(57)【要約】【課題】熟練を要することなくどんな作業者でも一定の品質のガラス母材を容易に得ることができるガラス母材の延伸方法およびその装置を提供する。【解決手段】ガラス母材２０を加熱炉１５により加熱すると共に、ガラス母材２０の一端側を把持する固定側把持部１２に対して他端側を把持する延伸側把持部１３を移動機構１４により相対的に移動させてガラス母材２０を延伸する。まず、作業者により実際に延伸を行って、第１のモニタ装置４０により加熱炉１５の位置をモニタすると共に、第２のモニタ装置４０により延伸側把持部１３の位置をモニタし、第３のモニタ装置４２によりガラス母材２０の外径や形状をモニタして各データを制御部３０に記憶しておく。そして、次回からの延伸では、記憶してあるデータに基づいて、第１の制御部３３が加熱炉１５の移動速度を制御し、第２の制御部３０が延伸側把持部１３の移動速度を制御する。【選択図】        図１
2004250250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス母材を誘導加熱炉により加熱し、ガラス母材を延伸する工程と、前記ガラス母材を把持する把持手段を移動する移動手段を人が操作する工程と、前記操作中の前記把持手段の移動量、又は移動位置を時間対比でモニタする工程と、前記移動量又は移動位置をもとに前記操作中の時間単位での平均移動速度を算出する工程とを含み、以降において同種のガラス母材を延伸する際に、前記平均移動速度をもとに前記移動手段を制御することを特徴とするガラス母材の延伸方法。
【請求項２】
前回のガラス母材の延伸で得られたガラス母材の外径データをもとに、算出された前記平均移動速度を修正し、以降において同種のガラス母材を延伸する際に、修正された前記平均移動速度をもとに前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１記載のガラス母材の延伸方法。
【請求項３】
前記誘導加熱炉を移動する別の移動手段を人が操作する工程と、前記操作中の誘導加熱炉の移動量又は移動位置を時間対比でモニタする工程と、前記誘導加熱炉の移動量又は移動位置をもとに前記別の移動手段の操作中に時間単位での平均移動速度を算出する工程とを含み、以降において同種のガラス母材を延伸する際に、前記誘導加熱炉の平均移動速度をもとに前記別の移動手段を制御することを特徴とする請求項１記載のガラス母材の延伸方法。
【請求項４】
ガラス母材を端部を把持する把持部と、ガラス母材を加熱する誘導加熱炉と、前記把持部を移動させる把持部移動手段と、前記誘導加熱炉を移動させる誘導加熱炉移動手段とを有し、前記把持部移動手段と前記誘導加熱炉移動手段は、手動及び自動で移動可能であり、移動情報を記録する移動情報モニタ装置と移動速度制御部を有していることを特徴とするガラス母材の延伸装置。
【請求項５】
前記移動速度制御部が、前記移動情報モニタ装置で記録された移動情報をもとに、時間単位での平均移動速度を算出する機構を有していることを特徴とする請求項４記載のガラス母材の延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガラス母材の延伸方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラス母材の延伸方法およびその装置としては、図５に示すようなものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
すなわち、この延伸装置１００では、ガラス母材１１０の上端部を上部チャック１０１で把持し、下端部を下部チャック１０２で把持する。そして、中央付近に設けられている加熱炉１０３によりガラス母材１１０を加熱すると共に、上部チャック１０１に対して下部チャック１０２を相対的に離反させることによりガラス母材１１０を延伸するガラス母材の延伸方法が用いられている。
また、加熱炉１０３と上部チャック１０１の距離は、ガラス母材１１０の延伸に伴って相対的に接近するように移動している。従って、固定位置に設けられた加熱炉１０３に対して上部チャック１０１を下降させる場合や、固定位置に設けられている上部チャック１０１に対して加熱炉１０３を上昇させるものがある。
【０００３】
また、加熱炉１０３としては抵抗炉が用いられており、この抵抗炉を貫通してガラス母材１１０の延伸されているテーパー部１１０ａの外径を測定する外径測定器１０４が設けられており、所望の外径に延伸されるように、測定値がフィードバックされている。
なお、延伸装置１００としては、図５において前述したようにガラス母材１１０を上下方向に吊るして、下方へ引き伸ばすものや、図６に示す延伸装置１００Ｂように、ガラス母材１１０を水平状態に保持し、水平方向に延伸するものもある。ここで、図５において前述した延伸装置１１０と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
すなわち、この延伸装置１００Ｂでは、ガラス母材１１０の一端を固定側チャック１０５により把持し、延伸側チャック１０６を水平に移動させて固定側チャック１０５に対して相対的に離反させることにより延伸を行う。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８１５３０号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラス母材１１０を延伸するための加熱炉１０３および下部チャック１０２の移動は、作業者の手作業によって行われている。例えば、図６に示すような延伸装置１００Ｂにおいては、固定側チャック１０５に対する加熱炉１０３の位置、および延伸側チャック１０６の位置は、作業者がハンドル１０７、１０８を回し自己の経験に基づいて移動させている。このため、製造された延伸母材１１１のできは、作業者の熟練度に左右され、均一な製品を得ることが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熟練を要することなくどんな作業者でも一定の品質のガラス母材を容易に得ることができるガラス母材の延伸方法およびその装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明にかかるガラス母材の延伸方法は、ガラス母材を誘導加熱炉により加熱し、ガラス母材を延伸する工程と、前記ガラス母材を把持する把持手段を移動する移動手段を人が操作する工程と、前記操作中の前記把持手段の移動量、又は移動位置を時間対比でモニタする工程と、前記移動量又は移動位置をもとに前記操作中の時間単位での平均移動速度を算出する工程とを含み、以降において同種のガラス母材を延伸する際に、前記平均移動速度をもとに前記移動手段を制御することを特徴としている。
【０００８】
このように構成されたガラス母材の延伸方法においては、ガラス母材を誘導加熱炉により加熱すると共に、人が把持手段を移動させて、移動量又は移動速度に基づいて時間単位での平均値を算出し、以降の同種のガラス母材の延伸において、この平均値に基づいて移動手段を制御するため、異なる作業者により、ガラスの延伸作業を行ったとしても、類似の移動軌跡を描くことができ、一定の品質の延伸されたガラス母材を得ることができる。
【０００９】
また、本発明にかかるガラス母材の延伸方法は、前回のガラス母材の延伸で得られたガラス母材の外径データをもとに、算出された前記平均移動速度を修正し、以降において同種のガラス母材を延伸する際に、修正された前記平均移動速度をもとに前記移動手段を制御してもよい。
【００１０】
このように構成されたガラス母材の延伸方法においては、同種のガラス母材の延伸において、外径変動がある場合に、この外径変動を考慮し以降の延伸作業において、修正された平均移動速度を用いているため、一定の品質の延伸されたガラス母材を得ることができる。
【００１１】
また、本発明にかかるガラス母材の延伸方法は、前記誘導加熱炉を移動する別の移動手段を人が操作する工程と、前記操作中の誘導加熱炉の移動量又は移動位置を時間対比でモニタする工程と、前記誘導加熱炉の移動量又は移動位置をもとに前記別の移動手段の操作中に時間単位での平均移動速度を算出する工程とを含み、以降において同種のガラス母材を延伸する際に、前記誘導加熱炉の平均移動速度をもとに前記別の移動手段を制御してもよい。
【００１２】
このように構成されたガラス母材の延伸方法においては、ガラス母材を誘導加熱炉により加熱すると共に、人が誘導加熱炉を移動させて、移動量又は移動速度に基づいて時間単位での平均値を算出し、以降の同種のガラス母材の延伸において、この平均値に基づいて移動手段を制御するため、異なる作業者により、ガラスの延伸作業を行ったとしても、類似の移動軌跡を描くことができ、一定の品質の延伸されたガラス母材を得ることができる。
【００１３】
また、本発明にかかるガラス母材の延伸装置は、ガラス母材を端部を把持する把持部と、ガラス母材を加熱する誘導加熱炉と、前記把持部を移動させる把持部移動手段と、前記誘導加熱炉を移動させる誘導加熱炉移動手段とを有し、前記把持部移動手段と前記誘導加熱炉移動手段は、手動及び自動で移動可能であり、移動情報を記録する移動情報モニタ装置と移動速度制御部を有していることを特徴としている。
【００１４】
このように構成されたガラス母材の延伸装置においては、例えば、熟練者により手動でガラス母材の延伸作業で、移動情報をモニタし、以降の同種のガラス母材の延伸作業には、この移動情報に基づいて、移動速度を制御して、一定品質の延伸されたガラス母材を得ることができる。
【００１５】
また、本発明にかかるガラス母材の延伸装置は、前記移動速度制御部が、前記移動情報モニタ装置で記録された移動情報をもとに、時間単位での平均移動速度を算出する機構を有していてもよい。
【００１６】
このように構成されたガラス母材の延伸装置においては、ある時間あたりの平均移動速度を算出しているため、把持部移動手段及び／または誘導加熱炉移動手段の移動がスムーズとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガラス母材の延伸方法およびその装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るガラス母材の延伸装置の構成図である。
【００１８】
図１に示すように、この延伸装置１０は、基台１１の上にガラス母材２０を水平に保持するタイプであり、ガラス母材２０の一端を固定側把持部である固定側チャック１２により把持してある。ガラス母材２０の他端は、延伸側把持部である延伸側チャック１３により把持されている。この延伸側チャック１３はチャック移動機構１４により延伸方向（図１において右方向）に移動可能である。また、基台１１には、ガラス母材２０を加熱する加熱炉である誘導加熱炉１５が設けられており、誘導加熱炉移動機構１６により延伸方向へ往復移動可能となっている。チャック移動機構１４および誘導加熱炉移動機構１６は、制御部３０により制御されている。
なお、チャック移動機構１４および誘導加熱炉移動機構１６としては、例えばモータによって回転されるボールネジを延伸方向に設けておき、このボールネジに螺合して移動するボールナットを延伸側チャック１３や誘導加熱炉１５に設けるようにすることができる。
【００１９】
延伸側チャック１３の位置を検出する第１のモニタ装置４０が設けられており、検出信号は制御部３０に送られる。また、誘導加熱炉１５の位置を検出する第２のモニタ装置４１が設けられており、検出信号が制御部３０に送られている。第１のモニタ装置４０および第２のモニタ装置４１としては、例えばチャック移動機構１４のモータおよび誘導加熱炉移動機構１６のモータに各々ロータリーエンコーダを設けておき、各ロータリーエンコーダからのパルス信号により検出することができる。また、延伸方向にリニアエンコーダを設けて、直接的に延伸側チャック１３および誘導加熱炉１５の位置を検出するようにしてもよい。
【００２０】
従って、延伸側チャック１３および誘導加熱炉１５は、固定側チャック１２に対して相対的に移動可能となっており、チャック移動機構１４は制御部３０の第１の制御部３３により制御され、誘導加熱炉移動機構１６は、第２の制御部３０によって制御されるようになっている。また、制御部３０には、得られた位置データを速度データに変換する演算部３１が設けられている。
従って、第１のモニタ装置４０および第２のモニタ装置４１によって得られた位置データは演算部３１に送られて速度データに変換され、メモリ３２に記憶される。
【００２１】
次に、本発明に係るガラス母材の延伸方法について説明する。図２はガラス母材の延伸方法による延伸工程のフローチャートである。
まず、スタートしたら（ステップＳＳ）、所望の延伸母材２１が得られるように、作業者により実際の延伸工程を実施して（ステップＳ１）、延伸工程開始時からの時間に対する各種データを作成する（ステップＳ２）。作成するデータとしては、少なくとも、経過時間（例えば０．１〜１０秒程度の一定間隔）における固定側チャック１２に対する誘導加熱炉１５の相対的位置又は移動量を第１のモニタ装置４０によりモニタし、経過時間における固定側チャック１２に対する延伸側チャック１３の相対的位置又は移動量を第２のモニタ装置４０によりモニタして、図３（Ａ）に示すような位置データを作成する。また、データの作成においては、固定側チャック１２を基準とする以外にも、誘導加熱炉１５自身や延伸側チャック１３自身を基準とすることもできる。
【００２２】
次に、制御部３０では、図３（Ａ）に示したような得られた位置データを、図３（Ｂ）に示すような速度データに変換する（ステップＳ３）。すなわち、経過時間における誘導加熱炉１５の相対位置から移動速度に、また経過時間における延伸側チャック１３の相対位置から移動速度に変換し、各時間単位での平均移動速度を算出し、データをメモリ３２に記憶する（ステップＳ４）。なお、速度データも０．１〜１０秒程度の一定間隔については一定速度となるような段階的に記憶しておくと、その後の修正が容易になるので便利である。また、第３のモニタ装置４２によりガラス母材２０の外径をモニタして、形状を把握しておく。
【００２３】
以上のようにしてデータを作成・記憶したら延伸工程に移る（ステップＳ５）。延伸工程では、まず最初に、前回の延伸工程において延伸されたガラス母材の外径情報を入手する。前回の延伸工程で新たな外径情報があれば、その外径情報を基にデータの修正を行う。修正するデータとしては延伸側チャック１３の時間単位の平均移動速度や誘導加熱炉１５の平均移動速度等である（ステップ６）。データの修正後、第１の制御部３３は、記憶されている速度データに基づいて誘導加熱炉移動機構１６を制御し、誘導加熱炉１５を所定の移動速度で移動させる。同時に、第２の制御部３４は、記憶されている速度データに基づいてチャック移動機構１４を制御し、延伸側チャック１３を所定の移動速度で移動させる（ステップＳ７）。そして、所定回数延伸工程を実施したら、延伸工程を終了する（ステップＳＥ）。
【００２４】
以上、前述したガラス母材の延伸方法およびその装置によれば、加熱炉として誘導加熱炉１５を用いることにより、従来の抵抗炉の場合のように加熱炉を貫通してガラス母材２０の外径を測定する外径測定器を設けることはできないが、所望の外径を得るような延伸工程のデータに基づいて延伸を再現するので、外径測定するまでもなく、また熟練者でなくても所望の延伸母材２１を容易に製造することができる。
また、得られた位置データを速度データに変換して記憶しておくことにより、容易に修正することができる。
【００２５】
なお、本発明のガラス母材の延伸方法およびその装置は、前述した（各）実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態では、固定側チャック１２は基台１１の端部に固定され誘導加熱炉１５が移動可能に設けられていたが、この代わりに固定側チャック１２を移動可能に設け、誘導加熱炉１５を基台１１に固定して設けて、誘導加熱炉１５が固定側チャック１２に対して相対的に移動可能となるようにしてもよい。この場合でも、延伸側チャック１３が固定側チャック１２に対して相対的に移動可能であることはいうまでもない。
また、前述の実施形態においては、ガラス母材２０を水平状態に保持して延伸を行う場合について説明したが、ガラス母材２０を垂直に保持して延伸を行う場合についても全く同様に適用することができる。
【００２６】
【実施例】
次に、具体的な実施例について説明する。図４（Ａ）は延伸前のガラス母材を示す説明図であり、図４（Ｂ）は延伸後の延伸母材を示す説明図である。
この延伸では、図４（Ａ）に示すように、有効部２２における外径がφ７０ｍｍのガラス母材２０を、図４（Ｂ）に示すような有効部における外径がφ４０ｍｍの延伸母材２１に延伸する。
前述した本発明に係るガラス母材の延伸方法およびその装置により延伸を行った結果、歩留まり７５％〜８０％で延伸母材２１を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかかるガラス母材の延伸方法によれば、ガラス母材を誘導加熱炉により加熱すると共に、人が把持手段を移動させて、移動量又は移動速度に基づいて時間単位での平均値を算出し、以降の同種のガラス母材の延伸において、この平均値に基づいて移動手段を制御するため、異なる作業者により、ガラスの延伸作業を行ったとしても、類似の移動軌跡を描くことができ、一定の品質の延伸されたガラス母材を得ることができる。
また、本発明にかかるガラス母材の延伸装置よれば、例えば、熟練者により手動でガラス母材の延伸作業で、移動情報をモニタし、以降の同種のガラス母材の延伸作業には、この移動情報に基づいて、移動速度を制御して、一定品質の延伸されたガラス母材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガラス母材の延伸方装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るガラス母材の延伸方法を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は誘導加熱炉および延伸側チャックの位置データであり、（Ｂ）は変換された速度データである。
【図４】（Ａ）は実施例で使用したガラス母材であり、（Ｂ）は本発明に係るガラス母材の延伸方法およびその装置による延伸後の延伸母材である。
【図５】従来のガラス母材の延伸装置を示す構成図である。
【図６】従来の課題を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  延伸装置
１２  固定側チャック（固定側把持部）
１３  延伸側チャック（延伸側把持部）
１４  チャック移動機構（移動機構）
１５  誘導加熱炉（加熱炉）
１６  誘導炉移動機構（移動機構）
２０  ガラス母材
３０  制御部
３３  第１の制御部
３４  第２の制御部
４０  第１のモニタ装置
４１  第２のモニタ装置
４２  第３のモニタ装置
【図１】
2004250250.tif 000003
【図２】
2004250250.tif 000004
【図３】
2004250250.tif 000005
【図４】
2004250250.tif 000006
【図５】
2004250250.tif 000007
【図６】
2004250250.tif 000008