專利名稱：玻璃管的制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用擴(kuò)徑構(gòu)件插通軟化了的玻璃毛坯來形成玻璃管的玻璃管的制造方法。
背景技術(shù)：
加熱軟化圓柱狀的石英玻璃棒的前端，使穿孔用構(gòu)件的尖端與前端面的中心部卡合，相對(duì)于穿孔用構(gòu)件回轉(zhuǎn)并拉拔前端的周緣來制造石英玻璃制圓筒的方法在日本專利第2798465號(hào)公報(bào)中已被公開。
該方法，如圖25所示，準(zhǔn)備石英制的玻璃棒100，用虛設(shè)圓筒123支承出口側(cè)并使其回轉(zhuǎn)。然后，用安裝在加熱器件140上的加熱器141加熱玻璃棒100的前端的周圍并使其軟化，同時(shí)，使鉆頭131等穿孔構(gòu)件130處于玻璃棒100前端面的中心部。在此，玻璃棒100的兩端分別安裝在第1進(jìn)給臺(tái)111的夾頭112上和經(jīng)虛設(shè)圓筒123安裝在第2進(jìn)給臺(tái)121的夾頭122上。而這些第1或第2進(jìn)給臺(tái)111、121又分別安裝在入口側(cè)基臺(tái)110和出口側(cè)基臺(tái)120上。穿孔構(gòu)件130的鉆頭131經(jīng)支承棒133并通過固定構(gòu)件135固定在出口側(cè)基臺(tái)120上，成為懸臂方式的擴(kuò)徑構(gòu)件。
另外，由熱碳鉆頭壓入法在大型石英玻璃坯料的中心開孔，精確的進(jìn)行外徑50～300mm、外徑/內(nèi)徑比1.1～7、厚度10mm或以上、厚度誤差2％或以下的外周研磨的大型石英玻璃管的制造方法在日本專利公開平7-109135號(hào)公報(bào)中已被公開。另外，在把微粒子狀玻璃堆積在原始材料上后拔出原始材料而做成管狀堆積體之后，加熱處理該管狀堆積體來制造透明玻璃管的方法在日本專利公開昭61-168544號(hào)公報(bào)中已被公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一邊將管狀的玻璃毛坯加熱到軟化點(diǎn)或以上的溫度，一邊將擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯的孔來擴(kuò)大孔徑的玻璃管的制造方法，管狀的玻璃毛坯可以從別處購(gòu)入，也可以自己制作。在前述玻璃管的制造方法中，可以一邊至少在其后端上支承擴(kuò)徑構(gòu)件一邊擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑。也可以一邊在其兩端上支承擴(kuò)徑構(gòu)件一邊擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑。
另外本發(fā)明還涉及含有從周圍加熱管狀的玻璃毛坯的加熱構(gòu)件、能插通玻璃毛坯的擴(kuò)徑構(gòu)件、支承擴(kuò)徑構(gòu)件的兩端的支承構(gòu)件、相對(duì)移動(dòng)擴(kuò)徑構(gòu)件和玻璃毛坯使擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯的孔的器件的玻璃管的制造裝置。
下面參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖以說明為目的，不限定發(fā)明的范圍。


圖1是說明在本發(fā)明的第1實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的制造方法的圖。
圖2是表示把定位凹部設(shè)置在玻璃毛坯的端面上，與擴(kuò)徑構(gòu)件接觸的狀態(tài)的圖。
圖3是說明本發(fā)明的第8實(shí)施例的圖。
圖4是說明一邊從外側(cè)支承玻璃毛坯一邊制造玻璃管的方法的圖。
圖5是說明在本發(fā)明的第1實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的制造方法的圖。
圖6是說明在本發(fā)明的第1實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的制造方法的圖。
圖7是表示在本發(fā)明的第1實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的圖。
圖8是說明本發(fā)明的第1實(shí)施例的圖。
圖9是說明本發(fā)明的第1實(shí)施例的圖。
圖10是說明偏心率的圖。
圖11是表示在本發(fā)明的第2實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的圖。
圖12是說明本發(fā)明的第2實(shí)施例的圖。
圖13是說明在本發(fā)明的第1實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的另一種制造方法的圖。
圖14(a)～(c)是說明用碳鉆頭在實(shí)心的玻璃坯料上開孔的方法的圖，圖14(a)是表示把保持管融接在玻璃坯料的兩端的狀態(tài)的圖，圖14(b)是表示使碳鉆頭接觸玻璃坯料的一端的狀態(tài)的圖，圖14(c)是表示碳鉆頭貫通玻璃坯料的狀態(tài)的圖。
圖15是說明在本發(fā)明的第5實(shí)施例中使用的玻璃毛坯的制造方法的圖。
圖16是表示在開孔機(jī)中使用的工具的一個(gè)例子的圖。
圖17是表示本發(fā)明的第8實(shí)施例中的擴(kuò)徑構(gòu)件與玻璃毛坯接觸的部分的放大圖。
圖18是說明本發(fā)明的第8實(shí)施例的圖。
圖19是表示擴(kuò)徑構(gòu)件和支承構(gòu)件的一個(gè)例子的圖。
圖20是表示擴(kuò)徑構(gòu)件和支承構(gòu)件的另一個(gè)例子的圖。
圖21是說明在本發(fā)明的第8實(shí)施例中使用的擴(kuò)徑構(gòu)件和前端支承構(gòu)件的圖。
圖22是說明本發(fā)明的第9實(shí)施例的圖。
圖23是表示本發(fā)明的第9實(shí)施例中的固定構(gòu)件和前端支承構(gòu)件進(jìn)行滑動(dòng)的部分的放大圖。
圖24是說明本發(fā)明的第10實(shí)施例的圖。
圖25是說明現(xiàn)有的方法的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，為了避免說明的重復(fù)，相同的符號(hào)表示同一部分。附圖中的尺寸的比例不一定都正確。
本發(fā)明涉及把管狀的玻璃毛坯加熱到軟化點(diǎn)以上的溫度，同時(shí)使擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯的孔并擴(kuò)大孔的直徑來制造玻璃管的方法。根據(jù)該構(gòu)成，擴(kuò)徑構(gòu)件受到的阻力與把穿孔構(gòu)件例如碳鉆頭插通實(shí)心的棒狀的玻璃毛坯來制造玻璃管的方法相比，大幅度地減小，能抑制擴(kuò)徑構(gòu)件的軌道偏離玻璃毛坯的孔的中心，即，可以減小玻璃管的孔的偏心率。另外，不在擴(kuò)徑構(gòu)件和玻璃毛坯上施加過剩的力，減少了它們破損的危險(xiǎn)。
管狀的玻璃毛坯可以從別處購(gòu)入，也可以自己制作。可以是穿孔的玻璃棒，也可以是成形的管?？梢栽诎舻闹車逊e玻璃微粒子后拔出棒并進(jìn)行燒結(jié)，做成管狀的玻璃毛坯，也可以用直徑比較小的玻璃管作原始坯件，在其周圍堆積玻璃微粒子后進(jìn)行燒結(jié)，做成管狀的玻璃毛坯。玻璃微粒子的堆積，可以使用VAD法和OVD法的任何一種。
在拉拔棒的周圍堆積玻璃微粒子來形成玻璃微粒子堆積體，從玻璃微粒子堆積體中拔出拉拔棒后形成中空體，燒結(jié)中空體后可以得到管狀的玻璃毛坯。這時(shí)，即使引起不均勻的收縮，使玻璃毛坯的孔成為扁平，但在此后由擴(kuò)徑構(gòu)件擴(kuò)大孔時(shí)，也可以做成圓形的孔并最終減小橢圓率。即使在拔出拉拔棒時(shí)中空體的孔的內(nèi)面帶傷，在此后擴(kuò)大玻璃毛坯的孔時(shí)，該傷也會(huì)消失。
在此，由拉拔棒和玻璃棒構(gòu)成標(biāo)桿，最好在標(biāo)桿的周圍堆積玻璃微粒子。拉拔棒做成能裝卸于玻璃棒。拉拔棒最好用比堆積在棒上的玻璃微粒子的熱膨脹系數(shù)大的材料構(gòu)成。在該材料中，可以舉出碳。在玻璃微粒子的堆積中，玻璃微粒子堆積體和拉拔棒的溫度成為數(shù)百℃～一千數(shù)百℃的溫度。若把他們冷卻到室溫附近，由于熱膨脹系數(shù)的差別，在兩者之間會(huì)產(chǎn)生間隙。在該狀態(tài)下可以容易地拔出拉拔棒，也能減少中空體的內(nèi)面上產(chǎn)生傷痕的危險(xiǎn)。拉拔棒最好是圓錐形狀。
燒結(jié)玻璃微粒子堆積體的溫度最好是1400～1600℃。如果是在該溫度范圍內(nèi)，就能進(jìn)行良好地?zé)Y(jié)、透明化。在玻璃毛坯上含有氟的場(chǎng)合，當(dāng)在1400～1500℃左右的惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行加熱時(shí)，玻璃微粒子堆積體中的氣體能被較好地排出并可以制造透明度高的玻璃管。在玻璃毛坯中不含有氟的場(chǎng)合，可以在1500～1600℃左右的惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行加熱。
在用擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯的孔時(shí)，玻璃毛坯和擴(kuò)徑構(gòu)件可以相對(duì)回轉(zhuǎn)，也可以使一方或者雙方回轉(zhuǎn)。當(dāng)使雙方回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)方向可以是相同方向，也可以是相反的方向。也可以雙方都不回轉(zhuǎn)，或者雙方進(jìn)行相對(duì)回轉(zhuǎn)速度為零的回轉(zhuǎn)。
也可以把保持管融接在管狀的玻璃毛坯的至少一端上，由保持管支承玻璃毛坯并擴(kuò)大玻璃毛坯的孔。如果直接保持玻璃毛坯，會(huì)存在保持處的表面上破損或者被污染，不能擴(kuò)大保持處的孔的直徑、保持的部分不能成為優(yōu)質(zhì)品的危險(xiǎn)。通過使用保持管，可以消除這些缺點(diǎn)。
也可以把保持管只融接在一端上，但是如果融接在兩端上可以更穩(wěn)定地保持玻璃毛坯，在擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑時(shí)，最好可以防止孔偏心或變成扁平的。在把玻璃棒殘留在一端的場(chǎng)合，可以把保持管融接在另一端并用兩端保持。由于擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑時(shí)的玻璃毛坯的粘度是103Pa·s至1010.2Pa·s，如果保持管的粘度也是同樣的值，最好保持管在未到自己變形時(shí)就能壓入擴(kuò)徑構(gòu)件。
如果使保持管的內(nèi)徑與擴(kuò)徑構(gòu)件的外徑大致相等，兩者同心融接，在把擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯時(shí)，保持管起到擴(kuò)徑構(gòu)件的導(dǎo)向作用。由此，容易使擴(kuò)徑構(gòu)件的中心軸與玻璃毛坯的中心軸一致，容易減小偏心率。
在從玻璃微粒子堆積體得到管狀的玻璃毛坯的方法中，也可以把氟添加到玻璃微粒子堆積體中。也可以在玻璃微粒子合成時(shí)或者燒結(jié)前的加熱時(shí)把含氟的化合物供給玻璃微粒子堆積體來把氟添加到玻璃微粒子堆積體中。通過在玻璃管內(nèi)添加氟，可以制造折射率分布復(fù)雜的玻璃管。含氟的化合物，例如有CF4、C2F6、SiF4、SF6等。
在燒結(jié)玻璃微粒子堆積體之前或者之后，最好把玻璃微粒子堆積體在氯系氣體環(huán)境下進(jìn)行漂白來去除羥基。羥基的去除，如果是在燒結(jié)前，可以在拔出拉拔棒前后的任何時(shí)候進(jìn)行。對(duì)于氯系氣體，可以舉出含有氯(Cl2)或者四氯化硅(SiC4)的惰性氣體。通過去除羥基，可以提供不由羥基吸收光的品質(zhì)良好的玻璃管。為了去除羥基，可以在1000～1200℃下加熱玻璃微粒子堆積體。不到1000℃時(shí)羥基的去除不充分，超過1200℃時(shí)玻璃微粒子堆積體有開始局部收縮的危險(xiǎn)。
在管狀的玻璃毛坯的端面上，可以設(shè)置能把擴(kuò)徑構(gòu)件導(dǎo)向到規(guī)定位置的定位凹部。例如，如圖2所示，在管狀的玻璃毛坯10的出口側(cè)端面上設(shè)置定位凹部11。玻璃毛坯10通過出口側(cè)端面融接在保持構(gòu)件21上。擴(kuò)徑構(gòu)件6由支承構(gòu)件7支承并首先接觸玻璃毛坯10的凹部11，被限制向垂直于玻璃毛坯10的軸的方向滑動(dòng)。由此，在擴(kuò)大玻璃毛坯10的孔徑時(shí)，能抑制孔偏心。定位凹部最好做成可以導(dǎo)向擴(kuò)徑構(gòu)件，使擴(kuò)徑構(gòu)件的軸與玻璃毛坯的軸一致。定位凹部也可以是圓柱形狀，但最好是前端細(xì)的形狀，例如，可以是圓錐臺(tái)、多角錐臺(tái)、球面或者扁平球面的局部、曲線回轉(zhuǎn)形成的曲面等。
最好一邊從兩端支承擴(kuò)徑構(gòu)件一邊擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑。在兩端支承擴(kuò)徑構(gòu)件的支承構(gòu)件，具有比玻璃毛坯的孔徑還小的外徑，能插通玻璃毛坯的孔。為了在兩端支承擴(kuò)徑構(gòu)件，如圖3所示，可以在尖細(xì)形狀的擴(kuò)徑構(gòu)件6的前端和后端上分別安裝棒狀的支承構(gòu)件7a、7b，用固定構(gòu)件20a、20b保持支承構(gòu)件7a、7b。也可以把擴(kuò)徑構(gòu)件和支承構(gòu)件一體成形并做成棒的局部鼓出來的形狀。
在玻璃毛坯10的兩端上融接保持管21a、21b，保持管21a、21b分別用固定構(gòu)件22a、22b保持。通過使固定構(gòu)件20a、20b和固定構(gòu)件22a、22b的一方或者雙方在基臺(tái)24a或24b上移動(dòng)，使擴(kuò)徑構(gòu)件6和玻璃毛坯10相對(duì)移動(dòng)，使擴(kuò)徑構(gòu)件6插通玻璃毛坯10的孔9。
為了使管狀的玻璃毛坯的溫度上升到軟化點(diǎn)以上，可以使用配置在玻璃毛坯周圍的加熱器件，例如電加熱器進(jìn)行加熱。這時(shí)，最好加熱到1300～2700℃的溫度。更好的是加熱到1800～2600℃的溫度，再更好就是加熱到1300～1800℃的溫度。特別在玻璃毛坯中添加了氟的場(chǎng)合，當(dāng)超過2500℃時(shí)，由于玻璃毛坯過分柔軟而容易下垂，所以最好加熱到2500℃以下。再有，當(dāng)不到1800℃時(shí)，擴(kuò)徑構(gòu)件插通時(shí)的阻力大，玻璃管孔容易偏離玻璃管的中心。
擴(kuò)徑構(gòu)件的形狀是可以適當(dāng)變更的。擴(kuò)徑構(gòu)件最好頂端尖細(xì)并從中途開始成為規(guī)定外徑的圓筒部或者圓柱部。在被軟化的玻璃毛坯與擴(kuò)徑構(gòu)件的圓柱部接觸期間，如果冷卻到自維持截面形狀的溫度，例如1500℃，更好的是1000℃，則擴(kuò)徑的孔不會(huì)被毀壞或者成為扁平。圓筒部或者圓柱部的長(zhǎng)度由玻璃毛坯的冷卻的程度決定。
支承構(gòu)件最好具有隨著離開擴(kuò)徑構(gòu)件而外徑逐漸變小的縮徑部。由于支承構(gòu)件具有縮徑部，用支承構(gòu)件全體吸收加在擴(kuò)徑構(gòu)件上的阻力并使力分散，可以避免力只集中在支承構(gòu)件的中央部。因此在擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑時(shí)，可以抑制支承構(gòu)件彎曲和孔偏心。
如圖19所示，縮徑部60在通過支承構(gòu)件7的軸的截面上，側(cè)面可以是直線狀，也可以是如圖20所示的曲線狀。縮徑部相對(duì)于與支承構(gòu)件的軸平行的直線m所成的角度θ可以是0.1度以上10度以下。在圖19那樣用直線表示縮徑部的場(chǎng)合，可以把該直線與直線m所成角度設(shè)定為是上述范圍內(nèi)的值。如圖20所示，在用曲線表示縮徑部的場(chǎng)合，可以把連結(jié)截面圖中的縮徑開始的點(diǎn)P和縮徑結(jié)束的點(diǎn)Q的直線與前述直線m所成的角度設(shè)定為前述范圍內(nèi)的值。支承構(gòu)件也可以附著在擴(kuò)徑構(gòu)件的兩端上。
當(dāng)擴(kuò)大玻璃毛坯的孔時(shí)，如圖4所示，也可以由成形構(gòu)件25支承玻璃毛坯10的周圍。特別是最好在玻璃構(gòu)件的溫度超過1800℃時(shí)進(jìn)行支承。更好是在超過2000℃時(shí)支承?？梢杂沙尚螛?gòu)件抑制玻璃毛坯外形的變化。也可以把玻璃管的外徑限制在成形構(gòu)件的內(nèi)徑內(nèi)。
作為成形構(gòu)件，可以使用平行配置并保持所希望的間隔的平板、具有截面為圓形的孔的拉模、帶有斷面與玻璃管的形狀相符合的圓弧的槽的板等。在上述成形構(gòu)件使用平板的場(chǎng)合，最好邊回轉(zhuǎn)玻璃毛坯邊進(jìn)行擴(kuò)徑。
擴(kuò)徑構(gòu)件或者成形構(gòu)件，最好由反應(yīng)性低且難以成為玻璃管的污染的原因的材質(zhì)構(gòu)成。例如石墨、硬度高的碳、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)或鋁等。石墨，在玻璃軟化的高溫時(shí)也具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，同時(shí)具有強(qiáng)導(dǎo)電性。最好使用雜質(zhì)的含有量在1ppm以下的高純度的石墨。也可以做成高純度碳(熱分解碳)、SiC、金屬碳化物等的涂層。作為金屬碳化物，可以把碳化鈮(NbC)、碳化鉭(TaC)、碳化鈦(TiC)、碳化鋯(ZrC)作為合適的材料。擴(kuò)徑構(gòu)件或者成形構(gòu)件直接與玻璃接觸的地方，最好使用其表面進(jìn)行了高純度處理的材料。
第1實(shí)施方式如圖1所示，在形成于外徑20mm的由石英玻璃構(gòu)成的棒1上的狹縫1s內(nèi)插通外徑20mm的由碳構(gòu)成的拉拔棒2的嵌合片2t，用銷3固定而形成標(biāo)桿。把該標(biāo)桿安放在堆積室內(nèi)。從噴燒器4噴射氫、氧、SiCl4氣和惰性氣體，形成火焰。調(diào)整氫和氧的量，使玻璃微粒子堆積體的堆積面溫度成為800℃以上1000℃以下。SiCl4氣體在氫氧焰中成為玻璃微粒子。該玻璃微粒子以高速吹附到標(biāo)桿上，形成體密度0.3g/cm3左右、外徑150mm的玻璃微粒子堆積體5。
玻璃微粒子堆積體5與標(biāo)桿一起冷卻。拔掉銷3，留下玻璃棒1，從玻璃微粒子堆積體5中只拔出拉拔棒2。這樣一來，形成孔徑為20mm的中空體5a，在其一端上殘留玻璃棒1。在搬運(yùn)中空體5a時(shí)，可以把持玻璃棒1。由于可以不直接接觸地保持中空體，所以沒有損傷和污染玻璃微粒子堆積體的危險(xiǎn)。
如圖5所示，把玻璃棒1固定在搬運(yùn)構(gòu)件41上，移動(dòng)搬運(yùn)構(gòu)件41并把中空體5a導(dǎo)入加熱爐40內(nèi)。把爐心管42的內(nèi)部做成含有50vol.％的Cl2的氦(He)的環(huán)境，以10mm/分的速度把中空體5a從加熱爐40的上面向下輸送并使其通過加熱到1000℃的加熱器36，使中空體5a進(jìn)行脫水，除去含在中空體5a內(nèi)的羥基。
停止供應(yīng)Cl2，向加熱爐40內(nèi)只供給He并把爐心管42內(nèi)做成He環(huán)境再上拉中空體5a。以10mm/分的速度把中空體5a從加熱爐40的上面向下輸送，使其通過加熱到1500℃的加熱器36，加熱和燒結(jié)中空體5a。如圖6所示，中空體5a在通過加熱到1500℃的加熱器36之后，成為透明化的、內(nèi)徑14mm外徑60mm的透明的管狀的玻璃毛坯10。再有，脫水和燒結(jié)不僅限于從中空體的下面向上面那樣進(jìn)行。也可以使用氬、氮等惰性氣體代替氦。但是最好在燒結(jié)工序中使用氦時(shí)，能得到透明的玻璃毛坯。
如圖7所示，在玻璃毛坯10的一端上融接內(nèi)徑16mm左右的石英玻璃制的保持管21，然后，分別用夾頭27a、27b保持玻璃棒1和保持管21，如圖8所示，從保持管21側(cè)插入外徑16mm的碳制的擴(kuò)徑構(gòu)件6。調(diào)整加熱器35和玻璃毛坯10的位置，使加熱器35來到擴(kuò)徑構(gòu)件6接觸部分的玻璃毛坯10的周圍。把加熱器35的溫度加熱到1800℃～2700℃，使擴(kuò)徑構(gòu)件6接觸部分的玻璃毛坯的溫度達(dá)到軟化點(diǎn)以上。
如圖9所示，使擴(kuò)徑構(gòu)件和玻璃毛坯相對(duì)移動(dòng)，使擴(kuò)徑構(gòu)件向玻璃毛坯的另一端直線地移動(dòng)來插通玻璃毛坯的孔。使加熱器35和擴(kuò)徑構(gòu)件6向圖8的右側(cè)移動(dòng)，或者使玻璃毛坯10向左移動(dòng)。也可以使三者移動(dòng)。加熱器35和擴(kuò)徑構(gòu)件6的距離大致保持一定。軟化了的玻璃毛坯被擴(kuò)徑構(gòu)件推壓，使孔9的直徑擴(kuò)大到擴(kuò)徑構(gòu)件的外徑大小，制成玻璃管47。在玻璃毛坯是純石英玻璃制的場(chǎng)合，最好加熱到2100℃～2500℃。在把玻璃毛坯加熱到2200℃以上的場(chǎng)合，擴(kuò)徑構(gòu)件的外側(cè)最好用拉模45等成形構(gòu)件支承玻璃毛坯10，使制造的玻璃管47的外徑成為一定，同時(shí)使玻璃管47不彎曲。
如果玻璃毛坯的孔的擴(kuò)大結(jié)束，為確保玻璃管47的有效長(zhǎng)度L1，切斷玻璃管47的端部，并切離保持管21和玻璃棒1，完成玻璃管47。
求出這樣形成的玻璃管的偏心率和橢圓率。偏心率如圖10所示，使用在同一直徑上的玻璃管的最大壁厚a和最小壁厚b，由下式定義偏心率偏心率(％)＝(a-b)÷{(a+b)/2}×100而橢圓率由下式定義橢圓率(％)＝(長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度-短軸的長(zhǎng)度)÷{(長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度+短軸的長(zhǎng)度)/2}×100用該方法形成的玻璃管，全長(zhǎng)偏心率為1.0％、橢圓率為0.10％，是良好的。另外，在孔的內(nèi)面上也沒有形成傷痕。
然后，在有效范圍L1內(nèi)切斷該玻璃管，用作MCVD法的原始材料。供給SiCl4、四氯化鍺和氧，把原始材料加熱到1600℃～1900℃，在玻璃管的內(nèi)面上形成多層添加了二氧化鍺(GeO2)的玻璃層。通過改變每個(gè)玻璃層內(nèi)的GeO2的添加量，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整各層的折射率，得到具有所希望的折射率分布的玻璃管。把該玻璃管實(shí)心化來形成光導(dǎo)纖維用的玻璃母材。當(dāng)一邊加熱該玻璃母材一邊以所希望的速度進(jìn)行拉絲時(shí)，能得到光導(dǎo)纖維。用該方法得到的光導(dǎo)纖維的偏振模色散(PMD)的值為0.12ps/km1/2，是良好的。
把玻璃微粒子堆積在標(biāo)桿上時(shí)也可以使用OVD法。如圖13所示，使由玻璃棒1和拉拔棒2構(gòu)成的標(biāo)桿繞其軸回轉(zhuǎn)，同時(shí)，相對(duì)于標(biāo)桿使噴燒器44在標(biāo)桿的軸向上相對(duì)地往復(fù)移動(dòng)，使玻璃微粒子堆積在標(biāo)桿上。例如，形成體密度為0.5g/cm3左右，外徑為150mm的玻璃微粒子堆積體5。噴燒器在圖13中表示了多個(gè)，也可以是一個(gè)。其他工序與用VAD法形成玻璃微粒子堆積體的場(chǎng)合同樣地進(jìn)行，完成玻璃管。
求出了用該方法形成的玻璃管的偏心率和橢圓率。其結(jié)果，用該方法形成的玻璃管，在全長(zhǎng)上偏心率為0.84％，橢圓率為0.08％，是良好的。另外，從該玻璃管由MCVD法制成了玻璃母材，從該玻璃母材得到的單模光導(dǎo)纖維的PMD為0.11ps/km1/2，是良好的。另外，在孔的內(nèi)面上也沒有形成傷痕。
在本實(shí)施例中，作為拉拔棒，使用了由碳構(gòu)成的棒，但根據(jù)形成的玻璃的組成是可以變更的，棒的材質(zhì)可以使用氧化鋁、氧化鋯等。
第2實(shí)施方式直到燒結(jié)工序都與第1實(shí)施例相同。從管狀的玻璃毛坯拔出玻璃棒1之后，如圖11所示，把保持管21a、21b融接在玻璃毛坯10的兩端上。保持管21a、21b的內(nèi)徑和碳制的擴(kuò)徑構(gòu)件6的外徑都做成16mm。如圖12所示，把擴(kuò)徑構(gòu)件6從一方保持管21a插入玻璃毛坯10的孔內(nèi)，插通到另一端。玻璃毛坯、擴(kuò)徑構(gòu)件、加熱器的移動(dòng)與第1實(shí)施例一樣。最后確保玻璃管的有效長(zhǎng)度L2，切斷玻璃管的兩端并切離保持管。在該方法中，也可以把第1實(shí)施例中的玻璃棒進(jìn)入玻璃毛坯中的部分做成有效長(zhǎng)度部分，可以有效地利用玻璃毛坯。
第3實(shí)施方式除了在玻璃微粒子合成的同時(shí)供給CF4之外，其他與第1實(shí)施例的OVD法的情況相同，形成體密度為0.4g/cm3，外徑為120mm的玻璃微粒子堆積體。然后，除了把透明化處理后的溫度加熱到1450℃之外，其余與第1實(shí)施例相同地進(jìn)行，形成玻璃管。求出用該方法得到的玻璃管的偏心率和橢圓率，分別為0.75％、0.31％，是良好的。而玻璃管的折射率系數(shù)比SiO2低0.05％。
通過添加CF4，可以降低玻璃的折射率。在本實(shí)施例中，由于用OVD法做成玻璃微粒子堆積體，通過調(diào)整各層的CF4的添加量或者不添加，可以制造具有比第1實(shí)施例復(fù)雜的折射率分布的玻璃管。
第4實(shí)施方式把中空體放入加熱爐內(nèi)，去除羥基之后，在含SiF4的He環(huán)境中保持在1300℃，然后加熱到1450℃使中空體透明化，其余與第1實(shí)施例相同地進(jìn)行，形成玻璃管。用該方法得到的玻璃管的偏心率、橢圓率為0.9％、0.06％，是良好的。由于添加氟，玻璃管的折射率系數(shù)成為比SiO2低0.3％左右的折射率。而從該玻璃管由MCVD法做成玻璃母材，由玻璃母材得到的單模光導(dǎo)纖維的PMD是0.08ps/km1/2。
比較例1測(cè)定用與第1實(shí)施例相同的方法形成的中空體的形狀，其結(jié)果，偏心率為尚可的1.1％，但橢圓率是3.1％。脫水燒結(jié)該中空體來做成管狀的玻璃毛坯，把玻璃毛坯原封不動(dòng)地作為原始材料，由MCVD法在玻璃毛坯的內(nèi)面上形成含有GeO2等攙雜物的玻璃層，并做成實(shí)心化的光導(dǎo)纖維母材。拉絲該光導(dǎo)纖維母材做成光導(dǎo)纖維。光導(dǎo)纖維的PMD為較大的0.25ps/km1/2，該玻璃毛坯作為光導(dǎo)纖維的材料不是良好的。在本比較例中，燒結(jié)中空體并做成管狀的玻璃毛坯之后，把該玻璃毛坯的溫度加熱到軟化點(diǎn)以上但不擴(kuò)大其孔徑。因此前述玻璃毛坯的橢圓率仍舊很差，作為光導(dǎo)纖維的材料不是良好的。
比較例2準(zhǔn)備外徑為60mm的實(shí)心的玻璃坯料105，如圖14(a)所示，安裝了保持管107。如圖14(b)所示，使外徑16mm的碳鉆頭108壓接玻璃坯料105的一端，用加熱器106加熱碳鉆頭108接觸部分的玻璃坯料105并使其軟化，一邊回轉(zhuǎn)玻璃坯料105一邊把碳鉆頭108壓入玻璃坯料。如圖14(c)所示，使碳鉆頭108貫通玻璃坯料105，直到其另一端，在玻璃坯料105上開孔來制造管狀的玻璃毛坯。測(cè)定這時(shí)得到的玻璃毛坯的形狀，其結(jié)果，橢圓率為尚可的0.6％，但偏心率是2.7％。
與比較例1同樣，把得到的玻璃毛坯原封不動(dòng)作為原始材料進(jìn)行MCVD法以后的工序來制造光導(dǎo)纖維。該光導(dǎo)纖維的PMD是較大的0.29ps/km1/2，該玻璃毛坯作為光導(dǎo)纖維的材料不是良好的。
在前述比較例1或者比較例2中，對(duì)于管狀的玻璃毛坯不用本發(fā)明的方法擴(kuò)大孔徑。因此，前述玻璃毛坯，其橢圓率或者偏心率在各自的場(chǎng)合下照舊很差，作為光導(dǎo)纖維的材料是不良的。從這些實(shí)施例和比較例的比較中可知，根據(jù)本發(fā)明的方法，能大幅度地降低橢圓率和偏心率，能得到具有很高精度的形狀的玻璃管。
第5實(shí)施方式把玻璃微粒子堆積在玻璃管的周圍，也可以形成玻璃微粒子堆積體。其他的工序與第1實(shí)施例同樣地進(jìn)行來形成玻璃管。例如，如圖15所示，準(zhǔn)備內(nèi)徑11mm、外徑13mm的由金屬系雜質(zhì)1ppm以下的合成石英構(gòu)成的作為原始材料的玻璃管50，把3升/分的原料氣體(SiCl4氣)、40升/分的氫和60升/分的氧供給到噴燒器4，由VAD法在玻璃管50的周圍堆積玻璃微粒子。例如，形成體密度0.25g/cm3左右、外徑150mm的玻璃微粒子堆積體5。
對(duì)于其他工序，與第1實(shí)施例同樣地進(jìn)行。經(jīng)脫水、燒結(jié)工序，形成孔徑9mm、外徑60mm的玻璃毛坯10。然后，在玻璃微粒子堆積體5的兩端上切斷玻璃管50并融接保持管。
然后，使加熱器35的溫度上升到2300℃，加熱擴(kuò)徑構(gòu)件6周圍的玻璃毛坯10，一邊回轉(zhuǎn)直徑16mm的擴(kuò)徑構(gòu)件6一邊將其壓入玻璃毛坯10內(nèi)并壓擴(kuò)孔9。這樣做之后，把孔徑從9mm擴(kuò)張到16mm。求出用該方法得到的玻璃管47的偏心率和橢圓率。其結(jié)果，在全長(zhǎng)上，偏心率0.75％、橢圓率0.25％，都是良好的。
再有，在把該玻璃作為MCVD法的原始材料使用的場(chǎng)合，為了防止OH基和管雜質(zhì)的影響，最好預(yù)先進(jìn)行化學(xué)腐蝕，使孔徑達(dá)到17.4mm左右。在本實(shí)施例中，表示了由VAD法把玻璃微粒子堆積在玻璃管上的例子，但也可以使用OVD法。
第6實(shí)施方式準(zhǔn)備外徑60mm的實(shí)心的玻璃坯料，使加熱器的溫度達(dá)到2400℃來加熱前述玻璃坯料，把外徑5mm的碳鉆頭壓入該玻璃坯料內(nèi)，其他工序與比較例2同樣地進(jìn)行來做成管狀的玻璃毛坯。與第5實(shí)施例同樣地?cái)U(kuò)大玻璃毛坯的孔徑，使用外徑16mm的擴(kuò)徑構(gòu)件并使加熱器的溫度為2300℃來擴(kuò)張前述玻璃毛坯的孔徑，制造玻璃管。
用該方法制造的玻璃管的橢圓率是0.65％、偏心率是0.7％，由該玻璃管做成光導(dǎo)纖維，其PMD為0.09ps/km1/2，是良好的。在第6實(shí)施例中，通過擴(kuò)大與比較例2同樣做成的管狀的玻璃毛坯的孔，可以制造偏心率好的玻璃管，把該玻璃管作為材料做成的光導(dǎo)纖維的PMD是良好的。
第7實(shí)施方式用開孔機(jī)對(duì)純硅石棒穿孔。在開孔機(jī)上使用的工具，可以使用在圖16所示的金屬圓筒的端部51a上涂敷了金剛石敷層且邊回轉(zhuǎn)邊接觸棒地進(jìn)行穿孔的工具51或者從端部產(chǎn)生超聲波來進(jìn)行穿孔的工具(未圖示)。用開孔機(jī)在外徑60mm的純硅石棒上形成孔徑5mm的孔來得到管狀的玻璃毛坯。此后，與第6實(shí)施例一樣，在加熱玻璃毛坯的同時(shí)，使擴(kuò)徑構(gòu)件回轉(zhuǎn)并插通孔，把孔徑擴(kuò)大到16mm。測(cè)定了用該方法制造的玻璃管的偏心率和橢圓率，分別為0.87％和0.35％，是良好的。
第8實(shí)施方式在第8實(shí)施例中，支承擴(kuò)徑構(gòu)件的兩端部。與本實(shí)施例有關(guān)的裝置，如圖3、17所示，用加熱器件26順序加熱玻璃毛坯10。通過在玻璃毛坯軟化的地方推壓擴(kuò)徑構(gòu)件6來擴(kuò)大玻璃毛坯10的孔徑。在該擴(kuò)徑構(gòu)件6上，連接著支承其前端中心的前端支承構(gòu)件7a和支承另一端的后端支承構(gòu)件7b。然后，以10rpm的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)玻璃毛坯10，一邊使擴(kuò)徑構(gòu)件6與前端支承構(gòu)件7a和后端支承構(gòu)件7b一起以5rpm的轉(zhuǎn)速向玻璃毛坯10的回轉(zhuǎn)方向回轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行孔的擴(kuò)徑。
而且，該裝置備有入口側(cè)基臺(tái)24a、出口側(cè)基臺(tái)24b、位于它們之間且具備支承發(fā)熱體30的加熱器支承臺(tái)23的加熱器件26。該前端支承構(gòu)件7a和后端支承構(gòu)件7b的前端分別可回轉(zhuǎn)地固定在入口側(cè)固定構(gòu)件20a和出口側(cè)固定構(gòu)件20b上。而這些入口側(cè)固定構(gòu)件20a和出口側(cè)固定構(gòu)件20b又分別固定在入口側(cè)基臺(tái)24a、出口側(cè)基臺(tái)24b上。玻璃毛坯10的兩端分別經(jīng)保持管21a、21b分別固定在固定構(gòu)件22a、22b上。
使擴(kuò)徑構(gòu)件6和玻璃毛坯10相對(duì)移動(dòng)的器件的固定構(gòu)件22a、22b，也可以由馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)在基臺(tái)24a、24b上同步自動(dòng)行走。也可以做成在基臺(tái)上設(shè)置滾珠絲杠，把與滾珠絲杠旋合的螺紋孔設(shè)置在固定構(gòu)件22a、22b上，用馬達(dá)等使?jié)L珠絲杠回轉(zhuǎn)而使固定構(gòu)件22a、22b沿著滾珠絲杠移動(dòng)。
擴(kuò)徑結(jié)束端側(cè)的保持管21b，經(jīng)夾頭27固定在固定構(gòu)件22b上。而擴(kuò)徑開始端側(cè)的保持管21a，經(jīng)夾頭27固定在固定構(gòu)件22a上。而且夾頭27a和夾頭27b與馬達(dá)(未圖示)連接，進(jìn)行同步回轉(zhuǎn)。通過該夾頭的回轉(zhuǎn)，經(jīng)保持管，使玻璃毛坯10以前述的回轉(zhuǎn)速度回轉(zhuǎn)。另外，入口側(cè)固定構(gòu)件20a和出口側(cè)固定構(gòu)件20b，備有馬達(dá)(未圖示)，經(jīng)前端支承構(gòu)件7a和后端支承構(gòu)件7b使擴(kuò)徑構(gòu)件6回轉(zhuǎn)。
圖3、圖17所示的加熱器件26是感應(yīng)加熱方式的器件，具有由圍繞玻璃毛坯10配置的碳構(gòu)成的發(fā)熱體30。對(duì)于加熱器件26，也可以使用電阻加熱方式。在發(fā)熱體30的周圍配置線圈28。通過在線圈28中流通電流來感應(yīng)加熱該發(fā)熱體30。
下面，對(duì)用該裝置制造具有所希望的孔徑的玻璃管(石英玻璃管)的方法進(jìn)行說明，首先，選擇玻璃毛坯10和擴(kuò)徑構(gòu)件6，使擴(kuò)徑構(gòu)件6的外徑與玻璃毛坯10的外徑之比為0.5左右。
然后，如圖18(a)所示，把出口側(cè)固定構(gòu)件20b固定在出口側(cè)基臺(tái)24b上，把后端支承構(gòu)件7b的前端固定在出口側(cè)固定構(gòu)件20b上。這時(shí)，入口側(cè)基臺(tái)24a上的固定構(gòu)件22a和入口側(cè)固定構(gòu)件20a，分別被移動(dòng)到入口側(cè)基臺(tái)24a的左端。而固定構(gòu)件22b被放置在出口側(cè)基臺(tái)24b上的擴(kuò)徑開始位置，夾頭27b被維持在開放狀態(tài)，后端支承構(gòu)件7b貫通其中。
然后，如圖18(b)所示，經(jīng)夾頭27a把保持管21a的一端固定在固定構(gòu)件22a上，從前端支承構(gòu)件7a的前端側(cè)向箭頭A方向移動(dòng)固定構(gòu)件22a。然后，當(dāng)保持管21b的端部到達(dá)夾頭27b的位置時(shí)，進(jìn)行高度調(diào)整，使玻璃毛坯10成為水平，把保持管21b固定在固定構(gòu)件22b的夾頭27b上。
這時(shí)，前端支承構(gòu)件7a貫通玻璃毛坯的孔。然后把入口側(cè)固定構(gòu)件20a移動(dòng)到前端支承構(gòu)件7a的前端。入口側(cè)固定構(gòu)件20a，被做成能向圖18(b)所示的X、Y、Z直角坐標(biāo)的3個(gè)方向移動(dòng)。微調(diào)入口側(cè)固定構(gòu)件20a的位置，使玻璃毛坯10與前端支承構(gòu)件7a和后端支承構(gòu)件7b的中心軸一致，把前端支承構(gòu)件7a固定在入口側(cè)固定構(gòu)件20a上。再有，擴(kuò)徑構(gòu)件6、前端支承構(gòu)件7a和后端支承構(gòu)件7b被高精度地定位，使它們的中心軸一致，然后被相互固定。
在該例中，固定了玻璃毛坯，調(diào)整了擴(kuò)徑構(gòu)件的位置，使之符合該玻璃毛坯的中心軸，相反地，也可以固定擴(kuò)徑構(gòu)件，調(diào)整并固定位置使玻璃毛坯和擴(kuò)徑構(gòu)件保持同軸。
然后，使加熱器件26動(dòng)作，使擴(kuò)徑構(gòu)件6接觸玻璃毛坯10的端部，進(jìn)行加熱，使該接觸區(qū)域附近成為2300℃。然后驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，使玻璃毛坯10和擴(kuò)徑構(gòu)件6同軸地分別以10rpm、5rpm的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，同時(shí)，使固定構(gòu)件22a、22b分別以所希望的速度向箭頭A方向移動(dòng)。
這樣一來，玻璃毛坯10在被回轉(zhuǎn)的同時(shí)被加熱器件26加熱并被軟化，如圖17所示，由擴(kuò)徑構(gòu)件6逐漸擴(kuò)大其孔徑。最后取下保持管21a、21b，完成玻璃管。
根據(jù)這樣的方法，由于擴(kuò)徑構(gòu)件6的前端側(cè)也被支承，成為所謂雙支承狀態(tài)，所以擴(kuò)徑構(gòu)件的中心和作為原始材料的管狀的玻璃毛坯的中心高精度的重合。在擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑期間，幾乎沒有支承構(gòu)件彎曲和由振動(dòng)引起的擴(kuò)徑構(gòu)件的位置偏移等，擴(kuò)徑構(gòu)件被高精度地保持在其位置上。這樣一來，可以形成橢圓率小的孔。可以再現(xiàn)性好地得到偏心率小的玻璃管。
前端支承構(gòu)件可以比玻璃毛坯的孔徑小，后端支承構(gòu)件可以是擴(kuò)徑構(gòu)件的最大直徑或以下，如果不是一根，也可以用多根構(gòu)成。例如，若采用各自的中心呈正三角形的三根前端支承構(gòu)件，可更容易定位。另外，這些支承構(gòu)件不僅能用實(shí)心構(gòu)件，也可使用中空的支承構(gòu)件。
如圖21的截面放大圖所示，也可以使用擴(kuò)徑構(gòu)件6和前端支承構(gòu)件7a能裝卸的結(jié)構(gòu)，例如，可以做成，使在前端支承構(gòu)件7a的前端上突出形成的螺紋部62與在擴(kuò)徑構(gòu)件6上形成的螺紋孔61旋合。在這種場(chǎng)合下，可以把玻璃毛坯安裝在夾頭27上固定之后，把前端支承構(gòu)件7a插通玻璃毛坯10，與擴(kuò)徑構(gòu)件6的前端的螺紋孔61旋合，使前端支承構(gòu)件通過玻璃毛坯變得容易。
前端支承構(gòu)件不限于棒狀的構(gòu)件，也可以在擴(kuò)徑構(gòu)件的前端面上形成孔，把線安裝在該孔內(nèi)并牽引，進(jìn)行擴(kuò)徑構(gòu)件的前端側(cè)的位置限制。
第9實(shí)施方式在第8實(shí)施例中，前端支承構(gòu)件7a的前端被入口側(cè)固定構(gòu)件20a固定，但是也可以如圖22和圖23所示那樣，用設(shè)置在固定構(gòu)件22a上的滑動(dòng)構(gòu)件52的導(dǎo)向孔53只在軸向上限定位置。在回轉(zhuǎn)擴(kuò)徑構(gòu)件6的場(chǎng)合，只向出口側(cè)固定構(gòu)件20b賦予回轉(zhuǎn)力。前端支承構(gòu)件7a，伴隨著出口側(cè)固定構(gòu)件20b的回轉(zhuǎn)，一邊與滑動(dòng)構(gòu)件52接觸一邊進(jìn)行回轉(zhuǎn)。根據(jù)這樣的構(gòu)成，由于不需要另外設(shè)置用于支承前端支承構(gòu)件7a的固定構(gòu)件，所以構(gòu)件少也能解決問題，使構(gòu)成簡(jiǎn)單化。
第10實(shí)施方式在第8或者第9實(shí)施例中，只是從內(nèi)側(cè)進(jìn)行擴(kuò)徑，但也可以如圖24所示那樣，在軟化區(qū)域的外側(cè)設(shè)置成形構(gòu)件25來限制玻璃管材料的外徑。在本實(shí)施例中，成形構(gòu)件25安裝在加熱器件的發(fā)熱體30的內(nèi)側(cè)。所謂的軟化區(qū)域，不局限于其溫度在軟化點(diǎn)或以上的區(qū)域，也可以為把玻璃毛坯軟化成能變形的狀態(tài)的溫度區(qū)域。若根據(jù)本實(shí)施例，特別是通過外徑控制，可以形成偏心率小的玻璃管。
本發(fā)明，不局限于擴(kuò)大處于玻璃毛坯的中心的孔的孔徑的場(chǎng)合，也能用于對(duì)插入偏振波保持纖維的應(yīng)力賦予部件的孔等玻璃管材料的中心以外的孔進(jìn)行擴(kuò)徑的場(chǎng)合。在這種場(chǎng)合下，偏心率不是用圖10說明的定義，可以根據(jù)目的孔中心和實(shí)際孔中心的偏差D進(jìn)行定義，例如，當(dāng)目的孔的直徑為d時(shí)，可以把D/d作為偏心率。
(實(shí)施例1)由VAD法做成石英玻璃圓柱，用開孔機(jī)開孔，制造外徑φ70mm、內(nèi)徑φ15mm的管狀的玻璃毛坯。在玻璃毛坯上融接外徑70mm、內(nèi)徑45mm的保持管，將其安裝在第8實(shí)施方式所示的玻璃管制造裝置上(參照?qǐng)D3)。在此，使用了最大直徑為35mm的擴(kuò)徑構(gòu)件6。
然后，使加熱器件工作，使擴(kuò)徑構(gòu)件6的縮徑部接觸玻璃毛坯10的一側(cè)的前端面，進(jìn)行加熱使其接觸區(qū)域附近成為2300℃。然后，一邊使擴(kuò)徑構(gòu)件6接觸玻璃毛坯并擴(kuò)大孔徑，一邊使固定構(gòu)件22a、22b向箭頭A方向移動(dòng)并拉拔玻璃管，制造外徑75mm、內(nèi)徑35mm的玻璃管。
由該方法制造10根玻璃管。用超聲波測(cè)量?jī)x在圓周方向和長(zhǎng)度方向上測(cè)量這些玻璃管的壁厚分布，算出偏心率和壁厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，求出制造10根時(shí)各自的平均值。其結(jié)果，偏心率的平均值是0.80％。壁厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值σ是0.10mm。
(實(shí)施例2)如圖24所示，除了使用把以70mm的間隔平行配置的2塊碳板作為成形構(gòu)件25安裝在發(fā)熱體的內(nèi)壁上的裝置以外，與實(shí)施例1相同地制造10根玻璃管。用超聲波測(cè)量?jī)x在圓周方向和長(zhǎng)度方向上測(cè)量這些玻璃管的壁厚分布，算出偏心率和壁厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，求出制造10根時(shí)各自的平均值。其結(jié)果，偏心率的平均值是0.73％。壁厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值σ是0.08mm。
(實(shí)施例3)除了不使用前端支承構(gòu)件7a而使用懸臂方式的擴(kuò)徑構(gòu)件6以外，其他與實(shí)施例1相同地制造10根外徑φ70mm、內(nèi)徑φ35mm的玻璃管。用超聲波測(cè)量?jī)x在圓周方向和長(zhǎng)度方向上測(cè)量這些玻璃管的壁厚分布，算出偏心率和壁厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，求出制造10根時(shí)各自的平均值。其結(jié)果，偏心率的平均值是2.33％，壁厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值σ是0.50mm。
從實(shí)施例1和實(shí)施例3的比較可知，用雙支承方式擴(kuò)徑時(shí)，壁厚的偏差能降低80％。另外，從實(shí)施例2和實(shí)施例3的比較中可知，由拉模控制外徑同時(shí)用雙支承方式擴(kuò)徑時(shí)的壁厚的偏差能降低84％。實(shí)施例3與第1實(shí)施例所示的例子相比，由于玻璃管的外徑大，制造的玻璃管的孔徑也大，所以與第1實(shí)施例的例子相比，偏心率變大。但是，與比較例2相比，偏心率小。
包含日本專利申請(qǐng)2002-009231(2002年1月17日申請(qǐng))、2002-22444(2002年1月30日申請(qǐng))、2002-22566(2002年1月30日申請(qǐng))、2002-28779(2002年2月5日申請(qǐng))、2002-115432(2002年4月17日申請(qǐng))、2002-201174(2002年7月10日申請(qǐng))、2002-201861(2002年7月10日申請(qǐng))、2002-233926(2002年8月9日申請(qǐng))的說明書、權(quán)利要求書、附圖、說明書摘要的全部?jī)?nèi)容，都綜合在本說明書中。
如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的方法，能降低玻璃管的孔的偏心，能得到截面非常接近正圓的高品質(zhì)的玻璃管。另外，由于在擴(kuò)徑構(gòu)件上不施加超負(fù)荷，所以擴(kuò)徑構(gòu)件和玻璃管也不會(huì)破裂。
權(quán)利要求
1.一種玻璃管的制造方法，其特征在于，一邊把管狀的玻璃毛坯加熱到軟化點(diǎn)以上的溫度，一邊由擴(kuò)徑構(gòu)件插通前述玻璃毛坯的孔來擴(kuò)大前述孔的孔徑。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，在標(biāo)桿的周圍堆積玻璃微粒子來形成玻璃微粒子堆積體，從前述玻璃微粒子堆積體中拔出前述標(biāo)桿形成中空體，擴(kuò)大燒結(jié)前述中空體后得到的管狀的玻璃構(gòu)件的孔的孔徑。
3.如權(quán)利要求1所述的玻璃管制造方法，其特征在于，在玻璃管的周圍堆積玻璃微粒子來形成玻璃微粒子堆積體，擴(kuò)大燒結(jié)前述玻璃微粒子堆積體得到的管狀的玻璃構(gòu)件的孔的孔徑。
4.如權(quán)利要求1所述的玻璃管制造方法，其特征在于，擴(kuò)大對(duì)玻璃棒穿孔得到的管狀的玻璃毛坯的孔的孔徑。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，在管狀的玻璃毛坯的至少一端上融接支承管，用前述支承管支承前述玻璃毛坯并擴(kuò)大前述玻璃毛坯的孔的孔徑。
6.如權(quán)利要求2、3或5的任一項(xiàng)所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，把含氟的化合物添加在玻璃微粒子堆積體中。
7.如權(quán)利要求1所述的玻璃管制造方法，其特征在于，至少在擴(kuò)徑構(gòu)件的后端支承擴(kuò)徑構(gòu)件，同時(shí)擴(kuò)大玻璃毛坯的孔的孔徑。
8.如權(quán)利要求7所述的玻璃管制造方法，其特征在于，在擴(kuò)徑構(gòu)件的兩端支承擴(kuò)徑構(gòu)件，同時(shí)擴(kuò)大玻璃毛坯的孔的孔徑。
9.如權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，從外側(cè)支承玻璃毛坯，同時(shí)擴(kuò)大前述玻璃毛坯的孔的孔徑。
10.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，將前端做成尖細(xì)并從中途開始成為規(guī)定外徑的圓筒部或者圓柱部的擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯，在前述玻璃毛坯與前述圓筒部或圓柱部接觸期間，把前述玻璃毛坯冷卻到前述玻璃毛坯的截面形狀能自維持的溫度。
11.如權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，用具有隨著離開擴(kuò)徑構(gòu)件外徑逐漸變小的收縮部的支承構(gòu)件支承擴(kuò)徑構(gòu)件，用該擴(kuò)徑構(gòu)件擴(kuò)大玻璃毛坯的孔的孔徑。
12.如權(quán)利要求1所述的玻璃管的制造方法，其特征在于，在管狀的玻璃毛坯的端面上，設(shè)置能把擴(kuò)徑構(gòu)件導(dǎo)向到規(guī)定位置的定位凹部，使擴(kuò)徑構(gòu)件接觸前述凹部后開始前述玻璃毛坯的孔的孔徑的擴(kuò)大。
13.一種玻璃管的制造裝置，其特征在于，具有從周圍加熱管狀的玻璃毛坯的加熱構(gòu)件、可插通前述玻璃毛坯的擴(kuò)徑構(gòu)件、支承前述擴(kuò)徑構(gòu)件的兩端的支承構(gòu)件、相對(duì)移動(dòng)前述擴(kuò)徑構(gòu)件和前述玻璃毛坯使前述擴(kuò)徑構(gòu)件插通前述玻璃毛坯的孔的器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一邊將管狀的玻璃毛坯的加熱到軟化點(diǎn)以上的溫度，一邊用擴(kuò)徑構(gòu)件插通玻璃毛坯的孔來擴(kuò)大孔徑的玻璃管的制造方法，管狀的玻璃毛坯可以從別處購(gòu)入，也可以自己制作。在前述玻璃管的制造方法中，可以一邊至少在其后端上支承擴(kuò)徑構(gòu)件一邊擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑。也可以一邊在其兩端上支承擴(kuò)徑構(gòu)件一邊擴(kuò)大玻璃毛坯的孔徑。另外本發(fā)明還涉及含有從周圍加熱管狀的玻璃毛坯的加熱構(gòu)件、能插通玻璃毛坯的擴(kuò)徑構(gòu)件、支承擴(kuò)徑構(gòu)件的兩端的支承構(gòu)件、相對(duì)移動(dòng)擴(kuò)徑構(gòu)件和玻璃毛坯使擴(kuò)徑構(gòu)件插通前述玻璃毛坯的孔的器件的玻璃管的制造裝置。
文檔編號(hào)C03B37/012GK1518525SQ0380048
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者棚田治良, 中村元宣, 大賀裕一, 榎本正, 平野正晃, 大西正志, 相馬一之, 守屋知巳, 梁田英二, 一, 之, 二, 宣, 巳, 志, 晃 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社