JP3714571B2

JP3714571B2 - 光ファイバ母材と該母材を用いた光ファイバの製造方法

Info

Publication number: JP3714571B2
Application number: JP35555196A
Authority: JP
Inventors: 明彦須釜; 豊渡部; 達也寺島
Original assignee: Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JPH10182179A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバーを製造するに際し、ジャケット管を含む光ファイバ母材を延伸炉内で加熱軟化して所定径の光ファイバ延伸材を得る為の、光ファイバ母材と該母材を用いた光ファイバの製造方法に関し、特に、より大きな光ファイバーの母材となるプリフォームの製造に用いられる合成石英ガラス製の中空ガラス母材若しくは光ファイバの製造方法に関する。
【０００２】
従来より光ファイバー母材の製造方法の一つとしてジャケット法が行なわれているが、そのジャケット法に用いられるジャケット管は、ファイバーリング時の破断の問題から、天然石英ガラスから合成石英ガラスに置き換えられている。
【０００３】
この合成ガラス製のジャケット管の製造は、一般的にスート法と呼ばれる合成石英ガラスの製法によって製造されている。
しかし、この合成石英ガラス製のジャケット管は、天然石英ガラスを原料とするジャケット管に比べて、その価格が高く、光ファイバー母材のプリフォームを製造する場合コストが大幅に上昇してしまう。
【０００４】
近年、光ファイバーは、単一ファイバーでの長距離化を実現することで、それに係わるコストを低減しようとしており、その傾向は益々顕著になる一方である。
【０００５】
このような理由から、光ファイバーは益々長距離化を目指し、その母材となるプリフォームも大型化している。
この為当然ながら、破断頻度を少なくするために、ジャケット法によりプリフォームを製造する場合には、合成石英ガラス製のジャケット管を使用しているが、先にも述べたように、現状では合成石英ガラス管は、天然石英ガラス管に比べて、コストが高いため、光ファイバーを製造する場合、コストを低減するために様々な工夫が検討されている。
【０００６】
その一例として、光ファイバー製造時に、合成石英ガラスのジャケット部の全てを有効に利用するために、合成石英ガラスのジャケット管の両端に安価な天然石英ガラスのダミー管をプロパンバーナー又は酸水素バーナーを用いて溶着し、片端をファイバー製造時のスタートロスの部分として使用し、もう片端をファイバー製造時の終了時のロスとプリフォーム保持のための保治具として使用し、プリフォームのロスを最小限にするよう方策が種々開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば特開平５−２７９０６９号において例えば図３に示すように、コアロッド８とクラッド１よりなる母材の両端に、母材と同径の天然石英ガラス材からなるダミー材２０を接合した技術を開示しているが、前記ダミー材２０は中実棒の為に、初期加熱するまでの時間が長くなるのみならず、コアロッド８とクラッド１よりなる母材の端面とダミー材２０との境界線が面一の為に、その境界線付近の線引きが円滑に行い得ないという欠点を有していた。
【０００８】
特に、光ファイバーの長距離化に伴うプリフォーム（母材）の大型化の場合、前記欠点は一層助長されてしまうのみならず、ダミー材は母材と同径の為に、その重量負担は極めて大であり、加熱炉内への吊下が困難になってしまう場合がある。
更にダミー材は１つの線引き工程（加熱軟化延伸工程）毎に廃棄しなければならず、その費用負担も大である。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、特に光ファイバーの長距離化に伴うプリフォームの大型化により、ジャケット管（クラッド母材）も大型化した場合においても加熱軟化延伸時にロス部分として消失する部分を極力少なくし、これにより製造コストの低減を図ることを可能とした光ファイバ母材と該母材を用いた光ファイバ延伸材の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光ファイバーの母材となるジャケット管（クラッド母材）の片端もしくは両端に、ジョイント部材を介して前記ジャケット管より小径のダミー管を接合するとともに、前記ジョイント部材及びダミー管をジャケット管肉厚より薄肉の中空管で形成したことを特徴とする。
勿論、この場合前記ダミー管は天然石英ガラス管を用いても良く、又母材となるべき合成石英ガラス管より低品質の合成石英ガラス材を用いても良い。
【００１１】
かかる構成によれば、前記ジャケット管より小径の中空のダミー管を接合している為に、その重量負担を大幅に軽減でき、容易にジャケット管の大型化を達成した場合でも加熱炉内への吊下が容易である。
又前記ダミー管は母材に直接接合されているのではなく、ジョイント部材を介して接合されているために、線引き工程（加熱軟化延伸工程）毎にジョイント部材は廃棄するも、ダミー管は再使用が可能である。
【００１２】
請求項２記載の発明は前記ジョイント部材のジャケット管側の内径をジャケット管内径より大径に形成したものである。
かかる発明によれば、前記ジョイント部材の内径空間内にジャケット管に内挿したコア材を突設する事が出来、これによりジャケット管より先に加熱軟化されにくいコア材を先に加熱する事が出来、母材先端側より前記線引を円滑に行うことが出来、母材の一層の無駄がなくなる。
又前記ジョイント部材はジャケット管側を大径に、ダミー管側を小径に、略断面テーパ状（円錐台状も含む）に形成するのがよい。
【００１３】
請求項４記載の発明は、コア部を装入したジャケット管を、該コア部と一体的に延伸炉内に装入して加熱軟化して所定径の光ファイバを製造する光ファイバ製造方法に適用されるもので、
前記ジャケット管の片端もしくは両端に、ジョイント部材を介して前記ジャケット管より小径のダミー管を接合するとともに、前記ジョイント部材及びダミー管をジャケット管肉厚より薄肉の中空管で形成するとともに、前記コア部先端をジョイント部材内の中空域まで突設させた状態で、前記ジョイント部より延伸炉内で加熱軟化して光ファイバを製造することを特徴とする。
この場合、請求項５に記載のように、前記ジョイント部材のジャケット管側の内径をジャケット管内径より大径に形成し、前記コア部先端がジョイント部材内径に非接触の状態でジョイント部材内の中空域まで突設させるのがよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１５】
図１は前記ジャケット管１の先端と後端に夫々、ジョイント管２Ａ、２Ｂを介してダミー管６、７を接合するとともに、前記後端側に設けたダミー管７は、母材保持用ダミーパイプとして機能し、前記ジョイント管２Ａ上端部と内／外径を同一にして溶着され、上側外径をリング状に削成７ａし、上下移動装置３により上下動する母材ホルダー４を係合する。
下側ダミー管６も同様に前記ジョイント管２Ｂ下端部と内／外径を同一にして溶着され、その先端側に不図示の線引用引張部材を設ける。
【００１６】
前記ジャケット管１下端側に夫々固着されるジョイント管２Ｂとダミー管６の断面構成を図２に示す。
図２（Ａ）は円筒部と円錐台部が一体化した略テーパ状のジョイント管２Ｂで、クラッドとして機能するジャケット管と接合される基側（拡径側）は、該ジャケット管１外径と同一にして、その内径をジャケット管１内径より大径に形成してる。
又、ダミー管６と接続される先側（縮径側）は、該ダミー管６と内／外径を同一にして溶着している。従って前記ジョイント管２Ｂ及びダミー管６はジャケット管肉厚より薄肉の中空管で形成されることになる。
【００１７】
そして前記ジャケット管１内にはコアロッド８が挿入されるが、前記コアロッド８先端がジョイント管２Ｂ内径に非接触の状態でジョイント管２Ｂ内の中空域２ａまで突設させている。
尚、本実施例の場合ジョイント管２Ｂを、単なるテーパ状ではなく、円筒部と円錐台部が一体化した略テーパ状にした理由は、前記コアロッド８先端がジョイント管２Ｂ内径に非接触の状態でジョイント管中空域２ａまで円滑に所定長さ分突設出来る為である。
【００１８】
そして前記ジョイント管２Ｂの長さは、例えばジャケット管１の長さが５ｍ、電気炉５の全長が２３００ｍｍの場合に、ジャケット管１先端に接合するジャケット管引き始めのロスを解消し得る程度の長さで良く、従って電気炉５の全長より大幅に小の２００ｍｍ若しくはそれ以上に設定すれば、その先端側に設けたダミー管６の加熱変形が一部で済み再使用可能となる。この場合ジョイント管２Ａ、２Ｂはダミー管６、７が先に軟化しない程度の長さが必要であるが、一方では電気炉５の全長より長くする必要がない。そこで前記ジョイント管２Ａ、２Ｂは２００ｍｍ以上であってせいぜい５００〜８００ｍｍに設定すればよい。
【００１９】
又前記ジョイント管２Ｂは、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにテーパ状若しくは中腹部をくびらせたやせテーパ状に形成してもよいが、いずれも前記ジャケット管内に挿入されるコアロッド先端が非接触の状態でジョイント管２Ｂ内の中空域２ａまで突設させていることが必要である。
【００２０】
かかる実施例によれば前記ジャケット管１先端に接合したジョイント管２Ｂをコアロッド８と一体的に電気炉５に入れ加熱軟化した後、不図示の延伸手段を利用してジョイント管２Ｂ側より延伸すると、引き始め当初においては図１（Ｂ）に示すように、先端がドーム状になるが、そのロス部分はジョイント管２Ｂであり、問題となることがない。
【００２１】
又ジョイント管２Ｂ先端のダミー管６も加熱されるが、その加熱程度は低く、延伸するまでに至らない。従って該ダミー管６の再使用も可能である。
又前記コアロッド８はジャケット管１内に挿入され、又加熱はジャケット管１外周側より加熱されるために、前記ジャケット管１を大口径化した場合コアロッド８まで十分加熱されない恐れがあるが、本実施例はジャケット管１先端より前記コアロッド８先端をジョイント管２Ｂ内の中空域まで突設させている為に、ジョイント管２Ｂとともにコアロッド８が加熱軟化し、その後ジャケット管１が加熱されるために、ジャケット管１とコアロッド８を含めた母材全体が均一加熱され、円滑に延伸が出来、高精度の光ファイバの製造が可能となる。
【００２２】
一方、図１（Ｃ）に示すように引き終わり時において、ジョイント管２Ａ接合付近まで延伸させる事により、母材保持用ダミー管２も溶融されず再使用が可能である。
従って引き始め、引き終わり時のいずれの場合も加熱軟化延伸されるのはジョイント管２Ａ、２Ｂのみでダミー管６、７まではほとんど延伸されないために再使用が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上記載した如く本発明によれば、特に光ファイバーの長距離化に伴うプリフォームの大型化に伴い、ジャケット管も大型化した場合においても加熱軟化延伸時にロス部分として消失する部分を極力少なくし、これにより製造コストの低減を図ることが出来るとともにダミー管の再使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による概略構成図を示し、（Ａ）は全体構成図、（Ｂ）は引き始めの状態、（Ｃ）は引き終わりの状態を示す。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はジョイント管とダミー管を取り付けた母材の先端部の断面形状を示す。
【図３】母材にダミー管を接合した従来技術の断面図を示す。
【符号の説明】
１ジャケット管、
２Ａ、２Ｂジョイント管
３上下移動装置
４母材ホルダー
５電気炉
６、７ダミー管
８コアロッド

Claims

光ファイバーの母材となるジャケット管の片端もしくは両端に、ジョイント部材を介して前記ジャケット管より小径のダミー管を接合するとともに、前記ジョイント部材及びダミー管をジャケット管肉厚より薄肉の中空管で形成したことを特徴とする光ファイバ母材。
前記ジョイント部材のジャケット管側の内径をジャケット管内径より大径に形成した請求項１記載の光ファイバ母材。
前記ジョイント部材をジャケット管側を大径に、ダミー管側を小径に、略断面テーパ状に形成した請求項１記載の光ファイバ母材。
コア部を装入したジャケット管を、該コア部と一体的に延伸炉内に装入して加熱軟化して所定径の光ファイバを製造する光ファイバ製造方法において、
ジャケット管の片端もしくは両端に、ジョイント部材を介して前記ジャケット管より小径のダミー管を接合するとともに、前記ジョイント部材及びダミー管をジャケット管肉厚より薄肉の中空管で形成するとともに、前記コア部先端をジョイント部材内の中空域まで突設させた状態で、前記ジョイント部より延伸炉内で加熱軟化して光ファイバを製造することを特徴とする光ファイバの製造方法。
前記ジョイント部材のジャケット管側の内径をジャケット管内径より大径に形成し、前記コア部先端がジョイント部材内径に非接触の状態でジョイント部材内の中空域まで突設させた請求項４記載の光ファイバ母材の製造方法。