JP2562544B2 - 光ファイバスートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種棒の外周に光ファイ
バスートを合成する光ファイバスートの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの構造は、中心にコアがあ
り、その回りをクラッドが取り囲むようになっている。
このような光ファイバの製造は、先ずＶＡＤ法によりコ
アとなる部分を作り、これを透明ガラス化して種棒と
し、該種棒の回りにクラッドとなる部分を合成すること
により光ファイバスートを得、該光ファイバスートを透
明ガラス化して光ファイバ母材を得、該光ファイバ母材
を線引きすることにより行っている。

【０００３】このようにして製造される光ファイバの品
質を左右する要素の一つに、コア径とクラッド径の比が
正確であることがあげられるが、これは光ファイバスー
トを製造するときに、その良否が決まってしまう。つま
り、光ファイバスートの合成量（重量）を正確に管理し
ないと、良質の光ファイバを製造することができない。

【０００４】そこで、本出願人は、図６に示すような光
ファイバスートの重量を測定しつつ該光ファイバスート
の製造を行う装置を提案した。

【０００５】この光ファイバスートの製造装置では、種
棒１の両端がチャック２ａ，２ｂを介して回転軸３ａ，
３ｂで水平に支持されている。各回転軸３ａ，３ｂは、
従動回転軸部３ａｊ，３ｂｊと駆動回転軸部３ａｋ，３
ｂｋとにそれぞれ分割されている。これら従動回転軸部
３ａｊ，３ｂｊと駆動回転軸部３ａｋ，３ｂｋは、その
分割箇所でそれぞれ従動回転軸部３ａｊ，３ｂｊの変位
を吸収する回転伝達手段としてのユニバーサルジョイン
ト４ａ，４ｂで相互に連結されている。

【０００６】従動回転軸部３ａｊ，３ｂｊは、従動側軸
受５ａｊ，５ｂｊを介して従動側軸受ブラケット６ａ
ｊ，６ｂｊで回転自在に支持されている。同様に、駆動
回転軸部３ａｋ，３ｂｋは、駆動側軸受５ａｋ，５ｂｋ
を介して駆動側軸受ブラケット６ａｋ，６ｂｋで回転自
在に支持されている。

【０００７】これら従動側軸受ブラケット６ａｊ，６ｂ
ｊと駆動側軸受ブラケット６ａｋ，６ｂｋとは、共通の
ベッド７と、種棒１に対して平行する向きで該ベッド７
の上に設置されたレール８とにより支持されている。

【０００８】種棒１には、その外周に光ファイバスート
９を合成するスート合成用バーナ１０が対向配置されて
いる。

【０００９】種棒１は、その軸心の回りに回転させなが
らスート合成用バーナ１０に対して相対的に往復移動さ
せるスート合成用回転・往復駆動機構１１で駆動される
ようになっている。該スート合成用回転・往復駆動機構
１１は、各ブラケット６ａｋ，６ａｊと６ｂｋ，６ｂｊ
のベース部材１２ａ，１２ｂに一体に設けられたナット
部材１３ａ，１３ｂと、各回転軸３ａ，３ｂに対して平
行に設けられていて各ナット部材１３ａ，１３ｂにネジ
結合されたネジ軸１４と、該ネジ軸１４を回転すること
により各ブラケット６ａｋ，６ａｊと６ｂｋ，６ｂｊ及
び回転軸３ａ，３ｂ等を介して種棒１を前述したように
スート合成用バーナ１０に対して往復移動させる種棒往
復移動モータ１５と、ネジ軸１４に平行に設けられたネ
ジ軸１６と、該ネジ軸１６の回転力を各回転軸３ａ，３
ｂに伝達する回転力伝達部材１７ａ，１７ｂと、ネジ軸
１６を回転することにより各回転軸３ａ，３ｂ等を介し
て種棒１をその軸心の回りに回転する種棒回転用モータ
１８とで構成されている。駆動側軸受ブラケット６ａ
ｋ，６ｂｋは、ベース部材１２ａ，１２ｂ上に固設され
ている。従動側軸受ブラケット部６ａｊ，６ｂｊは、例
えば定格50kgのロードセルよりなるスート重量検出セン
サ１９ａ，１９ｂを介してベース部材１２ａ，１２ｂ上
に支持されている。

【００１０】各従動側軸受ブラケット６ａｊ，６ｂｊ
は、それぞれリニアガイド２０ａ，２０ｂで昇降自在に
支持されている。駆動回転軸部３ａｋの端部には、該駆
動回転軸部３ａｋの回転角度を検出するロータリエンコ
ーダ２１が設けられている。

【００１１】このような光ファイバスートの製造装置
は、スート合成用バーナ１０を固定しておいて、種棒１
をその軸心の回りにスート合成用回転・往復駆動機構１
１で回転しつつ該スート合成用バーナ１０に対向する位
置で往復移動させながら該スート合成用バーナ１０で種
棒１の外周に光ファイバスート９を合成している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すような光ファイバスートの製造装置で光ファイバス
ート９の製造をすると、以下のような問題点が発生する
ことが明らかになった。つまり、室温，原料供給量，燃
焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時間が一定という
条件下では、±10ｇの精度で光ファイバスート９の重量
を測定しながら光ファイバスート９を製造することが可
能である。しかし、実際の製造現場では、室温，原料供
給量，燃焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時間は常
に変化し、あるいは変更されている。これらの変動の影
響で、重量測定値に変動が生じ、光ファイバスート９の
重量測定値に変動が生じ、光ファイバスート９の重量測
定精度が悪くなるという問題点があった。

【００１３】図７は、従来の光ファイバスートの製造装
置において、スート合成用バーナ１０を止め、室温が変
化した場合の光ファイバスート９の重量測定値の変化を
示したものである。

【００１４】本発明の目的は、室温，原料供給量，燃焼
ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時間が変化しても、
光ファイバスートの重量測定値に影響を及ぼさない光フ
ァイバスートの製造方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の手段を説明すると、次の通りである。

【００１６】請求項１に記載の本発明は、種棒の両端を
それぞれチャックを介して回転軸で水平に支持し、前記
回転軸を軸受を介して軸受ブラケットで回転自在に支持
し、前記種棒の長手方向の一部にスート合成用バーナを
対向させ、前記種棒をその軸心の回りに回転させると共
に、前記種棒に対する前記スート合成用バーナの対向位
置を長手方向に相対的に変化させつつ前記種棒の外周に
光ファイバスートを合成し、該光ファイバスートの合成
時にその光ファイバスート重量を該光ファイバスート重
量が作用する箇所の軸受ブラケットを介してスート重量
検出センサで測定する光ファイバスートの製造方法にお
いて、前記光ファイバスート重量が作用する箇所の前記
軸受の温度を測定し、その温度測定値を用いて前記スー
ト重量検出センサが測定した前記光ファイバスート重量
の測定値を補正することを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載の本発明は、種棒の両端を
それぞれチャックを介して回転軸で水平に支持し、前記
回転軸を軸受を介して軸受ブラケットで回転自在に支持
し、前記種棒の長手方向の一部にスート合成用バーナを
対向させ、前記種棒をその軸心の回りに回転させると共
に、前記種棒に対する前記スート合成用バーナの対向位
置を長手方向に相対的に変化させつつ前記種棒の外周に
光ファイバスートを合成し、該光ファイバスートの合成
時にその光ファイバスート重量を該光ファイバスート重
量が作用する箇所の軸受ブラケットを介してスート重量
検出センサで測定する光ファイバスートの製造方法にお
いて、前記光ファイバスート重量が作用する箇所の前記
軸受の温度を測定し、その温度が一定になるように温度
調節を行うことを特徴とする。

【００１８】

【作用】室温，原料供給量，燃焼ガス供給量，助燃ガス
供給量，合成時間が変化した場合に、光ファイバスート
重量の測定値が変化する機構は、以下のように考えられ
る。

【００１９】室温，原料供給量，燃焼ガス供給量，助燃
ガス供給量が変化すると、装置に入ってくる熱量と、装
置から出ていく熱量のバランスが変化するために、装置
の温度が変化する。そうすると、回転軸を支持している
軸受の温度も変化する。軸受の温度が変化すると、潤滑
油の粘度，転動体と内輪・外輪間の予圧が変化するの
で、回転トルクが変化する。回転トルクの変化は、従動
側軸受ブラケットを介して力としてスート重量検出セン
サに伝わり、その結果、光ファイバスート重量の測定値
が変化することになる。

【００２０】これらの現象は、数十分の過渡状態を経て
定常状態に至るために、変化した量と、光ファイバスー
ト重量の測定値の変化との間には、はっきりとした相関
が見られない。しかし、様々な所の温度を実測した結
果、装置の温度変化と光ファイバスート重量の測定値の
変化は、一対一に対応していることを見出した。

【００２１】そこで、請求項１に記載の本発明では、光
ファイバスート重量が作用する箇所の軸受の温度を測定
し、その温度測定値を用いてスート重量検出センサが測
定した光ファイバスート重量の測定値を補正する。

【００２２】また、請求項２に記載の本発明では、光フ
ァイバスート重量が作用する箇所の前記軸受の温度を測
定し、その温度が一定になるように温度調節を行う。

【００２３】このようにすると、いずれの場合も、室
温，原料供給量，燃焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合
成時間が変化しても、光ファイバスートの重量測定値に
影響を及ぼさないで光ファイバスートの製造を行うこと
ができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。なお、前述した図６と対応する部分には、
同一符号を付けて示している。

【００２５】図１及び図２は、本発明に係る光ファイバ
スートの製造方法を実施する光ファイバスート製造装置
の一実施例を示したものである。本実施例の光ファイバ
スート製造装置では、従動側軸受５ａｊ，５ｂｊに隣接
して従動側軸受ブラケット６ａｊ，６ｂｊに加熱器２２
ａ，２２ｂと、冷却器２３ａ，２３ｂと、温度検出器２
４ａ，２４ｂが取付けられている。加熱器２２ａ，２２
ｂと、冷却器２３ａ，２３ｂと、温度検出器２４ａ，２
４ｂとは、温度調節器２５に接続されている。温度調節
器２５は、装置の温度を一定に保つようになっている。
従動側軸受５ａｊ，５ｂｊは、グリースにより潤滑され
ている。加熱器２２ａ，２２ｂは、ステンレス製電気ヒ
ータで形成されている。冷却器２３ａ，２３ｂは、冷却
水を流すステンレス製パイプで形成されている。これら
加熱器２２ａ，２２ｂと冷却器２３ａ，２３ｂとは、従
動側軸受ブラケット６ａｊ，６ｂｊに密着するように取
付けられている。温度検出器２４ａ，２４ｂは、熱電対
よりなり、従動側軸受５ａｊ，５ｂｊに隣接して取付け
られている。

【００２６】一方、スート重量検出センサ１９ａ，１９
ｂとロータリーエンコーダ２１とは、重量算出器２６に
接続されている。重量算出器２６と温度検出器２４ａ，
２４ｂとは、重量補正器２７に接続されている。重量補
正器２７は、温度の設定値と現在値のずれを検出し、重
量算出器２６からの信号から温度変動の影響を除去し、
より正確な値を算出するようになっている。

【００２７】温度変動の影響を除去する計算の方法につ
いては、以下のようにして行う。まず、スートの合成を
行わず、温度調節器２５を作動させながら、部屋全体の
温度を昇降させる。すると、過渡状態においては、温度
調節器２５が作動していても、装置温度は変動する。そ
の時の、目標温度からの装置温度のずれ１℃当たりの重
量測定値の変化分を予め求めておく。スートの合成中
は、室温の他に、原料供給量，燃焼ガス供給量，助燃ガ
ス供給量が変化するので、やはり過渡状態においては、
温度調節器２５が作動していても、装置温度は変動す
る。そこで、予め求めてあった、目標温度からの装置温
度のずれ１℃当たりの重量測定値の変化分の値を用い
て、重量測定値を補正する。

【００２８】実験例１ スート合成を行わずに、温度調節器２５により装置温度
を40℃にするように加熱器２２ａ，２２ｂと冷却器２３
ａ，２３ｂとを制御しながら、室温を10℃から30℃まで
変化させる実験を行ったところ、図３に示すような重量
測定値の変化がみられた。この場合、装置の温度変化は
図３の通りであり、装置温度の目標値からのずれ１℃当
たりの重量測定値の変化は、＋20ｇであった。そこで、
補正後の重量測定値は、次式で算出される。

【００２９】補正後の重量測定値（ｇ）＝補正前の重量
測定値（ｇ）−20×装置温度の目標値からのずれ（℃） 以上の方法で重量測定値を補正しながら、光ファイバス
ート９を合成し、目標重量に到達した時点で光ファイバ
スート９の合成を終了させるようにして、光ファイバス
ート９を製造したところ、室温，原料供給量，燃焼ガス
供給量，助燃ガス供給量，合成時間等の条件が変化して
も、製品の重量ばらつきを±10ｇ以内に抑えることがで
きた。

【００３０】実験例２ 機械的には実験例１と同じ構成で、電気的には図４の構
成により重量測定値の補正計算を行わず、温度調節器２
５で装置温度を一定に保持するようにした場合、室温，
原料供給量，燃焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時
間等の条件の変化が小さい場合には、製品の重量ばらつ
きを±10ｇ以内に抑えることができた。 実験例３ 機械的には実験例１と同じ構成で、図５に示すように加
熱器２２ａ，２２ｂと冷却器２３ａ，２３ｂを使用せ
ず、装置温度を一定に保たない場合でも、室温，原料供
給量，燃焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時間等の
条件の変化が小さい場合には、重量補正器２７で補正す
ることにより製品の重量ばらつきを±10ｇ以内に抑える
ことができた。

【００３１】なお、従動軸部の軸の変位を吸収する回転
伝達手段としては、上記実施例で示した以外のユニバー
サルジョイント，磁気カップリング，流体カップリング
等も使用できる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の光
ファイバスートの製造方法では、光ファイバスート重量
が作用する箇所の軸受の温度を測定し、その温度測定値
を用いてスート重量検出センサが測定した光ファイバス
ート重量の測定値を補正するので、室温，原料供給量，
燃焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時間が変化して
も、光ファイバスートの重量測定値に影響を及ぼさない
で光ファイバスートの製造を行うことができる。

【００３３】また、請求項２に記載の光ファイバスート
の製造方法では、光ファイバスート重量が作用する箇所
の前記軸受の温度を測定し、その温度が一定になるよう
に温度調節を行うので、この場合も、室温，原料供給
量，燃焼ガス供給量，助燃ガス供給量，合成時間が変化
しても、光ファイバスートの重量測定値に影響を及ぼさ
ないで光ファイバスートの製造を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバスートの製造方法を実
施する装置の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の実験例１における重量算出回路の構成
を示すブロック図である。

【図３】本発明の実験例１において室温が変化した場合
の光ファイバスート重量の測定値の変化を示す線図であ
る。

【図４】本発明の実験例２における重量算出回路の構成
を示すブロック図である。

【図５】本発明の実験例３における重量算出回路の構成
を示すブロック図である。

【図６】従来の光ファイバスートの製造装置の構成を示
す縦断面図である。

【図７】従来の光ファイバスートの製造装置において室
温が変化した場合の光ファイバスート重量の測定値の変
化を示す線図である。

【符号の説明】

１ 種棒 ２ａ，２ｂ チャック ３ａ，３ｂ 回転軸 ３ａｊ，３ｂｊ 従動回転軸部 ３ａｋ，３ｂｋ 駆動回転軸部 ４ａ，４ｂ ユニバーサルジョイント ５ａｊ，５ｂｊ 従動側軸受 ５ａｋ，５ｂｋ 駆動側軸受 ６ａｊ，６ｂｊ 従動側軸受ブラケット ６ａｋ，６ｂｋ 駆動側軸受ブラケット ７ ベッド ８ レール ９ 光ファイバスート １０ スート合成用バーナ １１ スート合成用回転・往復駆動機構 １２ａ，１２ｂ ベース部材 １３ａ，１３ｂ ナット部材 １４ ネジ軸 １５ 種棒往復移動モータ １６ ネジ軸 １７ａ，１７ｂ 回転力伝達部材 １８ 種棒回転用モータ １９ａ，１９ｂ スート重量検出センサ ２０ａ，２０ｂ リニアガイド ２１ ロータリエンコーダ ２２ａ，２２ｂ 加熱器 ２３ａ，２３ｂ 冷却器 ２４ａ，２４ｂ 温度検出器 ２５ 温度調節器 ２６ 重量算出器 ２７ 重量補正器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 種棒の両端をそれぞれチャックを介して
   回転軸で水平に支持し、前記回転軸を軸受を介して軸受
   ブラケットで回転自在に支持し、前記種棒の長手方向の
   一部にスート合成用バーナを対向させ、前記種棒をその
   軸心の回りに回転させると共に、前記種棒に対する前記
   スート合成用バーナの対向位置を長手方向に相対的に変
   化させつつ前記種棒の外周に光ファイバスートを合成
   し、該光ファイバスートの合成時にその光ファイバスー
   ト重量を該光ファイバスート重量が作用する箇所の軸受
   ブラケットを介してスート重量検出センサで測定する光
   ファイバスートの製造方法において、 前記光ファイバスート重量が作用する箇所の前記軸受の
   温度を測定し、その温度測定値を用いて前記スート重量
   検出センサが測定した前記光ファイバスート重量の測定
   値を補正することを特徴とする光ファイバスートの製造
   方法。
2. 【請求項２】 種棒の両端をそれぞれチャックを介して
   回転軸で水平に支持し、前記回転軸を軸受を介して軸受
   ブラケットで回転自在に支持し、前記種棒の長手方向の
   一部にスート合成用バーナを対向させ、前記種棒をその
   軸心の回りに回転させると共に、前記種棒に対する前記
   スート合成用バーナの対向位置を長手方向に相対的に変
   化させつつ前記種棒の外周に光ファイバスートを合成
   し、該光ファイバスートの合成時にその光ファイバスー
   ト重量を該光ファイバスート重量が作用する箇所の軸受
   ブラケットを介してスート重量検出センサで測定する光
   ファイバスートの製造方法において、 前記光ファイバスート重量が作用する箇所の前記軸受の
   温度を測定し、その温度が一定になるように温度調節を
   行うことを特徴とする光ファイバスートの製造方法。