JPH03146433A - 棒状体の加熱溶融延伸方法 - Google Patents
棒状体の加熱溶融延伸方法Info
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- JPH03146433A JPH03146433A JP28616489A JP28616489A JPH03146433A JP H03146433 A JPH03146433 A JP H03146433A JP 28616489 A JP28616489 A JP 28616489A JP 28616489 A JP28616489 A JP 28616489A JP H03146433 A JPH03146433 A JP H03146433A
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- Japan
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- melted
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
- C03B37/01242—Controlling or regulating the down-draw process
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｐ産業上の利用分野」
本発明は加熱により溶融（軟化も含む）する棒状体の加
熱溶融延伸方法に関する。
熱溶融延伸方法に関する。
ｒ従来の技術１
周知の通り、ガラス製の棒状体などは、これを加熱溶融
することにより、所要の外径に減径することができる。
することにより、所要の外径に減径することができる。
ちなみに１石英系の光フアイバ母材を減径するとき、光
フアイバ母材をその一端部から他端部にわたり加熱溶融
しつつ、加熱溶融された光フアイバ母材の端部をその軸
方向へ延伸している。
フアイバ母材をその一端部から他端部にわたり加熱溶融
しつつ、加熱溶融された光フアイバ母材の端部をその軸
方向へ延伸している。
この際、光フアイバ母材の溶融部分は、その延伸方向へ
向かうにしたがい外径が縮小し、紡錘の先端形状のよう
に変形する。
向かうにしたがい外径が縮小し、紡錘の先端形状のよう
に変形する。
したがって、光フアイバ母材の原形部と仕上部との間に
は、メニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）と称するテーパ状
にくびれた溶融変形部が生じる。
は、メニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）と称するテーパ状
にくびれた溶融変形部が生じる。
このようにして光フアイバ母材を加熱溶融下で延伸する
とき、上記溶融変形部の外径を測定し。
とき、上記溶融変形部の外径を測定し。
かつ、その外径測定値を光フアイバ母材の延伸系へフィ
ードバックして、光フアイバ母材の仕上部外径を目標値
に制御する。
ードバックして、光フアイバ母材の仕上部外径を目標値
に制御する。
かかる技術の公知文献としては、たとえば、特公開５９
−１８３２５号公報をあげることができる。
−１８３２５号公報をあげることができる。
「発明が解決しようとする課題」
従来におけるこの種の技術は、先に例示した公知文献を
はじめ、きわめて上位の概念が示されているのみであり
、実用上の具体性に欠ける。
はじめ、きわめて上位の概念が示されているのみであり
、実用上の具体性に欠ける。
殊に、光フアイバ母材の溶融変形部から外径情報を採取
すべき位置、すなわち、溶融変形一部の外径測定位置に
ついて、その測定位置が熱源に近いときは、応答性、制
御性が良好であるものの、溶融変形部の外径測定値と母
材仕上部との差が大きく、母材原形部の外径変動をその
まま吸収できない難点があり、逆に、その測定位置が母
材仕上部に近いときは、溶融変形部の外径測定値と母材
仕上部との差が小さいものの、応答性が悪く、ハンチン
グにより制御不能をきたす。
すべき位置、すなわち、溶融変形一部の外径測定位置に
ついて、その測定位置が熱源に近いときは、応答性、制
御性が良好であるものの、溶融変形部の外径測定値と母
材仕上部との差が大きく、母材原形部の外径変動をその
まま吸収できない難点があり、逆に、その測定位置が母
材仕上部に近いときは、溶融変形部の外径測定値と母材
仕上部との差が小さいものの、応答性が悪く、ハンチン
グにより制御不能をきたす。
したがって、現状では、溶融変形部に関する適切な位置
での外径測定に基づき、母材の仕上部外径を目標値に仕
上げるのが困難であり、試行錯誤を繰り返している。
での外径測定に基づき、母材の仕上部外径を目標値に仕
上げるのが困難であり、試行錯誤を繰り返している。
本発明はこのような技術的課題に鑑み、加熱溶融手段と
延伸手段とを併用して棒状体を減径するとき、その棒状
体の溶融変形部における外径測定位置を適切に設定し、
その適切な測定位置から得たデータを棒状体の延伸制御
系へフィードバックすることにより、外径精度の高い減
径棒状体を歩留りよく得ることのできる方法を提供しよ
うとするものである。
延伸手段とを併用して棒状体を減径するとき、その棒状
体の溶融変形部における外径測定位置を適切に設定し、
その適切な測定位置から得たデータを棒状体の延伸制御
系へフィードバックすることにより、外径精度の高い減
径棒状体を歩留りよく得ることのできる方法を提供しよ
うとするものである。
「課題を解決するための手段」
本発明は、所期の目的を遠戚するため、棒状体をその端
部から順次加熱溶融しつつ、加熱溶融された棒状体の端
部をこれの軸方向へ延伸して、棒状体の延伸端側に減径
された仕上部を形成するとともに、棒状体の原形部から
仕上部にわたる溶融変形部の外径を一点測定し、その外
径測定値とその溶融変形部分における目標外径との差を
棒状体の延伸制御系へフィードバックして、棒状体の仕
上部外径を制御する方法において、加熱溶融下における
棒状体の定常運転延伸時、その溶融変形部における粘度
が１０６２〜１Ｇ７ボアズである仕上径、側の部位の外
径を測定することを特徴とする。
部から順次加熱溶融しつつ、加熱溶融された棒状体の端
部をこれの軸方向へ延伸して、棒状体の延伸端側に減径
された仕上部を形成するとともに、棒状体の原形部から
仕上部にわたる溶融変形部の外径を一点測定し、その外
径測定値とその溶融変形部分における目標外径との差を
棒状体の延伸制御系へフィードバックして、棒状体の仕
上部外径を制御する方法において、加熱溶融下における
棒状体の定常運転延伸時、その溶融変形部における粘度
が１０６２〜１Ｇ７ボアズである仕上径、側の部位の外
径を測定することを特徴とする。
１作用」
本発明方法は、既述の通り、棒状体をその端部から順次
加熱溶融しつつ、加熱溶融された棒状体の端部をこれの
軸方向へ延伸する。
加熱溶融しつつ、加熱溶融された棒状体の端部をこれの
軸方向へ延伸する。
こうして棒状体を加熱溶融し延伸すると、棒状体の原形
部と、延伸により生じた棒状体の仕上部との間には、溶
融変形部（メニスカス）が必然的に生じる。
部と、延伸により生じた棒状体の仕上部との間には、溶
融変形部（メニスカス）が必然的に生じる。
本発明方法の場合、上記棒状体の溶融変形部における粘
度ηに着目して、粘度ηが１０６２ポアズ≦η≦１０７
ボアズの範囲内にある部位の外径を一点測定し、その外
径測定値と、その溶融変形部分における目標外径、すな
わち、仕上部を目標外径値に仕上げるために共溶融変形
部分に求められる目標外径との差を棒状体の延伸制御系
へフィードバックして、棒状体の仕上部外径を制御する
から、以下のようになる。
度ηに着目して、粘度ηが１０６２ポアズ≦η≦１０７
ボアズの範囲内にある部位の外径を一点測定し、その外
径測定値と、その溶融変形部分における目標外径、すな
わち、仕上部を目標外径値に仕上げるために共溶融変形
部分に求められる目標外径との差を棒状体の延伸制御系
へフィードバックして、棒状体の仕上部外径を制御する
から、以下のようになる。
その一つとして、粘度が上記の範囲内にある溶融変形部
の測定部位（測定点）は、これの温度が十分に高く、か
つ、粘度が低いので、外径制御時の応答性がよくなる。
の測定部位（測定点）は、これの温度が十分に高く、か
つ、粘度が低いので、外径制御時の応答性がよくなる。
他の一つとして、粘度が上記の範囲内にある溶融変形部
の測定部位は、固化する仕上部に近いので、その外径測
定値と仕上部外径との差が小さく、かつ、棒状体の原形
部から離れているので、当該原形部の影響（外径変動）
が仕上部にまで波及しがたく、その仕上部の外径変動が
小さい。
の測定部位は、固化する仕上部に近いので、その外径測
定値と仕上部外径との差が小さく、かつ、棒状体の原形
部から離れているので、当該原形部の影響（外径変動）
が仕上部にまで波及しがたく、その仕上部の外径変動が
小さい。
かくて、加熱溶融延伸により減径された棒状体の仕上部
は、その外径目標値に対し精度高く仕上がる。
は、その外径目標値に対し精度高く仕上がる。
ｒ実 施 例」
本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明する。
第１図、第２図は、大径の棒状体１１を細径の棒状体に
減径する際の実施例である。
減径する際の実施例である。
この棒状体１１は、たとえば１石英系の光フアイバ母材
からなり、コア部とクラッド部とを備えている。
からなり、コア部とクラッド部とを備えている。
第１図、第２図において、軸方向の動きを拘束、されて
回転する棒状体１１の一端すなわち基端は、回転自在な
定置チャー２り（図示せず）により保持され、回転しな
がら軸方向へ移動する棒状体１１の他端すなわち延伸端
は、軸方向に往復動自在かつ回転自在な移動チャック（
図示せず）により保持される。
回転する棒状体１１の一端すなわち基端は、回転自在な
定置チャー２り（図示せず）により保持され、回転しな
がら軸方向へ移動する棒状体１１の他端すなわち延伸端
は、軸方向に往復動自在かつ回転自在な移動チャック（
図示せず）により保持される。
場合により、棒状体１１の基端は、回転自在で軸方向へ
低速移動するチャックにより保持され、棒状体！１の延
伸端は、回転自在で軸方向へ高速移動するチャックによ
り保持される。
低速移動するチャックにより保持され、棒状体！１の延
伸端は、回転自在で軸方向へ高速移動するチャックによ
り保持される。
これら対をなすチャックは、いずれも、公知ないし周知
のものが採用される。
のものが採用される。
第１図、第２図において、８１！Ａとしてのバーナ２１
は、そのバーナ角度が調整自在な公知ないし周知の酸水
素炎バーナからなり、当該バーナ２１は。
は、そのバーナ角度が調整自在な公知ないし周知の酸水
素炎バーナからなり、当該バーナ２１は。
所定位置に配置されて図示しない移動型の支持手段によ
り支持されている。
り支持されている。
外径測定装置２２は、レーザビームの照射機能。
受光検知機能を有する光学系からなり、対をなす光照射
器２３および受光検知器２４と、これら周器を連結する
ための連結具２５とを備えている。
器２３および受光検知器２４と、これら周器を連結する
ための連結具２５とを備えている。
外径測定装Ｆａ２２において、光照射器２３と受光検知
器２４とは、連結具２５を介して相互に連結され、互い
に対面している。
器２４とは、連結具２５を介して相互に連結され、互い
に対面している。
さらに、外径測定装置２２は、送り軸（ネジ軸）２Ｂと
軸受スタンド２７とを主体にした移動調整機構２８を介
して、水平方向へ移動自在なるよう支持されている。
軸受スタンド２７とを主体にした移動調整機構２８を介
して、水平方向へ移動自在なるよう支持されている。
第１図、第２図において、大径の棒状体１１を所要の細
径に加工するとき、バーナ２１を介して棒状体１１をそ
の一端から他端へと順次加熱溶融し、当該棒状体１１の
延伸端を保持しているチャックを第２図の矢印方向へ移
動させる。
径に加工するとき、バーナ２１を介して棒状体１１をそ
の一端から他端へと順次加熱溶融し、当該棒状体１１の
延伸端を保持しているチャックを第２図の矢印方向へ移
動させる。
かかる加熱溶融と延伸により、棒状体１１の延伸側が順
次所定の外径に減−径されて固化する。
次所定の外径に減−径されて固化する。
この場合、棒状体１１の原形部１２から仕上部１４まで
の部分が、紡錘の先端形状のように変形した溶融変形部
１３となる。
の部分が、紡錘の先端形状のように変形した溶融変形部
１３となる。
こうして棒状体１１を減径加工するとき、前述した所定
の位置において、溶融変形部１３の外径を測ゝ定する。
の位置において、溶融変形部１３の外径を測ゝ定する。
これに際しては、外径測定装置２２の光照射器２３から
溶融変形部１３の測定部位（測定点）に向けてレーザビ
ームを照射し、その透過光を外径測定装置２２の受光検
知器２４で受光することにより、溶融変形部１３の外径
を測定する。
溶融変形部１３の測定部位（測定点）に向けてレーザビ
ームを照射し、その透過光を外径測定装置２２の受光検
知器２４で受光することにより、溶融変形部１３の外径
を測定する。
かくて、測定された溶融変形部１３の外径測定値が、外
径測定装置２２の受光検知器２４から棒状体１１の延伸
制御系、すなわち、棒状体の延伸端を保持して移動する
軸方向の駆動系統（図示せず）へ入力され、棒状体１１
の延伸速度が適切に制御されるので、棒状体１１の仕上
部１４が高粘度に仕上げられる。
径測定装置２２の受光検知器２４から棒状体１１の延伸
制御系、すなわち、棒状体の延伸端を保持して移動する
軸方向の駆動系統（図示せず）へ入力され、棒状体１１
の延伸速度が適切に制御されるので、棒状体１１の仕上
部１４が高粘度に仕上げられる。
なお、溶融変形部１３の温度および粘度は、つぎのよう
にして求まる。
にして求まる。
たとえば、光フアイバ母材の代表的な材料である石英系
ガラス（シリカガラス）は、粘性力と張力との釣り合い
が支配的であるから、下記に示す体積流量の連続式［（
１）式］とＭ！動量の式［（２）式］とが成立する。
ガラス（シリカガラス）は、粘性力と張力との釣り合い
が支配的であるから、下記に示す体積流量の連続式［（
１）式］とＭ！動量の式［（２）式］とが成立する。
Ｄ２ｖ＝一定・・・・・・（１）
πＤ２／４Ｘ３？７ （ａｖ／ａＺ）＝ｐ＝一定・・・
・・・（２） （１）（２）式中、Ｄは溶融変形部の外径、Ｚは棒状体
の軸方向、Ｖは溶融変形部のＺ軸方向の速度、ＦはＺ軸
方向の延伸張力、ηは溶融変形部の粘度である。
・・・（２） （１）（２）式中、Ｄは溶融変形部の外径、Ｚは棒状体
の軸方向、Ｖは溶融変形部のＺ軸方向の速度、ＦはＺ軸
方向の延伸張力、ηは溶融変形部の粘度である。
したがって、溶融変形部の粘度ηを求めるときは、溶融
変形部の外径りを測定し、その外径測定値を（１）式に
代入して速度Ｖを求め、求めたＶを（２）式に代入すれ
ばよい。
変形部の外径りを測定し、その外径測定値を（１）式に
代入して速度Ｖを求め、求めたＶを（２）式に代入すれ
ばよい。
さらに、溶融変形部の温度は、林状体材料の温度−粘度
の関係式から求められる。
の関係式から求められる。
その他、溶融変形部の温度は、赤外線放射温度計によっ
ても測定することができる。
ても測定することができる。
つぎに１本発明方法のより具体的な例について述べる。
棒状体１１として、原形部１２の外径２３．０＋ｕ＋φ
の石英系光フアイバ母材を用い、これを外径１３．０＋
ｕ＋φの仕上部１４に仕上げることとした。
の石英系光フアイバ母材を用い、これを外径１３．０＋
ｕ＋φの仕上部１４に仕上げることとした。
さらに、バーナ２１の移動速度ｖ８は１０鵬ｍ／ｗｉｎ
とした。
とした。
第、３図は、この具体例における棒状体１１の外径実測
値と、溶融変形部１３の外径測定点（基準点０＝バーナ
２１の中心）とを示し、第４図は、溶融変形部１３の温
度分布と外径測定点との関係を示す。
値と、溶融変形部１３の外径測定点（基準点０＝バーナ
２１の中心）とを示し、第４図は、溶融変形部１３の温
度分布と外径測定点との関係を示す。
第３図の測定点Ｐ１．Ｐ２、ｐ３と、第４図の測定点Ｐ
Ｉ、Ｐ２、Ｐ３とは互いに対応する。
Ｉ、Ｐ２、Ｐ３とは互いに対応する。
第３図において、溶融変形部１３の測定点をＰ２とし、
この測定点から得た測定データに基づいて所定の外径制
御を行なったところ、仕上部１４の外径（目標値１３．
０＋ｕ＋φ）が、１３．０±０．０５１■φに仕上がっ
た。
この測定点から得た測定データに基づいて所定の外径制
御を行なったところ、仕上部１４の外径（目標値１３．
０＋ｕ＋φ）が、１３．０±０．０５１■φに仕上がっ
た。
溶融変形部１３の測定点について、第３図、第４図を内
容をまとめると、つぎに示す表のようになる。
容をまとめると、つぎに示す表のようになる。
（この頁、以下余白）
上記表から明らかなように、溶融変形部１３の測定点を
粘度１０６２〜１０７ボアズ（温度範囲１７００〜１８
００℃）のところに設定して当該溶融変形部１３の外径
を測定し、その外径測定値とその溶融変形部分における
目標外径との差を棒状体１１の延伸制御系へフィードバ
ックして、仕上部１４の外径を制御するときは、外径変
動の小さい仕上部１４が得られる。
粘度１０６２〜１０７ボアズ（温度範囲１７００〜１８
００℃）のところに設定して当該溶融変形部１３の外径
を測定し、その外径測定値とその溶融変形部分における
目標外径との差を棒状体１１の延伸制御系へフィードバ
ックして、仕上部１４の外径を制御するときは、外径変
動の小さい仕上部１４が得られる。
それに対し、上°記粘度が１０６ｚポアズ未滴のところ
を測定点とした場合、たとえば、測定点が第３図、第４
図に示すＰＩのとき、溶融変形部１３の外径測定値と仕
上部１４外径との差が大きく、原形部１２の外径変動を
吸収することができず、さらに、上記粘度が１０１ポア
ズを越えるところを測定点とした場合、たとえば、測定
点が第３図、第４図に示すＰ３のとき、外径制御時の応
答性が悪く、ハンチングによる制御不能をきたす。
を測定点とした場合、たとえば、測定点が第３図、第４
図に示すＰＩのとき、溶融変形部１３の外径測定値と仕
上部１４外径との差が大きく、原形部１２の外径変動を
吸収することができず、さらに、上記粘度が１０１ポア
ズを越えるところを測定点とした場合、たとえば、測定
点が第３図、第４図に示すＰ３のとき、外径制御時の応
答性が悪く、ハンチングによる制御不能をきたす。
したがって、棒状体１１を加熱溶融してこれを延伸する
とき、粘度１０６２〜１０＋ポアズのところを測定点と
して溶融変形部１３の外径りを測定することは技術的に
有効であり、それが上記具体例により実証された。
とき、粘度１０６２〜１０＋ポアズのところを測定点と
して溶融変形部１３の外径りを測定することは技術的に
有効であり、それが上記具体例により実証された。
「発明の効果」
以上の通り、本発明方法は棒状体を加熱溶融ならびに延
伸して棒状体の延伸端側に減径された仕上部を形成する
とき、溶融変形部の測定点を粘度１０６２〜１０７ポア
ズのところに設定して当該溶融変形部の外径を測定し、
その測定データに基づくフィードバック制御により、棒
状体の仕上部外径を制御するから、仕上げ精度の高い減
径棒状体が安定して得られる。
伸して棒状体の延伸端側に減径された仕上部を形成する
とき、溶融変形部の測定点を粘度１０６２〜１０７ポア
ズのところに設定して当該溶融変形部の外径を測定し、
その測定データに基づくフィードバック制御により、棒
状体の仕上部外径を制御するから、仕上げ精度の高い減
径棒状体が安定して得られる。
第１図、第２図は本発明方法の一実施例を略示した要部
正面図と要部縦断側面図、第３図は棒状体における外径
実測値と外径測定点との関係を示した図、第４図は溶融
変形部の温度勾配と外径測定点との関係を示した図であ
る。 １１・・・・・・棒状体 １２・・・・・・棒状体の原形部 １３・・・・・・棒状体の溶融変形部 １４・・・・・・棒状体の仕上部 ２１・・・・・・バーナ ２２・・・・・・外径測定装置
正面図と要部縦断側面図、第３図は棒状体における外径
実測値と外径測定点との関係を示した図、第４図は溶融
変形部の温度勾配と外径測定点との関係を示した図であ
る。 １１・・・・・・棒状体 １２・・・・・・棒状体の原形部 １３・・・・・・棒状体の溶融変形部 １４・・・・・・棒状体の仕上部 ２１・・・・・・バーナ ２２・・・・・・外径測定装置
Claims (1)
- 棒状体をその端部から順次加熱溶融しつつ、加熱溶融さ
れた棒状体の端部をこれの軸方向へ延伸して、棒状体の
延伸端側に減径された仕上部を形成するとともに、棒状
体の原形部から仕上部にわたる溶融変形部の外径を一点
測定し、その外径測定値とその溶融変形部分における目
標外径との差を棒状体の延伸制御系へフィードバックし
て、棒状体の仕上部外径を制御する方法において、加熱
溶融下における棒状体の定常運転延伸時、その溶融変形
部における粘度が１０＾６＾．＾２〜１０＾７ポアズで
ある仕上径側の部位の外径を測定することを特徴とする
棒状体の加熱溶融延伸方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286164A JP2697928B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 棒状体の加熱溶融延伸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286164A JP2697928B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 棒状体の加熱溶融延伸方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03146433A true JPH03146433A (ja) | 1991-06-21 |
| JP2697928B2 JP2697928B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=17700769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1286164A Expired - Lifetime JP2697928B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | 棒状体の加熱溶融延伸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697928B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0719741A1 (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-03 | Hoya Corporation | Process for the production of polarizing glass |
| JP2003048732A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-21 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 精密ガラス管の成形方法 |
| KR20170070014A (ko) * | 2014-10-14 | 2017-06-21 | 헤래우스 테네보 엘엘씨 | 모재 또는 튜브의 점성에 기초한 그것의 인발을 위한 장치 및 방법 |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP1286164A patent/JP2697928B2/ja not_active Expired - Lifetime
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