JP2005263577A

JP2005263577A - 光ファイバ用ガラス母材の製造装置

Info

Publication number: JP2005263577A
Application number: JP2004080469A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Nakajima; 康博中島
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29
Also published as: CN1934041A

Abstract

【課題】出発ガラス材を装置の把持機構部に装着して、出発ガラス材の外周にガラス微粒子を堆積させるに際し、把持部でのがたつきを防止し、振れ回りのない安定した状態で堆積でき、偏芯の少ない光ファイバ用ガラス母材を製造することのできる製造装置を提供する。
【解決手段】出発ガラス材の外周にガラス微粒子を堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造装置において、該出発ガラス材の把持部（ガラスロッド）を把持機構で把持して該装置に装着するに際し、把持機構の把持面の形状が、該ガラスロッドとその外側に巻き付けられた緩衝材の厚さ・形状に合わせて曲面加工されていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、出発ガラス材の外周にガラス微粒子を堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造装置に関する。

従来、石英系ガラス管あるいは光ファイバ用ガラス母材は、特許文献１，２に記載されているような方法で、出発ガラス材をチャック機構で把持して吊り下げ、回転させながらその外周部にガラス微粒子を堆積させて堆積スート体を形成し、これを脱水・透明ガラス化することで製造されていた。

出発ガラス材の端部には、不要となったガラスロッドを接続し、このガラスロッドの部分で把持しているため、装置の把持機構部は、様々なガラスロッドを把持できるような形状になっており、把持機構部の形状を厳しく管理するような方法は採られなかった。

特開２０００−５３４３７号公報特開２００２−３６２９３５号公報

しかしながら、生産性の向上をめざして製品の大型化、製造の高速化に伴なって母材の重量は増し、把持機構部の形状精度が悪いと、出発ガラス材にガラス微粒子を堆積させて行く過程において、バーナーからの熱、堆積重量の増加による負荷等で、徐々にその把持部に負荷が掛かり、把持部でずれたり、がたつきを生じ、出発ガラス材自体が振れ回るという問題が発生し、出来上がった製品が偏芯していたり、最悪の場合、堆積スート体の振れが大きくなると把持部で割れたり、落下する等の問題が発生していた。
なお、以下において、出発ガラス材の把持部は、その端部に接続されたダミー棒の有無に拘わらず、ガラスロッドと称する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、出発ガラス材を装置の把持機構部に装着して、出発ガラス材の外周にガラス微粒子を堆積させるに際し、把持部でのがたつきを防止し、振れ回りのない安定した状態で堆積でき、偏芯の少ない光ファイバ用ガラス母材を製造することのできる製造装置を提供することを課題としている。

本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造装置は、出発ガラス材の外周にガラス微粒子を堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造装置において、該出発ガラス材の把持部（ガラスロッド）を把持機構で把持して該装置に装着するに際し、把持機構の把持面の形状が、該ガラスロッドとその外側に巻き付けられた緩衝材の厚さ・形状に合わせて曲面加工されていることを特徴としている。
該曲面加工の半径（Ｒ）は、把持部のガラスロッドの外径をＤ、緩衝材の厚さをｄとするとき、
(Ｄ＋ｄ)×０.８／２＜Ｒ＜ (Ｄ＋ｄ)×１.２／２
の範囲内とするのが好ましい。

本発明によれば、ガラス微粒子の堆積中、出発ガラス材の振れ回りや把持部でのがたつき、破損がなく、安定した状態で製造することができ、偏芯の少ない光ファイバ用ガラス母材の製造を可能とする。

本発明者等は、出発ガラス材を回転させつつその外周にガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造する際の出発ガラス材の固定方法について種々検討した結果、出発ガラス材の固定方法によっては、堆積の進行に伴なう高温と重量増により、把持部のガラスロッドに掛かる負荷が次第に増し、ガラスロッドに緩衝材として巻き付けているシート材がずれたりして、がたつきが発生し、出発ガラス材の中心軸が装置の回転軸からずれ、振れ回りが発生したり、無理な力が把持部のガラスロッドに掛かり、破損することが判明した。

そこで本発明者等は、ガラスロッドの外周部がしっかりと把持機構で固定されるように、把持機構の把持面の形状を、ガラスロッドの外径とこれに巻き付ける緩衝材の厚さを加味した形状とすることで、堆積開始から堆積の終了までガラスロッドから把持機構がずれることなく、緊密な把持状態を維持して堆積を行うことができた。これにより、堆積途中で問題となっていたガラスロッドのずれに起因する振れ回りや、把持部での割れによる堆積の中止を防止することができる。
本発明においては出発ガラス材として、円柱状もしくは円筒状のガラス材、例えば、コアからなるコアロッドや、コアとクラッドの一部を有するコアロッドを用いることができる。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、様々な態様が可能である。

（実施例１）
ＶＡＤ法で作製した、中心部にGeO₂が添加されたＳｉＯ₂からなる直径３０ｍｍのガラスロッドを出発ガラス材として使用した。このガラスロッドが把持機構でしっかりと固定されるように、これに巻き付けた厚さ１ｍｍの緩衝材の厚さとガラスロッドの外径とを加味して、図１(ａ)に示すように、把持面の形状を半径１６ｍｍ（Ｒ１６）に加工した３本爪チャックで把持し、反応容器内にセットした。

セット後、出発ガラス材の曲がりを修正した後、ガラス微粒子合成用バーナーにＳｉＣｌ₄を供給し、生成したガラス微粒子を堆積させた。堆積の中盤と後半に堆積スート体の振れ回りを測定したが、振れ回り量は、堆積の中盤と後半ともに０.１ｍｍ以下であった。
得られた直径９８ｍｍ、長さ１０００ｍｍの堆積スート体を加熱し、透明ガラス化して、直径４７ｍｍ、長さ１０００ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。偏芯を長手方向で５点測定したが、偏芯率はいずれも０.１％以下であった。

（比較例１）
実施例１と同様の出発ガラス材を用い、把持面の形状が半径５０ｍｍ（Ｒ５０）に加工された３本爪チャックで把持して反応容器内にセットした（図１(ｂ)参照）。その他の条件は実施例１と同様にして堆積を行ったところ、堆積スート体にクラックが入り、製造を中止した。反応容器から取り出し、把持部を確認したところ、堆積スート体の片側は爪の中央部でのみしか把持跡が見られなかったが、他方は、シート材が中央部で挫屈し、割れて抜け落ちていた。

偏芯の少ない光ファイバ用ガラス母材の歩留りが上がり、コスト低減に寄与する。

チャック爪によるガラスロッドの把持状態を示し、（ａ）は実施例１を、（ｂ）は比較例１を説明する概略図である。

Claims

出発ガラス材の外周にガラス微粒子を堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造装置において、該出発ガラス材の把持部（ガラスロッド）を把持機構で把持して該装置に装着するに際し、把持機構の把持面の形状が、該ガラスロッドとその外側に巻き付けられた緩衝材の厚さ・形状に合わせて曲面加工されていることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造装置。
該曲面加工の半径（Ｒ）が、把持部のガラスロッドの外径をＤ、緩衝材の厚さをｄとするとき、
(Ｄ＋ｄ)×０.８／２＜Ｒ＜ (Ｄ＋ｄ)×１.２／２
の範囲内にある請求項１に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造装置。