(57)【要約】【課題】出発ロッドを加熱せずに振れ回りを抑えることができる支持棒およびガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】出発ロッド３側の端部の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部１１ａ、１１ｂを有する関節付支持棒１０の上端を回転チャックに固定し、関節付支持棒１０の下端に出発ロッド３を把持して関節付支持棒１０を回転させながら関節部１１ａ、１１ｂを調節し、出発ロッド３の振れ回りを吸収した状態で関節部１１ａ、１１ｂを固定し、出発ロッド３を回転させながら出発ロッド３にガラス微粒子を堆積させる。【選択図】図６
2016216329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が回転チャックに固定され、ガラス微粒子を堆積させるための出発ロッドを他端に把持させて用いられる支持棒であって、
前記他端の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部を有する支持棒。
【請求項２】
前記関節部は、
前記支持棒の途中に挿入された二つの受け部によって球面を有する介在部材を挟み込む球面軸受を有し、前記二つの受け部を相対的に傾けた状態で固定可能な構造である、請求項１に記載の支持棒。
【請求項３】
出発ロッド側の端部の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部を有する支持棒の上端を回転チャックに固定し、前記支持棒の下端に前記出発ロッドを把持して前記支持棒を回転させながら前記関節部を調節し、前記出発ロッドの振れ回りを吸収した状態で前記関節部を固定し、前記出発ロッドを回転させながら前記出発ロッドにガラス微粒子を堆積させるガラス母材の製造方法。
【請求項４】
前記出発ロッドの上端部近傍と下端部近傍の少なくとも２箇所に、異なる方向から振れ回り中心に向かって同時に支持体を押し付けて前記関節部を調節して、前記出発ロッドを回転させながら、ガラス微粒子の堆積を行う請求項３に記載の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、支持棒およびガラス母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス母材の製造方法において、ガラス微粒子の堆積に先立って、出発ロッドの振れ回りを抑えるため、２個のチャックで有効部の両端、またはその近くの出発ロッド上端側を加熱軟化させながら把持することで曲がりを修正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許文献１：特開昭６２−７０２４３号公報
特許文献２：特開昭６２−１５３１３５号公報
特許文献３：特開昭６２−１５８１３１号公報
特許文献４：特開平１１−３４９３４４号公報
特許文献５：特開２００１−３１４３９号公報
特許文献６：特開２００１−１５８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガラス母材の製造方法における出発ロッドの曲がりを修正する方法（特許文献１参照）では、２個のチャックで出発ロッドの有効部両端またはその近くを把持してから加熱するため、把持する際に出発ロッドが破損するリスクがある。また、チャックで強制的に振れ回りを抑えているため、実際解消したかどうか、チャックを解放しないとわからない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、出発ロッドを加熱せずに振れ回りを抑えることができる支持棒およびガラス母材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る支持棒は、一端側が回転チャックに固定され、ガラス微粒子を堆積させるための出発ロッドを他端に把持させて用いられる支持棒であって、前記他端の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部を有する。
【０００７】
本発明の一態様に係るガラス母材の製造方法は、出発ロッド側の端部の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部を有する支持棒の上端を回転チャックに固定し、前記支持棒の下端に前記出発ロッドを把持して前記支持棒を回転させながら前記関節部を調節し、前記出発ロッドの振れ回りを吸収した状態で前記関節部を固定し、前記出発ロッドを回転させながら前記出発ロッドにガラス微粒子を堆積させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、出発ロッドを加熱せずに振れ回りを全長にわたって抑えることができる。これにより、加熱に使用するガスの費用が掛からないのでコストを低減できる。また、加熱し過ぎによる出発ロッドの落下が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガラス母材の製造方法を説明する概略図である。
【図２】出発ロッドにおける芯出し不良を説明する図である。
【図３】比較例の芯出し方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る支持棒の構成の一例である関節付支持棒を示す平面図である。
【図５】図４の関節付支持棒の一部の断面図であり、（ａ）は各関節部を調節する前の状態、（ｂ）は各関節部を調節した後の状態を示す。
【図６】本発明の実施形態に係るガラス母材の製造方法における芯出し工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の実施形態に係る支持棒は、
（１）  一端側が回転チャックに固定され、ガラス微粒子を堆積させるための出発ロッドを他端に把持させて用いられる支持棒であって、
前記他端の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部を有する。
支持棒が少なくとも２つの関節部を有することにより、少なくとも２箇所の関節部を調節して支持棒の少なくとも２箇所の角度を変更させることができる。これにより、出発ロッドの振れ回りを抑えるように、出発ロッドの回転軸を鉛直方向に修正して、芯出しを行うことができる。よって、出発ロッドを加熱せずに振れ回りを全長にわたって抑えることができる。これにより、加熱に使用するガスの費用が掛からないのでコストを低減できる。また、加熱し過ぎによる出発ロッドの落下が発生しない。
【００１１】
（２）  （１）の支持棒において、前記関節部は、前記支持棒の途中に挿入された二つの受け部によって球面を有する介在部材を挟み込む球面軸受を有し、前記二つの受け部を相対的に傾けた状態で固定可能な構造である。
上記支持棒の各関節部は、二つの受け部を相対的に傾いた状態で固定可能な構造であることにより、各関節部の上下の支持棒の角度を自在に変えることができる。よって、支持棒において、少なくとも２箇所の角度を容易に変更させることができる。
【００１２】
本発明の実施形態に係るガラス母材の製造方法は、
（３）  出発ロッド側の端部の向きを調整可能な少なくとも２つの関節部を有する支持棒の上端を回転チャックに固定し、前記支持棒の下端に前記出発ロッドを把持して前記支持棒を回転させながら前記関節部を調節し、前記出発ロッドの振れ回りを吸収した状態で前記関節部を固定し、前記出発ロッドを回転させながら前記出発ロッドにガラス微粒子を堆積させる。
上記ガラス母材の製造方法では、支持棒の関節部の調節のみで芯出しを行うことができるので、出発ロッドを加熱せずに振れ回りを全長にわたって抑えることができる。これにより、加熱に使用するガスの費用が掛からないのでコストを低減できる。また、加熱し過ぎによる出発ロッドの落下が発生しない。
【００１３】
（４）  （３）のガラス母材の製造方法において、前記出発ロッドの上端部近傍と下端部近傍の少なくとも２箇所に、異なる方向から振れ回り中心に向かって同時に支持体を押し付けて前記関節部を調節して、前記出発ロッドを回転させながら、ガラス微粒子の堆積を行う。
上記ガラス母材の製造方法では、出発ロッドの上下端を異なる方向から同時に支えて関節部を調節できるので、効率よく作業ができ、作業時間を短縮することができる。
【００１４】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る支持棒およびガラス母材の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
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。
【００１５】
本発明の実施形態に係るガラス母材の製造方法について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態のガラス母材の製造方法で使用する製造装置の概略図である。
図１に示すように、製造装置１は、反応容器２内の出発ロッド３にバーナ４の火炎による加水分解反応で生成されるガラス微粒子を堆積させて、微粒子堆積体であるガラス母材Ｇを製造する装置である。バーナ４は、出発ロッド３に対向させて出発ロッド３の軸方向に沿って一定間隔で複数配置されている。
【００１６】
反応容器２の上壁には貫通穴２ａが設けられており、支持棒５がこの貫通穴２ａを上下方向に挿通するように配置される。
反応容器２の上部には回転チャック６が設けられている。支持棒５は、上端がこの回転チャック６に把持されて軸回りに回転されるとともに、不図示の移動手段により軸方向（図１では上下方向）に沿って移動可能とされている。支持棒５の下端には、ロッド支持部５ａが設けられており、ロッド支持部５ａは出発ロッド３の上端部を把持する。ロッド支持部５ａに把持された出発ロッド３は、支持棒５の軸回りの回転に伴い軸回りに回転し、支持棒５の軸方向の移動に伴い軸方向に移動する。
【００１７】
本実施形態のガラス母材の製造方法におけるガラス微粒子の堆積工程について説明する。
図１の（ａ）に示すように、製造装置１において、支持棒５の上端を回転チャック６で把持し、支持棒５の下端に設けられたロッド支持部５ａに出発ロッド３を把持させる。
【００１８】
そして、回転チャック６を鉛直方向への回転中心軸Ｃを回転軸として回転させながら、出発ロッド３に対してバーナ４の火炎を当てて、加水分解反応で生成されるガラス微粒子を堆積させる。このとき、不図示の移動手段により出発ロッド３を軸方向へ往復移動させる。これにより、回転する出発ロッド３とバーナ４の列とを出発ロッド３の軸方向へ相対的に往復移動させながら、出発ロッド３の表面にガラス微粒子を層状に堆積させて微粒子堆積体であるガラス母材Ｇを製造する。
【００１９】
上記のガラス微粒子の堆積工程において、出発ロッド３の中心軸が回転チャック６の回転中心軸Ｃと一致していないと、出発ロッド３の中心軸が振れ回る。そして、出発ロッド３は図２の（ａ）に示すように、ガラス母材Ｇの中心に位置しないようになり、ガラス母材Ｇに対し脱水、焼結、線引きなどの工程を経て製造された光ファイバに偏心不良が生じる虞がある。
出発ロッド３が図２の（ｂ）に示すように、ガラス母材Ｇの中心に位置するようにするためには、ガラス微粒子の堆積を行う前に、出発ロッド３の中心軸の振れ回りを低減させるための芯出し工程を行う必要がある。
【００２０】
次に、芯出し方法の比較例について説明する。図３は、芯出し方法の比較例を説明する図である。
図３の（ａ）に示すように、支持棒５の上端を回転チャック６で把持し、支持棒５の下端に設けられたロッド支持部５ａに出発ロッド３を把持する。このとき、支持棒５が回転チャック６の鉛直方向への回転中心軸Ｃに対し斜めに曲がっている場合がある。また、ロッド支持部５ａに出発ロッド３を把持させたときに、支持棒５の中心軸に対して、出発ロッド３の中心軸がずれる場合がある。
上記図３の（ａ）に示すような、回転チャック６の回転中心軸Ｃに対して、出発ロッド３の中心軸のずれが生じる場合は、出発ロッド３の中心軸の振れ回りが生じる。このため、図３の（ｂ）に示す上端芯出しおよび図３の（ｃ）に示す下端芯出しを行う。
【００２１】
まず、図３の（ｂ）に示すように上端芯出しを行う。出発ロッド３の上端近傍のロッド支え７ａを出発ロッド３に押し当てながら、ロッド支え７ａとロッド支持部５ａとの間に、芯出し用バーナ８による火炎を当てて加熱させる。このとき、上端近傍のロッド支え７ａを回転中心軸Ｃの位置まで、出発ロッド３を押し込む。
次に、図３の（ｃ）に示すように下端芯出しを行う。上端近傍のロッド支え７ａを外し、外した位置に芯出し用バーナ８による火炎を当てて加熱させる。このとき、下端近傍のロッド支え７ｂを回転中心軸Ｃの位置まで、出発ロッド３を押し込む。これで、出発ロッド３の芯出しが完了する。
【００２２】
しかしながら、上記比較例の芯出し方法では、芯出し用バーナ８で加熱しつつ上下の芯出しをそれぞれ行う必要があり、作業時間がかかるという問題がある。また、加熱中に出発ロッド３が落下する可能性もある。そこで、本発明者は、鋭意検討の末、途中で角度を変えることができる関節部を２箇所に設けた関節付支持棒１０の構成を見出した。そして、この関節付支持棒１０を使用して芯出しを行うことにより、上記問題を解決できることを見出した。
【００２３】
図４は、本実施形態に係る支持棒の構成の一例である関節付支持棒１０を示す平面図である。図５は、図４の関節付支持棒１０の一部の断面図であり、（ａ）は各関節部を調節する前の状態、（ｂ）は各関節部を調節した後の状態を示している。
図４および図５に示すように、関節付支持棒１０は、第一関節部１１ａと第二関節部１１ｂを有する。
第一関節部１１ａは、蝶ボルト１２ａ、球面座金１３ａ、球面軸受１４ａ、介在部材１５ａを有する。
球面軸受１４ａは、関節付支持棒１０の途中に挿入された二つの受け部である、第一受け部１４１ａと第二受け部１４２ａとを有する。介在部材１５ａは、球状の部材であり、第一受け部１４１ａの軸受けの凹状球面と第二受け部１４２ａの軸受けの凹状球面に挟み込まれている。
【００２４】
一方、球面座金１３ａの底面は、図５の（ａ）または（ｂ）に示すように、第一受け部１４１ａの上面に接している。そして、第一受け部１４１ａには、蝶ボルト１２ａの軸部１２１ａの径よりも大きい径の貫通孔１４３ａが設けられており、球面座金１３ａを介して、貫通孔１４３ａに軸部１２１ａが挿通される。
また、第二受け部１４２ａには、ねじ孔１４４ａが設けられており、ねじ孔１４４ａは第一受け部１４１ａに挿通された軸部１２１ａの先の部分１２２ａと螺合する。
【００２５】
蝶ボルト１２ａは、球面座金１３ａの凹状球面と接する面が球面になっており、例えば図５の（ｂ）に示すように、球面座金１３ａに対して傾いた状態で、第二受け部１４２ａにねじ止めできる。すなわち、第一関節部１１ａは、第一受け部１４１ａと第二受け部１４２ａとを相対的に傾けた状態で、蝶ボルト１２ａによりねじ止めして固定可能な構造である。これにより、支持棒中心軸Ｃ１０は、第一関節部１１ａの上下において角度が変化した状態で固定される。
【００２６】
第二関節部１１ｂは、上記第一関節部１１ａと同様の構造であるので詳細は省略する。すなわち、第二関節部１１ｂも上記第一関節部１１ａと同様に、第一受け部１４１ｂと第二受け部１４２ｂとを相対的に傾けた状態で、蝶ボルト１２ｂによりねじ止めして固定可能な構造である。これにより、支持棒中心軸Ｃ１０は、第二関節部１１ｂの上下において角度が変化した状態で固定される。
【００２７】
上記各関節部１１ａ、１１ｂは、上記のように、第一受け部１４１ａ、１４１ｂと第二受け部１４２ａ、１４２ｂとを相対的に傾けた状態で、蝶ボルト１２ａ、１２ｂによりねじ止めして固定可能な構造であることにより、各関節部１１ａ、１１ｂの上下の関節付支持棒１０の角度を自在に変えることができる。よって、関節付支持棒１０において、少なくとも２箇所の角度を容易に変更させることができる。
【００２８】
なお、上記介在部材１５ａ、１５ｂは、図４および図５に示すような、球状の部材に限定されるものではなく、例えば下部が半球状の部材や凸部の一部に球面部分がある部材などでもよい。すなわち、介在部材１５ａ、１５ｂは、第一受け部１４１ａ、１４１ｂと第二受け部１４２ａ、１４２ｂとの角度を変えるようにできる構造であればよい。
また、関節付支持棒１０の関節部は上記第一関節部１１ａおよび第二関節部１１ｂの２つ（２箇所）に限定されるものでなはく、３つ以上であってもよい。すなわち、少なくとも２つ以上であればよい。
また、第一受け部１４１ａ、１４１ｂと第二受け部１４２ａ、１４２ｂとを相対的に傾いた状態で固定することができるならば、蝶ボルト１２ａ、１２ｂ以外の固定手段を用いてもよい。
【００２９】
図６は、本実施形態に係るガラス母材の製造方法における芯出し工程を説明する説明図である。
図６の（ａ）に示すように、出発ロッド３の上端部をロッド支持部１０ａに固定して、回転チャック６を回転させる。この回転に伴って出発ロッド３が回転するが、出発ロッド３の傾きにより、図６の（ａ）において実線と破線で示すように、回転中心軸Ｃより離れて振れ回りする。
【００３０】
次に、振れ回りをする出発ロッド３に対し、その上端部近傍と下端部近傍の少なくとも２箇所に、異なる方向から振れ回り中心に向かって同時に、例えば支持体９ａ、９ｂを押し付ける。このように、同時に上下異なる方向から支持体９ａ、９ｂを押し付けながら、図６の（ｂ）に示すように、関節付支持棒１０の第一関節部１１ａを回転中心軸Ｃ側に傾けた状態とする。そして、その下側にある第二関節部１１ｂの中心が回転中心軸Ｃと一致するような角度で蝶ボルト１２ａによりねじ止めして、第一関節部１１ａを固定する。
【００３１】
次に、第二関節部１１ｂの下側部分の支持棒中心軸Ｃ１０が回転チャックの回転中心軸Ｃに一致するような角度で傾けた状態とし、蝶ボルト１２ｂによりねじ止めして、第二関節部１１ｂを固定する。これにより、支持棒中心軸Ｃ１０が回転チャック６の回転中心軸Ｃと鉛直方向に一致するので、ロッド支持部１０ａに把持された出発ロッド３の中心軸が回転チャックの回転中心軸Ｃと一致し、芯出し工程が完了する。
【００３２】
以上の芯出し工程終了後、前述のガラス微粒子の堆積工程を実施して、出発ロッド３を回転させながら出発ロッド３にガラス微粒子を堆積させることにより、ガラス母材Ｇが製造される。
【００３３】
以上の実施形態に係る関節付支持棒１０によれば、第一関節部１１ａと第二関節部１１ｂの調節のみで芯出しを行うことができるので、出発ロッド３を加熱せずに振れ回りを全長にわたって抑えることができる。
そして、上記実施形態に係るガラス母材の製造方法によれば、少なくとも２箇所に関節部１１ａ、１１ｂを有する上記関節付支持棒１０を用いることにより、少なくとも２箇所の関節部１１ａ、１１ｂを調節して関節付支持棒１０の少なくとも２箇所の角度を変更させて、出発ロッド３の振れ回りを抑えるように、出発ロッド３の回転軸を鉛直方向に修正して、芯出しを行うことができるので、出発ロッド３を加熱せずに振れ回りを全長にわたって抑えることができる。これにより、加熱に使用するガスの費用が掛からないのでコストを低減できる。また、加熱し過ぎによる出発ロッドの落下が発生しない。
【００３４】
（実施例）
次に、上記実施形態による芯出し工程を行ってから、ガラス微粒子の堆積工程を行ってガラス母材を製造した実施例と、前述の比較例による芯出し方法で芯出し工程を行ってから、ガラス微粒子の堆積工程を行ってガラス母材を製造した比較例による結果について説明する。
各例における、芯出し作業時間、芯出し時におけるガラス母材の落下頻度、芯出し工程でのバーナガス使用量は、下記の表１のようになった。
【００３５】
【表１】
2016216329.tif 000003
【００３６】
上記表１に示す実施例では、比較例に対して、芯出し工程の作業時間を３０分から１０分に短縮できた。また、芯出し時におけるガラス母材の落下頻度を０．１０％から０％に低減することができた。また、実施例では芯出し工程における加熱が不要であるので、芯出し工程でのバーナ用ガス使用量を無くすことができた。
【００３７】
以上のように、上記実施例によれば、出発ロッド３を加熱せずに振れ回りを全長にわたって抑えることができる。これにより、加熱に使用するガスの費用が掛からないのでコストを低減できる。また、加熱し過ぎによる出発ロッド３の落下が発生しない。
【符号の説明】
【００３８】
１  製造装置
２  反応容器
２ａ  貫通穴
３  出発ロッド
４  バーナ
５  支持棒
５ａ  ロッド支持部
６  回転チャック
７ａ、７ｂ  ロッド支え
８  芯出し用バーナ
９ａ、９ｂ  支持体
１０  関節付支持棒
１０ａ  ロッド支持部
１１ａ  第一関節部
１１ｂ  第二関節部
１２ａ、１２ｂ  蝶ボルト
１２１ａ、１２１ｂ  軸部
１３ａ、１３ｂ  球面座金
１４ａ、１４ｂ  球面軸受
１４１ａ、１４１ｂ  第一受け部
１４２ａ、１４２ｂ  第二受け部
１４３ａ、１４３ｂ  貫通孔
１４４ａ、１４４ｂ  ねじ孔
１５ａ、１５ｂ  介在部材
Ｃ  回転中心軸
Ｃ１０  支持棒中心軸
Ｇ  ガラス母材
【図１】
2016216329.tif 000004
【図２】
2016216329.tif 000005
【図３】
2016216329.tif 000006
【図４】
2016216329.tif 000007
【図５】
2016216329.tif 000008
【図６】
2016216329.tif 000009