JP3936463B2 - ガラス有底管の成形方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス有底管の成形方法および装置に関し、詳しくはガラスまたは石英で作成したガラス有底管素材を外部および内部から加熱して軟化させ、ガラス有底管素材の内部に挿入配置した芯金の形状に合わせた角形のガラス有底管を製造するガラス有底管の成形方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス有底管素材を加熱しガラス有底管を真空成形する方法および装置に関する技術としては、特開平４―３１３３０号公報に記載された有底管を加熱真空成形するための炉が知られている。
【０００３】
この炉は、炉内に管状放熱体を配置するとともに、この管状放熱体の周囲にヒータを備えて構成されている。そして、その成形方法は、ヒータからの熱輻射により管状放熱体を均一に加熱した後、芯金を内部に挿入配置したガラス有底管素材を炉外から管状放熱体の中に挿入してガラス有底管素材を加熱し、芯金の形状に合わせてガラス有底管を加熱真空成形するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術には以下のような問題があった。
すなわち、ガラス有底管素材を管状放熱体により外周部のみから加熱するため、ガラス有底管素材の外周部の方が内周部よりも高温になり、外周部と内周部に温度差が生じてしまう。この温度差の生じたガラス有底管素材を真空成形すると、外周部と内周部の温度差のために冷却工程の際に外周部と内周部とで収縮量が異なり、ガラス有底管にカンやワレが発生していた。
【０００５】
そこで本出願人は、ガラス有底管を真空成形するときに、高温に加熱した状態の芯金をガラス有底管素材の内部に挿入位置することで、外周部と内周部の温度差を小さくした状態でガラス有底管素材を加熱し、カンやワレの発生を減少させることができた。しかしながら、芯金を高温に加熱するため耐久性が悪くなりコスト高につながってしまっていた。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ガラス有底管素材を内周部と外周部から同時に加熱し、ガラス有底管素材の内周部と外周部との温度差を小さくすることで、真空成形後の冷却工程で発生するカンやワレを防ぐガラス有底管の成形方法および装置を提供することを目的とする。また、ガラス有底管素材を内周部と外周部から同時に加熱するとともに、ガラス有底管素材の内部に挿入位置する芯金をあまり高くない温度に加熱し、真空成形後の冷却工程で発生するカンやワレを防ぐとともに芯金の耐久性を向上させるガラス有底管の成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明に係るガラス有底管の成形方法は、加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱すると同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する工程と、前記内部加熱手段を前記ガラス有底管から取り出す工程と、前記内部加熱手段とは異なる芯金加熱手段によって加熱された芯金を前記ガラス有底管素材の内部に挿入し、前記ガラス有底管素材を成形する工程と、を有するものである。
【０００８】
また、第２の発明に係るガラス有底管の成形装置は、加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する内部加熱手段と、前記芯金を加熱する芯金加熱手段と、を具備するものである。
【０００９】
さらに、第３の発明に係るガラス有底管の成形装置は、加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する筒状の外部加熱手段と、前記ガラス有底管素材の内部に挿入可能であって、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する棒状の内部加熱手段と、芯金を加熱する芯金加熱手段と、を具備するものである。
【００１０】
すなわち、第１の発明に係るガラス有底管の成形方法は、ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱する同時にガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する。そして、加熱されたガラス有底管素材の内部に芯金加熱手段によって加熱された芯金を挿入し、この芯金によってガラス有底管を所望の形状に成形する。
【００１１】
また、第２の発明に係るガラス有底管の成形装置は、ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱する同時にガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する。そして、加熱されたガラス有底管素材の内部に芯金加熱手段によって加熱された芯金を挿入し、この芯金によってガラス有底管を所望の形状に成形する。
【００１２】
さらに、第３の発明に係るガラス有底管の成形装置は、ガラス有底管素材の外周部を外部から筒状の外部加熱手段によって加熱する同時に、ガラス有底管素材の内部に棒状の内部加熱手段を挿入してガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する。そして、加熱されたガラス有底管素材の内部から棒状の内部加熱手段を退避させてから、ガラス有底管素材の内部に芯金加熱手段で加熱した芯金を挿入し、この芯金によってガラス有底管を所望の形状に成形する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１を図１から図１３に基づいて説明する。図１は本実施の形態のガラス有底管の成形装置を一部切り欠いて示す斜視図、図２は芯金をガラス有底管素材の内部に挿入配置した状態を示す部分断面図、図３は芯金を示す斜視図、図４は芯金を示す断面図である。図５は芯金を加熱されたガラス有底管素材の内部に挿入した状態を示す断面図、図６はガラス有底管を真空成形した状態を示す断面図、図７はガラス有底管と芯金を冷却した状態を示す断面図である。図８から図１３はガラス有底管の成形工程を模式的に示す図である。
【００１４】
本実施の形態の成形装置には、図１に示すように、架台１上に外部加熱手段としてのガラス管ヒータ２およびべース３が配置されている。ガラス管ヒータ２は円筒状で、その内部にガラス有底管素材４の加熱部２ａが設けられ、その上部から有底円筒状のガラス有底管素材４を加熱部２ａに挿入可能となっている。べース３は架台１上に立設され、ガラス管ヒータ２側のべース壁面３ａにはガラス有底管駆動手段５、芯金駆動手段６および芯金加熱手段７が設けられている。
【００１５】
ガラス有底管駆動手段５は、べース壁面３ａに上下２つの軸受け８を介して回動自在に取り付けたガラス駆動ネジ９と、ガラス駆動ネジ９を回動するガラスモータ１０と、ガラス有底管素材４をその開口部を上に向けて保持する上下動自在なガラス保持部材１１と、ガラス保持部材１１を上下方向に案内するべース壁面３ａに取り付けたガイド１２とからなっている。ガラス駆動ネジ９とガイド１２は平行で上下方向に延在して配置されており、ガラス駆動ネジ９の下部には架台１に取り付けたガラスモータ１０が連結されている。
【００１６】
ガラス保持部材１１は、その基部１１ａをガラス駆動ネジ９に螺合するとともにガイド１２に摺動自在に係合して配置されている。ガラス保持部材１１の先端部１１ｂは、基部１１ａからガラス管ヒータ２の上方に延在され、図２に示すように、ガラス有底管素材４を保持する内径部１１ｃが形成されている。内径部１１ｃは、ガラス有底管素材４の外径より若干大径に形成されるとともに、先端部１１ｂの厚さの中ほどから下面まで同径に形成されている。この内径部１１ｃは、ガラス管ヒータ２の加熱部２ａの真上に配置されている。内径部１１ｃの上端には、ガラス有底管素材４の内径と同径に形成した内径を有する段部１１ｄが形成されており、保持するガラス有底管素材４の開口部上端を段部１１ｄに付き当てることで、ガラス保持部材１１に対するガラス有底管素材４の高さ（上下方向）の位置を規制可能となっている。さらに、内径部１１ｃの下部寄りには、保持するガラス有底管素材４の外周部を気密的に保持するための耐熱性を有するＯリング１３が配設されている。また、段部１１ｄの上方には、上部を拡開した角錐面１１ｅを有する角錐凹部が形成されている。
【００１７】
芯金駆動手段６は、べース壁面３ａに上下２つの軸受１５を介して回動自在に取り付けた芯金ボールネジ１６と、芯金ボールネジ１６を回動する芯金モータ１７と、芯金１８を保持する上下動自在な芯金保持部材１９と、芯金保持部材１９を上下方向に案内するガイド１２とからなり、ガイド１２はガラス有底管駆動手段５と共有する構成となっている。芯金ボールネジ１６とガイド１２は平行で上下方向に延在して配置されており、芯金ボールネジ１６の下部には架台１に取り付けた芯金モータ１７が連結されている。
【００１８】
芯金保持部材１９は、その基部１９ａを芯金ボールネジ１６に螺合するとともにガイド１２に摺動自在に係合して配置されている。芯金保持部材１９の先端部１９ｂは、基部１９ａからガラス保持部材１１の先端部１１ｂの上方に延在され、芯金１８を保持している。
【００１９】
芯金１８は、図３に示すように、円柱状の保持部１８ａと保持部１８ａの下部に形成した角柱状の成形部１８ｂとからなっており、保持部１１ａの下部はガラス保持部材１１の角錐面１１ｅと密接する傾斜面１８ｃに形成されている。この芯金１８は、図１に示すように、保持部１８ａが芯金保持部材１９の先端部１９ｂに保持され、ガラス有底管素材４の内部に挿入配置される成形部１８ｂがガラス保持部材の内径部１１ｃの真上に位置するように配設されている。
【００２０】
芯金１８の中心部には、図３および図４に示すように、保持部１８ａを貫通して成形部１８ｂの先端付近にまで形成した冷却用穴２０が設けられ、冷却用穴２０の周囲には吸引孔２１が４本設けられている。吸引孔２１は配管２２を経て真空ポンプ２３に接続され、冷却用穴２０は図示しない冷却用エア供給装置に接続されている。各吸引孔２１は保持部１８ａを貫通して形成され、成形部１８ｂの４面の上端外側にそれぞれ位置するように傾斜面１８ｃの下部に開口されている。この吸引孔２１は、図２に示すように、傾斜面１８ｃをガラス保持部材１１の角錐面１１ｅに密接させて成形部１８ｂをガラス有底管素材４の内部に挿入配置したとき、角錐面１１ｅに閉鎖されず、ガラス保持部材１１の内径部１１ｃに保持されたガラス有底管素材４の内部と連通するようになっている。
【００２１】
芯金１８の成形部１８ｂは、図５に示すように、稜部を面取りして曲面に形成されている。また、成形部１８ｂは、傾斜面１８ｃと角錐面１１ｅとを密接させたとき、成形部１８ｂの外側部がガラス有底管素材４の内周部に接触しない大きさに形成されている。
【００２２】
芯金加熱手段７は、べース壁面３ａに固定したモータ等を有する芯金ヒータ駆動手段２５と、芯金保持部材１９に保持した芯金１８を加熱する芯金加熱手段としての芯金ヒータ２６とからなっている。芯金ヒータ２６は円筒状で、ガラス保持部材１１と芯金保持部材１９との間に配置され、その内部に芯金１８を上方から挿入して加熱可能となっている。この芯金ヒータ２６は、芯金ヒータ駆動手段２５に取り付けられて水平方向に移動自在となっており、芯金１８を加熱する際には芯金ヒータ駆動手段２５により芯金１８の軸線上に配置されるとともに、芯金１８を芯金駆動手段６により降下させてガラス有底管素材４の内部に挿入する際には、芯金１８の移動を阻害しないように退避できるようになっている。
【００２３】
上記架台１には、べース３０が上記べース３と直交するように配置して立設され、ガラス管ヒータ２側のべース壁面３０ａには発熱体駆動手段３１が設けられている。発熱体駆動手段３１は、べース壁面３０ａに上下２つの軸受３２を介して回動自在に取り付けた発熱体ボールネジ３３と、発熱体ボールネジ３３を回動する発熱体モータ３４と、発熱体ボールネジ３３により上下方向に移動自在な移動部材３５と、内部加熱手段としての棒状の発熱体３６を保持する発熱体保持部３７と、発熱体保持部３７を水平方向に移動させる前後シリンダ３８と、移動部材３５と前後シリンダ３８を介して発熱体保持部３７を上下方向に案内するガイド３９とからなっている。発熱体ボールネジ３３とガイド３９は平行で上下方向に延在して配置されており、発熱体ボールネジ３３の下部には架台１に取り付けた発熱体モータ３４が連結されている。
【００２４】
移動部材３５は、発熱体ボールネジ３３に螺合するとともにガイド３９に摺動自在に係合して配置されている。移動部材３５の前面には前後シリンダ３８が取り付けられており、前後シリンダ３８のロッドの先端に発熱体保持部３７が設けられている。発熱体保持部３７は、前後シリンダ３８によりガラス有底管保持部材１１の内径部１１ｃの上方に水平移動可能で、発熱体保持部３７に上部を保持された発熱体３６がガラス有底管保持部１１に保持されたガラス有底管素材４の中心軸線上に配置可能となっている。発熱体３６は棒状で、ガラス有底管素材４の底部の半球形状に対応した先端形状を有しており、ガラス有底管素材４の内周部を内部から均一に加熱できるようになっている。そして、ガラス有底管素材４の中心軸線上に配置された発熱体３６は、発熱体ボールネジ３３により下降されてガラス有底管素材４の内部に挿入され、加熱終了後はガラス有底管素材４より上昇させた後、芯金１８のガラス有底管素材４内への挿入を阻害しないように退避可能となっている。
【００２５】
次に、上記構成の成形装置を用い、有底円筒状のガラス有底管素材４を角柱状のガラス有底管に成形する方法を説明する。
【００２６】
まず、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動して芯金保持部材１９に保持した芯金１８を下降し、芯金１８の軸線上に配置された芯金ヒータ２６内に芯金１８を挿入して加熱する。一方、ガラス有底管駆動手段５のガラス駆動ネジ９をガラスモータ１０により回動し、図８に示すように、ガラス保持部材１１の先端部１１ｂに保持したガラス有底管素材４を下降してガラス管ヒータ２の加熱部２ａに挿入すると同時に、発熱体駆動手段３１の発熱体ボールネジ３３を発熱体モータ３４により回動して発熱体保持部３７に保持した発熱体３６を下降し、ガラス有底管素材４の内部に挿入する。こうして、ガラス有底管素材４の外周部と内周部の両方をガラス管ヒータ２と発熱体３６により同時に加熱する。
【００２７】
所定の温度までガラス有底管素材４を加熱した後、発熱体駆動手段３１の発熱体ボールネジ３３を発熱体モータ３４により回動して発熱体３６を上昇し、図９に示すように、発熱体３６をガラス有底管素材４から取り出すとともに、前後シリンダ３８により発熱体３６をガラス有底管素材８および芯金１８の軸線上から水平方向に退避させ、芯金１８の移動を阻害しないようにする。
【００２８】
一方、発熱体３６の退避動作とともに、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動して芯金１８を上昇させて芯金ヒータ２６内から取り出す。その後、芯金ヒータ駆動手段２５を用いて芯金ヒータ２６を移動し、加熱していた芯金１８およびガラス有底管素材４の軸線上から水平方向に退避させる。
【００２９】
次に、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動し、図１０に示すように、発熱体３６よりも低い温度に加熱された芯金１８を下降させてガラス有底管素材４の内部に芯金１８の成形部１８ｂを挿入する。芯金１８の成形部１８ｂをガラス有底管素材４の内部に挿入配置する際には、図２に示すように、ガラス保持部材１１の角錐面１１ｅに芯金１８の傾斜面１８ｃを当て付け、更にＯリング１３をガラス有底管素材４の外周面に当て付けることにより、ガラス有底管素材４の内部を密閉する。図５は芯金１８をガラス有底管素材４内に挿入した状態を示す断面図である。芯金１８の挿入完了後、図１の真空ポンプ２３を用いて図２および図３に示す吸引孔２１からガラス有底管素材４の内部を真空引きし、図１１に示すようにガラス有底管素材４の内周部を芯金１８の成形部１８ｂに密着させる。この真空引きにより、ガラス有底管素材４は、図６に示すように、芯金１８の成形部１８ｂの形状に沿って転写される。以下、成形部１８ｂの形状に転写されたものをガラス有底管４ａという。
【００３０】
次に、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動するとともに、ガラス有底管駆動手段５のガラス駆動ネジ９をガラスモータ１０により回動し、図１２に示すように、芯金１８とガラス有底管４ａを同じスピードで同時に上昇させ、ガラス管ヒータ２の加熱部２ａから抜き取る。抜き取った後、芯金１８とガラス有底管４ａを空冷する。このとき、芯金１８の冷却用穴２０に図示しない冷却用エア供給装置から冷却用エアを送り込み、芯金１８とガラス有底管４ａの冷却を促進する。ここで、芯金１８の熱膨張率はガラス有底管４ａより大きく、その熱膨張率の差は大きく異なるため、芯金１８とガラス有底管４ａが冷却されることで、図７に示すように、芯金１８とガラス有底管４ａとの間に隙間ａ，ｂが形成される。この隙間ａ，ｂの形成を利用して、芯金１８と有底管４ａとの密着を解放した後、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動して芯金１８を上昇させ、図１３に示すように、芯金１８をガラス有底管４ａの内部から抜き取る。
【００３１】
次に、芯金ヒータ２６の温度とガラス有底管４ａのワレ発生率の関係を図１４に示す。図１４は、本実施の形態で成形したものと従来のものを比較したデータを示している。図１４に示すように、本実施の形態で成形したものは従来と比較して、芯金ヒータ温度を約２００℃下げても割れずに成形できるようになった。また、芯金の耐久性については、従来は１００ショット前後しか使用できなかったものが、本実施の形態では５００ショット以上でも使用に耐えられるようになった。
【００３２】
本実施例の形態によれば、ガラス有底管素材４を内周部と外周部から同時に加熱でき、上記内周部と外周部との温度差を小さくした状態で加熱したガラス有底管素材４を成形でき、ガラス有底管４ａにワレやカンなどの不良を無くことができ、また芯金１８の温度を低く設定することができるので、芯金１８の耐久性を向上させることができる。その結果、ガラス有底管４ａのコストダウンを図ることができる。
【００３３】
なお、上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
（付記）
（１）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部に吸引作用を及ぼしながら減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、
前記ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱するとともに、前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱することを特徴とするガラス有底管の成形方法。
【００３４】
（２）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部を減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱すると同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する工程と、
芯金加熱手段により所定の温度に加熱した芯金を前記加熱工程で加熱したガラス有底管素材の内部に挿入する工程と、
を有することを特徴とするガラス有底管の成形方法。
【００３５】
（３）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部に吸引作用を及ぼしながら減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
前記ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、
前記ガラス有底管素材の内周部を前記外周部と同時に加熱する内部加熱手段と、
前記芯金を加熱する芯金加熱手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
【００３６】
（４）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部を減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、
前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する内部加熱手段と、
前記内部加熱手段をガラス有底管素材の内部に挿入する発熱体駆動手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
【００３７】
（５）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部を減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する筒状の外部加熱手段と、
前記ガラス有底管尾内部に挿入可能であって、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する棒状の内部加熱手段と、
前記内部加熱手段をガラス有底管素材の内部に挿入する発熱体駆動手段と、
芯金を加熱する芯金加熱手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
【００３８】
付記（１）によるガラス有底管の成形方法によれば、ガラス有底管素材を内周部および外周部から加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなるので、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなり、その結果成形したガラス有底管のワレやカンなどの不良を無くすことができる効果を奏する。その結果ガラス有底管のコストダウンを図ることができる。
【００３９】
付記（２）によるガラス有底管の成形方法によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによってガラス有底管素材の内周部と外周部とを同時に加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなり、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなるので、成形されたガラス有底管のワレやカンなどの不良を防ぐことができる効果を奏する。また、内部加熱手段によってガラス有底管素材の内周部を加熱するため、ガラス有底管素材を成形するときに用いる芯金の温度を低く設定することが可能になり、芯金の耐久性を向上させることができる効果を奏する。
【００４０】
付記（３）によるガラス有底管の成形装置によれば、付記（２）の効果と同様な効果を奏する。
【００４１】
付記（４）によるガラス有底管の成形装置によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによってガラス有底管素材の内周部と外周部とを同時に加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなり、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなるので、成形されたガラス有底管のワレやカンなどの不良を防ぐことができる効果を奏する。
【００４２】
付記（５）によるガラス有底管の成形装置によれば、付記（３）の効果と同様な効果を奏することができる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１による本発明のガラス有底管の成形方法によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによってガラス有底管素材の内周部と外周部とを同時に加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなり、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなるので、成形されたガラス有底管のワレやカンなどの不良を防ぐことができる効果を奏する。
【００４４】
また、請求項２による本発明のガラス有底管の成形装置によれば、上記請求項１の効果を同様な効果を奏する。
【００４５】
さらに、請求項３による本発明のガラス有底管の成形装置によれば、上記請求項２の効果に加え、内部加熱手段によってガラス有底管素材の内周部を加熱するため、ガラス有底管素材を成形するときに用いる芯金の温度を低く設定することが可能になり、芯金の耐久性を向上させることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のガラス有底管の成形装置を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図２】芯金をガラス有底管素材の内部に挿入配置した状態を示す部分断面図である。
【図３】芯金を示す斜視図である。
【図４】芯金を示す断面図で、（ａ）は図３のＡ―Ａ’断面図、（ｂ）は図３のＢ―Ｂ’断面図である。
【図５】加熱したガラス有底管素材の内部に芯金を挿入した状態を示す断面図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図６】ガラス有底管を真空成形した状態を示す断面図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図７】ガラス有底管と芯金を冷却した状態を示す断面図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図８】ガラス有底管素材の内周部と外周部を同時に加熱している状態を模式的に示す図である。
【図９】ガラス有底管素材の内部から発熱体を取り出した状態を模式的に示す図である。
【図１０】ガラス有底管素材の内部に芯金を挿入配置した状態を模式的に示す図である。
【図１１】ガラス有底管素材を吸引成形している状態を模式的に示す図である。
【図１２】ガラス有底管を冷却している状態を模式的に示す図である。
【図１３】ガラス有底管の内部から芯金を取り出した状態を模式的に示す図である。
【図１４】芯金ヒータ温度とガラス有底管のワレ発生率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 架台
２ ガラス管ヒータ
２ａ 加熱部
４ ガラス有底管素材
５ ガラス有底管駆動手段
６ 芯金駆動手段
７ 芯金加熱手段
９ ガラス駆動ネジ
１０ ガラスモータ
１１ ガラス保持部材
１１ａ 基部
１１ｂ 先端部
１１ｃ 内径部
１１ｄ 段部
１１ｅ 角錐面
１２，３９ ガイド
１６ 芯金ボールネジ
１７ 芯金モータ
１８ 芯金
１８ａ 保持部
１８ｂ 成形部
１８ｃ 傾斜面
１９ 芯金保持部材
２０ 冷却用穴
２１ 吸引孔
２５ 芯金ヒータ駆動手段
２６ 芯金ヒータ
３１ 発熱体駆動手段
３３ 発熱体ボールネジ
３４ 発熱体モータ
３５ 移動部材
３６ 発熱体
３７ 発熱体保持部
３８ 前後シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス有底管の成形方法および装置に関し、詳しくはガラスまたは石英で作成したガラス有底管素材を外部および内部から加熱して軟化させ、ガラス有底管素材の内部に挿入配置した芯金の形状に合わせた角形のガラス有底管を製造するガラス有底管の成形方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス有底管素材を加熱しガラス有底管を真空成形する方法および装置に関する技術としては、特開平４―３１３３０号公報に記載された有底管を加熱真空成形するための炉が知られている。
【０００３】
この炉は、炉内に管状放熱体を配置するとともに、この管状放熱体の周囲にヒータを備えて構成されている。そして、その成形方法は、ヒータからの熱輻射により管状放熱体を均一に加熱した後、芯金を内部に挿入配置したガラス有底管素材を炉外から管状放熱体の中に挿入してガラス有底管素材を加熱し、芯金の形状に合わせてガラス有底管を加熱真空成形するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術には以下のような問題があった。
すなわち、ガラス有底管素材を管状放熱体により外周部のみから加熱するため、ガラス有底管素材の外周部の方が内周部よりも高温になり、外周部と内周部に温度差が生じてしまう。この温度差の生じたガラス有底管素材を真空成形すると、外周部と内周部の温度差のために冷却工程の際に外周部と内周部とで収縮量が異なり、ガラス有底管にカンやワレが発生していた。
【０００５】
そこで本出願人は、ガラス有底管を真空成形するときに、高温に加熱した状態の芯金をガラス有底管素材の内部に挿入位置することで、外周部と内周部の温度差を小さくした状態でガラス有底管素材を加熱し、カンやワレの発生を減少させることができた。しかしながら、芯金を高温に加熱するため耐久性が悪くなりコスト高につながってしまっていた。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ガラス有底管素材を内周部と外周部から同時に加熱し、ガラス有底管素材の内周部と外周部との温度差を小さくすることで、真空成形後の冷却工程で発生するカンやワレを防ぐガラス有底管の成形方法および装置を提供することを目的とする。また、ガラス有底管素材を内周部と外周部から同時に加熱するとともに、ガラス有底管素材の内部に挿入位置する芯金をあまり高くない温度に加熱し、真空成形後の冷却工程で発生するカンやワレを防ぐとともに芯金の耐久性を向上させるガラス有底管の成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明に係るガラス有底管の成形方法は、加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱すると同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する工程と、前記内部加熱手段を前記ガラス有底管から取り出す工程と、前記内部加熱手段とは異なる芯金加熱手段によって加熱された芯金を前記ガラス有底管素材の内部に挿入し、前記ガラス有底管素材を成形する工程と、を有するものである。
【０００８】
また、第２の発明に係るガラス有底管の成形装置は、加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する内部加熱手段と、前記芯金を加熱する芯金加熱手段と、を具備するものである。
【０００９】
さらに、第３の発明に係るガラス有底管の成形装置は、加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する筒状の外部加熱手段と、前記ガラス有底管素材の内部に挿入可能であって、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する棒状の内部加熱手段と、芯金を加熱する芯金加熱手段と、を具備するものである。
【００１０】
すなわち、第１の発明に係るガラス有底管の成形方法は、ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱する同時にガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する。そして、加熱されたガラス有底管素材の内部に芯金加熱手段によって加熱された芯金を挿入し、この芯金によってガラス有底管を所望の形状に成形する。
【００１１】
また、第２の発明に係るガラス有底管の成形装置は、ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱する同時にガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する。そして、加熱されたガラス有底管素材の内部に芯金加熱手段によって加熱された芯金を挿入し、この芯金によってガラス有底管を所望の形状に成形する。
【００１２】
さらに、第３の発明に係るガラス有底管の成形装置は、ガラス有底管素材の外周部を外部から筒状の外部加熱手段によって加熱する同時に、ガラス有底管素材の内部に棒状の内部加熱手段を挿入してガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する。そして、加熱されたガラス有底管素材の内部から棒状の内部加熱手段を退避させてから、ガラス有底管素材の内部に芯金加熱手段で加熱した芯金を挿入し、この芯金によってガラス有底管を所望の形状に成形する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１を図１から図１３に基づいて説明する。図１は本実施の形態のガラス有底管の成形装置を一部切り欠いて示す斜視図、図２は芯金をガラス有底管素材の内部に挿入配置した状態を示す部分断面図、図３は芯金を示す斜視図、図４は芯金を示す断面図である。図５は芯金を加熱されたガラス有底管素材の内部に挿入した状態を示す断面図、図６はガラス有底管を真空成形した状態を示す断面図、図７はガラス有底管と芯金を冷却した状態を示す断面図である。図８から図１３はガラス有底管の成形工程を模式的に示す図である。
【００１４】
本実施の形態の成形装置には、図１に示すように、架台１上に外部加熱手段としてのガラス管ヒータ２およびべース３が配置されている。ガラス管ヒータ２は円筒状で、その内部にガラス有底管素材４の加熱部２ａが設けられ、その上部から有底円筒状のガラス有底管素材４を加熱部２ａに挿入可能となっている。べース３は架台１上に立設され、ガラス管ヒータ２側のべース壁面３ａにはガラス有底管駆動手段５、芯金駆動手段６および芯金加熱手段７が設けられている。
【００１５】
ガラス有底管駆動手段５は、べース壁面３ａに上下２つの軸受け８を介して回動自在に取り付けたガラス駆動ネジ９と、ガラス駆動ネジ９を回動するガラスモータ１０と、ガラス有底管素材４をその開口部を上に向けて保持する上下動自在なガラス保持部材１１と、ガラス保持部材１１を上下方向に案内するべース壁面３ａに取り付けたガイド１２とからなっている。ガラス駆動ネジ９とガイド１２は平行で上下方向に延在して配置されており、ガラス駆動ネジ９の下部には架台１に取り付けたガラスモータ１０が連結されている。
【００１６】
ガラス保持部材１１は、その基部１１ａをガラス駆動ネジ９に螺合するとともにガイド１２に摺動自在に係合して配置されている。ガラス保持部材１１の先端部１１ｂは、基部１１ａからガラス管ヒータ２の上方に延在され、図２に示すように、ガラス有底管素材４を保持する内径部１１ｃが形成されている。内径部１１ｃは、ガラス有底管素材４の外径より若干大径に形成されるとともに、先端部１１ｂの厚さの中ほどから下面まで同径に形成されている。この内径部１１ｃは、ガラス管ヒータ２の加熱部２ａの真上に配置されている。内径部１１ｃの上端には、ガラス有底管素材４の内径と同径に形成した内径を有する段部１１ｄが形成されており、保持するガラス有底管素材４の開口部上端を段部１１ｄに付き当てることで、ガラス保持部材１１に対するガラス有底管素材４の高さ（上下方向）の位置を規制可能となっている。さらに、内径部１１ｃの下部寄りには、保持するガラス有底管素材４の外周部を気密的に保持するための耐熱性を有するＯリング１３が配設されている。また、段部１１ｄの上方には、上部を拡開した角錐面１１ｅを有する角錐凹部が形成されている。
【００１７】
芯金駆動手段６は、べース壁面３ａに上下２つの軸受１５を介して回動自在に取り付けた芯金ボールネジ１６と、芯金ボールネジ１６を回動する芯金モータ１７と、芯金１８を保持する上下動自在な芯金保持部材１９と、芯金保持部材１９を上下方向に案内するガイド１２とからなり、ガイド１２はガラス有底管駆動手段５と共有する構成となっている。芯金ボールネジ１６とガイド１２は平行で上下方向に延在して配置されており、芯金ボールネジ１６の下部には架台１に取り付けた芯金モータ１７が連結されている。
【００１８】
芯金保持部材１９は、その基部１９ａを芯金ボールネジ１６に螺合するとともにガイド１２に摺動自在に係合して配置されている。芯金保持部材１９の先端部１９ｂは、基部１９ａからガラス保持部材１１の先端部１１ｂの上方に延在され、芯金１８を保持している。
【００１９】
芯金１８は、図３に示すように、円柱状の保持部１８ａと保持部１８ａの下部に形成した角柱状の成形部１８ｂとからなっており、保持部１１ａの下部はガラス保持部材１１の角錐面１１ｅと密接する傾斜面１８ｃに形成されている。この芯金１８は、図１に示すように、保持部１８ａが芯金保持部材１９の先端部１９ｂに保持され、ガラス有底管素材４の内部に挿入配置される成形部１８ｂがガラス保持部材の内径部１１ｃの真上に位置するように配設されている。
【００２０】
芯金１８の中心部には、図３および図４に示すように、保持部１８ａを貫通して成形部１８ｂの先端付近にまで形成した冷却用穴２０が設けられ、冷却用穴２０の周囲には吸引孔２１が４本設けられている。吸引孔２１は配管２２を経て真空ポンプ２３に接続され、冷却用穴２０は図示しない冷却用エア供給装置に接続されている。各吸引孔２１は保持部１８ａを貫通して形成され、成形部１８ｂの４面の上端外側にそれぞれ位置するように傾斜面１８ｃの下部に開口されている。この吸引孔２１は、図２に示すように、傾斜面１８ｃをガラス保持部材１１の角錐面１１ｅに密接させて成形部１８ｂをガラス有底管素材４の内部に挿入配置したとき、角錐面１１ｅに閉鎖されず、ガラス保持部材１１の内径部１１ｃに保持されたガラス有底管素材４の内部と連通するようになっている。
【００２１】
芯金１８の成形部１８ｂは、図５に示すように、稜部を面取りして曲面に形成されている。また、成形部１８ｂは、傾斜面１８ｃと角錐面１１ｅとを密接させたとき、成形部１８ｂの外側部がガラス有底管素材４の内周部に接触しない大きさに形成されている。
【００２２】
芯金加熱手段７は、べース壁面３ａに固定したモータ等を有する芯金ヒータ駆動手段２５と、芯金保持部材１９に保持した芯金１８を加熱する芯金加熱手段としての芯金ヒータ２６とからなっている。芯金ヒータ２６は円筒状で、ガラス保持部材１１と芯金保持部材１９との間に配置され、その内部に芯金１８を上方から挿入して加熱可能となっている。この芯金ヒータ２６は、芯金ヒータ駆動手段２５に取り付けられて水平方向に移動自在となっており、芯金１８を加熱する際には芯金ヒータ駆動手段２５により芯金１８の軸線上に配置されるとともに、芯金１８を芯金駆動手段６により降下させてガラス有底管素材４の内部に挿入する際には、芯金１８の移動を阻害しないように退避できるようになっている。
【００２３】
上記架台１には、べース３０が上記べース３と直交するように配置して立設され、ガラス管ヒータ２側のべース壁面３０ａには発熱体駆動手段３１が設けられている。発熱体駆動手段３１は、べース壁面３０ａに上下２つの軸受３２を介して回動自在に取り付けた発熱体ボールネジ３３と、発熱体ボールネジ３３を回動する発熱体モータ３４と、発熱体ボールネジ３３により上下方向に移動自在な移動部材３５と、内部加熱手段としての棒状の発熱体３６を保持する発熱体保持部３７と、発熱体保持部３７を水平方向に移動させる前後シリンダ３８と、移動部材３５と前後シリンダ３８を介して発熱体保持部３７を上下方向に案内するガイド３９とからなっている。発熱体ボールネジ３３とガイド３９は平行で上下方向に延在して配置されており、発熱体ボールネジ３３の下部には架台１に取り付けた発熱体モータ３４が連結されている。
【００２４】
移動部材３５は、発熱体ボールネジ３３に螺合するとともにガイド３９に摺動自在に係合して配置されている。移動部材３５の前面には前後シリンダ３８が取り付けられており、前後シリンダ３８のロッドの先端に発熱体保持部３７が設けられている。発熱体保持部３７は、前後シリンダ３８によりガラス有底管保持部材１１の内径部１１ｃの上方に水平移動可能で、発熱体保持部３７に上部を保持された発熱体３６がガラス有底管保持部１１に保持されたガラス有底管素材４の中心軸線上に配置可能となっている。発熱体３６は棒状で、ガラス有底管素材４の底部の半球形状に対応した先端形状を有しており、ガラス有底管素材４の内周部を内部から均一に加熱できるようになっている。そして、ガラス有底管素材４の中心軸線上に配置された発熱体３６は、発熱体ボールネジ３３により下降されてガラス有底管素材４の内部に挿入され、加熱終了後はガラス有底管素材４より上昇させた後、芯金１８のガラス有底管素材４内への挿入を阻害しないように退避可能となっている。
【００２５】
次に、上記構成の成形装置を用い、有底円筒状のガラス有底管素材４を角柱状のガラス有底管に成形する方法を説明する。
【００２６】
まず、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動して芯金保持部材１９に保持した芯金１８を下降し、芯金１８の軸線上に配置された芯金ヒータ２６内に芯金１８を挿入して加熱する。一方、ガラス有底管駆動手段５のガラス駆動ネジ９をガラスモータ１０により回動し、図８に示すように、ガラス保持部材１１の先端部１１ｂに保持したガラス有底管素材４を下降してガラス管ヒータ２の加熱部２ａに挿入すると同時に、発熱体駆動手段３１の発熱体ボールネジ３３を発熱体モータ３４により回動して発熱体保持部３７に保持した発熱体３６を下降し、ガラス有底管素材４の内部に挿入する。こうして、ガラス有底管素材４の外周部と内周部の両方をガラス管ヒータ２と発熱体３６により同時に加熱する。
【００２７】
所定の温度までガラス有底管素材４を加熱した後、発熱体駆動手段３１の発熱体ボールネジ３３を発熱体モータ３４により回動して発熱体３６を上昇し、図９に示すように、発熱体３６をガラス有底管素材４から取り出すとともに、前後シリンダ３８により発熱体３６をガラス有底管素材８および芯金１８の軸線上から水平方向に退避させ、芯金１８の移動を阻害しないようにする。
【００２８】
一方、発熱体３６の退避動作とともに、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動して芯金１８を上昇させて芯金ヒータ２６内から取り出す。その後、芯金ヒータ駆動手段２５を用いて芯金ヒータ２６を移動し、加熱していた芯金１８およびガラス有底管素材４の軸線上から水平方向に退避させる。
【００２９】
次に、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動し、図１０に示すように、発熱体３６よりも低い温度に加熱された芯金１８を下降させてガラス有底管素材４の内部に芯金１８の成形部１８ｂを挿入する。芯金１８の成形部１８ｂをガラス有底管素材４の内部に挿入配置する際には、図２に示すように、ガラス保持部材１１の角錐面１１ｅに芯金１８の傾斜面１８ｃを当て付け、更にＯリング１３をガラス有底管素材４の外周面に当て付けることにより、ガラス有底管素材４の内部を密閉する。図５は芯金１８をガラス有底管素材４内に挿入した状態を示す断面図である。芯金１８の挿入完了後、図１の真空ポンプ２３を用いて図２および図３に示す吸引孔２１からガラス有底管素材４の内部を真空引きし、図１１に示すようにガラス有底管素材４の内周部を芯金１８の成形部１８ｂに密着させる。この真空引きにより、ガラス有底管素材４は、図６に示すように、芯金１８の成形部１８ｂの形状に沿って転写される。以下、成形部１８ｂの形状に転写されたものをガラス有底管４ａという。
【００３０】
次に、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動するとともに、ガラス有底管駆動手段５のガラス駆動ネジ９をガラスモータ１０により回動し、図１２に示すように、芯金１８とガラス有底管４ａを同じスピードで同時に上昇させ、ガラス管ヒータ２の加熱部２ａから抜き取る。抜き取った後、芯金１８とガラス有底管４ａを空冷する。このとき、芯金１８の冷却用穴２０に図示しない冷却用エア供給装置から冷却用エアを送り込み、芯金１８とガラス有底管４ａの冷却を促進する。ここで、芯金１８の熱膨張率はガラス有底管４ａより大きく、その熱膨張率の差は大きく異なるため、芯金１８とガラス有底管４ａが冷却されることで、図７に示すように、芯金１８とガラス有底管４ａとの間に隙間ａ，ｂが形成される。この隙間ａ，ｂの形成を利用して、芯金１８と有底管４ａとの密着を解放した後、芯金駆動手段６の芯金ボールネジ１６を芯金モータ１７により回動して芯金１８を上昇させ、図１３に示すように、芯金１８をガラス有底管４ａの内部から抜き取る。
【００３１】
次に、芯金ヒータ２６の温度とガラス有底管４ａのワレ発生率の関係を図１４に示す。図１４は、本実施の形態で成形したものと従来のものを比較したデータを示している。図１４に示すように、本実施の形態で成形したものは従来と比較して、芯金ヒータ温度を約２００℃下げても割れずに成形できるようになった。また、芯金の耐久性については、従来は１００ショット前後しか使用できなかったものが、本実施の形態では５００ショット以上でも使用に耐えられるようになった。
【００３２】
本実施例の形態によれば、ガラス有底管素材４を内周部と外周部から同時に加熱でき、上記内周部と外周部との温度差を小さくした状態で加熱したガラス有底管素材４を成形でき、ガラス有底管４ａにワレやカンなどの不良を無くことができ、また芯金１８の温度を低く設定することができるので、芯金１８の耐久性を向上させることができる。その結果、ガラス有底管４ａのコストダウンを図ることができる。
【００３３】
なお、上記した具体的実施の形態から次のような構成の技術的思想が導き出される。
（付記）
（１）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部に吸引作用を及ぼしながら減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、
前記ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱するとともに、前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱することを特徴とするガラス有底管の成形方法。
【００３４】
（２）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部を減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱すると同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する工程と、
芯金加熱手段により所定の温度に加熱した芯金を前記加熱工程で加熱したガラス有底管素材の内部に挿入する工程と、
を有することを特徴とするガラス有底管の成形方法。
【００３５】
（３）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部に吸引作用を及ぼしながら減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
前記ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、
前記ガラス有底管素材の内周部を前記外周部と同時に加熱する内部加熱手段と、
前記芯金を加熱する芯金加熱手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
【００３６】
（４）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部を減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、
前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する内部加熱手段と、
前記内部加熱手段をガラス有底管素材の内部に挿入する発熱体駆動手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
【００３７】
（５）加熱軟化されたガラス有底管素材の内部を減圧し、ガラス有底管素材の内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する筒状の外部加熱手段と、
前記ガラス有底管尾内部に挿入可能であって、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する棒状の内部加熱手段と、
前記内部加熱手段をガラス有底管素材の内部に挿入する発熱体駆動手段と、
芯金を加熱する芯金加熱手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
【００３８】
付記（１）によるガラス有底管の成形方法によれば、ガラス有底管素材を内周部および外周部から加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなるので、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなり、その結果成形したガラス有底管のワレやカンなどの不良を無くすことができる効果を奏する。その結果ガラス有底管のコストダウンを図ることができる。
【００３９】
付記（２）によるガラス有底管の成形方法によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによってガラス有底管素材の内周部と外周部とを同時に加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなり、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなるので、成形されたガラス有底管のワレやカンなどの不良を防ぐことができる効果を奏する。また、内部加熱手段によってガラス有底管素材の内周部を加熱するため、ガラス有底管素材を成形するときに用いる芯金の温度を低く設定することが可能になり、芯金の耐久性を向上させることができる効果を奏する。
【００４０】
付記（３）によるガラス有底管の成形装置によれば、付記（２）の効果と同様な効果を奏する。
【００４１】
付記（４）によるガラス有底管の成形装置によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによってガラス有底管素材の内周部と外周部とを同時に加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなり、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなるので、成形されたガラス有底管のワレやカンなどの不良を防ぐことができる効果を奏する。
【００４２】
付記（５）によるガラス有底管の成形装置によれば、付記（３）の効果と同様な効果を奏することができる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１による本発明のガラス有底管の成形方法によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによってガラス有底管素材の内周部と外周部とを同時に加熱するため、内周部と外周部との温度差が小さくなり、冷却時の内周部と外周部との収縮差が少なくなるので、成形されたガラス有底管のワレやカンなどの不良を防ぐことができる効果を奏する。
【００４４】
また、請求項２による本発明のガラス有底管の成形装置によれば、上記請求項１の効果を同様な効果を奏する。
【００４５】
さらに、請求項３による本発明のガラス有底管の成形装置によれば、上記請求項２の効果に加え、内部加熱手段によってガラス有底管素材の内周部を加熱するため、ガラス有底管素材を成形するときに用いる芯金の温度を低く設定することが可能になり、芯金の耐久性を向上させることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のガラス有底管の成形装置を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図２】芯金をガラス有底管素材の内部に挿入配置した状態を示す部分断面図である。
【図３】芯金を示す斜視図である。
【図４】芯金を示す断面図で、（ａ）は図３のＡ―Ａ’断面図、（ｂ）は図３のＢ―Ｂ’断面図である。
【図５】加熱したガラス有底管素材の内部に芯金を挿入した状態を示す断面図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図６】ガラス有底管を真空成形した状態を示す断面図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図７】ガラス有底管と芯金を冷却した状態を示す断面図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図８】ガラス有底管素材の内周部と外周部を同時に加熱している状態を模式的に示す図である。
【図９】ガラス有底管素材の内部から発熱体を取り出した状態を模式的に示す図である。
【図１０】ガラス有底管素材の内部に芯金を挿入配置した状態を模式的に示す図である。
【図１１】ガラス有底管素材を吸引成形している状態を模式的に示す図である。
【図１２】ガラス有底管を冷却している状態を模式的に示す図である。
【図１３】ガラス有底管の内部から芯金を取り出した状態を模式的に示す図である。
【図１４】芯金ヒータ温度とガラス有底管のワレ発生率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 架台
２ ガラス管ヒータ
２ａ 加熱部
４ ガラス有底管素材
５ ガラス有底管駆動手段
６ 芯金駆動手段
７ 芯金加熱手段
９ ガラス駆動ネジ
１０ ガラスモータ
１１ ガラス保持部材
１１ａ 基部
１１ｂ 先端部
１１ｃ 内径部
１１ｄ 段部
１１ｅ 角錐面
１２，３９ ガイド
１６ 芯金ボールネジ
１７ 芯金モータ
１８ 芯金
１８ａ 保持部
１８ｂ 成形部
１８ｃ 傾斜面
１９ 芯金保持部材
２０ 冷却用穴
２１ 吸引孔
２５ 芯金ヒータ駆動手段
２６ 芯金ヒータ
３１ 発熱体駆動手段
３３ 発熱体ボールネジ
３４ 発熱体モータ
３５ 移動部材
３６ 発熱体
３７ 発熱体保持部
３８ 前後シリンダ
Claims (3)
- 加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形方法において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から外部加熱手段によって加熱すると同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から内部加熱手段によって加熱する工程と、
前記内部加熱手段を前記ガラス有底管から取り出す工程と、
前記内部加熱手段とは異なる芯金加熱手段によって加熱された芯金を前記ガラス有底管素材の内部に挿入し、前記ガラス有底管素材を成形する工程と、
を有することを特徴とするガラス有底管の成形方法。 - 加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する外部加熱手段と、
前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する内部加熱手段と、
前記芯金を加熱する芯金加熱手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。 - 加熱軟化されたガラス有底管素材をその内部に挿入した芯金によって所望の形状に成形するガラス有底管の成形装置において、
ガラス有底管素材の外周部を外部から加熱する筒状の外部加熱手段と、
前記ガラス有底管素材の内部に挿入可能であって、前記外周部の加熱と同時に前記ガラス有底管素材の内周部を内部から加熱する棒状の内部加熱手段と、
芯金を加熱する芯金加熱手段と、
を具備することを特徴とするガラス有底管の成形装置。
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| JP06095598A JP3936463B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | ガラス有底管の成形方法および装置 |
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