JP3191548B2 - プリフォームロッドの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリフォームロッドの製
造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリフォームロッドの製造方法として、
コアロッドの周面にコアロッドよりも低屈折率となるド
ーパントを含むスートを吹き付けて堆積させ、クラッド
層を形成するいわゆる外付法が知られている。

【０００３】外付法を実施する従来の外付装置として
は、コアロッドの両端を独立したモータで回転させるよ
うにした独立制御方式では同調精度に限界があるため、
コアロッドの片端をチャックで把持し、この片端を１個
のモータを使って回転駆動させ、他端は回転可能なホル
ダ内で把持し両端を回転するようにしたものが提案され
ている（特開平１−２４２４３３号公報）。

【０００４】具体的には図２に示すように、コアロッド
３１の上端を回転可能なチャック３２に、下端を回転自
在なホルダ３３にそれぞれ把持して、垂直に保持させ
る。コアロッド３１を回転させながら上下に移動させて
バーナ３４を介してスート３５をコアロッド３１の周面
に円柱状に成長させる。

【０００５】コアロッド３１の回転は、コアロッド３１
の片端のみを把持してモータ３６により回転させ、他端
を回転自在なホルダ３３内に把持してホルダ３３を追従
して回転させる。下部の移動ブロック３７に回転自在に
取り付けたホルダ３３にコアロッド３１を把持するため
に、コアロッド３１の下端にテーパ面となっているスリ
ーブを固定し、内側面をテーパ面としたホルダ３３内に
上記スリーブを受け入れて、テーパ面同士の作用により
スリーブ、すなわちコアロッド３１とホルダ３３との中
心軸を一致させている。

【０００６】チャック３２とホルダ３３とに把持された
コアロッド３１の上下移動は、チャック３２について
は、これをレール３８に沿って上下に移動自在な移動ブ
ロック３９に取り付け、そのナット部４０をスクリュー
シャフト４１に螺合させ、シャフト４１の回転により上
下に強制的に移動させる。一方、下部のホルダ３３につ
いては、移動ブロック３７に回転自在に取り付けて、上
部の移動ブロック３９の上下移動に追従してレール３８
上を移動させる。下部の移動ブロック３７はワイヤ４２
で吊り下げ、滑車４３を介してバランスウェイト４４に
より上下移動を円滑にしている。

【０００７】また、下部の移動ブロック３７はそのホル
ダ３３にコアロッド３１を把持していない限り、上下に
独立して移動自在であるから、長さが異なるコアロッド
３１を上部のチャック３２、下部のホルダ３３に装着す
るときに、簡単に上下させることができるようにしてあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の装置には次の様な欠点があった。

【０００９】(1) チャックで把持した片端をモータ３６
により回転させ、他端を回転自在なホルダ３３内に把持
して他端を追従して回転させるには、コアロッド３１を
その他端を回転させるための連結棒として使うため、コ
アロッド３１にねじりモーメントが掛かり、光ファイバ
母材の形状的な歪みなどを発生させることになって好ま
しくない。

【００１０】(2) チャック３２とホルダ３３とに把持さ
れたコアロッド３１の上下移動は、下部のホルダ３３に
ついては、コアロッド３１を連結棒としてチャック３２
に加えられる上下動をホルダ３３に伝えることにより、
上部の移動ブロック３９の上下移動に追従してレール３
８上を移動させるようになっているため、移動ブロック
３７を含む重量がコアロッド３１に引張力として働き、
光ファイバ母材の形状的な歪みなどを発生させるため好
ましくない。引張力を低減するには、ホルダ３３及び下
部の移動ブロック３７の重量を相殺するバランスウェイ
ト４４が必要となり、構造を複雑化させる。

【００１１】(3) コアロッド３１の他端を一端に追従し
て回転させるようにするために、ホルダ３３とコアロッ
ド３１の下端との把持構造が非常に複雑となり、その複
雑な構造が却ってせん断力、曲げモーメント等の外力を
発生させる原因となり、コアロッドと外付けしたスート
とが偏心して光ファイバ接続時の不良原因を形成するこ
とになる。

【００１２】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消して、コアロッドの両端を高精度に同調回転でき
るプリフォームロッドの製造方法を提供することにあ
る。

【００１３】また、本発明の目的は、構造が簡単であり
ながらコアロッドの両端を高精度に同調回転でき、しか
もコアロッドにかかる外力を最小限に抑えると共に、コ
アロッドと外付けしたスートとが偏芯しないプリフォー
ムロッドの製造装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の目的は、コアロッドの着脱
が容易で、またコアロッドをより安定して軸方向にガイ
ドできるプリフォームロッドの製造装置を提供すること
にある。

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】 本発明のプリフォームロ
ッドの製造装置は、周面にスートを堆積させるコアロッ
ドの両端を把持する２個の把持部と、２個の把持部を回
転させるための１個の回転駆動手段と、１個の回転駆動
手段により軸を回転軸として回転するスプラインシャフ
トと、スプラインシャフトにコアロッドの長さに対応し
た適宜の間隔をおいて嵌められてシャフト上を軸方向に
移動が許容されると共に、スプラインシャフトの回転に
従動して回転する２個のスプラインナットと、２個のス
プラインナットの回転を上記２個の把持部にそれぞれ伝
達して、両端に把持されるコアロッドをその中心軸を回
転軸として回転させる２個の歯車伝達手段と、コアロッ
ドの両端の２個の把持部、歯車伝達手段、スプラインナ
ットを共に同調して移動させて、コアロッドを回転させ
つつ軸方向に移動させる移動手段とを備えたものであ
る。

【００１７】この場合において、移動手段は、スクリュ
ーロッドと、スクリューロッドをその軸を回転軸として
回転させる回転駆動手段と、スクリューロッドに上記コ
アロッドの長さに対応した適宜の間隔をおいて螺合され
て、スクリューロッドの回転により該ロッド上を軸方向
に移動する２個のナットと、２個のナットにそれぞれ取
り付けられ、コアロッドの両端の各把持部、歯車伝達装
置、スプラインナットを回転自在に支持して、２個のナ
ットの移動によりスプラインシャフトをガイドとしてコ
アロッドを回転させつつ軸方向に移動させるブラケット
とを備えている構成とすることができる。

【００１８】また、スクリューロッドをその両端側から
個別に回転させるために上記回転駆動手段を２個設ける
とともに、これら２個の回転駆動手段とスクリューロッ
ド間、およびナット間に挟まれたスクリューロッドの中
間にそれぞれクラッチを設け、各クラッチの接続、切断
の組み合わせによって、ブラケットに支持された２個の
把持部を個別に、あるいは同時に軸方向に移動させるよ
うにすることが好ましい。

【００１９】さらに、各ブラケットにスプラインシャフ
トと平行にガイド軸を挿通して、各ブラケットを上記ガ
イド軸をガイドとして軸方向に移動させるようにするこ
とが好ましい。

【００２０】

【００２１】本発明装置によれば、コアロッドの両端を
把持部で把持して、コアロッドの周面にスートを堆積さ
せるとき、１個の回転駆動手段を駆動して、スプライン
シャフトを回転させる。この回転に伴ってスプラインシ
ャフトに嵌合した各スプラインナットが一緒に回転し
て、その回転が各歯車伝達装置によって、コアロッドの
両端を把持している各把持部に同調して伝達されて各把
持部は同調回転する。この把持部の同調回転によりコア
ロッドは、ねじりモーメントを一切受けずに、その中心
軸を回転軸として回転する。この回転は、１個の回転駆
動手段によっているので簡単な構成で実現できる。

【００２２】また、同時に移動手段を駆動して、コアロ
ッドの両端の各把持部、歯車伝達装置、スプラインナッ
トを共に同調しながら軸方向に移動させると、コアロッ
ドは引張力を一切受けずに回転しながら軸方向に移動し
ていく。したがって、外力が一切かからず、コアロッド
とスートとに偏芯が生じない優れたプリフォームロッド
を製造することができる。

【００２３】

【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。図１は、本発明のプリフォームロッドの製
造装置の実施例を説明するためのＶＡＤ外付け製造装置
の構成図である。この製造装置は、コアロッド両端を把
持し、この両端各々に回転駆動力を同調して伝達し、さ
らに軸方向の移動は、両端共に同調しながら駆動され同
一のガイド軸により案内できる構造としたものであり、
コアロッドを回転させる回転手段と、コアロッドを軸方
向に移動させる移動手段から主に構成されている。

【００２４】まず、回転手段について説明する。２個の
把持部を構成する上下のチャック１３、１４は、コアロ
ッド１６の両端を把持するようになっている。これら２
個のチャック１３、１４に両端を把持されたコアロッド
１６には、その周面にコアロッド１６よりも低屈折率の
ドーパントを含むスート１７を堆積させる。その堆積
は、コアロッド１６の近傍に設けたバーナ１５、１５か
らのガラス原料ガスの吹き出しによって行なわれる。

【００２５】上下のチャック１３、１４は、回転駆動手
段である１個のモータ１９の回転駆動力が伝達されて同
調回転するようになっている。そのために１個のモータ
１９はスプラインシャフト８に直接接続されて、シャフ
ト軸を回転軸としてこれを回転する。このスプラインシ
ャフト８には、コアロッド１６の長さに対応した適宜の
間隔をおいて上下にスプラインナット９、９が２個嵌め
られている。上下のスプラインナット９、９は、シャフ
ト８上を軸方向に移動が許容されると共に、スプライン
シャフト８の回転に従動して軸廻りに回転するようにな
っている。

【００２６】上下のスプラインナット９、９の回転は、
上下２個の歯車伝達手段によって上下のチャック１３、
１４にそれぞれ同調して伝達されるように構成され、そ
れによって両端に把持されるコアロッド１６が、その中
心軸を回転軸として回転するようになっている。

【００２７】上下の歯車伝達手段は、横並びに齒合され
た各一対の歯車１０、歯車１１によって構成されてい
る。上下の歯車１０、１０は、その回転中心部に上下の
スプラインナット９、９が一体的にはめ込まれており、
スプラインナット９、９の回転によって回転駆動され
る。歯車１０、１０の回転は、歯車１１、１１に伝達さ
れて上下の歯車１１、１１にそれぞれ取り付けられた上
下のチャック１３、１４を同調して回転させる。すなわ
ち、同一方向かつ同一回転速度で上下のチャック１３、
１４を回転して、これらにより両端を把持されたコアロ
ッド１６を回転させる。

【００２８】なお、スプラインナット９と歯車１０とは
別体で構成せずに、スプラインナット９の外周の一部を
歯車として一体構成としてもよい。

【００２９】次に移動手段について説明する。移動手段
は、コアロッド１６の両端の上下のチャック１３、１
４、歯車伝達手段、スプラインナット９、９を共に同調
しながら軸方向に移動させて、コアロッドを回転させつ
つ軸方向に移動させるようになっている。

【００３０】具体的には、移動手段は、スプラインシャ
フト８と平行に設けたスクリューロッド６を備えてい
る。このスクリューロッド６は、その両端に設けられた
上下２個のモータ１または１８のいずれか、又は両方に
よって、その軸を回転軸として回転するようになってい
る。すなわち、上下のモータ１、１８とスクリューロッ
ド６間、およびスクリューロッド６の中間にそれぞれク
ラッチ２、３、４を設け、各クラッチの接続、開放の組
み合わせと、モータ１、１８の選択とにより、スクリュ
ーロッド６の上半分と下半分とを別々に回転させたり、
あるいは一緒に回転させたりできるようになっている。

【００３１】スクリューロッド６には、コアロッド１６
の長さに対応した適宜の間隔をおいて螺合された上下２
個のナット７、７が、スクリューロッド６の回転により
ロッド６上を軸方向に移動するようになっている。この
上下のナット７、７には、それぞれブラケット２０、２
０が取り付けられ、ナット７、７の軸方向の移動に伴っ
て移動するようになっている。

【００３２】この上下のブラケット２０、２０には、コ
アロッド１６の両端のチャック１３、１４及び歯車１
１、１１と、スプラインナット９、９及びこれを嵌め込
んだ歯車１０、１０を軸受５を介して回転自在に取り付
けられている。これにより、上下のナット７、７の移動
によりスプラインシャフト８をサブガイドとして、コア
ロッド１６の回転を許容しつつ軸方向に移動できるよう
になっている。

【００３３】なお、上下のブラケット２０、２０に対す
る上下のチャック１３、１４の取り付けは、そのチャッ
ク中心間の軸合わせが正確に行われるようにする。歯車
１０、１１に関しても同様である。

【００３４】このようにしてチャック１３、１４を取り
付けたブラケット２０、２０をスクリューロッド６に螺
合されたナット７、７に取り付けることによって、各ク
ラッチ２、３、４の接続、開放の組み合わせと、モータ
１、１８の選択とにより、チャック１３、１４を個別に
移動させたり、あるいは同調して移動させたりできるよ
うになっている。

【００３５】また、上下のブラケット２０、２０には、
スプラインシャフト８と平行にガイド軸１２がリニヤブ
ッシュ２２、２２を介して挿通されて、上下のブラケッ
ト２０、２０をガイド軸１２をガイドとして軸方向に円
滑に移動させるようにしてある。このガイド軸１２は、
スプラインシャフト８がガイドの役目もしているので必
須のものではないが、スプラインシャフト８の本来の役
目はモータ１９の回転伝達にあるから、その役目を有効
に果すことができるように別個に設けている。また、ス
プラインシャフト８、ガイド軸１２、およびスクリュー
ロッド６の上下端は、図示するように固定系に取り付け
られた上下の支持部材２１、２１によって支持されてお
り、そのうち軸回転するスプラインシャフト８とスクリ
ューロッド６とは、軸受５を介して取り付けられるよう
になっている。

【００３６】さて、次に上記のような構成における作用
を説明する。

【００３７】まず、コアロッド１６の装着を行なう。ス
クリューロッド６の中間部に設けたクラッチ３を開放
し、上下に設けたクラッチ２、４を接続して、モータ１
および１８を回転させることにより、ブラケット２０、
２０を介して上下のチャック１３と１４を単独にガイド
軸１２に沿って上下移動させる。このようにしてコアロ
ッド１６の長さによってチャック１３、１４間の距離を
変えてやる。そして、チャック１３、１４の間にコアロ
ッド１６の両端を同一軸上にセッティングして把持させ
る。この様に、クラッチ２、３、４の切替えと２個のモ
ータ１、１８の回転とによって容易かつ自動的にコアロ
ッド１６を装着することができるので、装着時に芯ズレ
やダメージをコアロッド１６に与える虞れがない。

【００３８】次に、上下のチャック１３、１４により把
持されたコアロッド１６を回転させつつ軸方向に移動し
て、コアロッド１６の周面に低屈折率のドーパントを含
むスートを堆積させる。そのために、まず、軸方向の移
動を下部のモータ１８でスクリューロッド６を回転する
ことによって行なう様にセッティングする。このときモ
ータ１は不要となるから、クラッチ２は開放し、クラッ
チ３を接続し、クラッチ４は接続状態のままとする。モ
ータ１８の回転によって、上下のナット７、７が移動
し、これらに取り付けたブラケット２０、２０を介して
チャック１３、１４が同調して上下移動する。なお、軸
方向の移動は上部のモータ１によって行なってもよい。

【００３９】一方、コアロッド１６の軸方向の回転は、
スプラインシャフト８の下部に設けた１個のモータ１９
を駆動して、スプラインシャフト８を回転させることに
よって行なう。この回転に伴ってスプラインシャフト８
に嵌合した各スプラインナット９、９が一緒に回転し
て、その回転が各歯車１０、１１によって、コアロッド
１６の両端を把持している各チャック１３、１４に同調
して伝達されて、各チャック１３、１４は回転する。歯
車１０、１１によるチャック１３、１４の回転は、ブラ
ケット２０、２０に設けた軸受５を介して行なわれるの
で、ブラケット２０、２０によるコアロッド１６の上下
移動は拘束されず、回転と軸方向移動は同時に許容され
る。

【００４０】したがって、コアロッド１６は回転しなが
ら軸方向に移動していくので、バーナ１５を介してスー
ト１７がコアロッド１６の周面と軸方向とに堆積してい
き、プリフォームロッドが製造できる。

【００４１】プリフォームロッド製造後、上記コアロッ
ド１６の装着とは逆の手順でプリフォームロッドの取外
しを行なう。

【００４２】以上述べたように本実施例は、コアロッド
の回転は、チャック１３、１４の両端を共に駆動回転す
ることができ、その回転動作はスプラインシャフト８に
嵌合したスプラインナット９、及び歯車伝達手段により
高精度に同調できるため、回転中のコアロッド１６に対
してねじりモーメントが一切掛からない。また、コアロ
ッド１６はチャック１３、１４によって両端を同一軸上
に把持されているため、バーナ１５からのガラス原料ガ
スの吹き出しによる曲げモーメントに耐え得る。

【００４３】また、コアロッド１６の軸方向の移動は、
モータ１８によってガイド軸１２の軸上を軸方向に移動
するブラケット２０、２０によりチャック１３、１４が
同調しながら同時に移動するため、コアロッド１６に対
し引張力等が一切生じることがなく、均一な太さのプリ
フォームロッドを製造できる。

【００４４】また、スクリューロッド６の両端に２個の
モータ１と１８とを設けると共に、クラッチ２、３、４
を介設するようにして、チャック１３、１４を同時にガ
イド軸１２に沿って移動させることも、あるいは単独に
ガイド軸１２に沿って移動させることもできるようにし
てあるので、チャック１３、１４間へのコアロッドのセ
ッティングが容易となる。

【００４５】なお、上記実施例ではＶＡＤ外付け法の製
造装置について説明したが、ＯＶＤ法の製造装置にも適
用できる。

【００４６】

【発明の効果】(1) 本発明によれば、コアロッドの両端
把持部に１個の回転駆動源からの回転駆動力を同調して
伝達するようにしたので、他端を追従回転させる場合に
比して、はるかに高精度の同調回転が可能となり、優れ
たプリフォームロッドを製造することができる。

【００４７】(2) 本発明によれば、１個の回転駆動源か
らの回転駆動力をコアロッドの両端に同調して伝達する
手段を、スプラインと歯車伝達手段で構成したので、構
造も制御も簡単で、しかもコアロッドにねじりモーメン
トを掛けずに正確な同調回転を実現できる。

【００４８】(3) 本発明によれば、コアロッドを軸方向
に移動する移動手段をスクリューロッドとブラケットで
構成したので、構造も制御も簡単で、しかもコアロッド
に引張力を与えずに軸方向の正確な同調を実現できる。
その結果、コアロッドに引張力、せん断力、ねじりモー
メント等を一切掛けずにコアロッドとスートとに偏芯が
生じない優れたスート母材の製造ができる。

【００４９】(4) 本発明によれば、スクリューロッドを
両端側から個別に回転できるようにすると共に、複数の
クラッチをスクリューロッドに設けて、コアロッドの両
端を把持する把持部を独立して軸方向に移動できるよう
にしたので、把持部に対するコアロッドの着脱が容易で
ある。

【００５０】(5) 本発明によれば、スプラインシャフト
とは別にガイド軸を設けたので、コアロッドをより安定
して軸方向にガイドできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリフォームロッドの製造装置の実施
例を説明するためのＶＡＤ外付け製造装置の構成図。

【図２】従来のプリフォームロッドの製造装置の構成
図。

【符号の説明】

１ モータ ２ クラッチ ３ クラッチ ４ クラッチ ５ 軸受 ６ スクリューロッド ７ ナット ８ スプラインシャフト ９ スプラインナット １０ 歯車 １１ 歯車 １２ ガイド軸 １３ チャック １４ チャック １５ バーナ １６ コアロッド １７ スート １８ モータ １９ モータ ２０ ブラケット ２１ 支持部材 ２２ リニアブッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 和也 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (56)参考文献 特開 平５−186237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−34108（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−242433（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03B 37/018 C03B 8/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周面にスートを堆積させるコアロッドの両
   端を把持する２個の把持部と、上記２個の把持部を回転
   させるための１個の回転駆動手段と、該１個の回転駆動
   手段により軸を回転軸として回転するスプラインシャフ
   トと、該スプラインシャフトに上記コアロッドの長さに
   対応した適宜の間隔をおいて嵌められてシャフト上を軸
   方向に移動が許容されると共に、スプラインシャフトの
   回転に従動して回転する２個のスプラインナットと、該
   ２個のスプラインナットの回転を上記２個の把持部にそ
   れぞれ伝達して、両端に把持されるコアロッドをその中
   心軸を回転軸として回転させる２個の歯車伝達手段と、
   上記コアロッドの両端の２個の把持部、歯車伝達手段、
   スプラインナットを共に同調して移動させて、コアロッ
   ドを回転させつつ軸方向に移動させる移動手段とを備
   え、上記移動手段は、スクリューロッドと、該スクリュ
   ーロッドをその軸を回転軸として回転させる回転駆動手
   段と、上記スクリューロッドに上記コアロッドの長さに
   対応した適宜の間隔をおいて螺合されて、スクリューロ
   ッドの回転により該ロッド上を軸方向に移動する２個の
   ナットと、該２個のナットにそれぞれ取り付けられ、上
   記コアロッドの両端の各把持部、歯車伝達装置、スプラ
   インナットを回転自在に支持して、上記２個のナットの
   移動により上記スプラインシャフトをガイドとして上記
   コアロッドを回転させつつ軸方向に移動させるブラケッ
   トとを備えており、上記スクリューロッドをその両端側
   から個別に回転させるために上記回転駆動手段を２個設
   けるとともに、これら２個の回転駆動手段とスクリュー
   ロッド間、および上記ナット間に挟まれたスクリューロ
   ッドの中間にそれぞれクラッチを設け、各クラッチの接
   続、切断の組み合わせによって、上記ブラケットに支持
   された２個の把持部を個別に、あるいは同時に軸方向に
   移動させるようにしたことを特徴とするプリフォームロ
   ッドの製造装置。
2. 【請求項２】上記各ブラケットに上記スプラインシャフ
   トと平行にガイド軸を挿通して、各ブラケットを上記ガ
   イド軸をガイドとして軸方向に移動させるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のプリフォームロッドの
   製造装置。