專利名稱：光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸方法和延伸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于用電爐將光學(xué)纖維用玻璃母材延伸成規(guī)定外徑的電爐延伸法和延伸裝置。
另外，在本說(shuō)明書中光學(xué)纖維用玻璃母材，除通常的延伸用玻璃外，還含有延伸這種玻璃母材的玻璃延伸母材，所謂預(yù)制件。
通常，光纖維的制造是用VAD法和外付CVD法合成光纖用多孔質(zhì)玻璃母材后，將該光纖用多孔質(zhì)玻璃母材脫水燒結(jié)，作為光學(xué)纖維用的透明玻璃母材，將其拉絲，延伸成適當(dāng)?shù)耐鈴?，作為光學(xué)纖維用延伸母材(將其稱作預(yù)制件)，然后再將該預(yù)制件拉制成線。
到目前，光學(xué)纖維用玻璃母材的延伸是通過(guò)使用將氫氧火焰作熱源的燃燒器加熱光纖用玻璃母材進(jìn)行延伸。即，利用燃燒器延伸法進(jìn)行。這種燃燒器延伸法，雖然比較容易控制延伸母材的外徑，但延伸速度很慢，通常為8-10mm/分。
隨著近年來(lái)技術(shù)的發(fā)展，伴隨著要求提高制造效率，通過(guò)上述VAD法和外付CVD法合成的光學(xué)纖維用多孔質(zhì)玻璃母材的外徑比過(guò)去的格外粗。伴隨著這種傾向，對(duì)于拉伸前外徑具有某一定值以上的光纖用玻璃母材，帶來(lái)的問(wèn)題是利用以上述氫氧，火焰作熱源的燃燒器進(jìn)行燃燒器拉伸法的熱量問(wèn)題。
為此，對(duì)于拉伸前外徑在一定值以上的光纖用玻璃母材，采用燃燒器產(chǎn)生熱量大的加熱爐，具體是使用電加熱器的電爐進(jìn)行加熱延伸法(以下稱作電爐延伸法)。這種電爐延伸法，由于熱量大，可以加快延伸速度。例如，對(duì)于燃燒器延伸法的延伸速度為8-10mm/分，而用電爐延伸法的延伸速度為30mm/分。為此，并不限于延伸外徑大的光纖維用玻璃母材，即使是外徑小的延伸母材，從生產(chǎn)率考慮，電爐延伸法最為有利。
這種電爐延伸法，由于加熱范圍廣，僅限于上下方向很長(zhǎng)的縱型，對(duì)于預(yù)制件從上向下延伸。
在這種電爐延伸法中，必須將引拔用的支持棒(拉伸用玻璃部件)連接在延伸前光纖維用玻璃母材或玻璃延伸母材(預(yù)成型材)的端部。過(guò)去，這種連接，以其它工序的火焰延伸進(jìn)行時(shí)，雖然一般，但這種連接最好在同一電爐延伸工序中進(jìn)行。
然而，將這種連接在同一電爐延伸工序中進(jìn)行時(shí)，其問(wèn)題是這種連接很難。即，玻璃母材端部的軸芯必須和引拔用支撐棒(拉伸用玻璃部件)端部的軸芯一致，但兩者的芯容易錯(cuò)位連接。當(dāng)軸芯錯(cuò)位連接時(shí)，連接處斷面的應(yīng)力分布不均勻會(huì)引起延伸母材彎曲，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生連接處斷裂等問(wèn)題。
用電爐延伸光纖維用母材時(shí)的上述軸芯吻合，通常按如下進(jìn)行。
加熱的爐體內(nèi)固定一端的2個(gè)玻璃部件(延伸用玻璃母材和拉伸用玻璃部件)，分別以相反的方向面對(duì)面地插入加熱爐體內(nèi)，將兩者的相對(duì)端面加熱，熔接后，使延伸用玻璃母材的固定部位以一定速度下降，同時(shí)固定拉伸用玻璃部件的固定部件以規(guī)定的速度向下方移動(dòng)，拉伸延伸用玻璃母材，延伸到規(guī)定的外徑。
圖1是過(guò)去的這種光纖維用玻璃母材延伸裝置結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。
圖1中，91表示延伸用玻璃母材(或光纖維用玻璃母材)，92表示形成空的拉伸用玻璃部件(引拔用玻璃部件)。93表示爐體，在爐體93內(nèi)設(shè)置內(nèi)藏爐心管94的電加熱器。
延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92各自的端部，例如由3爪夾頭形成的固定部件95、96固定住。固定部件95、96，圖1所示狀態(tài)，通過(guò)固定移動(dòng)臺(tái)97使固定部件95、96分別在上下方向上可移動(dòng)。98表示誘導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)97移動(dòng)的導(dǎo)軌。
以上述光纖維用母材的延伸裝置，按如下地延伸光纖維用玻璃母材。
(1)延伸用玻璃母材91和拉伸和玻璃部件92的固定端部分別由固定部件95、96固定住。固定住的延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92的游離端部的尖端進(jìn)行軸芯吻合，使兩者面對(duì)面地移動(dòng)到爐心管94內(nèi)。
(2)將爐心管94加熱到規(guī)定的溫度，使兩個(gè)面對(duì)面的端面加熱熔合在一起后，使固定拉伸用玻璃部件92的固定部件95向下方移動(dòng)，拉伸延伸用玻璃母材91延伸到規(guī)定的外徑。
(3)在上述延伸裝置中，將延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92，在爐心管94內(nèi)使兩者相對(duì)端加熱熔合時(shí)，進(jìn)行兩者的軸芯吻合。這種軸芯吻合(調(diào)芯)，將延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92的固定端部，由固定部件95、96，例如在3爪夾頭的間隙(ガタ)范圍內(nèi)，用于微微移動(dòng)調(diào)正游動(dòng)端尖端軸芯相對(duì)，并固定住。使固定住的游動(dòng)端尖端在爐心管94內(nèi)相對(duì)，由設(shè)在爐心管94上的觀查孔94A，用肉眼觀查確認(rèn)軸芯吻合的情況。
以前的這種調(diào)心方法，調(diào)心操作既費(fèi)時(shí)間，軸吻合精度又不好。例如，在水平面內(nèi)產(chǎn)生1-2mm(玻璃部件直徑的5-10％)的軸差。當(dāng)這種軸吻合精度很差時(shí)，在延伸中，延伸用玻璃母材91和拉伸用玻璃部件92的連接斷面的應(yīng)力分布產(chǎn)生不均勻，使延伸母材彎曲，也很容易產(chǎn)生連接部件斷裂等問(wèn)題。
使用上述電爐延伸法延伸光纖維用玻璃母材時(shí)，延伸母材(預(yù)制件)產(chǎn)生彎曲并變形，外徑有偏差，外徑與規(guī)定值不一致。
進(jìn)而從生產(chǎn)效率考慮，最希望提高光纖用玻璃母材的延伸速度。
本發(fā)明的目的是提供一種光纖用玻璃母材的電爐延伸法及延伸裝置克服了以電爐延伸工序中，上述光纖用玻璃母材和拉伸用玻璃部件行連接時(shí)所遇到的上述問(wèn)題，使在爐心管內(nèi)相對(duì)連接的玻璃母材和拉伸用玻璃部件游動(dòng)端端部的軸吻合變得容易，且簡(jiǎn)單易行。尤其是本發(fā)明提供一種將光纖維用玻璃母材固定在延伸裝置中，在電爐內(nèi)，從兩者連接開始延伸的電爐延伸法。
本發(fā)明的另一目的是提供能提高光纖維用玻璃母材的延伸外徑精度的光纖維用玻璃母材的電爐延伸方法和裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提高可提高光纖用玻璃母材的延伸速度的電爐延伸法及其裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第1個(gè)觀點(diǎn)提供一種光纖用玻璃母材的電爐延伸裝置，包括電爐；在該電爐上部設(shè)置固定延伸用玻璃母材上部固定端，可上下移動(dòng)的第1固定部件；位于上述電爐下部固定拉伸用玻璃部件下部固定端，可上下移動(dòng)的第2固定部件；在上述電爐和上部固定部件之間設(shè)置使上述延伸用玻璃部件下端軸芯吻合調(diào)心的第1調(diào)心機(jī)構(gòu)；在上述電爐和下部固定部件之間設(shè)置使上述拉伸用玻璃部件上部端軸心吻合的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)；上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)的軸心和上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)的軸心在垂直方向上一致。
最好是將上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)，在其相對(duì)面中央處設(shè)置1對(duì)與延伸用玻璃母材的軸向相對(duì)的V型溝槽，并設(shè)置一對(duì)具有自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的調(diào)心器具，為支撐該對(duì)調(diào)心器具在相對(duì)位置上設(shè)置一對(duì)支撐棒；具有使上述一對(duì)調(diào)心器具和上述一對(duì)支撐棒一起左右移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)及支撐移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一對(duì)臺(tái)架。
最好是將上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)，在其對(duì)面中央處設(shè)置一對(duì)與拉伸用玻璃部件軸向相對(duì)的V型溝槽，一對(duì)具有自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的調(diào)心器具為支撐該對(duì)調(diào)心器具有在相對(duì)位置設(shè)置一對(duì)支撐棒，并備有使上述一對(duì)調(diào)心器具和上述一對(duì)支撐棒一起左右移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)及支撐移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一對(duì)臺(tái)架。
根據(jù)本發(fā)明的第2觀點(diǎn)，提供使用上述第一發(fā)明的光纖用玻璃母材的電爐延伸裝置進(jìn)行延伸的方法。該方法是將上述延伸用玻璃母材和上述拉伸用玻璃部件連接固定的方法，包括如下工序(a)將上述延伸用玻璃母材的上端部假定固定在上述第一固定部件上的工序，(b)由第1調(diào)心機(jī)構(gòu)固定住上述延伸用玻璃母材下端部的尖端使上述游動(dòng)端尖端的軸心進(jìn)行調(diào)心的工序，(c)由第1固定部件再次固定上述延伸用玻璃母材上部固定端的工序，(d)使上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)的一對(duì)調(diào)心器具從軸心向后退，使上述延伸用玻璃母材的游動(dòng)尖端位置由上述電爐內(nèi)規(guī)定位置決定的工序，(e)由上述第2固定部件固定上述拉伸用玻璃部件的工序；(f)由具有一對(duì)自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)固定上述拉伸用玻璃部件上部游動(dòng)端的尖端進(jìn)行軸心調(diào)心的工序，(g)由上述第2固定部件固定上述拉伸用玻璃部件下部固定端的工序；(h)使上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)的一對(duì)調(diào)心器具從軸心后退，上述拉伸用玻璃部件的游動(dòng)尖端位置，由上述電爐內(nèi)規(guī)定位置決定的工序。其結(jié)果使上述延伸用玻璃母材的游動(dòng)尖端和上述拉伸用玻璃部件的游動(dòng)端部的尖端軸心面對(duì)面地一致。
本發(fā)明第2觀點(diǎn)的光纖維用玻璃母材電爐延伸方法，并不僅限于上述(a)-(h)順序，可以適當(dāng)?shù)刈兏樞颉?br> 根據(jù)本發(fā)明的第3個(gè)觀點(diǎn)，提供的光纖用玻璃母材的電爐延伸裝置包括固定延伸用光纖維用玻璃母材上端部的上部固定部件；設(shè)置和上部固定部件軸心一致的相對(duì)位置，在該光纖用玻璃母材的下端部上固定使軸心一致連接的拉伸用玻璃部件的下端部件，根據(jù)上述光纖用玻璃母材的延伸而向下拉伸的下部固定部件；在上部固定部件和下部固定部件之間設(shè)置，并加熱延伸用光纖用玻璃母材的電爐，至少使下部固定部件向下方移動(dòng)，拉伸上述延伸光纖用玻璃母材的移動(dòng)裝置，和控制裝置，上述控制裝置，當(dāng)在上述電爐內(nèi)延伸時(shí)，使上述光纖維用玻璃母材的下端部和上述拉伸用玻璃部件的上端部相接合的部分，加熱熔融接合后，將上述電爐的最高溫度部位移到該接合部位，加熱熔合，將上述電爐的最高溫度部位，從上述加熱熔合部位移動(dòng)到上述光纖維玻璃母材的延伸部位，控制上述移動(dòng)裝置使上述下部固定部件降下。
最好是在上述延伸用光纖維用玻璃母材的下端部，使該下端尖端的直徑比上述拉伸用玻璃部件上端部的直徑要細(xì)，該上部直徑接近于上述光纖維用玻璃母材的直徑，粗細(xì)大為園錐狀，連接由和光纖維用玻璃母材相同材質(zhì)制造的標(biāo)準(zhǔn)(ダミ-)材料，該標(biāo)準(zhǔn)材料的下端部與上述拉伸用玻璃部件的上端部連接，上述控制裝置，從上述標(biāo)準(zhǔn)材料的下端部進(jìn)行延伸，控制上述移動(dòng)裝置，降下上述下部固定部件。
上述標(biāo)準(zhǔn)材料的下端部直徑大致是上述拉伸用玻璃部件上端部直徑的1/2-1/3。
根據(jù)本發(fā)明的第4個(gè)觀點(diǎn)，提供的光纖用玻璃母材的電爐延伸裝置，具有固延伸用光纖用玻璃母材上端部的上部固定部件，在和該上部固定部件軸心相對(duì)一致的位置設(shè)置的，使軸心一致地連接的拉伸用玻璃部件的下端部固定在該光纖用玻璃母材的下端部上，根據(jù)上述光纖用玻璃母材的延伸向下方拉伸的下部固定部件；在上述上部固定部件和下部固定部件之間設(shè)置的，加熱延伸用光纖維用玻璃母材的電爐，在上述延伸終結(jié)部位和靠近延伸終結(jié)部位測(cè)定上述光纖用玻璃母材溫度的溫度測(cè)定裝置，測(cè)定通過(guò)電爐到電爐外部的延伸后光纖用玻璃母材延伸速度的測(cè)速計(jì)，至少使上述下部固定部件向下方移動(dòng)拉伸延伸的光纖用玻璃母材的移動(dòng)裝置，和控制裝置，該控制裝置負(fù)責(zé)控制來(lái)自上述延伸形狀測(cè)定裝置的延伸形狀、來(lái)自上述測(cè)速計(jì)的延伸速度和來(lái)自上述溫度測(cè)定裝置的測(cè)定溫度，從延伸開始，伴隨延伸過(guò)程，達(dá)到規(guī)定的延伸速度，控制上述移動(dòng)裝置的移動(dòng)速度可連續(xù)地提高上述光纖用玻璃母材的延伸速度。
最好是上述控制裝置，在提高上述延伸速度的同時(shí)提高上述電爐的加熱溫度。
更好是在上述電爐內(nèi)設(shè)有測(cè)定上述光纖用玻璃母材延伸部分接近延伸終結(jié)部分形狀的延伸形狀測(cè)定裝置，上述控制裝置，可參照來(lái)自上述延伸形狀測(cè)定裝置的延伸形狀測(cè)定結(jié)果，將該延伸部分的延伸彎月(メニスカス)角度設(shè)定為規(guī)定值，控制上述移動(dòng)裝置的移動(dòng)速度來(lái)控制延伸速度，控制電爐的加熱溫度。
特別是上述控制裝置可將上述延伸彎月角度控制在2-4°的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第5個(gè)觀點(diǎn)提供的光纖維用玻璃母材電爐延伸法是在電爐內(nèi)進(jìn)行光纖維用玻璃母材延伸的電爐延伸法，是進(jìn)行控制光纖維用玻璃延伸部分的溫度、外徑管理和延伸速度，從延伸開始時(shí)，逐漸提高延伸速度。
最好是將上述玻璃母材延伸部分的延伸彎月角度設(shè)在2-4°范圍內(nèi)而控制延伸速度。
有關(guān)上述本發(fā)明的目的和特征，以及其它目的和特征，由附圖和以下敘述可進(jìn)一步明確。
圖1是過(guò)去的光纖用玻璃母材的延伸裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明光纖用玻璃母材延伸裝置實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2所示光纖用玻璃母材延伸裝置中設(shè)置的固定玻璃部件的固定部件實(shí)例示意圖。
圖4是圖2所示光纖用玻璃母材延伸裝置中設(shè)置的對(duì)玻璃部件游動(dòng)端尖端軸心進(jìn)行調(diào)心的調(diào)心機(jī)構(gòu)實(shí)例示意說(shuō)明圖。
圖5是電爐延伸裝置概要圖和使用該裝置延伸玻璃母材狀況示意說(shuō)明圖。
圖6是圖5所示電爐延伸裝置，及其它實(shí)施例中構(gòu)成控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是圖5所示電爐延伸裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意說(shuō)明圖，在玻璃母材端部安裝的空心材料，玻璃母材端部和拉伸用玻璃部件端部連接前的狀況示意圖。
圖8是圖5中，將最初最大加熱部分作為連接部分P1，接著將最大加熱部分移入母材延伸部分P2的說(shuō)明圖。
圖9A和圖9B是在拉伸用玻璃部件的端部連接玻璃母材端部的標(biāo)準(zhǔn)材料時(shí)的狀態(tài)示意說(shuō)明圖，圖9A表示良好的連接狀態(tài)，圖9B表示不好的連接狀態(tài)。
圖10是表示延伸速度變化和延伸溫度變化示意圖。
圖11是延伸開始時(shí)玻璃母材的變形狀態(tài)示意圖。
圖12是從延伸開始時(shí)形成延伸彎月部分時(shí)，玻璃母材延伸部分形狀示意圖。
參照


本發(fā)明的光纖用玻璃母材的電爐延伸方法和延伸裝置最佳實(shí)施例。
實(shí)施例1參照?qǐng)D2-圖4論述本發(fā)明的實(shí)施例1的光纖用玻璃母材延伸裝置和在該延伸裝置中固定光纖用玻璃母材的方法。
在圖2中，1表示延伸用玻璃母材(光纖用玻璃母材或預(yù)成型材)，2表示形成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸用玻璃部件(引伸用玻璃部件)，3表示爐體，在爐體3內(nèi)設(shè)置加熱延伸用玻璃母材1進(jìn)行延伸的，內(nèi)藏電加熱器的爐心管4。因此也將爐體3稱作電爐。4A表示觀察爐心管4內(nèi)狀況的觀察窗。
在爐管4的上部設(shè)有固定延伸用玻璃母材1上部固定端1A的固定部件5。在爐心管4的下部設(shè)有固定拉伸用玻璃部件2的下部固定端2A的固定部件6。
固定部件5、6，可通過(guò)固定固定部件5、6的移動(dòng)臺(tái)7分別向上下移動(dòng)。8是誘導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)7的導(dǎo)軌。
固定延伸用玻璃母材1的固定部件5，例如圖3所示，具有平行配置的2個(gè)鍵狀玻璃部件支撐爪5A，5A，而且2個(gè)玻璃部件支撐爪5A、5A間隙的上方設(shè)有固定支撐爪5A、5A間隙固定延伸用玻璃部件1的固定端部1A上部的尖端球狀玻璃部件固定部件5B。玻璃部件固定部件5B，例如，通過(guò)油壓驅(qū)動(dòng)可上下移動(dòng)。玻璃部件固定部件5B，并不限定于油壓驅(qū)動(dòng)，也可以使用其它驅(qū)動(dòng)源，例如電動(dòng)機(jī)、手動(dòng)螺栓，空氣壓驅(qū)動(dòng)等。
由2個(gè)玻璃部件支撐爪5A、5A和玻璃部件固定部件5B構(gòu)成的固定部件5的形狀，并不限于圖3所示，也可以采用其它的形狀。
固定拉伸用玻璃部件2固定端部2A的固定部件6，例如，眾所周知的3爪連動(dòng)卡頭。
本發(fā)明的光纖用玻璃母材延伸裝置中，在爐心管4和固定部件5之間，設(shè)有使延伸用玻璃部件1的下部游動(dòng)端1B尖端進(jìn)行軸心吻合的第1調(diào)心(上部)機(jī)構(gòu)90。
上部調(diào)心機(jī)構(gòu)90備有例如圖4所示具有自動(dòng)調(diào)心功能，具有一對(duì)調(diào)心器具90A，90A、支撐調(diào)心器具90A，90A的相對(duì)設(shè)置的一對(duì)支撐棒90B、90B用油壓驅(qū)動(dòng)使調(diào)心器具90A，90A和支撐棒90B，90B一起左右移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一對(duì)臺(tái)架90C，90C。另外，在臺(tái)架90C，90C上設(shè)置的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并不僅限于油壓驅(qū)動(dòng)，也可以使用其它適宜的驅(qū)動(dòng)源，例如電機(jī)，手動(dòng)螺栓、空氣驅(qū)動(dòng)等。圖中兩側(cè)的90D，90D表示導(dǎo)軌。
一對(duì)調(diào)心器具90A，90A，在其相對(duì)面中央處設(shè)有一對(duì)與延伸用玻璃母材1軸向相對(duì)的V型溝槽90E，90E。
本發(fā)明的實(shí)施例光纖用玻璃母材延伸裝置，在爐體3和固定拉伸用玻璃部件2的固定部件6之間，設(shè)有使拉伸用玻璃部件2的上游動(dòng)端部2B尖端進(jìn)軸心吻合的第2(下部)調(diào)心機(jī)構(gòu)92。
使拉伸用玻璃部件2的游動(dòng)端2B尖端進(jìn)行軸心吻合的下部調(diào)心機(jī)構(gòu)92的構(gòu)成，和圖4所示使延伸用玻璃母材1的游動(dòng)端1B尖端進(jìn)行軸心吻合的上部調(diào)心機(jī)構(gòu)90具有相同的結(jié)構(gòu)，省去其詳細(xì)說(shuō)明。
另外，上部調(diào)心機(jī)構(gòu)90和下部調(diào)心機(jī)構(gòu)92，并不僅限于圖4所示形狀，也可以是其它形狀。
在上述構(gòu)成的光纖維用玻璃母材延伸裝置中固定玻璃母材的方法，可按如下進(jìn)行。
(1)延伸用玻璃母材1的假固定首先，將延伸用玻璃母材1上部園盤狀固定端1A安裝在配置在固定部件5上的鍵狀的2個(gè)玻璃部件支撐爪5A，5A之間，進(jìn)行臨時(shí)固定。
(2)利用延伸用玻璃母材1下部的上調(diào)心機(jī)構(gòu)90固定住接著，用具有一對(duì)自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的上調(diào)心機(jī)構(gòu)90固定住延伸用玻璃母材1下部游動(dòng)端1B尖端，調(diào)整游動(dòng)端1B尖端的軸心。即，由于游動(dòng)端1B尖端呈自由狀態(tài)，所以在延伸用玻璃部件1的軸方向上設(shè)置一對(duì)具有V型溝槽90E，90E的調(diào)心固定器具90A，90A，當(dāng)擠壓時(shí)，游動(dòng)端1B的軸心形成位于內(nèi)接2個(gè)V溝槽的園中心。這時(shí)，將內(nèi)接2個(gè)V溝槽90E，90E的園中心，例如，預(yù)先與爐心管4軸心預(yù)先吻合，可將游動(dòng)部1B軸心與爐心管4的軸心相吻合。
(3)利用延伸用玻璃母材1的上部固定端1A的固定部件5進(jìn)行固定如上述那樣，用上調(diào)心機(jī)構(gòu)90固定住延伸用玻璃母材1的下部游動(dòng)端1B尖端，在將游動(dòng)端1B尖端的軸心進(jìn)行調(diào)心后，再改用固定件5將延伸用玻璃母材1的上部園盤狀固定端1A固定住。固定端1A固定在2個(gè)支撐爪5A，5A之間，用尖端球形的玻璃固定部件5B擠壓住延伸用玻璃母材1的固定端1A的上部。即，如圖3所示，延伸用玻璃母材1通過(guò)2個(gè)支撐爪5A，5A和一個(gè)玻璃固定部件5B，固定游動(dòng)端1B尖端用上調(diào)心機(jī)構(gòu)90進(jìn)行調(diào)心。
(4)使上調(diào)心機(jī)構(gòu)90的調(diào)心器具90A，90A后退離開軸心之后，使上調(diào)心機(jī)構(gòu)90的一對(duì)調(diào)心器具90A，90A后退離開軸心，使游動(dòng)端部1B尖端固定在爐心管4內(nèi)規(guī)定的位置上。
(5)用固定部件6固定住拉伸用玻璃部件2接著，用固定部件6將拉伸用玻璃部件2固定。將拉伸用玻璃部件2的下部固定端2A臨時(shí)固定，像固定部件5具有規(guī)定間隙的狀態(tài)。
(6)利用下調(diào)心機(jī)構(gòu)對(duì)游動(dòng)端2B尖端進(jìn)行軸心的調(diào)心在此狀態(tài)下，用具有一對(duì)自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的下調(diào)心機(jī)構(gòu)92固定住拉伸用玻璃部件2的上游動(dòng)端2B尖端，對(duì)游動(dòng)端2B尖端進(jìn)行軸心調(diào)心。
利用下調(diào)心機(jī)構(gòu)對(duì)游動(dòng)端2B尖端進(jìn)行軸心的調(diào)心方法，和用上調(diào)心機(jī)構(gòu)90對(duì)延伸用玻璃母材1的游動(dòng)端1B尖端進(jìn)行調(diào)心一樣，省去詳細(xì)的說(shuō)明。
(7)固定拉伸用玻璃部件2在對(duì)拉伸用玻璃部件2的上游動(dòng)端2B進(jìn)行軸心調(diào)心后，改用固定部件6將拉伸用玻璃部件2的下部固定端2A固定。這時(shí)，在由下調(diào)心機(jī)構(gòu)92調(diào)心的狀態(tài)下，固定拉伸用玻璃部件2的游動(dòng)端2B尖端。
(8)使下調(diào)心機(jī)構(gòu)92的調(diào)心器具92A，92A后退離開軸心，并使兩個(gè)游動(dòng)端1B、2B進(jìn)行軸心吻合。
之后，使下調(diào)心機(jī)構(gòu)92的一對(duì)調(diào)心器具92A，92A后退離開軸心，使游動(dòng)端2B的尖端固定在爐心管4內(nèi)的規(guī)定位置上，使延伸用玻璃母材1的游動(dòng)端1B和拉伸用玻璃部件2的游動(dòng)端2B相對(duì)吻合。由于兩游動(dòng)端1B、2B分別在爐心管4中進(jìn)行了軸心調(diào)心，所以兩個(gè)軸心在一致的狀態(tài)下形成相對(duì)吻合。
(9)延伸作業(yè)之后和過(guò)去一樣，將爐心管4加熱到規(guī)定的溫度，使兩個(gè)相對(duì)吻合面加熱熔合成一個(gè)整體后，以一定的速度將固定延伸用玻璃母材的固定部件降下，同時(shí)以規(guī)定速度使固定拉伸用玻璃部件2的固定部件6向下方移動(dòng)，拉伸延伸用玻璃母材1。延伸到規(guī)定的外徑。
(10)控制光學(xué)纖維絲利用未圖示的裝置，例如，利用具有10μm直徑芯，在該芯外面設(shè)有直徑125μm包覆層，在包覆層外周設(shè)有被復(fù)樹脂的單一模具，將上述光學(xué)纖維用玻璃母材拉制成光學(xué)纖維絲。
另外，上述(1)延伸用玻璃母材1的假固定、(2)利用上調(diào)心機(jī)構(gòu)90固定延伸用玻璃母材1的下部，(3)利用固定部件5固定延伸用玻璃母材1上部的固定端1A，(4)使上調(diào)心機(jī)構(gòu)90的調(diào)心器具90A，90A后退離開軸心，(5)用固定部件6固定拉伸用玻璃部件2，(6)利用下調(diào)心機(jī)構(gòu)92對(duì)游動(dòng)端2B尖端進(jìn)行軸心調(diào)心，(7)固定拉伸用玻璃部件2，(8)使下調(diào)心機(jī)構(gòu)92的調(diào)心器具92A，92A后退離開軸心及使兩個(gè)游動(dòng)端1B、2B進(jìn)行軸心吻合。該上述順序可以適當(dāng)變更。
實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)值使用圖2-圖4所示光纖維用玻璃母材的延伸裝置進(jìn)行如下試驗(yàn)使用的玻璃母材外徑70mm×長(zhǎng)1000mm，拉伸用玻璃部件的母材端標(biāo)準(zhǔn)件外徑為15mm。拉伸用玻璃部件端部外徑為20mm。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果，爐心管4內(nèi)的兩個(gè)游動(dòng)端1B、2B軸心偏離，在水平面內(nèi)亦收縮在±0.1-0.2mm(玻璃部件直徑的0.5-1％)范圍內(nèi)，將軸心調(diào)心精度提高到過(guò)去1/10。
上述一類玻璃母材的延伸結(jié)果，對(duì)于光學(xué)纖維用玻璃延伸母材不產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。
延伸時(shí)，連接部位附近也不產(chǎn)生斷裂。
實(shí)施例1的效果根據(jù)實(shí)施例1的光學(xué)纖維用玻璃母材延伸裝置，由于備有一對(duì)調(diào)心器具的調(diào)心機(jī)構(gòu)設(shè)在爐心管各端部的兩個(gè)玻璃部件固定器具之間，所以能既簡(jiǎn)單又容易進(jìn)行兩個(gè)玻璃部件游動(dòng)端的軸心吻合。
根據(jù)上述延伸裝置中固定光纖維用母材的方法，即使以玻璃部件器具假固定的兩個(gè)部件的游動(dòng)端尖端，由于通過(guò)具有一對(duì)調(diào)心器具的調(diào)心機(jī)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)心，所以可在短時(shí)間內(nèi)既簡(jiǎn)單又容易地進(jìn)行軸心吻合。
如上述，使兩個(gè)玻璃部件游動(dòng)端的尖端進(jìn)行軸心吻合后，由于兩個(gè)玻璃部件的固定端已被固定，所以移動(dòng)到爐心管內(nèi)的兩個(gè)玻璃部件的游動(dòng)尖端軸心能相對(duì)一致地連接在一起。結(jié)果，兩者連接斷面的應(yīng)力分布非常均勻，靠近兩者連接部分不會(huì)歪斜，從而避免了斷裂。
實(shí)施例2作為本發(fā)明的實(shí)施例2講述電爐延伸方法，根據(jù)實(shí)施例1使用電爐延伸工序，將光纖維用玻璃母材端部和拉伸用玻璃部件端部付合，并加熱熔合，將電爐最高溫度部分移到該接合部位加熱熔合后，再將該最高溫度部分從熱熔合部位移動(dòng)到玻璃母材一側(cè)的延伸部位，接著進(jìn)行玻璃母材的延伸。
圖5是實(shí)施例2的電爐延伸裝置結(jié)構(gòu)，和利用該裝置延伸玻璃母材的狀況示意圖。
圖5中，30表示電爐爐體，31表示爐心管，32表示電加熱器，33表示絕熱材料，34、35表示觀察窗，36表示第1外徑計(jì)量器，37表示溫度計(jì)量器，38表示測(cè)量延伸后光纖用玻璃母材直徑的第2外徑測(cè)量器，39a表示上部固定部，39b表示下部固定部，40表示控制裝置，控制裝置40的詳細(xì)情況可參照?qǐng)D6。
20表示延伸用光學(xué)纖維用玻璃母材，21表示延伸部分(外徑變化部分)，22表示延伸棒，23表示拉伸用(引拔用)玻璃部件，24表示接合部位。
本發(fā)明實(shí)施例2使用圖5所示裝置進(jìn)行延伸。
圖6是用控制裝置40的控制系統(tǒng)圖。
控制裝置40，例如是由計(jì)算機(jī)構(gòu)成，進(jìn)行下述各種控制演算。
本實(shí)施例中，控制裝置40測(cè)定玻璃母材延伸部分(外徑變化部分)，特別是彎月部21a處的彎月角度在規(guī)定范圍，最好2-4°范圍位置的溫度和外徑及延伸速度，進(jìn)行控制，由延伸開始到規(guī)定的延伸速度，難以連續(xù)提高延伸速度。
控制裝置40測(cè)定光學(xué)纖維用玻璃母材延伸部分的溫度和外徑，特別是延伸彎月角度在4°以下的加熱溫度和外徑及延伸棒的延伸速度，一邊進(jìn)行這些控制，一邊由延伸開始時(shí)逐漸提高延伸速度，雖然在正常狀態(tài)下進(jìn)行延伸，但由于這些控制，測(cè)定延伸部分外徑，也計(jì)量彎月角度的外徑測(cè)量器36，測(cè)定延伸部分溫度的溫度測(cè)定器37，測(cè)量延伸棒直徑的第2外徑測(cè)量器38，和檢測(cè)電機(jī)41的轉(zhuǎn)數(shù)，檢測(cè)下部固定部件39b下降速度的延伸速度檢測(cè)用測(cè)速表等速度計(jì)42，由以上測(cè)量裝置測(cè)得的各種數(shù)據(jù)輸入到控制裝置40內(nèi)，用作為拉伸下降下部固定部件39b的移動(dòng)裝置的電機(jī)41控制延伸速度，同時(shí)也控制電爐30內(nèi)的電加熱器溫度。
控制裝置40，除上述控制外，作為原本的控制處理，輸入第2外徑測(cè)量器38的外徑測(cè)定值，延伸后的光學(xué)纖維用玻璃母材22的直徑達(dá)到規(guī)定的外徑；控制電機(jī)41以控制延伸速度，同時(shí)，參照溫度測(cè)定器36的測(cè)定溫度進(jìn)行控制電爐30內(nèi)電加熱器的溫度。
圖7是電爐延伸裝置的內(nèi)部示意圖。圖7表示光學(xué)纖維用玻璃母材20端部和拉伸用玻璃部件23端部接合前的狀況。在玻璃母材端部預(yù)先安裝有標(biāo)準(zhǔn)件25。
圖8是將圖5中電爐內(nèi)最高溫度部分從兩部件的連接部分P1移到玻璃母材一側(cè)延伸部分P2時(shí)，延伸光學(xué)纖維用玻璃母材的說(shuō)明圖。連接部分P1和延伸部分P2之間的距離L，例如為10-40mm。
根據(jù)實(shí)施例2，在同一工序內(nèi)，玻璃母材20和拉伸用玻璃部件(形成標(biāo)準(zhǔn)件引拔用的玻璃部件)23接合后，可直接進(jìn)行延伸作業(yè)，以提高延伸作業(yè)的能力。
圖9A、圖9B表示玻璃母材20的端部24和拉伸用玻璃部件23的端部接合時(shí)，兩個(gè)端部的形狀。
如圖9A所示那樣，使光學(xué)纖維用玻璃母材20端部的標(biāo)準(zhǔn)件25的外徑d1小于拉伸用玻璃部件23端部的外徑d2。通過(guò)這樣作，可得到最佳準(zhǔn)確的接合。拉伸用玻璃部件端部的外徑最好是光學(xué)纖維用玻璃母材端部標(biāo)準(zhǔn)件外徑的2-3倍。
圖9B表示不合格的接合實(shí)例，玻璃母材端部的外徑大于拉伸用玻璃部件端部的外徑。
實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)例使用外徑為65mm的延伸用玻璃母材。在該端部接合了圖9A所示的標(biāo)準(zhǔn)件25(上部外徑35mm，下部外徑10mm，高30mm)。使用外徑38mm的拉伸用(引拔用)玻璃部件。使兩者端部熔合連接后，使電爐內(nèi)的最高溫度部分從連接部分移動(dòng)到玻璃母材的延伸部分，以38mm/min的延伸速度進(jìn)行延伸。結(jié)果，延伸母材沒有彎曲，外徑精度在全長(zhǎng)1300mm中為34mm±0.5mm。
實(shí)施例3本發(fā)明的實(shí)施例3，用電爐內(nèi)最高溫度部分進(jìn)行光學(xué)纖維用玻璃母材延伸時(shí)，測(cè)定玻璃母材延伸部分的溫度，測(cè)定延伸部分的外徑，測(cè)定延伸部分的形狀，測(cè)定從電爐30出來(lái)的光學(xué)纖維用玻璃母材的延伸速度，一邊進(jìn)行這些控制，一邊由延伸開始時(shí)到規(guī)定延伸速度連續(xù)提高延伸速度，以此為特征的光纖維用玻璃母材的電爐延伸方法。
在實(shí)施例3中也參照實(shí)施例2，使用圖5所示光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸方法和延伸裝置，及圖6所示的控制系統(tǒng)。
這時(shí)，由外徑測(cè)定器36測(cè)定的外徑值在控制裝置40內(nèi)算出，上述玻璃母材延伸部分的延伸彎月角度在4°以下測(cè)定時(shí)的外徑值反饋控制作為移動(dòng)裝置的電機(jī)41下部固定部件39的延伸速度，以此進(jìn)行延伸控制。
由于進(jìn)行這樣的延伸控制，從而防止了延伸母材的彎曲，提高了外徑的標(biāo)準(zhǔn)離差和精度。
當(dāng)提高延伸速度時(shí)，可縮短光學(xué)纖維用玻璃母材的延伸時(shí)間，提高光學(xué)纖維用玻璃母材延伸的生產(chǎn)率。本發(fā)明中所說(shuō)的延伸速度是指延伸后棒可達(dá)到的速度。
圖10是本實(shí)施例的延伸速度變化，延伸溫度變化，具體是電爐30內(nèi)溫度變化示意圖。
延伸開始時(shí)的延伸速度，例如，取為20-40mm/分，逐漸提高速度，以40-70mm/分進(jìn)行延伸。之所以這樣作，是為了提高生產(chǎn)率。本發(fā)明中，由于延伸速度是慢慢提高，所以必須控制爐子的溫度。由于延伸開始時(shí)延伸速度很慢，延伸開始時(shí)，由于不出現(xiàn)彎月部分，所以也就沒有外徑測(cè)定數(shù)據(jù)，當(dāng)提高速度時(shí)，容易出現(xiàn)問(wèn)題，所以最初的延伸速度必須很慢。
另一方面，本發(fā)明中，延伸部分可能出現(xiàn)彎月部分，必須測(cè)定這部分的外徑值，由外徑測(cè)定器36測(cè)定的延伸彎月部分的外徑測(cè)定值反饋控制延伸速度，由于能夠控制延伸，所以也就能夠提高延伸速度。
提高延伸速度的同時(shí)，可望增大向電爐30內(nèi)電加熱器的供電量，提高電爐30的溫度。
圖11和圖12表示延伸結(jié)果。
圖11表示延伸初期沒有出現(xiàn)彎月部分時(shí)玻璃母材的形狀。
圖12表示經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，出現(xiàn)延伸彎月，玻璃母材形狀的變化狀況。
圖12中，在光學(xué)纖維用玻璃母材20延伸部分21的第一個(gè)外徑測(cè)量部分21A，在延伸彎月部分21a處彎月角度θ在4°以下的位置。
第2外徑測(cè)定部分21B是彎月角度超過(guò)4°時(shí)的位置(21A的上部)。當(dāng)控制外徑時(shí)，最好是第1外徑測(cè)量部分21A的彎月角度為2-4°位置的外徑測(cè)定值。
第2測(cè)量部分21B，由于靠近光纖維用玻璃母材20，外徑不變細(xì)，是彎月角度最大測(cè)定位置，難以控制。
當(dāng)由第2外徑測(cè)量部分21處縮小很大時(shí)，由于反饋控制時(shí)間很慢，所以控制應(yīng)答會(huì)降低。由于非控制部分很大，所以浪費(fèi)也大。因此，最好將彎月角度為2-4°時(shí)的外徑值應(yīng)用于控制。
實(shí)施例3的實(shí)驗(yàn)例使用外徑為70mm的延伸用玻璃母材，將8A所示標(biāo)準(zhǔn)件25(上部外徑40mm，下部外徑10mm，高30mm)接在該端部上。使用外徑38mm的拉伸用(引拔用)玻璃部件。兩者端部熔合連接后，將電爐內(nèi)最高溫度部分從連接部位移動(dòng)到玻璃母材的延伸部位，將延伸開始速度定為30mm/分，慢慢提高延伸速度，將正常狀態(tài)下的延伸速度定為50mm/分。此時(shí)，測(cè)量玻璃母材延伸部分的溫度和外徑及延伸速度。一邊進(jìn)行這些控制，一邊延伸。利用延伸彎月部分角度為3°處的外徑測(cè)量值進(jìn)行控制。結(jié)果，延伸母材沒有彎曲，全長(zhǎng)中的外徑精度為36mm±0.5mm。
本發(fā)明實(shí)施時(shí)，并不僅限于上述實(shí)施例，可采用各種變化形式。
例如，作為測(cè)定圖5和圖6中延伸部分的彎月角度的裝置，雖然對(duì)使用外徑測(cè)定器36的情況作了論述，但也可以在延伸部分附近設(shè)置攝像裝置，例如用CCD照像機(jī)拍照，再用控制裝置40對(duì)攝像結(jié)果進(jìn)行圖像處理，并計(jì)算出彎月角度。
如上所述，本發(fā)明，在光學(xué)纖維用玻璃母材電爐延伸工序中，將延伸用玻璃母材和拉伸用(引拔用)玻璃部件接合時(shí)，該兩者的軸心吻合精度很高，所以可很容易簡(jiǎn)單進(jìn)行。結(jié)果，延伸時(shí)，兩者的接合部斷面的應(yīng)力分布很均勻，從而可防止延伸母材彎曲。兩者連接部附近也不會(huì)歪斜，避免了斷裂。
本發(fā)明，在電爐延伸工序中，由于上述兩者熔合連接后，可直接開始玻璃母材的延伸，就作業(yè)能力講非常有效。
本發(fā)明，利用控制可從延伸開始時(shí)慢慢提高延伸速度，同時(shí)，由于在該控制中使用了延伸部分彎月處規(guī)定位置的外徑值，所以可提高延伸母材的外徑精度和延伸速度。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸裝置，包括電爐(3)，位于該電爐(3)的上部配置而固定延伸用玻璃母材(1)上部的固定端部(1A)，的可上下移動(dòng)的第1固定部件(5)，位于該電爐(3)下部配置而固定拉伸用玻璃部件(2)下部固定端(2A)的，可上下移動(dòng)的第2固定部件(6)，在該電爐(4)和上部固定部件(5)之間設(shè)置的，對(duì)上述延伸用玻璃部件(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端進(jìn)行軸心吻合調(diào)心的第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)，在該電爐(3)和下部固定部件(6)之間設(shè)置的，對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端進(jìn)行軸吻合的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)，上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的軸心和第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的軸心在垂直方向上一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的電爐延伸裝置，其中上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)具有，在其對(duì)面中央處，設(shè)有與延伸用玻璃母材(1)的軸方向相對(duì)的一對(duì)V型溝槽(90E，90E)，具有自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的一對(duì)調(diào)心器具(90A，90A)，為支撐此對(duì)調(diào)心器具(90A，90A)，在相對(duì)位置上設(shè)置的一對(duì)支撐棒(90B，90B)，具有使上述一對(duì)調(diào)心器具(90A，90A)和上述一對(duì)支撐棒(90B，90B)一起左右移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一對(duì)臺(tái)架(90C，90C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的電爐延伸裝置，其中上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)具有在其相對(duì)中央處設(shè)有與上述拉伸用玻璃部件(2)軸向相對(duì)的一對(duì)V型溝槽(92E，92E)的具有自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的一對(duì)調(diào)心固定器具(92A，92A)為支撐該對(duì)調(diào)心器具(92A，92A)，在相對(duì)位置設(shè)置的一對(duì)支撐棒(92B，92B)，具有使上述一對(duì)調(diào)心器具(92A，92A)和上述一對(duì)支撐棒(92B，92B)一起左右方向移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)的一對(duì)臺(tái)架(92C，902)。
4.一種光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸方法，是在具有電爐(3)在該電爐(3)的上部配置固定延伸用玻璃母材(1)上部固定端(1A)的，可上下方向移動(dòng)的第1固定部件(5)，在電爐(3)下部配置固定拉伸用玻璃部件(2)的下部固定端(2A)的，可上下移動(dòng)的第2固定部件(6)，在電爐(4)和上部固定部件(5)之間設(shè)置的，對(duì)上述延伸用玻璃部件(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端進(jìn)行軸吻合調(diào)心的第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)，在電爐(3)和下部固定部件(6)之間設(shè)置的，對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端進(jìn)行軸心吻合的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)，上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的軸心和第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的軸心在垂直方向一致的光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸裝置中，使上述延伸用玻璃母材(1)和上述拉伸用玻璃部件(2)連接固定的方法，包括如下工序?qū)⑸鲜鲅由煊貌Ａ覆?1)上部的固定端部(1A)假固定在上述第1固定部件(5)上的工序，用上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)固定上述延伸用玻璃母材(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端，并對(duì)該游動(dòng)端(1B)尖端軸心進(jìn)行調(diào)心的工序，由上述第1固定部件(5)再次將上述延伸用玻璃母材(1)的上部固定端(1A)進(jìn)行固定的工序，使上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的一對(duì)調(diào)心器具(90A，90A)從軸心后退離開，將上述延伸用玻璃母材(1)的游動(dòng)端(1B)尖端確定在電爐(3)內(nèi)規(guī)定位置上的工序用上述第2固定部件(6)固定上述拉伸用玻璃部件(2)的工序用具有一對(duì)自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端固定，并對(duì)游動(dòng)端(2B)尖端軸心進(jìn)行調(diào)心的工序，用上述第2固定部件(6)對(duì)拉伸用玻璃部件(2)的下部固定端(2A)進(jìn)行再固定的工序使上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的一對(duì)調(diào)心器具(92A，92A)從軸心后退，將上述拉伸用玻璃部件(2)的游動(dòng)端(2B)尖端確定在電爐(3)內(nèi)規(guī)定的位置上，通過(guò)以上工序，使上述延伸用玻璃母材(1)的游動(dòng)端(1B)尖端和上述拉伸用玻璃部件(2)的游動(dòng)端(2B)尖端的軸心相對(duì)一致。
5.一種光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸方法，是在具有電爐(3)在該電爐(3)的上部設(shè)置的固定延伸用玻璃母材(1)的上部固定端(1A)的，可上下移動(dòng)的第1固定部件(5)、在該電爐(3)的下部設(shè)置的固定拉伸用玻璃部件(2)的下部固定端(2A)，可上下移動(dòng)的第2固定部件(6)、在上述電爐(4)和上述上部固定部件(5)之間設(shè)置的，對(duì)上述延伸用玻璃部件(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端進(jìn)行軸心吻合調(diào)心的第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)、在上述電爐(3)和上述下部固定部件(6)之間設(shè)置的，對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端進(jìn)行軸心吻合的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)，使上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的軸心和上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的軸心在垂直方向上一致的，光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸裝置中，使上述延伸用玻璃母材(1)和上述拉伸用玻璃部件(2)進(jìn)行連接固定的方法，包括如下工序，用上述第2固定部件(6)固定上述拉伸用玻璃部件(2)的工序，用具有一對(duì)自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)固定上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端，對(duì)該游動(dòng)端(2B)尖端軸心進(jìn)行調(diào)心的工序，用上述第2固定部件(6)對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的下部固定端(2A)進(jìn)行再固定的工序，使上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的一對(duì)調(diào)心器具(92A，92A)從軸心后退，將上述拉伸用玻璃部件(2)的游動(dòng)端(2B)的尖端確定在電爐(3)內(nèi)規(guī)定位置上的工序。將上述延伸用玻璃母材(1)的上部固定端(1A)假固定在上述第1固定部件(5)上的工序，用上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)固定上述延伸用玻璃母材(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端，并對(duì)游動(dòng)端(1B)尖端進(jìn)行軸心調(diào)心的工序，用上述第1固定部件(5)對(duì)上述延伸用玻璃母材(1)的上部固定端(1A)進(jìn)行再固定的工序，使上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的一對(duì)調(diào)心器具(90A，90A)從軸心后退，將上述延伸用玻璃母材(1)的游動(dòng)端(1B)尖端確定在電爐(3)內(nèi)規(guī)定位置上的工序，通過(guò)這些工序，使上述延伸用玻璃母材(1)的游動(dòng)端(1B)和上述延伸用玻璃部件(2)的游動(dòng)端(2B)尖端的軸心相對(duì)一致。
6.一種光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸方法，是在具有電爐(3)，在該電爐(3)的上部設(shè)置固定延伸用玻璃母材(1)的上部固定端(1A)的，可上下移動(dòng)的第1固定部件(5)，在該電爐(3)的下部設(shè)置固定拉伸用玻璃部件(2)的下部固定端(2A)的，可上下移動(dòng)的第2固定部件(6)，在上述電爐(4)和上述上部固定部件(5)之間設(shè)置的，對(duì)上述延伸用玻璃部件(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端進(jìn)行軸吻合調(diào)心的第1調(diào)心機(jī)構(gòu)，在上述電爐(3)和上述下部固定部件(6)之間設(shè)置的，對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端進(jìn)行軸心吻合的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)，使上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的軸心和上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的軸心在垂直方向上一致的光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸裝置中，使上述延伸用玻璃母材(1)和上述拉伸用玻璃部件(2)連接固定的方法，包括如下工序?qū)⑸鲜鲅由煊貌Ａ覆?1)的上部固定端(1A)假固定第1固定部件(5)上，用上述第2固定部件(6)固定上述拉伸用玻璃部件(2)的工序，用上述第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)對(duì)上述延伸用玻璃母材(1)的下部游動(dòng)端(1B)尖端固定，并對(duì)該游動(dòng)端(1B)尖端進(jìn)行軸心調(diào)心，用具有一對(duì)自動(dòng)調(diào)心機(jī)能的第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)，將上述拉伸用玻璃部件(2)的上部游動(dòng)端(2B)尖端固定，并對(duì)游動(dòng)端(2B)尖端軸心進(jìn)行調(diào)心的工序，用上述第1固定部件(5)對(duì)上述延伸用玻璃母材(1)的上部固定端(1A)進(jìn)行再固定，用上述第2固定部件(6)對(duì)上述拉伸用玻璃部件(2)的下部固定端(2A)進(jìn)行再固定的工序，使上術(shù)第1調(diào)心機(jī)構(gòu)(90)的一對(duì)調(diào)心器具(90A，90A)從軸心后退，將上述延伸用玻璃母材(1)的游動(dòng)端(1B)尖端確定在電爐(3)內(nèi)規(guī)定的位置上，使上述第2調(diào)心機(jī)構(gòu)(92)的一對(duì)調(diào)心器具(92A，92A)從軸心后退，將上述拉伸用玻璃部件(2)的游動(dòng)端(2B)尖端確定在電爐(3)內(nèi)的規(guī)定位置上的工序，通過(guò)這些工序，使上述延伸用玻璃母材(1)的游動(dòng)端(1B)尖端和上述拉伸用玻璃部件(2)的游動(dòng)端(2B)尖端的軸心相對(duì)一致。
7.一種光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸裝置，包括固定延伸用光學(xué)纖維用玻璃母材上端部的上部固定部件(39a)，在使上部固定部件和軸心一致相對(duì)位置上設(shè)置的，將軸心一致連接的拉伸用玻璃部件(24)的下端部固定在該光纖維用玻璃母材的下端部上，根據(jù)上述光學(xué)纖維用玻璃母材的延伸向下引拔的下部固定部件(39b)，在上述上部固定部件(39a)和上述下部固定部件(39b)之間設(shè)置的，加熱延伸用光學(xué)纖維用玻璃母材(20)的電爐(30)，至少使上述下部固定部件向下移動(dòng)，拉伸上述延伸的光學(xué)纖維用玻璃母材的移動(dòng)裝置(41)，和控制裝置(40)，上述控制裝置(40)控制當(dāng)上述電爐(30)中延伸時(shí)，使上述光學(xué)纖維用玻璃母材(20)的下端部和上述拉伸用玻璃部件(23)的上端部附合部分，加熱熔合后，將上述電爐的最高溫度部分移到該接合部分，加熱熔合，使上述電爐的最高溫度冷卻從上述加熱熔合部分移動(dòng)到上述光纖維用玻璃母材的延伸部分，控制上述移裝置，降下上述下部固定部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7記載的電爐延伸裝置，其中在上述延伸用光纖維用玻璃母材的下端部，其下部尖端的直徑要比上述拉伸用玻璃部件(23)的上端部直徑細(xì)，其上部直徑接近于上述光學(xué)纖維用玻璃母材的直徑，大致為園錐狀和與上述光纖維用玻璃母材相同的材質(zhì)制造的標(biāo)準(zhǔn)件(25)連接，將該標(biāo)準(zhǔn)件(25)的下端部連接在上述拉伸用玻璃部件(23)的上端部，上述控制裝置，就像從上述標(biāo)準(zhǔn)件下端部延伸那樣，控制上述移動(dòng)裝置，降下上述下部固定部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8記載的電爐延伸裝置，其中上述標(biāo)準(zhǔn)件的下端直徑大致是上述拉伸用玻璃部件上端部直徑的1/2-1/3。
10.一種光纖維用玻璃母材的電爐延伸裝置，包括固定延伸用光學(xué)纖維用玻璃母材上端部的上部固定部件(39a)，在使上部固定部件和軸心一致相對(duì)位置上設(shè)置的，將軸心一致連接的拉伸用玻璃部件(24)的下端部固定在該光學(xué)纖維用玻璃母材的下端部上，根據(jù)光學(xué)纖維用玻璃母材的延伸向下引拔的下部固定部件(39b)，在上述上部固定部件(39a)和上述下部固定部件(39b)之間設(shè)置的，加熱延伸用光纖維用玻璃母材(20)的電爐(30)，在上述延伸終結(jié)部或靠近該延伸終結(jié)部位測(cè)定上述光纖維用玻璃母材溫度的溫度測(cè)定裝置(37)，測(cè)定通過(guò)電爐(30)伸出到電爐外部延伸后的光學(xué)纖維用玻璃母材延伸速度的速度計(jì)(38)，至少將上述下部固定部件向下移動(dòng)，拉伸上述延伸光纖維用玻璃母材的移動(dòng)裝置(41)，和控制裝置(40)，上述控制裝置從上述延伸形狀測(cè)定裝置輸入延伸形狀，從上述速度計(jì)輸入延伸速度，和從上述溫度測(cè)定裝置輸入測(cè)定溫度，從延伸開始，伴隨著延伸過(guò)程，達(dá)到規(guī)定的延伸速度，控制上述移動(dòng)裝置的移動(dòng)速度，連續(xù)提高上述光纖維用玻璃母材的延伸速度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10記載的電爐延伸裝置，其中上述控制裝置，提高上述延伸速度，同時(shí)提高上述電爐的加熱溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的電爐延伸裝置，在上述電爐(30)內(nèi)還具有測(cè)定上述光纖維用玻璃母材延伸部分(21)大致延伸終結(jié)部分的形狀的延伸形狀測(cè)定裝置，上述控制裝置參照上述延伸形狀測(cè)定裝置的延伸形狀測(cè)定結(jié)果，按照該延伸部分的延伸彎月角規(guī)定值，控制上述移動(dòng)裝置的移動(dòng)速度，控制延伸速度，控制上述電爐的熱溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12記載的電爐延伸裝置，其中上述控制裝置按延伸彎月角度24°的范圍進(jìn)行控制。
14.一種光學(xué)纖維用玻璃母材的電爐延伸方法，是在電爐內(nèi)部進(jìn)行光纖維用玻璃母材延伸的電爐延伸法，進(jìn)行光學(xué)纖維用玻璃母材延伸部分的溫度和外徑管理，延伸速度的控制，由延伸開始時(shí)，逐漸提高延伸速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的電爐延伸方法，其中按上述玻璃母材延伸部分的延伸彎月角為2-4°的范圍內(nèi)，來(lái)控制延伸速度。
全文摘要
解決光纖維用玻璃母材電爐延伸工序中,延伸用母材和拉伸用部件接合時(shí)的軸吻合問(wèn)題,該接合部分熔合后可直接開始延伸。為此,在電爐爐心管和延伸用玻璃母材固定器具之間和該爐心管和拉伸用部件的固定器具之間,設(shè)置對(duì)上述母材及部件爐心側(cè)游動(dòng)端進(jìn)行調(diào)心的調(diào)心機(jī)構(gòu),用該調(diào)心機(jī)構(gòu)對(duì)上述游動(dòng)端調(diào)心后,用上述兩個(gè)固定器具固定住上述母材和部件的固定器具一側(cè),接著,使兩個(gè)游動(dòng)端尖端附合,由電爐內(nèi)部的最高溫度部分熔融接合,接著將上述最高溫度部分移動(dòng)到玻璃母材側(cè)的延伸部分,開始使玻璃母材延伸。
文檔編號(hào)C03B37/012GK1199026SQ98108238
公開日1998年11月18日 申請(qǐng)日期1998年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月25日
發(fā)明者和田哲郎, 桑原正英, 香村幸夫 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社