(57)【要約】【課題】熱膨張時のブッシング本体の異常変形を抑制することができるブッシング装置を提供する。【解決手段】ブッシング本体１１の各側壁部２６の外側面に、該ブッシング本体１１の熱膨張を許容させるためのスペーサＳを設けるスペーサ設置工程と、スペーサ設置工程後にブッシング本体１１とフレーム１２との間にモルタル１３を充填して、該モルタル１３と各側壁部２６の外側面との間にスペーサＳを介在させる充填工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維を成形するための成形ノズルを有するブッシング本体と、該ブッシング本体の外周を囲うフレームと、前記ブッシング本体の外側面と前記フレームの内側面との間に充填された充填材とを備えたブッシング装置の製造方法であって、
前記ブッシング本体の外側面に、該ブッシング本体の熱膨張を許容させるためのスペーサを設けるスペーサ設置工程と、
前記スペーサ設置工程後に前記ブッシング本体と前記フレームとの間に前記充填材を充填して、該充填材と前記ブッシング本体の外側面との間に前記スペーサを介在させる充填工程と
を備えたことを特徴とするブッシング装置の製造方法。
【請求項２】
前記ブッシング本体は平面視で略矩形状をなし、
前記スペーサ設置工程において、前記スペーサは前記ブッシング本体の外側面のうちの長手方向側端面に設けられることを特徴とする請求項１に記載のブッシング装置の製造方法。
【請求項３】
前記スペーサは、加熱によって消失する部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のブッシング装置の製造方法。
【請求項４】
前記スペーサは、可撓性を有する発泡体であることを特徴とする請求項３に記載のブッシング装置の製造方法。
【請求項５】
前記スペーサは、弾性を有し、前記ブッシング本体と前記充填材とに挟まれて収縮することを特徴とする請求項１又は２に記載のブッシング装置の製造方法。
【請求項６】
ガラス繊維を成形するための成形ノズルを有するブッシング本体と、
前記ブッシング本体の外周を囲うフレームと、
前記ブッシング本体の外側面と前記フレームの内側面との間に充填された充填材と、
前記ブッシング本体の外側面と前記充填材との間に介装された、前記ブッシング本体の熱膨張を許容させるためのスペーサと
を備えたことを特徴とするブッシング装置。
【請求項７】
前記ブッシング本体は平面視で略矩形状をなし、
前記スペーサは、前記ブッシング本体の外側面のうちの長手方向側端面と前記充填材との間に介装されたことを特徴とする請求項６に記載のブッシング装置。
【請求項８】
前記スペーサが可撓性を有する発泡体であることを特徴とする請求項６又は７に記載のブッシング装置。
【請求項９】
前記スペーサは、前記ブッシング本体の線膨張率に応じた厚みに設定されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のブッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維の製造に用いられるブッシング装置の製造方法及びブッシング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス繊維の製造に用いられるブッシング装置は、ガラス繊維を成形するための多数の成形ノズルを有する例えば白金製（又は白金合金製）のブッシング本体を有している（例えば特許文献１参照）。そのブッシング本体の外周は、設置箇所への取付用のフレームで囲われており、ブッシング本体の外側面とフレームの内側面との間には、ブッシング本体を保温する役割等をなす耐火性の充填材（例えばモルタル）が充填されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２３６２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなブッシング装置では、ブッシング本体が充填材よりも熱膨張しやすいことから、周囲が充填材で固められたブッシング本体が溶融ガラスの熱を受けて膨張するときに、例えば、成形ノズルが形成された端面が湾曲するといった異常変形（ガラス繊維を成形する上で問題のある変形）が生じてしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、熱膨張時のブッシング本体の異常変形を抑制することができるブッシング装置の製造方法及びブッシング装置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ブッシング装置の製造方法は、ガラス繊維を成形するための成形ノズルを有するブッシング本体と、該ブッシング本体の外周を囲うフレームと、前記ブッシング本体の外側面と前記フレームの内側面との間に充填された充填材とを備えたブッシング装置の製造方法であって、前記ブッシング本体の外側面に、該ブッシング本体の熱膨張を許容させるためのスペーサを設けるスペーサ設置工程と、前記スペーサ設置工程後に前記ブッシング本体と前記フレームとの間に前記充填材を充填して、該充填材と前記ブッシング本体の外側面との間に前記スペーサを介在させる充填工程とを備える。
【０００７】
この方法によれば、ブッシング本体と充填材との間に介在されたスペーサによってブッシング本体の熱膨張が許容されるため、熱膨張時のブッシング本体の異常変形（固化した充填材との干渉による変形）を抑制することができる。
【０００８】
上記ブッシング装置の製造方法において、前記ブッシング本体は平面視で略矩形状をなし、前記スペーサ設置工程において、前記スペーサは前記ブッシング本体の外側面のうちの長手方向側端面に設けられることが好ましい。
【０００９】
この方法によれば、ブッシング本体の熱膨張量は長手方向への変形量がより大きく、そのブッシング本体の外側面のうちの長手方向側端面に熱膨張を許容させるためのスペーサが設けられるため、熱膨張時のブッシング本体の異常変形をより効果的に抑制することができる。
【００１０】
上記ブッシング装置の製造方法において、前記スペーサは、加熱によって消失する部材であることが好ましい。
この方法によれば、ブッシング本体と充填材との間に介在されたスペーサを加熱によって消失させることで、それらの間にブッシング本体の熱膨張を許容する空隙を形成することができる。
【００１１】
上記ブッシング装置の製造方法において、前記スペーサは、可撓性を有する発泡体であることが好ましい。
この方法によれば、スペーサを可撓性を有する発泡体とすることで、ブッシング形状に応じてスペーサを変形させやすく、スペーサの組み付け性が向上される。
【００１２】
上記ブッシング装置の製造方法において、前記スペーサは、弾性を有し、前記ブッシング本体と前記充填材とに挟まれて収縮することが好ましい。
この方法によれば、ブッシング本体の熱膨張時にスペーサがブッシング本体と充填材とに挟まれて弾性収縮することで、ブッシング本体の熱膨張が許容される。
【００１３】
上記課題を解決するブッシング装置は、ガラス繊維を成形するための成形ノズルを有するブッシング本体と、前記ブッシング本体の外周を囲うフレームと、前記ブッシング本体の外側面と前記フレームの内側面との間に充填された充填材と、前記ブッシング本体の外側面と前記充填材との間に介装された、前記ブッシング本体の熱膨張を許容させるためのスペーサとを備える。
【００１４】
この構成によれば、ブッシング本体と充填材との間に介在されたスペーサによってブッシング本体の熱膨張が許容されるため、熱膨張時のブッシング本体の異常変形（固化した充填材との干渉による変形）を抑制することができる。
【００１５】
上記ブッシング装置において、前記ブッシング本体は平面視で略矩形状をなし、前記スペーサは、前記ブッシング本体の外側面のうちの長手方向側端面と前記充填材との間に介装されることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ブッシング本体の熱膨張量は長手方向への変形量がより大きく、そのブッシング本体の外側面のうちの長手方向側端面に熱膨張を許容させるためのスペーサが設けられるため、熱膨張時のブッシング本体の異常変形をより効果的に抑制することができる。
【００１７】
上記ブッシング装置において、前記スペーサが可撓性を有する発泡体であることが好ましい。
この構成によれば、スペーサを可撓性を有する発泡体とすることで、ブッシング形状に応じてスペーサを変形させやすく、スペーサの組み付け性が向上される。
【００１８】
上記ブッシング装置において、前記スペーサは、前記ブッシング本体の線膨張率に応じた厚みに設定されていることが好ましい。
この構成によれば、スペーサの厚みを想定されるブッシング本体の熱膨張量に応じて設定することで、熱膨張時のブッシング本体の異常変形をより好適に抑制することができる。また、ブッシング本体の熱膨張時にブッシング本体と充填材との間に隙間が生じないようにできることから、ブッシング本体の保温性の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のブッシング装置の製造方法及びブッシング装置によれば、熱膨張時のブッシング本体の異常変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態のブッシング製造装置の模式図である。
【図２】ブッシング本体及びフレームの模式斜視図である。
【図３】同形態のブッシング製造装置の初回使用時における作用を説明するための模式図である。
【図４】同形態のブッシング製造装置の使用状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、ブッシング装置の製造方法及びブッシング装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ブッシング装置１０は、ガラス繊維Ｇの紡糸に用いられるものであり、白金又は白金合金製のブッシング本体１１と、該ブッシング本体１１の外周を囲うように設けられたフレーム１２と、ブッシング本体１１とフレーム１２との間に充填された耐火性を有するモルタル１３（充填材）とを備えている。また、図１には、初回使用前のブッシング装置１０を示しており、このときのブッシング装置１０には、ブッシング本体１１とモルタル１３との間に発泡シート（ポリエチレンフォーム）からなるスペーサＳが介在している。
【００２２】
ブッシング本体１１には、使用状態（図４参照）において、図示しない溶融窯にて溶融された溶融ガラスが流し込まれる流入口２１と、該流入口２１とは反対側の端面（底部２２）に形成された多数の成形ノズル２３とが形成されている。流入口２１からブッシング本体１１の内部に流入した溶融ガラスは、各成形ノズル２３を通過することでガラス繊維Ｇに成形されて鉛直方向下方に引き出される。
【００２３】
図２は、ブッシング本体１１を成形ノズル２３側（底部２２側）から見た模式斜視図である。図１及び図２に示すように、ブッシング本体１１は、流入口２１部分で開口する平面視で矩形の箱状に形成され、該流入口２１には平板状のフランジ部２４が形成されている。使用状態（図１参照）では、ブッシング装置１０は、ブッシング本体１１の流入口２１が鉛直方向上方を向くように設置されるとともに、該ブッシング本体１１のフランジ部２４が水平となるように設置される。
【００２４】
ブッシング本体１１におけるフランジ部２４と底部２２との間の四方の各側壁部２５，２６は、フランジ部２４及び底部２２に対して垂直をなすように形成されている。なお、四方の側壁部２５，２６のうち、長手方向に沿う一対の側壁部を側壁部２５とし、短手方向に沿う一対の側壁部を側壁部２６としている。
【００２５】
前記フレーム１２は、ブッシング本体１１の形状に対応する矩形環状に形成され、ブッシング本体１１の外周を囲って各側壁部２５，２６と対向するように配置されている。また、フレーム１２は、フランジ部２４の表面２４ａと当接している。これにより、各側壁部２５，２６の外側面とフレーム１２の内側面とフランジ部２４の表面２４ａとからモルタル１３が充填される充填空間が形成される。
【００２６】
ブッシング本体１１の長手方向両側の各側壁部２６には、抵抗加熱用のターミナル２７が設けられている。各ターミナル２７は、その一部（例えば先端部）が前記充填空間に充填されたモルタル１３の上面から露出しており、該露出箇所から各ターミナル２７に給電可能に構成されている。なお、ガラス繊維Ｇの成形時において、ターミナル２７を介してブッシング本体１１に電気が供給され、それにより、ブッシング本体１１が抵抗加熱（ジュール熱）により加熱されるようになっている。この加熱により、ブッシング本体１１内の溶融ガラスの温度が高温状態（例えば、１２００℃以上の温度）に維持される。また、ブッシング本体１１の各側壁部２５，２６の周囲を囲うモルタル１３によってブッシング本体１１の保温がなされる。また、モルタル１３は、高電圧が印加されるブッシング本体１１の電気的絶縁を図る役割も果たしている。
【００２７】
ここで、ブッシング本体１１の長手方向両側端面、つまり、各側壁部２６の外側面には両面テープ等によって前記スペーサＳが固定されている。各スペーサＳは、各側壁部２６の外側面形状に沿って設けられている。また、スペーサＳは、ターミナル２７が設けられた箇所（ターミナル２７の基端箇所）を除く各側壁部２６の外側面全体に設けられている。このスペーサＳの厚みは、使用時におけるブッシング本体１１の長手方向への熱膨張量（つまり、ブッシング本体１１の線膨張率）を考慮して設定されている。また、スペーサＳは可撓性や弾性を有する部材であることが好ましい。具体的にはスペーサＳの材質として、ポリエチレン以外に例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、シリコーン等を用いてもよい。
【００２８】
次に、上記のブッシング装置１０の製造方法について説明する。
まず、ブッシング本体１１の各側壁部２６の外側面に上記のスペーサＳを貼り付ける（スペーサ設置工程）。
【００２９】
次に、図示しない作業台に、スペーサＳが貼り付けられたブッシング本体１１をフランジ部２４が下側（底部２２が上側）となるように載置する。その後、ブッシング本体１１の側壁部２５，２６の外周側を囲うようにフレーム１２を前記作業台に配置する。このとき、フレーム１２は、ブッシング本体１１のフランジ部２４上に載置される。また、フレーム１２は、ブッシング本体１１の四方の各側壁部２５，２６に対して所定の間隔が空くように配置される。これにより、ブッシング本体１１の各側壁部２５，２６とフレーム１２とフランジ部２４とよってモルタル１３を充填するための充填空間が形成される。
【００３０】
次に、ブッシング本体１１とフレーム１２との間の前記充填空間にモルタル１３を充填する充填工程を行う。このとき、ブッシング本体１１とフレーム１２との間に上方からモルタル１３を充填する。モルタル１３が充填された状態では、モルタル１３は、ブッシング本体１１の各側壁部２５と密着するとともに、各側壁部２６に貼り付けられたスペーサＳと密着する。その後、充填したモルタル１３を固化して、図１に示すブッシング装置１０が完成される。
【００３１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記の製造方法で製造したブッシング装置１０（図１参照）の初回使用時では、まず、ターミナル２７を介してブッシング本体１１に電気を供給して、ブッシング本体１１をジュール熱によって加熱する。これにより、ブッシング装置１０の温度を該ブッシング本体１１に供給される溶融ガラスの温度（１２００〜１３００℃）と同等となるまで上昇させる。このときのブッシング本体１１の温度が上昇していく過程（およそ２００℃〜３００℃）で、図３に示すように、各側壁部２６とモルタル１３との間に介在するスペーサＳが熱によって消失し、その各側壁部２６とモルタル１３との間に空隙Ｘが形成される。
【００３２】
このように空隙Ｘが形成された後、ブッシング本体１１は温度が１２００〜１３００℃まで上昇する過程で熱膨張し、それによって、空隙Ｘが徐々に無くなっていく。つまり、空隙Ｘによってブッシング本体１１の熱膨張が許容され、これにより、ブッシング本体１１の異常変形（モルタル１３との干渉による変形）が防止されるようになっている。
【００３３】
また、スペーサＳの厚みは、ブッシング本体１１の使用温度（１２００〜１３００℃）での長手方向への熱膨張量を考慮して設定されている。このため、ブッシング本体１１の温度が前記使用温度に達した状態では、図４に示すように、熱膨張したブッシング本体１１の各側壁部２６がモルタル１３と接触するようになっている。これにより、使用時において各側壁部２６とモルタル１３との間に空隙が無くなるため、ブッシング本体１１の保温性の悪化を抑制することができる。なお、本実施形態では、モルタル１３の熱膨張率は略ゼロに設定されている。また、本実施形態では、ブッシング本体１１の短手方向の熱膨張量は異常変形が生じない僅かな膨張量であるため、各側壁部２５にはスペーサＳを設けていない。
【００３４】
また、ブッシング本体１１の昇温時において、スペーサＳの消失前（ブッシング本体１１の温度が２００℃までの範囲）においてもブッシング本体１１は僅かに膨張するが、このときにはスペーサＳの収縮によって膨張が許容されるため、ブッシング本体１１が異常変形することが防止されている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ブッシング本体１１の各側壁部２６の外側面に、該ブッシング本体１１の熱膨張を許容させるためのスペーサＳを設けるスペーサ設置工程と、スペーサ設置工程後にブッシング本体１１とフレーム１２との間にモルタル１３を充填して、該モルタル１３と各側壁部２６の外側面との間にスペーサＳを介在させる充填工程とを備える。この方法によれば、ブッシング本体１１とモルタル１３との間に介在されたスペーサＳによってブッシング本体１１の熱膨張が許容されるため、熱膨張時のブッシング本体１１の異常変形（固化したモルタル１３との干渉による変形）を抑制することができる。
【００３６】
（２）ブッシング本体１１は平面視で（底部２２に対する垂直方向から見て）略矩形状をなし、スペーサＳはブッシング本体１１の外側面のうちの長手方向側端面（各側壁部２６の外側面）に設けられる。これによれば、ブッシング本体１１の熱膨張量は長手方向への変形量がより大きく、そのブッシング本体１１の外側面のうちの長手方向側端面にスペーサＳが設けられるため、熱膨張時のブッシング本体１１の異常変形をより効果的に抑制することができる。
【００３７】
（３）スペーサＳは加熱によって消失する部材（本実施形態ではポリエチレンフォーム）であるため、スペーサＳを加熱によって消失させることで、ブッシング本体１１とモルタル１３との間にブッシング本体１１の熱膨張を許容する空隙Ｘを形成することができる。
【００３８】
（４）スペーサＳは可撓性を有する発泡体であるため、側壁部２６の外側面形状に応じてスペーサＳを変形させやすく、スペーサＳの組み付け性が向上される。
（５）スペーサＳは、ブッシング本体１１の線膨張率（想定されるブッシング本体１１の熱膨張量）に応じた厚みに設定されるため、熱膨張時のブッシング本体１１の異常変形をより好適に抑制することができる。また、ブッシング本体１１が使用温度となる状態において、ブッシング本体１１とモルタル１３との間に空隙が生じないようにできることから、ブッシング本体１１の保温性の悪化を抑制することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、スペーサＳ（例えばポリエチレンフォーム）を加熱によって消失させることで、ブッシング本体１１の熱膨張を許容する空隙Ｘを形成したが、これに特に限定されるものではなく、加熱によってスペーサＳを消失させる以外の方法でブッシング本体１１の熱膨張を許容してもよい。例えば、スペーサＳをガラスやセラミック等のバルクファイバーとすれば、スペーサＳが加熱によって消失しないものの、ブッシング本体１１の熱膨張時にモルタル１３との間に挟まれて弾性収縮し、その弾性収縮によってブッシング本体１１の熱膨張を許容することができる。この場合、スペーサＳを加熱によって消失（炭化）させる方法でないため、カーボンの発生がない点で好ましい。
【００４０】
・スペーサＳの固定は両面テープ以外に例えば接着剤による接着としてもよい。
・上記実施形態では、ブッシング本体１１の長手方向側端面（各側壁部２６の外側面）のみに設けたが、これ以外にブッシング本体１１の短手方向側端面（各側壁部２５の外側面）にも設けてもよい。
【００４１】
・上記実施形態では、ブッシング本体１１の各側壁部２５，２６は、底部２２に対して直立する構成としたが、ブッシング本体１１の各側壁部２５，２６の形状はこれに限らない。例えば、各側壁部２５，２６を、底部２２に対して傾斜するように形成してもよいし、部分的に凹凸を有する形状としてもよい。
【００４２】
・上記実施形態において、ブッシング本体１１とフレーム１２との間に充填される充填材にモルタル１３以外の耐火性充填材を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…ブッシング装置、１１…ブッシング本体、１２…フレーム、１３…モルタル（充填材）、２３…成形ノズル、Ｇ…ガラス繊維、Ｓ…スペーサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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