玻璃母材的延伸裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)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(jìn)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(shè)置速度差，進(jìn)行垂直延伸，在加熱部(14)的下游側(cè)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(nèi)的位置進(jìn)行限制。
【專利說明】玻璃母材的延伸裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及延伸玻璃母材的延伸裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在JP2006-327898A(專利文獻(xiàn)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(dòng)，從而延伸玻璃 母材。
[0003] 在垂直延伸玻璃母材時(shí)，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(shè)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(shí)對玻璃 母材的中心軸沿垂直方向施加過大的力，產(chǎn)生折曲部而形成彎曲。因此，在垂直延伸玻璃母 材時(shí)，優(yōu)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(xiàn)1中，在持續(xù)延伸玻璃母材時(shí)，通過對玻璃母材在與延伸方向垂直的面內(nèi)的面內(nèi)位置進(jìn) 行檢測，并對保持玻璃母材的把持件的位置進(jìn)行調(diào)整，從而防止產(chǎn)生折曲部。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)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(fā)生玻璃母材的彎曲，一邊延伸玻璃母材。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)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(jìn)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(dòng)；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(dòng)；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(nèi)的位置進(jìn)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(gè)中心軸的距離小于或等于1_。
[0006] 本發(fā)明的玻璃母材的延伸裝置，也可以還具有：測定器，其設(shè)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(nèi)的位置進(jìn)行測定；以及位置調(diào)節(jié)器，其通過使上 卡盤及下卡盤中的至少一個(gè)的位置移動(dòng)，從而能夠調(diào)節(jié)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(nèi)。優(yōu)選限制件由碳構(gòu)成。另外，也可以是 限制件能夠與玻璃母材的外徑相對應(yīng)，在與加熱部的中心軸垂直的面內(nèi)調(diào)節(jié)與玻璃母材的 接觸位置。也可以是限制件通過彈簧機(jī)構(gòu)而能夠調(diào)節(jié)接觸位置。
[0007] 發(fā)明的效果
[0008] 根據(jù)本發(fā)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(huì)折曲而 能夠延伸玻璃母材，所以能夠一邊抑制發(fā)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(fā)明的實(shí)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(tài)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(jìn)行延伸的狀態(tài)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(shí)施例1中的彎曲量的曲線圖。
[0014] 圖6是表示實(shí)施例2中的彎曲量的曲線圖。
[0015] 圖7是表示對比例的結(jié)果中的彎曲量的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 在專利文獻(xiàn)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(fā)生軸偏移，存在進(jìn)一步改善的空間。下面，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)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(fā)明的實(shí)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(tài)的概念圖。延伸裝置10用于將預(yù)先形成為規(guī)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(jìn)行透明玻璃化，從而形成為規(guī)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(tài)下，堆積玻璃微粒而形成多孔制玻 璃體，得到復(fù)合母材。然后，通過對該復(fù)合母材進(jìn)行加熱透明玻璃化，從而得到規(guī)定直徑的 玻璃母材G1。
[0019] 延伸裝置10具有對玻璃母材G1進(jìn)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(gè)例子）。通過使加熱器14發(fā)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(jié)的支撐棒R1，能夠上下移動(dòng)，該下卡盤22把持與玻璃母材G1的下端連結(jié)的支撐棒 R2,能夠上下移動(dòng)。上卡盤21及下卡盤22設(shè)定為分別能夠利用未圖示的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)而 獨(dú)立地升降，以適當(dāng)?shù)鼐S持玻璃母材G的外徑。
[0021] 另外，在上卡盤21上設(shè)置有可在與加熱部的中心軸垂直的面內(nèi)（圖1中的左右方 向）移動(dòng)的位置調(diào)節(jié)器。利用該位置調(diào)節(jié)器，上卡盤21能夠移動(dòng)玻璃母材G在與加熱部的 中心軸垂直的面內(nèi)的位置，以使在把持有玻璃母材G的狀態(tài)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(nèi)的位置固定。
[0022] 在加熱爐12的下游側(cè)，設(shè)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(dòng)進(jìn)行限制。優(yōu)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(gòu)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(dān)心劃傷玻璃母材G，所以更優(yōu)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(shè)置為可沿延伸玻璃母材G2的徑向自由移動(dòng)。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(shè)置為可沿延伸玻璃母材G2的徑向自由移動(dòng)。由此，第1把 持部件24和第2把持部件25設(shè)置為彼此可自由地接近或遠(yuǎn)離。此外，如果利用齒條?齒 輪機(jī)構(gòu)等，設(shè)置為把持部件24、25兩者聯(lián)動(dòng)地動(dòng)作，則能夠在將中心軸固定的狀態(tài)下對把 持部件24、25兩者的位置進(jìn)行調(diào)整并把持玻璃母材G，因此優(yōu)選。
[0024] 由第1及第2把持部件24、25構(gòu)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(jìn)行調(diào)整。因此，通過利用上述的齒條?齒輪機(jī)構(gòu)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(jìn)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(jìn)行限制。
[0025] 第1把持部件24也可以經(jīng)由未圖示的彈簧機(jī)構(gòu)安裝在第1臂部件24a上。同樣 地，第2把持部件25也可以經(jīng)由未圖示的彈簧機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)而隨著延伸玻璃母材G2 的外徑變動(dòng)，對與延伸玻璃母材G2的接觸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，在對延伸玻璃母材G2進(jìn)行 把持時(shí)，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(tài)，一邊對與 延伸玻璃母材G2的接觸位置進(jìn)行調(diào)整。
[0026] 如圖1所示，在加熱器14和限制件23之間，設(shè)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(nèi)的位置的位置傳感器（測定器的一個(gè)例子）30。作為位置傳感器30， 優(yōu)選在測定時(shí)不會(huì)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(jìn)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(shè)置在加熱爐12內(nèi)，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(tài)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(nèi)的位置進(jìn)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(shè)置的位置調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)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(diào)整工序）。此外，也可以構(gòu)成為，在利 用上卡盤21把持支撐棒R1后，不進(jìn)行位置傳感器30對玻璃母材G1的位置測定及位置調(diào) 節(jié)器的玻璃母材G1的位置調(diào)節(jié)，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(jié)的支撐棒R2利用配置在加熱爐12的下游側(cè)的 下卡盤22把持（下端保持工序）。此時(shí)，限制件23配置在從與玻璃母材G1的下端連結(jié)的 支撐棒R2遠(yuǎn)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(jìn)行加熱，一邊開始進(jìn)行玻璃母材G1的延伸（初始延伸工序）。此時(shí)，上卡 盤21及下卡盤22在與加熱部的中心軸垂直的面內(nèi)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(jìn)行延伸的狀態(tài)的概念圖。在開始玻 璃母材G1的延伸后，支撐棒R2經(jīng)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(shí)，優(yōu)選利用齒條?齒輪機(jī)構(gòu)等，使把持部件24、25兩者聯(lián)動(dòng)地 動(dòng)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(nèi)的位置進(jìn)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(jìn)行限制的狀態(tài)下，使下卡盤22進(jìn)一步下降，持 續(xù)進(jìn)行延伸（主延伸工序），形成規(guī)定直徑及規(guī)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(xù)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(nèi)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(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，使延伸玻 璃母材G2沿圖1中的左右方向移動(dòng)，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(jù)延伸裝置10,具有限制件，該限制件在加熱器14的下游側(cè)，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(nèi)的位置進(jìn)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(chǎn)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(diào)節(jié)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(nèi)的位置，該位置調(diào)節(jié)器設(shè)置在上卡盤21上，并可調(diào) 節(jié)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(dāng)?shù)卣{(diào)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(chǎn)生折曲部。
[0035] 另外，根據(jù)延伸裝置10,限制件23由碳或陶瓷構(gòu)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(jìn)行限制時(shí)，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(jìn)行限制，利用彈簧機(jī)構(gòu)等， 可調(diào)節(jié)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(xì)的情況下，也不會(huì)影響其外徑變動(dòng)，能夠追隨延伸玻璃母材G2的外徑變動(dòng) 而對與延伸玻璃母材G2的接觸位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，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(huì)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(dāng) 的力對延伸玻璃母材G2進(jìn)行把持。
[0037] (實(shí)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(jìn)行了利用 加熱器加熱并延伸為外徑40mm的玻璃母材的作業(yè)。在延伸裝置的加熱器下游側(cè)，設(shè)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(jīng)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(jìn)行限制，一邊持續(xù)進(jìn)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(yè) 連續(xù)進(jìn)行了 20根。其結(jié)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(shí)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(jìn)行了利用 加熱器加熱并延伸為外徑40mm的玻璃母材的作業(yè)。在延伸裝置的加熱器下游側(cè)，設(shè)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(shè)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(jìn)行測定，利用設(shè)置在上卡盤上的位置調(diào)節(jié)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(jìn)行了調(diào)節(jié)。然后，加熱玻璃母材并開始進(jìn)行延伸。如 果與玻璃母材的下部連接的支撐棒經(jīng)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(jìn)行限制，一邊持續(xù)進(jìn)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(yè)連續(xù)進(jìn)行了 20根。其結(jié)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(jìn)行了利用 加熱器加熱并延伸為外徑40mm的玻璃母材的作業(yè)。此時(shí)，與實(shí)施例1及實(shí)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(nèi)的位置進(jìn)行調(diào)整的限制件或 位置調(diào)節(jié)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(yè)連續(xù) 進(jìn)行了 20根。其結(jié)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(jù)上述內(nèi)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(shí)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(diào)節(jié)器的實(shí)施 例2中，能夠進(jìn)一步抑制延伸玻璃母材的彎曲量。
[0044] 以上，詳細(xì)且參照特定的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員而言，顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神、范圍的前提下進(jìn)行各種變更或修正。另外，上述 說明的結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量、位置、形狀等并不限定于上述實(shí)施方式，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)可變更為 合適的數(shù)量、位置、形狀等。例如，通過將位置調(diào)節(jié)器設(shè)置在下卡盤22上，使下卡盤22水平 移動(dòng)，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(quán)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(jìn)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(dòng)； 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(dòng)；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(nèi)的位置進(jìn)行限制。
2. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shè)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(nèi)的位置進(jìn)行測定；以及 位置調(diào)節(jié)器，其通過使所述上卡盤及所述下卡盤中的至少一個(gè)的位置移動(dòng)，從而能夠 調(diào)節(jié)所述玻璃母材的位置。
4. 根據(jù)權(quán)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(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)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(yīng)，在與所述加熱部的中心軸垂直的面內(nèi) 調(diào)節(jié)與所述玻璃母材的接觸位置。
6. 根據(jù)權(quán)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(jī)構(gòu)而能夠調(diào)節(jié)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(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】川崎希一郎, 鈴木智哉 申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社