CN1882511A - 光纤母材的连接加工方法与装置以及光纤母材 - Google Patents

Abstract

提供一种使大口径的光纤母材与拟设构件的端部以加热熔融将两者加以熔着连接之际，在连接部分不产生破裂或龟裂，以在短时间可加以简单连接的光纤母材的连接加工方法与装置以及光纤母材为目的。在使光纤母材1与拟设构件2或者两支光纤母材1或拟设构件2彼此的端部以加热熔融使两者加以熔着连接的光纤母材1的连接加工方法，其特征在于，至少以把持机构把持一方的被熔着体的端部以使两者加以对向，将两者的间隔在1－20mm的范围内加以选择，使两被熔着体的端部加热熔融将两者加以熔着连接。

Description

光纤母材的连接加工方法与装置以及光纤母材

技术领域

本发明是关于将光纤母材或拟设(dummy)构件等的被熔着体的端部经加热熔融后使两者熔着连接的光纤母材的连接加工方法与其装置以及所得到的光纤母材。对于认定由参照可编入有所指定的国家，藉由参照下述的专利申请案所述内容编入于本申请案，作为本申请案的所述的一部分。

日本专利特愿2003-389811申请日期2003年11月19日

背景技术

光纤母材是将其先驱体亦即多孔质母材经脱水·烧结，透明玻璃化而加以制造。其后按照需要，使用玻璃车床进行弯曲修正，所定外径或长度的加热延伸加工实行去除表面的凹凸或伤痕，杂物等的火焰研磨处理等的加工。

使用玻璃车床将光纤母材加工时，首先，在光纤母材的两端连接拟设构件，以夹头(chuck)把持该拟设构件装设于玻璃车床，再对光纤母材施行所期望的加工。在公知技术中，将以此种光纤母材与拟设构件连接时，使两者的端部以喷灯火焰等经加热熔融后，使两端部碰触连接(参照专利文献1)。

但是，以此种所连接者中，在光纤母材与拟设构件的连接部分，极少有破裂的情形，最坏的场合，光纤母材落下，而有破损的情形。在光纤母材的加工，因光纤母材以1,500-2,200℃的高温加热的关系，光纤母材的落下，是对作业者具有危险。

近年来，由于进行光纤母材的大口径化的关系，由此种破裂引起光纤母材的破损时，变成提高成本。又，在不破裂仅产生龟裂的场合，如不将龟裂部分加以熔断切除再进行连接，会无法进行以后的加工，而有作业时间变长的不利情形。

对于在连接部分产生破裂或龟裂的原因，是在使光纤母材与拟设构件熔着连接时，在连接部分封入微小气泡，在冷却时将此种气泡为中心产生残留变形，以此成为在连接部分产生破裂或龟裂的起点。

公知技术中，在光纤母材处使拟设构件熔着连接，是采用图4所示的方法。即，使光纤母材1与加工用拟设棒2离开距离a，以喷灯3的火焰4加热，经熔融软化再熔着连接的方法。

此种方法，是由作业者的感觉与经验，使连接部分的间隔及喷灯的火焰量加以变化的关系，因此，连接部分的熔融软化时间会依作业者，或每次的作业而相异，而使得作业效率差，不一定能经常取得良好质量的光纤连接母材10。

并且，在光纤母材的大口径化的同时，使用强力喷灯火焰，相较于接连部分端面的中心部分，周缘部分更容易被加热，所以周缘部分较早软化而利用表面张力使周缘部分以环状隆起。所以，在中央部分产生凹处，在连接时将封入一部分气体，并增加以气泡残留的频率。

又，在专利文献1揭露在将光纤母材与拟设构件加以熔着连接时，使端部以机械加工成为凸形状后，将两方的端部加热熔融使两者熔着连接的方法，依此方法时，连接部分端面的中心部与周缘部分以同样加热的关系，使周缘部不以环状隆起。因此，熔着时可加以消除在连接部分所产生的气泡，可抑制在连接部分所产生的残留变形。

专利文献1：日本专利特开2000-327358号公报

可是，由于光纤母材的大口径化的关系，在将连接端部成为凸形状的机械加工需费时间。当使凸形状的高度(轴方向)降低时，虽可缩短机械加工的时间，但不能抑制加热熔融时的周缘部分的隆起。另一方面，使凸形状的高度变高时，机械加工时间变长、成本提高外，锥形末端从火焰超出，使加热不充分而产生不软化的问题。因此在连接部分的端面，要求以短的加工时间，高度尽可能为高，且到锥形末端也可充分软化的高度的凸形状。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种在使大口径的光纤母材与拟设构件的端部加热熔融将两者熔着连接时，在连接部分不产生破裂或龟裂，可在短时间以简单连接的光纤母材与其接连加工方法以及装置。

本发明的光纤母材的连接加工方法，是在将光纤母材与拟设构件或者两支的光纤母材或拟设构件彼此的端部加热熔融使两者熔着连接的光纤母材的连接加工方法，其特征在于：至少将一方的被熔着体的端部用把持机构加以把持使两者对向，使两被熔着体的间隔在1-20mm的范围内加以选择，使两被熔着体的端部加热熔融后将两者加以熔着连接。

尚且，被熔着体的端部，是至少使一方的被熔着体的端部加工为凸形状，使此凸形状的高度，以成为可纳入于所使用的喷灯的加热领域内的高度为宜。

在加热中，将两被熔着体的端部的间隔以检测器加以检测，按照由加热的端部的变形，由把持机构位置控制装置加以控制把持机构，使两者的间隔保持为一定，其后再碰触熔着连接。

本发明的光纤母材的连接加工装置，是在将光纤母材与拟设构件或者两支的光纤母材或拟设构件彼此的端部加热熔融使两者熔着连接的光纤母材的连接加工装置，其特征在于，包括：把持机构，是把持被熔着体的端部；距离检测器，是检测两被熔着体间的距离；以及，把持机构控制装置，是控制把持机构使两被熔着体间的距离保持为一定。

本发明的光纤母材，其特征是使用上述光纤母材的连接加工方法，或者使用上述光纤母材的连接加工装置加以熔着连接所构成。

本发明的进一步的其它连接加工装置，是为将光纤母材的端部与拟设构件的端部加以熔着连接的连接加工装置，其包括：把持机构、喷灯、距离检测器，及把持机构位置控制机构。其中，把持机构是将上述光纤母材的上述端部及上述拟设构件的上述端部加以把持于互相对向的位置。喷灯是将上述光纤母材的上述端部及上述拟设构件的上述端部加热熔解。距离检测器是检测由上述把持机构以对向所把持的上述光纤母材的上述端部与上述拟设构件的上述端部的距离。把持机构位置控制机构是加以控制上述把持机构，至少在上述喷灯使上述光纤母材的上述端部及上述拟设构件的上述端部到加热熔解前，使由上述距离检测器所检测的上述距离在预先所定的范围内，并且，上述光纤母材的上述端部与上述拟设构件的上述端部保持离开的位置。

在上述连接加工装置中，上述把持机构控制机构是对于上述预先所定的范围，也可使上述光纤母材的上述端部及上述拟设构件的上述端部以位置于上述喷灯火焰所及的范围的方式加以控制上述把持机构。

在上述连接加工装置中，于上述喷灯使上述光纤母材的上述端部及上述拟设构件的上述端部加热熔解后，上述把持机构位置控制机构是也可控制把持机构以使上述光纤母材的上述端部与上述拟设构件的上述端部加以熔着连接。

在上述连接加工装置中，上述光纤母材的上述端部及上述拟设构件的上述端部是在先端具有细的凸形状，上述把持机构位置控制机构是对于上述预先所定的范围，也可使上述光纤母材的上述凸形状及上述拟设构件的上述凸形状以位置于上述喷灯火焰所及的范围的方式，加以控制上述把持机构。

在上述连接加工装置中，在上述喷灯使上述光纤母材的上述凸形状及上述拟设构件的上述凸形状加热熔解后，上述把持机构控制机构是可控制上述把持机构使上述光纤母材的上述凸形状与上述拟设构件的上述凸形状加以熔着连接。

尚且，上述的发明概要是并非列举本发明的必要特征的全部，此等特征群的副次组合也可成为一种发明。

依据本发明的光纤母材及其连接加工方法以及装置时，两者的连接面接近的关系，从此面的放射冷却不易生起，可以良好效率使端部加热，而制作具有均一质量的光纤连接母材。并且，连接部分端面的中央部分不易生起放射冷却的关系，与周缘部的温度差变小，可抑制仅在周缘部的特别熔融由表面张力引起的环状隆起，而在连接部分不封入成为破裂原因的气泡，可容易使大口径光纤母材与拟设构件，或光纤母材彼此加以熔着连接。

又，不需要由作业者监视以防止连接部分的熔着前的接触，可使作业者从高热环境加以解放。

让本发明的上述原理和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是表示本发明的连接加工装置的结构的概略说明图。

图2(1)～图2(3)是加以说明本发明的连接加工方法的一例的概略说明图。

图3(1)～图3(3)是加以说明本发明的连接加工方法的其它例的概略说明图。

图4(1)～图4(3)是加以说明比较例1的连接加工方法的概略说明图。

图5(1)～图5(4)是加以说明比较例2的连接加工方法的概略说明图。

1：光纤母材                  2：拟设构件(拟设棒)

3：喷灯                      4：火焰

5：端面倒角                  6：距离检测器

7：光纤母材把持机构          8：拟设构件把持机构

9：把持机构位置控制装置      10：光纤连接母材

具体实施方式

以下，以发明的实施例加以说明本发明，以下的实施例是并非限定关于权利要求的发明，又在实施例中所说明的特征组合的全部也并非限定发明的解决手段所必须者。

请参阅图1所示，是表示本发明的光纤母材的连接加工装置的结构的一例的概略说明图。如图1所示，将光纤母材1与拟设构件2的所对向的两端部，以喷灯3的火焰4加热熔融。随加热熔融的进行，两端部是由表面张力加以变形，两者端部间的距离起变化。此时两者接触时，难以轴对称加以熔着连接，容易产生气泡。因此使两端部在碰触前，有必要使其间隔保持1mm～20mm，更好为2mm～10mm。因此，使用照相机等的距离检测器6监视光纤母材1与拟设构件2的间隔，将随加热熔融的进行起变化的两者的间隔以保持为一定的方式，使光纤母材把持机构7和拟设构件把持机构8由把持机构控制装置9加以自动控制。

尚且，对于上述拟设构件，可列举由石英玻璃所构成的拟设棒或拟设管等。

请参阅图2所示，是表示施加连接加工的光纤母材与拟设构件具有相同外径的场合。经加热熔融前的光纤母材1与拟设构件2，是将端部的间隔a配置成为1mm～20mm，更好为2mm～10mm(请参阅图2(1))。此种场合，例如，以玻璃车床的一方的夹头把持光纤母材1，同时以另一方的夹头把持拟设构件2，使两者以等速旋转由喷灯3等加热。在两端部充分软化时使两者碰触，以此熔着连接即可(请参阅图2(2))。如此，在连接部分不会封入成为破裂等原因的气泡，可得光纤母材1与拟设构件2所熔着连接的光纤连接母材10(请参阅图2(3))。

对于本发明进一步的其它例，连接加工装置是与图1所示的连接加工装置同样，具有光纤把持机构7，拟设把持机构8，喷灯3，距离检测器6，及把持机构位置控制部9。光纤把持机构7是把持光纤母材1的端部，拟设把持机构8是把持拟设构件2的端部使其对向于光纤母材1的端部的位置。喷灯3是将光纤母材1的端部及拟设构件2的端部加热熔解，距离检测器6是检测由光纤把持机构7及拟设把持机构8所对向把持的光纤母材1的端部与拟设构件2的端部的距离。

把持机构位置控制机构9是控制光纤把持机构7及拟设把持机构8，至少在喷灯使光纤母材1的端部及拟设构件2的端部到加热熔解前，使由距离检测器6所检测的距离在预先所定的范围内，并且，光纤母材1的端部与拟设构件2的端部保持离开的位置。又，在喷灯3使光纤母材1的端部及拟设构件2的端部加热熔解充分软化后，把持机构位置控制机构9也可加以控制光纤把持机构7及拟设把持机构8，使光纤母材1的端部与拟设构件2的端部加以碰触并熔着连接。在此，预先所定的范围是例如为1mm～20mm，又，把持机构位置控制机构9是可预先储存喷灯3使光纤母材1的端部及拟设构件2的端部到加热熔解所需的时间，在该时间的经过之前，使光纤母材1的端部与拟设构件2的端部加以离间，在该时间的经过后，再使两者加以连接。又，对于其它例的连接加工装置也可具有温度检测装置，由温度检测装置检测到光纤母材1的端部及拟设构件2的端部的熔解之前，使两者加以离间，而检测到熔解后，使两者加以连接。

又，如图2及图3所示在光纤母材1的端部及拟设构件2的上述端部的先端设置细的凸形状时，把持机构位置控制机构9是对于预先所定的范围加以控制光纤把持机构7及拟设把持机构8，进而使光纤母材1的凸形状及拟设构件2的凸形状位于喷灯3的火焰所及的范围。在此种场合，把持机构位置控制机构9也可控制把持机构8在喷灯3使光纤母材1的凸形状及拟设构件2的凸形状加热熔解后，将光纤母材1的凸形状与拟设构件2的凸形状加以熔着连接。

请参阅图3所示，是表示依照本发明的连接加工方法的其它态样。

在使光纤母材1与拟设构件2的所对向的两端部以凸形状加以机械加工后，将间隔a配置成为1mm～20mm，更好为2mm～10mm。在各端部所形成的凸形状在轴方向的高度，是使其在喷灯3的火焰4所含盖的范围内(图3(1))。此凸形状是将端部进行倒角加工而形成端面倒角5。将两端部加热熔融而充分软化(图3(2))。其后，藉由使两端部碰触，在连接部分不封入成为破裂等的原因的气泡，而可得使光纤母材1与拟设构件2加以熔着连接的光纤连接母材10(图3(3))。

在图3所示的态样，虽是使两端部均加工成为凸形状，此是，至少使对向的一方的端部以凸形状加工即可，其效果是，即，至少抑制具有凸形状侧的周缘部的隆起，可消除公知的熔着时在连接部分所产生的封入微细气泡，可得到在连接部分抑制产生残留变形的效果。

尚且，在本发明中，对于加热装置使用喷灯的场合，如端部的凸形状的锥形末端在火焰所加热的范围内时，连接端部的中央部与周缘部是同时加热，可使连接端部全体加以软化。

其次对于本发明的实施例1、2及比较例1、2加以说明。

实施例1

使直径70mm的光纤母材1与同径的拟设构件2，以图2所示的本发明的方法施行连接加工。光纤母材1与拟设构件2的端部的间隔a为2mm(图2(1))。使两方的端部用氧氢喷灯3以300L/mm的氢气量经6分钟加热后而充分熔融软化(图2(2))，进而可加以熔着连接(图2(3))。同样地，重复进行连接加工，以制作将上述光纤母材与拟设构件加以熔着连接的10支光纤连接母材10。

全部的光纤连接母材10在连接部无微细气泡或龟裂，并完全地熔着连接。这些光纤连接母材10以通常的玻璃车床进行加工，虽然在延伸加工时所施加的拉伸张力为4倍张力，均不产生破裂或龟裂。

实施例2

使直径85mm的光纤母材1与同径的拟设构件2，用如图3所示的本发明的方法施加连接加工。在光纤母材1与拟设构件2的两方端部各施行端面方向25mm，轴方向14mm的端面倒角5。两者的端面间的间隔a是为2mm。此时在锥形末端外缘的间隔是为38mm。使两方的端部用氧氢喷灯3以500L/mm的氢气量加热时，到锥形末端以喷灯火焰4加以含盖(图3(1))。经9分钟加热后以充分熔融软化(图3(2))，进而可加以熔着连接(图3-3)。同样地，加以制作10支光纤连接母材10。

全部的光纤连接母材10在连接部均无微细气泡或龟裂，并完全地熔着连接。这些光纤连接母材10以通常的玻璃车床进行加工，虽然在延伸加工时所加的拉伸张力为4倍张力，均不产生破裂或龟裂。

比较例1

使直径70mm的光纤母材1与同径的拟设构件2，用如图4所示的方法施加连接加工。将两者端部的间隔为30mm(图4(1))。使两方的端部用氧氢喷灯3以300L/min的氢气量经6分钟加热时，其熔融软化为不充分(图4(2))，而不能熔着连接(图4(3))，冷却后，在连接部有龟裂，同样地，加以制作10支光纤连接母材10。

所制作的光纤连接母材10以通常的玻璃车床进行加工，在延伸加工时所加的拉伸张力为4倍张力时，在10支中有4支产生破裂或龟裂。

比较例2

使直径85mm的光纤母材1与同径的拟设构件2，用如图5所示的方法施加连接加工。在光纤母材1与拟设构件2的两方的端部各施行端面方向25mm，轴方向30mm的端面倒角5。两者的端面的间隔a是为2mm。此时在锥形末端外缘的间隔是为70mm。使两方的端部用氧氢喷灯3以500L/mm的氢气量加热时，锥形末端的一部分是从喷灯火焰4超出(图5(1))，经9分钟加热时，虽中央部是熔融软化(图5(2))，而可加以熔着连接(图5(3))，但是锥形末端的软化不充分，需要进一步加以10分钟的加热，而缓慢加以熔着(图5(4))。同样地，加以制作10支光纤连接母材10。

光纤连接母材10在连接部分虽然以无微细气泡完成加工，但是比较于实施例2的方法，需要耗费数倍以上的时间。所制作的光纤连接母材10以通常的玻璃车床进行加工，在延伸加工时所加的拉伸张力为4倍张力时，无破裂或龟裂。

本发明是并非限定于上述实施例，上述实施例是为例示。与本发明的权利要求所述的技术思想在实质上有同一结构，可达到同样的作用效果者，是均包含于本发明的技术范围。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1、一种光纤母材的连接加工方法，是在使一光纤母材与一拟设构件或者两支光纤母材或拟设构件的彼此的一端部加热熔融将两者加以熔着连接的光纤母材的连接加工方法，其特征在于：以把持机构至少把持一方的被熔着体的一端使两者加以对向，两被熔着体的间隔是在1-20mm的范围内加以选择，将两被熔着体的该些端部加热熔融将两者加以熔着连接。

2、根据权利要求1所述的光纤母材的连接加工方法，其特征在于其至少使一方的被熔着体的该端部加工成为一凸形状。

3、根据权利要求2所述的光纤母材的连接加工方法，其特征在于其中使该些被熔着体的该些端部加热熔融的装置是为一喷灯，使该些端部的该些凸形状的高度成为可纳入于该喷灯的一加热领域内的高度。

4、根据权利要求1～3任一项所述的光纤母材的连接加工方法，使该些两被熔着体的该些端部的一间隔以一检测器加以检测，按照由加热的该些端部的变形，由一把持机构位置控制装置加以控制一把持机构，使该些两者的该间隔保持为一定，在其后加以碰触的熔着连接。

5、一种光纤母材的连接加工装置，是在使一光纤母材与一拟设构件，或者两支光纤母材或拟设构件彼此的一端部加热熔融将两者加以熔着连接的光纤母材的连接加工装置，其特征在于其包括：

一把持机构，是把持一被熔着体的一端部；

一距离检测器，是检测该些两被熔着体间的一距离；以及

一把持机构位置控制装置，是控制该把持机构使该些两被熔着体间的该距离保持为一定。

6、一种光纤母材，是使用权利要求1至4中的任何一项所述的光纤母材的连接加工方法加以熔着连接。

7、一种光纤母材，是使用权利要求5所述的光纤母材的连接加工装置加以熔着连接。

8、一种连接加工装置，是使一光纤母材的一端部与一拟设构件的一端部加以熔着连接的连接加工装置，其特征在于其包括：

一把持机构，是将该光纤母材的该端部及该拟设构件的该端部加以把持于成为互相对向的一位置；

一喷灯，是将该光纤母材的该端部及该拟设构件的该端部加热熔解；

一距离检测器，是加以检测由该把持机构以对向把持的该光纤母材的该端部与该拟设拟设构件的该端部的一距离；以及

一把持机构位置控制机构，是加以控制该把持机构，在该喷灯使该光纤母材的该端部及该拟设构件的该端部至少到加热熔解，由该距离检测器所检测的该距离在一预先所定的一范围内，并且，该光纤母材的该端部与该拟设构件的该端部保持一离间的位置。

9、根据权利要求8所述的连接加工装置，其特征在于其中该把持机构位置控制机构，是对于该预先所定的该范围，以控制该把持机构，使该光纤母材的该端部及该拟设构件的该端部以位置于该喷灯的火焰所及的范围。

10、根据权利要求9所述的连接加工装置，其特征在于其中在该喷灯使该光纤母材的该端部及该拟设构件的该端部加热熔解后，该把持机构位置控制机构是加以控制该把持机构使该光纤母材的该端部与该拟设构件的该端部加以熔着连接。

11、根据权利要求8所述的连接加工装置，其特征在于其中该光纤母材的该端部及该拟设构件的该端部是在其先端具有细的一凸形状；

该把持机构位置控制机构，是对于该预先所定的该范围，加以控制该把持机构使该光纤母材的该凸形状及该拟设构件的该凸形状以位置于该喷灯的火焰所及的范围。

12、根据权利要求11所述的连接加工装置，其特征在于其中在该喷灯使该光纤母材的该凸形状及该拟设构件的该凸形状加热熔解后，该把持机构位置控制机构，是加以控制该把持机构使该光纤母材的该凸形状与该拟设构件的该凸形状加以熔着连接。

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