JP2007112668A - Method and apparatus for manufacturing glass member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成するに際し、ガラス管の外径を全長にわたり安定させることができるガラス部材の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a glass member that can stabilize the outer diameter of a glass tube over its entire length when forming a glass fine particle layer or a glass layer on the inner surface of the glass tube.
管形状のガラス部材、たとえば光ファイバ母材の製造方法として、内付けCVD(MCVD:Modified Chemical Vapor Deposition)法によりガラス管内面にガラス層を形成する技術が知られている(たとえば、特許文献1等参照)。 As a method for manufacturing a tube-shaped glass member, for example, an optical fiber preform, a technique is known in which a glass layer is formed on the inner surface of a glass tube by an internal CVD (MCVD: Modified Chemical Vapor Deposition) method (for example, Patent Document 1). Etc.).
図5に示すように、この種のガラス管内面にガラス層を形成する装置9では、ガラス管91をダミー管921,922を介してガラス管旋盤93(ガラス管保持部931,932)に取り付け、これらの一体管の一方端側(上流側)から他方端側(下流側)に、ガラス原料含有ガス供給装置90からガラス原料含有ガス941を流しつつ、熱源95をガラス管91に沿って初期位置aからトラバースターン位置bまで相対的に移動させてガラス管91を加熱し、その内面にガラス微粒子層(たとえば、エルビウム添加光ファイバ:EDFを作る場合)またはガラス層96を形成する。ガラス原料含有ガス941が流されるガラス管には製品として有効な部分と有効でない部分がある。図5では、ガラス管91が製品として有効な部分(通常、ガラス微粒子層またはガラス層96が長さ方向に均一に形成される部分)であり、ダミー管921,922が有効でない部分である。
As shown in FIG. 5, in this type of
特許文献1には、ガラス管91の内圧を調製してガラス管の外径を一定とすることが開示されている。この場合には、ガラス管91内にはガラス原料含有ガス941の他、内圧調整用ガス供給装置98から内圧調整用ガス942が供給される。
ガラス管91の端部領域971,972は、ガラス管の加熱を開始または終了する部分であるので、端部以外の部分(973)よりも温度が低くなる。このため、外径が変動しない。なお、図5では、端部領域971,972は、ガラス管91の端部およびダミー管921,922の各端部を含む接合部分近傍の領域である。
Since the
ガラス管91の端部領域971,972では、外径を検出することが不可能な場合もある。
これらの場合に、端部で外径が所定の径となっていてもその内圧は端部以外においては大きすぎることや小さすぎることがある。このため熱源の移動の開始点から少し移動した点では急に外径が大きくなる(内圧が大きすぎる場合)ことや急に外径が小さくなる(内圧が小さすぎる場合)ことがある。この場合、外径を一定にするために内圧を調整する制御が働くが、急に変動した外径が落ち着くまでにはしばらくの時間を要し、その間に外径が大きくなりすぎることと小さくなりすぎることを繰り返すハンチングが生じることがある。
In the
In these cases, even if the outer diameter is a predetermined diameter at the end, the internal pressure may be too large or too small except at the end. For this reason, the outer diameter may suddenly increase (when the internal pressure is too large) or suddenly decrease (when the internal pressure is too small) at a point where the heat source has moved slightly from the starting point. In this case, control to adjust the internal pressure works to keep the outer diameter constant, but it takes some time for the suddenly changing outer diameter to settle, and the outer diameter becomes too large and small during that time. Hunting that repeats too much may occur.
また、外径を一定とするための制御が働くことでガラス管の内圧がハンチングするとガラス管内の気流が乱れてガラス原料含有ガス941が逆流してガラス微粒子層またはガラス層96がガラス管91の内面に形成されることが乱されるおそれもある。
In addition, when the inner pressure of the glass tube is hunted by controlling the outer diameter to be constant, the air flow in the glass tube is disturbed and the glass raw material-containing gas 941 flows backward, so that the glass fine particle layer or the glass layer 96 is in the
本発明の目的は、ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成するに際し、ガラス管の外径を全長にわたり安定させることにある。
本発明の他の目的は、ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成するに際し、ガラス管の外径を全長にわたり安定させ、かつガラス管の内面のガラス微粒子層またはガラス層厚を所望の値とすることにある。
An object of the present invention is to stabilize the outer diameter of the glass tube over the entire length when forming a glass fine particle layer or a glass layer on the inner surface of the glass tube.
Another object of the present invention is to stabilize the outer diameter of the glass tube over the entire length and form the glass particle layer or glass layer thickness on the inner surface of the glass tube when forming the glass particle layer or glass layer on the inner surface of the glass tube. It is in the value of.
本発明のガラス部材の製造方法は、ガラス管にガラス原料含有ガスを流しつつ前記ガラス管に沿って相対的に移動する熱源により前記ガラス管を加熱し、前記ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成する工程と、当該工程に併せて前記ガラス管に内圧調整用ガスを流入させる工程とを有するものであって、
前記内圧調整用ガスを流入させる工程において、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域では、前記ガラス管の内圧が基準内圧設定値になるように前記内圧調整用ガスの流量を調整する圧力制御を行い、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域を除く領域では、前記ガラス管の外径が基準外径設定値になるように前記内圧調整用ガスの流量を調整する外径制御を行い、かつ、
前記圧力制御および前記外径制御が、一方から他方に切り換わる瞬間に前記内圧調整用ガスの流量が変化しないように前記圧力制御および前記外径制御を行う、
ことを特徴とする
In the method for producing a glass member of the present invention, the glass tube is heated by a heat source that moves relatively along the glass tube while flowing a glass raw material-containing gas through the glass tube, and a glass fine particle layer or an inner surface of the glass tube is formed. A step of forming a glass layer, and a step of flowing an internal pressure adjusting gas into the glass tube in combination with the step,
In the step of introducing the internal pressure adjusting gas,
In one or both end regions of the glass tube, pressure control is performed to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas so that the internal pressure of the glass tube becomes a reference internal pressure setting value,
In the region excluding one end region or both end regions of the glass tube, outer diameter control is performed to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas so that the outer diameter of the glass tube becomes a reference outer diameter set value. Done and
The pressure control and the outer diameter control are performed so that the flow rate of the internal pressure adjusting gas does not change at the moment when the pressure control and the outer diameter control are switched from one to the other.
It is characterized by
本発明のガラス部材の製造方法では、前記圧力制御においては、前記熱源の位置の前記ガラス管の内圧の測定値と前記内圧設定値との偏差に基づき前記内圧調整用ガスの流量を調整し、前記外径制御においては、前記熱源の位置の前記ガラス管の外径の測定値と前記基準外径設定値との偏差に基づき前記内圧調整用ガスの流量を調整することができる。 In the method for producing a glass member of the present invention, in the pressure control, the flow rate of the internal pressure adjusting gas is adjusted based on a deviation between the measured value of the internal pressure of the glass tube at the position of the heat source and the set value of the internal pressure, In the outer diameter control, the flow rate of the inner pressure adjusting gas can be adjusted based on the deviation between the measured value of the outer diameter of the glass tube at the position of the heat source and the reference outer diameter setting value.
また、本発明のガラス部材の製造方法では、前記ガラス部材が光ファイバ母材である場合に、前記ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成する工程を複数回行うことができる。
本発明のガラス部材の製造方法によれば、熱源がガラス管の端部に位置するときは前記熱源の位置のガラス管の外径によらず内圧を設定値とする。これにより、所定の内圧でガラス管の加熱およびガラス微粒子層またはガラス層の形成を開始することができる。したがって、ガラス管の温度が所定の温度近くとなったときに、急にガラス管の外径が変動することがない。そして内圧を所定の値としてガラス管の外径が一定となるように内圧を調整する制御に切り換える。切り換え時には流量が変化しないようにするので急な内圧の変動がない。それ以降は、内圧の調整により熱源により加熱されるガラス管の外径が一定となる。終了端では逆の動作を行い、切り換え時の流量を基準にして圧力が設定値になるように流量を下げるまたは上げる。
Moreover, in the manufacturing method of the glass member of this invention, when the said glass member is an optical fiber preform | base_material, the process of forming a glass fine particle layer or a glass layer in the inner surface of the said glass tube can be performed in multiple times.
According to the method for producing a glass member of the present invention, when the heat source is located at the end of the glass tube, the internal pressure is set as the set value regardless of the outer diameter of the glass tube at the position of the heat source. Thereby, heating of a glass tube and formation of a glass fine particle layer or a glass layer can be started with a predetermined internal pressure. Therefore, when the temperature of the glass tube becomes close to a predetermined temperature, the outer diameter of the glass tube does not change suddenly. Then, the control is switched to control for adjusting the internal pressure so that the outer diameter of the glass tube is constant with the internal pressure as a predetermined value. Since the flow rate is prevented from changing at the time of switching, there is no sudden fluctuation in internal pressure. Thereafter, the outer diameter of the glass tube heated by the heat source becomes constant by adjusting the internal pressure. At the end, the reverse operation is performed, and the flow rate is reduced or increased so that the pressure becomes a set value based on the flow rate at the time of switching.
本発明のガラス部材の製造装置は、
ガラス原料含有ガス供給装置と、熱源と、熱源相対移動装置とを備え、前記ガラス原料含有ガス供給装置により前記ガラス管にガラス原料含有ガスを流しつつ前記熱源相対移動装置により前記熱源を前記ガラス管に沿って相対的に移動させて前記ガラス管を加熱し、前記ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成するものであって、
前記ガラス管内に内圧調整用ガスを供給する内圧調整用ガス供給装置と、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域の前記熱源の位置における前記ガラス管の内圧を測定するガラス管内圧センサと、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域を除く領域の前記熱源の位置における前記ガラス管の外径を測定するガラス管外径センサと、
前記熱源が前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域にあるときは前記ガラス管内圧センサによる測定値に基づき前記ガラス管の内圧が基準内圧設定値になるように、前記熱源の位置の前記ガラス管の内圧の測定値と前記基準内圧設定値との偏差に基づいて前記内圧調整用ガスの流量を調整する圧力制御を行い、
前記熱源が前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域を除く領域にあるときは前記ガラス管外径センサによる測定値に基づき前記ガラス管の外径が基準外径設定値になるように前記熱源の位置の前記ガラス管の外径の測定値と前記基準外径設定値との偏差に基づいて前記内圧調整用ガスの流量を調整する外径制御を行い、かつ、
前記圧力制御および前記外径制御が、一方から他方に切り換わる瞬間に、前記内圧調整用ガスの流量が変化しないように前記圧力制御および前記外径制御を行う、
制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
The apparatus for producing a glass member of the present invention comprises:
A glass raw material containing gas supply device, a heat source, and a heat source relative movement device, wherein the glass raw material containing gas supply device causes the glass raw material containing gas to flow through the glass tube while the heat source relative movement device causes the heat source to move to the glass tube. The glass tube is heated by relatively moving the glass tube, and a glass fine particle layer or a glass layer is formed on the inner surface of the glass tube,
An internal pressure adjusting gas supply device for supplying an internal pressure adjusting gas into the glass tube;
A glass tube internal pressure sensor for measuring an internal pressure of the glass tube at the position of the heat source in one end region or both end regions of the glass tube;
A glass tube outer diameter sensor that measures an outer diameter of the glass tube at the position of the heat source in a region excluding one end region or both end regions of the glass tube;
When the heat source is in one end region or both end regions of the glass tube, the internal pressure of the glass tube is set to a reference internal pressure set value based on a measurement value by the glass tube internal pressure sensor. Performing pressure control to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas based on the deviation between the measured value of the internal pressure of the glass tube at the position and the reference internal pressure setting value;
When the heat source is in one end region of the glass tube or in a region excluding both end regions, the outer diameter of the glass tube becomes a reference outer diameter setting value based on a measurement value by the glass tube outer diameter sensor. Performing outer diameter control to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas based on the deviation between the measured value of the outer diameter of the glass tube at the position of the heat source and the reference outer diameter setting value, and
The pressure control and the outer diameter control are performed so that the flow rate of the internal pressure adjusting gas does not change at the moment when the pressure control and the outer diameter control are switched from one to the other.
A control device;
It is provided with.
本発明のガラス部材の製造装置では、前記制御装置は、前記圧力制御においては、前記熱源の位置の前記ガラス管の内圧の測定値と前記内圧設定値との偏差に基づき前記内圧調整用ガス流量を調整し、前記外径制御においては、前記熱源の位置の前記ガラス管の外径の測定値と前記基準外径設定値との偏差に基づき前記内圧調整用ガス流量を調整することができる。
また、本発明のガラス部材の製造装置では、前記ガラス部材が光ファイバ母材である場合に、前記ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成する工程を複数回行うことができる。
In the glass member manufacturing apparatus of the present invention, the control device, in the pressure control, uses the internal pressure adjusting gas flow rate based on a deviation between the measured value of the internal pressure of the glass tube at the position of the heat source and the set value of the internal pressure. In the outer diameter control, the inner pressure adjusting gas flow rate can be adjusted based on the deviation between the measured value of the outer diameter of the glass tube at the position of the heat source and the reference outer diameter setting value.
Moreover, in the manufacturing apparatus of the glass member of this invention, when the said glass member is an optical fiber preform | base_material, the process of forming a glass fine particle layer or a glass layer in the inner surface of the said glass tube can be performed in multiple times.
本発明では、ガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成するに際し、ガラス管の端部領域では内圧測定値に基づく圧力制御を行い、ガラス管の端部領域を除く領域(中間領域)では外径測定値に基づく外径制御を行い、かつ圧力制御CPと外径制御CDとの切り換えの瞬間に、内圧調整用ガスの流量が急激に変化しないような制御を行う。これにより、ガラス管の内圧が急激に変化することはなく(したがって、ガラス原料含有ガスの定常的な流れが維持される)、ガラス管の外径を全長にわたり安定させることができる。
また、ガラス管の内圧も安定し、ガラス原料含有ガスの逆流もなく、ガラス微粒子層またはガラス層の形成が乱れるといった問題も生じない。
In the present invention, when the glass fine particle layer or the glass layer is formed on the inner surface of the glass tube, the end region of the glass tube performs pressure control based on the measured internal pressure, and the region excluding the end region of the glass tube (intermediate region) Then, the outside diameter control based on the outside diameter measurement value is performed, and at the moment of switching between the pressure control CP and the outside diameter control CD, control is performed so that the flow rate of the internal pressure adjusting gas does not change suddenly. Thereby, the internal pressure of the glass tube does not change abruptly (therefore, a steady flow of the glass raw material-containing gas is maintained), and the outer diameter of the glass tube can be stabilized over the entire length.
Further, the internal pressure of the glass tube is stable, there is no back flow of the glass raw material-containing gas, and there is no problem that the formation of the glass fine particle layer or the glass layer is disturbed.
以下、本発明の一実施形態を、ガラス部材をMCVD法により製造する場合を例に説明する。なお、各図における各構成要素の寸法・形状等は実際のものと異なる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking a case where a glass member is manufactured by an MCVD method as an example. In addition, the dimension, shape, etc. of each component in each drawing are different from actual ones.
以下の実施形態では、ガラス部材は光ファイバ母材であり、後述するようにガラス管の内面にガラス微粒子層またはガラス層を形成する工程が複数回行われる。 In the following embodiments, the glass member is an optical fiber preform, and a step of forming a glass fine particle layer or a glass layer on the inner surface of the glass tube is performed a plurality of times as will be described later.
図1は本発明のガラス部材の製造装置1を示す説明図である。図1において、製造装置1は、ガラス原料含有ガス供給装置11と、ガラス管旋盤12(ガラス管保持部121,122)と、熱源13と、熱源相対移動装置14と、内圧調整用ガス供給装置15と、ガラス管内圧センサ16(161,162)と、ガラス管外径センサ17と、制御装置18とを備えている。
FIG. 1 is an explanatory view showing a glass member manufacturing apparatus 1 according to the present invention. In FIG. 1, a manufacturing apparatus 1 includes a glass raw material containing
ガラス管旋盤12には、ガラス管保持部121,122により、両端にダミー管201,202が取り付けられたガラス管2が保持されている。
The
熱源13は、酸水素バーナ、プラズマバーナ、高周波ヒータ、熱線ヒータ等である。ガラス管2にはガラス原料含有ガス3が流され、熱源13は熱源移動装置14によりガラス管2に沿って相対的に移動し、当該ガラス管2を加熱する。これにより、ガラス管2の内面にガラス微粒子層またはガラス層(31)を形成する。なお、ガラス管2の内面にガラス微粒子層またはガラス層(31)を形成する工程は、その厚みが所定値になるように複数回行われる。
The heat source 13 is an oxyhydrogen burner, a plasma burner, a high frequency heater, a hot wire heater, or the like. A glass raw material-containing gas 3 is caused to flow through the
内圧調整用ガス供給装置15は、バルブ151を有しておりバルブ開度に応じて内圧調整用ガス4をガラス管2内(図1ではガラス管保持部122)に注入することができる。
The internal pressure adjusting gas supply device 15 has a
ガラス管内圧センサ161,162は、ガラス管2の端部領域21,22における内圧Pin1,Pin2を測定することができる。本発明における「ガラス管の端部領域」は、図1ではガラス管2の端部領域21,22に相当するが、ガラス管2とダミー管201,202の接合部近傍(ガラス管2の一部とダミー管201,202の一部)を本発明における「ガラス管の端部領域」としてもよいし、ガラス管2を含まないダミー管201,202の一部を本発明における「ガラス管の端部領域」としてもよい。なお、両端にダミー管201,202が取り付けられていない場合には、ガラス管2の製品とされる部分(有効部E)の両側を本発明における「ガラス管の端部領域」とすることができる。
The glass tube
端部領域21,22の内圧をPin(x)とし、ガラス管2とダミー管201,202との全体長がLであり、ガラス管保持部121からの端部21,22の位置がxである場合において、ガラス管内圧センサ161,162の測定値がPin1,Pin2であるときは、
Pin(x)=Pin1+[(L−x1)/L]×(Pin2−Pin1)
として求めることができる。
ガラス管外径センサ17は、ガラス管2の端部領域21,22を除く領域の熱源13の位置xにおけるガラス管2の外径D(x)を測定することができる。図1において、xはガラス管保持部121からの距離である。ガラス管外径センサ17として、具体的には撮像装置を用いた距離検出装置や、レーザ光源を用いた距離検出装置やCCDを使用することができる。撮像装置を用いた距離検出装置では、ガラス管2を撮影し、撮影画像から画像処理(たとえば、ガラス管2の熱源13を含む部分の形状認識等)によりガラス管2の太さを求めることができる。また、レーザ光源からガラス管2にレーザ光を照射し、出射光と反射光との位相差を測定することでレーザ光源距離(たとえば、結果的には、ガラス管2の中心軸とガラス管2の表面との距離)を検出することができる。
The internal pressure of the
P in (x) = P in1 + [(L−x 1 ) / L] × (P in2 −P in1 )
Can be obtained as
The glass tube outer diameter sensor 17 can measure the outer diameter D (x) of the
制御装置18は、熱源13がガラス管2の端部領域21,22にあるときはガラス管内圧センサ16による測定値に基づきガラス管2の内圧Pin(t)が基準内圧設定値(Pin *)になるように内圧調整用ガス4の流量FQ(FP(t)=FQ)を調整する圧力制御CPを行う。なお、熱源13の移動は、時間tと位置xとに相関があるので、流量FQは時間の関数FP(t)または距離の関数FP(x)で表される。ここでは、流量FQはFP(t)で記すものとする。
When the heat source 13 is located in the
また、制御装置18は、熱源13がガラス管2の端部領域21,22を除く領域(中間領域23)にあるときはガラス管外径センサ17による測定値に基づき内圧調整用ガス4の流量FQを、ガラス管2の外径D(x)が基準外径設定値(D*)になるように内圧調整用ガス4の流量FQ(FP(t)=FQ)を調整する外径制御CDを行う。なお、圧力制御CPの場合と同様、この場合にも流量FQは時間の関数FD(t)または距離の関数FD(x)で表される。ここでは、流量FQはFD(t)で記すものとする。
In addition, when the heat source 13 is in a region (intermediate region 23) excluding the
さらに、制御装置18は、圧力制御CPおよび外径制御CDが、一方から他方に切り換わる瞬間(内圧制御から外径制御CDに切り換わる瞬間t=tch1,外径制御CDから内圧制御に切り換わる瞬間t=tch2)に、内圧調整用ガス4の流量FQが変化しないように圧力制御CPおよび外径制御CDを行う(FP(tch1)=FD(tch1)、FP(tch2)=FD(tch2))。この切り換えの瞬間は、温度または移動距離によって決まる。温度が上がってガラス管が柔らかくなって制御が効く状態となった時を切り換え時とすることができる。そのために必要な時間または熱源13の移動距離を予め求め、その時間が経過したときまたは熱源13が移動したときとすることもできる。
Further, the
これにより、ガラス管4の内圧が急激に変化することはなく、したがって、ガラス原料含有ガスの定常的な流れが維持される、ガラス管の外径を全長にわたり安定させることができる。また、ガラス原料含有ガスの流れが乱れず、ガラス微粒子層またはガラス層31の形成が乱れることはない。 Thereby, the internal pressure of the glass tube 4 does not change abruptly. Therefore, the outer diameter of the glass tube in which the steady flow of the glass raw material-containing gas is maintained can be stabilized over the entire length. Further, the flow of the glass raw material-containing gas is not disturbed, and the formation of the glass fine particle layer or the glass layer 31 is not disturbed.
図2に制御装置18の具体例を示す。制御装置18は、圧力制御系181と、外径制御系182と、操作量出力部183とからなる。
FIG. 2 shows a specific example of the
圧力制御CP系181は、差分器1811と圧力制御CPコントローラ1812と加算器1813とからなる。差分器1811は、ガラス管端部センサ16による測定値Pin(t)と基準内圧設定値(Pin *)との偏差ΔPinを圧力制御CPコントローラ1812に送出する。圧力制御CPコントローラ1812では、制御量CP(ΔPin,t)を算出して、加算器1813に送出する。加算器1813は、圧力制御CP用基準流量FPbと、制御量CP(ΔPin,t)とを加算し、これをガス流量FP(t)として操作量出力部183に送出する。
The pressure
一方、外径制御CD系182は、差分器1821と外径制御CDコントローラ1822と加算器1823とからなる。差分器1821は、ガラス管外径センサ17による測定値Din(t)と基準外径設定値(D*)との偏差ΔDを外径制御CDコントローラ1822に送出する。外径制御CDコントローラ1822では、制御量CD(ΔD,t)を算出して、加算器1823に送出する。加算器1823は、外径制御CD用基準流量FDbと、制御量CD(ΔD,t)とを加算し、これをガス流量FD(t)として操作量出力部183に送出する。
On the other hand, the outer diameter
操作量出力部183は、連動スイッチ1831を備えており、加算器1813,加算器1823の何れかからのガス流量値を選択し、これを内圧調整用ガス4の流量設定値として内圧調整用ガス供給装置15に送出する。
The manipulated
制御装置18は、熱源13がガラス管2の端部領域21から中間領域23に移行する瞬間(t=tch1)において、FP(tch1)=FD(tch1)とし、熱源13がガラス管2の中間領域23から端部領域22に移行する瞬間(t=tch2)において、FD(tch2)=FP(tch2)とする。
The
圧力制御CPにおいて、ガラス管2の端部21,22におけるガラス管内圧Pinの測定値が内圧設定値Pin *に一致するように、内圧調整用ガス供給装置15を制御して内圧調整用ガス4の流量FQを調整する。ガラス管内圧Pinは、ガラス管内圧センサ161,162の測定値の差分から、ガラス管2の端部21,22の圧力を測定することができる。
In the pressure control CP, the internal pressure adjusting gas supply device 15 is controlled so that the measured value of the glass tube internal pressure P in at the
また、制御装置18は、外径制御CDにおいて、熱源13の位置xのガラス管2の外径D(x)の測定値が基準外径設定値D*に一致するように、内圧調整用ガス供給装置15を制御して内圧調整用ガス4の流量FQを調整する。
Further, in the outer diameter control CD, the
すなわち、制御装置18は、圧力制御CPと外径制御CDとの切り換えに際し、内圧調整用ガス4の流量FQが切り換えの前と後とで変化しないように、内圧調整用ガス供給装置15を制御して、内圧調整用ガス4の流量FQを調整している。
That is, the
図3(A)に、本実施形態による処理を行った場合の、圧力制御CPから外径制御CDに切り換わるときの内圧調整用ガス4の流量FQを示す。図3(A)では、圧力制御CPから外径制御CDに切り換われる時刻tch1および外径制御CDから圧力制御CPに切り換われる瞬間に内圧調整用ガス4の流量FQが変化しないような制御が行われている様子が示されている。なお、図3(B)に本実施形態による処理を行わない場合の、内圧調整用ガス4の流量FQを参考に示す。 FIG. 3A shows the flow rate FQ of the inner pressure adjusting gas 4 when the pressure control CP is switched to the outer diameter control CD when the processing according to the present embodiment is performed. In FIG. 3A, the flow rate FQ of the internal pressure adjusting gas 4 does not change at the time t ch1 when the pressure control CP is switched to the outer diameter control CD and the moment when the pressure control CP is switched to the pressure control CP. It shows how control is taking place. FIG. 3B shows the flow rate FQ of the internal pressure adjusting gas 4 when the process according to the present embodiment is not performed.
本発明のガラス部材の製造方法の実施形態を、製造装置1を用いた場合を例に、図4のフローチャートを参照して説明する。
制御が開始されると、まず制御装置18は圧力制御CPを行う(S101)。圧力制御CPでは、ガラス管2の熱源13の位置xにおける内圧Pinを測定し、ガラス管2の端部の内圧Pinの測定値に基づき前記内圧調整用ガス4の流量FQを調整する。
An embodiment of the glass member manufacturing method of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the control is started, the
すなわち、圧力制御CPにおいては、熱源13の位置x(すなわち、基準時刻からの経過時間t)におけるガラス管12の端部領域21におけるガラス管内圧Pinの測定値が内圧設定値Pin *に一致するように内圧調整用ガス4の流量FQ(=FP(t))の調整が行われる。具体的には、熱源13の位置x(すなわち、基準時刻からの経過時間t)における内圧Pinの測定値と内圧設定値Pin *との偏差ΔPinに基づき内圧調整用ガス4の流量FQが決定される。
That is, in the pressure control CP, the position x of the heat source 13 (i.e., the elapsed time t from the reference time) measurement of the glass pipe pressure P in the
熱源13が端部領域21に存在しているときには上記の制御が継続して行われる(S102の「YES」)が、熱源13が端部領域21に存在しなくなったとき(中央領域23に到達したとき:S102の「NO」))は、外径制御CDを行う(S103)。圧力制御CPから外径制御CDに切り換わる瞬間(tch1)に、内圧調整用ガス4の流量FQが変化しないように圧力制御CPおよび外径制御CDを行う(FP(tch1)=FD((tch1))。
When the heat source 13 is present in the
外径制御CDでは、ガラス管2の熱源13の位置xにおける外径D(x)を測定し、熱源13の位置xにおけるガラス管2の外径D(x)の測定値に基づき内圧調整用ガス4の流量FQを調整する。すなわち、外径制御CDにおいては、熱源13の位置xにおけるガラス管2の外径D(x)の測定値が基準外径設定値D*に一致するように内圧調整用ガス4の流量FQ(=FD(t))の調整が行われる。具体的には、熱源13の位置x(すなわち、基準時刻からの経過時間t)における外径Dの測定値と基準外径設定値D*との偏差ΔDに基づき内圧調整用ガス4の流量FQが決定される。
In the outer diameter control CD, the outer diameter D (x) at the position x of the heat source 13 of the
熱源13が中間領域23に存在しているときには上記の制御が継続して行われる(S104の「YES」)が、熱源13が中間領域23に存在しなくなったとき(端部領域22に到達したとき:S104の「NO」))は、圧力制御CDを行う(S105)。外径制御CDから圧力制御CPに切り換わる瞬間(tch2)に、内圧調整用ガス4の流量FQが変化しないように圧力制御CPおよび外径制御CDを行う(FP(tch2)=FD((tch2))。
When the heat source 13 exists in the
この後、トラバースターンを行うかが判断され、トラバースターンを行うとき(S105の「YES」)は、熱源の温度を下げるか、熱源の動作を停止して、ガラス層形成のために移動するときの速度よりも高速で開始点まで熱源を移動させる(この間、ガラス微粒子層またはガラス層は形成されない)。
この後、ステップS101に処理を戻すが、トラバースターンを行わないとき(S105の「NO」)は処理を終了する。
Thereafter, it is determined whether a traverse turn is to be performed, and when the traverse turn is to be performed (“YES” in S105), the temperature of the heat source is lowered or the operation of the heat source is stopped and moved to form a glass layer. The heat source is moved to the starting point at a speed higher than the speed of (No glass fine particle layer or glass layer is formed during this time).
Thereafter, the process is returned to step S101, but when the traverse turn is not performed (“NO” in S105), the process ends.
1 製造装置
11 ガラス原料含有ガス供給装置
12 ガラス管旋盤
13 熱源
14 熱源相対移動装置
15 内圧調整用ガス供給装置
16(161,162) ガラス管内圧センサ
17 ガラス管外径センサ
18 制御装置
31 ガラス微粒子層またはガラス層
21,22 端部領域
23 中間領域
121,122 ガラス管保持部
181 圧力制御系
182 外径制御系
183 操作量出力部
201,202 ダミー管
1811, 1821 差分器
1812 圧力制御CPコントローラ
1813,1823 加算器
1822 外径制御CDコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記内圧調整用ガスを流入させる工程において、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域では、前記ガラス管の内圧が基準内圧設定値になるように前記内圧調整用ガスの流量を調整する圧力制御を行い、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域を除く領域では、前記ガラス管の外径が基準外径設定値になるように前記内圧調整用ガスの流量を調整する外径制御を行い、かつ、
前記圧力制御および前記外径制御が、一方から他方に切り換わる瞬間に前記内圧調整用ガスの流量が変化しないように前記圧力制御および前記外径制御を行う、
ことを特徴とするガラス部材の製造方法。 A step of heating the glass tube with a heat source that moves relatively along the glass tube while flowing a glass raw material-containing gas through the glass tube, and forming a glass fine particle layer or a glass layer on the inner surface of the glass tube; In addition to the step of causing the internal pressure adjusting gas to flow into the glass tube,
In the step of introducing the internal pressure adjusting gas,
In one or both end regions of the glass tube, pressure control is performed to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas so that the internal pressure of the glass tube becomes a reference internal pressure setting value,
In the region excluding one end region or both end regions of the glass tube, outer diameter control is performed to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas so that the outer diameter of the glass tube becomes a reference outer diameter set value. Done and
The pressure control and the outer diameter control are performed so that the flow rate of the internal pressure adjusting gas does not change at the moment when the pressure control and the outer diameter control are switched from one to the other.
The manufacturing method of the glass member characterized by the above-mentioned.
前記ガラス管内に内圧調整用ガスを供給する内圧調整用ガス供給装置と、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域の前記熱源の位置における前記ガラス管の内圧を測定するガラス管内圧センサと、
前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域を除く領域の前記熱源の位置における前記ガラス管の外径を測定するガラス管外径センサと、
前記熱源が前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域にあるときは前記ガラス管内圧センサによる測定値に基づき前記ガラス管の内圧が基準内圧設定値になるように、前記熱源の位置の前記ガラス管の内圧の測定値と前記基準内圧設定値との偏差に基づいて前記内圧調整用ガスの流量を調整する圧力制御を行い、
前記熱源が前記ガラス管の一方の端部領域または双方の端部領域を除く領域にあるときは前記ガラス管外径センサによる測定値に基づき前記ガラス管の外径が基準外径設定値になるように前記熱源の位置の前記ガラス管の外径の測定値と前記基準外径設定値との偏差に基づいて前記内圧調整用ガスの流量を調整する外径制御を行い、かつ、
前記圧力制御および前記外径制御が、一方から他方に切り換わる瞬間に、前記内圧調整用ガスの流量が変化しないように前記圧力制御および前記外径制御を行う、
制御装置と、
を備えたことを特徴とするガラス部材の製造装置。
A glass raw material containing gas supply device, a heat source, and a heat source relative movement device, wherein the glass raw material containing gas supply device causes the glass raw material containing gas to flow through the glass tube while the heat source relative movement device causes the heat source to move to the glass tube. A glass member manufacturing apparatus that heats the glass tube by relatively moving the glass tube to form a glass fine particle layer or a glass layer on the inner surface of the glass tube,
An internal pressure adjusting gas supply device for supplying an internal pressure adjusting gas into the glass tube;
A glass tube internal pressure sensor for measuring an internal pressure of the glass tube at the position of the heat source in one end region or both end regions of the glass tube;
A glass tube outer diameter sensor that measures an outer diameter of the glass tube at the position of the heat source in a region excluding one end region or both end regions of the glass tube;
When the heat source is in one end region or both end regions of the glass tube, the internal pressure of the glass tube is set to a reference internal pressure set value based on a measurement value by the glass tube internal pressure sensor. Performing pressure control to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas based on the deviation between the measured value of the internal pressure of the glass tube at the position and the reference internal pressure setting value;
When the heat source is in one end region of the glass tube or in a region excluding both end regions, the outer diameter of the glass tube becomes a reference outer diameter setting value based on a measurement value by the glass tube outer diameter sensor. Performing outer diameter control to adjust the flow rate of the internal pressure adjusting gas based on the deviation between the measured value of the outer diameter of the glass tube at the position of the heat source and the reference outer diameter setting value, and
The pressure control and the outer diameter control are performed so that the flow rate of the internal pressure adjusting gas does not change at the moment when the pressure control and the outer diameter control are switched from one to the other.
A control device;
An apparatus for producing a glass member, comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005306454A JP2007112668A (en) | 2005-10-20 | 2005-10-20 | Method and apparatus for manufacturing glass member |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017065967A (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社フジクラ | Method for manufacturing glass and method for manufacturing optical fiber preform |
-
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- 2005-10-20 JP JP2005306454A patent/JP2007112668A/en not_active Withdrawn
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