JP2003252640A - ガラス物品の延伸装置および方法 - Google Patents

ガラス物品の延伸装置および方法

Info

Publication number
JP2003252640A
JP2003252640A JP2002057151A JP2002057151A JP2003252640A JP 2003252640 A JP2003252640 A JP 2003252640A JP 2002057151 A JP2002057151 A JP 2002057151A JP 2002057151 A JP2002057151 A JP 2002057151A JP 2003252640 A JP2003252640 A JP 2003252640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gripping device
glass article
measurement
stretching
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002057151A
Other languages
English (en)
Inventor
Kentaro Takeda
健太郎 武田
Yuichi Oga
裕一 大賀
Motonori Nakamura
元宣 中村
Toshihiro Oishi
敏弘 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2002057151A priority Critical patent/JP2003252640A/ja
Publication of JP2003252640A publication Critical patent/JP2003252640A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
    • C03B37/01242—Controlling or regulating the down-draw process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦型又は横型延伸装置を用いてガラス物品を
外径精度良く制御して延伸できるガラス物品の延伸方法
及び延伸装置を提供する。 【解決手段】 延伸される母材の外径を第一乃至第四の
測定点のうち、少なくとも第二測定点および第四測定点
を含む二以上の測定点で測定し、得られた測定値Ｄ1 〜
Ｄ4 と各測定点での設定値Ｓ1 〜Ｓ4 の偏差△Ｄ1 〜Ｄ
4 を求め、該偏差に重み関数係数を掛けた値で上下把持
装置の移動速度を制御する。また、このように測定およ
び制御できるように構成された延伸装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス物品を加熱延
伸する装置および方法に関し、延伸されたガラス母材の
外径制御精度を向上できる延伸装置および方法に関す
る。本発明は各種ガラス加工品製造における棒状ガラス
の延伸工程、例えば光ファイバ製造工程等に非常に有利
に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】ガラスロッド（出発母材）を所定の外径
に延伸する方法としては、把持装置（チャック）で出発
母材の両端を把持し、回転させることなく、或いは回転
させながら加熱し、かつ前記両チャックが相対的に遠ざ
かるように移動させることにより延伸する。出発母材が
大型の場合、縦型の装置で延伸する方法が採用される。
【０００３】図８は従来の縦型の延伸装置による延伸方
法を説明する概略図であり、有効部分平均外径Ｒの出発
母材を外径ｒ（延伸径という）に延伸して延伸体を製造
する場合、上部チャックＡの延伸初期の移動速度（送り
速度）をＶA0，下部チャックの延伸初期の移動速度（引
き取り速度）をＶC0とすると、数５に示す式(7),(6)が
成立する。
【数５】 Ｒ2 ／ｒ2 ＝ＶC0／ＶA0 ・・・・(7) ＶC0＝（Ｒ2 ／ｒ2 ）ＶA0 ・・・・(6)
【０００４】チャックの移動速度を調整することにより
延伸精度を向上する方法として、延伸開始後、図８中に
I として示す位置で延伸外径を測定し、測定値ＤI とこ
の位置における外径の設計値ＳI の偏差△ＤI に重み関
数係数を掛けた値をＶC0に加えてチャックＣの引き取り
速度（ＶC ）を調整する方法が知られており、ＤI が設
計値より太い場合にはＶC を速く（大きく）し、ＤI が
設計値より細い場合にはＶC を遅く（小さく）して、調
整していた。このとき、上部チャックの速度（ＶA ）は
固定しており（ＶA ＝ＶA0）、一点で測定したＤI に対
応して下部チャックの速度を増減する調整法であった。
【０００５】上記方法の改良法として特開平５−１４７
９７１号公報には、図９に示すように、ヒータを多段に
してヒータの間隙から、延伸テーパ部（外径Ｒの出発母
材が延伸によりＲより小さい外径になりはじめ延伸径ｒ
に至る部分）が始まった直後の位置IIと、延伸テーパ部
が終わる直前（延伸径ｒになる直前）の位置III の外径
ＤIIとＤIII を測定し、ＤIIから位置III における外径
目標値を予め算出しておき、この算出値と実測値ＤIII
との偏差を算出し、この偏差に応じてＶA 及びＶC を調
整する方法が提案されている。
【０００６】さらに、特開２００１−１０８３９号公報
には図１０に示すように、まだ延伸されていない母材有
効部に対応する位置IVにおける外径ＤIV、延伸テーパ部
の位置V での外径ＤV 及び延伸が終了して延伸体となっ
ている位置VIでの外径ＤVIを測定し、それぞれの設定値
からの偏差△ＤIV，△ＤV 及び△ＤVIを求め、ＤV ，Ｄ
VIの偏差に重み関数係数を掛けた値の和からＶC を調整
し、ＤIVの偏差に重み関数係数を掛けた値からＶA を調
整し、さらに延伸時の張力Ｆの偏差から加熱炉温度
（Ｔ、初期温度はＴ0 ）を調整する方法が提案されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来法よりも更に精密に延伸外径を設計値に制御できる延
伸装置および方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は下記 1) 〜12)
の構成により、上記課題を解決するものである。 1) ガラス物品の上流側端部および下流側端部をそれぞ
れ把持する第一把持装置および第二把持装置の間で該ガ
ラス物品を加熱しながら該第一把持装置と該第二把持装
置を相対的に遠ざけることにより該ガラス物品を延伸す
る方法において、ガラス溶融部内であってガラス移動速
度の変化量が最大である箇所の上流又は下流にある位置
と、該ガラス溶融部の終了部分位置においてガラスの外
径を測定し、前記両位置における外径測定値と外径設定
値との偏差を得て、各偏差に重み関数係数を掛けた値に
より第一把持装置および第二把持装置の引き取り速度を
調整することを特徴とするガラス物品の延伸方法。 2) ガラス物品の上流側端部および下流側端部をそれぞ
れ把持する第一把持装置および第二把持装置の間で該ガ
ラス物品を加熱しながら該第一把持装置と該第二把持装
置を相対的に遠ざけることにより該ガラス物品を延伸す
る方法において、[1] 該ガラス物品の外径を、第一乃至
第四の測定点で測定し、ここで前記第一測定点はガラス
溶融部内又は該ガラス溶融部の上流に位置し、第二測定
点はガラス溶融部内であってガラス移動速度変化量が最
大の箇所の上流又は下流に位置し、第三測定点は溶融部
より少なくとも下流に位置し、第四測定点は延伸テーパ
部の終了部分近傍に位置しており、[2] 上記第一乃至第
四測定点で得た測定値と各測定点における設定値から、
第二把持装置の速度ＶC を数６の式(1) に従い制御し、
【数６】 ＶC ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1)＋a(Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ・△Ｄ4)) ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1)＋a(△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4)＋ｇ・ d△Ｄ2/dt ……(1) ここで ＶA は第一把持装置の速度 ＶA0は第一把持装置の初速度 △Ｄ1 ＝Ｄ1 −Ｓ1 Ｄ1 は第一測定点での測定値 Ｓ1 は第一測定点での設定値 △Ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｓ2 Ｄ2 は第二測定点での測定値 Ｓ2 は第二測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ａ，ｃ，ｅおよびｇは重み関数係数であり、ｃ，ｅおよ
びｇは互いに独立に０であってよいが、ａ≠０である、
かつ[3] 第一把持装置の速度ＶA を数７の式(2)
【数７】ＶA ＝ＶA0−ｂ・△ｋ …(2) ここで ＶA0＝（ｒ2 ／Ｒ2 ）ＶC0 …(3) ＶA は第一把持装置の速度 ＶA0は第一把持装置の初速度 Ｒ は延伸前のガラス物品外径 ｒ はガラス物品が延伸されてなる延伸体の外径 ｋ ＝Ｄ3 −Ｄ4 ｋ0 ＝Ｓ3 −Ｓ4 △ｋ＝ｋ−ｋ0 ＝△Ｄ3 −△Ｄ4 △Ｄ3 ＝Ｄ3 −Ｓ3 Ｄ3 は第三測定点での測定値 Ｓ3 は第三測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ｂは重み関数係数であり０であってもよい、を満足する
ものとすることを特徴とするガラス物品の延伸方法。 3) 前記第三測定点において測定を行わないことを特徴
とする前記2)に記載のガラス物品の延伸方法。 4) 前記式(1) においてｅ＝０であることを特徴とする
前記2)または3)に記載のガラス物品の延伸方法。 5) 前記第四測定点において測定を行わないことを特徴
とする前記2)または3)に記載のガラス物品の延伸方法。 6) 前記(2) 式においてｂ＝０とすることを特徴とする
前記2)ないし5)のいずれかに記載のガラス物品の延伸方
法。 7) ガラス物品の上流側端部および下流側端部をそれぞ
れ把持する第一把持装置および第二把持装置の間で該ガ
ラス物品を加熱しながら該第一把持装置と該第二把持装
置を相対的に遠ざけることにより該ガラス物品を延伸す
る方法において、[1] 該ガラス物品の外径を、第一乃至
第四の測定点で測定し、ここで前記第一測定点はガラス
溶融部内又は該ガラス溶融部の上流に位置し、第二測定
点はガラス溶融部中のガラス移動速度変化量が最大の箇
所のすぐ上流側に位置し、第三測定点は溶融部より少な
くとも下流側に位置し、第四測定点は延伸テーパ部の終
了部分に位置しており、[2] 上記第一乃至第四測定点で
得た測定値と各測定点における設定値から、第一把持装
置の速度ＶA を数８の式(4) に従い制御し、
【数８】 ＶA ＝ＶA0（１−ｃ・△Ｄ1)−a(Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ・△Ｄ4)) −ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶA0（１−ｃ・△Ｄ1)−a(△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4)−ｇ・d △Ｄ2/dt ……(4) ここで ＶA は第一把持装置の速度 ＶA0は第一把持装置の初速度 △Ｄ1 ＝Ｄ1 −Ｓ1 Ｄ1 は第一測定点での測定値 Ｓ1 は第一測定点での設定値 △Ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｓ2 Ｄ2 は第二測定点での測定値 Ｓ2 は第二測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ａ，ｃ，ｅおよびｇは重み関数係数であり、ｃ，ｅおよ
びｇは互いに独立に０であってよいが、ａ≠０である、
かつ[3] 第二把持装置の速度ＶC を数９の式(5)
【数９】ＶC ＝ＶC0＋ｂ・△ｋ …(5) ここで ＶC0＝（Ｒ2 ／ｒ2 ）ＶA0 …(6) ＶC は第二把持装置の速度 ＶC0は第二把持装置の初速度 Ｒ は延伸前のガラス物品外径 ｒ はガラス物品が延伸されてなる延伸体の外径 ｋ ＝Ｄ3 −Ｄ4 ｋ0 ＝Ｓ3 −Ｓ4 △ｋ＝ｋ−ｋ0 ＝△Ｄ3 −△Ｄ4 △Ｄ3 ＝Ｄ3 −Ｓ3 Ｄ3 は第三測定点での測定値 Ｓ3 は第三測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ｂは重み関数係数であり０であってもよい、を満足する
ものとすることを特徴とするガラス物品の延伸方法。 8) 前記第三測定点において測定を行わないことを特徴
とする前記7)に記載のガラス物品の延伸方法。 9) 前記式(4) においてｅ＝０であることを特徴とする
前記7)または8)に記載のガラス物品の延伸方法。 10) 前記第四測定点において測定を行わないことを特
徴とする前記7)または8)に記載のガラス物品の延伸方
法。 11) 前記(5) 式においてｂ＝０とすることを特徴とす
る前記7)ないし10) のいずれかに記載のガラス物品の延
伸方法。
【０００９】12) ガラス物品の上流側端部および下流
側端部をそれぞれ把持する第一把持装置および第二把持
装置、該第一把持装置と該第二把持装置の間で該ガラス
物品を加熱する加熱装置、及び該第一把持装置と該第二
把持装置を相対的に遠ざける装置を有するガラス物品の
延伸装置において、延伸中のガラス物品外径を測定する
装置として、第一測定装置が上記加熱装置の中心より上
流側０〜２００ｍｍの範囲内に、第二測定装置が上記加
熱装置の中心より上流又は下流側に１５０ｍｍの範囲内
に、第三測定装置が上記加熱装置の中心より下流側７０
〜１２０ｍｍの範囲内に、そして第四測定装置が上記加
熱装置の中心より下流側１２０〜４００ｍｍの範囲内に
それぞれ設けられており、且つ前記第一ないし第四測定
装置により得られた測定値と外径設定値の偏差に従い延
伸速度を調整する制御装置を有することを特徴とするガ
ラス物品の延伸装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、縦型又は横型延伸装置
で延伸する際の、延伸時の母材外径測定を特定の位置で
行い、得られた測定値から延伸速度にフィードバックす
る式を新規なものとすることにより、精密な延伸径制御
を実現したものである。また、本発明はこの新規な制御
方式による制御を実現できる延伸装置を提供する。
【００１１】以下、図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照し本発
明を具体的に説明する。図１（Ａ）において出発母材１
が、延伸装置の加熱装置（ヒータ）２により加熱される
とともに第一把持装置３及び第二把持装置４が相対的に
遠ざかるように移動することにより延伸されて延伸体５
とされるが、該出発母材の有効部分の外径Ｒが小さくな
りはじめ延伸体外径ｒに至る部分を延伸テーパ部６、該
延伸テーパ部においてヒータに近い位置にあってガラス
が軟化温度（１７００〜１９００℃）に達している部分
を溶融部７という。出発母材１の両端には支持棒を接続
し、各把持装置は支持棒を把持するように構成した。第
一把持装置（上部チャックＡ）の送り出し初期速度
ＶA0、第二把持装置（下部チャックＣ）の引き取り初期
速度ＶC0とするとき、数１０の(7),(6) 式が成立する。
【数１０】 Ｒ2 ／ｒ2 ＝ＶC0／ＶA0 ・・・・(7) ＶC0＝（Ｒ2 ／ｒ2 ）ＶA0 ・・・・(6)
【００１２】初期速度ＶA0とＶCOで延伸を開始し、ＶA
を一定とし、第二把持装置のメイン制御として、加熱中
心付近（溶融部）にある第二測定点における延伸テーパ
部の外径Ｄ2 と設定値Ｓ2 の偏差△Ｄ2 に重み関数係数
を掛けた値ａ・△Ｄ2 を用いる。すなわち、ＶA ＝ＶA0
かつＶC0＝ＶC ＋ａ・△Ｄ2 という制御(I) であるが、
この制御では外径の精度が上がるものの中心値がずれる
ことが判明した。
【００１３】そこで、制御(I) に他の測定点の外径と測
定値の偏差をフィードバックする制御を加えた。
【数１１】 ＶC ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1 ）＋ａ（△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4 ）・・・(8) ＶA ＝ＶA0−ｂ（△Ｄ3 −△Ｄ4 ） ・・・(9) 上記式(8), (9)において、ａ，ｂ，ｃ，ｅが全て０でな
い場合、測定点は４点である。第一測定点はガラス溶融
部内又は該ガラス溶融部の上流に位置し、第一測定点で
外径を測定する第一測定装置は、加熱装置の中心より上
流側０〜２００ｍｍの範囲内に設ける。第二測定点はガ
ラス溶融部内であってガラス移動速度変化量が最大の箇
所の上流又は下流に位置し、第二測定点で外径を測定す
る第二測定装置は、加熱装置の中心より上流又は下流側
に〜１５０ｍｍの範囲内に設ける。第三測定点は溶融部
より少なくとも下流に位置し、第三測定点で外径を測定
する第三測定装置は、加熱装置の中心より下流側に７０
〜１２０ｍｍの範囲内に設ける。第四測定点は延伸テー
パ部の終了部分近傍に位置し、第四測定点で外径を測定
する第二測定装置は、加熱装置の中心より下流側に１２
０〜４００ｍｍの範囲内に設ける。また、前記第一ない
し第四測定装置により得られた測定値と外径設定値の偏
差に従い延伸速度を調整する制御装置を設けてある。
【００１４】上記式(8), (9)において、ｃ＝０のときは
第一測定点での測定は行わなくてよい。ｂ＝０のときは
第二測定点での測定は行わなくてよい。ｅ＝０のときは
第四測定点での測定は行わなくてよい。
【００１５】第四測定点での測定値によるＶC の制御 第四測定点における外径測定値Ｄ4 と設定値Ｓ4 から得
られる偏差△Ｄ4 に重み関数係数ｅを掛けた値で第二把
持装置の引き取り速度ＶC を数１２に示す式(11)に従い
調整する。
【数１２】 第一把持装置速度： ＶA ＝ＶA0 ・・・(10) 第二把持装置速度： ＶC ＝ＶCO＋ａ（Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ（Ｄ4 −Ｓ4)) ＝ＶCO＋ａ（△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4 ） ・・・(11) ここで △Ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｓ2 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 ａ，ｅは重み関数係数であり、この式においてはａ≠
０，ｅ≠０である。
【００１６】このとき、第二測定点の位置が重要であ
り、図１（Ｂ）に示すように延伸テーパ部においてガラ
ス速度変化量が最も大きい点（ヒータの中心）より上流
または下流側に１５０ｍｍの範囲内とする。ガラス速度
とは、ガラスが実際に動いている速度であり、溶融部の
ガラスは第一把持装置速度と第二把持装置速度の間の速
度で移動している。なお、本発明においては下流側とは
ガラスが細径にされてゆく方向、上流側とは延伸されて
いない出発母材側である。また、第四測定点の位置は、
図１（Ｂ）に示すように、仕上がり径近傍であり加熱中
心位置から下流に１２０〜４００ｍｍの範囲内である。
【００１７】第一測定点での測定値によるＶC の制御 出発母材の径変動が特に大きい場合、Ｄ2 のみの制御を
行うと、制御がハンチングし、延伸された径変動は大き
くなる。これを防ぐために、本発明では数１３の式(12)
のように第一測定点での測定値Ｄ1 で事前に外径変動を
察知し、Ｄ2 制御前よりチャック速度を制御してＤ2 に
よる制御の負担を軽くする。第一測定点の位置はヒータ
中心より上流側に０〜２００ｍｍの範囲内とする。この
位置は溶融部あるいは溶融部より上流側となる。図１
（Ｂ）に示した一実施態様では第一測定点はガラス物品
の延伸テーパ部が開始する部分のすぐ上流に位置してい
る。
【数１３】 第一把持装置速度： ＶA ＝ＶA0 ・・・(10) 第二把持装置速度： ＶC ＝ＶCO（１＋ｃ・△Ｄ1 ）＋ａ△Ｄ2 ・・・(12) ここで △Ｄ1 ＝Ｄ1 −Ｓ1 △Ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｓ2 ａ，ｃは重み関数係数であり、ａ≠０かつｃ≠０であ
る。
【００１８】なお、第一測定点は実際にはヒータより上
流に位置させるので、Ｄ1 による制御は時間遅れτを持
たせることが好ましい。これはＤ1 によりすぐに制御を
かけると測定点より下流の母材の径を変動させてしまう
からである。τは数１４の式(13)で定義される。
【数１４】 （Ｌ／ＶC ）＜ τ ＜（Ｌ／ＶA ） ・・・ (13) ここで、ＬはＤ1 からヒータ中心までの距離である。
【００１９】第三測定点および第四測定点での測定値に
よる補正制御 第三測定点は図１（Ｂ）に示すように少なくとも溶融部
７より下流に位置し、例えば加熱装置（ヒータ）２の中
心から下流側に７０〜１２０ｍｍ以内の位置である。該
第三測定点で外径を測定し、得られた測定値Ｄ3 と第三
測定点での設定値Ｓ3 の偏差△Ｄ3 を求める。また、第
四測定点は前記のようにヒータ中心より下流に１２０〜
４００ｍｍの範囲内に位置する。例えばヒータ長が１０
０ｍｍ程度の場合には、延伸テーパ部６の終了部分（延
伸体３との境目）から上方５０ｍｍまであたりの位置、
で測定した測定値Ｄ4 から設定値Ｓ4 との偏差△Ｄ4 を
求める。図１（Ｂ）に示すように第三測定点と第四測定
点での各測定値Ｄ3 とＤ4 の差は、テーパ部の勾配に対
応する。そこで数１５の式(2) のように測定された勾配
の値ｋと勾配の設定値ｋ0 を定義するとき、偏差△ｋに
重み関数係数ｂを掛けた値を、ＶA0に加えて送り出し速
度ＶA を補正する〔式(2′) 〕。このようにＶAを補正
すると、外乱（支持棒接続部のび、ガラス温度の変化に
よる溶融テーパ部の形状変化等）の影響を受けずに延伸
することが可能となる。
【数１５】 ＶA ＝ＶA0−ｂ△ｋ ・・・・ (2) ここで ｋ ＝Ｄ3 −Ｄ4 ｋ0 ＝Ｓ3 −Ｓ4 △ｋ ＝ｋ−ｋ0 ＝（Ｄ3 −Ｓ3 ）−（Ｄ4 −Ｓ4 ） △Ｄ3 ＝Ｄ3 −Ｓ3 従ってＶA ＝ＶA0−ｂ（△Ｄ3 −△Ｄ4 ）・・・(2′) ｂは重み関数係数である。
【００２０】△Ｄ2 の微分制御 さらに、ＶC については△Ｄ2 の微分値に重み関数係数
ｇを掛けた値をさらに足すことにより、精密な制御がで
きる。すなわち、数１６に示す式(14)〜(17)のように制
御する。
【数１５】 ＶC ＝ＶC0＋ａ△Ｄ2 ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ・・・(14) ＶC ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1 ）＋ａ・△Ｄ2 ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ・・・(15) ＶC ＝ＶC0＋a(Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ・△Ｄ4)) ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ・・・(16) ＶC ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1)＋a(Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ・△Ｄ4)) ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1)＋a(△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4)＋ｇ・d △Ｄ2/dt・・(17)
【００２１】本発明において第一から第四測定点のすべ
てで測定を行った場合の制御方法をまとめると、数１７
の式(1) および(2) のように表せる。
【数１７】 ＶC ＝ＶC0( １＋ｃ・△Ｄ1)＋a(Ｄ2 −( Ｓ2 −ｅ△Ｄ4)) ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0( １＋ｃ・△Ｄ1)＋a(△Ｄ2 ＋ｅ△Ｄ4)＋ｇ・d △Ｄ2/dt・・ (1) かつ、ＶA ＝ＶA0−ｂ△ｋ ＝ＶA0−ｂ（△Ｄ3 −△Ｄ4 ） ・・・・ (2)
【００２２】ところで、以上では第一，第二及び第四測
定点での測定値の設定値に対する偏差で第二把持装置の
速度ＶC を制御し、第三測定点（及び第四測定点）での
測定値の設定値に対する偏差で第一把持装置の速度ＶA
を制御する方法を説明したが、本発明においては、上記
においてＶC とＶA を入れ換えて制御してもよい。その
とき、ＶC とＶA は数１８に示す式(4),(5) 及び(6) の
ようになる。この式(4) は前述した式(1) に対応するも
のであり、第一から第四測定点での測定値の偏差をすべ
て利用して制御した例を示している。
【数１８】 ＶA ＝ＶA0( １−ｃ・△Ｄ1)−a(Ｄ2 −( Ｓ2 −ｅ△Ｄ4)) −ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶA0( １−ｃ・△Ｄ1)−a(△Ｄ2 ＋ｅ△Ｄ4)−ｇ・d △Ｄ2/dt・・ (4) かつ、ＶC ＝ＶC0＋ｂ△ｋ ＝ＶC0＋ｂ（△Ｄ3 −△Ｄ4 ） ・・・・ (5) ここでＶC0＝（Ｒ2 ／ｒ2 ）ＶA0 ・・・・ (6) また以上の説明をまとめて表１，表２に示す。表２にお
いて制御はイ）とロ）の組合せ、制御はハ）とニ）
の組合せを意味する。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】本発明の装置は図１（Ａ）及び（Ｂ）で説
明したように第一乃至第四の測定点でＤ1 〜Ｄ4 を測定
し、設定値Ｓ1 〜Ｓ4 との偏差△Ｄ1 〜Ｄ4 並びにｄ△
Ｄ2／ｄｔを得て、これに重み関数係数ａ，ｂ，ｃ，
ｅ，ｇ を掛けた値で、前記した各式により第一把持装
置及び第二把持装置の速度ＶA 及びＶC を制御できるよ
うにしたものである。各測定点での測定はヒータに間隙
を設けて測定する。ヒータを分割して設けて測定するこ
ともできるが、隙間を設けて測定する方が電極数を増や
さなくて済む点で有利である。また、ヒータ上下を測定
し、その演算値（例えば平均値）から計算で求めてもよ
い。測定値（モニター値）をから偏差を求め、制御式に
従って制御信号を出して延伸速度を変化させる手段はこ
の種技術分野の公知手段によればよい。
【００２６】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるところはない。
【００２７】（比較例）図１に示した装置を用いて、数
１９に示す式に従い制御して〔制御(I) 〕、コアにＧｅ
が添加された光ファイバ用ガラス母材を延伸した。ヒー
タは内径１６０ｍｍφ、長さ１００ｍｍであり、各測定
点位置は、図２において、Ｄ１：ヒータ中心より上流側
７００ｍｍの位置、Ｄ２：ヒータ中心（０ｍｍ）、Ｄ
３：ヒータ中心より下流に７０ｍｍ、Ｄ4 ：ヒータ中心
より下流１５０ｍｍとし、ヒータ温度は１９００℃とし
た。該ガラス母材は直径１００ｍｍφ、長さ４００ｍ
ｍ、延伸目標径は４０ｍｍφであった。
【数１９】 延伸されたガラス母材の完全に仕上がった部分の外径を
延伸外径として測定した。測定結果を図２に示す。図２
において縦軸は延伸外径（ｍｍ）、横軸は長手方向の位
置（ｍｍ）を示し、延伸されたガラス母材として有効に
使用できる部分（コアにＧｅが所定量添加されている部
分）の上流端を０としている。制御方式Ｉでは、目標径
φ４０ｍｍに開始、延伸外径中心値は４０．５ｍｍとず
れてしまった。中心がこのようにはずれたため、歩留り
は０％であった。
【００２８】（実施例１）比較例１の制御(I) に、仕上
がり径近くの外径（第四測定点の測定値）をフィードバ
ックする制御を加え数２０に示す式による制御(II)とし
た以外は比較例と同様に行った。
【数２０】 制御(II) ＶA ＝ＶA0 かつＶC ＝ＶC0＋ａ（Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ（Ｄ4 −Ｓ4 ）） ＝ＶC0＋ａ（△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4 ） 結果を図３に実線で示す。図３に示すように制御(II)で
は中心値４０±０．１ｍｍに歩留り５０％で延伸でき
た。（歩留りは中心値４０±０．１ｍｍに延伸できた割
合）
【００２９】（実施例２）実施例１の制御(II)に△Ｄ2
の微分制御を加え、数２１に示す制御(III) とした以外
は実施例１と同様に行った。
【数２１】 制御(III) ＶA ＝ＶA0 かつＶC ＝ＶC0＋ａ（Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ（Ｄ4 −Ｓ4 ））＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0＋ａ（△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4 ）＋ｇ・d △Ｄ2/dt 結果を図４に実線で示す。図４に示すように制御(III)
では口出し開始のハンチング（図４中のオーバーシュー
トしている部分）が小さくなり、中心値４０±０．１ｍ
ｍに歩留り６０％で延伸できた。なお、オーバーシュー
トとは、比例制御により細い部分を無理に太くしようと
して太くなりすぎる現象である。
【００３０】（実施例３）実施例２の制御(III) にＶA
制御を加え、数２２に示す制御(IV)とした以外は実施例
２と同様に行った。
【数２２】 制御(IV) ＶA ＝ＶA0−ｂ・△ｋ かつＶC ＝ＶC0＋ａ（Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ（Ｄ4 −Ｓ4 ））＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0＋ａ（△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4 ）＋ｇ・d △Ｄ2/dt 結果を図５に実線で示す。図５に示すように延伸終了時
における支持棒接続部伸びによる太径化が小さくなり、
中心値４０ｍｍ±０．１ｍｍに歩留り７０％で延伸でき
た。
【００３１】（実施例４）実施例３の制御(IV)に出発母
材の変動を予測する制御（第一測定点の偏差）を加え、
数２３に示す制御(V) とした以外は実施例３と同様に行
った。出発母材の開始端では径が急峻に変動している場
合が多く、(II)の制御では制御遅れがどうしても起き
る。それを回避する制御である。
【数２３】 制御(V) ＶA ＝ＶA0−ｂ・△ｋ かつ ＶC ＝ＶC0(1＋ｃ・△Ｄ1)＋a(Ｄ2 −（Ｓ2 −e(Ｄ4 −Ｓ4)) ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0(1＋ｃ・△Ｄ1)＋ａ（△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4 ）＋ｇ・d △Ｄ2/dt 結果を図６に実線で示す。図６に示すように制御(V) に
より出発母材の径変動に速やかに制御が効き、口出しで
のハンチング量が小さくなり、中心値４０ｍｍ±０．１
ｍｍに延伸できた歩留りは、８０％と非常に向上した。
なお、図７は比較例の制御(I) による延伸結果と、本発
明の実施例４の制御(V) による延伸結果とを比較して示
したグラフ図である。
【００３２】上記の実施例，比較例から明らかなよう
に、従来法によれば外径制御の精度は±１％（例えば延
伸径を４０ｍｍに設定した場合で４０ｍｍ±０．４ｍ
ｍ）程度であったが、本発明によれば精度０．２５％
（４０±０．１ｍｍ）でしかも５０〜８０％という非常
に高い歩留りで延伸することが可能となった。
【００３３】
【発明の効果】以上説明のとおり、本発明はガラス物品
を寸法精度良好に、しかも高い歩留りで延伸することが
できる方法であり、縦型延伸、横型延伸のいずれにも適
用できる。また本発明装置は本発明の方法を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を説明する概略説明図であり、図
１（Ａ）は本発明の装置構成の概略を説明する図、図１
（Ｂ）は本発明の各測定点位置を説明する図である。
【図２】比較例の延伸結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明の実施例１の延伸結果を示すグラフ図で
ある。
【図４】本発明の実施例２の延伸結果を示すグラフ図で
ある。
【図５】本発明の実施例３の延伸結果を示すグラフ図で
ある。
【図６】本発明の実施例４の延伸結果を示すグラフ図で
ある。
【図７】本発明の実施例４の延伸結果と比較例の延伸結
果を示すグラフ図である。
【図８】従来法の一例の概略説明図である。
【図９】従来法の他の一例の概略説明図である。
【図１０】従来法のさらに他の一例の概略説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 出発母材、 ２ 加熱装置（ヒータ）、 ３
第一把持装置、４ 第二把持装置、 ５ 延伸体、
６ 延伸テーパ部、 ７ 溶融部、Ｒ 出発母材外
径、 ｒ 延伸体外径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 元宣 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 大石 敏弘 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4G021 BA00

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガラス物品の上流側端部および下流側端
    部をそれぞれ把持する第一把持装置および第二把持装置
    の間で該ガラス物品を加熱しながら該第一把持装置と該
    第二把持装置を相対的に遠ざけることにより該ガラス物
    品を延伸する方法において、ガラス溶融部内であってガ
    ラス移動速度の変化量が最大である箇所の上流又は下流
    にある位置と、該ガラス溶融部の終了部分位置において
    ガラスの外径を測定し、前記両位置における外径測定値
    と外径設定値との偏差を得て、各偏差に重み関数係数を
    掛けた値により第一把持装置および第二把持装置の引き
    取り速度を調整することを特徴とするガラス物品の延伸
    方法。
  2. 【請求項２】 ガラス物品の上流側端部および下流側端
    部をそれぞれ把持する第一把持装置および第二把持装置
    の間で該ガラス物品を加熱しながら該第一把持装置と該
    第二把持装置を相対的に遠ざけることにより該ガラス物
    品を延伸する方法において、[1] 該ガラス物品の外径
    を、第一乃至第四の測定点で測定し、ここで前記第一測
    定点はガラス溶融部内又は該ガラス溶融部より上流に位
    置し、第二測定点はガラス溶融部内であってガラス移動
    速度変化量が最大の箇所の上流又は下流に位置し、第三
    測定点は溶融部より少なくとも下流に位置し、第四測定
    点は延伸テーパ部の終了部分近傍に位置しており、[2]
    上記第一乃至第四測定点で得た測定値と各測定点におけ
    る設定値から、第二把持装置の速度ＶC を数１の式(1)
    に従い制御し、 【数１】 ＶC ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1)＋a(Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ・△Ｄ4)) ＋ｇ・d △Ｄ2/dt ＝ＶC0（１＋ｃ・△Ｄ1)＋a(△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4)＋ｇ・d △Ｄ2/dt ……(1) ここで ＶC は第二把持装置の速度 ＶC0は第二把持装置の初速度 △Ｄ1 ＝Ｄ1 −Ｓ1 Ｄ1 は第一測定点での測定値 Ｓ1 は第一測定点での設定値 △Ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｓ2 Ｄ2 は第二測定点での測定値 Ｓ2 は第二測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ａ，ｃ，ｅおよびｇは重み関数係数であり、ｃ，ｅおよ
    びｇは互いに独立に０であってよいが、ａ≠０である、
    かつ[3] 第一把持装置の速度ＶA を数２の式(2) 【数２】ＶA ＝ＶA0−ｂ・△ｋ …(2) ここで ＶA0＝（ｒ2 ／Ｒ2 ）ＶC0 …(3) ＶA は第一把持装置の速度 ＶA0は第一把持装置の初速度 Ｒ は延伸前のガラス物品外径 ｒ はガラス物品が延伸されてなる延伸体の外径 ｋ ＝Ｄ3 −Ｄ4 ｋ0 ＝Ｓ3 −Ｓ4 △ｋ＝ｋ−ｋ0 ＝△Ｄ3 −△Ｄ4 △Ｄ3 ＝Ｄ3 −Ｓ3 Ｄ3 は第三測定点での測定値 Ｓ3 は第三測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ｂは重み関数係数であり０であってもよい、を満足する
    ものとすることを特徴とするガラス物品の延伸方法。
  3. 【請求項３】 前記第三測定点において測定を行わない
    ことを特徴とする請求項２に記載のガラス物品の延伸方
    法。
  4. 【請求項４】 前記式(1) においてｅ＝０であることを
    特徴とする請求項２または３に記載のガラス物品の延伸
    方法。
  5. 【請求項５】 前記第四測定点において測定を行わない
    ことを特徴とする請求項２または３に記載のガラス物品
    の延伸方法。
  6. 【請求項６】 前記(2) 式においてｂ＝０とすることを
    特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のガラス物品
    の延伸方法。
  7. 【請求項７】 ガラス物品の上流側端部および下流側端
    部をそれぞれ把持する第一把持装置および第二把持装置
    の間で該ガラス物品を加熱しながら該第一把持装置と該
    第二把持装置を相対的に遠ざけることにより該ガラス物
    品を延伸する方法において、[1] 該ガラス物品の外径
    を、第一乃至第四の測定点で測定し、ここで前記第一測
    定点はガラス溶融部内又は該ガラス溶融部より上流に位
    置し、第二測定点はガラス溶融部内であってガラス移動
    速度が最大の箇所のすぐ上流側に位置し、第三測定点は
    溶融部より少なくとも下流側に位置し、第四測定点は延
    伸テーパ部の終了部分に位置しており、[2] 上記第一乃
    至第四測定点で得た測定値と各測定点における設定値か
    ら、第一把持装置の速度ＶA を数３の式(4) に従い制御
    し、 【数３】 ＶA ＝ＶA0（１−ｃ・△Ｄ1)−a(Ｄ2 −（Ｓ2 −ｅ・△Ｄ4))-ｇ・d △Ｄ2 /dt ＝ＶA0（１−ｃ・△Ｄ1)−a(△Ｄ2 ＋ｅ・△Ｄ4)−ｇ・d △Ｄ2 /dt ……(4) ここで ＶA は第一把持装置の速度 ＶA0は第一把持装置の初速度 △Ｄ1 ＝Ｄ1 −Ｓ1 Ｄ1 は第一測定点での測定値 Ｓ1 は第一測定点での設定値 △Ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｓ2 Ｄ2 は第二測定点での測定値 Ｓ2 は第二測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ａ，ｃ，ｅおよびｇは重み関数係数であり、ｃ，ｅおよ
    びｇは互いに独立に０であってよいが、ａ≠０である、
    かつ[3] 第二把持装置の速度ＶC を数４の式(5) 【数４】ＶC ＝ＶC0＋ｂ・△ｋ …(5) ここで ＶC0＝（Ｒ2 ／ｒ2 ）ＶA0 …(6) ＶC は第二把持装置の速度 ＶC0は第二把持装置の初速度 Ｒ は延伸前のガラス物品外径 ｒ はガラス物品が延伸されてなる延伸体の外径 ｋ ＝Ｄ3 −Ｄ4 ｋ0 ＝Ｓ3 −Ｓ4 △ｋ＝ｋ−ｋ0 ＝△Ｄ3 −△Ｄ4 △Ｄ3 ＝Ｄ3 −Ｓ3 Ｄ3 は第三測定点での測定値 Ｓ3 は第三測定点での設定値 △Ｄ4 ＝Ｄ4 −Ｓ4 Ｄ4 は第四測定点での測定値 Ｓ4 は第四測定点での設定値 ｂは重み関数係数であり０であってもよい、を満足する
    ものとすることを特徴とするガラス物品の延伸方法。
  8. 【請求項８】 前記第三測定点において測定を行わない
    ことを特徴とする請求項７に記載のガラス物品の延伸方
    法。
  9. 【請求項９】 前記式(4) においてｅ＝０であることを
    特徴とする請求項７または８に記載のガラス物品の延伸
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記第四測定点において測定を行わな
    いことを特徴とする請求項７または８に記載のガラス物
    品の延伸方法。
  11. 【請求項１１】 前記(5) 式においてｂ＝０とすること
    を特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のガラス
    物品の延伸方法。
  12. 【請求項１２】 ガラス物品の上流側端部および下流側
    端部をそれぞれ把持する第一把持装置および第二把持装
    置、該第一把持装置と該第二把持装置の間で該ガラス物
    品を加熱する加熱装置、及び該第一把持装置と該第二把
    持装置を相対的に遠ざける装置を有するガラス物品の延
    伸装置において、延伸中のガラス物品外径を測定する装
    置として、第一測定装置が上記加熱装置の中心より上流
    側０〜２００ｍｍの範囲内に、第二測定装置が上記加熱
    装置の中心より上流又は下流側に１５０ｍｍの範囲内
    に、第三測定装置が上記加熱装置の中心より下流側７０
    〜１２０ｍｍの範囲内に、そして第四測定装置が上記加
    熱装置の中心より下流側１２０〜４００ｍｍの範囲内に
    それぞれ設けられており、且つ前記第一ないし第四測定
    装置により得られた測定値と外径設定値の偏差に従い延
    伸速度を調整する制御装置を有することを特徴とするガ
    ラス物品の延伸装置。
JP2002057151A 2002-03-04 2002-03-04 ガラス物品の延伸装置および方法 Pending JP2003252640A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002057151A JP2003252640A (ja) 2002-03-04 2002-03-04 ガラス物品の延伸装置および方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002057151A JP2003252640A (ja) 2002-03-04 2002-03-04 ガラス物品の延伸装置および方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003252640A true JP2003252640A (ja) 2003-09-10

Family

ID=28667486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002057151A Pending JP2003252640A (ja) 2002-03-04 2002-03-04 ガラス物品の延伸装置および方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003252640A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140134302A (ko) * 2012-02-29 2014-11-21 코닝 인코포레이티드 유리 제조 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140134302A (ko) * 2012-02-29 2014-11-21 코닝 인코포레이티드 유리 제조 장치 및 방법
KR102087459B1 (ko) 2012-02-29 2020-03-10 코닝 인코포레이티드 유리 제조 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6180377B2 (ja) ガラス母材の延伸方法
JPH072539A (ja) ガラス供給材料からガラス物品を延伸する方法ならびに光ファイバのためのケ−ンを作成する方法および装置
SE511083C2 (sv) Förfarande för att förlänga glasförform
JP3159116B2 (ja) ガラス母材の延伸機および延伸方法
JP4318646B2 (ja) ガラス母材の延伸方法及び延伸装置
KR100516674B1 (ko) 유리모재의 연신방법
JP2022153332A (ja) シリカガラスから成る管及びこの管の製造方法
JP2003252640A (ja) ガラス物品の延伸装置および方法
JP2005170714A (ja) 光ファイバ母材の延伸方法および装置
JP2007022874A (ja) ガラス管の加工方法
EP2428496A1 (en) Apparatus for fabricating a glass rod and method of same
JP4453552B2 (ja) ガラス母材の延伸方法
JP3151387B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP4258610B2 (ja) ガラス母材の延伸方法
JP2003342029A (ja) ガラス物品の延伸装置および方法
JP3151358B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP4496012B2 (ja) 光ファイバ用ガラス母材の製造方法
JP6701900B2 (ja) ガラス母材の延伸方法
JPH0930825A (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP2000302469A (ja) ガラス母材の延伸方法及び延伸装置
JP2003342034A (ja) 光ファイバーの延伸方法および装置
JP2003212583A (ja) ガラス母材の延伸方法
JPH05147971A (ja) ガラスロツドの延伸制御方法
JPH08208260A (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP2004115286A (ja) ガラス母材の延伸方法