(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段によって一定速度で搬送されるガラス管を、搬送方向上流位置に設けた切断傷形成手段により前記ガラス管の管外壁面の所定位置に切断傷を付けた後、前記切断傷形成手段より搬送方向下流位置に設けた切断手段により前記切断傷を円周方向全周にわたり伸長して所定長さに切断するガラス管の切断装置であって、
前記切断傷形成手段が、前記ガラス管に間欠的に接触して該ガラス管に前記切断傷を所定長さの間隔で付ける傷付け機構と、この傷付け機構により前記ガラス管に傷付けする位置の搬送方向上流側と傷付けする位置の搬送方向下流側にそれぞれ少なくとも一対ずつ設けられ、傷付け時に走行中の前記ガラス管を挟むように保持する受けローラ、押えローラと、傷付け時に前記ガラス管を走行させながら支持すると共に、傷つけ時以外は該ガラス管に非接触となるように前記受けローラ間に配置された支持部材を具備し、
前記切断手段が、前記ガラス管の前記切断傷の反対側となる管外壁面を押圧する押圧ローラと、この押圧ローラの搬送方向上流側と下流側にそれぞれ設けられ、切断時の支点となるようにして前記ガラス管を支持する支点ローラを具備することを特徴とするガラス管の切断装置。
【請求項２】
前記ガラス管は、成形工程で直管状に連続的に管引きされ一定方向に回転した状態で搬送されるものであることを特徴とする請求項１記載のガラス管の切断装置。
【請求項３】
前記切断手段は、前記ガラス管を押圧方向に管外径の５０％〜１３０％撓ませる位置に前記押圧ローラが配置されていることを特徴とする請求項１記載のガラス管の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にダンナー法などによって連続的に管引きされ比較的速い速度で搬送される小管径のガラス管の切断に好適するガラス管の切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、細管化した蛍光管は、省電力対応として開発され、流通するようになってきた電球型蛍光ランプ用として多く用いられるようになってきている。こうした背景から、従来の蛍光管に用いられるガラス管よりも細い、例えば管径が１．２ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度である小管径のガラス管の需要に対応するため、小管径のガラス管を製造する設備の必要が高くなってきている。そして、ガラス管を細管化するためには、一般に、従来のガラス管製造の際よりもガラス管の管引き速度を高速化して対応する必要がある。
【０００３】
こうしたガラス管は、ダンナー法などによって連続的に成形されている。その成形は、先ずガラス熔融炉のフォアハウスから回転する下向き傾斜のスリーブ上に供給された帯状の溶融ガラスが、スリーブ傾斜下端から引き出されて管状に成形され、管引き装置により一定速度で連続的に管引きされた後、切断装置によって所定の長さ寸法に切断するようにして行われる。
【０００４】
ガラス管の切断には、従来、チルカット方式があり、連続的に成形される高温のガラス管棒に、給水装置のスポンジで冷却したカッターを接触させて傷を付けると同時に、ヒートショックによりガラス管棒を切断するものである（例えば、特許文献１参照）。他に、管引きされたガラス管に切断傷付与機構の切断刃を当てて切断オリジンとなる傷を入れ、管全周に熱衝撃によるクラックを形成し、さらにガラス管を進行方向前方に設けられた回転ローラの下方に潜らせるようにすることで、自重による曲げ力に加えて回転ローラによる曲げ力をガラス管に付与することで、クラックを形成した位置での分離を行うものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術（特許文献１）では、小管径のガラス管棒を切断しようとした場合、ガラス管棒の管引き速度が高速化することで、切断用の砥石や刃物（カッター）がガラス管棒に接触する間隔が短くなり、砥石や刃物の冷却を十分に行えなくなる。またガラス管棒が小管径であるから、ガラス管棒自体の熱容量が小さくガラス管棒の温度が下がり易く、ガラス管棒と砥石や刃物との温度差を十分に得ることができず、傷を付けても、ヒートショックによるクラックの伸長が充分に得られないためガラス管棒を確実に切断することが行えなくなることが生じる。また、確実に切断するためカッターを管径方向により深く侵入するようにすると、ガラス管棒の切口が砕け、割れや突起やひびが入った状態となる。このような切口では、ひび等の部分を切除することで所望の全長が得られなかったり、砕けたガラス片が搬送装置に付着し、ガラス管棒表面に微小な傷を付けてしまったりする虞がある。
【０００６】
このため、特許文献２に示されるように、未切断等が生じた際には、ガラス管の先端を回転ローラに当接させて確実に切断できるようにすることが考えられる。しかし、ガラス管の先端を回転ローラに当接させて曲げ力を付与すると、ガラス管の先端側から搬送コンベア上に叩き落とされるようになり、ガラス管に傷が入ったり、搬送コンベア上に正常に落下できず搬送トラブルを生じたりする虞があり、これらはガラス管の管引き速度が高速化するほど顕著に現れる。またガラス管を切断する位置が異なることになり、搬送されるガラス管の間隔が不均一となって搬送トラブルを生じる虞がある。さらに、搬送トラブルを生じると、切断後のガラス管を良品、不良品に選別する選別過程が正常に行えなくなる虞もでてくる。
【特許文献１】実開平４−１０９９００号公報
【特許文献２】特開平９−１３２４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは搬送される小管径のガラス管でも所定の長さに連続して確実に切断でき、かつ良好な切口が得られ、安定した状態で後工程に搬送することができるガラス管の切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のガラス管の切断装置は、
搬送手段によって一定速度で搬送されるガラス管を、搬送方向上流位置に設けた切断傷形成手段により前記ガラス管の管外壁面の所定位置に切断傷を付けた後、前記切断傷形成手段より搬送方向下流位置に設けた切断手段により前記切断傷を円周方向全周にわたり伸長して所定長さに切断するガラス管の切断装置であって、前記切断傷形成手段が、前記ガラス管に間欠的に接触して該ガラス管に前記切断傷を所定長さの間隔で付ける傷付け機構と、この傷付け機構により前記ガラス管に傷付けする位置の搬送方向上流側と傷付けする位置の搬送方向下流側にそれぞれ少なくとも一対ずつ設けられ、傷付け時に走行中の前記ガラス管を挟むように保持する受けローラ、押えローラと、傷付け時に前記ガラス管を走行させながら支持すると共に、傷つけ時以外は該ガラス管に非接触となるように前記受けローラ間に配置された支持部材を具備し、前記切断手段が、前記ガラス管の前記切断傷の反対側となる管外壁面を押圧する押圧ローラと、この押圧ローラの搬送方向上流側と下流側にそれぞれ設けられ、切断時の支点となるようにして前記ガラス管を支持する支点ローラを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、前記ガラス管は、成形工程で直管状に連続的に管引きされ一定方向に回転した状態で搬送されるものであることを特徴とするものであり、
さらに、前記切断手段は、前記ガラス管を押圧方向に管外径の５０％〜１３０％撓ませる位置に前記押圧ローラが配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば管引きされ連続して搬送されるガラス管を所定の長さに連続して確実に切断することができ、安定した状態で後工程に搬送することができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。図１はガラス管の切断装置を示す正面図であり、図２はダンナー法によるガラス管の形成過程を示す図であり、図３は第１の比較形態を説明するための図であり、図４は第２の比較形態を説明するための図である。
【００１２】
先ず、図２によりダンナー法による小管径、例えば管外径が１．２ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度であるガラス管の形成過程を説明する。ガラス管１は、ガラス熔融炉のフォアハウス２から引き出された溶融ガラス３を回転する下向き傾斜のスリーブ４上に巻き付けるように供給し、スリーブ４の傾斜下端から管状に引き出され、図示しないアニーラ等で徐々に冷却され、さらに管引き装置５で矢印Ａの方向に管径に対応した一定速度で連続的に管引きされることによって成形される。なお、６はオンライン上で成形品の不良検出を行う不良検出器である。こうして連続的に管引きされ、例えば多数の搬送ローラ７を搬送方向に直交する方向に回転軸方向をとるようにして配列して構成される搬送手段８で管軸を中心に回転しながら水平方向に直線的に搬送された直管状のガラス管１は、切断装置９で所定の長さ、例えば１．０ｍ〜２．３ｍに切断された後、リジェクト装置１０で良品１１の採取がなされる。
【００１３】
次に、図１により、管引きされ、水平方向に一定速度で連続的に回転しながら搬送される直管状のガラス管１を所定長さに切断する切断装置９を説明する。図１において、切断装置９は、搬送手段８によるガラス管１の搬送方向Ａに沿って設けられ、ガラス管１の管外壁面に切断長に等しい間隔で切断傷１２を付ける切断傷形成手段１３と、この切断傷形成手段１３より搬送方向Ａの下流位置に設けられ、切断傷１２をガラス管１の円周方向管全周にわたり伸長して所定長さに切断する切断手段１４を備えて構成されている。
【００１４】
そして、ガラス管１の搬送方向Ａの上流側に位置する切断傷形成手段１３は、ガラス管１に切断傷１２を間欠的に付ける傷付け機構１５と、この傷付け機構１５によってガラス管１に切断傷１２を付ける位置の搬送方向Ａの上流側と下流側にそれぞれ一対ずつ設けられ、ガラス管１を例えば水平方向に走行させながら上下方向から挟むように保持する搬送用ローラとしても作用する受けローラ１６ａ，１６ｂ、押えローラ１７ａ，１７ｂと、さらにガラス管１の下方側に位置する２つの受けローラ１６ａ，１６ｂ間に配置され、切断傷１２を付ける時に走行するガラス管１を滑らせながら支持面１８ａ上で支持する平板状の支持部材１８を具えている。なお、支持部材１８は傷付け時のガラス管１を適正に撓ませて支持し、また傷付け時以外は非接触となるように設けられている。
【００１５】
また傷付け機構１５は、切断傷１２を付ける位置の例えば上方でガラス管１の搬送方向Ａに平行な面内で回転軸１９を中心に所定の速度で、矢印Ｂで示すように回転する回転円板２０と、回転円板２０に取り付けられて公転しながら回転駆動機２１によって駆動されることで回転円板２０に直交する面内で自転し、間欠的にガラス管１の管外壁面に接触し、管軸に略直交する方向の切断傷１２を上方側からガラス管１に付ける円板砥石等の回転刃物の傷付け具２２を有して形成されている。なお、回転円板２０は、取り付けられた傷付け具２２がガラス管１に切断傷１２を付ける際に、傷付け具２２がガラス管１の走行方向にガラス管１の速度と同じ速度で移動するように、等速回転、あるいは不等速回転するようになっている。
【００１６】
一方、切断手段１４は、切断傷形成手段１３から回転しながら搬送されたガラス管１の管外壁面に付けられた切断傷１２の位置に応じ、搬送方向Ａの下流となる位置の切断位置に配置される。すなわち、例えばガラス管１の管外壁面に付けられた切断傷１２が、切断長だけ搬送された時に下側となった場合には、その下側となった位置を切断位置として切断手段１４は配置される。また、切断手段１４は、切断位置でガラス管１の切断傷１２の反対側となる管外壁面（切断傷１２が形成された側の裏面）を押圧し、切断傷１２を円周方向管全周に伸長するようにして切断する押圧ローラ２３と、この押圧ローラ２３の搬送方向Ａの上流側と下流側にそれぞれ設けられ、水平方向に走行するガラス管１を、切断時の支点となるように押圧力に抗するようにして、例えば下方側から支持する搬送用ローラとしても作用する支点ローラ２４ａ，２４ｂを具えている。
【００１７】
なお、切断手段１４は、切断傷形成手段１３との離間距離がガラス管１の管径、管引き速度、回転速度によって変わるため、それに対応するよう配置位置（切断位置）が変えられるようになっている。また、これにより切断傷１２の円周方向位置も変わり、押圧ローラ２３の押圧方向もそれに対応して変更し得るようになっている。
【００１８】
また押圧ローラ２３については、矢印Ｃ及び矢印Ｄで示す方向に、ガラス管１の走行方向及びガラス管１を押圧する方向及びそれぞれの反対方向に、それぞれ位置を切断状況に応じ調整して固定できるようになっており、例えば水平方向に走行するガラス管１の管外壁面に当接する位置から、管軸方向（ガラス管を押し曲げる方向）に向けてガラス管１の管外径の５０％〜１３０％程度だけ（例えば、管外径が４ｍｍの場合、２ｍｍ〜５ｍｍ程度）押圧方向に偏らせた位置に固定されている。これにより、走行するガラス管１は、下方側から支点ローラ２４ａ，２４ｂにより支持されながら、偏った位置に設けられた押圧ローラ２３により押圧され、ガラス管１に曲げ応力が作用して下方側に撓むようになっている。なお、押圧ローラ２３の固定位置が、ガラス管の押圧方向に管外径の５０％未満偏らせた位置である場合、ガラス管１に充分な押圧力が作用せず、確実な切断ができない虞がある。また、押圧ローラ２３の固定位置が、ガラス管１の押圧方向に管外径の１３０％より多く偏らせた位置である場合、ガラス管１が押圧ローラ２３より手前で切断されたり、搬送が円滑にできなかったりするという不具合が生じる。押圧ローラ２３及び支点ローラ２４ａ，２４ｂは、ガラス管１に傷を付けず、耐摩耗性が高い材質のものが用いられ、例えばポリテトラフルオロエチレン製やＰＥＥＫ製のローラを好適に使用できる。
【００１９】
そして、上記のように構成された切断装置９では、搬送手段８で水平方向に回転しながら連続して直線的に搬送されたガラス管１は、先ず、切断傷形成手段１３で管外壁の上側面に管軸に直交する方向の切断傷１２が、傷付け機構１５のガラス管１と同期して走行方向に移動する傷付け具２２で、受けローラ１６ａ，１６ｂと押えローラ１７ａ，１７ｂとで上下方向から挟むように保持され、支持部材１８の上面の支持面１８ａ上を滑るように走行しながら付けられる。さらに、切断傷形成手段１３では、先に付けた切断傷１２から所定の切断長だけガラス管１が搬送され送出された時点で、再び、間欠的に動作する傷付け機構１５の傷付け具２２の傷付け動作により、次の切断傷１２が同様にして付けられる。
【００２０】
なお、切断傷形成手段１３では、ガラス管１が小管径で温度が高くないため、ガラス管１と傷付け具２２の間の温度差が小さく、傷付けを行っただけではガラス管１は切断されない。また、切断傷１２を付ける際、ガラス管１は、傷付け機構１５の上流側、下流側に設けた受けローラ１６ａ，１６ｂと押えローラ１７ａ，１７ｂとで上下方向から挟むように保持され、支持部材１８で下方側が支持されるため、傷付け具２２の当接により撓みやすい小管径のガラス管であっても撓み量を最小限に抑え、一定深さの傷を安定して形成することができる。
【００２１】
続いて、切断傷形成手段１３で切断傷１２が付けられ、管軸を中心に回転しながら切断手段１４に搬送されたガラス管１は、切断手段１４で押圧ローラ２３と、２つの支点ローラ２４ａ，２４ｂにより、上方側から押圧され下方向に撓むように変形させられながら走行し、ガラス管１が半回転して切断傷１２が押圧ローラ２３の略下方に位置し、押圧ローラ２３が切断傷１２の反対側となる管外壁面を押圧する状態になると、切断傷１２が管全周に伸長し、ガラス管１が切断される。なお、ガラス管１が切断される際、押圧ローラ２３がガラス管１の管外壁面を押圧する力を２つの支点ローラ２４ａ，２４ｂにより支持するため、この押圧力がガラス管１に充分加わり確実な切断がなされ、切口も良好な状態となる。また、押圧力によるガラス管１の曲げ応力はガラス管１の全長に対して局所的に作用するため、ガラス管１の搬送状態に影響を及ぼすことがなく後工程に安定した状態で搬送することが可能である。
【００２２】
なお、図３及び図４に示す第１及び第２の比較形態のように切断手段１４ｙ、１４ｚが構成されている場合について説明する。
【００２３】
先ず、図３に示す第１の比較形態のように、切断手段１４ｙに押圧ローラ２３ｙに対し支点ローラ２４ｙが１つだけで、さらに支点ローラ２４ｙよりも押圧ローラ２３ｙが搬送方向Ａの下流側に設けられている場合には、支点ローラ２４ｙを支点として押圧ローラ２３ｙで押圧力を加えることよりガラス管１を切断しようとすると、押圧ローラ２３ｙによる押圧力がガラス管１に充分に加わらないため、押圧ローラ２３ｙにより確実に切断することができない。またガラス管１の切断長によっては、自重により切断傷１２が伸長するほど撓んで意図しない位置で切断したり、押圧ローラ２３ｙよりも上流側の位置でガラス管１が切断したりして、搬送手段８による正常な搬送ができなくなる虞がある。
【００２４】
また、図４に示す第２の比較形態のように、切断傷形成手段１３ｚ、切断手段１４ｚの構成を、下流側の受けローラ１６ｂと押えローラ１７ｂがなく、受けローラ１６ｂの位置に上流側の支点ローラ２４ｚａを、また押えローラ１７ｂの位置に押圧ローラ２３ｚを設け、押圧ローラ２３ｚの下流側に支点ローラ２４ｚｂを設けるようにした場合には、押圧ローラ２３ｚによってガラス管１を押圧することで、傷付け機構１５によりガラス管１に切断傷１２を付ける位置でガラス管１が撓み、浮き上がるような状態になる。このような状態で傷付けを行おうとして傷付け具２２をガラス管１に接触させると、ガラス管１が暴れてしまい搬送状態が安定せず、一定深さの切断傷１２が形成できない虞がある。なお、切断傷１２が深い場合はひび等が生じ良好な切口が得られず、切断傷１２が浅い場合は切断手段１４ｚにおいて確実な切断ができない虞がある。
【００２５】
以上、説明した通り、本実施形態のように形成することで、ガラス管１を細管化して管径が小径となり、ガラス管１自体の熱容量が小さくなり、また管引き速度が高速化してガラス管１と砥石や刃物などとの温度差が充分に得ることができなくなっても、直管状のガラス管１を所定の長さに連続して確実に安定的に切断することができることになり、さらに、搬送手段８による切断前のガラス管１や切断後のガラス管１の搬送をトラブルなく行うことができ、切断して得たガラス管１を後工程の良、不良の選別を行うリジェクト装置１０に安定した状態で搬送でき、良品１１を採取する選別過程を正常に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態であるガラス管の切断装置を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るダンナー法によるガラス管の形成過程を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る第１の比較形態を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る第２の比較形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…ガラス管
８…搬送手段
１２…切断傷
１３…切断傷形成手段
１４…切断手段
１５…傷付け機構
１６ａ，１６ｂ…受けローラ
１７ａ，１７ｂ…押えローラ
１８…支持部材
２３…押圧ローラ
２４ａ，２４ｂ…支点ローラ
【図１】
0004819023.tif 000002
【図２】
0004819023.tif 000003
【図３】
0004819023.tif 000004
【図４】
0004819023.tif 000005