ガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法
【課題】炉心管内部を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を実現できること。
【解決手段】本発明にかかるガラスロッド延伸装置１００は、加熱炉１の炉心管４内に導入したガラスロッド１５を加熱処理し、この加熱処理によって溶融軟化したガラスロッド１５を所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッド（延伸済みロッド１５ａ）を炉心管４から引き出すものである。このようなガラスロッド延伸装置１００では、加熱炉１の引出口側の下部開口部３ｂと支持棒１７および下部チャック１９との間を伸縮自在な筒部２によって覆い、炉心管４の内部空間に連通する閉空間を形成する。
【解決手段】本発明にかかるガラスロッド延伸装置１００は、加熱炉１の炉心管４内に導入したガラスロッド１５を加熱処理し、この加熱処理によって溶融軟化したガラスロッド１５を所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッド（延伸済みロッド１５ａ）を炉心管４から引き出すものである。このようなガラスロッド延伸装置１００では、加熱炉１の引出口側の下部開口部３ｂと支持棒１７および下部チャック１９との間を伸縮自在な筒部２によって覆い、炉心管４の内部空間に連通する閉空間を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材または石英管等の中実または中空のガラスロッドを延伸するガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバ母材等の中実のガラスロッドまたは石英管等の中空のガラスロッドを延伸加工するガラスロッド延伸装置が提案されている。ガラスロッド延伸装置は、ガラスロッドを加熱するための加熱手段として例えば酸水素火炎バーナまたは電気加熱炉を有し、延伸方向の両端が把持されたガラスロッドを加熱し、このガラスロッドを端部から順次溶融軟化させるとともに延伸方向に引っ張る。この場合、ガラスロッド延伸装置は、例えば、電気加熱炉の炉心管内に挿入したガラスロッドを下端部から上端部に向けて順次加熱処理するとともに、このガラスロッドの溶融軟化部分を鉛直下方に延伸する。このようにして、ガラスロッド延伸装置は、ガラスロッドを所望の外径に延伸加工する。
【０００３】
このようなガラスロッド延伸装置には、電気加熱炉の上端部、すなわち炉心管内にガラスロッドを挿入する側の一端部に、炉心管の一開口端（ガラスロッド挿入口）をガラスロッドとともに覆う筒部が設けられたものがある。例えば図１２に示すように、このようなガラスロッド延伸装置５００は、ガラスロッド６００を加熱処理する電気加熱炉５０１と、電気加熱炉５０１のガラスロッド挿入口をガラスロッドとともに覆う筒部５０２とを有する。
【０００４】
具体的には、電気加熱炉５０１は、炉体５０３内部にガラスロッド６００の挿入管路を形成するカーボン製の炉心管５０４を有し、さらに、この炉心管５０４の外周に配置されたヒータ５０５と、炉心管５０４またはヒータ５０５の外周に配置された断熱材５０６とを有する。一方、筒部５０２は、電気加熱炉５０１の上部に設けられ、ガラスロッド挿入口である炉心管５０４の上部開口部５０１ａを内部に覆うとともに、炉心管５０４に連通する貫通孔を形成する。また、筒部５０２の上部開口端には、支持棒６０１を挿通可能な貫通孔を形成するとともに筒部５０２の上部開口端を略閉塞する蓋５０２ａが取り付けられる。かかる蓋５０２ａが取り付けられた筒部５０２は、ガラスロッド挿入口である上部開口部５０１ａからの外気の流入を防止する。
【０００５】
なお、延伸加工を行う際は、一般的にはガラスロッド６００は、上端部および下端部に支持棒６０１，６０２がそれぞれ取り付けられる。また、支持棒６０１，６０２は、チャック６０３，６０４によってそれぞれ把持される。
【０００６】
ここで、ガラスロッド延伸装置５００がガラスロッド６００を延伸加工する場合、電気加熱炉５０１は、炉心管５０４の内部に導入されたガラスロッド６００をヒータ５０５によって加熱処理し、ガラスロッド６００を下端部から上端部に向けて順次溶融軟化させる。これと同時に、ガラスロッド６００は、チャック６０３，６０４に把持された支持棒６０１，６０２によって鉛直方向に張力が加えられ、順次溶融軟化した部分が所望の外径まで細くなるように引き伸ばされる。このように延伸加工されたガラスロッド６００は、下部開口部５０１ｂを通って炉心管５０４から引き出される。
【０００７】
この場合、かかるガラスロッド延伸装置５００の内部空間、すなわち蓋５０２ａが取り付けられた筒部５０２と炉心管５０４とによって形成された内部空間には、炉心管内５０４内への外気の流入を防止するために、アルゴンガス（Ａｒガス）等の不活性ガスが供給される。この内部空間に不活性ガスが供給されることによって、この内部空間は、不活性ガスを充満させた状態であって外部の大気圧に比して高圧状態（すなわち正圧状態）に維持される。これは、カーボン部品である炉心管５０４が外気中の酸素によって酸化される（すなわち損傷する）ことを防止するためである。
【０００８】
なお、このようなガラスロッド延伸装置として、筒構造の長手方向に伸縮自在な筒部を電気加熱炉の上端部に設け、かかる伸縮自在な筒部によってガラスロッド挿入口をガラスロッドとともに覆うようにしたものがある（例えば、特許文献１および２を参照）。かかる電気加熱炉の上部の筒部を伸縮自在な構造にすることによって、ガラスロッドの上端部に取り付けられる支持棒の長さを比較的短くすることができる。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２５６０３４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４９３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来のガラスロッド延伸装置は、延伸加工後のガラスロッドの引出口である炉心管の下部開口部を装置外部に露出しているため、このガラスロッド延伸装置の内部空間に充満させた不活性ガスを炉心管の下部開口部から装置外部に大量に流出する。このことは、炉心管の内径が延伸加工前のガラスロッドを挿通可能な程度であるため、延伸加工後のガラスロッドと炉心管の内壁との間に大きな間隙が生じることに起因する。すなわち、炉心管内部を正圧状態に維持するために、この内部空間に大量の不活性ガスを供給しなければならないという問題点があった。なお、このように内部空間に供給される不活性ガスは一般に高価なものであるため、その供給量の低減が要望されている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、炉心管内部を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかるガラスロッド延伸装置は、加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸装置において、前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材は、前記加熱炉に対して鉛直下方に配置され、前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記筒状部材の内部空間の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部によって検出された圧力をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記筒状部材の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記炉心管の内部空間のＣＯ2濃度を検出する濃度検出部と、前記濃度検出部によって検出されたＣＯ2濃度をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記炉心管の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記引出手段は、前記ガラスロッドに一端部が接続され、溶融軟化した前記ガラスロッドを延伸加工しつつ前記炉心管から前記閉空間に引き出す支持棒と、前記支持棒の他端部近傍を把持する把持部と、を備え、前記筒状部材は、前記支持棒を摺動自在に挿通する蓋を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記蓋は、前記支持棒が挿通される開口部の径を可変自在に調節することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６にかかるガラスロッド延伸方法は、加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸方法において、前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材を前記加熱炉に対して鉛直下方に配置して前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成し、前記筒状部材を伸長しつつ、前記延伸加工後のガラスロッドを前記閉空間内に引き出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、炉心管の内部空間に供給した不活性ガスの中から装置外部に排出される不活性ガスの排出量を低減することができ、炉心管の内部空間を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明にかかる実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図１に示すように、このガラスロッド延伸装置１００は、例えば光ファイバ母材であるガラスロッド１５を加熱処理する加熱炉１を有する。かかるガラスロッド延伸装置１００は、この加熱炉１の加熱処理によって溶融軟化したガラスロッド１５を所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッド（以下、延伸済みロッドと称する）１５ａを加熱炉１から引き出す。この場合、ガラスロッド１５は、例えば上端部および下端部に石英製の支持棒１６，１７がそれぞれ接続され、上部側の支持棒１６を上部チャック１８で、下部側の支持棒１７を下部チャック１９で把持され、上部チャック１８と下部チャック１９とが相対的に離れるように動作することにより、ガラスロッド１５に張力が加えられる。このような支持棒１７および下部チャック１９は、加熱炉１の加熱処理によって溶融軟化したガラスロッド１５を所望の外径に延伸加工しつつ加熱炉１から引き出す引出手段として機能する。
【００２１】
また、ガラスロッド延伸装置１００は、加熱炉１の引出口側の開口部（例えば後述する炉体３の下部開口部３ｂ）を覆う筒部２を有する。筒部２は、伸縮自在な筒状部材を用いて実現され、加熱炉１に対して鉛直下方に配置される。このような筒部２は、図１に示すように、加熱炉１の引出口側の開口部と上述した引出手段（すなわち支持棒１７および下部チャック１９）との間を覆うとともに、加熱炉１の内部空間（後述する炉心管４の内部空間）に連通する閉空間を形成する。
【００２２】
つぎに、上述した加熱炉１の構成について説明する。加熱炉１は、図１に示すように、炉体３の内部に、ガラスロッド１５が導入される炉心管４と、炉心管４の内部に導入されたガラスロッド１５を加熱処理するヒータ５と、炉心管４またはヒータ５の外周に配置された耐熱性の断熱材６とを有する。また、加熱炉１は、炉心管４の内部空間にアルゴンガス（Ａｒガス）を供給するＡｒガス供給部７，８と、ヒータ５の温度を計測する放射温度計９と、延伸済みロッド１５ａの外径を計測する外径測定器１０とを有する。さらに、加熱炉１は、放射温度計９のために炉体３に形成された温度測定窓にＡｒガスを噴出するＡｒガス噴出部１１と、外径測定器１０のために炉体３に形成された外径測定窓にＡｒガスを噴出するＡｒガス噴出部１２，１３とを有する。
【００２３】
炉心管４は、例えばカーボンを用いて実現され、ガラスロッド１５が導入される内部空間、すなわち上述した加熱炉１の内部空間を形成する。このような炉心管４は、例えば、炉体３の上部開口部３ａ（加熱炉１の入口側の開口部）を介してガラスロッド１５が導入され、炉体３の下部開口部３ｂ（加熱炉１の引出側の開口部）を介して延伸済みロッド１５ａが引き出される。この場合、上部開口部３ａでの炉体３の内壁とガラスロッド１５との間隙は、下部開口部３ｂでの炉体３の内壁と延伸済みロッド１５ａとの間隙に比して小さい。
【００２４】
ヒータ５は、例えば電気ヒータであり、炉心管４の外周に配置される。このようなヒータ５は、炉心管４の内部に導入されたガラスロッド１５を加熱処理し、このガラスロッド１５を延伸加工できるように溶融軟化させる。この場合、ヒータ５は、加熱炉１とガラスロッド１５との相対位置を徐々に変化させることによって、例えばガラスロッド１５の下端部から上端部に向けて順次加熱処理する。
【００２５】
Ａｒガス供給部７，８は、炉心管４の内部空間にＡｒガスを供給する。具体的には、Ａｒガス供給部７は、給気管７ａを介して炉心管４の引出口側開口部の近傍にＡｒガスを供給する。この場合、Ａｒガス供給部７は、炉心管４の内部空間と上述した筒部２によって形成される閉空間とにＡｒガスを十分供給し、この炉心管４の内部空間と筒部２の閉空間とにＡｒガスを充満させるとともに炉心管４の内部空間を正圧状態に維持する。なお、図１に示す給気管７ａでは、管路Ａ１と管路Ａ２とが連通している。
【００２６】
ここで、給気管７ａの噴出方向は、下向きであることが好ましい。これは、給気管７ａの噴出方向が上向きであると炉心管４内部の上昇流を強めるため筒部２内の圧力が上がりにくいからである。また、給気管７ａの噴出口を、炉心管４の円周方向の全周に設置し、炉心管４の円周方向についてもＡｒガスが均一に噴出されることが好ましい。これにより筒部２内のＡｒガスを閉じ込める効果が高くなるため、筒部２内の圧力が上がりやすい。
【００２７】
一方、Ａｒガス供給部８は、給気管８ａを介して炉心管４の入口側開口部の近傍にＡｒガスを供給する。この場合、Ａｒガス供給部８は、炉心管４の内部空間にＡｒガスを供給するとともに、上部開口部３ａの内側近傍にＡｒガスの膜または壁を形成する。Ａｒガス供給部８は、かかるＡｒガスの膜または壁を形成することによって、上部開口部３ａから炉心管４の内部空間への外気の流入を防止し、この炉心管４と外気（特に酸素）との接触を防止する。
【００２８】
放射温度計９は、炉体３に形成された温度測定窓を介してヒータ５に例えば赤外線を放射し、このヒータ５の表面温度を測定する。外径測定器１０は、炉体３に形成された外径測定窓を介して炉心管４内の延伸済みロッド１５ａに例えばレーザ光を射出し、これによって延伸済みロッド１５ａを走査し、得られた投影像をもとに延伸済みロッド１５ａの外径を測定する。
【００２９】
Ａｒガス噴出部１１は、放射温度計９がヒータ５の表面温度を測定するために炉体３に形成された温度測定窓にＡｒガスを噴出し、この温度測定窓にＡｒガスの膜または壁を形成する。Ａｒガス噴出部１１は、かかるＡｒガスの膜または壁を形成することによって、この温度測定窓から炉体３の内部への外気の流入、すなわち炉心管４と外気（特に酸素）との接触を防止する。Ａｒガス噴出部１２，１３は、外径測定器１０が延伸済みロッド１５ａの外径を測定するために炉体３に形成された外径測定窓にＡｒガスを噴出し、この外径測定窓にＡｒガスの膜または壁を形成する。Ａｒガス噴出部１２，１３は、かかるＡｒガスの膜または壁を形成することによって、この外径測定窓から炉心管４の内部への外気の流入を防止し、炉心管４と外気（特に酸素）との接触を防止する。
【００３０】
つぎに、上述した筒部２の構成について説明する。筒部２は、図１に示すように、伸縮自在な伸縮筒体２１と、伸縮筒体２１の一方の開口端と加熱炉１とを接続する上部蓋２２と、伸縮筒体２１の他方の開口端を閉塞する下部蓋２３とを有する。また、筒部２は、支持棒１７を摺動自在に挿通する中蓋２４を有する。なお、この支持棒１７を把持する下部チャック１９は、支持板２０に対して固定される。この支持板２０は、下部蓋２３の外側に着脱可能に取り付けられる。
【００３１】
伸縮筒体２１は、例えばベローズ構造を有する伸縮自在な筒体であり、一方の開口端が上部蓋２２に接続され、且つ他方の開口端が下部蓋２３に接続される。かかる上部蓋２２と下部蓋２３とを両端部に接続した伸縮筒体２１は、炉体３の下部開口部３ｂ（すなわち加熱炉１の引出口側の開口部）と支持棒１７および下部チャック１９との間を覆うとともに、炉心管４の内部空間に連通する閉空間（上述した筒部２の閉空間）を形成する。
【００３２】
上部蓋２２は、一端が炉体３の下端部に固定されるとともに他端に伸縮筒体２１が接続され、上述した筒部２の閉空間と炉心管４の内部空間とを連通する管路を形成する。この場合、かかる閉空間は、上部蓋２２に形成された管路を介して炉心管４の内部空間に連通する。また、上部蓋２２は、この管路の一部分にガラス製またはプラスチック製の光透過性部材２２ａを嵌め込んだ窓が形成される。作業者は、かかる光透過性部材２２ａを通して筒部２の閉空間内の延伸済みロッド１５ａを視認することができる。
【００３３】
下部蓋２３は、上部蓋２２に対向する面に伸縮筒体２１が接続されるとともに、この伸縮筒体２１の接続面の反対側の面に支持板２０が着脱可能に接続される。また、下部蓋２３は、筒部２の閉空間内に、下部チャック１９を収納する収納部２３ａを形成する筒部を有し、この筒部の端部近傍に中蓋２４を有する。この場合、下部蓋２３は、下部チャック１９が固定された支持板２０を着脱可能に接続するとともに、この下部チャック１９を収納部２３ａに収納する。
【００３４】
中蓋２４は、例えばカーボンフェルト材を用いて実現され、支持棒１７を摺動自在に挿通する開口部が形成される。
【００３５】
なお、このような構成を有するガラスロッド延伸装置１００は、上部チャック１８を用いて所定の位置に固定されたガラスロッド１５を炉心管４に沿って変位させるように加熱炉１を駆動する加熱炉駆動部（図示せず）と、筒部２を伸長しつつ支持棒１７および下部チャック１９を移動してガラスロッド１５に張力を加える延伸駆動部（図示せず）と、かかる加熱炉駆動部および延伸駆動部の各駆動を制御する制御部とをさらに有する。この場合、この制御部は、外径測定器１０によって測定された延伸済みロッド１５ａの外径をもとに加熱炉駆動部および延伸駆動部の各駆動を制御し、この延伸済みロッド１５ａの外径を所望の外径に調節する。また、この制御部は、放射温度計９によって測定されたヒータ９の表面温度をもとにヒータ５の駆動を制御し、このヒータ５の温度をガラスロッド１５の加熱処理に好適な温度に調節する。
【００３６】
つぎに、上述した伸縮筒体２１の構成について説明する。図２は、伸縮筒体２１の断面構造を例示する模式図である。図２に示すように、伸縮筒体２１は、伸縮自在な蛇腹構造またはベローズ構造に形成されたガラス繊維２１ａを主体とし、このガラス繊維２１ａの内壁、すなわち筒部２の閉空間側の壁に金属膜２１ｂを形成して実現される。この場合、金属膜２１ｂは、ガラス繊維２１ａの耐熱性および気密性を高めることができる。また、伸縮筒体２１の外側に凸となる各部分であってガラス繊維２１ａの内側には、伸縮筒体２１形状を保持するための形状保持リング２１ｃが挿入されている。
【００３７】
かかるガラス繊維２１ａと金属膜２１ｂとによって形成された伸縮筒体２１は、例えば２００℃程度の高温にも耐えうる耐熱性を有するとともに、筒部２の閉空間と筒部２の外部との間で高い気密性を実現する。なお、かかるガラス繊維２１ａに成膜（すなわちコーティング）される金属膜２１ｂの金属材料としては、例えばアルミニウム、銅、およびニッケル等が挙げられる。
【００３８】
つぎに、本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸方法について説明する。図３は、母材であるガラスロッド１５をガラスロッド延伸装置１００上に搬送した状態を例示する模式図である。図４は、加熱炉１の炉心管４内にガラスロッド１５を導入した状態を例示する模式図である。図５は、ガラスロッド１５を延伸加工した状態を例示する模式図である。図６は、延伸済みロッド１５ａと支持棒１７と切断する状態を例示する模式図である。図７は、ガラスロッドの延伸加工終了後の状態を例示する模式図である。以下、図３〜７を参照しつつ、この実施の形態１にかかるガラスロッド延伸方法について説明する。
【００３９】
まず、母材であるガラスロッド１５は、図３に示すように、上端部に接続された支持棒１６を把持する上部チャック１８を用いて支持され、ガラスロッド延伸装置１００の上部にセットされる。この場合、ガラスロッド延伸装置１００は、筒部２を縮めた状態（すなわち伸縮筒体２１を畳んだ状態）である。また、ガラスロッド延伸装置１００は、下部蓋２３に支持板２０を着脱可能に接続し、この支持板２０に固定された下部チャック１９と、この下部チャック１９に把持された支持棒１７とを内部に有する。この場合、支持棒１７は、中蓋２４に摺動自在に挿通し、この端部を炉心管４の内部空間におけるヒータ５の近傍に位置させる。また、下部チャック１９は、下部蓋２３の収納部２３ａの内部に収納される。
【００４０】
また、ガラスロッド延伸装置１００は、この時点（具体的にはガラスロッド１５を炉心管４内に導入する前の段階）において休転状態である。すなわち、ガラスロッド延伸装置１００は、この休転状態において、炉心管４の内部空間と筒部２の閉空間とにＡｒガスを供給して炉心管４の内部空間を正圧状態に維持するとともに、この炉心管４の内部空間の温度をヒータ５によって予め高温にする。この場合、加熱炉１の上部開口部３ａには蓋２５が被せられる。蓋２５は、例えば石英製のものであり、略中央部に貫通孔２５ａが形成される。かかる蓋２５の作用効果については、後述する。
【００４１】
つぎに、ガラスロッド延伸装置１００は、上部開口部３ａの蓋２５が取り外され、その後、ガラスロッド１５に向けて上昇する。この場合、ガラスロッド延伸装置１００は、図４に示すように、上部開口部３ａから炉心管４の内部にガラスロッド１５を導入し、このガラスロッド１５の下端部１５ｂと支持棒１７とを接続する。これと同時に、ガラスロッド延伸装置１００は、上述したＡｒガス供給部７によって５０〜９０［ｌ／ｍｉｎ］の流量のＡｒガスを炉心管４の内部空間と筒部２の閉空間とに供給し、且つ、上述したＡｒガス供給部８によって２０［ｌ／ｍｉｎ］の流量のＡｒガスを炉心管４の入口側開口部の近傍に供給した。これによって、炉心管４の内部空間は、Ａｒガスを充満させた正圧状態に常時維持される。
【００４２】
その後、ガラスロッド延伸装置１００は、このようなガラスロッド１５をヒータ５によって加熱処理するとともに、かかるガラスロッド１５の下端部から上端部に向けてヒータ５を徐々に上昇させるように加熱炉１を順次上昇させる。これと同時に、ガラスロッド延伸装置１００は、下部チャック１９とともに下部蓋２３を下降させて筒部２を伸長し、この下部チャック１９に把持された支持棒１７を鉛直下方に移動させる。このようなガラスロッド延伸装置１００の動作によって、ガラスロッド１５は、下端部から上端部に向けて徐々に加熱処理されて溶融軟化するとともに、支持棒１７の移動に伴って鉛直方向に張力が加えられる。この場合、ガラスロッド１５の溶融軟化部分は、鉛直下方に引き伸ばされつつ所望の外径に延伸加工される。
【００４３】
このように延伸加工されたガラスロッド、すなわち延伸済みロッド１５ａは、図５に示すように、支持棒１７とともに炉心管４の内部空間から筒部２の閉空間に引き出される。ガラスロッド延伸装置１００は、さらに鉛直下方に筒部２を伸長しつつ下部チャック１９を鉛直下方に移動させ、順次溶融軟化されるガラスロッド１５に張力を加え続ける。この場合、ガラスロッド１５は、下端部から上端部に向けて順次延伸加工される。この結果、延伸済みロッド１５ａは、下部開口部３ｂを介して炉心管４から筒部２の閉空間に順次引き出される。このようにして、ガラスロッド延伸装置１００は、例えば外径１００ｍｍのガラスロッド１５を外径５０ｍｍの延伸済みロッド１５ａ（光ファイバ母材または石英管等）に延伸加工する。
【００４４】
ガラスロッド延伸装置１００は、ガラスロッド１５を所望の外径のガラスロッド（延伸済みロッド１５ａ）に延伸加工し終えた場合、ヒータ５の温度を下げ、また、筒部２を縮小させるとともに延伸済みロッド１５ａの下端部を外部に露出する。その後、この延伸済みロッド１５ａと支持棒１７とが切り離される。具体的には、ガラスロッド延伸装置１００は、ヒータ５の温度を下げた後、下部蓋２３から支持板２０を取り外して支持板２０および下部チャック１９を例えば床または作業台に残す。つぎに、ガラスロッド延伸装置１００は、この下部蓋２３を上昇させるとともに伸縮筒体２１を折り畳むことによって、筒部２を縮小させる。この場合、中蓋２４は、筒部２の閉空間を外部に対して略気密にするとともに、支持棒１７および延伸済みロッド１５ａの側壁に沿って順次摺動しつつ上昇する。この結果、延伸済みロッド１５ａは、図６に示すように、支持棒１７とともに端部近傍を外部に露出する。このように露出した延伸済みロッド１５ａおよび支持棒１７は、所定の切断装置２７によって切り離される。
【００４５】
なお、伸縮筒体２１を折り畳んだ状態（すなわち縮小した状態）の筒部２には、例えば延伸済みロッド１５ａと支持棒１７との切断工程の際に筒部２が伸長しないようにフック２６が取り付けられる。フック２６は、図６に示すように、上部蓋２２と下部蓋２３とを連結し、下部蓋２３の落下、すなわち筒部２の伸長を防止する。
【００４６】
また、中蓋２４は、支持棒１７を摺動自在に挿通する開口部が形成されているため、このように下部蓋２３から支持板２０を取り外して伸縮筒体２１を折り畳んだ状態において、筒部２の閉空間と外部とを略遮断できる。
【００４７】
その後、延伸済みロッド１５ａは、図７に示すように、ガラスロッド延伸装置１００から取り出される。このようにして、ガラスロッド延伸装置１００は、母材であるガラスロッド１５をもとに所望の外径の延伸済みロッド１５ａを実現する。具体的には、例えば外径１００ｍｍのガラスロッド１５（母材）をもとに、外径５０ｍｍの延伸済みロッド１５ａ（光ファイバ母材または石英管等）が得られた。一方、ガラスロッド延伸装置１００は、図３に示した状態（ガラスロッド１５を炉心管４内に導入する前の段階とほぼ同様の状態）に戻され、上述した休転状態になる。この場合、加熱炉１の上部開口部３ａには、上述した石英製の蓋２５が被せられる。
【００４８】
蓋２５は、加熱炉１の上部開口部３ａに被せられた場合、Ａｒガスが供給された炉心管４の内部空間を正圧状態に維持するとともに、貫通孔２５ａから高温のＡｒガスを適度に排出する。この結果、蓋２５は、筒部２の閉空間への高温Ａｒガスの流入を抑制するとともに、比較的少ない供給量のＡｒガスによって炉心管４の内部空間を正圧状態に維持することができる。これによって、高温Ａｒガスの接触に起因する筒部２（特に伸縮筒体２１）の劣化の防止とＡｒガスの供給量の低減とを両立することができる。具体的には、かかる蓋２５を上部開口部３ａに被せた場合、上述したＡｒ供給部７，８がそれぞれ２０［ｌ／ｍｉｎ］の流量でＡｒガスを供給することによって、炉心管４の内部空間は、Ａｒガスを充満させた正圧状態に維持された。
【００４９】
ここで、上述したガラスロッド延伸装置１００は、延伸済みロッド１５ａの引出口である下部開口部３ｂを筒部２の閉空間内に覆い、この下部開口部３ｂでの内壁と延伸済みロッド１５ａとの間隙に比してガラスロッド１５と内壁との間隙が小さい上部開口部３ａを外部に露出している。このようなガラスロッド延伸装置１００は、かかる間隙が小さい上部開口部３ａを介してＡｒガスを排出するので、引出口側の下部開口部を介してＡｒガスを外部に排出する従来のガラスロッド延伸装置（図１２を参照）に比して、装置外部へのＡｒガスの排出量が少ない。
【００５０】
また、上述したガラスロッド延伸装置１００は、加熱炉１に対して鉛直下方に筒部２を有し、炉心管４の内部において溶融軟化したガラスロッド１５を鉛直下方に引き伸ばすように延伸加工していた。このため、炉心管４の内部空間に供給されたＡｒガスは、ヒータ５によって加熱されるとともに鉛直上方に流れ、上部開口部３ａの間隙を介して排出される。すなわち、ヒータ５によって加熱された高温のＡｒガス（例えば１０００〜２０００℃のＡｒガス）は、加熱炉１の鉛直下方に位置する筒部２の閉空間に流入し難い。この結果、下部チャック１９を伸縮筒体２１で完全に覆っても、熱による故障の心配が少ないため、下部チャック１９を伸縮筒体２１で完全に覆うことができる。加熱炉に対して鉛直上方に筒部を有する従来のガラスロッド延伸装置（図１２を参照）においては、上部チャックの熱による故障が懸念されるため、上部チャックを完全に覆うことができない。したがって、かかる従来のガラスロッド延伸装置の筒部に取り付ける上部蓋には、支持棒を挿通するために装置外部に連通する貫通孔を設ける必要があり、これにより閉空間内の機密性が低くなる。したがって、ガラスロッド延伸装置１００は、かかる従来のガラスロッド延伸装置（図１２を参照）に比して、装置外部へのＡｒガスの排出量が少ない。また、筒部２の閉空間には、ヒータ５による加熱の影響が少ないＡｒガス（例えば２００℃以下のＡｒガス）が流入することになり、かかる筒部２の閉空間が過度に高温になることを防止できるとともに、筒部２（特に伸縮筒体２１）の耐熱設計が容易になる。
【００５１】
さらに、かかる炉心管４内のＡｒガスは鉛直上方に流れる（アッパーフローである）ため、炉心管４の内部空間に異物が存在する場合であっても、かかるアッパーフローのＡｒガスによって異物は上部開口部３ａから装置外部に排出される。したがって、このような異物が延伸済みロッド１５ａに付着することを防止することができる。
【００５２】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、延伸加工後のガラスロッドが引き出される加熱炉の引出口側の開口部と、この延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段（例えば支持棒１７および下部チャック１９）との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、この加熱炉の炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成するように構成した。このため、かかる引出口側の開口部での内壁と延伸加工後のガラスロッドとの間隙に比してガラスロッドと内壁との間隙が小さい加熱炉の入口側の開口部から装置外部に不活性ガスを排出することになる。この結果、炉心管の内部空間に供給した不活性ガスの中から装置外部に排出される不活性ガスの排出量を低減することができ、炉心管の内部空間を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を実現できる。
【００５３】
また、このような筒状部材を加熱炉の鉛直下方に配置したので、この筒状部材の内部空間（すなわち上述した閉空間）への高温の不活性ガスの流入を抑制することができる。この結果、下部チャックを完全に伸縮筒体で覆うことができるとともに、かかる筒状部材の閉空間が過度に高温になることを防止でき、この筒状部材の耐熱設計を容易にすることができる。
【００５４】
さらに、この鉛直下方の筒状部材を伸長しつつガラスロッドを鉛直下方に引き伸ばすように構成したので、炉心管の内部空間を正圧状態に維持しつつ不活性ガスを鉛直上方に流すことができる。このため、この炉心管の内部空間に異物が存在する場合であっても、かかるアッパーフローの不活性ガスによって異物は装置外部に排出でき、このような異物が延伸加工後のガラスロッドに付着することを防止することができる。
【００５５】
また、かかる筒状部材をベローズ構造等の伸縮自在な構造にしたので、自在に伸縮することが困難な所定形状の筒を用いた場合に比して、ガラスロッドを延伸加工するために必要な支持棒の長さをより短くすることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、所定の流量に調節されたＡｒガスを炉心管４の内部空間に供給していたが、この実施の形態２では、かかる炉心管４の内部空間に供給されるＡｒガスの流量をこの内部空間の圧力をもとに制御している。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図８に示すように、この実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００は、上述した実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置１００の加熱炉１に代えて加熱炉５０を有する。加熱炉５０は、上述したガラスロッド延伸装置１００の加熱炉１と同様の構成を有し、さらに、筒部２の内部空間の圧力を検出する圧力検出部５１と、圧力検出部５１によって検出された圧力をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する制御部５２とを有する。この場合、圧力検出部５１は、管５１ａを介して筒部２の内部空間に連通する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５８】
圧力検出部５１は、管５１ａを介して筒部２の内部空間の圧力を検出する。圧力検出部５１は、かかる内部空間の圧力検出結果を制御部５２に送信する。かかる圧力検出部５１は、制御部５２の制御に基づいて筒部２の内部空間の圧力を検出する。この場合、圧力検出部５１は、所定の時間が経過する毎に（すなわち定期的に）圧力を検出してもよいし、常時圧力を検出してもよいし、所望のタイミング（例えばガラスロッド１５の導入時および筒部２の伸長時等）で圧力を検出してもよい。
【００５９】
制御部５２は、筒部２の内部空間の圧力をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御し、炉心管４の内部空間をＡｒガスによって正圧状態に維持するよう機能する。具体的には、制御部５２は、筒部２の内部空間の圧力を圧力検出部５１に検出させ、かかる圧力検出部５１によって検出された圧力検出結果を取得する。つぎに、制御部５２は、この圧力検出結果をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。この場合、制御部５２は、筒部２の内部空間に充満するＡｒガスによって筒部２の内部空間を正圧状態に維持するように、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。例えば、制御部５２は、筒部２の内部空間の圧力が大気圧に対して５〜１０［Ｐａ］程度高くなるように、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。
【００６０】
ここで、ガラスロッド延伸装置２００は、上述した実施の形態１と同様に筒部２を伸長しつつガラスロッド１５を延伸加工する場合、筒部２の閉空間の容積を徐々に増加させる。かかる閉空間の容積増加に伴って、炉心管４の内部空間の圧力は徐々に低下する。この場合、制御部５２は、圧力検出部５１から取得した圧力検出結果をもとに炉心管４の内部空間の圧力低下を把握し、この筒部２の内部空間が負圧状態（すなわち大気圧に比して低い圧力状態）にならないようにＡｒ供給部７のＡｒガス流量を増加させる。このようにして、制御部５２は、ガラスロッド１５の延伸加工時における筒部２の内部空間を常時正圧状態に維持する。
【００６１】
一方、ガラスロッド延伸装置１００は、例えばガラスロッド１５の延伸加工が完了した後に上述した実施の形態１と同様に筒部２を縮小した場合、筒部２の閉空間の容積を徐々に減少させる。かかる閉空間の容積減少に伴って、筒部２の内部空間の圧力は徐々に上昇する。この場合、制御部５２は、圧力検出部５１から取得した圧力検出結果をもとに炉心管４の内部空間の圧力上昇を把握し、この炉心管４の内部空間が過度な正圧状態（例えば大気圧に対して＋５〜＋１０［Ｐａ］の範囲を超える高圧状態）にならないようにＡｒ供給部７のＡｒガス流量を必要最小限に減少させる。このようにして、制御部５２は、筒部２の内部空間を適正な正圧状態（大気圧に対して５〜１０［Ｐａ］程度高圧な状態）に維持しつつ、このＡｒガスの供給量を節約する。
【００６２】
このように、制御部５２は、上述した筒部２の閉空間の容積変化に伴って増減する筒部２の内部空間の圧力に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、筒部２の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この炉心管４の内部空間に供給されるＡｒガスの供給量を最小限必要なものに節約できる。
【００６３】
なお、圧力検出部５１は炉心管４の内部空間の圧力を検出するように構成してもいいが、炉心管４の内部は高温となるため、圧力検出部５１の耐熱性の問題が生じる。本実施形態のように筒部２の内部空間の圧力を検出することで、より安定した圧力制御が可能となる。
【００６４】
なお、この実施の形態２にかかるガラスロッド延伸方法は、筒部２の内部空間の圧力をもとにＡｒガスの流量を制御する以外、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、この実施の形態２にかかるガラスロッド延伸方法では、さらに、筒部２の閉空間の容積変化に伴って増減する筒部２の内部空間の圧力に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、Ａｒガスの供給量を節約する。
【００６５】
以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、上述した実施の形態１の構成に加え、筒部の内部空間の圧力を検出し、この内部空間の圧力検出結果をもとに、この筒部の内部空間に供給する不活性ガスの流量を制御するように構成した。このため、筒部の閉空間の容積変化に伴って増減する筒部の内部空間の圧力に対応して、この不活性ガスの流量を常に必要最小限に制御できる。この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、炉心管の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この筒部の内部空間に供給する不活性ガスの供給量を必要最小限に節約することができる。
【００６６】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、筒部２の内部空間に供給されるＡｒガスの流量をこの内部空間の圧力をもとに制御していたが、この実施の形態３では、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度をもとにＡｒガスの流量を制御している。
【００６７】
図９は、本発明の実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図９に示すように、この実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置３００は、上述した実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００の加熱炉５０に代えて加熱炉６０を有する。加熱炉６０は、上述したガラスロッド延伸装置２００の筒部２の圧力検出部５１に代えてＣＯ2濃度検出部６１を有し、制御部５２に代えて制御部６２を有する。この場合、ＣＯ2濃度検出部６１は、管６１ａを介して炉心管４の内部空間に連通する。その他の構成は実施の形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００６８】
ＣＯ2濃度検出部６１は、管６１ａを介して炉心管４内部空間から流入したガスをもとに、炉心管４の内部空間に含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度を検出する。ＣＯ2濃度検出部６１は、かかる内部空間の濃度検出結果を制御部６２に送信する。かかるＣＯ2濃度検出部６１は、制御部６２の制御に基づいて炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度を検出する。この場合、ＣＯ2濃度検出部６１は、所定の時間が経過する毎に（すなわち定期的に）ＣＯ2濃度を検出してもよいし、常時ＣＯ2濃度を検出してもよいし、所望のタイミング（例えばガラスロッド１５の導入時および筒部２の伸長時等）でＣＯ2濃度を検出してもよい。
【００６９】
制御部６２は、炉心管４の内部空間に含まれるＣＯ2の濃度をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御し、炉心管４の内部空間をＡｒガスによって正圧状態に維持するよう機能する。具体的には、制御部６２は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度をＣＯ2濃度検出部６１に検出させ、かかるＣＯ2濃度検出部６１によって検出された濃度検出結果を取得する。つぎに、制御部６２は、この濃度検出結果をもとに、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。例えば、制御部６２は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度が４００［ｐｐｍ］以下になるように、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。
【００７０】
ここで、ガラスロッド延伸装置３００は、例えば、上述した実施の形態１と同様に筒部２を伸長しつつガラスロッド１５を延伸加工する場合、筒部２の閉空間の容積を徐々に増加させる。かかる閉空間の容積増加に伴って、炉心管４の内部空間の圧力は徐々に低下する。このように圧力が低下し続けた場合、炉心管４の内部空間は、大気圧に対して負圧状態になるとともに外気を流入する虞がある。炉心管４の内部空間に外気が流入した場合、この外気に含まれる酸素がカーボン製の炉心管４を酸化し、劣化させる。このような酸化反応ではＣＯ2が生成され、この結果、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度が上昇する。この場合、制御部６２は、ＣＯ2濃度検出部６１から取得した濃度検出結果をもとに炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度の上昇を把握し、この炉心管４の酸化（すなわち劣化）の進行を阻害するようにＡｒ供給部７のＡｒガス流量を増加させる。
【００７１】
このようにして、制御部６２は、例えば筒部２の閉空間の容積変化に伴って変化する炉心管４の内部空間のＣＯ2濃度に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、炉心管４の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この炉心管４の内部空間に供給されるＡｒガスの供給量を最小限必要なものに節約できる。かかる制御部６２によって制御されるＡｒガス供給部７は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度を例えば４００［ｐｐｍ］以下にするために必要なＡｒガス流量（望ましくは最低限必要なＡｒガス流量）に設定してＡｒガスを炉心管４の内部空間に供給する。このように炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度が４００［ｐｐｍ］以下に維持された場合、この炉心管４の酸化（劣化）の進行は略阻止され、この場合の炉心管４は劣化していないものと略同等である。
【００７２】
なお、この実施の形態３にかかるガラスロッド延伸方法は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度をもとにＡｒガスの流量を制御する以外、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、この実施の形態３にかかるガラスロッド延伸方法では、さらに、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、Ａｒガスの供給量を節約する。
【００７３】
以上、説明したように、本発明の実施の形態３では、上述した実施の形態１の構成に加え、炉心管の内部空間に含まれるＣＯ2の濃度を検出し、この内部空間の濃度検出結果をもとに、この炉心管の内部空間に供給する不活性ガスの流量を制御するように構成した。このため、炉心管の内部空間におけるＣＯ2濃度に対応して、この不活性ガスの流量を常に必要最小限（すなわち炉心管の劣化を阻止するために最低限必要な不活性ガスの流量）に制御できる。この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、炉心管の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この炉心管の内部空間に供給する不活性ガスの供給量を必要最小限に節約することができる。
【００７４】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１では、中蓋２４に形成された所定サイズの開口部に支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動させていたが、この実施の形態４では、かかる支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動させる中蓋の開口部の径を可変にしている。
【００７５】
図１０は、本発明の実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図１０に示すように、この実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置４００は、上述した実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置１００の筒部２に代えて筒部７０を有する。筒部７０は、上述したガラスロッド延伸装置１００の筒部２の中蓋２４に代えて中蓋７１を有する。この中蓋７１は、支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動自在に挿通する開口部の径を変化でき、かかる開口部の径を調節する調節部７１ａを有する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００７６】
図１１は、中蓋７１の一構成例を模式的に示す斜視図である。図１１に示すように、中蓋７１は、例えばアイリス構造を有し、このアイリス構造によって径を変化させる開口部７１ｂを有する。この場合、中蓋７１は、調節部７１ａの操作によって開口部７１ｂの径を変化させる。このような中蓋７１は、例えばガラスロッド延伸装置４００がガラスロッド１５の延伸加工を完了した場合、支持棒１７の外径に合わせて開口部７１ｂの径を調節し、この径の開口部７１ｂに支持棒１７を摺動自在に挿通させる。その後、中蓋７１は、延伸済みロッド１５ａの外径に合わせて開口部７１ｂの径を調節し、この径の開口部７１ｂに延伸済みロッド１５ａを摺動自在に挿通させる。
【００７７】
このようにして、中蓋７１は、支持棒１７または延伸済みロッド１５ａと開口部７１ｂとの間隙を最小限に調節できる。この結果、図６に示すように下部蓋２３から支持板２０を取り外して伸縮筒体２１を折り畳み、筒部２を縮小させた状態において、中蓋７１は、異なる外径の部材を開口部７１ｂに挿通させる場合であっても筒部７０の閉空間と外部とを略遮断できる。一方、中蓋７１に挿通させる部材（例えば支持棒１７または延伸済みロッド１５ａ）が無い場合、中蓋７１は、調節部７１ａの操作によって開口部７１ｂを全閉する。
【００７８】
なお、この実施の形態４にかかるガラスロッド延伸方法は、中蓋７１の開口部７１ｂの径を調節する以外、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、この実施の形態４にかかるガラスロッド延伸方法では、さらに、中蓋７１の開口部７１ｂに支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動自在に挿通させる場合、かかる支持棒１７または延伸済みロッド１５ａの外径に合わせて中蓋７１の開口部７１ｂの径を調節する。
【００７９】
以上、説明したように、本発明の実施の形態４では、上述した実施の形態１の構成に加え、中蓋に挿通させる部材（例えば支持棒１７または延伸済みロッド１５ａ）の外径に合わせて中蓋の開口部の径を変化させるように構成した。このため、中蓋の開口部に挿通させる部材と開口部との間隙を最小限に調節することができる。この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、中蓋を介した筒状部材の閉空間と装置外部との気密性をさらに高めることができる。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態１〜４では、光ファイバ母材であるガラスロッド１５を延伸加工して所望の外径の延伸済みロッド１５ａ（すなわち光ファイバ母材）を得ていたが、これに限らず、石英管等の中空のガラスロッドを母材にして延伸加工し、所望の外径の中空ガラスロッド（すなわち石英管）を得るようにしてもよい。
【００８１】
また、本発明の実施の形態１〜４では、炉心管４の内部空間にＡｒガスを供給していたが、これに限らず、Ｈｅガス、Ｎ2ガス等の他の不活性ガスをＡｒガスに代えて炉心管４の内部空間に供給してもよい。この場合、このような他の不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を上述したＡｒガス供給部７，８に代えて設ければよい。
【００８２】
また、本発明の実施の形態２，３では、筒部２の内部空間の圧力または炉心管４の内部空間のＣＯ2濃度をもとに不活性ガスの流量を制御していたが、これに限らず、上述した実施の形態２，３を組み合わせたものであってもよい。この場合、例えば上述した実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００に対し、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度を検出するＣＯ2濃度検出部６１を追加し、制御部５２が、圧力検出部５１からの圧力検出結果とＣＯ2濃度検出部６１からの濃度検出結果とをもとに不活性ガスの流量を制御すればよい。
【００８３】
さらに、本発明の実施の形態４では、上述した実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置１００の中蓋２４に代えて中蓋７１を設けた構成のガラスロッド延伸装置４００を例示したが、これに限らず、上述した実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００の中蓋２４に代えて中蓋７１を設けた構成のガラスロッド延伸装置であってもよいし、上述した実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置３００の中蓋２４に代えて中蓋７１を設けた構成のガラスロッド延伸装置であってもよい。
【００８４】
また、本発明の実施の形態１〜４では、ガラスロッドの上部の位置を固定し、このガラスロッドに沿って加熱炉を上昇させるとともに筒部を伸長することによってガラスロッドを延伸加工していたが、これに限らず、ガラスロッドと加熱炉（具体的にはヒータ）との相対位置が変化するようにガラスロッドまたは加熱炉を移動させればよい。この場合、例えば加熱炉の位置を固定し、ガラスロッドを炉心管の内部に導入する方向（例えば鉛直下方）に移動させるとともに筒部を伸長してもよいし、炉心管の内部にガラスロッドが導入されるように加熱炉とガラスロッドとをともに移動させるとともに筒部を伸長してもよい。
【００８５】
さらに、本発明の実施の形態２，３では、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御していたが、これに限らず、かかるＡｒガス供給部７のＡｒガス流量とともにＡｒガス供給部８のＡｒガス流量を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】伸縮筒体の断面構造を例示する模式図である。
【図３】母材であるガラスロッドをガラスロッド延伸装置上にセットした状態を例示する模式図である。
【図４】加熱炉の炉心管内にガラスロッドを導入した状態を例示する模式図である。
【図５】ガラスロッドを延伸加工した状態を例示する模式図である。
【図６】延伸加工後のガラスロッドと支持棒と切断する状態を例示する模式図である。
【図７】ガラスロッドの延伸加工終了後の状態を例示する模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図１１】実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置の中蓋の一構成例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】従来のガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８７】
１，５０，６０ 加熱炉
２，７０ 筒部
３ 炉体
３ａ 上部開口部
３ｂ 下部開口部
４ 炉心管
５ ヒータ
６ 断熱材
７，８ Ａｒガス供給部
７ａ，８ａ 給気管
９ 放射温度計
１０ 外径測定器
１１〜１３ Ａｒガス噴出部
１５ ガラスロッド
１５ａ 延伸済みロッド
１６，１７ 支持棒
１８ 上部チャック
１９ 下部チャック
２０ 支持板
２１ 伸縮筒体
２１ａ ガラス繊維
２１ｂ 金属膜
２２ 上部蓋
２３ 下部蓋
２３ａ 収納部
２４ 中蓋
５１ 圧力検出部
５２，６２ 制御部
６１ ＣＯ2濃度検出部
７１ 中蓋
７１ａ 調節部
７１ｂ 開口部
１００，２００，３００，４００，５００ ガラスロッド延伸装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材または石英管等の中実または中空のガラスロッドを延伸するガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバ母材等の中実のガラスロッドまたは石英管等の中空のガラスロッドを延伸加工するガラスロッド延伸装置が提案されている。ガラスロッド延伸装置は、ガラスロッドを加熱するための加熱手段として例えば酸水素火炎バーナまたは電気加熱炉を有し、延伸方向の両端が把持されたガラスロッドを加熱し、このガラスロッドを端部から順次溶融軟化させるとともに延伸方向に引っ張る。この場合、ガラスロッド延伸装置は、例えば、電気加熱炉の炉心管内に挿入したガラスロッドを下端部から上端部に向けて順次加熱処理するとともに、このガラスロッドの溶融軟化部分を鉛直下方に延伸する。このようにして、ガラスロッド延伸装置は、ガラスロッドを所望の外径に延伸加工する。
【０００３】
このようなガラスロッド延伸装置には、電気加熱炉の上端部、すなわち炉心管内にガラスロッドを挿入する側の一端部に、炉心管の一開口端（ガラスロッド挿入口）をガラスロッドとともに覆う筒部が設けられたものがある。例えば図１２に示すように、このようなガラスロッド延伸装置５００は、ガラスロッド６００を加熱処理する電気加熱炉５０１と、電気加熱炉５０１のガラスロッド挿入口をガラスロッドとともに覆う筒部５０２とを有する。
【０００４】
具体的には、電気加熱炉５０１は、炉体５０３内部にガラスロッド６００の挿入管路を形成するカーボン製の炉心管５０４を有し、さらに、この炉心管５０４の外周に配置されたヒータ５０５と、炉心管５０４またはヒータ５０５の外周に配置された断熱材５０６とを有する。一方、筒部５０２は、電気加熱炉５０１の上部に設けられ、ガラスロッド挿入口である炉心管５０４の上部開口部５０１ａを内部に覆うとともに、炉心管５０４に連通する貫通孔を形成する。また、筒部５０２の上部開口端には、支持棒６０１を挿通可能な貫通孔を形成するとともに筒部５０２の上部開口端を略閉塞する蓋５０２ａが取り付けられる。かかる蓋５０２ａが取り付けられた筒部５０２は、ガラスロッド挿入口である上部開口部５０１ａからの外気の流入を防止する。
【０００５】
なお、延伸加工を行う際は、一般的にはガラスロッド６００は、上端部および下端部に支持棒６０１，６０２がそれぞれ取り付けられる。また、支持棒６０１，６０２は、チャック６０３，６０４によってそれぞれ把持される。
【０００６】
ここで、ガラスロッド延伸装置５００がガラスロッド６００を延伸加工する場合、電気加熱炉５０１は、炉心管５０４の内部に導入されたガラスロッド６００をヒータ５０５によって加熱処理し、ガラスロッド６００を下端部から上端部に向けて順次溶融軟化させる。これと同時に、ガラスロッド６００は、チャック６０３，６０４に把持された支持棒６０１，６０２によって鉛直方向に張力が加えられ、順次溶融軟化した部分が所望の外径まで細くなるように引き伸ばされる。このように延伸加工されたガラスロッド６００は、下部開口部５０１ｂを通って炉心管５０４から引き出される。
【０００７】
この場合、かかるガラスロッド延伸装置５００の内部空間、すなわち蓋５０２ａが取り付けられた筒部５０２と炉心管５０４とによって形成された内部空間には、炉心管内５０４内への外気の流入を防止するために、アルゴンガス（Ａｒガス）等の不活性ガスが供給される。この内部空間に不活性ガスが供給されることによって、この内部空間は、不活性ガスを充満させた状態であって外部の大気圧に比して高圧状態（すなわち正圧状態）に維持される。これは、カーボン部品である炉心管５０４が外気中の酸素によって酸化される（すなわち損傷する）ことを防止するためである。
【０００８】
なお、このようなガラスロッド延伸装置として、筒構造の長手方向に伸縮自在な筒部を電気加熱炉の上端部に設け、かかる伸縮自在な筒部によってガラスロッド挿入口をガラスロッドとともに覆うようにしたものがある（例えば、特許文献１および２を参照）。かかる電気加熱炉の上部の筒部を伸縮自在な構造にすることによって、ガラスロッドの上端部に取り付けられる支持棒の長さを比較的短くすることができる。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２５６０３４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４９３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来のガラスロッド延伸装置は、延伸加工後のガラスロッドの引出口である炉心管の下部開口部を装置外部に露出しているため、このガラスロッド延伸装置の内部空間に充満させた不活性ガスを炉心管の下部開口部から装置外部に大量に流出する。このことは、炉心管の内径が延伸加工前のガラスロッドを挿通可能な程度であるため、延伸加工後のガラスロッドと炉心管の内壁との間に大きな間隙が生じることに起因する。すなわち、炉心管内部を正圧状態に維持するために、この内部空間に大量の不活性ガスを供給しなければならないという問題点があった。なお、このように内部空間に供給される不活性ガスは一般に高価なものであるため、その供給量の低減が要望されている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、炉心管内部を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかるガラスロッド延伸装置は、加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸装置において、前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材は、前記加熱炉に対して鉛直下方に配置され、前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記筒状部材の内部空間の圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部によって検出された圧力をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記筒状部材の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、前記炉心管の内部空間のＣＯ2濃度を検出する濃度検出部と、前記濃度検出部によって検出されたＣＯ2濃度をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記炉心管の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記引出手段は、前記ガラスロッドに一端部が接続され、溶融軟化した前記ガラスロッドを延伸加工しつつ前記炉心管から前記閉空間に引き出す支持棒と、前記支持棒の他端部近傍を把持する把持部と、を備え、前記筒状部材は、前記支持棒を摺動自在に挿通する蓋を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５にかかるガラスロッド延伸装置は、上記の発明において、前記蓋は、前記支持棒が挿通される開口部の径を可変自在に調節することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６にかかるガラスロッド延伸方法は、加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸方法において、前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材を前記加熱炉に対して鉛直下方に配置して前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成し、前記筒状部材を伸長しつつ、前記延伸加工後のガラスロッドを前記閉空間内に引き出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、炉心管の内部空間に供給した不活性ガスの中から装置外部に排出される不活性ガスの排出量を低減することができ、炉心管の内部空間を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明にかかる実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図１に示すように、このガラスロッド延伸装置１００は、例えば光ファイバ母材であるガラスロッド１５を加熱処理する加熱炉１を有する。かかるガラスロッド延伸装置１００は、この加熱炉１の加熱処理によって溶融軟化したガラスロッド１５を所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッド（以下、延伸済みロッドと称する）１５ａを加熱炉１から引き出す。この場合、ガラスロッド１５は、例えば上端部および下端部に石英製の支持棒１６，１７がそれぞれ接続され、上部側の支持棒１６を上部チャック１８で、下部側の支持棒１７を下部チャック１９で把持され、上部チャック１８と下部チャック１９とが相対的に離れるように動作することにより、ガラスロッド１５に張力が加えられる。このような支持棒１７および下部チャック１９は、加熱炉１の加熱処理によって溶融軟化したガラスロッド１５を所望の外径に延伸加工しつつ加熱炉１から引き出す引出手段として機能する。
【００２１】
また、ガラスロッド延伸装置１００は、加熱炉１の引出口側の開口部（例えば後述する炉体３の下部開口部３ｂ）を覆う筒部２を有する。筒部２は、伸縮自在な筒状部材を用いて実現され、加熱炉１に対して鉛直下方に配置される。このような筒部２は、図１に示すように、加熱炉１の引出口側の開口部と上述した引出手段（すなわち支持棒１７および下部チャック１９）との間を覆うとともに、加熱炉１の内部空間（後述する炉心管４の内部空間）に連通する閉空間を形成する。
【００２２】
つぎに、上述した加熱炉１の構成について説明する。加熱炉１は、図１に示すように、炉体３の内部に、ガラスロッド１５が導入される炉心管４と、炉心管４の内部に導入されたガラスロッド１５を加熱処理するヒータ５と、炉心管４またはヒータ５の外周に配置された耐熱性の断熱材６とを有する。また、加熱炉１は、炉心管４の内部空間にアルゴンガス（Ａｒガス）を供給するＡｒガス供給部７，８と、ヒータ５の温度を計測する放射温度計９と、延伸済みロッド１５ａの外径を計測する外径測定器１０とを有する。さらに、加熱炉１は、放射温度計９のために炉体３に形成された温度測定窓にＡｒガスを噴出するＡｒガス噴出部１１と、外径測定器１０のために炉体３に形成された外径測定窓にＡｒガスを噴出するＡｒガス噴出部１２，１３とを有する。
【００２３】
炉心管４は、例えばカーボンを用いて実現され、ガラスロッド１５が導入される内部空間、すなわち上述した加熱炉１の内部空間を形成する。このような炉心管４は、例えば、炉体３の上部開口部３ａ（加熱炉１の入口側の開口部）を介してガラスロッド１５が導入され、炉体３の下部開口部３ｂ（加熱炉１の引出側の開口部）を介して延伸済みロッド１５ａが引き出される。この場合、上部開口部３ａでの炉体３の内壁とガラスロッド１５との間隙は、下部開口部３ｂでの炉体３の内壁と延伸済みロッド１５ａとの間隙に比して小さい。
【００２４】
ヒータ５は、例えば電気ヒータであり、炉心管４の外周に配置される。このようなヒータ５は、炉心管４の内部に導入されたガラスロッド１５を加熱処理し、このガラスロッド１５を延伸加工できるように溶融軟化させる。この場合、ヒータ５は、加熱炉１とガラスロッド１５との相対位置を徐々に変化させることによって、例えばガラスロッド１５の下端部から上端部に向けて順次加熱処理する。
【００２５】
Ａｒガス供給部７，８は、炉心管４の内部空間にＡｒガスを供給する。具体的には、Ａｒガス供給部７は、給気管７ａを介して炉心管４の引出口側開口部の近傍にＡｒガスを供給する。この場合、Ａｒガス供給部７は、炉心管４の内部空間と上述した筒部２によって形成される閉空間とにＡｒガスを十分供給し、この炉心管４の内部空間と筒部２の閉空間とにＡｒガスを充満させるとともに炉心管４の内部空間を正圧状態に維持する。なお、図１に示す給気管７ａでは、管路Ａ１と管路Ａ２とが連通している。
【００２６】
ここで、給気管７ａの噴出方向は、下向きであることが好ましい。これは、給気管７ａの噴出方向が上向きであると炉心管４内部の上昇流を強めるため筒部２内の圧力が上がりにくいからである。また、給気管７ａの噴出口を、炉心管４の円周方向の全周に設置し、炉心管４の円周方向についてもＡｒガスが均一に噴出されることが好ましい。これにより筒部２内のＡｒガスを閉じ込める効果が高くなるため、筒部２内の圧力が上がりやすい。
【００２７】
一方、Ａｒガス供給部８は、給気管８ａを介して炉心管４の入口側開口部の近傍にＡｒガスを供給する。この場合、Ａｒガス供給部８は、炉心管４の内部空間にＡｒガスを供給するとともに、上部開口部３ａの内側近傍にＡｒガスの膜または壁を形成する。Ａｒガス供給部８は、かかるＡｒガスの膜または壁を形成することによって、上部開口部３ａから炉心管４の内部空間への外気の流入を防止し、この炉心管４と外気（特に酸素）との接触を防止する。
【００２８】
放射温度計９は、炉体３に形成された温度測定窓を介してヒータ５に例えば赤外線を放射し、このヒータ５の表面温度を測定する。外径測定器１０は、炉体３に形成された外径測定窓を介して炉心管４内の延伸済みロッド１５ａに例えばレーザ光を射出し、これによって延伸済みロッド１５ａを走査し、得られた投影像をもとに延伸済みロッド１５ａの外径を測定する。
【００２９】
Ａｒガス噴出部１１は、放射温度計９がヒータ５の表面温度を測定するために炉体３に形成された温度測定窓にＡｒガスを噴出し、この温度測定窓にＡｒガスの膜または壁を形成する。Ａｒガス噴出部１１は、かかるＡｒガスの膜または壁を形成することによって、この温度測定窓から炉体３の内部への外気の流入、すなわち炉心管４と外気（特に酸素）との接触を防止する。Ａｒガス噴出部１２，１３は、外径測定器１０が延伸済みロッド１５ａの外径を測定するために炉体３に形成された外径測定窓にＡｒガスを噴出し、この外径測定窓にＡｒガスの膜または壁を形成する。Ａｒガス噴出部１２，１３は、かかるＡｒガスの膜または壁を形成することによって、この外径測定窓から炉心管４の内部への外気の流入を防止し、炉心管４と外気（特に酸素）との接触を防止する。
【００３０】
つぎに、上述した筒部２の構成について説明する。筒部２は、図１に示すように、伸縮自在な伸縮筒体２１と、伸縮筒体２１の一方の開口端と加熱炉１とを接続する上部蓋２２と、伸縮筒体２１の他方の開口端を閉塞する下部蓋２３とを有する。また、筒部２は、支持棒１７を摺動自在に挿通する中蓋２４を有する。なお、この支持棒１７を把持する下部チャック１９は、支持板２０に対して固定される。この支持板２０は、下部蓋２３の外側に着脱可能に取り付けられる。
【００３１】
伸縮筒体２１は、例えばベローズ構造を有する伸縮自在な筒体であり、一方の開口端が上部蓋２２に接続され、且つ他方の開口端が下部蓋２３に接続される。かかる上部蓋２２と下部蓋２３とを両端部に接続した伸縮筒体２１は、炉体３の下部開口部３ｂ（すなわち加熱炉１の引出口側の開口部）と支持棒１７および下部チャック１９との間を覆うとともに、炉心管４の内部空間に連通する閉空間（上述した筒部２の閉空間）を形成する。
【００３２】
上部蓋２２は、一端が炉体３の下端部に固定されるとともに他端に伸縮筒体２１が接続され、上述した筒部２の閉空間と炉心管４の内部空間とを連通する管路を形成する。この場合、かかる閉空間は、上部蓋２２に形成された管路を介して炉心管４の内部空間に連通する。また、上部蓋２２は、この管路の一部分にガラス製またはプラスチック製の光透過性部材２２ａを嵌め込んだ窓が形成される。作業者は、かかる光透過性部材２２ａを通して筒部２の閉空間内の延伸済みロッド１５ａを視認することができる。
【００３３】
下部蓋２３は、上部蓋２２に対向する面に伸縮筒体２１が接続されるとともに、この伸縮筒体２１の接続面の反対側の面に支持板２０が着脱可能に接続される。また、下部蓋２３は、筒部２の閉空間内に、下部チャック１９を収納する収納部２３ａを形成する筒部を有し、この筒部の端部近傍に中蓋２４を有する。この場合、下部蓋２３は、下部チャック１９が固定された支持板２０を着脱可能に接続するとともに、この下部チャック１９を収納部２３ａに収納する。
【００３４】
中蓋２４は、例えばカーボンフェルト材を用いて実現され、支持棒１７を摺動自在に挿通する開口部が形成される。
【００３５】
なお、このような構成を有するガラスロッド延伸装置１００は、上部チャック１８を用いて所定の位置に固定されたガラスロッド１５を炉心管４に沿って変位させるように加熱炉１を駆動する加熱炉駆動部（図示せず）と、筒部２を伸長しつつ支持棒１７および下部チャック１９を移動してガラスロッド１５に張力を加える延伸駆動部（図示せず）と、かかる加熱炉駆動部および延伸駆動部の各駆動を制御する制御部とをさらに有する。この場合、この制御部は、外径測定器１０によって測定された延伸済みロッド１５ａの外径をもとに加熱炉駆動部および延伸駆動部の各駆動を制御し、この延伸済みロッド１５ａの外径を所望の外径に調節する。また、この制御部は、放射温度計９によって測定されたヒータ９の表面温度をもとにヒータ５の駆動を制御し、このヒータ５の温度をガラスロッド１５の加熱処理に好適な温度に調節する。
【００３６】
つぎに、上述した伸縮筒体２１の構成について説明する。図２は、伸縮筒体２１の断面構造を例示する模式図である。図２に示すように、伸縮筒体２１は、伸縮自在な蛇腹構造またはベローズ構造に形成されたガラス繊維２１ａを主体とし、このガラス繊維２１ａの内壁、すなわち筒部２の閉空間側の壁に金属膜２１ｂを形成して実現される。この場合、金属膜２１ｂは、ガラス繊維２１ａの耐熱性および気密性を高めることができる。また、伸縮筒体２１の外側に凸となる各部分であってガラス繊維２１ａの内側には、伸縮筒体２１形状を保持するための形状保持リング２１ｃが挿入されている。
【００３７】
かかるガラス繊維２１ａと金属膜２１ｂとによって形成された伸縮筒体２１は、例えば２００℃程度の高温にも耐えうる耐熱性を有するとともに、筒部２の閉空間と筒部２の外部との間で高い気密性を実現する。なお、かかるガラス繊維２１ａに成膜（すなわちコーティング）される金属膜２１ｂの金属材料としては、例えばアルミニウム、銅、およびニッケル等が挙げられる。
【００３８】
つぎに、本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸方法について説明する。図３は、母材であるガラスロッド１５をガラスロッド延伸装置１００上に搬送した状態を例示する模式図である。図４は、加熱炉１の炉心管４内にガラスロッド１５を導入した状態を例示する模式図である。図５は、ガラスロッド１５を延伸加工した状態を例示する模式図である。図６は、延伸済みロッド１５ａと支持棒１７と切断する状態を例示する模式図である。図７は、ガラスロッドの延伸加工終了後の状態を例示する模式図である。以下、図３〜７を参照しつつ、この実施の形態１にかかるガラスロッド延伸方法について説明する。
【００３９】
まず、母材であるガラスロッド１５は、図３に示すように、上端部に接続された支持棒１６を把持する上部チャック１８を用いて支持され、ガラスロッド延伸装置１００の上部にセットされる。この場合、ガラスロッド延伸装置１００は、筒部２を縮めた状態（すなわち伸縮筒体２１を畳んだ状態）である。また、ガラスロッド延伸装置１００は、下部蓋２３に支持板２０を着脱可能に接続し、この支持板２０に固定された下部チャック１９と、この下部チャック１９に把持された支持棒１７とを内部に有する。この場合、支持棒１７は、中蓋２４に摺動自在に挿通し、この端部を炉心管４の内部空間におけるヒータ５の近傍に位置させる。また、下部チャック１９は、下部蓋２３の収納部２３ａの内部に収納される。
【００４０】
また、ガラスロッド延伸装置１００は、この時点（具体的にはガラスロッド１５を炉心管４内に導入する前の段階）において休転状態である。すなわち、ガラスロッド延伸装置１００は、この休転状態において、炉心管４の内部空間と筒部２の閉空間とにＡｒガスを供給して炉心管４の内部空間を正圧状態に維持するとともに、この炉心管４の内部空間の温度をヒータ５によって予め高温にする。この場合、加熱炉１の上部開口部３ａには蓋２５が被せられる。蓋２５は、例えば石英製のものであり、略中央部に貫通孔２５ａが形成される。かかる蓋２５の作用効果については、後述する。
【００４１】
つぎに、ガラスロッド延伸装置１００は、上部開口部３ａの蓋２５が取り外され、その後、ガラスロッド１５に向けて上昇する。この場合、ガラスロッド延伸装置１００は、図４に示すように、上部開口部３ａから炉心管４の内部にガラスロッド１５を導入し、このガラスロッド１５の下端部１５ｂと支持棒１７とを接続する。これと同時に、ガラスロッド延伸装置１００は、上述したＡｒガス供給部７によって５０〜９０［ｌ／ｍｉｎ］の流量のＡｒガスを炉心管４の内部空間と筒部２の閉空間とに供給し、且つ、上述したＡｒガス供給部８によって２０［ｌ／ｍｉｎ］の流量のＡｒガスを炉心管４の入口側開口部の近傍に供給した。これによって、炉心管４の内部空間は、Ａｒガスを充満させた正圧状態に常時維持される。
【００４２】
その後、ガラスロッド延伸装置１００は、このようなガラスロッド１５をヒータ５によって加熱処理するとともに、かかるガラスロッド１５の下端部から上端部に向けてヒータ５を徐々に上昇させるように加熱炉１を順次上昇させる。これと同時に、ガラスロッド延伸装置１００は、下部チャック１９とともに下部蓋２３を下降させて筒部２を伸長し、この下部チャック１９に把持された支持棒１７を鉛直下方に移動させる。このようなガラスロッド延伸装置１００の動作によって、ガラスロッド１５は、下端部から上端部に向けて徐々に加熱処理されて溶融軟化するとともに、支持棒１７の移動に伴って鉛直方向に張力が加えられる。この場合、ガラスロッド１５の溶融軟化部分は、鉛直下方に引き伸ばされつつ所望の外径に延伸加工される。
【００４３】
このように延伸加工されたガラスロッド、すなわち延伸済みロッド１５ａは、図５に示すように、支持棒１７とともに炉心管４の内部空間から筒部２の閉空間に引き出される。ガラスロッド延伸装置１００は、さらに鉛直下方に筒部２を伸長しつつ下部チャック１９を鉛直下方に移動させ、順次溶融軟化されるガラスロッド１５に張力を加え続ける。この場合、ガラスロッド１５は、下端部から上端部に向けて順次延伸加工される。この結果、延伸済みロッド１５ａは、下部開口部３ｂを介して炉心管４から筒部２の閉空間に順次引き出される。このようにして、ガラスロッド延伸装置１００は、例えば外径１００ｍｍのガラスロッド１５を外径５０ｍｍの延伸済みロッド１５ａ（光ファイバ母材または石英管等）に延伸加工する。
【００４４】
ガラスロッド延伸装置１００は、ガラスロッド１５を所望の外径のガラスロッド（延伸済みロッド１５ａ）に延伸加工し終えた場合、ヒータ５の温度を下げ、また、筒部２を縮小させるとともに延伸済みロッド１５ａの下端部を外部に露出する。その後、この延伸済みロッド１５ａと支持棒１７とが切り離される。具体的には、ガラスロッド延伸装置１００は、ヒータ５の温度を下げた後、下部蓋２３から支持板２０を取り外して支持板２０および下部チャック１９を例えば床または作業台に残す。つぎに、ガラスロッド延伸装置１００は、この下部蓋２３を上昇させるとともに伸縮筒体２１を折り畳むことによって、筒部２を縮小させる。この場合、中蓋２４は、筒部２の閉空間を外部に対して略気密にするとともに、支持棒１７および延伸済みロッド１５ａの側壁に沿って順次摺動しつつ上昇する。この結果、延伸済みロッド１５ａは、図６に示すように、支持棒１７とともに端部近傍を外部に露出する。このように露出した延伸済みロッド１５ａおよび支持棒１７は、所定の切断装置２７によって切り離される。
【００４５】
なお、伸縮筒体２１を折り畳んだ状態（すなわち縮小した状態）の筒部２には、例えば延伸済みロッド１５ａと支持棒１７との切断工程の際に筒部２が伸長しないようにフック２６が取り付けられる。フック２６は、図６に示すように、上部蓋２２と下部蓋２３とを連結し、下部蓋２３の落下、すなわち筒部２の伸長を防止する。
【００４６】
また、中蓋２４は、支持棒１７を摺動自在に挿通する開口部が形成されているため、このように下部蓋２３から支持板２０を取り外して伸縮筒体２１を折り畳んだ状態において、筒部２の閉空間と外部とを略遮断できる。
【００４７】
その後、延伸済みロッド１５ａは、図７に示すように、ガラスロッド延伸装置１００から取り出される。このようにして、ガラスロッド延伸装置１００は、母材であるガラスロッド１５をもとに所望の外径の延伸済みロッド１５ａを実現する。具体的には、例えば外径１００ｍｍのガラスロッド１５（母材）をもとに、外径５０ｍｍの延伸済みロッド１５ａ（光ファイバ母材または石英管等）が得られた。一方、ガラスロッド延伸装置１００は、図３に示した状態（ガラスロッド１５を炉心管４内に導入する前の段階とほぼ同様の状態）に戻され、上述した休転状態になる。この場合、加熱炉１の上部開口部３ａには、上述した石英製の蓋２５が被せられる。
【００４８】
蓋２５は、加熱炉１の上部開口部３ａに被せられた場合、Ａｒガスが供給された炉心管４の内部空間を正圧状態に維持するとともに、貫通孔２５ａから高温のＡｒガスを適度に排出する。この結果、蓋２５は、筒部２の閉空間への高温Ａｒガスの流入を抑制するとともに、比較的少ない供給量のＡｒガスによって炉心管４の内部空間を正圧状態に維持することができる。これによって、高温Ａｒガスの接触に起因する筒部２（特に伸縮筒体２１）の劣化の防止とＡｒガスの供給量の低減とを両立することができる。具体的には、かかる蓋２５を上部開口部３ａに被せた場合、上述したＡｒ供給部７，８がそれぞれ２０［ｌ／ｍｉｎ］の流量でＡｒガスを供給することによって、炉心管４の内部空間は、Ａｒガスを充満させた正圧状態に維持された。
【００４９】
ここで、上述したガラスロッド延伸装置１００は、延伸済みロッド１５ａの引出口である下部開口部３ｂを筒部２の閉空間内に覆い、この下部開口部３ｂでの内壁と延伸済みロッド１５ａとの間隙に比してガラスロッド１５と内壁との間隙が小さい上部開口部３ａを外部に露出している。このようなガラスロッド延伸装置１００は、かかる間隙が小さい上部開口部３ａを介してＡｒガスを排出するので、引出口側の下部開口部を介してＡｒガスを外部に排出する従来のガラスロッド延伸装置（図１２を参照）に比して、装置外部へのＡｒガスの排出量が少ない。
【００５０】
また、上述したガラスロッド延伸装置１００は、加熱炉１に対して鉛直下方に筒部２を有し、炉心管４の内部において溶融軟化したガラスロッド１５を鉛直下方に引き伸ばすように延伸加工していた。このため、炉心管４の内部空間に供給されたＡｒガスは、ヒータ５によって加熱されるとともに鉛直上方に流れ、上部開口部３ａの間隙を介して排出される。すなわち、ヒータ５によって加熱された高温のＡｒガス（例えば１０００〜２０００℃のＡｒガス）は、加熱炉１の鉛直下方に位置する筒部２の閉空間に流入し難い。この結果、下部チャック１９を伸縮筒体２１で完全に覆っても、熱による故障の心配が少ないため、下部チャック１９を伸縮筒体２１で完全に覆うことができる。加熱炉に対して鉛直上方に筒部を有する従来のガラスロッド延伸装置（図１２を参照）においては、上部チャックの熱による故障が懸念されるため、上部チャックを完全に覆うことができない。したがって、かかる従来のガラスロッド延伸装置の筒部に取り付ける上部蓋には、支持棒を挿通するために装置外部に連通する貫通孔を設ける必要があり、これにより閉空間内の機密性が低くなる。したがって、ガラスロッド延伸装置１００は、かかる従来のガラスロッド延伸装置（図１２を参照）に比して、装置外部へのＡｒガスの排出量が少ない。また、筒部２の閉空間には、ヒータ５による加熱の影響が少ないＡｒガス（例えば２００℃以下のＡｒガス）が流入することになり、かかる筒部２の閉空間が過度に高温になることを防止できるとともに、筒部２（特に伸縮筒体２１）の耐熱設計が容易になる。
【００５１】
さらに、かかる炉心管４内のＡｒガスは鉛直上方に流れる（アッパーフローである）ため、炉心管４の内部空間に異物が存在する場合であっても、かかるアッパーフローのＡｒガスによって異物は上部開口部３ａから装置外部に排出される。したがって、このような異物が延伸済みロッド１５ａに付着することを防止することができる。
【００５２】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、延伸加工後のガラスロッドが引き出される加熱炉の引出口側の開口部と、この延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段（例えば支持棒１７および下部チャック１９）との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、この加熱炉の炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成するように構成した。このため、かかる引出口側の開口部での内壁と延伸加工後のガラスロッドとの間隙に比してガラスロッドと内壁との間隙が小さい加熱炉の入口側の開口部から装置外部に不活性ガスを排出することになる。この結果、炉心管の内部空間に供給した不活性ガスの中から装置外部に排出される不活性ガスの排出量を低減することができ、炉心管の内部空間を正圧状態に維持するために必要な不活性ガスの供給量を低減できるガラスロッド延伸装置およびガラスロッド延伸方法を実現できる。
【００５３】
また、このような筒状部材を加熱炉の鉛直下方に配置したので、この筒状部材の内部空間（すなわち上述した閉空間）への高温の不活性ガスの流入を抑制することができる。この結果、下部チャックを完全に伸縮筒体で覆うことができるとともに、かかる筒状部材の閉空間が過度に高温になることを防止でき、この筒状部材の耐熱設計を容易にすることができる。
【００５４】
さらに、この鉛直下方の筒状部材を伸長しつつガラスロッドを鉛直下方に引き伸ばすように構成したので、炉心管の内部空間を正圧状態に維持しつつ不活性ガスを鉛直上方に流すことができる。このため、この炉心管の内部空間に異物が存在する場合であっても、かかるアッパーフローの不活性ガスによって異物は装置外部に排出でき、このような異物が延伸加工後のガラスロッドに付着することを防止することができる。
【００５５】
また、かかる筒状部材をベローズ構造等の伸縮自在な構造にしたので、自在に伸縮することが困難な所定形状の筒を用いた場合に比して、ガラスロッドを延伸加工するために必要な支持棒の長さをより短くすることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、所定の流量に調節されたＡｒガスを炉心管４の内部空間に供給していたが、この実施の形態２では、かかる炉心管４の内部空間に供給されるＡｒガスの流量をこの内部空間の圧力をもとに制御している。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図８に示すように、この実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００は、上述した実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置１００の加熱炉１に代えて加熱炉５０を有する。加熱炉５０は、上述したガラスロッド延伸装置１００の加熱炉１と同様の構成を有し、さらに、筒部２の内部空間の圧力を検出する圧力検出部５１と、圧力検出部５１によって検出された圧力をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する制御部５２とを有する。この場合、圧力検出部５１は、管５１ａを介して筒部２の内部空間に連通する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５８】
圧力検出部５１は、管５１ａを介して筒部２の内部空間の圧力を検出する。圧力検出部５１は、かかる内部空間の圧力検出結果を制御部５２に送信する。かかる圧力検出部５１は、制御部５２の制御に基づいて筒部２の内部空間の圧力を検出する。この場合、圧力検出部５１は、所定の時間が経過する毎に（すなわち定期的に）圧力を検出してもよいし、常時圧力を検出してもよいし、所望のタイミング（例えばガラスロッド１５の導入時および筒部２の伸長時等）で圧力を検出してもよい。
【００５９】
制御部５２は、筒部２の内部空間の圧力をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御し、炉心管４の内部空間をＡｒガスによって正圧状態に維持するよう機能する。具体的には、制御部５２は、筒部２の内部空間の圧力を圧力検出部５１に検出させ、かかる圧力検出部５１によって検出された圧力検出結果を取得する。つぎに、制御部５２は、この圧力検出結果をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。この場合、制御部５２は、筒部２の内部空間に充満するＡｒガスによって筒部２の内部空間を正圧状態に維持するように、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。例えば、制御部５２は、筒部２の内部空間の圧力が大気圧に対して５〜１０［Ｐａ］程度高くなるように、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。
【００６０】
ここで、ガラスロッド延伸装置２００は、上述した実施の形態１と同様に筒部２を伸長しつつガラスロッド１５を延伸加工する場合、筒部２の閉空間の容積を徐々に増加させる。かかる閉空間の容積増加に伴って、炉心管４の内部空間の圧力は徐々に低下する。この場合、制御部５２は、圧力検出部５１から取得した圧力検出結果をもとに炉心管４の内部空間の圧力低下を把握し、この筒部２の内部空間が負圧状態（すなわち大気圧に比して低い圧力状態）にならないようにＡｒ供給部７のＡｒガス流量を増加させる。このようにして、制御部５２は、ガラスロッド１５の延伸加工時における筒部２の内部空間を常時正圧状態に維持する。
【００６１】
一方、ガラスロッド延伸装置１００は、例えばガラスロッド１５の延伸加工が完了した後に上述した実施の形態１と同様に筒部２を縮小した場合、筒部２の閉空間の容積を徐々に減少させる。かかる閉空間の容積減少に伴って、筒部２の内部空間の圧力は徐々に上昇する。この場合、制御部５２は、圧力検出部５１から取得した圧力検出結果をもとに炉心管４の内部空間の圧力上昇を把握し、この炉心管４の内部空間が過度な正圧状態（例えば大気圧に対して＋５〜＋１０［Ｐａ］の範囲を超える高圧状態）にならないようにＡｒ供給部７のＡｒガス流量を必要最小限に減少させる。このようにして、制御部５２は、筒部２の内部空間を適正な正圧状態（大気圧に対して５〜１０［Ｐａ］程度高圧な状態）に維持しつつ、このＡｒガスの供給量を節約する。
【００６２】
このように、制御部５２は、上述した筒部２の閉空間の容積変化に伴って増減する筒部２の内部空間の圧力に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、筒部２の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この炉心管４の内部空間に供給されるＡｒガスの供給量を最小限必要なものに節約できる。
【００６３】
なお、圧力検出部５１は炉心管４の内部空間の圧力を検出するように構成してもいいが、炉心管４の内部は高温となるため、圧力検出部５１の耐熱性の問題が生じる。本実施形態のように筒部２の内部空間の圧力を検出することで、より安定した圧力制御が可能となる。
【００６４】
なお、この実施の形態２にかかるガラスロッド延伸方法は、筒部２の内部空間の圧力をもとにＡｒガスの流量を制御する以外、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、この実施の形態２にかかるガラスロッド延伸方法では、さらに、筒部２の閉空間の容積変化に伴って増減する筒部２の内部空間の圧力に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、Ａｒガスの供給量を節約する。
【００６５】
以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、上述した実施の形態１の構成に加え、筒部の内部空間の圧力を検出し、この内部空間の圧力検出結果をもとに、この筒部の内部空間に供給する不活性ガスの流量を制御するように構成した。このため、筒部の閉空間の容積変化に伴って増減する筒部の内部空間の圧力に対応して、この不活性ガスの流量を常に必要最小限に制御できる。この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、炉心管の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この筒部の内部空間に供給する不活性ガスの供給量を必要最小限に節約することができる。
【００６６】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、筒部２の内部空間に供給されるＡｒガスの流量をこの内部空間の圧力をもとに制御していたが、この実施の形態３では、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度をもとにＡｒガスの流量を制御している。
【００６７】
図９は、本発明の実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図９に示すように、この実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置３００は、上述した実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００の加熱炉５０に代えて加熱炉６０を有する。加熱炉６０は、上述したガラスロッド延伸装置２００の筒部２の圧力検出部５１に代えてＣＯ2濃度検出部６１を有し、制御部５２に代えて制御部６２を有する。この場合、ＣＯ2濃度検出部６１は、管６１ａを介して炉心管４の内部空間に連通する。その他の構成は実施の形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００６８】
ＣＯ2濃度検出部６１は、管６１ａを介して炉心管４内部空間から流入したガスをもとに、炉心管４の内部空間に含まれる二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度を検出する。ＣＯ2濃度検出部６１は、かかる内部空間の濃度検出結果を制御部６２に送信する。かかるＣＯ2濃度検出部６１は、制御部６２の制御に基づいて炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度を検出する。この場合、ＣＯ2濃度検出部６１は、所定の時間が経過する毎に（すなわち定期的に）ＣＯ2濃度を検出してもよいし、常時ＣＯ2濃度を検出してもよいし、所望のタイミング（例えばガラスロッド１５の導入時および筒部２の伸長時等）でＣＯ2濃度を検出してもよい。
【００６９】
制御部６２は、炉心管４の内部空間に含まれるＣＯ2の濃度をもとにＡｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御し、炉心管４の内部空間をＡｒガスによって正圧状態に維持するよう機能する。具体的には、制御部６２は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度をＣＯ2濃度検出部６１に検出させ、かかるＣＯ2濃度検出部６１によって検出された濃度検出結果を取得する。つぎに、制御部６２は、この濃度検出結果をもとに、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。例えば、制御部６２は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度が４００［ｐｐｍ］以下になるように、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御する。
【００７０】
ここで、ガラスロッド延伸装置３００は、例えば、上述した実施の形態１と同様に筒部２を伸長しつつガラスロッド１５を延伸加工する場合、筒部２の閉空間の容積を徐々に増加させる。かかる閉空間の容積増加に伴って、炉心管４の内部空間の圧力は徐々に低下する。このように圧力が低下し続けた場合、炉心管４の内部空間は、大気圧に対して負圧状態になるとともに外気を流入する虞がある。炉心管４の内部空間に外気が流入した場合、この外気に含まれる酸素がカーボン製の炉心管４を酸化し、劣化させる。このような酸化反応ではＣＯ2が生成され、この結果、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度が上昇する。この場合、制御部６２は、ＣＯ2濃度検出部６１から取得した濃度検出結果をもとに炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度の上昇を把握し、この炉心管４の酸化（すなわち劣化）の進行を阻害するようにＡｒ供給部７のＡｒガス流量を増加させる。
【００７１】
このようにして、制御部６２は、例えば筒部２の閉空間の容積変化に伴って変化する炉心管４の内部空間のＣＯ2濃度に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、炉心管４の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この炉心管４の内部空間に供給されるＡｒガスの供給量を最小限必要なものに節約できる。かかる制御部６２によって制御されるＡｒガス供給部７は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度を例えば４００［ｐｐｍ］以下にするために必要なＡｒガス流量（望ましくは最低限必要なＡｒガス流量）に設定してＡｒガスを炉心管４の内部空間に供給する。このように炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度が４００［ｐｐｍ］以下に維持された場合、この炉心管４の酸化（劣化）の進行は略阻止され、この場合の炉心管４は劣化していないものと略同等である。
【００７２】
なお、この実施の形態３にかかるガラスロッド延伸方法は、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度をもとにＡｒガスの流量を制御する以外、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、この実施の形態３にかかるガラスロッド延伸方法では、さらに、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度に対応してＡｒ供給部７のＡｒガス流量を常に必要最小限に制御し、Ａｒガスの供給量を節約する。
【００７３】
以上、説明したように、本発明の実施の形態３では、上述した実施の形態１の構成に加え、炉心管の内部空間に含まれるＣＯ2の濃度を検出し、この内部空間の濃度検出結果をもとに、この炉心管の内部空間に供給する不活性ガスの流量を制御するように構成した。このため、炉心管の内部空間におけるＣＯ2濃度に対応して、この不活性ガスの流量を常に必要最小限（すなわち炉心管の劣化を阻止するために最低限必要な不活性ガスの流量）に制御できる。この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、炉心管の内部空間を正圧状態に維持しつつ、この炉心管の内部空間に供給する不活性ガスの供給量を必要最小限に節約することができる。
【００７４】
（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１では、中蓋２４に形成された所定サイズの開口部に支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動させていたが、この実施の形態４では、かかる支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動させる中蓋の開口部の径を可変にしている。
【００７５】
図１０は、本発明の実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。図１０に示すように、この実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置４００は、上述した実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置１００の筒部２に代えて筒部７０を有する。筒部７０は、上述したガラスロッド延伸装置１００の筒部２の中蓋２４に代えて中蓋７１を有する。この中蓋７１は、支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動自在に挿通する開口部の径を変化でき、かかる開口部の径を調節する調節部７１ａを有する。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００７６】
図１１は、中蓋７１の一構成例を模式的に示す斜視図である。図１１に示すように、中蓋７１は、例えばアイリス構造を有し、このアイリス構造によって径を変化させる開口部７１ｂを有する。この場合、中蓋７１は、調節部７１ａの操作によって開口部７１ｂの径を変化させる。このような中蓋７１は、例えばガラスロッド延伸装置４００がガラスロッド１５の延伸加工を完了した場合、支持棒１７の外径に合わせて開口部７１ｂの径を調節し、この径の開口部７１ｂに支持棒１７を摺動自在に挿通させる。その後、中蓋７１は、延伸済みロッド１５ａの外径に合わせて開口部７１ｂの径を調節し、この径の開口部７１ｂに延伸済みロッド１５ａを摺動自在に挿通させる。
【００７７】
このようにして、中蓋７１は、支持棒１７または延伸済みロッド１５ａと開口部７１ｂとの間隙を最小限に調節できる。この結果、図６に示すように下部蓋２３から支持板２０を取り外して伸縮筒体２１を折り畳み、筒部２を縮小させた状態において、中蓋７１は、異なる外径の部材を開口部７１ｂに挿通させる場合であっても筒部７０の閉空間と外部とを略遮断できる。一方、中蓋７１に挿通させる部材（例えば支持棒１７または延伸済みロッド１５ａ）が無い場合、中蓋７１は、調節部７１ａの操作によって開口部７１ｂを全閉する。
【００７８】
なお、この実施の形態４にかかるガラスロッド延伸方法は、中蓋７１の開口部７１ｂの径を調節する以外、上述した実施の形態１と同様である。すなわち、この実施の形態４にかかるガラスロッド延伸方法では、さらに、中蓋７１の開口部７１ｂに支持棒１７または延伸済みロッド１５ａを摺動自在に挿通させる場合、かかる支持棒１７または延伸済みロッド１５ａの外径に合わせて中蓋７１の開口部７１ｂの径を調節する。
【００７９】
以上、説明したように、本発明の実施の形態４では、上述した実施の形態１の構成に加え、中蓋に挿通させる部材（例えば支持棒１７または延伸済みロッド１５ａ）の外径に合わせて中蓋の開口部の径を変化させるように構成した。このため、中蓋の開口部に挿通させる部材と開口部との間隙を最小限に調節することができる。この結果、上述した実施の形態１の作用効果を享受するとともに、中蓋を介した筒状部材の閉空間と装置外部との気密性をさらに高めることができる。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態１〜４では、光ファイバ母材であるガラスロッド１５を延伸加工して所望の外径の延伸済みロッド１５ａ（すなわち光ファイバ母材）を得ていたが、これに限らず、石英管等の中空のガラスロッドを母材にして延伸加工し、所望の外径の中空ガラスロッド（すなわち石英管）を得るようにしてもよい。
【００８１】
また、本発明の実施の形態１〜４では、炉心管４の内部空間にＡｒガスを供給していたが、これに限らず、Ｈｅガス、Ｎ2ガス等の他の不活性ガスをＡｒガスに代えて炉心管４の内部空間に供給してもよい。この場合、このような他の不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を上述したＡｒガス供給部７，８に代えて設ければよい。
【００８２】
また、本発明の実施の形態２，３では、筒部２の内部空間の圧力または炉心管４の内部空間のＣＯ2濃度をもとに不活性ガスの流量を制御していたが、これに限らず、上述した実施の形態２，３を組み合わせたものであってもよい。この場合、例えば上述した実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００に対し、炉心管４の内部空間におけるＣＯ2濃度を検出するＣＯ2濃度検出部６１を追加し、制御部５２が、圧力検出部５１からの圧力検出結果とＣＯ2濃度検出部６１からの濃度検出結果とをもとに不活性ガスの流量を制御すればよい。
【００８３】
さらに、本発明の実施の形態４では、上述した実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置１００の中蓋２４に代えて中蓋７１を設けた構成のガラスロッド延伸装置４００を例示したが、これに限らず、上述した実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置２００の中蓋２４に代えて中蓋７１を設けた構成のガラスロッド延伸装置であってもよいし、上述した実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置３００の中蓋２４に代えて中蓋７１を設けた構成のガラスロッド延伸装置であってもよい。
【００８４】
また、本発明の実施の形態１〜４では、ガラスロッドの上部の位置を固定し、このガラスロッドに沿って加熱炉を上昇させるとともに筒部を伸長することによってガラスロッドを延伸加工していたが、これに限らず、ガラスロッドと加熱炉（具体的にはヒータ）との相対位置が変化するようにガラスロッドまたは加熱炉を移動させればよい。この場合、例えば加熱炉の位置を固定し、ガラスロッドを炉心管の内部に導入する方向（例えば鉛直下方）に移動させるとともに筒部を伸長してもよいし、炉心管の内部にガラスロッドが導入されるように加熱炉とガラスロッドとをともに移動させるとともに筒部を伸長してもよい。
【００８５】
さらに、本発明の実施の形態２，３では、Ａｒガス供給部７のＡｒガス流量を制御していたが、これに限らず、かかるＡｒガス供給部７のＡｒガス流量とともにＡｒガス供給部８のＡｒガス流量を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】伸縮筒体の断面構造を例示する模式図である。
【図３】母材であるガラスロッドをガラスロッド延伸装置上にセットした状態を例示する模式図である。
【図４】加熱炉の炉心管内にガラスロッドを導入した状態を例示する模式図である。
【図５】ガラスロッドを延伸加工した状態を例示する模式図である。
【図６】延伸加工後のガラスロッドと支持棒と切断する状態を例示する模式図である。
【図７】ガラスロッドの延伸加工終了後の状態を例示する模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態３にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【図１１】実施の形態４にかかるガラスロッド延伸装置の中蓋の一構成例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】従来のガラスロッド延伸装置の一構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８７】
１，５０，６０ 加熱炉
２，７０ 筒部
３ 炉体
３ａ 上部開口部
３ｂ 下部開口部
４ 炉心管
５ ヒータ
６ 断熱材
７，８ Ａｒガス供給部
７ａ，８ａ 給気管
９ 放射温度計
１０ 外径測定器
１１〜１３ Ａｒガス噴出部
１５ ガラスロッド
１５ａ 延伸済みロッド
１６，１７ 支持棒
１８ 上部チャック
１９ 下部チャック
２０ 支持板
２１ 伸縮筒体
２１ａ ガラス繊維
２１ｂ 金属膜
２２ 上部蓋
２３ 下部蓋
２３ａ 収納部
２４ 中蓋
５１ 圧力検出部
５２，６２ 制御部
６１ ＣＯ2濃度検出部
７１ 中蓋
７１ａ 調節部
７１ｂ 開口部
１００，２００，３００，４００，５００ ガラスロッド延伸装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸装置において、
前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材は、前記加熱炉に対して鉛直下方に配置され、前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成することを特徴とするガラスロッド延伸装置。
【請求項２】
前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記筒状部材の内部空間の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部によって検出された圧力をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記筒状部材の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項３】
前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記炉心管の内部空間のＣＯ2濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部によって検出されたＣＯ2濃度をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記炉心管の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項４】
前記引出手段は、
前記ガラスロッドに一端部が接続され、溶融軟化した前記ガラスロッドを延伸加工しつつ前記炉心管から前記閉空間に引き出す支持棒と、
前記支持棒の他端部近傍を把持する把持部と、を備え、
前記筒状部材は、前記支持棒を摺動自在に挿通する蓋を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項５】
前記蓋は、前記支持棒が挿通される開口部の径を可変自在に調節することを特徴とする請求項４に記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項６】
加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸方法において、
前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材を前記加熱炉に対して鉛直下方に配置して前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成し、前記筒状部材を伸長しつつ、前記延伸加工後のガラスロッドを前記閉空間内に引き出すことを特徴とするガラスロッド延伸方法。
【請求項１】
加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸装置において、
前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材は、前記加熱炉に対して鉛直下方に配置され、前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成することを特徴とするガラスロッド延伸装置。
【請求項２】
前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記筒状部材の内部空間の圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部によって検出された圧力をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記筒状部材の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項３】
前記炉心管の内部空間に不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記炉心管の内部空間のＣＯ2濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部によって検出されたＣＯ2濃度をもとに前記ガス供給部の不活性ガス流量を制御し、前記炉心管の内部空間を前記不活性ガスによって正圧状態に維持する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項４】
前記引出手段は、
前記ガラスロッドに一端部が接続され、溶融軟化した前記ガラスロッドを延伸加工しつつ前記炉心管から前記閉空間に引き出す支持棒と、
前記支持棒の他端部近傍を把持する把持部と、を備え、
前記筒状部材は、前記支持棒を摺動自在に挿通する蓋を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項５】
前記蓋は、前記支持棒が挿通される開口部の径を可変自在に調節することを特徴とする請求項４に記載のガラスロッド延伸装置。
【請求項６】
加熱炉の炉心管内に導入したガラスロッドを加熱処理し、該加熱処理によって溶融軟化した前記ガラスロッドを所望の外径に延伸加工し、この延伸加工後のガラスロッドを前記炉心管から引き出すガラスロッド延伸方法において、
前記加熱炉の引出口側の開口部と前記延伸加工後のガラスロッドを引き出す引出手段との間を伸縮自在な筒状部材によって覆い、前記筒状部材を前記加熱炉に対して鉛直下方に配置して前記炉心管の内部空間に連通する閉空間を形成し、前記筒状部材を伸長しつつ、前記延伸加工後のガラスロッドを前記閉空間内に引き出すことを特徴とするガラスロッド延伸方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２４６３２７（Ｐ２００７−２４６３２７Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７１５２２（Ｐ２００６−７１５２２）
【出願日】平成１８年３月１５日（２００６．３．１５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１５日（２００６．３．１５）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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