(57)【要約】【課題】予め、加熱炉の下方側の下部チャックで母材装着を行う場合においても、冷却待機時間を必要とせず、次の延伸の段取りに迅速に入るようにする。【解決手段】ガラス母材延伸装置１は、光ファイバ用母材９の上端側を支持する上部チャック１１と、前記光ファイバ用母材９の下端側を支持する下部チャックとで前記光ファイバ用母材９を把持して加熱炉中で前記光ファイバ用母材９を延伸するものである。前記上部チャック１１は、前記光ファイバ用母材９の上端側を貫通した支持ピン４９と、この支持ピン４９の両端を支持する支持姿勢とこの支持姿勢から前記支持ピン４９の支持を解除する支持解除姿勢とに回転する回転支持体５１と、この回転支持体５１を前記支持姿勢と支持解除姿勢とに外から遠隔操作可能な駆動手段５３と、で構成され、かつ、前記回転支持体５１の回転軸心に直交する軸心を中心として回転可能に設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2009040660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用母材の上端側を支持する上部チャックと、前記光ファイバ用母材の下端側を支持する下部チャックとで前記光ファイバ用母材を把持して加熱炉中で前記光ファイバ用母材を延伸するガラス母材延伸装置において、
前記上部チャックは、前記光ファイバ用母材の上端側を貫通した支持ピンと、この支持ピンの両端を支持する支持姿勢とこの支持姿勢から前記支持ピンの支持を解除する支持解除姿勢とに回転する回転支持体と、この回転支持体を前記支持姿勢と支持解除姿勢とに外から遠隔操作可能な駆動手段と、で構成され、かつ、前記回転支持体の回転軸心に直交する軸心を中心として回転可能に設けたことを特徴とするガラス母材延伸装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記回転支持体を支持姿勢と支持解除姿勢に回転するクランク機構で構成され、このクランク機構の連結部が上部チャックの回転方向と同方向に長い連結用長穴部とこの連結用長穴部に係合する連結用係合ロッドで構成されていることを特徴とする請求項１記載のガラス母材延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス母材延伸装置に関し、特に光ファイバ用母材などのガラス母材を加熱炉で加熱しながら引き出して延伸させるガラス母材延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス母材延伸装置としては、例えば特許文献１の光ファイバ用母材の延伸装置に示されているように、加熱炉と、この加熱炉と接続し炉内と連通し合う上下に長いシールドパイプと、このシールドパイプ内に配置される光ファイバ用母材の上端側を支持する上部チャックと、前記加熱炉から下方へ延長される前記光ファイバ用母材の下端側を支持する下部チャックと、前記上部チャック及び下部チャックを上下動自在に制御するチャック昇降駆動手段とから成っている。
【０００３】
また、上部チャックは、前記光ファイバ用母材の上端側を貫通した支持ピンと、この支持ピンの両端を支持する支持姿勢と、この支持姿勢から前記支持ピンの支持を解除する支持解除姿勢とに回転する回転支持体と、この回転支持体を支持姿勢と支持解除姿勢とに外から遠隔操作可能な駆動手段とで構成されている。
【０００４】
また、加熱炉は、例えば、カーボン抵抗式加熱炉やカーボン誘導式加熱炉となっていて、加熱炉の内部は、燃焼につながる酸素雰囲気を嫌らって不活性ガス雰囲気となっている。
【特許文献１】特開２００５−２８１０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来の特許文献１の光ファイバ用母材の延伸装置においては、光ファイバ用母材を上部チャックで装着することが、光ファイバ用母材を下部チャックで把持する前に行うために、上部チャックは単に上部チャックの支持部材に固定されているものであり、上部チャックに設けた回転支持体の回転軸心に直交する方向の軸回りに回転しない構造になっている。
【０００６】
したがって、予め下部チャックで母材装着を行い、この後に、前記光ファイバ用母材の上部ダミー側のピン穴に合わせて上部チャックの回転支持体のピンの装着を行うタイプの装置には対応していないという問題点があった。
【０００７】
この発明は、予め、加熱炉の下方側の下部チャックで母材装着を行う場合においても、冷却待機時間を必要とせず、延伸終了のガラス母材の取外しを可能とし、次の延伸の段取りに迅速に入るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明のガラス母材延伸装置は、光ファイバ用母材の上端側を支持する上部チャックと、前記光ファイバ用母材の下端側を支持する下部チャックとで前記光ファイバ用母材を把持して加熱炉中で前記光ファイバ用母材を延伸するガラス母材延伸装置において、
前記上部チャックは、前記光ファイバ用母材の上端側を貫通した支持ピンと、この支持ピンの両端を支持する支持姿勢とこの支持姿勢から前記支持ピンの支持を解除する支持解除姿勢とに回転する回転支持体と、この回転支持体を前記支持姿勢と支持解除姿勢とに外から遠隔操作可能な駆動手段と、で構成され、かつ、前記回転支持体の回転軸心に直交する軸心を中心として回転可能に設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明のガラス母材延伸装置は、前記ガラス母材延伸装置において、前記駆動手段は、前記回転支持体を支持姿勢と支持解除姿勢に回転するクランク機構で構成され、このクランク機構の連結部が上部チャックの回転方向と同方向に長い連結用長穴部とこの連結用長穴部に係合する連結用係合ロッドで構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、加熱炉の上方側で母材装着を行う場合だけでなく、予め、加熱炉の下方側の下部チャックで母材装着を行う場合に対しても、冷却待機時間を必要とせず、延伸終了のガラス母材の取外しが可能となり、次の延伸の段取りに迅速に入ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図５を参照するに、この実施の形態に係るガラス母材延伸装置１は、加熱炉３と、この加熱炉３の炉内５を連通し合う上下に長いシールドパイプ７と、このシールドパイプ７内に配置される光ファイバ用母材９の上端側を支持する上部チャック１１と、前記加熱炉３から下方へ延長される前記光ファイバ用母材９の下端側を支持する下部チャック１３とを有している。
【００１３】
前記加熱炉３は、ヒータとなるカーボン電極１５を備えたカーボン抵抗式加熱炉となっていて、炉内５上方の開放口５Ａには上部シャッタ１７が、炉内５下方の開放口５Ｂには下部シャッタ１９がそれぞれ設けられている。
【００１４】
上部シャッタ１７及び下部シャッタ１９は各開放口５Ａ，５Ｂを全閉及び全開とする状態の外に、前記光ファイバ用母材９が通過する時に、下部シャッタ１９は前記光ファイバ用母材９の径より若干大径の通過孔２１が得られるようになっている。
【００１５】
加熱炉３の炉内５は、稼動中において燃焼につながる酸素雰囲気から不活性ガス雰囲気とするための窒素ガスが連続して送り込まれるようになっている。この場合、窒素ガスにかえてアルゴン、へリウムガス等を用いてもよい。
【００１６】
シールドパイプ７は、上下三つに分割されたシールド主体筒２３，２５，２７で構成されている。この場合、必ずしも三つでなくてもよく二つに分割することも可能である。
【００１７】
三つに分割されたシールド主体筒２３，２５，２７の内部には窒素ガス等の不活性ガスが送り込まれることで、酸素雰囲気から不活性ガス雰囲気が確保されるようになっている。
【００１８】
最上位となる第１のシールド主体筒２３は、径が一番大きく、以下、第２，第３のシールド主体筒２５，２７の順で径が小さくなるよう設定されおり、下位側のシールド主体筒２７は、上位側のシールド主体筒２５内に入り込むことが可能となり、最終的には最上位となる第１のシールド主体筒２３内に、第２，第３のシールド主体筒２５，２７が収まる構造となっている。
【００１９】
最上位となる第１のシールド主体筒２３は、上端側がガイドレール２９に対して上下にスライド自在となっていて、自重により吊下げられた状態で前記ガイドレール２９の下端部に支持されている。
【００２０】
したがって、最下位となる第３のシールド主体筒２７を後述する主体筒昇降装置３１によって上昇させることで、第３のシールド主体筒２７は上位側となる第２のシールド主体筒２５内に収まり、さらに上昇を続けることで第２，第３のシールド主体筒２７，２５は最上位となる第１のシールド主体筒２３内に収まり、さらに、上昇を続けると、第１，第２，第３のシールド主体筒２３，２５，２７は、前記したガイドレール２９に沿って上昇し、最上昇位置において、上部チャック１１が露出するようになっている。
【００２１】
主体筒昇降装置３１は、図５に示されているように、モータ等の駆動部３３によって正転又は逆転の回転動力が与えられる上方の駆動スプロケット３５と下方の従動スプロケット３７とに駆動チェーン３９がエンドレスに掛廻された構造となっている。駆動チェーン３９には、最下位となる第３のシールド主体筒２７の下部から延長された支持アーム４１が固定支持され、駆動チェーン３９が回動することで、第３のシールド主体筒２７の上下動が可能となる。
【００２２】
一方、最上位となる第１のシールド主体筒２３の上端部が上下動するよう支持された前記ガイドレール２９は、４点配置となっていて、前記上部チャック１１を上下動自在に支持する可動フレーム４３に固定支持されている。
【００２３】
上部チャック１１は、上部用のチャック昇降駆動手段４５により上下動が可能となる点に加えて、遠隔操作により光ファイバ用母材９の支持及び支持解除が可能となっている。
【００２４】
より詳しく説明すると、図１ないしは図４を参照するに、上部チャック１１は、光ファイバ用母材９の上端部に固着されたダミーロッド４７のロッド孔４７Ａを貫通した支持ピン４９と、この支持ピン４９の両端を支持する回転可能な回転支持体５１と、この回転支持体５１を回転させる駆動手段５３とで構成されている。支持ピン４９は中央部位が膨らんだ膨出部４９Ａを有し、ロッド孔４７Ａに対して点接触し合うことで、ダミーロッド４７、即ち、光ファイバ用母材９が自重により垂直状態で支持されるようになっている。
【００２５】
回転支持体５１は、Ｕ字に切欠された支持凹部５１Ａを有し、前記支持凹部５１Ａが上を向いた支持姿勢（図１）と、この支持姿勢から１８０°回転して支持凹部５１Ａが下を向いた支持解除姿勢（図２）とに回転可能となっている。
【００２６】
駆動手段５３は、回転支持体５１の支持軸５５に固着された小ギア５７と、この小ギア５７と噛み合う大ギア５９と、この大ギア５９に偏位した連結部６１を介してクランク機構となるように取付けられるクランクロッド６３と、クランクロッド６３を駆動するツインロッドシリンダ６５とから成り、クランクロッド６３は第１のシリンダ主体筒２３の上端部を貫通している。
【００２７】
なお、上部チャック１１は、図３、図４及び図５に示されているように、上部チャック用支持部材６７を介して上部チャック用支持部材６７の中心軸Ｃの軸回り方向に回転可能に可動フレーム４３に支持固定されている。また、上記の中心軸Ｃは前記回転支持体１５の回転軸心Ｄに直交しているので、図４に示されているように、上部チャック１１は回転支持体１５の回転軸心Ｄが中心軸Ｃの軸回り方向に回転する構成である。
【００２８】
また、上記の連結部６１は、大ギア５９の偏位した位置で突出する連結用係合ロッド５９Ａと、クランクロッド６３の下端側に平板状に設けた連結用プレート６３Ａと、前記連結用係合ロッド５９Ａを係合せしめるために前記連結用プレート６３Ａに上部チャック１１の中心軸Ｃの軸回り方向と同じ方向に長く設けた連結用長穴部６３Ｂと、で構成されている。
【００２９】
クランクロッド６３の上部は、図３に示されているように、複数箇所で上部チャック用支持部材６７に設けたガイド部材６９でガイドされる構成である。これにより、上部チャック１１は長穴部６３Ｂの範囲で軸回り方向に回転可能となる。
【００３０】
また、ツインロッドシリンダ６５は、前記した可動フレーム４３に固定支持され、外からの操作によって例えば、エア等の作動媒体が送り込まれるようになっている。これによりクランクロッド６３が上下に作動（矢印Ｓ）し、大ギア５９を介して小ギア５７を回転させることで、回転支持体５１を支持姿勢（図１）と支持解除姿勢（図２）とに切換えが可能となっている。
【００３１】
上部チャック１１を上下動させる上部用のチャック昇降駆動手段４５は、前記ガイドレール２９と前記ツインロッドシリンダ６５を支持した可動フレーム４３のフレーム基端部４３Ａが駆動モータ７１によって正転又は逆転自在に制御されるねじ杆７３と螺合し合う構造となっている。
【００３２】
したがって、ねじ杆７３が正転又は逆転することで可動フレーム４３を含む上部チャック１１及びシールドパイプ７の上下動が可能となる。
【００３３】
下部チャック１３は、加熱炉３を通過した光ファイバ用母材９の下端に固着されたダミーロッド７５を挟持しながら下方へ移動することで、加熱された光ファイバ用母材９を引き伸ばす引き伸ばし用チャックとなっていて、下部用のチャック昇降駆動手段７７によって上下動が可能となっている。これにより、光ファイバ用母材９から糸状に引き伸ばす紡糸機能や所定の長さに切断する切断加工が可能となる。
【００３４】
下部用のチャック昇降駆動手段７７は、下部チャック１３から延長されたチャックアーム７９が駆動モータ８１によって正転又は逆転自在に制御されるねじ杆８３と螺合し合う構造となっている。
【００３５】
したがって、ねじ杆８３が正転又は逆転することで下部チャック１３の上下動が可能となり、この下降速度は、引張り作用が働くように前記上部チャック１１の下降速度より速くなるよう設定されている。
【００３６】
なお、前述した実施の形態では、上部チャック１１は中心軸Ｃの軸回り方向に回転可能に設けてあるが、この上部チャック１１を中心軸Ｃの軸回り方向に回転せしめる回転駆動手段を設けることもできる。その結果、前記回転駆動手段により、上部チャック１１の回転支持体５１の支持凹部５１Ａの位置をダミーロッド４７の支持ピン４９の位置に積極的に位置合わせすることができる。
【００３７】
次に、上記のように構成されたガラス母材延伸装置１１において、光ファイバ用母材９が加熱炉３の上方側で上部チャック１１に装着される場合の作用について説明する。
【００３８】
まず、上部シャッタ１７と下部シャッタ１９が閉の状態にある加熱炉３の内部に不活性ガスが連続して送り込まれる。この不活性ガス雰囲気にある加熱炉３に対して、第１のシールド主体筒２３は、第２，第３のシールド主体筒２５，２７が収まった状態でガイドレール２９に沿って可動フレーム４３に当るまで上昇せしめてシールドパイプ７を縮小させ、上部チャック１１を露出させる。
【００３９】
次に、光ファイバ母材用運搬機８５により光ファイバ用母材９を搬送し、上部チャック１１に光ファイバ用母材９の上端を支持させる。このとき、予め、支持ピン４９は光ファイバ用母材９の上端部に固着されたダミーロッド４７のロッド孔４７Ａに挿通されている。
【００４０】
一方、上部チャック１１は、図２に示されているように、駆動手段５３によりクランクロッド６３を下降せしめることで、クランクロッド６３の下端側の連結用プレート６３Ａに設けた連結用長穴部６３Ｂが下降するので、この連結用長穴部６３Ｂに係合する連結用係合ロッド５９Ａを介して大ギア５９が図２において反時計回り方向に回動する。大ギア５９に噛合する小ギア５７が図２において時計回り方向に１８０°回動することで、回転支持体５１は支持凹部５１Ａが下を向いた支持解除姿勢（図２）へ回転する。
【００４１】
光ファイバ用母材９の上端部を回転支持体５１の支持凹部５１Ａの位置に位置させた後に、チャック昇降駆動手段４５により上部チャック１１を下降せしめることで、ダミーロッド４７の支持ピン４９が回転支持体５１の支持凹部５１Ａに嵌入することになる。このとき、支持凹部５１Ａの回転軸心Ｄの方向と支持ピン４９の長手方向の位置が上部チャック１１の中心軸Ｃの軸回り方向において多少ずれていても、図４に示されているように、このズレ量が長穴部６３Ｂの範囲内であれば、上部チャック１１が中心軸Ｃの軸回り方向に回転しながら支持ピン４９が回転支持体５１の支持凹部５１Ａへ容易に嵌入することになる。
【００４２】
その後、駆動手段５３によりクランクロッド６３を上昇せしめることで、クランクロッド６３の下端側の連結用プレート６３Ａに設けた連結用長穴部６３Ｂが上昇するので、この連結用長穴部６３Ｂに係合する連結用係合ロッド５９Ａを介して大ギア５９が図１において時計回り方向に回動する。大ギア５９に噛合する小ギア５７が図１において反時計回り方向に１８０°回動することで、回転支持体５１は支持凹部５１Ａが上を向いた支持姿勢（図１）へ回転する。
【００４３】
次いで、シールドパイプ７を下降させ伸長させ、この伸長したシールドパイプ７内へ窒素ガス等の不活性ガスを連続して送り込み、内部を不活性ガス雰囲気とし、規定されたガス雰囲気に到達したら前記加熱炉３の上部シャッタ１７を開とする。続いて下部シャッタ１９を光ファイバ用母材９が通過できる通過孔２１とする。
【００４４】
次に、炉内５から下方へ延長された光ファイバ用母材９の下端側を下部チャック１３によって支持し下降することで光ファイバ用母材９の引き伸しが行なわれる。
【００４５】
引き伸し完了時、上部チャック１１は、シールドパイプ７内に位置するようになるが、回転支持体５１を支持解除姿勢（図２）とすることで、シールドパイプ７を動かすことなく、光ファイバ用母材９の支持が解除され、加熱炉３の下方から容易に取出せるようになる。この結果、加熱炉３を冷却させる冷却待機時間が不用となるため迅速な取出しができる。一方、酸素の混入がなく、しかも加熱炉３を冷却させることなく、次の引き伸し作業に迅速に移行することができるので、この引き伸し作業の立上りを迅速にすることができる。
【００４６】
次に、上記のように構成されたガラス母材延伸装置１１において、光ファイバ用母材９が加熱炉３の下方側で、予め下部チャック１３に装着されてから、上方へ持ち上げられて上部チャック１１に装着される場合の作用について説明する。
【００４７】
まず、上部シャッタ１７と下部シャッタ１９が閉の状態にある加熱炉３の内部に不活性ガスが連続して送り込まれる。また、シールドパイプ７を下降させ伸長させ、この伸長したシールドパイプ７内へ窒素ガス等の不活性ガスを連続して送り込み、内部を不活性ガス雰囲気とする。さらに、チャック昇降駆動手段４５により上部チャック１１を加熱炉３の上部シャッタ１７の近くまで下降せしめる。このとき、上部チャック１１は、図２に示されているように、回転支持体５１の支持凹部５１Ａが下を向いた支持解除姿勢（図２）にある。
【００４８】
一方、下部チャック１３を下降させ、光ファイバ母材用運搬機８５により光ファイバ用母材９を搬送し、下部チャック１３に光ファイバ用母材９の下端を支持させる。このとき、予め、支持ピン４９は光ファイバ用母材９の上端部に固着されたダミーロッド４７のロッド孔４７Ａに挿通されている。
【００４９】
次いで、下部チャック１３を上昇させて光ファイバ用母材９を上昇せしめる。加熱炉３の上部シャッタ１７及び下部シャッタ１９を開とし、光ファイバ用母材９を開放口５Ｂ、加熱炉３、開放口５Ａへ通過させて上昇せしめると、ダミーロッド４７の支持ピン４９が回転支持体５１の支持凹部５１Ａに入ることになる。このとき、支持凹部５１Ａの回転軸心Ｄの方向と支持ピン４９の長手方向の位置が上部チャック１１の中心軸Ｃの軸回り方向において多少ずれていても、図４に示されているように、このズレ量が連結用長穴部６３Ｂの範囲内であれば、上部チャック１１が中心軸Ｃの軸回り方向に回転して支持ピン４９が回転支持体５１の支持凹部５１Ａへ容易に嵌入することになる。なお、下部シャッタ１９は光ファイバ用母材９が通過できる通過孔２１とする。
【００５０】
その後、上部チャック１１は、図１に示されているように、回転支持体５１の支持凹部５１Ａが上を向いた支持姿勢へ回転する。
【００５１】
次に、下部チャック１３を下降することで光ファイバ用母材９の引き伸しが行なわれる。
【００５２】
引き伸し完了時、上部チャック１１は、回転支持体５１を支持解除姿勢（図２）とすることで、シールドパイプ７を動かすことなく、光ファイバ用母材９の支持が解除され、加熱炉３の下方から容易に取出せる。この結果、加熱炉３を冷却させる冷却待機時間が不用となるため迅速な取出しができる。一方、酸素の混入がなく、しかも加熱炉３を冷却させることなく次の引き伸し作業に迅速に移行することができるので、この引き伸し作業の立上りを迅速にすることができる。
【００５３】
以上のことから、加熱炉３の上方側で母材装着を行う場合だけでなく、予め、加熱炉３の下方側の下部チャック１３で母材装着を行う場合に対しても、冷却待機時間を必要とせず、延伸終了の光ファイバ用母材９の取外しが可能となり、次の延伸の段取りに迅速に入ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態のガラス母材延伸装置の上部チャックの支持状態を示した概要説明図である。
【図２】この発明の実施の形態のガラス母材延伸装置の上部チャックの支持解除状態を示した概要説明図である。
【図３】図１の要部断面を含む右側面図である。
【図４】図３の矢視ＩＶ−ＩＶ線の平面図である。
【図５】この発明の実施の形態のガラス母材延伸装置の概要説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ガラス母材延伸装置
３  加熱炉
９  光ファイバ用母材
１１  上部チャック
１３  下部チャック
３１  主体筒昇降装置
４５  チャック昇降駆動手段
４７  ダミーロッド
４７Ａ  ロッド孔
４９  支持ピン
５１  回転支持体
５１Ａ  支持凹部
５３  駆動手段
５５  支持軸
５７  小ギア
５９  大ギア
５９Ａ  連結用係合ロッド
６１  連結部
６３  クランクロッド
６３Ａ  連結用プレート
６３Ｂ  連結用長穴部
６５  ツインロッドシリンダ
６７  上部チャック用支持部材
６９  ガイド部材
７１  駆動モータ
７３  ねじ杆
７５  ダミーロッド
７７  チャック昇降駆動手段
７９  チャックアーム
８１  駆動モータ
８３  ねじ杆
【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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