卧式车床

摘要

一种卧式车床，它是光纤多孔质母材制造用的卧式车床，其把持目标的两端，使得目标的长度方向成为大致水平方向，从而固定目标，使目标以与长度方向平行的轴为旋转轴进行旋转，该卧式车床具有对目标的因旋转轴方向的热膨胀引起的尺寸变化进行吸收的热膨胀吸收机构。卧式车床具有：第1夹具爪，其把持目标的一端，构成为能够以旋转轴为中心进行旋转；以及第2夹具爪，其把持目标的另一端，构成为能够以旋转轴为中心进行旋转，热膨胀吸收机构是第2夹具爪被构成为能够沿目标的旋转轴方向移动的机构。

权利要求

1.一种卧式车床，它是光纤多孔质母材制造用的卧式车床，其把持目标的两端，使得所述目标的长度方向成为大致水平方向，从而固定目标，使所述目标以与所述长度方向平行的轴为旋转轴进行旋转，其特征在于，

该卧式车床具有热膨胀吸收机构，该热膨胀吸收机构对所述目标的因所述旋转轴方向上的热膨胀而引起的尺寸变化进行吸收。

2.根据权利要求1所述的卧式车床，其特征在于，

该卧式车床具有：

第1夹具爪，其把持所述目标的一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转；以及第2夹具爪，其把持所述目标的另一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转，所述热膨胀吸收机构是所述第2夹具爪被构成为能够沿所述目标的所述旋转轴方向移动的机构。

3.根据权利要求2所述的卧式车床，其特征在于，

该卧式车床具有弹性部件，该弹性部件使拉伸力沿着所述旋转轴方向作用于所述第2夹具爪。

4.根据权利要求1所述的卧式车床，其特征在于，

该卧式车床具有：

第1夹具爪，其把持所述目标的一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转；以及第2夹具爪，其把持所述目标的另一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转，所述热膨胀吸收机构构成为如下的机构：在所述第1夹具爪和所述第2夹具爪中的至少一方的夹具爪与所述目标接触的接触部分处，夹具爪与所述目标之间的摩擦力小于所述目标因热膨胀而在所述旋转轴方向上产生的热膨胀力。

5.根据权利要求4所述的卧式车床，其特征在于，

所述至少一方的夹具爪的与所述目标接触的接触部分由软钢或氟树脂构成。

说明书

卧式车床

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤多孔质母材制造用的卧式车床。

背景技术

[0002] 近年来，为了提高生产性，光纤用玻璃母材变得大型化。光纤用玻璃母材例如通过VAD(Vapor Phase Axial Deposition：气相轴向沉积)法、MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition：改进化学气相沉积)法或OVD(Outside Vapor Deposition：外部气相沉积)法等公知的方法制作。

[0003] 其中，OVD法是如下方法：向燃烧器导入可燃性气体、助燃性气体和玻璃原料，进行火焰水解反应而生成玻璃微粒，将生成的玻璃微粒沿旋转的目标(基材)的半径方向堆积，从而制造出作为光纤用玻璃母材的基础的多孔质母材。在专利文献1中记载了如下机构：使用以使目标的长度方向为重力方向(垂直方向)的方式把持着目标并同时使目标进行旋转的立式车床，通过防止因热膨胀差使把持力降低的功能，来对形成于目标的外周的多孔质玻璃的径向上的变化进行校正，从而进行改善。这是因为，当使用立式车床把持着目标并且使目标旋转时，设置于立式车床的上部的夹具被加热，因此不能无视夹具受到加热所带来的影响。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开昭63－84804号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的课题，

[0008] 另一方面，在制造多孔质母材时，在使用将长度方向作为大致水平方向把持着目标而同时进行固定的卧式车床的情况下，在加热目标时，发生沿轴向的热膨胀，导致目标有可能弯曲而发生摆动。在目标发生摆动时，会产生如下问题：作为用光纤的玻璃母材制造出的最终产品的光纤的芯会发生偏心，光纤的品质恶化。

[0009] 本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供如下的卧式车床：在将长度方向作为水平方向把持着目标而进行固定的卧式车床中，抑制因加热引起目标沿轴向的热膨胀而导致的摆动，从而能够抑制光纤的芯的偏心。

[0010] 用于解决课题的手段

[0011] 为了解决上述的课题，达成上述目的，本发明的一个方式的卧式车床是光纤多孔质母材制造用的卧式车床，其把持目标的两端，使得所述目标的长度方向成为大致水平方向，从而固定目标，使所述目标以与所述长度方向平行的轴为旋转轴进行旋转，其特征在于，该卧式车床具有热膨胀吸收机构，该热膨胀吸收机构对所述目标的因旋转轴方向上的热膨胀而引起的尺寸变化进行吸收。

[0012] 在上述的发明中，本发明的一个方式的卧式车床的特征在于，该卧式车床具有：第1夹具爪，其把持所述目标的一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转；以及第2夹具爪，其把持所述目标的另一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转，所述热膨胀吸收机构是所述第2夹具爪被构成为能够沿所述目标的所述旋转轴方向移动的机构。

[0013] 在该结构中，本发明的一个方式的卧式车床的特征在于，该卧式车床具有弹性部件，该弹性部件使拉伸力沿着所述旋转轴方向作用于所述第2夹具爪。

[0014] 在上述的发明中，本发明的一个方式的卧式车床的特征在于，该卧式车床具有：第1夹具爪，其把持所述目标的一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转；以及第2夹具爪，其把持所述目标的另一端，构成为能够以所述旋转轴为中心进行旋转，所述热膨胀吸收机构构成为如下的机构：在所述第1夹具爪和所述第2夹具爪中的至少一方的夹具爪与所述目标接触的接触部分处，夹具爪与所述目标之间的摩擦力小于所述目标因热膨胀而在所述旋转轴方向上产生的热膨胀力。

[0015] 在该结构中，本发明的一个方式的卧式车床的特征在于，所述至少一方的夹具爪的与所述目标接触的接触部分由软钢或氟树脂构成。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明的卧式车床，在以长度方向成为水平方向的方式把持着目标而进行固定的卧式车床中，抑制因加热而引起的目标沿轴向的热膨胀而导致的摆动，从而能够抑制光纤的芯的偏心。

附图说明

[0018] 图1是示出本发明的第1实施方式的卧式车床的侧视图。

[0019] 图2是示出本发明的第2实施方式的卧式车床的侧视图。

[0020] 图3是示出本发明的第3实施方式的卧式车床的侧视图。

[0021] 图4是示出在本发明的第3实施方式的卧式车床的吸收侧夹具爪中使用了软钢的第1实施例中，相对于工件加压力，目标杆的振幅的曲线。

[0022] 图5是示出在本发明的第3实施方式的卧式车床的吸收侧夹具爪中使用了氟树脂的第2实施例中，相对于工件加压力，目标杆的振幅的曲线。

[0023] 图6是用于对目标杆的振幅进行说明的示意图。

具体实施方式

[0024] 以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明不受以下的实施方式限定。另外，在各附图中，对相同或者对应的要素适当标注相同的标号并适当省略重复的说明。此外，需要留意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸关系等有时与实际的情况不同。在附图彼此之间，有时具有彼此尺寸关系和比例不同的部分。

[0025] 首先，对本发明的第1实施方式的光纤多孔质母材制造用的卧式车床进行说明。图1是示出第1实施方式的卧式车床的侧视图。

[0026] 如图1所示，第1实施方式的卧式车床1构成为具有旋转电机11、固定侧夹具块12、固定侧夹具爪13、轴承部14、可动侧夹具块15、可动侧夹具爪16和轴支承件17。

[0027] 旋转电机11构成为使固定侧夹具块12和作为第1夹具爪的固定侧夹具爪13以旋转轴O为中心进行旋转。固定侧夹具爪13固定于固定侧夹具块12。可动侧夹具爪16固定于可动侧夹具块15。

[0028] 在可动侧夹具块15上的与设置有作为第2夹具爪的可动侧夹具爪16的一侧相反的一侧设置有凸状部15a。凸状部15a的与旋转轴O垂直的截面例如呈大致圆形状。轴承部14形成有能够供凸状部15a插入的凹状部14a，该凹状部14a的与旋转轴O垂直的截面例如为大致圆形状。轴支承件17例如由球轴套(ball bushing)构成，设置在凹状部14a的内周侧面与凸状部15a的外周侧面之间。由此，可动侧夹具块15和可动侧夹具爪16构成为能够相对于轴承部14沿旋转轴O方向可动自如，并且以旋转轴O为中心旋转自如。

[0029] 固定侧夹具爪13和可动侧夹具爪16构成为能够以例如由石英玻璃构成的目标杆50的长度方向与旋转轴O方向平行而成为大致水平方向的方式，对目标杆50的两端分别进行把持。在固定侧夹具爪13和可动侧夹具爪16把持着目标杆50的两端的状态下，使旋转电机11旋转，从而能够使作为目标的目标杆50以旋转轴O为中心旋转。

[0030] 在像以上那样的结构的卧式车床1中，氢氧燃烧器18构成为能够通过火焰使玻璃微粒堆积于目标杆50，并且能够相对于卧式车床1和目标杆50沿旋转轴O方向进行移动。另外，也可以采用入下结构：将氢氧燃烧器18固定为静止状态，使卧式车床1能够沿旋转轴O方向移动。即，氢氧燃烧器18构成为能够相对于卧式车床1沿旋转轴O方向进行相对移动。另外，也可以采用如下结构：氢氧燃烧器18能够根据需要而退避至使目标杆50不会被加热的位置。另外，氢氧燃烧器18不限定于1个，也可以由多个构成。

[0031] 另外，在对目标杆50进行加热之前的状态下，可动侧夹具块15和可动侧夹具爪16能够在凹状部14a的靠凸状部15a侧的面与凸状部15a的靠凹状部14a侧的面之间的可动区域的范围内进行移动。另外，可动区域的长度能够根据被加热的目标杆50的热膨胀所引起的延伸长度而适当地设定。

[0032] 接着，对使玻璃微粒堆积于目标杆50的情况进行说明。目标杆50在两端被固定侧夹具爪13和可动侧夹具爪16把持着的同时，通过旋转电机11的驱动而进行旋转，并且被氢氧燃烧器18的火焰加热。目标杆50在玻璃微粒堆积于外周的同时，沿旋转轴O方向热膨胀。在目标杆50沿旋转轴O方向热膨胀时，目标杆50的基于热膨胀的力(以下，热膨胀力)作用于可动侧夹具块15和可动侧夹具爪16。可动侧夹具块15和可动侧夹具爪16沿旋转轴O方向向目标杆50延伸方向移动。此时，可动侧夹具块15的凸状部15a沿旋转轴O方向向轴承部14的凹状部14a内移动。即，轴承部14不进行移动，使可动侧夹具块15和可动侧夹具爪16向目标杆50的延伸方向移动，由此，在卧式车床1中对目标杆50的因热膨胀而导致的旋转轴O方向上的尺寸变化量进行吸收。由此，凹状部14a、凸状部15a和轴支承件17构成热膨胀吸收机构，该热膨胀吸收机构在卧式车床1中对目标杆50的因沿旋转轴O方向的热膨胀而导致的旋转轴O方向上的尺寸变化量进行吸收。

[0033] 根据以上说明的本发明的第1实施方式的卧式车床1，即使在目标杆50被加热时因热膨胀导致该目标杆50沿旋转轴O方向延伸的情况下，也能够利用轴承部14的凹状部14a对目标杆50的因膨胀而导致的延伸量进行吸收。由此，能够抑制目标杆50因延伸而弯曲从而发生摆动。因此，即使在使目标杆50以旋转轴O为中心进行旋转并且使玻璃微粒堆积于其上的情况下，也能够减小目标杆50的振幅，从而能够抑制作为最终产品的光纤的芯的偏心。

[0034] 接着，对本发明的第2实施方式的光纤多孔质母材制造用的卧式车床进行说明。图2是示出第2实施方式的卧式车床的侧视图。如图2所示，第2实施方式的卧式车床2构成为具有旋转电机21、固定侧夹具块22、固定侧夹具爪23、轴承部24、可动侧夹具块25、可动侧夹具爪26、轴支承件27以及弹性部件28。旋转电机21、固定侧夹具块22、固定侧夹具爪23、轴承部
24、可动侧夹具块25、可动侧夹具爪26以及轴支承件27分别与第1实施方式的旋转电机11、固定侧夹具块12、固定侧夹具爪13、轴承部14、可动侧夹具块15、可动侧夹具爪16以及轴支承件17相同。另外，氢氧燃烧器29与第1实施方式的氢氧燃烧器18相同，不限定于1个，也可以由多个构成。

[0035] 在第2实施方式的卧式车床2中，与第1实施方式不同的是，在轴承部24的凹状部24a的靠可动侧夹具块25的凸状部25a侧的面与凸状部25a的靠凹状部24a侧的面之间设置有弹性部件28。利用弹性部件28使凹状部24a的靠凸状部25a侧的面与凸状部25a的靠凹状部24a侧的面连结。弹性部件28例如由拉伸弹簧构成。弹性部件28构成为在可动侧夹具块25的可动区域内，能够使拉伸力相对于轴承部24和可动侧夹具块25作用于使弹性部件28收缩的方向。另外，可动区域的长度能够根据被加热的目标杆50的热膨胀引起的延伸长度而适当设定。

[0036] 在像以上那样的结构的卧式车床2中，氢氧燃烧器29构成为能够利用火焰使玻璃微粒堆积于目标杆50，并且能够相对于卧式车床2和目标杆50沿旋转轴O方向移动。另外，也可以构成为将氢氧燃烧器29固定为静止状态，使卧式车床2能够沿旋转轴O方向移动。即，氢氧燃烧器29构成为能够相对于卧式车床2沿旋转轴O方向相对移动。另外，氢氧燃烧器29也可以构成为能够根据需要而退避至不会对目标杆50进行加热的位置。

[0037] 接着，对使玻璃微粒堆积于目标杆50的情况进行说明。目标杆50在两端被作为第1夹具爪的固定侧夹具爪23和作为第2夹具爪的可动侧夹具爪26把持着的同时，通过旋转电机21的驱动进行旋转，并且被氢氧燃烧器29的火焰加热。目标杆50在玻璃微粒堆积于外周的同时，沿旋转轴O方向热膨胀。目标杆50一方面沿旋转轴O方向进行热膨胀，另一方面利用弹性部件28使力经由可动侧夹具块25和可动侧夹具爪26作用于目标杆50膨胀的方向。可动侧夹具块25和可动侧夹具爪26沿旋转轴O方向向弹性部件28的力作用的方向(即因目标杆50热膨胀而引起的延伸的方向)进行移动。此时，可动侧夹具块25的凸状部25a沿旋转轴O方向在轴承部24的凹状部24a内进行移动。即，轴承部24不进行移动，而是可动侧夹具块25和可动侧夹具爪26向目标杆50的延伸的方向移动，由此，在卧式车床2中对因目标杆50的热膨胀引起的旋转轴O方向的尺寸变化量进行吸收。由此，凹状部24a、凸状部25a、轴支承件27以及弹性部件28构成热膨胀吸收机构，该热膨胀吸收机构在卧式车床2中对目标杆50的因沿旋转轴O方向的热膨胀引起的旋转轴O方向的尺寸变化量进行吸收。

[0038] 根据以上说明的本发明的第2实施方式的卧式车床2，即使在目标杆50被加热时因热膨胀引起目标杆50沿旋转轴O方向延伸的情况下，也能够通过弹性部件28使目标杆50的膨胀的延伸量被轴承部24的凹状部24a吸收。因此，能够得到与第1实施方式相同的效果。此外，利用弹性部件28的拉伸力能够减少目标杆50的因热膨胀而引起的弯曲，因此能够抑制目标杆50的摆动的发生。

[0039] 接着，对本发明的第3实施方式的光纤多孔质母材制造用的卧式车床进行说明。图3是示出第3实施方式的卧式车床的侧视图。如图3所示，第3实施方式的卧式车床3构成为具有旋转电机31、固定侧夹具块32、固定侧夹具爪33、吸收侧轴承部34、吸收侧夹具块35以及吸收侧夹具爪36。旋转电机31、固定侧夹具块32以及作为第1夹具爪的固定侧夹具爪33分别与第1实施方式的旋转电机11、固定侧夹具块12以及固定侧夹具爪13相同。另外，氢氧燃烧器37与第1实施方式的氢氧燃烧器18相同，不限定于一个，也可以由多个构成。

[0040] 在第3实施方式的卧式车床3中，与第1实施方式不同，吸收侧轴承部34构成为能够使固定有吸收侧夹具爪36的吸收侧夹具块35绕目标杆50的旋转轴O旋转。由此，能够在固定侧夹具爪33把持着目标杆50的一端且吸收侧夹具爪36把持着目标杆50的另一端的状态下，通过使旋转电机31进行旋转，使目标杆50绕旋转轴O旋转。

[0041] 作为第2夹具爪的吸收侧夹具爪36的至少与目标杆50接触的部分由摩擦系数较低的材质构成。摩擦系数较低的材质是指如下的材质：即使在将吸收侧夹具爪36的向目标杆50进行加压的力(工件加压力)设为使目标杆50不会发生松动的大小的力的情况下，也能够使吸收侧夹具爪36与目标杆50的接触部产生的摩擦力比目标杆50的热膨胀力小。摩擦系数较低的材质具体而言是指，在与目标杆50之间摩擦系数为0.51的软钢或摩擦系数为0.1的例如聚四氟乙烯(PTFE：polytetrafluoroethylene)等氟树脂。对于工件加压力，能够根据在吸收侧夹具爪36与目标杆50之间产生的摩擦力而设定成各种范围。另外，也可以代替吸收侧夹具爪36而使固定侧夹具爪33的至少与目标杆50接触的接触部分由摩擦系数较低的材质构成。另外，也可以使固定侧夹具爪33和吸收侧夹具爪36双方的与目标杆50的接触部分由摩擦系数较低的材质构成。

[0042] 接着，对使玻璃微粒堆积于目标杆50的情况进行说明。目标杆50在两端被固定侧夹具爪33和吸收侧夹具爪36把持着的同时，通过旋转电机31的驱动而进行旋转，并且被氢氧燃烧器37的火焰加热。玻璃微粒向目标杆50的外周堆积，并且目标杆50沿旋转轴O方向进行热膨胀。在目标杆50沿旋转轴O方向热膨胀时，目标杆50的热膨胀力作用于固定侧夹具爪33和吸收侧夹具爪36。另外，在吸收侧夹具爪36对目标杆50的一端进行把持时，在吸收侧夹具爪36的把持部分的端部与目标杆50的把持部分之间确保了比目标杆50的热膨胀量大的可动区域。另外，目标杆50被吸收侧夹具爪36以如下大小的把持力进行把持，在该把持力下，不会发生旋转方向上的错位，并且使目标感50与吸收侧夹具爪36的接触部分的摩擦力比热膨胀力小。因此，目标杆50在向膨胀的方向伸长的同时，在与吸收侧夹具爪36接触的接触部分发生滑动。即，吸收侧轴承部34不会进行移动，目标杆50的延伸量被收纳于吸收侧夹具爪36的可动区域内。即，在卧式车床3中，对目标杆50的因热膨胀引起的旋转轴O方向上的尺寸变化量进行吸收。由此，吸收侧夹具爪36构成热膨胀吸收机构，该热膨胀吸收机构在卧式车床3中对目标杆50的因沿旋转轴O方向的热膨胀引起的旋转轴O方向上的尺寸变化量进行吸收。

[0043] (实施例)

[0044] 接着，对第3实施方式的卧式车床3的实施例进行说明。作为第1实施例，使用软钢来作为构成吸收侧夹具爪36的至少与目标杆50接触的接触部分的摩擦系数较低的材质。图4是示出在卧式车床3的吸收侧夹具爪36中使用了软钢的第1实施例中，相对于工件加压力，目标杆50的振幅的曲线。另外，作为第2实施例，使用氟树脂来作为构成吸收侧夹具爪36的至少与目标杆50接触的接触部分的摩擦系数较低的材质。图5是示出在卧式车床3的吸收侧夹具爪36中使用了氟树脂的第2实施例中，相对于工件加压力，目标杆50的振幅的曲线。这里，目标杆50由石英玻璃构成。图6是用于对目标杆50的振幅进行说明的示意图。如图6所示，目标杆50的振幅的意思是：与图6的(a)所示的目标杆50与旋转轴O平行的通常状态相比，图6的(b)所示的目标杆50相对于旋转轴O向外侧弯曲的、所谓的摆动状态下的最大变位(mm)。

[0045] 如图4所示可知，在使吸收侧夹具爪36的工件加压力从3kgf开始增加而变得比12kgf大时，相比于工件加压力为12kgf以下的情况，目标杆50的振幅会大幅度增加。这是因为，如果使吸收侧夹具爪36的工件加压力比12kgf大，则吸收侧夹具爪36与目标杆50之间的最大静摩擦力会变得比目标杆50的热膨胀力大，从而不能吸收延伸部分。即，在由软钢构成吸收侧夹具爪36的与目标杆50接触的接触部分的情况下，通过使工件加压力成为作为规定值的12kgf以下，能够通过卧式车床3吸收目标杆50的因热膨胀而引起的延伸长度。在此基础上，通过使工件加压力为3kgf以上，优选为6kgf以上，能够将目标杆50的旋转方向上的错位抑制为较小。

[0046] 另外，如图5所示可知，在使吸收侧夹具爪36的工件加压力从5kgf开始增加而比64kgf大时，相比于工件加压力为64kfg以下的情况，目标杆50的振幅大幅度增加。这是因为，如果使吸收侧夹具爪36的工件加压力比64kgf大，则吸收侧夹具爪36与目标杆50之间的最大静摩擦力会变得比目标杆50的热膨胀力大，从而不能吸收延伸部分。即，在由例如PTFE等氟树脂构成吸收侧夹具爪36的与目标杆50接触的接触部分的情况下，通过使工件加压力成为作为规定值的64kgf以下，能够通过卧式车床3吸收目标杆50的因热膨胀而引起的延伸长度。在此基础上，通过使工件加压力为5kgf以上，优选为20kgf以上，能够将目标杆50的旋转方向上的错位抑制为较小。

[0047] 以上，对本发明的实施方式进行了具体说明，但本发明不限定于上述的实施方式，能够以本发明的技术思想为基础进行各种变形。例如，在上述的实施方式中举出的数值只不过是一个例子，也可以根据需要而使用与之不同的数值。

[0048] 产业上的可利用性

[0049] 像以上那样，本发明能够适用于光纤多孔质母材的制造。

[0050] 标号说明

[0051] 1、2、3：卧式车床；11、21、31：旋转电机；12、22、32：固定侧夹具块；13、23、33：固定侧夹具爪；14、24：轴承部；14a、24a：凹状部；15、25：可动侧夹具块；15a、25a：凸状部；16、26：可动侧夹具爪；17、27：轴支承件；18、29、37：氢氧燃烧器；28：弹性部件；34：吸收侧轴承部；
35：吸收侧夹具块；36：吸收侧夹具爪；50：目标杆；O：旋转轴。