(57)【要約】  繊維形成用ブッシュは、少なくとも一つの穴（２５）を有するベースプレート（２０）と、ベースプレートとは別々に形成され、ベースプレートの穴で支持され、且つベースプレートに溶接されたブッシュ先端（１０）を含む。ブッシュ先端は、上端（１３）と、下端（２３）を有し、ブッシュ先端の上端のフランジ（１１）を含む。テーパー入口（１２）が、フランジに隣接した上端に設けられる。上円筒部分（１４）が、テーパー入口に隣接して設けられる。テーパー中間部分（１６）が、上円筒部分に隣接して設けられる。下円筒部分（１８）が、テーパー中間部分に隣接して、ブッシュ先端の下端の出口に延びる。
2009522193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維形成用ブッシュであって、
少なくとも一つの穴（２５）を有するベースプレート（２０）と、
前記ベースプレートと別々に形成され、前記ベースプレートの前記穴で支持され、前記ベースプレートに溶接され、且つ上端（１３）及び下端（２３）を有するブッシュ先端（１０）とを含み、
前記ブッシュ先端は、その上端のフランジ（１１）と、  前記フランジに隣接した、前記上端のテーパー入口部（１２）と、
前記テーパー入口部に隣接した上円筒部分（１４）と、
前記上円筒部分に隣接したテーパー中間円筒部分（１６）と、
前記テーパー中間部分に隣接し、前記ブッシュ先端の前記下端の出口（２４）まで延びている下円筒部分（１８）と、を含む、
繊維形成用ブッシュ。
【請求項２】
前記テーパー入口部は、前記上円筒部分への平滑な移行部を作る、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項３】
前記テーパー入口部は、逆釣鐘形状の輪郭の形態をなして外方に広がる形状を有するように広げられている、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項４】
明確な境界画定線が、前記テーパー中間部分と前記上及び下円筒部分との間でテーパー中間部分の上端と下端にある、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項５】
前記ブッシュ先端は、プラチナとロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）又は他の適当な材料で形成されている、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項６】
前記ブッシュ先端は、前記ブッシュ先端の前記上端から前記下端に及んでいる実質的に均一な厚さを有する壁（１９）を有する、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項７】
前記ブッシュ先端は、約0.178ミリ（0.007インチ）乃至約0.381ミリ（0.015インチ）の範囲の厚さを有する壁を有する、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項８】
前記下円筒部分の内径は、前記上円筒部分の内径よりも小さい、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項９】
前記ブッシュ先端の前記上端は、約2.032ミリ（0.080インチ）乃至約3.404ミリ（0.134インチ）の内径を有し、
前記下円筒部分は、約1.27ミリ（0.05インチ）から約2.54ミリ（0.1インチ）の範囲、又は形成条件にふさわしい内径を有する、
請求項８に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１０】
前記ブッシュ先端は、約4.191ミリ（0.165インチ）の全長を有し、
前記テーパー中間部分は、約0.635ミリ（0.025インチ）未満の長さを有し、
前記下円筒部分は、約1.651ミリ（0.065インチ）の長さを有する、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１１】
前記ブッシュ先端は、前記ベースプレートに溶接される、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１２】
繊維形成用ブッシュであって、
少なくとも一つの穴を有するベースプレートと、
前記ベースプレートと別々に形成され、前記ベースプレートの前記穴で支持され、前記ベースプレートに溶接され、上端及び下端、並びに前記上端から前記下端に及んで実質的に均一な厚さを有する壁を有するブッシュ先端と、を含み、
前記ブッシュ先端は、その前記上端のフランジと、
逆釣鐘形状の輪郭の形態をなして外方に広がる形態を有するように広げられている、前記フランジに隣接した前記上端のテーパー入口部と、
前記テーパー入口部が平滑な移行部を作る前記テーパー入口部に隣接した上円筒部分と、
前記上円筒部分に隣接したテーパー中間部分と、
前記テーパー中間部分に隣接し、前記ブッシュ先端の下端の出口まで延びる下円筒部分と、を含む、
ブッシュ先端。
【請求項１３】
前記テーパー入口部は、前記上円筒部分に平滑な移行部を作る、
請求項１２に記載のブッシュ先端。
【請求項１４】
明確な境界画定線が、前記テーパー中間部分と前記上及び下円筒部分との間でテーパー中間部分の上端と下端にある、
請求項１２に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１５】
前記ブッシュ先端は、プラチナとロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）又は他の適当な材料で形成されている、
請求項１に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１６】
前記ブッシュ先端は、約0.279ミリ（0.011インチ）乃至約0.381ミリ（0.015インチ）の範囲の厚さの壁を有する、
請求項１２に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１７】
前記ブッシュ先端の前記上端は、約2.032ミリ（0.080インチ）乃至約3.404ミリ（0.134インチ）の範囲の内径を有し、
前記下円筒部分は、約1.27ミリ（0.05インチ）乃至約2.54ミリ（0.1インチ）の、又は形成条件にふさわしい内径を有する、
請求項８に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１８】
前記ブッシュ先端は、約4.191ミリメートル（0.165インチ）の全長を有し、前記テーパー中間部分は、約0.635ミリメートル（0.025インチ）未満の長さを有し、
前記下円筒部分は、約1.651ミリメートル（0.065インチ）の長さを有する、
請求項１２に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項１９】
前記ブッシュ先端は、前記ベースプレートにレーザー溶接される、
請求項１２に記載の繊維形成用ブッシュ。
【請求項２０】
繊維形成用ブッシュを製造する方法であって、
ａ）少なくとも一つの穴穴を有するベースプレートを準備し、
ｂ）前記ベースプレートとは別に形成されたブッシュ先端を準備すること、を含み、前記ブッシュ先端は、
前記ブッシュ先端の上端のフランジと、
前記フランジに隣接した、前記上端のテーパー入口と、
前記テーパー入口部に隣接した上円筒部分と、
前記上円筒部分に隣接したテーパー中間部分と、
前記テーパー中間部分に隣接し、前記ブッシュ先端の下端の出口まで延びる下円筒部分と、を含み、
ｄ）前記ブッシュ先端を前記ベースプレートの前記穴穴で支持し、
ｅ）前記ブッシュ先端を前記ベースプレートに溶接する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、鉱物繊維を作るのに適した繊維形成用ブッシュに関し、より具体的には、繊維形成用ブッシュの先端に関する。本発明は、さらに、繊維形成用ブッシュの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブッシュは、高品質の連続ストランドガラス繊維の製造にとって最も重要な部品の一つである。一般的には、ブッシュは、プラチナとロジウム（Pt-Rh）の合金で作られ、溶解したガラスが供給される箱の形態をなしている。箱は、複数の穴があけられたベースプレートを有する。これらの穴の各々は、「先端」として知られたピアスジェットによって構成され、ガラスが先端から流出して、一旦、ガラスが細められると繊維を生産する。
【０００３】
「直接溶解」ブッシュ技術では、ガラスは、溶融状態で供給されるが、熱平衡を維持するためには、ジュール効果によってブッシュの本体を加熱することが必要である。ベースプレートを構成するプレートは、数百或いは数千個の先端を有し、既存のブッシュ又は開発中のブッシュでは、先端の数は、4000個程度、或いは6000個若しくはそれ以上ですらある。
【０００４】
一般に、ベースプレートの変形を回避するために、機械的な補強をベースプレートの長さに渡って、且つ先端の位置の間に分布させ、それによって使用中のよりよい剛性を確保することが知られている。
【０００５】
ブッシュを製造するための現在の技術、特にブッシュのベースプレートを製造するための現在の技術では、繊維の製造と関連した、又はブッシュからの引き出しと関連した経済的制約、及び先端の形状、並びに繊維を引くことができる、ベースプレートの単位面積当たりの先端の数と関連した技術を考慮する必要がある。
【０００６】
現行の方法によれば、ブッシュのベースプレートは、ベースプレート材料に先端形状を形成し、又は穿孔することによって製造される。この方法でベースプレートを製造するには、貴金属を大量に使用する。ベースプレートに形成され、又は穿孔された先端は、典型的には、形状が円錐形であり、充填密度を減じ、ベースプレートの総重量を増す、比較的大きい入口を有する。先端を、高温の空気に曝すことにより先端を腐食させる。先端の出口で腐食が起こると、出口を通って形成された繊維は直径が増す。先端の出口は異なる割合で腐食するから、繊維の直径は様々な割合で生長し、不合格の製品を作り出す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ベースプレートとブッシュ先端とを含む、繊維成形ブッシュに向けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ベースプレートは、少なくとも一つの穴を有する。ブッシュ先端は、ベースプレートとは別に形成され、ベースプレートの穴で支持され、さらにベースプレートに溶接される。ブッシュ先端は、上端と下端を有し、そしてブッシュ先端の上端にフランジを含む。テーパー入口部が、フランジに隣接して、上端に設けられる。上円筒部分が、テーパー入口部に隣接して設けられる。テーパー中間部分が、上円筒部分に隣接して設けられる。下円筒部分が、テーパー中間部分に隣接して設けられ、ブッシュ先端の下端の出口まで延びている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
詳細な説明及び図面は、ガラス繊維を作るのに適した繊維形成用ブッシュを開示する。ブッシュを、他の鉱物材料の繊維を成形するために構成してもよいことを理解すべきである。
【００１０】
今、図面を参照すると、図１乃至図３は、連続ガラス繊維を形成するのに用いられるブッシュ先端１０を示す。ブッシュ先端１０は、プラチナ及びロジウム（Pt-Rh）で形成されるのがよい。ブッシュ先端１０は、実質的に均一な厚さを有する薄い壁９を有する。ブッシュ先端１０は、その上端１３に、テーパー入口部１２に隣接してフランジ１１を有する。より具体的には、入口部１２は、その形状が、断面でみたとき逆釣鐘形状の輪郭の形態をなして外方に広がるように、広げられる。テーパー入口部１２は、上円筒部分１４に平滑な移行部を作り、溶着取付けのための材料を提供する。ブッシュ先端１０の中間にある部分１５は、テーパー中間部分１６を形成するためにくびれている。テーパー中間部分１６の上端１７及び下端１９には明確な境界画定線（すなわち、ブッシュ先端の壁の明確な角度変化）がある。中間部分１６の下端１９は、ブッシュ先端１０の出口端２１で下円筒部分１８に通ずる。
【００１１】
ブッシュ先端１０は、約0.178ミリメートル（0.007インチ）乃至約0.381ミリメートル（0.015インチ）の範囲の厚さを有し、実質的に均一な厚さを有するが、他の厚さを使用してもよい。フランジ１１の厚さは、ブッシュ先端１０の残りの部分の厚さより僅かに大きいのがよい。例えば、フランジ１１の厚さＴ１は、0.381ミリメートル（0.015インチ）であり、ブッシュ先端１０の残りの部分の厚さＴ２は、0.279ミリメートル（0.011インチ）であるのがよい。横の寸法に関して、ブッシュ先端１０の上端１３は、好ましくは約2.032ミリメートル（0.080インチ）乃至約3.403ミリメートル（0.134インチ）の範囲の内径Ｄ１を有するが、他の寸法を使用してもよい。逆釣鐘形状の輪郭の外アールＲは、必要に応じて、ブッシュ先端１０の上端１３の直径Ｄ１、及び上円筒部分１４の内径Ｄ２に依存する。下円筒部分１８は、好ましくは約1.473ミリメートル（0.058インチ）乃至約2.54ミリメートル（0.1インチ）の範囲の内径Ｄ３を有するが、他の値を有してもよい。軸方向の寸法に関して、好ましくは、ブッシュ先端１０の全長Ｌ１は、約4.191ミリメートル（0.165インチ）であり、テーパー中間部分１６の長さＬ２は、約0.635ミリメートル（0.025インチ）より小さく、下円筒部分１８の長さＬ３は、約1.651ミリメートル（0.065インチ）である。上述の寸法範囲は全て例示であり、他の値を有してもよいことを理解すべきである。
【００１２】
発明によるテーパー中間部分１６は、在来のブッシュ先端に比して、ブッシュ先端１０の合金重量を減じる、なぜならば、ブッシュ先端はブッシュ先端１０の圧力降下を最小にすることによって処理量の最大化を依然として可能にしながら、比較的薄い肉厚を維持するからである。下部分１８が円筒であるという事実は、必要なときに、栓のしやすさを見込み、ブッシュ先端１０が腐食するとき、繊維の直径のより良いコントロールを可能にする。その結果、本発明のブッシュ先端１０は、寿命が延び、寿命の延びは繊維形成操作を維持するのに必要な合金にも関係する。
【００１３】
この発明の、ブッシュ先端１０のテーパー入口部１２の入口２２、及びブッシュ先端１０の下端２３におけるブッシュ先端１０の出口端１９の直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、ブッシュ先端１０の全長Ｌ１と組み合わせたときに、ブッシュ先端の正味重量を減じ、且つ入口２２及び出口２４での直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が小さいにも関わらず、在来のブッシュ先端と同じ処理量を得るブッシュ先端を提供する。入口２２の小さい直径Ｄ１，Ｄ２は、所定処理量のため充填密度の増加を可能にし、ベースプレート２０を形成する貴金属の総重量及びブッシュを作るの要求される貴金属の量を減ずる。出口２４の小さい直径Ｄ３は、より高い処理量で繊維の張力の減少をもたらす。入口２２、及び出口２４の直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３、と長さＬ１の比は、特に、特定の処理量を最大にし、且つ繊維形成の張力を最小にしながら、ブッシュ全体のための貴金属の使用を最適にするように選択される。設計の最適な形状は、密充填を見込み、テーパー中間部分１６及びより短い全長Ｌ１が同じ処理量での小さい出口を可能にし、これは、高い充填密度で先端間のフラッドを防止する。
【００１４】
図４に示すように、ブッシュ先端１０は、ベースプレート２０によって支持される。発明によるブッシュ先端１０は、別々に形成され、仕上げられた部品であり、該部品は、ベースプレート２０の穴２５に挿入される。好ましくは、ブッシュ先端１０は、ベースプレート２０に前もって穿孔され、精密に位置決めされた穴２５に精密に嵌め込まれ、そして、構造的に強固で液密な接合を確保するために、溶接法によってフランジ１１の周りに溶接される。
【００１５】
ブッシュ先端１０が高温の空気に曝されるとき、Ｐｔ−Ｒｈは、Ｐｔ−Ｒｈの酸化によって腐食する。在来の先端を有するブッシュでは、この腐食は、より大きい繊維の直径の望ましくない結果に至る。ブッシュ先端１０の下部分１８の円筒形状及び下部分１８の一定な肉厚は、ブッシュ先端１０が腐食するとき、繊維直径のさらに優れた制御を与える。これは、ガラス繊維製品により安定した直径、及びブッシュのより長い寿命を提供する。加えて、円筒出口端２１は、円錐形状出口端とは違い、容易に栓のできるブッシュ先端１０を作り出す。繊維形成用ブッシュの製造方法は、少なくとも一つの穴２５を有するベースプレート２０を準備するステップを含む。ブッシュ先端１０も準備する。ブッシュ先端１０は、ベースプレート２０とは別に形成される。ブッシュ先端１０は、ブッシュ先端１０の上端１３にあるフランジ１１と、フランジ１１に隣接して上端１３にあるテーパー入口部１２と、テーパー入口部１２に隣接した上円筒部分１４と、上円筒部分１４に隣接したテーパー中間部分１６と、テーパー中間部分１６に隣接し、且つブッシュ先端１０の下端２３にある出口２４に延びる下円筒部分１８と、を含む。ブッシュ先端１０は、ベースプレート２０の穴２５内に支持される。最後に、ブッシュ先端１０は、ベースプレート２０に溶接される。
【００１６】
図面には、一つの穴２５及びブッシュ先端１０しか示されていないが、典型的には、ブッシュベースプレート２０には、多くの穴２５及びブッシュ先端１０が設けられていることを理解すべきである。
【００１７】
ブッシュ先端１０の部分の組み合わせは、合金重量、処理量、耐フラッド性、充填密度、製造コスト、溶接性等を含む、全ての規準について最適な性能をもたらす。下円筒部分１８の長さＬ３は、好ましくは、ブッシュ先端の腐食がブッシュ先端１０のテーパー中間部分１６に達するのを防ぐのに十分に長く、且つ所望ならば、用途毎に最適化される。
【００１８】
特許法の規定に従って、この発明の操作原理及びモードを好ましい実施形態で説明し、且つ示した。しかしながら、本発明は、発明の趣旨又は範囲から逸脱することなしに、具体的に説明し、且つ示したものとは別の方法で実施してもよいことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】繊維形成用ブッシュの長寿命の先端の側面斜視図である。
【図２】図１に示す長寿命の先端の上面図である。
【図３】図２の線３−３に沿った、長寿命の先端の立面断面図である。
【図４】図３に示す長寿命の先端を付けたベースプレートの立面部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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