(57)【要約】【課題】ガラス母材に接続されたダミー棒を支持する嵌合部材を、繰り返し使用することができるガラス母材の延伸方法を提供する。【解決手段】ガラス母材２０の両端に接続されたダミー棒２１をそれぞれ嵌合部材２２に嵌合させて接続し、嵌合部材２２をそれぞれチャック２３により把持して、ガラス母材２０を加熱して軟化させながらダミー棒２１同士の間隔を広げてガラス母材２０を延伸するガラス母材の延伸方法であって、嵌合部材２２は、凹状の一端側にダミー棒２１を挿入して嵌合する嵌合部２２ｂを有しかつ棒状の他端側がチャック２３で把持され、延伸時にはダミー棒２１を挿通した状態で嵌合部２２ｂの上端面２２ｅに、上端面２２ｅと等しいかまたは大きい外径を有する遮熱部材２３が装着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス母材の両端に接続されたダミー棒をそれぞれ嵌合部材に嵌合させて接続し、前記嵌合部材をそれぞれチャックにより把持して、前記ガラス母材を加熱して軟化させながら前記ダミー棒同士の間隔を広げて前記ガラス母材を延伸するガラス母材の延伸方法であって、
前記嵌合部材は、凹状の一端側に前記ダミー棒を挿入して嵌合する嵌合部を有しかつ棒状の他端側がチャックで把持され、延伸時には前記ダミー棒を挿通した状態で前記凹状の一端側端面に、前記一端側端面と等しいかまたは大きい外径を有する遮熱部材が装着されていることを特徴とするガラス母材の延伸方法。
【請求項２】
前記ダミー棒、前記嵌合部材及び前記遮熱部材の材質が石英ガラスであることを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の延伸方法。
【請求項３】
前記遮熱部材が、光を反射させるかまたは透過光を散乱させて光の透過量を減少させるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス母材の延伸方法。
【請求項４】
前記遮熱部材と、前記遮熱部材を貫通する前記ダミー棒との間隔が、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のガラス母材の延伸方法。
【請求項５】
前記遮熱部材の厚さが、５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のガラス母材の延伸方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス母材の延伸方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ用ガラス母材等のガラス母材の製造工程において、例えば、ＶＡＤ法等で合成したガラス微粒子堆積体を焼結して透明ガラス化させたガラス母材の延伸を行う工程がある。その延伸工程として、ガラス母材の両端に接続されたダミー棒をそれぞれ石英ガラス製の嵌合部材に嵌合させて接続し、嵌合部材をそれぞれチャックにより把持して、ガラス母材を加熱して軟化させながらダミー棒同士の間隔を広げてガラス母材を延伸することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、ダミー棒と嵌合部材とが十分に固定できるように、ダミー棒の外径と嵌合部材の嵌合部の内径と差を規定することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４７８４号公報
【特許文献２】特開平６−４０７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のガラス母材の延伸方法では、嵌合部材の長さ分だけダミー棒を短くすることができ、大型のガラス母材の製造に適している。しかしながら、ダミー棒と嵌合部材とは、双方にピンを貫通させ、ねじで固定することで一体化を図っているため、完全な接続ではなく、延伸中に延伸方向が変化してガラス母材が曲がるおそれがある。
そして、特許文献２に記載されているように、ダミー棒の外径と嵌合部材の嵌合部の内径との隙間を規定した場合においても、嵌合部材を繰り返し使用すると、嵌合部材は延伸時の熱によって加熱されて劣化（失透して削れる等）するため、嵌合部材の先端が変形して嵌合部の内径が変化したり、ねじが緩んだりして固定が不十分になることがあった。その場合、ガラス母材の延伸中に延伸方向にずれが生じ、延伸後のガラス母材に曲がりが発生する問題があった。また、嵌合部材の交換頻度が高くなることにより、ガラス母材の製造コストがかかってしまう。
【０００５】
なお、嵌合部材を延伸用の熱源である加熱炉から遠ざけて熱による劣化を防止することも考えられるが、この場合には、加熱炉にガラス母材をセットする際に、適切な位置にセットできなくなり、精度の良い延伸ができなくなる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、ガラス母材に接続されたダミー棒を支持する嵌合部材を、繰り返し使用することができるガラス母材の延伸方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決することのできる本発明に係るガラス母材の延伸方法は、ガラス母材の両端に接続されたダミー棒をそれぞれ嵌合部材に嵌合させて接続し、前記嵌合部材をそれぞれチャックにより把持して、前記ガラス母材を加熱して軟化させながら前記ダミー棒同士の間隔を広げて前記ガラス母材を延伸するガラス母材の延伸方法であって、前記嵌合部材は、凹状の一端側に前記ダミー棒を挿入して嵌合する嵌合部を有しかつ棒状の他端側がチャックで把持され、延伸時には前記ダミー棒を挿通した状態で前記凹状の一端側端面に、前記一端側端面と等しいかまたは大きい外径を有する遮熱部材が装着されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るガラス母材の延伸方法において、前記ダミー棒、前記嵌合部材及び前記遮熱部材の材質が石英ガラスであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るガラス母材の延伸方法において、前記遮熱部材が、光を反射させるかまたは透過光を散乱させて光の透過量を減少させるものであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係るガラス母材の延伸方法において、前記遮熱部材と、前記遮熱部材を貫通する前記ダミー棒との間隔が、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係るガラス母材の延伸方法において、前記遮熱部材の厚さが、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガラス母材の両端に接続されたダミー棒を接続する嵌合部材の、ガラス母材に対向する側となる凹状の一端側端面に、その一端側端面と等しいかまたは大きい外径を有する遮熱部材が装着されることにより、延伸時の加熱炉の熱によって嵌合部材が加熱されることを防止することができる。これにより、延伸時の熱による嵌合部材の劣化を防止することができるため、劣化による嵌合部の内径の変化や、ねじの緩み等を防止して、ガラス母材を確実に支持することができる。また、嵌合部材を繰り返し用いることができるため、ガラス母材の製造コストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明のガラス母材の延伸方法に係る実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施形態に係るガラス母材の延伸方法を実施する延伸装置の下部を示す概略構成図、図２（Ａ）は嵌合部材を装着した遮熱部材の平面図、図２（Ｂ）は嵌合部材を装着した遮熱部材の嵌合部側を示す縦断面図、図３はダミー棒と嵌合部材との接続部の構造を示す図１中III−III位置の横断面図である。
【００１４】
本実施形態に係るガラス母材の延伸方法は、図１に示すような延伸装置１０を用いて、ガラス母材２０を加熱するとともに、ガラス母材２０の両端に接続したダミー棒２１，２１同士の間隔を広げてガラス母材２０を延伸する方法である。ガラス母材２０は、例えば、コアを有するガラスロッド２０ａにガラス微粒子を堆積させた後に透明化したクラッド部２０ｂを有するものであり、ガラスロッド２０ａの両端部分にそれぞれダミー棒２１が接続されている。
【００１５】
図１に示す延伸装置１０は、ガラス母材２０を延伸するためにガラス母材２０の下端部付近を加熱して軟化させるヒータ１２及び炉心管１３を備えた加熱炉１１を有している。ガラス母材２０の両端に接続されたダミー棒２１の端部にはそれぞれ嵌合部材２２が取り付けられ、嵌合部材２２を延伸用チャック２３により把持する。なお、図１では下側のみ図示しているが、上側においては上下方向を逆とした同構造の嵌合部材２２及び延伸用チャック２３が設けられており、上側のダミー棒２１に接続されている。
【００１６】
ガラス母材２０の延伸時には、上側の延伸用チャック２３を加熱炉１１の加熱領域に向けて移動させて徐々にガラス母材２０を加熱炉１１内に送り込むとともに、下側の延伸用チャック２３を上側の延伸用チャック２３より速い速度で加熱炉１１の下方に移動させてガラス母材２０を引き取ることで、炉心管１３内で軟化されたガラス母材２０の軟化部分が下方に延伸されるようになっている。それにより、所望の径に細径化されたガラス母材が得られる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、嵌合部材２２の棒状部２２ａの上方の端部には、外径が大きな円形断面の嵌合部２２ｂが設けられており、嵌合部２２ｂの上端面中心には、ダミー棒２１の下端部を挿入して嵌合可能な凹部２２ｃが形成されている。嵌合部２２ｂには径方向に取り付け用貫通穴２２ｄが設けられており、この取り付け用貫通穴２２ｄとダミー棒２１の下端部に形成されている貫通穴２１ａを貫通するピン２４によって、ダミー棒２１と嵌合部材２２とを連結している。また、図３に示すように、嵌合部２２ｂには複数個（本実施形態では４個）のねじ２５が径方向に取り付けられており、ダミー棒２１の下端部を強固に固定している。なお、ねじ２５は、ピン２４の上側及び下側の双方に設けることが望ましい。
【００１８】
図２（Ａ）に示すように、嵌合部材２２の嵌合部２２ｂの上端面２２ｅには、嵌合部２２ｂの上端面（一端側端面）２２ｅの全面を覆う円形の遮熱部材３０が装着されている。遮熱部材３０は嵌合部２２ｂの外径と等しいかまたは大きな外径を有している。また、遮熱部材３０の外径は加熱炉１１の内径よりも小さい。遮熱部材３０は、加熱炉１１の内壁１１ａに接触することなく嵌合部材２２とともに上下移動可能となっている。遮熱部材３０の中央には、ダミー棒２１が挿嵌可能な貫通穴３１が設けられている。ダミー棒２１，嵌合部材２２及び遮熱部材３０の材質が石英ガラスであると、それぞれの熱膨張率が等しいため、互いの位置のずれを防止することができる。また、遮熱部材３０の上下の厚さは、薄すぎるとゆがみが発生しやすいため、５ｍｍ以上が好ましい。
【００１９】
また、遮熱部材３０は、加熱炉１１内からの光を反射させたり、透過光を散乱させたりして光の透過量を減少させるものであることが好ましい。例えば、遮熱部材３０の表面をサンドペーパ等でこすってすりガラスや不透明な部材とすることにより、光や熱のエネルギーが嵌合部材２２に到達する量を減少させて、嵌合部材２２の劣化を防止することができる。
【００２０】
また、遮熱部材３０と、この遮熱部材３０を貫通するダミー棒２１との間隔α（図２参照）が、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。すなわち、遮熱部材３０の貫通穴３１の内径が、ダミー棒２１の外径よりもαだけ大きくなるように貫通穴３１を設けることが望ましい。このように、ダミー棒２１と遮熱部材３０との隙間を０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下と小さくすることにより、嵌合部材２２に作用する光や熱を遮蔽しやすく、嵌合部材２２の劣化をより確実に防止することができる。
【００２１】
延伸開始時には、ガラス母材２０が上方から加熱炉１１内に導入されて、ガラス母材２０の下端付近から加熱が開始される。その時、下側の嵌合部材２２が加熱炉１１内の加熱領域に接近するが、上記のような遮熱部材３０により嵌合部材２２に到達する光や熱が遮蔽されて劣化を防止する。また、延伸終了時には、ガラス母材２０の上端近傍が加熱炉１１内に導入されて、上側の嵌合部材２２が加熱炉１１内の加熱領域に接近するが、同様の遮熱部材３０により嵌合部材２２に到達する光や熱が遮蔽されて劣化を防止する。
【００２２】
以上説明した本実施形態のガラス母材の延伸方法によれば、ガラス母材２０の両端に接続されたダミー棒２１を接続する嵌合部材２２におけるガラス母材２０に対向する面である嵌合部２２ｂの上端面２２ｅに、上端面２２ｅと等しいかまたは大きい外径を有する遮熱部材３０が装着されていることにより、延伸時の加熱炉１１の熱によって嵌合部材２２が加熱されることを防止することができる。これにより、延伸時の熱による嵌合部材２２の劣化を防止することができるため、劣化による嵌合部２２ｂの凹部２２ｃの内径の変化や、ねじ２５の緩み等を防止して、ガラス母材２０を確実に支持することができる。また、嵌合部材２２を繰り返し用いることができるため、ガラス母材２０の製造コストを低く抑えることができる。
【００２３】
なお、前述した実施形態においては、光や熱を遮蔽する遮熱部材３０として円形の平板のものを例示したが、平板以外の形状や円形以外の形状であってもよい。例えば、図４に示す遮熱部材３０Ａのように、遮熱部材３０Ａの外周に沿って嵌合部２２ｂの上端部に嵌合して被せる筒部３２を設けることもできる。この場合には、遮熱部材３０Ａが嵌合部材２２から脱落することを防止して確実に遮蔽することができる。
また、図５に示すように、遮熱部材３０Ｂをダミー棒２１と嵌合部材２２との間に挟むこともできる。この場合にも、遮熱部材３０Ｂが嵌合部材２２から脱落することを防止して、確実に遮蔽することができる。
【００２４】
また、前述した実施形態においては、ガラス母材２０を下方へ延伸する縦型の延伸方法について説明したが、延伸装置１０及びガラス母材２０を水平にして水平方向へ延伸する横型の延伸方法に適用することも可能である。横型の延伸方法を実施する際には、ガラス母材２０をその中心軸を回転軸として回転させると良い。
【実施例】
【００２５】
外径１００ｍｍ、長さ６００ｍｍのガラス母材２０の両端に接続された外径３０ｍｍ、長さ２００ｍｍの石英ガラス製のダミー棒２１を、内径３１ｍｍ、外径４０ｍｍ、長さ２００ｍｍの石英ガラス製の嵌合部材２２に挿入して接続した。このとき、嵌合部材２２の端面には、外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの石英ガラス製の遮熱部材３０を取り付けた。嵌合部材２２を延伸用チャック２３で把持し、加熱炉１１でガラス母材２０の下端部を１８００℃に加熱して外径５０ｍｍに延伸した後、延伸したガラス母材を長さ８００ｍｍずつに分割した。以上の延伸工程を１日２回、２週間繰り返した後、延伸したガラス母材の曲がりを測定した。その結果、曲がりは最大で１ｍｍであった。一方、遮熱部材３０を設けずに、同様の延伸工程を行った結果、曲がりが最大４ｍｍとなった。これより、遮熱部材３０を用いた場合には、延伸時のガラス母材を安定して把持することができ、真っ直ぐに延伸することが可能であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態にかかるガラス母材の延伸方法を実施する延伸装置の下部を示す概略構成図である。
【図２】（Ａ）は嵌合部材を装着した遮熱部材の平面図、図２（Ｂ）は嵌合部材を装着した遮熱部材の嵌合部側を示す縦断面図である。
【図３】ダミー棒と嵌合部材との接続部の構造を示す図１中III−III位置の横断面図である。
【図４】遮熱部材の変形例を示す縦断面図である。
【図５】遮熱部材の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  延伸装置
１１  加熱炉
２０  ガラス母材
２１  ダミー棒
２２  嵌合部材
２２ｂ  嵌合部
２２ｃ  凹部
２３  チャック
３０，３０Ａ，３０Ｂ  遮熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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