WO2002085804A1 - Procede de decoupe de verre et dispositif correspondant - Google Patents

Description

明 細 書 ガラスロ ッ ドの分断方法およびこれに用い られる分断装置 技術分野

本発明は、 ガラスロ ッ ドの分断方法およびこれに用い られる分 断装置にかか り、 特にガラス母材、 例えば、 光フ ァイバ用のガラ ス母材製造の出発材料となる長尺のガラスロ ッ ドを旋盤装置に取 付け固定して分断加工する際の、 ガラスロ ッ ドの支持方法と支持 装置に関する。 背景技術

近年の光フ ァイバ通信の発展に伴い、 ガラス光フ ァイバの需要 が増大してお り、 また、 低コス ト化が求められている。 このよう な状況に対して、 ガラス光フ アイパの生産性の向上と生産効率を 高める必要がある。 このため、 光フ ァイバガラス母材を大型化し、 量産性を高めることが検討されている。 光フ ァイバ用のガラス母材の製造方法と して、 例えば、 V A D 法 （気相軸付け法） で、 多孔質ガラスを作製し、 この多孔質ガラ スを脱水、 焼結して透明ガラス化する方法が知られている。 この V A D法は、 ガラス原料と火炎用ガスをバ一ナから噴射させ、 ガ ラス微粒子を回転する石英ガラス等のロ ッ ドに軸方向に堆積させ る方法である。 そ して、 上述のガラス微粒子の堆積して形成され た多孔質ガラスを、 脱水、 焼結して透明ガラス化し、 これを延伸 したロ ッ ド状のガラス母材の外側に、 さ らにガラス微粒子を堆積 させて多孔質ガラスを形成し、 所定の外径のガラス母材を得てい る。 所定の外径を有する光フ ァイバ用ガラス母材の製造で、 ガラス 微粒子の堆積に用い られる出発材料と してのガラスロ ッ ドには、 石英ガラスや透明化された延伸ガラスが用いられる。 この出発材 料のガラスロ ッ ドは、 製造するガラス母材の大きさによって長さ が異な り、 また、 ガラス ロ ッ ド中に異常個所がある場合に、 異常 個所を取除いたものとする等の必要がある。

このため、 長尺のガラスロ ッ ドは、 製造するガラス母材に応じ た長さのガラス ロ ッ ドを得るため、 旋盤装置を用いて所定の長さ に分断される。

図 5 は、 ガラスロ ッ ドを所定の長さに分断するための従来の分 断装置を示す。 図中、 1 はガラスロ ッ ド、 2 は旋盤装置、 3 は基 台、 4は固定支持部、 5 は可動支持部、 6 はチャ ッ ク、 7 はガラ スバーナを示す。 この装置は、 図 5 に示すよう に、 ガラスロ ッ ド 1 の一方の端部を固定支持部 4のチャ ッ ク 6 で把持し、 他方の端 部を可動支持部 5 のチャ ック 6で把持する よう に構成されている。

そ して、 可動支持部 5 は基台 3上で位置調整ができる よう に設 けられ、 ガラス ロ ヅ ド 1 の長さに対応できる よ う になつている。 また、 チャ ッ ク 6 は、 支持部 4， 5 に対して回動可能で、 ガラス ロ ッ ド 1 を回動可能に把持している。

両端をチャ ッ ク 6 によ り把持されたガラスロ ッ ド 1 は、 回転駆 動手段 （図示せず） で回転され、 分断しょう とする所定の位置を ガラスパーナ 7 によ り均一に加熱溶融する。

この後、 可動支持部 5 を移動して、 加熱溶融によ り軟化したと ころを引きち ぎる よう に して、 ガラス ロ ッ ド 1 は 2 つに分断され る。 2つに分断されたガラスロ ッ ド 1 は、 チャ ッ ク 6 によ り それ それ片持ち把持されるが、 ガラスロ ッ ド 1 の把持部に応力が集中 する。 ガラスロ ッ ド 1 が短ければ、 応力が小さ く 片持ち把持でも、 特に問題な く把持する こ とができる。 しかし、 ガラス ロ ッ ド 1 が長いものになる と重量も増大し、 片 持ち把持での応力が大き く な り、 ガラス ロ ッ ド 1 の把持部に亀裂 が入 り、 破断が生じる可能性が高く なる。 発明の開示

本発明は、 前記実情に鑑みてなされたもので、 ガラス母材製造 用のガラス口 ヅ ドを所定の長さに分断加工するに際し、 ガラス口 ッ ドが把持される根元部分に亀裂や破断が生じないよ う にガラス ロ ッ ドを支持するための方法およびこの方法に用いられる分断装 置を提供する こ とを目的とする。

本発明のガラス ロ ッ ドの分断方法は、 ガラス ロ ッ ドの両端を把 持して所定長さに分断加工するに際し、 位置調整可能に配置され た支持具によつて、 ガラスロ ッ ドの両端の間の位置を下方から支 持しつつ分断する よう に したこ とを特徴とする。

また、 本発明のガラス ロ ッ ドの分断装置は、 ガラスロ ッ ドの両 端を把持して所定長さに分断加工する もので、 ガラスロ ヅ ドの両 端の間の中間位置を下方から支持する支持具を配置し、 ガラス口 ッ ドの両端を把持する把持手段と、 前記ガラスロ ッ ドの長手方向 に対して位置調整可能に構成され、 少な く とも 2 点で前記ガラス ロ ッ ドを把持する支持具と、 前記ガラス ロ ッ ドを加熱しつつ分断 する分断手段とを具備したこ とを特徴とする。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の実施の形態を説明する図である。

図 2 は、 ガラスロ ッ ドの端部を把持するチャ ッ ク部を示す図で ある。

図 3 は、 本発明による支持具を示す図である。

図 4は、 本発明の他の実施の形態を示す図である。 図 5 は、 従来の構成を説明する図である。

図中、 1 1 はガラス ロ ッ ド、 1 2 は旋盤装置、 1 3 は基台、 1 4は固定支持部、 1 5 は可動支持部、 1 6 はチャ ッ ク、 1 7 はガ ラスパーナ、 1 8 は支持具を示す。 発明を実施するための最良の形態

図によ り本発明の実施の形態を説明する。 図 1 は本発明による ガラスロ ッ ドの分断方法を説明する概略図、 図 2 はガラスロ ッ ド のチャ ッ ク部を示す図、 図 3 は Y字状の支持具を示す図である。 図中、 1 1 はガラスロ ッ ド、 1 2 は旋盤装置、 1 3 は基台、 1 4 は固定支持部、 1 5 は可動支持部、 1 6 はチャ ッ ク、 1 7 はガラ スパーナ、 1 8 は支持具を示す。

旋盤装置 1 2 は、 基台 1 3上にガラス ロ ッ ド 1 1 を支持する固 定支持部 1 4、 可動支持部 1 5および支持具 1 8 を配設し、 また、 ガラスロ ッ ド 1 1 を分断するガラスバ一ナ 1 7 を配置して構成さ れる。

なお、 固定支持部 1 4 も可動支持部 1 5 と同様に可動となるよ う に構成しても よい。 可動支持部 1 5 および支持具 1 8 は、 基台 の長手方向にガイ ド レール等を用いて位置調整が可能なよう に配 設する。 固定支持部 1 4 と可動支持部 1 5 には、 ガラスロ ッ ド 1 1 を把持するためのチャ ック 1 6 を設ける。 ガラスバ一ナ 1 7 と しては、 酸水素火炎パーナが用いられ、 ガラス ロ ッ ドの円周方向 の 1 / 2程度を加熱する 5 〜 7本位のバーナロを有する構成のも のが用いられる。

ガラスロ ッ ド 1 1 は、 例えば、 長さ 3 m、 直径が 0 . 0 3 mで、 石英または中心部に ドーパン ト を添加したガラスで形成される。 このガラスロ ッ ド 1 1 は、 例えば 2 m程度の長さに分断加工され、 ガラス母材の製造で外周面にガラス微粒子を堆積させて大型の多 孔質ガラス母材を形成するための基材と して使用される。

なお、 ガラスロ ッ ド 1 1 は、 V A D法によるガラス微粒子を軸 方向に堆積させる種棒、 または透明ガラスを延伸加工する際のダ ミ一棒と して使用するこ ともできる。

ガラスロ ッ ド 1 1 を、 製造するガラス母材の大きさに応じた所 定の長さに分断加工するために、 旋盤装置 1 2 に載置する。 旋盤 装置 1 2 への載置は、 ガラスロ ッ ド 1 1 の一方の端部を固定支持 部 1 4のチャ ッ ク 1 6 で把持し、 他方の端部を可動支持部 1 5 の チャ ック 1 6 で把持して行なう。 支持具 1 8 は、 分断位置の近傍 で長尺に分断されるガラスロ ッ ド 1 l a に位置させ、 ガラスロ ヅ ドを支えるよう に高さ調整を行なう。

チャ ッ ク 1 6 は、 図 2 に示すよう に、 ガラスロ ッ ド 1 1 の端部 を、 少な く とも 3本の調整軸 1 6 aによ り セ ン夕 リ ングして把持 する よう に構成される。 また、 チャ ック 1 6 は、 回転駆動手段 （図 示せず） によ り 回転可能とされていて、 ガラスロ ッ ド 1 1 を回転 させて、 分断部分の全周をガラスパーナ 1 7 によ り均一に加熱溶 融する。 この後、 可動支持部 1 5 を移動して、 加熱溶融によ り軟 化したところを引きち ぎるよう にして、 ガラスロ ッ ド 1 1 は 2 つ に分断する。

ガラス ロ ッ ド 1 1 を所定の長さで分断したとき、 分断されたガ ラス ロ ッ ド 1 l a と 1 l bは、 一方の端部で片持ち把持された状 態になる。 短尺で分断されたガラス ロ ッ ド 1 1 b は、 片持ち把持 でも荷重的に問題はないが、 長尺側のガラスロ ッ ド 1 1 aでは、 チャ ック 1 6 の把持部でガラスロ ヅ ド 1 1 aの根元で大きな曲げ モーメ ン トが急激に加わる。 このため、 把持部でガラス ロ ッ ド 1 l aには亀裂が生じた り 、 破断する恐れがある。 しかし、 本発明 では、 長尺側のガラスロ ッ ド 1 1 aの分断部近傍に支持具 1 8 を 配置してあるので、 分断されたガラスロ ッ ド 1 1 aは 2 点支持で 支え られ把持部への応力集中を回避でき、 この結果、 亀裂が生じ た り、 破断するのを防止するこ とができる。

支持具 1 8 は、 図 3 に示すよう に、 旋盤装置 1 2 の基台 1 3の 長手方向に、 例えば、 スライ ド移動させて配設位置が調整できる よう にして取付けられる。 支持具 1 8 は、 台部 1 9 に Y字状の支 柱 2 0 を設け、 支柱上方の二股の脚部 2 1 に、 カーボン等のス リ —ブ 2 2 を回転可能に配して構成される。 支柱 2 0 は、 高さ位置 が調整可能なよう に、 例えば、 伸縮形状で形成し、 また、 台部 1 9の横方向に対する位置が調整可能に取付けられる。

したがって、 支持具 1 8 の支柱 2 0 は、 旋盤装置 1 2 の長手方 向、 横方向、 高さ方向の 3方向に対して位置調整が可能となって いる。

ガラスロ ッ ド 1 1 は、 Y字状の二股脚部 2 1 で、 センタ リ ング され、 この脚部のそれそれを軸と して回動可能な円柱状のス リー プ 2 2 によ り、 ガラスロ ヅ ド 1 1 の軸方向の移動にともないス リ ーブ 2 2 が回転せしめられるため、 ガラスロ ッ ド 1 1 の軸方向の 移動を阻害する こ とな く スムーズに支持される。

また、 ス リーブ 2 2 をカーボンで形成する こ とで、 万一ス リー ブ 2 2 の力一ボンがガラスロ ヅ ドに付着したと して も、 ガラス口 ヅ ド 1 1 を火炎ク リ ーニングするこ とができ、 表面に不純物が残 らないよう にする こ とができる。

上述したよう に、 旋盤装置 1 2の中間部分に配設された Y字状 の支持具 1 8で、 分断された長尺側のガラス ロ ッ ド 1 1 aの自由 端部分を支持し、 ガラス ロ ッ ドを 2 点支持で支える こ とによ り、 チャ ック 1 6での把持部分に応力が集中するのを防止するこ とが できる。

従来の方法では、 6 . 4本に 1本の割合で亀裂または破断が発 生していたが、 本発明による支持具 1 8 を用いる こ とによ り、 亀 裂または破断の発生をゼロ とするこ とができた。

また、 分断加工に際し、 旋盤装置 1 2 にガラス ロ ッ ド 1 1 を取 付ける際に、 中間に支持具 1 8 が形成されているこ とによ り、 ガ ラス ロ ッ ド 1 1 の荷重を分散させる こ とができるので、 取付け作 業を容易にするこ とができる。

またこの支持具 1 8 は、 ガラスロ ッ ドを Y字状に形成された 2 つの脚部 2 点で安定して支持しているため、 分断に際しガラス口 ッ ドが軸方向に移動しても安定に支持を持続する こ とができる。 図 4 は、 本発明の他の実施の形態を示す図である。 この実施の 形態は、 ガラスロ ッ ド 1 1 の分断位置の両側に支持具 1 8 を配設 する例である。 ガラスロ ッ ド 1 1 がよ り長尺化される と、 2 つに 分断される左右両方のガラスロ ッ ド 1 1 a， 1 1 bのいずれも長 尺になる場合がある。 したがって、 左右両方のガラスロ ッ ド用の 支持具 1 8 を配設する こ とによ り、 いずれのガラスロ ッ ドも安全 確実に支持させるこ とができる。

なお、 前記実施の形態では、 光フ ァイバ用のガラス母材の製造 に用いる出発材料のガラスロ ヅ ドで説明したが、 旋盤装置 1 2 は、 この他に、 透明ガラス化された光フ ァイバ母材から、 石英種棒を 切断する場合、 透明化ガラスを延伸するためにダミ ー棒を取付け る場合のガラス母材の支持など他の工程における支持にも用いる こ とができる。 また、 光フ ァイバ用ガラス母材の製造用のガラス ロ ッ ドに限らず、 その他の大型ガラスロ ッ ドの分断加工の際の支 持にも用いる こ とができる。 産業上の利用可能性

以上説明したよう に、 本発明によれば、 長尺のガラス ロ ヅ ドに 亀裂や破断を生じさせる こ とな く、 安全かつ確実に支持させて加 ェするこ とができ、 この結果、 大型の光ファイバガラス母材の製 造を可能にする こ とができる。 また、 ガラス ロ ッ ドを支持する支 持具は、 従来の分断装置に追加して配設が可能な Y字状の単純構 造の支柱で形成できるので、 コス ト増を招く こ とな く簡単に実施 する こ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . ガラスロ ッ ドの両端を把持する把持工程と、

前記ガラス ロ ッ ドを前記両端間の所定の位置で下方から支持 するよう に支持具を配置固定する工程と、

前記ガラスロ ッ ドが、 前記支持具に支持された状態で、 前記 ガラスロ ヅ ドを加熱しつつ、 前記ガラスロ ヅ ドの一端を移動させ、 前記ガラスロ ッ ドを分断する工程とを含むこ とを特徴とするガラ ス ロ ヅ ドの分断方法。

2 . 前記支持具は Y字状体をなすよう に形成されてお り、 前記分 断する工程は、 前記 Y字状体の二股脚部で前記ガラスロ ッ ドを支 持しつつ分断する工程を含むこ とを特徴とする請求の範囲 1 に記 載のガラスロ ッ ドの分断方法。

3 . 前記支持具の Y字状体の二股脚部は、 カーボンス リ ーブを回 転可能に配してお り、 この力一ボンス リーブで前記ガラスロ ヅ ド を支持する よう にしたこ とを特徴とする請求の範囲 2 に記載のガ ラス ロ ッ ドの分断方法。

4 . 前記力一ボンス リ ーブは、 前記二股脚部を構成する 2つの脚 部のそれそれを軸と して回転可能に構成された円柱状体であ り、 前記分断工程において、 前記カーボンス リーブは前記ガラス ロ ヅ ドの軸方向の移動に伴い回転せしめられる こ とを特徴とする 請求の範囲 3 に記載のガラスロ ッ ドの分断方法。

5 . 前記支持具を配置固定する工程は、 前記ガラスロ ッ ドの軸方 向に前記支持具の位置を調整しつつ位置を決定する工程を含むこ とを特徴とする請求の範囲 1 に記載のガラスロ ッ ドの分断方法。

6 . 前記支持具を配置固定する工程は、 前記ガラスロ ッ ドの軸方 向に前記支持具の位置を調整しつつ位置を決定し、 2 つの支持具 を配置固定する工程であ り、 前記分断する工程は、 前記 2 つの支持具の間で前記ガラス 口 ッ ドを分断する工程である こ とを特徴とする請求の範囲 1 乃至 4 のいずれかに記載のガラス口 ッ ドの分断方法。

7 . ガラスロ ッ ドの両端を把持する把持手段と、

前記ガラスロ ッ ドの長手方向に対して位置調整可能に構成され、 少な く とも 2点で前記ガラスロ ッ ドを把持する支持具と、 前記ガラス ロ ッ ドを加熱しつつ分断する分断手段とを具備し たこ とを特徴とするガラス口 ッ ドの分断装置。

8 . 前記支持具は Y字状体をな し、 前記 Y字状体の二股脚部で前 記ガラス ロ ッ ドを支持する よ う に構成されている こ とを特徴とす る請求の範囲 7 に記載のガラスロ ッ ドの分断装置。

9 . 前記支持具の Y字状体の二股脚部は、 カーボンス リーブを回 転可能に配してお り、 このカーボンス リーブで前記ガラスロ ヅ ド を支持する よう に構成されているこ とを特徴とする請求の範囲 8 に記載のガラスロ ッ ドの分断装置。

1 0 . 前記カーボンス リ ープは、 前記二股脚部を構成する 2 つの 脚部のそれそれを軸と して回転可能に構成された円柱状体であ り 前記カーボンス リーブは前記ガラス口 ッ ドの軸方向の移動に 伴い回転可能に形成されている こ とを特徴とする請求の範囲 9 に 記載のガラス ロ ッ ドの分断装置。

1 1 . 前記支持具は、 前記ガラスロ ッ ドの分断位置の両側に配置 される 2 組の支持具からなる こ とを特徴とする請求の範囲 7乃至 1 0 のいずれかに記載のガラスロ ッ ドの分断装置。