JP2014001114A - ガラスロッドの延伸方法およびガラスロッドの延伸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスロッドの上端に取り付けられる上部支持棒の長さを、より短くすることができるとともに、加熱炉の内部を外気から遮断することができるガラスロッドの延伸方法を提供する。
【解決手段】ガラスロッド３０の両端にそれぞれ、それよりも外径が小さい上部支持棒３１と下部支持棒３２を取り付け、これらの支持棒が取り付けられたガラスロッド３０を加熱炉１３内に挿入し、加熱処理して軟化させ、そのガラスロッド３０を、所定の外径になるように延伸する方法であって、ガラスロッド３０の上端面３０ａが加熱炉１３外にある時、第一のシール体１６を加熱炉１３の上端面１３ａに配置し、第一のシール体１６で加熱炉１３の上部開口部１７を覆い、ガラスロッド３０の上端面３０ａが加熱炉１３内にある時、第二のシール体１８を第一のシール体１６上に重ねて、第二のシール体１８で加熱炉１３の上部開口部１７を覆い、加熱炉１３の内部を外気から遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスロッドの延伸方法およびガラスロッドの延伸装置に関する。

石英ガラス系光ファイバは、一般的に以下の方法により製造される。
まず、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、コアとなる部分を含むガラス微粒子堆積体を作製し、そのガラス微粒子堆積体を高温で加熱処理して透明ガラス化することにより、中間母材を得る。次いで、所定の外径になるように延伸した中間母材の外側に、ガラス微粒子を堆積させ、再度、高温で加熱処理して透明ガラス化することにより、光ファイバ母材を得る。このようにして作製した光ファイバ母材を線引きすることにより、光ファイバを製造する。

従来、中間母材などのガラスロッドを延伸する延伸方法に用いられる延伸装置としては、図４に示すようなものが挙げられる。
延伸装置１００は、ガラスロッド２００を加熱するヒータ部１０１およびヒータ部１０１を囲む断熱材１０２を備える加熱炉１０３と、ガラスロッド２００の送り出しチャック１０４と、ガラスロッド２００の引き取りチャック１０５とから概略構成されている。

延伸装置１００にガラスロッド２００を設置するには、図４（ａ）に示すように、ガラスロッド２００の上端に取り付けられた上部支持棒２０１を送り出しチャック１０４で把持するとともに、ガラスロッド２００の下端に取り付けられた下部支持棒２０２を引き取りチャック１０５で把持する。
図４（ａ）に示すように、ガラスロッド２００を、下端部から加熱炉１０３内に挿入し、加熱炉１０３でガラスロッド２００を加熱し、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、引き取りチャック１０５を下降させることにより、溶融したガラスロッド２００を、所定の外径になるように延伸することができる。一方、送り出しチャック１０４を下降させることにより、図４（ｂ）に示すように、ガラスロッド２００の延伸下端がヒータ部１０１の近傍に位置するように調整する。

加熱炉１０３を構成する炉心管やヒータ部１０１としては、カーボン製のものが広く用いられているため、加熱炉１０３内に外気が流入することにより、外気に含まれる酸素によって、炉心管やヒータ部１０１が酸化するのを防ぐ必要がある。また、加熱炉１０３内に外気が流入すると、加熱炉１０３内の圧力変動により、ガラスロッド２００の溶融部が変動してしまい、延伸径が安定しなくなる。そこで、従来、加熱炉１０３内を不活性ガス雰囲気とし、加熱炉１０３の上端面側に、上部支持棒２０１が通過可能な貫通孔を有し、加熱炉１０３内に挿入されるガラスロッド２００の上端部全体と加熱炉１０３の上部開口部１０６を覆う円筒形状の上部シール体１０７を設けるとともに、加熱炉１０３の下端面側に、下部支持棒２０２が通過可能な貫通孔を有し、加熱炉１０３の下部開口部１０８を覆う下部シール体１０９を設ける。ここでは、上部支持棒２０１と上部シール体１０７の間の隙間、および、下部支持棒２０２と下部シール体１０９の間の隙間を小さくすることにより、加熱炉１０３内の圧力を大気圧よりも高くして、加熱炉１０３の内部を外気から遮断する。

送り出しチャック１０４が上部シール体１０７にぶつかることなく、加熱炉１０３内にガラスロッド２００を挿入するためには、上部支持棒２０１の長さは、少なくともガラスロッド２００の長さ以上（ガラスロッド２００の上端面からヒータ部１０１までの距離以上）である必要がある。しかしながら、上部支持棒２０１の長さを、より短くすることが望まれている。なぜならば、上部支持棒２０１は加熱炉１０３内に挿入されるため、加熱炉１０３への不純物の混入を防ぐために、上部支持棒２０１としては、高純度の石英ガラス棒が用いられるため、コストを低下するためには、上部支持棒２０１の長さをより短くする必要があるからである。また、近年、搬送や延伸装置１００への設置を容易にするためやコストを低下するために、ガラスロッド２００の大型化が進んでいる。そのため、ガラスロッド２００を延伸装置１００に設置する前に、上部支持棒２０１を待機させるために、天井の高い建屋が必要となるからである。

このような問題を解決するために、例えば、加熱炉上部のガラス母材挿入部分を囲む位置に気密性、柔軟性および耐熱性を有する蛇腹状円筒を有し、上部チャックと一定の距離を保ちながら蛇腹状円筒を連動させる機構を有し、上部チャックの移動に従い蛇腹状円筒が伸縮できるようにされている光ファイバ母材の延伸装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、光ファイバ母材を加熱炉内に入れて加熱処理する際、加熱炉の上部で光ファイバ母材が挿入される炉芯管上に外気遮断用の筒部を設置するとともに、筒部の高さが変動可能にしてあるガラスロッドの加熱処理装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
また、加熱炉と、その加熱炉と接続し、炉内に連通し合う上下に長いシールドパイプ内に、そのシールドパイプ内に配置される光ファイバ用母材の上端側を支持する上部チャックとを設ける一方、シールドパイプを上下に伸縮可能に構成し、光ファイバ母材をセットする時に、シールドパイプの下端を上方へ向けて上昇させることで縮小し、上部チャックを露出させるようにする光ファイバ母材の延伸装置が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平６−２５６０３４号公報 特開平１１−３４９３４２号公報 特開２００５−２８１０７８号公報

しかしながら、特許文献１〜３の装置では、伸縮可能な外気遮断部や、光ファイバ母材の送り出しに同期する昇降手段の駆動系などの大掛かりな機構が必要となるという課題があった。また、シール体が送り出しチャックを覆うか、または、連動するような大掛かりなシール体となるため、光ファイバ母材を延伸装置に設置したり、延伸装置から光ファイバ母材を取り出したりする際に不便であるという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ガラスロッドの上端に取り付けられる上部支持棒の長さを、より短くすることができるとともに、加熱炉の内部を外気から遮断することができるガラスロッドの延伸方法およびガラスロッドの延伸装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ガラスロッドの両端にそれぞれ、該ガラスロッドよりも外径が小さい上部支持棒と下部支持棒を取り付け、前記上部支持棒と前記下部支持棒が取り付けられたガラスロッドを加熱炉内に挿入して加熱処理することにより軟化させ、該軟化したガラスロッドを、所定の外径になるように延伸するガラスロッドの延伸方法であって、前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉外にある時、前記ガラスロッドの外周を囲み、前記ガラスロッドを通過させることが可能な貫通孔を有する第一のシール体を前記加熱炉の上端面に配置し、前記第一のシール体によって、前記加熱炉の上部開口部を覆うことにより、前記加熱炉の内部を外気から遮断し、前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉内にある時、前記上部支持棒の外周を囲み、前記上部支持棒を通過させることが可能な貫通孔を有する第二のシール体を前記第一のシール体上に重ねて、前記第二のシール体によって、前記加熱炉の上部開口部を覆うことにより、前記加熱炉の内部を外気から遮断するガラスロッドの延伸方法を提供する。

本発明のガラスロッドの延伸方法において、前記第一のシール体は、シールリングであることが好ましい。

本発明のガラスロッドの延伸方法において、前記第二のシール体は、シールリングであることが好ましい。

本発明のガラスロッドの延伸方法において、前記シールリングは、石英製シールリングであることが好ましい。

本発明は、ガラスロッドを加熱する加熱炉と、前記ガラスロッドの送り出しチャックおよび引き取りチャックと、を備えたガラスロッドの延伸装置であって、前記ガラスロッドを通過させることが可能であり、前記加熱炉の上部開口部に重なる貫通孔を有し、前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉外にある時、前記加熱炉の上部開口部を覆う第一のシール体が、前記加熱炉の上端面において、前記ガラスロッドの外周を囲むように設けられ、前記ガラスロッドの上端に取り付けられ、前記ガラスロッドよりも外径が小さい上部支持棒を通過させることが可能であり、前記加熱炉の上部開口部に重なる貫通孔を有し、前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉内にある時、前記第一のシール体上に重なり、前記加熱炉の上部開口部を覆う第二のシール体が設けられたガラスロッドの延伸装置を提供する。

本発明のガラスロッドの延伸装置において、前記第一のシール体は、シールリングであることが好ましい。

本発明のガラスロッドの延伸装置において、前記第二のシール体は、シールリングであることが好ましい。

本発明のガラスロッドの延伸装置において、前記シールリングは、石英製シールリングであることが好ましい。

本発明によれば、ガラスロッドの上端に取り付けられる上部支持棒の長さを、より短くすることができ、加熱炉の上部開口部を覆う上部シール体の構造を単純にすることができるとともに、加熱炉の内部を外気から遮断することができるので、コストを削減することができる。

本発明のガラスロッドの延伸方法の第一実施形態に用いられる延伸装置を示す模式図である。 図１の一部を拡大した図である。 本発明のガラスロッドの延伸方法の第二実施形態に用いられる延伸装置の一部を示す模式図である。 従来のガラスロッドの延伸方法に用いられる延伸装置を示す模式図である。

本発明のガラスロッドの延伸方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

（１）第一実施形態
図１は、本発明のガラスロッドの延伸方法の第一実施形態に用いられる延伸装置を示す模式図である。図２は、図１の一部を拡大した図である。
本実施形態の延伸装置１０は、ガラスロッド３０を加熱するヒータ部１１およびヒータ部１１を囲む断熱材１２を備える加熱炉１３と、ガラスロッド３０の送り出しチャック１４と、ガラスロッド３０の引き取りチャック１５とから概略構成されている。
ここで、ガラスロッド３０としては、中間母材、光ファイバ母材などが挙げられる。
ガラスロッド３０は、その両端にそれぞれ、ガラスロッド３０よりも外径が小さい上部支持棒３１と下部支持棒３２が取り付けられている。なお、ガラスロッド３０と、上部支持棒３１および下部支持棒３２とは、互いの中心軸がほぼ重なる（ほぼ同一となる）ように接続されている。また、ガラスロッド３０は、全体の形状が円柱形状をなしており、その上端部も円柱形状をなしている。

また、ガラスロッド３０を通過させることが可能な貫通孔１６ａを有する平板状の第一の上部シール体１６が、加熱炉１３の上端面１３ａにおいて、ガラスロッド３０の上端側の外周を囲むとともに、加熱炉１３の上部開口部１７を覆うように設けられている。
また、上部支持棒３１を通過させることが可能な貫通孔１８ａを有する平板状の第二の上部シール体１８が、第一の上部シール体１６上において、上部支持棒３１の外周を囲むとともに、加熱炉１３の上部開口部１７を覆うように設けられている。
さらに、下部支持棒３２が通過可能な貫通孔１９ａを有する平板状の下部シール体１９が、加熱炉１３の下端面１３ｂ側において、下部支持棒３２の外周を囲むとともに、加熱炉１３の下部開口部２０を覆うように設けられている。
なお、第一の上部シール体１６と第二の上部シール体１８は、別体となっている。

加熱炉１３、送り出しチャック１４、引き取りチャック１５としては、一般的なガラスロッドの延伸装置に用いられるものと同様のものが用いられる。

第一の上部シール体１６を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉１３の上部開口部１７の形状に応じて適宜調整される。第一の上部シール体１６を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、第一の上部シール体１６の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、第一の上部シール体１６によって覆われる（密閉される）加熱炉１３の大きさや、その上部開口部１７の大きさなどに応じて、適宜調整される。
第一の上部シール体１６としては、ガラスロッド３０を通過させることが可能な貫通孔１６ａを有するもの、すなわち、ガラスロッド３０の上端側の外周との間に僅かに隙間を設けて囲みながら、ガラスロッド３０を通過（貫通）させることが可能な貫通孔１６ａを有するものであれば、特に限定されるものではないが、シールリングが好ましく、石英製シールリングがより好ましい。
また、第一の上部シール体１６を、ガラスロッド３０の外周を囲むように設けた場合、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａと、加熱炉１３の上部開口部１７とが重なるようになっている。

第二の上部シール体１８を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉１３の上部開口部１７の形状に応じて適宜調整される。第二の上部シール体１８を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、第二の上部シール体１８の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、第二の上部シール体１８によって覆われる（密閉される）加熱炉１３の大きさや、その上部開口部１７の大きさなどに応じて、適宜調整される。
第二の上部シール体１８としては、上部支持棒３１を通過させることが可能な貫通孔１８ａを有するもの、すなわち、上部支持棒３１の外周との間に僅かに隙間を設けて囲みながら、上部支持棒３１を通過（貫通）させることが可能な貫通孔１８ａを有するものであれば、特に限定されるものではないが、シールリングが好ましく、石英製シールリングがより好ましい。
また、第二の上部シール体１８を、上部支持棒３１の外周を囲むように設けた場合、第二の上部シール体１８の貫通孔１８ａと、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａおよび加熱炉１３の上部開口部１７とが重なるようになっている。

また、第一の上部シール体１６と第二の上部シール体１８はそれぞれ、互いの中心軸がほぼ重なる（ほぼ同一となる）ガラスロッド３０と上部支持棒３１の外周を囲むように配置されているので、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａの中心と第二の上部シール体１８の貫通孔１８ａの中心は、ほぼ同一直線上（ガラスロッド３０と上部支持棒３１の中心軸上）に存在している。
さらに、上部支持棒３１の外径は、ガラスロッド３０の外径よりも小さいので、上部支持棒３１が挿通される第二の上部シール体１８の貫通孔１８ａの内径は、ガラスロッド３０が挿通される第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａの内径よりも小さくなっている。

下部シール体１９を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉１３の下部開口部２０の形状に応じて適宜調整される。下部シール体１９を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、下部シール体１９の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、下部シール体１９によって覆われる（密閉される）加熱炉１３の大きさや、その下部開口部２０の大きさなどに応じて、適宜調整される。
下部シール体１９としては、下部支持棒３２を通過させることが可能な貫通孔１９ａを有するもの、すなわち、下部支持棒３２の外周との間に僅かに隙間を設けて囲みながら、下部支持棒３２を通過（貫通）させることが可能な貫通孔１９ａを有するものであれば、特に限定されるものではないが、シールリングが好ましく、石英製シールリングがより好ましい。
また、下部シール体１９を、下部支持棒３２の外周を囲むように設けた場合、下部シール体１９の貫通孔１９ａと、加熱炉１３の下部開口部２０とが重なるようになっている。

次に、本実施形態のガラスロッドの延伸方法を説明する。
延伸装置１０にガラスロッド３０を設置するには、図１（ａ）に示すように、ガラスロッド３０の上端に取り付けられた上部支持棒３１を送り出しチャック１４で把持するとともに、ガラスロッド３０の下端に取り付けられた下部支持棒３２を引き取りチャック１５で把持する。

この時、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａに、ガラスロッド３０を挿通し、第一の上部シール体１６を、加熱炉１３の上端面１３ａに配置する。
また、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、第二の上部シール体１９の貫通孔に、上部支持棒３１を挿通し、第二の上部シール体１８を、ガラスロッド３０の上端面３０ａに配置する。
さらに、図１（ａ）に示すように、下部シール体１９の貫通孔１９ａに、下部支持棒３２を挿通し、下部シール体１９を、加熱炉１３の下端面１３ｂに配置する。

図１（ａ）に示すように、ガラスロッド３０を、下端部から加熱炉１３内に挿入し、加熱炉１３でガラスロッド３０を加熱しながら、引き取りチャック１５を下降させる。なお、上述のように、ガラスロッド３０の加熱を開始した時点では、第一の上部シール体１６と第二の上部シール体１８は離隔している。

図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）に示すように、ガラスロッド３０の上端部が加熱炉１３外、すなわち、ガラスロッド３０の上端面３０ａが加熱炉１３の上部開口部１７よりも上側にある時、第一の上部シール体１６によって、加熱炉１３の上部開口部１７を覆うことにより、加熱炉１３の内部を外気から遮断し、加熱炉１３内への外気の流入を防止する。
この時、ガラスロッド３０は、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａを通過するが、第一の上部シール体１６により、加熱炉１３の内部が外気から遮断される。このように、加熱炉１３の内部を外気から遮断することができるのは、第一の上部シール体１６が、加熱炉１３の上端面１３ａにおいて、加熱炉１３の上部開口部１７を覆うとともに、ガラスロッド３０の外周との間に僅かな隙間しかないからである。

図１（ｃ）および図２（ｂ）に示すように、ガラスロッド３０の延伸が進み、ガラスロッド３０全体が加熱炉１３内に送り込まれた時、すなわち、ガラスロッド３０の上端面３０ａが加熱炉１３内にある時、第二の上部シール体１８を第一の上部シール体１６上に重ねて、第二の上部シール体１８によって、加熱炉１３の上部開口部１７を覆うことにより、加熱炉１３の内部を外気から遮断し、加熱炉１３内への外気の流入を防止する。

この時、上部支持棒３１は、第二の上部シール体１８の貫通孔１８ａを通過するが、第二の上部シール体１８により、加熱炉１３の内部が外気から遮断される。図２（ｂ）に示すように、ガラスロッド３０の上端面３０ａが加熱炉１３内に送り込まれると、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａとガラスロッド３０の間に隙間が生じ、そのままでは、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａを介して、加熱炉１３内に外気が流入してしまう。そこで、図２（ｂ）に示すように、第二の上部シール体１８を、加熱炉１３の上端面１３ａに配置し、第一の上部シール体１６上に重ねて、加熱炉１３の上部開口部１７および第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａの一部（外縁）を覆うことにより、加熱炉１３の内部を外気から遮断する。このように、加熱炉１３の内部を外気から遮断することができるのは、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａの中心と第二の上部シール体１８の貫通孔１８ａの中心が、ほぼ同一直線上に存在するように、第一の上部シール体１６と第二の上部シール体１８が配置されているとともに、第二の上部シール体１８の貫通孔１８ａの内径が、第一の上部シール体１６の貫通孔１６ａの内径よりも小さく、かつ、第二の上部シール体１８と上部支持棒３１の外周との間に僅かな隙間しかないからである。

また、ガラスロッド３０の上端面３０ａが加熱炉１３内に送り込まれると同時に、第二の上部シール体１８が第一の上部シール体１６上に重なるようにする。このようにするには、予めガラスロッド３０の長さに応じて、ガラスロッド３０の加熱を開始する時点において、第一の上部シール体１６と第二の上部シール体１８の距離を調整する。

そして、ガラスロッド３０の加熱と引き取りチャック１５の下降を継続することにより、溶融したガラスロッド３０を、所定の外径になるように延伸することができる。

加熱炉１３内にガラスロッド３０を送り込むためには、上部支持棒３１の長さは、少なくともヒータ部１１から加熱炉１３の上端面１３ａまでの距離と、第一の上部シール体１６および第二の上部シール体１８の厚さとを合わせた長さが必要である。これに対して、従来のガラスロッドの延伸方法では、図４に示すように、上部支持棒２０１の長さは、少なくともヒータ部１０１から加熱炉１０３の上端面１０３ａまでの距離と、ガラスロッド２００を、延伸装置１００を設置した時点で、加熱炉１０３外にあるガラスロッド２００の上端部を覆う上部シール体１０７の厚さとを合わせた長さが必要である。本実施形態のガラスロッドの延伸方法によれば、従来のガラスロッドの延伸方法において用いられていた上部シール体１０７が不要となり、その厚さ分だけガラスロッド２０の上端に取り付けられる上部支持棒３１の長さを短くすることができる。すなわち、加熱炉１３の上部開口部１７を覆う第一の上部シール体１６と第二の上部シール体１８の構造を単純にすることができるとともに、加熱炉１３の内部を外気から遮断することができるので、コストを削減することができる。

（２）第二実施形態
図３は、本発明のガラスロッドの延伸方法の第二実施形態に用いられる延伸装置の一部を示す模式図である。
本実施形態の延伸装置５０は、ガラスロッド７０を加熱するヒータ部（図示略）およびヒータ部を囲む断熱材（図示略）を備える加熱炉５１と、ガラスロッド７０の送り出しチャック（図示略）と、ガラスロッド７０の引き取りチャック（図示略）とから概略構成されている。
ここで、ガラスロッド７０としては、中間母材、光ファイバ母材などが挙げられる。
ガラスロッド７０は、その両端にそれぞれ、ガラスロッド７０よりも外径が小さい上部支持棒７１と下部支持棒（図示略）が取り付けられている。なお、ガラスロッド７０と、上部支持棒７１および下部支持棒とは、互いの中心軸がほぼ重なる（ほぼ同一となる）ように接続されている。また、ガラスロッド７０は、全体の形状が略円柱形状をなしており、その上端部７０Ａは、ガラスロッド７０の上端面７０ａから下端面側に向かって次第に外形が大きくなるテーパ形状をなしている。

また、ガラスロッド７０を通過させることが可能な貫通孔５２ａを有する平板状の第一の上部シール体５２が、加熱炉５１の上端面５１ａにおいて、ガラスロッド７０の上端側の外周を囲むとともに、加熱炉５１の上部開口部５３を覆うように設けられている。
また、テーパ形状をなすガラスロッド７０の上端部７０Ａを収容可能な大きさの円筒形状の第三の上部シール体５４が、テーパ形状をなす上端部７０Ａの外周を囲むように、第一の上部シール体５２上に設けられている。
また、上部支持棒７１を通過させることが可能な貫通孔５５ａを有する平板状の第二の上部シール体５５が、第三の上部シール体５４上において、上部支持棒７１の外周を囲むとともに、加熱炉５１の上部開口部５３を覆うように設けられている。
さらに、下部支持棒（図示略）が通過可能な貫通孔（図示略）を有する下部シール体（図示略）が、加熱炉５１の下端面（図示略）側において、下部支持棒の外周を囲むとともに、加熱炉５１の下部開口部（図示略）を覆うように設けられている。

なお、第一の上部シール体５２と第三の上部シール体５４は、一体となっていても、別体となっていてもよい。
また、第一の上部シール体５２および第三の上部シール体５４と、第二の上部シール体５５とは、別体となっている。

加熱炉５１、送り出しチャック、引き取りチャックとしては、一般的なガラスロッドの延伸装置に用いられるものと同様のものが用いられる。

第一の上部シール体５２を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉５１の上部開口部５３の形状に応じて適宜調整される。第一の上部シール体５２を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、第一の上部シール体５２の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、第一の上部シール体５２によって覆われる（密閉される）加熱炉５１の大きさや、その上部開口部５３の大きさなどに応じて、適宜調整される。
第一の上部シール体５２としては、ガラスロッド７０を通過させることが可能な貫通孔５２ａを有するもの、すなわち、ガラスロッド７０の上端側の外周（テーパ形状をなす上端部７０Ａを除いた部分）との間に僅かに隙間を設けて囲みながら、ガラスロッド７０を通過（貫通）させることが可能な貫通孔５２ａを有するものであれば、特に限定されるものではないが、シールリングが好ましく、石英製シールリングがより好ましい。
また、第一の上部シール体５２を、ガラスロッド７０の外周を囲むように設けた場合、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａと、加熱炉５１の上部開口部５３とが重なるようになっている。

第三の上部シール体５４を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉５１の上部開口部５３の形状に応じて適宜調整される。第三の上部シール体５４を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、第三の上部シール体５４の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、第三の上部シール体５４によって覆われるガラスロッド７０の上端部７０Ａの外径や高さなどに応じて、適宜調整される。
第三の上部シール体５４としては、テーパ形状をなすガラスロッド７０の上端部７０Ａを収容可能な大きさの空間（貫通部）５４ａを有するもの、すなわち、上端部７０Ａの外径よりも大きい内径を有し、上端部７０Ａの高さ（ガラスロッド７０の長手方向の長さ）よりも大きい厚さを有するものであれば、特に限定されるものではない。
また、第三の上部シール体５４を、ガラスロッド７０の上端部７０Ａを収容するように設けた場合、第三の上部シール体５４の空間５４ａと、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａおよび加熱炉５１の上部開口部５３とが重なるようになっている。

第二の上部シール体５５を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉５１の上部開口部５３の形状に応じて適宜調整される。第二の上部シール体５５を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、第二の上部シール体５５の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、第二の上部シール体５５によって覆われる（密閉される）第三の上部シール体５４や加熱炉５１の大きさ、加熱炉５１の上部開口部５３の大きさなどに応じて、適宜調整される。
第二の上部シール体５５としては、上部支持棒７１を通過させることが可能な貫通孔５５ａを有するもの、すなわち、上部支持棒７１の外周との間に僅かに隙間を設けて囲みながら、上部支持棒７１を通過（貫通）させることが可能な貫通孔５５ａを有するものであれば、特に限定されるものではないが、シールリングが好ましく、石英製シールリングがより好ましい。
また、第二の上部シール体５５を、上部支持棒７１の外周を囲むように設けた場合、第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａと、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａ、第三の上部シール体５４の空間５４ａおよび加熱炉５１の上部開口部５３とが重なるようになっている。

また、第一の上部シール体５２、第二の上部シール体５５および第三の上部シール体５４はそれぞれ、互いの中心軸がほぼ重なる（ほぼ同一となる）ガラスロッド７０と上部支持棒７１の外周を囲むように配置されているので、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａの中心、第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａの中心、および、第三の上部シール体５４の空間（貫通部）５４ａの中心は、ほぼ同一直線上（ガラスロッド７０と上部支持棒７１の中心軸上）に存在している。
さらに、上部支持棒７１の外径は、ガラスロッド７０の外径よりも小さいので、上部支持棒７１が挿通される第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａの内径は、ガラスロッド７０が挿通される第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａの内径よりも小さくなっている。

下部シール体を平面視した場合の形状は、特に限定されるものではなく、加熱炉５１の下部開口部の形状に応じて適宜調整される。下部シール体を平面視した場合の形状は、例えば、円形状、正方形状、長方形状である。
また、下部シール体の大きさや厚さは、特に限定されるものではなく、下部シール体によって覆われる（密閉される）加熱炉５１の大きさや、その下部開口部の大きさなどに応じて、適宜調整される。
下部シール体としては、下部支持棒を通過させることが可能な貫通孔を有するもの、すなわち、下部支持棒の外周との間に僅かに隙間を設けて囲みながら、下部支持棒を通過（貫通）させることが可能な貫通孔を有するものであれば、特に限定されるものではないが、シールリングが好ましく、石英製シールリングがより好ましい。
また、下部シール体を、下部支持棒の外周を囲むように設けた場合、下部シール体の貫通孔と、加熱炉５１の下部開口部とが重なるようになっている。

次に、本実施形態のガラスロッドの延伸方法を説明する。
延伸装置５０にガラスロッド７０を設置するには、ガラスロッド７０の上端に取り付けられた上部支持棒７１を送り出しチャックで把持するとともに、ガラスロッド７０の下端に取り付けられた下部支持棒を引き取りチャックで把持する。

この時、図３（ａ）に示すように、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａに、ガラスロッド７０を挿通し、第一の上部シール体５２を、加熱炉５１の上端面５１ａに配置する。
また、図３（ａ）に示すように、第三の上部シール体５４の空間（貫通部）５４ａに、ガラスロッド７０を挿通し、第三の上部シール体５４を、第一の上部シール体５２上に配置する。
また、図３（ａ）に示すように、第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａに、上部支持棒７１を挿通し、第二の上部シール体５５を、ガラスロッド７０の上端面７０ａ近傍に配置する。
さらに、下部シール体の貫通孔に、下部支持棒を挿通し、下部シール体を、加熱炉の下端面に配置する。

ガラスロッド７０を、下端部から加熱炉５１内に挿入し、加熱炉５１でガラスロッド７０を加熱しながら、引き取りチャックを下降させる。なお、上述のように、ガラスロッド７０の加熱を開始した時点では、第一の上部シール体５２および第三の上部シール体５４と、第二の上部シール体５５とは離隔している。

図３（ａ）に示すように、ガラスロッド７０の上端部７０Ａのテーパ形状における加熱炉５１側の基端（ガラスロッド７０の下端側の基端、図３（ａ）、（ｂ）において、αで示す線上の部分）が、加熱炉５１外にある時、第一の上部シール体５２によって、加熱炉５１の上部開口部５３を覆うことにより、加熱炉５１の内部を外気から遮断し、加熱炉５１内への外気の流入を防止する。
この時、ガラスロッド７０は、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａを通過するが、第一の上部シール体５２により、加熱炉５１の内部が外気から遮断される。このように、加熱炉５１の内部を外気から遮断することができるのは、第一の上部シール体５２が、加熱炉５１の上端面５１ａにおいて、加熱炉５１の上部開口部５３を覆うとともに、ガラスロッド７０の外周との間に僅かな隙間しかないからである。

図３（ｂ）に示すように、ガラスロッド７０の延伸が進み、ガラスロッド７０の上端部７０Ａのテーパ形状における加熱炉５１側の基端（ガラスロッド７０の下端側の基端、図３（ａ）、（ｂ）において、αで示す線上の部分）が、加熱炉５１内に送り込まれた時、第二の上部シール体５５を第三の上部シール体５４上に重ねて、第二の上部シール体５５および第三の上部シール体５４によって、加熱炉５１の上部開口部５３を覆うことにより、加熱炉５１の内部を外気から遮断し、加熱炉５１内への外気の流入を防止する。

この時、上部支持棒７１は、第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａを通過するが、第二の上部シール体５５により、加熱炉５１の内部が外気から遮断される。図３（ｂ）に示すように、ガラスロッド７０の上端部７０Ａのテーパ形状における加熱炉５１側の基端が加熱炉５１内に送り込まれると、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａとガラスロッド７０の間に隙間が生じ、そのままでは、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａを介して、加熱炉５１内に外気が流入してしまう。そこで、図３（ｂ）に示すように、第二の上部シール体５５を、第一の上部シール体５２上において、第三の上部シール体５４上に重ねて、加熱炉５１の上部開口部５３および第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａの一部（外縁）を覆うことにより、加熱炉５１の内部を外気から遮断する。このように、加熱炉５１の内部を外気から遮断することができるのは、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａの中心、第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａの中心、および、第三の上部シール体５４の空間（貫通部）５４ａの中心が、ほぼ同一直線上に存在するように、第一の上部シール体５２、第二の上部シール体５５および第三の上部シール体５４が配置されているとともに、第二の上部シール体５５の貫通孔５５ａの内径が、第一の上部シール体５２の貫通孔５２ａの内径よりも小さく、かつ、第二の上部シール体５５と上部支持棒７１の外周との間に僅かな隙間しかないからである。

また、ガラスロッド７０の上端部７０Ａのテーパ形状における加熱炉５１側の基端が加熱炉５１内に送り込まれると同時に、第二の上部シール体５５が第三の上部シール体５４上に重なるようにする。このようにするためには、予めガラスロッド７０の長さに応じて、ガラスロッド７０の加熱を開始する時点において、第二の上部シール体５５と第三の上部シール体５４の距離を調整する。

そして、ガラスロッド７０の加熱と引き取りチャックの下降を継続することにより、溶融したガラスロッド７０を、所定の外径になるように延伸することができる。

本実施形態のガラスロッドの延伸方法によれば、ガラスロッド７０の上端部７０Ａがテーパ形状をなしていても、加熱炉５１の内部を外気から遮断することができる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
図１および２を参照して、実施例１の光ファイバ母材の延伸方法を説明する。
外形が円柱形状をなし、外径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの光ファイバ母材の両端にそれぞれ、外径２５ｍｍ、長さ３９０ｍｍの上部支持棒と外径２５ｍｍ、長さ３００ｍｍの下部支持棒を融着接続した。
まず、光ファイバ母材の上端に取り付けられた上部支持棒を、延伸装置の送り出しチャックで把持するとともに、光ファイバ母材の下端に取り付けられた下部支持棒を、延伸装置の引き取りチャックで把持した。
この時、厚さ２０ｍｍの円板状のシールリングからなる第一の上部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、光ファイバ母材を挿通し、第一の上部シール体を、加熱炉の上端面に配置した。また、厚さ２０ｍｍの円板状のシールリングからなる第二の上部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、上部支持棒を挿通し、第二の上部シール体を、ガラスロッドの上端面に配置した。
なお、第一の上部シール体と第二の上部シール体を離隔して配置した。また、上部支持棒の長さ３９０ｍｍを、加熱炉のヒータ部から加熱炉の上端面までの距離２００ｍｍと、第一の上部シール体の厚さ２０ｍｍと、第二の上部シール体の厚さ２０ｍｍと、送り出しチャックにより上部支持棒を把持する部分の長さ１５０ｍｍとを合わせた長さと等しくした。
また、厚さ２０ｍｍの円板状のシールリングからなる下部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、下部支持棒を挿通し、下部シール体を、加熱炉の下端面に配置した。

次いで、光ファイバ母材を、下端部から加熱炉内に挿入し、加熱炉で光ファイバ母材を加熱しながら、引き取りチャックを下降させた。
ここで、光ファイバ母材の上端部が加熱炉外にある時、第一の上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆うことにより、加熱炉の内部を外気から遮断し、加熱炉内への外気の流入を防止した。
また、光ファイバ母材の延伸が進み、光ファイバ母材全体が加熱炉内に送り込まれた時、第二の上部シール体を第一の上部シール体上に重ねて、第二の上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆うことにより、加熱炉の内部を外気から遮断し、加熱炉内への外気の流入を防止した。
そして、光ファイバ母材の加熱と引き取りチャックの下降を継続することにより、溶融した光ファイバ母材を、外径が２５ｍｍになるように延伸した。

本実施例１では、上述のように、加熱炉に対する光ファイバ母材の上端部の位置に応じて、第一の上部シール体または第二の上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆うことにより、加熱炉の内部を外気から遮断し、加熱炉内への外気の流入を防止することができた。

［比較例１］
外形が円柱形状をなし、外径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの光ファイバ母材の両端にそれぞれ、外径２５ｍｍ、長さ６７０ｍｍの上部支持棒と外径２５ｍｍ、長さ３００ｍｍの下部支持棒を融着接続した。
まず、光ファイバ母材の上端に取り付けられた上部支持棒を、延伸装置の送り出しチャックで把持するとともに、光ファイバ母材の下端に取り付けられた下部支持棒を、延伸装置の引き取りチャックで把持した。
この時、加熱炉外にある光ファイバ母材の上端部（長さ３００ｍｍ）を覆うために、高さ３２０ｍｍの円筒形状の上部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、上部支持棒を挿通し上部シール体を、加熱炉の上端面に配置した。
なお、上部シール体の高さ３２０ｍｍを、加熱炉外にある光ファイバ母材の上端部の長さ３００ｍｍと、上部シール体の上端部の厚さ１０ｍｍと、光ファイバ母材の上端面と上部シール体が接触しないようにするための隙間の大きさ１０ｍｍとを合わせた長さと等しくした。

次いで、光ファイバ母材を、下端部から加熱炉内に挿入し、加熱炉で光ファイバ母材を加熱しながら、引き取りチャックを下降させた。
ここで、加熱炉に対する光ファイバ母材の上端部の位置に関係なく、上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆っていた。
そして、光ファイバ母材の加熱と引き取りチャックの下降を継続することにより、溶融した光ファイバ母材を、外径が２５ｍｍになるように延伸した。

［実施例２］
図３を参照して、実施例２の光ファイバ母材の延伸方法を説明する。
外形が円柱形状をなし、外径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの光ファイバ母材の両端にそれぞれ、外径２５ｍｍ、長さ４２０ｍｍの上部支持棒と外径２５ｍｍ、長さ３００ｍｍの下部支持棒を融着接続した。
なお、延伸前の光ファイバ母材の上端部は、テーパ形状をなしていた。そのテーパ形状は、光ファイバ母材の上端面から下端面側に向かって次第に外形が大きくなる形状をなし、光ファイバ母材の上端面から下端面に向かって、長さ３０ｍｍに渡って生じていた。
まず、光ファイバ母材の上端に取り付けられた上部支持棒を、延伸装置の送り出しチャックで把持するとともに、光ファイバ母材の下端に取り付けられた下部支持棒を、延伸装置の引き取りチャックで把持した。
この時、厚さ２０ｍｍの円板状のシールリングからなる第一の上部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、光ファイバ母材を挿通し、第一の上部シール体を、加熱炉の上端面に配置した。また、高さ３０ｍｍの円筒形状の第三の上部シール体の空間（貫通部）に、光ファイバ母材を挿通し、第三の上部シール体を、第一の上部シール体上に配置した。さらに、厚さ２０ｍｍの円板状のシールリングからなる第二の上部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、上部支持棒を挿通し、第二の上部シール体を、ガラスロッドの上端面に配置した。
なお、第三の上部シール体と第二の上部シール体を離隔して配置した。また、上部支持棒の長さ４２０ｍｍを、加熱炉のヒータ部から加熱炉の上端面までの距離２００ｍｍと、第一の上部シール体の厚さ２０ｍｍと、第二の上部シール体の厚さ２０ｍｍと、第三の上部シール体の高さ３０ｍｍと、送り出しチャックにより上部支持棒を把持する部分の長さ１５０ｍｍとを合わせた長さと等しくした。
また、厚さ２０ｍｍの円板状のシールリングからなる下部シール体の中央部に設けられた貫通孔に、下部支持棒を挿通し、下部シール体を、加熱炉の下端面に配置した。

次いで、光ファイバ母材を、下端部から加熱炉内に挿入し、加熱炉で光ファイバ母材を加熱しながら、引き取りチャックを下降させた。
ここで、光ファイバ母材の上端部のテーパ形状における加熱炉側の基端が、加熱炉外にある時、第一の上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆うことにより、加熱炉の内部を外気から遮断し、加熱炉内への外気の流入を防止した。
また、光ファイバ母材の延伸が進み、光ファイバ母材の上端部のテーパ形状における加熱炉側の基端が、加熱炉内に送り込まれた時、第二の上部シール体を第三の上部シール体上に重ねて、第二の上部シール体および第三の上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆うことにより、加熱炉の内部を外気から遮断し、加熱炉内への外気の流入を防止した。
そして、光ファイバ母材の加熱と引き取りチャックの下降を継続することにより、溶融した光ファイバ母材を、外径が２５ｍｍになるように延伸した。

本実施例２では、上述のように、加熱炉に対する光ファイバ母材の上端部の位置に応じて、第一の上部シール体、または、第二の上部シール体および第三の上部シール体によって、加熱炉の上部開口部を覆うことにより、加熱炉の内部を外気から遮断し、加熱炉内への外気の流入を防止することができた。

１０，５０・・・延伸装置、１１・・・ヒータ部、１２・・・断熱材、１３，５１・・・加熱炉、１４・・・送り出しチャック、１５・・・引き取りチャック、１６，５２・・・第一の上部シール体、１７，５３・・・上部開口部、１８，５５・・・第二の上部シール体、１９・・・下部シール体、２０・・・下部開口部、３０，７０・・・ガラスロッド、３１，７１・・・上部支持棒、３２・・・下部支持棒、５４・・・第三の上部シール体。

Claims (8)

1. ガラスロッドの両端にそれぞれ、該ガラスロッドよりも外径が小さい上部支持棒と下部支持棒を取り付け、前記上部支持棒と前記下部支持棒が取り付けられたガラスロッドを加熱炉内に挿入して加熱処理することにより軟化させ、該軟化したガラスロッドを、所定の外径になるように延伸するガラスロッドの延伸方法であって、
   前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉外にある時、前記ガラスロッドの外周を囲み、前記ガラスロッドを通過させることが可能な貫通孔を有する第一のシール体を前記加熱炉の上端面に配置し、前記第一のシール体によって、前記加熱炉の上部開口部を覆うことにより、前記加熱炉の内部を外気から遮断し、
   前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉内にある時、前記上部支持棒の外周を囲み、前記上部支持棒を通過させることが可能な貫通孔を有する第二のシール体を前記第一のシール体上に重ねて、前記第二のシール体によって、前記加熱炉の上部開口部を覆うことにより、前記加熱炉の内部を外気から遮断することを特徴とするガラスロッドの延伸方法。
2. 前記第一のシール体は、シールリングであることを特徴とする請求項１に記載のガラスロッドの延伸方法。
3. 前記第二のシール体は、シールリングであることを特徴とする請求項１または２に記載のガラスロッドの延伸方法。
4. 前記シールリングは、石英製シールリングであることを特徴とする請求項２または３に記載のガラスロッドの延伸方法。
5. ガラスロッドを加熱する加熱炉と、前記ガラスロッドの送り出しチャックおよび引き取りチャックと、を備えたガラスロッドの延伸装置であって、
   前記ガラスロッドを通過させることが可能であり、前記加熱炉の上部開口部に重なる貫通孔を有し、前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉外にある時、前記加熱炉の上部開口部を覆う第一のシール体が、前記加熱炉の上端面において、前記ガラスロッドの外周を囲むように設けられ、
   前記ガラスロッドの上端に取り付けられ、前記ガラスロッドよりも外径が小さい上部支持棒を通過させることが可能であり、前記加熱炉の上部開口部に重なる貫通孔を有し、前記ガラスロッドの上端面が前記加熱炉内にある時、前記第一のシール体上に重なり、前記加熱炉の上部開口部を覆う第二のシール体が設けられたことを特徴とするガラスロッドの延伸装置。
6. 前記第一のシール体は、シールリングであることを特徴とする請求項５に記載のガラスロッドの延伸装置。
7. 前記第二のシール体は、シールリングであることを特徴とする請求項５または６に記載のガラスロッドの延伸装置。
8. 前記シールリングは、石英製シールリングであることを特徴とする請求項６または７に記載のガラスロッドの延伸装置。

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