JPH0557691A - 長尺材の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス管を円滑にかつ確実に切断すると共
に、ガラス管の切断面の直角度，粗度を良好に保持す
る。 【構成】 ガラス管Ｇの外周を被覆する弾性体１０６，
１０８の肉厚を３mm以上に設定すると共に、上記弾性体
１０６，１０８の肉厚の最大値を、１／４×（ガラス管
外径−６mm）＋５mmに設定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脆性材料、例えば、硬
質ガラス，磁器等からなる長尺材を円滑に切断し、良好
な切断面を得ることができる長尺材の切断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の長尺材を切断する場合に
は、長尺材の被切断部位に切欠を設け、この切欠部位を
含む長尺材周りを弾性体でくるみ、長尺材がその軸線方
向に変形自在な状態で一対の分割成形型により弾性体を
その外周から加圧圧縮して該長尺材の圧縮変形に伴う摩
擦力で、上記長尺材に変形歪みによる軸線方向の内部引
張応力を発生して上記切欠部位において切断するものが
知られている（特開昭６３−３００９００号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
長尺材の切断方法においては、弾性体の寸法（肉厚，長
さ等）と長尺材の切断精度との関係について何ら言及さ
れていない。そこで、本発明者等は、鋭意検討した結
果、上記弾性体の寸法と長尺材の切断精度（切断面の直
角度，粗度）との関係を明らかにした。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、弾性体の寸法を限定する
ことにより、長尺材を円滑にかつ確実に切断することが
でき、かつ長尺材の切断面の直角度，粗度を良好に保持
することができる長尺材の切断装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、長尺材の外周を被覆する弾性体の肉厚を
３mm以上に設定すると共に、上記弾性体の肉厚の最大値
を、１／４×（長尺材外径−６mm）＋５mm以下に設定し
たものである。

【０００６】

【作用】本発明の長尺材の切断装置にあっては、弾性体
の肉厚の上下限を設定することにより、長尺材を円滑に
切断し、かつ切断精度の向上を図る。上記弾性体の肉厚
が３mmより小さいと、弾性体の切断時の硬度低下（劣
化）が激しく、寿命が短い上に、製作しにくいという問
題があると共に、弾性体の肉厚の最大値が、１／４×
（長尺材外径−６mm）＋５mmより大きいと、切断までの
弾性体の変形量が大きくなるため、切断面の直角度（外
周に対する）及び粗度が悪化（切断面の透明度が低下）
する。

【０００７】

【実施例】以下、図１ないし図１３に基づいて本発明の
一実施例を説明する。

【０００８】図１２と図１３はガラス管の切断設備の一
例を示すもので、図１２は正面図、図１３は平面図であ
る。このガラス管の切断設備は、被切断部位に切欠が形
成された長尺のガラス管の外周を弾性体で被覆し、上記
弾性体をその外周から加圧圧縮してこの弾性体の圧縮変
形に伴う摩擦力で、上記ガラス管にその軸線方向の内部
引張応力を発生して上記切欠部位において切断する切断
機構１０と、上記ガラス管の基部を把持してこのガラス
管をその軸線方向に送って上記切断機構１０に搬入する
搬入機構２０と、この搬入機構２０によって搬送されて
いるガラス管を支持案内する案内機構３０と、上記切断
機構１０の上流側に設けられ、かつ上記ガラス管の被切
断部位に切欠を形成する切欠部形成機構４０と、上記切
断機構１０の下流側に設けられ、かつこの切断機構１０
で切断されたガラス管を搬出する搬出機構５０を主体と
して構成されている。なお、上記切断機構１０，搬入機
構２０，案内機構３０，切欠部形成機構４０及び搬出機
構５０は、一対の平行配置されたガラス管Ｇを同時に切
断処理するようになっている。

【０００９】上記切断機構１０は、図６ないし図９に示
すように、旋盤等に用いられるいわゆるパワーチャック
（チャック機構）１００の一端に、一対の上下型１０
１，１０２が開閉自在に設けられ、これらの上下型１０
１，１０２を同時に移動させて開閉させる駆動機構（シ
リンダ）１０３がパワーチャック１００の他端に設けら
れてなり、これらの上下型１０１，１０２、パワーチャ
ック１００及び駆動機構１０３の中心部をガラス管Ｇが
挿通するようになっている。そして、上記上型１０１
は、その下部にＵ字状の溝１０４が形成され、この溝１
０４内に上記下型１０２の上端部１０５が嵌まり込むよ
うに構成されている。また、上記上型１０１の溝１０４
内には、シリコンゴム製の円筒部材を２分割した半割状
の弾性体１０６が嵌め込まれており、かつ上記下型１０
２の上端部１０５に形成された円弧状の溝１０７には、
上記弾性体１０６と同質，同形状の弾性体１０８が嵌め
込まれている。

【００１０】上記各弾性体１０６，１０８は、図１に示
すように、ガラス管Ｇを挾んだ無加圧状態において所定
の間隙ｅが設定されており、この間隙ｅは、例えば、ゴ
ム肉厚４mmにおいて１．５mmに設定されている。また、
上記両弾性体１０６，１０８の分割面と外周面との辺部
には切欠部１０９が形成されている。さらに、上記弾性
体１０６，１０８のシリコンゴムの硬度は、ショア硬さ
で６５度以上８５度以下に設定されている。さらにま
た、上記各弾性体１０６，１０８は、面粗度が１．５Ｓ
以下に仕上げられたゴム型によって型成形されていると
共に、上記各弾性体１０６，１０８に接する上下型１０
１，１０２の接触面の面粗度は６Ｓ以下（バフ仕上）に
設定され、かつ防触性を高めるために硬質クロムメッキ
等が施されている。

【００１１】また、上記各弾性体１０６，１０８の肉厚
は３mm以上に設定されると共に、弾性体１０６，１０８
の肉厚の最大値は、１／４×（ガラス管外径−６mm）＋
５mm以下に設定されている（本実施例においては、ガラ
ス管外径φ６〜φ１０mmに対して肉厚４mmに設定されて
いる）。ここで、ガラス管Ｇの外径は、例えば、φ６〜
１０mm，φ２０mm，φ３０mm等が選択される。さらに、
図１１に示すように、各弾性体１０６，１０８の長さｌ
と金型１０１，１０２の長さＬとの関係においては、Ｌ
＝６０mmに対してｌ＝２０〜４０mm（本実施例にあって
はｌ＝３０mm）に設定されている。これは、ガラス管Ｇ
切断時に、弾性体１０６，１０８が金型１０１，１０２
から外方にはみ出すと切断に悪影響を及ぼす（切断不可
となる）ためであり、かつ金型１０１，１０２の長さＬ
はあまり長くすると装置が大型化して得策でないから、
保持の安定性及び金型の大きさから考えて弾性体１０
６，１０８の長さｌは２０〜４０mmに設定されている。

【００１２】また、図２，図９に示すように、上記各弾
性体１０６，１０８の外周面の中央部には突起１１０が
一体的に形成されており、これらの突起１１０は、上記
上下型１０１，１０２に設けた穴に嵌入されている。そ
して、上記各弾性体１０６，１０８に接する上下型１０
１，１０２には、複数の吸引孔１１２がそれぞれ形成さ
れ、これらの吸引孔１１２は集合されて真空吸引手段１
１３に連結されている。また、上記上型１０１の、上記
下型１０２の上端部１０５が嵌まり込む部位には、外部
に貫通する一対の吸引孔１１４が形成されており、これ
らの吸引孔１１４には真空吸引手段１１５が連結されて
いる。さらに、図１０と図１１に示すように、下型１０
２（上型１０１でもよい）には、切断時の振動検出用
（あるいは破壊音検出用）のセンサ１１６がマグネット
吸着あるいはネジ込みによって固定されている。そし
て、このセンサ１１６がガラス管Ｇの切断を検出する
と、上記上下型１０１，１０２による加圧力が解放され
るようになっている。

【００１３】上記のように構成された切断設備を用いて
一対のガラス管Ｇを所定寸法毎に連続切断する場合に
は、まず、ガラス管Ｇの基端を搬入機構２０によって把
持すると共に、ガラス管Ｇを案内機構３０上に載置す
る。次いで、搬入機構２０を駆動して、案内機構３０で
支持案内されたガラス管Ｇを切欠部形成機構４０側に送
り、この切欠部形成機構４０によってガラス管Ｇの上部
の所定位置に切欠を形成した後、搬入機構２０を駆動し
て、駆動機構１０３によって開放状態にされた上下型１
０１，１０２及びパワーチャック１００、駆動機構１０
３の中心部にガラス管Ｇを挿し通し、上記ガラス管Ｇの
切欠を両弾性体１０６，１０８の中央部に位置させる。

【００１４】この場合、真空吸引手段１１３によって各
吸引孔１１２を介して上記両弾性体１０６，１０８を上
記上下型１０１，１０２に吸着している上に、両弾性体
１０６，１０８に一体的に形成された突起１１０が上下
型１０１，１０２に設けた穴に嵌入されているから、両
弾性体１０６，１０８は上下型１０１，１０２の所定位
置に固定され位置ずれすることがない。この状態におい
て、駆動機構１０３によって、上下型１０１，１０２を
同時に閉じて、両弾性体１０６，１０８をガラス管Ｇの
外周に接触させると共に、上記真空吸引手段１１３によ
って両弾性体１０６，１０８の上下型１０１，１０２へ
の吸着を解除する。そして、上下型１０１，１０２によ
る両弾性体１０６，１０８への加圧圧縮が強まるにつれ
て、今まで所定の間隙ｅが形成されていた両弾性体１０
６，１０８の各分割面どうしが接触した後、各分割面と
外周面との辺部に形成された切欠部１０９に、変形した
両弾性体１０６，１０８が入り込み、上下型１０１，１
０２内に間隙なく両弾性体１０６，１０８が充満して、
ガラス管Ｇをその全周にわたり上下型１０１，１０２に
よって均一に押圧する。これにより、両弾性体１０６，
１０８は、突起１１０を固定点として左右方向に伸びる
ことにより、ガラス管Ｇは切欠を中心にして左右に引張
られて円滑に切断される。

【００１５】この際、弾性体１０６，１０８がシリコン
ゴムで構成されていると共に、弾性体１０６，１０８の
内面の面粗度が１．５Ｓ以下に設定されているから、弾
性体１０６，１０８のガラス管Ｇへの密着性（くい付
き）が良好で、弾性体１０６，１０８の左右方向への伸
びに円滑に追従してガラス管Ｇが左右に引張られる。ま
た、上記上下型１０１，１０２の弾性体１０６，１０８
との接触面の面粗度が６Ｓ以下に設定されているから、
弾性体１０６，１０８は、上下型１０１，１０２内を良
く摺動して左右に伸びることができ、上下型１０１，１
０２の内面が弾性体１０６，１０８の動きのさまたげと
なることがない。さらに、上下型１０１，１０２は上下
から同時に弾性体１０６，１０８に押し付けられるか
ら、弾性体１０６，１０８の変形量は同一で、ガラス管
Ｇの軸線は常時一定の高さに維持される。従って、上下
型１０１，１０２の加圧圧縮と同時に、搬入機構２０及
び案内機構３０を上下方向に移動させる必要がない。

【００１６】そして、上記ガラス管Ｇが切断されると、
その振動（あるいは破壊音）が弾性体１０８を介して下
型１０２に伝わるから、これをセンサ１１６によって検
出して、駆動機構１０３による上下型１０１，１０２の
加圧圧縮を停止し、かつ上下型１０１，１０２間を同時
に開くと共に、上記真空吸引手段１１３によって両弾性
体１０６，１０８を上下型１０１，１０２に吸着して、
両弾性体１０６，１０８をしっかりと保持する。

【００１７】次いで、真空吸引手段１１５によって一対
の吸引孔１１４を介して上下型１０１，１０２で囲まれ
た空間内を吸引すると、両弾性体１０６，１０８内に付
着しているガラスの細片は、両弾性体１０６，１０８間
を通り、かつ吸引孔１１４を介して外部に排出除去され
る。これにより、ガラスの細片が弾性体１０６，１０８
に付着した状態で加圧圧縮した場合に生じる弾性体１０
６，１０８の損傷を防ぎ、弾性体１０６，１０８の寿命
を延ばすことができる。

【００１８】このようにして、１回の切断操作が完了す
ると、搬入機構２０によってガラス管Ｇを、再び、切欠
部形成機構４０側に移送し、次の所定位置に切欠部形成
機構４０によって切欠を形成した後、さらに、搬入機構
２０によってガラス管Ｇの切欠を上下型１０１，１０２
の中央部に位置させて、上下型１０１，１０２による加
圧圧縮を行う。一方、上記搬入機構２０によってガラス
管Ｇを移動することによって上下型１０１，１０２から
押し出された切断後のガラス管Ｇは搬出機構５０上に載
せられて搬送されていく。

【００１９】上述した手順を繰り返すことにより、所定
長に切断されたガラス管Ｇが連続して得られる。この場
合、上記両弾性体１０６，１０８の肉厚が３mm以上でか
つ、肉厚の最大値が１／４×（ガラス管外径−６mm）＋
５mm以下に設定されているから、切断操作を連続しても
硬度低下による低寿命になることがない上に、切断まで
の弾性体１０６，１０８の変形量が適正になるため、切
断面の直角度及び粗度が良好に確保される。

【００２０】

【表１】

【００２１】この表は、ガラス管外径がφ６mmの場合の
肉厚と切断でえられた切断面精度、すなわち、切断面の
ガラス管外周に対する直角度及び切断面粗度との関係を
あらわしたもので、合格数とは、ガラス管軸心に対する
切断面の直角度が２００μｍ以下で切断面が透明である
ものの数をいう。また、肉厚が３mmより小さい場合（例
えば、肉厚２．５mmの場合）には、切断の際に生ずる傷
によりゴムが破損し所定の切断回数（１３００回）だけ
もたなかった。

【００２２】

【表２】

【００２３】この表は、ガラス管外径がφ１０mmの場合
について表１と同様の実験を行ったものである。この場
合についても、肉厚が３mmより小さい場合には所定の切
断回数だけもたなかった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、長尺材
の外周を被覆する弾性体の肉厚を３mm以上に設定すると
共に、上記弾性体の肉厚の最大値を、１／４×（長尺材
外径−６mm）＋５mm以下に設定したものであるから、上
記弾性体の肉厚の上下限を設定することにより、長尺材
を円滑にかつ確実に切断することができ、かつ長尺材の
切断面の直角度、粗度を良好に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】弾性体の側面図である。

【図２】弾性体吸着機構部の断面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】ガラスの細片除去機構部の加圧圧縮時の断面図
である。

【図５】図４の加圧圧縮解除後の断面図である。

【図６】切断機構部の正面図である。

【図７】図６の側面図である。

【図８】図６の下面図である。

【図９】図６のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。

【図１０】センサ部の側面図である。

【図１１】図１０の断面図である。

【図１２】ガラス管の切断設備の正面図である。

【図１３】図１２の平面図である。

【符号の説明】

Ｇ ガラス管（長尺材） １０６ 弾性体 １０８ 弾性体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脆性材料からなる長尺材の被切断部位に
   切欠を設け、この切欠部位を含む長尺材の外周を弾性体
   で被覆し、長尺材がその軸線方向に変形自在な状態で上
   記弾性体をその外方から加圧圧縮してこの弾性体の圧縮
   変形に伴う摩擦力で、上記長尺材にその軸線方向の内部
   引張応力を発生して上記切欠部位において切断する長尺
   材の切断装置であって、上記弾性体の肉厚を３mm以上に
   設定すると共に、上記弾性体の肉厚の最大値を、１／４
   ×（長尺材外径−６mm）＋５mm以下に設定したことを特
   徴とする長尺材の切断装置。