には通常２個の油圧駆動源を使用し、これら
を交互に作動させてゴブを切断している。特に、ブラウ
ン管用ガラスのような大型のガラス製品を成型するため
のゴブを切断する場合には、このような溶融ガラス切断
装置が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような支軸を中心に回転可能なアーム(以下、スイング
アームという)に取り付けたブレードでゴブを切断する
と、次のような問題がある。すなわち、切断時のブレー
ドは円弧運動で開閉するために、左右２つのブレードは
溶融ガラスを真横から直線切りしないで、支軸に近い側
から溶融ガラスに当たり外側へ絞り込むように溶融ガラ
スを切断する。ブレード形状の工夫やブレードの取り付
け角度の調整により、ブレードを溶融ガラスの真横に当
てる方法が知られているが、実際の切断時のブレードは
円弧運動しているので、外側へ絞り込むように溶融ガラ
スを切断することは変わりない。

【０００５】すなわち、従来のスイングアームを使用し
た溶融ガラスの切断装置では、切断の開始から終了まで
の間、ブレードを平面方向において左右ブレードの中心
と流下する溶融ガラスのセンターとを一致させた状態で
直線動作させることができない。

【０００６】その結果、ゴブを良好に切断できず、成型
時に不可避な切断跡（シェアマーク）を小さく、浅くす
ることが難しい。すなわち、外側へ絞り込むように溶融
ガラスを切断するために、良好な切り口が得られなくな
るとともに、ブレードの回転中心に近い側は遠い側より
溶融ガラスとの接触時間が長くなり、溶融ガラスの温度
が低下するため、切断したゴブを成型したとき、成型品
に切断跡欠点（以下、シェアマーク欠点という））が顕
著に深く生じる。そして、このシェアマーク欠点はゴブ
が大型化するほど大きくかつ深くなる。このため、この
シェアマーク欠点を研磨して取り除くのに大きい研磨代
が必要となり、研磨に長時間を要するため研磨コストの
高騰を招き、かつ生産性を低下させる。また、切断した
ゴブを金型に落とし込む際の姿勢が悪くなり、プレス成
型の条件に悪影響する問題があった。

【０００７】次に、これらの点について図面に従って更
に詳しく説明する。図４は切断したゴブ１７が金型１８
に入れられた状態を示している。オリフィスから押し出
された溶融ガラスをブレードで切断し、この切断された
ゴブを傾けながら落下させて金型１８に横向き（図では
左向き）で入れる。そのため、ゴブのａ部には前回の切
断部、ｂ部には今回の切断部がそれぞれ形成される。こ
のゴブ１７をプレス成型すると、ａ部及びｂ部それぞれ
にブレードの切り口に生じる泡やブレードとの接触によ
る冷却温度差などで生じる欠点等がシェアマーク欠点と
して生じる。ゴブがブレードで適切に切断されないと、
切り口形状が不良となり、これらの不良切断跡が成型品
のガラス表面層に深く生じる。シェアマークは研磨で除
去できるが、すべての成型品を研磨装置で一律に研磨し
てシェアマーク欠点を取り除くためには、この研磨装置
の研磨代を最大深さのシェアマーク欠点に合わせて設定
しなければならない。そのため、研磨コストが高騰す
る。他方、通常の研磨代に設定しておくと、これより深
いシェアマーク欠点が除去されないで残るため、不良品
となってしまう。

【０００８】また、ゴブが真横から直線切りされないた
めに、２つのブレードのわずかなズレにより、切断後の
ゴブの姿勢が乱れ、ゴブが金型に斜めに偏って入れられ
ることがある。図５はその様子を示したもので、ゴブ１
７は金型１８の本来の方向に対し角度ｃだけ斜めに偏っ
ている。このようなゴブをプレス成型して均一で良好な
成型品を得るには、様々な調整が必要になる。

【０００９】さらに、ブレードの開閉を例えばＡ系、Ｂ
系２つの油圧駆動源で行うと、Ａ系とＢ系の間にどうし
ても作動タイミングの差が生じ、これによりゴブの大き
さ（質量）が影響を受ける。すなわち、作動タイミング
が遅れると、ゴブの大きさは増大し、逆にこのタイミン
グが早いと小さくなる。このため、ゴブの大きさ安定化
が得られなくなり、製品寸度が安定しないという問題が
あった。

【００１０】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みなされたものであって、ブレードを取り付けた一対の
アームを、直動ガイドに沿って対称的に往復動作するス
ライドブロックに取り付けて、前記ブレードを直線往復
動作させることにより、溶融ガラスを真横から切断して
ゴブを形成できる溶融ガラスの切断装置の提供を目的と
する。

【００１１】

【課題を解決する手段】本発明は、前記目的を達成する
ためになされたもので、直動ガイドに沿って対称的に往
復動作する一対のスライドブロックと、該スライドブロ
ックのそれぞれに取り付けたアームと、該アーム先端に
取り付けた溶融ガラス切断用のブレードとを備え、前記
スライドブロックを通して該ブレードを直動ガイドの案
内で直線往復動作するように構成したことを特徴とする
溶融ガラスの切断装置を提供する。

【００１２】さらに、本発明は前記溶融ガラスの切断装
置の好ましい実施態様において、次の特徴を有してい
る。（１）前記スライドブロックをクランク機構により直動
ガイドに沿って対称的に往復動作させる。（２）前記クランク機構はクランクと一対のクランクア
ームからなり、該クランクのクランク軸は一対のスライ
ドブロックの中間に位置しており、該スライドブロック
とクランクは前記クランクアームにより連結されてい
る。（３）前記クランク軸をサーボモータ又はラックピニ
オン機構で回転し、クランク軸が一回転する間にブレー
ドが開から閉に及び閉から開に往復動作し、開から閉に
動作する間に溶融ガラスを切断する。（４）前記直動ガイドがすべりガイド又は転がりガイ
ドである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例について
図面に従って具体的に説明する。図１は本発明に係わる
溶融ガラスの切断装置の斜視図、図２はその平面図であ
る。本装置は、一対のブレードで溶融ガラスを切断する
切断部と、該ブレードを動作させるための駆動部を有し
ている。切断部は、対称的に直線往復動作し、左右に開
閉するブレード１ａ、１ｂと該ブレード１ａ、１ｂを端
部に取り付けた一対のアーム２ａ、２ｂとからなり、該
アーム２ａ、２ｂは直動ガイド４の案内で対称的に往復
動作する一対のスライドブロック３ａ、３ｂに取り付け
られている。ブレード１ａ、１ｂは、アーム２ａ、２ｂ
の先端に鋲又はねじ１６により取り付けられており、こ
れらのブレード１ａ、１ｂは上下に配されていて閉じた
状態では刃部が重なり合うようになっている。なお、ブ
レードの材質や形状などは従来のものと実質同一であ
り、そのまま使用することができる。

【００１４】本例の直動ガイド４はすべりガイドの例
で、キー凸部がフレーム５の側部に水平方向に固定して
設けられており、該キー凸部にスライドブロック３ａ、
３ｂに形成したキー溝（蟻溝）が嵌合されている。該す
べりガイドにより、スライドブロック３ａ、３ｂは前記
キー凸部上を円滑に摺動する。本例ではキー凸部を図示
のように左右のスライドブロック３ａ、３ｂにそれぞれ
対応させて設けているが、連続する単一のキー凸部にし
てもよい。また、キー溝はスライドブロック３ａ、３ｂ
に直接設けないで、別個に形成したキー溝ブロックをス
ライドブロック３ａ、３ｂに組み込むこともできる。

【００１５】本発明において、直動ガイド４の形態は例
示のものに限定されないで、スライドブロック３ａ、３
ｂを直線往復動作させることができる範囲で適宜変更で
きる。例えば、キー凸部以外のガイドレール又はロッド
タイプでも同様に機能し、またフレーム５に設置する位
置も例示ではフレーム５の側部に設けているが、フレー
ム５の形状を変えて上部に設けてもよく、さらに大型装
置に対応して複数の直動ガイドを並列して設置すること
もできる。なお、直動ガイド４の形態が変われば、当然
にスライドブロック３ａ、３ｂの係合部の形態も変わ
る。

【００１６】ブレードがそれほど大型でないときは、前
記のすべりガイドが構造が単純で費用的にも有利である
ので多用されるが、大型のブレードのときは切断部全体
が重くなり、スライドブロック３ａ、３ｂの摺動抵抗が
増大するため、転がりガイドが好適する。この転がりガ
イドは、図示しないがスライドブロック３ａ、３ｂを直
動ガイド４に転がり軸受けを介在させて取り付けるもの
である。これにより、スライドブロック３ａ、３ｂと直
動ガイド４との間の抵抗は著しく軽減されるため、スラ
イドブロック３ａ、３ｂの動作は極めて円滑となる。

【００１７】次に、駆動部について説明する。本例の駆
動部は、前記した左右のスライドブロック３ａ、３ｂを
直動ガイド４に沿って対称的に直線往復動作させるクラ
ンク機構と、該クランク機構の駆動源とから構成され
る。これらのクランク機構と駆動源は、図１、２に示す
ようにフレーム５に固定したリブ１３に設置されてい
る。クランク機構は、クランク８と一端が該クランク８
にクランクピン１４により取り付けられているクランク
アーム７ａ、７ｂから構成されており、該クランクアー
ム７ａ、７ｂの他の端部は、前記スライドブロック３
ａ、３ｂに植立した枢軸ピン６ａ、６ｂにそれぞれ枢着
されている。クランク８のクランク軸９は、スライドブ
ロック３ａ、３ｂの中間（図２においてスライドブロッ
ク３ａ、３ｂの中間）に位置しており、その一端は減速
機１１を介して駆動モータ例えばサーボモータ１０の駆
動軸に連結され、他端はフレーム５に固定されているク
ランク軸取付け台１２に軸支されている。

【００１８】このとき、クランクアーム７ａ、７ｂが連
結されている２つのクランク８は、１８０度の位相を持
っている。これにより、スライドブロック３ａ、３ｂ
は、クランク軸９を回転させると直動ガイド４の上を対
称的に往復動作する。クランクアーム７ａ、７ｂは、ク
ランク８が図１、図２の状態のとき丁度１８０度となっ
ており、この時両スライドブロック３ａ、３ｂは最も離
隔している。この状態からクランク軸９が回転すると、
スライドブロック３ａ、３ｂは対称的に動作して次第に
接近し、クランク軸９が１８０度回転したとき最も接近
する。クランク８が更に回転すると、スライドブロック
３ａ、３ｂは、今度はクランクアーム７ａ、７ｂに押さ
れて動作方向を変えて移動し、クランク軸９が１回転し
たとき、最初の位置に戻る。つまり、スライドブロック
３ａ，３ｂは、クランク軸９が１回転する間に、直動ガ
イド４上を一往復する。

【００１９】ブレード１ａ、１ｂは、該スライドブロッ
ク３ａ、３ｂにアーム２ａ、２ｂにより取り付けられて
いるので、該スライドブロック３ａ、３ｂと全く同じに
動作する。すなわち、ブレード１ａ、１ｂはクランク軸
９が１回転すると直動ガイド４に沿って直線往復動作
し、待機している開の状態から閉に動作し、ついで閉か
ら開に直線往復動作する。図２の仮想線はブレード１
ａ、１ｂの閉の状態を示す。

【００２０】本装置のようにブレード１ａ、１ｂをクラ
ンク機構で駆動すると、両ブレード１ａ、１ｂの駆動を
機械的に連結できるため、駆動源はクランク軸９を回転
するモータ１つで済む。また、切断時（往時）と戻り時
（復時）のブレードの動作方向の切り替えも、クランク
機構により成り行きで理想的な加減速にできるので円滑
にできる。さらに、ブレードの動作範囲は、クランク８
の半径により規定されるため、従来必要とされていたオ
ーバーラン検出等のセンサー類は不要である。

【００２１】駆動源としては、サーボモータ１０が好ま
しく使用できる。サーボモータ１０は、回転速度や回転
タイミングの制御を正確かつ容易にできる点で優れてい
る。しかし、駆動源はこれに限定されない。例えば、油
圧式ラックピニオン機構を用いることができる。図示は
しないが、図１のサーボモータ１０に代えてクランク軸
９にピニオンを装着し、該ピニオンを油圧式ラックによ
り駆動してクランク軸９を回転させてもよい。しかし、
ピニオンラック機構は噛み合い部の摩耗の問題だけでな
く、行き端と戻り端においてブレードの動作範囲を制限
するストッパーやセンサーを追加する必要があり、機械
的にも制御的にも複雑化する。また、ピニオンラック機
構の場合、往時のブレードの動作と復時のブレードの動
作とが全く同じにならないので、ゴブの大きさに変化が
生じることがある。

【００２２】さらに、ブレードを直線往復動作させるの
に、本例のようにクランク機構により両ブレードを機械
的に連結しないで、それぞれのブレードを独立に駆動す
ることもできる。この方式は、溶融ガラスの切断位置を
自由に変化させることができる利点がある反面、一般に
構造が複雑になるだけでなく、両ブレードの駆動源を同
期して動かす必要があるため制御が複雑になる。

【００２３】したがって、前記した両ブレードをクラン
ク機構で直線往復動作させる溶融ガラスの切断装置は、
これらの方式に比べ優れており、更に前記クランク機構
を駆動モータ特にサーボモータで駆動させると一層好ま
しい。

【００２４】次に、本装置を用いて溶融ガラス１５を切
断する操作について説明する。ブレード１ａ、１ｂは図
１及び図２に示す状態で、溶融ガラス１５がブレード１
ａ、１ｂの間に押し出されるのを待っている。そして、
溶融ガラス１５が所定量に達すると、サーボモータ１０
が始動し、クランク軸９を例えば右方向に回転させと、
スライドブロック３ａ、３ｂは前記したようにクランク
アーム７ａ、７ｂにより引っ張られて直動ガイド４に案
内されながら互いが接近する方向に対称的に動作する。

【００２５】該スライドブロック３ａ、３ｂにアーム２
ａ、２ｂで取り付けられているブレード１ａ、１ｂは、
該スライドブロック３ａ、３ｂと全く同じに動作し、直
動ガイド４の案内でブレード１ａ、１ｂの中心が直線上
を溶融ガラス１５に向かって動く。そして、クランク軸
９が例えば約８０度回転した時、ブレード１ａ、１ｂは
溶融ガラス１５に真横から接触し切断を開始する。すな
わち、ブレードの中心が溶融ガラス１５の横方向の中心
に接触する。そして、クランク軸９が更に回転し約１５
０〜１６５度になった時、溶融ガラス１５の切断を完了
し、１８０度で行き端（図２の仮想線参照）に達し、つ
いで動作方向を変えてクランク軸９が丁度１回転したと
き最初の位置に戻り、次の切断に備えて待機する。

【００２６】つまり、ブレード１ａ、１ｂは、クランク
軸９が１回転する間に開から閉に、閉から開に直線往復
動作し、開から閉の動作中に溶融ガラス１５を切断す
る。図３はこの開から閉の動作中におけるクランク軸９
の回転角度θとブレード１ａ、１ｂの速度との関係を示
したものである。なお、図示は省略したが、溶融ガラス
を切断した後の閉から開におけるブレード１ａ、１ｂの
速度もこれと同じである。

【００２７】図３から明らかのようにブレードの速度Ｖ
は、クランク軸９の回転角度θに対し、サインカーブで
変化する。これは、ブレード１ａ、１ｂをクランク機構
により動作させることによる。このため、ブレード１
ａ、１ｂは始動直後は低速で動作し、クランク軸９の回
転につれて加速して凡そ９０度のとき最速となり、その
後は全く逆のカーブで順次減速し、１８０度で速度は０
となる。図３において、θ１はブレード１ａ、１ｂが溶
融ガラス１５を切断開始する時のクランク軸９の回転角
度、θ２は切断終了時のクランク軸９の回転角度を示し
ている。したがって、ゴブの切り口にシェアマーク欠点
が生じやすい、溶融ガラス１５の切断初期は、ブレード
１ａ、１ｂの速度の大きいＤにおいて行われる。このよ
うにブレード１ａ、１ｂは、始動時、往から復への動作
方向の変更時及び停止時には低速、切断初期には高速と
なり、しかもクランク機構により成り行きで理想的な加
減速となるので、前記動作方向の変更も極めて円滑とな
り、切断部にかかる衝撃や負荷を小さく抑えることがで
きる。そして、溶融ガラス１５の切断の初期は高速にお
いて行われるので、溶融ガラス１５の切断部又は切り口
に対するブレードの温度的影響を小さくし、かつ高速切
断により良好な切り口を得ることができる。

【００２８】本装置において、ブレード１ａ、１ｂはク
ランク機構により対称的に動作するので、あらかじめ溶
融ガラス１５が待機するブレード１ａ、１ｂの中間に位
置するようにブレード１ａ、１ｂを調整しておけば、ブ
レード１ａ、１ｂは溶融ガラス１５の両側に同時に接触
して真横から切断する。切断後のゴブの落下姿勢を変え
るために、ブレード１ａ、１ｂの接触タイミングを変え
たいときは、例えば溶融ガラスの切断装置を直動ガイド
４の方向にずらしてブレード１ａ、１ｂの溶融ガラス１
５に対する位置を調整することにより容易にできる。

【００２９】また、ブレード１ａ、１ｂの溶融ガラス１
５への接触タイミングは、溶融ガラス１５の切断部の径
により決まり、径が大きい場合には開から閉の動作中の
比較的早い段階で接触し、径が小さいときは遅くなる。
また、待機時におけるブレード１ａ、１ｂの間隔は、ク
ランクアーム７ａ、７ｂの長さにより決まり、直線往復
動作の幅は、前記したようにクランク８の長さにより規
制される。したがって、溶融ガラス１５の前記径が大き
く変わるときは、必要に応じこれらを変更する。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明は直動ガイ
ドに沿って対称的に往復動作する一対のスライドブロッ
クに、先端にブレードを装備するアームを取り付けてい
るので、該ブレードを前記直動ガイドの案内で直線往復
動作させることができる。これにより、溶融ガラスを直
動する一対のブレードで真横から一様に切断できる。

【００３１】その結果、従来の支軸を中心にして回転す
るアームに取り付けたブレードでは、切断刃の円弧運動
のため避けられなかった、切断時における支軸側から外
側への絞りに伴う不具合を悉く解消できる。すなわち、
切り口が良好なゴブが得られるので、成型品の成形面に
生じるシェアマーク欠点の深さを浅くできるとともに、
切断時に前記絞りが一切生じないので、切断後のゴブの
姿勢が乱れなくなる。シェアマーク欠点の深さを例えば
３７型ガラスパネルについて従来の円弧運動するブレー
ドで切断したものと比べると、従来０．１５ｍｍ程度の
深さであったものが、本発明では０．１０ｍｍ程度の浅
いシェアマーク欠点にすることができ、該シェアマーク
欠点を除くための研磨代をその分小さくすることができ
るので、研磨量が軽減される。

【００３２】さらに、一対のブレードをクランク機構で
機械的に駆動連結すると、一つの駆動源でクランク軸を
回転させることができ、２個の駆動源によるブレードの
切断タイミングのずれがなくなるので、一定量のゴブを
安定して得られる。これにより、質量の均一な成型品を
得ることができる。また、切断時のブレードはクランク
機構により理想的な加減速で動作するので、ブレードの
動作が円滑であるばかりでなく、溶融ガラスを高速にお
いて切断できる。さらに、クランク機構をサーボモータ
で駆動すると、制御の安定性などの点で特に好ましい。

【００３３】本発明の溶融ガラスの切断装置は、溶融ガ
ラスを一対のアームに取り付けたブレードで切断し、シ
ェアマーク欠点が問題となる比較的大型のゴブの切断に
好適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施例に係わる溶融ガラスの
切断装置の斜視図。

【図２】図１の溶融ガラスの切断装置の平面図。

【図３】図１の溶融ガラスの切断装置における切断時の
クランク軸の回転角度とブレードの速度との関係を示す
グラフ。

【図４】金型にゴブが装填されたときの断面説明図。

【図５】金型にゴブが装填された他の場合における平面
図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ：ブレード２ａ、２ｂ：アーム３ａ、３ｂ：スライドブロック４：直動ガイド５：フレーム６ａ、６ｂ：枢軸ピン７ａ、７ｂ：クランクアーム８：クランク９：クランク軸１０：サーボモータ１１：減速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者生田康成千葉県船橋市北本町１番10番１号旭硝子株式会社内 (72)発明者江連政信千葉県船橋市北本町１番10番１号旭硝子株式会社内 (72)発明者岩永泰成千葉県船橋市北本町１番10番１号旭硝子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直動ガイドに沿って対称的に往復動作する
一対のスライドブロックと、該スライドブロックのそれ
ぞれに取り付けたアームと、該アーム先端に取り付けた
溶融ガラス切断用のブレードとを備え、前記スライドブ
ロックを通して該ブレードを直動ガイドの案内で直線往
復動作するように構成したことを特徴とする溶融ガラス
の切断装置。
【請求項２】前記スライドブロックをクランク機構によ
り直動ガイドに沿って対称的に往復動作させる請求項１
に記載の溶融ガラスの切断装置。
【請求項３】前記クランク機構はクランクと一対のクラ
ンクアームからなり、該クランクのクランク軸は一対の
スライドブロックの中間に位置しており、該スライドブ
ロックとクランクは前記クランクアームにより連結され
ている請求項２に記載の溶融ガラスの切断装置。
【請求項４】前記クランク軸をサーボモータ又はラック
ピニオン機構で回転し、クランク軸が一回転する間にブ
レードが開から閉に及び閉から開に往復動作し、開から
閉に動作する間に溶融ガラスを切断する請求項３に記載
の溶融ガラスの切断装置。
【請求項５】前記直動ガイドがすべりガイド又は転がり
ガイドである請求項１〜４のいずれか一つに記載の溶融
ガラスの切断装置。