JP2502868Y2 - 石英ガラス製棒状部材の加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、石英ガラス製棒状部材の加工装置に関する
ものである。

（従来の技術） 従来より、例えば半導体工業の分野における炉芯管等
の部材や光ファイバー用素材等として石英ガラス製チュ
ーブ（管）が使用されている。

このような石英ガラス製チューブ（管）を製造する従
来の方法は、一般に、中実の石英ガラスロッドから石英
ガラス製の中空筒状の部材（一般に「シリンダー」と称
している）を削り出し、この筒状部材を被加工材料とし
て、その一端を軟化温度まで加熱し、整形用ダイスの孔
を通して引抜きして肉厚の薄いチューブを成形する方法
（例えば実公昭55-35297号参照）によっている。

つまり、被加工材料である厚肉のシリンダー部材を一
方向に送りながら、その送り方向を先端を加熱軟化し、
外径寸法をダイスによって規制しながら内部から気体圧
力を作用させて筒状部材の薄肉化を図るものである。

第５図はこのような筒状部材から石英ガラス製チュー
ブを引抜き成形する製造装置の一例の全体概要を示した
図であり、この図において１は入り口側ベッド、３は出
口側ベッドを示し、これらの間に誘導加熱方式の加熱炉
２が配置されている。

４は上記入り口側ベッド１の上に図の左右方向の移動
が可能に設けられた第１の主軸送りテーブルであり、該
テーブルの一側に設けられたチャック６に、被加工物で
ある筒状部材（石英ガラス製シリンダー）10をチャッキ
ングして、図示しない回転駆動機構により図の23方向に
回転させるようになっている。なおこの筒状部材の姿勢
安定のために入り口側ベッド１の上にはサポートローラ
17が設けられ、このサポートローラ17は図の符号21,22
の方向にその位置が調整できるようになっている。

またこの第１の主軸送りテーブル４は、図示しない移
動機構によって図の符号19方向に所定の速度で送り移動
されるようになっている。

上記のようにして第１の主軸送りテーブル４及びサポ
ートローラ17により支持された筒状部材10の先端（図の
右端）は、図示の如く加熱炉２の内部に置かれ、コイル
2aに所定の交流電力が通電されることで発熱体（黒鉛）
2bを発熱させ、石英ガラス製ロッドが軟化点まで加熱
（約2000℃）させる。

他方、出口側ベッド３の上にはもう一つの第２の主軸
送りテーブル７が設けられていて、その加熱炉側の回転
駆動チャック８には、石英ガラス製のロッド11が組み付
けられ、図の符号24方向に駆動回転されるようになって
いる。またこのロッド11の先端（図の左端）は、加熱炉
２の発熱体2b内で上記被加工物でる筒状部材10の先端面
と同心的に加熱軟化して融着するようになっている。な
おこの第２の主軸送りテーブル７は、図示しない移動機
構によって図の符号20方向に所定の速度で送り移動され
るようになっている。

第３図は、第５図の加熱炉２内において筒状部材10を
チューブに引抜き成形する構成部分の従来の構成を示し
たものであり、加熱炉２の炉体（固定部分）25と一体に
カーボン等で形成された筒状の発熱体2bが固定して設け
られ、この炉体25と発熱体2bに、引抜き整形用のダイス
12がボルト締め等により固定されている。

引抜きは、引抜き用ロッド11と筒状部材10を融着一体
化し、筒状部材10の内部に圧力気体により径外方に膨ら
む加圧力Ｐを与え、加熱軟化した筒状部材10を径外方に
膨らませながら上記ダイス12で外径寸法を規定し、かつ
被加工物を回転23,24させながら、引抜き用ロッド11と
筒状部材10両者の軸方向の移動速度差により引抜きして
所定肉厚のチューブを成形するように行なわれる。

（考案が解決しようとする課題） ところで上記のようにして筒状部材を引き抜き成形す
る加工技術においては石英ガラスの軟化のために高温加
熱（2000℃程度）を行なうので、この状態の高温被加工
物に接触するダイスの消耗が激しく、消耗したダイスの
交換作業に手間がかかるとその期間装置の稼動を停止さ
せねばならないため、生産性が低下するという問題があ
る。

また作製する石英ガラス製の管の径は採用するダイス
の孔径で定まるため、一定寸法の管を大量に製造する場
合はよいが、異なる径の管を少量多種製造する場合には
ダイスの交換が必要となり、やはりその交換作業の難易
は生産性に大きく影響する。

しかし従来の装置におけるダイスの交換作業は、加熱
炉が発熱体、その周囲を覆うグラファイトフェルト等の
保温材、更にその周囲を覆う絶縁材等を取り外して作業
を行なう必要があるため、時間と手間のかかる作業とな
っており、工業的な生産を行なう場合の問題の一つとな
っていた。

また第４図は、本考案者が提案した中実の石英ガラス
製ロッド50から厚肉の筒状シリンダー部材を引抜き法に
より成形する装置の構成を例示するものであって、中実
の石英ガラス製ロッド50から筒状シリンダー部材を引抜
き法により成形するのに、石英ガラス製ロッド50の先端
中心に逆円錐形の先鋭駒53を有する穿孔用の固定棒状部
材52を係合させ、そのロッド50の先端周縁にダミーシリ
ンダー51を融着させて、穿孔用の駒53に対しロッド50を
引抜くようにしたものである。そしてこの装置において
も、上記した第３図の管成形の場合と同様にダイス12を
用いているので、上記説明したと同様のダイス交換作業
が問題となる。

本考案者等は、このような問題点を解消するために鋭
意検討を重ね、最も交換頻度が高くかつ生産性に影響す
る度合いの高いダイスの交換作業を簡易なものと出来る
構造をもった石英ガラス製の棒状部材の加工装置を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記した種々の目的を実現するための本考案よりなる
石英ガラス製棒状部材の加工装置の特徴は、中実又は筒
状の石英ガラス製の棒状部材をその長尺軸を中心として
回転させながら先端を加熱炉内で加熱軟化させ、加熱炉
の出口部に設けた整形用ダイスの孔を通して加熱軟化し
た被加工物を先端から回転引抜きする石英ガラス製棒状
部材の加工装置において、上記ダイスは、一定径の直筒
状内周部を有していると共に炉体の固定部に固定れてい
てかつ被加工物とは接触しないダイス基部と、このダイ
ス基部の上記直筒状内周部に内装されて支持されると共
に上記被加工物に接触する整形用ダイス孔を有する一体
筒型のダイス本体とを備え、このダイス本体は上記固定
部に対し軸回りに回転が可能に設けられると共に、引抜
き側の端部が、上記ダイス基部に設けた直角内向きフラ
ンジ型ストッパ部に係合することで上記引抜き方向には
抜け止めされるが、引抜きと反対方向には抜取り・嵌挿
自在に設けられているという構成をなすところにある。

上記において石英ガラス製棒状部材とは、中実のロッ
ドからシリンダー部材を成形する場合のロッド、あるい
はシリンダーから薄肉の管を成形する場合のシリンダー
のいずれも含むものである。

（作用） 本考案の石英ガラス製棒状部材の加工装置によれば、
加熱炉に対して固定のダイス基部に対し、ダイス本体を
引抜きと反対方向から容易に抜取り・嵌挿できるため交
換作業が容易である。

（実施例） 以下本考案を図面に示す実施例に基づいて説明する。

本実施例装置の全体の概要構成は既に第５図で説明し
たものと同様であるのでその説明は省略し、加熱炉部分
の構成について第１図により詳細に説明する。

第１図は筒状部材から薄肉の管を引抜き成形する装置
に本考案を提供した場合の実施例を示すものである。

第１図において、20bはカーボン材料等より形成され
ているダイス基部であり、加熱炉２の炉体（固定部分）
25とこれに一体の筒状発熱体2bとに渡り図示しないボル
ト締め等の固定手段で固定されている。そしてこのダイ
ス基部20bは第１図に示すごとく被加工物10には接触し
ないようになっている。

またこのダイス基部20bは、その内周部において引抜
きとは反対方向（図の左側方向）に一定径の直筒状の内
筒部20cを有していて、その直筒状の内筒部20cの引抜き
方向（図の右側方向）の端部には、略直角に内向きに延
出されたフランジとしての段付小径のストッパ部20dが
形成されている。

20aはダイス本体であり、上記ダイス基部20bの内筒部
20cに嵌合される外径寸法をもつように形成されてい
て、その内周が被加工物の外径を規定するダイス孔とし
て設けられている。

このような構成によれば、引抜き成形に際して、ダイ
ス本体20aは、被加工物との摺擦により引抜き方向（図
の右方向）の移動力を受けるが、これは上記段付小径の
ストッパ部20dに該ダイス本体20aが係合して係止される
ので、移動を生じない。

他方、反対方向（図の左側方向）については格別の抜
け止めを設けていないので上記引抜きとは反対方向から
該ダイス本体20aを容易に嵌挿、抜き出しすることがで
きる。

したがって必要時に、加工物の外径寸法を規定するダ
イス本体20aのみを交換することで、迅速かつ容易な交
換作業を実施でき、装置稼動率の向上、生産性の向上が
実現できる。

第２図は本考案を、石英ガラス製ロッドからシリンダ
ーに引抜き成形する場合の装置に適用した場合の構成を
示したものであり、ダイス部分の構成は第１図と全く同
様に構成されている。

したがって本例によっても、第１図と同様の効果を得
ることができる。

なお上記実施例はいずれも、炉体25にダイス本体20a
が周方向回転自在に構成し、更にこの回転自在のダイス
本体を被加工物と同期して回転させるように構成した。

このようにすることで、被加工物10とダイス本体20a
の周方向に関する相対的な回転速度の差が零となってダ
イス本体の耐久性が向上し、被加工物の表面にダイス本
体との周方向の摺擦をなくして表面状態の平坦度や表面
精度を高く維持できる。

（考案の効果） 以上述べたように、本考案の石英ガラス製棒状部材の
加工装置によれば、加熱炉に固定のダイス基部に対し、
ダイス本体を引抜きと反対方向から容易に抜取り・嵌挿
できるため交換作業が容易であるという効果があり、消
耗したダイスを容易に交換して装置の稼動率を向上させ
ることができ、したがって高い生産性を確保できるとい
う効果がある。

また少量の多種製品の生産のために、頻繁なダイス交
換が必要な場合にも、迅速容易なダイス交換ができるた
め、高い生産性を確保できるという効果もある。

また本考案においては、ダイス本体を、その引抜き側
の端部において、ダイス基部に設けた直角内向きのフラ
ンジ型ストッパ部に係合させて引抜き方向に抜け止め
し、引抜きとは反対方向には抜取り・嵌挿自在に設けた
ので、筒状のダイス本体を用いて確実な抜け止めと上記
のダイス本体の容易な交換を実現しながら、割型を用い
る場合のような引抜き成形品である石英ガラス製品の表
面にいわゆるツールマークを発生させることがなく、ま
た、ダイス本体を固定部材に対して軸回り方向に回転可
能に設けたので、表面状態の平坦度や表面精度を高く維
持できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案よりなる石英ガラス製チューブの加工装
置における加熱炉部分の構成概要を示した図、第２図は
石英ガラス製シリンダーの加工装置における加熱炉部分
の構成概要を示した図、第３図は従来の石英ガラス製チ
ューブの加工装置における加熱炉部分の構成概要を示し
た図、第４図は他の従来例である石英ガラス製シリンダ
ーの加工装置における加熱炉部分の構成概要を示した
図、第５図は本考案が適用される加工装置の全体概要を
示した図である。 1:入り口側ベッド、2:加熱炉 2a:コイル、2b:発熱体 3:出口側ベッド 4:第１の主軸送りテーブル 6:チャック 7:第２の主軸送りテーブル 8:チャック 10:筒状部材（石英ガラス製シリンダー） 11:ロッド、20a:ダイス本体 20b:ダイス基部、20c:直筒状の内筒部 20d:ストッパ部 25:炉体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平野 逸雄 山口県新南陽市土井２―15―４―204 (56)参考文献 特開 昭60−130416（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−38116（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−41334（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−30331（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中実又は筒状の石英ガス製の棒状部材をそ
   の長尺軸を中心として回転させながら先端を加熱炉内で
   加熱軟化させ、加熱炉の出口部に設けた整形用ダイスの
   孔を通して加熱軟化した被加工物を先端から回転引抜き
   する石英ガラス製棒状部材の加工装置において、 上記ダイスは、一定径の直筒状内周部を有していると共
   に炉体の固定部に支持されていてかつ被加工物とは接触
   しないダイス基部と、このダイス基部の上記直筒状内周
   部に内装されて支持されると共に上記被加工物に接触す
   る整形用ダイス孔を有する一体筒型のダイス本体とを備
   え、このダイス本体は上記固定部に対し軸回り回転が可
   能に設けられると共に、引抜き側の端部が、上記ダイス
   基部に設けた直角内向きのフランジ型ストッパ部に係合
   することで上記引抜き方向には抜け止めされるが、引抜
   きとは反対方向には抜取り・嵌挿自在に設けられている
   ことを特徴とする石英ガラス製棒状部材の加工装置。