(57)【要約】ガラス母材製造用のガラスロッドの分断加工で、ガラスロッドが把持される根元部分に亀裂や破断が生じないガラスロッドの分断方法と分断装置を提供する。ガラスロッド１１の両端を把持して所定長さに分断加工するためのガラスロッドの分断装置であって、ガラスロッド１１の両端の間の途中位置を下方から支持するＹ字状の支持具１８を配置し、支持具１８は、二股脚部を構成する２つの脚部のそれぞれを軸として回転可能に構成された円柱状体からなるカーボンスリーブを具備し、ガラスロッドの軸方向の移動に伴いこのカーボンスリーブは回転可能となっている。
2002085804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスロッドの両端を把持する把持工程と、
前記ガラスロッドを前記両端間の所定の位置で下方から支持するように支持具を配置固定する工程と、
前記ガラスロッドが、前記支持具に支持された状態で、前記ガラスロッドを加熱しつつ、前記ガラスロッドの一端を移動させ、前記ガラスロッドを分断する工程とを含むことを特徴とするガラスロッドの分断方法。
【請求項２】
前記支持具はＹ字状体をなすように形成されており、前記分断する工程は、前記Ｙ字状体の二股脚部で前記ガラスロッドを支持しつつ分断する工程を含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のガラスロッドの分断方法。
【請求項３】
前記支持具のＹ字状体の二股脚部は、カーボンスリーブを回転可能に配しており、このカーボンスリーブで前記ガラスロッドを支持するようにしたことを特徴とする請求の範囲２に記載のガラスロッドの分断方法。
【請求項４】
前記カーボンスリーブは、前記二股脚部を構成する２つの脚部のそれぞれを軸として回転可能に構成された円柱状体であり、
前記分断工程において、前記カーボンスリーブは前記ガラスロッドの軸方向の移動に伴い回転せしめられることを特徴とする請求の範囲３に記載のガラスロッドの分断方法。
【請求項５】
前記支持具を配置固定する工程は、前記ガラスロッドの軸方向に前記支持具の位置を調整しつつ位置を決定する工程を含むことを特徴とする請求の範囲１に記載のガラスロッドの分断方法。
【請求項６】
前記支持具を配置固定する工程は、前記ガラスロッドの軸方向に前記支持具の位置を調整しつつ位置を決定し、２つの支持具を配置固定する工程であり、
前記分断する工程は、前記２つの支持具の間で前記ガラスロッドを分断する工程であることを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれかに記載のガラスロッドの分断方法。
【請求項７】
ガラスロッドの両端を把持する把持手段と、
前記ガラスロッドの長手方向に対して位置調整可能に構成され、
少なくとも２点で前記ガラスロッドを把持する支持具と、
前記ガラスロッドを加熱しつつ分断する分断手段とを具備したことを特徴とするガラスロッドの分断装置。
【請求項８】
前記支持具はＹ字状体をなし、前記Ｙ字状体の二股脚部で前記ガラスロッドを支持するように構成されていることを特徴とする請求の範囲７に記載のガラスロッドの分断装置。
【請求項９】
前記支持具のＹ字状体の二股脚部は、カーボンスリーブを回転可能に配しており、このカーボンスリーブで前記ガラスロッドを支持するように構成されていることを特徴とする請求の範囲８に記載のガラスロッドの分断装置。
【請求項１０】
前記カーボンスリーブは、前記二股脚部を構成する２つの脚部のそれぞれを軸として回転可能に構成された円柱状体であり、
前記カーボンスリーブは前記ガラスロッドの軸方向の移動に伴い回転可能に形成されていることを特徴とする請求の範囲９に記載のガラスロッドの分断装置。
【請求項１１】
前記支持具は、前記ガラスロッドの分断位置の両側に配置される２組の支持具からなることを特徴とする請求の範囲７乃至１０のいずれかに記載のガラスロッドの分断装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ガラスロッドの分断方法およびこれに用いられる分断装置にかかり、特にガラス母材、例えば、光ファイバ用のガラス母材製造の出発材料となる長尺のガラスロッドを旋盤装置に取付け固定して分断加工する際の、ガラスロッドの支持方法と支持装置に関する。
背景技術
近年の光ファイバ通信の発展に伴い、ガラス光ファイバの需要が増大しており、また、低コスト化が求められている。このような状況に対して、ガラス光ファイバの生産性の向上と生産効率を高める必要がある。このため、光ファイバガラス母材を大型化し、量産性を高めることが検討されている。
光ファイバ用のガラス母材の製造方法として、例えば、ＶＡＤ法（気相軸付け法）で、多孔質ガラスを作製し、この多孔質ガラスを脱水、焼結して透明ガラス化する方法が知られている。このＶＡＤ法は、ガラス原料と火炎用ガスをバーナから噴射させ、ガラス微粒子を回転する石英ガラス等のロッドに軸方向に堆積させる方法である。そして、上述のガラス微粒子の堆積して形成された多孔質ガラスを、脱水、焼結して透明ガラス化し、これを延伸したロッド状のガラス母材の外側に、さらにガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラスを形成し、所定の外径のガラス母材を得ている。
所定の外径を有する光ファイバ用ガラス母材の製造で、ガラス微粒子の堆積に用いられる出発材料としてのガラスロッドには、石英ガラスや透明化された延伸ガラスが用いられる。この出発材料のガラスロッドは、製造するガラス母材の大きさによって長さが異なり、また、ガラスロッド中に異常個所がある場合に、異常個所を取除いたものとする等の必要がある。
このため、長尺のガラスロッドは、製造するガラス母材に応じた長さのガラスロッドを得るため、旋盤装置を用いて所定の長さに分断される。
図５は、ガラスロッドを所定の長さに分断するための従来の分断装置を示す。図中、１はガラスロッド、２は旋盤装置、３は基台、４は固定支持部、５は可動支持部、６はチャック、７はガラスバーナを示す。この装置は、図５に示すように、ガラスロッド１の一方の端部を固定支持部４のチャック６で把持し、他方の端部を可動支持部５のチャック６で把持するように構成されている。
そして、可動支持部５は基台３上で位置調整ができるように設けられ、ガラスロッド１の長さに対応できるようになっている。また、チャック６は、支持部４，５に対して回動可能で、ガラスロッド１を回動可能に把持している。
両端をチャック６により把持されたガラスロッド１は、回転駆動手段（図示せず）で回転され、分断しようとする所定の位置をガラスバーナ７により均一に加熱溶融する。
この後、可動支持部５を移動して、加熱溶融により軟化したところを引きちぎるようにして、ガラスロッド１は２つに分断される。２つに分断されたガラスロッド１は、チャック６によりそれぞれ片持ち把持されるが、ガラスロッド１の把持部に応力が集中する。ガラスロッド１が短ければ、応力が小さく片持ち把持でも、特に問題なく把持することができる。
しかし、ガラスロッド１が長いものになると重量も増大し、片持ち把持での応力が大きくなり、ガラスロッド１の把持部に亀裂が入り、破断が生じる可能性が高くなる。
発明の開示
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、ガラス母材製造用のガラスロッドを所定の長さに分断加工するに際し、ガラスロッドが把持される根元部分に亀裂や破断が生じないようにガラスロッドを支持するための方法およびこの方法に用いられる分断装置を提供することを目的とする。
本発明のガラスロッドの分断方法は、ガラスロッドの両端を把持して所定長さに分断加工するに際し、位置調整可能に配置された支持具によって、ガラスロッドの両端の間の位置を下方から支持しつつ分断するようにしたことを特徴とする。
また、本発明のガラスロッドの分断装置は、ガラスロッドの両端を把持して所定長さに分断加工するもので、ガラスロッドの両端の間の中間位置を下方から支持する支持具を配置し、ガラスロッドの両端を把持する把持手段と、前記ガラスロッドの長手方向に対して位置調整可能に構成され、少なくとも２点で前記ガラスロッドを把持する支持具と、前記ガラスロッドを加熱しつつ分断する分断手段とを具備したことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明によるガラスロッドの分断方法を説明する概略図、図２はガラスロッドのチャック部を示す図、図３はＹ字状の支持具を示す図である。図中、１１はガラスロッド、１２は旋盤装置、１３は基台、１４は固定支持部、１５は可動支持部、１６はチャック、１７はガラスバーナ、１８は支持具を示す。
旋盤装置１２は、基台１３上にガラスロッド１１を支持する固定支持部１４、可動支持部１５および支持具１８を配設し、また、ガラスロッド１１を分断するガラスバーナ１７を配置して構成される。
なお、固定支持部１４も可動支持部１５と同様に可動となるように構成してもよい。可動支持部１５および支持具１８は、基台の長手方向にガイドレール等を用いて位置調整が可能なように配設する。固定支持部１４と可動支持部１５には、ガラスロッド１１を把持するためのチャック１６を設ける。ガラスバーナ１７としては、酸水素火炎バーナが用いられ、ガラスロッドの円周方向の１／２程度を加熱する５〜７本位のバーナ口を有する構成のものが用いられる。
ガラスロッド１１は、例えば、長さ３ｍ、直径が０．０３ｍで、石英または中心部にドーパントを添加したガラスで形成される。このガラスロッド１１は、例えば２ｍ程度の長さに分断加工され、ガラス母材の製造で外周面にガラス微粒子を堆積させて大型の多孔質ガラス母材を形成するための基材として使用される。
なお、ガラスロッド１１は、ＶＡＤ法によるガラス微粒子を軸方向に堆積させる種棒、または透明ガラスを延伸加工する際のダミー棒として使用することもできる。
ガラスロッド１１を、製造するガラス母材の大きさに応じた所定の長さに分断加工するために、旋盤装置１２に載置する。旋盤装置１２への載置は、ガラスロッド１１の一方の端部を固定支持部１４のチャック１６で把持し、他方の端部を可動支持部１５のチャック１６で把持して行なう。支持具１８は、分断位置の近傍で長尺に分断されるガラスロッド１１ａに位置させ、ガラスロッドを支えるように高さ調整を行なう。
チャック１６は、図２に示すように、ガラスロッド１１の端部を、少なくとも３本の調整軸１６ａによりセンタリングして把持するように構成される。また、チャック１６は、回転駆動手段（図示せず）により回転可能とされていて、ガラスロッド１１を回転させて、分断部分の全周をガラスバーナ１７により均一に加熱溶融する。この後、可動支持部１５を移動して、加熱溶融により軟化したところを引きちぎるようにして、ガラスロッド１１は２つに分断する。
ガラスロッド１１を所定の長さで分断したとき、分断されたガラスロッド１１ａと１１ｂは、一方の端部で片持ち把持された状態になる。短尺で分断されたガラスロッド１１ｂは、片持ち把持でも荷重的に問題はないが、長尺側のガラスロッド１１ａでは、チャック１６の把持部でガラスロッド１１ａの根元で大きな曲げモーメントが急激に加わる。このため、把持部でガラスロッド１１ａには亀裂が生じたり、破断する恐れがある。しかし、本発明では、長尺側のガラスロッド１１ａの分断部近傍に支持具１８を配置してあるので、分断されたガラスロッド１１ａは２点支持で支えられ把持部への応力集中を回避でき、この結果、亀裂が生じたり、破断するのを防止することができる。
支持具１８は、図３に示すように、旋盤装置１２の基台１３の長手方向に、例えば、スライド移動させて配設位置が調整できるようにして取付けられる。支持具１８は、台部１９にＹ字状の支柱２０を設け、支柱上方の二股の脚部２１に、カーボン等のスリーブ２２を回転可能に配して構成される。支柱２０は、高さ位置が調整可能なように、例えば、伸縮形状で形成し、また、台部１９の横方向に対する位置が調整可能に取付けられる。
したがって、支持具１８の支柱２０は、旋盤装置１２の長手方向、横方向、高さ方向の３方向に対して位置調整が可能となっている。
ガラスロッド１１は、Ｙ字状の二股脚部２１で、センタリングされ、この脚部のそれぞれを軸として回動可能な円柱状のスリーブ２２により、ガラスロッド１１の軸方向の移動にともないスリーブ２２が回転せしめられるため、ガラスロッド１１の軸方向の移動を阻害することなくスムーズに支持される。
また、スリーブ２２をカーボンで形成することで、万一スリーブ２２のカーボンがガラスロッドに付着したとしても、ガラスロッド１１を火炎クリーニングすることができ、表面に不純物が残らないようにすることができる。
上述したように、旋盤装置１２の中間部分に配設されたＹ字状の支持具１８で、分断された長尺側のガラスロッド１１ａの自由端部分を支持し、ガラスロッドを２点支持で支えることにより、チャック１６での把持部分に応力が集中するのを防止することができる。
従来の方法では、６．４本に１本の割合で亀裂または破断が発生していたが、本発明による支持具１８を用いることにより、亀裂または破断の発生をゼロとすることができた。
また、分断加工に際し、旋盤装置１２にガラスロッド１１を取付ける際に、中間に支持具１８が形成されていることにより、ガラスロッド１１の荷重を分散させることができるので、取付け作業を容易にすることができる。
またこの支持具１８は、ガラスロッドをＹ字状に形成された２つの脚部２点で安定して支持しているため、分断に際しガラスロッドが軸方向に移動しても安定に支持を持続することができる。
図４は、本発明の他の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、ガラスロッド１１の分断位置の両側に支持具１８を配設する例である。ガラスロッド１１がより長尺化されると、２つに分断される左右両方のガラスロッド１１ａ，１１ｂのいずれも長尺になる場合がある。したがって、左右両方のガラスロッド用の支持具１８を配設することにより、いずれのガラスロッドも安全確実に支持させることができる。
なお、前記実施の形態では、光ファイバ用のガラス母材の製造に用いる出発材料のガラスロッドで説明したが、旋盤装置１２は、この他に、透明ガラス化された光ファイバ母材から、石英種棒を切断する場合、透明化ガラスを延伸するためにダミー棒を取付ける場合のガラス母材の支持など他の工程における支持にも用いることができる。また、光ファイバ用ガラス母材の製造用のガラスロッドに限らず、その他の大型ガラスロッドの分断加工の際の支持にも用いることができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明によれば、長尺のガラスロッドに亀裂や破断を生じさせることなく、安全かつ確実に支持させて加工することができ、この結果、大型の光ファイバガラス母材の製造を可能にすることができる。また、ガラスロッドを支持する支持具は、従来の分断装置に追加して配設が可能なＹ字状の単純構造の支柱で形成できるので、コスト増を招くことなく簡単に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態を説明する図である。
図２は、ガラスロッドの端部を把持するチャック部を示す図である。
図３は、本発明による支持具を示す図である。
図４は、本発明の他の実施の形態を示す図である。
図５は、従来の構成を説明する図である。
図中、１１はガラスロッド、１２は旋盤装置、１３は基台、１４は固定支持部、１５は可動支持部、１６はチャック、１７はガラスバーナ、１８は支持具を示す。
【図１】
2002085804.tif 000003
【図２】
2002085804.tif 000004
【図３】
2002085804.tif 000005
【図４】
2002085804.tif 000006
【図５】
2002085804.tif 000007
【国際調査報告】
2002085804.tif 000008
2002085804.tif 000009