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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lagern
einer Glasvorform auf einen Lagerstift, der in dem Verfahren zu
verwenden ist, und insbesondere auf ein Verfahren und einem Lagerstift
zum Lagern einer Glasvorform an einen Träger zum Tragen einer Glasvorform;
beispielsweise eine Glasvorform zur Verwendung als eine optische
Faser oder eine Glasvorform zur Verwendung beim Herstellen eines
Siliciumsubstrats für
eine Halbleitervorrichtung, ein Fotomaskensubstrat oder eine integrierte
Schaltung, oder ein Glassubstrat zur Verwendung als Flüssigkristalldisplay.
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Hintergrund
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Verfahren
zum Herstellen einer Glasvorform zur Verwendung als eine optische
Faser umfassend eine Reihe von Verarbeitungen. D.h., eine Verrußungsverarbeitung
zum Ablagern von Feinpartikeln aus porösem Glas auf einem Quarzimpfstab durch
ein VAD-Verfahren oder dergleichen; eine Sinterverarbeitung zum
Erwärmen
und transparent machen einer porösen
Glasvorform, die durch die Verrußungsverarbeitung gebildet
ist; und eine Ausdehnungsverarbeitung zum Ausdehnen der derart gesinterten
Glasvorform. Selbst wenn diese Verarbeitungen in einer einzelnen
Fabrik ausgeführt
werden, werden die Verarbeitungsvorgänge, die sich auf die Verarbeitungen
beziehen, unabhängig
voneinander ausgeführt.
Ferner sind Einrichtungen für
die Verarbeitung an getrennten Orten vorgesehen. Dementsprechend
muss die Glasvorform, die ein Durchlaufen des Herstellungsvorganges
beendet hat, zu einer Herstellungseinrichtung für die nächste Verarbeitung transportiert
werden.
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Bei
einem Versuch, die Produktionseffizienz zu verbessern und die Kosten
einer optischen Faser zu vermindern, wurde eine Glasvorform für eine optische
Faser zuletzt vergrößert und
schwerer gemacht. Ein Vorgang, durch welchen eine Bedienperson manuell
die Glasvorform an einer Herstellungsvorrichtung anbringt und von
dieser löst
und die Glasvorform von einer Verarbeitung zu einer anderen Verarbeitung
transportiert ist schwierig geworden.
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Daher
wurde eine Technik zum Anbringen und Lösen einer Glasvorform für eine optische
Faser unter Einsatz eines manuell betätigten Krans oder eines Transportfahrzeugs
entwickelt (wie beispielsweise in JP-A-2000-44268 beschrieben).
Eine Glasvorform für
eine optische Faser besitzt üblicherweise
an einem Ende einen Quarzimpfstab, der zum Ablagern porösen Glases
zu verwenden ist. Der Quarzimpfstab wird als ein Element zum Lagern
der Glasvorform für
eine optische Faser verwendet. Der Quarzimpfstab kann abgeschnitten
und recycelt werden, nachdem die Glasvorform für eine optische Faser gesintert
und einem Faserziehen unterworfen worden ist.
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5 und 6 sind
in JP-A-2000-44268 offenbart und sind Zeichnungen, die ein Beispiel
zeigen, bei welchem die Glasvorform für eine optische Faser mit einem
Lagerstift abgestützt
und gelagert ist. 5 ist eine Ansicht, die einen
Zustand zeigt, in welchem der Lagerstift an der Glasvorform für eine optische
Faser angebracht ist, und 6 ist eine
Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Glasvorform für eine optische
Faser durch den Lagerstift gestützt
und gelagert ist. In den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 1 einen
Quarzimpfstab; 2 bezeichnet eine Glasvorform; 3 bezeichnet
einen Lagerstift; 4 bezeichnet ein Stifteinführloch; 5 bezeichnet
einen Trägerarm; 6 bezeichnet
einen Lagerarm; und 7 bezeichnet eine Eingriffsnut.
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Wie
in 5 gezeigt, ist der Quarzimpfstab 1 integral
mit dem oberen Ende der Glasvorform verbunden. Das Stifteinfügeloch 4 ist
in dem Quarzimpfstab 1 in einer Richtung senkrecht zu der
Axialrichtung der Glasvorform verbunden. Der Lagerstift 3 ist in
das Stifteinfügeloch 4 derart
eingefügt,
dass die Enden des Lagerstifts 3 von den jeweiligen Seiten des
Quarzimpfstabs 1 hervorstehen. Wie in 4 gezeigt, überspannen
die Enden des Lagerstifts 3, die von den jeweiligen Seiten
des Quarzimpfstabes 1 hervorstehen, horizontal ein Paar
von Lagerarmen 6, die an dem Trägerarm 5 vorgesehen
sind. Die Enden des Lagerstifts 3 sind durch die Lagerarme 6 gelagert,
und der zentrale Abschnitt des Lagerstifts 3 überspannt
und lagert den Quarzimpfstab 7 und die Glasvorform 2.
Die Nuten 7 sind in den jeweiligen Lagerarmen 6 zum
Aufnehmen des Lagerstifts 3 in einer vorbestimmten Position
gebildet. Der Trägerarm 5 ist
an dem manuell betätigten
Kran oder dem Transportfahrzeug montiert, wodurch die Glasvorform 2 transportiert
wird, während
sie durch den Lagerstift 3 gestützt ist.
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Der
Lagerstift 3 ist aus Metall wie rostfreiem Stahl oder aus
Keramik gebildet. Risse C oder Brüche entstehen manchmal in der
Nähe des
Stifteinfügelochs 4,
wo der Quarzimpfstab 1 das Stifteinfügeloch 4 berührt, und
zwar aufgrund physischer Stöße oder
Vibrationen, die infolge des Transports verursacht werden. Falls
Risse oder Brüche
in dem Quarzimpfstab 1 entstanden sind, wird der Transport
für nachfolgende
Verarbeitungen unmöglich,
wodurch ein Anbringen des Quarzimpfstabes an der Herstellungseinrichtung
behindert wird. Der Quarzimpfstab 1 wird nach dem Gebrauch
abgeschnitten und recycelt. Falls allerdings Risse oder dergleichen
in dem Quarzimpfstab entstanden sind, wird ein Recyceln des Quarzimpfstabes
unmöglich.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
Erfindung stellt darauf ab, ein Lagerverfahren für eine Glasvorform und einen
Lagerstift zur Verwendung hierbei bereitzustellen, um das Auftreten
von Rissen oder Brüchen
in einem Impfstab zu verhindern. Die Erfindung ist auf ein Lagerverfahren für eine Glasvorform
gerichtet, bei welchem ein Lagerstift unter Einsatz eines Pufferelements
in ein Stifteinfügeloch
eingefügt
wird, das in einem Einimpfstab gebildet ist, der an einem oberen
Abschnitt der Glasvorform vorgesehen ist, und bei welchem die Glasvorform
durch den Lagerstift gelagert wird.
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Das
Pufferelement ist bevorzugt ein elastisches Material zum Bedecken
eines Schaftabschnitts des Lagerstifts.
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Das
elastische Material umfasst bevorzugt ein Kunstharz.
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Das
elastische Material umfasst bevorzugt Fluorharz.
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Ein
Schaftabschnitt des Lagerstifts ist bevorzugt mit Fluorharz beschichtet.
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Das
den Schaftabschnitt des Lagerstifts bedeckende Kunstharz besitzt
bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm oder mehr.
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Die
Erfindung ist ebenso auf einen Lagerstift gerichtet, umfassend:
einen Stifthauptkörper
mit einem Flanschabschnitt, einem ersten Schaftabschnitt, einem
zweiten Schaftabschnitt und einem männlichen Schraubenabschnitt;
und ein Hilfsstiftelement, das mit dem Stifthauptkörper gekoppelt
ist und einen Flanschabschnitt, einen Wellenabschnitt, und einen weiblichen
Schraubenabschnitt besitzt, wobei der erste Wellenabschnitt und
der zweite Wellenabschnitt des Stifthauptkörpers und der Schaftabschnitt des
Hilfsstiftelements mit einem Pufferelement bedeckt sind, und der
zweite Wellenabschnitt des Stifthauptkörpers, der mit dem Pufferelement
beschichtet ist, kann in ein Stifteinfügeloch eingefügt werden,
das in einem Impfstab gebildet ist, der an einem oberen Abschnitt
einer Glasvorform vorgesehen ist, wodurch die Glasvorform gestützt und
gelagert wird.
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Der
Puffer umfasst bevorzugt ein Kunstharzmaterial, das Elastizität besitzt.
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Bevorzugt
ist eine aus Kunstharz hergestellte Scheibe zwischen dem Stifthauptkörper und
dem Hilfsstiftelement eingelegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine Ansicht, die einen axialen Querschnitt eines Lagerstifts gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt; und
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1B ist
eine Ansicht, die einen explosionsartigen Querschnitt des Lagerstifts
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, die ein Verfahren zum Lagern einer Glasvorform gemäß der Erfindung zeigt;
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3A ist
eine Ansicht, die einen axialen Querschnitt des Lagerstifts zeigt;
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3B ist
eine Ansicht, die einen explosionsartigen Querschnitt des Lagerstifts
gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Ansicht, die ein weiteres Verfahren zum Lagern der Glasvorform
gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Ansicht, die einen Lagerstift gemäß dem Stand der Technik zeigt;
und
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6 ist
eine Ansicht, die ein Verfahren zum Lagern einer Glasvorform gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
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Beste Arten
zum Ausführen
der Erfindung
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In
den Zeichnungen bezeichnen 11, 21 Stifthauptkörper; 12, 22 bezeichnen
Hilfsstiftelemente; 13, 14 und 23 bezeichnen
Umhüllungen; 15 bezeichnet
eine Scheibe; und P, P' bezeichnen
Lagerstifte. Eine Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1A ist
eine Ansicht, die einen axialen Querschnitt eines Lagerstifts zeigt,
und 1B ist eine Ansicht, die einen explosionsartigen
Querschnitt des Lagerstifts zeigt. In den Zeichnungen bezeichnet
Bezugszeichen 11 einen Stifthauptkörper. 12 bezeichnet
ein Hilfsstiftelement; 13, 14 bezeichnet Umhüllungen; 15 bezeichnet eine
Scheibe; und P bezeichnet einen Lagerstift. Wie in 1A gezeigt,
ist der Lagerstift P durch den Stifthauptkörper 11 und das Hilfsstiftelement 12 gebildet, die
beide aus Metall wie rostfreiem Stahl oder aus Keramik gebildet
sind, wobei der Stifthauptkörper und
das Hilfsstiftelement miteinander durch Schraubenmittelschrauben
gekoppelt sind. Die Umhüllungen 13, 14 sind
an der Oberfläche
eines Wellenabschnitts des Lagerstifts durch Beschichten oder dergleichen
gebildet.
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Wie
in 1B gezeigt, sind ein Flanschabschnitt 11a,
ein erster Wellenabschnitt 11b, ein zweiter Wellenabschnitt 11c,
der einen geringeren Durchmesser besitzt als der Wellenabschnitt 11b,
und ein männlicher
Schraubenabschnitt 11d an dem Stifthauptkörper 11 durch
Bearbeiten gebildet. Der erste Wellenabschnitt 11b ist
derart gebildet, um einen Außendurchmesser zu besitzen, der größer ist
als das Stifteinfügeloch
des Quarzimpfstabes; und der zweite Wellenabschnitt 11c ist
derart gebildet, um einen Aussendruchmesser zu besitzen, dass der
zweite Wellenabschnitt in das Stifteinfügeloch des Quarzimpfstabes
eingefügt
werden kann, während
er mit der Umhüllung 14 versehen
ist. Kunstharz, wie Fluorharz oder dergleichen, ist als ein Puffer
an der äußeren Oberfläche des
ersten Wellenabschnitts 11b und derjenigen des zweiten
Wellenabschnitts 11c durch Beschichten vorgesehen, um somit
eine Umhüllung 13 zu
bilden, die Elastizität
besitzt.
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Das
Hilfsstiftelement 12 ist durch Bearbeiten eines Flanschabschnitts 12a,
eines Wellenabschnitts 12b und eines weiblichen Schraubenabschnitts 12c gebildet.
Der Wellenabschnitt 12b ist derart gebildet, dass er dieselbe
Länge und
denselben Durchmesser wie der erste Wellenabschnitt 11b des
Stifthauptkörpers 11 besitzt.
Wie im Falle des Stifthauptkörpers 11,
ist die äußere Oberfläche des
Wellenabschnitts 12b mit einem Kunstharz beschichtet, wie
Fluorharz oder dergleichen, um somit die Umhüllung 14 zu bilden.
Die Scheibe 15 ist aus derselben Art von Kunstharz wie
die Umhüllungen 13, 14 gebildet.
Die Scheibe ist zwischen einem Stufenabschnitt des männlichen
Schraubenabschnitts 11d des Stifthauptkörpers 11 und einer
Endfläche
des Wellenabschnitts 12b des Hilfsstiftelements 12 eingelegt.
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Die
Umhüllungen 13, 14 sind
bevorzugt mit einer Dicke von 0,5 mm oder mehr gebildet. Die Umhüllungen
können
direkt an dem Stifthauptkörper 11 und
dem Hilfsstiftelement durch Beschichten gebildet sein. Alternativ
können
die Umhüllungen
vorab in der Form eines wärmeschrumpfbaren
Schlauchs gebildet und an dem Stifthauptkörper und dem Hilfsstiftelement
vorgesehen werden. Wenn die Glasvorform für eine optische Faser in einem
warmen Zustand transportiert wird, unmittelbar nachdem sie verrußt worden
ist, wird Harz mit einem überragenden
Wärmewiderstand,
wie Fluorharz (beispielsweise Teflon (Handelsname)) für das die
Umhüllungen 13, 14 bildende
Kunstharz verwendet. Wenn die Glasvorform für eine optische Faser in einem
kalten Zustand transportiert wird, ist ein Wärmewiderstand nicht besonders
erforderlich. Verschiedene Arten von Kunstharz, die weicher sind
als Glas und ein bestimmtes Maß an
Elastizität
besitzen, können
verwendet werden.
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2 ist
eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem eine Glasvorform
für eine
optische Faser durch einen Lagerstift P gelagert ist, der die vorhergehende
Struktur besitzt. Der mit der Umhüllung 13 bedeckte
Stifthauptkörper 11 wird
in eine Seite des in dem Quarzimpfstab 1 vorgesehenen Stifteinfügelochs 4 eingefügt, das
an dem oberen Ende der Vorform für
eine optische Faser vorgesehen ist (siehe 5). Die
Scheibe 15 wird von der anderen Seite auf den männlichen
Schraubenabschnitt 11d gesetzt. Das mit der Umhüllung 14 bedeckte
Hilfsstiftelement 12 wird mit dem Stifthauptkörper durch Schrauben
verbunden. Die Scheibe 15 bedeckt eine Endfläche des
zweiten Wellenabschnitts 11c des Stifthauptkörpers 11 und
eine Endfläche
des Wellenabschnitts 12c des Hilfsstiftelements 12,
wodurch der gesamte Wellenabschnitt des Lagerstifts P bedeckt wird.
Somit wird verhindert, dass der Quarzimpfstab 1 in direkten
Kontakt mit einem Metallabschnitt des Hilfsstiftelements 12 kommt.
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In
dem Lagerstift P kann nur der zweite Wellenabschnitt 11c des
Stifthauptkörpers 11,
der mit der Umhüllung 13 ausgestattet
ist, in das Stifteinfügeloch 4 der
Quarzimpfstange 1 eingefügt werden. Der erste Wellenabschnitt 11b und
der Wellenabschnitt 12b des Hilfsstiftelements 12 stehen
von den jeweiligen Seiten des Quarzimpfstabes 1 hervor,
wodurch die Länge
der Wellenabschnitte sichergestellt wird. Somit ist eine Positionseinstellung
des Lagerstifts P nicht erforderlich. Die Lagerarme 6 werden
von unterhalb in Kontakt mit dem ersten Wellenabschnitt 11b und
dem Wellenabschnitt 12b gebracht, die von den jeweiligen
Seiten des Quarzimpfstabes 1 hervorstehen, und dann werden
die Lagerarme 6 angehoben. Als Ergebnis hieraus kann die
Glasvorform für
eine optische Faser zusammen mit dem Quarzimpfstab 1 gelagert
und transportiert werden, während
sie abgehängt
ist.
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Wenn
eine Glasvorform für
eine optische Faser unter Einsatz eines bekannten Lagerstifts transportiert
wird, der keine Umhüllungen
besitzt (siehe 6), entstehen Risse in dem Quarzimpfstab
mit einer Häufigkeit
in der Größenordnung
von etwa 5%. Allerdings verhindert die Verwendung des vorhergehenden
Lagerstifts P gemäß der Erfindung,
der mit der Umhüllung 13 bedeckt
ist, das Auftreten eines direkten Kontakts zwischen dem Quarzimpfstab 1 und Hartmetall
oder Keramik. Darüber
hinaus beseitigt die Umhüllung 13,
die Elastizität
besitzt, einen physischen Stoß,
wodurch das Auftreten von Rissen oder Brüchen verhindert wird, die andernfalls
verursacht würden,
während
die Glasvorform für
eine optische Faser transportiert wird. Wenn die Umhüllung eine Dicke
von 0,2 mm besitzt, kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von
Rissen auf 1% vermindert werden. Durch Einstellen der Dicke der
Umhüllung auf
0,7 mm, kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Rissen oder
dergleichen vollständig
beseitigt werden. Dementsprechend ist die Dicke der Umhüllung bevorzugt
auf 0,5 mm oder mehr eingestellt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei 3A einen
axialen Querschnitt des Lagerstifts zeigt, und 3B zeigt
einen explosionsartigen Querschnitt des Lagerstifts. In der Zeichnung
bezeichnet Bezugszeichen 21 einen Stifthauptkörper; 22 bezeichnet
ein Hilfsstiftelement; 23 bezeichnet eine Umhüllung; und
P' bezeichnet einen
Lagerstift. Wie in 3A gezeigt, ist der Lagerstift
P' durch Schraubenverbinden
des Hilfsstiftelements 22 mit einem Ende des Stifthauptkörpers 21,
der aus Metall wie rostfreiem Stahl oder dergleichen gebildet ist,
unter Einsatz von Schraubenmitteln, und durch Bilden einer Umhüllung 23 an
der Oberfläche
des Wellenabschnitts durch Beschichten oder dergleichen gebildet.
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Wie
in 3B gezeigt, sind ein Flanschabschnitt 21A,
ein Wellenabschnitt 21B und ein weiblicher Schraubenabschnitt 21c an
dem Stifthauptkörper 21 durch
Bearbeiten gebildet. Der Wellenabschnitt 21b ist derart
gebildet, um einen Außendurchmesser
zu besitzen, der kleiner ist als das Stifteinfügeloch des Quarzimpfstabes.
Eine äußere Oberfläche des
Wellenabschnitts 21b ist mit Kunstharz wie Fluorharz beschichtet,
um somit die Umhüllung 23 bereitzustellen,
die Elastizität
besitzt. Das Hilfsstiftelement 22 ist umgesetzt, indem
integral an einem Flanschabschnitt 22a ein männlicher
Schraubenabschnitt 22b gebildet ist, der mit dem weiblichen Schraubenabschnitt 21 des
Stifthauptkörpers 21 in Schraubeneingriff
zu bringen ist.
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4 ist
eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Glasvorform
für eine
optische Faser durch den Lagerstift P' gelagert ist, der die zuvor genannte
Struktur besitzt. Der Stifthauptkörper 21 mit der Umhüllung 13 wird
in eine Seite des in dem Quarzimpfstab 1 gebildeten Stifteinfügelochs 4 eingefügt, das
an dem oberen Ende der Glasvorform für eine optische Faser gebildet
ist. Das Hilfsstiftelement 23 ist an der anderen Seite
des Stifteinfügelochs durch
Schraubeneingriff angebracht. Der Quarzimpfstab 1 ist in
der Mitte des Lagerstifts P' gelegen,
wodurch die Längen
beider Seiten des Lagerstifts, die von beiden Seiten des Quarzimpfstabes 1 hervorstehen,
im Wesentlichen identisch gemacht werden. Die Lagerarme 6 sind
von unterhalb in Kontakt mit Wellenabschnitten des Lagerstifts gebracht,
die von den jeweiligen Seiten des Quarzimpfstabes 1 hervorstehen,
um somit den Quarzimpfstab anzuheben, wodurch die Glasvorform für eine optische
Faser auf abgehängte
Weise in Verbindung mit dem Quarzimpfstab 1 transportiert
werden kann.
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In
der Ausführungsform
ist der Lagerstift mit einer stoßabsorbierenden Eigenschaft
durch eine Beschichtung mit Kunstharz ausgestattet. Allerdings kann
das Stifteinfügeloch 4 mit
einem Dämpfungsmaterial
beschichtet sein. Alternativ kann ein elastisches Element mit Wärmewiderstand
in das Stifteinfügeloch 4 eingefügt sein,
und der Lagerstift kann in das Stifteinfügeloch mittels des elastischen
Elements eingefügt
sein.
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In
dem in 3 und 4 gezeigten
Beispiel, ist der Wellenabschnitt des bekannten Lagerstifts mit
der Umhüllung 23 bedeckt,
die Elastizität
besitzt. Allerdings entsteht keine direkter Kontakt zwischen dem
Quarzimpfstab und dem Lagerstift, und die Umhüllung 23, die Elastizität besitzt,
beseitigt einen physischen Stoß.
Somit kann, wie in dem in 2 veranschaulichten
Falle, das Auftreten von Rissen oder Brüchen verhindert werden, die
andernfalls während
des Transports der Glasvorform für eine
optische Faser verursacht würden.
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Bisher
wurde die Erfindung unter Einsatz der Ausführungsform der Glasvorform
für eine
optische Faser beschrieben. Allerdings kann die Erfindung auch auf
eine Glasvorform angewendet werden, die bei der Herstellung eines
Siliciumsubstrats für
eine Halbleitervorrichtung, eines Photomaskensubstrats oder einer
integrierten Schaltung, oder für
ein Glassubstrat zur Verwendung als ein Flüssigkristalldisplay verwendet
wird.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Wie
anhand der vorstehenden Beschreibungen ersichtlich ist, wird gemäß der Erfindung,
wenn eine Glasvorform transportiert wird, während ein Lagerstift in einen
an einem oberen Ende der Glasvorform vorgesehenen Impfstab eingefügt ist,
das Auftreten von Rissen oder Brüchen
in dem Impfstab verhindert, wodurch die Sicherheit gewährleistet
und der Ertrag verbessert wird und ein Recyceln des Impfstabes ermöglicht wird
und die Herstellung einer Glasvorform mit größeren Abmessungen ermöglicht wird.