JP4816845B2 - ガラス母材の支持方法と支持ピン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス母材、例えば、光ファイバ用のガラス母材、半導体デバイス用のシリコン基板の製造、集積回路のフォトマスク基板の製造、液晶ディスプレイ用のガラス基板の製造に用いられるガラス母材を搬送するための、搬送装置にガラス母材を支持させる方法とそのための支持ピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス光ファイバは、ＶＡＤ法等により多孔質ガラス母材を石英種棒に堆積して形成するすす付け工程、すす付け工程で形成された多孔質ガラス母材を加熱透明化する焼結工程、焼結されたガラス母材を延伸する延伸工程の一連の工程からなる。これらの各工程は、一つの工場内にあっても、それぞれ独立して行なわれ、設備も別々の所に配置されている。したがって、前工程の製造処理が終了したガラス母材は、次工程の製造設備まで搬送する必要がある。
【０００３】
近年、光ファイバの生産効率向上と低価格を図るために、光ファイバ用のガラス母材は大型化、大重量化されているため、作業者が人力により、ガラス母材を製造装置から取外したりまたは取付ける作業、さらに工程間の搬送を行なうことが困難になってきている。
【０００４】
このため、ハンドクレーンや搬送台車を使用して、光ファイバガラス母材の取付けや取外しを行なう技術が開発されている（例えば、特開２０００−４４２６８公報参照）。光ファイバガラス母材は、通常、一方の端部に多孔質ガラスを堆積させる石英種棒を有しており、この石英種棒が光ファイバガラス母材の支持体として使用されている。この石英種棒は、光ファイバガラス母材を焼結し、線引された後、切り取って再使用することが可能なものである。
【０００５】
図５および図６は、上述の特開２０００−４４２６８公報に示されている、光ファイバガラス母材を支持ピンにより吊下げ支持する例を示す図である。図５は光ファイバガラス母材に支持ピンを取付けた状態を示す図、図６は支持ピンで光ファイバガラス母材を吊下げ支持する状態を示す図である。図中、１は石英種棒、２はガラス母材、３は支持ピン、４はピン挿通孔、５は搬送アーム、６は支持アーム、７は係合溝を示す。
【０００６】
ガラス母材２は、図５に示すように、上端の石英種棒１に連結一体とされ、石英種棒１には、ガラス母材の軸方向と直交してピン挿通孔４が設けられている。ピン挿通孔４には、支持ピン３が石英種棒１の両側に突き出るようにして挿通される。石英種棒１の両側から突き出た支持ピン３は、図４に示すように、搬送アーム５に設けた一対の支持アーム６に横架され、支持アーム６で支持ピン３の両側を支持し、支持ピン３の中央部で石英種棒１とガラス母材２を吊下げ支持する。支持アーム６には、支持ピン３を所定の位置で受けるように溝７が設けられている。搬送アーム５は、ハンドクレーンまたは搬送台車に取付けられて、支持ピン３により吊下げられた形のガラス母材２を搬送する。
【０００７】
支持ピン３は、ステンレス等の金属で形成されていて、石英種棒１のピン挿通孔４と接触する部分に搬送時の衝撃や振動で、ピン挿通孔４の周囲にクラックＣや破損を生じることがある。石英種棒１にクラックや破損が生じると、後工程のための搬送が不可能となり、また、製造設備への取付けに支障を生じる。また、石英種棒１は、使用後に切り取って再使用されるが、クラック等が生じると再使用ができなくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、種棒にクラックや破損が生じないガラス母材の支持方法とそのための支持ピンを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラス母材の支持方法は、ガラス母材上端の種棒に設けたピン挿通孔に支持ピンを挿入し、支持ピンによりガラス母材を支持する方法であって、支持ピンの軸部を合成樹脂で被覆することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のガラス母材の支持ピンは、ガラス母材上端の種棒に設けたピン挿通孔に挿入して、ガラス母材を吊下げ支持する支持ピンであって、フランジ部と第１軸部と第２軸部と雄ねじ部とを有するピン本体と、フランジ部と軸部と雌ねじ部を有するピン補助体を結合してなり、ピン本体の第１軸部と第２軸部およびピン補助体の軸部には、合成樹脂で弾性を有する被覆体が設けられ、ピン本体の被覆体が設けられた第２軸部が種棒に設けたピン挿通孔に挿通される径で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は支持ピンの軸方向断面を示す図であり、図１（Ｂ）は支持ピンの分解断面を示す図である。図中、１１はピン本体、１２はピン補助体、１３、１４は被覆体、１５はワッシャ、Ｐは支持ピンを示す。支持ピンＰは、図１（Ａ）に示すように、ステンレス等の金属で形成されたピン本体１１とピン補助体１２とからなり、互いにねじ手段により螺合結合し、軸部分の表面に被覆体１３，１４をコーティング等で形成して構成される。
【００１２】
図１（Ｂ）に示すように、ピン本体１１は、フランジ部１１ａ、第１軸部１１ｂ、第１軸部１１ｂより径の小さい第２軸部１１ｃおよび雄ねじ部１１ｄを機械加工により加工して形成される。第１軸部１１ｂは、石英種棒のピン挿通孔よりは太い径で形成され、第２軸部１１ｃは、被覆体１４が設けられた状態で石英種棒のピン挿通孔に挿通し得る小さい径で形成される。第１軸部１１ｂと第２軸部１１ｃの外面には、フッ素樹脂等の合成樹脂をコーティングして、弾性を有する被覆体１３を設ける。
【００１３】
ピン補助体１２は、フランジ部１２ａ、軸部１２ｂおよび雌ねじ部１２ｃを機械加工により加工して形成される。軸部１２ｂは、ピン本体１１の第１軸部１１ｂと同じ径と長さで形成される。軸部１２ｂの外面には、ピン本体１１と同様に、フッ素樹脂等の合成樹脂をコーティングして、被覆体１４を設ける。ワッシャ１５は、被覆体１３，１４と同種の合成樹脂で形成され、ピン本体１１の雄ねじ部１１ｄの段部とピン補助体１２の軸部１２ｂの端面との間に配される。
【００１４】
被覆体１３，１４は、０．５ｍｍ以上の厚さで形成することが好ましく、ピン本体１１およびピン補助体にコーティングで直接形成することができるが、熱収縮性チューブの形で形成するようにしてもよい。また、被覆体１３，１４を形成する合成樹脂材は、光ファイバガラス母材が、すす付けした直後の熱い状態で搬送する場合は、フッ素樹脂等（例えば、テフロン（商標名）のような耐熱性のよい樹脂を用いる。光ファイバガラス母材が、冷えた状態で搬送する場合は、特に耐熱性は必要でなく、ガラスより軟質で、ある程度の弾性を有する各種の合成樹脂を用いることができる。
【００１５】
図２は、以上のように構成された支持ピンＰで、光ファイバガラス母材を支持する状態を示す図である。光ファイバガラス母材（図５参照）の上端の石英種棒１に形成したピン挿通孔４に被覆体１３が施されたピン本体１１を一方の側から挿入し、他方の側から雄ねじ部１１ｄにワッシャ１５を嵌合し、被覆体１４が施されたピン補助体１２を螺合結合させる。ワッシャ１５は、ピン本体１１の第２軸部１１ｃの端面とピン補助体１２の軸部１２ｃの端面を覆い、支持ピンＰの軸部分全体を被覆した形態とし、石英種棒１がピン補助体１２の金属部分に直接当たるのを防止する。
【００１６】
支持ピンＰは、被覆体１３が設けられたピン本体１１の第２軸部１１ｃの部分のみが石英種棒１のピン挿通孔４に挿通可能である。第１軸部１１ｂの部分およびピン補助体１２の軸部１２ｂは、石英種棒１の両側に突き出て、その軸部長さが確保されるので、支持ピンＰの位置調整を行なう必要がない。石英種棒１の両側から突き出る第１軸部１１ｂの部分および軸部１２ｂの下方から支持アーム６が当てられ、支持アーム６を上方に持ち上げることにより、石英種棒１とともに光ファイバガラス母材を吊上げ支持して搬送することができる。
【００１７】
従来の被覆体を有しない金属ピンを用いて光ファイバガラス母材を搬送した場合（図６参照）、石英種棒に５％程度のクラックが生じていた。しかし、上述した本発明による被覆体１３で被覆された支持ピンＰを用いることにより、石英種棒１が硬い金属との直接接触がなくなり、また、弾性を有する被覆体１３が衝撃を緩和し、光ファイバガラス母材の搬送時におけるクラックや破損の発生を防止することができる。なお、被覆体の厚さが０．２ｍｍの場合で、クラック発生を１％に減ずることができ、被覆体の厚さを０．７ｍｍとすることにより、クラック等の発生を完全になくすことができた。したがって、被覆体の厚さは、おおよそ０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。
【００１８】
図３は、他の実施の形態を示す図で、図３（Ａ）は支持ピンの軸方向断面を示す図であり、図３（Ｂ）は支持ピンの分解断面を示す図である。図中、２１はピン本体、２２はピン補助体、２３は被覆体、Ｐ’は支持ピンを示す。支持ピンＰ’は、図３（Ａ）に示すように、ステンレス等の金属で形成されたピン本体２１の一方の端部にピン補助体２２をねじ手段を用いて螺合結合し、軸部分の表面に被覆体２３をコーティング等で形成して構成される。
【００１９】
図３（Ｂ）に示すように、ピン本体２１は、フランジ部２１ａ、軸部２１ｂ、および雌ねじ部２１ｃを機械加工により加工して形成される。軸部２１ｂは、石英種棒のピン挿通孔よりは小さい径で形成され、軸部２１ｂの外面には、フッ素樹脂等の合成樹脂をコーティングして、弾性を有する被覆体２３を設ける。ピン補助体２２は、フランジ部２２ａにピン本体２１の雌ねじ部２１ｃに螺合する雄ねじ部２２ｂを機械加工により一体に形成したものである。
【００２０】
図４は、以上のように構成された支持ピンＰ’で、光ファイバガラス母材を支持する状態を示す図である。光ファイバガラス母材上端の石英種棒１に形成したピン挿通孔４に被覆体１３が施されたピン本体２１を一方の側から挿入し、他方の側にピン補助体２２を螺合させて取付ける。支持ピンＰ’の中央部に石英種棒１を位置させ、石英種棒１の両側から突き出る長さをほぼ等しくする。石英種棒１の両側から突き出る軸部分に、下方から支持アーム６を当てて上方に持ち上げることにより、石英種棒１とともに光ファイバガラス母材を吊上げて搬送することができる。
【００２１】
図３，図４で示す例は、従来の支持ピンの軸部を弾性を有する被覆体２３で覆っただけであるが、石英種棒と金属ピンが直接接触しないため、また、弾性を有する被覆体２３が衝撃を緩和するので、図２の場合と同様に光ファイバガラス母材の搬送時におけるクラックや破損の発生を防止することができる。
【００２２】
以上、光ファイバ用のガラス母材の例を用いて説明したが、本発明は、半導体デバイス用のシリコン基板の製造、集積回路のフォトマスク基板の製造、液晶ディスプレイ用のガラス基板の製造に用いられるガラス母材についても、適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ガラス母材上端の種棒に支持ピンを挿通させて搬送する場合に、種棒にクラックや破損が発生せず、安全性の確保と歩留まりが向上し、種棒の再利用ができ、さらに大型のガラス母材の製造を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による支持ピンを示す図である。
【図２】本発明によるガラス母材の支持方法を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態による支持ピンを示す図である。
【図４】本発明によるガラス母材の他の支持方法を示す図である。
【図５】従来の支持ピンを示す図である。
【図６】従来のガラス母材の支持方法を示す図である。
【符号の説明】
１１，２１…ピン本体、１２，２２…ピン補助体、１３、１４、２３…被覆体、１５…ワッシャ、Ｐ、Ｐ’…支持ピン。

Claims (5)

1. ガラス母材上端の種棒に設けたピン挿通孔に支持ピンを挿入し、前記支持ピンにより前記ガラス母材を支持する方法であって、前記支持ピンの軸部を合成樹脂で被覆することを特徴とするガラス母材の支持方法。
2. 前記支持ピンの軸部をフッ素樹脂で被覆することを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の支持方法。
3. 前記支持ピンの軸部を被覆する合成樹脂の厚さを０．５ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の支持方法。
4. ガラス母材上端の種棒に設けたピン挿通孔に挿入して、前記ガラス母材を吊下げ支持する支持ピンであって、フランジ部と第１軸部と第２軸部と雄ねじ部とを有するピン本体と、フランジ部と軸部と雌ねじ部を有するピン補助体を結合してなり、前記ピン本体の第１軸部と第２軸部および前記ピン補助体の軸部には、合成樹脂材による弾性を有する被覆体が設けられ、前記ピン本体の被覆体の設けられた第２軸部が前記種棒に設けたピン挿通孔に挿通される径で形成されていることを特徴とするガラス母材の支持ピン。
5. 前記ピン本体と前記ピン補助体の間に、前記被覆体と同種の合成樹脂で形成されたワッシャが配されていることを特徴とする請求項４に記載のガラス母材の支持ピン。

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