JP2001172025A - 石英ガラス体を製造する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来装置に比して低い製造コストで、また心
棒が破損する可能性を低減させた、石英ガラス管を製造
することができる装置及び方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る装置は、水平に配向された
長手方向心棒軸線（４）回りに回動支承される細長い心
棒（１）と、心棒（１）の外側表面上にシリカ粒子を層
状に堆積させて多孔質ブランク（１３）を形成する少な
くとも１つの堆積用バーナ（１１）と、形成中の多孔質
ブランク（１３）の端部の一方付近で心棒（１）をスリ
ーブ状に包囲して、形成中の多孔質ブランク（１３）に
部分的に埋め込まれた第１ホルダ（８）と、心棒（１）
と第１ホルダ（８）とを互いに固着させる少なくとも１
つの固定部材とを備え、さらに、心棒（１）の第１前側
端部（６）の終端を第１ホルダ（８）の内孔（７）内に
配置すると共に、第１ホルダ（８）を回動支承する第１
支持部材（１０）を設けることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平に配向された
長手方向心棒軸線回りに回動支承される細長い心棒と、
心棒の外側表面上にシリカ粒子を層状に堆積させること
によって多孔質ブランクを形成する少なくとも１つの堆
積用バーナと、形成中の多孔質ブランクの端部の一方付
近で前記心棒をスリーブ状に包囲し、形成中の多孔質ブ
ランクに部分的に埋め込まれた第１ホルダと、心棒及び
第１ホルダを互いに固着させる少なくとも１つの固定部
材とを備えた石英ガラス体製造装置に関する。

【０００２】さらに本発明は、多孔質ブランクを形成す
るために、水平に配向された長手方向軸線回りに回動支
承される細長い心棒の外側表面上にシリカ粒子を層状に
堆積させる段階を含み、心棒は、同一速度で回転する第
１ホルダに固着されており、第１ホルダは、形成中の多
孔質ブランクの端部の一方付近で心棒を包囲していると
共に、多孔質ブランクに少なくとも部分的に埋め込まれ
ており、さらに、心棒を取り外す段階と、このように製
造された多孔質ブランクを焼結する段階とを含む石英ガ
ラス体製造方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】石英ガラス管は、化学工業、半導体製
造、光学工業において、特に光ファイバ用の母材を製造
するために、構成部材および中間製品として使用され
る。

【０００４】合成石英ガラスから管を製造する上記種類
の方法および装置は、米国特許第４３６２５４５号によ
り既知である。火炎加水分解バーナによって、シリカ粒
子の層は、旋盤内で両端部がチャック保持されて長手方
向軸線回りに回転する、僅かに円錐形の心棒の円筒形外
側表面上に堆積する。心棒の長手方向軸線に沿った前後
移動によって、シリカ粒子の中空円筒形多孔質ブランク
が形成される。この時の心棒は、形成中の多孔質ブラン
クに面する一端部にビード付部分を有するスリーブ形ホ
ルダを貫通している。ホルダに関して言うと、心棒は、
ホルダおよび心棒間の隙間に挟み込まれたスペーサによ
って幾何学配置的に固定されている。堆積工程におい
て、ホルダのビード付部分は、形成中の多孔質ブランク
に埋め込まれる。堆積後、心棒を取り外す。さらなる処
理のため、多孔質ブランクは、埋め込まれたホルダから
鉛直方向にぶら下がった状態に保持することができる。
その後、焼結および圧潰しによって所望の石英ガラス体
が得られる。

【０００５】ホルダおよび心棒は、たとえば、グラファ
イトまたは石英ガラスで構成される。しかし、それの機
械的および化学的安定性のため、心棒の材料として酸化
アルミニウムを使用することが好ましい。心棒の取り外
しを容易にするために、米国特許第４３６２５４５号に
記載されているように、心棒の形状を僅かに円錐形にし
てもよい。そのような円錐形心棒は、研削によって作製
される。特に長い心棒の場合、これは非常に手間がかか
る。実際、円筒形心棒の作製は容易であるため、円筒形
心棒が好ましいであろう。しかし、円筒形心棒の取り外
しが、特に長い多孔質ブランクの場合に問題となり、大
きい力を必要とするが、これは容易に多孔質ブランクの
破損を招くであろう。この問題とは別に、心棒の長さが
増加するのに伴って、角度または寸法誤差のために、チ
ャック保持中またはそれの使用中に破損する危険性が増
大する。

【０００６】関連の日本特許抄録（ＰＡＪ）の抄録によ
って解釈した特開平０４−２４０１２６号公報は、所謂
ＯＶＤ方法によって合成石英ガラス管を製造する別の方
法を記載している。この場合、反応室内で回転中の心棒
上にシリカ粒子を層状に堆積させる。心棒端部は、反応
室内で互いに向き合った回転式ホルダ部材に嵌め込まれ
ている。この場合の心棒は、製造すべき管の長さを超え
て延在している。

【０００７】

【発明の概要】従って、本発明は、石英ガラス管を製造
する確実な作動方法を明記し、また、従来の装置とは異
なって、低い製造コストで、また心棒の破損の危険性を
抑えて製造することができる適当な装置を提供する課題
に基づいている。

【０００８】装置に関して言うと、この課題は、最初に
述べた装置に基づいた本発明によれば、心棒の第１前側
端部の終端を第１ホルダの内孔内に配置し、また、第１
ホルダを回動支承する第１支持部材を設けることによっ
て解決される。

【０００９】本発明による装置では、心棒は、従来の装
置のように、スリーブ形ホルダの内孔全体を貫通してお
らず、心棒の第１前側端部の終端が第１ホルダの内孔内
に位置している。第１ホルダと心棒との間での固着を得
るために、少なくとも１つの固定部材が設けられてお
り、内孔自体が固定部材として機能することができる
が、１つのそのような部材を内孔の内部または外部か、
第１ホルダに設けてもよい。

【００１０】心棒の端部の終端が内孔内に位置し、心棒
が第１ホルダによって保持されて回転することが重要で
ある。このため、第１ホルダは、心棒の機械的延長部分
として機能する。従って、第１ホルダ自体が回転する必
要がある。直接的に第１ホルダに、または第１ホルダに
固着された部材に作用することができる第１支持部材が
このために設けられている。

【００１１】心棒の終端が内孔内に位置し、第１ホルダ
が心棒の機械的延長部分として作用するため、また、第
１ホルダが形成中のブランクに少なくとも部分的に埋め
込まれていることを考慮すると、それに対応して心棒自
体を短く構成することができる。したがって、心棒の材
料コストが低下し、特に製造コストも同様に低くなる。
さらに、短い心棒の取り扱い、たとえばそれの取り付け
および取り外しが容易になり、心棒の寸法精度および配
向に関する要求が低くなる。さらに、短い心棒の曲がり
は相当に少なくなり、これによって同時に、より正確な
センタリングが行われると共に、軸線を中心にした心棒
の対称的正確さが改善される。

【００１２】堆積工程で第１ホルダが形成中のブランク
に埋め込まれており、また同時に心棒の終端が第１ホル
ダの抜取部内に位置しているため、上記の技術状態とは
異なって、心棒の端部が形成中のブランクから突出する
ことはない。このため、本発明に従った教示は、心棒を
短縮して、それの終端が形成中のブランク内に位置する
ようする手段を含む。

【００１３】第１ホルダは、形成中のブランクに少なく
とも部分的に埋め込まれているため、ブランクの後続処
理で、第１ホルダを取り付け手段として使用することが
できる。

【００１４】心棒は、円筒形外側表面を有するロッドま
たは管として、または円錐形に形成することができる。
第１ホルダの内孔が心棒の第１前側端部を半径方向に完
全に包囲する必要はない。

【００１５】心棒の長手方向軸線と同軸的に延在する内
孔は、構造が特に簡単であり、内孔の内径は、心棒の外
径に合わせられて、心棒の端部が当接するテーパを有す
る。この場合、内孔は、心棒の端部を包囲し、内孔の直
径は、心棒の外径に最小限の機械的遊びで合わせられて
いる。心棒端部が当接するテーパを内孔に付けることが
重要である。たとえば、心棒端部が平坦または円錐形の
テーパ領域を有する場合、それに対応してテーパを内孔
に合わせることができる。

【００１６】このホルダの第１の好適な実施形態では、
テーパは、内孔の狭窄部の形で構成されている。そのよ
うな狭窄部は、石英ガラスホルダに設けることが特に簡
単である。ホルダを加熱によって軟化させ、狭窄部の領
域の内孔を可塑変形によって狭くする。狭窄部の領域で
は、内孔の直径が、心棒の前側端部付近の最大直径より
小さいため、狭窄部は、心棒が突き当たる当接部として
機能する。この場合、心棒の端部は、狭窄部の方向に先
細になることができる。

【００１７】ホルダの同様に好適な別の実施形態では、
テーパは、内孔内に固定されたインサートの形で構成さ
れている。この場合、内孔がインサートによって狭くな
る。インサートは、たとえば、ディスク、リングまたは
管などとして形成することができ、心棒が突き当たる当
接部として機能する。インサートは、内孔から滑らない
ように内孔内に固定されている。固定は、ねじ、ピンま
たはクランプなどの機械的テンションおよび保持部材
か、インサートおよび内孔の形状ロック構造、たとえば
内部テーパおよびコーンによって行うことができる。

【００１８】特に簡単に形成される変更例では、内孔が
貫通内孔として形成され、インサートに中央内孔が設け
られ、インサートを心棒と反対側から貫通内孔に挿入し
て、その終端をその内部に配置する。インサートは、た
とえばリングまたは管として構成することができる。中
央内孔は、心棒の第１前側端部の方向に開口を有する内
孔か、心棒の長手方向軸線の方向に延在する貫通内孔に
することができる。この場合、内孔は、インサートの中
央内孔によって狭くなる。中央内孔の内径は、心棒の前
側端部付近の最大外径より小さいため、インサートは、
心棒が中央内孔に突き当たる当接部として機能する。

【００１９】心棒がテーパ領域で第１前側端部の方向に
先細になって、前側テーパ領域がインサートに当接する
時、別の改良が結果として得られる。たとえば、心棒
は、テーパ領域で円錐状に先細になるか、１つまたは幾
つかの傾斜平坦部分を有してもよい。軸対称（実質的に
円錐形）テーパ領域が内側管の前縁部に当接する場合、
心棒およびホルダの自動センタリングおよび軸方向の配
向を行うことができる。

【００２０】心棒およびホルダの自動センタリングおよ
び軸方向の配向は、同時に、心棒の取り付け中および目
的に従った装置の使用中の破損の危険性を減少させる。
この効果は、内孔内に突出しているインサート端部の外
径が内孔の内径よりギャップ幅の少なくとも２倍だけ小
さく、また、内孔内に突出している端部が、少なくとも
１つの長手方向スロットによって、好ましくは少なくと
も２つの長手方向スロットによって弾性的に変形可能で
あることによって、力が半径方向に内側から外側に作用
する場合に外径がギャップ幅の少なくとも２倍だけ拡大
することができる第１ホルダの実施形態でさらに増加す
る。１つの長手方向スロットの最小のものは、インサー
トの長さの一部分に延在しているだけである。たとえ
ば、管状インサートの場合、内孔内に突出している端部
が、両側部に平行に延びた２つの長手方向スロットによ
って分割されて、分離しているが残りのインサートで連
結している２つの半割シェルになる。半径方向に内側か
ら外側に作用する力によって、半割シェルを拡げること
ができる。最大拡散量は、特に力、長手方向スロットの
長さ、インサート材料の弾性係数、およびそれの壁厚に
よって決まる。本発明によれば、それは、半割シェルの
自由端部が貫通内孔の内壁に当接することができるよう
に調節される。この場合、半割シェルは、心棒のテーパ
領域を包囲し、半割シェルに対する曲率効果を有する心
棒は、半径方向に内側から外側に作用する力を発生す
る。これによって、心棒をインサートの中央内孔および
ホルダの内孔内の中心に配置して隙間がないように取り
付けることができる。

【００２１】好ましくは、第１前側端部の方へ軸方向に
作用するスラスト力を加えるために、心棒に作用するテ
ンション部材が設けられている。スラスト力は、心棒を
第１ホルダの内部または外部に固定するために寄与す
る。スラスト力によって、心棒を当接部に押しつけるこ
とができる。特に、インサートの中央内孔内で心棒のテ
ーパ領域全体に軸方向に作用するスラスト力は、長手方
向スロット付きインサートを拡げて内孔の内壁に押しつ
けることができるように、半径方向に内側から外側に加
えられる力成分を与える。

【００２２】心棒の第２前側端部の終端を第２ホルダの
抜取部内に配置し、第２ホルダを回動支承回転する第２
支持部材を設けた場合、心棒をさらに短縮することがで
きる。この場合、心棒は、２つのホルダ間に水平に保持
されて、それらの内部で回転する。堆積工程で、一方ま
たは両方のホルダを形成中のブランクに埋め込むことが
できる。

【００２３】装置の本実施形態の好都合なさらなる発展
では、上記のテンション部材を第２ホルダの抜取部内に
配置して、心棒の第２前側端部に作用させる。この場
合、第２ホルダの抜取部は、第２心棒端部の軸受けとし
てだけでなく、テンション部材の抜取部としても機能す
る。テンション部材は、たとえば、心棒の第２前側端部
に当接した圧力ばねにすることができる。

【００２４】第１ホルダを石英ガラスで構成し、少なく
とも４０ｍｍ、好ましくは少なくとも６０ｍｍの長さに
わたって形成中の多孔質ブランクに埋め込むことが特に
好都合であることがわかった。第１ホルダを石英ガラス
製にすることによって、多孔質ブランクの汚染が大幅に
除かれる。後続の処理段階で、第１ホルダは、たとえば
炉内に吊り下げる際に多孔質ブランクを取り扱うのに役
立つ。第１ホルダを４０ｍｍ〜１００ｍｍ以上の長さに
わたって部分的に埋め込むことによって、多孔質ブラン
クとホルダとの間に、確かな機械的連結が得られる。

【００２５】方法に関して述べると、上記課題は、最初
に述べた方法に基づいた本発明によれば、心棒を挿入し
て、心棒の一方の前側端部の終端を第１ホルダの内孔内
に配置し、また、第１ホルダを第１支持部材によって回
動支承することによって解決される。

【００２６】本発明による方法では、終端が第１ホルダ
の内孔内に位置する心棒が使用される。第１ホルダおよ
び心棒は、互いに固着されている。このため、第１ホル
ダは、心棒の機械的延長部分として機能する。第１ホル
ダは、形成中の多孔質ブランクの前側端部に近接して配
置されるため、堆積工程中に第１ホルダは、多孔質ブラ
ンク内に埋め込まれる。第１ホルダの内孔自体が固定を
行ってもよいが、適当な固定手段を内孔の内部または外
部か、第１ホルダに設けてもよい。心棒の端部の終端が
内孔内に位置し、心棒が第１ホルダによって保持されて
回転することが重要である。従って、堆積工程中に第１
ホルダ自体が回転する必要がある。直接的に第１ホルダ
に、または第１ホルダに固着された部材に作用する第１
支持部材がこのために使用される。

【００２７】堆積工程に第１ホルダが形成中の多孔質ブ
ランクに埋め込まれており、また同時に心棒の終端が第
１ホルダの抜取部内に位置しているため、最初に述べた
技術状態とは異なって、心棒の端部は、形成中の多孔質
ブランクから突出することはない。このため、本発明に
従った教示は、心棒を大幅に短縮して、心棒の終端が形
成中の多孔質ブランク内に位置するようする手段を含
む。

【００２８】多孔質ブランクに少なくとも部分的に埋め
込まれている第１ホルダは、多孔質ブランクの後続のさ
らなる処理で取り付け手段として使用することができ
る。

【００２９】本発明による方法では、従来の方法と比較
して短い心棒が使用される。したがって、心棒の材料コ
ストおよび製造コストが低くなる。さらに、短い心棒の
取り扱い、たとえばそれの取り付けおよび取り外しが容
易になり、心棒の寸法精度および向きに関する要求が低
くなり、このことは方法の作動安全性に好都合な効果を
有する。さらに、短い心棒の曲がりは少なくなり、これ
によって同時に、心棒のセンタリングおよび心棒の軸対
称的正確さが改善される。

【００３０】本発明に従った方法の他の好都合な発展
は、従属請求項に記載されている。対応の装置に係る請
求項に関しては、上記説明を参照されたい。

【００３１】次に、１つの実施形態および図面に基づい
て本発明をさらに詳細に説明する。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１において、参照番号１は、水
平に配向された酸化アルミニウム製構造管を示してい
る。図面において構造管１の右端部２は、ガラス旋盤の
チャック３（それ以外は図１に示されていない）内で長
手方向軸線４回りに回動支承される。回転方向が矢印５
で表されている。構造管１の左端部６は、石英ガラス製
のスリーブ形ホルダ８の内孔７内へ延出している。ホル
ダ８の周囲に、内孔７を局部的に狭くする狭窄部９が設
けられている。内孔７の直径は８ｍｍであり、これは構
造管１の外径とほぼ同一である。狭窄部９の領域では、
内孔７の直径が約１ｍｍだけ小さいため、狭窄部９は、
構造管１の左端部６が前側で突き当たる当接部を形成し
ている。ホルダ８は、ガラス旋盤の他方のチャック１０
内で回転支持される。構造管１は、ホルダ８の内孔７内
に最小の遊びで整合して固定されるであろう。このた
め、ホルダ８は、構造管１の延長部分を形成し、同時に
それの支承部となる。従って、構造管１をガラス旋盤の
チャック１０まで延在させる必要がないため、構造管を
短くすることができる。本実施例では、これによって構
造管１が約２０％短縮される。

【００３３】次に、本発明に従った方法を１つの実施形
態および図１の表示に基づいてさらに詳細に説明する。

【００３４】火炎加水分解バーナ１１を矢印１２で示さ
れている方向に、構造管１の外側表面に沿って前後移動
させることによって、長手方向軸線４回りに回転してい
る構造管１上にシリカ粒子が層状に堆積する。ホルダ８
の前部分が６０ｍｍの長さにわたって埋め込まれた多孔
質シリンダ１３が形成される。堆積工程中、ホルダ８
は、ガラス旋盤の他方のチャック１０によって回転させ
られることによって、構造管１は、可能な限り小さい遊
びでホルダ８の内孔７内に固定され且つ整合される。構
造管１は、ホルダ８によって機械的に延長されて回動支
承される。この方法によって、さほど長くない長さで、
製造しようとする多孔質シリンダ１３より短くてもよい
構造管１を使用することができる。これは、構造管の製
造を簡単にすると共に、それの取り付けを容易にする。

【００３５】このように作製された多孔質シリンダ１３
は、１０ｋｇを超える重量にすることができる。さらな
る処理のため、埋め込まれたスリーブ形ホルダ８によっ
て、多孔質シリンダを取り扱うことができる。焼結によ
って多孔質シリンダ１３から石英ガラス管が形成され
る。

【００３６】本発明に従った装置の図２に示された実施
形態は、外径が８ｍｍの水平に配向された構造管２１を
提供する。火炎加水分解バーナ２２の連続列３８によっ
て、構造管２１上にシリカ粒子が層状に堆積して、多孔
質中空シリンダ２３を形成する。構造管２１の長さは約
１．８ｍであり、多孔質中空シリンダ２３の長さは約２
ｍである。

【００３７】構造管２１のこのような大幅な短縮は、ス
リーブ２６及び２７内で回動支承される２つの端部２４
及び２５によって可能となる。構造管２１の、図２で左
側にある端部２４は、石英ガラス製スリーブ２６の内孔
２８内に約３０ｃｍ延出している。石英ガラス製スリー
ブの内孔２８の直径は８．２ｍｍであり、これも構造管
２１の最大外径にほぼ一致している。構造管２１の左端
部２４は先細になって、端部コーン２９を形成してい
る。

【００３８】酸化アルミニウム製管３０が、石英ガラス
製スリーブ２６の構造管２１に面する側から内孔２８に
嵌まっている。酸化アルミニウム製管３０の外径は７．
８ｍｍであるため、内孔２８と酸化アルミニウム製管３
０との間に０．２ｍｍのギャップ幅の環状ギャップが残
る。酸化アルミニウム製管３０の前端部には、横向きの
２つの長手方向スロット３１が約１５０ｍｍの長さにわ
たって設けられているため、酸化アルミニウム製管３０
の前端部は、上半割シェル３２および下半割シェル３３
を有し、これらは残りの酸化アルミニウム製管と連結し
て、構造管２１の端部コーン２９を包囲するようになっ
ている。クロスピン３４によって、酸化アルミニウム製
管３０が内孔２８から滑ることを防止している。石英ガ
ラス製スリーブ２６は、ガラス旋盤のチャック３５（そ
れ以外は図２に示されていない）内で回転支持される。

【００３９】構造管２１の右前側端部２５は、酸化アル
ミニウム製スリーブ２７の抜取部に位置している。圧力
ばね３６が抜取部内に設けられており、構造管２１を軸
方向に付勢している。酸化アルミニウム製スリーブ２７
は、ガラス旋盤の他方のチャック３７内で回動支承され
る。

【００４０】図３の拡大詳細図は、スリーブ２６内での
構造管２１の固定をさらに明確に示している。図３によ
れば、構造管２１の左端部２４は、石英ガラス製スリー
ブ２６の内孔２８に延出している。構造管２１の左端部
２４が先細になって端部コーン２９を形成しており、こ
の端部コーン２９は、長手方向スロット付き酸化アルミ
ニウム製管３０の上下半割シェル３２及び３３内に突出
してる。端部コーン２９の曲率効果により、上下半割シ
ェル３２及び３３が大きく拡がることによって、それら
は石英ガラス製スリーブ２６の内孔２８の領域４１に当
接する。この曲率効果は、構造管２１に対して長手方向
軸線４０の矢印４３の方向に作用する力によって発生す
る。

【００４１】次に、本発明による方法を、別の実施形態
に基づくと共に、図２および図３に示された装置に基づ
いて、さらに詳細に説明する。

【００４２】火炎加水分解バーナ２２の連続列３８を矢
印３９で示されている方向に構造管２１の外側表面に沿
って前後移動させることによって、長手方向軸線４０回
りに回転している構造管２１上にシリカ粒子が層状に堆
積する。これによって、スリーブ２６の前部分が約９０
ｍｍの長さにわたって埋め込まれた多孔質中空シリンダ
２３が形成される。これは、端部コーン２９を内孔２８
に挿入して、僅かな圧力で酸化アルミニウム製管３０の
スロット付き端部（上下半割シェル３２及び３３）に押
しつけることによって、端部コーン２９の曲率効果を受
けて上下半割シェル３２及び３３が拡がり、そのために
領域４１で内孔２８の内壁に当接することによって達成
される。これによって、構造管２１を酸化アルミニウム
製管３０の内孔４２の内部および石英ガラス製スリーブ
２６の内孔２８の内部に遊びがない状態で同心状に取り
付けることができる。端部コーン２９を上下半割シェル
３２及び３３に押しつける力は、圧力ばね３６によって
発生する。このため、構造管２１は、それの端部が位置
するスリーブ２６及び２７内に両側で静止する。この改
良型方法によって、特に短い構造管２１を使用すること
ができ、この構造管の長さは、作製しようとする多孔質
中空シリンダ２３よりも短くすることができる。これ
は、構造管２１の製造を簡単にすると共に、それの取り
付けを容易にし、軸方向正確さを改善する。

【００４３】多孔質中空シリンダから焼結によって、石
英ガラスロッドまたは石英ガラス管が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 石英ガラス管を製造するための本発明に従っ
た装置の第１実施形態の側部断面図である。

【図２】 本発明に従った装置の別の実施形態の側部断
面図である。

【図３】 図２に従った装置の詳細拡大図である。

【符号の説明】

１…構造管、２…右端部、３…チャック、４…長手方向
軸線、５…矢印、６…左端部、７…内孔、８…ホルダ、
９…狭窄部、１０…チャック、１１…火炎加水分解バー
ナ、１２…矢印、１３…多孔質シリンダ、２１…構造
管、２２…火炎加水分解バーナ、２３…多孔質中空シリ
ンダ、２４，２５…端部、２６，２７…スリーブ、２８
…内孔、２９…端部コーン、３０…酸化アルミニウム
管、３１…長手方向スロット、３２…上半割シェル、３
３…下半割シェル、３４…クロスピン、３５…チャッ
ク、３６…圧力ばね、３７…チャック、３８…連続列、
４０…長手方向軸線、４１…領域、４２…内孔、４３…
矢印。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599089712 ヘレウス・クアルツグラース・ゲゼルシャ フト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツ ング・ウント・コンパニー・コマンディッ ト・ゲゼルシャフト Ｈｅｒａｅｕｓ Ｑｕａｒｚｇｌａｓ Ｇ ｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ ドイツ連邦共和国、63450 ハナウ、クア ルツシュトラーセ Ｑｕａｒｚｓｔｒａｓｓｅ， 63450 Ｈ ａｎａｕ， Ｇｅｒｍａｎｙ (72)発明者 ゲルハルト・コトゥラ ドイツ連邦共和国、63450 ハナウ、ワイ マーレルストラーセ 47

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に配向された長手方向心棒軸線
   （４、４０）回りに回動支承される細長い心棒（１、２
   １）と、該心棒（１、２１）の外側表面上にシリカ粒子
   を層状に堆積させて多孔質ブランク（１３、２３）を形
   成する少なくとも１つの堆積用バーナ（１１、２２）
   と、形成中の前記多孔質ブランク（１３、２３）の端部
   の一方付近で前記心棒（１、２１）をスリーブ状に包囲
   して、形成中の前記多孔質ブランクに部分的に埋め込ま
   れた第１ホルダ（８、２６）と、前記心棒（１、２１）
   と前記第１ホルダ（８、２６）とを互いに固着させる少
   なくとも１つの固定部材とを備えた石英ガラス体製造装
   置であって、前記心棒（１、２１）の第１前側端部
   （６、２４）の終端を前記第１ホルダ（８、２６）の内
   孔（７、２８）内に配置すると共に、前記第１ホルダ
   （８、２６）を回動支承する第１支持部材（１０、３
   ５）を設けていることを特徴とする石英ガラス体製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記内孔（７、２８）は、前記心棒の長
   手方向軸線（４、４０）と同軸的であって、前記心棒
   （１、２１）の外径に合わせた内径を有し、また、前記
   心棒（１、２１）の前記第１前側端部（６、２４）が当
   接するテーパ（９、３０）が付けられていることを特徴
   とする請求項１記載の石英ガラス体製造装置。
3. 【請求項３】 前記テーパは、前記内孔（７）の狭窄部
   （９）の形で構成されていることを特徴とする請求項２
   記載の石英ガラス体製造装置。
4. 【請求項４】 前記テーパは、前記内孔（２８）内に固
   定されたインサート（３０）の形で構成されていること
   を特徴とする請求項２記載の石英ガラス体製造装置。
5. 【請求項５】 前記内孔は、貫通内孔（２８）として構
   成されており、前記インサートは、中央内孔（４２）を
   有して前記心棒（２１）と反対側から前記貫通内孔（２
   ８）内に突出してその内部に終端が位置していることを
   特徴とする請求項４記載の石英ガラス体製造装置。
6. 【請求項６】 前記心棒（２１）の前記第１前側端部
   （２４）は、テーパ領域（２９）で先細になっており、
   該テーパ領域（２９）が前記中央内孔（４２）に当接し
   ていることを特徴とする請求項４または５記載の石英ガ
   ラス体製造装置。
7. 【請求項７】 前記内孔（２８）内に突出している前記
   インサート（３０）の端部の外径は、前記内孔（２８）
   の内径よりギャップ幅の２倍だけ小さく、また、前記内
   孔（２８）内に突出している前記端部は、少なくとも１
   つの長手方向スロットによって、好ましくは少なくとも
   ２つの長手方向スロット（３１）によって弾性的に変形
   可能であることによって、半径方向に内側から外側に作
   用する力の場合に、前記外径がギャップ幅の少なくとも
   ２倍だけ拡大できるようにしたことを特徴とする請求項
   ６記載の石英ガラス体製造装置。
8. 【請求項８】 前記心棒（２１）に対して前記第１前側
   端部（２４）の方へ軸方向に作用するスラスト力を加え
   るために、前記心棒（２１）に作用するテンション部材
   （３６）が設けられていることを特徴とする請求項１乃
   至７の内のいずれか１項記載の石英ガラス体製造装置。
9. 【請求項９】 前記心棒（２１）の第２前側端部（２
   ５）は、第２ホルダ（２７）の抜取部内に終端が位置し
   ており、また、該第２ホルダ（２７）を回動支承する第
   ２支持部材（３７）が設けられていることを特徴とする
   請求項１乃至８の内のいずれか１項記載の石英ガラス体
   製造装置。
10. 【請求項１０】 前記テンション部材（３６）は、前記
    第２ホルダ（２７）の前記抜取部内に配置されて、前記
    心棒（２１）の前記第２前側端部（２５）に作用してい
    ることを特徴とする請求項８または９記載の石英ガラス
    体製造装置。
11. 【請求項１１】 前記第１ホルダ（８、２６）は、石英
    ガラスからなり、形成中の前記多孔質ブランク内に少な
    くとも４０ｍｍの長さにわたって埋め込まれていること
    を特徴とする請求項１乃至１０の内のいずれか１項記載
    の石英ガラス体製造装置。
12. 【請求項１２】 多孔質ブランク（１３、２３）を形成
    する間、水平に配向された長手方向心棒軸線（４、４
    ０）回りに回動支承される細長い心棒（１、２１）の外
    側表面上にシリカ粒子を層状に堆積させる段階を含み、
    前記心棒（１、２１）は、同一速度で回転する第１ホル
    ダ（８、２６）に固着されており、該第１ホルダ（８、
    ２６）は、形成中の前記多孔質ブランク（１３、２３）
    の端部の一方付近で前記心棒（１、２１）を包囲してい
    ると共に、該多孔質ブランクに少なくとも部分的に埋め
    込まれており、さらに、前記心棒（１、２１）を取り外
    す段階と、このように製造された前記多孔質ブランク
    （１３、２３）を焼結する段階とを含む石英ガラス体製
    造方法であって、一方の前側端部（６、２４）の終端が
    前記第１ホルダ（８、２６）の内孔（７、２８）内に位
    置する心棒（１、２１）が使用されると共に、前記第１
    ホルダ（８、２６）は、第１支持部材（１０、３５）に
    よって取り付けられて回転することを特徴とする石英ガ
    ラス体製造方法。
13. 【請求項１３】 前記内孔（７、２８）は、前記心棒の
    長手方向軸線（４、４０）と同軸的であって、前記心棒
    （１、２１）の外径に合わせた内径を有し、前記心棒
    （１、２１）の端部が当接するテーパ（９、２９）が付
    けられていることを特徴とする請求項１２記載の石英ガ
    ラス体製造方法。
14. 【請求項１４】 前記テーパは、前記内孔（７）の狭窄
    部（９）の形で構成されていることを特徴とする請求項
    １３記載の石英ガラス体製造方法。
15. 【請求項１５】 前記テーパは、前記内孔（２８）内に
    固定されたインサート（３０）の形で構成されているこ
    とを特徴とする請求項１３記載の石英ガラス体製造方
    法。
16. 【請求項１６】 前記内孔は、貫通内孔（２８）として
    構成されており、前記インサート（３０）は、中央内孔
    （４２）を有して前記心棒（２１）と反対側から前記貫
    通内孔（２８）内に突出してその内部に終端が位置して
    いることを特徴とする請求項１５記載の石英ガラス体製
    造方法。
17. 【請求項１７】 前記心棒（２１）の前記第１前側端部
    （２４）は、テーパ領域（２９）で先細になっており、
    該テーパ領域（２９）が前記中央内孔（４２）に当接し
    ていることを特徴とする請求項１６記載の石英ガラス体
    製造方法。
18. 【請求項１８】 前記内孔（２８）内に突出している前
    記インサート（３０）の端部の外径は、前記内孔（２
    ８）の内径よりギャップ幅の２倍だけ小さく、また、前
    記内孔（２８）内に突出している前記端部は、少なくと
    も１つの長手方向スロット、好ましくは少なくとも２つ
    の長手方向スロット（３１）によって弾性変形可能であ
    って、半径方向に内側から外側に作用する力によって外
    径がギャップ幅の少なくとも２倍だけ拡大するようにし
    たことを特徴とする請求項１７記載の石英ガラス体製造
    方法。
19. 【請求項１９】 前記心棒（２１）に対して前記第１前
    側端部（２４）の方へ軸方向に加えられるスラスト力を
    加えるために、前記心棒（２１）に作用するテンション
    部材（３６）が使用されていることを特徴とする請求項
    １２乃至１８の内のいずれか１項記載の石英ガラス体製
    造方法。
20. 【請求項２０】 前記心棒（２１）の第２前側端部（２
    ５）は、第２ホルダ（２７）の抜取部内に終端が位置し
    ており、また、該第２ホルダ（２７）を取り付けて回転
    させる第２支持部材（３７）が設けられていることを特
    徴とする請求項１２乃至１９の内のいずれか１項記載の
    石英ガラス体製造方法。
21. 【請求項２１】 前記テンション部材（３６）は、前記
    第２ホルダ（２７）の前記抜取部内に配置されて、前記
    心棒（２１）の前記第２前側端部（２５）に作用してい
    ることを特徴とする請求項１９または２０記載の石英ガ
    ラス体製造方法。
22. 【請求項２２】 石英ガラスからなり、形成中の前記多
    孔質ブランク内に少なくとも４０ｍｍの長さにわたって
    埋め込まれた第１ホルダ（８、２６）を使用することを
    特徴とする請求項１２乃至２１の内のいずれか１項記載
    の石英ガラス体製造方法。