JP2016117613A - ブッシング装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブッシング本体と充填材との間に空気が介在することを抑制することができるブッシング装置の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス繊維を成形するための成形ノズル２３を有するブッシング本体１１と該ブッシング本体１１の外周を囲うフレーム１２との間にモルタル１３（耐火性充填材）を充填する充填工程を含むブッシング装置の製造方法であって、モルタル１３の充填途中、又はモルタル１３が充填された後のブッシング本体１１とフレーム１２の構成体に対し加振部としての作業台３３によって振動を与える。【選択図】図４

Description

本発明は、ガラス繊維の製造に用いられるブッシング装置の製造方法に関するものである。

従来、ガラス繊維の製造に用いられるブッシング装置は、ガラス繊維を成形するための多数の成形ノズルを有する例えば白金製（又は白金合金製）のブッシング本体を有している（例えば特許文献１参照）。そのブッシング本体の外周は、設置箇所への取付用のフレームで囲われており、ブッシング本体の外側面とフレームの内周面との間には、ブッシング本体を保温する役割等をなす耐火性の充填材が充填されるようになっている。

国際公開第２００８／０２３６２７号

しかしながら、上記ブッシング装置では、充填材の充填時においてブッシング本体の外側面と充填材との間に空気が介在してしまうことがあり、その場合、空気が入った部分（空隙）に沿ってブッシング本体が変形し、その変形によって肉厚が薄くなった箇所に穴が空いてしまうおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ブッシング本体と充填材との間に空気が介在することを抑制することができるブッシング装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するブッシング装置の製造方法は、ガラス繊維を成形するための成形ノズルを有するブッシング本体と該ブッシング本体の外周を囲うフレームとの間に耐火性を有する充填材を充填する充填工程を含むブッシング装置の製造方法であって、前記充填材の充填途中、又は前記充填材が充填された後の前記ブッシング本体と前記フレームの構成体に対し加振部にて振動を与える。

この方法によれば、充填材の充填途中、又は前記充填材が充填された後のブッシング本体とフレームの構成体に振動を与える。これにより、充填材の充填時においてブッシング本体と充填材との間に空気が入ってしまっても、振動によって充填材が流動して空隙を埋め、また、空気（気泡）が移動して外部へ放出されるため、ブッシング本体と充填材との間に空気が介在することを抑制することができる。

上記ブッシング装置の製造方法において、前記加振部は、前記構成体に対して鉛直方向に沿った振動を与えることが好ましい。
この方法によれば、ブッシング本体と充填材との間に介在された空気を効果的に上方に移動させることができ、それらの間に空気が介在することをより好適に抑制することができる。また、加振部が構成体に与える振動は水平方向成分の振動を含まないため、ブッシング本体とフレームとを水平方向に固定する構成を特段設けずとも、ブッシング本体とフレームとの間の水平方向の位置ずれが発生しにくくなり、製造装置の簡素化に寄与できる。

上記ブッシング装置の製造方法において、前記加振部は、振動発生手段を備えた作業台であり、前記振動発生手段で生じさせた振動を前記作業台に載置された前記構成体に与えることが好ましい。

この方法によれば、ブッシング本体とフレームとからなる構成体が載置される作業台を加振部とするため、該構成体に対して好適に振動を与えることができる。
上記ブッシング装置の製造方法において、前記振動発生手段は、水平方向に並ぶ一対の偏心モータであり、該一対の偏心モータを互いに反対方向に同期回転させることで鉛直方向に沿った振動を生じさせることが好ましい。

この方法によれば、水平方向に並ぶ一対の偏心モータを備えた作業台によって、ブッシング本体とフレームとからなる構成体に鉛直方向に沿った振動を与えることができる。
上記ブッシング装置の製造方法において、前記フレームは矩形環状であることが好ましい。

この方法によれば、フレーム内側の隅部等において空気が入りやすく充填材が充填されにくい場合においても、上記の振動による空気除去効果によって充填材を密に充填することができる。

上記ブッシング装置の製造方法において、前記充填工程において、作業台上の前記ブッシング本体及び前記フレームを前記作業台に対し固定部材にて少なくとも鉛直方向に固定することが好ましい。

この方法によれば、加振部から振動が付与されたときのブッシング本体とフレームとの間の位置ずれの発生を抑制することができる。

本発明のブッシング装置の製造方法によれば、ブッシング本体と充填材との間に空気が介在することを抑制することができる。

ブッシング製造装置の模式図である。 ブッシング本体及びフレームの模式斜視図である。 実施形態のブッシング製造装置の製造方法を説明するための模式斜視図である。 （ａ）（ｂ）同形態のブッシング製造装置の製造方法を説明するための模式図である。

以下、ブッシング装置の製造方法の一実施形態と、その製造方法にて製造されるブッシング装置について説明する。
図１に示すように、ブッシング装置１０は、ガラス繊維Ｇの紡糸に用いられるものであり、白金又は白金合金製のブッシング本体１１と、該ブッシング本体１１の外周を囲うように設けられたフレーム１２と、ブッシング本体１１とフレーム１２との間に充填された耐火性を有するモルタル１３（充填材）とを備えている。

ブッシング本体１１には、図示しない溶融窯にて溶融された溶融ガラスが流し込まれる流入口２１と、該流入口２１とは反対側の端面（底部２２）に形成された多数の成形ノズル２３とが形成されている。流入口２１からブッシング本体１１の内部に流入した溶融ガラスは、各成形ノズル２３を通過することでガラス繊維Ｇに成形されて鉛直方向下方に引き出される。

図２は、ブッシング本体１１を成形ノズル２３側（底部２２側）から見た模式斜視図である。図１及び図２に示すように、ブッシング本体１１は、流入口２１部分で開口する平面視で矩形の箱状に形成され、該流入口２１には平板状のフランジ部２４が形成されている。使用状態（図１参照）では、ブッシング装置１０は、ブッシング本体１１の流入口２１が鉛直方向上方を向くように設置されるとともに、該ブッシング本体１１のフランジ部２４が水平となるように設置される。また、ブッシング本体１１におけるフランジ部２４と底部２２との間の四方の各側壁部２５は、フランジ部２４及び底部２２に対して垂直をなすように形成されている。

フレーム１２は、ブッシング本体１１の形状に対応する矩形環状に形成され、ブッシング本体１１の外周を囲って各側壁部２５と対向するように配置されている。また、フレーム１２は、フランジ部２４の表面２４ａと当接している。これにより、各側壁部２５の外側面とフレーム１２の内側面とフランジ部２４の表面２４ａとからモルタル１３が充填される充填空間が形成される。

ブッシング本体１１の長手方向両側の一対の側壁部２５（ブッシング本体１１の短手方向に沿った一対の側壁部２５）にはそれぞれ、抵抗加熱用のターミナル２６が設けられている。各ターミナル２６は、その一部（例えば先端部）が前記充填空間に充填されたモルタル１３の上面から露出しており、該露出箇所から各ターミナル２６に給電可能に構成されている。なお、ガラス繊維Ｇの成形時において、ターミナル２６を介してブッシング本体１１に電気が供給され、それにより、ブッシング本体１１が抵抗加熱（ジュール熱）により加熱されるようになっている。この加熱により、ブッシング本体１１内の溶融ガラスの温度が高温状態（例えば、１２００℃以上の温度）に維持される。また、ブッシング本体１１の各側壁部２５の周囲を囲うモルタル１３によってブッシング本体１１の保温がなされる。また、モルタル１３は、高電圧が印加されるブッシング本体１１の電気的絶縁を図る役割も果たしている。

次に、上記のブッシング装置１０の製造方法についてその作用とともに説明する。
まず、ブッシング装置１０の製造に用いる振動装置３０について説明する。図３及び図４（ａ）に示すように、振動装置３０は、ベース部３１と、ベース部３１の四隅にそれぞれ設けられた圧縮コイルばね３２と、各圧縮コイルばね３２に支持された作業台３３と、作業台３３の裏面側に設けられた振動発生手段としての一対の偏心モータ３４とを備えている。作業台３３は表面側の載置面３３ａが水平平面となるように構成されている。

各偏心モータ３４は、互いに同一構成のモータであり、回転軸に対して偏心する偏心錘３４ａを有している。そして、各偏心モータ３４は、互いに反対方向かつ同一速度で回転するように駆動されるとともに、偏心錘３４ａの位置が同期する、つまり、各偏心錘３４ａが同時に最上部（又は最下部）に達するように回転駆動される。これにより、各偏心モータ３４の回転駆動によって生じる振動は、水平方向成分の振動が互いに打ち消されて上下方向（鉛直方向）に沿った振動のみとなる。なお、各偏心モータ３４によって生じる振動の振動強度は、１〜５であることが好ましく、その中でも２〜４であることが更に好ましい。

次に、上記振動装置３０を用いたモルタル１３の充填について説明する。
振動装置３０の作業台３３上にブッシング本体１１とフレーム１２を配置する配置工程を行う。この工程では、まず、上記振動装置３０の作業台３３の載置面３３ａにブッシング本体１１を流入口２１（フランジ部２４）を下側にして載置する。このとき、ブッシング本体１１は、フランジ部２４が作業台３３の載置面３３ａと当接し、成形ノズル２３が形成された底部２２が上側を向くように載置される。

その後、ブッシング本体１１の側壁部２５の外周側を囲うようにフレーム１２を作業台３３に配置する。このとき、フレーム１２は、ブッシング本体１１のフランジ部２４上に載置される。また、フレーム１２は、ブッシング本体１１の四方の各側壁部２５に対して所定の間隔が空くように配置される。これにより、各側壁部２５の外側面とフレーム１２の内側面とフランジ部２４の表面２４ａとからモルタル１３を充填するための充填空間が形成される。

フレーム１２を配置した後、作業台３３に設けられた固定部材としての複数のクランプ３５にてフレーム１２を鉛直方向下方に押さえる。これにより、フレーム１２及びブッシング本体１１のフランジ部２４がクランプ３５と載置面３３ａとによって上下方向に挟持されて固定される。

次に、作業台３３上のブッシング本体１１とフレーム１２との間の前記充填空間にモルタル１３を充填する充填工程を行う。ここでは、まず、上方からブッシング本体１１とフレーム１２との間の前記充填空間にモルタル１３を詰めていく。そして、ある程度の量のモルタル１３を詰め終えたら、振動装置３０の一対の偏心モータ３４を回転駆動させて、作業台３３を上下方向に振動させる。

すると、作業台３３の振動を受けて、該作業台３３上のブッシング本体１１、フレーム１２及びモルタル１３も上下方向に振動する。このとき、図４（ｂ）に示すように、その上下振動によってブッシング本体１１の各側壁部２５の外側面とモルタル１３との間に介在する空気Ａが上へと移動し、モルタル１３の上面から外部に抜ける。また、モルタル１３中の空気（気泡）及びモルタル１３とフレーム１２の内側面との間の空気も同様に上下振動によって上へと移動し、モルタル１３の上面から外部に抜ける。

なお、各偏心モータ３４によって生じる振動が上下方向のみであるため、本実施形態のようにフレーム１２及びブッシング本体１１の作業台３３に対する固定を上下方向のみとしても（つまり、水平方向に固定する構成を特段設けずとも）、作業台３３の振動によるブッシング本体１１及びフレーム１２の水平方向への位置ずれを抑制することができる。

上記のように、上下振動によってモルタル１３部分の空気（モルタル１３とブッシング本体１１との間の空気Ａ、モルタル１３とフレーム１２との間の空気、及びモルタル１３中の気泡）が除去されることで、モルタル１３の上面は下降する。このとき、ブッシング本体１１とフレーム１２との間にモルタル１３が充填可能なスペースが残っている場合には、更にモルタル１３を詰める（モルタル１３の補充）。そして、モルタル１３を詰め終えたら、各偏心モータ３４によって作業台３３を再度上下振動させる。このときにも同様に、前記モルタル１３部分の空気が上下振動によって上へと移動し、モルタル１３の上面から外部に抜ける。

そして、モルタル１３の補充及び上下振動を、ブッシング本体１１とフレーム１２との間にモルタル１３が充填可能なスペースが残らない状態、つまり、モルタル１３が前記充填空間を埋め尽くす状態となるまで繰り返す。これにより、ブッシング本体１１とフレーム１２との間へのモルタル１３の充填工程が完了する。その後、充填したモルタル１３を固化して、ブッシング装置１０が完成される。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ブッシング本体１１とその外周を囲うフレーム１２との間にモルタル１３を充填する充填工程において、該モルタル１３の充填途中、又はモルタル１３が充填された後のブッシング本体１１とフレーム１２の構成体に対して作業台３３（加振部）によって振動を与える。これにより、モルタル１３の充填時にブッシング本体１１とモルタル１３との間に空気Ａが入ってしまっても、その空気Ａが振動によって除去されるため、ブッシング本体１１とモルタル１３との間に空気Ａが介在することを抑制することができる。

また、作業台３３から加えられる振動によって、モルタル１３中の空気（気泡）及びモルタル１３とフレーム１２の内側面との間の空気も同様に除去されるため、該モルタル１３部分に空気が存在することによるモルタル１３の保温性能の低下を抑えることができる。

（２）加振部としての作業台３３が前記構成体に与える振動は、鉛直方向に沿った振動であるため、ブッシング本体１１とモルタル１３との間に介在された空気Ａを効果的に上方に移動させることができ、それらの間に空気Ａが介在することをより好適に抑制することができる。また、作業台３３が前記構成体に与える振動は水平方向成分の振動を含まないため、ブッシング本体１１とフレーム１２とを水平方向に固定する構成を特段設けずとも、該ブッシング本体１１とフレーム１２との間の水平方向の位置ずれが発生しにくくなり、振動装置３０の簡素化に寄与できる。

（３）加振部は、振動発生手段としての一対の偏心モータ３４を備えた作業台３３であり、各偏心モータ３４で生じさせた振動を作業台３３に載置された前記構成体に与えるため、該構成体に対して好適に振動を与えることができる。

（４）振動発生手段は、水平方向に並ぶ一対の偏心モータ３４であり、該一対の偏心モータ３４を互いに反対方向に同期回転させることで鉛直方向に沿った振動を生じさせるため、ブッシング本体１１とフレーム１２とからなる構成体に鉛直方向に沿った振動を好適に与えることができる。

（５）フレーム１２が矩形環状であるため、フレーム１２の内側の隅部等において空気が入りやすくモルタル１３が充填されにくい場合においても、上記の振動による空気除去効果によってモルタル１３を密に充填することができる。

（６）充填工程において、ブッシング本体１１及びフレーム１２をクランプ３５（固定部材）によって作業台３３に対して鉛直方向に固定する。この方法によれば、作業台３３から振動が付与されたときのブッシング本体１１とフレーム１２との間の位置ずれの発生を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の充填工程では、ブッシング本体１１とフレーム１２との間の充填空間へのモルタル１３の詰め込みと作業台３３の振動とを繰り返したが、これに以外に例えば、振動によるモルタル１３の上面下降を見越して前記充填空間から上方に溢れる量のモルタル１３を充填した後、作業台３３の振動駆動を１回のみ行ってもよい。

・上記実施形態では、作業台３３からブッシング本体１１とフレーム１２の構成体に付与される振動は鉛直方向に沿った振動としたが、これに特に限定されるものではなく、水平方向成分を含む振動としてもよい。この場合、ブッシング本体１１及びフレーム１２を作業台３３に対して水平方向に固定する固定部材を備えるのが好ましい。

・作業台３３に設ける振動発生手段は偏心モータ３４に限定されるものではなく、偏心モータ３４以外の振動発生手段を設けてもよい。
・ブッシング本体１１とフレーム１２の構成体に対し、該構成体が載置された作業台３３から振動を与える構成としたが、これに特に限定されるものではなく、前記構成体に振動を与える方法は適宜変更してもよい。

・作業台３３を支持する部材は、圧縮コイルばね３２に限らず任意の弾性部材であってもよい。また、作業台３３を振動しつつ支持可能であれば任意の支持構造を採用してもよい。

・上記実施形態では、ブッシング本体１１の各側壁部２５は、底部２２に対して直立する構成としたが、ブッシング本体１１の各側壁部２５の形状はこれに限らない。例えば、各側壁部２５を底部２２に対して傾斜するように形成してもよいし、部分的に凹凸を有する形状としてもよい。

なお、各側壁部２５を傾斜させる場合は、フランジ部２４から底部２２にかけて内側に狭まるように傾斜させてもよいし、フランジ部２４から底部２２にかけて外側に広がるように傾斜させてもよい。特に、各側壁部２５が底部２２側に向かうにつれて外側に傾斜するように構成すれば、ブッシング本体１１の長手方向及び短手方向にそれぞれ対向する側壁部２５同士の幅が底部２２側に向かうにつれて幅広となる。これにより、底部２２の面積が流入口２１の面積よりも広くなるように構成できる。また、この場合、ブッシング本体１１が作業台３３に載置された状態（図４参照）では、各側壁部２５の外側面が下方（フランジ部２４側）に向かうにつれて内側に傾斜する。このため、ブッシング本体１１とフレーム１２との間に上方からモルタル１３を詰めたときに、ブッシング本体１１の外側面とモルタル１３との間に空気Ａが入りやすい。このため、ブッシング本体１１の側壁部２５が底部２２側に向かうにつれて外側に傾斜する構成において上記の振動を与える製造方法を適用することで、該振動による空気除去効果を特に顕著に得ることができる。

・上記実施形態では、ブッシング本体１１を矩形の箱状に形成したが、これに特に限定されるものではなく、他の形状（例えば、成形ノズル２３の突出方向から見て正方形や円形）としてもよい。

・上記実施形態では、フレーム１２を矩形環状としたが、これに限らず、ブッシング本体１１の外周を囲う形状であれば他の形状（非環状を含む）としてもよい。また、フレーム１２を矩形環状の一体品としたが、これに限らず、複数部品から構成されたフレームとしてもよい。

・上記実施形態において、ブッシング本体１１とフレーム１２との間に充填される充填材にモルタル１３以外の耐火性充填材を用いてもよい。

１０…ブッシング装置、１１…ブッシング本体、１２…フレーム、１３…モルタル（充填材）、２３…成形ノズル、３０…振動装置、３３…作業台（加振部）、３４…偏心モータ（振動発生手段）、３５…クランプ（固定部材）、Ｇ…ガラス繊維。

Claims (6)

1. ガラス繊維を成形するための成形ノズルを有するブッシング本体と該ブッシング本体の外周を囲うフレームとの間に耐火性を有する充填材を充填する充填工程を含むブッシング装置の製造方法であって、
   前記充填材の充填途中、又は前記充填材が充填された後の前記ブッシング本体と前記フレームの構成体に対し加振部にて振動を与えることを特徴とするブッシング装置の製造方法。
2. 前記加振部は、前記構成体に対して鉛直方向に沿った振動を与えることを特徴とする請求項１に記載のブッシング装置の製造方法。
3. 前記加振部は、振動発生手段を備えた作業台であり、
   前記振動発生手段で生じさせた振動を前記作業台に載置された前記構成体に与えることを特徴とする請求項１又は２に記載のブッシング装置の製造方法。
4. 前記振動発生手段は、水平方向に並ぶ一対の偏心モータであり、該一対の偏心モータを互いに反対方向に同期回転させることで鉛直方向に沿った振動を生じさせることを特徴とする請求項２に従属する請求項３に記載のブッシング装置の製造方法。
5. 前記フレームは矩形環状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のブッシング装置の製造方法。
6. 前記充填工程において、作業台上の前記ブッシング本体及び前記フレームを前記作業台に対し固定部材にて少なくとも鉛直方向に固定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のブッシング装置の製造方法。