JP4761061B2

JP4761061B2 - ガラス管切断装置

Info

Publication number: JP4761061B2
Application number: JP2006167352A
Authority: JP
Inventors: 正広市川
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: JP2007331994A

Description

本発明は、連続走行する連続ガラス管を所定長ずつ切断するガラス管切断装置に関するものである。

従来、例えば蛍光灯の製造に用いるガラス管は、主としてダンナー法を用いて以下の工程により生産されるのが一般的である。

即ち、図７に示すように、ダンナー法により成形され、管引機１００により牽引して所定径に形成した連続ガラス管Ｇ１を、まず、ガラス管切断装置１１０によって所定長に切断する粗切工程を行い、次いで、この粗切工程により得られた中間ガラス管Ｇ２を搬送コンベア１２０・１３０で搬送しながら、その両端を再切・口焼装置１４０により再切断し口焼処理することによって、製品ガラス管Ｇ３を生産している。得られた製品ガラス管Ｇ３はその後、搬送コンベア１５０により搬出され、出荷工程に至る。

粗切工程を行うガラス管切断装置１１０は、図８に示すように、モータ１１１により駆動される回転軸１１２と、この回転軸１１２に設けられて実質的に水平方向に連続回転しながらカム１１３に応じて適時に上下揺動し得るアーム１１４と、このアーム１１４の先端下部に固定され、不図示の供給路を通じて適量の水分が供給される切断刃１１５と、を備えており、上記管引機１００により牽引されて連続走行する連続ガラス管Ｇ１と同期させながらアーム１１４を連続回転させ、その切断刃１１５を連続ガラス管Ｇ１の外周面の上部に間欠的に接触させることによって、連続ガラス管Ｇ１に擦り傷を形成するとともに熱衝撃を与えるように構成されている。この熱衝撃によって、連続ガラス管Ｇ１の周面に、擦り傷をオリジンとする亀裂を発生させ、そして、連続ガラス管Ｇ１の自重による曲げモーメントを作用させることにより連続ガラス管Ｇ１を所定長ずつ切断するようにしている。

このようにガラス管切断装置１１０は、熱衝撃による亀裂の発生を利用して連続ガラス管Ｇ１を切断していたため、この粗切工程により得られた中間ガラス管Ｇ２の両端部には亀裂痕が残ることになる。したがって、この亀裂痕を除去するために、中間ガラス管Ｇ２の両端部に対して再切断工程を行なわざるを得ず、このとき生じるカットロスＬによって製品歩留りが低下する難点があった。

なお、本件出願人は、従来のガラス管切断装置における上記難点を解消するために、切断刃を連続ガラス管の走行方向へ同期移動させつつ、連続ガラス管の周方向に回転移動させ得るガラス管切断装置を開発しこれを出願している（下記特許文献１参照）。このガラス管切断装置によれば、ガラス管の切断面の品位を向上させることができるので、再切断工程が不要となり、製品歩留りを向上させることができる。しかしながら、このガラス管切断装置は、切断刃を連続ガラス管の走行と同期させながら往復移動させなければならないことから、連続ガラス管の管引き速度を大きくして生産能率を高めるのに限界があった。
特開平９−６７１３６号公報特開平９−１３２４２１号公報

本発明は、従来のガラス管切断装置に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、切断面の品位を向上させて再切断工程時のカットロスを減少させることができ、しかも、連続ガラス管を確実に切断して後工程の混乱を招くことのないガラス管切断装置を提供することを技術的課題とする。

本発明者は、切断刃を水平回転移動させて連続ガラス管を切断するガラス管切断装置において、ガラス管の切断面品位を向上させるためには、擦り傷の形成角度が重要であることを見出し、この擦り傷の形成角度を連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけるほど、連続ガラス管の切断面品位を大幅に向上させ得るとの知見を得、かかる知見に基づいて本発明を完成したのである。

即ち、本発明は、水平方向に連続回転するアームに設けられた切断刃を、連続走行する連続ガラス管の外周面上部に、該切断刃の回転移動半径を該アームの回転軸心と該連続ガラス管の軸心との距離より大きくした位置関係で間欠的に接触させて該連続ガラス管に擦り傷を形成するとともに熱衝撃を与えて該連続ガラス管を所定長ずつ切断するガラス管切断装置であって、前記アームに、前記切断刃の回転移動半径を調節することで前記連続ガラス管に形成される擦り傷の角度を該連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけるための回転半径調節手段を備え、前記アームの回転軸心と前記連続ガラス管の軸心との距離を調節することで前記連続ガラス管に形成される擦り傷の角度を該連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけるための軸心距離調節手段を、前記回転半径調節手段とは別個に備えたことを特徴としている。

また、本発明は、前記回転半径調節手段が、一端側に前記切断刃が固定され、他端側に前記アームに着脱自在に取り付け可能な取付部を備え、該取付部から該切断刃までの長さがそれぞれ異なる複数のカートリッジ部品から成り、該カートリッジ部品を取り替えることにより前記切断刃の回転移動半径を調節するようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記軸心距離調節手段が、前記アームを水平回転可能に支える移動台と、該移動台をスライド移動可能に支える固定台と、該固定台に対し該移動台を移動させるための移動手段と、から成ることを特徴とする。

本発明に係るガラス管切断装置によれば、回転半径調節手段、或いは軸心距離調節手段を操作することによって、容易に擦り傷の形成角度を連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけることができ、ガラス管の切断面の品位を格段に向上させることができる。したがって、従来に比べて再切断工程時のカットロスを大幅に減少させることができ、ガラス管の製品歩留りを向上させることができる。

また、本発明に係るガラス管切断装置によれば、熱衝撃による亀裂を連続ガラス管の円周方向へ積極的に発生させることができるので、従来のように擦り傷を深めに形成したり、大きめの熱衝撃を与えなくても、確実に連続ガラス管を切断することができ、連続ガラス管が所定位置で切断されないことにより生じる後工程の混乱を招くこともない。

以下、本実施形態のガラス管切断装置１０について、図１〜図６を参照しながら説明する。

本実施形態のガラス管切断装置１０は、図１に示すように、モータ１によりべベルギヤ１１・２１を介して駆動されて連続回転する垂直の回転軸２と、この回転軸２の上部に設けられて実質的に水平方向に連続回転しながらカム３に応じて軸４１を支点に上下揺動し得るアーム４と、このアーム４に着脱自在に取り付けられ、不図示の水分供給路を通じて適量の水分が供給される切断刃５と、を備えている。そして、従来のガラス管切断装置と同様、連続走行する連続ガラス管Ｇ１と同期させながら上記アーム４を連続回転させ、切断刃５を連続ガラス管Ｇ１の外周面の上部に間欠的に接触させることによって、連続ガラス管Ｇ１に擦り傷を形成するとともに熱衝撃を与えることによって、連続ガラス管Ｇ１を所定長ずつ切断してゆく。

ガラス管切断装置１０は、上記アーム４の先端部に、切断刃５の回転移動半径を調節するための回転半径調節手段６を備えている。回転半径調節手段６は、図２に示すように、先端部に切断刃５が固定され、基端部に上記アーム４の先端に着脱自在に取り付け可能な取付部６１を備えた複数のカートリッジ部品６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ…から構成されている。本実施形態においては、取付部６１として各カートリッジ部品の基端部に二つの挿通孔６２が開設されている。各挿通孔６２に挿通した取付ボルト６３を、アーム４の先端部に螺設されたねじ孔４２に螺合することによって、各カートリッジ部品６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ…を適宜、アーム４に着脱自在に取り付けることができる。

これらカートリッジ部品６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ…は、その取付部６１から切断刃５までの長さが、それぞれ１０ミリずつ異なっており、これらカートリッジ６０Ａ・６０Ｂ・６０Ｃ…を適宜取り替えることによって、アーム４とともに水平回転する切断刃５の回転移動半径を調節することができる。

また、ガラス管切断装置１０は、図１に示すように、アーム４の回転軸心Ｃと切断すべき連続ガラス管Ｇ１との距離を調節するための軸心距離調節手段７を備えている。軸心距離調節手段７は、回転軸２を介してアーム４を水平回転可能に支える移動台７１と、この移動台７１を不図示のガイドレールに沿ってスライド移動可能に支える固定台７２と、この固定台７２に対して移動台７１を往復移動させるための送りねじ機構から成る移動手段７３と、から構成されている。この送りねじ機構のハンドル７４を操作することにより、アーム４の回転軸心Ｃと連続ガラス管Ｇ１との距離を調節することができ、したがって、アーム４とともに連続回転する切断刃５の回転移動の中心と連続ガラス管Ｇ１との距離を調節することができる。

しかして、本実施形態のガラス管切断装置１０によれば、これら回転半径調節手段６及び軸心距離調節手段７を操作することによって、切断刃５による連続ガラス管Ｇ１に対する擦り傷の形成角度を容易に変更し調節することができる。

即ち、図３のベクトル図に示すように、軸方向（長手方向）に連続走行する連続ガラス管Ｇ１の移動をベクトルＶＧで表し、連続ガラス管Ｇ１から距離Ｈ１だけ離れた回転軸心Ｃを中心に半径Ｄ１で回転移動する切断刃５の周速度をベクトルＶＣ１で表したとき、連続ガラス管Ｇ１の外周面に対する切断刃５の移動は、ベクトルＶＧとベクトルＶＣ１とのベクトル差であるベクトルＶＳ１で表すことができる。このベクトルＶＳ１の連続ガラス管Ｇ１の走行方向（即ち、連続ガラス管Ｇ１の軸方向）に対する角度α１が、切断刃５の接触によって連続ガラス管Ｇ１の外周面上部に形成される擦り傷の角度となる。

したがって、ガラス管切断装置１０において、回転半径調節手段６のカートリッジ部品を取り替えることで、例えば、切断刃５の回転移動半径を大きくすれば、図４に示すように、切断刃５の回転半径をＤ２（＞Ｄ１）にしたことに基づいて、切断刃５の周速度（ベクトルＶＣ２）をより大きくすることができ、このことで、擦り傷のベクトルＶＳ２の連続ガラス管Ｇ１の走行方向に対する角度α２（＞α１）をより大きくすることができる。こうして回転半径調節手段６を操作するだけで、擦り傷の形成角度を連続ガラス管Ｇ１の軸方向に対し直角に近づけることができる。

更にまた、ガラス管切断装置１０において、軸心距離調節手段７を操作することで、例えば、回転軸心Ｃと連続ガラス管Ｇ１との距離を大きくしてＨ２とすれば、図５に示すように、切断刃５のベクトルＶＣ３とベクトルＶＧとが成す角度βをより小さくすることができ、このことによっても、擦り傷のベクトルＶＳ３の連続ガラス管Ｇ１の走行方向に対する角度α３（＞α２）をより大きくすることができる。こうして軸心距離調節手段７を操作すれば、必ずしも切断刃５の回転移動半径を調節して切断刃５の周速度を変化させなくても、擦り傷の形成角度を連続ガラス管Ｇ１の軸方向に対して直角に近づけることができる。

以上に説明したように、本実施形態のガラス管切断装置１０によれば、回転半径調節手段６及び軸心距離調節手段７の何れか一方または両方を操作すれば、容易に擦り傷の形成角度を連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけることができ、ガラス管の切断面品位を向上させることができる。したがって、従来に比べ再切断工程時のカットロスを大幅に減少させることができ、ガラス管の製品歩留りを向上させることができる。

また、図６の模式図に示すように、連続ガラス管Ｇ１の擦り傷ＳＣをオリジンとする熱衝撃による亀裂ＣＲは、この擦り傷ＳＣの両端からそれぞれ、擦り傷ＳＣの形成方向と略同じ方向に発生する傾向がある。したがって、擦り傷ＳＣの形成角度を連続ガラス管Ｇ１の軸方向Ａに対し直角に近づけるほど、連続ガラス管Ｇ１の軸方向Ａへの亀裂ＣＲの発生を抑制し、連続ガラス管Ｇ１の円周方向Ｂへの発生を促すことができる。このようにガラス管切断装置１０によれば、熱衝撃による亀裂ＣＲを積極的に円周方向Ｂへ発生させることができるので、従来のように擦り傷を深めに形成したり、或いは大きめの熱衝撃を与えなくても、確実に連続ガラス管Ｇ１を切断することができ、連続ガラス管Ｇ１が所定位置で切断されないことによって生じる後工程の混乱を招くようなこともない。

以上、本実施形態のガラス管切断装置１０について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。

例えば、上記実施形態では、回転半径調節手段６として、それぞれ長さの異なる複数のカートリッジ部品を用意し、これらカートリッジ部品を適宜、取り替えることによって、切断刃５の回転移動半径を段階的に調節するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、回転半径調節手段６として周知の送りねじ機構を採用して切断刃５の回転移動半径を無段階で調節し得るように構成しても良い。

また、上記実施形態では、軸心距離調節手段７に送りねじ機構を利用しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ピニオン−ラック機構等、種々の移動機構を採用することができる。また、連続ガラス管Ｇ１に対するアーム４の回転軸心Ｃの接近離反移動は、連続ガラス管Ｇ１の軸方向に対し直交する方向に限定されるものではなく、連続ガラス管Ｇ１に対し斜めの方向に移動させるようにしても良い。

また、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。

本実施形態のガラス管切断装置の一部断面側面図である。本実施形態のガラス管切断装置の回転半径調節手段を示す平面図である。本実施形態のガラス管切断装置による擦り傷の形成角度について説明するベクトル図である。本実施形態のガラス管切断装置の回転半径調節手段を操作した場合の擦り傷の形成角度について説明するベクトル図である。本実施形態のガラス管切断装置の軸心距離調節手段を操作した場合の擦り傷の形成角度について説明するベクトル図である。連続ガラス管に形成される擦り傷と亀裂について説明する模式図である。従来のガラス管の生産工程を説明する概略平面図である。従来のガラス管切断装置を示す概略平面図である。

符号の説明

１０ガラス管切断装置
１モータ
２回転軸
３カム
４アーム
５切断刃
６回転半径調節手段
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃカートリッジ部品
６１取付部
７軸心距離調節手段
７１移動台
７２固定台
７３移動手段
Ｇ１連続ガラス管
Ｃアームの回転軸心
Ｄ１、Ｄ２切断刃の回転移動半径
Ｈ１、Ｈ２アームの回転軸心と連続ガラス管との距離

Claims

水平方向に連続回転するアームに設けられた切断刃を、連続走行する連続ガラス管の外周面上部に、該切断刃の回転移動半径を該アームの回転軸心と該連続ガラス管の軸心との距離より大きくした位置関係で間欠的に接触させて該連続ガラス管に擦り傷を形成するとともに熱衝撃を与えて該連続ガラス管を所定長ずつ切断するガラス管切断装置であって、
前記アームに、前記切断刃の回転移動半径を調節することで前記連続ガラス管に形成される擦り傷の角度を該連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけるための回転半径調節手段を備え、
前記アームの回転軸心と前記連続ガラス管の軸心との距離を調節することで前記連続ガラス管に形成される擦り傷の角度を該連続ガラス管の軸方向に対し直角に近づけるための軸心距離調節手段を、前記回転半径調節手段とは別個に備えたことを特徴とするガラス管切断装置。
前記回転半径調節手段が、
一端側に前記切断刃が固定され、他端側に前記アームに着脱自在に取り付け可能な取付部を備え、該取付部から該切断刃までの長さがそれぞれ異なる複数のカートリッジ部品から成り、
該カートリッジ部品を取り替えることにより前記切断刃の回転移動半径を調節する請求項１記載のガラス管切断装置。
前記軸心距離調節手段が、
前記アームを水平回転可能に支える移動台と、
該移動台をスライド移動可能に支える固定台と、
該固定台に対し該移動台を移動させるための移動手段と、
から成る請求項１または請求項２記載のガラス管切断装置。