JP2004018362A

JP2004018362A - 光ファイバ母材インゴットの円筒研削方法及び円筒研削装置

Info

Publication number: JP2004018362A
Application number: JP2002180377A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Kase; 加瀬　博文; Tadakatsu Shimada; 島田　忠克
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】優れた寸法精度を有する母材インゴットの円筒研削方法及び円筒研削装置を提供する。
【解決手段】出発コア部材の周囲にスートを堆積し、焼結・透明ガラス化した母材インゴットを、その中心軸とコア軸とが一致するように円筒研削する方法において、仕上研削前に、母材インゴットの径方向への粗研削による移動量を母材インゴットの長手方向に少なくとも２点以上測定して求め、該測定値を基にコア軸が母材インゴットの中心にくるように仕上研削することを特徴とし、粗研削による移動量を測定する位置は、母材インゴットの研削領域の外側直近とするのが良い。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた寸法精度が得られる光ファイバ母材インゴット（以下、単に母材インゴットと称する）の円筒研削方法及び円筒研削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
母材インゴットはその製造工程において、例えば、出発コア部材の表面にＯＶＤ（外付け）法によりスート（ガラス微粒子）を堆積してクラッド部を形成した後、脱水・焼結等の工程を経て母材インゴットとされる。
このＯＶＤ法では、出発コア部材の表面にスートを堆積させる工程において、一般に知られている生産速度を向上させる方法には、原料ガスを供給し、酸水素火炎中で加水分解させスートを生じさせるバーナを大口径化する方法や、バーナの数を増やす方法）等がある。
【０００３】
また、ＯＶＤ法で生産性を上げる技術として、出発コア部材の長さを長くして母材インゴットの製品となる直胴部の比率を上げる方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
原料ガスを供給するバーナを大口径化して生産速度を向上させる方法を採用した場合は、出発コア部材の表面にスートを堆積させる初期において、スートの付着が極めて悪いという問題がある。さらに、大口径化したバーナを複数本使用した場合は、火炎同士の干渉があり、堆積効率が思うように上がらないという問題があった。
【０００５】
また、バーナの数を増やす方法を採用した場合は、バーナが複数本あるために堆積されたスートの表面に凹凸ができる。特に、原料ガスを増量して高速度堆積を行なうと、凹凸が顕著に現れるという問題がある。その結果、得られる光ファイバには良好な光学特性、特に、単一モード光ファイバにおいて、所望のカットオフ波長や分散波長が備えられない。
【０００６】
他方、出発コア部材の長さを長くする方法は、コア部の長さが長くなるため、高温下で行われる堆積工程において曲がりが大きくなり、形状が不均一になることが多いという問題があった。
【０００７】
このようにして生じた母材インゴットの凹凸や曲がったコア部を母材インゴットの中心にもってくる方法として、コア軸を円筒研削機の回転軸に合わせる方法（特開２０００−４７０３９号公報参照）が知られている。しかし、円筒研削装置で研削中に母材インゴットが移動してしまい、十分に修正されないことがあった。
上述の問題を解決する手段として、粗研削の切り込み量を減らし、切削抵抗を小さくする方法が考えられるが、これでは研削能力が落ち、実用的な方法ではない。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、優れた寸法精度が得られる母材インゴットの円筒研削方法及び円筒研削装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決したものであり、本発明の母材インゴットの円筒研削方法は、出発コア部材の周囲にスートを堆積し、焼結・透明ガラス化した母材インゴットを、その中心軸とコア軸とが一致するように円筒研削する方法において、仕上研削前に、母材インゴットの径方向への粗研削による移動量を母材インゴットの長手方向に少なくとも２点以上測定して求め、該測定値を基にコア軸が母材インゴットの中心にくるように仕上研削することを特徴とし、粗研削による移動量を測定する位置は、母材インゴットの研削領域の外側直近とするのが好ましい。
【００１０】
本発明の母材インゴットの円筒研削装置は、出発コア部材の周囲にスートを堆積し、焼結・透明ガラス化した光ファイバ母材インゴットを円筒研削する装置において、母材インゴットの未研削部の位置で母材インゴットの径方向への粗研削による移動量を測定する測定手段を有し、該測定手段が研削装置に搭載されていることを特徴とし、前記測定手段で測定した移動量に基き、仕上研削量を自動で調整する調整手段を設けた構成とするのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、粗研削による母材インゴットの径方向への移動量を、母材インゴットの長手方向に２点以上の位置で測定し、この移動量に基いて、研削領域内での移動量を推定計算して求め、この計算値に基いて、粗研削中の移動によって生じた母材インゴットの偏芯を仕上研削時に修正するものである。
【００１２】
本発明の円筒研削装置は、粗研削による母材インゴットの移動量を円筒研削装置に搭載した測定器で測定し、この移動量に応じて、母材インゴットの中心がコアの中心と合致するように、母材インゴットの長手方向にプログラム化して自動で、仕上研削量が調整されるように構成するのが望ましいが、マニュアルで仕上研削量を調整する構成としても良い。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、円筒研削装置（図示を省略）にセットされた母材インゴット１を粗研削する際の研削領域（斜線部）と測定点を示すものであり、測定点Ｐ_１，Ｐ_２には、研削領域を挟むように、研削領域の両外側直近が選択され、測定基準点とされる。研削部分での測定は、研削量も考慮する必要が有るため、測定基準点とするには不適当である。
【００１４】
研削量を測定する測定器は、径方向への移動量が測定できるものであれば良く、様々なタイプのものが使用可能であるが、円筒研削装置に付属させた構成とするのが好ましく、これによって測定誤差を小さくすることができる。
【００１５】
粗研削前に、測定基準点Ｐ_１，Ｐ_２での母材インゴット１の位置を測定しておき、再度粗研削後にも測定して、母材インゴット１の径方向への移動量を検出する。
測定基準点Ｐ_１から距離ｂにある研削領域内の点Ｐでの粗研削による移動量（Ｘ_ａ，Ｙ_ａ）は、検出した粗研削後の測定基準点Ｐ_１，Ｐ_２の移動量から、下記の式（１）、式（２）から推定で求められる。
【００１６】
なお、図２に示すように、粗研削によって母材インゴット１が符号２から３の位置に移動したとき、母材インゴット１のＸ軸及びＹ軸方向への移動量は（Ｘ，Ｙ）で示される。（Ｘ_１，Ｙ_１）は測定基準点Ｐ_１での移動量であり、（Ｘ_２，Ｙ_２）は測定基準点Ｐ_２での移動量である。図中の符号ａは測定基準点Ｐ_１，Ｐ_２間の距離である。
【００１７】
Ｘ_ａ＝Ｘ_１・ａ十Ｘ_２・（ｂ−ａ）　（ｍｍ）…………（１）
Ｙ_ａ＝Ｙ_１・ａ十Ｙ_２・（ｂ−ａ）　（ｍｍ）…………（２）
このようにして得られた推定移動量を当初設計値に加味して仕上研削を行なうことにより、母材インゴットの粗研削中の移動によって生じた偏芯を修正することができ、優れた寸法精度を有する母材インゴットが得られる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例を挙げて詳細に説明する。
（実施例１）
研削前の直径が一端から他端に向って、１４２ｍｍφから１５７ｍｍφに変化している長さ１，５００ｍｍの母材インゴットを研削した。
粗研削は＃１２０のダイヤモンドホイールを用い、切り込み量０．９ｍｍで研削した。
【００１９】
粗研削後、研削領域外の両直近２ヶ所（測定基準点Ｐ_１，Ｐ_２）で移動量を測定したところ、それぞれ次の通りであった。
測定基準点Ｐ_１；ｘ_１＝０．０２８ｍｍ、ｙ_１＝０．０７７ｍｍ
測定基準点Ｐ_２；ｘ_２＝０．０２９ｍｍ、ｙ_２＝０．１１１ｍｍ
この測定値を用いて、研削領域内の各位置での移動量を上式（１），（２）により推定計算し、その移動量を設計値に加味して仕上研削を行なった。
仕上研削には＃２４０のダイヤモンドホイールを用いて研削し、その切り込み量は０．１５ｍｍとした。
研削後、プリフォームアナライザーで偏芯量を測定したところ、測定点２５点で最大０．１１ｍｍ、平均０．０５ｍｍであった。
【００２０】
（比較例１）
研削前の直径が長手方向に１４２ｍｍφから１６６ｍｍφに変化している長さ１，５００ｍｍの母材インゴットを、実施例１と同条件で粗研削を実施した後、当初の仕上研削設計値の通りに、なんらの調整を行うことなく仕上研削を行なった。
研削後、実施例１と同様にしてプリフォームアナライザーで偏芯量を測定したところ、測定点２５点で最大０．２１ｍｍ、平均値０．１１ｍｍであった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、母材インゴットが粗研削中に移動しても、その移動量を仕上研削前に測定し、これに基いて研削領域での移動量を推定計算し、これを加味して仕上研削量を再設計することにより、偏芯量を小さくすることができ、良好な光学特性を有する光ファイバ母材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円筒研削方法において、移動量の測定位置を説明する概略平面図である。
【図２】母材インゴットの移動量を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
１……母材インゴット、
２……粗研削前の位置、
３……粗研削後の位置、
Ｐ……点（移動量推定計算点）、
Ｐ_１，Ｐ_２……測定基準点。

Claims

出発コア部材の周囲にスートを堆積し、焼結・透明ガラス化した母材インゴットを、その中心軸とコア軸とが一致するように円筒研削する方法において、仕上研削前に、母材インゴットの径方向への粗研削による移動量を母材インゴットの長手方向に少なくとも２点以上測定して求め、該測定値を基にコア軸が母材インゴットの中心にくるように仕上研削することを特徴とする光ファイバ母材インゴットの円筒研削方法。
粗研削による移動量を測定する位置が、母材インゴットの研削領域の外側直近である請求項１に記載の光ファイバ母材インゴットの円筒研削方法。
出発コア部材の周囲にスートを堆積し、焼結・透明ガラス化した光ファイバ母材インゴットを円筒研削する装置において、母材インゴットの未研削部の位置で母材インゴットの径方向への粗研削による移動量を測定する測定手段を有し、該測定手段が研削装置に搭載されていることを特徴とする光ファイバ母材インゴットの円筒研削装置。
前記測定手段で測定した移動量に基き、仕上研削量を自動で調整する調整手段を有する請求項３に記載の光ファイバ母材インゴットの円筒研削装置。