JPH0794331B2 - 石英管または石英棒の製造方法 - Google Patents
石英管または石英棒の製造方法Info
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- JPH0794331B2 JPH0794331B2 JP25327989A JP25327989A JPH0794331B2 JP H0794331 B2 JPH0794331 B2 JP H0794331B2 JP 25327989 A JP25327989 A JP 25327989A JP 25327989 A JP25327989 A JP 25327989A JP H0794331 B2 JPH0794331 B2 JP H0794331B2
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- Japan
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- quartz
- roller
- torque
- quartz rod
- rod
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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
- C03B37/0126—Means for supporting, rotating, translating the rod, tube or preform
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は石英管または石英棒の製造方法、特には高度に
外径がコントロールされていることから光ファイバーな
どに好適とされる、石英管または石英棒の製造方法に関
するものである。
外径がコントロールされていることから光ファイバーな
どに好適とされる、石英管または石英棒の製造方法に関
するものである。
（従来の技術） 光ファイバーについてはその性能面から外径が正確に制
御されたものであることが重要なものとされているが、
この寸法精度は延伸する前のプリフォーム用としての石
英管または石英棒の寸法精度に大きく依存している。
御されたものであることが重要なものとされているが、
この寸法精度は延伸する前のプリフォーム用としての石
英管または石英棒の寸法精度に大きく依存している。
一方、光ファイバー用プリフォームは一般にサイズが小
さいので連続した安定延伸は望めない。
さいので連続した安定延伸は望めない。
このため、寸法精度の高い石英管または石英棒の高効率
取得が技術上で重要な課題とされており、この課題解決
の手段について数多くの提案がなされている。
取得が技術上で重要な課題とされており、この課題解決
の手段について数多くの提案がなされている。
しかして、特に均一な外径をもつ石英管または石英棒の
調整については延伸加工における引取り速度の自動制御
に関する各種の方法や装置に関するものが多く提案され
ているが、この延伸方法については管状または棒状の石
英ガラスを水平に保持して水平方向に延伸するか、これ
を鉛直に保持して下方に延伸する方法が採用されてい
る。
調整については延伸加工における引取り速度の自動制御
に関する各種の方法や装置に関するものが多く提案され
ているが、この延伸方法については管状または棒状の石
英ガラスを水平に保持して水平方向に延伸するか、これ
を鉛直に保持して下方に延伸する方法が採用されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） しかし、この水平延伸方法では小寸法のプリフォームを
繰返し延伸するのに適し、石英ガラス材を回転している
限り重量の影響を受けないので径の変化は少ないなどの
利点はあるが、この場合には延伸時にたわみが生じ、こ
れがガラス材の曲がりの原因になるという欠点があり、
したがって必ずしも満足する結果を与えないという不利
があり、一方、鉛直下方向に延伸する方法では大型寸法
に適し、長尺化が可能で重量方向に引伸ばされるもので
あることから曲がりは極めて少なく、したがってガラス
材に回転を与えなくても曲がりの少ない真円性のすぐれ
た石英管または石英棒が得られるという利点はあるもの
の、これには石英管または石英棒が加熱軟化されている
ために溶融部が自重で下方に張力がかかるために、下方
の重量変動と共に延伸張力の大きさや向きが変り、正確
に径を制御することが困難であるという欠点がある。
繰返し延伸するのに適し、石英ガラス材を回転している
限り重量の影響を受けないので径の変化は少ないなどの
利点はあるが、この場合には延伸時にたわみが生じ、こ
れがガラス材の曲がりの原因になるという欠点があり、
したがって必ずしも満足する結果を与えないという不利
があり、一方、鉛直下方向に延伸する方法では大型寸法
に適し、長尺化が可能で重量方向に引伸ばされるもので
あることから曲がりは極めて少なく、したがってガラス
材に回転を与えなくても曲がりの少ない真円性のすぐれ
た石英管または石英棒が得られるという利点はあるもの
の、これには石英管または石英棒が加熱軟化されている
ために溶融部が自重で下方に張力がかかるために、下方
の重量変動と共に延伸張力の大きさや向きが変り、正確
に径を制御することが困難であるという欠点がある。
（課題を解決するための手段） 本発明はこのような不利を解決した石英管または石英棒
の製造方法に関するものであり、これは石英管または石
英棒を加熱軟化させて縦方向に引き伸ばし、規定の目標
形状とする石英管または石英棒の製造方法において、延
伸駆動ローラーのトルク変動を検知してこれを制御ロー
ラーにフィードバックし、延伸駆動ローラーのトルクが
正方向で常に一定値となるように制御ローラーによって
延伸中の石英管または石英棒に加えるトルクを制御する
ことを特徴とする石英管または石英棒の製造方法に関す
るものである。
の製造方法に関するものであり、これは石英管または石
英棒を加熱軟化させて縦方向に引き伸ばし、規定の目標
形状とする石英管または石英棒の製造方法において、延
伸駆動ローラーのトルク変動を検知してこれを制御ロー
ラーにフィードバックし、延伸駆動ローラーのトルクが
正方向で常に一定値となるように制御ローラーによって
延伸中の石英管または石英棒に加えるトルクを制御する
ことを特徴とする石英管または石英棒の製造方法に関す
るものである。
すなわち、本発明者らは石英管または石英棒を精度よく
延伸加工する方法について種々検討した結果、石英管ま
たは石英棒を鉛直に保持し、これを加熱軟化させてから
延伸する際、延伸駆動ローラー（以後駆動ローラーとい
う）と制御ローラから成るものとし、駆動ローラーで石
英管または石英棒の重量の影響をなくするために、この
トルクを制御部にフィードバックし、制御ローラーにフ
ィードバックし、制御ローラーではこれにもとずいて石
英等または石英棒に加えるトルクを制御して駆動ローラ
ーのトルクを正方向で常に一定値に成るように制御する
ようにすれば溶融された石英管または石英棒の延伸速度
がその自重を補償した速度で制御されるので、外径が精
度よくコントロールされた延伸加工物を得ることができ
るということを見出して本発明を完成させた。
延伸加工する方法について種々検討した結果、石英管ま
たは石英棒を鉛直に保持し、これを加熱軟化させてから
延伸する際、延伸駆動ローラー（以後駆動ローラーとい
う）と制御ローラから成るものとし、駆動ローラーで石
英管または石英棒の重量の影響をなくするために、この
トルクを制御部にフィードバックし、制御ローラーにフ
ィードバックし、制御ローラーではこれにもとずいて石
英等または石英棒に加えるトルクを制御して駆動ローラ
ーのトルクを正方向で常に一定値に成るように制御する
ようにすれば溶融された石英管または石英棒の延伸速度
がその自重を補償した速度で制御されるので、外径が精
度よくコントロールされた延伸加工物を得ることができ
るということを見出して本発明を完成させた。
（作用） 以下にこれを添付の図面にもとづいて説明する。
第１図は本発明の方法にもとづいて石英棒を引下げ延伸
加工する場合を示した縦断面図、第２図は他の例の実施
例図、第３図は本発明の方法にもとづいて石英棒を引上
げ延伸加工する場合を示した縦断面図、第４図は従来法
による石英棒を引下げ延伸加工方法を示した縦断面図で
ある。
加工する場合を示した縦断面図、第２図は他の例の実施
例図、第３図は本発明の方法にもとづいて石英棒を引上
げ延伸加工する場合を示した縦断面図、第４図は従来法
による石英棒を引下げ延伸加工方法を示した縦断面図で
ある。
第４図に示した従来法では径がφ１である石英棒１が速
度V1で電気炉２に導入され、ここで加熱軟化された後、
トルクメーター付きの駆動ローラー３により速度V2で延
伸され、径φ２の製品４が連続的に作成されるのである
が、第４図ａ）に示したように延伸のスタート時に駆動
ローラー３にかかるトルク（トルクは図中矢印で示す。
第１〜第４図以下同じ）は石英棒１を引き伸ばす力ω１
のみであり、製品４は殆んどないのでその重量ω２は無
視できるし、このトルクは引張り力の方向と同一方向と
なるのでこれを正方向（＋）とする。延伸温度が低いと
延伸力ω１が大きく石英棒がローラー上でのすべりを発
生したり、精密なコントロールができないので、十分高
温にする必要がある。この条件で延伸を続けていると第
４図ｂ）に示したように、製品４がだんだん長くなり、
その重量ω２が増加すると駆動ローラー３にかかる力は
ローラーのトルクをω２に対応して逆向きとすることが
必要で、延伸の力ω１に要するトルクよりも自重で下方
に引張られる力ω２のほうが大きくなった場合には製品
４の落下を防止するためには駆動ローラー３にかかるト
ルク値はω１−ω２＝△ω＜０となって第５図に示すよ
うな負値を示す。
度V1で電気炉２に導入され、ここで加熱軟化された後、
トルクメーター付きの駆動ローラー３により速度V2で延
伸され、径φ２の製品４が連続的に作成されるのである
が、第４図ａ）に示したように延伸のスタート時に駆動
ローラー３にかかるトルク（トルクは図中矢印で示す。
第１〜第４図以下同じ）は石英棒１を引き伸ばす力ω１
のみであり、製品４は殆んどないのでその重量ω２は無
視できるし、このトルクは引張り力の方向と同一方向と
なるのでこれを正方向（＋）とする。延伸温度が低いと
延伸力ω１が大きく石英棒がローラー上でのすべりを発
生したり、精密なコントロールができないので、十分高
温にする必要がある。この条件で延伸を続けていると第
４図ｂ）に示したように、製品４がだんだん長くなり、
その重量ω２が増加すると駆動ローラー３にかかる力は
ローラーのトルクをω２に対応して逆向きとすることが
必要で、延伸の力ω１に要するトルクよりも自重で下方
に引張られる力ω２のほうが大きくなった場合には製品
４の落下を防止するためには駆動ローラー３にかかるト
ルク値はω１−ω２＝△ω＜０となって第５図に示すよ
うな負値を示す。
光通信用石英棒や高精度の要求される他の石英材料の加
工においては駆動ローラーの速度制御が非常に重要であ
り、微小なテーパー部や凹凸部を鋭敏に制御するために
は電気的な外乱を最小限に制御しておく必要があるの
で、本発明の方法ではこの石英棒の引き下げ延伸加工は
第１図、第２図に示した方法で行なわれる。
工においては駆動ローラーの速度制御が非常に重要であ
り、微小なテーパー部や凹凸部を鋭敏に制御するために
は電気的な外乱を最小限に制御しておく必要があるの
で、本発明の方法ではこの石英棒の引き下げ延伸加工は
第１図、第２図に示した方法で行なわれる。
すなわち、本発明の方法では第２図に例示したように駆
動ローラー３のトルクの向きが正逆反転することがない
ように、石英棒１を引き伸ばす力ω１と製品４の重量ω
２よりも大きい力ω３（この場合負力）を駆動ローラー
ω１に加えておけば、駆動ローラー３のトルクの方向は
常に負（−）となり、正逆反転することはないが、製品
４が長尺品であるときにはこれを途中で切断したり、ま
た径の異なるものを加工する場合などではその作業性に
問題がある。
動ローラー３のトルクの向きが正逆反転することがない
ように、石英棒１を引き伸ばす力ω１と製品４の重量ω
２よりも大きい力ω３（この場合負力）を駆動ローラー
ω１に加えておけば、駆動ローラー３のトルクの方向は
常に負（−）となり、正逆反転することはないが、製品
４が長尺品であるときにはこれを途中で切断したり、ま
た径の異なるものを加工する場合などではその作業性に
問題がある。
そこで、本発明の方法では第１図に示したように、駆動
ローラー３にかかるトルクが正方向で一定になるよう
に、駆動ローラー３の信号を制御ローラー５にフィード
バックさせて制御ローラ５に負方向の力を発生させ、製
品４の剛性を利用してこれを駆動ローラー３に伝達させ
れば駆動ローラー３のトルク値の向きが常に正の一定の
値ω１となるので、延伸される製品４の外径精度が非常
に高くなることが確認された。
ローラー３にかかるトルクが正方向で一定になるよう
に、駆動ローラー３の信号を制御ローラー５にフィード
バックさせて制御ローラ５に負方向の力を発生させ、製
品４の剛性を利用してこれを駆動ローラー３に伝達させ
れば駆動ローラー３のトルク値の向きが常に正の一定の
値ω１となるので、延伸される製品４の外径精度が非常
に高くなることが確認された。
この際、駆動ローラー３をトルクメーター付のローラー
として、制御ローラー５を電磁ブレーキ付ローラーとす
ることが良い。
として、制御ローラー５を電磁ブレーキ付ローラーとす
ることが良い。
なお、この第１図、第２図に示したものはいずれも加熱
軟化させた石英棒１を鉛直方向に引下げる場合を示して
ものであるが、これは第３図に示すように引上げる場合
も同様であり、この場合はトルクメーター付きの駆動ロ
ーラー３で検出された引伸ばされた石英棒４の自重は延
伸張力に加算され、ローラー３のトルクの向きは変らな
いので一段ローラーのみで延伸できる特徴がある。
軟化させた石英棒１を鉛直方向に引下げる場合を示して
ものであるが、これは第３図に示すように引上げる場合
も同様であり、この場合はトルクメーター付きの駆動ロ
ーラー３で検出された引伸ばされた石英棒４の自重は延
伸張力に加算され、ローラー３のトルクの向きは変らな
いので一段ローラーのみで延伸できる特徴がある。
（実施例） つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例 第１図に示した装置を用いて外径94mmφ、長さ800mm、
重量11.3kgの石英ガラス棒を送り速度15mm/分、引取り
速度83mm/分で電気炉内で装入し、約2,000℃に加熱して
軟化させ、これを駆動ローラーを用いて引取り速度82.7
mm/分で引下げたところ、これはスタートトルクが正方
向で最大55gfmと検出された。
重量11.3kgの石英ガラス棒を送り速度15mm/分、引取り
速度83mm/分で電気炉内で装入し、約2,000℃に加熱して
軟化させ、これを駆動ローラーを用いて引取り速度82.7
mm/分で引下げたところ、これはスタートトルクが正方
向で最大55gfmと検出された。
ついでこのトルクを電磁ブレーキを有する制御ローラー
に結合して、このトルク値を保証するように引下げたと
ころ、安定して延伸され外径が40.7mmφで長さが2,760m
mである石英棒を±0.3mmで得ることができた。
に結合して、このトルク値を保証するように引下げたと
ころ、安定して延伸され外径が40.7mmφで長さが2,760m
mである石英棒を±0.3mmで得ることができた。
第１図、第２図、第３図は本発明の方法による石英棒の
製造方法の縦断面図を示したものであり、第４図は従来
法による石英棒製造方法の縦断面図、また第５図は駆動
ローラーにかかるトルク値の変化を示したグラフであ
る。 1,4……石英棒、２……電気炉 ３……延伸駆動ローラー ５……制御ローラー
製造方法の縦断面図を示したものであり、第４図は従来
法による石英棒製造方法の縦断面図、また第５図は駆動
ローラーにかかるトルク値の変化を示したグラフであ
る。 1,4……石英棒、２……電気炉 ３……延伸駆動ローラー ５……制御ローラー
Claims (2)
- 【請求項１】石英管または石英棒を加熱軟化させて縦方
向に引き伸ばし、規定の目標形状とする石英管または石
英棒の製造方法において、延伸駆動ローラーのトルク変
動を検知してこれを制御ローラーにフィードバックし、
延伸駆動ローラーのトルクが正方向で常に一定値となる
ように制御ローラーによって延伸中の石英管または石英
棒に加えるトルクを制御することを特徴とする石英管ま
たは石英棒の製造方法。 - 【請求項２】延伸駆動ローラーがトルクメーター付きの
ローラーであり、制御ローラーが電磁ブレーキ付きロー
ラーである請求項１に記載の石英管または石英棒の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25327989A JPH0794331B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 石英管または石英棒の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25327989A JPH0794331B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 石英管または石英棒の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115131A JPH03115131A (ja) | 1991-05-16 |
| JPH0794331B2 true JPH0794331B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=17249074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25327989A Expired - Fee Related JPH0794331B2 (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 石英管または石英棒の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794331B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101441756B1 (ko) * | 2012-01-19 | 2014-09-17 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 유리 모재의 연신 방법 및 연신 장치 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6532776B1 (en) * | 1997-06-27 | 2003-03-18 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and apparatus for fusing an optical fiber preform |
| EP0999189B1 (en) | 1998-11-05 | 2005-03-30 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process and apparatus for drawing a preform and for drawing an optical fibre from the drawn preform |
| DE102012107338B4 (de) * | 2012-08-09 | 2015-06-18 | Schott Ag | Verfahren zum Umformen eines länglichen Glaskörpers |
| US11454580B2 (en) | 2014-10-14 | 2022-09-27 | Heraeus Quartz North America Llc | Method for preform or tube drawing based on its viscosity |
| EP3455178A1 (en) * | 2016-06-07 | 2019-03-20 | Corning Incorporated | Method and apparatus for forming glass tubing from glass preforms |
-
1989
- 1989-09-28 JP JP25327989A patent/JPH0794331B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101441756B1 (ko) * | 2012-01-19 | 2014-09-17 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 유리 모재의 연신 방법 및 연신 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115131A (ja) | 1991-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |