玻璃棒的加工方法及加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种玻璃棒的加工方法及加工装置。
【背景技术】
[0002]在光纤制造中，在拉丝工序之前有在玻璃棒的端部形成具有成纺锤形拉拔形状的拉拔部的加工阶段，称为“拉拔”或“引出”。
[0003]专利文献1:日本特开平5-024877号公报
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题
[0005]在玻璃棒上形成拉拔部的过程中有时会发生假体棒的断裂、装置的过负荷、拉拔部的整形不良等，从而造成玻璃棒的利用效率低下。
[0006]用于解决问题的方案
[0007]在本发明的第一形态中提供一种玻璃棒的加工方法，包括:软化阶段，加热并软化玻璃棒的一部分；以及拉拔阶段，在以作为张力而作用于玻璃棒的拉拔荷重不超过预定范围为条件的拉拔速度下，使玻璃棒的一端相对于另一端移动，在玻璃棒上形成拉拔形状。
[0008]在本发明的第二形态中提供一种玻璃棒的加工装置，包括:软化部，加热并软化玻璃棒的一部分；以及拉拔部，在以作用于玻璃棒的拉拔荷重不超过预定范围为条件的拉拔速度下，使玻璃棒的一端相对于另一端移动，在玻璃棒上形成拉拔形状。
[0009]另外，上述
【发明内容】
并未列举出本发明的全部可能特征，所述特征组的子组合也有可能构成发明。
【附图说明】
[0010]图1为表示由拉拔加工装置100进行的拉拔加工的一阶段的示意图。
[0011]图2为表示由拉拔加工装置100进行的拉拔加工的另一阶段的示意图。
[0012]图3为表示由拉拔加工装置100进行的拉拔加工的又一阶段的示意图。
[0013]图4为表示由拉拔加工装置100进行的拉拔加工的再一阶段的示意图。
[0014]图5为表示拉伸部21的驱动状态与称重传感器18的指示值变化的关系图。
[0015]图6为表示拉伸部21的驱动状态与称重传感器18的指示值变化的关系图。
[0016]图7为加热装置7的设定温度与拉伸部21的驱动速度的关系图。
[0017]图8为表示拉拔部中心线的偏移量的示意图。
[0018]图9为表示由拉拔加工装置100进行的另一拉拔加工的一阶段的示意图。
[0019]图10为表示由拉拔加工装置100进行的另一拉拔加工的另一阶段的示意图。
[0020]图11为承运体4的上升速度与步进编号的关系图。
[0021]附图标记说曰月
[0022]I柱体、2导轨、3滚珠丝杠、4承运体、5悬挂轴、6玻璃棒、7加热装置、8加热器、9隔热材料、10炉体、11顶腔、12顶腔悬挂机构、13挡板、14引导辊、15拉伸辊(上)、16拉伸辊(下)、17架台、18称重传感器、19拉伸假体、20拉拔部、21拉伸部、100拉拔加工装置
【具体实施方式】
[0023]以下通过发明实施方式对本发明进行说明，但以下实施方式并非对权利要求书所涉及的发明进行限定。并且，实施方式中说明的特征组合也并非全部为本发明的必要特征。
[0024][实施例1]
[0025]图1是表示在玻璃棒6的下端形成拉拔部20的拉拔加工时所使用的拉拔加工装置100的构造以及使用该拉拔加工装置100的拉拔加工的一阶段的示意图。拉拔加工装置100包括:柱体1、承运体4、顶腔11、加热装置7及架台17。
[0026]柱体I具有导轨2及滚珠丝杠3。导轨2沿重力方向延伸，引导承运体4的移动方向。滚珠丝杠3沿导轨2驱动承运体4。承运体4的下部安装有悬挂轴5。玻璃棒6在悬挂轴5垂下。
[0027]在柱体I的下部设置有加热装置7。图示的加热装置7形成为电炉，该电炉除了加热器8、隔热材料9及炉体10以外，还具有向加热器8供应电力的电极等。作为加热装置7的热源，可以使用气体燃烧器等代替加热器8。
[0028]当以碳作为加热器8、隔热材料9等的材料时，如果在炉内混入有大气则会造成炉料损耗。因此，最好至少在炉体10的内部形成非活性气体气氛。在图示的拉拔加工装置100中，出于防止从炉体10上部混入大气的目的，覆盖玻璃棒6的顶腔11通过顶腔悬挂机构12安装于承运体4上。而且，出于防止从炉体10下部混入大气的目的，在加热装置7的底部设置有调整炉体10底面的开口径的挡板13。
[0029]架台17设置于加热装置7的下方。架台17具有引导辊14、拉伸部21及称重传感器18。引导辊14包含针对是否夹持拉伸假体19或玻璃棒6而自由开闭的两个以上的辊。当夹持拉伸假体19等时，引导辊14随着拉伸假体19的升降而自由转动。引导辊14通过把持拉伸假体19等来将拉伸假体19及拉伸假体19上所连接的玻璃棒6在图中水平方向上进行定位。
[0030]拉伸部21具有拉伸辊(上)15及拉伸辊(下)16。拉伸辊(上)15及拉伸辊(下)16的每一个单独地包含针对是否夹持拉伸假体19及玻璃棒6的至少之一而自由开闭的两个以上的辊。据此，当玻璃棒6及拉伸假体19的外径不连续等时，分开使用多个拉伸辊，从而能够连续地控制玻璃棒6的拉伸速度。另外，通过将多个拉伸辊排列在玻璃棒6的拉伸方向上，作为整个拉伸部21，延长了从开始拉伸玻璃棒6到结束拉伸为止的期间，从而能够对玻璃棒6的端到端进行持续控制。
[0031]另外，拉伸辊(上)15及拉伸辊(下)16的每一个由电机等进行转动驱动，将所把持的拉伸假体19或玻璃棒6在图中水平方向上进行定位，并使其在图中上下方向上移动。另外，在以下说明中当记载为拉伸部21时，是指拉伸辊(上)15及拉伸辊(下)16的至少之一O
[0032]称重传感器18结合于架台17的图中下部，从下方支撑架台17，对作用于架台17的正负荷重进行测量。称重传感器18的荷重测量值将拉伸部21什么都未把持的状态时作为零荷重扣除皮重。因此，当承运体4及拉伸部21的至少之一使玻璃棒6升降时，能够对拉伸假体19及玻璃棒6上的荷重进行测量。另外，当驱动承运体4及拉伸部21的至少之一并在玻璃棒6上形成拉拔部时，基于称重传感器18的测量值以及位于加热装置7下方的玻璃棒6的重量计算作用于玻璃棒6的拉拔荷重。
[0033]另外，当采用玻璃棒6作为光纤母材时，不能用作光纤的非有效部分存在于玻璃棒6的端部。非有效部在拉丝工序之前通过加热溶断而被去除。另外，在去掉了非有效部的玻璃棒6的有效部的端部通过拉拔加工形成纺锤形的拉拔形状。从而能够顺畅地从玻璃棒6拉丝光纤。
[0034]当使用拉拔加工装置100执行玻璃棒6的拉拔加工时，首先，将玻璃棒6的上端结合于悬挂轴5的下端，在顶腔11的内部使玻璃棒6垂下。此处，承运体4通过滚珠丝杠3沿柱体I上升，顶腔11在图中上下方向上延伸。另外，玻璃棒6的下端附近位于加热装置7的加热器8的内部。
[0035]图2为表示使用拉拔加工装置100的拉拔加工的另一阶段的示意图。如图所示，连接着玻璃棒6，拉伸假体19被装填到拉拔加工装置100上。拉伸假体19 一边被引导辊14引导，一边由拉伸部21驱动，从图中下侧进入加热装置7。
[0036]在加热装置7中，玻璃棒6的下端通过由加热器8进行加热而被软化。进入了加热装置7的拉伸假体19的上端与软化的玻璃棒6的下端相抵接，连接于玻璃棒6上。这样一来，玻璃棒6与拉伸假体19 一体化。在至此的阶段中，挡板13与拉伸假体19的外径相配合缩小开口。
[0037]图3为表示使用拉拔加工装置100的拉拔加工的又一阶段的示意图。然后，通过滚珠丝杠3使承运体4下降，从而使玻璃棒6与拉伸假体19的连接部从加热器8朝下方移动。在此状态下使加热器8工作，从而对玻璃棒6自身下端附近的位置进行加热，形成将玻璃棒6的一部分部分软化的软化部。
[0038]图4为表示使用拉拔加工装置100的拉拔加工的再一阶段的示意图。接下来，在固定承运体4的状态下，由拉伸部21对拉伸假体19进行拉伸，使玻璃棒6的另一端相对于一端移动，从而在玻璃棒6上作用拉拔荷重作为张力。据此，在通过加热器8的加热而软化的软化部处将玻璃棒6拉长，在玻璃棒6上形成外径逐渐减小的的拉拔部20。
[0039]另外，在玻璃棒6上作用拉拔荷重的状态下，例如，当拉拔荷重相对于玻璃棒6的软化程度变得过大时，被拉伸辊(上)15及拉伸辊(下)16的任一所把持的拉伸假体19或玻璃棒6发生滑动，使拉伸速度的控制精度下降。因此，作用于玻璃棒6上的拉拔荷重可以设定为比把持玻璃棒6或拉伸假体19的拉伸辊开始滑动时的拉拔荷重更低。
[0040]另外，当在玻璃棒6上作用了拉拔荷重的状态下，例如，当拉拔荷重相对于玻璃棒6的软化程度变得过低时，无论拉伸部21的拉伸速度如何，产生软化的玻璃棒6由于自重而熔落、在拉拔部20产生弯曲的拉拔部20的形状与平常不同等现象。因此，作用于玻璃棒6的拉拔荷重可以被设定为使称重传感器18的指示值所示的拉拔荷重不超过拉伸假体19的重量与从拉拔部20去除前端侧的部分重量的合计。
[0041]进一步地，在图示状态中，玻璃棒6的下端附近的一部从加热装置7的图中下端穿出。出于防止干扰此状态的玻璃棒6的目的，可以与玻璃棒6的外径相配合地将挡板13的开口打开。
[0042]图5为表示直到上述拉拔加工开始的拉拔加工装置100的动作的图。图中所示图的横轴表示经过时间。另外，图中的上段图中的纵轴表示拉伸部21的动作方向及动作速度。另外，图示的下段图中的纵轴表示称重传感器18的指示值。
[0043]如图1所示，一开始，在与拉伸假体19连接之前的玻璃棒6的下端位于加热装置7的内部。另一方面，在被称重传感器18支撑的架台17中，由拉伸辊(上)