JP3838850B2 - 光ファイバー用プリフォームの製造方法 - Google Patents
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- C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
- C03B37/01245—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down by drawing and collapsing
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法で製作されたコアロッドに合成石英管をかぶせてコラップスするオーバージャケット法（Over Jacketing Method）による光ファイバ用プリフォーム（以下、単にプリフォームと称する）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリフォームの製造方法として、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法で製作されたコアロッドに石英管をかぶせ、加熱、溶着してコラップスするオーバージャケット法が挙げられる。
オーバージャケット法によりプリフォームを製造する方法は、一般に、石英管内にコアロッドを挿入し、石英管の上下端にダミー管またはダミーロッドをバーナ又は電気炉で加熱溶融して接続し、石英管とコアロッドを支持した後、さらに、石英管内を減圧しながら加熱溶融して、石英管とコアロッドを溶着することにより行なわれている。
【０００３】
しかしながら、このオーバージャケット法による製造方法では、石英管内を減圧しながら加熱溶融して石英管とコアロッドとを溶着する工程において、コアロッドがプリフォームの中心からずれて偏肉することがあった。この偏肉によるプリフォームのコアロッドの偏芯率は、コラップスの後半ほど大きくなる傾向があり、０．７％以上になる。
コアロッドの偏芯率は、特に、コアロッドと石英管との界面での泡の発生を防止するために加熱温度を高くすると、石英管の粘度が下がって偏肉となりやすく、偏芯率が大きくなる。
【０００４】
従来、コアロッドの偏芯を修正するために、プリフォームをフッ素化合物でエッチング処理して化学研削していた。
しかし、プリフォームのエッチング処理には、大変な工数と時間を要し、かつ偏芯修正によりプリフォームの非円率が増加するという問題があった。
偏芯が大きいと、光ファイバを接続するときに、光の導通路であるコア同士の中心を合わせて接続するのは容易ではない。特に、最近行なわれている多数本の光ファイバを同時に接続する場合は、コア中心のずれにより伝送損失の増加が大きな問題となる。このため偏芯規格は、偏芯率が０．４％以下と厳しい数値が要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法で製作されたコアロッドに石英管をかぶせてコラップスするオーバージャケット法によりプリフォームを製造する方法において、石英管とコアロッドとの溶着工程で発生するコアロッドの偏芯が極めて小さくなる方法を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリフォームの製造方法は、コアロッドに合成石英管をかぶせてコラップスするプリフォームの製造工程において、合成石英管を加熱し移動させつつ合成石英管内を減圧し、コアロッド上に合成石英管を溶着させてコラップスすると同時に、合成石英管を引き伸ばす際の合成石英管の移動速度Ｖ 2 （ｍｍ／分）と加熱源の移動速度Ｖ 1 （ｍｍ／分）との移動速度比Ｖ 2 ／Ｖ 1 を、０．０３以上０．１以下として合成石英管を引き伸ばすことにより、コラップス後のコアロッドの偏芯を抑制することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のプリフォームの製造方法を図１を用いてさらに詳細に説明する。
図１において、合成石英管１内にコアロッド２がコアロッド支持管３に支持されて挿入され、合成石英管１の上端には上部ダミーロッド４が、下端には下部ダミー管５がそれぞれ溶着されている。コアロッド支持管３の下端は、ガラス旋盤（図示を省略）の下部チャック６で把持され、コアロッド支持管３を介して合成石英管１内が真空ポンプ７により減圧される。上部ダミーロッド４の上端は、上部チャック８で把持され、駆動モータ９により、上方に引き上げられる。なお、合成石英管１は電気炉１０内にセットされ、電気炉１０は電気炉移動モータ１１により上下動される。
【０００８】
先ず、電気炉１０を徐々に下方に移動させつつ合成石英管１を加熱し、合成石英管１内を真空ポンプ７で減圧し、コアロッド２上に合成石英管１を溶着させてコラップスすると同時に、合成石英管１を引き伸ばす。合成石英管１の引き伸ばしは、例えば、図１の装置においては、駆動モータ９で上部ダミーロッド４を微速で上方へ引き上げることによって行なわれる。このときの合成石英管１の移動速度は微速で、合成石英管１の外径、溶着温度等によって適宜調整される。
本明細書において微速とは、合成石英管１の引き伸ばしによって合成石英管１の径が実質的に変化しないか、僅かに変化する程度の速度をさしている。
【０００９】
なお、合成石英管に沿って下降させる加熱源である電気炉の移動速度Ｖ1（ｍｍ／分）と、合成石英管の移動速度Ｖ2（ｍｍ／分）との移動速度比Ｖ2／Ｖ1を０．０３以上０．１以下、好ましくは０．０４以上０．０７以下とするのが望ましい。移動速度比Ｖ2／Ｖ1が０．０３未満では偏芯を抑制する効果が小さく、他方、０．１を超えても望ましくない。
本発明の光ファイバ用プリフォームは、このようにして製造される。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例にもとづきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
長さ１２００ｍｍ，外径６０ｍｍφ，内径２０ｍｍφの合成石英管の下端に、長さ４００mm，外径４０ｍｍφ，内径２４ｍｍφの天然石英製の下部ダミー管が溶接された合成石英管内に、ＶＡＤ法で製造された長さ１２００ｍｍ，直径１７ｍｍφのコアロッドを挿入し、このコアロッドを長さ４００ｍｍ，外径２０ｍｍφの天然石英製のコアロッド支持管で支持し、このコアロッド支持管をガラス旋盤の下部チャックで把持した。合成石英管の上端には、長さ５００ｍｍ，外径４０ｍｍφの天然石英製の上部ダミーロッドを装着し、この上部ダミーロッドをガラス旋盤の上部チャックで把持した。合成石英管の上部および下部は、それぞれ多重シールド機構を用いて密封した。
【００１１】
電気炉内にアルゴンガスを、電気炉上部に１０リットル／分、中央部に１リットル／分、下部に１０リットル／分の流量で流し、合成石英管内を電気炉内で２，０５０℃に加熱して上部ダミーロッドを合成石英管に溶着後、加熱源である電気炉を下方に１５ｍｍ／分の速度で駆動して、合成石英管内を１３．３×１０3Ｐａに減圧しながら、合成石英管の上端部から順次コラップスを行なうと同時に、上部チャックを０．７ｍｍ／分の微速で上方へ移動し、合成石英管を引き伸ばしながらコラップスを行なった。
【００１２】
このようにして３本のプリフォームを作製し、それぞれプリフォームの長さ方向に沿って偏芯率（％）を測定した。この結果を図２のグラフにおいて曲線１，２，３で示した。なお、縦軸は偏芯率（％）、横軸は合成石英管の上端からの距離（ｍｍ）を示している。グラフから明らかなように、実施例の曲線１〜３は、いずれも偏芯率が０．３％以下であり、従来のものに比べて激減している。
【００１３】
（比較例１）
上部チャックを引き上げずに合成石英管を固定した状態で行なった以外は、実施例１と同じ装置、同サイズの合成石英管、コアロッドを用い、かつ実施例１と同じ条件で、電気炉を下方に１５ｍｍ／分の速度で駆動して、合成石英管内を１３．３×１０3Ｐａに減圧しながら、合成石英管の上端部から順次コラップスを行なった。
【００１４】
このようにして３本のプリフォームを作製し、それぞれ偏芯率（％）を測定した。この結果を図２のグラフにおいて曲線４，５，６で示した。グラフから明らかなように、いずれも偏芯率は０．５％以上（なかには０．７％以上）で大きかった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上記構成からなり、本発明で得られたプリフォームは、偏芯率が極めて小さく、再現性にも優れ、従来、０．７％以上あったプリフォームの偏芯率を０．３％以下とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 合成石英管とコアロッドとを溶着してコラップスする様子を示す概略縦断面図である。
【図２】 プリフォームのコアロッドの偏芯率を比較するグラフである。
【符号の説明】
１ 合成石英管
２ コアロッド
３ コアロッド支持管
４ 上部ダミーロッド
５ 下部ダミー管
６ 下部チャック
７ 真空ポンプ
８ 上部チャック
９ 駆動モータ
１０ 電気炉
１１ 電気炉移動モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法で製作されたコアロッドに合成石英管をかぶせてコラップスするオーバージャケット法（Over Jacketing Method）による光ファイバ用プリフォーム（以下、単にプリフォームと称する）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリフォームの製造方法として、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法で製作されたコアロッドに石英管をかぶせ、加熱、溶着してコラップスするオーバージャケット法が挙げられる。
オーバージャケット法によりプリフォームを製造する方法は、一般に、石英管内にコアロッドを挿入し、石英管の上下端にダミー管またはダミーロッドをバーナ又は電気炉で加熱溶融して接続し、石英管とコアロッドを支持した後、さらに、石英管内を減圧しながら加熱溶融して、石英管とコアロッドを溶着することにより行なわれている。
【０００３】
しかしながら、このオーバージャケット法による製造方法では、石英管内を減圧しながら加熱溶融して石英管とコアロッドとを溶着する工程において、コアロッドがプリフォームの中心からずれて偏肉することがあった。この偏肉によるプリフォームのコアロッドの偏芯率は、コラップスの後半ほど大きくなる傾向があり、０．７％以上になる。
コアロッドの偏芯率は、特に、コアロッドと石英管との界面での泡の発生を防止するために加熱温度を高くすると、石英管の粘度が下がって偏肉となりやすく、偏芯率が大きくなる。
【０００４】
従来、コアロッドの偏芯を修正するために、プリフォームをフッ素化合物でエッチング処理して化学研削していた。
しかし、プリフォームのエッチング処理には、大変な工数と時間を要し、かつ偏芯修正によりプリフォームの非円率が増加するという問題があった。
偏芯が大きいと、光ファイバを接続するときに、光の導通路であるコア同士の中心を合わせて接続するのは容易ではない。特に、最近行なわれている多数本の光ファイバを同時に接続する場合は、コア中心のずれにより伝送損失の増加が大きな問題となる。このため偏芯規格は、偏芯率が０．４％以下と厳しい数値が要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＭＣＶＤ法やＶＡＤ法で製作されたコアロッドに石英管をかぶせてコラップスするオーバージャケット法によりプリフォームを製造する方法において、石英管とコアロッドとの溶着工程で発生するコアロッドの偏芯が極めて小さくなる方法を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリフォームの製造方法は、コアロッドに合成石英管をかぶせてコラップスするプリフォームの製造工程において、合成石英管を加熱し移動させつつ合成石英管内を減圧し、コアロッド上に合成石英管を溶着させてコラップスすると同時に、合成石英管を引き伸ばす際の合成石英管の移動速度Ｖ 2 （ｍｍ／分）と加熱源の移動速度Ｖ 1 （ｍｍ／分）との移動速度比Ｖ 2 ／Ｖ 1 を、０．０３以上０．１以下として合成石英管を引き伸ばすことにより、コラップス後のコアロッドの偏芯を抑制することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のプリフォームの製造方法を図１を用いてさらに詳細に説明する。
図１において、合成石英管１内にコアロッド２がコアロッド支持管３に支持されて挿入され、合成石英管１の上端には上部ダミーロッド４が、下端には下部ダミー管５がそれぞれ溶着されている。コアロッド支持管３の下端は、ガラス旋盤（図示を省略）の下部チャック６で把持され、コアロッド支持管３を介して合成石英管１内が真空ポンプ７により減圧される。上部ダミーロッド４の上端は、上部チャック８で把持され、駆動モータ９により、上方に引き上げられる。なお、合成石英管１は電気炉１０内にセットされ、電気炉１０は電気炉移動モータ１１により上下動される。
【０００８】
先ず、電気炉１０を徐々に下方に移動させつつ合成石英管１を加熱し、合成石英管１内を真空ポンプ７で減圧し、コアロッド２上に合成石英管１を溶着させてコラップスすると同時に、合成石英管１を引き伸ばす。合成石英管１の引き伸ばしは、例えば、図１の装置においては、駆動モータ９で上部ダミーロッド４を微速で上方へ引き上げることによって行なわれる。このときの合成石英管１の移動速度は微速で、合成石英管１の外径、溶着温度等によって適宜調整される。
本明細書において微速とは、合成石英管１の引き伸ばしによって合成石英管１の径が実質的に変化しないか、僅かに変化する程度の速度をさしている。
【０００９】
なお、合成石英管に沿って下降させる加熱源である電気炉の移動速度Ｖ1（ｍｍ／分）と、合成石英管の移動速度Ｖ2（ｍｍ／分）との移動速度比Ｖ2／Ｖ1を０．０３以上０．１以下、好ましくは０．０４以上０．０７以下とするのが望ましい。移動速度比Ｖ2／Ｖ1が０．０３未満では偏芯を抑制する効果が小さく、他方、０．１を超えても望ましくない。
本発明の光ファイバ用プリフォームは、このようにして製造される。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例にもとづきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
長さ１２００ｍｍ，外径６０ｍｍφ，内径２０ｍｍφの合成石英管の下端に、長さ４００mm，外径４０ｍｍφ，内径２４ｍｍφの天然石英製の下部ダミー管が溶接された合成石英管内に、ＶＡＤ法で製造された長さ１２００ｍｍ，直径１７ｍｍφのコアロッドを挿入し、このコアロッドを長さ４００ｍｍ，外径２０ｍｍφの天然石英製のコアロッド支持管で支持し、このコアロッド支持管をガラス旋盤の下部チャックで把持した。合成石英管の上端には、長さ５００ｍｍ，外径４０ｍｍφの天然石英製の上部ダミーロッドを装着し、この上部ダミーロッドをガラス旋盤の上部チャックで把持した。合成石英管の上部および下部は、それぞれ多重シールド機構を用いて密封した。
【００１１】
電気炉内にアルゴンガスを、電気炉上部に１０リットル／分、中央部に１リットル／分、下部に１０リットル／分の流量で流し、合成石英管内を電気炉内で２，０５０℃に加熱して上部ダミーロッドを合成石英管に溶着後、加熱源である電気炉を下方に１５ｍｍ／分の速度で駆動して、合成石英管内を１３．３×１０3Ｐａに減圧しながら、合成石英管の上端部から順次コラップスを行なうと同時に、上部チャックを０．７ｍｍ／分の微速で上方へ移動し、合成石英管を引き伸ばしながらコラップスを行なった。
【００１２】
このようにして３本のプリフォームを作製し、それぞれプリフォームの長さ方向に沿って偏芯率（％）を測定した。この結果を図２のグラフにおいて曲線１，２，３で示した。なお、縦軸は偏芯率（％）、横軸は合成石英管の上端からの距離（ｍｍ）を示している。グラフから明らかなように、実施例の曲線１〜３は、いずれも偏芯率が０．３％以下であり、従来のものに比べて激減している。
【００１３】
（比較例１）
上部チャックを引き上げずに合成石英管を固定した状態で行なった以外は、実施例１と同じ装置、同サイズの合成石英管、コアロッドを用い、かつ実施例１と同じ条件で、電気炉を下方に１５ｍｍ／分の速度で駆動して、合成石英管内を１３．３×１０3Ｐａに減圧しながら、合成石英管の上端部から順次コラップスを行なった。
【００１４】
このようにして３本のプリフォームを作製し、それぞれ偏芯率（％）を測定した。この結果を図２のグラフにおいて曲線４，５，６で示した。グラフから明らかなように、いずれも偏芯率は０．５％以上（なかには０．７％以上）で大きかった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上記構成からなり、本発明で得られたプリフォームは、偏芯率が極めて小さく、再現性にも優れ、従来、０．７％以上あったプリフォームの偏芯率を０．３％以下とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 合成石英管とコアロッドとを溶着してコラップスする様子を示す概略縦断面図である。
【図２】 プリフォームのコアロッドの偏芯率を比較するグラフである。
【符号の説明】
１ 合成石英管
２ コアロッド
３ コアロッド支持管
４ 上部ダミーロッド
５ 下部ダミー管
６ 下部チャック
７ 真空ポンプ
８ 上部チャック
９ 駆動モータ
１０ 電気炉
１１ 電気炉移動モータ
Claims (1)
- コアロッドに合成石英管をかぶせてコラップスするプリフォームの製造工程において、合成石英管を加熱し移動させつつ合成石英管内を減圧し、コアロッド上に合成石英管を溶着させてコラップスすると同時に、合成石英管を引き伸ばす際の合成石英管の移動速度Ｖ 2 （ｍｍ／分）と加熱源の移動速度Ｖ 1 （ｍｍ／分）との移動速度比Ｖ 2 ／Ｖ 1 を、０．０３以上０．１以下として合成石英管を引き伸ばすことにより、コラップス後のコアロッドの偏芯を抑制することを特徴とする光ファイバ用プリフォームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000107727A JP3838850B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 光ファイバー用プリフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000107727A JP3838850B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 光ファイバー用プリフォームの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001294439A JP2001294439A (ja) | 2001-10-23 |
| JP3838850B2 true JP3838850B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=18620678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000107727A Expired - Fee Related JP3838850B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 光ファイバー用プリフォームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| WO2004035494A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバ母材、光ファイバ、光ファイバ母材の製造装置 |
| EP3683195A1 (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-22 | Heraeus Quartz North America LLC | Automated large outside diameter preform tipping process |
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2000
- 2000-04-10 JP JP2000107727A patent/JP3838850B2/ja not_active Expired - Fee Related
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