(57)【要約】【課題】ワークの一端を固定したときの自由端の芯出しを、ベテラン作業者でなくても容易に行うことができ、この自由端での別のワークとの接合を容易にするワークの加工方法及び加工装置を提供する。【解決手段】両端にチャック２，３を有するガラス旋盤において、ワーク４の一端をチャック２で把持し、ワークセンタリング装置６を用いて、該ワーク４の自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持することを特徴とし、ワークセンタリング装置６は、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール８上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構１５によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも３個の開閉駆動腕１０を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラ１１により、ワーク４を把持するように構成された把持機構を有している。【選択図】　　図１
2004050303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端にチャックを有するガラス旋盤において、ワークの一端をチャックで把持し、ワークセンタリング装置を用いて、該ワークの自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持することを特徴とするワークの加工方法。
【請求項２】
前記ワークセンタリング装置が、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも３個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有する請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項３】
前記開閉駆動腕が、リンク機構を介して空圧式作動機構により同期して駆動されるように構成され、該空圧式作動機構が１個の空圧シリンダからなる請求項２に記載のワークの加工方法。
【請求項４】
前記把持機構が、先端に２個の補助ローラ又は先端がＶ字形の支持部材を有し、これにより開閉駆動腕の開放時にワークを支持する請求項２に記載のワークの加工方法。
【請求項５】
前記支持部材が、開閉駆動腕の動作よりも若干遅れて動作するように構成されたリンク機構を有する請求項４に記載のワークの加工方法。
【請求項６】
前記ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持されたワークの自由端を、該ガラス旋盤の他方のチャックで把持された別のワークの先端と同軸で溶着する請求項１乃至５のいずれかに記載のワークの加工方法。
【請求項７】
両端にチャックを有するガラス旋盤において、ワークの一端をチャックで把持し、該ワークの自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持するワークセンタリング装置を備えていることを特徴とするワークの加工装置。
【請求項８】
前記ワークセンタリング装置が、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも３個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有する請求項７に記載のワークの加工装置。
【請求項９】
前記開閉駆動腕が、リンク機構を介して空圧式作動機構により同期して駆動されるように構成され、該空圧式作動機構が１個の空圧シリンダからなる請求項８に記載のワークの加工装置。
【請求項１０】
前記把持機構が、先端に２個の補助ローラ又は先端がＶ字形の支持部材を有し、これにより開閉駆動腕の開放時にワークを支持する請求項８に記載のワークの加工装置。
【請求項１１】
前記支持部材が、開閉駆動腕の動作よりも若干遅れて動作するように構成されたリンク機構を有する請求項１０に記載のワークの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス旋盤によるガラスロッドの加工に係り、特には、ガラス旋盤のチャックに一端を把持した長尺ガラスロッドの他端に、短尺ガラスロッドを溶着するのに好適なガラスロッドの加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造工程においては、長尺ガラスロッドの一端又は両端にこれと同軸になるように、このガラスロッドと同じ材質からなる短尺のガラスロッド（以下、ダミーロッドと称する）を溶着し、このダミー部でワークを把持又は支持して、ガラス微粒子の堆積・透明ガラス化加工、表面の火炎研磨加工、曲がりの矯正加工あるいは延伸加工等が行われている。
【０００３】
ガラス旋盤を用いて比較的長尺のガラスロッドに、比較的短尺のダミーロッドを同軸で溶着する場合には、一般にガラスロッドの一端をガラス旋盤のテールストック側のチャックによって片持ちで把持し、もう一方の自由端に、ガラス旋盤のヘッド側チャックで把持したダミーロッドを、バーナーで加熱して溶着する。
同軸溶着に際して、ガラスロッドの自由端とダミーロッドの先端は、旋盤のスピンドル回転軸上で回転し、先端の振れ回り量が許容値以下でなければならない。このとき、ダミーロッドは短いので、チャックによる先端の振れ回り量は無視できるが、ガラスロッドは長いために、チャックの把持方法が悪いと先端（自由端）の振れ回り量が無視できないほど大きくなり、同軸でダミーロッドと溶着できなくなる。なお、ガラス旋盤のテールストック側のチャックでダミーロッドを把持し、ヘッド側チャックでガラスロッドを把持しても同様の効果が得られる。
【０００４】
特に、ガラスロッド加工用のガラス旋盤は、金属加工用の旋盤とは異なり、傷を防止しかつ耐熱性を有する緩衝材を介してガラスロッドをチャックするため、例えば、長さ８００〜１，１００ｍｍ、重量６〜２０ｋｇもあるような長尺のガラスロッドをその一端でチャックして、他端（自由端側）の振れ回り量が許容値以下、すなわち、例えば、０．２ｍｍ以下になる様に、ガラス旋盤のスピンドル回転軸と同軸回転させるには、極めて困難が伴う。
【０００５】
従って、従来のガラス旋盤では、１，０００ｍｍ程度の長さのガラスロッドの一端を固定して他端（自由端）に、３００ｍｍ程度の長さのダミーロッドを同軸で溶着する場合に、自由端の振れ回り量をチャックの芯出し作業のみで許容値以内に収めることは困難である。このため、ガラスロッドのチャック端の近傍をバーナーで加熱して軟化させ、自由端の振れ回り量が許容値以下になるまで、回転させながらカーボン製の鏝を押し当て、ガラスロッドを軟化部で曲げることで、修正していた。
【０００６】
このため、従来のガラス旋盤によるガラスロッドの加工作業には、経験を積んだ職人的技量が常に要求され、同時に、これに付随して次のような無駄を生じていた。
１）ガラスロッドが真直ぐの場合には、先端の振れ回り修正工程は本来不要の作業であり、修正時間の分だけリードタイムが伸びて生産性が低下する。
２）先端の振れ回りを修正する工程において、ガラスロッドを部分的に加熱軟化させて曲げるため、次工程では、必然的に先に曲げた部分を再度真直ぐに直す修正作業が必要になり、二重の無駄になる。
【０００７】
上述したように、従来のガラス旋盤によるガラスロッドの加工作業では、チャックで一端を把持した時の自由端の振れ回りを修正するために、都合二度の加熱と曲げ工程を必要とし、非常に効率の悪い作業を余儀なくされていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガラス旋盤作業に関するその様な認識を変え、生産性を向上させるためになされたものであり、ガラスロッド（以下、ワークと称する）の一端を固定したときの自由端の芯出しを、ベテラン作業者でなくても容易に行うことができ、この自由端での別のワークとの溶着を容易にするワークの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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のワークの加工方法は、両端にチャックを有するガラス旋盤において、ワークの一端をチャックで把持し、ワークセンタリング装置を用いて、該ワークの自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持することを特徴としている。
本発明の加工装置は、チャックで一端を把持されたワークの自由端が、ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持するワークセンタリング装置を備えている。
【００１０】
ワークセンタリング装置は、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも３個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有している。
上記開閉駆動腕は、リンク機構を介して空圧式作動機構により同期して駆動されるように構成され、空圧式作動機構は１個の空圧シリンダからなっている。
【００１１】
さらに、この把持機構は、先端に２個の補助ローラ又は先端がＶ字形の支持部材を有し、これにより開閉駆動腕の開放時にワークを支持するように構成されている。
この支持部材は、開閉駆動腕の動作よりも若干遅れて動作するように構成されたリンク機構を有している。
【００１２】
このようにして、ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持されたワークの自由端と、ガラス旋盤の他方のチャックで把持された別のワークの先端とを同軸で溶着することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、従来のガラス旋盤に、簡単な改造で取付けることのできるワークセンタリング装置を設け、長尺のワークの一端を旋盤の回転軸上で把持して短尺のワーク、例えばダミーロッドと同軸溶着する加工方法を提案するものである。
これにより、ガラス旋盤のチャック作業に付随して生じるワーク先端の振れ回りを無くすことができ、ガラス旋盤加工の生産性を、従来の作業方法に比べて大きく改善することができる。
【００１４】
図を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、様々な態様が可能である。
図１は、本発明の加工装置の一例を示す概略正面図である。
図１において、ガラス旋盤のベッド１上には、その右方にテールストック側チャック２が搭載され、長尺のワーク４が把持されている。左方にはヘッド側チャック３が搭載され、短尺のダミーロッド５が把持されている。さらに、チャック２で把持されたワーク４の自由端は、ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように、補助的に設けられたワークセンタリング装置６で把持されている。
【００１５】
従来、ワーク４の自由端がガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するようにするには、ワーク４の自由端を、ダミーロッド５の先端と同軸になるようにチャック２で芯出し調整していたが、ワーク４のチャック把持部に巻かれた断熱材（図示せず）のために、芯出し調整は困難な作業となっていた。
【００１６】
しかしながら本発明では、補助的に設けたワークセンタリング装置６でワーク４の自由端から適切な距離離れた箇所を、ガラス旋盤の回転軸と同軸になる様にして回転把持することができるため、ワーク４の自由端をダミーロッド５の先端に対して同軸に合わせることができ、バーナー７等の加熱手段を用いて、両者を精度良く容易に同軸で溶接することができる。このため、従来のようなワーク４の自由端に対する困難な芯出し調整作業は不要である。なお、ワークセンタリング装置６は、テールストック用のガイドレール８上に摺動自在に搭載され、ワーク４を把持する位置は、バーナー７からの熱の影響を考慮して適切な位置に決めればよい。
【００１７】
図２は、本発明のワークセンタリング装置の一例を拡大して示す概略説明図である。
ワークセンタリング装置は、対向する二枚の側面板９（図示を容易とするために手前側の側面板は省略）間に開閉駆動腕とそのリンク機構が組み込まれた構造を有し、全体がガラス旋盤のベッド上に設けられたテールストック用のガイドレール上に摺動自在に搭載され、ワークを把持するのに好ましい位置で固定される。
なお、開閉駆動腕の数は少なくとも３個とされるが、図２は好ましい３個の例を示している。
【００１８】
ワーク４は、開閉駆動腕であるローラアーム１０（ａ，ｂ，ｃ）にそれぞれ回転自在に支承されたカーボン製の回転ローラ１１（ａ，ｂ，ｃ）によって、３方（１２０度間隔）から回転自在に把持される。
各ローラアーム１０は、回転中心、すなわちスピンドル回転軸に向って進退できるように取り付けられている。例えば、図３に示すように、ローラアーム１０に直線ガイド１２を設け、この直線ガイド１２に沿って摺動するガイド部材１４を、直線ガイド１２に嵌合させることにより、ローラアーム１０をワーク４に向って進退させることができる。なお、ガイド部材１４は側面板９に固定されている。
【００１９】
スピンドル回転軸に向っての各ローラアーム１０の進退量をリンク機構で調節することにより、ワーク４をその回転軸がガラス旋盤のスピンドル回転軸と同軸になるように把持することができる。
各ローラアーム１０を同期させて回転中心に向って進退させるリンク機構は、例えば、次のような構成とすることができる。以下、ローラアームが３個の例について説明する。
【００２０】
空圧シリンダ１５が作動すると、リンク板１３，１８及び連結杆１６，１７を介して回転中心に向けての駆動力が各ローラアーム１０に伝達される。
このように構成されたリンク機構により、３個のローラアーム１０を１個の空圧シリンダ１５で、それぞれを回転中心に向けて同期駆動させることができる。
【００２１】
なお、３個のローラアーム１０は、それぞれが回転中心に向って駆動し、スピンドル回転軸と同軸でワーク４を把持するように、１２０度間隔に等分に配置され、かつ適宜設計されたリンク機構により同期して運動するように構成されている。
【００２２】
把持機構は、ワーク４と接触する先端に回転ローラ１１を有する３個のローラアーム１０からなり、リンク板１３，１８及び連結杆１６，１７を介して空圧シリンダ１５の駆動力が伝達され、ワーク４を把持するように構成されている。
ワーク４の外径が細い場合に、３個のローラアームが回転中心位置で正しくワーク４を把持できるように、把持機構に、先端がＶ字形の支持部材１９を回転中心の下方に設けると都合がよい。各ローラアームの開放時には、支持部材１９はワーク４を支持している。なお、Ｖ字形の先端に代えて、２個の補助ローラを支持部材１９の先端に設けて支持するようにしてもよい。
【００２３】
この支持部材１９には、ローラアームに設けたのと同様の直線ガイドとガイド部材をそのアーム部に設け、支持部材１９が回転中心位置に向って上方に移動することができるように構成することもできる。すなわち、支持部材１９は、空圧シリンダ１５が動作すると、駆動力がリンク板１８及び連結杆２０を介して支持部材１９に伝達され、直線ガイドに沿って上方の回転中心位置に向って駆動される。
【００２４】
このリンク機構は、支持部材１９の動作が３個のローラアームの動作よりも若干遅れて動作するように構成されている。このため、支持部材１９はワーク４を支持しながら回転中心位置の近くまで上昇するが、最終的にはワーク４は３個のローラアームによって把持され、ワーク４と支持部材１９との間に隙間が生じるように構成されている。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、従来のガラス旋盤にセンタリング装置を付加することにより、ガラス旋盤に一端を把持したワークの自由端を、容易にスピンドル回転軸と同軸に把持することができる。これにより、さらに下記の優れた効果が得られる。
（１）ガラス旋盤を用いてワークとダミーロッドとを精度良く同軸に溶着することができ、従来不可欠であったワークの振れ回り修正作業を行わないので、この同軸溶着工程のリードタイムを短縮して生産性を上げることができる。
（２）この同軸溶着工程において、不要な振れ回り修正を行わないので、修正作業で必要とされる加熱バーナーへの酸水素ガスの供給が不要となり、燃費を削減できる。さらに、加熱し過ぎ等により発生する品質上の問題点の発生を未然に防止できる。
（３）該同軸溶着工程において、ベテランの作業員ではなくても簡単に短時間で溶着できるため、旋盤作業に要する労務コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加工装置の一例を示す概略正面図である。
【図２】本発明のワークセンタリング装置の一例を示す拡大概略説明図である。
【図３】本発明によるローラアーム（開閉駆動腕）の一例を示す拡大概略正面図である。
【符号の説明】
１……ベッド、
２……テールストック側チャック、
３……ヘッド側チャック、
４……ワーク、
５……ダミーロッド、
６……ワークセンタリング装置、
７……バーナー、
８……ガイドレール、
９……側面板、
１０（ａ，ｂ，ｃ）……ローラアーム（開閉駆動腕）、
１１（ａ，ｂ，ｃ）……回転ローラ、
１２……直線ガイド、
１３，１８……リンク板、
１４……ガイド部材、
１５……空圧シリンダ（空圧式作動機構）、
１６，１７，２０……連結杆、
１９……支持部材。
【図１】
2004050303.tif 000003
【図２】
2004050303.tif 000004
【図３】
2004050303.tif 000005