JP7340468B2 - ガラスロッドの延伸装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスロッドの延伸装置に関する。

従来、炉心管の上側に伸縮式の容器を備えたガラスロッドの延伸装置が知られている（特許文献１）。この種のガラスロッドの延伸装置にあっては、炉心管の管内および容器内に、不活性ガスのようなガスが導入される。

特開平１１－６０２５９号公報

しかしながら、上記特許文献１では、炉心管の下側が開放されているため、当該下側からガスが流出し、ガスのロスが増大してしまう虞があった。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、ガラスロッドの延伸装置において、よりガスのロスを抑制することが可能な新規な構成を得ること、である。

本発明のガラスロッドの延伸装置は、例えば、上下方向に延びたガラスロッドを加熱するヒータを有し、当該ガラスロッドの周囲を取り囲む炉心管と、前記炉心管の下側で前記ガラスロッドの周囲を取り囲む上下方向に伸縮可能な第一筒状部材と、前記炉心管の上側で前記ガラスロッドの周囲を取り囲む上下方向に伸縮可能な第二筒状部材と、前記第一筒状部材の下端を覆う第一蓋と、前記第二筒状部材の上端を覆う第二蓋と、を備える。

また、前記ガラスロッドの延伸装置では、例えば、前記第二蓋は、前記上端と当該第二筒状部材の上側に位置する上側部材との間に介在するシール部材を有する。

また、前記ガラスロッドの延伸装置では、例えば、前記シール部材には、前記ガラスロッドが貫通する開口が設けられ、前記上側部材は、前記ガラスロッドの上端を支持する支持部を有する。

また、前記ガラスロッドの延伸装置は、例えば、前記上端と前記上側部材との間に前記シール部材が介在した状態で前記上端を前記上側部材にロックするロック状態と、当該ロック状態を解除したロック解除状態と、を切り替え可能なロック機構を備える。

また、前記ガラスロッドの延伸装置では、例えば、前記シール部材に、前記第二筒状部材の筒内にガスを導入するガス導入口が設けられる。

また、前記ガラスロッドの延伸装置には、例えば、前記炉心管の管内、前記第一筒状部材の筒内、および前記第二筒状部材の筒内が繋がった内部空間と、前記内部空間にガスを導入するガス導入口と、が設けられるとともに、前記ガラスロッドの延伸装置は、前記ガスの物理量を検出するセンサと、前記センサの検出値に基づいて前記内部空間のガスの圧力が正圧となるよう前記ガス導入口から前記内部空間へのガスの導入を制御するコントローラと、を備える。

また、前記ガラスロッドの延伸装置では、例えば、前記第一蓋には、前記第一筒状部材の筒内からガスを排出するガス排出口が設けられ、前記センサは、前記内部空間の上部のガスの物理量を検出する。

また、前記ガラスロッドの延伸装置は、例えば、前記センサとして、上下方向に離間した複数のセンサを備える。

また、前記ガラスロッドの延伸装置は、例えば、前記炉心管に対して前記第一筒状部材の下端を上下方向に移動可能な第一移動機構と、前記炉心管に対して前記第二筒状部材の上端を上下方向に移動可能な第二移動機構と、を備える。

また、前記ガラスロッドの延伸装置は、例えば、前記炉心管を上下方向に移動可能な第三移動機構を備える。

本発明によれば、例えば、炉心管の上側および下側がそれぞれ筒状部材と蓋で覆われるため、ガスの流出、ひいてはガスのロスが抑制されやすい。

図１は、実施形態のガラスロッドの延伸装置の例示的かつ模式的な側面図である。 図２は、実施形態のガラスロッドの延伸装置の例示的かつ模式的な断面図である。 図３は、実施形態のガラスロッドの延伸装置のシール部材の例示的かつ模式的な断面図である。 図４は、実施形態のガラスロッドの延伸装置の上部の例示的かつ模式的な分解断面図である。 図５は、実施形態のガラスロッドの延伸装置の例示的なブロック図である。 図６は、実施形態のガラスロッドの延伸装置でのガラスロッドの延伸処理中における形態の変化を示す例示的かつ模式的な側面図である。 図７は、実施形態のガラスロッドの延伸装置の延伸処理後の形態を示す例示的かつ模式的な側面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

また、各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表す。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。Ｘ方向およびＹ方向は、水平方向とも称されうる。Ｚ方向は、上下方向の一例であり、延伸方向とも称されうる。Ｚ方向の前方は上方を指し、Ｚ方向の後方（Ｚ方向の反対方向）は下方を指す。また、各図中に一点鎖線で示されるＡｘは、ガラスロッドＧ、加熱炉１０、炉心管２０、および筒状部材３０，４０に共通の中心軸である。Ｚ方向は、中心軸Ａｘの軸方向でもある。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態のガラスロッドＧ（図２参照）の延伸装置１００の側面図である。図１に示されるように、延伸装置１００は、Ｚ方向に延びた加熱炉１０を備えている。加熱炉１０は、炉心管２０と、炉心管２０の下側に位置された筒状部材３０と、炉心管２０の上側に位置された筒状部材４０と、を有している。また、筒状部材３０の下端３１は、蓋５１で覆われ、筒状部材４０の上端４１は、蓋５２で覆われている。ガラスロッドＧ（図１には不図示、図２参照）は、Ｚ方向に延びた姿勢で、炉心管２０の管内、筒状部材３０の筒内、および筒状部材４０の筒内に収容されている。言い換えると、ガラスロッドＧの周囲は、炉心管２０、筒状部材３０、および筒状部材４０によって覆われている。筒状部材３０は、第一筒状部材の一例であり、筒状部材４０は、第二筒状部材の一例である。また、蓋５１は、第一蓋の一例であり、蓋５２は、第二蓋の一例である。

筒状部材３０は、Ｚ方向に伸縮可能に構成されている。筒状部材３０は、例えばベローズである。具体的に、筒状部材３０は、例えば、ベローズ構造に形成されたガラス繊維を有している。ガラス繊維の内周面には、ほぼ全体に渡って、金属膜（不図示）が設けられている。金属膜により、耐熱性および気密性が高められている。また、ガラス繊維には、筒状部材３０の径方向外側に突出した凸部において、それぞれリング（不図示）が取り付けられている。リングにより、剛性および強度が高められている。このような構成により、筒状部材３０は、例えば、２００℃程度の高温にも耐えうる耐熱性および高い気密性を確保している。なお、金属膜の材料は、例えば、アルミニウムや、銅、ニッケル等である。なお、筒状部材３０は、金属ベローズであってもよい。

蓋５１は、例えば、Ｚ方向と交差しかつ直交した円板状の部材である。蓋５１は、筒状部材３０の下端３１（下縁）の全周と接した状態で、当該下端３１と接続されている。蓋５１と下端３１との間は、気密封止されている。蓋５１は、底板とも称されうる。

また、蓋５１は、昇降機構６１によって、Ｚ方向に移動可能に支持されている。昇降機構６１は、例えば、Ｚ方向に延びたレール６１ａと、レール６１ａに沿って移動するスライダ６１ｂと、スライダ６１ｂから延びるアーム６１ｃとを有し、アーム６１ｃが、蓋５１と固定されている。また、蓋５１は、筒状部材３０の下端３１と固定されている。スライダ６１ｂは、電動モータや回転直動変換機構等を含むリニア移動機構（不図示）の作動により、レール６１ａに沿って移動し、かつＺ方向の複数の位置（任意の位置）で停止することができる。よって、レール６１ａに沿って、スライダ６１ｂおよびアーム６１ｃがＺ方向に移動するのに伴って、蓋５１および筒状部材３０の下端３１がＺ方向に移動する。昇降機構６１は、炉心管２０に対して蓋５１および下端３１をＺ方向に移動することができ、これにより、筒状部材３０を伸縮することができる。蓋５１は、例えば、石英で作られる。昇降機構６１は、第一移動機構の一例である。

筒状部材４０は、筒状部材３０と同様の構成を備えており、Ｚ方向に伸縮可能に構成されている。

蓋５２は、例えば、Ｚ方向と交差しかつ直交した円板状の部材である。蓋５２は、筒状部材４０の上端４１（上縁）の全周と接した状態で、当該上端４１と接続されている。蓋５２と上端４１との間は、気密封止されている。また、蓋５２は、外側部材５２ａと内側部材５２ｂと、を有しており、上端４１は、外側部材５２ａと接続されている。外側部材５２ａは、例えば、石英で作られ、内側部材５２ｂは、例えば、カーボンで作られる。また、外側部材５２ａと内側部材５２ｂとは、Ｚ方向に分離可能に構成されている。蓋５２は、天板とも称されうる。

また、蓋５２は、昇降機構６２によって、Ｚ方向に移動可能に支持されている。昇降機構６２は、例えば、Ｚ方向に延びたレール６２ａと、レール６２ａに沿って移動するスライダ６２ｂと、スライダ６２ｂから延びるアーム６２ｃとを有し、アーム６２ｃが、蓋５２（外側部材５２ａ）と固定されている。また、蓋５２（外側部材５２ａ）は、筒状部材４０の上端４１と固定されている。スライダ６２ｂは、電動モータや回転直動変換機構等を含むリニア移動機構（不図示）の作動により、レール６２ａに沿って移動し、かつＺ方向の複数の位置（任意の位置）で停止することができる。よって、レール６２ａに沿って、スライダ６２ｂおよびアーム６２ｃがＺ方向に移動するのに伴って、蓋５２および筒状部材４０の上端４１がＺ方向に移動する。昇降機構６２は、炉心管２０に対して蓋５２および上端４１をＺ方向に移動することができ、これにより、筒状部材４０を伸縮することができる。昇降機構６２は、第二移動機構の一例である。

炉心管２０は、昇降機構６３によって、Ｚ方向に移動可能に支持されている。昇降機構６３は、例えば、Ｚ方向に延びたレール６３ａと、レール６３ａに沿って移動するスライダ６３ｂと、スライダ６３ｂから延びるアーム６３ｃとを有し、アーム６３ｃが、炉心管２０と固定されている。スライダ６３ｂは、電動モータや回転直動変換機構等を含むリニア移動機構（不図示）の作動により、レール６３ａに沿って移動し、かつＺ方向の複数の位置（任意の位置）で停止することができる。よって、レール６３ａに沿って、スライダ６３ｂおよびアーム６３ｃがＺ方向に移動するのに伴って、炉心管２０がＺ方向に移動する。すなわち、昇降機構６３は、炉心管２０をＺ方向に移動することができる。昇降機構６３は、第三移動機構の一例である。

加熱炉１０の上側には、上側部材１が設けられている。上側部材１は、下方に突出した突出部１ａを有している。突出部１ａは、Ｚ方向と交差しかつ直交した下面１ａ１を有している。少なくともガラスロッドＧの延伸処理中においては、当該加熱炉１０の上端、すなわち蓋５２が、突出部１ａの下面１ａ１と接した状態が維持される。

延伸装置１００は、蓋５２を下面１ａ１と接した状態にロックするロック機構２を備えている。ロック機構２は、蓋５２（外側部材５２ａ）からＺ方向に延びるアーム５２ｃと、上側部材１からＺ方向の反対方向に延びるアーム１ｂと、アーム５２ｃとアーム１ｂとをロックするピン２ａとを有している。図１の状態で、ピン２ａは、アーム５２ｃに設けられＺ方向と交差して延びる貫通孔５２ｃ１と、アーム１ｂに設けられ貫通孔５２ｃ１と連なる貫通孔１ｂ１と、を貫通しており、この場合、蓋５２および筒状部材４０の上端４１は、上側部材１に対してロックされる（ロック状態）。ピン２ａを貫通孔５２ｃ１，１ｂ１から電動あるいは手動により引き抜くことにより、ロック状態を解除することができる（ロック解除状態）。すなわち、ロック機構２は、ロック状態とロック解除状態とを切り替えることができる。

なお、昇降機構６２のスライダ６２ｂおよびアーム６２ｃを図１の状態で停止することにより、蓋５２が下面１ａ１と接した状態を保持してもよい。この場合は、昇降機構６２が、ロック機構の一例である。

図２は、ガラスロッドＧの延伸装置１００の断面図である。図２に示されるように、炉心管２０は、円筒状の形状を有している。また、炉心管２０は、外周壁２１、内周壁２２、天壁２３、底壁２４、断熱材２５、およびヒータ２６を有している。

外周壁２１および内周壁２２は、円筒状の形状を有している。外周壁２１および内周壁２２は共通の中心軸Ａｘを有し、内周壁２２の直径は、外周壁２１の直径よりも小さい。また、外周壁２１および内周壁２２のＺ方向の長さは略同じであり、外周壁２１および内周壁２２は、炉心管２０の中心軸Ａｘの径方向に並んでいる。

天壁２３は、外周壁２１のＺ方向の端部と内周壁２２のＺ方向の端部との間に架け渡されている。天壁２３は、円環状かつ板状の形状を有し、Ｚ方向と交差するとともに直交している。

底壁２４は、外周壁２１のＺ方向の反対方向の端部と内周壁２２のＺ方向の反対方向の端部との間に架け渡されている。底壁２４は、円環状かつ板状の形状を有し、Ｚ方向と交差するとともに直交している。

外周壁２１、内周壁２２、天壁２３、および底壁２４で囲まれた空間には、断熱材２５とヒータ２６とが収容されている。断熱材２５は、耐熱性の断熱材である。ヒータ２６は、内周壁２２と接している。ヒータ２６は、ガラスロッドＧを加熱する。断熱材２５は、ヒータ２６を取り囲んでいる。ヒータ２６は、例えば、電熱ヒータである。

ガラスロッドＧは、加熱炉１０の内部空間Ｓに収容される。ガラスロッドＧは、ロッド状の支持部Ｇ１、Ｇ２と、支持部Ｇ１、Ｇ２よりも外径が大きい本体部Ｇ３と、を備える。本体部Ｇ３は、外径が略一定の直胴部Ｇ３ａを有する。 延伸装置１００は、ヒータ２６によって加熱されて溶融し軟化したガラスロッドＧの直胴部Ｇ３ａを、所定外径に縮小するまで延伸する。

炉心管２０は、ガラスロッドＧの周囲を取り囲んでいる。また、炉心管２０の下側では、筒状部材３０がガラスロッドＧの周囲を取り囲み、炉心管２０の上側では、筒状部材４０がガラスロッドＧの周囲を取り囲んでいる。

内部空間Ｓは、筒状部材３０の筒内である第一空間Ｓ１と、筒状部材４０の筒内である第二空間Ｓ２と、炉心管２０の管内である第三空間Ｓ３と、を有している。ガラスロッドＧの延伸処理中および延伸処理の前段階において、内部空間Ｓは、不活性ガスのようなガスで満たされる。ガスは、例えば、アルゴンガスである。

内部空間Ｓ（第一空間Ｓ１）の下端は、蓋５１によって閉じられている。加熱炉１０の下端では、蓋５１に設けられたチャック５１ｂが、ガラスロッドＧの下端Ｇａを保持している。

他方、内部空間Ｓ（第二空間Ｓ２）の上端は、蓋５２によって閉じられている。

蓋５２は、円環状の外側部材５２ａと、円環状かつ板状の内側部材５２ｂと、を有している。ガラスロッドＧの上部は、内側部材５２ｂの中央でＺ方向に延びた貫通穴５２ｂ３を貫通している。また、図２に示されるロック状態において、内側部材５２ｂは、筒状部材４０の上端４１および外側部材５２ａと、上側部材１の突出部１ａの下面１ａ１との間に介在している。貫通穴５２ｂ３は、開口の一例である。

内側部材５２ｂの下面５２ｂ１は、外側部材５２ａに設けられた凹部の底面５２ａ１に面している。下面５２ｂ１および底面５２ａ１は、Ｚ方向と交差するとともに直交している。図２に示されるロック状態において、下面５２ｂ１と底面５２ａ１とは接し、かつ略密着している。

内側部材５２ｂの上面５２ｂ２は、突出部１ａの下面１ａ１に面している。上面５２ｂ２および下面１ａ１は、Ｚ方向と交差するとともに直交している。図２に示されるロック状態において、上面５２ｂ２と下面１ａ１とは接し、かつ略密着している。

また、ガラスロッドＧの上端Ｇｂは、突出部１ａに設けられた収容孔１ａ２内に収容されている。収容孔１ａ２は、Ｚ方向の反対方向のみに向けて開放されており、第二空間Ｓ２に臨んでいる。収容孔１ａ２の開口の周囲には、径方向内方に突出した複数のフック１ａ３が設けられている。フック１ａ３は、ガラスロッドＧの上端Ｇｂを引っ掛けている。フック１ａ３および突出部１ａは、支持部の一例である。

このように、加熱炉１０の上端では、内側部材５２ｂが筒状部材４０の上端４１と突出部１ａとの間に介在することにより、筒状部材４０の上端４１からのガスの漏れを抑制している。すなわち、内側部材５２ｂは、シール部材の一例である。本実施形態では、互いに接した下面５２ｂ１および底面５２ａ１と、互いに接した上面５２ｂ２および下面１ａ１とが、シール面である。なお、シール面には、シール材として耐熱性の高い弾性材料が設けられてもよい。また、下面５２ｂ１および底面５２ａ１と、上面５２ｂ２および下面１ａ１とは、必ずしも略密着している必要は無く、隙間を小さくすることにより、ガスのリークを抑制してもよい。

ガラスロッドＧは、Ｚ方向に延び、下端Ｇａから上端Ｇｂにかけて全体的に内部空間Ｓ内に収容されている。

加熱炉１０には、内部空間Ｓにガスを導入する複数のガス導入口３ａ，３ｂ，３ｃが設けられるとともに、内部空間Ｓからガスを排出するガス排出口５１ａが設けられている。

ガス排出口５１ａは、加熱炉１０の、Ｚ方向の反対方向の端部、すなわち下端（下部）に設けられ、ガス導入口３ａ～３ｃは、ガス排出口５１ａからＺ方向に離間して、すなわちガス排出口５１ａから上方に離間して、設けられている。ガス導入口３ｂは、ガス導入口３ａからＺ方向に離間し、さらに、ガス導入口３ｃは、ガス導入口３ｂからＺ方向に離間している。本実施形態では、一例として、ガス排出口５１ａは、蓋５１に設けられ、ガス導入口３ａ，３ｂは、炉心管２０に設けられ、ガス導入口３ｃは、蓋５２の内側部材５２ｂに設けられている。また、ガス導入口３ａは、炉心管２０のＺ方向の中央とＺ方向の反対方向の端部（下端）との間に設けられ、ガス導入口３ｂは、炉心管２０のＺ方向の中央とＺ方向の端部（上端）との間に設けられている。

ガス導入口３ａ，３ｂは、炉心管２０の外周壁２１、内周壁２２、および断熱材２５を、中心軸Ａｘの径方向に貫通している。本実施形態では、一例として、炉心管２０には、周方向に互いに離間した複数のガス導入口３ａと、周方向に互いに離間した複数のガス導入口３ｂと、が設けられている。ガス導入口３ａおよびガス導入口３ｂは、それぞれ、中心軸Ａｘ周りに所定角度間隔で（例えば９０°おきに）配置される。このように、複数のガス導入口３ａおよび複数のガス導入口３ｂが設けられることにより、内部空間Ｓ内の場所によるガスの圧力のばらつきが抑制される。

ガス導入口３ａの径方向内側の端部、すなわち、第三空間Ｓ３との接続部位は、Ｚ方向の反対方向に向けて、すなわち下方に向けて傾斜している。これにより、ガスは、ガス導入口３ａから第三空間Ｓ３内へ、Ｚ方向の反対方向に傾斜した角度で、流入する。これにより、ガスがＺ方向にすなわち上方へ流入することにより内部空間Ｓの下部においてガスの圧力が低下するのを抑制でき、ひいては、ガス排出口５１ａから内部空間Ｓに外気が逆流するのをより確実に防止できる。

また、ガス導入口３ｃは、蓋５２の内側部材５２ｂに設けられている。図３は、内側部材５２ｂのＺ方向と直交した断面を、Ｚ方向の反対方向に見た図である。ガス導入口３ｃは、入口孔３ｃ１と、環状通路３ｃ２と、出口孔３ｃ３と、を有している。環状通路３ｃ２は、中心軸Ａｘを中心とする円環状に延びている。入口孔３ｃ１は、環状通路３ｃ２からＺ方向に延びている。また、出口孔３ｃ３は、環状通路３ｃ２から径方向内方に向けて延びている。環状通路３ｃ２は、中心軸Ａｘ周りに所定角度間隔で（例えば９０°おき）に配置される。出口孔３ｃ３は、貫通穴５２ｂ３（内周面）に開口している。このように、ガス導入口３ｃが加熱炉１０の上端に位置する内側部材５２ｂに設けられることにより、内部空間Ｓの上部のガスの圧力をより高くしやすくなる。また、複数のガス導入口３ｃが設けられることにより、内部空間Ｓの場所によるガスの圧力のばらつきが抑制される。

また、図２に示されるように、炉心管２０には、センサ７１，７２、放射温度計７３、および外径測定器７４が設けられている。

センサ７１，７２は、ガスの物理量を検出する。センサ７１，７２は、例えば、ガスの圧力を検出する圧力センサや、ガス中のＣＯ_２の濃度を検出する濃度センサである。センサ７２は、センサ７１からＺ方向に離間して、すなわち上方に離間して、設けられている。また、センサ７２は、炉心管２０のＺ方向の中央とＺ方向の端部（上端）との間に設けられている。また、加熱炉１０は、Ｚ方向に伸縮した場合にあっても、延伸処理中にあっては、センサ７２が当該加熱炉１０のＺ方向の中央とＺ方向の端部（上端）との間に位置するよう、設けられている。

放射温度計７３は、例えば、炉心管２０に設けられた貫通孔２０ａを通じてヒータ２６に赤外線を放射することにより、ヒータ２６の温度を検出する。

また、外径測定器７４は、例えば、炉心管２０に設けられた貫通孔２０ｂを通じてガラスロッドＧにレーザ光を照射して走査することにより、ガラスロッドＧの外径を測定する。

図４は、延伸装置１００の上部の分解斜視図である。図４に示されるように、蓋５２の外側部材５２ａと内側部材５２ｂとは、Ｚ方向に分離可能に構成されている。このように、蓋５２の外側部材５２ａと内側部材５２ｂとを別の部材として構成することにより、例えば、外側部材５２ａは、筒状部材４０との接続（接合）により適した材料で作り、内側部材５２ｂは、ガスのシールにより適した材料で作ることができる。よって、筒状部材４０と蓋５２とをより確実に接続することができるとともに、ガスのシール性をより高めることができる構成を、実現することができる。また、例えば、内側部材５２ｂは、外側部材５２ａに対して着脱可能であるため、延伸装置１００へのガラスロッドＧの取り付けや延伸装置１００からのガラスロッドＧの取り外しの際に、作業をより容易に実行しやすくなるという利点もある。

図５は、延伸装置１００のガスの供給に関わるブロック図である。図５に示されるように、延伸装置１００は、センサ７１，７２と、コントローラ８１と、ガス供給装置８２と、を備えている。

ガス供給装置８２は、ガスのタンクや、電気的に制御可能なバルブ（不図示）を有している。コントローラ８１は、例えば、ガス供給装置８２のバルブの開閉を制御することにより、ガス導入口３ａ～３ｃのそれぞれから内部空間Ｓに導入されるガスの流量を制御することができる。

コントローラ８１は、例えばコンピュータであり、マイクロプロセッサや、バルブの駆動回路等を有している。なお、コントローラ８１は、図５には示さないが、昇降機構６１～６３の作動も制御することができる。

コントローラ８１は、センサ７１，７２の検出値に基づいて、内部空間Ｓのガスの圧力が正圧になるよう、具体的には、内部空間Ｓの圧力が大気圧に対して所定値だけ高くなるよう、ガス供給装置８２のバルブを制御する。コントローラ８１は、例えば、センサ７１，７２の検出値を制御量とし、ガス供給装置８２のバルブの開閉度を操作量とするフィードバック制御を実行することができる。

センサ７１またはセンサ７２が圧力センサである場合、コントローラ８１は、内部空間Ｓのうち当該圧力センサが設けられた部位のガスの圧力が正圧となるよう、ガス供給装置８２を制御することができる。また、センサ７１またはセンサ７２がＣＯ_２の濃度センサである場合にも、当該ＣＯ_２の濃度と圧力との対応関係に基づいて、コントローラ８１は、内部空間Ｓのうち当該ＣＯ_２の濃度センサが設けられた部位のガスの圧力が正圧となるよう、ガス供給装置８２を制御することができる。

また、本実施形態では、加熱炉１０の下端（下部）に位置する蓋５１に設けられたガス排出口５１ａからガスを排出し、加熱炉１０の上端（上部）は蓋５２で覆っている。よって、内部空間Ｓの上部のガスの圧力が正圧である場合には、内部空間Ｓ内では下方へ向かうガスの流れが形成される。内部空間Ｓ内で上方へ向かうガスの流れが生じると、ガス排出口５１ａからのコンタミの吸い込みやコンタミの舞い上がりが生じ、ガラスロッドＧの品質の低下を招く虞がある。本実施形態によれば、このような事態を回避できる。

また、コントローラ８１は、内部空間Ｓのうちセンサ７２が設けられた部位のガスの圧力が、内部空間Ｓのうちセンサ７１が設けられた部位のガスの圧力よりも高くなるよう、ガス供給装置８２を制御することができる。

図６は、延伸装置１００による延伸処理中における加熱炉１０の形態の変化を示す側面図である。ガラスロッドＧの延伸処理中において、加熱炉１０は、図６のＳ１の状態から、Ｓ２の状態を経て、Ｓ３の状態となるよう、コントローラ８１は、昇降機構６１～６３を制御する。具体的に、コントローラ８１は、昇降機構６３においてはスライダ６３ｂがレール６３ａに沿って上昇し、昇降機構６１においてはスライダ６１ｂがレール６１ａに沿って下降するよう、昇降機構６１，６３を制御する。また、コントローラ８１は、昇降機構６２においては蓋５２と突出部１ａとが当接した状態で、当該蓋５２による第二空間Ｓ２の上端のシール状態を維持するよう、昇降機構６２を制御する。ロック機構２のロック状態によって蓋５２と突出部１ａとが当接した状態を維持できる場合、コントローラ８１は、スライダ６２ｂをレール６２ａにおいて移動可能な状態（フリー状態）とする。また、コントローラ８１は、蓋５２と突出部１ａとが当接した状態でレール６１ａにおいてスライダ６２ｂが停止するよう昇降機構６２を制御してもよい。

このような制御により、延伸処理中において、内部空間Ｓの上端におけるシールが確保される。また、外観上、加熱炉１０の上端と下端との間の長さＬが長くなるにつれて、筒状部材３０の長さＬ１は長くなるものの、筒状部材４０の長さＬ２は短くなる。このような動作により、ヒータ２６によるガラスロッドＧの加熱部位を下部から上側へ移動しながらガラスロッドＧを延伸することができる。その際、ガラスロッドＧを筒状部材３０，４０および蓋５１，５２で取り囲む状態が維持されるため、内部空間Ｓから外部へのガスの排出量を減らすことができる。

図７は、延伸装置１００における延伸処理終了後の加熱炉１０の形態を示す側面図である。本実施形態では、ロック機構２をロック解除状態とし、かつ昇降機構６１～６３においてスライダ６１ｂ，６２ｂ，６３ｂのレール６１ａ，６２ａ，６３ａに対するＺ方向での支持力を解除することにより、加熱炉１０の各部の自重により、筒状部材３０および筒状部材４０がＺ方向に短縮する。これにより、ガラスロッドＧを延伸装置１００からより容易に取り外すことが可能となる。

以上、説明したように、本実施形態では、延伸装置１００の加熱炉１０は、炉心管２０と、筒状部材３０（第一筒状部材）と、筒状部材４０（第二筒状部材）と、蓋５１（第一蓋）と、蓋５２（第二蓋）と、を備える。筒状部材３０は、炉心管２０の下側でガラスロッドＧの周囲を取り囲み、Ｚ方向（上下方向）に伸縮可能である。筒状部材４０は、炉心管２０の上側でガラスロッドＧの周囲を取り囲み、Ｚ方向に伸縮可能である。蓋５１は、筒状部材３０の下端３１を覆う。また、蓋５２は、筒状部材４０の上端４１を覆う。

このような構成によれば、炉心管２０の上側および下側を筒状部材３０，４０および蓋５１，５２で覆うことができるので、ガスの流出、ひいてはガスのロスが抑制される。また、これにより、ガラスロッドＧの製造コストが抑制されるという利点も得られる。

また、本実施形態では、例えば、蓋５２は、筒状部材４０の上端４１と筒状部材４０の上側に位置する上側部材１との間に介在する内側部材５２ｂ（シール部材）を有する。

このような構成によれば、例えば、筒状部材４０の上端４１と上側部材１との間からガスが漏れるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、例えば、内側部材５２ｂには、ガラスロッドＧが貫通する貫通穴５２ｂ３（開口）が設けられ、上側部材１は、ガラスロッドＧの上端Ｇｂを支持するフック１ａ３（支持部）を有している。

このような構成によれば、例えば、上側部材１によってガラスロッドＧの上端Ｇｂを支持する構成において、筒状部材４０の上端４１と上側部材１との間からのガスのリークをより確実に抑制できる構成を、比較的簡素な構成として実現することができる。

また、本実施形態では、例えば、延伸装置１００は、ロック機構２を備えている。ロック機構２は、上端４１と上側部材１との間に内側部材５２ｂが介在した状態で上端４１を上側部材１にロックするロック状態と、当該ロック状態を解除したロック解除状態と、を切り替えることができる。

このような構成によれば、例えば、上端４１と上側部材１との間に内側部材５２ｂが介在してガスのリークが抑制される状態を、比較的容易に維持することができるとともに、比較的容易に解除することができる。

また、本実施形態では、例えば、内側部材５２ｂに、筒状部材４０の筒内にガスを導入するガス導入口３ｃが設けられている。

このような構成によれば、例えば、内部空間Ｓの上部を正圧に維持しやすくなる。

また、本実施形態では、例えば、加熱炉１０には、内部空間Ｓにガスを導入するガス導入口３ａ～３ｃと、ガスの物理量を検出するセンサ７１，７２とが、設けられ、延伸装置１００は、センサ７１，７２の検出値に基づいて内部空間Ｓのガスの圧力が正圧となるようガス導入口３ａ～３ｃから内部空間Ｓへのガスの導入を制御するコントローラ８１を備えている。

このような構成によれば、例えば、センサ７１，７２の検出値に基づくガス供給量の制御により、内部空間Ｓを所定の正圧に維持しやすくなる。

また、本実施形態では、例えば、蓋５１には、筒状部材３０の筒内からガスを排出するガス排出口５１ａが設けられ、センサ７２は、内部空間Ｓの上部のガスの物理量を検出する。

このような構成によれば、例えば、加熱炉１０の下部に設けられたガス排出口５１ａから内部空間Ｓのガスが排出される構成において、内部空間Ｓ内で下方に向かうガスの流れを形成することができ、コンタミの吸い込みや舞い上がりによる悪影響を回避できる。

また、本実施形態では、例えば、延伸装置１００は、Ｚ方向に離間した複数のセンサ７１，７２を備えている。

このような構成によれば、例えば、内部空間Ｓのガスの圧力を、より精度良く制御することができる。これにより、例えば、ガスのロスをより低減できるという利点が得られる。

また、本実施形態では、例えば、延伸装置１００は、昇降機構６１（第一移動機構）と、昇降機構６２（第二移動機構）とを備える。昇降機構６１は、炉心管２０に対して筒状部材３０の下端３１をＺ方向に移動可能である。昇降機構６２は、炉心管２０に対して筒状部材４０の上端４１をＺ方向に移動可能である。

このような構成によれば、例えば、ガラスロッドＧを延伸処理しながら、内部空間Ｓからのガスのリークをより確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、例えば、延伸装置１００は、炉心管２０をＺ方向に移動可能な昇降機構６３（第三移動機構）を備える。

このような構成によれば、例えば、ヒータ２６によりガラスロッドＧのより適切な部位を加熱することができる。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、センサの数や位置は、上記実施形態には限定されない。また、延伸装置は、センサとして、圧力センサとＣＯ_２の濃度センサの双方を備えてもよい。

また、ガス排出口やガスの排出通路に、例えば電気的な可変絞りや電磁弁のような電気的に動作する可動体を設けることにより、排出口や排出通路の開口面積を変化可能に構成してもよい。これにより、例えば、コントローラが内部空間の圧力に応じて開口面積を変化させることにより、内部空間の圧力を所定値に制御しやすくなる。また、開口面積を小さくすることにより、内部空間へのガスの導入量、すなわちガスの使用量を減らし、ひいては製造コストを低減することが可能となる。

１…上側部材
１ａ…突出部（支持部）
１ａ１…下面
１ａ２…収容孔
１ａ３…フック（支持部）
１ｂ…アーム
１ｂ１…貫通孔
２…ロック機構
２ａ…ピン
３ａ～３ｃ…ガス導入口
３ｃ１…入口孔
３ｃ２…環状通路
３ｃ３…出口孔
１０…加熱炉
２０…炉心管
２０ａ，２０ｂ…貫通孔
２１…外周壁
２２…内周壁
２３…天壁
２４…底壁
２５…断熱材
２６…ヒータ
３０…筒状部材（第一筒状部材）
３１…下端
４０…筒状部材（第二筒状部材）
４１…上端
５１…蓋（第一蓋）
５１ａ…ガス排出口
５１ｂ…チャック
５２…蓋（第二蓋）
５２ａ…外側部材
５２ａ１…底面
５２ｂ…内側部材（シール部材）
５２ｂ１…下面
５２ｂ２…上面
５２ｂ３…貫通穴（開口）
５２ｃ…アーム
５２ｃ１…貫通孔
６１…昇降機構（第一移動機構）
６１ａ…レール
６１ｂ…スライダ
６１ｃ…アーム
６２…昇降機構（第二移動機構、ロック機構）
６２ａ…レール
６２ｂ…スライダ
６２ｃ…アーム
６３…昇降機構（第三移動機構）
６３ａ…レール
６３ｂ…スライダ
６３ｃ…アーム
７１…センサ
７２…センサ
７３…放射温度計
７４…外径測定器
８１…コントローラ
８２…ガス供給装置
１００…延伸装置
Ａｘ…中心軸
Ｇ…ガラスロッド
Ｇａ…下端
Ｇｂ…上端
Ｇ１…支持部
Ｇ２…支持部
Ｇ３…本体部
Ｇ３ａ…直胴部
Ｌ…（加熱炉の）長さ
Ｌ１…（第一筒状部材の）長さ
Ｌ２…（第二筒状部材の）長さ
Ｓ…内部空間
Ｓ１…第一空間
Ｓ２…第二空間
Ｓ３…第三空間
Ｘ…方向
Ｙ…方向
Ｚ…方向（上下方向、延伸方向）

Claims (8)

1. 上下方向に延びたガラスロッドを加熱するヒータを有し、当該ガラスロッドの周囲を取り囲む炉心管と、
   前記炉心管の下側で前記ガラスロッドの周囲を取り囲む上下方向に伸縮可能な第一筒状部材と、
   前記炉心管の上側で前記ガラスロッドの周囲を取り囲む上下方向に伸縮可能な第二筒状部材と、
   前記第一筒状部材の下端を覆う第一蓋と、
   前記第二筒状部材の上端を覆う第二蓋と、
   を備え、
   前記第二蓋は、前記上端と当該第二筒状部材の上側に位置する上側部材との間に介在するシール部材を有し、
   前記シール部材に、前記第二筒状部材の筒内にガスを導入するガス導入口が設けられた、ガラスロッドの延伸装置。
2. 前記シール部材には、前記ガラスロッドが貫通する開口が設けられ、
   前記上側部材は、前記ガラスロッドの上端を支持する支持部を有した、請求項１に記載のガラスロッドの延伸装置。
3. 前記上端と前記上側部材との間に前記シール部材が介在した状態で前記上端を前記上側部材にロックするロック状態と、当該ロック状態を解除したロック解除状態と、を切り替え可能なロック機構を備えた、請求項１または２に記載のガラスロッドの延伸装置。
4. 前記炉心管の管内、前記第一筒状部材の筒内、および前記第二筒状部材の筒内が繋がった内部空間と、
   前記内部空間にガスを導入するガス導入口と、
   が設けられるとともに、
   前記ガスの物理量を検出するセンサと、
   前記センサの検出値に基づいて前記内部空間のガスの圧力が正圧となるよう前記ガス導入口から前記内部空間へのガスの導入を制御するコントローラと、
   を備えた、請求項１～３のうちいずれか一つに記載のガラスロッドの延伸装置。
5. 前記第一蓋には、前記第一筒状部材の筒内からガスを排出するガス排出口が設けられ、
   前記センサは、前記内部空間の上部のガスの物理量を検出する、請求項４に記載のガラスロッドの延伸装置。
6. 前記センサとして、上下方向に離間した複数のセンサを備えた、請求項４または５に記載のガラスロッドの延伸装置。
7. 前記炉心管に対して前記第一筒状部材の下端を上下方向に移動可能な第一移動機構と、
   前記炉心管に対して前記第二筒状部材の上端を上下方向に移動可能な第二移動機構と、
   を備えた、請求項１～６のうちいずれか一つに記載のガラスロッドの延伸装置。
8. 前記炉心管を上下方向に移動可能な第三移動機構を備えた、請求項７に記載のガラスロッドの延伸装置。

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