JP2009114028A - ガラスセルの製造方法、ガラスセル成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多品種のガラス有底管を連続的に成形してガラスセルを製造する際の生産性を向上させる。
【解決手段】ガラス有底管３と当該ガラス有底管３に挿入された金型９を支持する保持部材２を、取り付け位置２−ａにおいて、回転テーブル１の外周に設けられた複数の保持孔１ａに載置し、回転テーブル１の回転によって、ガラス有底管３が加熱炉６、駆動機構７、減圧機構８等からなる成形機構部の成形位置２−ｃに逐次搬送されるようにするとともに、成形位置２−ｃの上流側の待機位置２−ｂに設けられた品種判別センサー５においてガラス有底管３の品種を判別して、加熱炉６および減圧機構８等によるガラス有底管３の加熱成形や条件設定が自動で行われるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラスセルの製造方法およびガラスセル成形装置に関する。

たとえば、化学分析装置では、試料を入れるための角形等の多様な断面形状のガラスセルを用いる場合がある。
このようなガラスセルの製造方法としては、たとえば、特許文献１に開示されているように、ガラス有底管内に金型を挿入し、当該ガラス有底管の内部を減圧しつつ加熱軟化させることで金型の形状を転写してガラスセルを製造することが知られている。

この特許文献１には、前記ガラス有底管とこれを保持する保持部材とを芯出しした後、上下動自在な移動テーブルに前記保持部材を装着することにより、当該移動テーブルに対して位置決めされている金型に対して前記ガラス有底管が芯出しされるようにして、ガラス有底管に挿入される金型の偏心に起因するガラス有底管の内壁の損傷を防止しようとする技術が開示されている。

しかしながら、この特許文献１の技術では、移動テーブルには一つの保持部材しか搭載できないため、金型による成形位置でガラス有底管の交換も行う必要があり、金型による成形工程の停止時間が長くなり、生産性が低かった。

さらに、上述の特許文献１の場合には、成形条件の異なる多品種のガラス有底管を連続的に成形する際には、ガラス有底管及び保持部材の取替え作業と各品種に対応した成形条件設定の手動変更が必要となり、さらに生産性の低下が懸念されるという技術的課題がある。
特開平９−１６９５２９号公報

本発明の目的は、多品種のガラス有底管を連続的に成形してガラスセルを製造する際の生産性を向上させることが可能な技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、ガラス有底管の内部に金型を挿入して加熱軟化させた後、前記ガラス有底管の内部を減圧して前記金型の形状に成形するガラスセルの製造方法であって、
前記金型が挿入された複数の前記ガラス有底管を、回転自在な回転テーブル上に周方向に配列し、前記回転テーブルの回転動作によって前記ガラス有底管を、当該ガラス有底管の内部の減圧および加熱を行う成形位置に逐次搬送するガラスセルの製造方法を提供する。

本発明の第２の観点は、金型が挿入されたガラス有底管を保持する複数の保持部材が円周上に設置される回転テーブルと、
前記回転テーブルによる前記保持部材の搬送経路に配置され、前記ガラス有底管を加熱軟化させるとともに当該ガラス有底管の内部を減圧して前記金型の形状に成形する成形機構部と、
を含むガラスセル成形装置を提供する。

本発明によれば、多品種のガラス有底管を連続的に成形してガラスセルを製造する際の生産性を向上させることが可能な技術を提供することができる。

本実施の形態の一態様では、ガラス有底管内に金型を挿入して加熱軟化させた後、該ガラス有底管内部を減圧し、金型形状に成形するガラスセルの製造方法において、回転可能な回転テーブルに円周状に保持部材を複数備えることで、無人での連続成形を可能にする。また、品種判別センサーを備えることで、品種によって異なる成形条件をあらかじめプログラムしておいた中から自動的に選択し、多品種のガラス有底管の無人連続成形を可能にする。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるガラスセルの製造方法を実施するガラスセル成形装置の構成の一例を示す斜視図であり、図２は、本実施の形態のガラスセル成形装置の一部を取り出して示す斜視図である。図３は、本実施の形態のガラスセル成形装置の作用を示す斜視図である。

本実施の形態のガラスセル成形装置Ｍは、回転テーブル１と、成形機構部を構成する加熱炉６、駆動機構７、減圧機構８と、ガラスセル成形装置Ｍの全体を制御する成形コントローラ１１を備えている。

回転テーブル１の中心部には、回転テーブル１の回転を可能にする回転機構４が設けられているとともに、周辺部には、周方向の円周上に複数の保持孔１ａが等間隔に配置されている。

個々の保持孔１ａには、ガラス有底管３を保持する保持部材２が配置されている。保持孔１ａの口径は、個々のガラス有底管３よりも大きく、保持部材２の異径段差部よりも小さく設定されている。これにより、回転テーブル１の上方から保持孔１ａに対してガラス有底管３を挿抜することで、個々の保持部材２は回転テーブル１の保持孔１ａに対して着脱可能になっている。

回転テーブル１において回転機構４を挟んだ両端部には、保持部材２の取り付け位置２−ａおよび成形位置２−ｃが設定されている。
そして、取り付け位置２−ａにおいて、回転テーブル１の保持孔１ａに載置された保持部材２にはガラス有底管３が装着され、回転テーブル１の時計回り方向の回転とともに移動して成形位置２−ｃに至り、ガラス有底管３の成形完了後に、再び取り付け位置２−ａに戻ってくるように移動する。

取り付け位置２−ａには、たとえば、保持孔１ａに対する保持部材２の搬送および着脱を行う図示しない搬送機構が設けられている。
図２に例示されるように、本実施の形態の場合、保持部材２に保持されたガラス有底管３の内部には、金型９が軸方向に挿入され、ガラス有底管３および金型９の組が一つの保持部材２に保持されている。

成形位置２−ｃには、加熱炉６と、この加熱炉６を昇降させる駆動機構７と、ガラス有底管３を真空吸引する減圧機構８が配置され、成形機構部を構成している。
図２に例示されるように、本実施の形態の場合、保持部材２の上面には、当該保持部材２に保持されたガラス有底管３の品種を示す識別パターン１０（識別情報）が記載されている。

回転テーブル１の回転方向における成形位置２−ｃの上流側の、成形前の保持部材２の待機位置２−ｂには、品種判別センサー５が配置されている。
この品種判別センサー５は、通過する保持部材２の上面の識別パターン１０を読み取って、次に成形位置２−ｃに移動するガラス有底管３の品種を認識し、成形コントローラ１１に伝達する。

成形コントローラ１１は、あらかじめ、個々のガラス有底管３の品種毎にプログラムされた加熱炉６の温度や昇降高さ、昇降速度等の成形条件を自動的に選択する機能を備えている。

成形位置２−ｃには、上面と下面が開放され、ガラス有底管３が挿通可能にされた筒型の加熱炉６が上下動自在な駆動機構７に配置されている。
成形位置２−ｃの上方には、ガラス有底管３を成形する際に、保持部材２に接続され、金型９が挿入されたガラス有底管３の内部を減圧する減圧機構８が配置されている。

以下、本実施形態に係るガラスセル成形装置Ｍの作用について説明する。
まず、ガラス有底管３を取り付け位置２−ａにある保持部材２に取り付け、このガラス有底管３内に金型９を挿入する。

保持部材２に取り付けられたガラス有底管３および金型９は回転機構４により回転移動し、成形位置２−ｃの上流側に配置された待機位置２−ｂにて品種判別センサー５により品種を判別される。

品種判別センサー５によって判別された品種の成形条件が成形コントローラ１１によって自動で選択され、ガラス有底管３は成形位置２−ｃへと移動する。
図３に例示されるように、保持部材２（ガラス有底管３）が成形位置２−ｃに移動すると、成形時にガラス有底管３の内部を減圧するための減圧機構８が上方から降下して保持部材２に気密に結合し、ガラス有底管３における当該ガラス有底管３の内周と金型９との隙間の空間の減圧を開始する。

ガラス有底管３の内部が所定の真空度になると、上下動可能な駆動機構７に配置された加熱炉６が下方から上方へ移動しながら当該加熱炉６に挿通されるガラス有底管３を加熱軟化させ、内部が減圧されているガラス有底管３の壁面は、内部の金型９の外周面に密着するように収縮変形し、金型９の輪郭形状に倣った形状に成形される。

この成形後、加熱炉６は駆動機構７の下端に降下して待機する。
このとき、取り付け位置２−ａでは保持部材２の着脱が並行して行われるとともに、待機位置２−ｂでは、当該待機位置２−ｂに到来している次のガラス有底管３の品種判別も並行して行われる。

成形位置２−ｃでの成形が終了すると回転テーブル１が、保持孔１ａの配列ピッチ分だけ回転することでガラス有底管３が移動し、次のガラス有底管３の成形が連続的に行われる。

このように、本実施の形態のガラスセル成形装置Ｍでは、回転テーブル１の周囲に設けられた複数の保持孔１ａに複数のガラス有底管３をセットして、取り付け位置２−ａから成形位置２−ｃに逐次移動させることで、加熱炉６等の成形機構部にガラス有底管３が連続的に供給されるようにしたので、成形位置２−ｃにおける成形動作と、取り付け位置２−ａにおけるガラス有底管３の取り付け（交換）動作を並行して行うことができ、成形位置２−ｃの位置でガラス有底管３の交換を行う従来装置の構造に比較して、成形工程の全体の所要時間を短縮して生産性を向上させることができる。

さらに、ガラス有底管３を保持した保持部材２が載置されて自動的に回転する回転テーブル１と、回転テーブル１の回転方向で成形位置２−ｃの上流側の待機位置２−ｂで保持部材２の識別パターン１０を読み取る品種判別センサー５を備えたことにより、多品種のガラス有底管３が混在して回転テーブル１に装着される場合でも、ガラスセル成形装置Ｍにおける無人連続成形が可能になる。

このように、多品種のガラス有底管３の無人連続成形が可能になることで、ガラス有底管３からガラスセルを成形する工程において生産性が大幅に向上される。
また、回転可能な回転テーブル１に、ガラス有底管３が複数セットできるように保持部材２が円周上に配置されており、一度のセットで無人連続成形が可能になる。また、品種判別センサー５が成形位置２−ｃの上流側の待機位置２−ｂに配置されたことで、次に成形されるガラス有底管３の品種の成形条件を自動的に選択することができる。これにより多品種のガラス有底管３の無人連続成形が可能となる。

すなわち、本発明の実施の形態によれば、多品種のガラス有底管を連続的に成形してガラスセルを製造する際の生産性を向上させることが可能となる。
なお、本発明の実施の形態では、ガラス有底管３の品種を示す識別パターン１０を保持部材２の上面に設けたが、識別パターン１０が読み取れればこれに限らず、例えば識別パターン１０を保持部材２の側面に設けても良い。

また、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態であるガラスセルの製造方法を実施するガラスセル成形装置の構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態であるガラスセル成形装置の一部を取り出して示す斜視図である。 本発明の一実施の形態であるガラスセル成形装置の作用を示す斜視図である。

符号の説明

１ 回転テーブル
１ａ 保持孔
２ 保持部材
２−ａ 取り付け位置
２−ｂ 待機位置
２−ｃ 成形位置
３ ガラス有底管
４ 回転機構
５ 品種判別センサー
６ 加熱炉
７ 駆動機構
８ 減圧機構
９ 金型
１０ 識別パターン
１１ 成形コントローラ
Ｍ ガラスセル成形装置

Claims (4)

1. ガラス有底管の内部に金型を挿入して加熱軟化させた後、前記ガラス有底管の内部を減圧して前記金型の形状に成形するガラスセルの製造方法であって、
   前記金型が挿入された複数の前記ガラス有底管を、回転自在な回転テーブル上に周方向に配列し、前記回転テーブルの回転動作によって前記ガラス有底管を、当該ガラス有底管の内部の減圧および加熱を行う成形位置に逐次搬送することを特徴とするガラスセルの製造方法。
2. 請求項１記載のガラスセルの製造方法において、
   前記回転テーブルに対する前記ガラス有底管の取り付け位置から前記成形位置に至る前記ガラス有底管の搬送経路上において前記ガラス有底管の種類を判別し、前記種類の判別結果に応じて前記成形位置における前記ガラス有底管の成形条件を決定することを特徴とするガラスセルの製造方法。
3. 金型が挿入されたガラス有底管を保持する複数の保持部材が円周上に設置される回転テーブルと、
   前記回転テーブルによる前記保持部材の搬送経路に配置され、前記ガラス有底管を加熱軟化させるとともに当該ガラス有底管の内部を減圧して前記金型の形状に成形する成形機構部と、
   を含むことを特徴とするガラスセル成形装置。
4. 請求項３記載のガラスセル成形装置において、
   個々の前記保持部材には当該保持部材に保持される前記ガラス有底管の種類を識別する識別情報が設けられ、
   前記回転テーブルによる前記保持部材の前記成形機構部に至る前記搬送経路に配置され、前記識別情報を判別するセンサーと、
   前記センサーによる前記識別情報の判別結果に応じて前記成形機構部における成形条件を制御する制御手段と、
   をさらに含むことを特徴とするガラスセル成形装置。

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