JP2017014028A - ガラス管切断方法及びガラス管切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス管の切断をより確実に行うことができるガラス管切断方法、及び切断装置を提供する。
【解決手段】所定長さのガラス管Ｇを搬送部１１にて軸直交方向に載置搬送する過程で、ガラス管Ｇの切断部分ＣＬを加熱部１９の加熱により高温状態とする一方で、加熱部１９の下流側に配置される切断刃２０に、冷却ガスを吹き付ける等により、切断刃２０を表面に氷結層Ｘが生じるように冷却し、冷却状態の切断刃２０を高温状態にあるガラス管Ｇの切断部分ＣＬに当接させることで、ガラス管Ｇを切断する方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、切断刃によりガラス管を切断するガラス管切断方法及びガラス管切断装置に関する。

ガラス管の切断技術としては、例えば特許文献１，２等にて開示のものが知られている。特許文献１，２等の開示技術は、一次切断（粗切）を終えた所定長さのガラス管を軸直交方向に載置搬送し、その搬送過程でガラス管の端部所定部分に切断刃を当てて不要端部を切り離す二次切断（再切）を行うものである。

特開平７−２６７６６７号公報 特開２０１３−１４７４０５号公報

ところで、本発明者等は、切断刃を用いるガラス管の切断手法において、ガラス管の切断をより確実に行うようにすることの検討を行っていた。
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、ガラス管の切断をより確実に行うことができるガラス管切断方法及びガラス管切断装置を提供することにある。

上記課題を解決するガラス管切断方法は、所定長さのガラス管を搬送部にて軸直交方向に載置搬送する過程で、そのガラス管の不要端部を切断刃を用いて切断するガラス管切断方法であって、前記ガラス管の切断部分を加熱部の加熱により高温状態とする一方で、前記加熱部の下流側に配置される前記切断刃を表面に氷結層が生じるように冷却し、冷却状態の前記切断刃を高温状態にある前記ガラス管の切断部分に当接させ、前記ガラス管の切断を行う。

この構成によれば、表面に氷結層が生じるように切断刃が冷却されるため、高温状態にあるガラス管（切断部分）との間の熱衝撃をより大きくでき、より確実な切断を行うことが可能となる。

上記のガラス管切断方法において、前記切断刃に対し冷却ガスを吹き付ける冷却部を設けることが好ましい。
この構成によれば、冷却ガスを切断刃に吹き付けることで切断刃の冷却がなされるため、切断刃の冷却を容易に行うことが可能となる。

上記のガラス管切断方法において、前記搬送部は、前記ガラス管を自転させながら搬送するように構成されるものであり、前記ガラス管は、前記搬送部により自転しながら前記切断刃による切断がなされることが好ましい。

この構成によれば、ガラス管を自転させながら切断刃による切断がなされるため、ガラス管の周方向に切断線を入れるのに合理的であり、これによっても切断をより確実に行うことが可能となる。

上記のガラス管切断方法において、前記搬送部は、前記ガラス管を円弧状に搬送するように構成され、前記切断刃は、その外側に配置されるものであり、前記ガラス管は、前記搬送部により円弧状に搬送されながら前記切断刃による切断がなされることが好ましい。

この構成によれば、ガラス管を円弧状に搬送するその外側に切断刃を配置して切断を行うようにしたため、切断刃及びその周囲部材（冷却部等）と搬送部との干渉抑制が期待できる。

上記課題を解決するガラス管切断装置は、所定長さのガラス管を搬送部にて軸直交方向に載置搬送する過程で、そのガラス管の不要端部を切断刃を用いて切断するガラス管切断装置であって、前記ガラス管の切断部分を加熱により高温状態とする加熱部と、前記加熱部の下流側に配置される前記切断刃を表面に氷結層が生じるように冷却する冷却部とを備え、冷却状態の前記切断刃を高温状態にある前記ガラス管の切断部分に当接させ、前記ガラス管の切断を行うように構成される。

この構成によれば、表面に氷結層が生じるように切断刃が冷却部にて冷却されるため、高温状態にあるガラス管（切断部分）との間の熱衝撃をより大きくでき、より確実な切断を行うことが可能な装置として提供できる。

本発明のガラス管切断方法及びガラス管切断装置によれば、ガラス管の切断をより確実に行うことができる。

一実施形態におけるガラス管切断装置を示し、（ａ）は装置全体の構成図、（ｂ）は切断部による切断手法を説明するための説明図である。

以下、ガラス管切断方法及びガラス管切断装置の一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。

図１（ａ）に示すガラス管切断装置１０は、ガラス管製造ラインにおいて二次切断（再切）を行う装置である。即ち、管引機から管引き成形される連続ガラス管を所定長さ毎に切断する一次切断（粗切）の後工程にこのガラス管切断装置１０が設置され、一次切断（粗切）を終えて搬送されてくる所定長さのガラス管Ｇの端部の二次切断（再切）を行う装置である。

ガラス管切断装置１０は、搬送部１１と切断部１２とを備えている。搬送部１１は、所定長さのガラス管Ｇを軸直交方向に搬送するための略円柱状のローラ１３を複数備えている。各ローラ１３には、それぞれ同一構成のものが用いられている。各ローラ１３は、搬送部１１の側方視で略円形に構成されるベース機構部１４の外周部に回転可能に組み付けられ、またこの組付により同一円周上で等間隔に位置するようになっている。ベース機構部１４は、自身が駆動部１５にて回転されることでローラ１３群を周回させる。

各ローラ１３の端部には、それぞれ伝達スプロケットあるいはギヤ１６が取り付けられている。各伝達スプロケットあるいはギヤ１６は、サブ機構部１７の外周部と回転方向において係合している。サブ機構部１７は、ベース機構部１４と同軸的に配置され、ベース機構部１４の駆動部１５とは別の駆動部１８にて回転する。

そして、各駆動部１５，１８にてベース機構部１４とサブ機構部１７との間で相対的に回転速度差が生じるように各機構部１４，１７の回転駆動を行うことで、各ローラ１３が自転しながら周回するようになっている。例えば図１（ａ）において、ベース機構部１４及びサブ機構部１７を共に反時計回り方向に回転させ更にサブ機構部１７の方の回転速度を速くすることで、ローラ１３群の全体が反時計回り方向に周回しながら、且つ、個々のローラ１３は時計回り方向に自転する。

このように動作する搬送部１１では、隣接するローラ１３間に形成される窪み部分にガラス管Ｇが載置されて搬送される。その際、ローラ１３群の全体が反時計回り方向に周回することでガラス管Ｇが反時計回り方向に円弧状に搬送され、また、個々のローラ１３が時計回り方向に自転することでガラス管Ｇが反時計回り方向に自転するようになっている。また、窪み部分に載置されたガラス管Ｇは、その一部（例えばガラス管Ｇの周面の半分程度）がローラ１３の最外周部よりも外側に突出するようにして搬送される。

また、このような搬送部１１には、加熱部１９が備えられている。加熱部１９は、搬送部１１の上流側、即ち切断部１２の上流側に設置されている。また、この加熱部１９及び切断部１２（切断刃２０）は、ガラス管Ｇの両端部の加工を行うべく、搬送部１１の左右で一対設置されている（図１（ａ）では手前のみ図示）。加熱部１９は、バーナー等よりなり、自転しながら搬送されるガラス管Ｇの端部側の切断部分ＣＬ（図１（ｂ）の破線部分）の加熱を行う。つまり、ガラス管Ｇの切断部分ＣＬは、自転により環状に加熱され、軸方向においては限定的な範囲で加熱される。そして、ガラス管Ｇの切断部分ＣＬが所定温度（例えば２００℃）程度の高温状態が保持されるようにして、ガラス管Ｇは次の切断刃２０による切断位置まで搬送される。

切断部１２は、切断刃２０を備えている。切断刃２０は、搬送部１１の下流側に設置、即ち加熱部１９の下流側に設置されている。また、切断刃２０は、搬送部１１から所定高さ離間した状態で搬送部１１の上方に位置するように、図示略の支持部にて支持されている。また換言すれば、切断刃２０は、ガラス管Ｇが円弧状に搬送されるのに対して外側に位置している。切断刃２０は、搬送部１１にてガラス管Ｇが切断位置まで搬送されてくると、そのガラス管Ｇの切断部分ＣＬの上部に接触する。つまり、切断刃２０は、ガラス管Ｇをローラ１３（搬送部１１）側に押し当てる態様となる。なお、切断刃２０は不動でもよいが、進退、旋回等の動作を行わせてもよい。また、切断刃２０をガラス管Ｇ側に押圧する手段を付加してもよい。

また、切断部１２には、切断刃２０を冷却するための冷却部２１が切断刃２０に付随して備えられている。冷却部２１は、例えば液化炭酸ガスを切断刃２０に対して常時又は間欠的に吹き付ける装置にて構成されている。冷却部２１は、切断刃２０を零度以下の所定温度（例えば−２０℃）程度まで冷却し、またこれに伴って空気中の水分を結露及び氷結させて切断刃２０の表面に氷結層Ｘを例えば連続形成する（図１（ｂ）参照）。

そして、ガラス管Ｇの切断部分ＣＬが高温状態で搬送されてきて、低温状態の切断刃２０が高温状態にあるガラス管Ｇのその切断部分ＣＬに接触する。すると、切断刃２０の表面に付着していた氷結層Ｘが高温状態にあるガラス管Ｇの切断部分ＣＬにて融解及び気化しその際の融解熱及び気化熱の作用と、氷及び水を通じた切断刃２０の吸熱の作用とによって、高温状態にあったガラス管Ｇの切断部分ＣＬが一気に冷却される際の熱衝撃（サーマルショック）により周方向に切断線が延び、ガラス管Ｇの両端部それぞれの不要端部Ｇ１の切断がなされる。切断された不要端部Ｇ１は、回収されて再利用される。

その後、不要端部Ｇ１が切断されたガラス管Ｇは搬送部１１により下流側に搬送され、ガラス管切断装置１０による二次切断（再切）工程を終える。因みに、ガラス管切断装置１０の後工程では、ガラス管Ｇの端部開口を加熱して丸める口焼きが行われ、口焼きが行われたガラス管Ｇはその後良否判定を経て梱包工程に進む。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）表面に氷結層Ｘが生じるように切断刃２０が冷却部２１にて冷却されるため、高温状態にあるガラス管Ｇ（切断部分ＣＬ）との間の熱衝撃をより大きくでき、より確実な切断を行うことができる。

（２）冷却部２１として液化炭酸ガス等の冷却ガスを切断刃２０に吹き付けることで切断刃２０の冷却がなされるため、切断刃２０の冷却を容易に行うことができる。
（３）ガラス管Ｇを自転させながら切断刃２０による切断がなされるため、ガラス管Ｇの周方向に切断線を入れるのに合理的であり、これによっても切断をより確実に行うことができる。

（４）ガラス管Ｇを円弧状に搬送するその外側に切断刃２０を配置して切断を行うようにしたため、切断刃２０及びその周囲部材（冷却部２１等）と搬送部１１（ローラ１３等）との干渉抑制が期待できる。

（５）搬送部１１の上方に切断刃２０が配置されることで、切断刃２０はガラス管Ｇ（切断部分ＣＬ）の上部に当接して搬送部１１（ローラ１３）側に押し当てる態様となるため、ガラス管Ｇの浮き上がりを抑えつつより確実な切断を行うことができる。また、切断時のガラス管Ｇの浮き上がりが抑えられるため、特にガラス管Ｇが軽量となる管径の小さいものでも、切断をより確実に行うことができる。また、切断時にガラス管Ｇの上方に切断刃２０が位置することで、切断時に生じるガラス微粉が下方に落下する際の障害物とならず、障害物に当たって跳ね返って本体側（製品側）のガラス管Ｇ内にガラス微粉が入り込むといったことを低減することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・ベース機構部１４とサブ機構部１７とを別の駆動部１５，１８で駆動したが、機構部１４，１７のそれぞれの駆動伝達経路上で回転差が生じるようにして、１つの駆動部にて構成してもよい。

・ガラス管Ｇを円弧状に搬送するように搬送部１１を構成したが、直線状に搬送するものであってもよい。また、搬送中にガラス管Ｇを自転させたが、自転させなくてもよい。
・冷却部２１は液化炭酸ガス等の冷却ガスの吹き付けにて表面に氷結層Ｘが生じるように切断刃２０の冷却を行ったが、液化炭酸ガス以外の冷却ガスを用いて冷却を行ってもよい。また、切断刃２０の表面や内部に冷媒を循環させて冷却を行うようにしてもよい。また、電気的に冷却する素子を用いて切断刃２０の冷却を行うようにしてもよい。

・切断刃２０を搬送部１１の上方に配置しガラス管Ｇの上部に当てて切断したが、切断刃２０の位置はこれに限らず、ガラス管Ｇの下部や側部に当てて切断するように切断刃２０の位置を変更してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記切断刃は、前記搬送部の上方に配置され、前記ガラス管の切断部分の上部に当接して前記ガラス管の切断を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のガラス管切断方法。

この構成によれば、搬送部の上方に切断刃が配置されることで、切断刃はガラス管（切断部分）の上部に当接して搬送部側に押し当てる態様となるため、ガラス管の浮き上がりを抑えつつより確実な切断を行うことが可能となる。

１１…搬送部、１９…加熱部、２０…切断刃、２１…冷却部、ＣＬ…切断部分、Ｇ…ガラス管、Ｇ１…不要端部、Ｘ…氷結層。

Claims (5)

1. 所定長さのガラス管を搬送部にて軸直交方向に載置搬送する過程で、そのガラス管の不要端部を切断刃を用いて切断するガラス管切断方法であって、
   前記ガラス管の切断部分を加熱部の加熱により高温状態とする一方で、前記加熱部の下流側に配置される前記切断刃を表面に氷結層が生じるように冷却し、冷却状態の前記切断刃を高温状態にある前記ガラス管の切断部分に当接させ、前記ガラス管の切断を行うことを特徴とするガラス管切断方法。
2. 前記切断刃に対し冷却ガスを吹き付ける冷却部を設けることを特徴とする請求項１に記載のガラス管切断方法。
3. 前記搬送部は、前記ガラス管を自転させながら搬送するように構成されるものであり、
   前記ガラス管は、前記搬送部により自転しながら前記切断刃による切断がなされることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス管切断方法。
4. 前記搬送部は、前記ガラス管を円弧状に搬送するように構成され、前記切断刃は、その外側に配置されるものであり、
   前記ガラス管は、前記搬送部により円弧状に搬送されながら前記切断刃による切断がなされることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のガラス管切断方法。
5. 所定長さのガラス管を搬送部にて軸直交方向に載置搬送する過程で、そのガラス管の不要端部を切断刃を用いて切断するガラス管切断装置であって、
   前記ガラス管の切断部分を加熱により高温状態とする加熱部と、前記加熱部の下流側に配置される前記切断刃を表面に氷結層が生じるように冷却する冷却部とを備え、
   冷却状態の前記切断刃を高温状態にある前記ガラス管の切断部分に当接させ、前記ガラス管の切断を行うように構成されていることを特徴とするガラス管切断装置。