JP6707558B2 - スペーサーを有する外側クラッドチューブの中にコアロッドを挿入する方法 - Google Patents

Description

本発明は一般に、細長いガラス部品の製造に関し、特に、１つ以上の石英ガラスクラッドチューブに囲まれたコアロッドまたはチューブを含む配置での、石英ガラスから作製されるガラス部品の製造方法に関する。

光ファイバーは、２つの場所の間で、最小の散乱と減衰で光を伝送することができる導波管である。ファイバーオプティクスと呼ばれることもある光ファイバーは有名であり、例えば照明、通信、情報伝達及びセンサーに用いられている。光ファイバーは通常可撓性であり非常に薄く、透明なコアを１つ以上の透明なクラッド層が取り囲んでいる。コア及びクラッド層は、（例えばシリカ、フッ化物、ホスフェート等から作製される）高品質ガラス等のガラス質材料から作製されている。通常、コア材は、周囲のクラッド層（１つまたは複数）の材料の屈折率よりも大きい屈折率を有する。これらの条件により、ファイバーを通過する光信号の内側における全反射が可能となり、効率的な導波管が得られる。

光ファイバーは通常、ファイバー延伸塔を使用して、加熱したプリフォームからファイバーを延伸することにより製造される。かかる塔は通常、垂直方向になっており、また、プリフォームを保持して、塔の頂部に、末端部を最初に誘導するガイド、並びに制御された形でプリフォームを加熱するための高温炉、及び、制御された張力をプリフォームの先端に加えることにより、溶融材料のファイバーを形成する装置を有する。ファイバーは通常、プリフォームから延伸される際に冷却されて固化され、微細で連続した光ファイバーをもたらす。

光ファイバー用の中間生成物（プリフォーム、または単なる固体シリンダー）の形態、あるいはまた、光ファイバーの形態である、直接的な最終生成物そのものの形態のいずれかの光学部品は、コアロッドと、コアロッドを取り囲むクラッドチューブを含む配置をコラップスして延伸することにより製造される。いくつかの場合において、複数のクラッドチューブを使用してよい。本プロセスは通常、ロッドインチューブ法（ＲＩＴ）またはロッドインシリンダー法（ＲＩＣ）と呼ばれる。

本方法では、コアロッドは、垂直に配置されたクラッドチューブの中に配置される。いくつかの場合において、コアロッドは、クラッドチューブの底部に挿入された支持ロッドによって底部において支持されてもよい。別の場合において、コアロッドは、クラッドチューブの収縮底部部分に配置された保持リングまたはディスクにより支持されてよい。保持リングまたはディスクは、クラッドチューブの内径よりも小さく、収縮部分の内径よりも大きい外径を有するため、保持リングは収縮部分の領域の上で停止する。コアロッドの外径とクラッドチューブの内径の間にある空隙はコアロッドの片端で密閉され、コアロッドの他端から前記空隙に真空が適用される。次に、真空を維持しながらクラッドチューブとコアロッドが加熱され、クラッドチューブのコアロッドの周りでのコラップスがもたらされる。別のプロセスにおいては、クラッドチューブとコアロッドは、コアロッドとクラッドチューブとの間の空隙に真空が適用される前に加熱されてよい。

上記方法の１つの欠点は、外側クラッドチューブを加熱する間に、コアロッドがその自重によって下に引っ張られ、変形によって、一貫性のないコアロッドの外径、コアロッドがクラッドチューブ内で、その意図する位置から抜け落ちること、または両方がもたらされることである。一貫性のないコアロッドの外径、またはコアロッドが正しい位置にないことにより、ガラス部品の「ｂ／ａ比」（即ち、ガラス部品の所与の断面におけるコアロッドの直径に対する、クラッドチューブの直径の比）の変化がもたらされる可能性がある。光ファイバー等のいくつかの用途においては、所望のｂ／ａ比からの僅かなずれさえも許容することができない。極端な場合では、重量が関係するコアロッドの変形は、コアロッドの破壊さえももたらす可能性がある。コアロッドの長さが増加するにつれて、コアロッドの変形はますます問題となる。コアロッドの外径とクラッドチューブの内径との間の空隙に負圧を印加することで、コアロッド上で作用する重力の影響を弱めることができるものの、特に、大気圧が外から加えられる場合に、前記空隙とクラッドチューブの外側との間に最大の圧力差が生じる。

重量が関係する変形を防止するための典型的な解決策としては、２つのコアロッドセグメントを使用することが挙げられ、ここでは、上述した支持ロッドまたは保持リングによって底部セグメントが支持され、底部セグメントの上の箇所で、頂部セグメントが支持される。例えば、米国特許第８，１６１，７７２号では、クラッドチューブは、内径が小さくなったネック部分を含む。頂部コアロッドセグメントは続いてネック部分によって、ネック部分により直接、または、ネック部分により支持されるスペーサーディスクによってのいずれかで支持される。しかし、異なる直径のコアロッド；コアロッドもしくはクラッドチューブの熱間加工、溶接、もしくはマシニング；または両方を必要とするため、かかる方法は一般的に望ましくない。特定の直径のコアロッドを必要とすることで、本方法で製造することができる可能な構造は少なくなる一方、熱間加工、溶接、またはマシニングによりコストが増加する可能性があり、前記部品に、品質または信頼性を低下させる可能性があるストレスを引き起こす。

発明の概要
一実施形態では、ガラス部品は、ガラススペーサーを、溝掘り領域により第１の内孔と分離された第２の内孔もまた含む外側クラッドチューブの第１の内孔に挿入することにより製造される。溝掘り領域の各部分は、第２の内孔の高さよりも大きい、縦軸に対して垂直に測定された高さを有する。スペーサーは、第２の内孔の高さよりも大きく、溝掘り領域の底部の最深点と、溝掘り領域の頂部と第１の内孔との交点の間の最大距離よりも小さい、縦軸に平行に測定した長さを有する。第１のコアロッドは次に第１の内孔に挿入され、スペーサーが溝掘りセクションの中に移動し、これにより、スペーサーが溝掘り領域内で回転する。クラッドチューブが回転して垂直方向となる際に、スペーサーは第２の内孔に入らなくなり、第１のコアロッドはスペーサーによって支持される。

実施形態は更に、縦軸を有する外側クラッドチューブを有するガラス部品、溝掘り領域により分離された第１の内孔と第２の内孔とを有する外側クラッドチューブ；及び、溝掘り領域内に配置されたスペーサーを含む。第２の内孔は、縦軸に対して垂直に測定された高さを有し、溝掘り領域の各部分は、第２の内孔の高さよりも大きい高さを有する。スペーサーは、スペーサーが溝掘り領域に適合し得るが、通過して第２の内孔には入らないように、第２の内孔の高さよりも大きく、溝掘り領域の高さよりも小さい、縦軸に対して垂直に測定された長さを有する。ガラス部品は更に、スペーサーによって支持される第１の内孔の中にコアロッドを含む。

本発明は、添付図面と組み合わせて読む際に、以下の詳細の説明により最も良く理解される。一般的な方法に従うと、図面の種々の特徴は縮尺通りでないことが強調される。これに対して、種々の特徴の寸法は、明確性のために適宜拡大または縮小される。図面には、以下の図が含まれる。

例示的実施形態に従った、溝掘り領域を含むクラッドチューブの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、スペーサーをクラッドチューブに挿入する断面図である。 別の例示的実施形態に従った、溝掘り領域からはスペーサーの反対側において、第１のコアロッドをクラッドチューブの中に挿入し、スペーサーが溝掘り領域の中で回転し始めるまで、スペーサーを溝掘り領域に向けて移動させることについての断面図である。 別の例示的実施形態に従った、コアロッドにより押されて、溝掘り領域の遠端にて垂直位置となっているスペーサーの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、垂直方向に配向したクラッドチューブ、スペーサー、及びコアロッドの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、第１のコアロッド及びスペーサーの下のクラッドチューブに挿入された第２のコアロッドの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、スペーサーの側面図である。 別の例示的実施形態に従った、図２Ａのスペーサーの平面図である。 別の例示的実施形態に従った、水平方向の溝掘り領域を含むクラッドチューブの中に挿入されたスペーサー、ガイドディスク、及びガイドロッドの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、溝掘り領域に回転して入るスペーサーの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、ガイドロッドが溝掘り領域の底部に落ちる間に、移動して垂直位置となるスペーサーの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、溝掘り領域の遠端において、コアロッドによって押されて垂直位置となっているスペーサーの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、垂直方向に配向したクラッドチューブ、スペーサー、ガイドディスク、ガイドロッド、及びコアロッドの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、第１のコアロッドの下のクラッドチューブの中に挿入された第２のコアロッド、ガイドロッド、ガイドディスク、及びスペーサーの断面図である。 別の例示的実施形態に従った、外側クラッドチューブ、外側クラッドチューブの溝掘り領域内のスペーサー、スペーサー上に存在する第１の内側クラッドチューブ及び第１のコアロッド、並びに、スペーサーの下にある第２の内側クラッドチューブ及び第２のコアロッドを含むガラス部品の断面図である。

本発明の実施形態は、クラッドチューブ内でコアロッドを支持するためのスペーサーを使用した、ガラス部品の製造方法を含む。スペーサーは、水平位置でクラッドチューブの内孔に嵌合し、内孔の溝掘り領域内で回転して垂直位置となるようなサイズである。回転して垂直位置となると、スペーサーが溝掘り領域を遮断し、クラッドチューブの内孔に挿入されたコアロッドがスペーサーにより支持される。本方法の例示的実施形態をここで、図１Ａ〜１Ｆ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ〜３Ｆ、及び４と共に記載する。

図１Ａを参照すると、縦軸Ｘを有するクラッドチューブ１１０を提供する。本明細書で使用する場合、図１Ａの座標系により示されるように、「長さ」は縦軸Ｘに平行に測定され、「高さ」は、縦軸Ｘに垂直に測定され、図の平面に平行であり、「幅」は、縦軸Ｘと図の平面の両方に垂直に測定される。「頂部」「底部」「左」及び「右」等の用語は、関係する図の方向を指す。本明細書に記載する方法の特定の工程において、クラッドチューブ１１０は回転して異なる方向となる。しかし、高さ、幅及び長さは、上述したように依然として、縦軸Ｘに対して説明される。

クラッドチューブ１１０は、第１の内孔１１６と第２の内孔１１８を分離する溝掘り領域１１４を含む。第１の孔１１６は、溝掘り領域１１４に隣接する高さＤ_１を有する。第２の孔１１６は、溝掘り領域１１４に隣接する高さＤ_２を有する。いくつかの実施形態では、Ｄ_１とＤ_２は等しい。別の実施形態では、Ｄ_１とＤ_２は等しくない。この記述から、Ｄ_１とＤ_２は独立して選択されてよいことが明らかとなろう。溝掘り領域１１４の高さが常にＤ_１及びＤ_２よりも大きければ、溝掘り領域１１４は一定、または変化する高さを有してよい。図１Ａに示すように、溝掘り領域１１４の頂部及び底部はそれぞれ、断面が三角形の形状を有する。別の実施形態では、溝掘り領域１１４は、多角形、正方形、または円形を含むがこれらに限定されない、任意の他の好適な断面形状を有してよい。

通常、第１の孔１１６と第２の孔１１８の高さは一定である。しかし、第１の孔１１６と第２の孔１１８の高さは、孔の長さに従って変化してよい。第１の孔１１６と第２の孔１１８もまた、通常は円形であり、この場合、高さＤ_１とＤ_２は、孔の直径（即ち、クラッドチューブの内径）に等しい。実施形態は任意の特定の寸法に限定されないが、高さＤ_１及びＤ_２は通常、およそ数十〜数百ミリメートルの範囲で変動し、クラッドチューブ１１０は最大数百ミリメートルの外径を有し得るが、この範囲に限定されない。例えば、クラッドチューブ１１０が光ファイバープリフォームの一部を形成する場合、いくつかの実施形態では、クラッドチューブ１１０は、最大１１０ｍｍの外径を有し得る。他の実施形態では、１３５ｍｍ〜２１０ｍｍ、あるいはそれ以上の外径が望ましい場合がある。実施形態は任意の特定の寸法に限定されないことが理解されよう。すなわち、クラッドチューブ１１０は、任意の外径を有してよい。

図１Ｂを参照すると、スペーサー１２０は第１の内孔１１６に挿入される一方、クラッドチューブ１１０は非垂直方向となる。更に詳細に説明するとおり、「非垂直方向」とは、重力の力が、スペーサー１２０を、第２の内孔１１８を通過させるよりも、溝掘り領域１１４内で回転させるのに十分となる任意の方向である。例示的実施形態において、クラッドチューブ１１０は略水平位置であってよい。スペーサー１２０は第１の内孔１１６内で、水平方向（即ち、縦軸Ｘに平行）に配置される。スペーサー１２０は最大長Ｌを有する。スペーサー１２０は長さが均一でなくてもよい。例えば、図１Ａに示すように、スペーサー１２０は断面が台形である。したがって、スペーサー１２０の長さＬは、台形の底辺の長さに等しい。スペーサー１２０の長さＬは高さＤ_１及びＤ_２よりも大きいが、（図１Ａの水平方向における）溝掘り領域１１４の底部の最深点と、溝掘り領域１１４の頂部の最近縁（即ち、溝掘り領域１１４と第１の内孔１１６との交差部）との間の距離に等しい距離ｂよりも小さい。スペーサー１２０の他の寸法を、図２Ａ〜２Ｂと共に、以下で更に詳細に論じる。

次の図１Ｃを参照すると、スペーサー１２０が溝掘り領域１１４の中に移動される。一実施形態では、重力がスペーサー１２０を溝掘り領域１１４に向けて引っ張るように、クラッドチューブ１１０を回転させることにより、スペーサー１２０が溝掘り領域１１４の中に移動する。好ましい実施形態では、スペーサー１２０が第１のコアロッド１３０と溝掘り領域１１４との間にあるように、第１のコアロッド１３０が第１の内孔１１６の中に挿入される。次に、第１のコアロッド１３０を第１の内孔１１６の中に更に挿入し、スペーサー１２０を溝掘り領域１１４に向けて押す。図１Ｂは１つのコアロッド１３０のみを示すものの、他の実施形態において、複数のコアロッドが第１の内孔１１６の中に挿入されてもよいことが理解されよう。例えば、複数のコアロッドを平行に挿入して、複数コアのガラス部品を形成することができる。別の実施例において、複数のコアロッドを順々に挿入し、より大きな長さの１つのコアロッドを必要とすることを避けることができる。十分な部分のスペーサー１２０が溝掘り領域１１４の近縁を通過すると、図１Ｃに示すように、スペーサー１２０は重力の力によって、回転した位置に傾く。上で説明したとおり、クラッドチューブ１１０は、重力がスペーサー１２０を、溝掘り領域１１４を通過して第２の内孔１１８まで単に滑走するのではなく、これを回転させるように十分に水平でなくてはならない。

次の図１Ｄを参照すると、スペーサー１２０が回転した位置となると、第１のコアロッド１３０は、スペーサー１２０を、溝掘り領域１１４の遠端（即ち、第１のコアロッド１３０が挿入される端に対して溝掘り領域１１４の反対端）へと押し続け、垂直位置となる（即ち、元々クラッドチューブ１１０の縦軸Ｘに平行であったスペーサーの長さＬがここで縦軸に対して垂直となる）。スペーサー１２０の長さＬは距離ｂよりも小さいため、スペーサー１２０は溝掘り領域１１４内で回転し、垂直位置で溝掘り領域１１４に適合することができる。もしスペーサー１２０の長さＬが距離ｂより大きければ、スペーサー１２０は完全に回転して、回転した位置となることができない。スペーサー１２０の長さＬが第２の内孔１１８の高さＤ２よりも大きいため、回転した位置となると、スペーサー１２０は溝掘り領域１１４を遮断し、第１のコアロッド１３０が溝掘り領域１１４を通過しないようにする。スペーサー１２０は、スペーサー１２０の長さＬがクラッドチューブ１１０の縦軸Ｘに対して完全に垂直となる位置まで回転する必要はなく、垂直位置で第２の内孔１１８を通り抜けないのに十分な垂直位置までのみ回転すればよいことが理解されよう。図１Ｃに示した実施形態を含むいくつかの実施形態では、スペーサー１２０と溝掘り領域１１４との適合性を改善するために、スペーサー１２０の先端（即ち、スペーサー１２０が回転した位置となった後の、第１のコアロッド１３０の反対側の端）が、溝掘り領域１１４の輪郭に適合する形状となっている。しかし、いくつかの実施形態では、スペーサー１２０の形状は、溝掘り領域１１４の形状に一致しなくてもよい。

次の図１Ｅを参照すると、スペーサー１２０が垂直位置となると、スペーサー１２０及び第１のコアロッド１３０と共に、クラッドチューブ１１０は回転して垂直方向となる。代替的実施形態において、スペーサー１２０が垂直位置までではないが、上述の回転した位置となると、クラッドチューブ１１０は移動して垂直方向となってよい。クラッドチューブ１１０が垂直方向となると、重力により、スペーサー１２０が垂直位置（即ち、縦軸Ｘに対して垂直）に移動する。

クラッドチューブ１１０が垂直方向となると、コアロッド１３０がスペーサー１２０により支持され、スペーサー１２０の寸法及び形状、並びに溝掘り領域１１４の寸法及び形状のために、溝掘り領域１１４を通過しなくなるように、第１のコアロッド１３０の重量がスペーサー１２０を下に押す。図１Ｆに示すように、第２のコアロッド１４０を第２の内孔１１８に挿入する。第２のコアロッド１４０は、クラッドチューブ１１０が回転して垂直方向となる前または後のいずれかで挿入されてよい。第２のコアロッド１４０はまた、第２の内孔１１８に隣接するクラッドチューブ１１０の端を通して、クラッドチューブ１１０の第２の内孔１１８の中に挿入してもよいし、または、溝掘り領域１１４にスペーサー１２０を配置する前に、溝掘り領域１１４を通して挿入してもよい。第１のコアロッド１３０と同様に、第２のコアロッド１４０は、平行に、順々に、またはこれらの両方で配置された２つ以上のコアロッドセグメントからなってよい。挿入されると、第２のコアロッド１４０は、例えば上述した保持リングまたは支持ロッド（図示せず）を用いた任意の好適な方法により支持されてよい。第１のコアロッド１３０と第２のコアロッド１４０の両方が適切な位置となると、内孔１１２に真空を適用してよく、クラッドチューブ１１０を加熱し、第１のコアロッド１３０と第２のコアロッド１４０の周りのクラッドチューブ１１０をコラップスさせる。第１のコアロッド１３０はスペーサー１２０により支持され、第２のコアロッドはクラッドチューブ１１０の底部で支持されているため、コアロッドの重量はクラッドチューブ１１０の縦軸に沿って一層均一に分布し、これにより、重量が関係する変形のリスクが低下する、あるいは、コアロッドのクラッドチューブからの抜け落ちが減少する。コアロッド破壊のリスク、または所与の長さにおけるｂ／ａ比の変形の低下に加えて、上述の方法は、より長いガラス部品を製造可能とする。上述の方法はまた、第１のコアロッド１３０を支持するために、第１のコアロッド１３０が第２の内孔１１８または第２のコアロッド１４０と接触する必要がないため、コアロッドの寸法、並びに、第１の内孔１１６と第２の内孔１１８との高さ直径Ｄ_１及びＤ_２がそれぞれ、互いに独立して選択されることも可能にする。

図２Ａ〜２Ｂは、上述の方法で使用したスペーサー１２０の、それぞれ側面図と平面図を示す。上述の長さＬを有することに加えて、スペーサー１２０は、図２Ａ〜２Ｂに示す高さＨと幅Ｗもまた有する。Ｌ、Ｈ、及びＷは、図１Ａに関して上述したように規定される（即ち、長さは縦軸Ｘに平行に測定され、高さと幅は、縦軸Ｘに垂直に測定される）。スペーサー１２０の高さＨは、曲げ応力によるスペーサー１２０の破壊が行われずに第１のコアロッド１３０の重量を支持するのに十分である。一例示的実施形態では、スペーサー１２０の許容可能な最小の高さを、以下の式：
Ｈ＝ｓｑｒｔ［（Ｆ^＊Ｌ^＊１．５）／（Ｗ^＊σ_ｂ）］
により測定してよい。式中、Ｆは第１のコアロッド（または複数の第１のコアロッド）１３０の重力であり、Ｌはスペーサー１２０の長さであり、Ｗはスペーサー１２０の幅であり、σ_ｂはスペーサー１２０の材料の最大曲げ応力である。この式は単に例示であり、他の実施形態では、スペーサーの所望の高さＨは他の方法で計算され得る。スペーサー１２０の幅Ｗは、第１の内孔１１６と第２の内孔１１８との幅より小さいのが好ましい。内孔が略円形である場合、内孔の幅は、上述のとおりＤ_１及びＤ_２に等しい。幅Ｗが内孔の幅よりも小さいため、クラッドチューブのコラップスプロセス中に加えられる真空はスペーサー１２０の周囲を通過し、クラッドチューブ１１０の長さ全体にわたって均一に真空が適用される。

図２Ｂに示す実施形態等のいくつかの実施形態では、スペーサー１２０は非対称的に重みがかかり、（図１Ｃと共に、更に詳細に上述したように）スペーサー１２０を一層容易に傾斜させて垂直位置にすることができる。例えば、図２Ｂのように、スペーサー１２０は、後半分（即ち、スペーサーがクラッドチューブ１１０の中に挿入される際に下を向く半分）が、前半分よりも重量が軽くなるように、スペーサー１２０の長さの中心から偏って穴１２２を含んでよい。したがって、スペーサーの質量中心が前半分（即ち、より重い半分）に移動し、スペーサー１２０が溝掘り領域１１４に一層容易に傾斜する。別の実施形態では、スペーサー１２０の重量は、より薄い後半分、スペーサーを完全に貫通しない穴、前半分に加えられた追加の重量等の任意の他のデザインにより、非対称となってもよい。別の実施形態では、スペーサー１２０の重量は対称であってよい。

例示的実施形態において、クラッドチューブ１１０、スペーサー１２０、第１のコアロッド１３０、及び第２のコアロッド１４０は全て、内側蒸着、外側蒸着及び気相軸付け法を含む、１種以上の化学蒸着（ＣＶＤ）等に限定されない任意の好適なプロセスにより形成される高純度の石英ガラスから作製されてよい。いくつかの実施形態では、スペーサー１２０は、コストを軽減するために低品質の犠牲材料から作製されてもよい。スペーサー１２０は、スペーサー１２０がチューブのコラップスまたはプリフォームの延伸プロセスを妨げないように、コアロッド１３０、１４０と同様の熱的特性（例えば溶融温度）を有するのが好ましい。

次の図３Ａ〜３Ｆを参照すると、別の実施形態において、上記方法は、溝掘り領域１１４内にスペーサー１２０を配置するための、追加のスペーサー要素の使用を更に含んでもよい。図３Ａに示すように、スペーサー１２０は上述のように、クラッドチューブ１１０内に配置される。しかし本実施形態では、ガイドディスク１２４とガイドロッド１２６がスペーサー１２０と第１のコアロッド１３０との間に配置され、ガイドディスク１２４はスペーサー１２０に隣接し、ガイドロッド１２６は第１のコアロッド１３０に隣接する。例示的実施形態において、ガイドディスク１２４はガイドロッド１３０に対して初めは略垂直であるか、あるいは角度がついている。ガイドディスク１２４は、第１の内孔１１６のＤ_１である任意の高さを有してよい。ガイドロッド１２６の直径は、以下でより詳細に記載するように、溝掘り領域１１４内でなお適合するだけの大きさであってよい。

図３Ｂに示すように、第１のコアロッド１３０は次に、スペーサー１２０、ガイドディスク１２４、及びガイドロッド１２６を溝掘り領域１１４の方に押す。スペーサー１２０が溝掘り領域１１４に到達すると、スペーサー１２０の前部が、溝掘り領域１１４の中に傾斜し始める。結果として、スペーサー１２０の後部がガイドディスク１２４と、より高い地点で接触し、ガイドディスク１２４が後ろ向きに傾斜し、角度のついた位置となるようにする。ガイドロッド１２６によって、ガイドディスク１２４が、スペーサー１２０と第１のコアロッド１３０との間で角度のついた位置を維持する。第１のコアロッド１３０がクラッドチューブ１１０の中に更に挿入されると、ガイドディスク１２４はスペーサー１２０を、更に溝掘り領域１１４の中に押す。ガイドディスク１２４の角度によって、スペーサー１２０はより容易に回転して、より垂直位置となることが可能であり、これによって、スペーサー１２０が溝掘り領域１１４内で不適切に配置される可能性が低下し、また、スペーサー１２０の欠落や破壊を防止する。

図３Ｃに示すように、スペーサー１２０が垂直位置となり、第１のコアロッド１３０がガイドディスク１２４とガイドロッド１２６を押して溝掘り領域１１４に入れると、ガイドロッド１２６は、ガイドディスク１２４の下の溝掘り領域１１４の底部に落ちる。結果的に、ガイドロッド１２６はガイドディスク１２４と第１のコアロッド１３０との間にもはや存在せず、ガイドディスク１２４と第１のコアロッド１３０との間には固くて平らな境界面が存在することができる。この界面は、第１のコアロッド１３０の、クラッドチューブ１１０内の意図した位置からの意図しない移動を避けることを促進する。

次の図３Ｄを参照すると、スペーサー１２０が垂直位置となると、第１のコアロッド１３０は、スペーサー１２０とガイドディスク１２４を溝掘り領域１１４の遠端（即ち、第１のコアロッド１３０が挿入される端に対して、溝掘り領域１１４の反対端）まで押し続ける。上で説明したとおり、スペーサー１２０の長さは第２の内孔１１８の高さＤ_２よりも大きいため、スペーサー１２０は、垂直位置となると溝掘り領域１１４を遮断し、第１のコアロッド１３０が溝掘り領域１１４を通過しないようにする。上でまた説明したとおり、ガイドロッド１２６が下の溝掘り領域１１４に落ちるため、ガイドディスク１２４はスペーサー１２０と第１のコアロッド１３０との間に直接存在し、図３Ｅに示すように、クラッドチューブ１１０が回転して垂直方向となった際に安定した境界面を形成する。第２のコアロッド１４０は次に、クラッドチューブ１１０の中に挿入されてよく、クラッドチューブ１１０は上述のように前進してよい。上で説明したとおり、第２のコアロッド１４０が第１のコアロッド１３０の前または後に挿入されてよく、スペーサー１２０は、クラッドチューブ１１０のいずれかの末端を通してクラッドチューブ１１０の中に挿入される。

次の図４を参照すると、上述の方法を利用して、複数のクラッドチューブに取り囲まれた内側コアロッド、並びに、本明細書にて具体的に開示しない、コアロッド及びクラッドチューブの他の構成を含むガラス部品を製造してもまたよいことが理解されよう。図４に示すように、例示的な多層ガラス部品４００は、上部内側クラッドチューブ４２２に囲まれた上部コアロッド４１２、及び、下部内側クラッドチューブ４２４に囲まれた下部コアロッド４１４を含む。図４では１つの内側クラッドチューブしか示していないが、別の実施形態は、２つ以上の内側クラッドチューブを含んでもよい。上部コアロッド４１２と上部内側クラッドチューブ４２２は、上部コアロッド４１２、上部内側クラッドチューブ４２２、下部コアロッド４１４、及び下部内側クラッドチューブ４２４を取り囲む外側クラッドチューブ４４０の溝掘り領域４４２にあるスペーサー４３０によって下部コアロッド４１４と下部内側クラッドチューブ４２４から分離されている。上で説明したとおり、上部コアロッド４１２及び上部内側クラッドチューブ４２２の重量は、ガラス部品４００が垂直位置となっている場合にスペーサー４２０の上にあり、ガラス部品４００の下からコアロッドと内側クラッドチューブの総重量を支える必要性がなくなる。したがって、コアロッドと内側クラッドチューブの重量は外側クラッドチューブ全体にとり均一に分布し、これにより、重量が関係する変形のリスクが低下する、あるいはコアロッドの位置からの抜け落ちが減少する。コアロッド破壊のリスク、または所与の長さにおけるｂ／ａ比の変形の低下に加えて、上述の方法は、より長いガラス部品を製造可能とする。

上述の方法により製造したガラス部品は、光ファイバーの形態の最終製品であってよく、あるいは、プリフォームの形態の中間製品であってよい。

本発明の好ましい実施形態の前述の記載は、特許請求の範囲により規定される本発明を限定するものではなく、例示として考えられなければならない。速やかに理解されるように、上述の特徴の多数の変化及び組み合わせを、特許請求の範囲で記載する本発明を逸脱することなく利用することができる。かかる変化は本発明の趣旨及び範囲を逸脱するものとしてはみなされず、かかる変化は全て、以下の特許請求の範囲の範囲内に含まれると考えられる。

Claims (18)

1. ガラス部品の製造方法であって、該方法が、
   縦軸を有する外側クラッドチューブを提供することであって、該外側クラッドチューブは、断面が三角形の形状を有する溝掘り領域により分離された第１の内孔と第２の内孔とを有し、該第２の内孔は、前記縦軸に対して垂直に測定された第１の高さを有し、前記溝掘り領域の各部分は、前記第１の高さよりも大きい前記縦軸に対して垂直に測定した高さを有する、前記外側クラッドチューブを提供することと、
   前記第１の内孔の中にスペーサーを挿入することであって、該スペーサーは、前記第１の高さよりも大きく、前記溝掘り領域の底部の最深点と、前記溝掘り領域の頂部と前記第１の内孔との交点との最大の距離よりも小さい、縦軸に対して平行に測定した長さを有する、前記スペーサーを挿入することと、
   第１のコアロッドを前記第１の内孔の中に挿入することと、
   前記スペーサーを前記溝掘り領域の中に移動させることによって、前記スペーサーを前記溝掘り領域の中で回転させることと、
   前記クラッドチューブを回転させて垂直方向にすることによって、前記スペーサーが第２の内孔の中に入らないようにし、前記第１のコアロッドが前記スペーサーにより支持されることと、
   を含み、且つ
   前記スペーサーは、前記スペーサーが回転して垂直位置となる際に、前記第２の内孔に隣接する先端を有し、前記スペーサーの前記先端は、前記溝掘り領域に適合する形状となっている、
   前記方法。
2. 第２のコアロッドを前記第２の内孔の中に挿入することと、
   前記クラッドチューブを加熱することによって、前記クラッドチューブが前記第１のコアロッドと前記第２のコアロッドの周りでコラップスすることと、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のコアロッドは、前記第２のコアロッドの外径に等しい外径を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記スペーサーは、前記スペーサーの長さよりも小さい幅を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記スペーサーは、前記第１のコアロッドによって前記スペーサーに加えられる曲げ応力によって破壊されることなく、前記第１のコアロッドの重量を支持するのに十分な高さを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記スペーサーは、より重い末端とより軽い末端を有して非対称的に重みがかかり、前記スペーサーは前記第１の内孔の中に配置され、前記より重い末端が前記溝掘り領域の最も近くに存在する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記スペーサーは、前記より軽い末端に穴を含む、請求項６に記載の方法。
8. 内側クラッドチューブを、前記コアロッドを取り囲む前記第１の内孔の中に挿入することより、前記外側クラッドチューブが回転して前記垂直方向となる際に、前記内側クラッドチューブが前記スペーサーによって支持されることを更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. ガイド要素を、前記スペーサーと前記第１のコアロッドとの間の前記第１の内孔の中に挿入することを更に含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ガイド要素はディスクを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記ガイド要素は、前記ディスクと前記第１のコアロッドとの間にロッドを更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ロッドの寸法は、前記溝掘り領域の底部の中に適合するようになっている、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ディスクは、前記第１の内孔の高さよりも小さい直径を有する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記スペーサーは断面が台形である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 縦軸を有する外側クラッドチューブであって、該外側クラッドチューブは、断面が三角形の形状を有する溝掘り領域により分離された第１の内孔と第２の内孔とを有し、前記第２の内孔は、前記縦軸に対して垂直に測定した高さを有し、前記溝掘り領域の各部分は、前記第２の内孔の高さよりも大きい高さを有する、前記外側クラッドチューブと、
    前記溝掘り領域内に配置されたスペーサーであって、該スペーサーは、前記縦軸に対して垂直に測定した長さを有し、前記スペーサーの前記長さは、前記スペーサーが、前記溝掘り領域内で適合するが、前記第２の内孔に入らないように、前記第２の内孔の高さよりも大きく、前記溝掘り領域の前記高さよりも小さい、前記スペーサーと、
    前記スペーサーにより支持された、前記第１の内孔の中の第１のコアロッドと、
    を含み、且つ
    前記スペーサーは、前記第２の内孔に隣接する先端を有し、前記スペーサーの前記先端は、前記溝掘り領域に適合する形状となっている、
    ガラス部品。
16. 前記スペーサーは、前記縦軸に対して垂直に、そして、前記スペーサーの前記長さに対して垂直に測定した幅を有し、前記スペーサーの前記幅は、前記スペーサーの前記長さよりも小さい、請求項１５に記載のガラス部品。
17. 前記スペーサーは、前記第１のコアロッドによって前記スペーサーに加えられる曲げ応力によって破壊されることなく、前記第１のコアロッドの重量を支持するのに十分な、前記縦軸に対して平行に測定した高さを有する、請求項１５または１６のいずれか一項に記載のガラス部品。
18. 前記スペーサーに隣接するが、前記スペーサーにより支持はされていない前記第２の内孔の中の第２のコアロッドを更に含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のガラス部品。

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