JP2003342029A - 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
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- JP2003342029A JP2003342029A JP2002149456A JP2002149456A JP2003342029A JP 2003342029 A JP2003342029 A JP 2003342029A JP 2002149456 A JP2002149456 A JP 2002149456A JP 2002149456 A JP2002149456 A JP 2002149456A JP 2003342029 A JP2003342029 A JP 2003342029A
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- 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
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外径精度良く、しかも設定外径値に収束する
時間が短縮したガラス物品の延伸方法およびその装置。 【解決手段】 ガラス物品延伸装置において、ガラス物
品を把持する一方の把持装置の移動速度は一定とし、他
方の移動速度を制御しながら延伸する方法出会って、延
伸テーパ物品の最外径が細くなり始める部分からテーパ
物品長さの1/3 の範囲にある位置Ｄ1 と、仕上がり径又
は仕上がり径以上となる位置Ｄにおいてにおける外径測
定値Ｒ1,Ｒ2 を求め、Ｒ2 と設定値Ｓ2 の偏差によりＤ
1 での設定値Ｓ1 を変更しつつ他方の移動速度を制御す
る。このとき制御の間隔は（Ｄ1 とＤ2 の距離）を（定
速移動する把持装置の移動速度）で除した値の1/2 〜1/
5 とする。
時間が短縮したガラス物品の延伸方法およびその装置。 【解決手段】 ガラス物品延伸装置において、ガラス物
品を把持する一方の把持装置の移動速度は一定とし、他
方の移動速度を制御しながら延伸する方法出会って、延
伸テーパ物品の最外径が細くなり始める部分からテーパ
物品長さの1/3 の範囲にある位置Ｄ1 と、仕上がり径又
は仕上がり径以上となる位置Ｄにおいてにおける外径測
定値Ｒ1,Ｒ2 を求め、Ｒ2 と設定値Ｓ2 の偏差によりＤ
1 での設定値Ｓ1 を変更しつつ他方の移動速度を制御す
る。このとき制御の間隔は（Ｄ1 とＤ2 の距離）を（定
速移動する把持装置の移動速度）で除した値の1/2 〜1/
5 とする。
Description
【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、延伸されたガラス物品の
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。
伸する装置および方法に関し、延伸されたガラス物品の
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）等のガラス物
品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。
品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。
【０００３】図４（Ａ）は縦型の延伸装置による従来の
延伸方法を説明する概略図であり、有効部の平均外径Ｒ
の出発母材１を外径ｒ（延伸径、仕上がり径ともいう）
に延伸して延伸体５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７に示す式(5),(6) が成立する。２は加熱装置で
ある。
延伸方法を説明する概略図であり、有効部の平均外径Ｒ
の出発母材１を外径ｒ（延伸径、仕上がり径ともいう）
に延伸して延伸体５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７に示す式(5),(6) が成立する。２は加熱装置で
ある。
【数７】
【０００４】上部チャックＡ及び／または下部チャック
Ｂ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、図４（Ｂ）に示すように、延伸開始後、ガ
ラス物品が延伸・縮径されている部分（延伸テーパ部
６）の長さのほぼ中間の位置Iに第一の外径測定器を、
概ね延伸が終了した位置IIに第二の外径測定器を設置
し、第一の外径測定器で測定される外径測定値Ｄa を予
め設定された位置I での外径設定値Ｓa に合わせるよう
に延伸速度を制御し、かつ第一の設定値Ｓa を第二の外
径測定器の測定値Ｄb に基づき変更することが、特許第
３１８８４０４号公報に提案されている。すなわち、上
部チャックＡの移動速度は一定とし（ＶA ＝ＶA0）、位
置I での外径測定値Ｄa と位置I での外径設定値Ｓa と
の偏差に重み関数ｐを掛けた値をＶC0に加えてチャック
Ｃの引き取り速度（ＶC ）を調整し、かつ前記外径設定
値Ｓa は位置IIでの外径測定値Ｄb と外径設定値Ｓb の
偏差に従い変更する。また、Ｄb に基づきＳa を変更す
る時間の間隔は、位置I と位置IIの距離を平均延伸速度
で割って得られた時間以上とすることが好ましいと提案
されている。
Ｂ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、図４（Ｂ）に示すように、延伸開始後、ガ
ラス物品が延伸・縮径されている部分（延伸テーパ部
６）の長さのほぼ中間の位置Iに第一の外径測定器を、
概ね延伸が終了した位置IIに第二の外径測定器を設置
し、第一の外径測定器で測定される外径測定値Ｄa を予
め設定された位置I での外径設定値Ｓa に合わせるよう
に延伸速度を制御し、かつ第一の設定値Ｓa を第二の外
径測定器の測定値Ｄb に基づき変更することが、特許第
３１８８４０４号公報に提案されている。すなわち、上
部チャックＡの移動速度は一定とし（ＶA ＝ＶA0）、位
置I での外径測定値Ｄa と位置I での外径設定値Ｓa と
の偏差に重み関数ｐを掛けた値をＶC0に加えてチャック
Ｃの引き取り速度（ＶC ）を調整し、かつ前記外径設定
値Ｓa は位置IIでの外径測定値Ｄb と外径設定値Ｓb の
偏差に従い変更する。また、Ｄb に基づきＳa を変更す
る時間の間隔は、位置I と位置IIの距離を平均延伸速度
で割って得られた時間以上とすることが好ましいと提案
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５は前記公知技術に
より延伸速度を制御した場合の、延伸開始後のＤa ，Ｄ
b の経時変化を示すグラフ図である。図５より、この方
法では延伸初期の口出し時にハンチング（図５中でオー
バーシュートしている部分）が起きやすく、また延伸径
が一定値に収束するまでにかなり時間がかかるという問
題があることがわかる。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て、延伸外径
が一定値に収束する時間を短縮でき、またオーバーシュ
ートもなくすることができる延伸方法および装置を提供
することを課題としている。
より延伸速度を制御した場合の、延伸開始後のＤa ，Ｄ
b の経時変化を示すグラフ図である。図５より、この方
法では延伸初期の口出し時にハンチング（図５中でオー
バーシュートしている部分）が起きやすく、また延伸径
が一定値に収束するまでにかなり時間がかかるという問
題があることがわかる。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て、延伸外径
が一定値に収束する時間を短縮でき、またオーバーシュ
ートもなくすることができる延伸方法および装置を提供
することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は下記（１）〜
（６）の構成により、上記課題を解決するものである。 （１） ガラス物品の両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、前記第一又は第二把持装置の一方の移動速度は
一定の速度Ｖ0 にしておき、他方の移動速度Ｖを制御し
つつ両者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、前記ガラス物品が延伸、縮径さ
れている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ1 にお
ける外径と、前記Ｄ1 より下流であってガラス物品の外
径設定値Ｓ2 を仕上がり径もしくは仕上がり径以上とす
る第二の位置Ｄ2 における外径とを測定し、前記Ｄ2 に
おける外径測定値Ｒ2 と前記Ｄ2 における外径設定値Ｓ
2 の偏差により前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 を変更
しつつ、該変更される外径設定値Ｓ1 と前記Ｄ1 におけ
る外径測定値Ｒ1 の偏差から前記速度Ｖを制御し、かつ
前記外径設定値Ｓ1の変更は、前記Ｄ1 と前記Ｄ2 の距
離Ｌと前記速度Ｖ0 の比をＴ0 とするとき、１／２Ｔ0
〜１／５Ｔ0 の時間間隔で複数回行うことを特徴とする
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、前記第二把持装置の移動
速度Ｖｃは一定にしておき、前記第一把持装置の移動速
度ＶA を制御しつつ前記第一把持装置と前記第二把持装
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、(I) 前記ガラス物品が延伸、縮径され
ている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ1 におけ
る外径測定値Ｒ1 と前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 と
の偏差（Ｒ1 −Ｓ1 ）を求め、数８の式(1)
（６）の構成により、上記課題を解決するものである。 （１） ガラス物品の両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、前記第一又は第二把持装置の一方の移動速度は
一定の速度Ｖ0 にしておき、他方の移動速度Ｖを制御し
つつ両者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、前記ガラス物品が延伸、縮径さ
れている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ1 にお
ける外径と、前記Ｄ1 より下流であってガラス物品の外
径設定値Ｓ2 を仕上がり径もしくは仕上がり径以上とす
る第二の位置Ｄ2 における外径とを測定し、前記Ｄ2 に
おける外径測定値Ｒ2 と前記Ｄ2 における外径設定値Ｓ
2 の偏差により前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 を変更
しつつ、該変更される外径設定値Ｓ1 と前記Ｄ1 におけ
る外径測定値Ｒ1 の偏差から前記速度Ｖを制御し、かつ
前記外径設定値Ｓ1の変更は、前記Ｄ1 と前記Ｄ2 の距
離Ｌと前記速度Ｖ0 の比をＴ0 とするとき、１／２Ｔ0
〜１／５Ｔ0 の時間間隔で複数回行うことを特徴とする
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、前記第二把持装置の移動
速度Ｖｃは一定にしておき、前記第一把持装置の移動速
度ＶA を制御しつつ前記第一把持装置と前記第二把持装
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、(I) 前記ガラス物品が延伸、縮径され
ている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ1 におけ
る外径測定値Ｒ1 と前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 と
の偏差（Ｒ1 −Ｓ1 ）を求め、数８の式(1)
【数８】
により前記速度ＶA を制御し、かつ(II)前記Ｄ1 より下
流であってガラス物品の外径設定値Ｓ2 を仕上がり径も
しくは仕上がり径以上とする第二の位置Ｄ2 における外
径測定値Ｒ2 を求め、数９の式(2)
流であってガラス物品の外径設定値Ｓ2 を仕上がり径も
しくは仕上がり径以上とする第二の位置Ｄ2 における外
径測定値Ｒ2 を求め、数９の式(2)
【数９】
により前記外径設定値Ｓ1 を変更しつつ前記速度ＶA を
制御し、(III) 前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1
と前記Ｄ2 の距離Ｌと前記速度ＶC の比をＴ0 とすると
き、数１０の式(3)
制御し、(III) 前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1
と前記Ｄ2 の距離Ｌと前記速度ＶC の比をＴ0 とすると
き、数１０の式(3)
【数１０】
を満足する時間Ｔの間隔で行うことを特徴とするガラス
物品の延伸方法。 （３） 前記式(2) におけるＲ2 として、前記時間Ｔの
間隔におけるＲ2 の移動平均値を用いることを特徴とす
る上記（２）記載のガラス物品の延伸方法。 （４） 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、前記第一把持装置の移動
速度ＶA は一定にしておき、前記第二把持装置の移動速
度ＶC を制御しつつ前記第一把持装置と前記第二把持装
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、(I) 前記ガラス物品が延伸、縮径され
ている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ1 におけ
る外径測定値Ｒ1 と前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 と
の偏差（Ｒ1 −Ｓ1 ）を求め、数１１の式(4)
物品の延伸方法。 （３） 前記式(2) におけるＲ2 として、前記時間Ｔの
間隔におけるＲ2 の移動平均値を用いることを特徴とす
る上記（２）記載のガラス物品の延伸方法。 （４） 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、前記第一把持装置の移動
速度ＶA は一定にしておき、前記第二把持装置の移動速
度ＶC を制御しつつ前記第一把持装置と前記第二把持装
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、(I) 前記ガラス物品が延伸、縮径され
ている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ1 におけ
る外径測定値Ｒ1 と前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 と
の偏差（Ｒ1 −Ｓ1 ）を求め、数１１の式(4)
【数１１】
により前記速度ＶC を制御し、かつ(II)前記Ｄ1 より下
流であってガラス物品の外径設定値Ｓ2 を仕上がり径も
しくは仕上がり径以上とする第二の位置Ｄ2 における外
径測定値Ｒ2 を求め、数１２の式(2)
流であってガラス物品の外径設定値Ｓ2 を仕上がり径も
しくは仕上がり径以上とする第二の位置Ｄ2 における外
径測定値Ｒ2 を求め、数１２の式(2)
【数１２】
により前記外径設定値Ｓ1 を変更しつつ前記速度ＶC を
制御し、(III) 前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1
と前記Ｄ2 の距離Ｌと前記速度ＶA の比をＴ0 とすると
き、数１３の式(3)
制御し、(III) 前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1
と前記Ｄ2 の距離Ｌと前記速度ＶA の比をＴ0 とすると
き、数１３の式(3)
【数１３】
を満足する時間Ｔの間隔で行うことを特徴とするガラス
物品の延伸方法。 （５） 前記式(2) におけるＲ2 として、前記時間Ｔの
間隔におけるＲ2 の移動平均値を用いることを特徴とす
る上記（４）記載のガラス物品の延伸方法。 （６） 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前記ガラス物品を加熱する加
熱装置、および前記第一把持装置と前記第二把持装置を
相対的に遠ざけるように移動させ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の外径測
定装置として、ガラス物品が延伸仕上がり径となる位置
より上流側５０〜１５０ｍｍの範囲内にある第一の位置
に第一外径測定装置が、ガラス物品が仕上がり径もしく
は仕上がり径以上の外径となる第二の位置に第二外径測
定装置がそれぞれ設けられ、且つ前記第一外径測定装置
により得られた外径測定値と前記第一の位置における外
径設定値の偏差に従い前記第一把持装置または前記第二
把持装置の一方の速度を一定値とし他方の速度を調整す
る制御装置、前記第二外径測定装置により得られた外径
測定値と前記第二の位置における外径設定値の偏差に従
い、前記第一の位置における外径設定値を変更し、かつ
この変更を前記第一の位置と第二の位置の距離Ｌを前記
一定の速度で除した値の１／２〜１／５の時間間隔で行
えるようにする手段を有することを特徴とするガラス物
品の延伸装置。
物品の延伸方法。 （５） 前記式(2) におけるＲ2 として、前記時間Ｔの
間隔におけるＲ2 の移動平均値を用いることを特徴とす
る上記（４）記載のガラス物品の延伸方法。 （６） 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前記ガラス物品を加熱する加
熱装置、および前記第一把持装置と前記第二把持装置を
相対的に遠ざけるように移動させ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の外径測
定装置として、ガラス物品が延伸仕上がり径となる位置
より上流側５０〜１５０ｍｍの範囲内にある第一の位置
に第一外径測定装置が、ガラス物品が仕上がり径もしく
は仕上がり径以上の外径となる第二の位置に第二外径測
定装置がそれぞれ設けられ、且つ前記第一外径測定装置
により得られた外径測定値と前記第一の位置における外
径設定値の偏差に従い前記第一把持装置または前記第二
把持装置の一方の速度を一定値とし他方の速度を調整す
る制御装置、前記第二外径測定装置により得られた外径
測定値と前記第二の位置における外径設定値の偏差に従
い、前記第一の位置における外径設定値を変更し、かつ
この変更を前記第一の位置と第二の位置の距離Ｌを前記
一定の速度で除した値の１／２〜１／５の時間間隔で行
えるようにする手段を有することを特徴とするガラス物
品の延伸装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、出発母材等のガラス物
品を延伸装置を用いて延伸する場合に、テーパ部の比較
的延伸径（仕上がり径）に近い位置Ｄ2 での外径測定値
を求め、この外径測定値とＤ2 における外径設定値との
偏差から、延伸径に近い部分よりは上流であるが延伸テ
ーパ部の中間よりは下流で延伸テーパ部の下流側から１
／３の位置近傍（本発明において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）部分に設けた位置Ｄ1 での外径設定値を
変化させながら延伸すること、およびこの下部測定値Ｒ
2 により上部設定値Ｓ1制御の時間間隔をある範囲内で
狭くして、好ましくは移動平均値を用いることにより上
部での設定値変化が滑らかに実行されるようにした方法
であり、従来よりハンチングが小さくなり、オーバーシ
ュートなく、しかも所定の延伸径に収束するまでの時間
が短く、精密な延伸が実現できる。
品を延伸装置を用いて延伸する場合に、テーパ部の比較
的延伸径（仕上がり径）に近い位置Ｄ2 での外径測定値
を求め、この外径測定値とＤ2 における外径設定値との
偏差から、延伸径に近い部分よりは上流であるが延伸テ
ーパ部の中間よりは下流で延伸テーパ部の下流側から１
／３の位置近傍（本発明において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）部分に設けた位置Ｄ1 での外径設定値を
変化させながら延伸すること、およびこの下部測定値Ｒ
2 により上部設定値Ｓ1制御の時間間隔をある範囲内で
狭くして、好ましくは移動平均値を用いることにより上
部での設定値変化が滑らかに実行されるようにした方法
であり、従来よりハンチングが小さくなり、オーバーシ
ュートなく、しかも所定の延伸径に収束するまでの時間
が短く、精密な延伸が実現できる。
【０００８】図１を参照し、本発明を具体的に説明す
る。本発明においては、図１（Ａ）に示すように、ガラ
スからなる出発母材（以下、母材と略記）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は速度ＶA で、第二把持装置４は速度Ｖ
C で相対的に遠ざかるように移動する。この移動により
前記母材１は延伸され、延伸体５となるが、該母材１の
有効部の外径Ｒが小さくなり始め延伸体外径（延伸径）
ｒに至る部分を延伸テーパ部６という。第一把持装置の
送り出し初期速度をＶA0、第二把持装置の引き取り初期
速度をＶC0とするとき、数１４の式(5),(6) が成立す
る。
る。本発明においては、図１（Ａ）に示すように、ガラ
スからなる出発母材（以下、母材と略記）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は速度ＶA で、第二把持装置４は速度Ｖ
C で相対的に遠ざかるように移動する。この移動により
前記母材１は延伸され、延伸体５となるが、該母材１の
有効部の外径Ｒが小さくなり始め延伸体外径（延伸径）
ｒに至る部分を延伸テーパ部６という。第一把持装置の
送り出し初期速度をＶA0、第二把持装置の引き取り初期
速度をＶC0とするとき、数１４の式(5),(6) が成立す
る。
【数１４】
【０００９】本発明においては、延伸テーパ部６の真中
より下流で、延伸テーパ部全長を１とするとき、その下
流端から１／３程度の位置Ｄ1 と、Ｄ1 より下流で外径
設定値Ｓ1 を仕上がり径または仕上がり径以上とする位
置Ｄ2 にそれぞれ外径測定器を設ける。Ｄ2 は外径設定
値が仕上がり径より＋１０％以下となる位置が好まし
く、仕上がり径＋３％以下となる位置が更に好ましい。
位置Ｄ1 における外径測定値Ｒ1 と位置Ｄ1 における外
径設定値Ｓ1 の偏差（Ｒ1 −Ｓ1 ）に重み関数係数を掛
けた値によりＶA を制御する。このときＶC は一定とす
る。すなわち、数１５の式(7) 及び(1) を満足させる。
より下流で、延伸テーパ部全長を１とするとき、その下
流端から１／３程度の位置Ｄ1 と、Ｄ1 より下流で外径
設定値Ｓ1 を仕上がり径または仕上がり径以上とする位
置Ｄ2 にそれぞれ外径測定器を設ける。Ｄ2 は外径設定
値が仕上がり径より＋１０％以下となる位置が好まし
く、仕上がり径＋３％以下となる位置が更に好ましい。
位置Ｄ1 における外径測定値Ｒ1 と位置Ｄ1 における外
径設定値Ｓ1 の偏差（Ｒ1 −Ｓ1 ）に重み関数係数を掛
けた値によりＶA を制御する。このときＶC は一定とす
る。すなわち、数１５の式(7) 及び(1) を満足させる。
【数１５】
仕上がり位置よりも５０〜１５０ｍｍ上流の位置Ｄ1 で
外径を制御すると、ほぼ延伸仕上がり径に近い位置Ｄ2
においてはどうしてもズレが出てくる。このズレを測定
し、数１６の式(2) を満足するように設定値Ｓ1 を変更
しつつ、上記式(1) によりＶA を制御する。なお、本発
明ではＤ2 での外径設定値Ｓ2 は延伸中変化させない。
外径を制御すると、ほぼ延伸仕上がり径に近い位置Ｄ2
においてはどうしてもズレが出てくる。このズレを測定
し、数１６の式(2) を満足するように設定値Ｓ1 を変更
しつつ、上記式(1) によりＶA を制御する。なお、本発
明ではＤ2 での外径設定値Ｓ2 は延伸中変化させない。
【数１６】
【００１０】上記(2) による制御及びＳ1 の変更の時間
間隔が大きいと、後記する図３に示すようにハンチング
が起きやすく、目的とする延伸径に収束するまでの時間
がかかる。一方、上記式(2) の制御を余り速く式(1) の
制御にフィードバックしてしまうと、式(1) での制御の
効果が発現する前に設定値が変更されてしまうことが判
明した。そこで、Ｄ2 での測定及び制御の時間間隔につ
いて研究を進めた結果、数１７に式(8), (3)で示す時間
Ｔの間隔が好適で、非常に精密な制御を実現できること
を見いだした。
間隔が大きいと、後記する図３に示すようにハンチング
が起きやすく、目的とする延伸径に収束するまでの時間
がかかる。一方、上記式(2) の制御を余り速く式(1) の
制御にフィードバックしてしまうと、式(1) での制御の
効果が発現する前に設定値が変更されてしまうことが判
明した。そこで、Ｄ2 での測定及び制御の時間間隔につ
いて研究を進めた結果、数１７に式(8), (3)で示す時間
Ｔの間隔が好適で、非常に精密な制御を実現できること
を見いだした。
【数１７】
この時間間隔Ｔは、Ｄ1 での設定値Ｓ1 を変化させた効
果がＤ2 の外径に現れる（設定値とのズレを少なくす
る）までの時間である。
果がＤ2 の外径に現れる（設定値とのズレを少なくす
る）までの時間である。
【００１１】本発明は、上記のように第二把持装置の速
度ＶC は一定とし、Ｄ2 での外径設定値と外径測定値の
ズレを上流のＤ1 における外径設定値Ｓ1 に時間Ｔの間
隔で反映させ、外径設定値Ｓ1 を変更しつつ、第一把持
装置の速度ＶA を制御するのである。
度ＶC は一定とし、Ｄ2 での外径設定値と外径測定値の
ズレを上流のＤ1 における外径設定値Ｓ1 に時間Ｔの間
隔で反映させ、外径設定値Ｓ1 を変更しつつ、第一把持
装置の速度ＶA を制御するのである。
【００１２】本発明においては、外径測定器を設置する
位置が重要であり、Ｄ1 は延伸テーパ部の延伸方向長さ
の真ん中より下流、好ましくはテーパ部全長の下流側か
ら１／３あたりとする。例えば出発母材外径が約１００
ｍｍ、延伸径が３５〜４０ｍｍ、延伸テーパ部の延伸方
向長さが約４００〜６００ｍｍとすると、真ん中は仕上
がり部分（延伸テーパ部の下流側のほぼ端部である）よ
り２００〜３００ｍｍ上流、Ｄ1 は仕上がり部分より５
０〜１５０ｍｍ上流となる。また、Ｄ2 はＤ1 より下流
であり、仕上がり径となる部分または仕上がり径以上の
径とする位置、好ましくは外径設定値が仕上がり径より
＋１０％以下となる位置、さらに好ましくは仕上がり径
＋３％以下となる位置とする。例えば、仕上がり径３５
〜４５ｍｍでは、仕上がり径より＋０．１ｍｍの外径と
なる位置、例えば仕上がり部分より約３０ｍｍ上流とな
る。
位置が重要であり、Ｄ1 は延伸テーパ部の延伸方向長さ
の真ん中より下流、好ましくはテーパ部全長の下流側か
ら１／３あたりとする。例えば出発母材外径が約１００
ｍｍ、延伸径が３５〜４０ｍｍ、延伸テーパ部の延伸方
向長さが約４００〜６００ｍｍとすると、真ん中は仕上
がり部分（延伸テーパ部の下流側のほぼ端部である）よ
り２００〜３００ｍｍ上流、Ｄ1 は仕上がり部分より５
０〜１５０ｍｍ上流となる。また、Ｄ2 はＤ1 より下流
であり、仕上がり径となる部分または仕上がり径以上の
径とする位置、好ましくは外径設定値が仕上がり径より
＋１０％以下となる位置、さらに好ましくは仕上がり径
＋３％以下となる位置とする。例えば、仕上がり径３５
〜４５ｍｍでは、仕上がり径より＋０．１ｍｍの外径と
なる位置、例えば仕上がり部分より約３０ｍｍ上流とな
る。
【００１３】ところで、時間間隔ＴでＤ2 での外径測定
値Ｒ2 を得るが、このとき第１回目をＴ1 ，第２回目を
Ｔ2 …第ｉ回目をＴi として得られる測定値をR1, R2，
… R i とすると、R1はそのまま測定値R1を用いてＳ1 を
制御するが、2 回目以降Ｔi回目ではＴi 〜Ｔi-1 回目
における測定値 Ri 〜 Ri-1 を利用し、数１８の式(9),
(10) 及び(11)に従い演算した移動平均値を用いる。こ
れにより滑らかな制御が実現できる。
値Ｒ2 を得るが、このとき第１回目をＴ1 ，第２回目を
Ｔ2 …第ｉ回目をＴi として得られる測定値をR1, R2，
… R i とすると、R1はそのまま測定値R1を用いてＳ1 を
制御するが、2 回目以降Ｔi回目ではＴi 〜Ｔi-1 回目
における測定値 Ri 〜 Ri-1 を利用し、数１８の式(9),
(10) 及び(11)に従い演算した移動平均値を用いる。こ
れにより滑らかな制御が実現できる。
【数１８】
【００１４】以上では、第二把持装置の速度ＶC は一定
にして第二の位置Ｄ2 での外径測定値Ｒ2 の偏差を第一
の位置Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 に反映させ、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
は第一把持装置の速度ＶA を一定にして第二把持装置の
速度ＶC を制御する方法としても有効である。このとき
制御は数１９に示す式(2),(3),(4),(8) 及び(12)のよう
になり、前記した速度ＶA を一定にして速度ＶC を制御
する場合と同様の効果を得られる。
にして第二の位置Ｄ2 での外径測定値Ｒ2 の偏差を第一
の位置Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 に反映させ、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
は第一把持装置の速度ＶA を一定にして第二把持装置の
速度ＶC を制御する方法としても有効である。このとき
制御は数１９に示す式(2),(3),(4),(8) 及び(12)のよう
になり、前記した速度ＶA を一定にして速度ＶC を制御
する場合と同様の効果を得られる。
【数１９】
【００１５】また、この場合にも式(2) におけるＲ2 と
して前記時間Ｔの間隔におけるＲ2の移動平均値を用い
ると、滑らかな制御が実現できる。
して前記時間Ｔの間隔におけるＲ2の移動平均値を用い
ると、滑らかな制御が実現できる。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるもので
はない。
るが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるもので
はない。
【００１７】実施例１
図１に示す構成で本発明に従い出発母材（ガラス物品）
を延伸した。出発母材の外径は９５ｍｍ、有効部長さは
４００ｍｍ、位置Ｄ1 は延伸仕上がり径（テーパ下端部
分）から上流側に１５０ｍｍの位置、位置Ｄ2 は延伸仕
上がり径から上流側に３０ｍｍの位置とした。第二把持
装置の移動速度初期値は３６ｍｍ／分で延伸中一定と
し、第一把持装置の移動速度初期値は５ｍｍ／分とし
た。Ｄ1 における延伸開始時の外径設定値Ｓ1 は４５ｍ
ｍ、Ｄ2 における延伸開始時の外径設定値Ｓ2 は４３．
５ｍｍ、Ｌは１２０ｍｍ、Ｔ0 は２００ｓ（秒）とし
た。加熱手段は抵抗ヒータを用い、温度１９５０℃に加
熱し、第二把持装置の移動速度ＶC は一定として、本発
明に従いＴ＝５０ｓの間隔で、Ｄ2 とＳ2 の偏差を求
め、この偏差からＤ1 の設定値Ｓ1 を変更しつつ、第一
把持装置の移動速度を調整しながら延伸する。このとき
の、外径測定値Ｒ1 とＲ2 及び設定値Ｓ1 とＳ 2 の経時
変化を図２のグラフに示す。なお、本発明による時間Ｔ
ごとの制御は延伸中ずっと行うが、図では煩雑になるた
め初期のフィードバック（ＦＢ）のみを記載してある。
図２から明らかなように、本発明の方法によれば、延伸
初期のハンチングが小さく、オーバーシュートもなく、
外径の変動が滑らかであり、設定値の外径に収束するま
での時間が約４００ｓと短くなった。
を延伸した。出発母材の外径は９５ｍｍ、有効部長さは
４００ｍｍ、位置Ｄ1 は延伸仕上がり径（テーパ下端部
分）から上流側に１５０ｍｍの位置、位置Ｄ2 は延伸仕
上がり径から上流側に３０ｍｍの位置とした。第二把持
装置の移動速度初期値は３６ｍｍ／分で延伸中一定と
し、第一把持装置の移動速度初期値は５ｍｍ／分とし
た。Ｄ1 における延伸開始時の外径設定値Ｓ1 は４５ｍ
ｍ、Ｄ2 における延伸開始時の外径設定値Ｓ2 は４３．
５ｍｍ、Ｌは１２０ｍｍ、Ｔ0 は２００ｓ（秒）とし
た。加熱手段は抵抗ヒータを用い、温度１９５０℃に加
熱し、第二把持装置の移動速度ＶC は一定として、本発
明に従いＴ＝５０ｓの間隔で、Ｄ2 とＳ2 の偏差を求
め、この偏差からＤ1 の設定値Ｓ1 を変更しつつ、第一
把持装置の移動速度を調整しながら延伸する。このとき
の、外径測定値Ｒ1 とＲ2 及び設定値Ｓ1 とＳ 2 の経時
変化を図２のグラフに示す。なお、本発明による時間Ｔ
ごとの制御は延伸中ずっと行うが、図では煩雑になるた
め初期のフィードバック（ＦＢ）のみを記載してある。
図２から明らかなように、本発明の方法によれば、延伸
初期のハンチングが小さく、オーバーシュートもなく、
外径の変動が滑らかであり、設定値の外径に収束するま
での時間が約４００ｓと短くなった。
【００１８】比較例１
実施例１において、Ｔ＝２００ｓの間隔とした以外は、
実施例１と同様に行った。このときの、外径測定値Ｒ1
とＲ2 及び設定値Ｓ1 とＳ2 の経時変化を図３のグラフ
に示す。図３から明らかなように、実施例１のＴ＝５０
ｓとしてフィードバックした場合に較べ、Ｄ2 での外径
測定値が設定外径±０．１ｍｍとなるまでの時間が１０
０ｓ以上長くかかった。また、オーバーシュートが発生
していた。
実施例１と同様に行った。このときの、外径測定値Ｒ1
とＲ2 及び設定値Ｓ1 とＳ2 の経時変化を図３のグラフ
に示す。図３から明らかなように、実施例１のＴ＝５０
ｓとしてフィードバックした場合に較べ、Ｄ2 での外径
測定値が設定外径±０．１ｍｍとなるまでの時間が１０
０ｓ以上長くかかった。また、オーバーシュートが発生
していた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればガ
ラス物品の延伸において、ハンチングを少なく、オーバ
ーシュートもなくして、設計値の外径に収束するまでの
時間も短縮し、しかも外径精度よく延伸できる。従っ
て、ガラスの延伸体を歩留り及び生産効率を向上して製
造できる。また本発明の装置は本発明の方法を実現する
ことができる。
ラス物品の延伸において、ハンチングを少なく、オーバ
ーシュートもなくして、設計値の外径に収束するまでの
時間も短縮し、しかも外径精度よく延伸できる。従っ
て、ガラスの延伸体を歩留り及び生産効率を向上して製
造できる。また本発明の装置は本発明の方法を実現する
ことができる。
【図１】 図１（Ａ）は本発明の一実施態様における装
置構成を説明する概略図、図１（Ｂ）は本発明の方法を
説明する模式図である。
置構成を説明する概略図、図１（Ｂ）は本発明の方法を
説明する模式図である。
【図２】 本発明の実施例１における延伸中の制御と、
外径設定値及び外径測定値の経時変化の関係を示す図で
あり、○で囲った部分は部分拡大図である。
外径設定値及び外径測定値の経時変化の関係を示す図で
あり、○で囲った部分は部分拡大図である。
【図３】 比較例１における延伸中の制御と、外径設定
値及び外径測定値の経時変化の関係を示す図である。
値及び外径測定値の経時変化の関係を示す図である。
【図４】 図４（Ａ）は従来法の装置構成を説明する概
略図、図４（Ｂ）は従来法を説明する模式図である。
略図、図４（Ｂ）は従来法を説明する模式図である。
【図５】 従来法による延伸での外径設定値と外径測定
値の経時変化の関係を示す図である。
値の経時変化の関係を示す図である。
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Ｒ 有効部外径、 ｒ 延伸体外径
（仕上がり径）、Ｄ1 第一測定点、 Ｄ2 第二測定
点。
把持装置、４ 第二把持装置、 ５ 延伸体、 ６
延伸テーパ部Ｒ 有効部外径、 ｒ 延伸体外径
（仕上がり径）、Ｄ1 第一測定点、 Ｄ2 第二測定
点。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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） 4G015 BA01 BB05
4G021 BA00
Claims (6)
- 【請求項１】 ガラス物品の両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、前記第一又は第二把持装置の一方の移動
速度は一定の速度Ｖ0 にしておき、他方の移動速度Ｖを
制御しつつ両者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、前記ガラス物品が延伸、
縮径されている部分の中間より下流にある第一の位置Ｄ
1 における外径と、前記Ｄ1 より下流であってガラス物
品の外径設定値Ｓ2 を仕上がり径もしくは仕上がり径以
上とする第二の位置Ｄ2 における外径とを測定し、前記
Ｄ2 における外径測定値Ｒ2 と前記Ｄ2 における外径設
定値Ｓ2 の偏差により前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1
を変更しつつ、該変更される外径設定値Ｓ1 と前記Ｄ1
における外径測定値Ｒ1 の偏差から前記速度Ｖを制御
し、かつ前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1 と前記
Ｄ2 の距離Ｌと前記速度Ｖ0 の比をＴ0 とするとき、１
／２Ｔ0 〜１／５Ｔ0 の時間間隔で複数回行うことを特
徴とするガラス物品の延伸方法。 - 【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、前記第二把持装置
の移動速度Ｖｃは一定にしておき、前記第一把持装置の
移動速度ＶAを制御しつつ前記第一把持装置と前記第二
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、 (I) 前記ガラス物品が延伸、縮径されている部分の中間
より下流にある第一の位置Ｄ1 における外径測定値Ｒ1
と前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 との偏差（Ｒ1 −Ｓ
1 ）を求め、数１の式(1) 【数１】 により前記速度ＶA を制御し、かつ (II)前記Ｄ1 より下流であってガラス物品の外径設定値
Ｓ2 を仕上がり径もしくは仕上がり径以上とする第二の
位置Ｄ2 における外径測定値Ｒ2 を求め、数２の式(2) 【数２】 により前記外径設定値Ｓ1 を変更しつつ前記速度ＶA を
制御し、 (III) 前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1 と前記Ｄ
2 の距離Ｌと前記速度ＶC の比をＴ0 とするとき、 【数３】 を満足する時間Ｔの間隔で行うことを特徴とするガラス
物品の延伸方法。 - 【請求項３】 前記式(2) におけるＲ2 として、前記時
間Ｔの間隔におけるＲ2 の移動平均値を用いることを特
徴とする請求項２記載のガラス物品の延伸方法。 - 【請求項４】 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、前記第一把持装置
の移動速度ＶA は一定にしておき、前記第二把持装置の
移動速度ＶCを制御しつつ前記第一把持装置と前記第二
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、 (I) 前記ガラス物品が延伸、縮径されている部分の中間
より下流にある第一の位置Ｄ1 における外径測定値Ｒ1
と前記Ｄ1 における外径設定値Ｓ1 との偏差（Ｒ1 −Ｓ
1 ）を求め、数４の式(4) 【数４】 により前記速度ＶC を制御し、かつ (II)前記Ｄ1 より下流であってガラス物品の外径設定値
Ｓ2 を仕上がり径もしくは仕上がり径以上とする第二の
位置Ｄ2 における外径測定値Ｒ2 を求め、数５の式(2) 【数５】 により前記外径設定値Ｓ1 を変更しつつ前記速度ＶC を
制御し、 (III) 前記外径設定値Ｓ1 の変更は、前記Ｄ1 と前記Ｄ
2 の距離Ｌと前記速度ＶA の比をＴ0 とするとき、数６
の式(3) 【数６】 を満足する時間Ｔの間隔で行うことを特徴とするガラス
物品の延伸方法。 - 【請求項５】 前記式(2) におけるＲ2 として、前記時
間Ｔの間隔におけるＲ2 の移動平均値を用いることを特
徴とする請求項４記載のガラス物品の延伸方法。 - 【請求項６】 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前記ガラス物品を加熱
する加熱装置、および前記第一把持装置と前記第二把持
装置を相対的に遠ざけるように移動させる装置を有する
ガラス物品の延伸装置において、延伸中のガラス物品の
外径測定装置として、ガラス物品が延伸仕上がり径とな
る位置より上流側５０〜１５０ｍｍの範囲内にある第一
の位置に第一外径測定装置が、ガラス物品が仕上がり径
もしくは仕上がり径以上の外径となる第二の位置に第二
外径測定装置がそれぞれ設けられ、且つ前記第一外径測
定装置により得られた外径測定値と前記第一の位置にお
ける外径設定値の偏差に従い前記第一把持装置または前
記第二把持装置の一方の速度を一定値とし他方の速度を
調整する制御装置、前記第二外径測定装置により得られ
た外径測定値と前記第二の位置における外径設定値の偏
差に従い、前記第一の位置における外径設定値を変更
し、かつこの変更を前記第一の位置と第二の位置の距離
Ｌを前記一定の速度で除した値の１／２〜１／５の時間
間隔で行えるようにする手段を有することを特徴とする
ガラス物品の延伸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002149456A JP2003342029A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2002149456A JP2003342029A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | ガラス物品の延伸装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003342029A true JP2003342029A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29767625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002149456A Pending JP2003342029A (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | ガラス物品の延伸装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003342029A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001687A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | ガラス延伸体製造方法 |
| CN111320372A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-23 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤母材的拉伸装置和方法 |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002149456A patent/JP2003342029A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009001687A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | ガラス延伸体製造方法 |
| CN111320372A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-23 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤母材的拉伸装置和方法 |
| CN111320372B (zh) * | 2020-03-30 | 2021-08-03 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种光纤母材的拉伸装置和方法 |
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