JP2003342035A - 光ファイバー母材の支持方法および装置 - Google Patents
光ファイバー母材の支持方法および装置Info
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Abstract
英スート母材又はプリフォームに及ぼすことなく、光フ
ァイバー母材を固定支持する方法及び装置を提供し、安
定した操業を計る。 【解決手段】 光ファイバー母材固定部(2)に設けら
れた吊り下げ用支持部(3)と、その吊り下げ用支持部
(3)上面に付設された弾性部材(6)と、押圧具
(7)を有し、光ファイバー母材(5)の石英支持棒
(4)の平面部を弾性部材(6)に押圧具(7)で押圧
固定する、光ファイバー母材(5)を支柱(1)の母材
固定部(2)に固定支持する。
Description
造における、石英スート母材又はプリフォームの形成や
熱処理工程中あるいはプリフォームの線引き工程中、こ
れら光ファイバー母材の揺れを防止する技術に関する。
質な光ファイバー母材を製造する方法として、VAD法
やOVD法が一般に採用されている。これらの方法は、
バーナで形成された火炎中にガラス原料ガスを供給し、
火炎加水分解反応又は酸化反応によりスート状のガラス
微粒子を生成し所望の形状に堆積させて多孔質ガラス体
を得、これを加熱処理により脱水及び透明ガラス化し、
気泡や微結晶のない透明ガラス体を得る方法である。そ
して、この透明ガラス体は、延伸、穴あけ、コラプス等
の加工をされ光ファイバー用プリフォームとされる。ま
た、コアとクラッドの一部とからなるガラス体を延伸し
たロッド上にガラス微粒子を堆積させ多孔質の複合ガラ
ス体を得、これを加熱処理して透明な光ファイバー用プ
リフォームとする方法等もある。そして、このプリフォ
ームは、線引き炉の炉心管内に挿入され、加熱溶融さ
れ、線引きされ、溶融紡糸された光ファイバーは外径測
定、冷却、樹脂被覆等の工程を経てボビンに巻取られ、
光ファイバー素線が形成される。本発明においては、上
記のような多孔質ガラス体や多孔質の複合ガラス体を
「石英スート母材」と言い、上記のような透明ガラス体
や光ファイバー用プリフォームを「プリフォーム」と言
い、これらを合わせて「光ファイバー母材」と言うこと
にする。
の形成や熱処理加工等においても、プリフォームの線引
きにおいても、図3(a)に示すように、従来は支柱
(タワー)1に設けられた昇降する母材固定部2に光フ
ァイバー母材5は垂直に吊り下げ支持されている。その
連結部は図3(a)の点線円Aの拡大図である図3
(b)に示すように、母材固定部2に連結ピン8により
石英スート母材又はプリフォーム等の光ファイバー母材
5の先端の石英支持棒4が連結されている。そして、石
英スート母材やプリフォームは、下方のプロセス炉9の
中へ降下、挿入され、形成、熱処理、線引き等が行われ
ていた。しかし、近年は光ファイバー需要の拡大に対応
して、光ファイバーを低コストで大量生産するために母
材の大型化や高速度で長時間の連続線引きが行われるよ
うになった。この石英スート母材やプリフォーム等の光
ファイバー母材5が大型化することに伴い、耐荷重の支
持方式として図4に例示するような石英支持棒4のテー
パー部もしくは平面部を母材固定部2で直接支持し、エ
アーシリンダー等の押圧具7で押圧固定することとなっ
てきた。
製造や熱処理工程あるいはプリフォームの線引き工程で
は、質量が数十kgの光ファイバ母材を母材固定部に吊
り下げる形で固定し、熱処理や線引きを行う。そのた
め、特に線引き工程においては、線引き装置本体の微小
な振動が母材に伝わりやすく、母材の下端部分では振幅
が増幅されてより大きな揺れとなる場合がある。母材が
揺れるとそれはそのままファイバーの揺れとなり、不良
品を生ずる要因の一つとなっている。同様に、石英スー
ト母材又はプリフォームの製造工程や熱処理工程におい
てもこれら母材の揺れは、均質な母材の形成、加工を妨
げる原因となっている。しかし、装置本体の微振動は、
装置の操業停止時にも生起していることから、空調機等
の近隣設備や屋外の車両走行による地盤の振動等に起因
するものと考えられ、完全に遮断することはできないも
のである。そこで、装置自体が振動を起こしにくい構造
を持つよう設計、製作が配慮されてきてはいるが、未だ
十分ではない。一方、小型母材の場合、図3に示すよう
な連結ピン8による連結方法においては、ピン部自体が
ガタを有しているため、支柱1等の装置から生ずる小さ
な揺れや振動はその部分で吸収され母材の揺れを引き起
こすことははほとんどなかった。しかし、近年のように
大型の石英スート母材又はプリフォーム5に対応する図
4に示すようなテーパー部もしくは平面部での受けにお
いては、支持部と装置本体がリジットな構造となるため
装置の揺れや振動の逃げ場が無く、その結果石英スート
母材又はプリフォームにその揺れや振動が伝播してい
る。
関係を示す。この装置の揺れや振動は、図5(a)に矢
印で示すように全方向であり、その伝播は図5(b)に
モデル図で示すように加速度として石英スート母材やプ
リフォーム5の荷重点に作用し、図5(c)のように支
持部を固定端としたモーメント重として作用するため、
形状の細い石英支持棒4の石英スート母材又はプリフォ
ーム5の付け根部分でたわみを生じ、図5(d)に示す
ように母材下部先端においては長さ比により、装置の揺
れや振動値より大きな揺れが作用することとなる。その
結果、形成工程や熱処理工程で母材が炉壁等に接触した
り、線引き工程中に計測器よりファイバーが外れる等の
異常が生じることにより、工程の中断等のロスが生じる
問題が発生した。
記支柱等の装置の振動や揺れの影響を大型の石英スート
母材又はプリフォームに及ぼすことなく、光ファイバー
母材を支持する方法及び装置を提供し、安定した操業が
できることを目的とする。
に鑑み鋭意検討を重ねた結果、支柱等の装置の揺れや振
動を減らすのは、構造が複雑で高価なものとなるので、
振動値も非常に小さいことより、この振動を吸収し、揺
れや振動を石英スート母材またはプリフォームに伝播さ
せないことに着目したものである。すなわち、本発明
は、(1)母材固定部に設けられた吊り下げ用支持部上
面に付設された弾性部材に、光ファイバー母材の石英支
持棒の平面部を押圧具で押圧固定することを特徴とする
光ファイバー母材を支柱の母材固定部に固定支持する方
法、(2)母材固定部に弾性部材を介して設けられた吊
り下げ用支持部上面に、光ファイバー母材の石英支持棒
の平面部を押圧具で押圧固定することを特徴とする光フ
ァイバー母材を支柱の母材固定部に固定支持する方法、
(3)母材固定部に設けられた吊り下げ用支持部と、そ
の吊り下げ用支持部上面に付設された弾性部材と、押圧
具を有し、光ファイバー母材の石英支持棒の平面部を弾
性部材に押圧固定することを特徴とする光ファイバー母
材を支柱の母材固定部に固定支持する装置、(4)母材
固定部に弾性部材を介して設けられた吊り下げ用支持部
と、押圧具を有し、光ファイバー母材の石英支持棒の平
面部を吊り下げ用支持部上面に押圧固定することを特徴
とする光ファイバー母材を支柱の母材固定部に固定支持
する装置、及び、(5)母材固定部に設けられた吊り下
げ用支持部は、母材固定部に弾性部材を介して設けられ
たものであることを特徴とする(3)に記載の光ファイ
バー母材を支柱の母材固定部に固定支持する装置、を提
供するものである。
様について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。な
お、各図の説明において従来例と同一の要素には同一の
符号を付して重複する説明を省略する。図1は、本発明
の一実施態様である光ファイバーの線引き装置における
場合のプリフォームを吊り下げ、固定支持する例を示す
概略説明図である。図1に示すように、支柱(タワー)
1に取り付けられた昇降自在の母材固定部2に吊り下げ
用支持部3を設け、この吊り下げ用支持部3の上面に弾
性部材6を付設する。石英支持棒4の平面部をその弾性
部材6を介して吊り下げ支持部3に押圧具7で押圧し、
大型プリフォーム5を取り付け固定支持する。一般に、
線引き装置の支柱(タワー)1は1階床からの高さが1
5m〜30mと非常に高く、1階床面でのタワーの振動
測定値が測定不可能である程小さい振動でも、最上部で
は微小な振動の影響が出ており、今回の例では支柱(タ
ワー)最上部で周期0.5秒、振幅0.01mmから最
大0.1mm程度、振れ方向はランダムに全方向であっ
た。しかし、前記した支持により、弾性部材で微小な振
動を吸収し、押圧具7の押さえ込みもクッション性を持
っているため、この程度の石英支持棒4の上部押さえ込
み部の平面振動には対応が出来、操業上の支障は出ない
ものである。弾性部材6としては、ゴム硬度40〜90
度、耐熱150℃以上、ゴム厚さ3mm以上の、例えば
シリコンゴムやフッ素ゴム[例えば、バイトン(商標
名:デュポン社)]等を使用するのが良く、弾性部材6
を吊り下げ用支持部3の上面へ、例えば、溝部へ環状に
嵌合して付設する。弾性部材としてはバネ材を用いても
よい。さらに、当然本発明において石英支持棒の平面を
直接弾性部材6で受けず、その間に金属板を介在させて
取り付けても良い。また、押圧具7としては、エアーシ
リンダーが好ましく、オイルシリンダー、バネ材を用い
た周知の押圧具などが採用できる。押圧具7は、吊り下
げ用支持部3に設置するのが母材固定部2からの振動が
直接来ないので好ましいが、勿論母材固定部2に設置す
ることもできる。本発明のこれらの支持方法及び支持装
置を使用することにより光ファイバー母材の下端部の揺
れはほとんど検出されなかった。
の弾性部材の付設に代えて、図2に示すように、母材固
定部2と吊り下げ用支持部3との接合部分に弾性部材が
介在されていれば支柱(タワー)等からの振動を吸収す
る効果があることが認められた。さらに、吊り下げ用支
持部3の上面へ弾性部材を付設すると共に、母材固定部
2と吊り下げ用支持部3との接合部分にも弾性部材が介
在されていれば、振動吸収の効果がさらに良好になるこ
とも認められた。
4が、母材固定部2のフレームに平面で当たるよう弾性
部材なしに支持され、線引き操作中にずれないようにエ
アーシリンダー7等で押さえ込まれている場合について
述べる。プリフォーム5と母材固定部2とは構造上リジ
ットな状態となり、支柱(タワー)1の振動が直接伝播す
ることとなり、前述のようにこの振動が加速度としてプ
リフォームの荷重中心点に作用し、断面二次モーメント
の弱い石英支持棒4のプリフォーム側で大きな「たわみ
=揺れ」となってプリフォーム5を揺らすこととなっ
た。又、固有振動数が影響していることも考えられ、石
英支持棒4の長さが長く、石英支持棒4の外径が細く、
プリフォーム5の外径が太く、長さが長い、つまり母材
質量が大きいほど揺れは大きく、この例ではプリフォー
ム下部先端が片方向1〜2mmの幅で揺れていた。この
揺れはプリフォーム下端部では指で軽く止めることが出
来るが、石英支持棒4側ではモーメント上相当の力で押
さえ込まなければ揺れは防止できない。
て記載したが、石英スート母材又はプリフォームの製造
や熱処理工程においても、同様の支柱と固定部に母材を
支持して行うものであるので、上記と同様の母材支持方
法および装置を使用することができる。
し、石英スート母材やプリフォーム下部先端の揺れが殆
ど無くなり、線引き時にはファイバーが下部の計測器か
ら脱することも無く長時間安定した線引き操業状態を得
ることができた。また、石英スート母材の形成において
も、母材の揺れがなくスートの堆積が均一にでき、脱
水、ガラス化工程等においても、均一な加熱処理ができ
た。
体概略図であり、(b)はaの点線円A内の拡大図あ
る。
(b)〜(d)はその要部のモデル図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 母材固定部に設けられた吊り下げ用支持
部上面に付設された弾性部材に、光ファイバー母材の石
英支持棒の平面部を押圧具で押圧固定することを特徴と
する光ファイバー母材を支柱の母材固定部に固定支持す
る方法。 - 【請求項2】 母材固定部に弾性部材を介して設けられ
た吊り下げ用支持部上面に、光ファイバー母材の石英支
持棒の平面部を押圧具で押圧固定することを特徴とする
光ファイバー母材を支柱の母材固定部に固定支持する方
法。 - 【請求項3】 母材固定部に設けられた吊り下げ用支持
部と、その吊り下げ用支持部上面に付設された弾性部材
と、押圧具を有し、光ファイバー母材の石英支持棒の平
面部を弾性部材に押圧固定することを特徴とする光ファ
イバー母材を支柱の母材固定部に固定支持する装置。 - 【請求項4】 母材固定部に弾性部材を介して設けられ
た吊り下げ用支持部と、押圧具を有し、光ファイバー母
材の石英支持棒の平面部を吊り下げ用支持部上面に押圧
固定することを特徴とする光ファイバー母材を支柱の母
材固定部に固定支持する装置。 - 【請求項5】 母材固定部に設けられた吊り下げ用支持
部は、母材固定部に弾性部材を介して設けられたもので
あることを特徴とする請求項3に記載の光ファイバー母
材を支柱の母材固定部に固定支持する装置。
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- 2002-05-28 JP JP2002154658A patent/JP4084087B2/ja not_active Expired - Fee Related
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