(57)【要約】【課題】切断時に生じるガラス端部の割れや欠けが防止できるガラス母材の切断方法を提供する。【解決手段】円柱形状の長尺ガラス母材２１を、回転させた一枚刃の円盤カッター１３で軸線１５の直交方向から切断するガラス母材２１の切断方法であって、ガラス母材２１の切断部近傍の上下を一対のチャック１９ａ，１９ｂでそれぞれに把持し、上下方向に引張力を加え、切断の進行に合わせて引張力を徐々に低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形状のガラス母材を、回転させた一枚刃の円盤カッターで軸線の直交方向から切断するガラス母材の切断方法であって、
前記ガラス母材の切断部近傍の上下を一対のチャックでそれぞれに把持し、上下方向に引張力を加え、切断の進行に合わせて前記引張力を徐々に低減することを特徴とするガラス母材の切断方法。
【請求項２】
請求項１記載のガラス母材の切断方法にて長尺ガラス母材を端部から順次切断して複数の短尺ガラス母材を製作することを特徴とするガラス母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス母材の切断方法及びガラス母材の製造方法に関し、とりわけ切断後の切断面の後加工が不要になるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバやガラス管、或いは板ガラスに引張張力を付与して切断する技術が知られている（特許文献１，２，３等参照）。特許文献１の光ファイバ切断装置は、光ファイバ素線の被覆部分をクランプする第１のクランプ部と露出されたガラス光ファイバ部分をクランプする第２のクランプ部を備えて引張張力を付与し、回転可能な円形の加傷刃をガラス光ファイバ部分の軸に向かって垂直に送るカッター機構部を備える。特許文献２のガラス管切断装置は、溝が形成されたガラス管の一側を保持し、揺動側保持機構に揺動運動を与え、ガラス管に引張り力と曲げモーメントを与えて、溝においてガラス管を切断する。特許文献３のガラス切断装置は、板ガラスのスクライブにハンマーによる加圧力を加え、さらに捻り機構による捻りと、引張機構による引張力とを加えることにより、板ガラスのスクライブにのみ切断応力を集中させ、板ガラスをスクライブ線に沿って切断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６２９３６号公報
【特許文献２】特開２００１−３２８８３４号公報
【特許文献３】特開平１０−２３６８３９号公報
【０００４】
ところで、φ８０ｍｍ〜φ１２０ｍｍ程度の大径円柱形状のガラス母材を切断する場合、回転させた円盤カッターをガラス母材の軸線に向かって垂直に切り込む切断方法がある。その際、切断面を綺麗に仕上げるには、摩擦抵抗が抑えられるように、円盤カッターの刃厚を薄くした方が良い。しかし、大径の円盤カッターでは、刃厚を薄くすると円盤カッターが反ってしまい切断不能となることがある。そこで、同一切断面上に複数枚（一般的に２枚）の円盤カッターを組み合わせて配置した２枚刃による切断方法が採用されることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス母材を切断する場合、２枚刃のカッターでは切断面に段差が生じるため、その後切断されたガラス母材の先端形状を加工するときに、気泡などが生じ、うまく加工できないことがある。このような加工は、例えば先端形状を円錐形にし、ガラス母材を線引する際に最初に溶融させる部分を引き落としやすくし、ガラス母材に無駄が生じないようにする場合に行うことがある。
この対策として、一枚刃のカッターでガラス母材を切断し、段差が生じないようにすることも可能であるが、一枚刃のカッターで切断する場合、単純に引張力を付与しながら切断を行うと、切断の最後でガラスの端部に欠けが生じることがある。なお、２枚刃では力が分散されるため、欠けは生じにくいが、上記した問題が生じる場合がある。また、ガラス母材が曲がっている場合は、切断したガラス母材の端面が垂れ下がって、カッターの刃面やカッター本体に当たり、これによって、ガラス母材の端面が欠ける場合もあった。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、切断時に生じるガラス端部の割れや欠けが防止できるガラス母材の切断方法及びガラス母材の製造方法並びにガラス母材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  円柱形状のガラス母材を、回転させた一枚刃の円盤カッターで軸線の直交方向から切断するガラス母材の切断方法であって、前記ガラス母材の切断部近傍の上下を一対のチャックでそれぞれに把持し、上下方向に引張力を加え、切断の進行に合わせて前記引張力を徐々に低減することを特徴とするガラス母材の切断方法。
【０００８】
このガラス母材の切断方法によれば、ガラス母材に公差範囲の曲がりが生じていても、引張力によって円盤カッターと切断面とが離間され、切断面がカッター本体に接触することを無くし、切断面を綺麗に仕上げることができる。また、切り欠き深さが深くなり、切断残部の強度が低くなると、徐々に引張力が弱められるので、引張力が強すぎることによる割れや欠けの発生が低減される。
【０００９】
（２）  （１）のガラス母材の切断方法にて長尺ガラス母材を端部から順次切断して複数の短尺ガラス母材を製作することを特徴とするガラス母材の製造方法。
【００１０】
このガラス母材の製造方法によれば、長尺ガラス母材の下端部から（１）に記載のガラス母材の切断方法で順次切断が行われることで、両端に割れや欠けの生じていない高品質な短尺ガラス母材が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るガラス母材の切断方法によれば、引張力を加え、切断の進行に合わせて引張力を徐々に低減することにより、切断時に生じるガラス端部の欠けの発生が抑えられる。また、カッター本体に切断した後のガラス端面が垂れて接触することも無い。
【００１２】
本発明に係るガラス母材の製造方法によれば、切断面に、段差や欠けのない高品質なガラス母材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る切断方法を実施する切断機を概念的に表した斜視図である。
【図２】抵抗炉、切断機、及び取出装置からなる製造装置を概念的に表した側面図である。
【図３】取出装置における尺取り動作を（ａ）（ｂ）（ｃ）で示した側面図である。
【図４】ガラス母材の切断進行状況を（ａ）（ｂ）（ｃ）で示した要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る切断方法を実施する切断機を概念的に表した斜視図、図２は抵抗炉、切断機、及び取出装置からなる製造装置を概念的に表した側面図、図３は取出装置における尺取り動作を（ａ）（ｂ）（ｃ）で示した側面図である。
本実施の形態に係るガラス母材の切断方法は、図２に示すガラス母材の製造装置１００により実施される。製造装置１００は、抵抗炉２００と、取出装置３００と、切断機４００と、から構成される。
【００１５】
なお、本実施の形態では、抵抗炉２００によりガラス母材１１をφ１２０程度からφ８０ｍｍに延伸した後切断することを例に説明するが、本発明は、特に延伸した後に切断する場合に限定されるものではなく、一般的なガラス母材の切断に用いても好適なものである。
【００１６】
抵抗炉２００には昇降装置２７が設けられ、昇降装置２７は第一チャック２９、第二チャック３１，第三チャック３３を昇降自在に備えている。抵抗炉２００では、ガラス母材１１の一端を上部の第一チャック２９、他端を下部の第二チャック３１，第三チャック３３でそれぞれ把持し、炉部３５により加熱しながら、第一チャック２９と第二，第三チャック３１，３３とを異なる速度で移動させることにより、第一チャック２９と第二チャック３１との距離を拡げ、これによりガラス母材１１を延伸体（長尺ガラス母材２１）とする。
【００１７】
取出装置３００は、抵抗炉２００にて延伸した長尺ガラス母材２１を、抵抗炉２００から取り出して切断機４００へ搬送する。取出装置３００は、ガイドフレーム３７の上下に上部チャック３９と、下部チャック１９ａと、を備える。図１に示すように、上部チャック３９及び下部チャック１９ａは、それぞれが駆動モータＭ１，Ｍ２で正逆回転されるボールネジＢ１，Ｂ２によってガイドフレーム３７に沿って上下移動自在に支持される。また、上部チャック３９及び下部チャック１９ａは、一対のチャック爪Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂが、駆動モータＭ３，Ｍ４で正逆回転されるボールネジＢ３，Ｂ４によって開閉自在となる。これら駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、不図示のＣＰＵを備える制御部によって回転が制御される。
【００１８】
取出装置３００は、抵抗炉２００で延伸が終わった長尺ガラス母材２１を、水平方向に取り出し、切断機４００まで搬送する。取出装置３００は、抵抗炉２００で延伸後の長尺ガラス母材２１を切断機４００まで搬送する途中、長尺ガラス母材２１を切断機４００に当てないように、切断機４００を乗り越えさせるため、一度、この取出装置３００で尺取りにより長尺ガラス母材２１を持ち上げる。
【００１９】
この尺取り動作は、図３（ａ）に示すように、上部チャック３９を開き、下部チャック１９ａを上昇させ、図３（ｂ）に示すように長尺ガラス母材２１を上昇させる。この状態で、上部チャック３９を閉じ、図３（ｃ）に示すように、下部チャック１９ａを開いて下降させた後、下部チャック１９ａを閉じる。この一連の動作を繰り返して、長尺ガラス母材２１の下端が切断機４００に当たらない位置まで持ち上げる。
【００２０】
長尺ガラス母材２１が切断機４００まで到達すると、取出装置３００は、長尺ガラス母材２１を切断機４００へ挿入するため、尺取りにより長尺ガラス母材２１を尺取りにより下ろす。すなわち、下部チャック１９ａを開き、下部チャック１９ａを上昇させ、下部チャック１９ａを閉じる。上部チャック３９を開き、下部チャック１９ａを下降させる。この一連の動作を繰り返して、長尺ガラス母材２１の下端が切断機４００に挿入される位置まで下ろす。すなわち、図３（ｃ）から（ａ）への動作を行うことになる。
【００２１】
図１に示すように、切断機４００は、不図示の駆動モータによって回転駆動される１枚の円盤カッター１３を有する。切断機４００は、円柱形状の長尺ガラス母材２１を、回転させた一枚刃の円盤カッター１３で軸線１５の直交方向から切断する。円盤カッター１３は、ハンドル４１によって送りが手動調節される。
【００２２】
円盤カッター１３は、ガラス片の飛散防止及び排気ＥＡを行うための透明のアクリルボックス４３によって覆われている。また、切断機４００は、長尺ガラス母材２１の切断側の端部を把持する切断チャック１９ｂと、切断した短尺ガラス母材２５を受ける石英棒受け部４５と、を有する。切断チャック１９ｂは、ハンドル４７により開閉が手動で行われる。切断機４００は、円盤カッター１３と、アクリルボックス４３と、切断チャック１９ｂと、石英棒受け部４５と、から構成される。
【００２３】
次に、上記のように構成される製造装置を用いた長尺ガラス母材２１の切断方法及び短尺ガラス母材２５の製造方法を説明する。
図４はガラス母材の切断進行状況を（ａ）（ｂ）（ｃ）で示した要部拡大側面図である。
長尺ガラス母材２１の切断方法は、図４（ａ）に示すように、長尺ガラス母材２１の切断部４９の近傍の上下１７ａ，１７ｂを一対のチャック（下部チャック１９ａ、切断チャック１９ｂ）でそれぞれに把持し、上下方向に引張力Ｆ３を加え、切断を開始する。切断の進行に合わせて引張力Ｆ３を徐々に低減する（Ｆ３＞Ｆ２＞Ｆ１）。すなわち、切り欠き深さｄに合わせて引張力Ｆ３を徐々に抑えながら切断がなされる。切断された短尺ガラス母材２５は、切断チャック１９ｂが開かれることで、下方に配置された石英棒受け部４５にて回収される。
【００２４】
切断チャック１９ｂは、軸線１５に沿う方向には固定されている。したがって、引張力は、下部チャック１９ａの移動を制御する駆動モータＭ２を制御することにより付与することができる。駆動モータＭ２はトルク制御がなされてもよい。また、ハンドル４１の送り量を検出するセンサ（図示せず）を設け、この送り量に応じ、サーボモータからなる駆動モータＭ２のトルク指令値を徐々に低減させるように、上記制御部によって制御するものであってもよい。
【００２５】
これにより、切り欠き深さｄが深くなり、切断残部５１の強度が低くなると、徐々に引張力Ｆ３がＦ２からＦ１へ弱められ、引張力が強すぎることによる切断面での割れや欠けの発生が低減される。また、長尺ガラス母材２１に公差範囲の曲がりが生じていても、引張力によって円盤カッター１３と切断面５３ａ，５３ｂとが離間され、切断面５３ａ，５３ｂがカッター本体に接触することを無くし、切断面５３ａ，５３ｂを綺麗に仕上げることができる。
【００２６】
このようにして、長尺ガラス母材２１を下端部２３から順次切断して複数の短尺ガラス母材２５を製作することができる。長尺ガラス母材２１の下端部２３から所定間隔で順次切断が行われることで、両端（切断面５３ａ，５３ｂ）に割れや欠けの生じていない高品質な短尺ガラス母材２５が得られる。そして、このようにして得られた短尺ガラス母材２５は、両端面に割れや欠けが無いので、端部を溶融したときに、気泡が混入しにくくなる。
【００２７】
したがって、本実施の形態に係る長尺ガラス母材２１の切断方法によれば、引張力を加えることにより、切断時に生じるガラス端部の欠けの発生が抑えられる。また、カッター本体に切断した後のガラス端面（切断面５３ａ，５３ｂ）が垂れて接触することも無い。
また、短尺ガラス母材２５の製造方法によれば、切断面５３ａ，５３ｂに、段差や欠けのない高品質な短尺ガラス母材２５を得ることができる。
また、その短尺ガラス母材２５によれば、先端形状を円錐形に加工する際、気泡の生じることがなく、無駄を無くすことができる。
【実施例】
【００２８】
上記実施の形態と同様の構成の切断機を使用し、上記と同様の切断方法により複数のサンプル（φ８０ｍｍの長尺ガラス母材）を切断した。
初期に２０ｋｇｆの引張力を加え、切り込みの深さに合わせ徐々に引張力を下げ、最後は２ｋｇｆまで落とした結果、切断面にバリ、欠けが生じずに、綺麗に切断することができた。一方、引張力を加えずにサンプルを切断したところ、半数にバリや欠けが生じた。バリや欠けの発生率は、引張力を加えない比較例の５０％に対し、実施例では１％以下と格段に改善されることが知見できた。
【符号の説明】
【００２９】
１１  ガラス母材
１３  円盤カッター
１９ａ  下部チャック
１９ｂ  切断チャック
２１  長尺ガラス母材
２５  短尺ガラス母材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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