JP4457975B2 - ガラス母材の製造方法 - Google Patents
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Description
なお、短い延伸ガラスを製造するときには、カッターを用い、カッターを延伸速度と同じ速度に制御して延伸したガラスを切断する。このため、延伸工程をストップさせることなく切断作業が行え、チャックのつかみ替え(把持/解除)を何度も行うことができるので連続してガラス母材の製造を行うことができるという利点がある(例えば特許文献2参照)。
すなわち、図7(A)に示すように、延伸前の当初ガラス母材101を延伸用加熱炉102に通して上端をAチャック103で把持するとともに、下端部をCチャック105で把持する。そして、延伸用加熱炉102によりガラス母材101の下端部所定位置を加熱溶融するとともに、Cチャック105を降下させて延伸を開始する。なお、Bチャック104は開放状態である。
このように構成されたガラス母材の製造方法においては、ガラス母材を把持具によりつかみ替えながら継続延伸する際に、非接触の検出器によりガラス母材の延伸方向に垂直な面内における面内位置を検出し、この面内位置に基づいて把持具の第1の把持部材および第2の把持部材を移動させてガラス母材を把持する。このため、検出器がガラス母材を押して移動させることにより屈曲部が発生するのを防止することができる。また、延伸されたガラス母材を溶融延伸部において把持する際に、第1の把持部材あるいは第2の把持部材によりガラス母材を押して移動させて位置ずれが発生するのを防止することができるので、延伸母材に屈曲が発生するのを防止して、真っ直ぐなガラス母材を製造することができることになる。ここで、非接触の検出器として、例えば、レーザー光線からの反射光計測器、外径測定器などを用いることができる。
また、第1の把持部材の圧力検出機構がガラス母材に接触して所定の把持力を検出したら、さらなる把持のための移動を停止するので過剰な把持力を延伸ガラス母材に加えることなく、適切な把持力で、ガラス母材の把持を行うことができることになる。
このように構成されたガラス母材の製造方法において、ガラス母材が円形断面である場合には、把持具を構成する第1の把持部材にV溝形状の把持面を設け、第2の把持部材にはV溝または準平面の把持面を設けたので、両把持面によりガラス母材を確実に把持することができることになる。また、第1の把持部材の移動速度を、第2の把持部材の移動速度のsinθ2/sinθ1倍としたことにより、ガラス母材に接触する第1の把持部材および第2の把持部材の接触点がガラス母材に接近する速度が均一になるので、ガラス母材を把持する際にガラス母材が所定の面内位置からずれることがなく、ガラス母材が屈曲するのを防止することができる。なお、ここで、「準平面状」とは、平面状または凹面状の把持面を有し、中心線で接触する場合を指し、θ2が略90°の場合に相当する。
また、第1のチャック21は、ガラス母材12の外径が適正に維持されるように、第2のチャック22および第3のチャック23の昇降動作等に応じて、昇降制御可能になっている。なお、図示はしないが、第3のチャック23の下側にはガラス母材12を切断する切断装置および切断したガラス母材12を収容する母材受け等を設けることができる。
図2に示すように、チャック20は第1の把持部材24と第2の把持部材25とを有している。第1の把持部材24は第1のアーム部材24aの先端に取り付けられており、第1のアーム部材24aは、ガイド部材26に沿ってX方向に移動自在に設けられている。また、第2の把持部材25は第2のアーム部材25aの先端に取り付けられており、第2のアーム部材25aは、ガイド部材26に沿ってX方向に移動自在に設けられている。これにより、両把持部材24、25は、互いに接近離反自在に設けられることになる。
これにより、ガラス母材12が円形断面である場合には、第1の把持部材24のV溝形状の把持面24bと第2の把持部材25のV溝または準平面の把持面25bによりガラス母材を確実に把持することができることになる。
従って、把持部材24、25に対して延伸用加熱炉13とは反対側の位置においてガラス母材12の面内位置を測定することになるので、延伸用加熱炉13からの熱の影響を少なくすることができ、よりガラス母材12に近接した位置での計測が可能になり、正確な位置検出を行うことができることになる。
なお、検出器31、32、33は非接触式であり、側定時にガラス母材12に対して力が作用しないので、ガラス母材12を移動させることがない。また、検出器31、32、33としては、レーザー光線からの反射光計測器、外径測定器などを用いることができる。
このガラス母材の製造方法では、ガラス母材12の延伸加工中に延伸されたガラス母材12の把持部12aを把持具である第2のチャック22および第3のチャック23により把持する把持工程と、この第2のチャック22および第3のチャック23を介しガラス母材12の延伸を継続する継続延伸工程とを有している。
これにより、過剰な把持力を延伸ガラス母材12に加えることなく、適切な把持力で、ガラス母材12の把持を行うことができることになる。なお、把持力は、延伸されたガラス母材12の外径に応じて設定するようにする。
そして、図6(F)に示すように、第3のチャック23が基準位置H2まで降下したら、第2のチャック22にガラス母材12を把持させ、この第2のチャック22が降下して、ガラス母材12を延伸する。このとき、第3のチャック23は、ガラス母材12の把持を解除して、図6(G)に示すように、基準位置H1に戻る。そして、基準位置H1に戻った第3のチャック23の下では、延伸済みの所定長L1のガラス母材12が母材受け具に収容される。
そして、図6(H)に示すように、母材受け具に収容された所定長L1のガラス母材12を切断装置によって切断して母材受け具に収容し、以下、当初ガラス母材11が存在する間、(E)〜(H)の処理を順に繰り返す。
例えば、前述した実施形態において、第1の把持部材24の把持面24bとして、V溝を有する場合を例示したが、これに代わり、2枚の平面状の把持面を有する部材を用い、2枚が、V字状または逆『ハ』の字状に配列した状態を保持して、一定速度で個別に移動するものを用いることもできる。また、第2の把持部材25として平面状の把持面25bを有する場合について説明したが、把持面25bもV形状溝等とすることもできる。
また、前述した実施形態においては、ガラス母材12に対して3方向から面内位置の検出を行ったが、ガラス母材12が円形断面の場合には、2方向からの検出により面内位置を求めることができる。また、外径測定器を用いる場合も、2方向からの検出により面内位置を求めることが可能である。
また、圧力検出器40を第1の把持部材24に設けた場合について説明したが、第2の把持部材25に設けるようにすることも可能である。
具体例について説明する。直径125mmの当初ガラス母材11を外径30mmに延伸した場合、従来の製造装置・製造方法によると、延伸方向に10〜20mm、延伸直角方向に3mmの屈曲部が発生した。一方、本発明にかかるガラス母材の製造方法によると、延伸直角方向の屈曲が0.5mm程度と、著しく改善されたことがわかった。
12a 把持部
13 延伸用加熱炉
22 第2のチャック(把持具)
23 第3のチャック(把持具)
24b、25b 把持面
31 第1の検出器(検出器)
24 第1の把持部材
25 第2の把持部材
32 第2の検出器(検出器)
33 第3の検出器(検出器)
40 圧力検出器(圧力検出機構)
Claims (8)
- ガラス母材の延伸加工中に延伸されたガラス母材の把持部を把持具により把持する把持工程と、前記把持具を介し前記ガラス母材の延伸を継続する継続延伸工程とを有するガラス母材の製造方法であり、
前記把持部近傍における前記延伸されたガラス母材の延伸方向に垂直な面内の面内位置を非接触の検出器で検出する把持位置検出工程を有し、
前記把持具は、前記延伸されたガラス母材を把持する第1の把持部材と第2の把持部材とを有し、前記把持工程では、前記面内位置に関する情報に基づき、前記延伸されたガラス母材に対する前記把持具全体の相対位置を調整し、その後、前記第1の把持部材と前記第2の把持部材により前記把持部を把持し、
前記把持工程で、前記第1の把持部材が前記延伸されたガラス母材に接触し、前記第1の把持部材に作用する圧力を検知する歪みゲージあるいはロードセルが所定の把持力を検知した時点で、前記第1の把持部材と前記第2の把持部材の把持のための移動を停止することを特徴とするガラス母材の製造方法。 - ガラス母材の延伸加工中に延伸されたガラス母材の把持部を把持具により把持する把持工程と、前記把持具を介し前記ガラス母材の延伸を継続する継続延伸工程とを有するガラス母材の製造方法であり、
前記把持部近傍における前記延伸されたガラス母材の延伸方向に垂直な面内の面内位置を非接触の検出器で検出する把持位置検出工程を有し、
前記把持具は、前記延伸されたガラス母材を把持する第1の把持部材と第2の把持部材とを有し、前記把持工程では、前記面内位置に関する情報に基づき、前記延伸されたガラス母材に対する前記把持具全体の相対位置を調整し、その後、前記第1の把持部材と前記第2の把持部材により前記把持部を把持し、
前記ガラス母材の断面形状が円柱状である場合に、
前記把持具は、第1の把持部材と第2の把持部材とを有し、
前記第1の把持部材は、開き角2・θ1のV溝形状の把持面を有し、前記第2の把持部材は、開き角2・θ2のV溝形状の把持面または準平面状の把持面(θ2=90°)を有し、
前記把持工程で、前記第2の把持部材の把持のための移動速度v2に対し、前記第1の把持部材の移動速度をv2・sinθ2/sinθ1としたことを特徴とするガラス母材の製造方法。 - 前記面内位置は、ガラス母材の延伸方向に垂直な面内の3方向から検出した結果に基づき決定することを特徴とする請求項1または2記載のガラス母材の製造方法。
- 前記面内位置は、前記把持部に対して、延伸用加熱炉とは反対側に若干離れた部分を検出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
- 前記把持工程で、前記第1の把持部材が前記延伸されたガラス母材に接触し、前記第1の把持部材に作用する圧力を検知する圧力検出機構が所定の把持力を検知した時点で、前記第1の把持部材と前記第2の把持部材の把持のための移動を停止することを特徴とする請求項2に記載のガラス母材の製造方法。
- 前記所定の把持力を、前記延伸されたガラス母材の外径に応じて設定することを特徴とする請求項1または請求項5に記載のガラス母材の製造方法。
- 前記ガラス母材の断面形状が円柱状である場合に、
前記把持具は、第1の把持部材と第2の把持部材とを有し、
前記第1の把持部材は、開き角2・θ1のV溝形状の把持面を有し、前記第2の把持部材は、開き角2・θ2のV溝形状の把持面または準平面状の把持面(θ2=90°)を有し、
前記把持工程で、前記第2の把持部材の把持のための移動速度v2に対し、前記第1の把持部材の移動速度をv2・sinθ2/sinθ1としたことを特徴とする請求項1記載のガラス母材の製造方法。 - 把持位置近傍では、前記第1の把持部材と前紀第2の把持部材の移動速度を減速させることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
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