JP2003026435A - 光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び装置 - Google Patents

光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び装置

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JP2003026435A
JP2003026435A JP2001208873A JP2001208873A JP2003026435A JP 2003026435 A JP2003026435 A JP 2003026435A JP 2001208873 A JP2001208873 A JP 2001208873A JP 2001208873 A JP2001208873 A JP 2001208873A JP 2003026435 A JP2003026435 A JP 2003026435A
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porous
optical fiber
porous base
preform
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Tadakatsu Shimada
忠克 島田
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼結時における多孔質母材の回転に伴う振れ
回りを抑制することができ、かつ焼結中の多孔質母材の
長さの変化に対応することのできる、曲がりや偏芯のな
い光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び装置を提
供する。 【解決手段】 光ファイバ用多孔質母材を焼結し透明ガ
ラス化する方法において、該多孔質母材1の上端を上部
把持部材3で固持して吊り下げ、多孔質母材1を軸心回
転させ、この下端を支持する下部把持部材6に設けた母
材振れ回り抑制治具7により、多孔質母材1の下端を上
下動自在かつ軸心回転自在に支持することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス微粒子を堆
積して形成した光ファイバ用多孔質母材を縦型焼結炉の
内部に吊り下げて加熱し、焼結して透明ガラス化する光
ファイバ用母材インゴットの製造方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】OVD法で製造された光ファイバ用多孔
質母材は、焼結炉内に垂直に懸垂され、加熱・焼結して
透明ガラス化され、母材インゴットとされる。さらに、
母材インゴットは、紡糸に適した太さに細径化され、プ
リフォームとされる。通常、多孔質母材の焼結処理は、
装置の上部に設けられた吊下げ機構によって炉心管内に
垂直に吊り下げられ、多孔質母材を回転させながら加熱
ヒーターを上昇又は下降させ、その一端から順次多孔質
母材の全長にわたって焼結が行われる。
【0003】焼結は、多孔質母材を回転させながら行わ
れるが、下端側に振れ回りが生じることがあり、振れ回
りが生じると、加熱ヒーターと多孔質母材との距離に差
が生じるため、多孔質母材の円周方向に温度分布が生
じ、得られた母材インゴットのコアに偏芯が発生する。
このような偏芯を防止するために、多孔質母材の焼結
は、その両端を把持・固定して行われている場合がある
が、この場合、多孔質母材の伸縮によって変形すること
があり、収縮した場合には、長手方向の粘度の低い部分
で伸びて細径となるため、さらにこの部分が伸びて細く
なる。また、伸張した場合には、母材インゴットの上下
端が固定されているため、母材インゴットに曲がりが生
じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、焼
結時における多孔質母材の回転に伴う振れ回りを抑制す
ることができ、かつ焼結中の多孔質母材の長さの変化に
対応することのできる、曲がりや偏芯のない光ファイバ
用母材インゴットの製造方法及び装置を提供することを
課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ用母
材インゴットの製造方法は、光ファイバ用多孔質母材を
焼結し透明ガラス化する方法において、該多孔質母材の
上端を上部把持部材で固持して吊り下げ、多孔質母材を
軸心回転させ、この下端を支持する下部把持部材に設け
た母材振れ回り抑制治具により、多孔質母材の下端を上
下動自在かつ軸心回転自在に支持することを特徴として
いる。
【0006】下部把持部材に設けられる母材振れ回り抑
制治具には、多孔質母材下端の外径より大きい内径を有
する円筒管を使用し、該抑制治具又はその下方に重量検
出機構を設け、該重量検出機構による検出値が所定の重
量を超えると、抑制治具が所定量下方に移動するよう
に、又は多孔質母材が所定量上方に移動するように構成
するのが好ましい。また、多孔質母材の周囲に配設され
る複数の加熱ヒーターよりなる加熱部の長さを、多孔質
母材の全長より長くして、多孔質母材又は加熱ヒーター
を上方又は下方に移動させることなく加熱し、焼結する
のが好ましい。あるいは、多孔質母材の周囲に配設され
る加熱ヒーターの長さを多孔質母材の全長の1/2以下
とし、該加熱ヒーターを上方又は下方に移動させて加熱
し、焼結するようにしても良い。
【0007】本発明の光ファイバ用母材インゴットの製
造装置は、光ファイバ用多孔質母材を焼結し透明ガラス
化する装置において、該多孔質母材の上端を固持して吊
り下げる上部把持部材と多孔質母材の下端を支持する下
部把持部材とを備え、該下部把持部材が多孔質母材の下
端を上下動自在かつ軸心回転自在に支持する母材振れ回
り抑制治具(以下、単に抑制治具という)を有すること
を特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、多孔質母材の下端を円
柱形状とし、内径が多孔質母材の下端より大きい円筒管
で形成した抑制治具を下部把持部材に設け、この抑制治
具内に多孔質母材の下端を収容する構造として、多孔質
母材の重量が抑制治具にかかることなく多孔質母材の振
れ回りを防止するものである。すなわち、多孔質母材
は、その上端で装置の上部把持部材により固持されてい
るが、その下端はフリーであり、多孔質母材の長さが焼
結により収縮すると、多孔質母材の下端は抑制治具の管
内上方に移動するが、振れ回りは防止される。
【0009】また、焼結により多孔質母材が伸張してそ
の下端が抑制治具に接触し、抑制治具又はその下方に設
けられた重量検出機構が所定の重量を検出したとき、あ
るいは僅かでも数値を検出した場合には、抑制治具を支
持している下軸を下降させ、又は多孔質母材を上方に移
動させて、多孔質母材の下端と抑制治具とが離間するよ
うに、多孔質母材又は抑制治具を相対的に移動させ、多
孔質母材の重量を抑制治具で支えないようにすること
で、母材インゴットの変形は防止される。
【0010】さらに、本発明の製造装置は、炉芯管の周
囲に配設される加熱部を、多孔質母材の全長より長い複
数の加熱ヒーターよりなる固定炉方式としても良く、あ
るいは、加熱ヒーターの長さを多孔質母材の全長の1/
2以下とし、該加熱ヒーターを上方又は下方に移動させ
る移動方式としても良い。なお、固定炉方式を採用した
場合は、多孔質母材を上方又は下方に移動させる機構が
不要となり、製造が安定し、かつ設備コストが低減され
る。
【0011】以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説
明する。
【実施例】[実施例1]直径40mmφ、長さ1500
mmの光ファイバ用コアガラス母材の両端に、円柱状の
ガラス棒を溶着して取り付け、OVD法により、コアガ
ラス母材の周面に100kgのスート(ガラス微粒子)
を堆積し、多孔質母材を作製した。この多孔質母材を図
1に示す装置を用いて焼結した。
【0012】図1において、多孔質母材1の上端に溶着
された上部ガラス棒2を上部把持部材3で把持して、多
孔質母材1を炉芯管4内に吊り下げ、多孔質母材1の下
端に溶着された下部ガラス棒5を、多孔質母材1の振れ
回りは防止するが伸びによる下降は妨げないように、下
部把持部材6に設けられた円筒管状の抑制治具7で、上
下動かつ回動自在に支持した。
【0013】図2は、本発明の製造装置に設けられる重
量検出機構の一例を示す概略断面図であり、下部把持部
材6には抑制治具7が設けられ、下部ガラス棒5は抑制
治具7の円筒管部に収容されている。抑制治具7を支持
する下軸8の下端には重量検出器9が設けられている。
8つの加熱ヒーター10を順次オン/オフさせて加熱ゾ
ーンを順次シフトし、加熱された多孔質母材1が伸張し
て、下部ガラス棒5の下端が抑制治具7に接触し、予め
設定した許容数値範囲を超えたことを重量検出器9が検
知すると、モーター11によりボールねじ12を回転さ
せ、ナット13を介して下部把持部材6を下降させて、
下部ガラス棒5と抑制治具7とを離間させた。下部把持
部材6及び/又は抑制治具7は、モーター14を駆動源
とする回転機構15により軸心回転自在である。
【0014】なお、重量検出器9により多孔質母材1の
伸びを検出したが、これには下部ガラス棒5の下端と抑
制治具7との接触が分かれば良く、重量検出器9に代え
て接触式センサーやカメラ等で伸びをモニターしてもよ
い。多孔質母材1を加熱ヒーター10で1500℃に加
熱したところ、得られた母材インゴットの長さは全長で
60mm短くなっていたが、局所的なくびれは生じず、
偏芯も0.1%以下と小さかった。同様にして1530
℃で処理した場合には、全長で80mm伸びたが曲がり
は生じず、偏芯も0.1%以下であった。
【0015】[実施例2]本実施例においては、実施例
1で使用した図1の装置に代えて、図3に示す装置を用
いた以外は、実施例1と同様にして多孔質母材1を作製
し、焼結した。なお、図3の装置の下部には、図2に示
す装置が取り付けられている。図3に示す装置の加熱部
は、単一の加熱ヒーター10で構成され、加熱ヒーター
10を炉芯管4に沿って移動させることにより、多孔質
母材1はその下端部から順次上方に向けて焼結される。
この装置を用いて多孔質母材1を加熱ヒーター10で1
500℃に加熱したところ、得られた母材インゴットの
長さは全長で60mm短くなっていたが、局所的なくび
れは生じず、偏芯も0.1%以下と小さかった。同様に
して1530℃で処理した場合には、全長で800mm
伸びたが曲がりは生じず、偏芯も0.1%以下であっ
た。
【0016】[比較例1]重量検出機構を備えていない従
来の装置を使用し、実施例1で作製した多孔質母材の両
端を把持した状態で炉芯管4内にセットし、1500℃
に加熱したところ、直胴部の外径200mmに対して、
局所的に径が180mmと細いくびれ部分を生じた。1
530℃で加熱した場合には、焼結された母材インゴッ
トはラセン状に曲がり、最大0.8%の偏芯を生じた。
【0017】[比較例2]重量検出機構を備えていない従
来の装置を使用し、下部ガラス棒5の下端部を収容する
抑制治具7を、下部ガラス棒5の外径より0.5mm大
きい内径を有する円筒管で形成し、この円筒管内に下部
ガラス棒5の下端を入れ、把持せずに振れ回りのみを抑
制した。その他は実施例1と同様にして、多孔質母材1
を1500℃で焼結したところ、全長で60mm短くな
ったが、局所的なくびれは生じなかった。また、偏芯も
0.1%以下と小さかった。同様にして1530℃で焼
結したところ、40mm伸びたが曲がらずに偏芯も0.
1%以下であった。しかし、伸びが大きい場合があり、
この場合には曲がりが生じた。
【0018】
【発明の効果】本発明の製造方法及び装置は、上記構成
としたことにより、多孔質母材が収縮した場合、多孔質
母材の下端は、下部把持部材に設けられた抑制治具内で
上昇し、伸張した場合は、多孔質母材に負荷がかかるこ
となく抑制治具内を自由に下降し、異常な変形は防止さ
れる。さらに、振れ回りも抑制され、偏芯のない母材イ
ンゴットが得られる。また、伸張が極めて大きい場合に
は、相対移動可能範囲を超えて多孔質母材が伸びること
があるが、このようなケースに対しては、抑制治具又は
その下方に設けた重量検出器が所定の数値を検出したと
きに、上部把持部材と抑制治具との相対距離を大きくす
ることで、多孔質母材の変形は防止される。さらに、加
熱部を複数の加熱ヒーターで構成し、その長さを多孔質
母材の全長より長い固定炉方式にすれば、多孔質母材を
移動する必要がなく、装置の構造が単純化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1で用いた光ファイバ用母材
インゴットの製造装置を示す概略断面図である。
【図2】 本発明の製造装置に設けられる重量検出機構
の一例を示す概略断面図である。
【図3】 本発明の実施例2で用いた光ファイバ用母材
インゴットの製造装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1. 多孔質母材、 2. 上部ガラス棒、 3. 上部把持部材、 4. 炉芯管、 5. 下部ガラス棒、 6. 下部把持部材、 7. 抑制治具、 8. 下軸、 9. 重量検出器、 10. 加熱ヒーター、 11. モーター、 12. ボールねじ、 13. ナット、 14. モーター、 15. 回転機構。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ用多孔質母材を焼結し透明ガ
    ラス化する方法において、該多孔質母材の上端を上部把
    持部材で固持して吊り下げ、多孔質母材を軸心回転さ
    せ、この下端を支持する下部把持部材に設けた母材振れ
    回り抑制治具により、多孔質母材の下端を上下動自在か
    つ軸心回転自在に支持することを特徴とする光ファイバ
    用母材インゴットの製造方法。
  2. 【請求項2】 母材振れ回り抑制治具が多孔質母材下端
    の外径より大きい内径を有する円筒管からなっている請
    求項1に記載の光ファイバ用母材インゴットの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 母材振れ回り抑制治具又はその下方に重
    量検出機構を設け、該重量検出機構による検出値が所定
    の重量を超えると、母材振れ回り抑制治具が所定量下方
    に移動するように構成されている請求項1又は2に記載
    の光ファイバ用母材インゴットの製造方法。
  4. 【請求項4】 母材振れ回り抑制治具又はその下方に重
    量検出機構を設け、該重量検出機構による検出値が所定
    の重量を超えると、多孔質母材が所定量上方に移動する
    ように構成されている請求項1又は2に記載の光ファイ
    バ用母材インゴットの製造方法。
  5. 【請求項5】 多孔質母材の周囲に配設される複数の加
    熱ヒーターよりなる加熱部の長さを多孔質母材の全長よ
    り長くして、多孔質母材又は加熱ヒーターを上方又は下
    方に移動させることなく加熱し、焼結する請求項1乃至
    4のいずれかに記載の光ファイバ用母材インゴットの製
    造方法。
  6. 【請求項6】 多孔質母材の周囲に配設される加熱ヒー
    ターの長さを多孔質母材の全長の1/2以下とし、該加
    熱ヒーターを上方又は下方に移動させて加熱し、焼結す
    る請求項1乃至4のいずれかに記載の光ファイバ用母材
    インゴットの製造方法。
  7. 【請求項7】 光ファイバ用多孔質母材を焼結し透明ガ
    ラス化する装置において、該多孔質母材の上端を固持し
    て吊り下げる上部把持部材と多孔質母材の下端を支持す
    る下部把持部材とを備え、該下部把持部材が多孔質母材
    の下端を上下動自在かつ軸心回転自在に支持する母材振
    れ回り抑制治具を有することを特徴とする光ファイバ用
    母材インゴットの製造装置。
  8. 【請求項8】 母材振れ回り抑制治具又はその下方に重
    量検出機構を備えている請求項7に記載の光ファイバ用
    母材インゴットの製造装置。
  9. 【請求項9】 多孔質母材の周囲に、この全長より長い
    複数の加熱ヒーターよりなる加熱部が配設されている請
    求項7又は8に記載の光ファイバ用母材インゴットの製
    造装置。
  10. 【請求項10】 多孔質母材の周囲に、この全長の1/
    2以下の長さを有する加熱ヒーターが配設されている請
    求項7又は8に記載の光ファイバ用母材インゴットの製
    造装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100640438B1 (ko) 2004-11-26 2006-10-30 삼성전자주식회사 다공질 모재의 가열 장치 및 방법

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