玻璃母材的制造装置及制造方法与流程

本发明涉及玻璃母材的制造装置及制造方法。

背景技术：

专利文献1公开了一种光纤母材制造装置，该光纤母材制造装置在一边使初始材料旋转并提起，一边使玻璃微粒沉积于该初始材料的外周。该制造装置具备可自由旋转的夹具，该夹具设置于可沿上下方向移动地安装的支撑台之上，对初始材料的下端部进行支撑，通过将重物与该支撑台连接而将支撑台拉拽，从而使得对初始材料下端始终施加恒定的力，对旋转轴和初始材料中心轴之间的偏移进行抑制。

专利文献1：日本特开平7－109142号公报

在专利文献1所记载的光纤母材制造装置中，如果使初始材料高速地移动，则支撑台之上的夹具赶不上初始材料的高速移动而无法追随。因此，在ovd法等需要使初始材料高速地升降的情况下，无法充分地对旋转轴和初始材料中心轴之间的偏移的发生(所谓的初始材料的振摆回转)进行抑制。如果在旋转轴和初始材料中心轴发生了偏移的状态下使玻璃微粒沉积，则在玻璃管的情况下发生管壁厚度不一致，在光纤母材的情况下使纤芯偏心特性恶化。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种能够对高速移动时的玻璃杆的振摆回转进行抑制的玻璃母材的制造装置及制造方法。

本发明的玻璃母材的制造装置，

其将玻璃杆的上端部通过上端把持部把持，并且将该玻璃杆的下端部通过下端支撑部支撑，一边使所述玻璃杆旋转并沿上下进行往复移动，一边使玻璃微粒沉积于所述玻璃杆的外周，

在该玻璃母材的制造装置中，

所述下端支撑部具有：升降机构，其独立于所述上端把持部而进行升降；以及弹性部件，其设置于与所述玻璃杆的抵接部，

该玻璃母材的制造装置具备判别部，该判别部对通过所述抵接部向所述玻璃杆的推压而引起的所述弹性部件的变形量达到规定量这一情况进行判别。

另外，本发明的玻璃母材的制造方法，

其一边使玻璃杆旋转并沿上下进行往复移动，一边使玻璃微粒沉积于所述玻璃杆的外周，

在该玻璃母材的制造方法中，

通过上端把持部对所述玻璃杆的上端部进行把持，

使对所述玻璃杆的下端部进行支撑的下端支撑部，独立于所述上端把持部而上升，

使所述下端支撑部在其抵接部处与所述玻璃杆抵接，

在由于所述抵接部向所述玻璃杆的抵接而使设置于所述抵接部的弹性部件发生了规定量变形的时刻，将所述下端支撑部的上升停止，

然后，使所述上端把持部和所述下端支撑部同步，并使所述玻璃杆沿上下进行往复移动。

发明的效果

根据本发明所涉及的玻璃母材的制造装置及制造方法，能够对高速移动时的玻璃杆的振摆回转进行抑制。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造装置的概略图。

图2是表示通过图1所示的制造装置实现的玻璃杆的初始位置设定的概略图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造方法的流程图。

图4是表示通过本发明的实施方式所涉及的制造装置制造出的玻璃母材的重量测定结果、和通过现有例所涉及的制造装置制造出的玻璃母材的重量测定结果的图形。

标号的说明

10：玻璃母材的制造装置

11：反应容器

12：升降旋转装置

13：上端把持部

14：控制装置

15：重量测定器

16：复合用燃烧器

17：气体供给装置

20：玻璃杆

21：玻璃微粒沉积体

22：玻璃母材

30：支撑装置(下端支撑部的一个例子)

31：抵接部

32：支撑棒

33：升降机构

34：弹簧(弹性部件的一个例子)

35：传感器(判别部的一个例子)

具体实施方式

＜本发明的实施方式的概要＞

首先，对本发明的实施方式的概要进行说明。

本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造装置，具备下面的(1)或(2)的任意的特征。

(1)将玻璃杆的上端部通过上端把持部把持，并且将该玻璃杆的下端部通过下端支撑部支撑，一边使所述玻璃杆旋转并沿上下进行往复移动，一边使玻璃微粒沉积于所述玻璃杆的外周，

在该玻璃母材的制造装置中，

所述下端支撑部具有：升降机构，其独立于所述上端把持部而进行升降；以及弹性部件，其设置于与所述玻璃杆的抵接部，

该玻璃母材的制造装置具备判别部，该判别部对通过所述抵接部向所述玻璃杆的推压而引起的所述弹性部件的变形量达到规定量这一情况进行判别。

本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造装置，通过具备如上所述的特征，从而能够在使支撑装置一边追随玻璃杆的高速移动，一边以适当的推入强度对玻璃杆进行支撑。因此，能够对高速移动时的玻璃杆的振摆回转进行抑制。

(2)在上述(1)的制造装置中，所述上端把持部与重量测定器连结，该重量测定器对所述玻璃杆的重量及沉积于所述玻璃杆的所述玻璃微粒的沉积量进行测定。

本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造装置，通过具备如上所述的特征，从而提高将玻璃微粒向玻璃杆进行沉积时的玻璃微粒的重量测定的精度。

另外，本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造方法，具备下面的(3)～(5)的任意的特征。

(3)在一边使玻璃杆旋转并沿上下进行往复移动，一边使玻璃微粒沉积于所述玻璃杆的外周，

在该玻璃母材的制造方法中，

通过上端把持部对所述玻璃杆的上端部进行把持，

使对所述玻璃杆的下端部进行支撑的下端支撑部，独立于所述上端把持部而上升，

使所述下端支撑部在其抵接部处与所述玻璃杆抵接，

在由于所述抵接部向所述玻璃杆的抵接而使设置于所述抵接部的弹性部件发生了规定量变形的时刻，将所述下端支撑部的上升停止，

然后，使所述上端把持部和所述下端支撑部同步，并使所述玻璃杆沿上下进行往复移动。

(4)在上述(3)的制造方法中，通过设置于所述上端把持部的重量测定器，对所述玻璃杆的重量及沉积于所述玻璃杆的所述玻璃微粒的沉积量进行测定。

本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造方法，通过具备如上所述的特征，从而提高将玻璃微粒向玻璃杆进行沉积时的玻璃微粒的重量测定的精度。

(5)在上述(4)的制造方法中，所述弹性部件的所述规定的变形量换算为通过所述抵接部施加的所述玻璃杆的推起力，大于或等于0.1kg、且小于或等于玻璃杆的重量。

本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造方法，从玻璃母材的振摆回转的抑制及玻璃微粒的沉积量测定的精度提高的角度出发，优选将通过抵接部施加的玻璃杆的推起力设在上述范围。

＜本发明的实施方式的详细内容＞

下面，参照附图，对本发明所涉及的玻璃母材的制造装置及制造方法的实施方式的例子进行说明。

如图1所示，本实施方式的玻璃母材制造装置10通过例如ovd法在玻璃杆20的周围进行玻璃微粒的沉积。

制造装置10具备反应容器11，从反应容器11的上方向内部悬挂有玻璃杆20。在反应容器11的上方配置有升降旋转装置12。上端把持部13以从升降旋转装置12朝向侧方而凸出的方式配置。通过该上端把持部13，对玻璃杆20的上端部进行把持。

玻璃杆20通过升降旋转装置12的上端把持部13而其上端部被把持，该玻璃杆20通过升降旋转装置12进行升降及旋转。升降旋转装置12通过控制装置14对升降速度及旋转速度进行控制，以使得沉积于玻璃杆20的外周的玻璃微粒沉积体21的外径均匀。另外，在上端把持部13的附近配置有重量测定器15。通过重量测定器15，对玻璃杆20的重量及沉积于玻璃杆20的外周的玻璃微粒沉积体21的沉积量进行测定。

在反应容器11的内部，配置有玻璃微粒生成用燃烧器即复合用燃烧器16(cladburner)。该复合用燃烧器16例如是8重管等多重管燃烧器。向复合用燃烧器16通过气体供给装置17而供给原料气体及火焰形成用气体。气体供给装置17通过控制装置14对气体供给量进行控制。

向复合用燃烧器16，作为原料气体而输入sicl4，作为火焰形成气体而输入h2、o2，作为燃烧器密封气体而投入n2等。在通过该复合用燃烧器16而形成的氢氧火焰内，通过火焰加水分解反应而生成玻璃微粒。生成的玻璃微粒沉积于玻璃杆20的周围，形成玻璃微粒沉积体21，由此制作规定外径的玻璃母材22。

在反应容器11的下方，配置有支撑装置30(下端支撑部的一个例子)，从反应容器11的内部向下方凸出的玻璃杆20的下端部由该支撑装置30支撑。支撑装置30具备：抵接部31，其与玻璃杆20的下端部抵接；以及升降机构33，其配置于抵接部31的下方。抵接部31为了对玻璃杆20的振摆回转进行抑制，与玻璃杆20的下端部抵接而对玻璃杆20进行支撑。支撑棒32从抵接部31朝向下方延伸，在支撑棒32的周围配置有弹簧34。另外，弹簧34的上端部与抵接部31的下部接触而固定，并且下端部与升降机构33的上部接触而固定。

对于升降机构33，通过控制装置14其升降速度被控制，能够与对玻璃杆20的上端部进行把持的上端把持部13独立地或者同步地进行升降。在升降机构33的内部插入有支撑棒32的下端部。在升降机构33的侧方，配置有传感器35(判别部的一个例子)。如图2所示，如果升降机构33上升而与抵接部31接近，则支撑棒32的下端部在升降机构33的内部向下方移动，传感器35能够在其测定点s处对插入至升降机构33的内部的支撑棒32的下端部的位置进行检测。如果支撑棒32的下端部到达传感器35的测定点s，则通过传感器35判定为弹簧34达到规定的变形量(收缩量)，将升降机构33的上升停止。由此，弹簧34保持规定的收缩量，因此通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力以恒定强度被维持。

此外，通过使升降机构33相对于抵接部31接近而引起的弹簧34的规定的变形量(收缩量)，换算为通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力，优选大于或等于0.1kg而小于或等于玻璃杆的重量(例如4.5kg左右)。如果通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力小于0.1kg，则难以得到玻璃母材22的振摆回转的抑制效果。另一方面，如果通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力大于通过上端把持部13所把持的玻璃杆20的重量，则玻璃杆20的把持部从上端把持部13浮动或脱离，在通过重量测定器15进行的玻璃杆的重量及玻璃微粒的沉积量的测定中产生误差。因此，优选将通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力设在上述范围。

下面，对玻璃母材22的制造方法进行说明。图3是表示玻璃母材22的制造方法的流程图。

首先，如图1所示，通过上端把持部13对玻璃杆20的上端部进行把持，悬挂于反应容器11内(步骤s1)。接下来，使上端把持部13(升降旋转装置12)和/或对玻璃杆20的下端部进行支撑的支撑装置30相互独立地升降，使抵接部31与玻璃杆20的下端部抵接(步骤s2)。

接下来，如图2所示，在使抵接部31与玻璃杆20的下端部抵接的状态下，使升降机构33上升(步骤s3)。由此，将抵接部31向玻璃杆20推压，使支撑棒32的下端部在升降机构33的内部向下方移动(步骤s4)。如上所述，使配置于支撑棒32的外周的弹簧34(压缩)变形。

接下来，开始通过传感器35进行的检测处理(步骤s5)。在通过传感器35没有检测到支撑棒32的下端部的期间(步骤s5为no)，继续进行升降机构33的上升。在通过传感器35检测到支撑棒32的下端部时(步骤s5为yes)，即，在传感器35判别出弹簧34达到规定的变形量的时刻，将升降机构33的上升停止(步骤s6)。如果将升降机构33的上升停止，则弹簧34以保持规定的收缩量的方式被固定，由此，通过支撑装置30进行的玻璃杆20的支撑工序结束。

然后，在保持弹簧34的收缩量的状态，即，通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力以恒定的强度被维持的状态，一边通过控制装置14使上端把持部13和支撑装置30同步，一边使玻璃杆20沿上下进行往复移动(步骤s7)。而且，使玻璃微粒沉积于玻璃杆20的外周，制作玻璃母材22(步骤s8)。此时，通过配置于上端把持部13附近的重量测定器15，对玻璃杆20的重量及沉积于玻璃杆20的外周的玻璃微粒沉积体21的沉积量进行测定，在达到规定的重量(沉积量)时，结束玻璃微粒向玻璃杆20外周的沉积。如上所述，制作玻璃母材22。

如以上说明所述，在本实施方式中，支撑装置30具有：升降机构33，其与上端把持部13独立地升降；以及弹簧34，其设置于与玻璃杆20的抵接部31，支撑装置30具备传感器35，该传感器35对由于抵接部31向玻璃杆20的推压而引起的弹簧34的变形量达到规定量这一情况进行判别。根据该结构，即使在玻璃杆20进行高速移动的情况下，也能够使支撑装置30追随玻璃杆20的移动速度，并且在弹簧34以规定量收缩的位置进行支撑装置30的定位，由此能够通过支撑装置30以恒定的推入强度对玻璃杆20进行支撑。因此，即使在玻璃杆20进行高速移动的情况下，也能够充分地抑制玻璃杆20的振摆回转。通过对玻璃杆20的振摆回转进行抑制，从而在玻璃管的情况下能够得到管壁厚度不一致的情况少的玻璃管，在光纤母材的情况下能够得到纤芯偏心特性良好的光纤母材。

另外，在本实施方式中，上端把持部13与重量测定器15连结，该重量测定器15对玻璃杆20的重量及沉积于玻璃杆20的玻璃微粒的沉积量进行测定。通过支撑装置30能够充分地抑制玻璃杆20的振摆回转，因此能够提高在向玻璃杆20沉积玻璃微粒时利用重量测定器15进行的玻璃微粒的重量测定的精度。

另外，在本实施方式中，弹簧34的变形量换算为通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力，在通过传感器35判别为大于或等于0.1kg、且小于或等于玻璃杆20的重量时，使升降机构33的上升停止，使得弹簧34保持规定的收缩量。将通过抵接部31施加的玻璃杆20的推起力设在上述范围内，由此从玻璃母材22的振摆回转的抑制及玻璃微粒的沉积量测定的精度提高的角度出发，是更优选的。

(实施例)

图4是表示通过本实施方式所涉及的制造装置制作的玻璃母材的重量测定结果、和通过现有例所涉及的制造装置制作的玻璃母材的重量测定结果的图形。在图4中，作为例1(实施例)，沿时间经过示出对通过具备本实施方式所涉及的支撑装置30的制造装置10制作的玻璃母材22的重量进行测定而得到的结果。另一方面，作为例2(现有例)，示出通过与本实施方式所涉及的支撑装置30不同，不具备对玻璃杆的推起力进行调整的机构的夹具对玻璃杆的下端部进行支撑的情况下的玻璃母材的重量测定结果。此外，在例1及例2中，通过玻璃母材制造装置(的上端把持部)所把持的玻璃杆的重量为5kg，在例1中通过支撑装置施加的玻璃杆的推起力为4.2kg。

其结果，如图4所示，确认了例1与例2相比，能够显著地抑制玻璃微粒的重量(沉积量)的变动。此外，周期性地显现的瞬间的大变动，是由玻璃杆的上升和下降的切换引起的。

另外，通过例1的玻璃母材制造装置对玻璃微粒进行沉积时的玻璃杆的振摆回转为0.5mm，通过例2的玻璃母材制造装置对玻璃微粒进行沉积时的玻璃杆的振摆回转为3.0mm。如上所述，确认到通过使用本实施方式所涉及的具备支撑装置的玻璃母材制造装置，能够显著地抑制玻璃杆的振摆回转。

以上，详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但对于本领域的技术人员而言，显然可以在不脱离本发明的精神、范围的前提下进行各种变更或修正。另外，上述说明的结构部件的数量、位置、形状等并不限定于上述实施方式，能够变更为用于实施本发明的优选的数量、位置、形状等。

上述说明的实施方式所涉及的玻璃母材制造装置10，应用于全长遍布方式，即，具备1根复合用燃烧器16，通过该1根复合用燃烧器16将玻璃母材22在其整个长度范围形成，但并不限定于该例。例如，也可以在将多根燃烧器在反应容器11内沿上下配置，通过各燃烧器将玻璃母材分别局部地形成的局部遍布方式中，应用上述实施方式所涉及的玻璃母材制造装置10。

另外，在上述实施方式中，在通过支撑装置30进行的玻璃杆20的支撑工序结束之后，使上端把持部13和支撑装置30同步并使玻璃杆20沿上下进行往复移动，进行玻璃微粒的沉积，但也可以在支撑装置30的升降机构33的侧方配置多个传感器35，对支撑棒32的下端部的变动进行检测，在玻璃微粒的沉积工序中也对弹簧34的收缩量进行适当调整。由此，在玻璃微粒的沉积工序中也能够始终以恒定的推入力对玻璃杆20进行支撑，能够更充分地对玻璃杆20的振摆回转进行抑制。