玻璃母材的延伸裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種玻璃母材的延伸裝置，其能夠一邊抑制玻璃母材的彎曲，一邊進行延伸。玻璃母材(G)的延伸裝置(10)利用加熱部(14)加熱玻璃母材(G)，并對把持著與玻璃母材(G)的上下端連接的支撐棒(R1、R2)的上卡盤(21)和下卡盤(22)設置速度差，進行垂直延伸，在加熱部(14)的下游側具有限制件(23)，該限制件(23)對玻璃母材(G)在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置進行限制。
【專利說明】玻璃母材的延伸裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及延伸玻璃母材的延伸裝置。
【背景技術】
[0002] 在JP2006-327898A(專利文獻1)中記載有一種玻璃母材的延伸方法，在該方法 中，通過將玻璃母材的下端利用卡盤等把持部件把持，并使卡盤向下方移動，從而延伸玻璃 母材。
[0003] 在垂直延伸玻璃母材時，存在盡量抑制被延伸的玻璃母材的彎曲的課題。玻璃母 材彎曲存在多種原因。由于延伸裝置傾斜或設置在延伸裝置上的上下卡盤之間的位置偏 移，從而延伸中的玻璃母材的中心軸從延伸裝置的加熱器的中心軸偏移。由此，有時對玻璃 母材的中心軸沿垂直方向施加過大的力，產生折曲部而形成彎曲。因此，在垂直延伸玻璃母 材時，優選一邊使玻璃母材的中心軸與加熱器的中心軸一致，一邊延伸玻璃母材。在專利文 獻1中，在持續延伸玻璃母材時，通過對玻璃母材在與延伸方向垂直的面內的面內位置進 行檢測，并對保持玻璃母材的把持件的位置進行調整，從而防止產生折曲部。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于，提供一種玻璃母材的延伸裝置，該玻璃母材的延伸裝置能夠 一邊抑制發生玻璃母材的彎曲，一邊延伸玻璃母材。
[0005] 為了實現目的，提供一種玻璃母材的延伸裝置，其具有：中空圓筒形的加熱部，在 該加熱部中插入玻璃母材而對該玻璃母材進行加熱；上卡盤，其在加熱部的一端外部與加 熱部分離，把持與玻璃母材的一端連接的第一支撐棒而移動；下卡盤，其在加熱部的另一端 外部與加熱部分離，把持與玻璃母材的另一端連接的第二支撐棒，向與上卡盤相同的方向 以更大的速度移動；以及限制件，其位于加熱部的另一端和下卡盤之間，對玻璃母材在與加 熱部的中心軸垂直的面內的位置進行限制。也可以使限制件的中心軸與加熱部的中心軸大 致一致。在這里，"大致一致"表示兩個中心軸的距離小于或等于1_。
[0006] 本發明的玻璃母材的延伸裝置，也可以還具有：測定器，其設置在限制件附近，對 玻璃母材在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置進行測定；以及位置調節器，其通過使上 卡盤及下卡盤中的至少一個的位置移動，從而能夠調節玻璃母材的位置。在這里，"限制件 附近"表示位于限制件位置的上下30cm的范圍內。優選限制件由碳構成。另外，也可以是 限制件能夠與玻璃母材的外徑相對應，在與加熱部的中心軸垂直的面內調節與玻璃母材的 接觸位置。也可以是限制件通過彈簧機構而能夠調節接觸位置。
[0007] 發明的效果
[0008] 根據本發明，由于在加熱部的另一端和下卡盤之間具有限制件，因此，不會折曲而 能夠延伸玻璃母材，所以能夠一邊抑制發生玻璃母材的彎曲，一邊延伸玻璃母材。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1是表示本發明的實施方式涉及的玻璃母材的延伸裝置把持有玻璃母材的狀 態的概念圖。
[0010] 圖2是表示圖1的延伸裝置所具有的限制件的俯視圖。
[0011] 圖3是表示利用圖1的延伸裝置對玻璃母材進行延伸的狀態的概念圖。
[0012] 圖4說明玻璃母材的彎曲量的定義的概念圖。
[0013] 圖5是表示實施例1中的彎曲量的曲線圖。
[0014] 圖6是表示實施例2中的彎曲量的曲線圖。
[0015] 圖7是表示對比例的結果中的彎曲量的曲線圖。
【具體實施方式】
[0016] 在專利文獻1記載的方法中，在從把持玻璃母材起至下一次把持該玻璃母材為止 的期間，有可能發生軸偏移，存在進一步改善的空間。下面，參照附圖，說明本發明的實施方 式涉及的玻璃母材的延伸裝置的具體例。
[0017] 圖1是表示本發明的實施方式涉及的玻璃母材的延伸裝置10把持有玻璃母材G 的狀態的概念圖。延伸裝置10用于將預先形成為規定直徑的延伸前的玻璃母材G1向下方 延伸成適于下一工序的處理的直徑的延伸玻璃母材G2 (參照圖3)。
[0018] 在玻璃母材G例如是光纖用玻璃母材的情況下，通過在具有芯和包層的一部分的 玻璃棒的外周，堆積玻璃微粒而進行透明玻璃化，從而形成為規定直徑。更具體而言，在玻 璃棒的兩端通過加熱熔融而連接石英制的支撐棒的狀態下，堆積玻璃微粒而形成多孔制玻 璃體，得到復合母材。然后，通過對該復合母材進行加熱透明玻璃化，從而得到規定直徑的 玻璃母材G1。
[0019] 延伸裝置10具有對玻璃母材G1進行加熱的加熱爐12。加熱爐12具有圓筒狀的 爐心管13、和以包圍在爐心管13的外周的方式配置的中空圓筒狀的加熱器14(加熱部的一 個例子）。通過使加熱器14發熱，從而加熱玻璃母材G1而使其軟化。
[0020] 并且，延伸裝置10具有上卡盤21和下卡盤22,該上卡盤21把持與玻璃母材G1的 上端連結的支撐棒R1，能夠上下移動，該下卡盤22把持與玻璃母材G1的下端連結的支撐棒 R2,能夠上下移動。上卡盤21及下卡盤22設定為分別能夠利用未圖示的上下移動機構而 獨立地升降，以適當地維持玻璃母材G的外徑。
[0021] 另外，在上卡盤21上設置有可在與加熱部的中心軸垂直的面內（圖1中的左右方 向）移動的位置調節器。利用該位置調節器，上卡盤21能夠移動玻璃母材G在與加熱部的 中心軸垂直的面內的位置，以使在把持有玻璃母材G的狀態下，玻璃母材G的中心軸C(參 照圖2)與加熱器14的中心軸大致一致。另一方面，下卡盤22在與加熱部的中心軸垂直的 面內的位置固定。
[0022] 在加熱爐12的下游側，設置有限制件23,該限制件23對被加熱爐12加熱而向加 熱爐12下方抽出的延伸玻璃母材G2的沿徑向的移動進行限制。優選限制件23由耐熱性 較高的碳、氧化鋁等陶瓷、聚酰亞胺等耐熱性樹脂等構成。特別地，由于碳柔軟，因此即使與 玻璃母材G接觸也無需擔心劃傷玻璃母材G，所以更優選。
[0023] 圖2是表示延伸裝置10所具有的限制件23的概念圖。限制件23具有第1把持 部件24和第2把持部件25。第1把持部件24安裝在第1臂部件24a的前端，第1臂部件 24a設置為可沿延伸玻璃母材G2的徑向自由移動。另外，第2把持部件25安裝在第2臂部 件25a的前端，第2臂部件25a設置為可沿延伸玻璃母材G2的徑向自由移動。由此，第1把 持部件24和第2把持部件25設置為彼此可自由地接近或遠離。此外，如果利用齒條?齒 輪機構等，設置為把持部件24、25兩者聯動地動作，則能夠在將中心軸固定的狀態下對把 持部件24、25兩者的位置進行調整并把持玻璃母材G，因此優選。
[0024] 由第1及第2把持部件24、25構成的限制件23,以使其中心軸與加熱器14的中 心軸大致一致的方式進行調整。因此，通過利用上述的齒條?齒輪機構等，使第1把持部件 24與第2把持部件25接近并對延伸玻璃母材G2進行把持，限制件23能夠以使玻璃母材G 的中心軸C與加熱器14的中心軸大致一致的方式，對延伸玻璃母材G2的位置進行限制。
[0025] 第1把持部件24也可以經由未圖示的彈簧機構安裝在第1臂部件24a上。同樣 地，第2把持部件25也可以經由未圖示的彈簧機構安裝在第2臂部件25a上。由此，即使 延伸中的玻璃母材G2的外徑變化，限制件23也能夠利用彈簧機構而隨著延伸玻璃母材G2 的外徑變動，對與延伸玻璃母材G2的接觸位置進行調節。因此，在對延伸玻璃母材G2進行 把持時，能夠一邊保持限制件23的中心軸與加熱器14的中心軸大致一致的狀態，一邊對與 延伸玻璃母材G2的接觸位置進行調整。
[0026] 如圖1所示，在加熱器14和限制件23之間，設置有用于測定玻璃母材G在與加熱 部的中心軸垂直的面內的位置的位置傳感器（測定器的一個例子）30。作為位置傳感器30， 優選在測定時不會對玻璃母材G施加力的非接觸式，例如可以使用利用了激光束的反射光 測量器。
[0027] 下面，對使用了延伸裝置10的延伸玻璃母材G2的制造方法進行說明。首先，上卡 盤21及下卡盤22各自配置在初始位置，將玻璃母材G1設置在加熱爐12內，利用上卡盤21 把持支撐棒R1 (上端把持工序）。
[0028] 然后，在利用上卡盤21把持有支撐棒R1的狀態下，通過位置傳感器30對玻璃母 材G1在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置進行測定（測定工序）。如果測定出玻璃母材 G1的位置，則利用在上卡盤21上設置的位置調節器，調節為玻璃母材G的中心軸C與限制 件23的把持中心、S卩加熱器14的中心軸大致一致（調整工序）。此外，也可以構成為，在利 用上卡盤21把持支撐棒R1后，不進行位置傳感器30對玻璃母材G1的位置測定及位置調 節器的玻璃母材G1的位置調節，而是利用下卡盤22把持支撐棒R2。
[0029] 然后，將與玻璃母材G1的下端連結的支撐棒R2利用配置在加熱爐12的下游側的 下卡盤22把持（下端保持工序）。此時，限制件23配置在從與玻璃母材G1的下端連結的 支撐棒R2遠離的初始位置。
[0030] 在利用下卡盤22把持支撐棒R2后，使下卡盤22比上卡盤21更快地下降，并一邊 利用加熱器14進行加熱，一邊開始進行玻璃母材G1的延伸（初始延伸工序）。此時，上卡 盤21及下卡盤22在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置固定。
[0031] 圖3是表示利用延伸裝置10對玻璃母材G進行延伸的狀態的概念圖。在開始玻 璃母材G1的延伸后，支撐棒R2經過限制件23的位置后，使限制件23的第1把持部件24 接近于第2把持部件25。此時，優選利用齒條?齒輪機構等，使把持部件24、25兩者聯動地 動作。由此，以使延伸玻璃母材G2的中心軸與加熱器14的中心軸大致一致的方式，利用限 制件23對延伸玻璃母材G2在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置進行限制（限制工序）。 最后，在利用限制件23對延伸玻璃母材G2進行限制的狀態下，使下卡盤22進一步下降，持 續進行延伸（主延伸工序），形成規定直徑及規定長度的延伸玻璃母材G2。
[0032] 此外，也可以在延伸玻璃母材G2持續延伸的過程中，利用位置傳感器30再次測定 延伸玻璃母材G2在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置。在延伸玻璃母材G2的位置偏離 限制件23的中心軸的情況下，能夠通過再次對上卡盤21的位置調節器進行控制，使延伸玻 璃母材G2沿圖1中的左右方向移動，使延伸玻璃母材G2的中心軸始終與加熱器14的中心 軸大致一致。
[0033] 以上，根據延伸裝置10,具有限制件，該限制件在加熱器14的下游側，使其中心軸 與加熱器14的中心軸大致一致，對玻璃母材G(延伸玻璃母材G2)在與加熱部的中心軸垂 直的面內的位置進行限制。因此，能夠防止在利用延伸裝置10延伸的玻璃母材G2上產生 折曲部，制造彎曲較小的延伸玻璃母材G2。
[0034] 另外，延伸裝置10具有位置傳感器30和位置調節器，該位置傳感器30測定玻璃 母材G在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置，該位置調節器設置在上卡盤21上，并可調 節玻璃母材G的位置。利用這些，通過在開始延伸玻璃母材G之前及在延伸中，適當地調整 玻璃母材G的位置，能夠更可靠地抑制在延伸玻璃母材G2上產生折曲部。
[0035] 另外，根據延伸裝置10,限制件23由碳或陶瓷構成。因此，在使用耐熱性較高、特 別是碳的情況下，由于碳柔軟，因此在對延伸玻璃母材G2進行限制時，能夠防止對延伸玻 璃母材G2形成劃痕。
[0036] 另外，限制件23對延伸玻璃母材G2的中心軸的位置進行限制，利用彈簧機構等， 可調節把持部件24、25與延伸玻璃母材G2的接觸位置。因此，例如即使在延伸中的玻璃母 材G2的外徑變細的情況下，也不會影響其外徑變動，能夠追隨延伸玻璃母材G2的外徑變動 而對與延伸玻璃母材G2的接觸位置進行調節，因此，能夠可靠地防止延伸玻璃母材G2的位 置偏移。而且，不會對延伸玻璃母材G2施加把持部件24、25的過剩的把持力，能夠用適當 的力對延伸玻璃母材G2進行把持。
[0037] (實施例1)
[0038] 在外徑80mm的玻璃母材的兩端連接支撐棒并利用上下卡盤把持后，進行了利用 加熱器加熱并延伸為外徑40mm的玻璃母材的作業。在延伸裝置的加熱器下游側，設置使把 持中心成為加熱器的中心軸的限制件，在開始延伸后，如果與玻璃母材的下部連接的支撐 棒經過了限制件的位置，則一邊利用限制件對延伸中的玻璃母材進行限制，一邊持續進行 延伸。針對延伸后的玻璃母材，如圖4所示，測定了每lm長度的彎曲量d/L。將該延伸作業 連續進行了 20根。其結果，如圖5所示，延伸玻璃母材的彎曲量最大為0.8mm，全部樣品的 平均彎曲量為0. 5mm。
[0039] (實施例2)
[0040] 在外徑80mm的玻璃母材的兩端連接支撐棒并利用上下卡盤把持后，進行了利用 加熱器加熱并延伸為外徑40mm的玻璃母材的作業。在延伸裝置的加熱器下游側，設置使把 持中心與加熱器的中心軸大致一致的限制件，并且，在加熱器和限制件之間作為位置傳感 器而設置有激光傳感器。在將玻璃母材把持在上卡盤中后，對玻璃母材的下端部的位置利 用激光傳感器進行測定，利用設置在上卡盤上的位置調節器，以使玻璃母材下端部的位置 與限制件的把持中心大致一致的方式進行了調節。然后，加熱玻璃母材并開始進行延伸。如 果與玻璃母材的下部連接的支撐棒經過了限制件的位置，則一邊利用限制件對延伸中的玻 璃母材進行限制，一邊持續進行延伸。針對延伸后的玻璃母材，測定了每lm長度的彎曲量 d/L。將該延伸作業連續進行了 20根。其結果，如圖6所示，延伸玻璃母材的彎曲量最大為 0. 5mm，全部樣品的平均彎曲量為0. 3mm。
[0041] (對比例）
[0042] 在外徑80mm的玻璃母材的兩端連接支撐棒并利用上下卡盤把持后，進行了利用 加熱器加熱并延伸為外徑40mm的玻璃母材的作業。此時，與實施例1及實施例2不同，沒 有使用用于對延伸玻璃母材在與加熱部的中心軸垂直的面內的位置進行調整的限制件或 位置調節器。針對延伸后的玻璃母材，測定了每lm長度的彎曲量d/L。將該延伸作業連續 進行了 20根。其結果，如圖7所示，延伸玻璃母材的彎曲量最大為1.8mm，全部樣品的平均 彎曲量為1. 〇mm。
[0043] 根據上述內容，已知與沒有使用限制件的對比例相比，在使用了限制件的實施例1 中，延伸玻璃母材的彎曲量減小。另外，已知在使用了限制件、測定器及位置調節器的實施 例2中，能夠進一步抑制延伸玻璃母材的彎曲量。
[0044] 以上，詳細且參照特定的實施方式對本發明進行了說明，但對于本領域的技術人 員而言，顯然可以在不脫離本發明的精神、范圍的前提下進行各種變更或修正。另外，上述 說明的結構部件的數量、位置、形狀等并不限定于上述實施方式，在實施本發明時可變更為 合適的數量、位置、形狀等。例如，通過將位置調節器設置在下卡盤22上，使下卡盤22水平 移動，也能夠使玻璃母材G的中心軸C與限制件23的中心軸大致一致。
【權利要求】
1. 一種玻璃母材的延伸裝置，其具有： 中空圓筒形的加熱部，在該加熱部中插入玻璃母材而對該玻璃母材進行加熱； 上卡盤，其在所述加熱部的一端外部與所述加熱部分離，把持與所述玻璃母材的一端 連接的第一支撐棒而移動； 下卡盤，其在所述加熱部的另一端外部與所述加熱部分離，把持與所述玻璃母材的另 一端連接的第二支撐棒，向與所述上卡盤相同的方向以更大的速度移動；以及 限制件，其位于所述加熱部的另一端和所述下卡盤之間，對所述玻璃母材在與所述加 熱部的中心軸垂直的面內的位置進行限制。
2. 根據權利要求1所述的玻璃母材的延伸裝置， 所述限制件的中心軸與所述加熱部的中心軸一致。
3. 根據權利要求1或2所述的玻璃母材的延伸裝置，還具有： 測定器，其設置在所述限制件附近，對所述玻璃母材在與所述加熱部的中心軸垂直的 面內的位置進行測定；以及 位置調節器，其通過使所述上卡盤及所述下卡盤中的至少一個的位置移動，從而能夠 調節所述玻璃母材的位置。
4. 根據權利要求1或2所述的玻璃母材的延伸裝置， 所述限制件由碳構成。
5. 根據權利要求1或2所述的玻璃母材的延伸裝置， 所述限制件能夠與所述玻璃母材的外徑相對應，在與所述加熱部的中心軸垂直的面內 調節與所述玻璃母材的接觸位置。
6. 根據權利要求5所述的玻璃母材的延伸裝置， 所述限制件通過彈簧機構而能夠調節所述接觸位置。
【文檔編號】C03B37/012GK203947025SQ201420237217
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2013年5月10日
【發明者】川崎希一郎, 鈴木智哉 申請人:住友電氣工業株式會社