JP2018080065A - ガラス管の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的大型なサイズのガラス管の品質向上を図ることが可能なガラス管の製造方法の提供。【解決手段】成形体２０に沿って溶融ガラスＧａを流下させることで溶融ガラスＧａを円筒形状に成形し、成形された円筒形状の溶融ガラスＧａを加熱炉３０によって加熱しつつ軟化状態とした後、徐冷しながら固化させることでガラス管Ｇを形成し、形成されたガラス管Ｇを所定の長さに引出す際に、ガラス管Ｇ内を吸引しながら所定の管径及び長さ迄、成形され、ガラス管Ｇを所定の切断箇所Ｐにて封止の上、切断する（捻じ切る）、ガラス管Ｇの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス管の製造方法の技術に関し、より詳しくは、例えば外径が５０ｍｍを超えるような比較的大型なサイズのガラス管を、高い寸法精度をもって製作することが可能なガラス管の製造方法の技術に関する。

従来より、ガラス管の製造方法においては、ダンナー法、ベロー法、およびダウンドロー法など様々な方法が知られている。また、これらの製造方法のなかでも、例えば外径が５０ｍｍを超えるような比較的大型なサイズのガラス管を製造する場合には、縦方向から横方向に曲げて管引き成形するダンナー法であると自重による悪影響を受け易いことからベロー法やダウンドロー法が採用されることが多い。
ここで、このような大型サイズのガラス管を製造する場合、成形されたガラス管を所望の長さに切断する際に起こるガラス管内の気圧の変動によって、未だ軟化状態にある切断前のガラス管の外径や肉厚が変動し易く、最終製品としてのガラス管の品質低下を引起こす要因となっていた。

そこで、このような問題に対応する技術が、例えば「特許文献１」によって開示されている。
即ち、前記「特許文献１」においては、ガラス管の下端部より管内に閉塞栓を挿入して当該ガラス管内を閉塞させるとともに、パイプを介して前記ガラス管の上端部より管内にガスを供給することにより、前記ガラス管の外部と内部との圧力差が一定となるように、ガラス管内の圧力を制御することを特徴とするガラス管の製造方法に関する技術が開示されている。
また、前記「特許文献１」においては、ガラス管内に閉塞栓を挿入する代わりに、ガラス管の端部を切断装置とともに切断室（与圧室）によって囲う方法、およびガラス管の端部を切断装置とともに水槽内に設ける方法についても、別実施形態として開示されている。

特開平２−２９６７４０号公報

前記「特許文献１」におけるガラス管の製造方法によれば、たとえ大型サイズのガラス管を製造する場合であっても、切断時におけるガラス管内の気圧の変動を大幅に抑制することが可能となり、最終製品としてのガラス管の品質向上を図ることができる。
しかしながら、このようなガラス管の製造方法では、ガラス管内に閉塞栓を挿入して保持するための装置が大掛かりなものとなり、設備コストの増加を招く要因となる。
また、ガラス管の端部を切断装置とともに切断室（与圧室）によって囲う場合、またはガラス管の端部を切断装置とともに水槽内に設ける場合においても同様に、切断装置や切断後のガラス管を搬出する搬出装置などを、切断室（与圧室）または水槽内に配置する必要があることから、設備全体として大掛かりなものとなり、設備コストの増加を招く要因となる。

本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、比較的大型なサイズのガラス管を形成し、形成されたガラス管を所定の切断箇所にて切断するガラス管の製造方法であって、大掛かりな装置を別途設けることもなく、簡易な構成によって、切断時におけるガラス管内の気圧の変動を抑制し、最終製品としてのガラス管の品質向上を図ることが可能なガラス管の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係るガラス管の製造方法は、成形体に沿って溶融ガラスを流下させることで該溶融ガラスを円筒形状に成形し、成形された円筒形状の溶融ガラスを加熱炉によって加熱しつつ軟化状態とした後、徐冷しながら固化させることでガラス管を形成し、形成された該ガラス管を所定の長さに引出した後、該ガラス管を所定の切断箇所にて切断する、ガラス管の製造方法であって、前記ガラス管を引出す際、前記ガラス管内を吸引しながら行うことを特徴とする。

このような構成からなるガラス管の製造方法によれば、大掛かりな装置を別途設けることもなく、例えば、真空ポンプや配管部材などからなる簡易な構成によって、切断時におけるガラス管内の気圧の変動を抑制し、最終製品としてのガラス管の品質向上を図ることができる。
具体的には、例えば加熱炉による加熱によってガラス管内の気体が膨張し、当該ガラス管内の気圧が上昇したとしても、前記ガラス管内の気体を強制的に吸引して気圧を下げることで、前記ガラス管の外部と内部との圧力差を常に略一定に保つことが可能となり、切断時におけるガラス管内の気圧の変動を抑制し、最終製品としてのガラス管の品質向上を図ることができる。

また、本発明に係るガラス管の製造方法においては、前記ガラス管における、前記切断箇所を含むその近傍の管内を封止した後に、前記ガラス管を切断することが好ましい。

このような構成からなるガラス管の製造方法によれば、例えば従来のように、大型サイズのガラス管を切断する際、切断箇所の上側に位置するガラス管内の気圧が変動して当該ガラス管の外形や肉厚が変動し、これ以後に切断されるガラス管の品質低下を引起こすのを防止することが可能となり、最終製品としてのガラス管の品質維持を図ることができる。

また、本発明に係るガラス管の製造方法においては、前記ガラス管における、前記切断箇所を中心として前記ガラス管の両端側に延出する加熱領域を、加熱して軟化状態とした後に、前記切断箇所にて捻じ切ることにより前記ガラス管を切断することが好ましい。

このような構成からなるガラス管の製造方法によれば、切断箇所の上側に位置するガラス管の下端部、および下側に位置するガラス管の上端部を、軟化した自身の部位によって封止したうえで、ガラス管を切断箇所にて捻じ切る（切断する）ことが可能であるため、ガラス管内を封止するための封止装置等を別途設ける必要もなく、設備コストの低減化を図ることができる。

また、本発明に係るガラス管の製造方法において、前記加熱領域は、前記加熱領域に沿って配置される複数のバーナーによって加熱され、前記複数のバーナーは、それぞれ炎の長さを可変可能に構成されることが好ましい。

このような構成からなるガラス管の製造方法によれば、例えば、各々のバーナーの火力を、切断箇所に近付くにつれて徐々に強くなるように設定することにより、ガラス管に加えられる熱量の分布は、切断箇所において最も多く、当該切断箇所より離間するにつれて徐々に減少する傾向となる。
その結果、ガラス管を捻じ切る際、当該ガラス管においては、切断箇所より離間する両側より切断箇所に向かうにつれて、徐々に軟化が進んだ状態となるため、ガラス管を安定して切断箇所にて切断することができる。
また、ガラス管を捻じ切る際、ガラス管の外径サイズは徐々に縮小することとなるが、複数のバーナーの炎の長さを各々可変させることにより、ガラス管の外周面に対するバーナーの火力を、常に一定に保持することができる。

また、本発明に係るガラス管の製造方法においては、前記ガラス管を切断する際において、前記ガラス管は、前記切断箇所にて複数のガイドローラーによって圧接されることが好ましい。

このような構成からなるガラス管の製造方法によれば、ガラス管を切断する際、複数のガイドローラーによって、当該ガラス管の切断箇所が所定位置にて規制されることとなり、当該切断箇所にて安定してガラス管を切断することができる。
また、例えば捻じ切ることによりガラス管を切断する場合においては、ガラス管の切断箇所が定位置にて保持されるため、当該ガラス管を捻じ切るためのトルクを安定して前記切断箇所にて発生させることができる。
そして、複数のガイドローラーによってガラス管の切断箇所が圧接されることにより、軟化状態にある切断箇所、およびその周囲の部位が、ガラス管の軸心に向かって強制的に押し込まれることとなり、当該押し込まれた部位によって、ガラス管の捻じ切り箇所は、より確実に封止されることとなる。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係るガラス管の製造方法によれば、比較的大型なサイズのガラス管を形成し、形成されたガラス管を所定の切断箇所にて切断する場合であっても、大掛かりな装置を別途設けることもなく、簡易な構成によって、切断時におけるガラス管内の気圧の変動を抑制し、最終製品としてのガラス管の品質向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るガラス管の製造装置の全体的な構成を示した正面断面模式図。 ガラス管の製造装置において封止装置の近傍を示した拡大正面断面模式図。

次に、発明の実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
なお、以下の説明においては便宜上、図１および図２の上下方向をガラス管Ｇの製造装置１の上下方向と規定して記述する。
また、図１および図２においては、矢印Ａの方向をガラス管Ｇの引出し方向と規定して説明する。

［製造装置１］
先ず、本発明に係るガラス管の製造方法を具現化する、ガラス管Ｇの製造装置１（以下、単に「製造装置１」と記載する）の構成について、図１を用いて説明する。

本実施形態における製造装置１は、ダウンドロー法によって連続的にガラス管を製造する装置である。
ここで、製造装置１によって製造されるガラス管としては、例えば外径が５０ｍｍを超えるような比較的大型なサイズのガラス管Ｇが挙げられる。
より具体的には、製造装置１によって製造されるガラス管Ｇは、例えば、外径が１２５ｍｍ〜２００ｍｍ、肉厚が１ｍｍ〜３ｍｍ、および製品長（最終製品としてのガラス管Ｇの全長）が１０００ｍｍ〜４０００ｍｍの所定寸法からなる大型サイズのガラス管である。

製造装置１は、主に、フィーダー１０、成形体２０、加熱炉３０、および封止装置４０などにより構成される。

フィーダー１０は、溶融炉（図示せず）にて生成された溶融ガラスＧａを、後述する加熱炉３０へと供給するものである。
フィーダー１０は、上流側の溶融炉より供給される溶融ガラスＧａによって内部を満たされたスパウト１１、上下方向に貫通するオリフィス１２ａを有するとともにスパウト１１の下面端部に配置されるオリフィス板１２、およびオリフィス板１２の上方においてスパウト１１内の溶融ガラスＧａに対して上方より挿入されるとともにオリフィス１２ａと同軸上に配設されるチューブ１３などにより構成される。

そして、スパウト１１内の溶融ガラスＧａは、オリフィス１２ａを介してフィーダー１０の外部へと排出され、次工程である加熱炉３０へと供給される。

次に、成形体２０について説明する。
成形体２０は、溶融ガラスＧａを円筒形状（管形状）に成形するための棒治具として用いられるものである。
成形体２０は、丸棒形状の耐火物により構成される。
また、成形体２０の一端部は、先端へ向かうにつれて徐々に縮径するテーパー部２０ａとして形成される。

成形体２０は、テーパー部２０ａを下方に向けつつ、スパウト１１を上下方向に貫くようにして配置される。
また、成形体２０は、チューブ１３およびオリフィス１２ａと同軸上、且つオリフィス板１２より下方に向かって突出するようにして配設される。
その結果、成形体２０の外周面と、オリフィス１２ａの内周面との間には、環状の間隙部１４が形成される。

そして、成形体２０の外周面に沿いつつ前記間隙部１４を通って流下することにより、スパウト１１内の溶融ガラスＧａは、円筒形状に成形されながらフィーダー１０の外部へと排出される。

ところで、成形体２０の内部には、貫通孔２０ｂが当該成形体２０と同軸上に形成されている。
また、前記貫通孔２０ｂは、その上端部において、配管部材２１を介して真空ポンプ２２と連結されている。

そして、後述するように、製造装置１によってガラス管を製造する際においては、円筒形状に成形された溶融ガラスＧａ（以下、適宜「ガラス管Ｇ」と記載する）に対して、その内部に滞留する高温に熱せられた気体を、真空ポンプ２２によって成形体２０のテーパー部２０ａより吸引可能な構成となっている。

次に、加熱炉３０について説明する。
加熱炉３０は、成形体２０に沿って成形されたガラス管Ｇを、所定の高温状態に加熱して保温するものである。
加熱炉３０は、所謂マッフル炉により構成される。
具体的には、加熱炉３０は、例えば円筒形状のマッフル（隔壁）３１、およびマッフル３１の内周面に沿って配設される複数の電熱線３２・３２・・・などにより構成される。

そして、加熱炉３０は、スパウト１１の下面端部において、成形体２０と同軸上、且つ当該成形体２０のテーパー部２０ａやオリフィス板１２などを同時に囲うようにして垂設される。

このような構成を有することにより、フィーダー１０より成形体２０に沿って流下した溶融ガラスＧａは、ガラス管Ｇとなって引続き加熱炉３０内を通過することとなるが、この際、当該ガラス管Ｇは、加熱炉３０によって所定の高温状態にまで加熱されるとともに、当該高温状態が維持される。

ここで、前記「所定の高温状態」とは、ガラス管Ｇの内圧（管内の気圧）を変化させるだけで、当該ガラス管Ｇの外径を容易に変更させることが可能な「軟化状態」を意味する。
そして、このような軟化状態は、ガラス管Ｇに対して、オリフィス板１２の下面（加熱炉３０の上端部）より、マッフル３１の出口側（下側）の端部を越えた地点に渡る「軟化領域Ｂ」において維持される。

次に、封止装置４０について説明する。
封止装置４０は、成形体２０に沿って溶融ガラスＧａが流下しながら形成されたガラス管Ｇを、所定方向（本実施形態においては、矢印Ａの方向であって下方）に向かって引出すとともに、当該ガラス管Ｇを、所定の「切断箇所Ｐ」（図１中における切断箇所Ｐ）にて、封止した後に切断する（捻じ切る）ものである。
封止装置４０は、詳細は後述するが、ガラス管Ｇに沿って上下方向に並設される一対の管引きローラー４１・４１、当該一対の管引きローラー４１・４１間にて上下方向に並列される複数のバーナーからなる燃焼機構４２、および燃焼機構４２の上下方向中央部に配設される複数（本実施形態においては二個）の封止ガイドローラー４３・４３などにより構成される。

そして、成形体２０のテーパー部２０ａより垂下されるガラス管Ｇは、一対の管引きローラー４１・４１によって所定の長さだけ下方に引出された後、燃焼機構４２によって、所定の「切断箇所Ｐ」、およびその近傍を再び「軟化状態」にまで加熱されるとともに、封止ガイドローラー４１によって直径方向におけるガタツキが規制される。
この状態において、ガラス管Ｇは、一対の管引きローラー４１・４１によって前記「切断箇所Ｐ」にて捻じ切られる。この際、「軟化状態」となった「切断箇所Ｐ」を含むその近傍によって管内を封止された後に、ガラス管Ｇは捻じ切られる（切断される）こととなる。
このような構成を有することにより、本実施形態においては、例えば従来のように、大型サイズのガラス管Ｇを切断する際、「切断箇所Ｐ」の上側に位置するガラス管Ｇ内の気圧が変動して当該ガラス管Ｇの外形や肉厚が変動し、これ以後に切断されるガラス管Ｇの品質低下を引起こすのを防止することが可能となり、最終製品としてのガラス管Ｇの品質維持を図ることができる。

以上のように、本実施形態における製造装置１においては、成形体２０に沿って溶融ガラスＧａを流下させることで当該溶融ガラスＧａを円筒形状に成形し、成形された円筒形状の溶融ガラスＧａを加熱炉３０によって加熱しつつ「軟化状態」とした後、徐冷しながら固化させることでガラス管Ｇを形成し、形成された当該ガラス管Ｇを一対の管引きローラー４１・４１によって所定の長さに引出した後、前記ガラス管Ｇを所定の「切断箇所Ｐ」にて捻じ切る（切断する）ことにより最終製品としてのガラス管Ｇが製造される。

［封止装置４０］
次に、封止装置４０の構成について、図２を用いて詳述する。
封止装置４０は、主に、管引きローラー４１、燃焼機構４２、および封止ガイドローラー４３などにより構成される。

管引きローラー４１は、ガラス管Ｇを下方（矢印Ａの方向）に向かって引出すとともに、所定の切断箇所（図２中における切断箇所Ｐ）において当該ガラス管Ｇを封止しながら捻じ切るものである。
管引きローラー４１は、複数の回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・、これらの回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・・を纏めて軸支する支持フレーム４１Ｂ、各回転ローラー４１Ａを回転駆動させる第一駆動機構（図示せず）、および支持フレーム４１Ｂを介して複数の回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・を全体的に回転駆動させる第二駆動機構（図示せず）などにより構成される。

各回転ローラー４１Ａは、例えば円錐台形状の部材からなり、軸心方向を略水平方向としつつ、ガラス管Ｇの外周面と外接するようにして配設される。
また、このような構成からなる複数の回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・は、ガラス管Ｇの周囲に沿って各々配置される。
つまり、ガラス管Ｇは、複数の回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・によって挟持され、管引きローラー４１によって保持された状態となっている。

そして、前記第一駆動機構によって各回転ローラー４１Ａが所定方向（図２における矢印Ｃの方向）に回転駆動されるとともに、前記第二駆動機構によって管引きローラー４１全体がガラス管Ｇの軸心を中心としつつ所定方向（図２における矢印Ｄの方向）に回転駆動されることにより、ガラス管Ｇは、下方に向かって繰出されるようにして引出される。

また、このような構成からなる管引きローラー４１・４１は、１台の製造装置１において二基備えられ、ガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」を中心として、その上側および下側において当該ガラス管Ｇに沿って各々配設される。

そして、例えば本実施形態においては、下側に位置する管引きローラー４１（以下、適宜「下側管引きローラー４１Ｄ」と記載する）の所定方向（矢印Ｄの方向）における回転速度Ｖ１が、上側に位置する管引きローラー４１（以下、適宜「上側管引きローラー４１Ｕ」と記載する）の所定方向（矢印Ｄの方向）における回転速度Ｖ２に比べて、幾分速くなるように設定されている（Ｖ１＞Ｖ２）。
このように、上側管引きローラー４１Ｕの回転速度Ｖ１と、下側管引きローラー４１Ｄの回転速度Ｖ２との間において相対的な速度差を設けることにより、ガラス管Ｇは、「切断箇所Ｐ」にて捻じ切られる。

次に、燃焼機構４２について説明する。
燃焼機構４２は、管引きローラー４１によってガラス管Ｇを捻じ切る際、当該ガラス管Ｇにおける、「切断箇所Ｐ」およびその上下領域を加熱して軟化させ、ガラス管Ｇの捻じ切り箇所を封止するものである。
燃焼機構４２は、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・・、およびこれらのバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・の火力（炎の長さ）を任意に可変可能とする燃焼回路（図示せず）などにより構成される。

前記複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・は、ガラス管Ｇにおける、「切断箇所Ｐ」および当該「切断箇所Ｐ」の上方および下方に向かって順に設定される複数の「加熱箇所Ｐ１・Ｐ２・・・Ｐ６」において、平面視にて前記ガラス管Ｇの周囲に各々配置される。
また、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・は、正面視にて複数の「加熱箇所Ｐ１・Ｐ２・・・Ｐ６」からなる加熱領域Ｓに沿って上下方向に配置される。

具体的には、ガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」における周囲には、斜上方より「切断箇所Ｐ」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第一上側バーナー４２Ａ１１」と記載する）、および斜下方より「切断箇所Ｐ」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第一下側バーナー４２Ａ１２」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。

また、ガラス管Ｇにおいて「切断箇所Ｐ」より所定間隔だけ上方に離間した「加熱箇所Ｐ１」の周囲には、斜上方より「加熱箇所Ｐ１」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第二上側バーナー４２Ａ２１」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。
一方、ガラス管Ｇにおいて「切断箇所Ｐ」より所定間隔だけ下方に離間した「加熱箇所Ｐ２」の周囲には、斜下方より「加熱箇所Ｐ２」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第二下側バーナー４２Ａ２２」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。

また、ガラス管Ｇにおいて「加熱箇所Ｐ１」より所定間隔だけ上方に離間した「加熱箇所Ｐ３」の周囲には、斜上方より「加熱箇所Ｐ３」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第三上側バーナー４２Ａ３１」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。
一方、ガラス管Ｇにおいて「加熱箇所Ｐ２」より所定間隔だけ下方に離間した「加熱箇所Ｐ４」の周囲には、斜下方より「加熱箇所Ｐ４」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第三下側バーナー４２Ａ３２」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。

さらに、ガラス管Ｇにおいて「加熱箇所Ｐ３」より所定間隔だけ上方に離間した「加熱箇所Ｐ５」の周囲には、斜上方より「加熱箇所Ｐ５」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第四上側バーナー４２Ａ４１」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。
一方、ガラス管Ｇにおいて「加熱箇所Ｐ４」より所定間隔だけ下方に離間した「加熱箇所Ｐ６」の周囲には、斜下方より「加熱箇所Ｐ６」に向かって炎を噴出すようにして支持される複数（図２においては断面図であるため二本のみ記載）のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・（以下、適宜「第四下側バーナー４２Ａ４２」と記載する）が、平面視にてガラス管Ｇを中心にして放射状に配設される。

そして、第一上側バーナー４２Ａ１１および第一下側バーナー４２Ａ１２の火力は、互いに同等に設定されており、これらの第一上側バーナー４２Ａ１１および第一下側バーナー４２Ａ１２によって、ガラス管Ｇ上に第一加熱ゾーンＺ１が形成されている。

また、第二上側バーナー４２Ａ２１および第二下側バーナー４２Ａ２２の火力は、互いに同等に設定されており、これらの第二上側バーナー４２Ａ２１および第二下側バーナー４２Ａ２２によって、ガラス管Ｇ上に第二加熱ゾーンＺ２が形成されている。

また、第三上側バーナー４２Ａ３１および第三下側バーナー４２Ａ３２の火力は、互いに同等に設定されており、これらの第三上側バーナー４２Ａ３１および第三下側バーナー４２Ａ３２によって、ガラス管Ｇ上に第三加熱ゾーンＺ３が形成されている。

さらに、第四上側バーナー４２Ａ４１および第四下側バーナー４２Ａ４２の火力は、互いに同等に設定されており、これらの第四上側バーナー４２Ａ４１および第四下側バーナー４２Ａ４２によって、ガラス管Ｇ上に第四加熱ゾーンＺ４が形成されている。

このような構成からなる燃焼機構４２において、各々のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・の火力は、「切断箇所Ｐ」に近付くにつれて徐々に強くなるように設定されている。

具体的には、第一加熱ゾーンＺ１を加熱する第一上側バーナー４２Ａ１１および第一下側バーナー４２Ａ１２の火力が最も強力に設定されており、第二加熱ゾーンＺ２を加熱する第二上側バーナー４２Ａ２１および第二下側バーナー４２Ａ２２の火力は、第一上側バーナー４２Ａ１１（または、第一下側バーナー４２Ａ１２）の火力に比べて、やや弱く設定されている。
また、第三加熱ゾーンＺ３を加熱する第三上側バーナー４２Ａ３１および第三下側バーナー４２Ａ３２の火力は、第二上側バーナー４２Ａ２１（または、第二下側バーナー４２Ａ２２）の火力に比べて、やや弱く設定されるとともに、第四加熱ゾーンＺ４を加熱する第四上側バーナー４２Ａ４１および第四下側バーナー４２Ａ４２の火力は、第三上側バーナー４２Ａ３１（または、第三下側バーナー４２Ａ３２）の火力に比べて、やや弱く設定されている。

よって、燃焼機構４２を介してガラス管Ｇに加えられる熱量の分布は、図２中の領域Ｔによって示されるように、「切断箇所Ｐ」において最も多く、「切断箇所Ｐ」より上下両側に向かうにつれて徐々に減少する傾向となる。
その結果、管引きローラー４１によってガラス管Ｇを捻じ切る際、当該ガラス管Ｇにおいては、「切断箇所Ｐ」の上下両側より「切断箇所Ｐ」に向かうにつれて、徐々に軟化が進んだ状態となるため（即ち、「切断箇所Ｐ」の軟化が最も進んだ状態にあるため）、ガラス管Ｇは、安定して「切断箇所Ｐ」にて切断されることとなる。

なお、管引きローラー４１によってガラス管Ｇを捻じ切る際、ガラス管Ｇの外径サイズは、複数の加熱ゾーンＺ１・Ｚ２・Ｚ３・Ｚ４において徐々に縮小することとなるが、本実施形態においては、前述した燃焼回路（図示せず）によって、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・の炎の長さを自動的に調整し、これら複数の加熱ゾーンＺ１・Ｚ２・Ｚ３・Ｚ４毎にガラス管Ｇの外周面に対するバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・の火力が、一定に保持される構成となっている。

ところで、ガラス管Ｇにおいて、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・によって加熱される加熱領域Ｓの範囲（即ち、ガラス管Ｇ上における上下方向の範囲）については、次のようにして設定される。
即ち、加熱領域Ｓの範囲は、管引き回転ローラー４１によってガラス管Ｇを捻じ切る際に、当該ガラス管Ｇの切断箇所を封止するのに必要な量のガラス管Ｇの部位に相当する範囲として設定される。
つまり、ガラス管Ｇの切断箇所を封止するには、当該ガラス管Ｇの内径サイズに基づき、加熱領域Ｓの範囲内における量のガラス管Ｇを軟化させる必要がある。

次に、封止ガイドローラー４３について説明する。
封止ガイドローラー４３は、ガラス管Ｇの位置を規制するガイドローラーの一例であって、管引きローラー４１によってガラス管Ｇを捻じ切る（切断する）際、当該ガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」を圧接して当該「切断箇所Ｐ」の位置を保持するものである。
封止ガイドローラー４３は円板形状の部材からなり、その周縁部は断面視テーパー状に形成されている。

そして、封止ガイドローラー４３・４３・・・は、１台の製造装置１において複数個（図２においては断面図であるため二個のみ記載）備えられ、ガラス管Ｇにおける「切断箇所Ｐ」の周囲において、軸心が当該ガラス管Ｇの軸心と平行となるようにして配置される。

また、各封止ガイドローラー４３は、軸心を中心として回転可能に支持されるとともに、図示せぬアクチュエータによって、ガラス管Ｇに対して近接離間方向（本実施形態においては、水平方向）に移動可能に構成される。

そして、前記アクチュエータによって、ガラス管Ｇに対する近接方向に向かって封止ガイドローラー４３が移動されることにより、当該ガラス管Ｇは、「切断箇所Ｐ」にて封止ガイドローラー４３の周縁部に圧接されるようになっている。

このように、各々の封止ガイドローラー４３・４３・・・が、ガラス管Ｇに対して近接方向に移動することにより、当該ガラス管Ｇは、これら複数の封止ガイドローラー４３・４３・・・によって挟持された状態となり、ガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」は、所定位置にて規制されることとなる。

その結果、管引きローラー４１によってガラス管Ｇを捻じ切る際においては、ガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」が定位置にて保持されるため、当該ガラス管Ｇを捻じ切るためのトルクを安定して前記「切断箇所Ｐ」にて発生させることが可能となる。
また、封止ガイドローラー４３によってガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」が圧接されることにより、「軟化状態」にある「切断箇所Ｐ」、およびその周囲の部位が、ガラス管Ｇの軸心に向かって強制的に押し込まれることとなり、当該押し込まれた部位によって、ガラス管Ｇの捻じ切り箇所は、より確実に封止されることとなる。

［封止装置４０の動作手順］
次に、製造装置１によってガラス管Ｇを製造する場合において、封止装置４０によってガラス管Ｇを封止しながら捻じ切る（切断する）際の動作手順について、図１および図２を用いて説明する。

先ず始めに、図１に示すように、成形体２０に沿って溶融ガラスＧａが流下することにより、円筒形状のガラス管Ｇが形成されている。
また、形成されたガラス管Ｇは、成形体２０の下端部（テーパー部２０ａ）より垂下した状態となっており、その上端部が加熱炉３０内に位置する一方、その下端部が封止装置４０における一対の管引きローラー４１・４１によって挟持された状態となっている。

そして、真空ポンプ２２は作動状態となっており、ガラス管Ｇ内の空気が常に吸引されている。
また、加熱炉３０において、マッフル３１内の温度は、電熱線３２によって所定温度に昇温された状態となっている。

さらに、封止装置４０において、各管引きローラー４１に備えられる複数の回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・は、回転駆動を停止した状態となっており、且つ支持フレーム４１Ｂを介した管引きローラー４１全体としての回転駆動も停止した状態となっている。
また、燃焼機構４２を構成する複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・は、各々炎の噴出を停止した状態となっている。
また、複数の封止ガイドローラー４３・４３・・・は、ガラス管Ｇに対して各々離間した待機位置にて停止した状態となっている。

このような状態において、図２に示すように、各々の管引きローラー４１における複数の回転ローラー４１Ａ・４１Ａ・・・は、所定方向（矢印Ｃの方向）に向かって一斉に回転駆動を開始するとともに、管引きローラー４１全体として所定方向（矢印Ｄの方向）に向かって回転駆動を開始する。
この際、これら一対の管引きローラー４１・４１において、上側管引きローラー４１Ｕ全体の回転速度Ｖ２と、下側管引きローラー４１Ｄ全体の回転速度Ｖ１とは、互いに同等に設定される（Ｖ１＝Ｖ２）。

その結果、ガラス管Ｇは、一対の管引きローラー４１・４１によって下方に向かって引出される。
このように、本実施形態においては、真空ポンプ２２によって、常にガラス管Ｇ内の吸引動作を行いながら、一対の管引きローラー４１・４１によってガラス管Ｇを下方に引出す構成となっている。
このような構成を有することにより、例えば、加熱炉３０や燃焼機構４２等による加熱によってガラス管Ｇ内の気体が膨張し、当該ガラス管Ｇ内の気圧が上昇したとしても、前記ガラス管Ｇ内の気体を強制的に吸引して気圧を下げることで、前記ガラス管Ｇの外部と内部との圧力差を常に略一定に保つことが可能となり、上側ガラス管Ｇｕの「軟化領域Ｂ」が影響を受けて外形や肉厚が変動するのを防止して、最終製品としてのガラス管Ｇの品質維持を図ることができる。

ガラス管Ｇの下端部が所定位置に到達すると（即ち、ガラス管Ｇにおける、「切断箇所Ｐ」より下端部までの長さが所定長さに到達すると）、ガラス管Ｇが下降する速度と同じ速度で、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・および複数のガイドローラー４３・４３・・・が下降するとともに、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・が、炎の噴出を各々開始する。
この際、前述したように、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・より噴出される炎の長さは、バーナー４２Ａ毎に設定された所定長さに各々自動的に調整される。

その後、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・より炎が噴出した後、所定時間が経過すると、複数の封止ガイドローラー４３・４３・・・が、ガラス管Ｇに対して一斉に近接方向に移動する。
その結果、ガラス管Ｇは、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・による加熱によって軟化した「切断箇所Ｐ」において、複数の封止ガイドローラー４３・４３・・によって圧接された状態となる。

ガラス管Ｇの「切断箇所Ｐ」に、複数の封止ガイドローラー４３・４３・・・が圧接されると、一対の管引きローラー４１・４１において、下側管引きローラー４１Ｄ全体の回転速度Ｖ１は、上側管引きローラー４１Ｕ全体の回転速度Ｖ２に比べて幾分速くなるように回転駆動を開始する（Ｖ１＞Ｖ２）。

その結果、ガラス管Ｇにおいて、「切断箇所Ｐ」より上側の部位（以下、適宜「上側ガラス管Ｇｕ」と記載する）と、当該「切断箇所Ｐ」より下側の部位（以下、適宜「下側ガラス管Ｇｄ」と記載する）との間に、相対的な回転速度差が発生することとなり、ガラス管Ｇは、一対の管引きローラー４１・４１によって「切断箇所Ｐ」にて捻じ切られる。

このように、本実施形態においては、ガラス管Ｇにおける、「切断箇所Ｐ」を中心として当該ガラス管Ｇの両端側（即ち、上下両端側）に延出する加熱領域Ｓを加熱して、「軟化状態」とした後に、「切断箇所Ｐ」にて捻じ切ることにより前記ガラス管Ｇを切断する構成となっている。

その結果、上側ガラス管Ｇｕの下端部、および下側ガラス管Ｇｄの上端部においては、ガラス管Ｇが捻じ切られる際、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・によって軟化された部位が、当該ガラス管Ｇの内周部に向かって徐々に***して、「切断箇所Ｐ」において捻じ切られる直前に、上側ガラス管Ｇｕの下端部、および下側ガラス管Ｇｄの上端部が封止される。

このように、本実施形態においては、上側ガラス管Ｇｕの下端部、および下側ガラス管Ｇｄの上端部を、軟化した自身の部位によって封止したうえで、ガラス管Ｇを「切断箇所Ｐ」にて捻じ切る（切断する）構成となっている。
従って、従来においては、大型サイズのガラス管Ｇを切断する際、上側ガラス管Ｇｕ内の気圧が変動し、これにより当該上側ガラス管Ｇｕの「軟化領域Ｂ（図１を参照）」における外形や肉厚が変動することによって、最終製品としてのガラス管Ｇ（即ち、下側ガラス管Ｇｄ）の品質低下を引起こす要因となっていたが、本実施形態においては、上側ガラス管Ｇｕの下端部が封止されることから、このような上側ガラス管Ｇｕ内の気圧の変動を抑制することが可能となり、「軟化領域Ｂ」における当該上側ガラス管Ｇｕの外形や肉厚が変動するのを防止して、最終製品としてのガラス管Ｇの品質維持を図ることができる。

「切断箇所Ｐ」においてガラス管Ｇが捻じ切られると、複数の封止ガイドローラー４３・４３・・・は、ガラス管Ｇに対して離間方向に移動し、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・は、炎の噴出を各々停止するとともに、複数のバーナー４２Ａ・４２Ａ・・・および複数のガイドローラー４３・４３・・・は、元の所定の位置に移動し待機する。

そして、一対の管引きローラー４１・４１において、上側管引きローラー４１Ｕ全体の回転速度Ｖ２と、下側管引きローラー４１Ｄ全体の回転速度Ｖ１とが、互いに同等となるように設定が切替わる（Ｖ１＝Ｖ２）。
これにより、上側ガラス管Ｇｕおよび下側ガラス管Ｇｄは、ともに同速度にて下方に引出される。

その後、捻じ切られた（切断された）下側ガラス管Ｇｄは、下側管引きローラー４１Ｄを通過して製造装置１の機外へと搬出される。
また、成形体２０（図１を参照）より垂下する上側ガラス管Ｇｕは、その下端部が下側管引きローラー４１Ｄを通過することにより、一対の管引きローラー４１・４１によって挟持された状態となる。

そして、上側ガラス管Ｇｕは、その後さらに下方へと引出され、その下端部が所定位置に到達すると、前述の手順を、繰り返し動作させる。これにより、連続的にガラス管を得ることができる。

２０ 成形体
３０ 加熱炉
４２Ａ バーナー
４２Ａ１１ 第一上側バーナー
４２Ａ１２ 第一下側バーナー
４２Ａ２１ 第二上側バーナー
４２Ａ２２ 第二下側バーナー
４２Ａ３１ 第三上側バーナー
４２Ａ３２ 第三下側バーナー
４２Ａ４１ 第四上側バーナー
４２Ａ４２ 第四下側バーナー
４３ 封止ガイドローラー
Ｇ ガラス管
Ｇａ 溶融ガラス
Ｐ 切断箇所
Ｓ 加熱領域

Claims (5)

1. 成形体に沿って溶融ガラスを流下させることで該溶融ガラスを円筒形状に成形し、
   成形された円筒形状の溶融ガラスを加熱炉によって加熱しつつ軟化状態とした後、徐冷しながら固化させることでガラス管を形成し、
   形成された該ガラス管を所定の長さに引出した後、該ガラス管を所定の切断箇所にて切断する、ガラス管の製造方法であって、
   前記ガラス管を引出す際、前記ガラス管内を吸引しながら行う、
   ことを特徴とするガラス管の製造方法。
2. 前記ガラス管における、前記切断箇所を含むその近傍の管内を封止した後に、
   前記ガラス管を切断する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のガラス管の製造方法。
3. 前記ガラス管における、前記切断箇所を中心として前記ガラス管の両端側に延出する加熱領域を、加熱して軟化状態とした後に、
   前記切断箇所にて捻じ切ることにより前記ガラス管を切断する、
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のガラス管の製造方法。
4. 前記加熱領域は、
   前記加熱領域に沿って配置される複数のバーナーによって加熱され、
   前記複数のバーナーは、
   それぞれ炎の長さを可変可能に構成される、
   ことを特徴とする、請求項３に記載のガラス管の製造方法。
5. 前記ガラス管を切断する際において、
   前記ガラス管は、前記切断箇所にて複数のガイドローラーによって圧接される、
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のガラス管の製造方法。
   

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