KR20030092072A - 유리 로드의 절단 방법 및 이 방법에 사용되는 절단 장치 - Google Patents

유리 로드의 절단 방법 및 이 방법에 사용되는 절단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리 모재 제조용의 유리 로드의 절단 가공으로, 유리 로드가 파지되는 밑 부분에 균열이나 파단이 생기지 않는 유리 로드의 절단 방법과 절단 장치를 제공한다.
유리 로드(11)의 양단을 파지하여 소정 길이로 절단 가공하기 위한 유리 로드의 절단 장치로서, 유리 로드(11)의 양단의 사이의 도중 위치를 하방으로부터 지지하는 Y자형의 지지 유닛(18)을 배치하고, 지지 유닛(18)은 두갈래 다리부를 구성하는 2개의 다리부의 각각을 축으로서 회전 가능하게 구성된 원주형체로 이루어지는 카본 슬리브를 구비하고, 유리 로드의 축 방향의 이동을 따라서 이 카본 슬리브는 회전 가능해지고 있다.

Description

유리 로드의 절단 방법 및 이 방법에 사용되는 절단 장치{Method for cutting glass rod and cutting device for use therein}
최근의 광섬유 통신이 발전함에 따라서, 유리 광섬유의 수요가 증대되고 있고, 또한, 저비용화가 요구되고 있다. 이러한 상황에 대하여, 유리 광섬유의 생산성 향상과 생산 효율을 높일 필요가 있다. 이 때문에, 광섬유 유리 모재를 대형화하여, 양산성을 높이는 것이 검토되고 있다.
광섬유용의 유리 모재의 제조 방법으로서, 예를 들면, VAD 법(기상축 부착법)으로, 다공질 유리를 제작하여, 이 다공질 유리를 탈수, 소결하여 투명 유리화하는 방법이 알려져 있다. 이 VAD 법은 유리 원료와 화염용 가스를 버너로부터 분사시키고, 유리 미립자를 회전하는 석영 유리 등의 로드에 축 방향으로 퇴적시키는방법이다. 그리고, 상술한 유리 미립자가 퇴적하여 형성된 다공질 유리를 탈수, 소결하여 투명 유리화하고, 이들을 연신한 로드형의 유리 모재의 외측에, 또한 유리 미립자를 퇴적시켜서 다공질 유리를 형성하고, 소정의 외경의 유리 모재를 얻고 있다.
소정의 외경을 갖는 광섬유용 유리 모재의 제조에서, 유리 미립자의 퇴적에 사용되는 출발 재료로서의 유리 로드에는 석영 유리나 투명화된 연신 유리(drawn glass)가 사용된다. 이 출발 재료의 유리 로드는 제조하는 유리 모재의 크기에 따라서 길이가 다르고, 또한, 유리 로드 중에 이상 부분이 있는 경우에, 이상 부분을 제거하는 등의 필요가 있다.
이 때문에, 장척의 유리 로드는 제조하는 유리 모재에 따른 길이의 유리 로드를 얻기 위해서, 선반 장치를 사용하여 소정의 길이로 절단된다.
도 5는 유리 로드를 소정의 길이로 절단하기 위한 종래의 절단 장치를 도시한다. 도면 중, 부호 1은 유리 로드이고, 2는 선반 장치이고, 3은 기대이고, 4는 고정 지지부이고, 5는 가동 지지부이고, 6은 척(chuck)이고, 7은 유리 버너를 도시한다. 이 장치는 도 5에 도시하는 바와 같이, 유리 로드(1)의 한쪽의 단부를 고정 지지부(4)의 척(6)으로 파지하고, 다른쪽의 단부를 가동 지지부(5)의 척(6)으로 파지하도록 구성되어 있다.
그리고, 가동 지지부(5)는 기대(3) 상에서 위치를 조정할 수 있도록 설치되고, 유리 로드(1)의 길이에 대응할 수 있도록 되어 있다. 또한, 척(6)은 지지부(4, 5)에 대하여 회전 가능하고, 유리 로드(1)를 회전 가능하게 파지하고 있다.
양단을 척(6)에 의해 파지된 유리 로드(1)는 회전 구동 수단(도시하지 않음)으로 회전되고, 절단하고자 하는 소정의 위치를 유리 버너(7)에 의해 균일하게 가열 용융한다.
그 후, 가동 지지부(5)를 이동하여, 가열 용융에 의해 연화된 곳을 잡아당겨 분리시켜서, 유리 로드(1)는 2개로 절단된다. 2개로 절단된 유리 로드(1)는 척(6)에 의해 편측 지지하여 파지되지만, 유리 로드(1)의 파지부에 응력이 집중된다. 유리 로드(1)가 짧으면, 응력이 작고 한쪽에서 편측 파지(cantilever fashion)라 하더라도,특히 문제 없이 파지할 수 있다.
그러나, 유리 로드(1)가 긴 것이 되면 중량도 증대하여, 편측 파지에서의 응력이 커지고, 유리 로드(1)의 파지부에 균열이 생기고, 파단(破斷)이 생길 가능성이 높아진다.
본 발명은 유리 로드의 절단 방법 및 이것에 사용되는 절단 장치에 관한 것으로 특히 유리 모재, 예를 들면, 광섬유용의 유리 모재 제조의 출발 재료가 되는 긴 유리 로드를 선반 장치에 설치 및 고정하여 절단 가공할 때의 유리 로드의 지지 방법과 지지 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하는 도면.
도 2는 유리 로드의 단부를 파지하는 척부를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 지지 유닛을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 종래의 구성을 설명하는 도면.
도면 중, 부호 11은 유리 로드, 12는 선반 장치, 13는 기대, 14는 고정 지지부, 15는 가동 지지부, 16은 척, 17은 유리 버너, 18은 지지 유닛을 도시한다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 유리 모재 제조용의 유리 로드를 소정의 길이로 절단 가공할 때, 유리 로드가 파지되는 밑 부분에 균열이나 파단이 생기지 않도록 유리 로드를 지지하기 위한 방법 및 이 방법에 사용되는 절단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유리 로드의 절단 방법은 유리 로드의 양단을 파지하여 소정 길이로 절단 가공함에 있어서, 위치 조정 가능하게 배치된 지지 자세에 의해서, 유리로드의 양단 사이의 위치를 하방으로부터 지지하면서 절단하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 유리 로드의 절단 장치는 유리 로드의 양단을 파지하여 소정 길이로 절단 가공하는 것으로, 유리 로드의 양단의 사이의 중간 위치를 하방에서 지지하는 지지 유닛을 배치하고, 유리 로드의 양단을 파지하는 파지 수단과, 상기 유리 로드의 긴변 방향에 대하여 위치 조정 가능하게 구성되고, 적어도 2점에서 상기 유리 로드를 파지하는 지지 유닛과, 상기 유리 로드를 가열하면서 절단하는 절단 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
도면에 따라 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 유리 로드의 절단 방법을 설명하는 개략도이고, 도 2는 유리 로드의 척부를 도시하는 도면이고, 도 3은 Y자형의 지지 유닛을 도시하는 도면이다. 도면 중, 부호 11은 유리 로드이고, 12는 선반 장치이고, 13은 기대이고, 14는 고정 지지부이고, 15는 가동 지지부이고, 16은 척이고, 17은 유리 버너이고, 18은 지지 유닛을 도시한다.
선반 장치(12)는 기대(13) 상에 유리 로드(11)를 지지하는 고정 지지부(14),가동 지지부(15) 및 지지 유닛(18)을 배치하고, 또한, 유리 로드(11)를 절단하는 유리 버너(17)를 배치하여 구성된다.
또, 고정 지지부(14)도 가동 지지부(15)와 동일하게 가동이 되도록 구성하여도 좋다. 가동 지지부(15) 및 지지 유닛(18)은 기대의 긴변 방향으로 가이드 레일 등을 사용하여 위치 조정이 가능하도록 배치한다. 고정 지지부(14)와 가동 지지부(15)에는 유리 로드(11)를 파지하기 위한 척(16)을 설치한다. 유리 버너(17)로서는 산수소 화염 버너(oxyhydrogen flame burner)가 사용되고, 유리 로드의 원주 방향의 1/2 정도를 가열하는 5 내지 7개 정도의 버너구를 갖는 구성이 사용된다.
유리 로드(11)는 예를 들면, 길이 3m, 지름이 0.03m이고, 석영 또는 중심부에 도펀트를 첨가한 유리로 형성된다. 이 유리 로드(11)는 예를 들면 2m 정도의 길이로 절단 가공되고, 유리 모재의 제조에서 외주면에 유리 미립자를 퇴적시켜서 대형의 다공질 유리 모재를 형성하기 위한 기재로서 사용된다.
또, 유리 로드(11)는 VAD 법에 의한 유리 미립자를 축 방향으로 퇴적시키는 종봉, 또는 투명 유리를 연신 가공할 때의 모조 유리 로드로서 사용할 수도 있다.
유리 로드(11)를 제조하는 유리 모재의 크기에 따른 소정의 길이로 절단 가공하기 위해서, 선반 장치(12)에 설치한다. 선반 장치(12)로의 설치는 유리 로드(11)의 한쪽의 단부를 고정 지지부(14)의 척(16)으로 파지하고, 다른쪽의 단부를 가동 지지부(15)의 척(16)으로 파지하여 행한다. 지지 유닛(18)은 절단 위치의 근방에 길게 절단되는 유리 로드(11a)에 위치시키고, 유리 로드를 지지하도록 길이를 조정한다.
척(16)은 도 2에 도시하는 바와 같이, 유리 로드(11)의 단부를, 적어도 3개의 조정축(16a)에 의해 센터링하여 파지하도록 구성된다. 또한, 척(16)은 회전 구동 수단(도시하지 않음)에 의해 회전 가능하게 되어 있고, 유리 로드(11)를 회전시켜, 절단 부분의 전체 둘레를 유리 버너(17)에 의해 균일하게 가열 용융한다. 그 후, 가동 지지부(15)를 이동하여, 가열 용융에 의해 연화부(softened part)를 찢도록 하여, 유리 로드(11)는 2개로 절단한다.
유리 로드(11)를 소정의 길이로 절단하였을 때, 절단된 유리 로드(11a)와 유리 로드(11b)는 한쪽의 단부에서 편측 파지된 상태가 된다. 짧게 절단된 유리 로드(11b)는 편측 파지라도 하중적으로 문제는 없지만, 긴 유리 로드(11a)에서는 척(16)의 파지부로 유리 로드(11a)의 밑에서 크게 굴곡하여 모멘트가 급격하게 가해진다. 이 때문에, 파지부로 유리 로드(11a)에는 균열이 생기거나, 파단될 우려가 있다. 그러나, 본 발명에서는 긴 유리 로드(11a)의 절단부 근방에 지지 유닛(18)을 배치하고 있으므로, 절단된 유리 로드(11a)는 2점 지지로 지탱되고 파지부로의 응력 집중을 회피할 수 있으며, 이 결과, 균열이 생기거나, 파단하는 것을 방지할 수 있다.
지지 유닛(18)은 도 3에 도시하는 바와 같이, 선반 장치(12)의 기대(13)의 긴변 방향으로, 예를 들면, 슬라이드 이동시켜서 배치 위치를 조정할 수 있도록 하여 설치된다. 지지 유닛(18)은 받침대부(19)에 Y자형의 지주(20)를 설치하고, 지주 상방의 두 갈래의 다리부(21)에, 카본 등의 슬리브(sleeve; 22)를 회전 가능하게 배치하여 구성된다. 지주(20)는 높이 위치를 조정할 수 있도록, 예를 들면, 신축 형상으로 형성하고, 또한, 받침대부(19)의 가로 방향에 대한 위치가 조정 가능하게 설치된다.
따라서, 지지 유닛(18)의 지주(20)는 선반 장치(12)의 긴변 방향, 가로 방향, 높이 방향의 3방향에 대하여 위치 조정이 가능해지고 있다.
유리 로드(11)는 Y자형의 두 갈래 다리부(21)로, 센터링되고, 이 다리부의 각각을 축으로 하여 회전 가능한 원주형의 슬리브(22)에 의해, 유리 로드(11)의 축 방향의 이동과 함께 슬리브(22)가 회전되기 때문에, 유리 로드(11)의 축 방향의 이동을 저해하지 않고서 원활하게 지지된다.
또한, 슬리브(22)를 카본으로 형성함으로써, 만일 슬리브(22)의 카본이 유리 로드에 부착하였다고 해도, 유리 로드(11)를 화염 클리닝(cleaning) 할 수 있게 되고, 표면에 불순물이 남지 않도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 선반 장치(12)의 중간 부분에 배치된 Y자형의 지지 유닛(18)로, 절단된 긴 유리 로드(11a)의 자유단 부분을 지지하고, 유리 로드를 2점 지지로 지탱함으로써, 척(16)에서의 파지 부분에 응력이 집중되는 것을 방지할수 있다.
종래 방법에서는 6.4개에 1개의 비율로 균열 또는 파단이 발생했었지만, 본 발명에 따른 지지 유닛(18)을 사용함으로써, 균열 또는 파단의 발생을 제로로 할 수 있었다.
또한, 절단 가공 시에, 선반 장치(12)에 유리 로드(11)를 설치할 때, 중간에 지지 유닛(18)이 형성되어 있는 것에 의해, 유리 로드(11)의 하중을 분산시킬 수 있기 때문에, 설치 작업을 용이하게 할 수 있다.
또한 이 지지 유닛(18)은 유리 로드를 Y자형으로 형성된 2개의 다리부 2점에서 안정하게 지지하고 있기 때문에, 절단 시에 유리 로드가 축 방향으로 이동하더라도 안정하게 지지를 지속할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 이 실시예는 유리 로드(11)의 절단 위치의 양측에 지지 유닛(18)을 배치하는 예이다. 유리 로드(11)가 보다 장척화되면, 2개로 절단되는 좌우 양쪽의 유리 로드(11a, 11b)의 모두가 장척이 될 경우가 있다. 따라서, 좌우 양쪽의 유리 로드용의 지지 유닛(18)을 배치함으로써, 어느쪽의 유리 로드라도 안전하고 확실하게 지지시킬 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 광섬유용의 유리 모재의 제조에 사용하는 출발 재료의 유리 로드로 설명하였지만, 선반 장치(12)는 유리 모재로부터, 모조 유리 로드(dummy glass rod)를 절단하는 경우, 또는 유리 모재를 연신하기 위해서 모조 유리 로드를 설치하는 경우의 유리 모재의 지지 등 다른 공정에서의 지지에도 사용할 수 있게 된다. 또한, 광섬유용 유리 모재의 제조용의 유리 로드에 한정되지 않고, 그 밖의 대형 유리 로드의 절단 가공 시의 지지에도 사용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 장척의 유리 로드에 균열이나 파단을 발생시키지 않고, 안전하고 또한 확실하게 지지시켜 가공할 수 있으며, 이 결과, 대형의 광섬유 유리 모재의 제조를 가능하게 할 수 있다. 또한, 유리 로드를 지지하는 지지 유닛은 종래의 절단 장치에 추가하여 배치가 가능한 Y자형의 단순 구조의 지주로 형성할 수 있기 때문에, 비용 증가를 초래하지 않고서 간단히 실시할 수 있다.

Claims (11)

  1. 유리 로드의 양단을 파지하는 파지 공정과,
    상기 유리 로드를 상기 양단 사이의 소정의 위치에서 하방으로부터 지지하도록 지지 유닛을 배치 고정하는 공정과,
    상기 유리 로드가, 상기 지지 유닛에 의해 지지된 상태에서, 상기 유리 로드를 가열하면서, 상기 유리 로드의 일단을 이동시키고, 상기 유리 로드를 절단하는 공정을 포함하는 유리 로드의 절단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 유닛은 Y자형체를 이루도록 형성되어 있고, 상기 절단하는 공정은 상기 Y자형체의 두 갈래 다리부에 의해서 상기 유리 로드를 지지하면서 절단하는 공정을 포함하는 유리 로드의 절단 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 유닛의 Y자형체의 두 갈래 다리부는 카본 슬리브를 회전 가능하게 배치하고 있고, 이 카본 슬리브로 상기 유리 로드를 지지하는 유리 로드의 절단 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 카본 슬리브는 상기 두 갈래 다리부를 구성하는 2개의 다리부의 각각을 축으로서 회전 가능하게 구성된 원주형체이고, 상기 절단 공정에서, 상기 카본 슬리브는 상기 유리 로드의 축 방향의 이동을 따라서 회전되는 유리 로드의 절단 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 유닛을 배치 고정하는 공정은 상기 유리 로드의 축 방향에 상기 지지 유닛의 위치를 조정하면서 위치를 결정하는 공정을 포함하는 유리 로드의 절단 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 유닛을 배치 고정하는 공정은 상기 유리 로드의 축 방향에 상기 지지 유닛의 위치를 조정하면서 위치를 결정하고, 2개의 지지 유닛을 배치 고정하는 공정이고,
    상기 절단하는 공정은 상기 2개의 지지 유닛 사이에서 상기 유리 로드를 절단하는 공정인 유리 로드의 절단 방법.
  7. 유리 로드의 양단을 파지하는 파지 수단과,
    상기 유리 로드의 긴변 방향에 대하여 위치 조정 가능하게 구성되고, 적어도 2점에서 상기 유리 로드를 지지하는 지지 유닛과,
    상기 유리 로드를 가열하면서 절단하는 절단 수단을 구비한 유리 로드의 절단 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 지지 유닛은 Y자형체를 이루고, 상기 Y자형체의 두 갈래 다리부에서 상기 유리 로드를 지지하는 유리 로드의 절단 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 지지 유닛의 Y자형체의 두갈래 다리부는 카본 슬리브를 회전 가능하게 배치하고 있고, 이 카본 슬리브로 상기 유리 로드를 지지하는 유리 로드의 절단 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 카본 슬리브는 상기 두 갈래 다리부를 구성하는 2개의 다리부의 각각을 축으로서 회전 가능하게 구성된 원주형체이고, 상기 카본 슬리브는 상기 유리 로드의 축 방향의 이동을 따라서 회전 가능하게 형성되어 있는 유리 로드의 절단 장치.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 유닛은 상기 유리 로드의 절단 위치의 양측에 배치되는 2세트의 지지 유닛으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 로드의 절단 장치.
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