JP3720073B2 - 気泡管の液体注入口の加工方法および加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、気泡管の液体注入口を製作する加工方法および加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平面または垂直面からの偏差を測定するために、水準器やクリノメータなどの測定器具が用いられている。
【０００３】
この種の測定器具には、断面が円形で上に凸に湾曲されたガラス管内に少しの空間（気泡）を残してエーテルなどの適当な液体が注入されている気泡管が設けられている。測定者は、この気泡管を観察してその気泡が基準位置からどれだけずれているかを測定することによって、測定対象とする面が水平面または垂直面からどれだけ偏差しているかを知ることができる。
【０００４】
このような気泡管を製作するにあたっては、気泡管に液体を注入するための注入口の長さおよび口径を適正な寸法で製作する必要がある。
【０００５】
従来、この注入口の製作は、図５に示すようないわゆるブロー方式でおこなわれるのが一般的であった。すなわち、図中（ａ）に示すように、ガラス管の一方端部を塞いで、他方端部から加工者がエアー（圧力）を送り込み、バーナーをガラス管の表面に近付け、ガラス管の一部を加熱して塑性変形させる。そして、図中（ｂ）に示すように、エアーの圧力により塑性変形した部分を外側に膨らませる。すると、図中（ｃ）に示すように、突起部が形成される。さらに、エアーを吹き込んで図中（ｄ）に示すように、その突起部の先端を吹き抜いて開口させて注入口を製作するというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような方法では、注入口の形状および寸法はエアーの圧力の変化とバーナー照射の位置および強さのばらつきにより大きく変化し、熟練した加工者のみが加工可能であるうえ、寸法精度も安定しないという不具合があった。
【０００７】
この発明は、このような実情を背景としてなされたもので、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することのできる加工方法及び加工装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の気泡管の液体注入口の加工方法は、予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管の管内にピンが設けられた挿通部材を挿通し、このピンの長手方向を前記ガラス管の直径方向に向け、このピンで前記ガラス管の管壁を押圧しながらその押圧している箇所を部分的に前記ガラス管の外から加熱することにより前記ガラス管を塑性変形させつつ前記ガラス管に突起部を形成し、前記突起部が所定の長さになったところで前記ピンを前記突起部から離間させ、前記挿通部材を前記ガラス管から抜き、前記突起部の先端部を研削によって開口させて液体注入口を形成することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の気泡管の液体注入口の加工方法は、前記ピンは、前記挿通部材に垂直に設けられており、該挿通部材は、前記ピンが前記ガラス管の長手方向と直交するように該ガラス管内に挿通され、前記挿通部材を固定して前記ガラス管に荷重をかけることにより前記ガラス管の直径方向外側に向けてピンで押圧することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管内に挿通される挿通部材と、この挿通部材に取り付けられて前記ガラス管の管壁を管内から押圧するピンと、前記ガラス管の被押圧部を部分的に加熱する加熱手段と、前記ピンの押圧により前記ガラス管の外側に形成された突起部から前記ピンを抜くために前記ガラス管を移動させるマニピュレータもしくはガラス管外し治具または前記突起部から前記ピンを抜くために前記挿通部材を移動させる移動部材と、前記突起部の端部を前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれた後に研削する研削手段とからなることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけることを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管内に挿通される挿通部材と、この挿通部材に取り付けられて前記ガラス管の管壁を管内から押圧するピンと、前記ガラス管の被押圧部を部分的に加熱する加熱手段と、前記ピンの押圧により前記ガラス管の外側に形成された突起部から前記ピンを抜くために前記ガラス管を移動させるマニピュレータもしくはガラス管外し治具または前記突起部から前記ピンを抜くために前記挿通部材を移動させる移動部材と、前記突起部の端部を前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれた後に研削する研削手段を備え、前記加熱手段と前記ピン押圧手段とから成形部が構成され、この成形部に前記ガラス管を供給する供給手段と、前記成形部と前記研削手段との間で前記ガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段と、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、前記加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、前記研削手段を移動させる研削手段駆動部と、前記加熱手段に燃料を供給する燃料供給手段と、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とを制御する制御部とが設けられていることを特徴としている。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の気泡管の液体注入口の加工方法によれば、予め形状が形成されたガラス管の管壁が管内から管外にむけてピンで押圧されながら、その押圧している箇所をめがけてガラス管の外から部分的に加熱される。ガラス管は、その加熱によって塑性変形し、前記ピンの押圧によって突起部が形成される。前記突起部が所定の長さになったところで前記ピンが突起部から離間され、前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれ、前記突起部の先端部が研削によって開口される。
【００１５】
請求項２に記載の気泡管の液体注入口の加工方法によれば、長手方向と直交させてピンを垂直に設けた挿通部材がガラス管内に挿通される。そして、前記挿通部材が固定されて前記ガラス管に荷重がかけられる。これによって、前記ガラス管の内側がピンで押圧されることとなる。
【００１６】
請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、挿通部材が予め形状が形成されたガラス管内に挿通され、ピンによってガラス管の内側から押圧される被押圧部が加熱手段によって部分的に加熱される。この加熱によってガラス管の外側に形成された突起部からピンを抜くために、ガラス管がマニピュレータもしくはガラス管外し治具により移動され、または挿通部材が移動部材によりを移動される。この突起部の端部は、挿通部材がガラス管から抜かれた後に研削手段によって研削され、その箇所に液体注入口が形成される。
【００１７】
請求項４に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられているので、挿通部材の挿通方向と荷重手段による荷重の大きさを調整することによって、突起部をガラス管に対して直交させて形成することができる。
【００１８】
請求項５に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけるので、ガラス管は爪と重錘との間で確実に把持され、ガラス管はピンによる押圧方向に対して直交する方向にずれにくくなる。
【００１９】
請求項６に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、予め形状が形成されたガラス管は加熱手段によって部分的に加熱され、またピン押圧手段によってガラス管は内側から押圧される。ピン押圧手段で押圧されガラス管の外側に形成された突起部からピンを抜くために、ガラス管がマニピュレータもしくはガラス管外し治具により移動され、または挿通部材が移動部材によりを移動される。この突起部の端部は、挿通部材がガラス管から抜かれた後に研削手段によって研削されてその端部に液体注入口が形成される。加熱手段とピン押圧手段とからなる成形部には、ガラス管を供給する供給手段と、成型部と研削手段との間でガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段が設けられ、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、研削手段を移動させる研削手段駆動部と、加熱手段に混合ガス（燃料）を供給する燃料供給手段とが設けられ、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とは、制御部によって制御されるので、ガラス管のセッティングから液体注入口の製作までを自動的におこなうことができる。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明を図面に示す実施例にもとづいて説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、実施例１の加工方法を示すものである。
【００２２】
図中（ａ）に示すように、まず、極く細いピン２を垂直に設けた棒材１を予め形状が形成され、内面加工済みのガラス管３に挿入する。この棒材１は、固定部材８に水平に固定されている。そして、ガラス管３の外部からピン２の上の位置にめがけてバーナー４をあてて部分的に加熱する。
【００２３】
この加熱中に、図中（ｂ）に示すように、ガラス管３のピン２の位置の両側の少し離れた等間隔の位置に、上方からマニピュレータ９、９によって荷重ｆをかけて、ガラス管３を内面が棒材１に当るまで平行に押し当てると、ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、ピン２の当っていた部分は、ピン２の形状にならって突起部５として形成される。
【００２４】
形成された突起部５からピン２が抜けるまでガラス管３をマニピュレータ９、９によって引き上げ、ピン２を突起部から抜き、棒材１をガラス管３から抜く。
【００２５】
ガラス管３の突起部５は自然に冷めて、やがて硬化する。このときには突起部５の先端は閉じたままで、その先端をゴムディスク式研削工具６で研削し、注入口７を形成する。注入口７の高さはゴムディスク式研削工具６の送り幅により自由に調整できる。ゴムディスク式研削工具６を用いるのは、余計な力が突起部５にかかるのを避けて研削時の割れを防ぐためである。このような方法を採ることにより、熟練者でなくとも所定の寸法の注入口を加工することができる。
【００２６】
また、ガラス管３を固定しピン２を移動させる方法を図１（ｅ）〜（ｈ）に示す。
【００２７】
まず、図中（ｅ）に示すように、ピン２を垂直に設けた棒材１を予め形状が形成され、内面加工済みのガラス管３に挿入する。なお、ガラス管３は、上下方向から一対の把持手段１１、１１によって固定され、また、棒材１は、上下方向に昇降する移動部材１０に水平に固定されている。そして、図中（ｆ）に示すように、ガラス管外部からピン２の上に相当する位置に向けてバーナー４をあてて部分的に加熱し、ピン２をガラス管の内面が棒材１に当るまで押し当てる、すなわち棒材１を移動部材１０によって上方に移動させると、ガラス管３のバーナーにより加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、ピン２の当っていた部分は、ピン２の形状にならって突起部５として形成される。このあと、ピン２を突起部５から抜くようにして離間させ、ピン２を設けた棒材１をガラス管３から抜く。
【００２８】
突起部５が形成されたガラス管３の突起部５は自然に冷めて、硬化する。
【００２９】
つぎに、図中（ｇ）に示すように、突起部５の先端をゴムディスク式研削工具６で研削し、注入口７を形成させる。
【００３０】
（実施例２）
つぎに、この発明による加工装置の実施例を図２〜図４を用いて説明する。
【００３１】
本装置は、図２に示すように、成型部１００と研削部２００とから大略構成され、その成型部１００は、ガラス管３をピンで押圧するピン押圧部１１０とガラス管を加熱する加熱部１２０とから構成されている。
【００３２】
ピン押圧部１１０は、つぎのような構成となっている。
【００３３】
基板３００に、鉛直に上方に向けてピン保持部材固定治具３０１が立設され、このピン保持部材固定治具３０１の上部には、挿通部材１２の一端が、微調整および取り外し可能に固定されている。挿通部材１２には、ピン２が垂直に固定されている。ピン２の材質は溶融状態のガラスとの密着を防ぐために、ステンレスまたは窒化ボロンとされている（なお、この他にピン２に離型剤として窒化ボロンを塗布するようにしてもよい）。
【００３４】
また、基板３００にはピン保持部材固定治具３０１に隣接してスライドベース１４が鉛直に立設されている。
【００３５】
スライドベース１４には、後述する爪（ガラス管押圧爪）を保持するガラス管押圧爪保持部材１５が設けられ、このガラス管押圧爪保持部材１５はスライドベース１４に沿って上下方向に褶動可能とされている。このガラス管押圧爪保持部材１５には、上部に一対のガラス管押圧爪１６とこのガラス管押圧爪１６に対峙して設けられた一対のガラス管外し治具２３とが固定され、下方には重錘１７が固定されている。
【００３６】
このガラス管押圧爪１６は円形もしくは三角形の切り欠き部１８を有し、ガラス管３を挿通部材１２と常に平行に保ち、また、常に所定の加重がかかりこの切り欠き部でガラス管３が水平方向にずれないようにかみ込むようになっている。
【００３７】
ここで、ピン保持部材固定治具３０１とスライドベース１４は、挿通部材１２の固定部での固定の度合の微調整の範囲内でピン２が一対のガラス管押圧爪１６の中間になるように配置されており、これらの構成により、ガラス管３を挿通部材１２に貫通させると、ガラス管３の内面からはピン２の頂点のみ、すなわち一点で支えられ、ガラス管３外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置を一対のガラス管押圧爪１６により、ガラス管押圧爪保持部材１５とそれに設けられた重錘１７の合計重量で加重されることになる。
【００３８】
加熱部１２０はつぎのように構成されている。
【００３９】
基板３００には、バーナーガイドレール２０が垂直上方に立設され、このバーナーガイドレール２０にはバーナー保持部１９を上下に褶動可能に支持されている。このバーナー保持部１９は、加熱手段としてのバーナー４の角度と位置を調整可能に保持するものである。
【００４０】
バーナーガイドレール２０には、バーナーガイドレール２０上の任意の位置にバーナー４を固定可能なストッパー２１と、バーナー保持部１９とバーナーガイドレール２０の上部を支点とする引っ張りバネ２２とが設けられ、バーナー４はバーナー保持部１９とともに平常時はバーナーガイドレール２０の上部にとどまり、使用時だけストッパー２１の所までバーナーガイドレール２０に沿って手で引き下げ、手を離すと自動的にバーナーガイドレール２０の上部に戻るようになっている。
【００４１】
バーナー４にはＬＰＧとＯ2 との混合ガスを発生する燃料供給手段が接続され、この燃料供給手段には、圧力ゲージとマウスコントローラが設けられ、常に一定の火力となるようになっている。
【００４２】
バーナー保持部１９をバーナー４ごとバーナーガイドレール２０に沿って引き下げ、引っ張りバネ２２が伸びた状態でバーナー保持部１９を調整して、一定の火力に調整されたバーナー４の炎は、ピン２が内面に当るガラス管３外面の位置に適切にあたるように設定され、その位置でバーナーガイドレール２０にストッパー２１を固定する。このように設定すると、バーナー４は使用しないときは引っ張りバネ２２で引っ張られバーナーガイドレール２０に沿って引き上げられて上方に回避し、使用時にはバーナー保持部１９をバーナー４ごとバーナーガイドレール２０に沿ってストッパー２１に当たるまで引き下げると、一定の火力に調整されたバーナー４の炎が、ピン２が内面に当るガラス管３外面の位置に適切にあたるようになる。
【００４３】
研削部２００は主に回転工具部２１０とクランプ部２２０とから構成されている。
【００４４】
回転工具部２１０はモーターにより駆動される回転軸３０を持ち、回転軸３０の端部にはゴムディスク３１が設けられている。このゴムディスク３１の端面にはダイヤモンドシール３２が張り付けられており、被加工物にあたると余計な力をゴムディスク３１の弾力で逃がすようになっている。
【００４５】
一方、クランプ部２２０は次のような構成となっている。
【００４６】
クランプ治具３３は、突起部５が形成されたガラス管３を固定する治具で、樹脂製のコマ３４によってガラス管３を押さえるもので、突起部５の位置の微調整をおこなうための樹脂製のプレート３７がねじで押さえてあり、突起部５を支えている。ゴムディスク式研削工具６は台座３５に固定されている。
【００４７】
また、クランプ治具３３は、クランプ治具３３がガラス管３を押さえた場合にガラス管３の突起部５の突起方向と、回転工具部２１０の回転軸３０が平行を成すように、かつ回転工具部２１０の回転軸３０の軸方向に移動可能なようにクランプ治具ガイドレール３６によって台座３５に褶動可能に固定されている。
【００４８】
このような配置とすることで、ガラス管３の突起部５の研削量は、クランプ治具３３をクランプ治具ガイドレール３６上で移動させることで調整できる。
【００４９】
つぎに、加工の工程を説明する。
【００５０】
まず、ガラス管押圧爪保持部材１５をスライドベース１４に沿って引上げ、ガラス管押圧爪１６を挿通部材１２から離す。そして、予め形状が形成されたガラス管３を挿通部材１２に貫通させ、ピン２が気泡管の注入口を設けたい位置に合うようする。そして、ガラス管押圧爪保持部材１５を下ろし、ガラス管押圧爪１６でガラス管３を固定する。
【００５１】
この状態で、ガラス管３内面はピン２の頂点で一点で支えられる。また、ガラス管３外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置が、ガラス管押圧爪１６により、ガラス管押圧爪保持部材１５とそれに設けられた重錘１７の合計重量で加重されることとなる。
【００５２】
このあと、燃料供給手段の圧力ゲージとマウスコントローラにより、常に一定の火力となるよう調整されたバーナー４をバーナー保持部１９ごとバーナーガイドレール２０に沿ってストッパー２１に当たるまで引き下げる。これによって、一定の火力に調整されたバーナー４の炎が、ピン２が内面に当るガラス管３外面の位置に適切にあたる。
【００５３】
バーナー４により加熱されたガラス管３の所要の部分は軟化し、ガラス管押圧爪保持部材１５とそれに設けられた重錘１７の合計重量がガラス管押圧爪１６でガラス管３に加重されているので、ガラス管３は挿通部材１２に当たるまで平行に落ちると同時に、ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、極細ピン２の当っていた部分がピン２の形にならって突起部５を形成する。
【００５４】
バーナー４は加熱が済んだら引き下げるのを止めれば、引っ張りバネ２２に引っ張られバーナーガイドレール２０に沿って引き上げられ、上方に回避する。
【００５５】
ガラス管３が自然に冷めた後、ガラス管押圧爪保持部材１５をスライドベース１４に沿って引上げ、ガラス管押圧爪１６をガラス管３から外す。
【００５６】
そして、ガラス管押圧爪１６に対向して設けられたガラス管外し治具２３によりガラス管３を上方に持ち上げ、ガラス管３に形成された突起部５からピン２を抜き、横方向に移動させ挿通部材１２から外す。
【００５７】
この段階では、突起部５の先端は閉じたままなので、ガラス管３をクランプ治具３３にはめ込み、樹脂製のコマ３４によって押さえ、突起部５が適正な位置になるように樹脂製のプレート３７で突起部５を支える。
【００５８】
ゴムディスク式研削工具６の回転軸３０を回転させ、ゴムディスク３１の端面のダイヤモンドシール３２で突起部５の先端を研削する。このときの研削量は、クランプ治具３３をクランプ治具ガイドレール３６上で移動させることで調整する。
【００５９】
このようにして、熟練者でなくとも所定の寸法の気泡管の液体注入口を加工することができる。
【００６０】
（実施例３）
図３は、この加工装置を自動化したものの概念を示すものである。
【００６１】
この加工装置は、液体注入口のための突起部を成形する工程と、その先端部を研削する工程とを備え、予め形状が形成されたガラス管３を自動供給することにより自動加工装置としたものである。
【００６２】
ガラス管３は搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１により図中ＡからＢ方向へ着脱され搬送されるようにする。
【００６３】
加熱部１２０と研削部２００はそれぞれ、加熱手段駆動部４３と研削手段駆動部４４により、直交する３軸方向にガイドレール（図示せず）とシーケンサ（図示せず）およびセンサー（図示せず）により移動し位置決めされるようになっている。燃料供給手段８０には、前述したように圧力ゲージとマウスコントローラ（図示せず）が搭載され、常に適正な火力が得られるようになっている。加熱手段駆動部４３と研削手段駆動部４４と燃料供給手段８０と搬送固定手段駆動部４２とは、制御部４５により制御される。
【００６４】
供給手段（図示せず）より供給されるガラス管３には、挿通部材１２が挿通され、内面からピン２で押圧される。一方、外側からは、加熱部１２０がガイドレール（図示せず）とシーケンサ（図示せず）およびセンサー（図示せず）にもとづいて加熱手段駆動部４３で移動されて位置決めされる。
【００６５】
突起部が形成されたガラス管３は、搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１により挿通部材１２より離脱されて研削部２００まで搬送される。 ガイドレール（図示せず）とシーケンサ（図示せず）およびセンサー（図示せず）にもとづいて研削手段駆動部４４によって研削部２００は移動され、突起部の端部が所定量研削され、注入口が自動的に加工される。
【００６６】
図４に示すように、加工装置は、成型部１００、研削部２００、ガラス管３を成型部１００と研削部２００にセット、離脱させ、搬送する搬送固定手段４１、搬送固定手段４１を駆動する搬送固定手段駆動部４２、加熱部１２０の位置を駆動する加熱手段駆動部４３、研削部２００の位置を駆動する研削手段駆動部４４、加熱部１２０に混合ガスを供給する燃料供給手段８０、そして搬送固定手段駆動部４２と加熱部駆動部４３と研削部駆動部４４と燃料供給手段８０とを制御する制御部４５から構成されている。
【００６７】
供給手段４０は成型部１００の前段に配置され、材料である内面加工済みのガラス管を供給するようになっている。
【００６８】
成型部１００はピン押圧部１１０と加熱部１２０とから構成され、その細部はつぎのようになっている。
【００６９】
ピン押圧部１１０には、一端を微調整および取り外し可能に保持され、ピン２を垂直に固定した挿通部材１２が設けられ、一対のガラス管押圧爪１６とこのガラス管押圧爪１６に対向して設けられた一対のガラス管外し治具２３が、ピン２が一対のガラス管押圧爪１６の中間になるように配置されている。
【００７０】
一対のガラス管押圧爪１６とこのガラス管押圧爪１６に対向して設けられた一対のガラス管外し治具２３は、ピンの方向に沿って移動可能に設けられている。
【００７１】
ガラス管押圧爪１６は切り欠き部を有し、ガラス管３を挿通部材１２に挿通させたときに、ピン方向に移動させるとガラス管３をかみ、ガラス管３と挿通部材１２を常に平行に保つ。そのとき、ガラス管３の内面にはピン２が頂点一点で当たり、ガラス管３の外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置を一対のガラス管押圧爪１６が押さえるようになっている。
【００７２】
一対のガラス管押圧爪１６をピンの方向と反対方向に移動させると、一対のガラス管外し治具２３は、ピン２がガラス管３の内面から離れる方向に、ガラス管３を動かすようになっている。
【００７３】
搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１により、ガラス管３は成型部１００から外され、研削部に搬送されるようになっている。
【００７４】
加熱部１２０には、バーナー４がバーナーガイドレール２０上を褶動可能に支持されるバーナー保持部１９に、角度と位置を調整可能に設けられている。
【００７５】
バーナー４の角度と位置の調整とバーナーガイドレール２０上の褶動は加熱手段駆動部４３によっておこなわれ、直交する３軸方向に移動できるようになっている。
【００７６】
バーナー４は、ガラス管３を加熱するときだけ、加熱手段駆動部４３によってバーナーガイドレール２０に沿ってガラス管３に対する適正な照射位置に移動し、加熱終了後には退避する。その位置決めはシーケンサとセンサ（図示せず）にもとづいておこなわれる。
【００７７】
バーナー４にはＬＰＧとＯ2 の混合ガスを発生させる燃料供給手段８０が接続され、この燃料供給手段８０には圧力ゲージ（図示せず）とマウスコントローラ（図示せず）が設けられ、常に一定の火力となるようになっている。
【００７８】
研削部２００には回転工具部２１０とクランプ部２２０が設けられており、回転工具部２１０はモーターにより駆動され、端部にゴムディスク３１を設けた回転軸３０を有し、研削の際の負荷をゴムディスク３１の弾力で逃がすようになっている。
【００７９】
一方、クランプ部２２０は次のように構成されている。
【００８０】
クランプ治具３３は、突起部５が形成されたガラス管３を固定する治工具で、樹脂製のコマ３４によってガラス管３を押さえており、突起部の位置の微調整をおこなうための樹脂製のプレート３７がある。
【００８１】
ガラス管３は、搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１によりチャックされる。
【００８２】
また、クランプ治具３３は、クランプ治具３３がガラス管３を押さえた場合にガラス管３の突起部５の突起方向と、回転工具部２１０の回転軸３０が平行を成すような方向にクランプ治具ガイドレール３６を介して褶動可能に設けられている。この褶動は、研削部駆動部４４によりおこなわれるようになっており、ガラス管３の突起部６の研削量を調整できる。位置決めはシーケンサとセンサ（図示せず）にもとづいておこなわれる。
【００８３】
前述の搬送固定手段駆動部４２と加熱部駆動部４３と研削部駆動部４４と燃料供給手段８０は制御部４５により制御される。
【００８４】
つぎに、この加工装置の動作を説明する。
【００８５】
まず、供給手段４０が、予め形状が形成され、内面加工済みのガラス管３を成型部１００に供給する。搬送固定手段４１はピン押圧部にガラス管３をセットする。
【００８６】
搬送固定手段４１は、ガラス管３を挿通部材１２に挿通させピン２を気泡管の注入口を設ける位置に合わせ、ガラス管押圧爪１６でガラス管３を固定する。
【００８７】
この状態で、ガラス管３の内面はピン２の頂点で一点で支えられ、ガラス管３の外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置をガラス管押圧爪１６により、押さえられる。この後に、加熱部１２０でガラス管３を加熱する。
【００８８】
バーナー４をバーナー保持部１９ごとバーナーガイドレール２０に沿って下げると、一定の火力に調整されたバーナー４の炎が、ピン２が内面に当るガラス管３の外面の位置に位置される。
【００８９】
ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化し、ガラス管押圧爪１６でガラス管３が押さえられているので、ガラス管３は挿通部材１２に当たるまで平行に落ちると同時に、ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、ピン２の当っていた部分がピン２の形に突起部５を形成する。
【００９０】
バーナー４は加熱が済んだらバーナーガイドレール２０に沿って引き上げられ、上方に回避する。
【００９１】
突起部５が設けられたガラス管３は、ガラス管押圧爪１６を外されて、ガラス管押圧爪１６に対向して設けられたガラス管外し治具２３により上方に持ち上げられ、ガラス管３に形成された突起部５からピン２が抜かれる。そして、搬送固定手段４１により横方向に移動されて挿通部材１２から外される。
【００９２】
挿通部材１２から外され成型部１００から離脱されたガラス管３は、搬送固定手段４１により、研削部２００に搬送される。
【００９３】
ガラス管３は、搬送固定手段４１によりクランプ部２２０にセットされる。そして、ガラス管３は、搬送固定手段４１によりクランプ治具３３にはめこまれ、樹脂製のコマ３４によって押さえられて、突起部５が適正な位置になるように樹脂製のプレート３７で支えられる。
【００９４】
回転工具部２１０の回転軸３０を回転させ、ゴムディスク３１の端面のダイヤモンドシール３２で突起部５の先端を研削する。その研削量は、クランプ治具３３をクランプ治具ガイドレール３６上で移動させることで調整する。
【００９５】
研削が済み注入口７が形成されたガラス管３は搬送固定手段４１により、クランプ治具３３から外され、研削部から離脱する。このようにして、所望の寸法の注入口を自動的に量産することができる。
【００９６】
これらの実施例では、ピン２の形状および寸法はガラス管に形成される突起部５の形状および寸法に直接反映される。したがって、注入口７の形状および寸法はピン２の形状および寸法を変えることで自在に変えることができる。丸形、三角、四角、多角形などの様々な形状のピン２を用いることで丸形、三角、四角、多角形などの様々な形状の注入口７を寸法精度を保って量産することもできる。
【００９７】
また、これらの実施例で、加熱部１２０にはバーナーを採用しているが、バーナーに限らず、電熱コイルやレーザーを加熱部１２０に採用することも可能である。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、予め形状が形成されたガラス管の管壁を管内から管外にむけてピンで押圧しながら、その押圧している箇所をめがけてガラス管の外から部分的に加熱し、その加熱によって塑性変形したガラス管にピンの押圧によって突起部を形成し、突起部が所定の長さになったところでピンを突起部から離間させ、挿通部材が前記ガラス管から抜き、突起部の先端部を研削によって開口させて液体注入口を形成するので、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することができるという効果を奏する。
【００９９】
請求項２に記載の気泡管の液体注入口の加工方法によれば、ガラス管にかけられる荷重の度合を調整することによって、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することができるという効果を奏する。
【０１００】
請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、加熱手段、研削手段によって、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することができるという効果を奏する。
【０１０１】
請求項４に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられているので、挿通部材の挿通方向と荷重手段による荷重の大きさを調整することによって、突起部をガラス管に対して直交させて形成することができるという効果を奏する。
【０１０２】
請求項５に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけるので、ガラス管は爪と重錘との間で確実に把持され、ガラス管はピンによる押圧方向に対して直交する方向にずれにくくなるという効果を奏する。
【０１０３】
請求項６に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、予め形状が形成されたガラス管は加熱手段によって部分的に加熱され、またピン押圧手段によってガラス管は内側から押圧される。ピン押圧手段で押圧されガラス管の外側に形成された突起部からピンを抜くために、ガラス管がマニピュレータもしくはガラス管外し治具により移動され、または挿通部材が移動部材によりを移動される。この突起部の端部は、挿通部材がガラス管から抜かれた後に研削手段によって研削されてその端部に液体注入口が形成される。加熱手段とピン押圧手段とからなる成形部には、ガラス管を供給する供給手段と、成型部と研削手段との間でガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段が設けられ、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、研削手段を移動させる研削手段駆動部と、加熱手段に混合ガス（燃料）を供給する燃料供給手段とが設けられ、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とは、制御部によって制御されるので、ガラス管のセッティングから液体注入口の製作までを自動的におこなうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１の加工方法を示す概略図である。
【図２】この発明の実施例２の加工装置を示す図である。
【図３】この発明の実施例３の加工装置を示す概念図である。
【図４】この発明の実施例３の加工装置を示す概略斜視図である。
【図５】従来の加工方法を示す概略図である。
【符号の説明】
３ ガラス管
１２ 挿通部材
２ ピン
４ バーナー（加熱手段）
３１ ゴムディスク（研削手段）
１７ 重錘（荷重手段）
１６ ガラス管押圧爪（荷重手段）
１５ ガラス管押圧爪保持部材（移動部材）
５ 突起部
４０ 供給手段
１００ 成形部
４１ 搬送固定手段
４２ 搬送固定手段駆動部
４３ 加熱手段駆動部
４４ 研削手段駆動部
８０ 燃料供給手段
４５ 制御部
【産業上の利用分野】
この発明は、気泡管の液体注入口を製作する加工方法および加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平面または垂直面からの偏差を測定するために、水準器やクリノメータなどの測定器具が用いられている。
【０００３】
この種の測定器具には、断面が円形で上に凸に湾曲されたガラス管内に少しの空間（気泡）を残してエーテルなどの適当な液体が注入されている気泡管が設けられている。測定者は、この気泡管を観察してその気泡が基準位置からどれだけずれているかを測定することによって、測定対象とする面が水平面または垂直面からどれだけ偏差しているかを知ることができる。
【０００４】
このような気泡管を製作するにあたっては、気泡管に液体を注入するための注入口の長さおよび口径を適正な寸法で製作する必要がある。
【０００５】
従来、この注入口の製作は、図５に示すようないわゆるブロー方式でおこなわれるのが一般的であった。すなわち、図中（ａ）に示すように、ガラス管の一方端部を塞いで、他方端部から加工者がエアー（圧力）を送り込み、バーナーをガラス管の表面に近付け、ガラス管の一部を加熱して塑性変形させる。そして、図中（ｂ）に示すように、エアーの圧力により塑性変形した部分を外側に膨らませる。すると、図中（ｃ）に示すように、突起部が形成される。さらに、エアーを吹き込んで図中（ｄ）に示すように、その突起部の先端を吹き抜いて開口させて注入口を製作するというものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような方法では、注入口の形状および寸法はエアーの圧力の変化とバーナー照射の位置および強さのばらつきにより大きく変化し、熟練した加工者のみが加工可能であるうえ、寸法精度も安定しないという不具合があった。
【０００７】
この発明は、このような実情を背景としてなされたもので、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することのできる加工方法及び加工装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の気泡管の液体注入口の加工方法は、予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管の管内にピンが設けられた挿通部材を挿通し、このピンの長手方向を前記ガラス管の直径方向に向け、このピンで前記ガラス管の管壁を押圧しながらその押圧している箇所を部分的に前記ガラス管の外から加熱することにより前記ガラス管を塑性変形させつつ前記ガラス管に突起部を形成し、前記突起部が所定の長さになったところで前記ピンを前記突起部から離間させ、前記挿通部材を前記ガラス管から抜き、前記突起部の先端部を研削によって開口させて液体注入口を形成することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の気泡管の液体注入口の加工方法は、前記ピンは、前記挿通部材に垂直に設けられており、該挿通部材は、前記ピンが前記ガラス管の長手方向と直交するように該ガラス管内に挿通され、前記挿通部材を固定して前記ガラス管に荷重をかけることにより前記ガラス管の直径方向外側に向けてピンで押圧することを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管内に挿通される挿通部材と、この挿通部材に取り付けられて前記ガラス管の管壁を管内から押圧するピンと、前記ガラス管の被押圧部を部分的に加熱する加熱手段と、前記ピンの押圧により前記ガラス管の外側に形成された突起部から前記ピンを抜くために前記ガラス管を移動させるマニピュレータもしくはガラス管外し治具または前記突起部から前記ピンを抜くために前記挿通部材を移動させる移動部材と、前記突起部の端部を前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれた後に研削する研削手段とからなることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけることを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の気泡管の液体注入口加工装置は、予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管内に挿通される挿通部材と、この挿通部材に取り付けられて前記ガラス管の管壁を管内から押圧するピンと、前記ガラス管の被押圧部を部分的に加熱する加熱手段と、前記ピンの押圧により前記ガラス管の外側に形成された突起部から前記ピンを抜くために前記ガラス管を移動させるマニピュレータもしくはガラス管外し治具または前記突起部から前記ピンを抜くために前記挿通部材を移動させる移動部材と、前記突起部の端部を前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれた後に研削する研削手段を備え、前記加熱手段と前記ピン押圧手段とから成形部が構成され、この成形部に前記ガラス管を供給する供給手段と、前記成形部と前記研削手段との間で前記ガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段と、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、前記加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、前記研削手段を移動させる研削手段駆動部と、前記加熱手段に燃料を供給する燃料供給手段と、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とを制御する制御部とが設けられていることを特徴としている。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載の気泡管の液体注入口の加工方法によれば、予め形状が形成されたガラス管の管壁が管内から管外にむけてピンで押圧されながら、その押圧している箇所をめがけてガラス管の外から部分的に加熱される。ガラス管は、その加熱によって塑性変形し、前記ピンの押圧によって突起部が形成される。前記突起部が所定の長さになったところで前記ピンが突起部から離間され、前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれ、前記突起部の先端部が研削によって開口される。
【００１５】
請求項２に記載の気泡管の液体注入口の加工方法によれば、長手方向と直交させてピンを垂直に設けた挿通部材がガラス管内に挿通される。そして、前記挿通部材が固定されて前記ガラス管に荷重がかけられる。これによって、前記ガラス管の内側がピンで押圧されることとなる。
【００１６】
請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、挿通部材が予め形状が形成されたガラス管内に挿通され、ピンによってガラス管の内側から押圧される被押圧部が加熱手段によって部分的に加熱される。この加熱によってガラス管の外側に形成された突起部からピンを抜くために、ガラス管がマニピュレータもしくはガラス管外し治具により移動され、または挿通部材が移動部材によりを移動される。この突起部の端部は、挿通部材がガラス管から抜かれた後に研削手段によって研削され、その箇所に液体注入口が形成される。
【００１７】
請求項４に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられているので、挿通部材の挿通方向と荷重手段による荷重の大きさを調整することによって、突起部をガラス管に対して直交させて形成することができる。
【００１８】
請求項５に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけるので、ガラス管は爪と重錘との間で確実に把持され、ガラス管はピンによる押圧方向に対して直交する方向にずれにくくなる。
【００１９】
請求項６に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、予め形状が形成されたガラス管は加熱手段によって部分的に加熱され、またピン押圧手段によってガラス管は内側から押圧される。ピン押圧手段で押圧されガラス管の外側に形成された突起部からピンを抜くために、ガラス管がマニピュレータもしくはガラス管外し治具により移動され、または挿通部材が移動部材によりを移動される。この突起部の端部は、挿通部材がガラス管から抜かれた後に研削手段によって研削されてその端部に液体注入口が形成される。加熱手段とピン押圧手段とからなる成形部には、ガラス管を供給する供給手段と、成型部と研削手段との間でガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段が設けられ、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、研削手段を移動させる研削手段駆動部と、加熱手段に混合ガス（燃料）を供給する燃料供給手段とが設けられ、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とは、制御部によって制御されるので、ガラス管のセッティングから液体注入口の製作までを自動的におこなうことができる。
【００２０】
【実施例】
以下、この発明を図面に示す実施例にもとづいて説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は、実施例１の加工方法を示すものである。
【００２２】
図中（ａ）に示すように、まず、極く細いピン２を垂直に設けた棒材１を予め形状が形成され、内面加工済みのガラス管３に挿入する。この棒材１は、固定部材８に水平に固定されている。そして、ガラス管３の外部からピン２の上の位置にめがけてバーナー４をあてて部分的に加熱する。
【００２３】
この加熱中に、図中（ｂ）に示すように、ガラス管３のピン２の位置の両側の少し離れた等間隔の位置に、上方からマニピュレータ９、９によって荷重ｆをかけて、ガラス管３を内面が棒材１に当るまで平行に押し当てると、ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、ピン２の当っていた部分は、ピン２の形状にならって突起部５として形成される。
【００２４】
形成された突起部５からピン２が抜けるまでガラス管３をマニピュレータ９、９によって引き上げ、ピン２を突起部から抜き、棒材１をガラス管３から抜く。
【００２５】
ガラス管３の突起部５は自然に冷めて、やがて硬化する。このときには突起部５の先端は閉じたままで、その先端をゴムディスク式研削工具６で研削し、注入口７を形成する。注入口７の高さはゴムディスク式研削工具６の送り幅により自由に調整できる。ゴムディスク式研削工具６を用いるのは、余計な力が突起部５にかかるのを避けて研削時の割れを防ぐためである。このような方法を採ることにより、熟練者でなくとも所定の寸法の注入口を加工することができる。
【００２６】
また、ガラス管３を固定しピン２を移動させる方法を図１（ｅ）〜（ｈ）に示す。
【００２７】
まず、図中（ｅ）に示すように、ピン２を垂直に設けた棒材１を予め形状が形成され、内面加工済みのガラス管３に挿入する。なお、ガラス管３は、上下方向から一対の把持手段１１、１１によって固定され、また、棒材１は、上下方向に昇降する移動部材１０に水平に固定されている。そして、図中（ｆ）に示すように、ガラス管外部からピン２の上に相当する位置に向けてバーナー４をあてて部分的に加熱し、ピン２をガラス管の内面が棒材１に当るまで押し当てる、すなわち棒材１を移動部材１０によって上方に移動させると、ガラス管３のバーナーにより加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、ピン２の当っていた部分は、ピン２の形状にならって突起部５として形成される。このあと、ピン２を突起部５から抜くようにして離間させ、ピン２を設けた棒材１をガラス管３から抜く。
【００２８】
突起部５が形成されたガラス管３の突起部５は自然に冷めて、硬化する。
【００２９】
つぎに、図中（ｇ）に示すように、突起部５の先端をゴムディスク式研削工具６で研削し、注入口７を形成させる。
【００３０】
（実施例２）
つぎに、この発明による加工装置の実施例を図２〜図４を用いて説明する。
【００３１】
本装置は、図２に示すように、成型部１００と研削部２００とから大略構成され、その成型部１００は、ガラス管３をピンで押圧するピン押圧部１１０とガラス管を加熱する加熱部１２０とから構成されている。
【００３２】
ピン押圧部１１０は、つぎのような構成となっている。
【００３３】
基板３００に、鉛直に上方に向けてピン保持部材固定治具３０１が立設され、このピン保持部材固定治具３０１の上部には、挿通部材１２の一端が、微調整および取り外し可能に固定されている。挿通部材１２には、ピン２が垂直に固定されている。ピン２の材質は溶融状態のガラスとの密着を防ぐために、ステンレスまたは窒化ボロンとされている（なお、この他にピン２に離型剤として窒化ボロンを塗布するようにしてもよい）。
【００３４】
また、基板３００にはピン保持部材固定治具３０１に隣接してスライドベース１４が鉛直に立設されている。
【００３５】
スライドベース１４には、後述する爪（ガラス管押圧爪）を保持するガラス管押圧爪保持部材１５が設けられ、このガラス管押圧爪保持部材１５はスライドベース１４に沿って上下方向に褶動可能とされている。このガラス管押圧爪保持部材１５には、上部に一対のガラス管押圧爪１６とこのガラス管押圧爪１６に対峙して設けられた一対のガラス管外し治具２３とが固定され、下方には重錘１７が固定されている。
【００３６】
このガラス管押圧爪１６は円形もしくは三角形の切り欠き部１８を有し、ガラス管３を挿通部材１２と常に平行に保ち、また、常に所定の加重がかかりこの切り欠き部でガラス管３が水平方向にずれないようにかみ込むようになっている。
【００３７】
ここで、ピン保持部材固定治具３０１とスライドベース１４は、挿通部材１２の固定部での固定の度合の微調整の範囲内でピン２が一対のガラス管押圧爪１６の中間になるように配置されており、これらの構成により、ガラス管３を挿通部材１２に貫通させると、ガラス管３の内面からはピン２の頂点のみ、すなわち一点で支えられ、ガラス管３外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置を一対のガラス管押圧爪１６により、ガラス管押圧爪保持部材１５とそれに設けられた重錘１７の合計重量で加重されることになる。
【００３８】
加熱部１２０はつぎのように構成されている。
【００３９】
基板３００には、バーナーガイドレール２０が垂直上方に立設され、このバーナーガイドレール２０にはバーナー保持部１９を上下に褶動可能に支持されている。このバーナー保持部１９は、加熱手段としてのバーナー４の角度と位置を調整可能に保持するものである。
【００４０】
バーナーガイドレール２０には、バーナーガイドレール２０上の任意の位置にバーナー４を固定可能なストッパー２１と、バーナー保持部１９とバーナーガイドレール２０の上部を支点とする引っ張りバネ２２とが設けられ、バーナー４はバーナー保持部１９とともに平常時はバーナーガイドレール２０の上部にとどまり、使用時だけストッパー２１の所までバーナーガイドレール２０に沿って手で引き下げ、手を離すと自動的にバーナーガイドレール２０の上部に戻るようになっている。
【００４１】
バーナー４にはＬＰＧとＯ2 との混合ガスを発生する燃料供給手段が接続され、この燃料供給手段には、圧力ゲージとマウスコントローラが設けられ、常に一定の火力となるようになっている。
【００４２】
バーナー保持部１９をバーナー４ごとバーナーガイドレール２０に沿って引き下げ、引っ張りバネ２２が伸びた状態でバーナー保持部１９を調整して、一定の火力に調整されたバーナー４の炎は、ピン２が内面に当るガラス管３外面の位置に適切にあたるように設定され、その位置でバーナーガイドレール２０にストッパー２１を固定する。このように設定すると、バーナー４は使用しないときは引っ張りバネ２２で引っ張られバーナーガイドレール２０に沿って引き上げられて上方に回避し、使用時にはバーナー保持部１９をバーナー４ごとバーナーガイドレール２０に沿ってストッパー２１に当たるまで引き下げると、一定の火力に調整されたバーナー４の炎が、ピン２が内面に当るガラス管３外面の位置に適切にあたるようになる。
【００４３】
研削部２００は主に回転工具部２１０とクランプ部２２０とから構成されている。
【００４４】
回転工具部２１０はモーターにより駆動される回転軸３０を持ち、回転軸３０の端部にはゴムディスク３１が設けられている。このゴムディスク３１の端面にはダイヤモンドシール３２が張り付けられており、被加工物にあたると余計な力をゴムディスク３１の弾力で逃がすようになっている。
【００４５】
一方、クランプ部２２０は次のような構成となっている。
【００４６】
クランプ治具３３は、突起部５が形成されたガラス管３を固定する治具で、樹脂製のコマ３４によってガラス管３を押さえるもので、突起部５の位置の微調整をおこなうための樹脂製のプレート３７がねじで押さえてあり、突起部５を支えている。ゴムディスク式研削工具６は台座３５に固定されている。
【００４７】
また、クランプ治具３３は、クランプ治具３３がガラス管３を押さえた場合にガラス管３の突起部５の突起方向と、回転工具部２１０の回転軸３０が平行を成すように、かつ回転工具部２１０の回転軸３０の軸方向に移動可能なようにクランプ治具ガイドレール３６によって台座３５に褶動可能に固定されている。
【００４８】
このような配置とすることで、ガラス管３の突起部５の研削量は、クランプ治具３３をクランプ治具ガイドレール３６上で移動させることで調整できる。
【００４９】
つぎに、加工の工程を説明する。
【００５０】
まず、ガラス管押圧爪保持部材１５をスライドベース１４に沿って引上げ、ガラス管押圧爪１６を挿通部材１２から離す。そして、予め形状が形成されたガラス管３を挿通部材１２に貫通させ、ピン２が気泡管の注入口を設けたい位置に合うようする。そして、ガラス管押圧爪保持部材１５を下ろし、ガラス管押圧爪１６でガラス管３を固定する。
【００５１】
この状態で、ガラス管３内面はピン２の頂点で一点で支えられる。また、ガラス管３外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置が、ガラス管押圧爪１６により、ガラス管押圧爪保持部材１５とそれに設けられた重錘１７の合計重量で加重されることとなる。
【００５２】
このあと、燃料供給手段の圧力ゲージとマウスコントローラにより、常に一定の火力となるよう調整されたバーナー４をバーナー保持部１９ごとバーナーガイドレール２０に沿ってストッパー２１に当たるまで引き下げる。これによって、一定の火力に調整されたバーナー４の炎が、ピン２が内面に当るガラス管３外面の位置に適切にあたる。
【００５３】
バーナー４により加熱されたガラス管３の所要の部分は軟化し、ガラス管押圧爪保持部材１５とそれに設けられた重錘１７の合計重量がガラス管押圧爪１６でガラス管３に加重されているので、ガラス管３は挿通部材１２に当たるまで平行に落ちると同時に、ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、極細ピン２の当っていた部分がピン２の形にならって突起部５を形成する。
【００５４】
バーナー４は加熱が済んだら引き下げるのを止めれば、引っ張りバネ２２に引っ張られバーナーガイドレール２０に沿って引き上げられ、上方に回避する。
【００５５】
ガラス管３が自然に冷めた後、ガラス管押圧爪保持部材１５をスライドベース１４に沿って引上げ、ガラス管押圧爪１６をガラス管３から外す。
【００５６】
そして、ガラス管押圧爪１６に対向して設けられたガラス管外し治具２３によりガラス管３を上方に持ち上げ、ガラス管３に形成された突起部５からピン２を抜き、横方向に移動させ挿通部材１２から外す。
【００５７】
この段階では、突起部５の先端は閉じたままなので、ガラス管３をクランプ治具３３にはめ込み、樹脂製のコマ３４によって押さえ、突起部５が適正な位置になるように樹脂製のプレート３７で突起部５を支える。
【００５８】
ゴムディスク式研削工具６の回転軸３０を回転させ、ゴムディスク３１の端面のダイヤモンドシール３２で突起部５の先端を研削する。このときの研削量は、クランプ治具３３をクランプ治具ガイドレール３６上で移動させることで調整する。
【００５９】
このようにして、熟練者でなくとも所定の寸法の気泡管の液体注入口を加工することができる。
【００６０】
（実施例３）
図３は、この加工装置を自動化したものの概念を示すものである。
【００６１】
この加工装置は、液体注入口のための突起部を成形する工程と、その先端部を研削する工程とを備え、予め形状が形成されたガラス管３を自動供給することにより自動加工装置としたものである。
【００６２】
ガラス管３は搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１により図中ＡからＢ方向へ着脱され搬送されるようにする。
【００６３】
加熱部１２０と研削部２００はそれぞれ、加熱手段駆動部４３と研削手段駆動部４４により、直交する３軸方向にガイドレール（図示せず）とシーケンサ（図示せず）およびセンサー（図示せず）により移動し位置決めされるようになっている。燃料供給手段８０には、前述したように圧力ゲージとマウスコントローラ（図示せず）が搭載され、常に適正な火力が得られるようになっている。加熱手段駆動部４３と研削手段駆動部４４と燃料供給手段８０と搬送固定手段駆動部４２とは、制御部４５により制御される。
【００６４】
供給手段（図示せず）より供給されるガラス管３には、挿通部材１２が挿通され、内面からピン２で押圧される。一方、外側からは、加熱部１２０がガイドレール（図示せず）とシーケンサ（図示せず）およびセンサー（図示せず）にもとづいて加熱手段駆動部４３で移動されて位置決めされる。
【００６５】
突起部が形成されたガラス管３は、搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１により挿通部材１２より離脱されて研削部２００まで搬送される。 ガイドレール（図示せず）とシーケンサ（図示せず）およびセンサー（図示せず）にもとづいて研削手段駆動部４４によって研削部２００は移動され、突起部の端部が所定量研削され、注入口が自動的に加工される。
【００６６】
図４に示すように、加工装置は、成型部１００、研削部２００、ガラス管３を成型部１００と研削部２００にセット、離脱させ、搬送する搬送固定手段４１、搬送固定手段４１を駆動する搬送固定手段駆動部４２、加熱部１２０の位置を駆動する加熱手段駆動部４３、研削部２００の位置を駆動する研削手段駆動部４４、加熱部１２０に混合ガスを供給する燃料供給手段８０、そして搬送固定手段駆動部４２と加熱部駆動部４３と研削部駆動部４４と燃料供給手段８０とを制御する制御部４５から構成されている。
【００６７】
供給手段４０は成型部１００の前段に配置され、材料である内面加工済みのガラス管を供給するようになっている。
【００６８】
成型部１００はピン押圧部１１０と加熱部１２０とから構成され、その細部はつぎのようになっている。
【００６９】
ピン押圧部１１０には、一端を微調整および取り外し可能に保持され、ピン２を垂直に固定した挿通部材１２が設けられ、一対のガラス管押圧爪１６とこのガラス管押圧爪１６に対向して設けられた一対のガラス管外し治具２３が、ピン２が一対のガラス管押圧爪１６の中間になるように配置されている。
【００７０】
一対のガラス管押圧爪１６とこのガラス管押圧爪１６に対向して設けられた一対のガラス管外し治具２３は、ピンの方向に沿って移動可能に設けられている。
【００７１】
ガラス管押圧爪１６は切り欠き部を有し、ガラス管３を挿通部材１２に挿通させたときに、ピン方向に移動させるとガラス管３をかみ、ガラス管３と挿通部材１２を常に平行に保つ。そのとき、ガラス管３の内面にはピン２が頂点一点で当たり、ガラス管３の外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置を一対のガラス管押圧爪１６が押さえるようになっている。
【００７２】
一対のガラス管押圧爪１６をピンの方向と反対方向に移動させると、一対のガラス管外し治具２３は、ピン２がガラス管３の内面から離れる方向に、ガラス管３を動かすようになっている。
【００７３】
搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１により、ガラス管３は成型部１００から外され、研削部に搬送されるようになっている。
【００７４】
加熱部１２０には、バーナー４がバーナーガイドレール２０上を褶動可能に支持されるバーナー保持部１９に、角度と位置を調整可能に設けられている。
【００７５】
バーナー４の角度と位置の調整とバーナーガイドレール２０上の褶動は加熱手段駆動部４３によっておこなわれ、直交する３軸方向に移動できるようになっている。
【００７６】
バーナー４は、ガラス管３を加熱するときだけ、加熱手段駆動部４３によってバーナーガイドレール２０に沿ってガラス管３に対する適正な照射位置に移動し、加熱終了後には退避する。その位置決めはシーケンサとセンサ（図示せず）にもとづいておこなわれる。
【００７７】
バーナー４にはＬＰＧとＯ2 の混合ガスを発生させる燃料供給手段８０が接続され、この燃料供給手段８０には圧力ゲージ（図示せず）とマウスコントローラ（図示せず）が設けられ、常に一定の火力となるようになっている。
【００７８】
研削部２００には回転工具部２１０とクランプ部２２０が設けられており、回転工具部２１０はモーターにより駆動され、端部にゴムディスク３１を設けた回転軸３０を有し、研削の際の負荷をゴムディスク３１の弾力で逃がすようになっている。
【００７９】
一方、クランプ部２２０は次のように構成されている。
【００８０】
クランプ治具３３は、突起部５が形成されたガラス管３を固定する治工具で、樹脂製のコマ３４によってガラス管３を押さえており、突起部の位置の微調整をおこなうための樹脂製のプレート３７がある。
【００８１】
ガラス管３は、搬送固定手段駆動部４２により駆動される搬送固定手段４１によりチャックされる。
【００８２】
また、クランプ治具３３は、クランプ治具３３がガラス管３を押さえた場合にガラス管３の突起部５の突起方向と、回転工具部２１０の回転軸３０が平行を成すような方向にクランプ治具ガイドレール３６を介して褶動可能に設けられている。この褶動は、研削部駆動部４４によりおこなわれるようになっており、ガラス管３の突起部６の研削量を調整できる。位置決めはシーケンサとセンサ（図示せず）にもとづいておこなわれる。
【００８３】
前述の搬送固定手段駆動部４２と加熱部駆動部４３と研削部駆動部４４と燃料供給手段８０は制御部４５により制御される。
【００８４】
つぎに、この加工装置の動作を説明する。
【００８５】
まず、供給手段４０が、予め形状が形成され、内面加工済みのガラス管３を成型部１００に供給する。搬送固定手段４１はピン押圧部にガラス管３をセットする。
【００８６】
搬送固定手段４１は、ガラス管３を挿通部材１２に挿通させピン２を気泡管の注入口を設ける位置に合わせ、ガラス管押圧爪１６でガラス管３を固定する。
【００８７】
この状態で、ガラス管３の内面はピン２の頂点で一点で支えられ、ガラス管３の外面は、上部のピン２に当る位置の両側の位置をガラス管押圧爪１６により、押さえられる。この後に、加熱部１２０でガラス管３を加熱する。
【００８８】
バーナー４をバーナー保持部１９ごとバーナーガイドレール２０に沿って下げると、一定の火力に調整されたバーナー４の炎が、ピン２が内面に当るガラス管３の外面の位置に位置される。
【００８９】
ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化し、ガラス管押圧爪１６でガラス管３が押さえられているので、ガラス管３は挿通部材１２に当たるまで平行に落ちると同時に、ガラス管３のバーナー４により加熱された部分は軟化しているのでピン２に突かれて塑性変形し、ピン２の当っていた部分がピン２の形に突起部５を形成する。
【００９０】
バーナー４は加熱が済んだらバーナーガイドレール２０に沿って引き上げられ、上方に回避する。
【００９１】
突起部５が設けられたガラス管３は、ガラス管押圧爪１６を外されて、ガラス管押圧爪１６に対向して設けられたガラス管外し治具２３により上方に持ち上げられ、ガラス管３に形成された突起部５からピン２が抜かれる。そして、搬送固定手段４１により横方向に移動されて挿通部材１２から外される。
【００９２】
挿通部材１２から外され成型部１００から離脱されたガラス管３は、搬送固定手段４１により、研削部２００に搬送される。
【００９３】
ガラス管３は、搬送固定手段４１によりクランプ部２２０にセットされる。そして、ガラス管３は、搬送固定手段４１によりクランプ治具３３にはめこまれ、樹脂製のコマ３４によって押さえられて、突起部５が適正な位置になるように樹脂製のプレート３７で支えられる。
【００９４】
回転工具部２１０の回転軸３０を回転させ、ゴムディスク３１の端面のダイヤモンドシール３２で突起部５の先端を研削する。その研削量は、クランプ治具３３をクランプ治具ガイドレール３６上で移動させることで調整する。
【００９５】
研削が済み注入口７が形成されたガラス管３は搬送固定手段４１により、クランプ治具３３から外され、研削部から離脱する。このようにして、所望の寸法の注入口を自動的に量産することができる。
【００９６】
これらの実施例では、ピン２の形状および寸法はガラス管に形成される突起部５の形状および寸法に直接反映される。したがって、注入口７の形状および寸法はピン２の形状および寸法を変えることで自在に変えることができる。丸形、三角、四角、多角形などの様々な形状のピン２を用いることで丸形、三角、四角、多角形などの様々な形状の注入口７を寸法精度を保って量産することもできる。
【００９７】
また、これらの実施例で、加熱部１２０にはバーナーを採用しているが、バーナーに限らず、電熱コイルやレーザーを加熱部１２０に採用することも可能である。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、予め形状が形成されたガラス管の管壁を管内から管外にむけてピンで押圧しながら、その押圧している箇所をめがけてガラス管の外から部分的に加熱し、その加熱によって塑性変形したガラス管にピンの押圧によって突起部を形成し、突起部が所定の長さになったところでピンを突起部から離間させ、挿通部材が前記ガラス管から抜き、突起部の先端部を研削によって開口させて液体注入口を形成するので、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することができるという効果を奏する。
【００９９】
請求項２に記載の気泡管の液体注入口の加工方法によれば、ガラス管にかけられる荷重の度合を調整することによって、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することができるという効果を奏する。
【０１００】
請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、加熱手段、研削手段によって、気泡管の液体注入口を、その形状および寸法の精度を安定させて製作することができるという効果を奏する。
【０１０１】
請求項４に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられているので、挿通部材の挿通方向と荷重手段による荷重の大きさを調整することによって、突起部をガラス管に対して直交させて形成することができるという効果を奏する。
【０１０２】
請求項５に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけるので、ガラス管は爪と重錘との間で確実に把持され、ガラス管はピンによる押圧方向に対して直交する方向にずれにくくなるという効果を奏する。
【０１０３】
請求項６に記載の気泡管の液体注入口加工装置によれば、予め形状が形成されたガラス管は加熱手段によって部分的に加熱され、またピン押圧手段によってガラス管は内側から押圧される。ピン押圧手段で押圧されガラス管の外側に形成された突起部からピンを抜くために、ガラス管がマニピュレータもしくはガラス管外し治具により移動され、または挿通部材が移動部材によりを移動される。この突起部の端部は、挿通部材がガラス管から抜かれた後に研削手段によって研削されてその端部に液体注入口が形成される。加熱手段とピン押圧手段とからなる成形部には、ガラス管を供給する供給手段と、成型部と研削手段との間でガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段が設けられ、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、研削手段を移動させる研削手段駆動部と、加熱手段に混合ガス（燃料）を供給する燃料供給手段とが設けられ、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とは、制御部によって制御されるので、ガラス管のセッティングから液体注入口の製作までを自動的におこなうことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１の加工方法を示す概略図である。
【図２】この発明の実施例２の加工装置を示す図である。
【図３】この発明の実施例３の加工装置を示す概念図である。
【図４】この発明の実施例３の加工装置を示す概略斜視図である。
【図５】従来の加工方法を示す概略図である。
【符号の説明】
３ ガラス管
１２ 挿通部材
２ ピン
４ バーナー（加熱手段）
３１ ゴムディスク（研削手段）
１７ 重錘（荷重手段）
１６ ガラス管押圧爪（荷重手段）
１５ ガラス管押圧爪保持部材（移動部材）
５ 突起部
４０ 供給手段
１００ 成形部
４１ 搬送固定手段
４２ 搬送固定手段駆動部
４３ 加熱手段駆動部
４４ 研削手段駆動部
８０ 燃料供給手段
４５ 制御部
Claims (6)
- 予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管の管内にピンが設けられた挿通部材を挿通し、このピンの長手方向を前記ガラス管の直径方向に向け、このピンで前記ガラス管の管壁を押圧しながらその押圧している箇所を部分的に前記ガラス管の外から加熱することにより前記ガラス管を塑性変形させつつ前記ガラス管に突起部を形成し、前記突起部が所定の長さになったところで前記ピンを前記突起部から離間させ、前記挿通部材を前記ガラス管から抜き、前記突起部の先端部を研削によって開口させて液体注入口を形成することを特徴とする気泡管の液体注入口の加工方法。
- 前記ピンは、前記挿通部材に垂直に設けられており、該挿通部材は、前記ピンが前記ガラス管の長手方向と直交するように該ガラス管内に挿通され、前記挿通部材を固定して前記ガラス管に荷重をかけることにより前記ガラス管の直径方向外側に向けてピンで押圧することを特徴とする請求項１記載の気泡管の液体注入口の加工方法。
- 予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管内に挿通される挿通部材と、この挿通部材に取り付けられて前記ガラス管の管壁を管内から押圧するピンと、前記ガラス管の被押圧部を部分的に加熱する加熱手段と、前記ピンの押圧により前記ガラス管の外側に形成された突起部から前記ピンを抜くために前記ガラス管を移動させるマニピュレータもしくはガラス管外し治具または前記突起部から前記ピンを抜くために前記挿通部材を移動させる移動部材と、前記突起部の端部を前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれた後に研削する研削手段とからなることを特徴とする気泡管の液体注入口加工装置。
- 前記ピンは前記挿通部材の長手方向と直交させて設けられ、前記ガラス管に荷重をかける荷重手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の気泡管の液体注入口加工装置。
- 前記荷重手段は、前記ピンの長手方向に平行移動可能とされる移動部材と、この移動部材に設けられた重錘と一対の爪とから構成され、この爪により前記ガラス管を外側から押さえ、前記重錘により前記移動部材を下方に移動させ、前記爪により前記ガラス管に荷重をかけることを特徴とする請求項４記載の気泡管の液体注入口加工装置。
- 予め形状が形成されかつ少なくとも一方端部が開放しているガラス管内に挿通される挿通部材と、この挿通部材に取り付けられて前記ガラス管の管壁を管内から押圧するピンと、前記ガラス管の被押圧部を部分的に加熱する加熱手段と、前記ピンの押圧により前記ガラス管の外側に形成された突起部から前記ピンを抜くために前記ガラス管を移動させるマニピュレータもしくはガラス管外し治具または前記突起部から前記ピンを抜くために前記挿通部材を移動させる移動部材と、前記突起部の端部を前記挿通部材が前記ガラス管から抜かれた後に研削する研削手段とを備え、
前記加熱手段と前記ピン押圧手段とから成形部が構成され、この成形部に前記ガラス管を供給する供給手段と、前記成形部と前記研削手段との間で前記ガラス管を搬送するとともに所定位置に固定させる搬送固定手段と、この搬送固定手段を駆動する搬送固定手段駆動部と、前記加熱手段を移動させる加熱手段駆動部と、前記研削手段を移動させる研削手段駆動部と、前記加熱手段に燃料を供給する燃料供給手段と、前記搬送固定手段駆動部と前記加熱手段駆動部と研削手段駆動部と前記燃料供給手段とを制御する制御部とが設けられていることを特徴とする気泡管の液体注入口加工装置。
Priority Applications (1)
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| JP04536795A JP3720073B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 気泡管の液体注入口の加工方法および加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04536795A JP3720073B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 気泡管の液体注入口の加工方法および加工装置 |
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| JPH08239233A JPH08239233A (ja) | 1996-09-17 |
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| JP04536795A Expired - Fee Related JP3720073B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 気泡管の液体注入口の加工方法および加工装置 |
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