JP6136554B2

JP6136554B2 - Glass base material stretching apparatus and glass base material manufacturing method

Info

Publication number: JP6136554B2
Application number: JP2013099847A
Authority: JP
Inventors: 川崎　希一郎; 希一郎川崎; 智哉鈴木
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: JP2014218406A; CN203947025U

Description

本発明は、ガラス母材を下方向に延伸してガラス母材を製造するガラス母材の延伸装置およびガラス母材の製造方法に関する。 The present invention relates to a glass base material stretching apparatus and a glass base material manufacturing method for manufacturing a glass base material by stretching the glass base material downward.

従来、ガラス母材の下方端をチャック等の把持部材により把持し、チャックを下方向に移動させることによりガラス母材を延伸するガラス母材の延伸方法が知られている。（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a glass base material stretching method is known in which a glass base material is stretched by gripping a lower end of a glass base material with a gripping member such as a chuck and moving the chuck downward. (See Patent Document 1).

特開２００６−３２７８９８号公報JP 2006-327898 A

ガラス母材を垂直延伸する際には、延伸されたガラス母材の曲がりを極力抑えるという課題がある。ガラス母材の曲がりには様々な要因が存在するが、延伸装置が傾いていたり延伸装置に設けられた上下のチャック同士の位置がずれていることにより、延伸中のガラス母材の中心軸が延伸装置のヒータの中心軸からずれ、ガラス母材の中心軸に対して垂直方向に無理な力が加わり、屈曲部が発生して曲がりが生じる場合がある。そのため、ガラス母材を垂直延伸する際にはガラス母材の中心軸をヒータの中心軸に一致させながらガラス母材を延伸することが好ましい。 When vertically stretching a glass base material, there is a problem of suppressing bending of the stretched glass base material as much as possible. Although there are various factors in the bending of the glass base material, the center axis of the glass base material being stretched may be due to the stretching device being inclined or the positions of the upper and lower chucks provided in the stretching device being displaced. There is a case where a bending portion is generated due to a deviation from the central axis of the heater of the stretching apparatus and an excessive force is applied in a direction perpendicular to the central axis of the glass base material. Therefore, when the glass base material is vertically stretched, it is preferable to stretch the glass base material while making the central axis of the glass base material coincide with the central axis of the heater.

特許文献１においては、ガラス母材を継続延伸する際に、ガラス母材の延伸方向に垂直な面内における面内位置を検出してガラス母材を把持する把持具の位置を調整することで屈曲部の発生を防止しているものの、ガラス母材を把持してから次にそのガラス母材を把持するまでの間に軸ずれが生じる可能性があり、さらに改良の余地がある。 In Patent Document 1, when the glass base material is continuously stretched, the position of the gripping tool that grips the glass base material is adjusted by detecting the in-plane position in the plane perpendicular to the stretching direction of the glass base material. Although the generation of the bent portion is prevented, there is a possibility that an axis deviation may occur between the time when the glass base material is gripped and the time when the glass base material is gripped, and there is room for further improvement.

そこで、本発明は、ガラス母材の曲がりの発生を抑えながら延伸可能なガラス母材の延伸装置およびガラス母材の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a glass base material stretching device and a glass base material manufacturing method that can be stretched while suppressing the occurrence of bending of the glass base material.

上記の目的を達成するために、本発明のガラス母材の延伸装置は、
ガラス母材を加熱部で加熱し、前記ガラス母材の上下端に接続された支持ロッドを把持している上チャックと下チャックとに速度差を設けて垂直延伸するガラス母材の延伸装置であって、
前記加熱部の下流側に、その中心軸が前記加熱部の中心軸と略一致し、前記ガラス母材の軸方向に垂直な面内での前記ガラス母材の位置を固定する固定治具を備えている。 In order to achieve the above object, the glass base material stretching apparatus of the present invention comprises:
A glass base material stretching device that heats the glass base material with a heating unit and vertically stretches the upper and lower chucks holding the support rods connected to the upper and lower ends of the glass base material with a speed difference. There,
A fixing jig for fixing the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material, whose central axis substantially coincides with the central axis of the heating part, on the downstream side of the heating part. I have.

本発明によれば、ガラス母材を屈曲させることなく延伸することができるので、ガラス母材の曲がりの発生を抑えながら延伸することができる。 According to the present invention, since the glass base material can be stretched without being bent, the glass base material can be stretched while suppressing the occurrence of bending of the glass base material.

本発明の実施形態に係るガラス母材の延伸装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the extending | stretching apparatus of the glass base material which concerns on embodiment of this invention. 図１の延伸装置に備わる固定治具の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the fixing jig with which the extending | stretching apparatus of FIG. 1 is equipped. 図１の延伸装置によりガラス母材が延伸された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the glass base material was extended | stretched with the extending | stretching apparatus of FIG. ガラス母材の曲がり量の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the bending amount of a glass base material. 実施例１の結果を示すグラフである。3 is a graph showing the results of Example 1. 実施例２の結果を示すグラフである。10 is a graph showing the results of Example 2. 比較例の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a comparative example.

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係るガラス母材の延伸装置は、
（１）ガラス母材を加熱部で加熱し、前記ガラス母材の上下端に接続された支持ロッドを把持している上チャックと下チャックとに速度差を設けて垂直延伸するガラス母材の延伸装置であって、
前記加熱部の下流側に、その中心軸が前記加熱部の中心軸と略一致し、前記ガラス母材の軸方向に垂直な面内での前記ガラス母材の位置を固定する固定治具を備えている。
固定治具によりガラス母材の中心軸が加熱部の中心軸と略一致するようにガラス母材の軸方向に垂直な面内でのガラス母材の位置を固定しながら延伸しているため、ガラス母材を屈曲させることなく延伸することができる。これにより、ガラス母材の曲がりの発生を抑えながら延伸することができる。 [Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
An apparatus for stretching a glass base material according to an embodiment of the present invention,
(1) A glass base material that is vertically stretched by heating the glass base material with a heating unit and providing a speed difference between the upper chuck and the lower chuck that hold the support rods connected to the upper and lower ends of the glass base material. A stretching device,
A fixing jig for fixing the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material, whose central axis substantially coincides with the central axis of the heating part, on the downstream side of the heating part. I have.
Since the fixing jig is extended while fixing the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material so that the central axis of the glass base material substantially coincides with the central axis of the heating unit, The glass base material can be stretched without being bent. Thereby, it can extend | stretch, suppressing generation | occurrence | production of the bending of a glass base material.

（２）前記固定治具近傍に設けられ、前記軸方向に垂直な面内での前記ガラス母材の位置を測定する測定器と、
前記上チャックおよび前記下チャックの少なくともいずれか一方に設けられ、前記ガラス母材の前記位置を調節可能な位置調節器と、
をさらに備えていることが好ましい。
ガラス母材の延伸開始前および延伸中にガラス母材の位置を適宜調整し、ガラス母材の屈曲部の発生をより確実に抑制することができるためである。 (2) a measuring instrument that is provided in the vicinity of the fixing jig and measures the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction;
A position adjuster provided on at least one of the upper chuck and the lower chuck and capable of adjusting the position of the glass base material;
Is preferably further provided.
This is because the position of the glass base material can be appropriately adjusted before starting the stretching of the glass base material and during the stretching, and the generation of the bent portion of the glass base material can be more reliably suppressed.

（３）前記固定治具が、カーボンから構成されていることが好ましい。
カーボンは耐熱性が高く、また柔らかいため、ガラス母材を固定する際にガラス母材に傷がつくことを防止することができるためである。 (3) It is preferable that the fixing jig is made of carbon.
This is because carbon has high heat resistance and is soft, so that it is possible to prevent the glass base material from being damaged when the glass base material is fixed.

（４）前記固定治具は、延伸中の前記ガラス母材の外径に応じて前記ガラス母材への接触位置が前記軸方向に垂直な面内方向において調節可能であることが好ましい。
延伸中のガラス母材の外径変動に影響されることなくガラス母材の位置ずれに起因する屈曲部の発生を確実に防止することができるためである。 (4) It is preferable that the fixing jig can adjust the position of contact with the glass base material in an in-plane direction perpendicular to the axial direction according to the outer diameter of the glass base material being stretched.
This is because it is possible to reliably prevent the occurrence of a bent portion due to the positional deviation of the glass base material without being affected by fluctuations in the outer diameter of the glass base material during stretching.

（５）前記固定治具は、バネ機構により前記接触位置が調節可能であることが好ましい。
過剰な把持力をガラス母材に加えることなく適切な力でガラス母材を把持することができ、また、延伸中の母材の外径が変化しても、バネ機構によりガラス母材の外径変動に追従して接触位置を調節することができるので、常にガラス母材を確実に把持した状態で延伸することができるためである。 (5) It is preferable that the said fixing jig can adjust the said contact position with a spring mechanism.
The glass base material can be gripped with an appropriate force without applying excessive gripping force to the glass base material, and even if the outer diameter of the base material during stretching changes, the spring mechanism This is because the contact position can be adjusted following the diameter variation, and the glass base material can always be stretched while being securely gripped.

さらに、本願発明の実施形態に係るガラス母材の製造方法は、
（６）ガラス母材を加熱部で加熱し、前記ガラス母材の上下端に接続された支持ロッドを把持している上チャックと下チャックとに速度差を設けて垂直延伸するガラス母材の製造方法であって、
前記上チャックで前記ガラス母材の上端に接続された支持ロッドを把持する上端把持工程と、
前記下チャックで前記ガラス母材の下端に接続された支持ロッドを把持する下端把持工程と、
前記ガラス母材の延伸を開始する初期延伸工程と、
その中心軸が前記加熱部の中心軸に略一致する固定治具が設けられた箇所を前記ガラス母材の下端に接続された前記支持ロッドが通過した後に、前記固定治具により前記ガラス母材の軸方向に垂直な面内での前記ガラス母材の位置を固定する固定工程と、
前記固定治具で前記ガラス母材の前記位置を固定しながら、さらに前記ガラス母材を延伸する本延伸工程と、
を備えている。
上記（１）と同様に、ガラス母材の中心軸が加熱部の中心軸と略一致するようにガラス母材の軸方向に垂直な面内でのガラス母材の位置を固定治具により固定しながら延伸しているため、ガラス母材を屈曲させることなく延伸することができる。これにより、ガラス母材の曲がりの発生を抑えながら延伸することができる。 Furthermore, the manufacturing method of the glass base material which concerns on embodiment of this invention is as follows.
(6) A glass base material that is vertically stretched by heating the glass base material with a heating unit and providing a speed difference between the upper chuck and the lower chuck that hold the support rod connected to the upper and lower ends of the glass base material. A manufacturing method comprising:
An upper end gripping step of gripping a support rod connected to the upper end of the glass base material with the upper chuck;
A lower end gripping step of gripping a support rod connected to the lower end of the glass base material with the lower chuck;
An initial stretching step for starting stretching of the glass base material;
After the support rod connected to the lower end of the glass base material passes through the place where the fixing jig whose central axis substantially coincides with the central axis of the heating unit is passed, the glass base material is moved by the fixing jig. A fixing step of fixing the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of
A main stretching step of stretching the glass base material while fixing the position of the glass base material with the fixing jig;
It has.
As in (1) above, the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material is fixed by a fixing jig so that the central axis of the glass base material substantially coincides with the central axis of the heating unit. Therefore, the glass base material can be stretched without being bent. Thereby, it can extend | stretch, suppressing generation | occurrence | production of the bending of a glass base material.

本願発明の実施形態に係るガラス母材の製造方法は、
（７）前記初期延伸工程開始前に、前記固定治具近傍に設けられた測定器により前記軸方向に垂直な面内での延伸前の前記ガラス母材の位置を測定する測定工程と、測定された前記ガラス母材の前記位置に基づいて前記上チャックおよび前記下チャックの少なくともいずれか一方の位置を調整する調整工程と、を備えていることが好ましい。
ガラス母材の延伸開始前にガラス母材の位置を適宜調整し、ガラス母材の屈曲部の発生をより確実に抑制することができるためである。 A method for producing a glass base material according to an embodiment of the present invention is as follows:
(7) A measurement step of measuring the position of the glass base material before stretching in a plane perpendicular to the axial direction by a measuring instrument provided in the vicinity of the fixing jig before the start of the initial stretching step, and measurement And adjusting the position of at least one of the upper chuck and the lower chuck based on the position of the glass base material.
This is because the position of the glass base material can be appropriately adjusted before starting the drawing of the glass base material, and the generation of the bent portion of the glass base material can be more reliably suppressed.

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態に係るガラス母材の延伸装置の具体例を、図面を参照しつつ説明する。 [Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, a specific example of a glass base material stretching apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、ガラス母材Ｇの延伸装置１０は、予め所定の太径に形成された延伸前のガラス母材Ｇ１を、例えば次工程での処理に適合する所定径の延伸ガラス母材Ｇ２（図３参照）に延伸するために用いられる。
ガラス母材Ｇは、例えば光ファイバ用のガラス母材の場合、コア及びクラッドの一部を有するガラスロッドの両端に、石英製の種棒あるいはダミーロッドを加熱溶融することにより接続して出発コアロッドを得る。この出発コアロッドの外周に、生成されたガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス体を形成して複合母材を得る。そして、この複合母材を加熱、透明ガラス化することで、所定径のガラス母材Ｇ１を得ることで、所定の太径に形成されている。 As shown in FIG. 1, the glass base material G stretching apparatus 10 uses a pre-stretched glass base material G1 formed in advance to have a predetermined large diameter, for example, a stretched glass base with a predetermined diameter suitable for processing in the next step. Used to stretch material G2 (see FIG. 3).
For example, in the case of a glass base material for an optical fiber, the glass base material G is connected to both ends of a glass rod having a core and a part of a cladding by heating and melting a quartz seed rod or a dummy rod to start the core rod. Get. The generated glass fine particles are deposited on the outer periphery of the starting core rod to form a porous glass body to obtain a composite base material. And this composite preform | base_material is formed in the predetermined | prescribed large diameter by obtaining the glass preform | base_material G1 of a predetermined diameter by heating and transparent vitrification.

ガラス母材Ｇの延伸装置１０は、ガラス母材Ｇ１を加熱する加熱炉１２を備えている。この加熱炉１２は、円筒状の炉心管１３と、この炉心管１３の外周を囲むように配置された円筒状のヒータ１４（加熱部の一例）と、を備えている。このヒータ１４を発熱させることで、ガラス母材Ｇ１が加熱されて軟化する。 The glass base material G stretching apparatus 10 includes a heating furnace 12 for heating the glass base material G1. The heating furnace 12 includes a cylindrical core tube 13 and a cylindrical heater 14 (an example of a heating unit) disposed so as to surround the outer periphery of the core tube 13. By causing the heater 14 to generate heat, the glass base material G1 is heated and softened.

さらに、ガラス母材Ｇの延伸装置１０は、ガラス母材Ｇ１の上端に連結されている支持ロッドＲ１を把持して上下移動可能な上チャック２１と、ガラス母材Ｇ１の下端に連結されている支持ロッドＲ２を把持して上下移動可能な下チャック２２とを備えている。上チャック２１および下チャック２２は、ガラス母材Ｇの外径が適正に維持されるように、それぞれ不図示の上下移動機構によって個別に昇降可能に設けられている。
また、上チャック２１には、ガラス母材Ｇの軸方向と垂直な面内で水平方向（図１における左右方向）に移動可能な位置調節器が設けられている。この位置調節器により、上チャック２１は、ガラス母材Ｇを把持した状態でガラス母材Ｇの中心軸Ｃ（図２参照）をヒータ１４の中心軸と略一致させるように、ガラス母材Ｇの軸方向と垂直な面内でのガラス母材Ｇの位置を移動させることができる。一方、下チャック２２は、ガラス母材Ｇの軸方向と垂直な面内での位置が固定されている。 Further, the glass base material G stretching apparatus 10 is connected to the upper chuck 21 that can move up and down by holding the support rod R1 connected to the upper end of the glass base material G1, and to the lower end of the glass base material G1. And a lower chuck 22 that holds the support rod R2 and can move up and down. The upper chuck 21 and the lower chuck 22 are provided so as to be individually movable up and down by a vertical movement mechanism (not shown) so that the outer diameter of the glass base material G is properly maintained.
Further, the upper chuck 21 is provided with a position adjuster that can move in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 1) in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G. With this position adjuster, the upper chuck 21 holds the glass base material G so that the central axis C (see FIG. 2) of the glass base material G substantially coincides with the central axis of the heater 14 while holding the glass base material G. It is possible to move the position of the glass base material G in a plane perpendicular to the axial direction. On the other hand, the position of the lower chuck 22 in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G is fixed.

加熱炉１２の下流側には、加熱炉１２により加熱されて加熱炉１２よりも下方に繰り出される延伸ガラス母材Ｇ２の径方向への移動を規制する固定治具２３が設けられている。固定治具２３は、耐熱性の高いカーボン、アルミナなどのセラミックス、ポリイミドなどの耐熱性樹脂、などから構成されていることが好ましい。特に、カーボンは柔らかいので、ガラス母材Ｇに接触しても傷つける心配が少なく、より好ましい。 On the downstream side of the heating furnace 12, a fixing jig 23 is provided that regulates the radial movement of the stretched glass base material G <b> 2 heated by the heating furnace 12 and fed downward from the heating furnace 12. The fixing jig 23 is preferably made of carbon having high heat resistance, ceramics such as alumina, heat resistant resin such as polyimide, and the like. In particular, since carbon is soft, there is little fear of being damaged even when it comes into contact with the glass base material G, which is more preferable.

図２に、固定治具２３の構成の一例を示す。図２に示すように、固定治具２３は、第１の把持部材２４と第２の把持部材２５とを有している。第１の把持部材２４は第１のアーム部材２４ａの先端に取り付けられており、第１のアーム部材２４ａは、延伸ガラス母材Ｇ２の径方向に沿って移動自在に設けられている。また、第２の把持部材２５は第２のアーム部材２５ａの先端に取り付けられており、第２のアーム部材２５ａは、延伸ガラス母材Ｇ２の径方向に沿って移動自在に設けられている。これにより、第１の把持部材２４と第２の把持部材２５とは、互いに接近離反自在に設けられている。なお、第１の把持部材２４と第２の把持部材２５とは、ラック・ピニオン機構などを用いて、双方の把持部材２４，２５が連動して動くようにしておけば、中心軸が固定された状態で双方の把持部材２４，２５の位置を調整してガラス母材Ｇを把持することができるので、好ましい。
第１および第２の把持部材２４，２５により構成された固定治具２３は、その中心軸がヒータ１４の中心軸と略一致するように調整されている。そのため、上記したラック・ピニオン機構などを使用して、第１の把持部材２４と第２の把持部材２５とを接近させて延伸ガラス母材Ｇ２を把持することにより、固定治具２３は、ガラス母材Ｇの中心軸Ｃをヒータ１４の中心軸に略一致させるようにガラス母材Ｇの軸方向に垂直な面内における延伸ガラス母材Ｇ２の位置を固定することができる。 FIG. 2 shows an example of the configuration of the fixing jig 23. As shown in FIG. 2, the fixing jig 23 has a first holding member 24 and a second holding member 25. The 1st holding member 24 is attached to the front-end | tip of the 1st arm member 24a, and the 1st arm member 24a is provided movably along the radial direction of the extending | stretching glass base material G2. The second grip member 25 is attached to the tip of the second arm member 25a, and the second arm member 25a is provided so as to be movable along the radial direction of the drawn glass base material G2. Thereby, the 1st holding member 24 and the 2nd holding member 25 are provided so that separation / separation is mutually possible. The first gripping member 24 and the second gripping member 25 are fixed to each other if the gripping members 24 and 25 are moved in conjunction with each other using a rack and pinion mechanism or the like. In this state, the glass base material G can be gripped by adjusting the positions of both gripping members 24 and 25, which is preferable.
The fixing jig 23 constituted by the first and second holding members 24 and 25 is adjusted so that the central axis thereof substantially coincides with the central axis of the heater 14. Therefore, by using the rack and pinion mechanism described above, the first holding member 24 and the second holding member 25 are brought close to each other to hold the stretched glass base material G2, so that the fixing jig 23 is made of glass. The position of the stretched glass base material G2 in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G can be fixed so that the central axis C of the base material G substantially coincides with the central axis of the heater 14.

第１の把持部材２４は、不図示のバネ機構などを介して第１のアーム部材２４ａに取り付けられている。同様に、第２の把持部材２５は、不図示のバネ機構などを介して第２のアーム部材２５ａに取り付けられている。これにより、固定治具２３は、延伸中のガラス母材Ｇ２の外径が変化しても、バネ機構により延伸ガラス母材Ｇ２の外径変動に追従して延伸ガラス母材Ｇ２との接触位置を調節することができる。そのため、延伸ガラス母材Ｇ２を把持する際の固定治具２３の中心軸がヒータ１４の中心軸と略一致する状態を保ちながら、延伸ガラス母材Ｇ２との接触位置を調整することが可能である。 The first holding member 24 is attached to the first arm member 24a via a spring mechanism (not shown) or the like. Similarly, the second grip member 25 is attached to the second arm member 25a via a spring mechanism (not shown) or the like. Thereby, even if the outer diameter of the glass base material G2 being stretched changes, the fixing jig 23 follows the fluctuation in the outer diameter of the stretched glass base material G2 by the spring mechanism, and is in contact with the stretched glass base material G2. Can be adjusted. Therefore, it is possible to adjust the contact position with the stretched glass base material G2 while maintaining the state where the central axis of the fixing jig 23 when gripping the stretched glass base material G2 substantially coincides with the central axis of the heater 14. is there.

図１に示すように、ヒータ１４と固定治具２３との間には、ガラス母材Ｇの軸方向と垂直な面内におけるガラス母材Ｇの位置を測定するための位置センサ（測定器の一例）３０が設けられている。この位置センサ３０としては、測定時にガラス母材Ｇに対して力が作用しない非接触式のものが好ましく、例えばレーザー光線を利用した反射光計測器を用いることができる。 As shown in FIG. 1, between the heater 14 and the fixing jig 23, a position sensor for measuring the position of the glass base material G in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G (of the measuring instrument). An example) 30 is provided. The position sensor 30 is preferably a non-contact type in which no force acts on the glass base material G at the time of measurement. For example, a reflected light measuring instrument using a laser beam can be used.

次に、上述した延伸装置１０を用いた延伸ガラス母材Ｇ２の製造方法を図１および図３に基づいて説明する。 Next, the manufacturing method of the extending | stretching glass base material G2 using the extending | stretching apparatus 10 mentioned above is demonstrated based on FIG. 1 and FIG.

まず、上チャック２１および下チャック２２をそれぞれ初期位置に配置し、ガラス母材Ｇ１を加熱炉１２内にセットし、支持ロッドＲ１を上チャック２１により把持する（上端把持工程）。
次に、上チャック２１で支持ロッドＲ１を把持した状態で、位置センサ３０によりガラス母材Ｇの軸方向と垂直な面内におけるガラス母材Ｇ１の位置を測定する（測定工程）。ガラス母材Ｇ１の位置を測定したら、上チャック２１に設けられた位置調節器を用いて、ガラス母材Ｇの中心軸Ｃが固定治具２３の把持中心、すなわちヒータ１４の中心軸に略一致するように調節する（調整工程）。なお、上チャック２１により支持ロッドＲ１が把持された後、位置センサ３０によるガラス母材Ｇ１の位置測定及び位置調節器によるガラス母材Ｇ１の位置調節を行わずに、下チャック２２により支持ロッドＲ２を把持する構成としてもよい。 First, the upper chuck 21 and the lower chuck 22 are arranged at initial positions, the glass base material G1 is set in the heating furnace 12, and the support rod R1 is gripped by the upper chuck 21 (upper end gripping step).
Next, the position of the glass base material G1 in the plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G is measured by the position sensor 30 while the support rod R1 is gripped by the upper chuck 21 (measurement step). When the position of the glass base material G1 is measured, the center axis C of the glass base material G substantially coincides with the gripping center of the fixing jig 23, that is, the center axis of the heater 14, using a position adjuster provided on the upper chuck 21. (Adjustment process) After the support rod R1 is gripped by the upper chuck 21, the position sensor 30 does not measure the position of the glass base material G1 and the position adjuster does not adjust the position of the glass base material G1, and the lower chuck 22 supports the support rod R2. It is good also as a structure which hold | grips.

その後、ガラス母材Ｇ１の下端に連結された支持ロッドＲ２を加熱炉１２の下流側に配置された下チャック２２により把持する（下端把持工程）。このとき、固定治具２３はガラス母材Ｇ１の下端に連結された支持ロッドＲ２から離反した初期位置に配置されている。
下チャック２２により支持ロッドＲ２を把持した後、上チャック２１よりも速く下チャック２２を降下させ、ヒータ１４により加熱しながら、ガラス母材Ｇ１の延伸を開始する（初期延伸工程）。このとき、ガラス母材Ｇの軸方向に垂直な面内における上チャック２１および下チャック２２の位置は固定されている。 Thereafter, the support rod R2 connected to the lower end of the glass base material G1 is gripped by the lower chuck 22 disposed on the downstream side of the heating furnace 12 (lower end gripping step). At this time, the fixing jig 23 is disposed at an initial position separated from the support rod R2 connected to the lower end of the glass base material G1.
After gripping the support rod R2 by the lower chuck 22, the lower chuck 22 is lowered faster than the upper chuck 21, and the glass base material G1 starts to be stretched while being heated by the heater 14 (initial stretching step). At this time, the positions of the upper chuck 21 and the lower chuck 22 in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G are fixed.

ガラス母材Ｇ１の延伸開始後、支持ロッドＲ２が固定治具２３の位置を通過した後に、図３に示すように、固定治具２３の第１の把持部材２４と第２の把持部材２５とを接近させる。この際、ラック・ピニオン機構などを用いて、双方の把持部材２４，２５が連動して動くようにすることが好ましい。これにより、延伸ガラス母材Ｇ２の中心軸がヒータ１４の中心軸と略一致するように、固定治具２３によりガラス母材Ｇの軸方向に垂直な面内での延伸ガラス母材Ｇ２の位置を固定する（固定工程）。 After starting the drawing of the glass base material G1, after the support rod R2 passes through the position of the fixing jig 23, as shown in FIG. 3, the first holding member 24 and the second holding member 25 of the fixing jig 23 Approach. At this time, it is preferable to use a rack and pinion mechanism or the like so that both the holding members 24 and 25 move in conjunction with each other. Thereby, the position of the stretched glass base material G2 in the plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G by the fixing jig 23 so that the central axis of the stretched glass base material G2 substantially coincides with the central axis of the heater 14. Is fixed (fixing step).

最後に、固定治具２３で延伸ガラス母材Ｇ２を固定した状態で、下チャック２２をさらに降下させて延伸を継続し（本延伸工程）、所定径および所定長の延伸ガラス母材Ｇ２を形成する。
なお、延伸ガラス母材Ｇ２の延伸継続中に、位置センサ３０によりガラス母材Ｇの軸方向に垂直な面内での延伸ガラス母材Ｇ２の位置を再度測定してもよい。延伸ガラス母材Ｇ２の位置が固定治具２３の中心軸とずれていた場合には、上チャック２１の位置調節器を再度制御することにより延伸ガラス母材Ｇ２を図１における左右方向に移動させて、延伸ガラス母材Ｇ２の中心軸を常にヒータ１４の中心軸と略一致させることができる。 Finally, in a state where the stretched glass base material G2 is fixed by the fixing jig 23, the lower chuck 22 is further lowered to continue the stretching (main stretching process) to form a stretched glass base material G2 having a predetermined diameter and a predetermined length. To do.
Note that the position of the stretched glass base material G2 in the plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G may be measured again by the position sensor 30 while the stretched glass base material G2 is continuously stretched. When the position of the stretched glass base material G2 is shifted from the central axis of the fixing jig 23, the stretched glass base material G2 is moved in the left-right direction in FIG. 1 by controlling the position adjuster of the upper chuck 21 again. Thus, the central axis of the drawn glass base material G2 can always be substantially coincident with the central axis of the heater 14.

以上、前述したガラス母材Ｇの延伸装置１０によれば、ヒータ１４の下流側に、その中心軸がヒータ１４の中心軸と略一致し、ガラス母材Ｇの軸方向に垂直な面内でのガラス母材Ｇ（延伸ガラス母材Ｇ２）の位置を固定する固定治具を備えている。そのため、延伸装置１０により延伸されたガラス母材Ｇ２に屈曲部が発生するのを防止して、曲がりの小さい延伸ガラス母材Ｇ２を製造することができる。 As described above, according to the stretching apparatus 10 for the glass base material G described above, the central axis thereof is substantially coincident with the central axis of the heater 14 on the downstream side of the heater 14, and in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G. A fixing jig for fixing the position of the glass base material G (stretched glass base material G2) is provided. Therefore, it is possible to prevent the bent portion from being generated in the glass base material G2 stretched by the stretching apparatus 10 and to manufacture the stretched glass base material G2 having a small bend.

また、延伸装置１０は、ガラス母材Ｇの軸方向に垂直な面内でのガラス母材Ｇの位置を測定する位置センサ３０と、上チャック２１に設けられてガラス母材Ｇの位置を調節可能な位置調節器とを備えている。これらを用いて、ガラス母材Ｇの延伸開始前および延伸中にガラス母材Ｇの位置を適宜調整することにより、延伸ガラス母材Ｇ２の屈曲部の発生を、より確実に抑制することができる。 In addition, the stretching apparatus 10 is provided in the upper sensor 21 and a position sensor 30 that measures the position of the glass base material G in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material G, and adjusts the position of the glass base material G. Possible position adjuster. Using these, by appropriately adjusting the position of the glass base material G before starting the stretching of the glass base material G and during the stretching, it is possible to more reliably suppress the generation of the bent portion of the stretched glass base material G2. .

また、延伸装置１０によれば、固定治具２３はカーボンまたはセラミックスから構成されている。そのため、耐熱性が高く、特にカーボンを用いた場合は、延伸ガラス母材Ｇ２を固定する際に延伸ガラス母材Ｇ２に傷がつくことを防止することができる。 Moreover, according to the extending | stretching apparatus 10, the fixing jig 23 is comprised from carbon or ceramics. Therefore, the heat resistance is high, and particularly when carbon is used, it is possible to prevent the stretched glass base material G2 from being damaged when the stretched glass base material G2 is fixed.

また、固定治具２３は、延伸ガラス母材Ｇ２を把持後に一旦位置が固定されるが、バネ機構などにより、把持部材２４，２５の延伸ガラス母材Ｇ２への接触位置が調節可能である。そのため、例えば延伸中にガラス母材Ｇ２の外径が細くなった場合でも、その外径変動に影響されることなく、バネ機構により延伸ガラス母材Ｇ２の外径変動に追従して延伸ガラス母材Ｇ２への接触位置を調節することができるので、延伸ガラス母材Ｇ２の位置ずれを確実に防止することができる。さらに、把持部材２４，２５の過剰な把持力を延伸ガラス母材Ｇ２に加えることなく、適切な力で延伸ガラス母材Ｇ２を把持することができる。 The position of the fixing jig 23 is temporarily fixed after gripping the stretched glass base material G2, but the contact position of the gripping members 24 and 25 with the stretched glass base material G2 can be adjusted by a spring mechanism or the like. Therefore, for example, even when the outer diameter of the glass base material G2 becomes thin during stretching, the stretched glass base material is not affected by the outer diameter variation and follows the outer diameter variation of the stretched glass base material G2 by the spring mechanism. Since the position of contact with the material G2 can be adjusted, it is possible to reliably prevent displacement of the stretched glass base material G2. Further, the stretched glass base material G2 can be gripped with an appropriate force without applying an excessive gripping force of the gripping members 24 and 25 to the stretched glass base material G2.

（実施例１）
外径８０ｍｍのガラス母材の両端に支持ロッドを接続して上下チャックで把持した後、ヒータで加熱して外径４０ｍｍのガラス母材に延伸する作業を行った。延伸装置のヒータ下流側に、把持中心がヒータの中心軸になるような固定治具を設け、延伸開始後に、ガラス母材の下部に接続された支持ロッドが固定治具の位置を通過したら、固定治具を用いて延伸中のガラス母材を把持しながら延伸を継続した。延伸後のガラス母材について、図４に示すような、長さ１ｍあたりの曲がり量ｄ／Ｌを測定した。この延伸作業を連続して２０本行った。
その結果、図５に示されるように、実施例１において、延伸ガラス母材の曲がり量は最大で０．８ｍｍ、全サンプルの平均曲がり量は０．５ｍｍであった。 Example 1
A support rod was connected to both ends of a glass base material having an outer diameter of 80 mm and was gripped by an upper and lower chuck, and then heated by a heater to be stretched to a glass base material having an outer diameter of 40 mm. A fixing jig is provided on the downstream side of the heater of the stretching apparatus so that the gripping center is the central axis of the heater.After the start of stretching, when the support rod connected to the lower part of the glass base material passes the position of the fixing jig, Stretching was continued while holding the glass base material being stretched using a fixing jig. About the glass base material after extending | stretching, the bending amount d / L per 1 m length as shown in FIG. 4 was measured. Twenty stretching operations were continuously performed.
As a result, as shown in FIG. 5, in Example 1, the bending amount of the stretched glass base material was 0.8 mm at the maximum, and the average bending amount of all the samples was 0.5 mm.

（実施例２）
外径８０ｍｍのガラス母材の両端に支持ロッドを接続して上下チャックで把持した後、ヒータで加熱して外径４０ｍｍのガラス母材に延伸する作業を行った。延伸装置のヒータ下流側に、把持中心がヒータの中心軸と略一致する固定治具を設け、さらに、ヒータと固定治具との間に位置センサとしてレーザセンサを設置した。ガラス母材を上チャックに把持した後、ガラス母材の下端部の位置をレーザセンサで測定し、上チャックに設けた位置調節器を用いてガラス母材下端部の位置が固定治具の把持中心に略一致するように調節した。その後、ガラス母材を加熱して延伸を開始した。ガラス母材の下部に接続された支持ロッドが固定治具の位置を通過したら、固定治具を用いて延伸中のガラス母材を把持しながら延伸を継続した。延伸後のガラス母材について、長さ１ｍあたりの曲がり量ｄ／Ｌを測定した。この延伸作業を連続して２０本行った。
その結果、図６に示されるように、実施例２において、延伸ガラス母材の曲がり量は最大で０．５ｍｍ、全サンプルの平均曲がり量は０．３ｍｍであった。 (Example 2)
A support rod was connected to both ends of a glass base material having an outer diameter of 80 mm and was gripped by an upper and lower chuck, and then heated by a heater to be stretched to a glass base material having an outer diameter of 40 mm. A fixing jig whose gripping center substantially coincides with the center axis of the heater was provided on the downstream side of the heater of the stretching apparatus, and a laser sensor was installed as a position sensor between the heater and the fixing jig. After the glass base material is gripped by the upper chuck, the position of the lower end of the glass base material is measured by a laser sensor, and the position of the lower end of the glass base material is gripped by the fixing jig using the position adjuster provided on the upper chuck. Adjustment was made so as to approximately match the center. Thereafter, the glass base material was heated to start stretching. When the support rod connected to the lower part of the glass base material passed through the position of the fixing jig, the stretching was continued while holding the glass base material being stretched using the fixing jig. About the glass base material after extending | stretching, bending amount d / L per 1 m length was measured. Twenty stretching operations were continuously performed.
As a result, as shown in FIG. 6, in Example 2, the maximum bending amount of the stretched glass base material was 0.5 mm, and the average bending amount of all samples was 0.3 mm.

（比較例）
外径８０ｍｍのガラス母材の両端に支持ロッドを接続して上下チャックで把持した後、ヒータで加熱して外径４０ｍｍのガラス母材に延伸する作業を行った。このとき、実施例１および実施例２とは異なり、ガラス母材の軸方向に垂直な面内での延伸ガラス母材の位置を調整するための固定治具や位置調節器を使用しなかった。延伸後のガラス母材について、長さ１ｍあたりの曲がり量ｄ／Ｌを測定した。この延伸作業を連続して２０本行った。
その結果、図７に示されるように、比較例において、延伸ガラス母材の曲がり量は最大で１．８ｍｍ、全サンプルの平均曲がり量は１．０ｍｍであった。 (Comparative example)
A support rod was connected to both ends of a glass base material having an outer diameter of 80 mm and was gripped by an upper and lower chuck, and then heated by a heater to be stretched to a glass base material having an outer diameter of 40 mm. At this time, unlike Example 1 and Example 2, a fixing jig or a position adjuster for adjusting the position of the stretched glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material was not used. . About the glass base material after extending | stretching, bending amount d / L per 1 m length was measured. Twenty stretching operations were continuously performed.
As a result, as shown in FIG. 7, in the comparative example, the bending amount of the stretched glass base material was 1.8 mm at the maximum, and the average bending amount of all the samples was 1.0 mm.

以上より、固定治具を使用した実施例１では、固定治具を使用しない比較例に比べて、延伸ガラス母材の曲がり量が少なくなることが分かった。また、固定治具、測定器および位置調節器を使用した実施例２では、延伸ガラス母材の曲がり量をさらに抑制できることがわかった。 From the above, it was found that in Example 1 using the fixing jig, the amount of bending of the stretched glass base material is smaller than in the comparative example not using the fixing jig. Moreover, in Example 2 using a fixing jig, a measuring device, and a position adjuster, it turned out that the bending amount of a stretched glass base material can further be suppressed.

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。 While the invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members described above are not limited to the above-described embodiments, and can be changed to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.

上記の実施形態においては、位置調節器が上チャック２１に設けられた場合について説明したが、この例に限られない。例えば、位置調節器を下チャック２２に設け、下チャック２２を水平移動させることによりガラス母材Ｇの中心軸Ｃを固定治具２３の中心軸と略一致させることも可能である。 In the above embodiment, the case where the position adjuster is provided in the upper chuck 21 has been described, but the present invention is not limited to this example. For example, it is possible to make the central axis C of the glass base material G substantially coincide with the central axis of the fixing jig 23 by providing a position adjuster on the lower chuck 22 and moving the lower chuck 22 horizontally.

１０：ガラス母材の延伸装置
１２：加熱炉
１３：炉心管
１４：ヒータ（加熱部の一例）
２１：上チャック
２２：下チャック
２３：固定治具
２４：第１の把持部材
２４ａ：第１のアーム部材
２５：第２の把持部材
２５ａ：第２のアーム部材
３０：位置センサ（測定器の一例）
Ｇ：ガラス母材
Ｇ１：延伸前のガラス母材
Ｇ２：延伸ガラス母材
Ｒ１，Ｒ２：支持ロッド 10: Glass base material drawing device 12: Heating furnace 13: Furnace core tube 14: Heater (an example of a heating unit)
21: Upper chuck 22: Lower chuck 23: Fixing jig 24: First grip member 24a: First arm member 25: Second grip member 25a: Second arm member 30: Position sensor (an example of a measuring instrument) )
G: Glass base material G1: Glass base material before stretching G2: Stretched glass base material R1, R2: Support rod

Claims

A glass base material stretching device that heats the glass base material with a heating unit and vertically stretches the upper and lower chucks holding the support rods connected to the upper and lower ends of the glass base material with a speed difference. There,
A fixing jig for fixing the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of the glass base material, whose central axis substantially coincides with the central axis of the heating part, on the downstream side of the heating part. equipped and,
A measuring instrument that is provided in the vicinity of the fixing jig and measures the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction;
A position adjuster provided on at least one of the upper chuck and the lower chuck and capable of adjusting the position of the glass base material;
It is further equipped with
The fixing jig includes a first gripping member and a second gripping member, and the first gripping member and the second gripping member are provided so as to be able to approach and separate from each other. By moving the gripping member and the second gripping member in conjunction with each other, the position of the first gripping member and the second gripping member is adjusted in a state where the central axis is fixed, and the glass A glass base material stretching device for gripping the base material.

The glass base material stretching device according to claim 1, wherein the fixing jig is made of carbon.

The fixture is adjustable in a vertical plane direction contact position to the glass base material in the axial direction in accordance with the outer diameter of the glass preform in the drawing, according to claim 1 or 2 Glass base material stretching equipment.

The glass base material stretching device according to claim 3 , wherein the contact position of the fixing jig can be adjusted by a spring mechanism.

A method for producing a glass base material, in which a glass base material is heated by a heating unit and vertically stretched by providing a speed difference between an upper chuck and a lower chuck that are holding support rods connected to upper and lower ends of the glass base material. There,
An upper end gripping step of gripping a support rod connected to the upper end of the glass base material with the upper chuck;
A lower end gripping step of gripping a support rod connected to the lower end of the glass base material with the lower chuck;
An initial stretching step for starting stretching of the glass base material;
After the support rod connected to the lower end of the glass base material passes through the place where the fixing jig whose central axis substantially coincides with the central axis of the heating unit is passed, the glass base material is moved by the fixing jig. A fixing step of fixing the position of the glass base material in a plane perpendicular to the axial direction of
A main stretching step of stretching the glass base material while fixing the position of the glass base material with the fixing jig;
Equipped with a,
Before starting the initial stretching step, a measuring step of measuring the position of the glass base material before stretching in a plane perpendicular to the axial direction by a measuring instrument provided in the vicinity of the fixing jig, and the measured An adjustment step of adjusting the position of at least one of the upper chuck and the lower chuck based on the position of the glass base material,
The fixing jig includes a first gripping member and a second gripping member, and the first gripping member and the second gripping member are provided so as to be close to and away from each other.
In the fixing step, the first gripping member and the second gripping member are moved in conjunction with each other, so that the first gripping member and the second gripping member are in a state where the central axis is fixed. A method for manufacturing a glass base material, wherein the glass base material is gripped by adjusting the position of the glass base material.