JP2006131449A - ガラス棒状体の加工装置およびこれを用いたガラス棒状体の加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ガラス棒状体10をその軸の周りに回転自在に支承する支承部21と、ガラス棒状体10に対峙し、かつ、その長手方向に沿って移動自在な酸水素バーナ23と、酸水素バーナ23と同期して移動され、少なくともその進行方向後方に配された酸水素バーナ23の加熱によりガラス棒状体10から飛散するガラス微粒子のガラス棒状体10表面への再付着による曇りを抑制する仕切部材22とを備えているガラス棒状体の加工装置20を提供する。
【選択図】 図1
Description
ガラス棒状体100の表面を火炎研磨するには、ガラス棒状体100を、光ファイバ用母材の加工装置(以下、「光ファイバ用母材加工装置」と略す。)110に設けられた把持部111で把持し、その光軸を中心として、第一のモータ112によって回転させる。この状態で、加工装置110に設けられた酸水素バーナ113を、第二のモータ114によってガラス棒状体100の長手方向に沿って移動させながら、酸水素バーナ113から吹き出す酸水素火炎をガラス棒状体100の表面に吹き付けることにより、ガラス棒状体100の表面を加熱する。これにより、ガラス棒状体100の表面をなす石英ガラスが熱分解されて、ガラス棒状体100の表面に存在する傷や異物が除去される。
本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第一の実施形態について説明する。
図1は、本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第一の実施形態を示す模式図である。
図1中、符号10はガラス棒状体、20はガラス棒状体の加工装置、21は支承部、22は仕切部材、23は酸水素バーナ、24は第一のモータ、25は第二のモータ、26は支持部、27はボールネジをそれぞれ示している。
また、ガラス棒状体10は、支承部21で支承された状態で、第一のモータ24によって、軸10aを中心として回転されるようになっている。
まず、VAD法などの公知により作製されたガラス棒状体10の軸10aを、ガラス棒状体の加工装置20の支承部21に装着する。
本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第二の実施形態について説明する。
図2は、本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第二の実施形態を示す模式図である。
図2中、符号10はガラス棒状体、30はガラス棒状体の加工装置、31は支承部、32は遮蔽部材、33は酸水素バーナ、34は第一のモータ、35は第二のモータ、36は支持部、37はボールネジをそれぞれ示している。
また、ガラス棒状体10は、支承部31で支承された状態で、第一のモータ34によって、軸10aを中心として回転されるようになっている。
まず、VAD法などの公知により作製されたガラス棒状体10の軸10aを、ガラス棒状体の加工装置30の支承部31に装着する。
本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第三の実施形態について説明する。
図3は、本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第三の実施形態を示す模式図である。
図3中、符号10はガラス棒状体、40はガラス棒状体の加工装置、41は支承部、42は遮蔽部材、43は酸水素バーナ、44は第一のモータ、45は第二のモータ、46は支持部、47はボールネジをそれぞれ示している。
また、ガラス棒状体10は、支承部41で支承された状態で、第一のモータ44によって、軸10aを中心として回転されるようになっている。
まず、VAD法などの公知により作製されたガラス棒状体10の軸10aを、ガラス棒状体の加工装置40の支承部41に装着する。
本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第四の実施形態について説明する。
図4は、本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第四の実施形態を示す模式図であり、(b)は(a)に示すガラス棒状体の長手方向と垂直な方向に沿う断面模式図である。
図4中、符号10はガラス棒状体、50はガラス棒状体の加工装置、51は支承部、52は仕切部材、53は酸水素バーナ、54は第一のモータ、55は第二のモータ、56は支持部、57はボールネジ、58は排気口をそれぞれ示している。
また、ガラス棒状体10は、支承部51で支承された状態で、第一のモータ54によって、軸10aを中心として回転されるようになっている。
まず、VAD法などの公知により作製されたガラス棒状体10の軸10aを、ガラス棒状体の加工装置50の支承部51に装着する。
本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第五の実施形態について説明する。
図5は、本発明に係るガラス棒状体の加工装置の第五の実施形態を示す模式図であり、(b)は(a)に示すガラス棒状体の長手方向と垂直な方向に沿う断面模式図である。
図5中、符号10はガラス棒状体、60はガラス棒状体の加工装置、61は支承部、62は遮蔽部材、63は酸水素バーナ、64は第一のモータ、65は第二のモータ、66は支持部、67はボールネジ、68は排気口をそれぞれ示している。
また、ガラス棒状体10は、支承部61で支承された状態で、第一のモータ64によって、軸10aを中心として回転されるようになっている。
まず、VAD法などの公知により作製されたガラス棒状体10の軸10aを、ガラス棒状体の加工装置60の支承部61に装着する。
VAD法により作製した外径80mmのガラス棒状体を用意した。
図1に示したようなガラス棒状体の加工装置20により、このガラス棒状体10の表面を研磨した。
ガラス棒状体10の表面の研磨において、酸水素バーナ23の進行方向の後方に、酸水素バーナ23と同期するように、ガラス棒状体10の外周の少なくとも一部を囲む仕切部材22を酸水素バーナ23に追従させた。
酸水素バーナ23の加熱によるガラス棒状体10の表面の長手方向の単位長さ当たりの研磨量Gを0.17g/mmとなるように、酸水素バーナ23から吹き出す酸水素火炎の熱量を調整した。
その結果、本実施例では、ガラス棒状体10の表面の研磨によって生じたガラス微粒子は仕切部材22の内側(バーナ側)に付着し、ガラス棒状体10の表面には全く曇りを生じなかった。また、ガラス棒状体10の内部の残留歪は、従来と同等であり、仕切部材22を設置したことによる影響はなかった。
なお、ガラス棒状体10の内部の残留歪みを、直交ニコル法により検査した。ただし、ガラス棒状体10の内部の残留歪みの検査方法は、これに限定されるものではない。ガラス棒状体10の内部の残留歪みの検査方法としては、平行ニコル法、円偏光法、セナルモン法などの検査方法も用いることができる。
VAD法により作製した外径80mmのガラス棒状体を用意した。
図2に示したようなガラス棒状体の加工装置30により、このガラス棒状体10表面を研磨した。
ガラス棒状体10の表面の研磨において、酸水素バーナ33の進行方向の後方に、酸水素バーナ33と同期するように、ガラス棒状体10の外周の少なくとも一部を囲む遮蔽部材32を酸水素バーナ33に追従させた。
酸水素バーナ33の加熱によるガラス棒状体10の表面の長手方向の単位長さ当たりの研磨量Gを0.17g/mmとなるように、酸水素バーナ33から吹き出す酸水素火炎の熱量を調整した。
その結果、本実施例では、ガラス棒状体10の表面の研磨によって生じたガラス微粒子は遮蔽部材32の表面に付着し、ガラス棒状体10の表面には全く曇りを生じなかった。また、ガラス棒状体10の内部の残留歪は、従来と同等であり、遮蔽部材32を設置したことによる影響はなかった。
VAD法により作製した外径80mmのガラス棒状体を用意した。
図4に示したようなガラス棒状体の加工装置50により、このガラス棒状体10表面を研磨した。
ガラス棒状体10の表面の研磨において、酸水素バーナ53の進行方向の後方に、酸水素バーナ53と同期するように、ガラス棒状体10の酸水素バーナ53により加熱される部分と、それ以外の部分との少なくとも一部とを仕切る仕切部材52を設け、この仕切部材52を酸水素バーナ53に追従させた。また、酸水素バーナ53によってガラス棒状体10を加熱している間は、排気口58によって、酸水素バーナ53の加熱によりガラス棒状体10から飛散するガラス微粒子の吸引を継続した。
酸水素バーナ53の加熱によるガラス棒状体10の表面の長手方向の単位長さ当たりの研磨量Gを0.17g/mmとなるように、酸水素バーナ53から吹き出す酸水素火炎の熱量を調整した。
その結果、この隙間が5mm未満では、酸水素バーナ53による加熱で生じたガラス微粒子がガラス棒状体10に付着した。このような現象は、仕切部材52の表面に付着したガラス微粒子が煽られて再度飛散し、ガラス棒状体10の表面に付着することに起因している。また、作業時に、仕切部材52にガラス棒状体10を接触させて、ガラス棒状体10の表面を傷付けてしまった。
一方、隙間が30mmを超えると、ガラス棒状体10の表面を傷付けることはなかったものの、ガラス棒状体10の表面にガラス微粒子が付着してしまった。このような現象は、ガラス棒状体10と仕切部材52との間の隙間が広過ぎて、この隙間をガラス微粒子が通過してしまうことに起因している。
また、隙間が5mm以上、30mm以下では、ガラス微粒子は全て、仕切部材52の酸水素バーナ53側の表面に付着し、ガラス棒状体10の表面には曇りが全く生じなかった。
なお、ガラス棒状体10の内部の残留歪も従来技術と同程度であった。
その結果、この距離が70mm未満では、酸水素バーナ53による加熱で生じたガラス微粒子がガラス棒状体10に付着しなかったものの、仕切部材52に付着したガラス微粒子が酸水素バーナ53の火炎の熱によって固化してしまった。
一方、距離が100mmを超えると、仕切部材52よりも酸水素バーナ53に近いガラス棒状体10の表面にガラス微粒子が付着してしまった。
また、距離が70mm以上、100mm以下では、ガラス微粒子は全て、仕切部材52の酸水素バーナ53側の表面に付着し、ガラス棒状体10の表面には曇りが全く生じなかった。さらに、仕切部材52の表面に付着したガラス微粒子は固化しなかったので、仕切部材52を繰り返し利用することが可能であった。
なお、ガラス棒状体10の内部の残留歪も従来技術と同程度であった。
VAD法により作製した外径80mmのガラス棒状体を用意した。
図5に示したようなガラス棒状体の加工装置60により、このガラス棒状体10表面を研磨した。
ガラス棒状体10の表面の研磨において、酸水素バーナ63の進行方向の後方に、酸水素バーナ63と同期するように、ガラス棒状体10の酸水素バーナ63により加熱される部分と、それ以外の部分との少なくとも一部とを仕切る遮蔽部材62を設け、この遮蔽部材62を酸水素バーナ63に追従させた。また、酸水素バーナ63によってガラス棒状体10を加熱している間は、排気口68によって、酸水素バーナ63の加熱によりガラス棒状体10から飛散するガラス微粒子の吸引を継続した。
酸水素バーナ63の加熱によるガラス棒状体10の表面の長手方向の単位長さ当たりの研磨量Gを0.17g/mmとなるように、酸水素バーナ63から吹き出す酸水素火炎の熱量を調整した。
その結果、この隙間が5mm未満では、酸水素バーナ63による加熱で生じたガラス微粒子がガラス棒状体10に付着した。このような現象は、遮蔽部材62の表面に付着したガラス微粒子が煽られて再度飛散し、ガラス棒状体10の表面に付着することに起因している。また、作業時に、遮蔽部材62にガラス棒状体10を接触させて、ガラス棒状体10の表面を傷付けてしまった。
一方、隙間が30mmを超えると、ガラス棒状体10の表面を傷付けることはなかったものの、ガラス棒状体10の表面にガラス微粒子が付着してしまった。このような現象は、ガラス棒状体10と遮蔽部材62との間の隙間が広過ぎて、この隙間をガラス微粒子が通過してしまうことに起因している。
また、隙間が5mm以上、30mm以下では、ガラス微粒子は全て、遮蔽部材62の酸水素バーナ63側の表面に付着し、ガラス棒状体10の表面には曇りが全く生じなかった。
なお、ガラス棒状体10の内部の残留歪も従来技術と同程度であった。
その結果、この距離が70mm未満では、酸水素バーナ63による加熱で生じたガラス微粒子がガラス棒状体10に付着しなかったものの、遮蔽部材62に付着したガラス微粒子が酸水素バーナ63の火炎の熱によって固化してしまった。
一方、距離が100mmを超えると、遮蔽部材62よりも酸水素バーナ63に近いガラス棒状体10の表面にガラス微粒子が付着してしまった。
また、距離が70mm以上、100mm以下では、ガラス微粒子は全て、遮蔽部材62の酸水素バーナ63側の表面に付着し、ガラス棒状体10の表面には曇りが全く生じなかった。さらに、遮蔽部材62の表面に付着したガラス微粒子は固化しなかったので、遮蔽部材62を繰り返し利用することが可能であった。
なお、ガラス棒状体10の内部の残留歪も従来技術と同程度であった。
VAD法により作製した外径80mmのガラス棒状体を用意した。
図6に示したような光ファイバ用母材の加工装置110により、このガラス棒状体100の表面を火炎研磨した。
ガラス棒状体100の表面の研磨において、ガラス棒状体100の表面の酸水素バーナ113によって加熱されていない部分を遮蔽部材などによって覆うことなく、また、ガラス棒状体100の表面において酸水素バーナ113で加熱されている部分およびその近傍と、酸水素バーナ113で加熱されていない部分とを仕切部材などによって仕切ることもしなかった。
酸水素バーナ113の加熱によるガラス棒状体100の表面の長手方向の単位長さ当たりの研磨量Gを0.17g/mmとなるように、酸水素バーナ113から吹き出す酸水素火炎の熱量を調整した。
その結果、本比較例では、ガラス棒状体の表面にガラス微粒子が付着して、ガラス棒状体の表面が白く曇ってしまった。
また、本発明のガラス棒状体の加工装置および加工方法は、気相軸付法(VAD法)、外付け法(OVD法)、内付け法(CVD法、MCVD法、PCVD法)、あるいは、ロッドインチューブ法など、あらゆる光ファイバ用母材の加工方法にも適用できる。
Claims (10)
- ガラス棒状体をその軸の周りに回転自在に支承する支承手段と、前記ガラス棒状体に対峙し、かつ、その長手方向に沿って移動自在な加熱手段と、該加熱手段と同期して移動され、少なくともその進行方向後方に配された前記加熱手段の加熱により前記ガラス棒状体から飛散するガラス微粒子のガラス棒状体表面への再付着による曇りを抑制する曇り抑制手段とを備えていることを特徴とするガラス棒状体の加工装置。
- 前記曇り抑制手段は前記ガラス棒状体を挿通するための中心孔を有する円盤状の仕切部材であることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記曇り抑制手段は前記ガラス棒状体を挿通するための貫通孔を有する円筒状の遮蔽部材であることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記曇り抑制手段は半円盤状の仕切部材であり、該仕切部材が前記ガラス棒状体の前記加熱手段により加熱される部分と、それ以外の部分の少なくとも一部とを仕切ることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記曇り抑制手段は半円筒状の遮蔽部材であり、該遮蔽部材が前記ガラス棒状体の前記加熱手段により加熱される部分と、それ以外の部分の少なくとも一部とを仕切ることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記曇り抑制手段は、その外周から延び、前記加熱手段に取り付けられている支持部を備え、前記加熱手段とともに前記ガラス棒状体の長手方向に沿って移動自在であることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記ガラス棒状体が光ファイバ用母材であることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記加熱手段が酸水素バーナであることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- 前記ガラス棒状体の加工が前記加熱手段の加熱による前記ガラス棒状体の表面研磨であることを特徴とする請求項1に記載のガラス棒状体の加工装置。
- ガラス棒状体をその軸の周りに回転させつつ、前記ガラス棒状体に対峙させた加熱手段をガラス棒状体の長手方向に沿って移動させてガラス棒状体を加熱するとともに、少なくとも前記加熱手段の進行方向後方に配された曇り抑制手段を、前記加熱手段の移動速度に同期させ、前記加熱手段に追従させて、前記加熱手段の加熱により前記ガラス棒状体から飛散するガラス微粒子の再付着による前記ガラス棒状体表面の曇りを抑制することを特徴とするガラス棒状体の加工方法。
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