(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス棒の先端部の角部を面取りする際に、ガラス棒のロスが生じないようにすると共に、加工時間を短縮する方法を提供する。【解決手段】ガラス棒１１，１２の先端部１１ａ，１２ａを成形するガラス棒１１，１２の加工方法であって、前記先端部１１ａ，１２ａを加熱する加熱工程と、前記先端部１１ａ，１２ａに成形治具４を押し当てて、前記先端部１１ａ，１２ａからガラスを除去することなく前記先端部１１ａ，１２ａをテーパ状に成形する成形工程と、を有する。該ガラス棒１１，１２の加工方法で加工した２本のガラス棒１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ同士を接続する接続工程を有する、ガラス棒１１，１２の接続方法を有する。【選択図】図１
2015101518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス棒の先端部を成形するガラス棒の加工方法であって、
前記先端部を加熱する加熱工程と、
前記先端部に成形治具を押し当てて、前記先端部からガラスを除去することなく前記先端部をテーパ状に成形する成形工程と、
を有するガラス棒の加工方法。
【請求項２】
前記成形工程は、前記ガラス棒の先端部の温度が軟化温度となったことを検知してから行う、請求項１に記載のガラス棒の加工方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガラス棒の加工方法で加工した２本のガラス棒の先端部同士を接続する接続工程を有する、ガラス棒の接続方法。
【請求項４】
前記加熱工程は、２本の前記ガラス棒の先端部を同時に加熱し、
前記成形工程は、２本の前記ガラス棒の各前記先端部を同時に成形する、請求項３に記載のガラス棒の接続方法。
【請求項５】
前記接続工程終了後、平滑化治具を押し当てて接続部を平滑化する、請求項３または請求項４に記載のガラス棒の接続方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか1項に記載の成形治具であって、
前記ガラス棒に当たる部分に凹状の湾曲面を有する、成形治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス棒の加工方法、ガラス棒の接続方法およびその治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に光ファイバなどに用いられるガラス棒同士を接続する場合、互いに接続するガラス棒の端面をバーナによって加熱して軟化させ、互いに溶着接続することが行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４３２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ガラス棒同士を接続する際に、接続する端面に角部があると接続部に気泡が混入し、接続部の強度が低下してしまう。このため、例えばガラス棒の先端部に研削加工を施したり、火炎により加熱しながらガラス棒の先端部を溶融させて、角部を面取りして除去する方法が行われている。
しかしながら、研削加工したり、角部を面取りしたりすると、ガラス除去分のロスが生じると共に、加工時間が長くなるなどの問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ガラス棒の先端部の角部を面取りする際に、ガラス棒のロスが生じないようにすると共に、加工時間を短縮できる、ガラス棒の加工方法、ガラス棒の接続方法およびその治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明のガラス棒の加工方法は、ガラス棒の先端部を成形するガラス棒の加工方法であって、
前記先端部を加熱する加熱工程と、
前記先端部に成形治具を押し当てて、前記先端部からガラスを除去することなく前記先端部をテーパ状に成形する成形工程と、
を有する。
【０００７】
また、本発明のガラス棒の接続方法は、上記加工方法で加工した２本のガラス棒の先端部同士を接続する接続工程を有する。
【０００８】
また、本発明の成形治具は、上記本発明のガラス棒の加工方法またはガラス棒の接続方法の成形治具であって、
前記ガラス棒に当たる部分に凹状の湾曲面を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガラス棒の先端部の角部を面取りする際に、ガラス棒のロスが生じないようにすると共に、加工時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第1の実施形態に係るガラス棒の加工方法および接続方法の説明図である。
【図２】第２の実施形態に係る加工方法およびガラス棒の接続方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本願発明の実施形態の説明］
本願発明の実施形態に係るガラス棒の加工方法は、
（１）  ガラス棒の先端部を成形するガラス棒の加工方法であって、
前記先端部を加熱する加熱工程と、
前記先端部に成形治具を押し当てて、前記先端部からガラスを除去することなく前記先端部をテーパ状に成形する成形工程と、
を有する。
ガラス棒の先端部に成形治具を押し当ててテーパ状に成形することにより先端部の角部が面取りされる。この角部の面取りの際、ガラス棒のロスが生じないと共に加工時間を短縮できる。また、加熱時間が短くてすむので、加熱に使用するガス使用量を低減できる。
【００１２】
（２）  前記成形工程は、前記ガラス棒の先端部の温度が軟化温度となったことを検知してから行う。
ガラス棒の先端部の温度が軟化温度となった状態で成形するので、効率的にガラス棒の先端部をテーパ状に成形できる。
【００１３】
また、本願発明の実施形態に係るガラス棒の接続方法は、
（３）  上記（１）または（２）に記載のガラス棒の加工方法で加工した２本のガラス棒の先端部同士を接続する接続工程を有する、ガラス棒の接続方法。
を有する。
ガラス棒の先端部に成形治具を押し当ててテーパ状に成形することにより先端部の角部が面取りされる。これにより、２本のガラス棒を接続する際の気泡の混入を防ぐことができ、この角部の面取りの際、ガラス棒のロスが生じないと共に加工時間を短縮できる。
【００１４】
（４）  前記加熱工程は、２本の前記ガラス棒の先端部を同時に加熱し、
前記成形工程は、２本の前記ガラス棒の各前記先端部を同時に成形する。
加熱時間が短くてすむので、加熱に使用するガス使用量を低減できる。
【００１５】
（５）  前記接続工程終了後、平滑化治具を押し当てて接続部を平滑化する。
平滑化治具を押し当てることにより、接続後のガラス棒の表面を平滑にすることができる。
【００１６】
また、本願発明の実施形態に係る成形治具は、
（６）  上記（１）から（５）のいずれかに記載の成形治具であって、
前記ガラス棒に当たる部分に凹状の湾曲面を有する。
湾曲面をガラス棒の先端部に当てるだけで、ガラス棒の先端部からガラスを除去することなく、簡単にテーパ状に成形できる。
【００１７】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るガラス棒の加工方法、ガラス棒の接続方法およびその治具の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の第１の実施形態および第２の実施形態では、光ファイバ母材として用いられる石英ガラスからなるガラス棒を例にとって説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１８】
［第１の実施形態］
（ガラス棒の加工方法）
第１の実施形態について、図１を参照しつつ説明する。
接続する一方のガラス棒１１に対して、工程１（加熱工程）に示すように、ガラス棒１１を回転装置のチャック２に保持させ、軸線を中心として回転させながら、バーナ３の酸水素火炎によりガラス棒１１の先端部１１ａを加熱する。このとき、バーナ３による加熱温度としては、約１０００〜１５００℃程度が好ましい。この加熱により先端部１１ａが軟化した状態となる。
【００１９】
先端部１１ａが軟化温度である１４００℃以上となったことを図示しないセンサ等で検知したら、工程２（成形工程）を行う。この工程２では、先端部１１ａにおける角部、つまりガラス棒１１の軸方向端面と周面との境界部分に成形治具４を当接させる。この成形治具４は、例えばコテ状の部材であり、その先端に凹状の湾曲面４ａを有する形状となっている。具体的には、この湾曲面４ａを先端部１１ａにおける角部に当接させるようにする。
【００２０】
そして、成形治具４を当接させながら、ガラス棒１１を回転させることにより、先端部１１ａからガラスを除去することなく、先端部１１ａがテーパ状に成形される。このようにして、接続する一方のガラス棒１１の先端部１１ａがテーパ状に成形され、先端部１１ａの角部が面取りされる。
【００２１】
次に、接続する他方のガラス棒１２に対しても、上記の工程１および工程２と同様にして、工程３（加熱工程）および工程４（成形工程）を行うことにより、その先端部１２ａがテーパ状に成形され、先端部１２ａの角部が面取りされる。
【００２２】
（ガラス棒の接続方法）
次に、工程５に示すように、一方のガラス棒１１および他方のガラス棒１２の端面処理を施された先端部同士（１１ａ、１２ａ）を近づけて互いに回転させながら、その先端部１１ａ、１２ａをバーナ３で同時に加熱して軟化させる。
そして、工程６に示すように、ガラス棒１１、１２を近接させて、先端部１１ａ、１２ａの端面同士を当接させ、バーナ３で加熱しながら融着させる。このとき、平滑化治具５により、ガラス棒１１とガラス棒１２の接合部分を平滑化する。この平滑化治具５としては、ガラス棒１１に当接させる面が平面状の部材を使用する。
以上のようにして、ガラス棒１１とガラス棒１２とが接続され、１本のガラス棒１が作成される。
【００２３】
［第２の実施形態］
（ガラス棒の加工方法）
次に、第２の実施形態について、図２を参照しつつ説明する。
工程１（加熱工程）に示すように、接続する一方のガラス棒１１と他方のガラス棒１２とを互いに近づける。そして、ガラス棒１１、１２をそれぞれ回転装置のチャック２に保持させ、軸線を中心として回転させながら、バーナ３の酸水素火炎により先端部１１ａ、１２ａを同時に加熱する。
このとき、バーナ３による加熱温度としては、約１０００〜１５００℃程度が好ましい。この加熱により先端部１１ａ、１２ａが軟化した状態となる。
【００２４】
先端部１１ａが軟化温度である１４００℃以上となったことをセンサ等で検知したら、工程２（成形工程）を行う。この工程２では、先端部１１ａにおける角部、つまりガラス棒の軸方向端面と周面との境界部分に成形治具４１を当接させるとともに、先端部１２ａにおける角部、つまりガラス棒の軸方向端面と周面との境界部分に成形治具４２を当接させる。この成形治具４１、４２は、第１の実施形態にて使用した成形治具４と同じ形状の部材である。本実施形態では、成形治具４１の凹状の湾曲面４１ａを先端部１１ａにおける角部に当接させるようにするとともに、成形治具４２の凹状の湾曲面４２ａを先端部１２ａにおける角部に当接させるようにする。
【００２５】
そして、成形治具４１、４２をそれぞれ当接させながら、ガラス棒１１、１２をそれぞれ回転させることにより、先端部１１ａ、１２ａからガラスを除去することなく、先端部１１ａ、１２ａがテーパ状に成形される。
このようにして、接続する一方のガラス棒１１の先端部１１ａと、他方のガラス棒１２の先端部１２ａとが同時にテーパ状に成形され、先端部１１ａ、１２ａの角部が面取りされる。
【００２６】
（ガラス棒の接続方法）
次に、工程３に示すように、ガラス棒１１、１２を互いに回転させながら、その先端部１１ａ、１２ａをバーナ３で同時に加熱して軟化させる。
そして、工程６に示すように、先端部１１ａ、１２ａの端面同士を当接させ、バーナ３で加熱しながら融着させる。このとき、実施形態１と同様の平滑化治具５を使用して、ガラス棒１１とガラス棒１２の接合部分を平滑化する。
以上のようにして、ガラス棒１１とガラス棒１２とが接続され、１本のガラス棒１が作成される。
【００２７】
以上のように、第１の実施形態および第２の実施形態のガラス棒の加工方法では、成形工程において、ガラス棒１１、１２の先端部１１ａ、１２ａに成形治具４を押し当てて、先端部１１ａ、１２ａからガラスを除去することなく先端部１１ａ、１２ａをテーパ状に成形する。これにより、先端部１１ａ、１２ａがテーパ状に成形され、先端部１１ａ、１２ａの角部が面取りされる。成形治具を押し当てることにより成形するので、この角部の面取りの際、ガラス棒１１、１２のロスが生じないと共に加工時間を短縮できる。また、面取りするための加熱時間が短くてすむので、加熱に使用するガス使用量を低減できる。
また、上記成形工程では、ガラス棒１１、１２の先端部１１ａ、１２ａの温度が軟化温度となったことを検知してから成形するので、効率的に先端部１１ａ、１２ａをテーパ状に成形できる。
【００２８】
また、第１の実施形態および第２の実施形態のガラス棒の接続方法では、上記した成形工程により、２本のガラス棒１１、１２の先端部１１ａ、１２ａをテーパ状に成形し、接続工程において、成形された２本のガラス棒１１、１２の先端部同士を接続する。先端部１１ａ、１２ａが面取りされることにより、２本のガラス棒１１、１２を接続する際の気泡の混入を防ぐことができる。また、この角部の面取りの際、ガラス棒のロスが生じないと共に加工時間を短縮できる。
【００２９】
また、第２の実施形態のガラス棒の接続方法では、加熱工程において、２本のガラス棒１２の先端部１２ａを同時に加熱し、成形工程において、２本のガラス棒１２の先端部１２ａを同時に成形する。これにより、加熱時間が短くてすむので、加熱に使用するガス使用量を低減できる。
また、成形工程および接続工程は、ガラス棒の先端部の温度が軟化温度となったことを検知してから行うので、効率的に先端部１１ａ、１２ａをテーパ状に成形し、接続することができる。
【００３０】
また、第１の実施形態における成形治具４および第２の実施形態における成形治具４（または４１、４２）は、ガラス棒１１、１２に当たる部分に凹状の湾曲面４ａ（または４１ａ、４２ａ）を有するので、この湾曲面４ａ（または４１ａ、４２ａ）をガラス棒１１、１２の先端部１１ａ、１２ａに当てるだけで、ガラス棒１１、１２の先端部１１ａ、１２ａからガラスを除去することなく、簡単にテーパ状に成形できる。
【００３１】
［実施例］
次に、実施例および比較例について説明する。
実施例１では、第１の実施形態における工程１〜６により、ガラス棒１１、１２を接続してガラス棒１を作成した。
下記表１において、実施例１のガラス棒１１先端丸めは、工程１、２の作業を示し、ガラス棒１２先端丸めは、工程３、４の作業を示し、ガラス棒１１，１２加熱は、工程５の作業を示し、ガラス棒接続は、工程６の作業を示す。
【００３２】
実施例２では、第２の実施形態における工程１〜４により、ガラス棒１１、１２を接続してガラス棒１を作成した。
下記表１において、実施例２のガラス棒１１先端丸めおよびガラス棒１２先端丸めは、工程１、２の作業を示し、ガラス棒１１，１２加熱は、工程３の作業を示し、ガラス棒接続は、工程４の作業を示す。
【００３３】
また、比較例として従来のガラス棒の接続方法である特許文献１に記載された方法により、ガラス棒１１先端丸めおよびガラス棒１２先端丸めの作業を行い、ガラス棒１１，１２加熱の作業、ガラス棒接続の作業を行って、ガラス棒１を作成した。
実施例１、２および比較例において、各作業内容にかかった作業時間、バーナ３に供給したＨ２（可燃ガス）およびＯ２（助燃ガス）の使用量（ガス使用量）、および各作業における除去分の体積（ガラス除去分の体積）の結果を下記の表１に示す。
【００３４】
【表１】
2015101518.tif 000003
【００３５】
以上のように、実施例１は、比較例である従来のガラス棒の接続方法に比べて、ガラス棒１１先端丸めおよびガラス棒１２先端丸めの作業において、それぞれ作業時間を３分短縮でき、ガス使用量をそれぞれ０．９ｍ３低減することができた。
また、実施例２は、ガラス棒１１先端丸めおよびガラス棒１２先端丸めの作業は４分ですみ、比較例に比べて作業時間を１０分短縮できガス使用量を３ｍ３低減することができた。
また、比較例では、角部を面取りした分のガラスが７ｃｍ３ずつ上記表１の除去分の体積としてロスとなったが、実施例１、２の各作業におけるガラス除去によるロスを無くす（除去分の体積を０ｃｍ３にする）ことができた。
【符号の説明】
【００３６】
１１、１２  ガラス棒
１１ａ、１２ａ  先端部
２  チャック
３  バーナ
４、４１、４２  成形治具
４ａ、４１ａ、４２ａ  湾曲面
５  平滑化治具
【図１】
2015101518.tif 000004
【図２】
2015101518.tif 000005